JPS6213759B2 - - Google Patents

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JPS6213759B2
JPS6213759B2 JP55063062A JP6306280A JPS6213759B2 JP S6213759 B2 JPS6213759 B2 JP S6213759B2 JP 55063062 A JP55063062 A JP 55063062A JP 6306280 A JP6306280 A JP 6306280A JP S6213759 B2 JPS6213759 B2 JP S6213759B2
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JP
Japan
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transistor
bias
circuit
self
sub
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JP55063062A
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English (en)
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JPS56159891A (en
Inventor
Fujio Masuoka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP6306280A priority Critical patent/JPS56159891A/ja
Priority to US06/260,994 priority patent/US4460835A/en
Priority to DE8181103606T priority patent/DE3162416D1/de
Priority to EP81103606A priority patent/EP0039946B1/en
Priority to CA000377457A priority patent/CA1185665A/en
Publication of JPS56159891A publication Critical patent/JPS56159891A/ja
Publication of JPS6213759B2 publication Critical patent/JPS6213759B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C5/00Details of stores covered by group G11C11/00

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  • Logic Circuits (AREA)
  • Static Random-Access Memory (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はアクテイブモードにおいてもスタン
バイモードにおいても低消費電力が実現されたス
タテイツクメモリ装置等に好適な半導体集積回路
装置に関する。
従来、E/D型のnチヤンネルスタテイツク論
理回路を使つたnチヤンネルE/D型スタテイツ
クメモリ装置において、第1図に示したような構
成のインバータが用いられている。このインバー
タは、1個のE型のドライバトランジスタT1
と、D型のロードトランジスタT2と、省エネル
ギー用のI型のトランジスタT3が電源VDDと接
地との間に直列に接続された構成を有する。トラ
ンジスタT3のゲートに接続されたコートロール
端子1−1にはチツプイネーブル信号が印加
され、トランジスタT1のゲートに接続された入
力端子1−2には入力信号が供給される。トラン
ジスタT2のゲートはトランジスタT1との接続
点に接続されるとともに、この接続点からは出力
端1−3が導出される。
このように構成された第1図のインバータにお
いて、アクテイブモードのとき、I型トランジス
タT3の入力端にはチツプイネーブル信号が
供給されて5ボルトとなつて、このトランジスタ
T3が導通し、入力端1−2に印加された入力に
対して反転された出力が出力端1−3に得られ
る。これに対し、スタンドバイモードのときに
は、トランジスタT3のコントロール端1−1が
チツプイネーブル信号によつて0ボルトとな
り、トランジスタT3を流れる電流がカツトされ
るようにする。ところで、入力端1−1に5ボル
ト入力したときにトランジスタT3のソース端1
−4には5ボルトが出ることが望ましく、トラン
ジスタはI型が用いられている。すなわち、アク
テイブモードではあたかもトランジスタT3が存
在しないかのごとくに動作することが望ましい。
このため、スタンドバイモードではトランジスタ
T3のコントロール入力端1−1が0ボルトにな
つても、トランジスタT3を流れる電流がカツト
されずに比較的大きく流れ、C−MOS回路と比
較すると、スタンドバイ電流が大きい欠点があ
る。この欠点は、従来では同一チツプ上で基板
(サブストレート)バイアス電圧信号(以下この
明細書中ではセルフサブバイアス電圧信号と称す
る)を発生するセルフサブバイアス回路が1つで
あり、アクテイブモードとスタンドバイモードと
で同一のセルフサブバイアスを印加しており、ス
タンドバイモードをトランジスタT3のコントロ
ール入力端1−1に供給する信号電圧のみで制御
していたことからきている。
従つてこの発明は、アクテイブモードにおいて
は高速、低消費電力特性を示し、スタンドバイモ
ードにおいても低消費電力特性を示すようにした
半導体集積回路装置を提供することを目的とす
る。
以下図面を参照してこの発明の実施例を詳細に
説明する。
第2図において、入力端子2−1にはチツプイ
ネーブル信号が供給される。この入力端子2
−1は第1のセルフサブバイアス発生器2−2の
入力端に接続されると共に、インバータ2−3を
介して第2のセルフサブバイアス発生器2−4の
入力端に接続される。第1、第2のセルフサブバ
イアス発生器2−2,2−4は夫夫電源端子VDD
および接地間に接続されている。第1、第2のセ
ルフサブバイアス発生器2−2,2−4の出力端
は共通にバイアス電圧VBの出力端2−5に接続
される。
このような基本構成のバイアス発生回路から得
られるバイアス電圧VBは、例えば第3図に示し
たような構成のインバータ回路に供給される。こ
のインバータは電源端子VDDと接地との間に直列
に接続された3個のトランジスタT4,T5,T
6よりなる。トランジスタT4〜T6は夫々E
型、D型、I型である。トランジスタT4〜T6
は夫々バツクゲートバイアス端子3−1,3−
2,3−3を有し、ここには第2図のバイアス電
圧出力端2−5からセルフサブバイアス電圧VB
が供給される。トランジスタT4のゲートは入力
端3−4に接続され、トランジスタT6のゲート
はコントロール入力端3−5に接続される。トラ
ンジスタT5のゲートは出力端3−6が導出され
るトランジスタT4,T5の接続点に接続され
る。
今、第2図において入力端2−1に供給される
チツプイネーブル信号がアクテイブモードを
示していると、これによつてセルフサブバイアス
発生器2−2のみが動作し、この発生器2−2か
ら出力端2−5に出力されるバイアス電圧VB
略−2.5ボルトとなる。この場合のバイアス電圧
Bはチヤージポンプ能力も高く、例えば発振周
波数は10MHzというような高いものである。こ
のようにして得られた−2.5ボルトのバイアス電
圧VBは第3図のインバータ回路の端子3−1,
3−2,3−3に供給され、トランジスタT6は
導通状態となり、第1図のインバータと同様に入
力端3−4に入力された入力信号が反転されて出
力端3−6に出力される。
ここで、チツプイネーブル信号がアクテイ
ブモードからスタンドバイモードに変ると、これ
によつてこんどはセルフサブバイアス発生器2−
4のみが動作し、この発生器2−4から出力端子
2−5に出力されるバイアス電圧VBは−5ボル
トとなり、絶対値では5ボルト以上となる。この
結果、第3図のインバータにおいてトランジスタ
T6は完全にカツトオフされ、スタンドバイモー
ドにおいてはトランジスタT6にはまつたく電流
が流れなくなり、電力消費が低くおさえられる。
更に、このスタンドバイモードにおいて、セル
フサブバイアス発生器2−4から発生される電圧
信号は、チヤージポンプ能力も低くてよいので、
発振周波数もアクテイブモードのときの発振周波
数の1/10乃至1/100に低下させてよい。この結
果、発生器2−2の消費電力に対して発生器2−
4の消費電力も1/10〜1/100にすることができ
る。
次に第2図の実施例に示したセルフサブバイア
ス発生器2−2,2−4の詳細な構成、動作を第
4図、第5図を参照して説明する。
第4図はバイアス発生器2−2の一例を示し、
第2図のチツプイネーブル信号の入力端2−
1、バイアス電圧VBの出力端2−5、電源端子
DDはそのまま対応個所に用いられている。この
点は第5図も同様である。このバイアス発生器2
−2は大別して発振器4−A、増幅器4−B、1
段のチヤージポンプ回路4−Cから成つている。
発振器4−Aは3段のE/D型回路4−A1,
4−A2,4−A3を有し、最終段のE/D型回
路4−A3の出力はD型トランジスタ4−A4を
介して初段の回路4−A1の入力端にフイードバ
ツクされる。初段の回路4−A1の出力は第2段
の回路4−A2の入力端にD型トランジスタ4−
A5を介して結合される。初段回路4−A1の入
力端に接続されているキヤパシタは発振周波数を
決めるためのものである。
この発振器4−Aは例えば10MHzの発振出力
を出し、これは次段の増幅器4−Bで増幅された
後でチヤージポンプ回路4−Cに供給される。発
振器4−Aおよび増幅器4−Bはトランジスタ2
−2Aを介して電源端子VDDに接続され、トラン
ジスタ2−2Aはそのゲートに端子2−1を介し
て印加されるチツプイネーブル信号によつて
導通される。従つて、このバイアス回路2−2全
体は入力端2−1にチツプイネーブル信号が
供給されたときのみ10MHzの出力を発生させ
る。この出力VBは、VDDが5ボルト、各E型の
トランジスタのVTが0.5ボルトの条件下で約−
2.5ボルトとなるように構成されている。
第5図はバイアス発生回路2−4の一例を示
す。これは発振器5−A、増幅器5−B、3段の
チヤージポンプ回路5−Cに大別される。このう
ち、発振器5−A、増幅器5−Bは夫々第4図に
示した発振器4−A、増幅器4−Bと同様に構成
されているので同様の参照番号を付してある。チ
ヤージポンプ回路5−Cは3個のキヤパシタ5−
C1,5−C2,5−C3を用いた3段の回路構
造となつている。従つて増幅器5−Bで増幅され
た発振器5−Aの出力はこのチヤージポンプ回路
5−Cで−5ボルト以上の逆バイアス電圧VB
して出力される。
第5図のバイアス発生器2−4では発振器5−
A、増幅器5−Bはトランジスタ2−4Aを介し
て電源端子VDDに接続され、トランジスタ2−4
Aのゲートは、インバータ2−3よりのチツプイ
ネーブル信号を受ける入力端2−4Bに接続
されているから、トランジスタ2−4Aはチツプ
イネーブル信号が端子2−4Bに供給された
とき、即ち、第2図の入力端2−1にチツプイネ
ーブル信号が印加されたときのみ導通する。
従つてこのバイアス回路24全体は入力端2−1
に信号が印加されたときのみ動作して10MHz
に対して1/10〜1/100の周波数、例えば1MHzの
周波数のバイアス電圧VBを出力する。
以下、この発明の特長を列挙すると、 1 アクテイブモードとスタンドバイモードによ
つてセルフサブバイアス電圧を変えるようにし
たので、アクテイブモードにおける特性を損う
ことなく、スタンドバイモードにおける電流を
略C−MOS回路並に小さくすることができ
る。
2 アクテイブモードにおいては電流の振幅が大
きく、セルフサブバイアスを十分維持するため
にセルフサブバイアス発生器の能力を比較的大
きくする必要がある。しかしながら、スタンド
バイモードにおいては小さいチヤージポンプ能
力で十分にセルフサブバイアスを維持でき、ス
タンドバイ時のセルフサブバイアス発生器の消
費電力を小さくできる。
等が特にあげられる。
【図面の簡単な説明】
第1図はスタンドバイ時に電力の消費量を小さ
くできるようにしたインバータの一例を示す回路
構成図、第2図はこの発明の一実施例を示すシス
テム構成図、第3図はこの発明を適用したときの
スタンドバイモードにおける電力消費量を小さく
することができるインバータの一例を示す回路構
成図、第4図は第2図に示した第1のセルフサブ
バイアス発生器の一具体回路を示す図、第5図は
同じく第2図中に示した第2のセルフサブバイア
ス発生器の一具体回路を示す図である。 2−1……チツプイネーブル信号入力端子、2
−2……第1セルフサブバイアス発生器、2−3
……インバータ、2−4……第2セルフサブバイ
アス発生器、2−5……バイアス出力端子、3−
1,3−2,3−3……バイアス入力端、3−4
……入力端、3−5……コントロール入力端、3
−6……インバータ出力端、4−A,5−A……
発振器、4−B,5−B……増幅器、4−C,5
−C……チヤージポンプ回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 アクテイブモードおよびスタンドバイモード
    に応じた第1および第2の信号レベルを有するモ
    ード制御信号に応答して、アクテイブモードおよ
    びスタンドバイモードで動作する論理回路を有す
    る半導体集積回路装置において、 この半導体集積回路装置の外部から与えられる
    外部電圧に対して、半導体集積回路装置の内部
    で、前記外部電圧以外の電圧であつて、且つこの
    外部電圧とは異なる極性の第1、第2のセルフサ
    ブバイアス電圧を、夫々前記モード制御信号の第
    1、第2の信号レベルに応じてアクテイブモード
    時、スタンドバイモード時に発生する第1の発振
    回路を含む第1の発生器および第2の発振回路を
    含む第2の発生器が、前記論理回路とともに同一
    チツプ上に形成されてなる、半導体集積回路装
    置。
JP6306280A 1980-05-13 1980-05-13 Semiconductor integrated circuit device Granted JPS56159891A (en)

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JP6306280A JPS56159891A (en) 1980-05-13 1980-05-13 Semiconductor integrated circuit device
US06/260,994 US4460835A (en) 1980-05-13 1981-05-06 Semiconductor integrated circuit device with low power consumption in a standby mode using an on-chip substrate bias generator
DE8181103606T DE3162416D1 (en) 1980-05-13 1981-05-11 Semiconductor integrated circuit device
EP81103606A EP0039946B1 (en) 1980-05-13 1981-05-11 Semiconductor integrated circuit device
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JPS56159891A JPS56159891A (en) 1981-12-09
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JP2783138B2 (ja) * 1993-12-03 1998-08-06 株式会社日立製作所 半導体装置
JP2011254305A (ja) * 2010-06-02 2011-12-15 Asahi Kasei Electronics Co Ltd クロック負昇圧回路

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