JP3716080B2 - 半導体記憶装置の出力回路 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体記憶装置のデータ出力回路に関し、特に半導体記憶装置から読み出される相補型のデータを出力するための出力回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の半導体記憶装置の出力回路、なかでもEDO(Extended Data Output) 機能を搭載した出力回路は、入力パルスに同期して一定期間データを保持しなければならないという必要性がある。この、EDOモードとは、ファーストページモードと異なり、出力データを制御する外部クロックがリセット(LowからHigh状態になる)されても出力端子よりデータカットオフすることなく出力し続ける機能である。このため、EDOモードの出力回路では、図7に示すように相補のリードバスとの接続を制御するスイッチング部、データ保持部、出力トランジスタドライバ部、出力トランジスタを有している。すなわち、スイッチング部は、PMOS(PチャネルMOSトランジスタ)とNMOS(NチャネルMOSトランジスタ)の対で構成されるトランスファゲート701,702で構成され、データ保持部はINV(インバータ)で構成されるフリップフロップ705,706で構成され、出力トランジスタドライバ部はNORゲート及びINVで構成されるゲート回路708,709として構成され、出力トランジスタはPMOSとNMOSの各出力トランジスタ710,711で構成されている。
【0003】
図8は図7の従来例の動作を説明するための動作波形図である。CASは外部クロック信号、φは出力回路のデータ保持動作を制御する信号、RBST/RBSNは相補のリードバス信号、TGはリードバスと出力回路間のトランスファゲート制御信号、RBST’/RBSN’は出力回路内データ保持節点、OEは出力イネーブル信号、OUTT/OUTNは出力トランジスタ部のゲート節点、DOUTは外部出力端子の各信号レベルを示している。
【0004】
図8において、制御信号φは外部クロックCASと同期し、スイッチ信号TGを制御する。外部より与えられたアドレスにアクセスし、読み出された(RBST:Low,RBSN:High;1サイクル目)データはTGがLowになることにより出力回路内RBST’/TBSN’節点に転送され、TGがHighになることにより保持される。出力イネーブル信号OEはHighでイネーブル状態のため、TGコントロールによるデータ転送によって、出力トランジスタゲートOUTT/OUTNは共にHighからLowに変化し、出力DOUTはLowかHighにデータを反転する。RBST’/RBSN’はTGによりほぼ同時に変化するが、RBST’〜OUTTとRBSN’〜OUTNの間にはディレイ差があるので、出力するデータにより出力トランジスタのPMOS707/NMOS708が一時期間の間、共にON/ON状態にされて電源電位からGND電位へ貫通電流が流れる。図8では2サイクル目のOUTT/OUTNがそれぞれLowからHighになる期間である一時期間Tがこれに相当する。
【0005】
図9は図7に示した回路における他の動作例を説明するための波形図である。この動作例では、出力イネーブル信号OEが外部クロックCASに同期してクロッキングし、OUTT/OUTNの制御により出力トランジスタのPMOS707/NMOS708でON/ON状態が起こらないようにしている。制御信号OEは別の回路ブロックで発生し、出力回路に入力しているため、RBST’/RBSN’とはスキューでずれやすく、OEのLowからHighの変化が速めにずれれば出力トランジスタのON/ONによる貫通電流が起こり、遅れめにずれればDOUTのアクセス遅れが起こる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の出力回路では、出力回路のデータ保持が同時に行われるために、出力トランジスタで貫通電流が流れることがあり、この貫通電流によって電源電圧や接地電圧のレベルが変動され、出力回路の動作に悪影響を与えることがある。また、出力イネーブル信号の制御により貫通電流を防止しようとした場合には、出力回路内のデータ保持のスキュー差が生じ、アクセス遅れが生じる原因となる。
【0007】
本発明の目的は、貫通電流を防止するとともに、アクセス速度を高めた出力回路を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、相補のリードバスデータの入力を制御するトランスファゲートと、前記相補のリードバスデータを保持するフリップフロップと、保持された前記リードバスデータと出力イネーブル信号を入力とする出力トランジスタドライバ部と、前記出力トランジスタドライバ部にON,OFF駆動されてデータを出力するPチャネルMOSトランジスタとNチャネルMOSトランジスタとが縦続接続された出力トランジスタとを備える半導体記憶装置の出力回路において、前記リードバスデータの保持節点をプリチャージするために電源電位またはGND電位に接続されたプリチャージトランジスタと、前記トランスファゲート、前記プリチャージトランジスタ、前記フリップフロップを制御するためにゲートとコンデンサから構成され、/CAS信号が入力される制御部とを備え、前記制御部は、前記/CAS信号を前記ゲートとコンデンサで作成する時間だけ遅延させた遅延/CAS信号を作成し、前記/CAS信号と前記遅延/CAS信号に応じて前記リードバスデータを保持する直前に前記時間だけ前記保持節点を電源電位あるいはGND電位にプリチャージするためのプリチャージ制御信号を生成する構成であることを特徴とする。
【0009】
前記プリチャージ手段は、そのゲートに入力されるプリチャージ制御信号によってON動作されるPチャネルMOSトランジスタまたはNチャネルMOSトランジスタで構成される。このプリチャージ手段は、相補のリードバスデータの各節点を共に電源電位もしくはGND電位へプリチャージする。また、前記トランスファゲートを制御する信号に基づいて前記プリチャージ制御信号を発生するための回路構成を含む制御部が設けられる。
【0010】
相補のリードバスデータの各保持節点が、共に電源電位またはGND電位にプリチャージされた後の変化によりデータ出力を行うので、両データが同時に変化されることがなく、出力トランジスタでの貫通電流が流れることはなく、かつアクセス速度が向上する。
【0011】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態の出力回路の回路図である。この出力回路は、相補のリードバスRBST/TBTN入力をスイッチング制御するためのPMOSとNMOSの対で構成されるトランスファゲート101,102と、リードバスデータ保持節点RBST’/TBSN’をプリチャージするためのPMOSで構成されたプリチャージトランジスタ103,104と、リードバスデータを保持するためのINVで構成されたフリップフロップ105,106と、前記トランスファゲート101,102、プリチャージトランジスタ103,104、フリップフロップ105,106を制御するためのINV、NANDゲート、PMOS、NMOS、C(コンデンサ)からなる制御部107と、出力イネーブル信号及びRBST’/RBSN’を入力するNORゲート及びINVで構成される出力トランジスタドライバ部108,109と、PMOSとNMOSとで構成される出力トランジスタ110,111より形成される。
【0012】
次に、図1の出力回路の動作を、図2の動作波形図を参照して詳細に説明する。CASは外部クロック信号、φは出力回路のデータ保持及びプリチャージ動作を制御する信号、RBST/RBSNは相補のリードバス信号、RBST’/RBSN’は出力回路内データ保持節点、PREはRBST’/RBSN’のプリチャージ制御信号、TGはRBST/RBSNと出力回路間のトランスファゲート制御信号、OUTT/OUTNは出力トランジスタのゲート節点、DOUTは外部出力端子、OEは出力イネーブル信号である。
【0013】
図2の動作波形図はEDOモードでの動作を示している。EDOモードは、前記したように、広く用いられたDRAMでは標準となっているファーストページモードと異なり、出力データを制御する外部クロックCASがリセット(LowからHigh状態になる)されても、出力端子DOUTよりデータカットオフすることなく出力し続ける機能のことで、大幅な効率アップが達成できる。なお、出力イネーブル信号OEは図8の動作と同様に一定であるので、ここでは図示は省略している。制御信号φは外部クロックCASと同期し、トランスファゲート制御信号TGを制御する。外部より与えられたアドレスにアクセスし、読み出されたデータ(RBST:Low,RBSN:High;1サイクル目)はTGがLowになることにより出力回路内RBST’/RBSN’節点に転送され、TGがHighになることにより保持される。このデータ転送に先立ち、前記制御信号φによってプリチャージ制御信号PREが発生され、このPREの1ショットによりRBST’/RBSN7はともにHighにプリチャージされるため、RBST’/RBSN’が同時に変化することはない。これにより、RBST’〜OUTTとRBSN’〜OUTNの間にディレイ差が存在しても、出力トランジスタ110,111を一時期間ともにON/ON状態にして電源電位からGND電位へ貫通電流が流れることはない。
【0014】
図3は本発明の第2の実施の形態の回路図である。なお、図1と等価な部分には下2桁が同じ符号を付してある。この実施形態では、リードバスデータ保持節点RBST’/TBSN’をプリチャージするためのトランジスタ303,304をNMOSで構成し、PREによってデータ保持節点RBST’/RBSN’をプリチャージするときに、これをGND電位にプリチャージする構成となっている。また、このプリチャージをGND電位とすることで、出力トランジスタドライバ部308,309はNANDゲートで構成される。
【0015】
この第2の実施の形態の出力回路の動作の波形図を図4に示す。この実施の形態の基本的な動作は第1の実施の形態と同じであるが、ここではRBST/RBSNがそれぞれ逆のレベルのデータとして読み出されており、またPREもLowになることでRBST’/RBSN’がGND電位にプリチャージされる。この構成においても、データ転送に先立つPREの1ショットによりRBST’/RBSN7はともにGND電位にプリチャージされるため、RBST’/RBSN’が同時に変化することはなく、RBST’〜OUTTとRBSN’〜OUTNの間にディレイ差が存在しても、出力トランジスタ310,311を一時期間ともにON/ON状態にして電源電位からGND電位へ貫通電流が流れることはない。
【0016】
本発明の第3の実施の形態を図5の回路図に示す。この実施の形態では、出力イネーブル信号及びデータ保持信号を入力する出力トランジスタドライバ部508,509の構成として、NORゲートの出力と、RBST’/RBSN’を交差的に入力とするNANDゲートを介挿した構成とされている。
【0017】
この第3の実施の形態の動作は、図6の波形図に示すように、基本的には図1の出力回路と同じであるが、出力トランジスタドライバ部に設けたNANDゲートにより、互いに相手のデータ保持信号を参照して出力を行っているため、データ保持信号RBST’/RBSN’が共にHighもしくは共にLowの時は出力トランジスタ510,511を共にOFFし、前記各実施形態の出力回路の場合と同様に貫通電流が流れることはない。
【0018】
ここで、図5の出力回路では、RBST’/RBSN’はPREを入力するPMOS503,504により電源電位をプリチャージする方式をとっているが、図3の出力回路ようにPREを入力するNMOSによりGND電位にプリチャージする方式をとることも可能である。
【0019】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、制御部においてゲートとコンデンサで作成する時間だけ内部の相補のリードバスデータの保持節点を電源電位あるいはGND電位にプリチャージするためのプリチャージ制御信号を生成し、出力回路へのリードバスデータ転送時の直前に前記保持節点をプリチャージしているので、両データが同時に変化することがなく、両データ間にディレイ差が存在しても出力トランジスタを構成する一対のトランジスタがともにON状態となって電源電位からGND電位への貫通電流が流れることがない。また、出力イネーブル信号等のような他の制御信号の制御に頼らず、データ保持節点の変化によりデータ出力を行うので、アクセス遅れが生じないという作用効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の出力回路の第1の実施形態の回路図である。
【図2】図1の出力回路の動作を説明するための動作波形図である。
【図3】本発明の出力回路の第2の実施形態の回路図である。
【図4】図3の出力回路の動作を説明するための動作波形図である。
【図5】本発明の出力回路の第3の実施形態の回路図である。
【図6】図5の出力回路の動作を説明するための動作波形図である。
【図7】従来の出力回路の一例の回路図である。
【図8】図7の出力回路の動作を説明するための動作波形図である。
【図9】図7の出力回路の他の動作例を説明するための動作波形図である。
【符号の説明】
101,301,501 トランスファゲート
102,302,502 トランスファゲート
103,303,503 プリチャージトランジスタ
104,304,504 プリチャージトランジスタ
105,305,505 フリップフロップ
106,306,506 フリップフロップ
107,307,507 制御回路
108,308,508 出力トランジスタドライバ部
109,309,509 出力トランジスタドライバ部
110,310,510 PMOS(出力トランジスタ)
111,311,511 NMOS(出力トランジスタ)
Claims (3)
- 相補のリードバスデータの入力を制御するトランスファゲートと、前記相補のリードバスデータを保持するフリップフロップと、保持された前記リードバスデータと出力イネーブル信号を入力とする出力トランジスタドライバ部と、前記出力トランジスタドライバ部にON,OFF駆動されてデータを出力するPチャネルMOSトランジスタとNチャネルMOSトランジスタとが縦続接続された出力トランジスタとを備える半導体記憶装置の出力回路において、前記リードバスデータの保持節点をプリチャージするために電源電位またはGND電位に接続されたプリチャージトランジスタと、前記トランスファゲート、前記プリチャージトランジスタ、前記フリップフロップを制御するためにゲートとコンデンサから構成され、/CAS信号が入力される制御部とを備え、前記制御部は、前記/CAS信号を前記ゲートとコンデンサで作成する時間だけ遅延させた遅延/CAS信号を作成し、前記/CAS信号と前記遅延/CAS信号に応じて前記リードバスデータを保持する直前に前記時間だけ前記保持節点を電源電位あるいはGND電位にプリチャージするためのプリチャージ制御信号を生成する構成であることを特徴とする出力回路。
- 前記プリチャージトランジスタは、前記相補のリードバスデータの各節点を共に電源電位もしくはGND電位へプリチャージする請求項1に記載の出力回路。
- 前記プリチャージトランジスタは、PチャネルMOSトランジスタまたはNチャネルMOSトランジスタで構成され、そのゲートに入力されるプリチャージ制御信号によってON動作される請求項1または2に記載の出力回路。
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