JPH0697376A - Semiconductor device - Google Patents
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- JPH0697376A JPH0697376A JP4266732A JP26673292A JPH0697376A JP H0697376 A JPH0697376 A JP H0697376A JP 4266732 A JP4266732 A JP 4266732A JP 26673292 A JP26673292 A JP 26673292A JP H0697376 A JPH0697376 A JP H0697376A
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- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 アレイ周辺回路等のプリチャージにともなう
電源ノイズの影響を抑制し、出力バッファを含むBiC
MOSダイナミック型RAM等の電源マージンを高め
る。また、出力バッファを構成する出力トランジスタT
1の飽和を防止し、出力バッファを含むBiCMOSダ
イナミック型RAM等の信頼性を高める。
【構成】 電源電圧VCCをその動作電源とするメモリ
アレイ及びアレイ周辺回路と、電源電圧VCCOとデー
タ出力端子IO0との間に設けられる出力トランジスタ
T1と、Pチャンネル型の駆動MOSFETP1を含み
アレイ周辺回路の実質的な出力信号に従って出力トラン
ジスタT1を駆動する出力駆動回路すなわちインバータ
IV1とを備えるBiCMOSダイナミック型RAM等
において、少なくとも駆動MOSFETP1のソースに
電源電圧VCCOを供給し、出力トランジスタT1のベ
ース電位を安定化させ、その飽和を防止する。
(57) [Abstract] [Purpose] BiC including output buffer, suppressing the effect of power supply noise due to precharging of array peripheral circuits etc.
The power supply margin of a MOS dynamic RAM or the like is increased. In addition, the output transistor T that constitutes the output buffer
The saturation of 1 is prevented and the reliability of the BiCMOS dynamic RAM including the output buffer is improved. An array peripheral circuit including a memory array and an array peripheral circuit using a power supply voltage VCC as its operating power supply, an output transistor T1 provided between a power supply voltage VCCO and a data output terminal IO0, and a P-channel drive MOSFET P1. In a BiCMOS dynamic RAM or the like including an output drive circuit that drives the output transistor T1 in accordance with the substantial output signal of the above, that is, an inverter IV1, at least the source of the drive MOSFET P1 is supplied with the power supply voltage VCCO to stabilize the base potential of the output transistor T1. And prevent its saturation.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置に関し、
例えば、データ出力バッファを備えるバイポーラCMO
S(以下、BiCMOSと略す)ダイナミック型RAM
(ランダムアクセスメモリ)等に利用して特に有効な技
術に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device,
For example, a bipolar CMO with a data output buffer
S (hereinafter abbreviated as BiCMOS) dynamic RAM
The present invention relates to a technology that is particularly effective when used for (random access memory) and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】1素子型のダイナミック型メモリセルが
格子状に配置されてなるメモリアレイと、バイポーラ回
路及びCMOS(相補型MOS)回路が組み合わされて
なるBiCMOS回路を基本構成とするアレイ周辺回路
とを備え、回路の高集積化及び低消費電力化を図りつつ
動作の高速化を実現したBiCMOSダイナミック型R
AMがある。BiCMOSダイナミック型RAMは、同
時に出力される複数ビットの記憶データに対応して設け
られる複数のデータ出力バッファを備える。2. Description of the Related Art A memory array in which one-element type dynamic memory cells are arranged in a lattice and a BiCMOS circuit in which a bipolar circuit and a CMOS (complementary MOS) circuit are combined are basic array peripheral circuits. And a BiCMOS dynamic type R that realizes high-speed operation while achieving high circuit integration and low power consumption.
I have AM. The BiCMOS dynamic RAM includes a plurality of data output buffers provided corresponding to a plurality of bits of stored data that are simultaneously output.
【0003】複数のデータ出力バッファを備えるBiC
MOSダイナミック型RAMについては、例えば、特願
平1−65841号に記載されている。BiC having a plurality of data output buffers
The MOS dynamic RAM is described, for example, in Japanese Patent Application No. 1-65841.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本願発明者等は、この
発明に先立って、上記に記載されるような従来のBiC
MOSダイナミック型RAM等に供しうる図6のような
データ出力バッファを開発した。このデータ出力バッフ
ァDOB0は、電源電圧VCCOとデータ入出力端子I
O0との間に設けられる出力トランジスタ(この明細書
では、バイポーラトランジスタのことを単にトランジス
タと略称する)T1と、上記データ入出力端子IO0と
接地電位VSSOとの間に設けられるNチャンネル型の
出力MOSFET(金属酸化物半導体型電界効果トラン
ジスタ。この明細書では、MOSFETをして絶縁ゲー
ト型電界効果トランジスタの総称とする)N4とを含
む。出力トランジスタT1の前段には、CMOS型のイ
ンバータIV1が設けられ、さらにその前段には、その
一方の入力端子にデータラッチDLの非反転出力信号D
T(ここで、それが有効とされるとき選択的にハイレベ
ルとされるいわゆる非反転信号については、その名称の
末尾にTを付して表す。以下同様)を受けその他方の入
力端子に出力制御信号となる内部制御信号DOEを受け
るナンド(NAND)ゲートNA1が設けられる。ま
た、出力MOSFETN4の前段には、BiCMOS型
のインバータIV2が設けられ、さらにその前段には、
その一方の入力端子にデータラッチDLの反転出力信号
DB(ここで、それが有効とされるとき選択的にロウレ
ベルとされるいわゆる反転信号については、その名称の
末尾にBを付して表す。以下同様)を受けその他方の入
力端子に上記内部制御信号DOEを受けるナンドゲート
NA2が設けられる。Prior to the present invention, the inventors of the present invention have proposed the conventional BiC as described above.
A data output buffer as shown in FIG. 6 that can be used for a MOS dynamic RAM or the like has been developed. The data output buffer DOB0 has a power supply voltage VCCO and a data input / output terminal I.
An output transistor (a bipolar transistor is simply referred to as a transistor in this specification) T1 provided between O0 and an N-channel type output provided between the data input / output terminal IO0 and the ground potential VSSO. MOSFET (metal oxide semiconductor field effect transistor. In this specification, MOSFET is referred to as a general term for an insulated gate field effect transistor) N4. A CMOS type inverter IV1 is provided in the front stage of the output transistor T1, and the non-inverted output signal D of the data latch DL is provided at one of its input terminals in the front stage.
Receiving T (here, a so-called non-inverted signal that is selectively set to a high level when it is valid is indicated by adding T to the end of the name. The same applies hereinafter) to the other input terminal. A NAND gate NA1 that receives an internal control signal DOE serving as an output control signal is provided. Further, a BiCMOS type inverter IV2 is provided in the front stage of the output MOSFET N4, and further in the front stage thereof.
An inverted output signal DB of the data latch DL is input to one of the input terminals (here, a so-called inverted signal that is selectively brought to a low level when it is enabled is indicated by adding B to the end of the name. A NAND gate NA2 for receiving the internal control signal DOE is provided at the other input terminal for receiving the same).
【0005】上記インバータIV1及びIV2,ナンド
ゲートNA1及びNA2ならびにデータラッチDL及び
レベル変換回路LCを含むBiCMOSダイナミック型
RAMのメモリアレイ及びアレイ周辺回路は、主電源と
なる電源電圧VCC及び接地電位VSSをその動作電源
とするが、前述のように、比較的大きな負荷容量を駆動
する出力トランジスタT1及び出力MOSFETN4が
独立した外部端子VCCO及びVSSOを介して供給さ
れる電源電圧VCCO及び接地電位VSSOをその動作
電源とすることで、負荷駆動にともなう電源ノイズによ
ってメモリアレイやアレイ周辺回路の動作マージンが低
下するのを防止し、BiCMOSダイナミック型RAM
の動作の安定化を推進しようとするものである。The memory array and array peripheral circuit of the BiCMOS dynamic RAM including the inverters IV1 and IV2, the NAND gates NA1 and NA2, the data latch DL, and the level conversion circuit LC are supplied with the power supply voltage VCC and the ground potential VSS serving as the main power supply. As the operating power supply, as described above, the operating transistor is supplied with the power supply voltage VCCO and the ground potential VSSO supplied through the external terminals VCCO and VSSO, which are independent of the output transistor T1 and the output MOSFET N4 that drive a relatively large load capacitance. By this, it is possible to prevent the operation margin of the memory array and the array peripheral circuit from being deteriorated by the power supply noise accompanying the load driving, and the BiCMOS dynamic RAM
It is intended to promote stabilization of the operation of.
【0006】ところが、BiCMOSダイナミック型R
AM等の微細化・高集積化が進み、その電源電圧が低電
圧化されるにしたがって、上記従来のデータ出力バッフ
ァには次のような問題点が生じることが本願発明者等に
よって明らかとなった。すなわち、上記データ出力バッ
ファでは、図7に示されるように、内部制御信号DOE
のハイレベルを受けてデータ入出力端子IO0等から読
み出しデータが出力されるが、この間にチップイネーブ
ル信号CEBがハイレベルに戻されると、アレイ周辺回
路等のプリチャージによってその動作電流が比較的大き
く変化し、電源電圧VCCに比較的大きな電源ノイズが
重畳される。この電源ノイズは、特にハイレベル出力
時、インバータIV1を構成するPチャンネル型の駆動
MOSFETP1を介して出力トランジスタT1のベー
ス電位を変動させ、これによってデータ入出力端子IO
0における読み出しデータの信号レベルが変動する。ま
た、出力トランジスタT1のコレクタ電位つまり電源電
圧VCCOがそのベース電位つまりメモリアレイ及びア
レイ周辺回路用の電源電圧VCCより低くなると、出力
トランジスタT1が飽和し、半導体基板に多数キャリヤ
が流れ込んで、メモリセルの保持データが破壊されるこ
とにもなりかねない。これらのことは、特に電源電圧の
低電圧化が進んだBiCMOSダイナミック型RAM等
において、その電源マージンを低下させ、信頼性を低下
させる原因となる。However, BiCMOS dynamic type R
It has been made clear by the inventors of the present application that the conventional data output buffer described above has the following problems as the power supply voltage thereof is reduced as the miniaturization and higher integration of AM and the like progresses. It was That is, in the data output buffer, as shown in FIG.
When the chip enable signal CEB is returned to the high level during this period, read data is output from the data input / output terminals IO0 and the like, but its operating current is relatively large due to precharging of the array peripheral circuits and the like. The power supply voltage Vcc changes and a relatively large power supply noise is superimposed on the power supply voltage VCC. This power supply noise fluctuates the base potential of the output transistor T1 via the P-channel drive MOSFET P1 that constitutes the inverter IV1, particularly at the time of high-level output, so that the data input / output terminal IO
The signal level of read data at 0 fluctuates. When the collector potential of the output transistor T1, that is, the power supply voltage VCCO becomes lower than the base potential thereof, that is, the power supply voltage VCC for the memory array and the array peripheral circuit, the output transistor T1 is saturated, and majority carriers flow into the semiconductor substrate to cause memory cells. The stored data of may be destroyed. These cause a decrease in power supply margin and a decrease in reliability particularly in a BiCMOS dynamic RAM in which the power supply voltage has been lowered.
【0007】この発明の目的は、アレイ周辺回路等のプ
リチャージにともなう電源ノイズの影響を抑制し、出力
バッファを含むBiCMOSダイナミック型RAM等の
電源マージンを高めることにある。この発明の他の目的
は、出力バッファを構成する出力トランジスタの飽和を
防止し、出力バッファを含むBiCMOSダイナミック
型RAM等の信頼性を高めることにある。An object of the present invention is to suppress the influence of power supply noise caused by precharging of array peripheral circuits and the like, and increase the power supply margin of BiCMOS dynamic RAM and the like including an output buffer. Another object of the present invention is to prevent the saturation of the output transistor which constitutes the output buffer and to improve the reliability of the BiCMOS dynamic RAM including the output buffer.
【0008】この発明の前記ならびにその他の目的と新
規な特徴は、この明細書の記述及び添付図面から明らか
になるであろう。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.
【0009】[0009]
【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、第1の電源電圧を動作電源
とするメモリアレイ及びアレイ周辺回路と、第2の電源
電圧と回路の出力端子との間に設けられる出力トランジ
スタと、Pチャンネル型の駆動MOSFETを含みアレ
イ周辺回路の実質的な出力信号に従って上記出力トラン
ジスタを駆動する出力駆動回路とを備えるBiCMOS
ダイナミック型RAM等において、少なくとも上記出力
駆動回路を構成する駆動MOSFETのソースに第2の
電源電圧を供給する。The outline of a typical one of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, a memory array and an array peripheral circuit using the first power supply voltage as an operating power supply, an output transistor provided between the second power supply voltage and an output terminal of the circuit, and a P-channel drive MOSFET are included in the array periphery. And an output drive circuit for driving the output transistor according to a substantial output signal of the circuit.
In the dynamic RAM or the like, the second power supply voltage is supplied to at least the source of the drive MOSFET that constitutes the output drive circuit.
【0010】[0010]
【作用】上記手段によれば、アレイ周辺回路等のプリチ
ャージにともなって第1の電源電圧に比較的大きな電源
ノイズが重畳される場合でも、出力トランジスタのベー
ス電位を安定化させ、回路の出力端子における出力信号
のレベル変動を抑制することができる。また、出力トラ
ンジスタのコレクタ電位つまりは第2の電源電圧が第1
の電源電圧より低くなった場合でも、出力トランジスタ
の飽和を防止し、メモリセルに対する多数キャリヤの流
れ込みを防止することができる。これらの結果、特に電
源電圧の低電圧化が進んだBiCMOSダイナミック型
RAM等の電源マージンを高め、その信頼性を高めるこ
とができる。According to the above means, the base potential of the output transistor is stabilized and the output of the circuit is stabilized even when a relatively large power supply noise is superimposed on the first power supply voltage due to the precharge of the array peripheral circuit or the like. The level fluctuation of the output signal at the terminal can be suppressed. Further, the collector potential of the output transistor, that is, the second power supply voltage is the first
Even when the voltage becomes lower than the power supply voltage of 1, the output transistor can be prevented from being saturated and the majority carriers can be prevented from flowing into the memory cell. As a result, it is possible to increase the power supply margin of the BiCMOS dynamic RAM or the like in which the power supply voltage has been lowered, and to improve its reliability.
【0011】[0011]
【実施例】図1には、この発明が適用されたBiCMO
Sダイナミック型RAMの一実施例のブロック図が示さ
れている。同図をもとに、まずこの実施例のBiCMO
Sダイナミック型RAMの構成及び動作の概要とその特
徴とについて説明する。なお、図1の各ブロックを構成
する回路素子は、特に制限されないが、公知のBiCM
OS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形成される。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a BiCMO to which the present invention is applied.
A block diagram of one embodiment of an S-dynamic RAM is shown. Based on the figure, first, the BiCMO of this embodiment is
An outline of the configuration and operation of the S dynamic RAM and its features will be described. The circuit elements forming each block in FIG. 1 are not particularly limited, but known BiCM
It is formed on one semiconductor substrate such as single crystal silicon by a manufacturing technique of an OS integrated circuit.
【0012】図1において、この実施例のBiCMOS
ダイナミック型RAMは、半導体基板面の大半を占めて
配置されるメモリモジュールMODをその基本構成とす
る。メモリモジュールMODは、図示されない4個のメ
モリマットを備え、各メモリマットは、メモリアレイと
Xアドレスデコーダならびにカラムスイッチ及びYアド
レスデコーダをそれぞれ含む。メモリモジュールMOD
は、さらに、上記4個のメモリマットに対応して2個ず
つ設けられる合計8個のメインアンプMA0〜MA7を
備える。これらのメインアンプは、対応する2組の書き
込み相補共通データ線又は読み出し相補共通データ線を
介して、メモリモジュールMODの対応するメモリマッ
トつまりは対応するメモリアレイの指定される2個のメ
モリセルに選択的に接続される。これにより、この実施
例のBiCMOSダイナミック型RAMでは、メモリモ
ジュールMODの各メモリマットからそれぞれ2個、合
計8個のメモリセルが同時に選択状態とされ、対応する
メインアンプMA0〜MA7に接続状態とされる。この
実施例において、メモリモジュールMODを構成するメ
モリアレイ及びアレイ周辺回路等は、主電源として外部
端子VCCを介して供給される電源電圧VCC(第1の
電源電圧)と外部端子VSSを介して供給される接地電
位VSSをその動作電源とする。なお、電源電圧VCC
は、+3Vのような正の電源電圧とされる。メモリモジ
ュールMODの構成及び動作に関する詳細な説明は、こ
の発明と直接関係がないために割愛する。In FIG. 1, the BiCMOS of this embodiment is shown.
The basic structure of the dynamic RAM is a memory module MOD arranged so as to occupy most of the semiconductor substrate surface. The memory module MOD includes four memory mats (not shown), and each memory mat includes a memory array, an X address decoder, a column switch and a Y address decoder. Memory module MOD
Further includes a total of eight main amplifiers MA0 to MA7 provided in twos corresponding to the four memory mats. These main amplifiers are connected to two designated memory cells of a corresponding memory mat of the memory module MOD, that is, a corresponding memory array via two corresponding sets of write complementary common data lines or read complementary common data lines. Connected selectively. As a result, in the BiCMOS dynamic RAM of this embodiment, eight memory cells, two from each memory mat of the memory module MOD, are selected at the same time, and are connected to the corresponding main amplifiers MA0 to MA7. It In this embodiment, the memory array, the array peripheral circuit, and the like which constitute the memory module MOD are supplied as a main power supply through a power supply voltage VCC (first power supply voltage) supplied via an external terminal VCC and an external terminal VSS. The ground potential VSS is used as the operating power supply. The power supply voltage VCC
Is a positive power supply voltage such as + 3V. A detailed description of the structure and operation of the memory module MOD is omitted because it is not directly related to the present invention.
【0013】BiCMOSダイナミック型RAMには、
外部端子CEB,WEB及びOEBを介して、起動制御
信号となるチップイネーブル信号CEB,ライトイネー
ブル信号WEB及び出力イネーブル信号OEBがそれぞ
れ供給される。これらの起動制御信号は、タイミング発
生回路TGに供給され、これをもとに各部の動作を制御
するための各種内部制御信号が形成される。BiCMOS dynamic RAM includes
A chip enable signal CEB, a write enable signal WEB, and an output enable signal OEB, which are activation control signals, are supplied via the external terminals CEB, WEB, and OEB, respectively. These start control signals are supplied to the timing generation circuit TG, and various internal control signals for controlling the operation of each unit are formed based on these.
【0014】一方、BiCMOSダイナミック型RAM
には、アドレス入力端子AX0〜AXiを介してi+1
ビットのXアドレス信号AX0〜AXiが供給され、ア
ドレス入力端子AY0〜AYjを介してj+1ビットの
Yアドレス信号AY0〜AYjが供給される。このう
ち、Xアドレス信号AX0〜AXiは、図示されない内
部制御信号XLに従ってXアドレスバッファXABに取
り込まれた後、内部アドレス信号X0〜Xiとしてメモ
リモジュールMODのXアドレスデコーダに供給され
る。同様に、Yアドレス信号AY0〜AYjは、図示さ
れない内部制御信号YLに従ってYアドレスバッファY
ABに取り込まれた後、内部アドレス信号Y0〜Yjと
してメモリモジュールMODのYアドレスデコーダに供
給される。これにより、メモリモジュールMODでは、
Xアドレス信号AX0〜AXi及びYアドレス信号AY
0〜AYjによって指定される8個のメモリセルが同時
に選択状態とされ、対応するメインアンプMA0〜MA
7に接続される。On the other hand, BiCMOS dynamic RAM
Through the address input terminals AX0 to AXi to i + 1
Bit X address signals AX0 to AXi are supplied, and j + 1 bit Y address signals AY0 to AYj are supplied via address input terminals AY0 to AYj. Of these, the X address signals AX0 to AXi are fetched by the X address buffer XAB according to an internal control signal XL (not shown), and then supplied as internal address signals X0 to Xi to the X address decoder of the memory module MOD. Similarly, the Y address signals AY0 to AYj are supplied to the Y address buffer Y according to an internal control signal YL (not shown).
After being taken into AB, it is supplied to the Y address decoder of the memory module MOD as internal address signals Y0 to Yj. Therefore, in the memory module MOD,
X address signals AX0 to AXi and Y address signal AY
8 memory cells designated by 0 to AYj are simultaneously selected, and corresponding main amplifiers MA0 to MA
Connected to 7.
【0015】BiCMOSダイナミック型RAMには、
さらにアドレス入力端子AZ0〜AZ2を介して3ビッ
トのZアドレス信号AZ0〜AZ2が供給される。これ
らのZアドレス信号は、図示されない内部制御信号ZL
に従ってZアドレスバッファZABに取り込まれ、メイ
ンアンプ選択回路MSLによってデコードされる。メイ
ンアンプ選択回路MSLの出力信号は、メインアンプ選
択信号Z0〜Z7として対応するメインアンプMA0〜
MA7ならびにデータセレクタDS20〜DS23及び
DS8に供給される。これにより、メインアンプMA0
〜MA7が所定の組み合わせで選択的に動作状態とさ
れ、あるいはその出力信号がデータ出力バッファDOB
0〜DOB3を介して選択的に出力される。In BiCMOS dynamic RAM,
Further, 3-bit Z address signals AZ0 to AZ2 are supplied via address input terminals AZ0 to AZ2. These Z address signals are internal control signals ZL (not shown).
According to the above, it is fetched into the Z address buffer ZAB and decoded by the main amplifier selection circuit MSL. The output signals of the main amplifier selection circuit MSL are corresponding main amplifiers MA0 to MA0 as main amplifier selection signals Z0 to Z7.
It is supplied to the MA 7 and the data selectors DS20 to DS23 and DS8. As a result, the main amplifier MA0
To MA7 are selectively activated in a predetermined combination, or the output signal thereof is the data output buffer DOB.
It is selectively output via 0 to DOB3.
【0016】ところで、この実施例のBiCMOSダイ
ナミック型RAMでは、所定の結合配線が選択的に形成
されることで、そのビット構成が選択的に×4ビット又
は×1ビット構成とされる。すなわち、図1に実線で示
される結合配線が形成されるとき、BiCMOSダイナ
ミック型RAMは×4ビット構成とされ、記憶データは
4個のデータ入出力端子IO0〜IO3を介して4ビッ
トずつ同時に入出力される。このとき、メインアンプ選
択信号Z0〜Z7は、Zアドレス信号AZ2に従って選
択的にかつ4ビットずつ同時に形成される。したがっ
て、例えば書き込みモードでは、データ入出力端子IO
0〜IO3からデータ入力バッファDIB0〜DIB3
を介して入力される4ビットの書き込みデータが、隣接
する2個のメインアンプMA0及びMA1ないしMA6
及びMA7のうちのいずれか一方を介して、メモリモジ
ュールMODの指定された4個のメモリセルに同時に書
き込まれる。また、読み出しモードでは、メモリモジュ
ールMODの指定された8個のメモリセルからメインア
ンプMA0〜MA7を介して出力される読み出し信号
が、対応するデータセレクタDS20〜DS23によっ
てそれぞれ二者択一選択された後、対応するデータ出力
バッファDOB0〜DOB3ならびにデータ入出力端子
IO0〜IO3を介して一斉に送出される。By the way, in the BiCMOS dynamic RAM of this embodiment, a predetermined coupling wiring is selectively formed so that the bit configuration is selectively set to x4 bit or x1 bit configuration. That is, when the coupling wiring shown by the solid line in FIG. 1 is formed, the BiCMOS dynamic RAM has a x4 bit structure, and the stored data is simultaneously input by 4 bits at a time through the four data input / output terminals IO0 to IO3. Is output. At this time, the main amplifier selection signals Z0 to Z7 are selectively formed simultaneously by 4 bits in accordance with the Z address signal AZ2. Therefore, for example, in the write mode, the data input / output terminal IO
Data input buffers DIB0 to DIB3 from 0 to IO3
4-bit write data inputted via two main amplifiers MA0 and MA1 to MA6 adjacent to each other.
, And MA7, the data is simultaneously written into four designated memory cells of the memory module MOD. In the read mode, the read signals output from the eight designated memory cells of the memory module MOD via the main amplifiers MA0 to MA7 are selected by the corresponding data selectors DS20 to DS23. After that, the data is simultaneously sent out via the corresponding data output buffers DOB0 to DOB3 and the data input / output terminals IO0 to IO3.
【0017】一方、図1に点線で示される結合配線が形
成されるとき、BiCMOSダイナミック型RAMは×
1ビット構成とされ、記憶データは、データ入力端子D
in又はデータ出力端子Doutを介して1ビットずつ
入力又は出力される。このとき、メインアンプ選択信号
Z0〜Z7は、3ビットのZアドレス信号AZ0〜AZ
2に従って択一的に形成される。したがって、例えば書
き込みモードでは、データ入力端子Dinからデータ入
力バッファDIB0を介して入力される1ビットの書き
込みデータが、メインアンプMA0〜MA7のうちのい
ずれか一つを介して、メモリモジュールMODの指定さ
れた1個のメモリセルに書き込まれる。また、読み出し
モードでは、メモリモジュールMODの指定された8個
のメモリセルからメインアンプMA0〜MA7を介して
出力される読み出し信号が、データセレクタDS8によ
って択一的に選択された後、データ出力バッファDOB
1及びデータ出力端子Doutを介して外部に送出され
る。On the other hand, when the coupling wiring shown by the dotted line in FIG.
It has a 1-bit configuration and the stored data is stored in the data input terminal D.
Input or output bit by bit via in or the data output terminal Dout. At this time, the main amplifier selection signals Z0 to Z7 are the 3-bit Z address signals AZ0 to AZ.
2 is formed alternatively. Therefore, in the write mode, for example, 1-bit write data input from the data input terminal Din via the data input buffer DIB0 is designated by the memory module MOD via any one of the main amplifiers MA0 to MA7. It is written in the one memory cell that has been written. In the read mode, the read signal output from the eight designated memory cells of the memory module MOD via the main amplifiers MA0 to MA7 is selectively selected by the data selector DS8, and then the data output buffer is selected. DOB
1 and the data output terminal Dout.
【0018】この実施例において、データ出力バッファ
DOB0〜DOB3は、後述するように、比較的大きな
駆動能力を持つバイポーラ型の出力トランジスタを含
み、この出力トランジスタを含む回路の一部は、外部端
子VCCOを介して供給される電源電圧VCCO(第2
の電源電圧)をその動作電源とする。電源電圧VCCO
は、外部端子VCCを介して供給されメモリアレイ及び
アレイ周辺回路の動作電源とされる前記電源電圧VCC
と同一の電位とされるが、このように比較的大きな動作
電流を必要とする出力トランジスタ等の動作電源とメモ
リアレイ及びアレイ周辺回路の動作電源とが個別の外部
端子を介して供給されることで、データ出力バッファD
OB0〜DOB3が一斉に動作状態とされることにとも
なう電源ノイズのメモリアレイ及びアレイ周辺回路に対
する影響を抑制し、BiCMOSダイナミック型RAM
の動作を安定化することができる。In this embodiment, the data output buffers DOB0 to DOB3 each include a bipolar output transistor having a relatively large driving capability, as will be described later, and a part of the circuit including this output transistor has an external terminal VCCO. Power supply voltage VCCO (second
Power supply voltage) is used as the operating power supply. Power supply voltage VCCO
Is a power supply voltage VCC supplied through an external terminal VCC and used as an operating power supply for the memory array and array peripheral circuits.
The same potential as that of the above, but the operating power supplies for the output transistors and the like, which require a relatively large operating current, and the operating power supplies for the memory array and array peripheral circuits are supplied via separate external terminals. And the data output buffer D
A BiCMOS dynamic RAM is provided which suppresses the influence of power supply noise on the memory array and the array peripheral circuit due to the simultaneous operation of OB0 to DOB3.
The operation of can be stabilized.
【0019】図2には、図1のBiCMOSダイナミッ
ク型RAMに含まれるデータ出力バッファDOB0の第
1の実施例の回路図が示され、図3には、その第2の実
施例の回路図が示されている。また、図4には、図3の
データ出力バッファDOB0に含まれる出力トランジス
タT1及び駆動MOSFETP2の一実施例の断面構造
図が示され、図5には、図2及び図3のデータ出力バッ
ファDOB0の一実施例の信号波形図が示されている。
これらの図をもとに、この実施例のデータ出力バッファ
の具体的構成及び動作ならびにその特徴について説明す
る。なお、以下の説明はデータ出力バッファDOB0を
例に進めるが、データ出力バッファDOB1〜DOB3
については、このデータ出力バッファDOB0と同様な
回路構成とされる。以下の回路図において、そのチャン
ネル(バックゲート)部に矢印が付されるMOSFET
はPチャンネル型(第1導電型)であって、矢印が付さ
れないNチャンネルMOSFETと区別して示される。
また、図示されるトランジスタは、すべてNPN型バイ
ポーラトランジスタである。FIG. 2 shows a circuit diagram of a first embodiment of the data output buffer DOB0 included in the BiCMOS dynamic RAM shown in FIG. 1, and FIG. 3 shows a circuit diagram of the second embodiment. It is shown. Further, FIG. 4 shows a cross-sectional structural view of one embodiment of the output transistor T1 and the driving MOSFET P2 included in the data output buffer DOB0 of FIG. 3, and FIG. 5 shows the data output buffer DOB0 of FIG. 2 and FIG. A signal waveform diagram of one embodiment is shown.
Based on these figures, the specific configuration and operation of the data output buffer of this embodiment and its characteristics will be described. In the following description, the data output buffer DOB0 will be taken as an example, but the data output buffers DOB1 to DOB3 will be described.
For, the circuit configuration is similar to that of the data output buffer DOB0. In the circuit diagrams below, MOSFETs whose channels (back gates) are indicated by arrows
Is a P-channel type (first conductivity type) and is shown separately from an N-channel MOSFET without an arrow.
Further, the illustrated transistors are all NPN type bipolar transistors.
【0020】図2において、データ出力バッファDOB
0は、特に制限されないが、レベル変換回路LC及びデ
ータラッチDLを備える。このうち、レベル変換回路L
Cには、データセレクタDS20の非反転出力信号D2
0T及び反転出力信号D20Bが供給される。また、デ
ータラッチDLには、レベル変換回路LCの非反転及び
反転出力信号が供給され、タイミング発生回路TGから
内部制御信号DOEが供給される。ここで、データセレ
クタDS20の非反転出力信号D20T及び反転出力信
号D20Bは、いわゆるECL(Emitter Co
upled Logic)レベルとされる。また、内部
制御信号DOEは、図5に示されるように、チップイネ
ーブル信号CEBがロウレベルとされBiCMOSダイ
ナミック型RAMが選択状態とされるとき、出力イネー
ブル信号OEBのロウレベル変化を受けて選択的にハイ
レベルとされる。In FIG. 2, the data output buffer DOB
0 is provided with a level conversion circuit LC and a data latch DL, although not particularly limited. Of these, the level conversion circuit L
C has a non-inverted output signal D2 of the data selector DS20.
0T and the inverted output signal D20B are supplied. Further, the data latch DL is supplied with the non-inverted and inverted output signals of the level conversion circuit LC, and is supplied with the internal control signal DOE from the timing generation circuit TG. The non-inverted output signal D20T and the inverted output signal D20B of the data selector DS20 are so-called ECL (Emitter Co).
It is set to the "upled Logic" level. Further, as shown in FIG. 5, when the chip enable signal CEB is set to the low level and the BiCMOS dynamic RAM is in the selected state, the internal control signal DOE is selectively set to the high level in response to the change of the output enable signal OEB to the low level. It is a level.
【0021】データ出力バッファDOB0のレベル変換
回路LCは、ECLレベルすなわち0.8Vのような比
較的小さな信号振幅とされるデータセレクタDS20の
非反転出力信号D20T及び反転出力信号D20Bを、
電源電圧VCC及び接地電位VSS間でフルスィングさ
れるMOSレベルに変換し、データラッチDLに伝達す
る。データラッチDLは、内部制御信号DOEがロウレ
ベルとされるとき、MOSレベルとされるデータラッチ
DLの非反転及び反転出力信号をそのまま後段回路に伝
達し、内部制御信号DOEがハイレベルとされるとき、
その直前の論理レベルを保持し続ける。したがって、デ
ータラッチDLの非反転出力信号DT及び反転出力信号
DBは、図5に示されるように、BiCMOSダイナミ
ック型RAMが選択状態とされ指定されたメモリセルの
読み出しデータがデータセレクタDS20の非反転及び
反転出力端子において確立されることにより有効(Va
lid)状態とされ、反転内部制御信号DOEBがハイ
レベルに戻されることにより無効(Invalid)状
態とされる。The level conversion circuit LC of the data output buffer DOB0 outputs the non-inverted output signal D20T and the inverted output signal D20B of the data selector DS20 which have a relatively small signal amplitude such as ECL level, that is, 0.8V,
It is converted into a MOS level that is fully swung between the power supply voltage VCC and the ground potential VSS and transmitted to the data latch DL. When the internal control signal DOE is low level, the data latch DL transmits the non-inverted and inverted output signals of the data latch DL set to the MOS level to the subsequent circuit as they are, and when the internal control signal DOE is high level. ,
Continues to hold the logic level immediately before that. Therefore, as shown in FIG. 5, the non-inverted output signal DT and the inverted output signal DB of the data latch DL are the non-inverted read data of the data selector DS20 when the read data of the specified memory cell is selected in the BiCMOS dynamic RAM. And valid by being established at the inverting output terminal (Va
Then, the inverted internal control signal DOEB is returned to the high level to bring it into the invalid state.
【0022】データ出力バッファDOB0は、さらに、
電源電圧VCCOと回路の出力端子すなわちデータ入出
力端子IO0との間に設けられる出力トランジスタT1
と、データ入出力端子IO0と接地電位VSSOとの間
に設けられるNチャンネル型の出力MOSFETN4と
を含む。このうち、出力トランジスタT1のベースに
は、ナンドゲートNA1の出力信号のCMOS型のイン
バータIV1(出力駆動回路)による反転信号が供給さ
れ、出力MOSFETN4のゲートには、ナンドゲート
NA2の出力信号のBiCMOS型のインバータIV2
による反転信号が供給される。ナンドゲートNA1の一
方の入力端子には、データラッチDLの非反転出力信号
DTが供給され、ナンドゲートNA2の一方の入力端子
には、その反転出力信号DBが供給される。ナンドゲー
トNA1及びNA2の他方の入力端子には、内部制御信
号DOEが共通に供給される。The data output buffer DOB0 further includes
An output transistor T1 provided between the power supply voltage VCCO and the output terminal of the circuit, that is, the data input / output terminal IO0.
And an N-channel type output MOSFET N4 provided between the data input / output terminal IO0 and the ground potential VSSO. Among these, the inverted signal of the output signal of the NAND gate NA1 by the CMOS inverter IV1 (output drive circuit) is supplied to the base of the output transistor T1, and the output signal of the NAND gate NA2 of the BiCMOS type is supplied to the gate of the output MOSFET N4. Inverter IV2
The inverted signal is supplied. The non-inverted output signal DT of the data latch DL is supplied to one input terminal of the NAND gate NA1, and the inverted output signal DB thereof is supplied to one input terminal of the NAND gate NA2. The internal control signal DOE is commonly supplied to the other input terminals of the NAND gates NA1 and NA2.
【0023】この実施例において、インバータIV1を
構成するPチャンネル型の駆動MOSFETP1のソー
スには、第2の電源電圧すなわち電源電圧VCCOが供
給され、インバータIV1は、この電源電圧VCCOを
その動作電源とする。また、インバータIV2を構成す
るPチャンネル型の駆動MOSFETP2のソースなら
びにトランジスタT2のコレクタには、第1の電源電圧
すなわち電源電圧VCCが供給され、インバータIV2
は、ナンドゲートNA1及びNA2とともに電源電圧V
CCをその動作電源とする。In this embodiment, the source of the P-channel drive MOSFET P1 which constitutes the inverter IV1 is supplied with the second power supply voltage, that is, the power supply voltage VCCO, and the inverter IV1 uses this power supply voltage VCCO as its operating power supply. To do. The first power supply voltage, that is, the power supply voltage VCC is supplied to the source of the P-channel drive MOSFET P2 and the collector of the transistor T2 that form the inverter IV2, and the inverter IV2
Is the power supply voltage V along with the NAND gates NA1 and NA2.
CC is the operating power supply.
【0024】内部制御信号DOEがロウレベルとされる
とき、データ出力バッファDOB0では、ナンドゲート
NA1及びNA2の出力信号がデータラッチDLの非反
転及び反転出力信号に関係なくハイレベルとされる。こ
のため、インバータIV1及びIV2の出力信号はとも
にロウレベルとされ、出力トランジスタT1及び出力M
OSFETN4はともにオフ状態とされる。これによ
り、データ入出力端子IO0は、いわゆるハイインピー
ダンス状態とされる。When the internal control signal DOE is set to low level, in the data output buffer DOB0, the output signals of the NAND gates NA1 and NA2 are set to high level regardless of the non-inverted and inverted output signals of the data latch DL. Therefore, the output signals of the inverters IV1 and IV2 are both set to the low level, and the output transistor T1 and the output M are output.
Both OSFETN4 are turned off. As a result, the data input / output terminal IO0 is brought into a so-called high impedance state.
【0025】次に、BiCMOSダイナミック型RAM
が読み出しモードで選択状態とされ内部制御信号DOE
がハイレベルとされるとき、データ出力バッファDOB
0では、ナンドゲートNA1の出力信号がデータラッチ
DLの非反転出力信号DTつまりデータセレクタDS2
0の非反転出力信号D20Tがハイレベルであることを
条件に選択的にロウレベルとされ、ナンドゲートNA2
の出力信号がデータラッチDLの反転出力信号DBつま
りデータセレクタDS20の反転出力信号D20Bがハ
イレベルであることを条件に選択的にロウレベルとされ
る。ナンドゲートNA1の出力信号がロウレベルとされ
るとき、インバータIV1の出力信号はハイレベルとさ
れ、これによって出力トランジスタT1がオン状態とさ
れる。この結果、データ入出力端子IO0は、電源電圧
VCCOより出力トランジスタT1のベース・エミッタ
電圧分だけ低い所定のハイレベルとされる。一方、ナン
ドゲートNA2の出力信号がロウレベルとされるとき、
インバータIV2の出力信号は電源電圧VCCのような
ハイレベルとされ、これによって出力MOSFETN4
がオン状態とされる。この結果、データ入出力端子IO
0は、接地電位VSSOのようなロウレベルとされる。Next, BiCMOS dynamic RAM
Is selected in the read mode and the internal control signal DOE
Is high level, the data output buffer DOB
At 0, the output signal of the NAND gate NA1 is the non-inverted output signal DT of the data latch DL, that is, the data selector DS2.
The non-inverted output signal D20T of 0 is selectively set to the low level on condition that it is at the high level, and the NAND gate NA2
Is selectively set to the low level on condition that the inverted output signal DB of the data latch DL, that is, the inverted output signal D20B of the data selector DS20 is at the high level. When the output signal of the NAND gate NA1 is at low level, the output signal of the inverter IV1 is at high level, which turns on the output transistor T1. As a result, the data input / output terminal IO0 is set to a predetermined high level that is lower than the power supply voltage VCCO by the base-emitter voltage of the output transistor T1. On the other hand, when the output signal of the NAND gate NA2 is at low level,
The output signal of the inverter IV2 is set to a high level such as the power supply voltage VCC, whereby the output MOSFET N4
Is turned on. As a result, the data input / output terminal IO
0 is set to a low level like the ground potential VSSO.
【0026】ところで、この実施例のデータ出力バッフ
ァDOB0では、前述のように、出力トランジスタT1
の前段に設けられるインバータIV1が電源電圧VCC
Oをその動作電源とし、駆動MOSFETP1のソース
には、この電源電圧VCCOが供給される。このため、
図5に示されるように、ハイレベル出力時、内部制御信
号DOEがハイレベルとされる間にチップイネーブル信
号CEBがハイレベルに戻されることでアレイ周辺回路
等のプリチャージが行われ電源電圧VCCに比較的大き
な電源ノイズが重畳される場合でも、出力トランジスタ
T1のベース電位は安定化され、これによってデータ入
出力端子IO0を介して出力される読み出しデータの信
号レベルが安定化される。また、同じくハイレベル出力
時、電源電圧VCCOの電位が電源電圧VCCより低く
される場合でも、出力トランジスタT1の飽和を防止
し、多数キャリヤの流れ込みを防止することができる。
これらの結果、特に電源電圧の低電圧化が進んだBiC
MOSダイナミック型RAMの電源マージンを高め、そ
の信頼性を高めることができる。By the way, in the data output buffer DOB0 of this embodiment, as described above, the output transistor T1 is used.
Of the inverter IV1 provided in the preceding stage of the power supply voltage VCC
The power supply voltage VCCO is supplied to the source of the drive MOSFET P1 with O as its operating power supply. For this reason,
As shown in FIG. 5, at the time of high level output, the chip enable signal CEB is returned to the high level while the internal control signal DOE is kept at the high level, so that the array peripheral circuits are precharged and the power supply voltage VCC is supplied. Even when a relatively large power supply noise is superimposed on, the base potential of the output transistor T1 is stabilized, and thus the signal level of the read data output via the data input / output terminal IO0 is stabilized. Similarly, at the time of high level output, even if the potential of the power supply voltage VCCO is set lower than the power supply voltage VCC, the output transistor T1 can be prevented from being saturated and the majority carriers can be prevented from flowing in.
As a result of these, BiC in which the power supply voltage has been particularly lowered
The power supply margin of the MOS dynamic RAM can be increased and its reliability can be improved.
【0027】なお、出力トランジスタT1は、図2に示
されるように、いわゆるダブルコレクタ型のトランジス
タにより構成でき、これによって出力トランジスタT1
の飽和をより確実に防止することができる。また、この
とき、インバータIV1を構成するPチャンネル型の駆
動MOSFETP1は、図4に示されるように、出力ト
ランジスタT1と一体化して形成することができる。The output transistor T1 can be constituted by a so-called double collector type transistor, as shown in FIG.
Can be more reliably prevented. At this time, the P-channel type drive MOSFET P1 forming the inverter IV1 can be formed integrally with the output transistor T1 as shown in FIG.
【0028】すなわち、図4において、出力トランジス
タT1は、P型半導体基板PSUBの比較的深い位置に
形成されたN型埋込層NBLをそのコレクタとする。こ
のN型埋込層NBLは、両側に形成されたN型拡散層C
1及びC2を介して電源電圧VCCOに結合され、その
上層には、N型埋込層NBLとともに出力トランジスタ
T1のコレクタ領域となるN- 拡散層N- が形成され
る。N- 拡散層N- の内部には、出力トランジスタT1
のベースとなるP型拡散層DP2が形成され、さらにこ
のP型拡散層DP2の内部には、出力トランジスタT1
のエミッタとなるN型拡散層DN1が形成される。That is, in FIG. 4, the output transistor T1 uses the N-type buried layer NBL formed at a relatively deep position of the P-type semiconductor substrate PSUB as its collector. The N-type buried layer NBL has N-type diffusion layers C formed on both sides.
1 and C2 are coupled to the power supply voltage VCCO, and an N − diffusion layer N − serving as a collector region of the output transistor T1 is formed on the upper layer thereof together with the N type buried layer NBL. The output transistor T1 is provided inside the N − diffusion layer N −.
A P-type diffusion layer DP2 serving as the base of the output transistor T1 is formed inside the P-type diffusion layer DP2.
An N-type diffusion layer DN1 serving as the emitter of is formed.
【0029】この実施例において、P型拡散層DP2
は、駆動MOSFETP1のドレインとして共有され、
N- 拡散層N- の内部には、さらにこのN- 拡散層N-
をN型ウェル領域として、駆動MOSFETP1のソー
スとなるP型拡散層DP1が形成される。P型拡散層D
P1及びDP2の中間すなわちチャンネルの上層には、
所定の絶縁膜をはさんでMOSFETP1のゲートとな
るポリシリコンのゲート層FGが形成される。P型拡散
層DP1は、出力トランジスタT1のコレクタすなわち
電源電圧VCCOに結合される。また、P型拡散層DP
2は、MOSFETP1とともにインバータIV1を構
成するMOSFETN1のドレインに結合され、N型拡
散層DN1は、出力MOSFETN4のドレインに結合
されるとともに、データ入出力端子IO0に結合され
る。In this embodiment, the P type diffusion layer DP2
Is shared as the drain of the drive MOSFET P1,
N - diffusion layer the N - Inside the further the N - diffusion layer N -
As an N-type well region, a P-type diffusion layer DP1 serving as a source of the drive MOSFET P1 is formed. P type diffusion layer D
In the middle of P1 and DP2, that is, in the upper layer of the channel,
A polysilicon gate layer FG which will be the gate of MOSFET P1 is formed across a predetermined insulating film. P-type diffusion layer DP1 is coupled to the collector of output transistor T1, ie, power supply voltage VCCO. In addition, the P-type diffusion layer DP
2 is coupled to the drain of MOSFET N1 that forms an inverter IV1 together with MOSFET P1, and N-type diffusion layer DN1 is coupled to the drain of output MOSFET N4 and to data input / output terminal IO0.
【0030】このように、駆動MOSFETP1のソー
ス領域となるP型拡散層DP1を、出力トランジスタT
1のコレクタ領域となるN- 拡散層N- 内につまりはN
- 拡散層N- をウェル領域として形成し、そのドレイン
となるP型拡散層DP2を出力トランジスタT1のベー
スと共有して、駆動MOSFETP1及び出力トランジ
スタT1を一体化することで、データ出力バッファDO
B0としての所要レイアウト面積を縮小し、その動作を
高速化することができる。As described above, the P-type diffusion layer DP1 serving as the source region of the driving MOSFET P1 is connected to the output transistor T
In the N − diffusion layer N − serving as the collector region of 1, that is, N
- diffusion layer N - form as well area, by sharing the P-type diffusion layer DP2 serving as a drain of the base of the output transistor T1, to integrate the drive MOSFETP1 and the output transistor T1, the data output buffer DO
The required layout area as B0 can be reduced, and the operation speed can be increased.
【0031】以上の本実施例に示されるように、この発
明をデータ出力バッファを備えるBiCMOSダイナミ
ック型RAM等の半導体装置に適用することで、次のよ
うな作用効果が得られる。すなわち、 (1)第1の電源電圧を動作電源とするメモリアレイ及
びアレイ周辺回路と、第2の電源電圧と回路の出力端子
との間に設けられる出力トランジスタと、Pチャンネル
型の駆動MOSFETを含みアレイ周辺回路の実質的な
出力信号に従って上記出力トランジスタを駆動する出力
駆動回路とを備えるBiCMOSダイナミック型RAM
等において、少なくとも上記出力駆動回路を構成する駆
動MOSFETのソースに第2の電源電圧を供給するこ
とで、アレイ周辺回路等のプリチャージにともなって第
1の電源電圧に比較的大きな電源ノイズが重畳される場
合でも、出力トランジスタのベース電位を安定化させ、
回路の出力端子における出力信号のレベル変動を抑制す
ることができるという効果が得られる。By applying the present invention to a semiconductor device such as a BiCMOS dynamic RAM provided with a data output buffer as shown in the above embodiment, the following operational effects can be obtained. That is, (1) a memory array and an array peripheral circuit that use a first power supply voltage as an operating power supply, an output transistor provided between the second power supply voltage and an output terminal of the circuit, and a P-channel drive MOSFET. BiCMOS dynamic RAM including an output drive circuit for driving the output transistor according to a substantial output signal of the array peripheral circuit
And the like, by supplying the second power supply voltage to at least the source of the drive MOSFET forming the output drive circuit, a relatively large power supply noise is superposed on the first power supply voltage due to the precharge of the array peripheral circuit and the like. Even if it is, stabilize the base potential of the output transistor,
The effect that the level fluctuation of the output signal at the output terminal of the circuit can be suppressed is obtained.
【0032】(2)上記(1)項により、出力トランジ
スタのコレクタ電位つまりは第2の電源電圧が第1の電
源電圧より低くなった場合でも、出力トランジスタの飽
和を防止し、メモリセルに対する多数キャリヤの流れ込
みを防止して、その保持データの破壊を防止することが
できるという効果が得られる。 (3)上記(1)項及び(2)項により、特に電源電圧
の低電圧化が進んだBiCMOSダイナミック型RAM
等の電源マージンを高め、その信頼性を高めることがで
きるという効果が得られる。(2) According to the above item (1), even if the collector potential of the output transistor, that is, the second power supply voltage becomes lower than the first power supply voltage, the output transistor is prevented from being saturated and a large number of memory cells are provided. It is possible to prevent the carrier from flowing in and prevent the stored data from being destroyed. (3) A BiCMOS dynamic RAM in which the power supply voltage has been particularly lowered by the above items (1) and (2).
It is possible to obtain the effect that the power supply margin such as the above can be increased and the reliability thereof can be improved.
【0033】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、この発明は、上記実
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言うまでもない。例え
ば、第1図において、BiCMOSダイナミック型RA
Mは、複数のメモリモジュールを備えることができる
し、各メモリモジュールに設けられるメインアンプの数
も任意である。また、BiCMOSダイナミック型RA
Mは、×8ビット又は×16ビット等のような任意のビ
ット構成を採ることができるし、そのブロック構成や起
動制御信号及びアドレス信号の組み合わせ等はこの実施
例による制約を受けない。Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say. For example, in FIG. 1, a BiCMOS dynamic RA
M can include a plurality of memory modules, and the number of main amplifiers provided in each memory module is arbitrary. In addition, BiCMOS dynamic RA
M can have an arbitrary bit configuration such as x8 bits or x16 bits, and the block configuration and the combination of the activation control signal and the address signal are not restricted by this embodiment.
【0034】図2及び図3において、出力トランジスタ
T1及び出力MOSFETN4の前段に設けられる出力
駆動回路は、任意の論理ゲート形態を採ることができる
し、これらの出力トランジスタ及び出力MOSFETを
例えばレベル変換回路によって直接駆動することもよ
い。この場合、レベル変換回路を構成するPチャンネル
MOSFETが駆動MOSFETP1に相当するものと
なる。出力トランジスタT1及び出力MOSFETN4
は、それぞれ並列形態とされる複数のトランジスタ及び
MOSFETに置き換えることができるし、出力MOS
FETN4をバイポーラ型の出力トランジスタに置き換
えることもできる。この実施例では、出力トランジスタ
T1とともに、出力トランジスタT1に対する出力駆動
回路となるインバータIV1の動作電源のみを電源電圧
VCCOとしているが、例えばデータ出力バッファ全体
の動作電源を電源電圧VCCOとすることもできる。図
4に示される出力トランジスタT1及び駆動MOSFE
TP1の具体的なデバイス構造は、この実施例による制
約を受けない。さらに、データ出力バッファDOB0等
の具体的な回路構成や電源電圧の極性及び絶対値ならび
にトランジスタ及びMOSFETの導電型等は、種々の
実施形態を採りうる。2 and 3, the output drive circuit provided in the preceding stage of the output transistor T1 and the output MOSFET N4 can take an arbitrary logic gate form, and these output transistors and output MOSFETs are, for example, level conversion circuits. It may also be driven directly by. In this case, the P-channel MOSFET that constitutes the level conversion circuit corresponds to the drive MOSFET P1. Output transistor T1 and output MOSFET N4
Can be replaced with a plurality of transistors and MOSFETs each in parallel form, and output MOS
The FET N4 can be replaced with a bipolar type output transistor. In this embodiment, only the operating power supply for the output transistor T1 and the inverter IV1 that serves as an output drive circuit for the output transistor T1 is set to the power supply voltage VCCO, but the operating power supply for the entire data output buffer may be set to the power supply voltage VCCO. . The output transistor T1 and the drive MOSFET shown in FIG.
The specific device structure of TP1 is not restricted by this embodiment. Furthermore, various embodiments can be adopted for the specific circuit configuration of the data output buffer DOB0 and the like, the polarity and absolute value of the power supply voltage, the conductivity type of the transistor and MOSFET, and the like.
【0035】以上の説明では、主として本発明者によっ
てなされた発明をその背景となった利用分野であるBi
CMOSダイナミック型RAMに適用した場合について
説明したが、それに限定されるものではなく、例えば、
同様なデータ出力バッファを備えるBiCMOSスタテ
ィック型RAMやBiCMOSゲートアレイ集積回路等
にも適用できる。この発明は、少なくともバイポーラ型
の出力トランジスタとこれを駆動するための駆動MOS
FETとを含む出力バッファを具備する半導体装置に広
く適用できる。In the above description, the invention made by the present inventor is the field of application which is the background of the invention.
The case where the present invention is applied to the CMOS dynamic RAM has been described, but the present invention is not limited to this.
It can also be applied to a BiCMOS static RAM or a BiCMOS gate array integrated circuit having a similar data output buffer. The present invention relates to at least a bipolar type output transistor and a drive MOS for driving the same.
It can be widely applied to semiconductor devices having an output buffer including an FET.
【0036】[0036]
【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、第1の電源電圧を動作電源
とするメモリアレイ及びアレイ周辺回路と、第2の電源
電圧と回路の出力端子との間に設けられる出力トランジ
スタと、Pチャンネル型の駆動MOSFETを含みアレ
イ周辺回路の実質的な出力信号に従って上記出力トラン
ジスタを駆動する出力駆動回路とを備えるBiCMOS
ダイナミック型RAM等において、少なくとも上記駆動
MOSFETのソースに第2の電源電圧を供給する。こ
れにより、アレイ周辺回路等のプリチャージにともなっ
て第1の電源電圧に比較的大きな電源ノイズが重畳され
る場合でも、出力トランジスタのベース電位を安定化さ
せ、回路の出力端子における出力信号のレベル変動を抑
制することができる。また、出力トランジスタのコレク
タ電位つまりは第2の電源電圧が第1の電源電圧より低
くなった場合でも、出力トランジスタの飽和を防止し、
メモリセルに対する多数キャリヤの流れ込みを防止し
て、その保持データの破壊を防止することができる。こ
れらの結果、特に電源電圧の低電圧化が進んだBiCM
OSダイナミック型RAM等の電源マージンを高め、そ
の信頼性を高めることができる。The effects obtained by the typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, a memory array and an array peripheral circuit using the first power supply voltage as an operating power supply, an output transistor provided between the second power supply voltage and an output terminal of the circuit, and a P-channel drive MOSFET are included in the array periphery. And an output drive circuit for driving the output transistor according to a substantial output signal of the circuit.
In the dynamic RAM or the like, the second power supply voltage is supplied to at least the source of the drive MOSFET. This stabilizes the base potential of the output transistor even when relatively large power supply noise is superimposed on the first power supply voltage due to precharging of the array peripheral circuit and the like, and the level of the output signal at the output terminal of the circuit is stabilized. Fluctuations can be suppressed. Further, even when the collector potential of the output transistor, that is, the second power supply voltage becomes lower than the first power supply voltage, the output transistor is prevented from being saturated,
It is possible to prevent the majority carriers from flowing into the memory cell and prevent the data held therein from being destroyed. As a result of these, BiCM in which the power supply voltage has been particularly lowered
The power supply margin of the OS dynamic RAM or the like can be increased and its reliability can be improved.
【図1】この発明が適用されたBiCMOSダイナミッ
ク型RAMの一実施例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a BiCMOS dynamic RAM to which the present invention is applied.
【図2】図1のBiCMOSダイナミック型RAMに含
まれるデータ出力バッファDOB0の第1の実施例を示
す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a first embodiment of a data output buffer DOB0 included in the BiCMOS dynamic RAM of FIG.
【図3】図1のBiCMOSダイナミック型RAMに含
まれるデータ出力バッファDOB0の第2の実施例を示
す回路図である。3 is a circuit diagram showing a second embodiment of a data output buffer DOB0 included in the BiCMOS dynamic RAM of FIG.
【図4】図3のデータ出力バッファDOB0に含まれる
出力トランジスタT1及びPチャンネルMOSFETP
1の一実施例を示す断面構造図である。4 is an output transistor T1 and a P-channel MOSFET P included in the data output buffer DOB0 of FIG.
1 is a cross-sectional structure diagram showing one example of Embodiment 1.
【図5】図2及び図3のデータ出力バッファDOB0の
一実施例を示す信号波形図である。5 is a signal waveform diagram showing an embodiment of the data output buffer DOB0 of FIGS. 2 and 3. FIG.
【図6】この発明に先立って本願発明者等が開発したB
iCMOSダイナミック型RAMに含まれるデータ出力
バッファDOB0の一例を示す回路図である。FIG. 6 B developed by the present inventors prior to the present invention
FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of a data output buffer DOB0 included in an iCMOS dynamic RAM.
【図7】図6のデータ出力バッファDOB0の一例を示
す信号波形図である。7 is a signal waveform diagram showing an example of the data output buffer DOB0 of FIG.
MOD・・・メモリモジュール、MA0〜MA7・・・
・メインアンプ、XAB・・・Xアドレスバッファ、Y
AB・・・Yアドレスバッファ、ZAB・・・・Zアド
レスバッファ、MSL・・・メインアンプ選択回路、D
S20〜DS23,DS8・・・・出力データセレク
タ、DOB0〜DOB3・・・・データ出力バッファ、
DIB0〜DIB3・・・・データ入力バッファ、TG
・・・タイミング発生回路。LC・・・レベル変換回
路、DL・・・データラッチ、NA1〜NA2・・・・
ナンド(NAND)ゲート、IV1〜IV2・・・イン
バータ、P1〜P2・・・PチャンネルMOSFET、
N1〜N4・・・NチャンネルMOSFET、T1〜T
2・・・・NPN型バイポーラトランジスタ。PSUB
・・・P型半導体基板、NBL・・・N型埋込層、N-
・・・N- 型拡散層、C1〜C2,DN1・・・N型拡
散層、DP1〜DP2・・・P型拡散層、FG・・・ゲ
ート層。MOD ... Memory module, MA0-MA7 ...
・ Main amplifier, XAB ... X address buffer, Y
AB ... Y address buffer, ZAB ... Z address buffer, MSL ... main amplifier selection circuit, D
S20 to DS23, DS8 ... Output data selector, DOB0 to DOB3 ... Data output buffer,
DIB0 to DIB3 ... Data input buffer, TG
... Timing generator circuit. LC ... Level conversion circuit, DL ... Data latch, NA1-NA2 ...
NAND gate, IV1-IV2 ... Inverter, P1-P2 ... P-channel MOSFET,
N1 to N4 ... N channel MOSFETs, T1 to T
2 ... NPN type bipolar transistor. PSUB
· · · P-type semiconductor substrate, NBL · · · N-type buried layer, N -
... N - type diffusion layer, C1 to C2, DN1 ... N type diffusion layer, DP1 to DP2 ... P type diffusion layer, FG ... gate layer.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 9170−4M H01L 27/06 321 J 9170−4M 27/10 325 V ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI technical display location 9170-4M H01L 27/06 321 J 9170-4M 27/10 325 V
Claims (4)
内部回路と、第2の電源電圧と回路の出力端子との間に
設けられる出力トランジスタならびに第2の電源電圧と
上記出力トランジスタのベースとの間に設けられそのゲ
ートに上記内部回路の実質的な出力信号を受ける第1導
電型の駆動MOSFETを含む出力バッファとを具備す
ることを特徴とする半導体装置。1. A predetermined internal circuit that uses a first power supply voltage as an operating power supply, an output transistor provided between the second power supply voltage and an output terminal of the circuit, and a second power supply voltage and the output transistor. A semiconductor device, comprising: an output buffer provided between the base and a gate, the output buffer including a drive MOSFET of a first conductivity type for receiving a substantial output signal of the internal circuit.
レクタが第2の電源電圧に結合されその他方のコレクタ
が上記駆動MOSFETのソースに結合されるダブルコ
レクタ型のバイポーラトランジスタからなるものである
ことを特徴とする請求項1の半導体装置。2. The output transistor comprises a double collector bipolar transistor, one collector of which is coupled to a second power supply voltage and the other collector of which is coupled to a source of the driving MOSFET. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is a semiconductor device.
ETは、そのベース及びドレインが共通の拡散層からな
るべく一体化されるものであることを特徴とする請求項
1又は請求項2の半導体装置。3. The output transistor and drive MOSF
3. The semiconductor device according to claim 1 or 2, wherein the ET has a base and a drain which are integrally formed of a common diffusion layer.
ダイナミック型RAMであり、上記内部回路及び出力バ
ッファは、それぞれ上記バイポーラCMOSダイナミッ
ク型RAMのアレイ周辺回路及びデータ出力バッファで
あって、上記駆動MOSFETは、上記データ出力バッ
ファの上記出力トランジスタに対する出力駆動回路を構
成するものであることを特徴とする請求項1,請求項2
又は請求項3の半導体装置。4. The semiconductor device is a bipolar CMOS.
A dynamic RAM, the internal circuit and the output buffer are an array peripheral circuit and a data output buffer of the bipolar CMOS dynamic RAM, respectively, and the drive MOSFET is an output drive circuit for the output transistor of the data output buffer. Claim 1 and Claim 2 which constitute what is characterized by the above-mentioned.
Alternatively, the semiconductor device according to claim 3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4266732A JPH0697376A (en) | 1992-09-09 | 1992-09-09 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4266732A JPH0697376A (en) | 1992-09-09 | 1992-09-09 | Semiconductor device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0697376A true JPH0697376A (en) | 1994-04-08 |
Family
ID=17434924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4266732A Pending JPH0697376A (en) | 1992-09-09 | 1992-09-09 | Semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0697376A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006173643A (en) * | 2006-01-12 | 2006-06-29 | Renesas Technology Corp | Semiconductor memory device |
-
1992
- 1992-09-09 JP JP4266732A patent/JPH0697376A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006173643A (en) * | 2006-01-12 | 2006-06-29 | Renesas Technology Corp | Semiconductor memory device |
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