JP3094984B2 - パルス発生回路 - Google Patents

パルス発生回路

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JP3094984B2
JP3094984B2 JP10063774A JP6377498A JP3094984B2 JP 3094984 B2 JP3094984 B2 JP 3094984B2 JP 10063774 A JP10063774 A JP 10063774A JP 6377498 A JP6377498 A JP 6377498A JP 3094984 B2 JP3094984 B2 JP 3094984B2
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/153Arrangements in which a pulse is delivered at the instant when a predetermined characteristic of an input signal is present or at a fixed time interval after this instant
    • H03K5/1534Transition or edge detectors

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  • Nonlinear Science (AREA)
  • Dram (AREA)
  • Pulse Circuits (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体メモリ回路等
の同期式集積回路の内部リード・ライト動作等を活性化
させる基本パルスを発生するパルス発生回路に関し、特
に、2サイクル以上のサイクルを利用して内部アクセス
する動作仕様のパルス発生回路に関する。
【0002】
【従来の技術】図8は従来のパルス発生回路を示す回路
図、図9はそのタイミングチャート図である。動作開始
信号ACによる内部活性化情報を、ラッチ回路20にて
クロック信号CLKでラッチし、同時にラッチ回路20
の出力とクロック信号CLKとのNAND論理をとるこ
とにより、CLKのロウエッジまでこの情報を広げた内
部信号Aを生成する。そして、NOR回路22にて、こ
の信号Aと、インバータ24により反転した信号を更に
遅延回路25により遅延させた信号とのNOR論理をと
ることにより、クロック信号CLKのハイエッジに同期
したショートパルス信号Bを発生する。次いで、3入力
OR回路23に、このショートパルス信号Bと、信号B
を遅延回路26にて遅延させた信号と、この遅延信号を
更に遅延回路27で2段に遅延させた信号とを入力する
ことにより、パルス幅を広げ、所望の基本パルスPGを
発生する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来技術には、以下に示す欠点がある。先ず、クロック
信号CLKの入力から、パルスPG発生までの時間が遅
いという欠点がある。また、得られるパルス幅は、温度
及び電源電圧等の環境条件による変動及び製造条件によ
るトランジスタの特性ばらつきによる変動を生じるとい
う難点がある。
【0004】即ち、従来の回路においては、動作開始信
号ACとの論理信号Aから、一旦ショートパルスBを生
成するので、最低3段の論理ゲート段数が必要である。
このショートパルス発生段がないと、クロックCLKの
ハイパルス時間が短くなった場合に、次段のパルス幅を
決める遅延回路でCLKロウによるリセットが起こって
しまい、パルスが途中で切れてしまう。
【0005】また、この従来のパルス発生回路では、得
られるパルス幅は、Bを入力とする遅延回路26,27
の遅延時間(図8では2段構成であり、この合計遅延時
間)で決まる。この回路は、通常、複数段接続したイン
バータにより構成されるので、遅延時間はこのMOSト
ランジスタの能力変動の影響をそのまま表してしまうと
いう欠点がある。
【0006】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、高速且つ一定パルス幅のパルスを生成する
ことができ、同期式集積回路、特に半導体メモリ回路の
内部リード・ライト動作等を活性化する基本パルスとし
て好適のパルスを発生することができるパルス発生回路
を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係る第1のパル
ス発生回路は、電源端子に接続されたプルアップ用のト
ランジスタと、前記プルアップ用のトランジスタと接地
との間に直列に接続されたプルダウン用のトランジスタ
と、クロック信号CLKの第1サイクルのハイエッジに
合わせて前記プルアップ用のトランジスタをオンにしロ
ウエッジに合わせてオフにする手段と、前記クロック信
号CLKの第2サイクルのハイエッジに合わせて前記プ
ルダウン用トランジスタをオンにする手段と、を有する
ことを特徴とする。
【0008】本発明に係る第2のパルス発生回路は、電
源端子に接続されたプルアップ用のトランジスタと、前
記プルアップ用のトランジスタと接地との間に直列に接
続されたプルダウン用のトランジスタと、クロック信号
CLKの第1サイクルのハイ期間に合わせて前記プルア
ップ用のトランジスタをオンにしロウ期間に合わせてオ
フにする手段と、前記クロック信号CLKの第2サイク
ルのハイ期間に合わせて前記プルダウン用トランジスタ
をオンにする手段と、を有することを特徴とする。
【0009】本発明に係る第3のパルス発生回路は、電
源端子に接続されたプルアップ用のトランジスタと、前
記プルアップ用のトランジスタと接地との間に直列に接
続されたプルダウン用のトランジスタと、クロック信号
CLKの第1サイクルのハイエッジに合わせて前記プル
ダウン用のトランジスタをオンにしロウエッジに合わせ
てオフにする手段と、前記クロック信号CLKの第2サ
イクルのハイエッジに合わせて前記プルアップ用トラン
ジスタをオンにする手段と、を有することを特徴とす
る。
【0010】本発明に係る第4のパルス発生回路は、電
源端子に接続されたプルアップ用のトランジスタと、前
記プルアップ用のトランジスタと接地との間に直列に接
続されたプルダウン用のトランジスタと、クロック信号
CLKの第1サイクルのハイ期間に合わせて前記プルダ
ウン用のトランジスタをオンにしロウ期間に合わせてオ
フにする手段と、前記クロック信号CLKの第2サイク
ルのハイ期間に合わせて前記プルアップ用トランジスタ
をオンにする手段と、を有することを特徴とする。
【0011】同期式集積回路、特に半導体メモリ回路の
内部リード・ライト動作等を活性化する基本パルスとし
ては、高速且つ一定パルス幅のパルスを生成する必要が
ある。本発明は、2サイクル以上のサイクルを利用して
内部アクセスする動作仕様の場合のパルス発生回路を提
供するものである。これはレイテンシ2以上の同期回路
又はバースト機能をプリフェッチ動作にて実現する場合
等に相当する。
【0012】本発明においては、パルス発生のドライバ
部にあるプルアップ用pMOSトランジスタを、クロッ
ク信号CLKの第1サイクルのハイパルスに同期してオ
ンさせ、基本パルスPGのスタートエッジを発生する。
同じくドライバ部にあるプルダウン用nMOSトランジ
スタを第2サイクルのハイパルスに同期させてオンさ
せ、基本パルスPGのエンドエッジを発生させる。ドラ
イバ部のpMOSトランジスタ又はnMOSトランジス
タがオンした後は、出力端子に接続された極めて能力が
小さいインバータによりハイ又はロウ電位が保持するこ
とができる。このような構成のためパルス生成までの時
間が高速であり、パルス幅はサイクルタイムで決まるた
め、全く変動しない。
【0013】そして、本発明のパルスPGの出力までの
回路段数が、従来の3段に比して2段と簡素であり、ド
ライバ部のpMOSトランジスタ及びnMOSトランジ
スタはインバータ構成であり、NAND及びNORに見
られるようなpMOS又はnMOSの直列接続がないの
で、トランジスタ能力が高い。
【0014】更に、このドライバ部はpMOSトランジ
スタ又はnMOSトランジスタのオン動作が単独動作で
あり、同時にオフになるトランジスタとの能力レシオが
存在しないので、出力応答が速い。これらの効果により
高速なパルスが得られる。
【0015】パルススタートは、クロック信号CLKの
第1サイクルのハイエッジで決まり、パルスエンドは、
クロック信号CLKの第2サイクルのロウエッジで決ま
るので、パルス幅は外部入力のサイクルタイムに一致す
る。外部CLKのサイクルタイムは同期式回路に与えら
れる最も安定した信号であり、外部条件によっても変化
しない。本発明はこのパルスに完全に同期しているか
ら、製造ばらつきの影響も受けない。
【0016】クロック信号CLKのハイパルス時間でド
ライバ部のトランジスタのオン時間が決まるが、このオ
ン時間はPGの電位変化時間だけあれば良いので、極め
て短くてもよい。例えば、0.5ns以下でも問題がな
い。クロック信号CLKのロウパルス期間は、ドライバ
部のpMOSトランジスタ及びnMOSトランジスタの
双方がオフの時間を示すので、これも出力波形の変化時
間程度あれば問題がない。いずれの場合も、発生させる
パルス幅には関係しないので、ハイ又はロウの最小時間
の影響は極めて少ない。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
添付の図面を参照して具体的に説明する。図1は本発明
の実施例に係るパルス発生回路を示す回路図、図2はそ
の動作タイミングチャート図である。
【0018】動作開始信号AC及びクロック信号CLK
がラッチ回路1に入力され、信号ACのハイ(バースト
開始信号)で立ち上がり、クロック信号CLKの立ち下
がりで立ち下がる信号Cを出力する。これにより、AC
のハイ(バースト開始信号)をラッチ回路1を通してC
LKロウエッジまで広げた信号Cが発生する。
【0019】このラッチ回路1の出力Cは、n型MOS
トランジスタnM2及びp型MOSトランジスタpM2
のゲートに入力される。クロック信号CLKはラッチ回
路1の他に、NAND回路2とトランジスタpM2に入
力される。NAND回路2の他方の入力端にはラッチ回
路1の出力Cが入力される。トランジスタpM2の出力
端はトランジスタnM2に入力され、更にプルダウンn
MOSトランジスタnM1のゲートに入力される。ま
た、トランジスタnM2の他端は接地されている。プル
ダウンnMOSトランジスタnM1はプルアップpMO
SトランジスタpM1と直列に電源と接地との間に接続
されている。NAND回路2の出力PはプルアップpM
OSトランジスタpM1のゲートに入力されている。ト
ランジスタpM1とトランジスタnM1との間の接続ノ
ードからパルス発生回路の出力信号PGが出力される。
このパルス発生回路の出力部には、低能力トランジスタ
からなる2段のインバータ3が接続されている。
【0020】このように構成されたパルス発生回路にお
いては、ACがハイ(バースト開始信号等)のときに、
ラッチ回路1はACのハイで立ち上がり、クロック信号
CLKが立ち下がるまでハイの状態を保持した信号Cを
出力する。そして、信号Cがハイのときに、NAND回
路2はクロック信号CLKがハイの期間だけロウになる
信号Pを出力する。このNAND回路2の出力信号P
は、プルアップpMOSトランジスタpM1のゲートに
入力され、クロック信号CLKがハイの期間だけ、トラ
ンジスタpM1をオンさせる。この場合に、信号Cがハ
イの場合は、トランジスタpM2はオフ、トランジスタ
nM2はオンであり、従ってプルダウントランジスタn
M1のゲートには接地電位が与えられるため、このトラ
ンジスタnM1はオフとなる。
【0021】信号Cがロウのときは、トランスファゲー
トを構成するトランジスタpM2がオンになり、クロッ
ク信号CLKはトランジスタpM2を通り、トランジス
タpM2の出力信号Nとして、プルダウンnMOSトラ
ンジスタnM1のゲートに入力される。そして、クロッ
ク信号CLKがハイの期間だけ、このトランジスタnM
1をオンさせる。また、信号Cがロウのときは、NAN
D回路2の出力Pは常にハイであるので、トランジスタ
pM1は常にオフである。
【0022】このように、NAND回路2の論理とトラ
ンジスタnM2により、本実施例においては、トランジ
スタpM1とトランジスタnM1とが同時にオンするこ
とはない。クロック信号CLKがロウの期間は、トラン
ジスタpM1とトランジスタnM1は共にオフになる
が、パルス出力PGの電位はホールド用の低能力トラン
ジスタからなる2段のインバータ3により固定され、フ
ローティングが防止されている。トランジスタpM1又
はトランジスタnM1がオフからオンに変化する時点
は、もう一方のトランジスタnM1又はトランジスタp
M1は常にオフであるので、ホールド用低能力トランジ
スタからなるインバータ3との間で論理回路のしきい値
レシオは決まる。更に、この部分にp型又はn型のMO
Sトランジスタの直列接続が存在しない。これらの効果
により、高速でPG信号を出力することが可能となる。
【0023】なお、図1において、プルダウントランジ
スタnM1のゲートに入力される信号Nのロウ電位が十
分に低くない場合には、信号Cの反転信号をゲート入力
とした新たなnMOSトランジスタをトランジスタpM
2に並列に接続することが必要である。
【0024】図3は、上記実施例のパルス発生回路の2
サイクルを用いて動作する同期式メモリの基本動作を示
すタイミングチャート図である。これはレイテンシ2で
の読み出し動作の例であり、第1サイクルのクロック信
号CLKのハイエッジで、動作開始信号ACが与えら
れ、読み出し動作がスタートする。その後、内部回路を
動作させる基本パルスPGが生成され、そのパルスに従
って内部メモリ回路は読み出し動作を実施する。そのデ
ータは、第3サイクルのクロック信号CLKのハイエッ
ジにより、出力用のレジスタに取り込まれると同時にD
ataとして出力される。このように、動作上第2サイ
クルは使用されないので、2サイクルを用いて内部メモ
リを読み出せばよいことになる。
【0025】次に、本発明の第2実施例について、図4
の回路図及び図5のタイミングチャート図を参照して説
明する。本実施例においては、発生するパルスPGは、
図5に示すようにロウパルスとなる。動作開始信号であ
る信号ACがハイ入力のとき、内部論理Cはラッチ回路
1の出力として生成されるが、本実施例では第1の実施
例とは逆の論理、即ち、動作開始時に信号Cがロウ、そ
れ以外は信号Cがハイになるようにしている。このため
に、本実施例においては、ラッチ回路1の前段にインバ
ータ4を挿入した。このように、動作開始信号ACをイ
ンバータ4により反転した後、ラッチ回路1に入力さ
せ、ラッチ回路1から出力される信号Cの論理を反転さ
せるだけで、ハイパルスをロウ側パルスにできる。これ
は、クロック信号CLKのハイ時間のみでパルスPGを
駆動するpMOSトランジスタ又はnMOSトランジス
タのみをオンさせる回路的特徴のためである。つまり、
このどちらのMOSトランジスタをオンさせるかはCの
論理のみで決まるため、これを逆転すれば容易に生成パ
ルスの論理も反転できる。また、Cを反転させる手段と
しては、ラッチ回路1の出力段の直後にインバータを挿
入する方法もある。
【0026】本実施例の場合、発生パルスのスタート時
間であるCLKからPGまでの遅延時間は図2と合わせ
て見ればわかるが、トランスファゲートとnMOSによ
るドライババッファ1段のみとなる。トランスファの遅
延時間は小さいので、実質的に論理ゲート1段でのパル
ススタートとなり、より高速な動作が可能となる。
【0027】図6は本発明の第3実施例を示す回路図で
ある。本実施例においては、入力されるクロック信号C
LKのロウエッジにより動作開始信号ACの取り込みな
どの基本動作が定義される。従って、プルアップ駆動用
トランジスタpM1を駆動する信号Pは、トランスファ
ゲートトランジスタnM3を通して供給され、クロック
信号CLKのロウ時間だけ、トランジスタpM1をオン
させる。プルダウン駆動用トランジスタnM1を駆動す
る信号Nは、クロック信号CLKと内部論理信号Cを入
力としたNORゲート5を通して供給され、クロック信
号CLKのロウの期間だけ、トランジスタnM1をオン
させる。従って、本実施例は第1の実施例の回路形式を
反転した構成となる。
【0028】図7は本発明の第4実施例を示す回路図で
ある。本実施例は、発生するパルスの終了を内部に用意
した遅延回路6の遅延時間で設定する回路形式の場合の
例である。上述の各実施例では第2サイクルのCLKエ
ッジに同期してパルスを終了させていたが、内部のメモ
リ回路で使用するためには、デバイス能力の変動に比例
して変化する場合が望ましい場合もある。本実施例はそ
のような場合に好適の実施例である。なお、図7におい
て、第1の実施例として示したブロックは、図1の回路
図のうちのラッチ回路1を抜き取った部分に相当し、こ
の図1のラッチ回路1の代わりに、図7においてはラッ
チ回路9が挿入されている。
【0029】出力パルスPGを入力とした遅延回路6の
出力Eと、この反転信号を別の遅延回路7で遅らせた信
号を入力とするNAND論理回路8の出力Fを、PGに
接続したnMOSトランジスタnM4のゲートに入力さ
せる。同時に、信号Fは、動作開始信号ACをラッチす
るラッチ回路9中のフリップフロップのNAND回路1
0の一方の入力端に入力される。PGがパルス発生を開
始し、ハイになると、遅延回路6から遅延した信号Eが
出力されるまでのその遅延時間だけ遅れて、短いハイパ
ルス信号Fが発生する。トランジスタnM4はこれを入
力として短時間オンすることにより、PGをロウに下げ
て、PGの出力パルスを終了させる。
【0030】パルス幅は、PGからEまでの遅延回路6
の遅延時間にて決まる。ここで、トランジスタnM4が
オンする期間中に、まだPGをハイにするトランジスタ
pM1がオンしていると、つまり、クロック信号CLK
がハイの時間帯であると、電位が不確定で貫通電流が流
れてしまう。これを防ぐために、ラッチ回路9中のNA
ND回路10に入力される信号Fが短時間ハイ電位にな
るようにしてある。これにより、信号Cがロウとなり、
トランジスタpM1を強制的にオフにする。
【0031】本実施例の回路では、パルス終了以外の回
路動作、つまりパルススタートまでの回路パスと、クロ
ック信号CLKのハイ又はロウパルス幅の最小値マージ
ンに対する優れた特性は維持される。それは、基本的な
パルス発生方式に第1の実施例と変わりはなく、パルス
終了用の追加信号を発生させてフィードバックしている
だけであるからである。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
パルス発生のドライバ部にあるプルアップ用トランジス
タを、クロック信号CLKの第1サイクルのハイパルス
に同期してオンさせ、基本パルスPGのスタートエッジ
を発生すると共に、同じくドライバ部にあるプルダウン
用nMOSトランジスタを第2サイクルのハイパルスに
同期させてオンさせ、基本パルスPGのエンドエッジを
発生させるるので、プルアップ用トランジスタ及びプル
ダウン用のトランジスタが同時にオンすることはなく、
また、パルス生成までの時間が高速であり、パルス幅は
サイクルタイムで決まるため、全く変動しない。これに
より、クロック信号CLKの入力からパルス発生までの
時間が、例えば、従来の約1/2程度に高速化されると
共に、温度、電源電圧及び製造ばらつきなどによるパル
ス幅の変動がほとんどなく、クロック信号CLKのハイ
パルス期間又はロウパルス期間が小さい場合でも、影響
が少ない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係るパルス発生回路を示
す回路図である。
【図2】同じくそのタイミングチャート図である。
【図3】上記実施例のパルス発生回路の2サイクルを用
いて動作する同期式メモリの基本動作を示すタイミング
チャート図である。
【図4】本発明の第2実施例に係るパルス発生回路を示
す回路図である。
【図5】同じくそのタイミングチャート図である。
【図6】本発明の第3実施例を示す回路図である。
【図7】本発明の第4実施例を示す回路図である。
【図8】 従来のパルス発生回路を示す回路図である。
【図9】 同じくそのタイミングチャート図である。
【符号の説明】
1、9:ラッチ回路 2、8,10:NAND回路 3、4:インバータ 5:NORゲート 6,7:遅延回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06F 1/04 G06F 1/06 H03K 5/04 G11C 11/4076

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源端子に接続されたプルアップ用のト
    ランジスタと、前記プルアップ用のトランジスタと接地
    との間に直列に接続されたプルダウン用のトランジスタ
    と、クロック信号CLKの第1サイクルのハイエッジに
    合わせて前記プルアップ用のトランジスタをオンにしロ
    ウエッジに合わせてオフにする手段と、前記クロック信
    号CLKの第2サイクルのハイエッジに合わせて前記プ
    ルダウン用トランジスタをオンにする手段と、を有する
    ことを特徴とするパルス発生回路。
  2. 【請求項2】 電源端子に接続されたプルアップ用のト
    ランジスタと、前記プルアップ用のトランジスタと接地
    との間に直列に接続されたプルダウン用のトランジスタ
    と、クロック信号CLKの第1サイクルのハイ期間に合
    わせて前記プルアップ用のトランジスタをオンにしロウ
    期間に合わせてオフにする手段と、前記クロック信号C
    LKの第2サイクルのハイ期間に合わせて前記プルダウ
    ン用トランジスタをオンにする手段と、を有することを
    特徴とするパルス発生回路。
  3. 【請求項3】 電源端子に接続されたプルアップ用のト
    ランジスタと、前記プルアップ用のトランジスタと接地
    との間に直列に接続されたプルダウン用のトランジスタ
    と、クロック信号CLKの第1サイクルのハイエッジに
    合わせて前記プルダウン用のトランジスタをオンにしロ
    ウエッジに合わせてオフにする手段と、前記クロック信
    号CLKの第2サイクルのハイエッジに合わせて前記プ
    ルアップ用トランジスタをオンにする手段と、を有する
    ことを特徴とするパルス発生回路。
  4. 【請求項4】 電源端子に接続されたプルアップ用のト
    ランジスタと、前記プルアップ用のトランジスタと接地
    との間に直列に接続されたプルダウン用のトランジスタ
    と、クロック信号CLKの第1サイクルのハイ期間に合
    わせて前記プルダウン用のトランジスタをオンにしロウ
    期間に合わせてオフにする手段と、前記クロック信号C
    LKの第2サイクルのハイ期間に合わせて前記プルアッ
    プ用トランジスタをオンにする手段と、を有することを
    特徴とするパルス発生回路。
  5. 【請求項5】 前記プルアップ用トランジスタと前記プ
    ルダウン用トランジスタとの接続点に接続されたホール
    ド用のインバータ回路を有し、前記プルアップ用トラン
    ジスタ及びプルダウン用トランジスタが共にオフの状態
    で、前記インバータ回路により、出力を保持することを
    特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のパル
    ス発生回路。
  6. 【請求項6】 前記プルアップ用トランジスタはpMO
    Sトランジスタであり、前記プルダウン用のトランジス
    タはnMOSトランジスタであることを特徴とする請求
    項1乃至5のいずれか1項に記載のパルス発生回路。
  7. 【請求項7】 前記プルアップ用トランジスタ及び前記
    プルダウン用トランジスタをオン又はオフさせるゲート
    信号は、前記クロック信号CLKと、動作開始信号を入
    力とし前記クロック信号で制御されるラッチ回路の出力
    信号と、を論理回路に入力して生成することを特徴とす
    る請求項1乃至6のいずれか1項に記載のパルス発生回
    路。
  8. 【請求項8】 前記論理回路は、前記プルアップ用トラ
    ンジスタ及び前記プルダウン用トランジスタの少なくと
    も一方のゲート入力信号を生成する論理回路は、トラン
    スファ回路であることを特徴とする請求項7に記載のパ
    ルス発生回路。
  9. 【請求項9】 前記プルアップ用トランジスタ及びプル
    ダウン用トランジスタの接続点から出力されたパルスを
    遅延させる遅延回路と、この遅延回路により遅延された
    信号によりリセット信号を出力する手段と、このリセッ
    ト信号により前記接続点から出力されたパルスを終了さ
    せるフィードバックパスとを有することを特徴とする請
    求項1乃至8のいずれか1項に記載のパルス発生回路。
  10. 【請求項10】 同期式半導体メモリ装置の内部メモリ
    回路のリード又はライトの基本動作を実行させるための
    パルスを出力することを特徴とする請求項1乃至9のい
    ずれか1項に記載のパルス発生回路。
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