JPH0334150B2 - - Google Patents

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JPH0334150B2
JPH0334150B2 JP59054778A JP5477884A JPH0334150B2 JP H0334150 B2 JPH0334150 B2 JP H0334150B2 JP 59054778 A JP59054778 A JP 59054778A JP 5477884 A JP5477884 A JP 5477884A JP H0334150 B2 JPH0334150 B2 JP H0334150B2
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effect transistor
mos
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gate
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Toshio Mitsumoto
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Sharp Corp
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/01Modifications for accelerating switching
    • H03K19/017Modifications for accelerating switching in field-effect transistor circuits
    • H03K19/01707Modifications for accelerating switching in field-effect transistor circuits in asynchronous circuits
    • H03K19/01714Modifications for accelerating switching in field-effect transistor circuits in asynchronous circuits by bootstrapping, i.e. by positive feed-back

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Description

【発明の詳細な説明】 〈技術分野〉 本発明は主にMOSダイナミツクメモリ素子に
おける高電圧タイミング発生回路の改良に関す
る。
〈従来技術〉 一般的な高密度ダイナミツクメモリ素子におい
ては、ワード線ドライブ信号等に電源電圧以上の
電圧レベルの信号を使用して動作マージン等の特
性改善を図ることが行なわれているが、従来回路
においては、必要な高電圧を得ようとすれば大き
な遅延時間が生じ、素子の高速化を阻害する要因
になつていた。
まず従来から一般的なダイナミツクメモリ素子
に使用されている回路およびタイミング図をそれ
ぞれ第7図および第8図に示す。第7図において
1および2は一般的なタイミング発生回路であり
1段あたりの出力電圧は電源電位(VCC)であ
る。31および32はアクテイブ・ローの遅延信号
を作り出す回路であり、それぞれのタイミング発
生回路における入出力信号間の遅延時間を決定す
る。
従来回路を使用して高電圧出力のタイミング発
生回路を構成するには、第7図に示す通り、通常
のタイミング発生回路1および2の縦続接続およ
びMOS容量4により行なわれていた。
上記回路において高電圧出力信号を発生する動
作は、プリチヤージ期間では第8図に示す如くプ
リチヤージ信号φPが高レベルになり、この状態
で出力φOUT、ノードB2は接地レベル、ノードA1
およびA2は高レベルにプリチヤージされている。
入力信号φINはプリチヤージ状態で接地レベルを
保持する。次に能動期間に入りプリチヤージ信号
φPが接地レベルに降下し、入力信号φINが入力さ
れると第1段のタイミング発生回路のMOS容量
に充電が開始され、十分に充電が完了した時点で
遅延回路出力A1が降下し、ブーストノード6が
VCC以上にブーストされることによつてMOS型電
界効果トランジスタ(以下MOSTと略す)7を
介して出力信号φOUTが上昇を始める。この期間の
遅延時間をtd1とする。出力信号ブースト用の
MOS容量4は出力信号φOUTの上昇と共に充電が
開始され、VCC附近まで充電される時間をtd2と
する。MOS容量4は一般に大容量であるため、
上記充電時間td2は大きい値になつてしまう。
MOS容量4に充電が完了した時点でノードA2
降下し、第2段のタイミング発生回路のノード8
が高レベルになりMOST9が導通し、第1段の
タイミング発生回路のノード6が接地レベルまで
放電され、MOST7が遮断されると共に、MOS
容量10によりノード11がVCC以上にブースト
され、MOST12を通してB2が上昇し、MOS容
量4を介して容量結合された出力信号φOUTは電源
電圧以上にブーストされる。この期間の遅延時間
をtd3とする。
結局、入力信号φINが入力されてから所望の高
出力電圧φOUTを得るのにtd1+td2+td3の時間が
必要であり、通常この値は必要以上に大きくなり
アクセス時間の悪化を招く。
上述のように、従来方式においてはタイミング
発生回路2段を縦続接続しているため、遅延時間
が1段構成タイミング発生回路の2倍以上必要で
あること、および大容量のブースト容量4に十分
な充電を能動期間に行なう必要があり、その充電
時間がタイミング発生回路の動作スピードに制限
を与えていた。
〈発明の目的〉 本発明は上記従来回路の欠点を全て解消し、1
段のタイミング発生回路で高電圧出力が得られる
LIS化した回路を提供するものであり、ダイナミ
ツクメモリ素子等の高速化に寄与する所が大であ
る。
〈実施例〉 本発明における回路構成の一実施例を第1図に
示す。また、第2図に上記実施例における動作タ
イミングを示す。
電源電圧VCCがドレイン及びゲートに入力され
た第1MOST21について、ソースは第2MOST
22のドレインに接続され、該接続点はノードA
となる。該第2MOST22のソースは、ソースが
接地された第4MOST24のドレインに接続され
る。上記第2MOST22のゲート(ノードB)は
第3MOST23のソース及び第5MOST25のゲ
ートに接続されている。上記第5MOST25のド
レインは電源VCCに、ソースは第6MOST26の
ドレインに接続されている。第6MOST26及び
第4MOST24のゲートには、入力信号φINを予
め設定した時間遅延させて出力する遅延回路20
の出力信号が与えられている。上記入力信号φIN
は遅延回路20に入力されると共に、第3MOST
23のドレインにも与えられる。該第3MOST2
3のゲートと遅延回路20の出力端子(ノード
C)間には、ゲートに電源VCCが印加された
MOST27が接続されている。
上記第5MOST25と第6MOST26の接続点
ノードDと上記ノードA間にはMOSトランジス
タによつて構成された第1ブースト用容量31
が、また第2MOST22のゲート(ノードB)と
ソース間には同様にMOSトランジスタによつて
構成された第2ブースト用容量32が接続されて
いる。上記ノードDと接続間にはMOST28、
ノードBと接地間にもMOST29が接続され、
両MOST28,29共にゲートにはプリチヤー
ジ信号φPが与えられている。上記タイミング発
生回路において、出力信号φOUTは第2MOST22
のソース端から導出される。該出力端子と接地間
に、ゲートにプリチヤージ信号φPが入力された
MOST30が接続されている。
上記構成よりなるタイミング発生回路におい
て、プリチヤージ期間においては、プリチヤージ
信号φPは高レベルであるためMOST30,29,
28が導通状態となり、出力信号φOUT、ノードB
およびノードDは接地レベルであり、またノード
Cは高レベルにプリチヤージされており、
MOST25および22は遮断状態となつている。
ブースト用MOS容量31はプリチヤージ期間に
MOST21を通してプリチヤージされている。
そのプリチヤージ電圧は、MOST21のスレツ
シユホールド電圧をVTHとしてVCC−VTHになつて
いる。
上記プリチヤージ期間に続いて能動期間に入り
プリチヤージ信号φPが接地レベルまで降下し、
電源電圧レベル(VCC)の入力信号φINが入力され
ると、MOST23を介してMOS容量32に充電
が開始される。ノードCはMOS容量32が十分
に充電されるまで遅延回路20の働きで高レベル
を保持するため、ノードDおよび出力φOUTは低レ
ベルを保持する。
次に、MOS容量32への充電が完了した時点
で遅延回路20の出力が降下し、MOST26お
よび24が遮断される。ノードDはMOST26
が遮断されたことによりVCCレベルまで上昇を開
始し、ブースト用MOS容量31により容量結合
されているノードAの電位は、ノードDの上昇に
同期して無負荷の場合は(VCC−VTH)から
(2VCC−VTH)までブーストされる。ノードAの
電荷はMOST22を介して出力信号φOUTを上昇
させ、ブースト容量32はMOST22のゲート
ノードBをより高電位にブーストし、結局電源電
圧以上の出力信号φOUTが出力される。この値は出
力信号φOUTの負荷が零の場合に(2VCC−VTH)ま
で達する。ノードDが上昇を開始してからの一連
の動作は瞬時に行なわれるため、本実施例の回路
は非常に高速な高電圧出力タイミング発生回路と
なる。
本実施例における大きな特長は、大容量のブー
スト用MOS容量31への充電がプリチヤージ期
間に完了しており、従つて能動期間において、そ
の充電電荷が即座に利用できること、および1段
構成のタイミング発生回路であることから遅延回
路20が1個で構成されるため入力信号φINから
出力信号φOUTまでの遅延を従来の半分以下にでき
ることである。また回路素子数も従来の半分程度
で構成でき、素子の高集積化に対しても有効であ
る。
〈他の実施例〉 第3図は第1図における第1MOST21のゲー
トにプリチヤージ信号φPを入力した第1の変形
実施例であり、回路動作は第1図と同様である。
第4図は第2の変形実施例であり、第1図の実
施例におけるノードAと接地間に第7MOST33
及び第8MOST34を付加し、第7MOST33の
ゲートは第2MOST22のゲートと共通に接続
し、第8MOST34のゲートにはプリチヤージ信
号φPが入力される。本実施例の回路では出力信
号φOUTは第7MOST33のソースから取り出す。
この回路は出力負荷が比較的大きい場合に有効で
あり第1図の実施例に比べて素子数は多くなるが
低消費電力化が計れる。
この理由は、第1図においてMOS容量32に
充電を行なう期間はMOST22および24が共
に導通状態となり、これらのMOSTが大きくな
つた場合に大きな電流が流れるが、第4図の回路
例では、第1図における第2MOST22を第
2MOST22と第7MOST33に分配し、第
2MOST22側のみに電流を流す。第8MOST3
4は能動状態では遮断されているため第7MOST
33を通過した電流は出力側のみへ流れ接地側へ
は流れず低消費電力化が計れる。
第5図は本発明における第3の変形実施例であ
り、前記第1図に示した実施例に、MOST35,
36,37及びMOS容量38が付加される。即
ち、電源VCCとノードA間にMOST35が、電源
VCCとノードC間にMOST36及びMOST37が
付加され、MOST35のゲートは、上記MOST
36とMOST37の接続点であるノードEに接
続され、上記MOST36のゲートにはプリチヤ
ージ信号φPが、MOST37のゲートには電源VCC
が印加される。上記ノードEと入力端子間に
MOS容量38が接続される。
上記回路の動作を説明するが、まず前記第1図
の実施例においてはMOS容量32に充電を行な
う期間MOST21,22および24が共に導通
となり、若干ノードAの電位が下降し、MOS容
量31にプリチヤージされている電荷が減少す
る。そこでMOS容量32に充電を行なう期間の
みノードAの電位を保持すべく追加されたのが第
5図の破線で囲む上記付加回路である。
第5図において入力信号φINが入力されるとブ
ースト用MOS容量38によりMOST35のゲー
トがVCC以上にブーストされ、MOST35を通し
てノードAに電流が流れ込み、上述したA点の電
位降下を補う。この動作はMOS容量32に十分
な電荷が蓄積されるまで継続し、ノードCが下降
する時点でノードEがMOST37を介して放電
されMOST35が遮断されることで終了する。
前記各実施例は能動信号φINを第3MOST23
のドレインに入力する回路を挙げて説明したが、
第3MOST23のドレインに能動信号を入力する
代りにドレインを電源VCCに接続し、MOST27
を除いて第3MOST23のゲートに能動信号φIN
を与えて構成することもできる。
第6図は本発明をデータ出力回路に適用した実
施例であり40および41は本発明による回路例
である。Dおよびはデータ入力信号であり能動
期間において、入力信号φINが入力されてから適
当な遅延時間が経過後に、一方のみ接地レベルま
で降下する。出力端に接続されたMOST42,
43は出力バツフアMOSTであり、あるいは
Dの極性により、どちらか一方のMOSTのゲー
トは前述の動作説明に基いてVCC以上の電位が与
えられるため、非常に高速な出力回路が実現され
る。
以上に述べた各実施例は、いづれも組合せて実
施可能であり、また既知のMOST回路との組合
せも可能である。
〈効果〉 以上本発明によれば、高電圧のタイミング信号
を少ない素子数で構成することができ、しかも入
力信号から出力信号の取り出しを高速化すること
ができ、各種MOSトランジスタ集積回路に適用
されて、高速処理を図り得る回路を得ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による一実施例の回路図、第2
図は同実施例のタイミング図、第3図乃至第5図
は本発明による他の実施例の回路図、第6図は本
発明をダイナミツクメモリに適用した回路図、第
7図は従来の高電圧タイミング発生回路図、第8
図は同従来回路のタイミング図。 20:遅延信号発生回路、21〜30:
MOST、31,32:MOS容量、φp:プリチヤ
ージ信号、φIN:入力信号、φOUT:高電圧出力信
号。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 少なくともプリチヤージ期間に充電電流を供
    給する第1MOS型電界効果トランジスタと、該第
    1MOS型電界効果トランジスタのソースにドレイ
    ンが接続された第2MOS型電界効果トランジスタ
    と、該第2MOS型電界効果トランジスタのゲート
    にソースが接続された第3MOS型電界効果トラン
    ジスタと、上記第2MOS型電界効果トランジスタ
    のソースにドレインが接続され、ソースが接地電
    位に接続され、ゲートが能動信号と逆相で且つ該
    能動信号より遅延した信号出力に接続された第
    4MOS型電界効果トランジスタと、ドレインが電
    源に接続されゲートが上記第3MOS型電界効果ト
    ランジスタのソースに接続された第5MOS型電界
    効果トランジスタと、該第5MOS型電界効果トラ
    ンジスタのソースにドレインが接続され、ゲート
    が上記遅延した信号出力に接続され、ソースが接
    地電位に接続された第6MOS型電界効果トランジ
    スタと、第6MOS型電界効果トランジスタのドレ
    インと第1MOS型電界効果トランジスタのソース
    間に接続された第1ブースト容量と、第2MOS型
    電界効果トランジスタのゲートとソース間に接続
    された第2ブースト容量からなり、上記第3MOS
    型電界効果トランジスタのドレイン又はゲートに
    能動信号が与えられてなるLSI化したタイミング
    発生回路。 2 請求の範囲第1項記載において、第2MOS型
    電界効果トランジスタのソースから出力信号を取
    り出すことを特徴とするLSI化したタイミング発
    生回路。 3 請求の範囲第1項又は2項記載において、第
    2MOS型電界効果トランジスタのソースと接地
    間、及び又は第5MOS型電界効果トランジスタの
    ソースと接地間、及び又は第2MOSのゲートと接
    地間に、ゲートにプリチヤージ信号が入力された
    MOS型電界効果トランジスタをそれぞれ接続し
    てなるLSI化したタイミング発生回路。 4 請求の範囲第1項,第2項又は第3項記載に
    おいて、第1MOS型電界効果トランジスタのゲー
    トにプリチヤージ信号が入力されてなるLSI化し
    たタイミング発生回路。 5 請求の範囲第1項,第2項,第3項又は第4
    項記載において、第1MOS型電界効果トランジス
    タのソースにドレインが接続され、ゲートが第
    2MOS型電界効果トランジスタのゲートに接続さ
    れた第7MOS型電界効果トランジスタと、該第
    7MOS型電界効果トランジスタのソースにドレイ
    ンが接続され、ゲートにプリチヤージ信号が入力
    されソースが接地電位に接続された第8MOS型電
    界効果トランジスタとを備え、出力信号は上記第
    7MOS型電界効果トランジスタのソースから取り
    出してなるLSI化したタイミング発生回路。 6 請求の範囲第1項,第2項,第3項,第4項
    又は第5項記載において、第1MOS型電界効果ト
    ランジスタのソースに、ソースが接続され、ドレ
    インが電源に接続されたMOS型電界効果トラン
    ジスタを接続し、該MOS型電界効果トランジス
    タのゲートに能動信号が入力されてなり、遅延信
    号出力が変化するまでの期間電源電圧以上にブー
    ストされることを特徴としてなるLSI化したタイ
    ミング発生回路。
JP59054778A 1984-03-21 1984-03-21 Lsi化したタイミング発生回路 Granted JPS60198620A (ja)

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