JPH1145563A - 半導体集積回路並びに半導体記憶装置 - Google Patents

半導体集積回路並びに半導体記憶装置

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JPH1145563A
JPH1145563A JP9198218A JP19821897A JPH1145563A JP H1145563 A JPH1145563 A JP H1145563A JP 9198218 A JP9198218 A JP 9198218A JP 19821897 A JP19821897 A JP 19821897A JP H1145563 A JPH1145563 A JP H1145563A
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circuit
signal
pulse generation
power supply
supply voltage
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Tomohiro Sawada
智広 澤田
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のDRAMにおけるイニシャライズ方式
は、外部からRASもしくはCAS信号のクロックを入
力する方式であるため、外部回路でRASもしくはCA
S信号のクロックを形成しなければならず、かかるメモ
リを使用するユーザの設計負担が大きくシステムのコス
トアップにもつながるという技術的課題があった。 【解決手段】 半導体チップ内部に、電源電圧のレベル
を検出する電源電圧レベル検出回路(11)と、パルス
発生回路(12)およびカウンタ回路(13)を設け
て、電源電圧の立上がりを検出した後、パルス発生回路
で形成されたクロックを所定パルス数だけRAS信号や
CAS信号等のイニシャライズ規定がなされていた信号
を受ける回路に入力させるように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路技
術さらには半導体集積回路における電源投入後のイニシ
ャライズに適用して有効な技術に関し、例えばDRAM
(ダイナミック型ランダム・アクセス・メモリ)のよう
なアドレスラッチ回路を備えた半導体記憶装置に利用し
て有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】ダイナミックRAM(以下、DRAMと
称する)等のアドレスマルチプレクス方式の半導体メモ
リや同期型メモリは、周辺回路にアドレスラッチ回路そ
の他の入力ラッチ回路やフリップフロップ回路を多数搭
載している。このような半導体集積回路においては、電
源投入直後の状態ではラッチ回路やフリップフロップ回
路の内部ノード特に帰還ループの部分はフローティング
になっているため電位が不確定となるので、そのまま回
路が動作を開始すると誤動作を起こすおそれがある。そ
こで、例えばDRAMでは、仕様で電源投入直後のイニ
シャライズを規定している。
【0003】具体的には、RAS(ロウ・アドレス・ス
トローブ)信号のみでリフレッシュ動作するいわゆるR
ASオンリ・リフレッシュ・モードのDRAMではRA
S信号を、図10に示すように8サイクル(1サイクル
は約100n秒)以上スウィングさせ、またRAS信号
の前にCAS(カラム・アドレス・ストローブ)信号を
立ち下げることでリフレッシュモードに入るDRAMで
はCAS信号を8サイクル以上スウィングさせることが
規定されている。これによって、DRAM内部では、リ
フレッシュ動作を行なうことでラッチ回路やフリップフ
ロップ回路内のフローティングのノードの電位が確定
し、その後正規の信号が入力されたときに誤動作を起こ
すのが回避される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のイニシャラ
イズ方式は、外部からRASもしくはCAS信号のクロ
ックを入力する方式であるため、外部回路でRASもし
くはCAS信号のクロックを形成しなければならず、か
かるメモリを使用するユーザの設計負担が大きくシステ
ムのコストアップにもつながるという技術的課題があっ
た。
【0005】この発明の目的は、外部からRASもしく
はCAS信号のクロックを入力することなくイニシャラ
イズを行なって内部回路のフローティング・ノードの電
位を確定して誤動作を防止することができる半導体集積
回路な技術を提供することにある。
【0006】この発明の他の目的は、ユーザの設計負担
を軽減しシステムのコストダウンを可能にする半導体集
積回路技術を提供することにある。
【0007】この発明の前記ならびにそのほかの目的と
新規な特徴については、本明細書の記述および添附図面
から明らかになるであろう。
【0008】
【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説明すれば、下記のと
おりである。
【0009】すなわち、半導体チップ内部に、電源電圧
のレベルを検出する電源電圧レベル検出回路と、パルス
発生回路およびカウンタ回路を設けて、電源電圧の立上
がりを検出した後、パルス発生回路で形成された信号
(パルスもしくはクロック)を所定パルス数だけ所要の
回路に入力されるように構成したものである。ここで、
所要回路とは、DRAMでは、RAS信号やCAS信号
等のイニシャライズ規定がなされていた信号を受ける例
えばタイミング制御回路もしくはアドレスバッファ回路
のような内部回路のことである。
【0010】上記した手段によれば、電源投入時に外部
からイニシャライズのための信号を入力する必要がない
ため、ユーザの設計負担が軽減されるとともに、システ
ムのコストダウンが可能になる。
【0011】上記の場合、RASやCAS信号等のイニ
シャライズ規定がなされていた信号と上記パルス発生回
路で形成された信号のいずれかを選択的に供給可能にす
るための選択回路を設け、上記パルス発生回路からの信
号のパルス数を計数するカウンタ回路の出力によってこ
の選択回路を制御して電源投入時に所定パルス数だけパ
ルス発生回路からの信号を所要の回路に供給させるよう
にするとよい。これによって、従来の回路に何ら変更を
加えることなく、単に本発明のイニシャライズ回路を追
加するだけでよく、設計変更が極めて容易に行なえるよ
うになる。
【0012】また、上記パルス発生回路は、上記カウン
タ回路の出力で上記選択回路がパルス発生回路からの信
号の供給を遮断した後は動作が停止されるように構成す
るとよい。これによって、消費電力の増加を防止するこ
とができるようになる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施例を図
面に基づいて説明する。
【0014】図1は、本発明に係るイニシャライズ回路
10の一実施例を示す。図1において、符号Vccで示
されているのは半導体チップに外部から供給される電源
電圧、11はこの電源電圧Vccのレベルを検出する電
源電圧レベル検出回路、12は所定のパルス幅のクロッ
クを発生するパルス発生回路、13はこのパルス発生回
路12で発生されたクロックRPLBのパルス数を計数
するカウンタ回路、14は上記クロックRPLBまたは
外部から供給されるRAS信号やCAS信号等のイニシ
ャライズ規定がなされていた信号のいずれかを選択して
内部回路へ供給する選択回路(セレクタ)である。
【0015】次に、本実施例のイニシャライズ回路10
の動作を図2のタイミングチャートを用いて説明する。
【0016】この実施例では、電源電圧Vccが投入さ
れて徐々に立ち上がり所定の検出レベルVrefに達す
ると電源電圧レベル検出回路11によって検出され、そ
の出力SETBがハイレベルからロウレベルに変化す
る。なお、上記電源電圧レベル検出回路11も外部から
チップに供給される電源電圧Vccで駆動されるため、
電源電圧の上昇に伴ってその出力SETBが上昇して、
電源電圧Vccが検出レベルVrefに達した時点でロ
ウレベルに変化する。パルス発生回路12も同様に電源
電圧Vccで駆動されるため、電源電圧の上昇に伴って
発振動作が可能な状態になり一旦出力がハイレベルにさ
れるが、上記電源電圧レベル検出回路11の出力SET
Bがハイレベルからロウレベルに変化した時点で発振動
作を開始する。
【0017】パルス発生回路12で形成されたクロック
はカウンタ回路13によって計数され、カウンタ回路1
3が所定のパルス数(例えば7個)だけ計数するとその
出力信号CFがロウレベルからハイレベルに変化する。
カウンタ回路13はその出力信号CFが最初はロウレベ
ルになるように構成され、この信号CFによって制御さ
れる選択回路14は上記パルス発生回路11から出力さ
れるクロックRPLBを内部回路へ供給する状態にされ
るように構成されている。そのため、電源電圧Vccが
立ち上がってパルス発生回路11が発振動作を開始した
直後からその出力クロックRPLBを内部回路へ供給す
る。そして、内部回路では、このクロックRPLBが7
サイクルに渡って供給されている間に、ラッチ回路やフ
リップフロップ回路のフローティング・ノードの電位が
確定される。
【0018】一方、パルス発生回路12で形成されたク
ロックのパルス数をカウンタ回路13が7個計数すると
その出力信号CFがロウレベルからハイレベルに変化す
るため、この信号CFによって制御される選択回路14
は上記パルス発生回路11から出力されるクロックRP
LBを遮断し、代わって外部から入力されるRAS信号
等を内部回路へ供給するようになる。これによって、チ
ップは正規の動作状態となる。その結果、電源投入時に
外部からイニシャライズのための信号を入力する必要が
ないため、ユーザの設計負担が軽減されるとともに、シ
ステムのコストダウンが可能になる。
【0019】なお、この実施例では、上記カウンタ回路
13の出力信号CFが上記パルス発生回路12にも供給
されており、カウンタ回路13の出力信号CFがハイレ
ベルに変化するとパルス発生回路12の発振動作が停止
されるように構成されている。これによって、イニシャ
ライズ回路10を設けたことに伴う消費電力の増加を防
止することができる。
【0020】図3には、上記パルス発生回路12の具体
的な実施例が示されている。この実施例のパルス発生回
路は、縦続接続されたインバータINV1〜INV5お
よび遅延回路DELAY1,DELAY2からなり最終
段のインバータINV5の出力が初段のインバータIN
V1の入力に帰還されるように接続されたリングオシレ
ータOSCと、電源電圧レベル検出回路11からの出力
信号SETBおよびカウント回路13からの出力信号C
Fを入力信号とするイクスクルーシブORゲートG1お
よびその出力を反転するインバータINV0からなる制
御回路とにより構成されている。
【0021】そして、最終段のインバータINV5を構
成するpチャネルMOSFET Q1とnチャネルMO
SFET Q2との間にはnチャネルMOSFET Q
3が直列形態に接続されているとともに、インバータI
NV5の出力ノードNoと電源電圧Vccとの間にpチ
ャネルMOSFET Q4が接続され、これらのMOS
FET Q3,Q4のゲート端子に上記制御回路のイン
バータINV0の出力信号が供給されている。電源投入
時には、前述したように、カウント回路13からの出力
信号CFがロウレベルにされているため、電源電圧レベ
ル検出回路11からの出力信号SETBがハイレベルの
ときはインバータINV0の出力はロウレベルとされ、
MOSFET Q3がオフ、Q4がオンされ、リングオ
シレータOSCは発振動作せず、パルス発生回路12の
出力はハイレベルにされる。
【0022】電源電圧Vccのレベルが立ち上がって所
定レベルに達すると、電源電圧レベル検出回路11から
の出力信号SETBがロウレベルに変化するため、イン
バータINV0の出力はハイレベルに変化し、MOSF
ET Q3がオン、Q4がオフされ、リングオシレータ
OSCは発振動作を開始する。そのため、インバータI
NV1〜INV5および遅延回路DELAY1,DEL
AY2の遅延時間で決まる時間T1後にリングオシレー
タOSCの出力がハイレベルに変化し、その後T1ごと
に反転を繰り返す。そして、パルス発生回路12の出力
の反転が7サイクルを経過した時点でカウンタ回路13
の出力CFがハイレベルに変化するため、インバータI
NV0の出力はロウレベルに変化し、MOSFET Q
3がオフ、Q4がオンされ、リングオシレータOSCは
発振動作を停止し、出力はハイレベルに固定される。
【0023】図4は遅延回路DELAY1,DELAY
2の具体例を示す。遅延回路DELAY1,DELAY
2は、各々インバータINV11,INV12,NAN
DゲートG2,インバータINV13およびインバータ
INV11とINV12の出力端子にそれぞれ接続され
た容量C1,C2とにより構成されているとともに、イ
ンバータINV11とINV12のMOSFET間には
それぞれ抵抗R1,R2が接続されており、抵抗R1,
R2と容量C1,C2を適当に設定することにより、R
1とC1の時定数およびR2とRC2の時定数とで決ま
るような遅延時間を有するように設定される。なお、こ
の遅延回路DELAY1,DELAY2は、入力INが
ハイレベルのときはR1とC1の時定数が、また入力I
NがロウレベルのときはR2とC2の時定数がそれぞれ
遅延時間に大きく寄与するように動作する。具体的に
は、形成されるパルスの周期が、RASのイニシャライ
ズで規定されていたサイクルの1周期に対応する周期
(例えば100nS)となるように、遅延時間が設定さ
れる。
【0024】図5には、カウンタ回路13を構成する単
位カウンタCOUNTの具体例が示されている。各単位
カウンタCOUNTは、入力用NANDゲートG21
と、マスタースレーブ形のフリップフロップFF1,F
F2と、フリップフロップFF1,FF2間の帰還用イ
ンバータG22と、出力論理用NANDゲートG23お
よび出力インバータG24とから構成されている。RS
は回路の動作を許可するためのリセット端子で、実施例
では電源電圧レベル検出回路11の出力信号SETBが
入力され、SETBがロウレベルのときはNANDゲー
トG22の入力端子の一つと接地点との間に接続された
MOSFET Q21がオフにされ動作が可能とされ
る。Ciはカウント入力端子で前段の単位カウンタのカ
ウント出力が入力される。入力用NANDゲートG21
は2入力NANDゲート、出力論理用NANDゲートG
23は3入力NANDゲートである。
【0025】この実施例のカウンタ回路13は、図6に
示すように、図5の単位カウンタCOUNTが3個縦続
接続されて構成されており、初段の単位カウンタCOU
NT1のカウント入力端子CiはVccのようなハイレ
ベル“H”に固定される。また、各単位カウンタには、
パルス発生回路12からのクロックRPLBが共通に入
力され、カウント入力端子Ciへの入力信号とともに初
段のNANDゲートG21に入力され、このNANDゲ
ートG21の出力およびそれをインバータG24で反転
した信号がフリップフロップFF1,FF2の動作クロ
ックとして供給される。フリップフロップFF1,FF
2はそれぞれ2個のクロックド・インバータと1個の通
常のインバータとによって構成されている。出力論理用
NANDゲートG23には、カウント入力端子Ciへの
入力信号と各フリップフロップFF1,FF2からの信
号が入力されている。
【0026】図7には、選択回路14の具体例が示され
ている。この実施例の選択回路は、外部から入力される
RAS信号を入力信号とするクロックド・インバータG
31と、パルス発生回路12からのクロックPRLBを
入力信号とするクロックド・インバータG32と、カウ
ンタ回路13からの信号CFを反転するインバータG3
3とから構成されており、クロックド・インバータG3
1とG32は信号CFとその反転信号を制御クロックと
して相補的に動作し、RAS信号またはクロックPRL
Bのいずれかの信号を反転して内部回路へ伝達するよう
に動作する。上記クロックド・インバータG31,G3
2の代わりに、pチャネルMOSFETとnチャネルM
OSFETとが並列に接続されてなるいわゆるトランス
ミッションゲートを使用するようにしてもよい。
【0027】電源電圧レベルを検出する回路は、従来よ
り一般にDRAMに内蔵されているので、本発明をDR
AMに適用するに当たっては、実施例のイニシャライズ
回路を構成する電源電圧レベル検出回路11を新たに設
ける必要はない。電源電圧レベル検出回路は、図8にそ
の概略を示すように、基本的には電源電圧Vccと接地
点との間に直列に接続された抵抗R11,R12からな
る抵抗分圧回路と、分圧された電圧と予め設定された検
出レベルとしての参照電圧Vrefとを比較するコンパ
レータCMPとにより構成される。なお、電源電圧レベ
ル検出回路は、従来より種々の回路形式のものが提案さ
れており、本発明の実施においてその回路形式は半導体
チップ上に形成できるものであればどのような形式のも
のでも使用することができる。例えば、図8の分圧回路
を構成する抵抗R11,R12としてMOSFETのオ
ン抵抗を利用することも可能である。
【0028】図9には、本発明を適用して好適な半導体
集積回路の一例としてのDRAMの概略構成が示されて
いる。図9において、21は外部から供給される電源電
圧Vccが印加される電源端子、22は例えば16Mビ
ットの記憶容量を持つメモリアレイ、23A,23Bは
外部から時分割方式で入力されるロウアドレス(行アド
レス)信号およびカラムアドレス(列アドレス)信号を
増幅、波形整形して内部の所定の回路に供給するための
アドレス入力バッファ回路、24はメモリセルのリフレ
ッシュのためのアドレスを発生するリフレッシュカウン
タである。また、25は上記アドレス入力バッファ回路
23Aまたはリフレッシュカウンタ12から供給される
内部相補アドレス信号をデコードして上記メモリアレイ
22内の対応するワード線を選択するロウデコーダであ
る。
【0029】26は上記アドレス入力バッファ回路23
Bから供給される内部相補アドレス信号をデコードして
上記メモリアレイ22内の対応するビット線を選択する
カラムデコーダである。27はビット線に読み出された
データを増幅するセンスアンプおよび複数のビット線が
カラムスイッチを介して共通に接続されるI/Oバスで
ある。また、28は書込みデータ信号を取り込んで上記
センスアンプ&I/Oバス27を介して上記メモリアレ
イ22に供給したり、上記センスアンプ&I/Oバス2
7を介して上記メモリアレイ22より読み出されたデー
タを外部へ出力したりするデータ入出力バッファ回路、
29は外部より入力される各種制御信号やクロック信号
に基づいて内部回路へ供給するタイミング信号を形成す
るタイミング制御回路である。
【0030】外部からこの実施例のメモリに入力される
制御信号としては、アドレス入力バッファ23Aへのロ
ウアドレスの取込みタイミングを与えるためのロウアド
レスストローブ信号/RAS、アドレス入力バッファ2
3Bへのカラムアドレスの取込みタイミングを与えるた
めのカラムアドレスストローブ信号/CAS、書き込み
が有効であることを示すための書込み制御信号/WE、
当該メモリが選択されていることを示すためのチップ選
択信号/CS等がある。なお各符号の前に「/」が付い
ている制御信号は、ロウレベルが有効レベルであること
を示している。この実施例においては、上記RAS信号
の入力端子とタイミング制御回路29との間に、上記実
施例のイニシャライズ回路10が設けられる。
【0031】以上説明したように、上記実施例は、半導
体チップ内部に、電源電圧のレベルを検出する電源電圧
レベル検出回路と、パルス発生回路およびカウンタ回路
を設けて、電源電圧の立上がりを検出した後、パルス発
生回路で形成された信号を所定パルス数だけRAS信号
やCAS信号等のイニシャライズ規定がなされていた信
号を受ける回路に入力されるように構成したので、電源
投入時に外部からイニシャライズのための信号を入力す
る必要がなく、これによって、ユーザの設計負担が軽減
されるとともに、システムのコストダウンが可能になる
という効果がある。
【0032】また、RASやCAS信号等のイニシャラ
イズ規定がなされていた信号と上記パルス発生回路で形
成された信号のいずれかを選択的に供給可能にするため
の選択回路を設け、上記信号のパルスを計数するカウン
タ回路の出力でこの選択回路を制御して電源投入時に所
定パルス数だけパルス発生回路からの信号を所要の回路
に供給させるように構成したので、従来の回路に何ら変
更を加えることなく、単に本発明のイニシャライズ回路
を追加するだけでよく、設計変更が極めて容易に行なえ
るという効果がある。
【0033】さらに、上記パルス発生回路は、上記カウ
ンタ回路の出力で上記選択回路がパルス発生回路からの
信号の供給を遮断した後は動作が停止されるように構成
したので、消費電力の増加を防止することができるとい
う効果がある。
【0034】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、本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いうまでもない。例えば、図
3〜図7のパルス発生回路12、カウンタ回路13およ
び選択回路14はそれぞれ一実施例であり、同様の機能
を有する回路であれば、どのような回路形式であっても
よい。
【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DRA
Mを例にして説明したが、この発明はそれに限定され
ず、ラッチ回路やフリップフロップ回路を搭載した半導
体集積回路一般に利用することができる。
【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
のとおりである。
【0037】すなわち、外部からクロックを入力するこ
となくイニシャライズを行なって、電源投入時における
内部回路のフローティング・ノードの電位を確定して誤
動作を防止することができるとともに、ユーザの設計負
担を軽減しシステムのコストダウンを図ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るイニシャライズ回路の一実施例を
示すブロック図。
【図2】実施例のイニシャライズ回路の動作タイミング
を示すタイミングチャート。
【図3】パルス発生回路の具体的な実施例を示す回路構
成図。
【図4】パルス発生回路を構成する遅延回路の具体的な
実施例を示す回路構成図。
【図5】カウンタ回路を構成する単位カウンタの具体例
を示す回路構成図。
【図6】カウンタ回路の構成を示すブロック図。
【図7】選択回路の具体的な実施例を示す回路構成図。
【図8】電源電圧レベル検出回路の概略構成を示す回路
構成図。
【図9】本発明を適用して好適な半導体集積回路の一例
としてのDRAMの概略構成を示すブロック図。
【図10】従来のDRAMにおけるイニシャライズ方式
のタイミングを示すタイミングチャート。
【符号の説明】
10 イニシャライズ回路 11 電源電圧レベル検出回路 12 パルス発生回路 13 カウンタ回路 14 選択回路 21 電源端子 22 メモリアレイ 23A,23B アドレス入力バッファ回路 24 リフレッシュカウンタ 25 ロウデコーダ 26 カラムデコーダ 27 センスアンプおよびI/Oバス 28 データ入出力バッファ回路 29 タイミング制御回路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源電圧のレベルを検出する電源電圧レ
    ベル検出回路と、パルス発生回路と、該パルス発生回路
    で形成された信号のパルス数を計数するカウンタ回路と
    を備え、上記電源電圧レベル検出回路が電源電圧の立上
    がりを検出した後、パルス発生回路で形成された信号
    が、内部回路の電源投入直後における電位の不確定な部
    位の電位が確定するのに必要な所定パルス数分だけ所要
    の回路に供給されるように構成されてなることを特徴と
    する半導体集積回路。
  2. 【請求項2】 所定の入力信号と上記パルス発生回路で
    形成された信号のいずれかを選択的に供給可能にするた
    めの選択回路を備え、該選択回路は上記カウンタ回路の
    出力によって制御されて電源投入時に所定パルス数分だ
    け上記パルス発生回路で形成された信号を所要の回路に
    供給した後、上記所定の入力信号を前記所要の回路に供
    給可能に構成されてなることを特徴とする請求項1に記
    載の半導体集積回路。
  3. 【請求項3】 上記パルス発生回路は、上記選択回路が
    上記パルス発生回路から出力される信号から上記所定の
    入力信号に切り換えた後に、上記カウンタ回路の出力に
    よってその動作が停止されるように構成されてなること
    を特徴とする請求項2に記載の半導体集積回路。
  4. 【請求項4】 電源電圧のレベルを検出する電源電圧レ
    ベル検出回路と、パルス発生回路と、該パルス発生回路
    で形成された信号のパルス数を計数するカウンタ回路
    と、アドレス信号の取り込みタイミングを与えるアドレ
    ス・ストローブ信号または上記パルス発生回路で形成さ
    れた信号のいずれかを選択的に供給可能にするための選
    択回路とを備え、該選択回路は上記カウンタ回路の出力
    によって制御されて電源投入時に所定パルス数分だけ上
    記パルス発生回路で形成された信号を所要の回路に供給
    した後、上記アドレス・ストローブ信号を内部の所要回
    路に供給可能に構成されてなることを特徴とする半導体
    記憶装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007200549A (ja) * 1999-11-09 2007-08-09 Fujitsu Ltd 半導体記憶装置、その動作方法、その制御方法、メモリシステムおよびメモリの制御方法
JP2010135048A (ja) * 2008-12-05 2010-06-17 Hynix Semiconductor Inc 初期化回路及びこれを用いたバンクアクティブ回路

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