JP4846144B2 - 同期型半導体記憶装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、同期型半導体記憶装置に関し、より特定的には、外部から周期的に与えられるクロック信号に同期して外部信号の取込みを行なう同期型半導体記憶装置の入力バッファ回路の回路構成に関する。
【0002】
【従来の技術】
主記憶として用いられているダイナミックランダムアクセスメモリ(以下、DRAMと称す)は高速化されてきているものの、その動作速度は、依然マイクロプロセッサ(MPU)の動作速度に追随することができない。このため、DRAMのアクセスタイムおよびサイクルタイムがボトルネックとなり、システム全体の性能が低下するおそれがある。そこで、近年では、高速MPUのための主記憶として相補クロック信号に同期して動作するダブルデータレートSDRAM(以下、DDR−SDRAMと称す)が提案されている。
【0003】
DDR−SDRAMにおいては、高速でアクセスするために、相補の外部クロック信号ext.CLKおよびext./CLKに同期して、連続ビットに高速アクセスする仕様が一般的である。
【0004】
図11は、一般的なDDR−SDRAMにおける連続アクセス動作を示すタイミング図である。
【0005】
図11には、一例として、各データ端子において、連続して4ビットのデータを書込みまたは読出す動作が示される。連続して読出されるデータのビット数はバースト長と呼ばれ、DDR−SDRAMでは、モードレジスタによってバースト長が調整されている。
【0006】
DDR−SDRAMにおいては、外部からの外部クロック信号ext.CLKの立上がりエッジに同期して外部からの制御信号であるロウアドレスストローブ信号/RASおよびコラムアドレスストローブ信号/CASならびにアドレス信号ADDが取込まれる。
【0007】
アドレス信号ADDは、行アドレス信号と列アドレス信号とが時分割的に多重化されて与えられる。
【0008】
ロウアドレスストローブ信号/RASが、外部クロック信号ext.CLKの立上がりエッジにおいて活性化状態である「L」レベルであれば、そのときのアドレス信号ADDが行アドレス信号Xaとして取込まれる。
【0009】
次いで、コラムアドレスストローブ信号/CASが、外部クロック信号ext.CLKの立上がりエッジにおいて活性化状態である「L」レベルであれば、そのときのアドレス信号ADDが列アドレス信号Ybとして取込まれる。この取込まれた行アドレス信号Xaおよび列アドレス信号Ybに従ってDDR−SDRAM内において行および列の選択動作が実行される。
【0010】
メモリセルからの読出は、外部クロック信号ext.CLKの立上がりエッジにおいてコラムアドレスストローブ信号/CASが「L」レベルであり、かつライトイネーブル/WEが「H」レベルであるときに実行される。ロウアドレスストローブ信号/RASが、「L」レベルに立下がってから所定のクロック期間(図11においては3.5クロックサイクル)が経過した後、4ビットのデータがデータ伝送を高速可能にするためのデータストローブ信号DQS,/DQSと同期して出力される。
【0011】
メモリセルへの書込は、外部クロック信号ext.CLKの立上がりエッジにおいてコラムアドレスストローブ信号/CASおよびライトイネーブル/WEが「L」レベルであれば実行される。書込動作時においても、行アドレス信号Xcの取込は、データ読出時と同様である。
【0012】
次に、外部クロック信号ext.CLKの立上がりエッジにおいてコラムアドレスストローブ信号/CASおよびライトイネーブル/WEがともに活性化状態である「L」レベルであれば、列アドレス信号Ydが取込まれるとともに、そのときに与えられていたデータd0が最初の書込データとして取込まれる。さらに、データストローブ信号DQS,/DQSに同期して順次入力データd1〜d3が取込まれ、順次メモリセルにこの入力データが書込まれる。
【0013】
このような高速でデータを転送する同期型半導体記憶装置では、動作の高速化のため、外部クロック信号の立上がりエッジと立下がりエッジとの両方のタイミングにおいてデータを出力するため、半導体記憶装置の内部でデジタルDLL(Delay Locked Loop)を適用したクロックパルス発生回路(以下、単にDLL回路とも称する)を用いて、外部クロック信号と同期した内部クロックパルスを発生させる技術が知られている。かかる内部クロックパルスを生成する事によりデータストローブ信号DQS,/DQSと同期した高速なデータ転送が可能となる。
【0014】
図12は、クロックバッファ100および内部クロックパルスを生成するDLL回路110を示す図である。
【0015】
クロックバッファ100は、外部クロック信号ext.CLKの入力を受けて内部クロック信号int.CLKを生成する回路であり、外部電源電圧ext.VCCの供給を受けて動作する。すなわち内部クロック信号int.CLKの振幅は外部電源電圧ext.VCCレベルとなる。
【0016】
DLL回路110は、クロックバッファ100からの内部クロック信号int.CLKの位相を遅らせることによって、外部クロック信号ext.CLKと同期した内部クロックパルスCLKPを生成する。
【0017】
図13は、DLL回路110の内部回路の一部を示す図である。
図13を参照して、DLL回路110は、遅延段を構成する直列に接続された2N個(N:自然数)のインバータI(0)〜I(2N−1)と、セレクタ130とを含む。
【0018】
インバータI(0)〜I(2N−1)の2個ずつは、各々が同一の遅延量を有するN個の遅延段を構成する。初段のインバータI(0)は、クロックバッファ100からの内部クロック信号int.CLKを受ける。
【0019】
セレクタ130は、N個の遅延段のそれぞれの出力を受けて、いずれか1つの遅延段の出力を選択的に、内部クロックパルスint.CLKPとして出力する。すなわち、セレクタ130は、遅延段で付加される遅延量を制御する。例えば、遅延段で付加される遅延量を外部クロック信号ext.CLKの周期のK倍(K:自然数)に制御することによって、セレクタ130から出力される内部クロックパルスint.CLKPを内部クロック信号int.CLKと、すなわち外部クロック信号ext.CLKと同期させることができる。
【0020】
DLL回路110内において、上述したような位相同期ループを安定的に形成するためには、各遅延段の遅延量の変動を抑制する必要がある。このため、各インバータの動作遅延時間を一定にするために、DLL回路110は、外部電源電圧ext.VCCを直接供給されて動作するのではなく、レギュレータ等によって安定化された動作電源電圧VCCを受けて動作する構成とされるのが一般的である。なお、動作電源電圧VCCおよび外部電源電圧ext.VCCは、通常時において同一レベルに設定されるものとする。
【0021】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、外部電源電圧ext.VCCに電圧変動が生じた場合について考える。
【0022】
図14は、電源電圧の変動がDLL回路110の初段インバータI(0)の動作に与える影響を説明するための動作波形図である。
【0023】
図14(a)には、DLL回路110の初段インバータI(0)の動作電源電圧がクロックバッファ100と同様に、外部電源電圧ext.VCCである場合の動作が示される。この場合には、インバータI(0)の閾値電圧は、ext.VCC/2である。したがって、外部電源電圧ext.VCCの変動に伴ってDLL回路の入力信号(int.CLK)の振幅が変動しても、インバータI(0)の閾値電圧も同様に変動するので、外部電源電圧ext.VCCの変動に起因して生じる位相揺らぎ(ジッタ)ΔT0は、比較的小さい。
【0024】
しかしながら、上述したように、DLL回路110の動作電源電圧には、外部電源電圧ext.VCCが直接適用されず、より安定的な別の動作電源電圧VCCが適用される。図14(b)に示されるように、この場合には、インバータI(0)の閾値電圧は、VCC/2である。すなわち、外部電源電圧ext.VCCの変動に伴って、DLL回路110の入力信号(int.CLK)の振幅が変動しても、インバータI(0)の閾値電圧は、変化しない。
【0025】
この結果、外部電源電圧ext.VCCの変動に起因して生じる位相揺らぎ(ジッタ)ΔT1は、大きくなる。このように、位相揺らぎが大きくなると,内部クロックパルスint.CLKPと外部クロック信号ext.CLKとを正確に同期させることが困難となるので、データ転送マージンの低下を招いてしまうおそれがある。
【0026】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は,外部電源電圧ext.VCCの変動に起因する内部クロックパルスCLKPの位相揺らぎの発生を抑制して、データ転送を高速にする同期型半導体記憶装置の構成を提供することである。
【0027】
【課題を解決するための手段】
本発明の同期型半導体記憶装置は、第1の電圧の供給を受けて動作し、外部クロックの入力を受けて第1の内部クロックを出力する第1のクロックバッファと、第2の電圧の供給を受けて動作し、第1の内部クロックを受けて第2の内部クロックを出力する第2のクロックバッファと、第2の電圧の供給を受けて動作し、第2の内部クロックに基いて、外部クロックと同期した内部クロックパルスを生成するための位相調整回路とを備える。
【0028】
好ましくは、第1の電圧の供給を受けて動作し、外部クロックの入力を受けて第1の内部クロックの反転信号である反転内部クロックを出力する第3のクロックバッファをさらに備え、第2のクロックバッファは、第1の内部クロックおよび反転内部クロックの比較に応じて第2の内部クロックを出力する差動増幅器を含む。
【0029】
好ましくは、第2のクロックバッファは、第1の内部クロックの反転信号を第2の内部クロックとして出力するインバータを含む。
【0030】
特に、内部回路と、第1の電圧の供給を受けて動作し、第1の内部クロックを受けて第3の内部クロックを内部回路に出力する第3のクロックバッファとをさらに備える。
【0031】
好ましくは、外部クロックを第1のクロックバッファに伝達するための第1の信号線と、第2の内部クロックを位相調整回路に伝達するための第2の信号線とをさらに備え、第2の信号線は、第1の信号線よりも配線距離が短い。
【0032】
好ましくは、第1の電圧を受けて、第2の電圧を安定的に供給するためのレギュレータをさらに備える。
【0033】
好ましくは、第2の電圧は、第1の電圧と異なる外部電源電圧である。
本発明の同期型半導体記憶装置は、第1の電圧の供給を受けて動作し、外部クロックの入力を受けて第1の内部クロックを出力する第1のクロックバッファと、第1の内部クロックの入力を受けて動作する内部回路と、第2の電圧の供給を受けて動作し、外部クロックの入力を受けて第2の内部クロックを出力する第2のクロックバッファと、第2の電圧の供給を受けて動作し、第2の内部クロックに基いて、外部クロックと同期した内部クロックパルスを生成するための位相調整回路とを備える。
【0034】
好ましくは、第1の電圧を受けて、第2の電圧を安定的に供給するためのレギュレータをさらに備える。
【0035】
好ましくは、第2の電圧は、第1の電圧と異なる外部電源電圧である。
好ましくは、外部クロックを第2のクロックバッファに伝達する第1の信号線と、第2の内部クロックを位相調整回路に伝達する第2の信号線とをさらに備え、第2の信号線は、第1の信号線よりも配線距離が短い。
【0036】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付しその説明は繰返さない。
【0037】
(実施の形態1)
図1は、本発明の同期型半導体記憶装置DDR−SDRAM1000の全体構成を示す図である。
【0038】
DDR−SDRAM1000は、外部電源電圧ext.VCCの供給を受ける電源端子1と、外部との間でデータ信号DQを授受するデータ入出力端子2と、相補のデータストローブ信号DQSおよび/DQSの入力を受けるデータストローブ端子3と、アドレス信号ADDの入力を受けるアドレス端子4と、相補の外部クロック信号ext.CLKおよびext./CLKの入力を受けるクロック入力端子5と、制御信号であるロウアドレスストローブ信号/RAS,コラムアドレスストローブ信号/CASおよびライトイネーブル/WEの入力を受ける制御信号端子6とを備える。
【0039】
同期型半導体記憶装置1000は、さらに、同期型半導体記憶装置全体の動作を制御するコントロール回路12と、アドレス端子4からアドレス信号ADDの入力を受けてコントロール回路12に対して、内部アドレスを出力するアドレスバッファ7と、制御信号端子6から制御信号の入力を受けてコントロール回路12に内部制御信号を出力するコントロールバッファ8とを備える。
【0040】
同期型半導体記憶装置1000は、さらに電源端子1から外部電源電圧ext.VCCの入力を受けて電圧変動の少ない安定的な内部電源電圧int.VCCを生成するレギュレータ20を備える。
【0041】
同期型半導体記憶装置1000は、さらに、クロック入力端子5から外部クロック信号ext.CLKおよびext./CLKの入力を受けて内部クロック信号int.CLKおよびint./CLKを生成し、タイミング調整のために内部回路群であるアドレスバッファ7、コントロールバッファ8およびコントロール回路12に出力するクロック入力バッファ13と、内部クロック信号int.CLKおよびint./CLKの入力を受けてデータ入出力タイミングを規定するための内部クロックパルスint.CLKPおよびint./CLKPを生成するDLL回路11とを備える。
【0042】
同期型半導体記憶装置1000は、さらに行および列状に配置された複数のメモリセルを有するメモリアレイ10と、データの入出力を行なうデータ入出力バッファ9とを備える。データ入出力バッファ9は、コントロール回路12からの制御信号、データストローブ信号DQSおよび内部クロックパルスint.CLKPおよびint./CLKPの入力を受けてデータ信号DQの入出力を制御する。すなわち、データ入力時には、データ入出力バッファ9は、データ入出力端子2に入力されたデータ信号DQをデータストローブ信号DQSおよび/DQSに応答して1ビットずつの書込データとして取り込む。取り込まれた書込データは、メモリアレイに対して書込まれる。一方、データ読出時には、メモリアレイ10から読出された複数ビットの読出データは、データ入出力バッファ9によって、内部クロックパルスint.CLKPおよびint./CLKPに応答して1ビットずつデータ信号DQとして、データ入出力端子2から出力される。また、データ入出力バッファ9は、内部クロックパルスint.CLKPおよびint./CLKPに基いたデータストローブ信号DQSおよび/DQSをデータストローブ端子3から出力する。
【0043】
図2は、図1のクロック入力バッファ13に含まれる内部クロック信号int.CLKおよびint./CLKを生成するクロックバッファ200と内部クロックパルスint.CLKPおよびint./CLKPを生成するDLL回路11との構成を示す図である。
【0044】
クロックバッファ200は、差動アンプ10a,10b,10♯aおよび10#bを含む。
【0045】
図3は、差動アンプ10aの回路構成を示す図である。
差動アンプ10aは、PチャネルMOSトランジスタPT1およびPT2と、NチャネルMOSトランジスタNT1およびNT2と、インバータIV0とを有する。
【0046】
PチャネルMOSトランジスタPT1およびNチャネルMOSトランジスタNT1は、ノードN1を介して、電源供給ノードN0およびノードN2の間に直列に接続される。ノードN2は、接地電圧GNDと接続される。PチャネルMOSトランジスタPT2およびNチャネルMOSトランジスタNT2は、ノードN3を介して、電源供給ノードN0およびノードN2との間に直列に接続されている。
【0047】
PチャネルMOSトランジスタPT1およびPT2の各々のゲートは、ノードN1と接続されている。NチャネルMOSトランジスタNT1およびNT2は、入力ノードN4およびN5とそれぞれ接続されている。インバータIV0は、差動アンプ10aの最終段に配置され、ノードN3の電圧レベルを反転して内部クロック信号int.CLK♯を出力する。差動アンプ10aは、電源供給ノードN0に外部電源電圧ext.VCCの供給を受けて動作する。また、入力ノードN4およびノードN5に外部クロック信号ext./CLKおよびext.CLKの入力をそれぞれ受ける。
【0048】
差動アンプ10aは、入力ノードN5に入力される外部クロック信号ext.CLKと、入力ノードN4に入力される外部クロック信号ext./CLKとの比較に応じて動作する。具体的には、差動アンプ10aは、外部クロック信号ext.CLKよりも外部クロック信号ext./CLKの電圧レベルが高い期間においては、内部クロック信号int.CLK♯を「L」レベルに設定する。一方、外部クロック信号ext.CLKの電圧レベルよりも外部クロック信号ext./CLKの電圧レベルが低い期間においては、内部クロック信号int.CLK♯は、「H」レベルに設定される。
【0049】
図4は、DLL回路11の回路構成を示す図である。
DLL回路11は、インバータI(0)〜I(2N−1)と、セレクタ130と、位相比較器140とを含む。
【0050】
インバータI(0)〜I(2N−1)の2個ずつは、各々が同一の遅延量を有するN個の遅延段を構成する。初段のインバータI(0)は、クロックバッファ200からの内部クロック信号int.CLKを受ける。セレクタ130は、N個の遅延段のそれぞれの出力を受けて、いずれか1つの遅延段の出力を選択的に、内部クロックパルスint.CLKPとして出力する。
【0051】
位相比較器140は、セレクタ130から出力された内部クロックパルスint.CLKPと、入力ノードNINに入力された内部クロック信号int.CLKとの位相比較結果に基いて選択信号SLを生成する。例えば、内部クロックパルスint.CLKPが内部クロック信号int.CLKの位相より早い場合は、選択信号SLに応じて、通過する遅延段の個数を増加させることにより位相が調整される。一方、内部クロックパルスint.CLKPが内部クロック信号int.CLKの位相より遅い場合は、選択信号SLに応じて、通過する遅延段の個数を減少させることにより位相が調整される。
【0052】
また、インバータI(0)〜I(2N−1)は、電源供給ノードNVから電源供給を受けて動作する。電源供給ノードNVには、レギュレータ20が生成した内部電源電圧int.VCCが供給される。
【0053】
なお、図示しないが、内部クロック信号int.CLKを受けて内部クロックパルスint.CLKPを生成する上述した構成と同様に内部クロック信号int./CLKを受けて内部クロックパルスint./CLKPを生成するDLLループがDLL回路11に含まれる。
【0054】
従来は、差動アンプ10aによって生成された内部クロック信号int.CLKをDLL回路11にそのまま入力していた。このため、外部電源電圧ext.VCCの変動に伴って位相揺らぎがDLL回路11内で発生していた。
【0055】
そこで、本発明の実施の形態1では、外部電源電圧ext.VCCの電圧変動が生じた場合であっても、DLL回路11に入力される内部クロック信号int.CLKが影響を受けない構成とすることを目的とする。
【0056】
再び図2を参照して、本発明の実施の形態1に従うクロックバッファ200の回路構成について説明する。
【0057】
クロックバッファ200における差動アンプ10aおよび10bは、外部電源電圧ext.VCCの供給を受けて動作し、内部クロック信号int.CLK#および内部クロック信号int./CLK#をそれぞれ生成する。差動アンプ10♯aおよび10#bは、内部電源電圧int.VCCの供給を受けて動作し、内部クロック信号int.CLKおよびint./CLKをそれぞれ生成して、DLL回路11に出力する。
【0058】
差動アンプ10bは、図3に示した差動アンプ10aの構成と比較して、入力ノードN4およびN5に外部クロック信号ext.CLKおよびext./CLKをそれぞれ受けて内部クロック信号int./CLK♯を生成する点が異なる。
【0059】
差動アンプ10#aは、図3に示した差動アンプ10aの構成と比較して、電源供給ノードN0に内部電源電圧int.VCCが供給される点と、入力ノードN4およびN5に外部クロック信号int.CLK#およびint./CLK#がそれぞれ入力される点とが異なる。内部クロック信号int.CLKの振幅は、内部電源電圧int.VCCレベルとなる。
【0060】
差動アンプ10#bは、図3に示した差動アンプ10aの構成と比較して、電源供給ノードN0に内部電源電圧int.VCCが供給される点と、入力ノードN4およびN5に外部クロック信号int./CLK#およびint.CLK#がそれぞれ入力される点とが異なる。内部クロック信号int./CLKの振幅は、内部電源電圧int.VCCレベルとなる。
【0061】
差動アンプ10#aおよび10#bの各々が共通の外部電源電圧ext.VCCの供給を受けて動作する構成とすることにより、図14(a)で説明したように、外部電源電圧ext.VCCの変動に起因して発生する内部クロックint.CLKおよびint./CLKの振幅変動によって、DLL回路11内部で生じる位相揺らぎの発生を抑制できる。
【0062】
特に、レギュレータ20によって生成されてDLL回路11に供給される内部電源電圧int.VCCの安定度は高いので、内部クロック信号int.VCCおよびint./CLKの振幅変動は抑制される。この点からも、DLL回路11内部で生じる位相揺らぎの発生は、強力に阻止される。
【0063】
さらに、内部クロック信号int.CLKおよびint./CLKの生成に悪影響を及ぼさない構成とすることができる。
【0064】
図5は、外部電源電圧ext.VCCに電圧変動が生じた場合における差動アンプ10#aの動作を説明するための動作波形図である。
【0065】
図5を参照して、外部電源電圧ext.VCC電圧が安定している通常時における内部クロック信号int.CLK♯およびint./CLK♯は、実線で示される。通常時において、差動アンプ10#aおよび10#bは、内部クロック信号int.CLK♯およびint./CLK♯が交差するタイミングを検知して、内部クロック信号int.CLKおよびint./CLKを生成する。
【0066】
この状態から、外部電源電圧ext.VCCの変動によって、内部クロック信号int.CLK#およびint./CLK#は、点線で示されるように振幅が変化する。しかし、このような場合でも、互いに相補の内部クロック信号int.CLK#およびint./CLK#が交差するタイミングの変化は小さい。したがって、差動アンプ10#aおよび10#bを用いることによって、外部電源電圧ext.VCCが変動しても、内部クロック信号int.CLKおよびint./CLKに生じる位相揺らぎを抑制するとともに内部クロックパルスint.CLKPの位相揺らぎを抑制する事ができる。
【0067】
なお、内部クロック信号int./CLKについても内部クロック信号int.CLKと同様である。
【0068】
本発明の実施の形態1の構成により、外部電源電圧ext.VCCの変動に起因する内部クロックパルスint.CLKPおよびint./CLKPの位相揺らぎの発生を抑制して、データ転送を高速にすることができる。
【0069】
(実施の形態2)
本発明の実施の形態1では、差動アンプ10#aおよび10#bを付加することにより、DLL回路11に出力する内部クロック信号int.CLKおよびint./CLKの振幅を制御する構成を示した。
【0070】
本発明の実施の形態2では、より簡易な回路構成のもとで、DLL回路11に対して出力される内部クロック信号int.CLKに位相揺らぎが生じる事を抑制する。
【0071】
なお、以下の実施の形態については、図示を省略するが内部クロックパルスint./CLKPについても、内部クロックパルスint.CLKPと同様の構成が配置されるものとする。
【0072】
図6は、本発明の実施の形態2に従うクロックバッファ210の回路構成を示す図である。
【0073】
すでに説明したように、DLL回路11においては、高速サイクル動作のトリガとなる内部クロックパルスint.CLKPを生成するために精度の高い位相調整が必要とされる。そのため、安定的な電源電圧を供給するレギュレータ20によって内部電源電圧int.VCCがDLL回路11の電源供給ノードNVに入力され、内部クロック信号int.CLKが入力される。
【0074】
本発明の実施の形態2では、クロックバッファ210において、DLL回路11に出力する内部クロック信号int.CLKと内部回路30に出力する内部クロック信号int.CLK♯とを生成することを目的とする。
【0075】
ここで、内部回路30は、DLL回路11および内部クロックパルスint.CLKPで動作する回路を除くものとする。
【0076】
クロックバッファ210は、差動アンプ10aと、インバータIV1とを含む。インバータIV1は、差動アンプ10aのノードN3と接続された入力ノードを有する。インバータIV1は、ノードN3からの入力信号を受けてレギュレータ20によって生成された内部電源電圧int.VCCの供給を受けて動作し、DLL回路11に出力する内部クロック信号int.CLKを生成する。
【0077】
また、最終段のインバータIV0は、外部電源電圧ext.VCCの供給を受けて動作して内部回路30に内部クロック信号int.CLK♯を出力する。
【0078】
すなわち、内部クロック信号int.CLKを生成するインバータIV1および内部クロックパルスint.CLKPを生成するDLL回路11が供給を受ける電圧は、同一の電源電圧とする。
【0079】
かかる構成により、外部電源電圧ext.VCCの電圧変動が生じた場合においても、DLL回路11の入力信号であるint.CLKの振幅は、DLL回路11の動作電圧と共通であるためDLL回路11内において位相揺らぎの発生を阻止することができる。
【0080】
本発明の実施の形態2の構成においても、外部電源電圧ext.VCCの変動に起因する内部クロックパルスint.CLKPおよびint./CLKPの位相揺らぎの発生を抑制して、データ転送を高速にすることができる。
【0081】
また、本発明の実施の形態1で示したクロックバッファ200の構成よりも、簡易にDLL回路11に出力する内部クロック信号int.CLKを生成する回路を構成することができる。
【0082】
また、クロックバッファ210は、内部回路30に出力する内部クロック信号int.CLK#を生成するクロックバッファと共通にすることができ部品点数を削減することができる。
【0083】
(実施の形態2の変形例)
図7は、本発明の実施の形態2の変形例に従うクロックバッファ220の構成を示す図である。
【0084】
本発明の実施の形態2の変形例に従う構成においては、DLL回路11に出力する内部クロック信号int.CLKと、内部回路30に出力する内部クロック信号int.CLK♯を独立に生成する。
【0085】
図7を参照して、クロックバッファ220は、差動アンプ10#cおよび10aを含む。
【0086】
差動アンプ10♯cは、図3の差動アンプ10aと比較して、電源供給ノードN0に内部電源電圧int.VCCが供給される点と、入力ノードN4およびN5に外部クロック信号ext./CLKおよびext.CLKをそれぞれ受けて内部クロック信号int.CLKを生成する点が異なる。
【0087】
差動アンプ10#cは、内部電源電圧int.VCCの供給を受けて動作し、内部クロック信号int.CLKをDLL回路11に出力する。差動アンプ10aは、外部電源電圧ext.VCCの供給を受けて動作し、内部クロック信号int.CLK♯を内部回路30に出力する。
【0088】
本構成においても実施の形態2と同様の効果を得ることができる。
(実施の形態3)
図8は、本発明の実施の形態3に従うクロックバッファ230の回路構成を示す図である。
【0089】
図8を参照して、クロックバッファ230は差動アンプ10aおよびインバータIV1を含む。インバータIV1は、差動アンプ10aのノードN3と接続された入力ノードを有し、端子DPから外部電源電圧ext.DVCCの供給を受けて動作し、内部クロック信号int.CLKを生成する。
【0090】
ここで、外部電源電圧ext.DVCCは、外部電源電圧ext.VCCと異なる電圧レベルである。
【0091】
例えば、端子DPをDLL用の外部電源電圧ext.DVCCを供給する専用の端子とすることも可能である。
【0092】
本発明の実施の形態3は、実施の形態2と比較して、インバータIV1およびDLL回路11に供給される電源電圧が内部電源電圧int.VCCから外部電源電圧ext.DVCCに置換した点が異なる。
【0093】
本発明の実施の形態3の構成においても、外部電源電圧ext.VCCの変動に起因する内部クロックパルスint.CLKPおよびint./CLKPの位相揺らぎの発生を抑制して、データ転送を高速にすることができる。
【0094】
また、かかる構成とすればDDR−SDRAM1000内にレギュレータ20を設ける必要がなく、部品点数を削減することができる。
【0095】
(実施の形態3の変形例)
図9は、本発明の実施の形態3の変形例に従うクロックバッファ240の回路構成を示す図である。
【0096】
本発明の実施の形態3の変形例は、DLL回路11に出力する内部クロック信号int.CLKと、内部回路30に出力する内部クロック信号int.CLK♯を独立に生成することを目的としている。
【0097】
クロックバッファ240は、差動アンプ10♯dと差動アンプ10aとを含む。
【0098】
差動アンプ10#dは、外部電源電圧ext.DVCCの供給を受けて動作し、外部クロック信号ext./CLKおよびext.CLKの比較に応じて内部クロック信号int.CLKを生成する。差動アンプ10aは、外部電源電圧ext.VCCの供給を受けて動作し、外部クロック信号ext./CLKおよびext.CLKの比較に応じて内部クロック信号int.CLK♯を生成するものである。
【0099】
差動アンプ10♯dは、図3に示す差動アンプ10aと比較して、電源供給ノードN0に外部電源電圧ext.DVCCを受ける点と、入力ノードN4およびN5にext./CLKおよびext.CLKをそれぞれ受けて内部クロック信号int.CLKを生成する点が異なる。
【0100】
本構成においても、実施の形態3と同様の効果を得ることができる。
(実施の形態4)
上記実施の形態1〜3においては、DLL回路11に出力する内部クロック信号int.CLKを生成するクロックバッファの構成について説明してきたが、内部クロック信号int.CLKは電圧変動のみならず配線距離によってノイズの影響を大きく受ける。配線距離が長ければ配線の抵抗値と寄生容量が大きくなるため、信号波形の立上がりおよび立下がりが鈍ってしまうからである。
【0101】
本発明の実施の形態4では、DLL回路11に入力する内部クロック信号int.CLKが受けるノイズの影響を減少させることを目的とする。
【0102】
図10は、実施の形態3の変形例で説明した差動アンプ10aおよび10#dの配置を示す図である。
【0103】
差動アンプ10aは、パッドPAD0から外部クロックext.CLKおよびext./CLKの入力を受けて内部回路30に内部クロック信号int.CLK#を出力する。差動アンプ10#dは、パッドPAD1から外部クロックext.CLKおよびext./CLKの入力を受けてDLL回路11に内部クロック信号int.CLKを出力する。
【0104】
一般的に配線距離が長い方が配線抵抗および寄生容量の影響を大きく受けるので、DLL回路11および内部回路30に伝達される内部クロック信号の信号線の配線距離は、差動アンプ10#dの方が差動アンプ10aよりも短くなるように設定する。
【0105】
例えば、パッドPAD1から差動アンプ10#dの配線距離をL0とし、差動アンプ10#dからDLL回路11の配線距離をL1とすると、L0>L1と設計する。これにより、DLL回路11に入力される内部クロック信号int.CLKのノイズを減少させることができる。
【0106】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【0107】
【発明の効果】
請求項1、2および7記載の同期型半導体記憶装置によれば、第2の内部クロックを出力する第2のクロックバッファおよび内部クロックパルスの位相を調整する位相調整回路を同一の第2の電圧で駆動することにより、第1の電圧において電圧変動が生じた場合でも位相調整回路において位相揺らぎの発生を阻止することができる。
【0108】
請求項3記載の同期型半導体記憶装置によれば、第2の内部クロックを生成する第2のクロックバッファをインバータで構成することにより簡易に第2のクロックバッファを構成することができる。
【0109】
請求項4記載の同期型半導体記憶装置によれば、第1のクロックバッファを共通に用いて内部回路に出力する第3の内部クロックを生成する事により内部回路用のクロックバッファに用いる部品点数を削減することができる。
【0110】
請求項5および9記載の同期型半導体記憶装置によれば、第2の信号線を第1の信号線よりも短くすることにより、第2の信号線が伝達する第2の内部クロックのノイズを軽減する事ができる。
【0111】
請求項6記載の同期型半導体記憶装置によれば、内部回路用の第1のクロックバッファと、位相調整回路用の第2のクロックバッファを別々に設け、第2のクロックバッファを第2の電圧で駆動することにより、第1の電圧において電圧変動が生じた場合でも位相調整回路において位相揺らぎの発生を阻止することができる。
【0112】
請求項8記載の同期型半導体記憶装置によれば、第2の電圧を第1の電圧と異なる外部電源電圧とすることによりレギュレータを設ける必要がなく回路の部品点数を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の同期型半導体記憶装置DDR−SDRAM1000の全体構成を示す図である。
【図2】 DLL回路11およびクロックバッファ200の構成を示す図である。
【図3】 差動アンプ10aの回路構成を示す図である。
【図4】 DLL回路11の回路構成を示す図である。
【図5】 外部電源電圧ext.VCCに電圧変動が生じた場合における差動アンプ10#aの動作を説明するための動作波形図である。
【図6】 本発明の実施の形態2に従うクロックバッファ210の回路構成を示す図である。
【図7】 本発明の実施の形態2の変形例に従うクロックバッファ220の構成を示す図である。
【図8】 本発明の実施の形態3に従うクロックバッファ230の回路構成を示す図である。
【図9】 本発明の実施の形態3の変形例に従うクロックバッファ240の回路構成を示す図である。
【図10】 実施の形態3の変形例で説明した差動アンプ10aおよび10#dの配置を示す図である。
【図11】 一般的なDDR−SDRAMにおける連続アクセス動作を示すタイミング図である。
【図12】 内部でクロック信号を発生するクロックバッファ100と、DLL回路110とを示す図である。
【図13】 DLL回路110の内部回路の一部を示す図である。
【図14】 インバータI(0)の電圧変動による動作波形を示す図である。
【符号の説明】
1000 DDR−SDRAM、10a,10b,10#a,10#b,10#c,10#d 差動アンプ、11 DLL回路、20 レギュレータ、30 内部回路。
Claims (7)
- 第1の電圧の供給を受けて動作し、外部クロックの入力を受けて第1の内部クロックを出力する第1のクロックバッファと、
第2の電圧の供給を受けて動作し、前記第1の内部クロックを受けて第2の内部クロックを出力する第2のクロックバッファと、
前記第2の電圧の供給を受けて動作し、前記第2の内部クロックに基いて、前記外部クロックと同期した内部クロックパルスを生成するための位相調整回路とを備える、同期型半導体記憶装置。 - 前記第1の電圧の供給を受けて動作し、前記外部クロックの入力を受けて第1の内部クロックの反転信号である反転内部クロックを出力する第3のクロックバッファをさらに備え、
前記第2のクロックバッファは、前記第1の内部クロックおよび前記反転内部クロックの比較に応じて前記第2の内部クロックを出力する差動増幅器を含む、請求項1記載の同期型半導体記憶装置。 - 前記第2のクロックバッファは、第1の内部クロックの反転信号を前記第2の内部クロックとして出力するインバータを含む、請求項1記載の同期型半導体記憶装置。
- 内部回路と、
前記第1の電圧の供給を受けて動作し、前記第1の内部クロックを受けて前記第3の内部クロックを前記内部回路に出力する第3のクロックバッファとをさらに備える、請求項3記載の同期型半導体記憶装置。 - 前記外部クロックを前記第1のクロックバッファに伝達するための第1の信号線と、
前記第2の内部クロックを前記位相調整回路に伝達するための第2の信号線とをさらに備え、
前記第2の信号線は、前記第1の信号線よりも配線距離が短い、請求項1記載の同期型半導体記憶装置。 - 前記第1の電圧を受けて、前記第2の電圧を安定的に供給するためのレギュレータをさらに備える、請求項1記載の同期型半導体記憶装置。
- 前記第2の電圧は、前記第1の電圧と異なる電源電圧である、請求項1記載の同期型半導体記憶装置。
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