JPH022238B2 - - Google Patents

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JPH022238B2
JPH022238B2 JP57024686A JP2468682A JPH022238B2 JP H022238 B2 JPH022238 B2 JP H022238B2 JP 57024686 A JP57024686 A JP 57024686A JP 2468682 A JP2468682 A JP 2468682A JP H022238 B2 JPH022238 B2 JP H022238B2
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gate
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、既知のブートストラツプ効果を強調
するための回路に動的チヤージアツプ回路を含
む、電界効果トランジスタによるモノリシツク集
積半導体記憶装置の入力回路に関するものであ
る。
二極トランジスタのモノリシツク集積記憶回路
に比べて、そのサイズが小さく電力消費量が少な
いために、電界効果トランジスタのそれは、現代
のプログラム制御式データ処理システムの主記憶
装置として、広く使用されている。
電界効果トランジスタ(以下ではFETと呼ぶ)
で設計されたモノリシツク集積半導体記憶装置用
入力回路としては、ドイツ公開特許明細書第2243
671号から知られるように、いわゆるブートスト
ラツプ効果を利用した回路がしばしば使用されて
いる。第1A図にその回路図を示した、インバー
ターとして働くかかる回路は、入力レベルを低下
させるとき、動作電圧VHの値へと急速に上昇す
る出力レベルをもたらす。
FET記憶装置は、二極トランジスタの方が電
界効果トランジスタよりも切換え速度が速いた
め、二極トランジスタで設計されるデジタル回路
によつて制御されることがしばしばである。いわ
ゆるTTLレベル体系は、二極トランジスタによ
る典型的なデジタル回路用電圧レベル体系であ
る。従つて、1つの2進状態、例えば論理「0」
が0〜0.8ボルトの範囲の電圧で表わされ、もう
1つの2進状態、例えば論理「1」が2.0ボルト
から例えば5.5ボルトの最大作動電圧までの範囲
の電圧で表わされるものと仮定する。ただし、
FET回路にとつて典型的な上限制御レベル並び
に動作電圧はずつと高く、例えばVH=8.5ボルト
である。すなわち、1.5ボルトの典型的な閾値電
圧をもち、最悪の場合でも2ボルトの上限入力レ
ベルで制御されるMOS電界効果トランジスタは、
比較的低い範囲でしか導電しないことになる。こ
うして制御されたFETは、その導電状態でもな
お比較的高いインピーダンスを持つ。従つて、要
求される他の回路ノードや容量などの充電または
放電を実施する際にはかなり遅い。そのため、別
個のレベル変換器が二極成分とFET成分の間の
インターフエイスにしばしば使用される。
第1A図に基づく回路は、できればFETレベ
ルで、またFET2及び3がそれに応じて大きな
デイメンジヨンのものである場合にはTTLレベ
ルによつても制御するのが望ましい。ブートスト
ラツプ・インバータはFET2〜7及びブートス
トラツプ・コンデンサ6で形成されている。相互
接続されているFET4及び5のゲート電極は、
二極回路電子を形成するように配線されたFET
7を介して、動作電圧VHマイナスFET閾値電圧
VTにチヤージアツプされている。2つの入力
FET2及び3を非伝導状態にすると、インバー
タの出力8に接続されている回路の入力容量9は
コンデンサ6に対して平行になつていないので、
コンデンサ6の両電極の電位が、FET5を介し
て急速に上昇(ブートストラツプ)する。
本発明を更に理解し易くするため、次に第1B
図に基づく構造及び操作について簡単に説明す
る。この回路は、ドイツ公開特許明細書22 43671
号から知られるように、第1A図のブートストラ
ツプ・インバータ及びそれに追加された負荷容量
9を急速に充電させる為の動的チヤージアツプ回
路から構成されている。ブートストラツプ・イン
バータは、FET2〜7及びブートストラツプ・
コンデンサ6によつて形成されているが、動的チ
ヤージアツプ回路は、FET10及び11並びに
コンデンサ12から構成されている。
動的チヤージアツプ回路がFET10及び11
並びにコンデンサ12から構成されているため
に、相互接続されているFET4及び5のゲート
電極は、FET7を介して、動作電圧VHマイナス
FET閾値電圧VTにチヤージアツプされるのみな
らず、入力信号の前縁が到着すると、動作電圧
VHの完全値にまでチヤージアツプされる。入力
信号の前縁が到着し、コンデンサ12を介して、
FET10の電圧VH−VTにまでチヤージアツプ
されたゲートに転送されると、そのゲート電位は
ほぼ2VH−VTの値に上昇し、その結果そのソー
ス電位23及び相互接続されたFET4,5のゲ
ート電極の電位はVHの値を取るようになる。こ
うしてゲート電極を動作電圧の完全値VHにまで
チヤージアツプすることにより、2つの負荷
FET4及び5のゲート電位は入力信号が低下す
るとき、かかる大きさまで増大し、従つて切換え
FET2及び3は非伝導状態となり、ブートスト
ラツプ・コンデンサ6の電位はFET5を介して
上昇し、その結果として負荷容量9は、動的チヤ
ージアツプ回路を使用しない場合よりも速く、完
全動作電圧VHまで上昇する。
しかし、第1B図に基づく有利な回路は、
FETレベルを要求するという欠点をもつている。
低いTTLレベルで制御を実施すると、TTL電位
のスイングが2−0.8=1.2ボルトと小さいため
に、ノード23がチヤージアツプ回路によつて
VHにまでチヤージアツプされず、従つて価値が
ない。従つて第1A図の回路の場合のように、チ
ヤージアツプ・トランジスタT7のみがノード2
3をVH−VTの最大値に充電させる。
第1B図に基づく回路はTTLレベルで制御す
べきFET記憶装置用の入力回路としては使用で
きないので、本発明はその救済策をもたらすもの
である。特許請求の範囲で特徴付けられる本発明
は、TTLレベルによる制御にもかかわらず、
FET4並び5のゲートのチヤージアツプを通じ
て出力ノード8を、急速に動作電圧VHにまで帯
電させることができる。FET記憶装置に対する
入力回路をもたらすという目的を実現するもので
ある。
本発明の主たる利点は、VHレベルを、FET記
憶装置を制御するために必要なレベルに変換する
ための二極レベル変換器がもはや必要でないこと
である。
次に、図面を参照しながら、本発明をくわしく
説明する。
第1A図、第1B図、第2図及び第4図の回路
図においては、典型的動作電圧が約8.5ボルトの
通常のN−チヤネル−MOS−FETを仮定してあ
る。しかし本発明は、他の導電型のFET並びに
それに応じて修正された動作電圧でも同等に実現
できる。
第2図は、本発明の第一の実施例の回路図を示
したものである。このTTLレベルで制御可能な
記憶装置入力回路は、第1B図に基づく回路の一
変形である。第1B図の回路の構成要素と対応す
る、第2図の回路の構成要素には、同じ参照番号
をつけてある。FET10及び11ならびにコン
デンサ12から構成され、相互接続されたFET
4及び5のゲート電極を備えている動的チヤージ
アツプ回路は、FETレベルによる操作制御を必
要とするので、第2図の回路中のコンデンサ12
の第1の電極は、入力端子1にではなく、FET
記憶装置に対する入力回路に続く、ブロツク形で
表わしたインバータ16の出力17に接続されて
いる。その上、第2図のチヤージアツプFET1
1のゲートは電源電圧の陽極VHにではなく、イ
ンバータ16に続くやはりブロツク形で表わした
インバータ18の出力19に接続されている。更
に、コンデンサ12の第2の電極の、チヤージア
ツプFET11のソース並びに負荷FET10のゲ
ートとの共通接点20は、3個の直列配置の放電
FET13,14,15を介してFET11のゲー
トに接続されている。
第2図の入力回路の操作を、第3図に基づくパ
ルス図に則して説明する。入力回路の入力端子1
に印加される、TTL信号(第3図)は最初オフ
状態で高いTTLレベルを示していたが、今は信
号ダウン・レベルをとつているものと仮定する。
今まで導通状態であつたスイツチングFET2及
び3は、こうして非導電性となり、その結果、前
にはFET信号ダウン・レベルを示していた入力
ステージの出力8は、今やブートストラツプ・コ
ンデンサ6の既知の効果のために、急速に高
FET出力レベルをとるノード23の電位がコン
デンサ6のブートストラツプ効果のために、値
VH以上に上昇すると、ード24の電位が上昇す
る際にブートストラツプ・コンデンサ6によつて
起こるノード23での電圧増加が妨げられるため
にFET10を通つて動作電流電源の陽極VHに電
流は流れない。出力8の出力電位はよりゆつくり
と上昇し、動作電圧ソースVHの完全値に達しな
いことになる。FET13,14,15並びに入
力信号と位相が逆のその制御パルス19によつ
て、FET10のゲート20は、入力信号1がVH
−VTより低い電位に低下する前に放電され、電
位23が値VH以上に上昇したとき、FET10は
確実に非導電性となる。FET13のゲートが動
作電圧電源の陽極VHに接続されているため、こ
のFETは常に導電状態である。ドレインとゲー
トを接続することにより、FET14及び15は、
二極回路要素を形成するように配線されている。
第2図の入力回路は、できれば動的FET記憶
チツプ中のレベル変換器として実現するのが望ま
しい。TTLチツプ選択信号CSを、例えば入力1
に印加することができる。動的記憶セルを再生す
るために、チツプを連続的に選択しなければなら
ないので、最長CSサイクルは、100マイクロ秒の
範囲にある。入力回路自体もこうして再生され
る。例えば、ノード23は漏れ電流によつて100
マイクロ秒で値VHよりも僅かに低い値にまで放
電される。しかし記憶を開始するとき、チヤージ
アツプ回路はなお無効であり、ノード23は
FET7のみによつて値VH−VTよりも僅かに低
い値で維持される。従つて最初のサイクルの初め
には、入力回路の出力8の電圧は、ノード23の
電位VH−VTが低いために、遅延してしかもゆ
つくりとしか上昇しない。最初のサイクルの終り
に、ノード23は、チヤージアツプ回路を介して
すなわちFET10を介して電位VHにまで充電さ
れる。第2サイクル及びそれ以後のサイクルで
は、出力電圧は実際上遅延なしに非常に急速に上
昇する。
第3図は、本発明によつて記述された入力回路
の、回路の各ノードでの電位変化を表わすパルス
図を示したものである。このパルス図から、最初
のサイクルより後では、出力8の電位の上昇時間
が最初のサイクルの場合の約半分の値であること
がわかる。サイクル時間は360ナノ秒と仮定して
ある。
第4図は、本発明のもう1つの実施例の回路図
である。第2図とは、スイツチング・トランジス
タ2及び3が相互接続されたソース電極で制御さ
れ、固定バイアス電位VBがそれらの相互接続さ
れたゲート電極に印加される点だけが違つてい
る。この回路機能の特徴のために入力信号は、出
力8に現われる出力信号と同位相である。第2図
の回路図に対してそれ以外の違いはない。第4図
の回路の操作も、第2図に関して説明したものと
一致している。このことは、第5図のパルス図か
ら立証される。第5図では、端子1に印加される
TTL入力信号のみが、第3図のパルス図と比較
して逆の位相を示している。
上述のように、第2図及び第4図の回路は、チ
ツプ選択信号用のベル変換器及び信号増幅器に、
特に適している。チツプ選択信号は、記憶チツプ
中で非常に高い容量性負荷を励振しなければなら
ないので、本発明ではインバータ16及び18を
追加的に必要とはしないが、増幅用に設けられて
いる。
【図面の簡単な説明】
第1A図は既知のインバータ回路から構成され
る、FETまたはTTLレベルによるFET記憶装置
用入力回路の回路図。第1B図は、動的チヤージ
アツプ回路を補完した既知のインバータから構成
される、FETレベルによつて動作するFET記憶
装置用入力回路の回路図。第2図は、本発明に基
づく第1の実施例の回路図。第3図は第2図に基
づく入力回路のパルス図。第4図は本発明に基づ
く第2の実施例の回路図。第5図は第4図に基づ
く入力回路のパルス図。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 入力信号に応答して動作するブートストラツ
    プ回路と、前記ブートストラツプ回路に結合され
    たチヤージ・アツプ回路とを有する電界効果トラ
    ンジスタ記憶装置のための入力回路であつて、前
    記チヤージ・アツプ回路は前記ブートストラツプ
    回路のブートストラツプ・ノードに結合された第
    1電界効果トランジスタ、前記第1電界効果トラ
    ンジスタのゲートにソースを接続された第2電界
    効果トランジスタ、及び前記第1電界効果トラン
    ジスタのゲートに一方の電極を接続されたコンデ
    ンサを有し、前記コンデンサの他方の電極は前記
    ブートストラツプ回路に続くインバータの出力に
    接続され、前記第1電界効果トランジスタのゲー
    トは放電路を介して前記第2電界効果トランジス
    タのゲート及び前記インバータに続くインバータ
    の出力に接続されている電界効果トランジスタ記
    憶装置のための入力回路。
JP57024686A 1981-05-13 1982-02-19 Input circuit for field effect transistor memory device Granted JPS57191891A (en)

Applications Claiming Priority (1)

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EP81103660A EP0064569B1 (de) 1981-05-13 1981-05-13 Eingangsschaltung für einen monolithisch integrierten Halbleiterspeicher mit Feldeffekttransistoren

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS57191891A JPS57191891A (en) 1982-11-25
JPH022238B2 true JPH022238B2 (ja) 1990-01-17

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ID=8187708

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JP57024686A Granted JPS57191891A (en) 1981-05-13 1982-02-19 Input circuit for field effect transistor memory device

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4494018A (ja)
EP (1) EP0064569B1 (ja)
JP (1) JPS57191891A (ja)
DE (1) DE3169127D1 (ja)
ES (1) ES8303790A1 (ja)

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