JPH0757463A - 電圧発生回路及び1/2vdd発生回路 - Google Patents

電圧発生回路及び1/2vdd発生回路

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JPH0757463A
JPH0757463A JP5225094A JP22509493A JPH0757463A JP H0757463 A JPH0757463 A JP H0757463A JP 5225094 A JP5225094 A JP 5225094A JP 22509493 A JP22509493 A JP 22509493A JP H0757463 A JPH0757463 A JP H0757463A
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voltage
circuit
type mos
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Tomohiro Suzuki
智博 鈴木
Toshiyuki Sakuta
俊之 作田
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Hitachi Ltd
Texas Instruments Japan Ltd
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Hitachi Ltd
Texas Instruments Japan Ltd
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
    • G05F3/02Regulating voltage or current
    • G05F3/08Regulating voltage or current wherein the variable is dc
    • G05F3/10Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
    • G05F3/16Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
    • G05F3/20Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
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    • G05F3/247Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations wherein the transistors are of the field-effect type only with compensation for device parameters, e.g. channel width modulation, threshold voltage, processing, or external variations, e.g. temperature, loading, supply voltage producing a voltage or current as a predetermined function of the supply voltage
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Abstract

(57)【要約】 【目的】電圧発生回路または1/2VDD発生回路の電流
供給または引込み能力および速度を大幅に向上させる。 【構成】出力電圧VOUT が基準値1/2VDDから急激に
ドロップして下限の許容電圧レベルVM-より低くなる
と、出力電圧検知回路14のN型MOSトランジスタM
N5Aがオンする。このオンしたトランジスタMN5A
を介してディジタル出力回路16のP型MOSトランジ
スタMP6Aのゲート端子の電位が出力電圧VOUT のレ
ベルまで引っ張られ、このP型MOSトランジスタMP
6Aがほぼ完全に飽和領域でオンする。この飽和領域で
オンしたP型MOSトランジスタMP6Aを介して電源
端子18より大電流が勢い良く出力端子22側つまり負
荷回路側へ流れ込むことにより、出力電圧VOUT はドロ
ップ変動を速やかに止められ、短時間の内に正常レベル
まで回復する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、キャパシタンスを有す
る負荷回路に対して所定の電圧を供給する電圧発生回路
に係り、特に電源電圧(VDD)のほぼ1/2の電圧(1
/2VDD)を供給する1/2VDD発生回路に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、ダイナミックRAM(DRA
M)では、ビット線のプリチャージ電位およびメモリセ
ルプレートの電位を電源電圧VDDの丁度半分(1/2)
の電圧1/2VDDにとる技法が用いられている。
【0003】1/2VDDプリチャージ方式は、ビット線
対(ビット線/ビット補線)の双方を予め1/2VDDに
プリチャージしておいて、読出し時に目的のメモリセル
の記憶情報に応じてそのメモリセルに接続されているビ
ット線もしくはビット補線の電位がわずかに変化するの
をセンスアンプにより増幅して、その変化の方向(記憶
情報の内容)に応じてビット線対の一方を“1”(VD
D)まで引き上げ他方を“0”(VSS)まで引き下げる
ものであり、VDDプリチャージ方式およびVSSプリチャ
ージ方式と比較してビット線対の引上げまたは引下げ時
間が短くて済み、センシングを高速に行えるという利点
がある。さらに、そのような相補的な電圧(VDD,VS
S)に分かれたビット線対を短絡すると、両者が自動的
に中間レベル(1/2VDD)に平衡化されるので、容易
にプリチャージ電圧に戻すことができるという利点もあ
る。また、メモリセルプレートの電位を1/2VDDにと
る方式によれば、メモリセルの蓄積電圧が“1”(VD
D)状態であっても“0”(VSS)状態であっても絶縁
膜に印加される電界を±1/2VDDに抑制または緩和す
ることができる。
【0004】しかしながら、メモリセルへのデータ書込
み動作またはメモリセルからのデータの読出し動作が不
十分であるときは、ビット線またはビット補線の電位が
VDDよりも低くなることがある。そうすると、1/2V
DDプリチャージ方式においてビット線対を短絡して両者
の電位を中間レベルに平衡化しても、正確にプリチャー
ジ電圧(1/2VDD)まで戻らなくなる。また、メモリ
回路内のノイズ等に起因してメモリセルプレート電圧が
変動することがあり、このメモリセルプレート電圧の変
動によって記憶保持が不安定になり、データが壊れるお
それがある。
【0005】そこで、従来より、この種のメモリでは、
1/2VDDを常時出力する1/2VDD発生回路を設け、
その安定した出力電圧1/2VDDを直接または間接(ゲ
ートを介して)にビット線対やメモリセルプレートに供
給して、メモリセルへのデータ書込み動作またはメモリ
セルからのデータ読出し動作の不良やメモリセルプレー
ト電圧の変動等に対処するようにしている。
【0006】図5に、従来の1/2VDD発生回路の回路
構成を示す。この1/2VDD発生回路は、4つのMOS
トランジスタM1 〜M4 からなる基準電圧発生回路10
0と一対のMOSトランジスタM5 〜M6 からなる出力
回路102とから構成されている。
【0007】基準電圧発生回路100において、電源電
圧VDDを与える電源電圧端子104にP型MOSトラン
ジスタM1 のソース端子が接続され、アース電位VSSを
与えるアース端子106にN型MOSトランジスタM4
のソース端子が接続される。P型MOSトランジスタM
1 のドレイン端子にはN型MOSトランジスタM2 のド
レイン端子およびゲート端子が接続され、N型MOSト
ランジスタM4 のドレイン端子にP型MOSトランジス
タM3 のドレイン端子およびゲート端子が接続される。
P型MOSトランジスタM1 のゲート端子、N型MOS
トランジスタM4 のゲート端子、N型MOSトランジス
タM2 のソース端子およびP型MOSトランジスタM3
のソース端子は相互に接続される。
【0008】出力回路102において、電源電圧端子1
04にN型MOSトランジスタM5のドレイン端子が接
続され、アース端子106にP型MOSトランジスタM
6 のドレイン端子が接続される。N型MOSトランジス
タM5 のソース端子およびP型MOSトランジスタM6
のソース端子は相互接続され、かつ出力端子108に接
続される。N型MOSトランジスタM5 のゲート端子
は、P型MOSトランジスタM1 のソース端子およびN
型MOSトランジスタM2 のゲート端子に接続される。
P型MOSトランジスタM6 のゲート端子はN型MOS
トランジスタM4のドレイン端子およびP型MOSトラ
ンジスタM3 のゲート端子に接続される。N型MOSト
ランジスタM5 は、基準電圧発生回路100のN型MO
SトランジスタM2 と同じ構成を有しており、ほぼ等し
いしきい値電圧VTNを有している。P型MOSトランジ
スタM6 は、基準電圧発生回路100のP型MOSトラ
ンジスタM3 と同じ構成を有しており、ほぼ等しいしき
い値電圧VTPを有している。出力端子108は、キャパ
シタンスを有する負荷回路たとえばメモリアレイ回路の
各ビット線対および各メモリセルプレートに電気的に接
続される。
【0009】かかる構成の1/2VDD発生回路では、基
準電圧発生回路100のN型MOSトランジスタM2 と
P型MOSトランジスタM3 との間のノードnP に第1
の基準電圧1/2VDDが得られるように回路設計がなさ
れる。これにより、N型MOSトランジスタM2 のゲー
ト端子には第2の基準電圧(1/2VDD+VTN)が得ら
れ、P型MOSトランジスタM3 のゲート端子には第3
の基準電圧(1/2VDD−VTP)が得られる。N型MO
SトランジスタM2 とN型MOSトランジスタM5 、P
型MOSトランジスタM3 とP型MOSトランジスタM
6 とはそれぞれカレントミラー回路を構成しているた
め、N型MOSトランジスタM5 とP型MOSトランジ
スタM6 との間のノードつまり出力端子108には第1
の基準電圧1/2VDDに等しい出力電圧1/2VDDが得
られる。
【0010】負荷回路等の外部回路の変動によって出力
端子108上の電圧レベルが1/2VDDからわずかでも
低下すると、出力回路102のN型MOSトランジスタ
M5でゲート・ソース間電圧VGSがしきい値電圧VTNを
越え、このトランジスタM5がオンする。これにより、
電源電圧端子104より電流が出力端子108を通って
負荷回路へ流れ込む。負荷回路は容量性の負荷であるか
ら、電流が流れ込むことによって、負荷回路の電位が上
昇する。こうして出力電圧レベルが1/2VDDまで上昇
(回復)すると、トランジスタM5 はオフになる。ま
た、出力電圧レベルが1/2VDDからわずかでも上昇す
ると、出力回路102のP型MOSトランジスタM6 で
ゲート・ソース間電圧VGSがしきい値電圧VTPを越え
て、このトランジスタM6 がオンする。これによって、
出力端子108を介して負荷回路からアース端子106
に電流が引き込まれ、負荷回路の電位は下がる。こうし
て出力電圧レベルが1/2VDDまで降下(回復)する
と、トランジスタM6 はオフ状態になる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
1/2VDD発生回路では、出力電圧の変動に対して出力
トランジスタM5 ,M6 のゲート・ソース間電圧VGSが
変化するのを利用して、それらのトランジスタM5 ,M
6 の片方を線形領域で導通させ、出力電圧の変動を是正
するように電源電圧から出力端子108側に電流を流し
込みもしくは出力端子108側からアース端子106に
電流を引き込むようにしている。しかし、MOSトラン
ジスタM5 ,M6 を線形領域で導通させて流せる電流は
小さく、出力電圧レベルを正常値(1/2VDD付近)ま
で回復させるには相当長い時間を必要とする。
【0012】一方、DRAMの集積度は1M,4M,1
6M,64M,…と日進月歩で指数関数的に向上し、リ
フレッシュサイクルで一度に活性化されるビット線対の
本数も数K、数十K,…と増加しており、1/2VDD発
生回路に接続される負荷回路のキャパシタンスはますま
す増大する傾向にある。負荷回路のキャパシタンスが大
きくなるほど、出力電圧の変動に対して、より多くの電
流を供給しまたは引き込まなければならなくなる。ま
た、DRAMの集積度が上がるにつれてメモリサイクル
ないしプリチャージ時間はますます短縮されるため、電
圧回復動作にもより一層の高速性が要求されてくる。し
かるに、従来の1/2VDD発生回路は、上記のように電
流供給または引込みの能力ないし速度に限界があり、超
メガビットクラスの大容量DRAMの要求に適うもので
はなかった。
【0013】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、電流供給または引込み能力および速度を大幅に
向上させ、超メガビットクラスの大容量DRAMにも十
分余裕をもって対応できる1/2VDD発生回路を提供す
ることを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の電圧発生回路は、キャパシタンスを有する
負荷回路に対して所定の電圧を供給する電圧発生回路に
おいて、所定の電源電圧を与える電源電圧端子と、前記
電源電圧端子とアース端子とに接続され、前記電源電圧
に対応した所定の基準電圧を発生する基準電圧発生回路
と、前記負荷回路に電気的に接続された出力端子と、前
記基準電圧発生回路と前記出力端子とに接続され、前記
基準電圧と前記出力端子上の出力電圧との差が所定の値
を越えているか否かに応じて第1の状態もしくは第2の
状態をとる出力電圧検知回路と、前記出力電圧検知回路
と前記出力端子と前記電源電圧端子もしくはアース端子
とに接続され、前記出力電圧検知回路の状態に応じて条
件的にほぼ飽和領域で導通して前記電源電圧端子より前
記出力端子に電流を流し込みもしくは前記出力端子より
アース端子に電流を引き込む出力トランジスタとを有す
る構成とした。
【0015】また、本発明の第1の1/2VDD発生回路
は、キャパシタンスを有する負荷回路に対して電源電圧
(VDD)のほぼ1/2の電圧(1/2VDD)を供給する
1/2VDD発生回路において、前記電源電圧を与える電
源電圧端子と、前記電源電圧端子とアース端子とに接続
され、前記電源電圧に対応した所定の基準電圧を発生す
る基準電圧発生回路と、前記負荷回路に電気的に接続さ
れた出力端子と、前記基準電圧発生回路と前記出力端子
とに接続され、前記基準電圧と前記出力端子上の出力電
圧との差が所定の値を越えているか否かに応じて第1の
状態もしくは第2の状態をとる出力電圧検知回路と、前
記出力電圧検知回路と前記出力端子と前記電源電圧端子
もしくはアース端子とに接続され、前記出力電圧検知回
路の状態に応じて条件的にほぼ飽和領域で導通して前記
電源電圧端子より前記出力端子に電流を流し込みもしく
は前記出力端子よりアース端子に電流を引き込む出力ト
ランジスタとを有する構成とした。
【0016】また、本発明の第2の1/2VDD発生回路
は、キャパシタンスを有する負荷回路に対して電源電圧
(VDD)のほぼ1/2の電圧(1/2VDD)を供給する
1/2VDD発生回路において、前記電源電圧を与える電
源電圧端子と、前記電源電圧端子とアース端子とに接続
され、前記電源電圧に対応した所定の基準電圧を発生す
る基準電圧発生回路と、前記負荷回路に電気的に接続さ
れた出力端子と、前記基準電圧発生回路と前記出力端子
とに接続され、前記基準電圧と前記出力端子上の出力電
圧との差が所定の値を越えているか否かに応じて第1の
状態もしくは第2の状態をとる出力電圧検知回路と、前
記出力電圧検知回路と前記出力端子と前記電源電圧端子
もしくはアース端子とに接続され、前記出力電圧検知回
路の状態に応じて条件的にほぼ飽和領域で導通して前記
電源電圧端子より前記出力端子に電流を流し込みもしく
は前記出力端子よりアース端子に電流を引き込む第1の
出力トランジスタと、前記基準電圧発生回路と前記出力
端子と前記電源電圧端子もしくはアース端子とに接続さ
れ、前記基準電圧と前記出力端子上の出力電圧との差に
応じてほぼ線形領域で導通して前記電源電圧端子より前
記出力端子に電流を流し込みもしくは前記出力端子より
アース端子に電流を引き込む第2の出力トランジスタと
を有する構成とした。
【0017】
【作用】本発明の電圧発生回路または1/2VDD発生回
路では、負荷回路に電気的に接続された出力端子上の出
力電圧が所定のレベル範囲から変動すると、出力電圧検
知回路の状態がたとえば第1の状態から第2の状態に変
化する。そうすると、この出力電圧検知回路の状態変化
に応動して出力トランジスタがほぼ飽和領域で導通す
る。これにより、このほぼ飽和領域で導通した出力トラ
ンジスタを介して電源電圧端子より大電流が出力端子側
に勢い良く流れ込み、もしくは出力端子側よりアース端
子に大電流が勢い良く引き込まれる。負荷回路はキャパ
シタンスを有しているので、出力トランジスタによる大
電流の供給または引き抜きによって電圧変動が速やかに
補償され、出力電圧は短時間の内に正常レベルまで回復
する。
【0018】
【実施例】以下、図1〜図4を参照して本発明の一実施
例を説明する。
【0019】図1は、この実施例による1/2VDD発生
回路の構成を示す。この1/2VDD発生回路は、4つの
MOSトランジスタMP1A,MN1B,MN2A,M
P2Bからなる基準電圧発生回路10と、一対のMOS
トランジスタMN3A,MP3B(第2の出力トランジ
スタ)からなるアナログ出力回路12と、4つのMOS
トランジスタMP4A,MN5A,MP5B,MN4B
からなる出力電圧検知回路14と、一対のMOSトラン
ジスタMP6A,MN6B(第1の出力トランジスタ)
からなるディジタル出力回路16とから構成される。
【0020】基準電圧発生回路10およびアナログ出力
回路12は従来のもの(図5の基準電圧発生回路100
および出力回路102)と共通する回路である。
【0021】すなわち、基準電圧発生回路10におい
て、電源電圧VDDを与える電源電圧端子18にP型MO
SトランジスタMP1Aのソース端子が接続され、アー
ス電位VSSを与えるアース端子20にN型MOSトラン
ジスタMN1Bのソース端子が接続される。P型MOS
トランジスタMP1Aのドレイン端子にはN型MOSト
ランジスタMN2Aのドレイン端子およびゲート端子が
接続され、N型MOSトランジスタMN1Bのドレイン
端子にはP型MOSトランジスタMP2Bのドレイン端
子およびゲート端子が接続される。P型MOSトランジ
スタMP1Aのゲート端子、N型MOSトランジスタM
N1Bのゲート端子、N型MOSトランジスタMN2A
のソース端子およびP型MOSトランジスタMP2Bの
ソース端子は相互に接続される。
【0022】また、アナログ出力回路12において、電
源電圧端子18にN型MOSトランジスタMN3Aのド
レイン端子が接続され、アース端子20にP型MOSト
ランジスタMP3Bのドレイン端子が接続される。N型
MOSトランジスタMN3Aのソース端子およびP型M
OSトランジスタMP3Bのソース端子は相互接続さ
れ、かつ出力端子22に接続される。N型MOSトラン
ジスタMN3Aのゲート端子は、P型MOSトランジス
タMP1Aのソース端子およびN型MOSトランジスタ
MN2Aのゲート端子に接続される。P型MOSトラン
ジスタMP3Bのゲート端子は、N型MOSトランジス
タMN1Bのドレイン端子およびP型MOSトランジス
タMP2Bのゲート端子に接続される。N型MOSトラ
ンジスタMN3AおよびP型MOSトランジスタMP3
Bは、基準電圧発生回路10のN型MOSトランジスタ
MN2AおよびP型MOSトランジスタMP2Bとほぼ
同一の構成を有しており、それらのトランジスタMN2
A,MP2Bのしきい値電圧VTN,VTPとほぼ等しいし
きい値電圧VTN3 ,VTP3 を有している。
【0023】したがって、従来と同様に、基準電圧発生
回路10では、N型MOSトランジスタMN2AとP型
MOSトランジスタMP2Bとの間のノードNP に第1
の基準電圧1/2VDDが得られるように回路設計がなさ
れる。これにより、N型MOSトランジスタMN2Aの
ゲート端子およびドレイン端子(ノードNA )には第2
の基準電圧(1/2VDD+VTN)が得られ、P型MOS
トランジスタMP2Bのゲート端子およびドレイン端子
(ノードNB )には第3の基準電圧(1/2VDD−VT
P)が得られる。また、N型MOSトランジスタMN2
AとN型MOSトランジスタMN3A、P型MOSトラ
ンジスタMP2BとP型MOSトランジスタMP3Bと
はそれぞれカレントミラー回路を構成しているため、N
型MOSトランジスタMN3AとP型MOSトランジス
タMP3Bとの間のノードつまり出力端子22には第1
の基準電圧1/2VDDにほぼ等しい出力電圧VOUT が得
られる。
【0024】出力電圧検知回路14およびディジタル出
力回路16は、本実施例で新たに設けられた回路であ
る。
【0025】出力電圧検知回路14において、電源電圧
端子18にP型MOSトランジスタMP4Aのソース端
子が接続され、アース端子20にN型MOSトランジス
タMN4Bのソース端子が接続される。P型MOSトラ
ンジスタMP4Aのドレイン端子にN型MOSトランジ
スタMN5Aのドレイン端子が接続され、N型MOSト
ランジスタMN4Bのドレイン端子にP型MOSトラン
ジスタMP5Bのドレイン端子が接続される。N型MO
SトランジスタMN5Aのソース端子とP型MOSトラ
ンジスタMP5Bのソース端子は相互接続され、かつ出
力端子22に接続される。
【0026】P型MOSトランジスタMP4AおよびN
型MOSトランジスタMN4Bのそれぞれのゲート端子
は、基準電圧発生回路10のノードNP に接続される。
N型MOSトランジスタMN5Aのゲート端子は基準電
圧発生回路10のN型MOSトランジスタMN2Aのド
レイン端子およびゲート端子(ノードNA )に接続さ
れ、P型MOSトランジスタMP5Bのゲート端子は基
準電圧発生回路10のP型MOSトランジスタMP2B
のドレイン端子およびゲート端子(ノードNB )に接続
される。
【0027】N型MOSトランジスタMN5AおよびP
型MOSトランジスタMP5Bのしきい値電圧VTN5 ,
VTP5 は、アナログ出力回路12のN型MOSトランジ
スタMN3AおよびP型MOSトランジスタMP3Bの
しきい値電圧VTN3 ,VTP3よりも幾らか大きな値に選
ばれる。たとえば、VTN3 ,VTP3 が0.8ボルトの場
合、VTN5 ,VTP5 は0.9ボルトに選ばれる。
【0028】ディジタル出力回路16において、電源電
圧端子18にP型MOSトランジスタMP6Aのソース
端子が接続され、アース端子20にN型MOSトランジ
スタMN6Bのソース端子が接続される。P型MOSト
ランジスタMP6Aのドレイン端子およびN型MOSト
ランジスタMN6Bのドレイン端子は相互接続され、か
つ出力端子22に接続される。P型MOSトランジスタ
MP6Aのゲート端子は出力電圧検知回路14のP型M
OSトランジスタMP4Aのドレイン端子およびN型M
OSトランジスタMN5Aのドレイン端子(ノードNC
)に接続され、N型MOSトランジスタMN6Bのゲ
ート端子は出力電圧検知回路14のN型MOSトランジ
スタMN4Bのドレイン端子およびP型MOSトランジ
スタMP5Bのドレイン端子(ノードND )に接続され
る。
【0029】出力端子22は、キャパシタンスを有する
負荷回路たとえばDRAMのメモリアレイ回路の各ビッ
ト線対および各メモリセルプレートに電気的に接続され
る。
【0030】次に、本実施例における1/2VDD発生回
路の動作を説明する。一例として、電源電圧VDDが3.
3ボルトで、出力電圧(1/2VDD)の基準値が1.6
5ボルトに定められ、出力電圧(1/2VDD)の正常ま
たは許容範囲が(1.65±0.1)ボルトに設定され
ている場合について説明する。
【0031】この場合、出力電圧(1/2VDD)のマー
ジンが±0.1ボルトなので、アナログ出力回路12の
N型MOSトランジスタMN3AおよびP型MOSトラ
ンジスタMP3Bのしきい値電圧VTN3 ,VTP3 に対し
て出力電圧検知回路14のN型MOSトランジスタMN
5AおよびP型MOSトランジスタMP5Bのしきい値
電圧VTN5 ,VTP5 がマージン幅(0.1ボルト)だけ
大きな値に選ばれる。したがって、たとえばVTN3 ,V
TP3 が0.9ボルトに選ばれ、VTN5 ,VTP5は1.0
ボルトに選ばれる。
【0032】基準電圧発生回路10において、ノードN
P には第1の基準電圧として1.65ボルトが常時安定
に得られ、ノードNA には第2の基準電圧として2.5
5(1.65+0.9)ボルトが常時安定に得られ、ノ
ードNB には第3の基準電圧として0.75(1.65
−0.9)ボルトが常時安定に得られる。ノードNAに
得られる第2の基準電圧(2.55ボルト)は、アナロ
グ出力回路12のN型MOSトランジスタMN3Aのゲ
ート端子に与えられるとともに、出力電圧検知回路14
のN型MOSトランジスタMN5Aのゲート端子に与え
られる。ノードNB に得られる第3の基準電圧(0.7
5ボルト)は、アナログ出力回路12のP型MOSトラ
ンジスタMP3Bのゲート端子に与えられるとともに、
出力電圧検知回路14のP型MOSトランジスタMP5
Bのゲート端子に与えられる。
【0033】アナログ出力回路12においては、出力端
子22上の出力電圧VOUT が1/2VDD(1.65ボル
ト)よりわずかでもずれると、N型MOSトランジスタ
MN3AまたはP型MOSトランジスタMP3Bの片方
が線形領域でオンする。すなわち、出力電圧VOUT が1
/2VDD(1.65ボルト)よりわずかでも低くなった
ときは、N型MOSトランジスタMN3Aのゲート・ソ
ース間電圧VGSがしきい値電圧VTN3 を越えるため、そ
の限度で、つまり線形領域でこのトランジスタMN3A
がオンして、電源端子18より出力端子22側へ電流を
流し込み、負荷回路の電位つまり出力電圧VOUT のレベ
ルを上げる。また、出力電圧VOUT が1/2VDD(1.
65ボルト)よりわずかでも高くなったときは、P型M
OSトランジスタMP3Bのゲート・ソース間電圧VGS
がしきい値電圧VTP3 を越えるため、その限度で、つま
り線形領域でこのトランジスタMP3Bがオンして、出
力端子22側からアース端子20へ電流を引き込み、負
荷回路の電位つまり出力電圧VOUT のレベルを下げる。
【0034】このようなアナログ出力回路12の電流供
給または電流引込み能力は小さく、出力電圧VOUT の変
動幅が大きい場合、特に負荷回路の容量が大きい場合に
は単独で出力電圧を短時間の内に回復することはできな
い。しかし、本実施例の1/2VDD発生回路では、後述
するように、出力電圧検知回路14およびディジタル出
力回路16によってアナログ出力回路12の能力不足を
補っている。
【0035】出力電圧VOUT が正常レベルにあるとき、
つまり基準値1/2VDD(1.65ボルト)からマージ
ン幅△v(±0.1ボルト)以内にあるとき、出力電圧
検知回路14において、N型MOSトランジスタMN5
AおよびP型MOSトランジスタMP5Bのゲート・ソ
ース間電圧VGSはしきい値電圧VTN5 ,VTP5 (1.0
ボルト)よりも小さいため、両トランジスタMN5A,
MP5Bはオフしている。一方、P型MOSトランジス
タMP4AおよびN型MOSトランジスタMN4Bは、
それぞれのゲート端子に基準電圧発生回路10からの第
1の基準電圧1/2VDD(1.65ボルト)を受けて、
それぞれオンしている。したがって、ノードNC ないし
ディジタル出力回路16のP型MOSトランジスタMP
6Aのゲート端子はP型MOSトランジスタMP4Aを
介して電源電圧VDD付近の電位にプリチャージされ、P
型MOSトランジスタMP6Aはオフしている。また、
ノードND ないしディジタル出力回路16のN型MOS
トランジスタMN6Bのゲート端子はN型MOSトラン
ジスタMN4Bを介してアース電位VSS付近の電位にプ
リチャージされ、N型MOSトランジスタMN6Bはオ
フしている。
【0036】ここで、図2に示すように、出力電圧VOU
T が時刻t1 で変動し、基準値1/2VDD(1.65ボ
ルト)から急激にドロップしたとする。この場合、出力
電圧VOUT が下限の許容電圧レベルVM-(1.55ボル
ト)より低くなった時点t2で、出力電圧検知回路14
のN型MOSトランジスタMN5Aのゲート・ソース間
電圧VGSがしきい値VTN5 (1.0ボルト)を越えて、
トランジスタMN5Aがオンする。
【0037】そうすると、このオンしたトランジスタM
N5Aを介してノードNC の電位つまりP型MOSトラ
ンジスタMP6Aのゲート端子の電位が出力電圧VOUT
のレベルまで引っ張られる。これにより、P型MOSト
ランジスタMP6Aのゲート・ソース間電圧VGSが(1
/2VDD+△v)以上(この例の場合は1.75ボルト
以上)になり、時刻t3 でP型MOSトランジスタMP
6Aはスイッチ的またはディジタル的にほぼ完全に飽和
領域でオンする。この飽和領域でオンしたP型MOSト
ランジスタMP6Aを介して電源端子18より大電流が
勢い良く出力端子22側つまり負荷回路側へ流れ込むこ
とにより、出力電圧VOUT のドロップは短時間で止めら
れ、それから出力電圧VOUT は上昇(回復)に転じる。
この出力電圧VOUT の上昇(回復)も急速度で行われ、
時刻t4 で下限の許容電圧レベルVM-(1.55ボル
ト)を越えると出力電圧検知回路14のN型MOSトラ
ンジスタMN5Aはオフになる。
【0038】N型MOSトランジスタMN5Aがオフに
なると、P型MOSトランジスタMP4Aを介してノー
ドNC が再び充電され、ノードNC の電位つまりP型M
OSトランジスタMP6Aのゲート端子の電位が次第に
上昇し、時刻t5 でP型MOSトランジスタMP6Aが
オフになり、ディジタル出力回路16の動作が終了す
る。
【0039】ディジタル出力回路16の動作が終了した
後(時刻t5 以後)は、アナログ回路12からの小電流
の供給によってゆっくりと出力端子22上の出力電圧V
OUTが基準値1/2VDDに向かって上昇する。出力電圧
VOUT はディジタル出力回路16の作用によって既に許
容範囲内(正常レベル)に回復しているので、この期間
中に負荷回路で所要の動作が行われても何ら支障を来す
おそれはない。
【0040】このように、本実施例の1/2VDD発生回
路では、出力電圧VOUT が変動して下限の許容電圧レベ
ルVM-(1.55ボルト)よりも低くなった時は、出力
電圧検知回路14のN型MOSトランジスタMN5Aが
オンし、これに応動してディジタル出力回路16のP型
MOSトランジスタMP6Aがスイッチ的またはディジ
タル的にほぼ完全に飽和領域でオンすることにより、こ
のP型MOSトランジスタMP6Aを介して電源電圧端
子18より大電流が出力端子22側の負荷回路へ勢い良
く流れ込む。したがって、出力電圧VOUT のドロップ変
動が急激かつ大きなものであっても、さらには負荷回路
のキャパシタンスが大きくても、出力電圧VOUT は速や
かに変動を止められ、短時間の内に正常レベルまで回復
する。
【0041】また、図3に示すように、出力電圧VOUT
が急激に変動して上限の許容電圧レベルVM+(1.75
ボルト)よりも高くなった時は、出力電圧検知回路14
のP型MOSトランジスタMP5Bがオンし、これに応
動してディジタル出力回路16のN型MOSトランジス
タMN6Bがスイッチ的またはディジタル的にほぼ完全
に飽和領域でオンすることによって、このN型MOSト
ランジスタMN6Bを介して出力端子22側の負荷回路
からアース端子20へ大電流が勢い良く引き込まれる。
したがって、出力電圧VOUT の上昇変動が急激かつ大き
なものであっても、さらには負荷回路のキャパシタンス
が大きくても、出力電圧VOUT は速やかに変動を止めら
れ、短時間の内に正常レベルまで回復する。
【0042】図4は、ディジタル出力回路16における
両MOSトランジスタMP6A、MN6Bの電流供給ま
たは引込み能力とアナログ出力回路12における両MO
SトランジスタMN3A、MP3Bの電流供給または引
込み能力とを比較して示す。
【0043】この図4において、横軸は出力端子22の
電圧VOUT を示し、縦軸は各トランジスタのドレイン電
流を示す。この特性図からも、ディジタル出力回路16
におけるMOSトランジスタMP6A、MN6Bの電流
供給能力はアナログ出力回路12におけるMOSトラン
ジスタMN3A、MP3Bの電流供給能力よりも格段に
大きなものであることがわかる。なお、このデータを採
った実施例の1/2VDD発生回路では、一般に出力電圧
VOUT がドロップ変動する場合のほうが上昇変動する場
合よりも多いことに鑑みて、電流供給用のトランジスタ
MP6A,MN3Aの能力のほうを、電流引込み用のト
ランジスタMP6A,MN3Aの能力よりも相対的に大
きく設計している。
【0044】上記した実施例では、ディジタル出力回路
16のP型MOSトランジスタMP6AおよびN型MO
SトランジスタMN6Bのゲート端子をそれぞれプリチ
ャージするために、出力電圧検知回路14にP型MOS
トランジスタMP4AおよびN型MOSトランジスタM
N4Bを設けたが、これらのトランジスタMP4A,M
N4Bを抵抗回路、時定数回路またはダイオード回路等
で置き換えることも可能である。また、出力電圧検知回
路14におけるN型MOSトランジスタMN5Aおよび
P型MOSトランジスタMP5Bのしきい値電圧VTN5
,VTP5 を適当な値に選ぶことで、ディジタル出力回
路16の動作範囲を任意に設定または調整することが可
能である。また、アナログ出力回路12の回路構成も上
記実施例のものに限らず、種々の変形・変更が可能であ
り、さらには必要に応じてアナログ出力回路12を省く
ことも可能である。
【0045】また、上記した実施例は、キャパシタンス
を有する負荷回路に対して電源電圧(VDD)のほぼ1/
2の電圧(1/2VDD)を供給する1/2VDD発生回路
に係るものであった。しかし、本発明は1/2VDD発生
回路に限定されるものではなく、キャパシタンスを有す
る負荷回路に対して任意の出力電圧を供給する電圧発生
回路に適用可能である。
【0046】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電圧発生
回路または1/2VDD発生回路によれば、キャパシタン
スを有する負荷回路に電気的に接続された出力端子上の
出力電圧が所定のレベル範囲から変動した時は出力電圧
検知回路の状態が変化し、その出力電圧検知回路の状態
変化に応動して出力トランジスタがほぼ飽和領域で導通
することによって、電源電圧端子より出力端子に電流を
流し込みもしくは出力端子よりアース端子に電流を引き
込むようにしたので、出力電圧の変動が大きくても、あ
るいは負荷回路のキャパシタンスが大きくても、出力電
圧の変動を速やかに止めて短時間の内に正常レベルに回
復させることができる。したがって、たとえば大容量D
RAMにも十分余裕をもって対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による1/2VDD発生回路の
構成を示す回路図である。
【図2】実施例の1/2VDD発生回路において出力電圧
がドロップ変動した場合の動作を説明するための各部の
波形図である。
【図3】実施例の1/2VDD発生回路において出力電圧
が上昇変動した場合の動作を説明するための各部の波形
図である。
【図4】実施例の1/2VDD発生回路においてディジタ
ル出力回路のトランジスタの電流供給または引込み能力
とアナログ出力回路のトランジスタの電流供給または引
込み能力とを比較して示す図である。
【図5】従来の1/2VDD発生回路の構成を示す回路図
である。
【符号の説明】
10 基準電圧発生回路 12 アナログ出力回路 14 出力電圧検出回路 16 ディジタル出力回路 18 電源電圧端子 20 アース端子 MP6A P型MOSトランジスタ(第1の出力トラ
ンジスタ) MN6B N型MOSトランジスタ(第1の出力トラ
ンジスタ) MN3A N型MOSトランジスタ(第2の出力トラ
ンジスタ) MP3B P型MOSトランジスタ(第2の出力トラ
ンジスタ)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H03G 3/02 Z 7350−5J H03K 19/00 A 8321−5J

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 キャパシタンスを有する負荷回路に対し
    て所定の電圧を供給する電圧発生回路において、 所定の電源電圧を与える電源電圧端子と、 前記電源電圧端子とアース端子とに接続され、前記電源
    電圧に対応した所定の基準電圧を発生する基準電圧発生
    回路と、 前記負荷回路に電気的に接続された出力端子と、 前記基準電圧発生回路と前記出力端子とに接続され、前
    記基準電圧と前記出力端子上の出力電圧との差が所定の
    値を越えているか否かに応じて第1の状態もしくは第2
    の状態をとる出力電圧検知回路と、 前記出力電圧検知回路と前記出力端子と前記電源電圧端
    子もしくはアース端子とに接続され、前記出力電圧検知
    回路の状態に応じて条件的にほぼ飽和領域で導通して前
    記電源電圧端子より前記出力端子に電流を流し込みもし
    くは前記出力端子よりアース端子に電流を引き込む出力
    トランジスタと、を有する電圧発生回路。
  2. 【請求項2】 キャパシタンスを有する負荷回路に対し
    て電源電圧(VDD)のほぼ1/2の電圧(1/2VDD)
    を供給する1/2VDD発生回路において、 前記電源電圧を与える電源電圧端子と、 前記電源電圧端子とアース端子とに接続され、前記電源
    電圧に対応した所定の基準電圧を発生する基準電圧発生
    回路と、 前記負荷回路に電気的に接続された出力端子と、 前記基準電圧発生回路と前記出力端子とに接続され、前
    記基準電圧と前記出力端子上の出力電圧との差が所定の
    値を越えているか否かに応じて第1の状態もしくは第2
    の状態をとる出力電圧検知回路と、 前記出力電圧検知回路と前記出力端子と前記電源電圧端
    子もしくはアース端子とに接続され、前記出力電圧検知
    回路の状態に応じて条件的にほぼ飽和領域で導通して前
    記電源電圧端子より前記出力端子に電流を流し込みもし
    くは前記出力端子よりアース端子に電流を引き込む出力
    トランジスタと、を有する1/2VDD発生回路。
  3. 【請求項3】 キャパシタンスを有する負荷回路に対し
    て電源電圧(VDD)のほぼ1/2の電圧(1/2VDD)
    を供給する1/2VDD発生回路において、 前記電源電圧を与える電源電圧端子と、 前記電源電圧端子とアース端子とに接続され、前記電源
    電圧に対応した所定の基準電圧を発生する基準電圧発生
    回路と、 前記負荷回路に電気的に接続された出力端子と、 前記基準電圧発生回路と前記出力端子とに接続され、前
    記基準電圧と前記出力端子上の出力電圧との差が所定の
    値を越えているか否かに応じて第1の状態もしくは第2
    の状態をとる出力電圧検知回路と、 前記出力電圧検知回路と前記出力端子と前記電源電圧端
    子もしくはアース端子とに接続され、前記出力電圧検知
    回路の状態に応じて条件的にほぼ飽和領域で導通して前
    記電源電圧端子より前記出力端子に電流を流し込みもし
    くは前記出力端子よりアース端子に電流を引き込む第1
    の出力トランジスタと、 前記基準電圧発生回路と前記出力端子と前記電源電圧端
    子もしくはアース端子とに接続され、前記基準電圧と前
    記出力端子上の出力電圧との差に応じてほぼ線形領域で
    導通して前記電源電圧端子より前記出力端子に電流を流
    し込みもしくは前記出力端子よりアース端子に電流を引
    き込む第2の出力トランジスタと、を有する1/2VDD
    発生回路。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007095282A (ja) * 2005-09-29 2007-04-12 Hynix Semiconductor Inc 電圧発生装置
JP2014017992A (ja) * 2012-07-10 2014-01-30 Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd Dc−dcコンバ−タ

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USRE40552E1 (en) 1990-04-06 2008-10-28 Mosaid Technologies, Inc. Dynamic random access memory using imperfect isolating transistors
JP3626521B2 (ja) * 1994-02-28 2005-03-09 三菱電機株式会社 基準電位発生回路、電位検出回路および半導体集積回路装置
US5955889A (en) 1994-05-20 1999-09-21 Fujitsu Limited Electronic circuit apparatus for transmitting signals through a bus and semiconductor device for generating a predetermined stable voltage
JP3207680B2 (ja) * 1994-08-30 2001-09-10 株式会社東芝 半導体集積回路
JP3556328B2 (ja) * 1995-07-11 2004-08-18 株式会社ルネサステクノロジ 内部電源回路
JP3592423B2 (ja) * 1996-01-26 2004-11-24 株式会社ルネサステクノロジ 半導体集積回路装置
US5889392A (en) * 1997-03-06 1999-03-30 Maxim Integrated Products, Inc. Switch-mode regulators and methods providing transient response speed-up
JP2000347755A (ja) * 1999-06-09 2000-12-15 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
US6468849B1 (en) * 1999-06-11 2002-10-22 Texas Instruments Incorporated Methods and devices for optimized digital and analog CMOS transistor performance in deep submicron technology
IT1315805B1 (it) * 2000-01-20 2003-03-26 St Microelectronics Srl Generatore di tensioni in un circuito integrato di tipo mos.
JP3960848B2 (ja) * 2002-04-17 2007-08-15 株式会社ルネサステクノロジ 電位発生回路
US8704591B1 (en) * 2012-11-08 2014-04-22 Lsi Corporation High-voltage tolerant biasing arrangement using low-voltage devices
US10483976B1 (en) * 2018-05-24 2019-11-19 Texas Instruments Incorporated Circuits to interpret pin inputs
US20230050798A1 (en) * 2021-08-10 2023-02-16 Morse Micro Pty. Ltd. Current mirror circuit

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4788455A (en) * 1985-08-09 1988-11-29 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha CMOS reference voltage generator employing separate reference circuits for each output transistor
JP2509596B2 (ja) * 1987-01-14 1996-06-19 株式会社東芝 中間電位生成回路
US4893091A (en) * 1988-10-11 1990-01-09 Burr-Brown Corporation Complementary current mirror for correcting input offset voltage of diamond follower, especially as input stage for wide-band amplifier
US5264743A (en) * 1989-12-08 1993-11-23 Hitachi, Ltd. Semiconductor memory operating with low supply voltage
US5362988A (en) * 1992-05-01 1994-11-08 Texas Instruments Incorporated Local mid-rail generator circuit

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007095282A (ja) * 2005-09-29 2007-04-12 Hynix Semiconductor Inc 電圧発生装置
JP2014017992A (ja) * 2012-07-10 2014-01-30 Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd Dc−dcコンバ−タ

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US5534817A (en) 1996-07-09

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