JPH0115958B2 - - Google Patents

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JPH0115958B2
JPH0115958B2 JP52103719A JP10371977A JPH0115958B2 JP H0115958 B2 JPH0115958 B2 JP H0115958B2 JP 52103719 A JP52103719 A JP 52103719A JP 10371977 A JP10371977 A JP 10371977A JP H0115958 B2 JPH0115958 B2 JP H0115958B2
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JP
Japan
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potential
mos transistor
circuit
circuit means
terminal
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JP52103719A
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Toomasu Rinchi Uiriamu
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AT&T Corp
Original Assignee
AT&T Technologies Inc
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Publication date
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Publication of JPS5330238A publication Critical patent/JPS5330238A/ja
Publication of JPH0115958B2 publication Critical patent/JPH0115958B2/ja
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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、有効電位範囲の範囲端の電位若しく
はその範囲外の電位を付与する回路に関する。そ
の様な回路は、多くのダイナミツクMOSメモリ
システムにおいて有用である。
ドレイン及びゲートが共にプリチヤージ電圧パ
ルス発生器に接続されたMOSトランジスタを用
いて、そのMOSトランジスタのソースに接続さ
れた(ダイナミツクPチヤンネルMOOSメモリ
の)アドレス選択線の電位を、上記電圧パルス発
生器の低電圧レベルよりも大きい、MOSトラン
ジスタの閾値電圧Vthに等しい電圧に設定する技
術は、周知である。この技術に関する1つの問題
は、アドレス選択線の電位を、電圧パルス発生器
の低電圧レベルよりも大きい、MOSトランジス
タの閾値電圧Vthに等しい電圧よりも低く設定で
きないことである。したがつて、ノイズマージン
の増大及びトランジスタ形状寸法の低減について
不利となる。
本発明は、多数の回路ノードを同時にプリチヤ
ージさせるのに利用でき、ノードごとに分割コン
デンサを必要とせず、さらに本質的に唯1つの外
部入力電圧パルスを使用するだけで良い回路を与
える。
本発明に係る電位付与回路は、使用電源によつ
て供給される電位範囲外にある電位を付与する回
路であつて、第1回路手段と第2回路手段とから
成る。この第1回路手段は、MOS型回路手段で
あつて、入力信号及び/又はその補元信号に応動
して、周期的に交互に、前記回路の出力端を前記
電位範囲内でありかつMOSトランジスタの閾値
電圧にほぼ等しい電圧だけその第1の極値と異な
る第1の電位と、この電位範囲の他方の極値にほ
ぼ等しい電位とにセツトする。前記第2回路手段
は、前記入力信号及び/又はその補元信号に応動
するがその応動は前記第1回路手段よりも遅い。
またこの第2回路手段は容量性手段を介し前記出
力端に接続されて、この出力端を、この出力端が
前記第1の電位にセツトされた後だけ、前記第1
の極値を越えて、前記電位範囲外にある第2の電
位にセツトするようになす。また前記第2回路手
段は、ゲート端子及びそのゲート端子によつて制
御される第1及び第2ソース/ドレイン端子を
夫々有する第1MOSトランジスタ及び第2MOSト
ランジスタと、前記第2MOSトランジスタを夫々
導通及び遮断させるために、前記第2MOSトラン
ジスタのゲート端子に接続された第1及び第2手
段とを含んでおり、前記第1MOSトランジスタの
ゲート端子は前記回路の出力端に接続され、前記
第1MOSトランジスタの第2ソース/ドレイン端
子は前記第2MOSトランジスタの第1ソース/ド
レイン端子に接続されており、さらに前記容量性
手段は、前記第1MOSトランジスタのゲート端子
と第2ソース/ドレイン端子とに夫々接続されて
いる第1および第2の端子を有する。更に、前記
回路の出力端は少なくとも1つのMOSトランジ
スタのゲートに接続され周期的に交互に、該少な
くとも1つのMOSトランジスタを前記電位範囲
の全体に渡にそれぞれ導通しまた非導通にさせる
ようになす。
第1図は、周知のプリチヤージ回路網を示して
いる。この回路は、トランジスタT1AからT3
2A、破線矩形12内のアドレスデコード回路網
及び破線矩形14内の入出力回路網から構成され
ている。この様なプリチヤージ回路網は、米国特
許第3825771号に記載されているダイナミツクP
チヤンネルMOS1024ビツトメモリシステムで使
用されている。
以下の記載において、低レベル電源に接続され
たPチヤンネルMOSトランジスタの出力端子は
ドレインを示し、逆に高レベル電源に接続された
出力端子は、ソースを示している。
入力端子A4−A8に加えられるアドレス情報
は、インバータa4−a8によつて反転され、相
補出力4−8となる。アドレスデコード回路
網は、各列5個のMOSトランジスタで構成され
ている。この回路網によつて、32個のデータ選択
線(DSL)の内の1個が選択される。各列5個
のトランジスタの夫々のソースは、夫々別のデー
タ選択線(DSL)及び夫々別のプリチヤージト
ランジスタのソースに接続されている。各プリチ
ヤージトランジスタのゲート及びドレインは、そ
れらのプリチヤージトランジスタと夫々関連する
トランジスタ列の5個のトランジスタのドレイン
に接続されている。プリチヤージトランジスタT
1AからT32Aのドレイン及びゲートは、共に
PRECHと記された端子に接続されている。その
PRECH端子は、PRECH信号を発生する電圧パ
ルス発生器(図示されていない)に接続されてい
る。各プリチヤージトランジスタのソースは、
夫々別個のDSLに接続され、それらのDSLは、
破線矩形14内にある入出力回路網に接続されて
いる。これら各DSLは、図示のごとく例えばT
3及びT4の様な夫々別の1対のトランジスタの
ゲートに接続されている。
PチヤンネルMOSトランジスタに対しては、
低レベル電位(例えば、0ボルト)は、それを導
通させ高レベル電位(例えば、+10ボルト)は、
それを遮断させる。第1図の全てのMOSトラン
ジスタがPチヤンネルであると仮定すると、
PRECH信号が低レベルにあるときは、全ての
DSLは、0ボルトに近似しこれよりも大きな1
つの閾値電圧(約1から2ボルト)に充電され
る。このとき、ちようど端子A4−A8に加えら
れるアドレス入力信号が、全て高レベルである
と、インバータa4−a8は遮断され、夫々の出
力4−8もまた高レベルとなる。この結果、
PRECH信号を発生させるために使用される電圧
パルス発生器(図示されていない)における直流
電流の消失はない。今、PRECH信号が0ボルト
から約+10ボルトに瞬時に上げられる。それによ
り、全てのプリチヤージトランジスタを遮断さ
せ、DSLをフローテイング状態にして前記0ボ
ルトより大きな1つの閾値電圧のまま設定され
る。したがつて破線矩形14内にある入出力回路
網の全トランジスタ対は、まだ導通させられてい
る。DSLは、破線矩形14にある入出力回路網
に接続されて描かれているが、このDSLは、実
際にDSLビツト選択線を形成する。DSLが入出
力回路網の代りにワード線駆動回路網に接続され
ている場合は、そのDSLはワード選択線とみな
される。
さて、入力端子A4−A8にアドレス論理情報
が加えられると、インバータa4−a8が作動さ
せられる。PRECHがVH(高レベル電位)にされ
る前に、4−8信号が有効な論理レベルに安
定になつているならば、PRECHがVHになる前
に、アドレス入力信号をA4−A8に加えること
ができる。アドレス論理情報とアドレスデコード
回路構成の組合せによつて、1個のDSLのみが
選択される。非選択列夫々の5個のトランジスタ
の内の少なくとも1個のトランジスタが導通せし
められる。したがつて全ての非選択DSLは+10
ボルトに充電される。選択された列の各列5個の
トランジスタは、遮断状態のまゝである。よつ
て、選択されたDSLの電位は、0ボルトよりも
大きな1つの閾電圧のまゝである。このDSLは、
その選択されたDSLに接続された入出力回路網
のトランジスタ対を選択する。それによつて、メ
モリシステムのいずれかの選択されたメモリセル
(図示されていない)への情報の書込みあるいは
そのメモリセルからの情報の読出しが行なわれ
る。
入出力回路網のトランジスタにより、そのトラ
ンジスタの出力信号レベルは約+10ボルト(メモ
リシステムで使用される高電源電位)と0ボルト
(メモリシステムで使用される低電源電位)より
大きい、MOSトランジスタの閾値電圧Vthの2
倍に等しい電圧(2Vth)との間に制限される。
これはMOSトランジスタの閾値電圧Vthに等し
い更なる電圧損失が生じることを意味する。
2Vthの電圧損失は、ノイズマージンを低減さ
せ、入出力回路網の、所与の形状から成るMOS
トランジスタを介して流れる電流量を制限する。
さらに、PRECHを発生する電圧パルス発生器
(図示されていない)に対して作用する全てのプ
リチヤージトランジスタ及びアドレスデコードト
ランジスタの比較的大きな容量負荷が、全メモリ
システムの応答時間を遅らせている。
第2図を参照する。プリチヤージ回路網16
は、MOSトランジスタT1からT7で構成され
ている。回路網16の出力端子20は、プリチヤ
ージトランジスタT1BからT32Bのゲートに
接続されている。プリチヤージトランジスタT1
BからT32Bは、第1図に示したプリチヤージ
トランジスタT1AからT32Aと実質的に同じ
ものである。しかし、これらのトランジスタのド
レインは、低電源電位VLに接続され、各トラン
ジスタのソースは、それぞれ別個のDSLに接続
されている。破線矩形12A内にあるアドレスデ
コード回路網は、全てのアドレスデコードトラン
ジスタの低出力端子がソース電極であり、その電
極は高電源VHに接続されているということを除
いて、第1図に示された破線矩形12内のアドレ
スデコード回路網と実質的に同一である。各列5
個のアドレスデコードトランジスタの夫々のドレ
インは、DSLの1個に接続されている。12A
のDSL1からDSL32は、第1図に示されたも
のと同様の方法で破線矩形14内の入出力回路網
に接続されている。
このプリチヤージトランジスタとアドレスデコ
ードトランジスタとの接続を修正したことは、破
線矩形16内のプリチヤージ回路網の動作に対し
て本質的意味を持たない。修正による1つの利点
は、端子20に関しての容量性負荷が、第1図に
示されたPRECHを発生する電圧パルス発生器
(図示されていない)に関しての容量性負荷より
も小さいことである。したがつて、より速い応答
時間を得られる。
後で詳細に説明される様に、破線矩形16内の
プリチヤージ回路網の端子20に現われる出力信
号レベルは、VH(PRECHが高レベルで
が低レベル)と、VL(PRECHが低レベルで
PRECHが高レベル)より小さい少なくとも1つ
の閾値電圧との間で選択的に変えられる。出力端
子20の電圧がその最低電位レベル(VLから少
なくとも1つの閾電圧(差分)を引いた値)にあ
るとき、トランジスタT1BからT32Bの全て
のトランジスタが、導通せしめられ、DSL1か
らDSL32の全てのDSLがそのVL電位に充電さ
れる。
このとき、ちようど入力A4−A8への全ての
信号情報が、高電圧レベルであると、a4−a8
は遮断され、4−8が全て高電圧レベルとな
る。典型的にはDSLがVLレベルの電位に設定さ
れた後、有効なアドレス情報が入力端子A4−A
8に加えられる。インバータa4−a8が作動さ
れ、出力端子20が高電位レベルVHに充電され
る。これによつて、T1BからT32Bのトラン
ジスタが遮断される。非選択列と関係するDSL
がVHレベルに充電される様に、非選択列夫々の
5個のアドレスデコードトランジスタの少なくと
も1個のトランジスタが導通せしめられる。選択
されたデータ選択線(DSL)に接続されている
5個のアドレス選択トランジスタは、全て遮断状
態のまゝであるから、選択されたDSLはフロー
テイング状態となり、VLレベルの電位に保持さ
れる。したがつて、その選択されたDSLに接続
されている破線矩形14内の入出力回路網内のト
ランジスタ対だけが、導通されたまゝ保持され、
それらのトランジスタを通して電流が流される。
アドレス信号情報がA4−A8に加えられ
DSLがVLレベルの電位に設定される前に、イン
バータa4−a8が作動せしめられると、アドレ
スデコードトランジスタとプリチヤージトランジ
スタ間の電圧配分によつて、高レベルに保持され
ている非選択DSLに対して選択されたDSLだけ
がVLボルトに充電する(アドレスデコードトラ
ンジスタのβは、プリチヤージトランジスタのβ
よりも大きい様に選択される)。出力端子20が
高レベルになると、入力アドレス信号によつて指
定されたアドレス選択は、選択されたDSLをVL
レベルの電位でフローテイング状態になし、非選
択DSLを完全にVHレベルに充電させた状態で選
択維持される。
破線矩形16内のプリチヤージ回路網におい
て、T1のソース、T2のドレイン、及びT7の
ドレインとソースは、全て一緒にノード18に接
続されている。T1のゲートは、T7のゲート、
T3のソース、T4のドレイン及び出力端子20
に接続されている。T2のゲートは、T5のソー
ス、T6のドレイン及びノード22に接続されて
いる。T2,T4及びT6のソースは、全てVH
で示された固定高電圧電位に接続されている。T
3及びT5のドレインは共にVLで示された固定
低電圧電位に接続されている。T3及びT6のゲ
ート及びT1のドレインは、全てPRECHで示さ
れた入力信号に接続されている。T4及びT5の
ゲートは、共に反転されたPRECH信号である入
力信号に接続されている。T7はコンデ
ンサとして働く様に接続されている。T7のゲー
トはコンデンサの一方の端子として作用し、ソー
ス及びドレインはコンデンサの他方の端子として
作用する。T7のゲートに加えられる電位の極性
及び大きさは、ゲートの下方、したがつてソース
及びドレイン間のチヤンネル反転層を形成するに
足るものである。ゲート及びソース・ドレイン間
の容量は、チヤンネルが形成されていないときよ
りもかなり大きい。MOSトランジスタのソース
及びドレイン間にチヤンネルが形成されると、そ
のトランジスタは導通しているものとして示さ
れ、チヤンネルが形成されていないとき、そのト
ランジスタは遮断されているものとして示され
る。PRECH入力信号は、VHと等しい高レベル
電位及びVLと等しい低レベル電位を持つデイジ
タル信号である。
破線矩形16内のプリチヤージ回路網は、次の
動作サイクルで働く。T1からT7のトランジス
タは全てPチヤンネルであり、VHは+10ボルト
でVLは0ボルト(接地電位)であり、しかも、
PRECH入力信号は初め、+10ボルトで、
入力信号は初め0ボルトであると仮定する。初め
に、T4は導通しており、T3は遮断されている
ため、出力端子20は約+10ボルトの電位に充電
される。T5は導通しT6は遮断されるため、ノ
ード22は0ボルトよりも大きな1つの閾電圧電
位に充電される。この様な結果、T1は遮断とな
り、T2は導通される。したがつて、ノード18
はT2のソースの+10ボルトとなる。T7は遮断
され、その結果、ゲート及びソース・ドレイン間
の容量は、T7が導通させられているときよりも
かなり小さくなる。
今、PRECH入力信号が0ボルト、入
力信号が+10ボルトとなり、PRECHと
が入れ替わる。これにより、T3及びT6が導通
せしめられ、ノード20はT3を介して+10ボル
トから0ボルトよりも大きな正の1つの閾電圧ま
で放電する。これはT1を導通させ、ノード18
の電位を0ボルトよりも大きな2つの閾値電圧に
引込んで行く。T1の相互コンダクタンス(等価
的に、β値)は、T2のそれよりも小さい様に選
択される。T6のβは、T3のβよりもかなり小
さいものに選ばれる。T3,T4及びT5のβ
は、全て本質的に等しく選ばれる。T3及びT6
のβの差異により、ノード22の電位が0ボルト
と1つの閾値電圧レベルとの和で表わされる初期
レベルから変化する前に、出力端子20がほぼ0
ボルトと1つの閾値電圧レベルの和のレベルにま
で放電する。この充放電プロセスのタイミング
は、ノード22に関する低から高レベルへの時定
数が、出力端子20に関する高から低レベルへの
時定数よりも大きいために、達成される。この条
件は、T6とT3とのβの差が出力端子20と較
べてノード22の応答時間を遅らせるために達成
させる。また、このタイミング条件は、T3とT
6が実質上βに等しいときでもノード22に対し
て付加的な容量性負荷が加えられる場合にも達成
される。
T1及びT2は、端子20の前記電位変化の初
期位相間に、同時に導通せしめられる。T2はT
1よりも大きなβを有するので、T1及びT2を
通して導通している間に端子18の電圧は+10ボ
ルト近くにとどまる。
端子22の電位が0ボルトよりも大きな正の1
つの閾電圧から+10ボルトに変化し、T2が遮断
せしめられると、端子18の電位は、+10ボルト
から0ボルトの電位(T1のドレインに印加され
ている)の方向へ変化する。このとき端子18に
現われる負性方向の波形は、導通しているT7を
介し容量的に結合して出力端子20に出力され
る。これは、出力端子20の電位を0ボルトより
も小さな少なくとも1つの閾値電圧にまで落す。
破線矩形16内のプリチヤージ回路網は、破線
矩形14内に示された読出し/書込み回路網すな
わち入出力回路網のうちの選択されたトランジス
タ対のゲート電位を、T1B乃至T32Bによつ
て0ボルト(0ボルトより高い1つの閾値電圧で
はない)にセツトせしめる。これによつて、ノイ
ズマージンを増大させあるいは電源の電位レベル
を低減することができかつ増大した出力電流間の
トレードオフ(trade off)あるいは読出し/書
込み回路網のトランジスタ対の形状寸法の低減が
可能である。
プリチヤージ回路網を動作させるためには外部
電圧パルス(例えばPRECH)が1つだけしか必
要でないことに注目すべきである(は反
転されたPRECH信号である)。第2図のPRECH
信号を作る電圧パルス発生器(図示されていな
い)に関する容量性負荷は、ノード18の負荷、
T3及びT6のゲート、及び発生用のイ
ンバータ(図示されていない)のみである。他
方、第1図のPRECH信号を作る電圧パルス発生
器(図示されていない)に関する容量性負荷は、
全てのプリチヤージトランジスタのドレイン及び
ゲート、及びアドレスデコードトランジスタのド
レインである。第1図のPRECH端子に比較して
端子20に関する容量性負荷の低減は、より速い
動作をもたらす。さらに、充放電端子20への電
力は、電圧パルス発生器(図示されていない)で
はなしに、直流電源VH及びVLを介して得られ
る。電源は通常低出力インピーダンスを有し、回
路ノードをかなり急速に充放電できる。
PRECH及び信号は、PRECHから
PRECHを発生するために用いられるインバータ
(図示されていない)の遅延時間のために、短期
間低あるいは高レベルにある。PRECH及び
PRECHがともに低レベルであれば、(PRECHが
VHからVLになり、がまだVLからVH
に昇り始めない前述したサイクル初期近くの場合
であるが)T5及びT6はともに導通され、T5
のインピーダンスはT6よりも低いので、ノード
22の電位は、VLと1つの閾値電圧との和にか
なり近い値となる。T3及びT4は導通され、こ
れらは本質的に同じインピーダンスを有している
ので、端子20の電位は、VHとVLのほぼ中間
の値に落込む。したがつて、ノード18,20、
及び22の推移の初期位相において、好ましくな
い影響は起らない。
PRECH及びがともにVHであれば、
(PRECHがVLからVHになり、がまだ
VHからVLに放電していないサイクル後期にあ
る場合であるが)T3,T4,T5及びT6は全
て遮断されている。したがつて、端子20及びノ
ード22の電位は、前に設定されている値に保持
される。が低レベルとなるとき、端子2
0はVH電位にあり、ノード22は、VLよりも
大きな1つの閾値電圧の電位にある。したがつ
て、PRECH及び信号がともに短期間高
あるいは低レベルであつても、第2図の破線矩形
16内のプリチヤージ回路網の動作に対して害を
与えない。
こゝに述べた回路網を種々変形することは可能
である。例えば、適切な電位及びパルス極性を使
用することにより、PチヤンネルMOSトランジ
スタの代りにnチヤンネルMOSトランジスタを
使用できる。nチヤンネルMOSトランジスタで
は、閾値電圧降下が“1”レベルに影響を与え、
そのレベルを最高使用電源の電位よりも下降させ
る。したがつて、nチヤンネルMOSトランジス
タでは、プリチヤージ回路網が、出力端子の電位
を、高電源電位よりも上の少なくとも1つの閾値
電圧値に設定せしめる。そのプリチヤージ回路網
は、米国特許第3825771に示されたメモリシステ
ムのアドレス選択線をプリチヤージする際に使用
できる。またさらに、そのプリチヤージ回路網
は、メモリシステム外の他のシステムにも種々適
用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のプリチヤージ回路網、第2図は
本発明に係るプリチヤージ回路図である。 主要部分の符号の説明、第1回路手段……T
3,T4、第2回路手段……T1,T2,T5,
T6、容量性手段……T7、第1MOSトランジス
タ……T1、第2MOSトランジスタ……T2、第
1手段……T5、第2手段……T6。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 使用電源によつて供給される電位範囲(VL
    乃至VH)外にある電位を付与する回路16であ
    つて、第1回路手段T3,T4と第2回路手段T
    1,T2,T5,T6とから成り、 前記第1回路手段は、MOS型回路手段であつ
    て、入力信号(PRECH)及び/又はその補元信
    号()に応動して、周期的に交互に、前
    記回路の出力端20を前記電位範囲内でありかつ
    MOSトランジスタの閾値電圧(Vth)にほぼ等
    しい電圧だけその第1の極値(VL)と異なる第
    1の電位と、該電位範囲の他方の極値(VH)に
    ほぼ等しい電位とにセツトし、 前記第2回路手段は、前記入力信号及び/又は
    その補元信号に応動するがその応動は前記第1回
    路手段よりも遅く、かつ該第2回路手段は容量性
    手段T7を介し前記出力端20に接続されて、該
    出力端を、該出力端が前記第1の電位にセツトさ
    れた後だけ、前記第1の極値を越えて、前記電位
    範囲外にある第2の電位にセツトするようにな
    し、 前記第2回路手段は、ゲート端子及びそのゲー
    ト端子によつて制御される第1及び第2ソース/
    ドレイン端子を夫々有する第1MOSトランジスタ
    T1及び第2MOSトランジスタT2と、前記第
    2MOSトランジスタを夫々導通及び遮断させるた
    めに、前記第2MOSトランジスタのゲート端子に
    接続された第1及び第2手段T5,T6とを含ん
    でおり、前記第1MOSトランジスタのゲート端子
    は前記回路16の出力端20に接続され、前記第
    1MOSトランジスタの第2ソース/ドレイン端子
    は前記第2MOSトランジスタの第1ソース/ドレ
    イン端子に接続されており、さらに前記容量性手
    段T7は、前記第1MOSトランジスタのゲート端
    子と第2ソース/ドレイン端子とに夫々接続され
    ている第1および第2の端子を有し、前記第
    2MOSトランジスタT2の相互コンダクタンス
    は、前記第1MOSトランジスタT1のそれよりも
    大きくなし、 前記第1及び第2手段T5,T6は夫夫ゲート
    端子及び該ゲート端子によつて制御される第1及
    び第2ソース/ドレイン端子を有するMOSトラ
    ンジスタから成り、 前記回路16の出力端20は少なくとも1つの
    MOSトランジスタ(T1B乃至T32B)のゲ
    ートに接続され周期的に交互に、該少なくとも1
    つのMOSトランジスタを前記電位範囲(VL乃至
    VH)の全体に渡りそれぞれ導通しまた非導通に
    させるようにした電位付与回路。 2 特許請求の範囲第1項記載の回路において、
    前記容量性手段T7は、夫々ゲート端子及び該ゲ
    ート端子によつて制御される第1及び第2ソー
    ス/ドレイン端子を有するMOSトランジスタか
    ら成り、前記容量性手段を形成しているトランジ
    スタは、第1端子としてのゲート端子及び第2端
    子であるところの共に結合されている第1及び第
    2ソース/ドレイン端子を有することを特徴とす
    る電位付与回路。
JP10371977A 1976-09-01 1977-08-31 Circuit for imparting potential Granted JPS5330238A (en)

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GB1561197A (en) 1980-02-13
DE2739110C2 (ja) 1988-01-28
NL190033C (nl) 1993-10-01
JPS5330238A (en) 1978-03-22
NL7709597A (nl) 1978-03-03
CA1115843A (en) 1982-01-05
US4091360A (en) 1978-05-23
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BE858150A (fr) 1977-12-16
IT1084863B (it) 1985-05-28
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NL190033B (nl) 1993-05-03

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