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JP4127420B2 - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

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JP4127420B2
JP4127420B2 JP02780298A JP2780298A JP4127420B2 JP 4127420 B2 JP4127420 B2 JP 4127420B2 JP 02780298 A JP02780298 A JP 02780298A JP 2780298 A JP2780298 A JP 2780298A JP 4127420 B2 JP4127420 B2 JP 4127420B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体集積回路装置に関し、クロック信号のエッジに対応したタイミング信号を形成するタイミング発生回路を備えた1チップマイクロコンピュータ等に利用して有効な技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
メモリやディジタル集積回路では、基本になるクロック信号を遅延させて、内部回路が動作に必要なタイミング信号を形成している。半導体集積回路装置に形成される遅延回路にはインバータ回路が用いられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記インバータ回路を用いた遅延回路では、電源電圧の変動に対応して遅延時間が変化する。つまり、半導体集積回路装置を用いたディジタル回路の電源電圧は、一般に±10%程度の電圧変動を許容するものであり、このような電圧変動に対応して上記遅延時間も変動してしまう。タイミング発生回路では、上記電源電圧の変動を考慮したワーストケースを考慮してタイミング設計を行うものであるので高速動作が妨げられるという問題が生じる。
【0004】
この発明の目的は、低消費電力で安定した動作を実現するタイミング発生回路を備えた半導体集積回路装置を提供する。この発明の他の目的は、回路の簡素化を図りつつ、安定した動作を実現するタイミング発生回路を備えた半導体集積回路装置を提供する。この発明の更に他の目的は、論理機能付レベル変換回路を備えた半導体集積回路装置を提供する。この発明の更に他の目的は、安定した動作を実現しつつ簡単な構成で動作検証を実現したタイミング発生回路を備えた半導体集積回路装置を提供する。この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。すなわち、外部端子から供給される電源電圧と無関係にされた定電圧で動作させられる遅延回路を組み合わせるとともに上記電源電圧に対応したレベルのタイミング信号を発生させて内部回路を制御する。上記タイミング信号を上記遅延信号を受ける論理機能付レベル変換回路で形成する。
【0006】
【発明の実施の形態】
図1には、この発明が適用されるシングルチップのマイクロコンピュータの一実施例のブロック図が示されている。同図の各回路ブロックは、公知の半導体集積回路の製造技術により、単結晶シリコンのような1個の半導体基板上において形成される。
【0007】
この実施例のシングルチップのマイクロコンピュータは、中央処理装置CPU、クロック発生回路CPG、データトランスファコントローラ(データ転送装置)DTC、割り込みコントローラINT、プログラム等が格納されたリード・オンリー・メモリROM、一時記憶等に用いられるランダム・アクセス・メモリRAM、不揮発性が要求されるデータ等の記憶に用いられるFEEROM(フラッシュ・エレクトリカリ・イレーザブル&プログラマブル・リード・オンリー・メモリ)、タイマ(ITU)、シリアルコミュニケーションインターフェイスSCI、A/D(アナログ/ディジタル)変換器、第1ないし第9からなる入出力ポートIOP1〜IOP9の各機能ブロック又は機能モジュールから構成される。
【0008】
上記の各機能ブロック又は機能モジュールは、内部バスによって相互に接続される。内部バスは、アドレスバス、データバスの他、リード信号、ライト信号を伝達するための制御バスを含み、さらにバスサイズ信号(WORD) あるいはシステムクロックなどを含んでよい。上記機能ブロック又は機能モジュールは、内部バスを介して中央処理装置CPU又はデータトランスファコントローラDTCによってリード/ライトされる。特に制限されないが、内部バスのバス幅は16ビットから構成される
【0009】
この実施例のシングルチップのマイクロコンピュータにおいては、特に制限されないが、電源端子として接地電位Vss、電源電圧Vcc、アナログ接地電位AVss、アナログ電源電圧AVcc、アナログ基準電圧Vref 、その他専用制御端子としてリセットRES、スタイバイSTBY、モード制御MD0,MD1、クロック入力EXTAL、XTAL等が設けられる。
【0010】
各入出力ポートは、アドレスバス、データバス、バス制御信号あるいはタイマ、シリアルコミュニケーションインターフェイスSCI、A/D変換器の入出力端子と兼用される。すなわち、タイマ、シリアルコミュニケーションインターフェイスSCI、A/D変換器は、それぞれ入出力信号を有し、入出力ポートと兼用された端子を介して外部と入出力されるものである。
【0011】
タイマのコンペアマッチ信号、オーバーフロー信号、アンダーフロー信号は、起動信号(A/D変換開始トリガ)としてA/D変換器に与えられる。割り込み信号は、A/D変換器、タイマ及びシリアルコミュニケーションインターフェイスSCIが出力し、割り込みコントローラINTがこれを受けて、所定のレジスタなどの指定に基づいて、中央処理装置CPUに割込要求信号を与えるか、データトランスファコントローラDTCに起動要求信号を与えるかを制御する。かかる切り換えは、割り込みコントローラの所定ビットによって行われる。
【0012】
データ転送装置DTCは、(株)日立製作所から発行されている「H8/3003 ハードウェアマニュアル」又は特願平4−137954号に記載されているように、1回の起動によって、複数単位のデータを転送すること、いわゆるブロック転送モードが可能とされる。これらは、ソースアドレスレジスタ、ディスティネーションアドレスレジスタ、ブロックサイズカウンタ、ブロックサイズ保持レジスタ、ブロック転送カウンタを持ち、ブロック単位でのデータ転送を行うことができるようにされる。
【0013】
図2には、上記FEEPROMの一実施例の概略ブロック図が示されている。Xアドレス信号XAは、Xアドレスバッファ(X Add Latch)4に供給され、ここで取り込まれたアドレス信号がラッチされる。Yアドレス信号YAは、Yアドレスバッファ(X Add Counter)5に供給される。特に制限されないが、上記Yアドレスバッファ5は、カウンタを含んでおりクロック信号に同期して最大1ワード線分の記憶情報の読み出しが可能にされる。制御信号入力回路(Control Signal Input) 6は、クロック信号CKMと制御信号により指定される書き込み、読み出し及び一括消去等の動作モードの判定とそれに必要なタイミング信号を発生させる。
【0014】
上記Xアドレスバッファ4に取り込まれたXアドレス信号は、Xデコーダ(X Decoder)2に供給され、ここで解読されてメモリアレイ1の1つのワード線を選択する。特に制限されないが、Xデコーダ2は、書込み動作、消去動作及び読み出し動作のそれぞれにおいて、選択MOSFETのゲートに接続されるメインワード線(SiD)と、記憶トランジスタのコントロールゲートに接続されるワード線(Word Line)及び上記メインワード線(SiD)に対応したソース選択線(SiS) の選択信号を形成する。これらの選択信号の電位は、それぞれのモードに応じて区々であることから、動作モードに対応した電圧の選択/非選択レベルを出力する出力回路を持つものである。これらの動作モードに必要な電圧は、内部電圧発生回路(Internal Voltage) 8により形成される。
【0015】
メモリアレイは、ワード線とデータ線との交点にコントロールゲートとフローティングゲートがスタックド構造にされた記憶トランジスタが設けられる。上記記憶トランジスタのドレインが接続されるデータ線は、上記選択MOSFETを通して主データ線(Global Bit Line)に接続される。特に制限されないが、上記データ線は、上記選択MOSFETを介して複数の記憶トランジスタのドレインに接続される。同様に、これら1つのブロックを構成する記憶トランジスタのソースは選択MOSFETを介して共通ソース線(Common Source Line) に接続される。
【0016】
上記主データ線は、カラムスイッチにより選択されたものがセンスアンプの入力に接続される。後述するようにセンスアンプは、選択されたメモリセルが接続される主データ線に読み出されたハイレベル/ロウレベルを、メモリセルが接続されない非選択の主データ線のプリチャージ電位を基準電圧としてセンスするものである。このセンスアンプの出力にはラッチ回路が設けられて、センス出力はラッチ回路に保持される。
【0017】
カラムスイッチ(Y Gate) 5は、Yアドレスバッファ5により形成されたアドレス信号をデコードして形成された選択信号により2つの主データ線をセンスアンプの入出端子に接続させる。上記選択信号を形成するYデコーダは、上記カラムスイッチ5に含まれる。上記Yアドレスバッファ5は、指定されたアドレス信号を先頭値として取り込み、カウンタによりクロック信号CLMに同期したアドレス信号を生成して連続読み出し動作を行うこともできる。データ端子Dは、複数ビットからなるデータの入力と出力を行うために用いられる。上記制御信号入力回路6に含まれる制御論理回路により解読されて、かかる制御論理回路により動作に必要なタイミング信号や電位設定が行われる。上記制御信号入力回路6には、後述するような遅延回路を用いたタイミング発生回路も含まれる。
【0018】
図3には、上記FEEPROMの読み出し動作を説明するための構成図が示されている。同図(A)には、一対のデータ線Dと/D、ワード線WL1,WL2及びメモリセルMC1とMC2及びセンスアンプが代表として例示的に示されている。したがって、図2に示したようなデータ線、ソース線の選択MOSFETや主データ線及びカラムスイッチ等を省略して示している。
【0019】
メモリセルMC1等は、フローティングゲートの電荷の注入又は放出を行わせることにより、書き込みや消去を行ってワード線の選択レベルに対して大きなしきい値電圧を持つものと、小さなしきい値電圧を持つようにされる。例えば、ワード線WL1を選択レベルにしてメモリセルMC1からデータ線Dに読み出し信号を得る場合、それと対にされたデータ線/Dもカラムスイッチにより選択する。そして、上記選択されたデータ線Dに対応した読み出し電流源を信号R1により動作状態にして読み出し電流を注入する。この結果、もしも上記メモリセルMC1のしきい値電圧がワード線WL1の選択レベルに対して小さいためにオン状態なら、データ線Dの電位は上記読み出し電流の供給にもかからわずプリチャージ電圧に対してロウレベルに変化する。
【0020】
これに対して、上記メモリセルMC1のしきい値電圧がワード線WL1の選択レベルに対して大きいためにオフ状態なら、上記読み出し電流の供給によってプリチャージ電圧に対してハイレベルに変化する。このとき、データ線/Dに信号R2により読み出し電流源を非動作状態にし、データ線/Dをプリチャージ電位に維持させる。この結果、上記選択されたデータ線Dのハイレベル/ロウレベルは、上記データ線/Dのプリチャージ電圧を基準にして変化するととなり、センスアンプアクティブ信号(CT2)により動作状態にされる2つのシングルエンド差動増幅回路により増幅される。
【0021】
上記データ線Dと/DにはプリチャージMOSFETQ1とQ2が設けられ、プリチャージ信号(CT1)によってデータ線Dと/Dを電源電圧VCC側にプリチャージさせる。上記データ線Dと/DにはディスチャージMOSFETQ3とQ4が設けられ、ディスチャージ信号(CT3)によってデータ線Dと/Dを回路の接地電位にディスチャージさせる。
【0022】
同図(B)に示すように、ディスチャージ信号CT3がハイレベルからロウレベルに変化して上記MOSFETQ3とQ4がオフ状態にされてプリチャージ動作が終了と前後して、プリチャージ信号CT1がロウレベルからハイレベルに変化して上記MOSFETQ1とQ2をオン状態にさせる。これにより、データ線Dと/Dは、回路の接地電位のようなディスチャージレベルから上記電源電圧VCCに対応したプリチャージレベルに変化する。
【0023】
プリチャージ信号CT1がハイレベルからロウレベルに変化して上記プリチャージ動作が終了して、センスアンプアクティブ信号CT2がロウレベルからハイレベルに変化してセンスアンプが活性化される。これと同時に上記読み出し電流が選択されたデータ線Dに電流を流すので、データ線Dと/Dには、メモリセルのMC1の前記のような記憶情報に対応した電位差が発生し、それをセンスアンプが増幅する。
【0024】
上記センスアンプの増幅動作においては、電流Idが流れ続けるためにセンスアンプの動作期間を長くすると、その間に2×Idの直流電流が流れ続けて消費電力を増大させる。そこで、この実施例では、上記センスアンプの動作期間を、出力側のラッチ回路LCHの動作に必要な増幅信号が得られた時点で動作を終了させるようにセンスアンプアクティブ信号CT2のハイレベルの期間を制御する。上記センスアンプアクティブ信号CT2がロウレベルにされた後、ディチャージ信号CT3がハイレベルにされてデータ線Dと/Dを回路の接地電位のようなロウレベルにディスチャージさせる。上記ラッチ回路LCHは、タイミング信号CT4によりラッチ動作を行い、それがハイレベルにされたタイミングで上記センスアンプの出力を取り込んで保持する。
【0025】
上記メモリセルMC1等の消去動作は、上記選択MOSFETにより分割されるブロック単位で行われ、ブロック内のワード線WL1,WL2等に10V程度の高電圧を印加し、メモリセルMC1等が形成されたP型ウェル電位とソースに−9Vのような負電圧を印加する。これにより、P型ウェルからフローティングゲートにトンネル電流を流して電荷を注入してしきい値電圧を高くする。このとき、メモリセルは上記ワード線WL1の10Vによりオン状態にされて、ソースの負電圧が主ビット線に伝えられてしまうのを防ぐために選択MOSFETはオフ状態にされて、上記消去されるブロックのメモリセルにのみに上記負電圧が印加されるようにするものである。これにより、非消去ブロックのメモリセルに加わる不所望なストレスを排除する。
【0026】
書き込み動作は、ワード線WL1に−9Vのような負電圧を印加し、非選択ワード線の電位は0Vにする。書き込みを行うメモリセルが接続されるデータ線には6Vを印加し、上記フローティングゲートに蓄積された電荷をトンネル電流によってドレインに放出させてしきい値電圧を低くする。非選択のデータ線はオープン又は接地電位にして上記トンネル電流が発生しないようにする。
【0027】
図4には、この発明に係るタイミング発生回路の一実施例のブロック図が示されている。同図のタイミング発生回路は、第1のタイミング発生回路と第2のタイミング発生回路から構成され、上記第2のタイミング発生回路により、前記図3に示したプリチャージ信号CT1、センスアンプアクティブ信号CT2及びディスチャージ信号CT3を形成するものである。
【0028】
この実施例では、電源電圧の前記のような変動に対して、上記各タイミング信号CT1〜CT3が影響されてないようにするため、言い換えるならば、高速動作と低消費電力を図りつつ必要な動作マージンを確保するために、第1のタイミング発生回路を構成する遅延回路DL1〜DL3は、その動作電圧が外部端子から供給される電源電圧VCC、例えば3.3V又は3Vを中心にして±10%の変動幅を見込んだ2.7V〜3.6Vの変動に対して遅延時間が影響されないよう、上記電源電圧VCCを例えば2.5V程度に降圧した内部クランプ電圧により動作させる。一方、プリチャージ回路やセンスアンプの電源は、その供給能力を考慮して外部電源電圧を用いる。
【0029】
制御回路CONTは、制御信号により動作モードを判定して、上記読み出しモードと判定されたなら、ゲートを開いてクロック信号CKMを上記直列形成にされた遅延回路DL1〜DL3の入力に伝える。特に制限されないが、上記ゲートも上記内部クランプ電圧により動作させられる。上記各遅延回路DL1〜DL3の入力N1とその遅延信号N2〜N4は、第2のタイミング発生回路を構成する論理機能を備えたレベル変換回路LOGC1&LVC〜LOGC3&LVCに伝えられる。これらの論理機能を備えたレベル変換回路LOGC1&LVC〜LOGC3&LVCは、上記定電圧に対応した信号レベルの遅延信号N1〜N4を受けて、上記プリチャージ動作、センスアンプ動作及びディスチャージ動作に対応し、かつ、電源電圧VCCで動作する上記プリチャージ回路、センスアンプ及びディスチャージ回路に対応した信号レベルに変換して上記タイミング信号CT1〜CT3を形成するものである。
【0030】
特に制限されないが、上記遅延回路DL1〜DL3には、制御端子cを備えており、制御回路CONTからの上記制御端子cに供給される制御信号により遅延時間が切り換えられるようにされる。特に制限されないが、上記動作モードは、内部回路の動作マージンを検証するための試験モードであり、上記制御信号の供給により上記各タイミング信号CT1〜CT3の時間マージンをより厳しい条件に設定してプリチャージ回路、センスアンプ及びディスチャージ回路の動作マージンの検証に用いるようにするものである。
【0031】
図5には、上記タイミング発生回路の動作を説明するための波形図が示されている。同図(A)では、クロック信号CKMを60MHzのような高周波数に設定した場合が示され、(B)では、クロック信号CKMを30MHzのような比較的低い周波数に設定した場合が示されている。
【0032】
メモリセレクト信号/MSのロウレベルにより、メモリセルアクセスが指示されて、クロック信号CKMのハイレベルに対応してワード線WLの選択動作が行われる。上記クロック信号CKMの立ち上がりエッジを基準にして、タイミング発生回路では3ns後にタイミング信号CT1をロウレベルからハイレベルにしてプリチャージ動作を開始させる。これと同時にタイミング信号CT3をロウレベルにして、ディスチャージ動作を終了させる。それ故、前記のデータ線Dと/Dは、回路の接地電位から電源電圧VCCに向かって同一のレベルで立ち上がるようなプリチャージ動作が行われる。
【0033】
上記クロック信号CKMの立ち上がりエッジを基準にして5ns後にタイミング信号CT4をロウレベルにしてラッチ動作を解除させる。これにより、ラッチ回路のラッチ動作が解除されて、センスアンプからの増幅信号の取り込みが可能にされる。上記クロック信号CKMの立ち上がりエッジを基準にして6ns後にタイミング信号CT1をロウレベルに変化させてプリチャージ動作を終了させる。図示しないが、上記プリチャージ動作の終了と前後して選択されたデータ線には読み出し電流の供給が開始される。
【0034】
上記クロック信号CKMの立ち上がりエッジを基準にして7ns後にタイミング信号CT2をハイレベルにしてセンスアンプを活性化させる。このタイミングによりセンスアンプが動作を開始して前記のようなデータ線Dと/Dのレベル差を増幅する。上記クロック信号CKMの立ち上がりエッジを基準にして14ns後にタイミング信号CT3とCT4をハイレベルにしてディスチャージ動作とラッチ動作を開始させる。そして、上記クロック信号CKMの立ち上がりエッジを基準にして15ns後にタイミング信号CT2をロウレベルにしてセンスアンプの動作を停止させ、そこでの電流2×Idが流れるのを停止させる。
【0035】
上記一連の動作は、同図(B)に示したようにクロック信号CKMの周波数を1/2の30MHzのように遅くしても、上記クロック信号CKMの立ちあがえエッジを基準にして同じ時間設定により各回路が上記と同じ動作を行う。これにより、例えば、上記クロック信号CKMによりセンスアンプをアクティブ状態にするようなタイミング制御を行った場合には、上記クロック信号CKMの動作周波数に対応して、上記の例ではセンスアンプで消費される電流が2倍に増加してしまう。これに対して、上記のようにクロック信号CKMのエッジに同期して、一定時間で各動作タイミングを制御した場合には、クロック信号CKMの周波数に依存しないで必要な期間しか消費しないようにできるものとなる。
【0036】
しかも、この実施例では、上記タイミング設定を行う遅延回路として、電源電圧VCCを降圧した定電圧で動作させるものであるので、電源電圧の変動あるいは、それが搭載されたシステムの電源電圧に影響されないで、上記のようなメモリセルの読み出し信号量、センスアンプの感度等に対応した最適なタイミングでの動作制御が可能となり、上記電圧変動を考慮した余分な時間マージンを設定する必要がないから動作周波数を高くすることができる。言い換えるならば、高速読み出し動作が可能にされる。
【0037】
図6には、上記タイミング発生回路に含まれる論理機能付レベル変換回路LOG1&LVCの一実施例の構成図が示されている。この回路は、前記クロック信号CKMの立ち上がりエッジにのみ応答したタイミング信号を形成する。同図(A)には、具体的回路が示されている。同図(B)には、その動作を説明するためのタイミング波形が示されている。入力信号N1とその反転信号N1Nが第1の信号とされ、遅延回路DL1により遅延された遅延信号N2とその反転信号N2Nが第2の信号とされる。これら2つの信号を組み合わせ、上記第1の信号の立ち上がりエッジに対応し、遅延回路DL1の遅延時間に対応したパルス幅の出力信号OUTを形成する。
【0038】
上記のような論理機能を実現するために入力信号N1とその反転遅延信号N2Nは、ナンドゲート回路に供給される。つまり、上記入力信号N1は、Pチャンネル型MOSFETQ10とNチャンネル型MOSFETQ15のゲートに供給され、上記反転遅延信号N2Nは、Pチャンネル型MOSFETQ12とNチャンネル型MOSFETQ14のゲートに供給される。上記Nチャンネル型MOSFETQ14とQ15が直列形態にされ、上記Pチャンネル型MOSFETQ10とQ12とは実質的に並列形態に接続されることにより、ナンドゲート構成にされる。
【0039】
この実施例では、レベル変換機能を付加するために、上記入力信号N1を受けるPチャンネル型MOSFETQ10と出力ノードAとの間にPチャンネル型MOSFETQ11が直列形態に挿入される。そして、上記反転の入力信号N1Nは、ソースが接地電位に接続されたNチャンネル型MOSFETQ16のゲートに供給され、そのドレインと電源電圧VCCとの間に設けられたPチャンネル型MOSFETQ13のゲートに、上記ナンドゲート回路の出力ノードAの信号が供給される。このMOSFETQ13とQ16の出力ノードBの信号は、上記Pチャンネル型MOSFETQ11のゲートに供給される。これにより、上記2つの回路をラッチ形態にしてレベル変換動作を行わせる。
【0040】
入力信号N1がハイレベルになると、Nチャンネル型MOSFETQ15がオン状態になり、その反転信号N1NのロウレベルによりNチャンネル型MOSFETQ16がオフ状態になる。このとき、反転遅延信号N1DNはハイレベルであるので、Nチャンネル型MOSFETQ14がオン状態にであるため、上記MOSFETQ15のオン状態に対応して出力ノードAはロウレベルに変化する。
【0041】
上記出力ノードAのロウレベルへの変化により、Pチャンネル型MOSFETQ13がオン状態となり、出力ノードBを電圧VCCまでハイレベルに立ち上げる。したがって、Pチャンネル型MOSFETQ11がカットオフ状態になる。これにより、入力信号N1が電源電圧VCC以下の定電圧であることにより、Pチャンネル型MOSFETQ10がウィークリィにオン状態であっても、MOSFETQ10、Q11及びQ14とQ15の経路に直流電流を流さずに上記回路の接地電位のようなロウレベルを形成することができる。
【0042】
反転遅延信号N1DNが遅延時間遅れてロウレベルに変化すると、Nチャンネル型MOSFETQ14がオフ状態にされ、Pチャンネル型MOSFETQ12がオン状態にされる。これにより、ノードAはロウレベルから電圧VCCに対応したハイレベルに変化する。この出力ノードAが電源電圧VCCのようなハイレベルに変化することに対応してPチャンネル型MOSFETQ13がカットオフ状態にされる。したがって、出力ノードBはハイインピーダンス(フローティング)状態で上記ハイレベルを維持する。したがって、上記Pチャンネル型MOSFETQ11のオフ状態を維持している。
【0043】
以下、入力信号N1がロウレベルに変化し、反転信号N1Nがハイレベルに変化するとNチャンネル型MOSFETQ16をオン状態にして出力ノードBをロウレベルにする。この結果、上記Pチャンネル型MOSFETQ11がオン状態にされて2入力のナンドゲート回路としての動作を行うようにされるが、上記入力信号N1のロウレベルに対して遅れて反転入力信号N1DNがハイレベルになるため出力ノードAは、上記Pチャンネル型MOSFETQ10とQ11により電源電圧VCCのようなハイレベルを維持する。上記ノードAの信号は、同じく電源電圧VCCで動作するMOSFETインバータ回路を通して反転されて出力信号OUT(CT1)として出力される。
【0044】
この構成により、上記遅延時間に対応したパルス幅のタイミング信号を形成することができる。しかも、入力信号N1とその遅延信号N2等が内部クランプ電圧に対応した小振幅であっても、上記のように電源電圧VCCにレベル変換した出力信号を形成することができる。つまり、前記のようなナンドゲート回路とレベル変換回路とを組み合わせて同様な回路機能を実現する場合に比べて、遅延時間のバラツキや回路素子数を低減できるものとなる。
【0045】
図7には、上記タイミング発生回路に含まれる論理機能付レベル変換回路LOG2&LVCの一実施例の構成図が示されている。この回路では、前記センスアンプアクティブ信号のように一定のパルス幅のパルス信号を形成する。同図(A)には、具体的回路が示されている。同図(B)には、その動作を説明するためのタイミング波形が示されている。入力信号N2とその反転遅延信号N2DNが第1の信号とされ、遅延回路により設定された遅延時間だけ遅れた遅延信号N3とその反転遅延信号N3DNが第2の信号とされる。上記反転遅延信号N2DNとN3DNは、遅延回路の内部に設けられたインバータ回路、あるいは次段遅延回路の中間から形成される遅延信号である。これら合計4つの信号を組み合わせ、上記第1の信号と第2の信号との位相差、つまり遅延回路の遅延時間に対応したパルス幅の出力信号OUTを形成する。
【0046】
上記のような論理機能を実現するために入力信号N2とその反転遅延信号N2DNはナンドゲート回路に供給される。つまり、上記入力信号N2は、Pチャンネル型MOSFETQ21とNチャンネル型MOSFETQ27のゲートに供給され、上記反転遅延信号N2DNは、Pチャンネル型MOSFETQ20とNチャンネル型MOSFETQ26のゲートに供給される。上記Nチャンネル型MOSFETQ26とQ27が直列形態にされ、上記Pチャンネル型MOSFETQ20とQ21とが並列形態に接続されることによりナンドゲート構成にされる。
【0047】
同様に、遅延信号N3とその反転遅延信号N3DNもナンドゲート回路に供給される。つまり、上記遅延信号N3は、Pチャンネル型MOSFETQ24とNチャンネル型MOSFETQ30のゲートに供給され、上記反転遅延信号N3DNは、Pチャンネル型MOSFETQ23とNチャンネル型MOSFETQ29のゲートに供給される。上記Nチャンネル型MOSFETQ29とQ30が直列形態にされ、上記Pチャンネル型MOSFETQ23とQ24とが並列形態に接続されることによりナンドゲート構成にされる。
【0048】
そして、レベル変換機能を設けるために、上記2つのナンドゲート回路における上記Pチャンネル型MOSFETと出力ノードAとBには、Pチャンネル型MOSFETQ22とQ25が設けられ、上記出力ノードと回路の接地電位にはNチャンネル型MOSFETQ28とQ31が設けられる。上記Pチャンネル型MOSFETQ22とNチャンネル型MOSFETQ28及びPチャンネル型MOSFETQ25とNチャンネル型MOSFETQ31のゲートは共通化され、互いに他方の出力ノードBとAの信号が供給される。そして、出力ノードBと回路の接地電位との間には、初期設定用のNチャンネル型MOSFETQ32が設けられており、電源投入時に発生される信号i3により出力ノードBを回路の接地電位にリセットさせる。
【0049】
上記のように出力ノードAがハイレベルで出力ノードBがロウレベルの初期状態においては、出力ノードA側のPチャンネル型MOSFETQ22がオン状態にされ、出力ノードB側のPチャンネル型MOSFETQ25はオフ状態にされる。つまり、入力信号N2DNのロウレベルによりオン状態にされるPチャンネル型MOSFETQ20により出力ノードAが電源電圧VCCのようなハイレベルにされ、上記Pチャンネル型MOSFETQ25をオフ状態にする。
【0050】
入力信号N2がハイレベルになると、Nチャンネル型MOSFET15がオン状態になり、その反転信号N2DNのハイレベルによりオン状態にされているNチャンネル型MOSFETQ26による電流パスが形成されて出力ノードAをハイレベルからロウレベルに変化させる。このとき、出力ノードAのロウレベルへの変化により、Pチャンネル型MOSFETQ25がオン状態にされて遅延信号N3のロウレベルによりオン状態にされているPチャンネル型MOSFETQ24を通して出力ノードBがハイレベルに変化する。つまり、上記出力ノードAと出力ノードBは、上記のようなラッチ回路での正帰還ループが作用して高速にハイレベルとロウレベルに切り換えられる。遅れて反転遅延信号N2DNがロウレベルとなり、Nチャンネル型MOSFETQ26をオフ状態に、Pチャンネル型MOSFETQ20をオン状態に切り換えるが、出力ノードAとBには変化は生じない。
【0051】
入力信号N3が遅延時間だけ遅れてハイレベルになると、Nチャンネル型MOSFET30がオン状態になり、その反転信号N3DNのハイレベルによりオン状態にされているNチャンネル型MOSFETQ29による電流パスが形成されて出力ノードBをハイレベルからロウレベルに変化させる。このとき、出力ノードBのロウレベルへの変化により、Pチャンネル型MOSFETQ22がオン状態にされて信号N2DNのロウレベルにより上記オン状態にされているPチャンネル型MOSFETQ20を通して出力ノードAをハイレベルに変化させる。つまり、上記出力ノードAと出力ノードBは、前記同様にラッチ回路での正帰還ループが作用して高速にハイレベルとロウレベルに切り換えられる。遅れて反転遅延信号N3DNがロウレベルとなり、Nチャンネル型MOSFETQ29をオフ状態に、Pチャンネル型MOSFETQ23をオン状態に切り換えるが、出力ノードAとBには変化は生じない。
【0052】
上記のように上記反転遅延信号N2DNとN3DNは、上記信号N2とN3のハイレベルへの変化による切り換えを上記ラッチ回路により高速にするとともに、そのラッチ回路の切り換え動作によって上記各入力信号N2、N2DNやN3、N3DNのハイレベルによりウィークリィにオン状態にされるPチャンネル型MOSFETとNチャンネル型MOSFETとの間で定常的に直流電流が流れてしまうのを阻止するものである。
【0053】
図8には、上記遅延回路の一実施例の回路図が示されている。同図(A)は、固定の遅延時間を持つ単位回路が示され、CMOSインバータ回路N3とN4を縦列接続し、その間に遅延量を調整するためのキャパシタC1が設けられる。(B)は、可変遅延時間を持つ単位回路が示されている。同図では、上記同様なCMOSインバータ回路N5とN6の間に、制御信号cによりスイッチ制御されるMOSFETQを設けて上記同様なキャパシタC2を選択的に接続させるようにするものである。つまり、スイッチMOSFETQをオン状態にしてキャパシタC2を接続した場合には、スイッチMOSFETQをオフ状態にした場合に比べて大きな遅延量が得ることができる。
【0054】
上記図8(A)と(B)を組み合わせて上記遅延回路DL1〜DL3が構成される。そして、前記図4の制御回路CONTにより、試験モードが設定されると上記制御信号cを発生させて、この制御信号により図8(B)のスイッチMOSFETをオフ状態に制御して、パルス幅を設定する遅延時間を短くし、あるいはタイミング信号CT1とCT2の時間差を設定する遅延時間を短くする等として動作条件を厳しくして読み出し動作を行うようにする。このような厳しい条件での試験を行うことにより実際のメモリ動作での動作保証を行うようにするものである。
【0055】
上記の実施例から得られる作用効果は、下記の通りである。
(1) 外部端子から供給される電源電圧と無関係にされた定電圧で動作させられる遅延回路を組み合わせるとともに上記電源電圧に対応したレベルのタイミング信号を発生させて内部回路を制御することにより、低消費電力で安定した動作を実現することができるという効果が得られる。
【0056】
(2) 上記内部回路をメモリセルが複数のワード線と複数のデータ線の交点にマトリックス配置された複数のメモリセルからなるメモリアレイと、上記データ線をプリチャージさせるプリチャージ回路、上記データ線に読み出された読み出し信号を増幅するセンスアンプを含のものとし、上記タイミング信号は、所定のクロック信号の立ち上がり又は立ち下がりエッジを基準にした上記プリチャージ回路とセンスアンプの動作期間を制御することより、動作周波数に依存しない低消費電力化、電源電圧に依存しない高速動作と安定した動作マージンを確保することができるという効果が得られる。
【0057】
(3) 上記クロック信号の周波数をその用途に対応して設定させることにより、用途の拡大を図りつつセンスアンプでの低消費電力を実現できるという効果が得られる。
【0058】
(4) 上記遅延回路は、制御信号により遅延時間が切り換えられる機能を持ち、かかる機能は回路動作の検証に用いるようにすることにより高い信頼性の動作保証を行うようにすることができるという効果返られる。
【0059】
(5) 上記プリチャージ供給電源と、センスアンプの電源は、その電流供給能力の高い外部供給電源を用いることで、さらに高い信頼性の動作保証が可能となるという効果が得られる。
【0060】
(6) 第1入力信号がゲートに供給され、第1の出力ノードと電源電圧及び出力ノードと回路の接地電位との間にそれぞれ設けられた第1のPチャンネル型MOSFETと第1のNチャンネル型MOSFETと、上記第1信号の反転信号がゲートに供給され、第2の出力ノードと回路の接地電位との間に設けられた第2のNチャンネル型MOSFETと、上記電源電圧と第1の出力ノードとの間及び第1の出力ノードと回路の接地電位との間において、上記第1のPチャンネル型MOSFET及び第1のNチャンネル型MOSFETとCMOS論理構成に接続され、そのゲートに第2入力信号が供給されてなる第2のPチャンネル型MOSFETと第2のNチャンネル型MOSFETと、上記第1の出力ノードと上記第1のPチャンネル型MOSFETとの間に直列に挿入され、ゲートが上記第2の出力ノードに接続された第3のPチャンネル型MOSFETと、上記第2の出力ノードと上記電源電圧との間に設けられ、ゲートが上記第1の出力ノードに接続された第4のPチャンネル型MOSFETとを備え、上記第1及び第2入力信号は、上記電源電圧に対して小さな信号レベルとして上記第1の出力ノードから上記第1の入力信号の一方のレベルから他方のレベルへの変化タイミングに同期し、かつ電源電圧に対応したレベルの出力信号を形成する回路を得ることができ、さらにレベル変換回路に論理機能を持たせることで回路規模が縮小でき、かつ、精度の高いタイミング信号を生成することができるという効果が得られる。
【0061】
(7) 第1入力信号とその反転遅延信号とを受ける第1のCMOS論理回路と、第2入力信号とその反転遅延信号とを受ける第2のCMOS論理回路と、上記第1及び第2の各CMOS論理回路の直列形態にされた第1導電型の論理MOSFETに対して並列形態に設けられた第1導電型の第1及び第2MOSFETと、上記第1及び第2の各CMOS論理回路の並列形態にされた第2導電型の論理MOSFETに対して並列形態に設けられた第2導電型の第1及び第2MOSFETとを備え、上記第1導電型の第1と第2MOSFETと第2導電型の第1MOSFETと第2MOSFETのゲートをそれぞれ共通に接続して、互いに他方のCMOS論理回路の出力と交差接続し、上記第1及び第2入力信号及びそれぞれの反転遅延信号は、上記電源電圧に対して小さな信号レベルとし、上記第1と第2の入力信号との時間差に対応したパルスであって、上記電源電圧に対応したレベルの出力信号を形成する論理機能付レベル変換回路を得ることができ、さらにレベル変換回路に論理機能を持たせることで回路規模が縮小でき、かつ、精度の高いタイミング信号を生成することができるという効果が得られる。
【0062】
(8) 上記(6)、(7)の論理機能付レベル変換回路で生成したタイミング信号を用いて、上記(2)のような電源電圧で動作する前記メモリ回路の動作を制御することで、高速で安定した動作を実現できるという効果が得られる。
【0063】
以上本発明者よりなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本願発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、上記タイミング発生回路で形成されたタイミング信号が供給される内部回路は、前記のようなフラッシュEEPROMの他、EPROMやマスクROMあるいはスタティック型RAMのようなメモリ回路あるいはタイミング信号により動作シーケンスが実行される各種ディジタル回路として広く利用できる。上記論理機能付レベル変換回路は、内部回路が低消費電力のために降圧電圧で動作させられ、入出力信号は外部の装置との互換性を採るために電源電圧レベルに対応した信号とされる各種半導体集積回路装置に広く利用できる。
【0064】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。すなわち、外部端子から供給される電源電圧と無関係にされた定電圧で動作させられる遅延回路を組み合わせるとともに上記電源電圧に対応したレベルのタイミング信号を発生させて内部回路を制御することにより、低消費電力で安定した動作を実現するするができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明が適用されるシングルチップのマイクロコンピュータの一実施例を示すブロック図である。
【図2】図1のFEEPROMの一実施例を示す概略ブロック図である。
【図3】図2のFEEPROMの読み出し動作を説明するための構成図である。
【図4】この発明に係るタイミング発生回路の一実施例を示すブロック図である。
【図5】図4のタイミング発生回路の動作を説明するための波形図である。
【図6】図4のタイミング発生回路に含まれる論理機能付レベル変換回路LOG1&LVCの一実施例を示す構成図である。
【図7】図4のタイミング発生回路に含まれる論理機能付レベル変換回路LOG2&LVCの一実施例を示す構成図である。
【図8】図4の遅延回路の一実施例を示す回路図である。
【符号の説明】
CPU…中央処理装置、CPG…クロック発生回路、DTC…データ転送装置、RAM…ランダム・アクセス・メモリ、ROM…リード・オンリー・メモリ、FEEPROM…フラッシュ・エレクトリカリ・イレーザブル&プログラマブル・リード・オンリー・メモリ、IOP1〜IOP9…入出力ポート、INT…割り込みコントローラ、SCI…シリアルコミュニケーションインターフェイス、
1…メモリアレイ、2…Xデコーダ、3…カラムスイッチ(センス&ラッチ)、4…Xアドレスバッファ、5…Yアドレスバッファ、6…制御信号入力回路、7…入出力バッファ、8…内部電圧発生回路。
MC1,MC2…メモリセル、Q1〜Q32…MOSFET、N1〜N6…CMOSインバータ回路、C1,C1…キャパシタ、DL1〜DL3…遅延回路、CONT…制御回路、LOG1&LVC〜LOG3&LVC…論理機能付レベル変換回路。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device and relates to a technique that is effective when used in a one-chip microcomputer or the like provided with a timing generation circuit that forms a timing signal corresponding to an edge of a clock signal.
[0002]
[Prior art]
In a memory or a digital integrated circuit, a basic clock signal is delayed, and an internal circuit forms a timing signal necessary for operation. An inverter circuit is used as a delay circuit formed in the semiconductor integrated circuit device.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the delay circuit using the inverter circuit, the delay time changes corresponding to the fluctuation of the power supply voltage. That is, the power supply voltage of a digital circuit using a semiconductor integrated circuit device generally allows a voltage fluctuation of about ± 10%, and the delay time also fluctuates in response to such a voltage fluctuation. In the timing generation circuit, the timing design is performed in consideration of the worst case in consideration of the fluctuation of the power supply voltage, so that there is a problem that high-speed operation is hindered.
[0004]
An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device including a timing generation circuit that realizes stable operation with low power consumption. Another object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device including a timing generation circuit that achieves stable operation while simplifying the circuit. Still another object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device provided with a level conversion circuit with a logic function. Still another object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device including a timing generation circuit that realizes operation verification with a simple configuration while realizing stable operation. The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The outline of a typical invention among the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, a delay circuit that is operated with a constant voltage made independent of the power supply voltage supplied from the external terminal is combined and a timing signal of a level corresponding to the power supply voltage is generated to control the internal circuit. The timing signal is formed by a level conversion circuit with a logic function that receives the delay signal.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a single-chip microcomputer to which the present invention is applied. Each circuit block shown in the figure is formed on a single semiconductor substrate such as single crystal silicon by a known semiconductor integrated circuit manufacturing technique.
[0007]
The single-chip microcomputer of this embodiment includes a central processing unit CPU, a clock generation circuit CPG, a data transfer controller (data transfer device) DTC, an interrupt controller INT, a read-only memory ROM in which programs are stored, a temporary storage RAM, random access memory RAM used for storage, FEEROM (Flash Electrical Eraseable & Programmable Read Only Memory) used for storage of non-volatile data, timer (ITU), serial communication interface The SCI, A / D (analog / digital) converter, and first to ninth input / output ports IOP1 to IOP9 are functional blocks or functional modules.
[0008]
Each functional block or functional module described above is connected to each other by an internal bus. The internal bus includes a control bus for transmitting a read signal and a write signal in addition to an address bus and a data bus, and may further include a bus size signal (WORD) or a system clock. The functional blocks or functional modules are read / written by the central processing unit CPU or the data transfer controller DTC via the internal bus. Although not particularly limited, the bus width of the internal bus is composed of 16 bits.
[0009]
In the single-chip microcomputer of this embodiment, the ground potential Vss, the power supply voltage Vcc, the analog ground potential AVss, the analog power supply voltage AVcc, the analog reference voltage Vref, and the reset RES as other dedicated control terminals are not particularly limited. , Standby STBY, mode control MD0, MD1, clock input EXTAL, XTAL, etc. are provided.
[0010]
Each input / output port is also used as an input / output terminal of an address bus, data bus, bus control signal or timer, serial communication interface SCI, and A / D converter. That is, the timer, the serial communication interface SCI, and the A / D converter each have input / output signals, and are input / output from / to the outside through a terminal also used as an input / output port.
[0011]
The timer compare match signal, overflow signal, and underflow signal are provided to the A / D converter as a start signal (A / D conversion start trigger). The interrupt signal is output from the A / D converter, timer, and serial communication interface SCI, and the interrupt controller INT receives the interrupt signal and gives an interrupt request signal to the central processing unit CPU based on the designation of a predetermined register or the like. Or whether to give a start request signal to the data transfer controller DTC. Such switching is performed by a predetermined bit of the interrupt controller.
[0012]
As described in “H8 / 3003 Hardware Manual” issued by Hitachi, Ltd. or Japanese Patent Application No. 4-137554, the data transfer device DTC can be used for a plurality of units of data by one activation. The so-called block transfer mode can be transferred. These have a source address register, a destination address register, a block size counter, a block size holding register, and a block transfer counter, and can perform data transfer in units of blocks.
[0013]
FIG. 2 is a schematic block diagram showing an embodiment of the FEEPROM. The X address signal XA is supplied to an X address buffer (X Add Latch) 4 and the address signal fetched here is latched. The Y address signal YA is supplied to a Y address buffer (X Add Counter) 5. Although not particularly limited, the Y address buffer 5 includes a counter and can read stored information for a maximum of one word line in synchronization with a clock signal. A control signal input circuit (Control Signal Input) 6 determines operation modes such as writing, reading, and batch erasing specified by the clock signal CKM and the control signal, and generates a timing signal necessary for the determination.
[0014]
The X address signal taken into the X address buffer 4 is supplied to an X decoder (X Decoder) 2 where it is decoded to select one word line of the memory array 1. Although not particularly limited, the X decoder 2 includes a main word line (SiD) connected to the gate of the selection MOSFET and a word line (connected to the control gate of the storage transistor) in each of the write operation, the erase operation, and the read operation. Word line) and a source selection line (SiS) selection signal corresponding to the main word line (SiD) are formed. Since the potentials of these selection signals vary depending on each mode, an output circuit that outputs a voltage selection / non-selection level corresponding to the operation mode is provided. A voltage necessary for these operation modes is formed by an internal voltage generation circuit (Internal Voltage) 8.
[0015]
In the memory array, a memory transistor in which a control gate and a floating gate are stacked is provided at an intersection between a word line and a data line. A data line to which the drain of the storage transistor is connected is connected to a main data line (Global Bit Line) through the selection MOSFET. Although not particularly limited, the data line is connected to the drains of a plurality of storage transistors via the selection MOSFET. Similarly, the sources of the storage transistors constituting these one block are connected to a common source line (Common Source Line) via a selection MOSFET.
[0016]
The main data line selected by the column switch is connected to the input of the sense amplifier. As will be described later, the sense amplifier uses the high level / low level read to the main data line to which the selected memory cell is connected as the reference voltage based on the precharge potential of the unselected main data line to which the memory cell is not connected. Sense. A latch circuit is provided at the output of the sense amplifier, and the sense output is held in the latch circuit.
[0017]
The column switch (Y Gate) 5 connects the two main data lines to the input / output terminals of the sense amplifier by a selection signal formed by decoding the address signal formed by the Y address buffer 5. A Y decoder that forms the selection signal is included in the column switch 5. The Y address buffer 5 can take a designated address signal as a head value, generate an address signal synchronized with the clock signal CLM by a counter, and perform a continuous read operation. The data terminal D is used for inputting and outputting data consisting of a plurality of bits. The signal is decoded by the control logic circuit included in the control signal input circuit 6, and the timing signal and potential setting necessary for the operation are performed by the control logic circuit. The control signal input circuit 6 includes a timing generation circuit using a delay circuit as will be described later.
[0018]
FIG. 3 is a block diagram for explaining the read operation of the FEEPROM. In FIG. 2A, a pair of data lines D and / D, word lines WL1 and WL2, memory cells MC1 and MC2, and sense amplifiers are shown as representatives. Therefore, the data line, source line selection MOSFET, main data line, column switch, and the like shown in FIG. 2 are omitted.
[0019]
The memory cell MC1 and the like have a large threshold voltage with respect to the selection level of the word line by performing writing and erasing by injecting or discharging the charge of the floating gate, and a small threshold voltage. Have to have. For example, when the read signal is obtained from the memory cell MC1 to the data line D by setting the word line WL1 to the selection level, the data line / D paired with the read signal is also selected by the column switch. Then, the read current source corresponding to the selected data line D is activated by the signal R1, and the read current is injected. As a result, if the threshold voltage of the memory cell MC1 is smaller than the selected level of the word line WL1, the data line D is kept at the precharge voltage regardless of the supply of the read current. Changes to a low level.
[0020]
On the other hand, if the threshold voltage of the memory cell MC1 is larger than the selection level of the word line WL1, and it is in an off state, the read current is supplied to change to a high level with respect to the precharge voltage. At this time, the read current source is deactivated by the signal R2 to the data line / D, and the data line / D is maintained at the precharge potential. As a result, the high level / low level of the selected data line D changes with reference to the precharge voltage of the data line / D, and two singles that are activated by the sense amplifier active signal (CT2). Amplified by an end differential amplifier circuit.
[0021]
The data lines D and / D are provided with precharge MOSFETs Q1 and Q2, and the data lines D and / D are precharged to the power supply voltage VCC side by a precharge signal (CT1). The data lines D and / D are provided with discharge MOSFETs Q3 and Q4, and the data lines D and / D are discharged to the circuit ground potential by a discharge signal (CT3).
[0022]
As shown in FIG. 5B, the discharge signal CT3 changes from the high level to the low level, the MOSFETs Q3 and Q4 are turned off and the precharge operation ends, and the precharge signal CT1 changes from the low level to the high level. The level is changed to turn on the MOSFETs Q1 and Q2. As a result, the data lines D and / D change from a discharge level such as a circuit ground potential to a precharge level corresponding to the power supply voltage VCC.
[0023]
The precharge signal CT1 changes from the high level to the low level, the precharge operation is completed, and the sense amplifier active signal CT2 changes from the low level to the high level to activate the sense amplifier. At the same time, since the current flows through the selected data line D, a potential difference corresponding to the stored information of the memory cell MC1 as described above is generated on the data lines D and / D, and this is sensed. The amplifier amplifies.
[0024]
In the amplification operation of the sense amplifier, if the operation period of the sense amplifier is lengthened so that the current Id continues to flow, a 2 × Id direct current continues to flow during this period to increase power consumption. Therefore, in this embodiment, the operation period of the sense amplifier is a period during which the sense amplifier active signal CT2 is at a high level so that the operation is terminated when an amplified signal necessary for the operation of the output side latch circuit LCH is obtained. To control. After the sense amplifier active signal CT2 is set to the low level, the decharge signal CT3 is set to the high level to discharge the data lines D and / D to a low level such as the ground potential of the circuit. The latch circuit LCH performs a latch operation in response to the timing signal CT4, and captures and holds the output of the sense amplifier at the timing when the latch circuit LCH is set to the high level.
[0025]
The erase operation of the memory cell MC1 and the like is performed in units of blocks divided by the selection MOSFET, and a high voltage of about 10 V is applied to the word lines WL1 and WL2 and the like in the block to form the memory cell MC1 and the like. A negative voltage such as −9 V is applied to the P-type well potential and the source. As a result, a tunnel current is passed from the P-type well to the floating gate to inject charges and raise the threshold voltage. At this time, the memory cell is turned on by 10 V of the word line WL1, and the selection MOSFET is turned off to prevent the negative voltage of the source from being transmitted to the main bit line, and the block to be erased. The negative voltage is applied only to the memory cells. This eliminates unwanted stress on the memory cells of the non-erased block.
[0026]
In the write operation, a negative voltage such as −9V is applied to the word line WL1, and the potential of the unselected word line is set to 0V. A voltage of 6 V is applied to the data line to which the memory cell to be written is connected, and the threshold voltage is lowered by discharging the charge accumulated in the floating gate to the drain by the tunnel current. The unselected data line is opened or grounded so that the tunnel current is not generated.
[0027]
FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of the timing generation circuit according to the present invention. The timing generation circuit shown in FIG. 3 includes a first timing generation circuit and a second timing generation circuit, and the second timing generation circuit allows the precharge signal CT1 and the sense amplifier active signal CT2 shown in FIG. And a discharge signal CT3.
[0028]
In this embodiment, in order to prevent the timing signals CT1 to CT3 from being affected by the above-described fluctuations in the power supply voltage, in other words, necessary operations while achieving high speed operation and low power consumption. In order to ensure a margin, the delay circuits DL1 to DL3 constituting the first timing generation circuit have ± 10% of the operating voltage centered on the power supply voltage VCC supplied from the external terminal, for example, 3.3V or 3V. The power supply voltage VCC is operated by an internal clamp voltage that is stepped down to, for example, about 2.5 V so that the delay time is not affected by fluctuations of 2.7 V to 3.6 V that allow for a fluctuation range of 2.7 V to 3.6 V. On the other hand, the power supply for the precharge circuit and the sense amplifier uses an external power supply voltage in consideration of its supply capability.
[0029]
The control circuit CONT determines the operation mode based on the control signal. If the operation mode is determined to be the read mode, the control circuit CONT opens the gate and transmits the clock signal CKM to the inputs of the delay circuits DL1 to DL3 formed in series. Although not particularly limited, the gate is also operated by the internal clamp voltage. The inputs N1 of the delay circuits DL1 to DL3 and the delay signals N2 to N4 are transmitted to level conversion circuits LOGC1 & LVC to LOGC3 & LVC having a logical function constituting the second timing generation circuit. The level conversion circuits LOGC1 & LVC to LOGC3 & LVC having these logic functions receive the delay signals N1 to N4 having signal levels corresponding to the constant voltage, and correspond to the precharge operation, the sense amplifier operation and the discharge operation, and The timing signals CT1 to CT3 are formed by converting into signal levels corresponding to the precharge circuit, sense amplifier and discharge circuit operating with the power supply voltage VCC.
[0030]
Although not particularly limited, the delay circuits DL1 to DL3 include a control terminal c, and the delay time is switched by a control signal supplied from the control circuit CONT to the control terminal c. Although not particularly limited, the operation mode is a test mode for verifying the operation margin of the internal circuit, and the timing margin of each of the timing signals CT1 to CT3 is set to a stricter condition by supplying the control signal. It is used for verifying operation margins of the charge circuit, sense amplifier and discharge circuit.
[0031]
FIG. 5 is a waveform diagram for explaining the operation of the timing generation circuit. FIG. 4A shows a case where the clock signal CKM is set to a high frequency such as 60 MHz, and FIG. 5B shows a case where the clock signal CKM is set to a relatively low frequency such as 30 MHz. Yes.
[0032]
Memory cell access is instructed by the low level of the memory select signal / MS, and the word line WL is selected in response to the high level of the clock signal CKM. With the rising edge of the clock signal CKM as a reference, the timing generation circuit starts the precharge operation by changing the timing signal CT1 from the low level to the high level after 3 ns. At the same time, the timing signal CT3 is set to a low level to end the discharge operation. Therefore, the data lines D and / D are precharged so as to rise at the same level from the circuit ground potential toward the power supply voltage VCC.
[0033]
After 5 ns with the rising edge of the clock signal CKM as a reference, the timing signal CT4 is set to low level to release the latch operation. As a result, the latch operation of the latch circuit is released and the amplified signal can be taken from the sense amplifier. The timing signal CT1 is changed to a low level after 6 ns with reference to the rising edge of the clock signal CKM, and the precharge operation is terminated. Although not shown, the supply of the read current is started to the selected data line before and after the end of the precharge operation.
[0034]
The timing signal CT2 is set to the high level after 7 ns with the rising edge of the clock signal CKM as a reference, and the sense amplifier is activated. At this timing, the sense amplifier starts its operation and amplifies the level difference between the data lines D and / D as described above. The timing signals CT3 and CT4 are set to high level after 14 ns with respect to the rising edge of the clock signal CKM, and the discharge operation and the latch operation are started. Then, after 15 ns with respect to the rising edge of the clock signal CKM, the timing signal CT2 is set to the low level to stop the operation of the sense amplifier, and the current 2 × Id is stopped from flowing there.
[0035]
In the above series of operations, even if the frequency of the clock signal CKM is slowed down to 30 MHz, which is 1/2, as shown in FIG. 5B, the same time is set with reference to the rising edge of the clock signal CKM. Thus, each circuit performs the same operation as described above. Thus, for example, when timing control is performed such that the sense amplifier is activated by the clock signal CKM, it is consumed by the sense amplifier in the above example corresponding to the operating frequency of the clock signal CKM. The current increases twice. On the other hand, when each operation timing is controlled at a fixed time in synchronization with the edge of the clock signal CKM as described above, only a necessary period can be consumed without depending on the frequency of the clock signal CKM. It will be a thing.
[0036]
In addition, in this embodiment, since the delay circuit for performing the timing setting is operated with a constant voltage obtained by stepping down the power supply voltage VCC, it is not affected by fluctuations in the power supply voltage or the power supply voltage of the system in which it is mounted. Therefore, it is possible to control the operation at the optimal timing corresponding to the read signal amount of the memory cell and the sensitivity of the sense amplifier as described above, and it is not necessary to set an extra time margin in consideration of the voltage fluctuation. The frequency can be increased. In other words, a high-speed read operation is enabled.
[0037]
FIG. 6 shows a configuration diagram of an embodiment of a level conversion circuit with logic function LOG1 & LVC included in the timing generation circuit. This circuit forms a timing signal that responds only to the rising edge of the clock signal CKM. A specific circuit is shown in FIG. FIG. 5B shows timing waveforms for explaining the operation. The input signal N1 and its inverted signal N1N are the first signal, and the delayed signal N2 delayed by the delay circuit DL1 and its inverted signal N2N are the second signal. These two signals are combined to form an output signal OUT having a pulse width corresponding to the rising edge of the first signal and corresponding to the delay time of the delay circuit DL1.
[0038]
In order to realize the logic function as described above, the input signal N1 and its inverted delay signal N2N are supplied to a NAND gate circuit. That is, the input signal N1 is supplied to the gates of the P-channel MOSFET Q10 and the N-channel MOSFET Q15, and the inverted delay signal N2N is supplied to the gates of the P-channel MOSFET Q12 and the N-channel MOSFET Q14. The N-channel MOSFETs Q14 and Q15 are connected in series, and the P-channel MOSFETs Q10 and Q12 are connected in a substantially parallel configuration to form a NAND gate.
[0039]
In this embodiment, in order to add a level conversion function, a P-channel MOSFET Q11 is inserted in series between the P-channel MOSFET Q10 that receives the input signal N1 and the output node A. The inverted input signal N1N is supplied to the gate of the N-channel MOSFET Q16 whose source is connected to the ground potential, and is supplied to the gate of the P-channel MOSFET Q13 provided between the drain and the power supply voltage VCC. A signal at the output node A of the NAND gate circuit is supplied. The signal at the output node B of the MOSFETs Q13 and Q16 is supplied to the gate of the P-channel MOSFET Q11. As a result, the level conversion operation is performed by making the two circuits into a latch form.
[0040]
When the input signal N1 becomes high level, the N-channel MOSFET Q15 is turned on, and the N-channel MOSFET Q16 is turned off by the low level of the inverted signal N1N. At this time, since the inverted delay signal N1DN is at a high level, the N-channel MOSFET Q14 is in an on state, so that the output node A changes to a low level corresponding to the on state of the MOSFET Q15.
[0041]
As the output node A changes to the low level, the P-channel MOSFET Q13 is turned on, and the output node B is raised to the high level up to the voltage VCC. Therefore, the P-channel type MOSFET Q11 is cut off. As a result, since the input signal N1 is a constant voltage equal to or lower than the power supply voltage VCC, even if the P-channel type MOSFET Q10 is turned on weekly, a direct current does not flow through the paths of the MOSFETs Q10, Q11 and Q14 and Q15. A low level such as the ground potential of the circuit can be formed.
[0042]
When the inverted delay signal N1DN changes to the low level with a delay, the N-channel MOSFET Q14 is turned off and the P-channel MOSFET Q12 is turned on. As a result, the node A changes from a low level to a high level corresponding to the voltage VCC. In response to the output node A changing to a high level such as the power supply voltage VCC, the P-channel MOSFET Q13 is cut off. Therefore, the output node B maintains the high level in a high impedance (floating) state. Therefore, the off state of the P-channel MOSFET Q11 is maintained.
[0043]
Thereafter, when the input signal N1 changes to a low level and the inverted signal N1N changes to a high level, the N-channel MOSFET Q16 is turned on and the output node B is set to a low level. As a result, the P-channel MOSFET Q11 is turned on to operate as a two-input NAND gate circuit. However, the inverted input signal N1DN goes high with a delay from the low level of the input signal N1. Therefore, the output node A is maintained at a high level like the power supply voltage VCC by the P channel type MOSFETs Q10 and Q11. The signal at the node A is inverted through a MOSFET inverter circuit that also operates at the power supply voltage VCC, and is output as an output signal OUT (CT1).
[0044]
With this configuration, a timing signal having a pulse width corresponding to the delay time can be formed. Moreover, even if the input signal N1, its delay signal N2, etc. have a small amplitude corresponding to the internal clamp voltage, an output signal whose level is converted to the power supply voltage VCC as described above can be formed. That is, the variation in delay time and the number of circuit elements can be reduced as compared with the case where a similar circuit function is realized by combining the NAND gate circuit and the level conversion circuit as described above.
[0045]
FIG. 7 shows a configuration diagram of an embodiment of a level conversion circuit with logic function LOG2 & LVC included in the timing generation circuit. In this circuit, a pulse signal having a constant pulse width is formed like the sense amplifier active signal. A specific circuit is shown in FIG. FIG. 5B shows timing waveforms for explaining the operation. The input signal N2 and its inverted delay signal N2DN are the first signal, and the delay signal N3 delayed by the delay time set by the delay circuit and its inverted delay signal N3DN are the second signal. The inverted delay signals N2DN and N3DN are delay signals formed from the middle of the inverter circuit provided in the delay circuit or the next-stage delay circuit. These four signals are combined to form an output signal OUT having a pulse width corresponding to the phase difference between the first signal and the second signal, that is, the delay time of the delay circuit.
[0046]
In order to realize the logic function as described above, the input signal N2 and its inverted delay signal N2DN are supplied to a NAND gate circuit. That is, the input signal N2 is supplied to the gates of the P-channel MOSFET Q21 and the N-channel MOSFET Q27, and the inverted delay signal N2DN is supplied to the gates of the P-channel MOSFET Q20 and the N-channel MOSFET Q26. The N-channel MOSFETs Q26 and Q27 are connected in series, and the P-channel MOSFETs Q20 and Q21 are connected in parallel to form a NAND gate configuration.
[0047]
Similarly, the delay signal N3 and its inverted delay signal N3DN are also supplied to the NAND gate circuit. That is, the delay signal N3 is supplied to the gates of the P-channel MOSFET Q24 and the N-channel MOSFET Q30, and the inverted delay signal N3DN is supplied to the gates of the P-channel MOSFET Q23 and the N-channel MOSFET Q29. The N-channel MOSFETs Q29 and Q30 are connected in series, and the P-channel MOSFETs Q23 and Q24 are connected in parallel to form a NAND gate configuration.
[0048]
In order to provide a level conversion function, the P-channel MOSFETs Q22 and Q25 are provided in the P-channel MOSFET and the output nodes A and B in the two NAND gate circuits, and the ground potential of the output node and the circuit is N-channel MOSFETs Q28 and Q31 are provided. The gates of the P-channel MOSFET Q22 and N-channel MOSFET Q28, and the P-channel MOSFET Q25 and N-channel MOSFET Q31 are shared, and the signals of the other output nodes B and A are supplied to each other. An N-channel MOSFET Q32 for initial setting is provided between the output node B and the circuit ground potential, and the output node B is reset to the circuit ground potential by the signal i3 generated when the power is turned on. .
[0049]
As described above, in the initial state where the output node A is at the high level and the output node B is at the low level, the P-channel MOSFET Q22 on the output node A side is turned on, and the P-channel MOSFET Q25 on the output node B side is turned off. Is done. That is, the output node A is set to a high level like the power supply voltage VCC by the P-channel MOSFET Q20 which is turned on by the low level of the input signal N2DN, and the P-channel MOSFET Q25 is turned off.
[0050]
When the input signal N2 becomes high level, the N-channel MOSFET 15 is turned on, and a current path is formed by the N-channel MOSFET Q26 turned on by the high level of the inverted signal N2DN, and the output node A is set to high level. To low level. At this time, the output node A changes to the high level through the P channel MOSFET Q24 which is turned on by the low level of the delay signal N3 due to the change of the output node A to the low level and the P channel MOSFET Q25 being turned on. That is, the output node A and the output node B are switched to high level and low level at high speed by the positive feedback loop in the latch circuit as described above. The inversion delay signal N2DN becomes low level after a delay, and the N-channel MOSFET Q26 is turned off and the P-channel MOSFET Q20 is turned on. However, the output nodes A and B do not change.
[0051]
When the input signal N3 becomes high level after a delay time, the N-channel MOSFET 30 is turned on, and a current path is formed by the N-channel MOSFET Q29 that is turned on by the high level of the inverted signal N3DN. Node B is changed from high level to low level. At this time, the P node MOSFET Q22 is turned on by the change of the output node B to the low level, and the output node A is changed to the high level through the P channel MOSFET Q20 which is turned on by the low level of the signal N2DN. That is, the output node A and the output node B are switched between a high level and a low level at high speed by a positive feedback loop in the latch circuit as described above. The inversion delay signal N3DN becomes low level with a delay, and the N-channel MOSFET Q29 is turned off and the P-channel MOSFET Q23 is turned on. However, the output nodes A and B are not changed.
[0052]
As described above, the inverted delayed signals N2DN and N3DN are switched by the latch circuit at a high speed by changing the signals N2 and N3 to the high level, and the input signals N2, N2DN are switched by the switching operation of the latch circuit. In addition, a steady DC current is prevented from flowing between the P-channel MOSFET and the N-channel MOSFET that are turned on in a weekly manner due to the high levels of N3 and N3DN.
[0053]
FIG. 8 shows a circuit diagram of an embodiment of the delay circuit. FIG. 2A shows a unit circuit having a fixed delay time, in which CMOS inverter circuits N3 and N4 are connected in cascade, and a capacitor C1 for adjusting the delay amount is provided therebetween. (B) shows a unit circuit having a variable delay time. In the figure, a MOSFET Q that is switch-controlled by a control signal c is provided between the CMOS inverter circuits N5 and N6 similar to the above, and the capacitor C2 similar to the above is selectively connected. That is, when the switch MOSFETQ is turned on and the capacitor C2 is connected, a larger delay amount can be obtained than when the switch MOSFETQ is turned off.
[0054]
The delay circuits DL1 to DL3 are configured by combining FIGS. 8A and 8B. Then, when the test mode is set by the control circuit CONT in FIG. 4, the control signal c is generated, and the switch MOSFET in FIG. The read operation is performed with strict operating conditions such as shortening the delay time to be set or shortening the delay time to set the time difference between the timing signals CT1 and CT2. By performing the test under such severe conditions, the operation is guaranteed in the actual memory operation.
[0055]
The effects obtained from the above embodiment are as follows.
(1) By combining a delay circuit that is operated with a constant voltage made independent of the power supply voltage supplied from the external terminal and generating a timing signal at a level corresponding to the power supply voltage to control the internal circuit, There is an effect that a stable operation with power consumption can be realized.
[0056]
(2) A memory array including a plurality of memory cells in which memory cells are arranged in matrix at intersections of a plurality of word lines and a plurality of data lines, a precharge circuit for precharging the data lines, and the data lines The timing signal controls the operation period of the precharge circuit and the sense amplifier based on the rising or falling edge of a predetermined clock signal. As a result, it is possible to obtain the effects of low power consumption that does not depend on the operating frequency, high speed operation that does not depend on the power supply voltage, and a stable operating margin.
[0057]
(3) By setting the frequency of the clock signal in accordance with the application, it is possible to achieve an effect of realizing low power consumption in the sense amplifier while expanding the application.
[0058]
(4) The delay circuit has a function of switching a delay time according to a control signal, and this function can be used for verification of circuit operation, so that a highly reliable operation can be ensured. Returned.
[0059]
(5) The precharge supply power supply and the sense amplifier power supply use an external supply power supply having a high current supply capability, so that an effect of ensuring a more reliable operation can be obtained.
[0060]
(6) A first input signal is supplied to the gate, and a first P-channel MOSFET and a first N-channel provided between the first output node and the power supply voltage and between the output node and the ground potential of the circuit, respectively. And a second N-channel MOSFET provided between the second output node and the ground potential of the circuit, the power supply voltage and the first Between the output node and between the first output node and the circuit ground potential, the first P-channel MOSFET and the first N-channel MOSFET are connected to the CMOS logic configuration, and the gate is connected to the second logic node. A second P-channel MOSFET and a second N-channel MOSFET to which an input signal is supplied, the first output node, and the first P-channel M A third P-channel MOSFET, which is inserted in series with the OSFET and whose gate is connected to the second output node, and is provided between the second output node and the power supply voltage. A fourth P-channel type MOSFET connected to the first output node, wherein the first and second input signals have a small signal level with respect to the power supply voltage from the first output node to the second output signal. It is possible to obtain a circuit that forms an output signal of a level corresponding to the power supply voltage in synchronization with the change timing of one input signal from one level to the other level, and further, the level conversion circuit has a logic function. As a result, it is possible to reduce the circuit scale and to generate a highly accurate timing signal.
[0061]
(7) a first CMOS logic circuit that receives the first input signal and its inverted delay signal, a second CMOS logic circuit that receives the second input signal and its inverted delay signal, and the first and second First and second MOSFETs of the first conductivity type provided in parallel to the first conductivity type logic MOSFET in the serial form of each CMOS logic circuit, and each of the first and second CMOS logic circuits First and second MOSFETs of the second conductivity type provided in parallel with the second conductivity type logic MOSFET in parallel configuration, the first conductivity type first and second MOSFETs and the second conductivity of the first conductivity type are provided. The gates of the first MOSFET and the second MOSFET of the type are connected in common and cross-connected to the output of the other CMOS logic circuit, respectively, and the first and second input signals and the respective inverted delay signals are A level conversion circuit with a logic function that has a low signal level with respect to the power supply voltage and generates an output signal having a level corresponding to the power supply voltage and corresponding to a time difference between the first and second input signals. Further, by providing the level conversion circuit with a logic function, the circuit scale can be reduced and a highly accurate timing signal can be generated.
[0062]
(8) By controlling the operation of the memory circuit that operates with the power supply voltage as described in (2) above using the timing signal generated by the level conversion circuit with logic function of (6) and (7) above, The effect that a high-speed and stable operation can be realized is obtained.
[0063]
The invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiments. However, the invention of the present application is not limited to the embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Nor. For example, the internal circuit to which the timing signal formed by the timing generation circuit is supplied has an operation sequence executed by a memory circuit such as an EPROM, a mask ROM, a static RAM, or a timing signal in addition to the flash EEPROM as described above. It can be widely used as various digital circuits. In the level conversion circuit with logic function, the internal circuit is operated at a step-down voltage for low power consumption, and the input / output signal is a signal corresponding to the power supply voltage level in order to achieve compatibility with an external device. It can be widely used in various semiconductor integrated circuit devices.
[0064]
【The invention's effect】
The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, low power consumption is achieved by combining a delay circuit that is operated with a constant voltage that is made independent of the power supply voltage supplied from the external terminal, and generating a timing signal at a level corresponding to the power supply voltage to control the internal circuit. Stable operation with power can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a single-chip microcomputer to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a schematic block diagram showing an embodiment of the FEEPROM of FIG.
3 is a configuration diagram for explaining a read operation of the FEEPROM in FIG. 2; FIG.
FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of a timing generation circuit according to the present invention.
5 is a waveform diagram for explaining the operation of the timing generation circuit of FIG. 4; FIG.
6 is a block diagram showing an embodiment of a level conversion circuit with logic function LOG1 & LVC included in the timing generation circuit of FIG. 4;
7 is a block diagram showing an embodiment of a level conversion circuit with logic function LOG2 & LVC included in the timing generation circuit of FIG. 4; FIG.
FIG. 8 is a circuit diagram showing an embodiment of the delay circuit of FIG. 4;
[Explanation of symbols]
CPU ... Central processing unit, CPG ... Clock generation circuit, DTC ... Data transfer device, RAM ... Random access memory, ROM ... Read-only memory, FEEPROM ... Flash electrical erasable & programmable read-only memory , IOP1 to IOP9 ... I / O port, INT ... Interrupt controller, SCI ... Serial communication interface,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Memory array, 2 ... X decoder, 3 ... Column switch (sense & latch), 4 ... X address buffer, 5 ... Y address buffer, 6 ... Control signal input circuit, 7 ... Input / output buffer, 8 ... Internal voltage generation circuit.
MC1, MC2... Memory cells, Q1 to Q32... MOSFET, N1 to N6... CMOS inverter circuit, C1, C1.

Claims (11)

外部端子から供給される電源電圧と無関係にされた定電圧で動作させられて複数の第1のタイミング信号を発生させる第1のタイミング発生回路と、
上記第1のタイミング発生回路で形成された複数の第1のタイミング信号を組み合わせるとともに上記電源電圧に対応したレベルの第2のタイミング信号を発生させる第2のタイミング発生回路と、
上記第2のタイミング発生回路で形成された第2のタイミング信号によりその動作制御が行われる内部回路とを備え、
上記内部回路は、
複数のワード線と複数のデータ線の交点にマトリックス形態に配置された複数のメモリセルとからなるメモリアレイと、
上記データ線をプリチャージさせるプリチャージ回路と、
上記のデータ線に読み出された読み出し信号を増幅するセンスアンプとを含むことを特徴とする半導体集積回路装置。
A first timing generation circuit that is operated at a constant voltage independent of a power supply voltage supplied from an external terminal and generates a plurality of first timing signals;
A second timing generation circuit that combines a plurality of first timing signals formed by the first timing generation circuit and generates a second timing signal at a level corresponding to the power supply voltage;
An internal circuit whose operation is controlled by the second timing signal formed by the second timing generation circuit,
The internal circuit is
A memory array comprising a plurality of memory cells arranged in a matrix at intersections of a plurality of word lines and a plurality of data lines;
A precharge circuit for precharging the data line;
A semiconductor integrated circuit device comprising: a sense amplifier for amplifying a read signal read out to the data line.
上記第1のタイミング発生回路は、複数の遅延素子列からなることを特徴とする請求項1の半導体集積回路装置。  2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the first timing generation circuit comprises a plurality of delay element arrays. 上記第2のタイミング信号は、所定のクロック信号の立ち上がり又は立ち下がりエッジを基準として上記プリチャージ回路と上記センスアンプの動作期間を制御するものであることを特徴とする請求項1の半導体集積回路装置。  2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the second timing signal controls an operation period of the precharge circuit and the sense amplifier with reference to a rising or falling edge of a predetermined clock signal. apparatus. 上記クロック信号の周波数は、その用途に対応して設定されるものであることを特徴とする請求項3の半導体集積回路装置。  4. The semiconductor integrated circuit device according to claim 3, wherein the frequency of the clock signal is set in accordance with the application. 上記第1のタイミング信号は、制御信号によりその遅延量が切り換えられる機能を持ち、かかる機能は回路動作の検証に用いられるものであることを特徴とする請求項1の半導体集積回路装置。  2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the first timing signal has a function of switching a delay amount by a control signal, and the function is used for verifying a circuit operation. 上記プリチャージ回路の供給電源は、上記電源電圧であることを特徴とする請求項1又は請求項3の半導体集積回路装置。  4. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the power supply for the precharge circuit is the power supply voltage. 上記センスアンプの供給電源は、上記電源電圧であることを特徴とする請求項1又は請求項3の半導体集積回路装置。  4. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the power supply of the sense amplifier is the power supply voltage. 上記第2のタイミング発生回路は、
第1入力タイミング信号がゲートに供給され、第1の出力ノードと電源電圧及び出力ノードと回路の接地電位との間にそれぞれ設けられた第1のPチャンネル型MOSFETと第1のNチャンネル型MOSFETと、
上記第1入力タイミング信号の反転信号がゲートに供給され、第2の出力ノードと回路の接地電位との間に設けられた第2のNチャンネル型MOSFETと、
上記電源電圧と第1の出力ノードとの間及び第1の出力ノードと回路の接地電位との間において、上記第1のPチャンネル型MOSFET及び第1のNチャンネル型MOSFETとCMOS論理構成に接続され、そのゲートに第2入力タイミング信号が供給されてなる第2のPチャンネル型MOSFETと第2のNチャンネル型MOSFETと、
上記第1の出力ノードと上記第1のPチャンネル型MOSFETとの間に直列に挿入され、ゲートが上記第2の出力ノードに接続された第3のPチャンネル型MOSFETと、
上記第2の出力ノードと上記電源電圧との間に設けられ、ゲートが上記第1の出力ノードに接続された第4のPチャンネル型MOSFETとを備え、
上記第1及び第2入力タイミング信号は、上記定電圧に対応した小さな信号レベルとされ、上記第1の出力ノードから上記電源電圧に対応したレベルの出力信号を形成する論理機能付レベル変換回路を含むものであることを特徴とする請求項1の半導体集積回路装置。
The second timing generation circuit includes:
A first input timing signal is supplied to the gate, and a first P-channel MOSFET and a first N-channel MOSFET provided between the first output node and the power supply voltage and between the output node and the circuit ground potential, respectively. When,
An inverted signal of the first input timing signal is supplied to the gate, and a second N-channel MOSFET provided between the second output node and the ground potential of the circuit;
The first P-channel MOSFET and the first N-channel MOSFET are connected to the CMOS logic configuration between the power supply voltage and the first output node and between the first output node and the ground potential of the circuit. A second P-channel MOSFET and a second N-channel MOSFET having a gate supplied with a second input timing signal;
A third P-channel MOSFET inserted in series between the first output node and the first P-channel MOSFET and having a gate connected to the second output node;
A fourth P-channel MOSFET provided between the second output node and the power supply voltage and having a gate connected to the first output node;
Said first and second input timing signal is a small signal level corresponding to the constant voltage, the logic function with the level conversion circuit for forming an output signal of the level corresponding to the power supply voltage from said first output node The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, further comprising:
上記第2のタイミング発生回路は、
第1入力タイミング信号とその反転遅延信号とを受ける第1のCMOS論理回路と、
第2入力タイミング信号とその反転遅延信号とを受ける第2のCMOS論理回路と、
上記第1及び第2の各CMOS論理回路の直列形態にされた第1導電型の論理MOSFETに対して並列形態に設けられた第1導電型の第1及び第2MOSFETと、
上記第1及び第2の各CMOS論理回路の並列形態にされた第2導電型の論理MOSFETに対して並列形態に設けられた第2導電型の第1及び第2MOSFETとを備え、
上記第1導電型の第1と第2MOSFETと第2導電型の第1MOSFETと第2MOSFETのゲートをそれぞれ共通に接続して、互いに他方のCMOS論理回路の出力と交差接続し、
上記第1及び第2入力タイミング信号及びそれぞれの反転遅延信号は、上記定電圧に対応した小さな信号レベルとされ、上記第1又は第2CMOS論理回路の出力端子から上記電源電圧に対応したレベルの出力信号を形成する論理機能付レベル変換回路を含むものであることを特徴とする請求項1の半導体集積回路装置。
The second timing generation circuit includes:
A first CMOS logic circuit that receives the first input timing signal and its inverted delay signal;
A second CMOS logic circuit receiving a second input timing signal and its inverted delay signal;
A first conductivity type first and second MOSFET provided in parallel with a first conductivity type logic MOSFET in series with the first and second CMOS logic circuits;
A second conductivity type first and second MOSFET provided in parallel with the second conductivity type logic MOSFET in parallel configuration of the first and second CMOS logic circuits;
The gates of the first and second MOSFETs of the first conductivity type, the first MOSFET and the second MOSFET of the second conductivity type are connected in common, and are mutually connected to the output of the other CMOS logic circuit,
Said first and second input timing signal and the respective inverted delayed signal, the is a small signal level corresponding to the constant voltage, the level corresponding to the power supply voltage from the output terminal of the first or 2CMOS logic circuit output 2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, further comprising a level conversion circuit with a logic function for forming a signal.
第1入力信号がゲートに供給され、第1の出力ノードと電源電圧及び出力ノードと回路の接地電位との間にそれぞれ設けられた第1のPチャンネル型MOSFETと第1のNチャンネル型MOSFETと、
上記第1入力信号の反転信号がゲートに供給され、第2の出力ノードと回路の接地電位との間に設けられた第3のNチャンネル型MOSFETと、
上記電源電圧と第1の出力ノードとの間及び第1の出力ノードと回路の接地電位との間において、上記第1のPチャンネル型MOSFET及び第1のNチャンネル型MOSFETとCMOS論理構成に接続され、そのゲートに第2入力信号が供給されてなる第2のPチャンネル型MOSFETと第2のNチャンネル型MOSFETと、
上記第1の出力ノードと上記第1のPチャンネル型MOSFETとの間に直列に挿入され、ゲートが上記第2の出力ノードに接続された第3のPチャンネル型MOSFETと、
上記第2の出力ノードと上記電源電圧との間に設けられ、ゲートが上記第1の出力ノードに接続された第4のPチャンネル型MOSFETとを備え、
上記第1及び第2入力信号は、上記電源電圧に対して小さな信号レベルとされ、上記第1の出力ノードから上記電源電圧に対応したレベルの出力信号を形成する論理機能付レベル変換回路を有することを特徴とする半導体集積回路装置。
A first input signal is supplied to the gate, and a first P-channel MOSFET and a first N-channel MOSFET provided between the first output node and the power supply voltage and between the output node and the circuit ground potential, ,
An inverted signal of the first input signal is supplied to the gate, and a third N-channel MOSFET provided between the second output node and the ground potential of the circuit;
The first P-channel MOSFET and the first N-channel MOSFET are connected to the CMOS logic configuration between the power supply voltage and the first output node and between the first output node and the ground potential of the circuit. A second P-channel MOSFET and a second N-channel MOSFET, each having a gate supplied with a second input signal,
A third P-channel MOSFET inserted in series between the first output node and the first P-channel MOSFET and having a gate connected to the second output node;
A fourth P-channel MOSFET provided between the second output node and the power supply voltage and having a gate connected to the first output node;
Said first and second input signal is a small signal level with respect to the supply voltage, has a logic function with the level conversion circuit for forming an output signal of the level corresponding to the power supply voltage from said first output node A semiconductor integrated circuit device.
第1入力端子と第2入力端子とを有する第1CMOS論理回路と、
第3入力端子と第4入力端子とを有する第2CMOS論理回路とを有し、
上記第1CMOS論理回路は、
上記第1入力端子にゲートが接続された第1導電型の第1MOSFET及び第2導電型の第1MOSFETと、
上記第2入力端子にゲートが接続された第1導電型の第2MOSFET及び第2導電型の第2MOSFETとを有し、
上記第1導電型の第1と第2MOSFETは、並列形態に接続され、
上記第2導電型の第1と第2MOSFETは、直列形態に接続され、
上記第2CMOS論理回路は、
上記第3入力端子にゲートが接続された第1導電型の第3MOSFET及び第2導電型の第3MOSFETと、
上記第4入力端子にゲートが接続された第1導電型の第4MOSFET及び第2導電型の第4MOSFETとを有し、
上記第1導電型の第3と第4MOSFETは、並列形態に接続され、
上記第2導電型の第3と第4MOSFETは、直列形態に接続され、
上記第1CMOS論理回路の並列形態にされた第1導電型の第1と第2MOSFETと上記第1CMOS論理回路の出力端子との間に設けられた第1導電型の第5MOSFETと、
上記第2CMOS論理回路の並列形態にされた第1導電型の第1と第2MOSFETと上記第2CMOS論理回路の出力端子との間に設けられた第1導電型の第6MOSFETと、
上記第1CMOS論理回路の直列形態にされた第2導電型の第1と第2MOSFETと並列形態に設けられた第2導電型の第5MOSFETと、
上記第2CMOS論理回路の直列形態にされた第2導電型の第3と第4MOSFET並列形態に設けられた第2導電型の第6MOSFETとを更に有し、
上記第1導電型の第5MOSFETと第2導電型の第5MOSFETのゲートは共通に接続され、
上記第1導電型の第6MOSFETと第2導電型の第6MOSFETのゲートは共通に接続され、
上記共通接続された上記第1導電型の第5MOSFETと第2導電型の第5MOSFETのゲートと上記第1導電型の第6MOSFETと第2導電型の第6MOSFETのゲートは、互いに他方の上記第1と第2CMOS論理回路の出力端子と交差接続され、
上記第1CMOS論理回路の第1入力端子には第1入力信号が供給され、第2入力端子には上記第1入力信号の反転遅延信号が供給され、
上記第2CMOS論理回路の第1入力端子には第2入力信号が供給され、第2入力端子には上記第2入力信号の反転遅延信号が供給され、
上記第1及び第2入力信号及びそれぞれの反転遅延信号は、上記電源電圧に対して小さな信号レベルとされ、上記第1又は第2CMOS論理回路の出力端子から上記電源電圧に対応したレベルの出力信号を形成する論理機能付レベル変換回路を備えてなることを特徴とする半導体集積回路装置。
A first CMOS logic circuit having a first input terminal and a second input terminal;
A second CMOS logic circuit having a third input terminal and a fourth input terminal;
The first CMOS logic circuit is
A first conductivity type first MOSFET and a second conductivity type first MOSFET having a gate connected to the first input terminal;
A first conductivity type second MOSFET having a gate connected to the second input terminal and a second conductivity type second MOSFET;
The first conductivity type first and second MOSFETs are connected in parallel,
The first and second MOSFETs of the second conductivity type are connected in series,
The second CMOS logic circuit is:
A first conductivity type third MOSFET and a second conductivity type third MOSFET having a gate connected to the third input terminal;
A first conductivity type fourth MOSFET and a second conductivity type fourth MOSFET having a gate connected to the fourth input terminal;
The first conductivity type third and fourth MOSFETs are connected in parallel,
The second conductivity type third and fourth MOSFETs are connected in series,
A first conductivity type fifth MOSFET provided between first and second MOSFETs of the first conductivity type in parallel form of the first CMOS logic circuit and an output terminal of the first CMOS logic circuit;
A first conductivity type sixth MOSFET provided between first and second MOSFETs of the first conductivity type in parallel form of the second CMOS logic circuit and an output terminal of the second CMOS logic circuit;
A second conductivity type fifth MOSFET provided in parallel with the first and second MOSFETs of the second conductivity type formed in series with the first CMOS logic circuit;
A second conductivity type sixth MOSFET provided in parallel with the second and third conductivity type third and fourth MOSFETs arranged in series with the second CMOS logic circuit;
The gates of the first conductivity type fifth MOSFET and the second conductivity type fifth MOSFET are connected in common,
The gates of the first conductivity type sixth MOSFET and the second conductivity type sixth MOSFET are connected in common,
The gates of the first conductive type fifth MOSFET and the second conductive type fifth MOSFET, the first conductive type sixth MOSFET and the second conductive type sixth MOSFET which are connected in common are connected to each other. And the output terminal of the second CMOS logic circuit,
A first input signal is supplied to a first input terminal of the first CMOS logic circuit, an inverted delay signal of the first input signal is supplied to a second input terminal,
A second input signal is supplied to a first input terminal of the second CMOS logic circuit, an inverted delay signal of the second input signal is supplied to a second input terminal,
Said first and second input signals and the respective inverted delay signal is small signal level with respect to the supply voltage, the first or 2CMOS logic circuit output signal from the output terminal of the level corresponding to the power supply voltage A semiconductor integrated circuit device comprising a level conversion circuit with logic function for forming
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