JPH03228368A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents
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- JPH03228368A JPH03228368A JP2023859A JP2385990A JPH03228368A JP H03228368 A JPH03228368 A JP H03228368A JP 2023859 A JP2023859 A JP 2023859A JP 2385990 A JP2385990 A JP 2385990A JP H03228368 A JPH03228368 A JP H03228368A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は半導体集積回路技術さらには複数のバイポーラ
トランジスタと複数のMOSFET (金属−酸化物−
半導体電界効果トランジスタ)とが混在されてなるシン
グルチップのLSI(大規模集積回路)に適用して特に
有効な技術に関し、例えば大容量高速メモリ、論理付メ
モリ及び論理LSIに利用して有効な技術に関する。Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to semiconductor integrated circuit technology, as well as a plurality of bipolar transistors and a plurality of MOSFETs (metal-oxide-
Regarding technologies that are particularly effective when applied to single-chip LSIs (Large-Scale Integrated Circuits) in which semiconductor field-effect transistors are mixed, for example, technologies that are effective when applied to large-capacity high-speed memories, memories with logic, and logic LSIs. Regarding.
[従来の技術]
半導体メモリの特性に関する市場要求には、大容量化と
高速化の2つがある。従来、大容量化に応える半導体メ
モリとしてMOS F ETを用いたメモリいわゆるM
OSメモリが、また高速化に応える半導体メモリとして
バイポーラトランジスタを用いたメモリいわゆるバイポ
ーラメモリが市場に提供されている。さらに、大容量化
と高速化の両方の要求に同時に応えるため、メモリアレ
イ部の各メモリセルをMOSFET回路で構成し、かつ
、周辺回路をバイポーラECL回路で構成したバイポー
ラCMO3(以下、Bi−0MO3)メモリが提案され
ている(l′Electronics” Feb、19
89.ASPEN SHOWSBiCMO3CANY
IELD FASRSRAMS)、なお、CMOSと
は相補型のMO8回路、すなわち、PチャネルMOS
F ET及びNチャネルMOSFETの組合せ回路を意
味している。[Prior Art] There are two market demands regarding the characteristics of semiconductor memories: larger capacity and faster speed. Conventionally, memory that uses MOS FET as a semiconductor memory that responds to larger capacity, so-called M
OS memories and so-called bipolar memories using bipolar transistors are provided on the market as semiconductor memories that meet the demands for higher speeds. Furthermore, in order to simultaneously meet the demands for both larger capacity and higher speed, we have developed a bipolar CMO3 (hereinafter referred to as Bi-0MO3) in which each memory cell in the memory array is configured with a MOSFET circuit, and the peripheral circuit is configured with a bipolar ECL circuit. ) memory has been proposed (l'Electronics" Feb, 19
89. ASPEN SHOWSBiCMO3CANY
IELD FASRSRAMS), CMOS is a complementary MO8 circuit, that is, P-channel MOS
It means a combination circuit of FET and N-channel MOSFET.
[発明が解決しようとする課題]
上記B1−CMOSメモリは周辺回路にECL回路を用
いているため、電源電圧として標準の=5.2V (]
OK)、!ニー4,5V (100K) を使用した
2種類のメモリが製品化されている。[Problem to be solved by the invention] Since the above B1-CMOS memory uses an ECL circuit in the peripheral circuit, the standard power supply voltage is 5.2V (]
OK),! Two types of memory using a knee voltage of 4.5V (100K) have been commercialized.
ところで、MO3集積回路は、各MOSFETのゲート
長が微細化されるに伴い、短チャンネル効果やホットキ
ャリアの増大等の多くの問題が生じることが知られてい
るが、現在の0.8μm以上のプロセスでは、上記−5
,2vや−4,5Vの電源電圧をMOS F ET回路
に使用してもそれほど問題を生じないため、従来のB1
−CMOSメモリは単一電源を採用していた。By the way, MO3 integrated circuits are known to suffer from many problems such as short channel effects and an increase in hot carriers as the gate length of each MOSFET becomes smaller. In the process, -5 above
, 2V or -4.5V power supply voltage does not cause much problem even if it is used in the MOS FET circuit, so the conventional B1
-CMOS memory used a single power supply.
しかしながら、今後LSIの微細化は更に進むと予想さ
れる。そのため、従来の単一電源方式のB1−CMOS
メモリにおいては、スケーリング則に反してMOSFE
Tに高い電圧が印加されることになるので、短チャンネ
ル効果等種々の不具合が生じるおそれが高い。また、プ
ロセスの微細化に伴い、より一層メモリの大容量化が進
むため、従来の電源電圧のままでは消費電力が増大し、
大容量化を阻害するおそれがある。However, it is expected that the miniaturization of LSIs will progress further in the future. Therefore, the conventional single power supply type B1-CMOS
In memory, contrary to the scaling law, MOSFE
Since a high voltage will be applied to T, there is a high possibility that various problems such as short channel effects will occur. In addition, with the miniaturization of processes, the capacity of memory will continue to increase, so power consumption will increase if the conventional power supply voltage is maintained.
There is a possibility that increasing the capacity will be hindered.
本発明の目的は、MOSFET回路とバイポーラトラン
ジスタ論理回路が混在されてなるLSIにおいて、MO
SFETの特性を劣化させたり論理回路のスピードを損
なうことなく消費電力を低減させることにある。An object of the present invention is to provide a MOSFET circuit and a bipolar transistor logic circuit in an LSI in which a MOSFET circuit and a bipolar transistor logic circuit are mixed.
The object is to reduce power consumption without deteriorating the characteristics of SFET or impairing the speed of logic circuits.
本発明の他の目的は、論理LSIやメモリLSIもしく
はメモリを内蔵したLSIの消費電力を増大させること
なく動作速度の高速化および大規模化を図ることにある
。Another object of the present invention is to increase the operating speed and scale of a logic LSI, a memory LSI, or an LSI with a built-in memory without increasing power consumption.
この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴に
ついては、本明細書の記述および添附図面から明らかに
なるであろう。The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
[課題を解決するための手段]
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を説明すれば、下記のとおりである。[Means for Solving the Problems] Representative inventions disclosed in this application will be summarized as follows.
すなわち、バイポーラトランジスタ回路部とMOSFE
T回路部さらにはバイポーラトランジスタとMOSFE
Tからなる複合回路部が混在するLSIにおいて、バイ
ポーラトランジスタ回路部をNTL (ノンスレッショ
ールドロジック)系の論理回路で構成し、バイポーラト
ランジスタ回路部とMOSFET回路部を、ECL系論
理回路よりも低い同一の電源電圧で駆動するか、MOS
FET回路部をバイポーラトランジスタ回路部の電源電
圧よりも低い電源電圧で駆動するようにするものである
。In other words, the bipolar transistor circuit section and the MOSFE
T circuit section, bipolar transistor and MOSFE
In an LSI in which a composite circuit section consisting of T is mixed, the bipolar transistor circuit section is configured with an NTL (non-threshold logic) logic circuit, and the bipolar transistor circuit section and MOSFET circuit section are constructed with a logic circuit that is lower than the ECL logic circuit. Drive with the same power supply voltage or use MOS
The FET circuit section is driven with a power supply voltage lower than the power supply voltage of the bipolar transistor circuit section.
なお、上記NTL系の論理回路としては、アクティブプ
ルダウン回路付きのNTL回路(以下、SPL回路と称
する)を使用するのが望ましい。Note that as the NTL logic circuit, it is desirable to use an NTL circuit with an active pull-down circuit (hereinafter referred to as an SPL circuit).
異なる電源電圧を与える方式としては、2種類の電源電
圧端子を設ける方式やLSI内部に昇圧回路もしくは降
圧回路を設ける方式がある。As methods for providing different power supply voltages, there are a method in which two types of power supply voltage terminals are provided and a method in which a step-up circuit or a step-down circuit is provided inside the LSI.
[作用コ
上記した手段によれば、少なくともMOSFET回路部
は従来のECL系の電源電圧(−5,2Vまたは−4,
5V)の絶対値に比べてその絶対値が低い電源電圧(−
3V以下)で駆動されるため、短チヤンネル効果等微細
化に伴う不具合を生じさせないように各MOSFETの
定数、例えば、チャネル長し、チャネル幅Wなどの設定
を行うことができる。これとともに、LSIの消費電力
は電源電圧の大きさに比例するので、MOSFETを従
来よりも低い電源電圧で駆動することで消費電力も大幅
に減らすことができる。[Function] According to the above-mentioned means, at least the MOSFET circuit section can be operated at a power supply voltage of -5.2 V or -4.
5V) whose absolute value is lower than the absolute value of the power supply voltage (-
3V or less), it is possible to set the constants of each MOSFET, such as channel length and channel width W, so as not to cause problems associated with miniaturization such as short channel effects. At the same time, since the power consumption of an LSI is proportional to the magnitude of the power supply voltage, the power consumption can be significantly reduced by driving the MOSFET with a power supply voltage lower than that in the past.
また、バイポーラトランジスタ回路部をNTL回路で構
成しているので、その電源電圧がECL系より低くでき
るとともにMOSFET回路と同一の電源電圧を利用す
ることができ、単一電源化が可能となる。しかも、NT
L回路はECL回路に比べそのゲート遅延時間が短く、
がっ、その構成素子数も少ないため、半導体装置の消費
電力を増大させることなく高速化および論理の大規模化
を図ることができる。Furthermore, since the bipolar transistor circuit section is constituted by an NTL circuit, its power supply voltage can be lower than that of the ECL system, and the same power supply voltage as that of the MOSFET circuit can be used, making it possible to use a single power supply. Moreover, N.T.
The L circuit has a shorter gate delay time than the ECL circuit,
However, since the number of constituent elements is small, it is possible to increase the speed and scale the logic without increasing the power consumption of the semiconductor device.
さらに、NTL系論理回路としてアクティブプルダウン
回路付きNTL回路を用いた場合には、入力信号の変化
時のみ電流が流れるようになるとともに定電流源が不要
なため、LSIの消費電力を更に低減することができる
。Furthermore, when an NTL circuit with an active pull-down circuit is used as the NTL logic circuit, current flows only when the input signal changes and a constant current source is not required, further reducing the power consumption of the LSI. I can do it.
なお、LSIの信号処理スピードを上げ、また、メモリ
のデータ読比し時間を短縮しかつ低消費電力化を図る技
術として、入力論理部にMOS F ET回路を用い、
出力段にバイポーラプッシュプル型回路を用いたいわゆ
るBi−CMO3論理回路を用いる方法が提案されてい
る。しかし、メモリの周辺回路に現状のBi−CMO3
論理回路を使用した場合、その出力振幅が(VCC−2
VBE)となってしまう。そのため次段のゲートのMO
3のVesが小さくなり、低電源電圧(2〜3V)の領
域ではBi−CMO3論理回路の信号伝達速度がCMO
Sゲートのそれよりも遅くなる。従って、低電圧化に伴
い論理ゲートの動作スピードが劣化するおそれがあるの
で、現状のB i −CMO8論理回路の周辺回路への
使用は困難であると予想される。In addition, as a technology to increase the signal processing speed of LSI, shorten the data reading time of memory, and reduce power consumption, we used a MOS FET circuit in the input logic section.
A method has been proposed in which a so-called Bi-CMO3 logic circuit using a bipolar push-pull type circuit is used in the output stage. However, the current Bi-CMO3 is used in memory peripheral circuits.
When a logic circuit is used, its output amplitude is (VCC-2
VBE). Therefore, the MO of the next stage gate is
Ves of 3 becomes small, and in the region of low power supply voltage (2 to 3 V), the signal transmission speed of Bi-CMO3 logic circuit becomes CMO
It is slower than that of S gate. Therefore, it is expected that it will be difficult to use the current B i -CMO8 logic circuit in peripheral circuits because there is a risk that the operating speed of the logic gate will deteriorate as the voltage decreases.
[実施例]
第1図(A)、(B)には本発明をメモリに適用した場
合の一実施例の概念図が示されている。[Embodiment] FIGS. 1A and 1B show conceptual diagrams of an embodiment in which the present invention is applied to a memory.
特に制限されないが、図中−点鎖線Aで囲まれた各回路
ブロックは単結晶シリコン基板のような一個の半導体チ
ップ上において形成される。Although not particularly limited, each circuit block surrounded by a dotted chain line A in the figure is formed on one semiconductor chip such as a single crystal silicon substrate.
同図(A)のメモリでは、メモリアレイ部M−ARYが
第10図(A)に示すようなCMOSセルもしくは第1
0図(B)に示すような高抵抗負荷型NMOSセルのよ
うなMOSFET回路あるいは第10図(C)に示すよ
うなPMOSセル、第10図(D)に示すようなダイミ
ナック型セル、第10図(E)に示すような不揮発性記
憶素子を使用したROMセルで構成され、デコーダやセ
ンスアンプ等の周辺回路PRPがNTL回路やSPL回
路あるいは一部にMOSFETを使用したBicMO3
のNTL回路及びSPL回路等NTL系の論理回路で構
成されている。そして、メモリアレイ部M−ARYおよ
び周辺回路PRPには共通の電源電圧VccとVeeが
供給され、メモリ全体が単一電源で駆動されるようにな
っている。In the memory shown in FIG. 10(A), the memory array section M-ARY is a CMOS cell as shown in FIG.
A MOSFET circuit such as a high resistance load type NMOS cell as shown in Figure 0 (B), a PMOS cell as shown in Figure 10 (C), a Dyminac type cell as shown in Figure 10 (D), It is composed of ROM cells using nonvolatile memory elements as shown in Figure (E), and the peripheral circuits PRP such as decoders and sense amplifiers are NTL circuits, SPL circuits, or BicMO3 using MOSFETs in part.
It is composed of NTL logic circuits such as NTL circuits and SPL circuits. Common power supply voltages Vcc and Vee are supplied to the memory array section M-ARY and the peripheral circuit PRP, so that the entire memory is driven by a single power supply.
上記電源電圧VccおよびVeeとしては、例えばVc
cを接地電位、VeeをMOS回路の微細化レベルに対
応した最適レベル(例えば0.5μmプロセスでは−3
,3v、0.3μmプロセスでは−2,5V)に設定す
ればよい。As the power supply voltages Vcc and Vee, for example, Vc
c is the ground potential, and Vee is the optimum level corresponding to the miniaturization level of the MOS circuit (for example, -3 in a 0.5 μm process).
, 3V, -2.5V for a 0.3 μm process).
ここで、第10図(A)〜(E)の各メモリセルを簡単
に説明する。Here, each memory cell in FIGS. 10(A) to 10(E) will be briefly described.
第10図(A)のメモリセルは、各々の出力端子が他方
の入力端子に交差接続された一対のインバーク(Q m
1 、 Q m 2 )と(Qm3.Qm4)からな
るフリップフロップと、各インバータの出力端子とデー
タ線対り、 f)間にソース、ドレインが接続され、ワ
ード線Wにゲート端子が接続された一対の選択用MOS
FETQm5.Qm6とにより構成されている。The memory cell of FIG. 10(A) consists of a pair of inverters (Q m
1, Qm2) and (Qm3.Qm4), and the source and drain were connected between the output terminal of each inverter and the data line pair, and the gate terminal was connected to the word line W. A pair of selection MOSs
FETQm5. Qm6.
第10図(B)のメモリセルは、同図(A)のメモリセ
ル内のPチャネルMOSFET Qml。The memory cell in FIG. 10(B) is a P-channel MOSFET Qml in the memory cell in FIG. 10(A).
Qm3をポリシリコン等からなる負荷抵抗Rml。Qm3 is a load resistance Rml made of polysilicon or the like.
Rm2に変えたものである。また、第10図(C)のメ
モリセルは、同図(A)のメモリセル内のNチャネルM
OSFET Qm2.、Qm4をポリシリコン等から
なる負荷抵抗Rml、Rm2に変えたものである。It was changed to Rm2. Furthermore, the memory cell in FIG. 10(C) has an N-channel M in the memory cell in FIG. 10(A).
OSFET Qm2. , Qm4 are replaced by load resistors Rml and Rm2 made of polysilicon or the like.
第10図(D)のメモリセルは、情報電荷蓄積用キャパ
シタCmと選択用MOSFET 0m7とからなる1
トランジスタ1キャパシタ形DRAMセルである。The memory cell in FIG. 10(D) consists of an information charge storage capacitor Cm and a selection MOSFET 0m7.
This is a one-transistor capacitor type DRAM cell.
第10図(E)のメモリセルはFAMO3(フローティ
ングゲート・アバランシェ・インジェクションMO3)
またはMNOS (金属−窒化物一酸化物一半導体構造
)素子のような不揮発性記憶素子Qnと選択用MOSF
ET 0m7とからなるROMセルである。The memory cell in Figure 10(E) is FAMO3 (floating gate avalanche injection MO3).
Or a non-volatile memory element Qn such as an MNOS (metal-nitride monoxide-semiconductor structure) element and a selection MOSF
This is a ROM cell consisting of ET 0m7.
一方、第1図(B)のメモリでは、メモリアレイ部M−
ARYに電源電圧Vcc (GND)とVeeを、また
、周辺回路部PRPには電源電圧VccとVee’ を
供給し、別電源で駆動するようになっている。この場合
、veeはMOS回路の微細化レベルに対応した電圧を
設定し、Vee’はNTL回路に適した一2Vのような
電圧を設定することができる。これによって、周辺回路
をさらに低消費電力化することが可能となる。On the other hand, in the memory shown in FIG. 1(B), the memory array section M-
Power supply voltages Vcc (GND) and Vee are supplied to ARY, and power supply voltages Vcc and Vee' are supplied to peripheral circuit section PRP, so that they are driven by separate power supplies. In this case, vee can be set to a voltage corresponding to the miniaturization level of the MOS circuit, and Vee' can be set to a voltage of -2V suitable for an NTL circuit. This makes it possible to further reduce the power consumption of the peripheral circuits.
なお、上記電源電圧VeeとVee’ の供給方式とし
ては、例えばveeとVee’用に別々の外部電源端子
を設けて供給してもよいし、あるいは外部からは1電源
として供給してLSI内部に昇圧回路あるいは降圧回路
のような電源回路を設けるようにしてもよい。As for the supply method of the power supply voltages Vee and Vee', for example, separate external power supply terminals may be provided for vee and Vee', or they may be supplied from the outside as one power supply and internally of the LSI. A power supply circuit such as a step-up circuit or a step-down circuit may be provided.
また、上記実施例では周辺回路にNTL回路またはSP
L回路を使用しているが、それに限定されずTTL回路
やBi−0M03回路を用いて周辺回路を構成してもよ
い。Further, in the above embodiment, the peripheral circuit is an NTL circuit or an SP circuit.
Although the L circuit is used, the peripheral circuit is not limited thereto, and the peripheral circuit may be configured using a TTL circuit or a Bi-0M03 circuit.
さらに、上記実施例ではメモリアレイをMOSFET回
路で構成しているが、第11図(A)〜(D)示すよう
なバイポーラトランジスタ回路からなるメモリセルを用
いてもよい。その場合、周辺回路をMOSFET回路ま
たは0M03回路で構成すれば、本発明を適用すること
ができる。Further, in the above embodiment, the memory array is composed of MOSFET circuits, but memory cells composed of bipolar transistor circuits as shown in FIGS. 11(A) to 11(D) may also be used. In that case, the present invention can be applied if the peripheral circuit is configured with a MOSFET circuit or an 0M03 circuit.
第11図(A)〜(D)のメモリセルを簡単に説明する
と、同図(A)〜(C)の各メモリセルはマルチエミッ
タトランジスタQm8.Qm9とそのコレクタ側に接続
された負荷抵抗Rm3.Rm4とからなるフリップフロ
ップ回路を基本とする。このうち同図(A)の回路は、
トランジスタQm8.Qm9を非飽和領域で動作させて
高速化を図るため負荷抵抗Rm3.Rm4と並列にショ
ットキバリアダイオード5BDI、5BD2を接続した
SBDクランプ形メ子メモリセルる。To briefly explain the memory cells in FIGS. 11(A) to 11(D), each memory cell in FIGS. 11(A) to 11(C) has a multi-emitter transistor Qm8. Qm9 and a load resistor Rm3 connected to its collector side. It is basically a flip-flop circuit consisting of Rm4. Among these, the circuit in the same figure (A) is
Transistor Qm8. In order to operate Qm9 in the non-saturation region and increase the speed, load resistance Rm3. An SBD clamp type meko memory cell with Schottky barrier diodes 5BDI and 5BD2 connected in parallel with Rm4.
また第11図(B)のメモリセルは、読出し電流IRと
情報保持電流1stの比を大きくしてスタンバイ時の低
消費電力を図るため、ショットキバリアダイオード5B
DI、5BD2と直列に低抵抗Rcl、Rc2を接続し
てなるSBD負荷負荷切替子メモリセルる。Furthermore, the memory cell in FIG. 11(B) uses a Schottky barrier diode 5B in order to increase the ratio between the read current IR and the information retention current 1st to reduce power consumption during standby.
An SBD load switch memory cell is formed by connecting low resistances Rcl and Rc2 in series with DI and 5BD2.
第11図(C)のメモリセルは、負荷抵抗Rm3、Rm
4と並列にダイオードDI、D2とpnpトランジスタ
Qp1.Qp2を接続することでセル面積の低減に重点
をおいて設計されたpnpクランプ形メ子メモリセルる
。The memory cell in FIG. 11(C) has load resistances Rm3 and Rm
In parallel with diodes DI, D2 and pnp transistors Qp1. This is a pnp clamp type memory cell designed with emphasis on reducing the cell area by connecting Qp2.
さらに、第11図(D)のメモリセルは、負荷抵抗Rm
3.Rm4の代わりにpnp トランジスタQp3.Q
p4を用い、2個のサイリスタを交叉結合することでI
*/Ist比を大きくし、かつ安定動作を得るようにし
た交叉結合pnp形トランジスタである。ただし、メモ
リセルの形成は上記のものに限定されず、他の回路形式
のものを使用してもよい。Furthermore, the memory cell in FIG. 11(D) has a load resistance Rm
3. Rm4 is replaced by a pnp transistor Qp3. Q
By using p4 and cross-coupling two thyristors, I
This is a cross-coupled pnp transistor with a large */Ist ratio and stable operation. However, the formation of the memory cell is not limited to the one described above, and other circuit types may be used.
第2図(A)、(B)には本発明を論理付きメモリに適
用した場合の一実施例が示されている。FIGS. 2A and 2B show an embodiment in which the present invention is applied to a memory with logic.
このうち、同図(A)のメモリは、論理部LGCがメモ
リ周辺回路部PPPと同様にNTL回路もしくはSPL
回路のようなNTL系の論理回路で構成されている。こ
の場合、電源電圧はメモリ周辺回路部PPPと共通化で
きるので、VccとVeeまたはVccとVee’ を
用いる。一方、第2図(B)のメモリは、論理部LGC
が第12図(A)に示すようなECL回路もしくは第1
2図(B)に示すようなCMO3回路、第12図(C)
に示すようなりi−CMO3論理回路、第12図(D)
に示すようなTTL回路等で構成されている。Of these, in the memory shown in FIG.
It is composed of NTL logic circuits like circuits. In this case, since the power supply voltage can be shared with the memory peripheral circuit section PPP, Vcc and Vee or Vcc and Vee' are used. On the other hand, the memory in FIG. 2(B) has a logic section LGC.
is an ECL circuit as shown in FIG. 12(A) or the first
CMO3 circuit as shown in Figure 2 (B), Figure 12 (C)
i-CMO3 logic circuit as shown in Figure 12 (D)
It is composed of a TTL circuit as shown in FIG.
この場合、論理部LGCの論理振幅はNTL系回路より
も大きいので、論理部LGCには周辺回路PRPと異な
る電源電圧V e e ”を使用し、論理部LGCと周
辺回路PRPどの間にはレベル変換機能を有するインタ
フェース回路ITFが設けられている。電源電圧Vcc
はメモリアレイ部MARYや周辺回路PRPと同一でも
よいし、別電源でもよい。特にTTL回路を使用したと
きはVccおよびVee (Vee’ )の他にV o
oを用いることも可能である。なお、上記論理部LG
Cは予め設計された専用回路でもよいし、あるいはマス
クスライス法で論理が構成されるゲートアレイとしても
よい。In this case, since the logic amplitude of the logic section LGC is larger than that of the NTL circuit, a power supply voltage V e ", which is different from that of the peripheral circuit PRP, is used for the logic section LGC, and a level difference between the logic section LGC and the peripheral circuit PRP is used. An interface circuit ITF having a conversion function is provided.Power supply voltage Vcc
may be the same as the memory array section MARY and the peripheral circuit PRP, or may be provided with a separate power supply. Especially when using a TTL circuit, in addition to Vcc and Vee (Vee'), V o
It is also possible to use o. Note that the logic section LG
C may be a dedicated circuit designed in advance, or may be a gate array whose logic is constructed by a mask slicing method.
なお第12図(A)〜(D)に示されている論理回路は
既に公知の回路であるが、簡単にその構成と動作を説明
する。Although the logic circuits shown in FIGS. 12(A) to 12(D) are already known circuits, their configurations and operations will be briefly explained.
第12図(A)のECL論理ゲートは、3個の入力トラ
ンジスタQ41〜Q43と参照用トランジスタQ44と
がエミッタ共通接続され、この共通エミッタと電源電圧
V e e ”間に定電流源I。In the ECL logic gate of FIG. 12(A), three input transistors Q41 to Q43 and a reference transistor Q44 have their emitters commonly connected, and a constant current source I is connected between the common emitter and the power supply voltage V e ''.
が接続されることによりカレントスイッチC8が構成さ
れている。また、入力トランジスタQ41〜Q43の共
通コレクタ端子と電源電圧Vccとの間には抵抗Rcl
が、また参照用トランジスタQ44のコレクタ端子には
抵抗Rc2が接続され、トランジスタQ44のコレクタ
電圧がエミッタフォロワ出力段EFを構成する出力トラ
ンジスタQ45のベース端子に印加されている。これに
よって、このECL論理ゲートは、入力信号INI〜I
N3のうち一つがハイレベルに変化されるとカレントス
イッチO8の電流経路が切り替わりトランジスタQ45
がオンされて、出力信号OUTがハイレベルに変化する
3人力ORゲートとして動作する。A current switch C8 is configured by connecting the two. In addition, a resistor Rcl is connected between the common collector terminal of input transistors Q41 to Q43 and power supply voltage Vcc.
However, a resistor Rc2 is connected to the collector terminal of the reference transistor Q44, and the collector voltage of the transistor Q44 is applied to the base terminal of an output transistor Q45 constituting the emitter follower output stage EF. This causes this ECL logic gate to control the input signal INI~I
When one of N3 is changed to high level, the current path of current switch O8 is switched and transistor Q45
is turned on, and the output signal OUT changes to high level, operating as a three-man OR gate.
第12図(B)のCMOS論理ゲートは、電源電圧Vc
cと出力端子との間に3個のPチャネルMOSFET
Qpl〜Qp3が並列に接続され、出力端子と電源電
圧Vee”との間に3個のnチャネルMOSFET
Qnl〜Qn3が直列接続されている。The CMOS logic gate in FIG. 12(B) has a power supply voltage Vc
3 P-channel MOSFETs between c and output terminal
Qpl to Qp3 are connected in parallel, and three n-channel MOSFETs are connected between the output terminal and the power supply voltage Vee.
Qnl to Qn3 are connected in series.
これによって、この0MO3論理ゲートは入力信号IN
I〜IN3のすべてがハイレベルに変化されたときにの
み出力信号OUTがロウレベルに変化する3人力NAN
Dゲートとして動作する。This causes this 0MO3 logic gate to input the input signal IN
A three-person NAN in which the output signal OUT changes to low level only when all of I to IN3 change to high level.
Operates as a D gate.
第12図(C)のB1−CMOS論理ゲートは、Pチャ
ネ)LiMOSFET Qp4とNf’rネルMOS
FET Qn4とからなるCMO3論理部CLGと、
2個のバイポーラトランジスタQ46゜Q47が直列接
続されてなるプッシュプル出力段PPOとによって構成
されている。このBi−0MO3論理ゲートは出力段P
POのトランジスタのうち一方は必ずオフ状態にされる
ため、低消費電力である。しかも、負荷をバイポーラト
ランジスタで駆動するため高速である。同図(C)の回
路の論理はインバータであるが、CMO3論理部CLG
の構成を変えることでNOR論理やNAND論理等論理
等環を構成することが可能である。The B1-CMOS logic gate in FIG. 12(C) is a P channel) LiMOSFET Qp4 and an Nf'r channel MOS.
A CMO3 logic unit CLG consisting of FET Qn4,
It is constituted by a push-pull output stage PPO formed by two bipolar transistors Q46 and Q47 connected in series. This Bi-0MO3 logic gate is the output stage P
Since one of the PO transistors is always turned off, power consumption is low. Moreover, since the load is driven by a bipolar transistor, it is fast. The logic of the circuit in the same figure (C) is an inverter, but the CMO3 logic section CLG
By changing the configuration of , it is possible to configure a logic ring such as NOR logic or NAND logic.
第12図(D)のTTL論理ゲートは、マルチエミッタ
入力トランジスタQ48のコレクタ端子が直列抵抗Rf
l、Rf2とともにフェーズスプリット回路FSPを構
成する位相反転用トランジスタQ49のベース端子に接
続されている。このトランジスタQ49のコレクタ端子
とエミッタ端子にトーテムポール型出力段TPOを構成
する出力トランジスタQ46.Q47のベース端子が接
続されて、それが交互にオン・オフ動作するように構成
されている。このTTL論理ゲートは入力信号INIと
IN2がともにハイレベルに変化されたときにのみトラ
ンジスタQ49がオフ、Q46がオンされて出力信号O
UTがハイレベルに変化するANDゲートとして動作す
る。In the TTL logic gate of FIG. 12(D), the collector terminal of the multi-emitter input transistor Q48 is connected to the series resistor Rf.
It is connected to the base terminal of a phase inverting transistor Q49 that constitutes a phase split circuit FSP together with I and Rf2. Output transistor Q46 . The base terminal of Q47 is connected and configured to alternately turn on and off. This TTL logic gate turns off transistor Q49 and turns on transistor Q46 only when input signals INI and IN2 are both changed to high level, and output signal O.
It operates as an AND gate where UT changes to high level.
第3図(A)〜(F)には、周辺回路PPPに使用され
るNTL系論理ゲートの構成例が示されている。FIGS. 3A to 3F show configuration examples of NTL logic gates used in the peripheral circuit PPP.
このうち第3図(A)の回路は、基本的なNTL回路で
ここでは3人力NOR論理タイプのものが示されている
。この回路の入力段は3個の入力トランジスタQll〜
Q13が互いに並列接続されて、その共通コレクタ端子
と電源電圧Vccとの間にコレクタ抵抗Rcが、また共
通エミッタ端子と電源電圧Veeとの間にエミッタ抵抗
Reが接続されてなる。The circuit shown in FIG. 3(A) is a basic NTL circuit, and here a three-man NOR logic type circuit is shown. The input stage of this circuit consists of three input transistors Qll~
Q13 are connected in parallel to each other, a collector resistor Rc is connected between their common collector terminal and the power supply voltage Vcc, and an emitter resistor Re is connected between their common emitter terminal and the power supply voltage Vee.
また、出力段2はエミッタフォロワがらなり、入力段I
の共通コレクタ端子にエミッタフォロワトランジスタQ
21のベース端子が接続されている。このNTL回路は
、3つの入力信号Vinl〜Vi n3のうち−っがハ
イレベルに変化されると、入力段1に電流が流れ、出力
トランジスタQ21がオンされて出力信号Voutがハ
イレベルに変化される。In addition, the output stage 2 consists of an emitter follower, and the input stage I
An emitter follower transistor Q is connected to the common collector terminal of
21 base terminals are connected. In this NTL circuit, when one of the three input signals Vinl to Vin3 is changed to a high level, a current flows to the input stage 1, the output transistor Q21 is turned on, and the output signal Vout is changed to a high level. Ru.
第3図(B)にはSPL回路の一例が示されている。こ
の実施例のSPL回路の入力段lは第1図(A)の回路
と同一であり、出力段2は電源電圧Vcc−Vee間に
2つのトランジスタQ21とQ22が直列接続されたト
ーテムポール型出力段となっている。FIG. 3(B) shows an example of an SPL circuit. The input stage 1 of the SPL circuit of this embodiment is the same as the circuit shown in FIG. It is tiered.
そして、入力トランジスタQll−Q13の共通コレク
タと抵抗Rcとの接続ノードn1に、出力段2を構成す
るプルアップ用のトランジスタQ21のベース端子が接
続されている。The base terminal of a pull-up transistor Q21 constituting the output stage 2 is connected to a connection node n1 between the common collector of the input transistors Qll-Q13 and the resistor Rc.
また、電源電圧Vcc−Vee間にトランジスタQ31
と抵抗R1とが直列に接続され、それらの接続ノードn
3に、上記出力段2のプルダウン用トランジスタQ22
のベース端子が接続されている。上記トランジスタQ3
1はそのベース端子に定電圧VBIが印加され、トラン
ジスタQ22のバイアス手段として機能する。この場合
、ベース電圧Valと抵抗R1の値によってトランジス
タQ22のバイアス点が決定される。これとともに、バ
イアス用トランジスタQ31と抵抗R1との接続ノード
n3と、入力段lの共通エミッタ端子n2との間に容量
C1が接続されている。この容量C1と上記抵抗R1と
によってノードn2の電圧レベルの変化を検出する微分
回路が構成され、この微分回路によってノードn2の電
圧レベルのロウからハイへの変化を検出して一時的にプ
ルダウントランジスタQ22をオンさせ、出力の立下り
を速くする。Further, the transistor Q31 is connected between the power supply voltage Vcc and Vee.
and resistor R1 are connected in series, and their connection node n
3, the pull-down transistor Q22 of the output stage 2
base terminal is connected. The above transistor Q3
1 has a constant voltage VBI applied to its base terminal, and functions as a biasing means for the transistor Q22. In this case, the bias point of transistor Q22 is determined by the base voltage Val and the value of resistor R1. Along with this, a capacitor C1 is connected between a connection node n3 between the bias transistor Q31 and the resistor R1 and a common emitter terminal n2 of the input stage l. This capacitor C1 and the resistor R1 constitute a differentiating circuit that detects a change in the voltage level of the node n2, and this differentiating circuit detects a change in the voltage level of the node n2 from low to high, and temporarily pulls down the transistor. Turn on Q22 to make the output fall faster.
さらに、この実施例では、出力のハイレベルを固定する
ためのクランプ用トランジスタQ32が電源電圧端子V
ccと出力端子OUTとの間に接続されている。このト
ランジスタQ32のベース端子には定電圧VB2が印加
されており、これによって、出力信号Voutのハイレ
ベルはVB2よりもトランジスタQ32のベース・エミ
ッタ間電圧VBE分低い電位にクランプされる。Furthermore, in this embodiment, the clamping transistor Q32 for fixing the high level of the output is connected to the power supply voltage terminal V
cc and the output terminal OUT. A constant voltage VB2 is applied to the base terminal of the transistor Q32, whereby the high level of the output signal Vout is clamped to a potential lower than VB2 by the base-emitter voltage VBE of the transistor Q32.
第3図(B)のSPL回路は、3つの入力信号Vinl
〜Vin3のうち一つがハイレベルに変化されると、入
力段1に電流が流れ、出力トランジスタQ31がオンさ
れて出力信号Voutがハイレベルに変化されるNOR
ゲートとして動作する。しかも、このSPL回路はアク
ティブプルダウン方式であるので、第3図(A)のNT
L回路に比べて出力信号Voutの立上がりが立下りと
同程度まで速くされる。The SPL circuit of FIG. 3(B) has three input signals Vinl
~ When one of Vin3 is changed to high level, current flows to input stage 1, output transistor Q31 is turned on, and output signal Vout is changed to high level.NOR
Acts as a gate. Moreover, since this SPL circuit is an active pull-down type, the NT shown in Fig. 3(A)
Compared to the L circuit, the rise of the output signal Vout is made as fast as the fall.
第3図(C)は同図(B)の回路のバイアストランジス
タQ31.Q32、抵抗R2及び微分回路(CI及びR
1)を省略した簡略形のゲートで、出力段2はトーテム
ポール形である。また、第3図(D)は同図(C)のそ
れぞれの出カバイボーラトランジスタQ21.Q22を
それぞれ出力MOSFETQ33.Q34に代えたもの
である。FIG. 3(C) shows the bias transistor Q31 of the circuit of FIG. 3(B). Q32, resistor R2 and differential circuit (CI and R
This is a simplified gate in which 1) is omitted, and the output stage 2 is a totem pole type. FIG. 3(D) also shows each of the output polar transistors Q21. of FIG. 3(C). Q22 and output MOSFET Q33. This is a replacement for Q34.
さらに第3図(E)、(F)の回路は同図(A)の回路
の入力段1と出力段2のエミッタ抵抗Re。Furthermore, the circuits of FIGS. 3(E) and 3(F) have emitter resistances Re of the input stage 1 and output stage 2 of the circuit of FIG. 3(A).
RE(7)代わ)JにMOSFET Q35.Q36
を使用した例で、このうち第3図(E)の回路では2つ
の負荷MOSFET Q35.Q36(7)ゲートに
定電圧Vref 1.Vref2を印加して定電流源と
して動作させ、第3図(F)の回路では負荷MOSFE
T Q35のみ定電流源として使用し、MOSFET
Q36はそのゲートに入力段1のノードn1の電位
を印加させ、プルダウントランジスタとして動作させて
いる。RE (7) substitute) MOSFET in J Q35. Q36
In this example, the circuit shown in FIG. 3(E) uses two load MOSFETs Q35. Q36 (7) Constant voltage Vref 1. Vref2 is applied to operate as a constant current source, and in the circuit of Fig. 3(F), the load MOSFE
Only TQ35 is used as a constant current source, MOSFET
Q36 has its gate applied with the potential of node n1 of input stage 1, and operates as a pull-down transistor.
第3図(C)〜(F)の各ゲート回路は、3つの入力信
号Vinl〜Vin3のうち一つがハイレベルに変化さ
れると、入力段1に電流が流れ、出力トランジスタQ2
1またはQ33がオンされて出力信号Voutがハイレ
ベルに変化される。In each gate circuit of FIGS. 3(C) to (F), when one of the three input signals Vinl to Vin3 is changed to a high level, a current flows to the input stage 1, and the output transistor Q2
1 or Q33 is turned on, and the output signal Vout is changed to a high level.
第4図(A)〜(D)には論理部LGCがECL回路で
構成されている場合のインタフェース回路部TFに設け
られるレベル変換回路の一例が示されている。このうち
、同図(A)は論理部LGCから入力される−0.8〜
−1.7vのようなECLレベルの信号をNTL回路に
適した−0゜8v〜−1,2VのようなNTLレベルの
信号に変換して周辺回路部PRPへ供給するレベル変換
回路の例を、また同図(C)は逆に周辺回路PPPから
論理部LGCへ出力されるNTLレベルの信号をECL
レベルに変換する回路例を示す。FIGS. 4A to 4D show an example of a level conversion circuit provided in the interface circuit section TF when the logic section LGC is constituted by an ECL circuit. Of these, (A) in the same figure is input from the logic section LGC -0.8~
An example of a level conversion circuit that converts an ECL level signal such as -1.7v into an NTL level signal such as -0°8v to -1,2V suitable for an NTL circuit and supplies it to the peripheral circuit section PRP. , and in the same figure (C) conversely, the NTL level signal output from the peripheral circuit PPP to the logic section LGC is
An example of a circuit for level conversion is shown.
さらに、第4図(B)は入力信号が差動形式の場合のレ
ベル変換回路を、また同図(D)は出力信号が差動の場
合のレベル変換回路を示す。Furthermore, FIG. 4(B) shows a level conversion circuit when the input signal is in a differential format, and FIG. 4(D) shows a level conversion circuit when the output signal is in a differential format.
各レベル変換回路は、前段で電流変化を電圧変化に変換
し、そのレベル変化をエミッタフォロワで受けてNTL
回路に適した400mV程度の低振幅の信号にして出力
する。Each level conversion circuit converts a current change into a voltage change in the previous stage, and receives the level change in an emitter follower to convert the NTL
It outputs a signal with a low amplitude of about 400 mV suitable for the circuit.
すなわち、第4図(A)のレベル変換回路は、電源電圧
Vccと700間に抵抗Rclとバイポーラトランジス
タQblと定電流源Iclが直列接続されてなるレベル
シフト段LSIおよび上記バイポーラトランジスタQb
lのコレクタ電圧がベースに印加されたトランジスタQ
elとそのエミッタ端子−700間に接続された定電流
源Ic3とからなるエミッタフォロワEFIとによって
構成されている。このレベル変換回路は、レベルシフト
段LSIのトランジスタQblのベース端子に一〇、5
Vのような定電圧VBが印加されており、そのエミッタ
端子に−0,8〜−1,7vの振幅の信号が入力される
とその信号のレベルに応じてトランジスタQblに流れ
る電流が変化し、抵抗Rclの電圧降下量が変化する。That is, the level conversion circuit of FIG. 4(A) includes a level shift stage LSI in which a resistor Rcl, a bipolar transistor Qbl, and a constant current source Icl are connected in series between the power supply voltage Vcc and the bipolar transistor Qb.
A transistor Q with a collector voltage of l applied to its base
el and an emitter follower EFI consisting of a constant current source Ic3 connected between its emitter terminal -700. This level conversion circuit connects 10, 5 to the base terminal of the transistor Qbl of the level shift stage LSI.
A constant voltage VB such as V is applied, and when a signal with an amplitude of -0.8 to -1.7V is input to its emitter terminal, the current flowing through the transistor Qbl changes depending on the level of the signal. , the amount of voltage drop across the resistor Rcl changes.
これによって、エミッタフォロワEFIの出力端子OU
Tから−0,8〜1.2■のようなNTLレベルの信号
が出力される。As a result, the output terminal OU of the emitter follower EFI
A signal at an NTL level such as -0.8 to 1.2 is output from T.
第4図(B)のレベル変換回路は同図(A)のレベル変
換回路のレベルシフト段LSIと同一構成の2つのレベ
ルシフト段LSI、LS2と、2つのエミッタフォロワ
EFI、EF2を具えている。このレベル変換回路はE
CLレベルの差動信号IN、INをそれぞれNTLレベ
ルの差動信号OUT、OUTにレベル変換して出力する
。The level conversion circuit of FIG. 4(B) includes two level shift stages LSI and LS2 having the same configuration as the level shift stage LSI of the level conversion circuit of FIG. 4(A), and two emitter followers EFI and EF2. . This level conversion circuit is E
CL level differential signals IN and IN are level-converted into NTL level differential signals OUT and OUT, respectively, and output.
レベルシフト段LSIは抵抗Rclとバイポーラトラン
ジスタQblと定電流源Iclが電源電圧端子V c
c −V e e間に直列接続されてなる。In the level shift stage LSI, a resistor Rcl, a bipolar transistor Qbl, and a constant current source Icl are connected to a power supply voltage terminal Vc.
c - V ee are connected in series.
レベルシフト段LS2は抵抗Rc2とバイポーラトラン
ジスタQb2と定電流源Ic2が電源電圧端子V c
c −V e e間に直列接続されてなる。The level shift stage LS2 has a resistor Rc2, a bipolar transistor Qb2, and a constant current source Ic2 connected to a power supply voltage terminal Vc.
c - V ee are connected in series.
エミッタフォロワEFIは、バイポーラトランジスタQ
elと定電流源Ic3が、電源電圧端子Vcc−Vee
間に直列接続されてなる。The emitter follower EFI is a bipolar transistor Q
el and constant current source Ic3 are connected to power supply voltage terminal Vcc-Vee
are connected in series between them.
エミッタフォロワEF2は、バイポーラトランジスタQ
e2と定電流源Ic4が、電源電圧端子Vcc−Vee
間に直列接続されてなる。The emitter follower EF2 is a bipolar transistor Q
e2 and constant current source Ic4 are connected to the power supply voltage terminal Vcc-Vee
are connected in series between them.
レベルシフト段LSIとLSZ内のトランジスタQbl
、Qb2は共通の定電圧VBでバイアスされている。Transistor Qbl in level shift stage LSI and LSZ
, Qb2 are biased with a common constant voltage VB.
第4図(C)のレベル変換回路は、電源電圧Vccと7
00間に抵抗Rc3とバイポーラトランジスタQb3と
定電流源Iclが直列接続されてなるレベルシフト段L
S3および上記バイポーラトランジスタ、Qb3のコレ
クタ電圧がベースに印加されたトランジスタQelとそ
のエミッタ端子−700間に接続された定電流源Ic3
とからなるエミッタフォロワEFIとによって構成され
ている。このレベル変換回路は、レベルシフト段LS3
のトランジスタQb3のベース端子に一〇。The level conversion circuit of FIG. 4(C) has a power supply voltage Vcc and a
A level shift stage L in which a resistor Rc3, a bipolar transistor Qb3, and a constant current source Icl are connected in series between 00 and 00.
S3 and a constant current source Ic3 connected between the transistor Qel, whose base is applied with the collector voltage of the bipolar transistor Qb3, and its emitter terminal -700.
and an emitter follower EFI. This level conversion circuit includes a level shift stage LS3.
10 to the base terminal of transistor Qb3.
8〜−1.2V振幅の信号が入力されるとその信号のレ
ベルに応じてトランジスタQb3に流れる電流が変化し
、抵抗Rc3の電圧降下量が変化する。これによって、
エミッタフォロワEFIの出力端子OUTから−0,8
〜1.7VのようなECLレベルの信号が出力される。When a signal with an amplitude of 8 to -1.2 V is input, the current flowing through the transistor Qb3 changes depending on the level of the signal, and the amount of voltage drop across the resistor Rc3 changes. by this,
-0,8 from output terminal OUT of emitter follower EFI
An ECL level signal such as ~1.7V is output.
第4図(D)のレベル変換回路は同図(C)のレベル変
換回路のレベルシフト段LS3と同一構成の2つのレベ
ルシフト段LS3.LS4と、2つのエミッタフォロワ
EFI、EF2を具えている。このレベル変換回路はN
TLレベルの差動信号IN、INをそれぞれECLレベ
ルの差動信号OUT、0tJTにレベル変換して出力す
る。The level conversion circuit in FIG. 4(D) has two level shift stages LS3. LS4 and two emitter followers EFI and EF2. This level conversion circuit is N
TL level differential signals IN and IN are level-converted into ECL level differential signals OUT and 0tJT, respectively, and output.
レベルシフト段LS3は抵抗Rc3とバイポーラトラン
ジスタQb3と定電流源Iclが電源電圧端子VCc−
vee間に直列接続されてなる。The level shift stage LS3 has a resistor Rc3, a bipolar transistor Qb3, and a constant current source Icl connected to a power supply voltage terminal VCc-.
vee are connected in series.
レベルシフト段LS4は抵抗Rc4とバイポーラトラン
ジスタQb4と定電流源Ic2が電源電圧端子Vcc−
Vee間に直列接続されてなる。The level shift stage LS4 has a resistor Rc4, a bipolar transistor Qb4, and a constant current source Ic2 connected to a power supply voltage terminal Vcc-
It is connected in series between Vee and Vee.
エミッタフォロワEFIは、バイポーラトランジスタQ
elと定電流源I c’3が、電源電圧端子Vcc−V
ee間に直列接続されてなる。The emitter follower EFI is a bipolar transistor Q
el and constant current source Ic'3 are connected to the power supply voltage terminal Vcc-V
connected in series between ee and ee.
エミッタフォロワEF2は、バイポーラトランジスタQ
e2と定電流源Ic4が、電源電圧端子Vcc−Vee
間に直列接続されてなる。The emitter follower EF2 is a bipolar transistor Q
e2 and constant current source Ic4 are connected to the power supply voltage terminal Vcc-Vee
are connected in series between them.
レベルシフト段LS3とLSA内の定電流源■c1とI
c2は共有させることができる。Level shift stage LS3 and constant current sources in LSA ■c1 and I
c2 can be shared.
なお、各レベル変換回路における定電流源Icは、一般
的な定電流用トランジスタと抵抗との組合せでもよいし
、単に抵抗のみあるいは定電圧がゲートに印加されたM
OSFETあるいは可変インピーダンスMOSFETで
あってもよい。Note that the constant current source Ic in each level conversion circuit may be a combination of a general constant current transistor and a resistor, or may simply be a resistor or a constant current source Ic with a constant voltage applied to the gate.
It may be an OSFET or a variable impedance MOSFET.
第5図(A)〜(D)には、論理部LGCがMO8回路
またはTTL回路で構成されている場合のインタフェー
ス回路ITFに設けられるレベル変換回路の一例が示さ
れている。このうち、同図(A)は論理部LGCから入
力されるMOSレベルまたはTTLレベルの信号をNT
L回路に適した振幅の信号に変換して周辺回路部PRP
へ供給するレベル変換回路の例を、また同図(C)は逆
に周辺回路PRPから論理部LGCへ出力される信号を
MOSレベルまたはTTLレベルに変換する回路例を示
す。FIGS. 5A to 5D show an example of a level conversion circuit provided in the interface circuit ITF when the logic section LGC is composed of an MO8 circuit or a TTL circuit. Of these, (A) in the same figure shows the MOS level or TTL level signal input from the logic section LGC.
Convert it to a signal with an amplitude suitable for the L circuit and send it to the peripheral circuit section PRP.
FIG. 3C shows an example of a level conversion circuit for converting a signal output from the peripheral circuit PRP to the logic section LGC to a MOS level or a TTL level.
さらに、第5図(B)は入力信号が差動の場合のレベル
変換回路を、また同図(D)は出力信号が差動の場合の
レベル変換回路を示す。Furthermore, FIG. 5(B) shows a level conversion circuit when the input signal is differential, and FIG. 5(D) shows a level conversion circuit when the output signal is differential.
第5図(A)のレベル変換回路は、PチャネルMOSF
ET Q51とNチャネルMOS F ETQ52と
が電源電圧Vcc−Vee間に直列接続されてなる初段
インバータINVと、このインバータの出力電圧をゲー
ト端子に受けるようにされたMOSFET Q53お
よびベース端子に定電圧vbが印加されたバイポーラト
ランジスタQ54、これらのトランジスタQ53.Q5
4に共通定電流源Ic5.FET Q53のドレイン
抵抗Rd、トランジスタQ54のコレクタ抵抗Rc5か
らなる差動型レベルシフト段LS5と、トランジスタQ
e3と定電流源Ic6とからなるエミッタフォロワEF
3とにより構成されている。The level conversion circuit in FIG. 5(A) is a P-channel MOSFET.
A first-stage inverter INV in which an ET Q51 and an N-channel MOS FET Q52 are connected in series between power supply voltages Vcc and Vee, a MOSFET Q53 whose gate terminal receives the output voltage of this inverter, and a constant voltage Vb at its base terminal. are applied to the bipolar transistor Q54, these transistors Q53 . Q5
4 and a common constant current source Ic5. A differential level shift stage LS5 consisting of a drain resistance Rd of FET Q53, a collector resistance Rc5 of transistor Q54, and a transistor Q
Emitter follower EF consisting of e3 and constant current source Ic6
3.
このレベル変換回路は、OVのような入力信号INが供
給されると、初段インバータINVの出力電圧がVee
となり、レベルシフト段LS5のFET Q53がオ
フされ、トランジスタQ54の側に電流が流れそのコレ
クタ電圧が抵抗Rc5の電圧降下で下がり、トランジス
タQe3がオフされる。その結果、エミッタフォロワE
F3の出力端子から−1,2Vのレベルの信号OUTが
出力される。一方、−5Vのような入力信号INが供給
されると、初段インバータINVの出力電圧はVcc
(OV)となり、レベルシフト段LS5のFET Q
53がオンされ、トランジスタQ54の側の電流が遮断
され、エミッタフォロワトランジスタQe3にVccレ
ベルのベース電圧が印加されて、Qe3がオンされる。This level conversion circuit changes the output voltage of the first stage inverter INV to Vee when an input signal IN such as OV is supplied.
Therefore, FET Q53 of level shift stage LS5 is turned off, current flows to the transistor Q54 side, its collector voltage is lowered by the voltage drop across resistor Rc5, and transistor Qe3 is turned off. As a result, the emitter follower E
A signal OUT at a level of -1, 2V is output from the output terminal of F3. On the other hand, when an input signal IN such as -5V is supplied, the output voltage of the first stage inverter INV is Vcc
(OV), and FET Q of level shift stage LS5
53 is turned on, the current on the transistor Q54 side is cut off, a base voltage of Vcc level is applied to the emitter follower transistor Qe3, and Qe3 is turned on.
これによって、エミッタフォロワEF3の出力端子から
は−0゜8vのレベルの信号○UTが出力される。As a result, a signal UT having a level of -0°8V is output from the output terminal of the emitter follower EF3.
なお、第5図(A)の初段のインバータINVは省略す
ることも可能である。Note that the first-stage inverter INV in FIG. 5(A) can be omitted.
第5図(B)のレベル変換回路は、同図(A)のレベル
変換回路における初段インバータINVを省略し、差動
形レベルシフト段LS5のバイポーラトランジスタQ5
4の代わりにMOSFETQ54′ を使用したもので
ある。また、FETQ53のドレイン端子の側にもトラ
ンジスタQe4と定電流源1c7とからなる第2のエミ
ッタフォロワEF4が接続されている。The level conversion circuit of FIG. 5(B) omits the first stage inverter INV in the level conversion circuit of FIG. 5(A), and uses the bipolar transistor Q5 of the differential level shift stage LS5.
MOSFETQ54' is used in place of MOSFET 4. Further, a second emitter follower EF4 consisting of a transistor Qe4 and a constant current source 1c7 is also connected to the drain terminal side of the FET Q53.
このレベル変換回路は、CMOSレベルまたはTTLレ
ベルの差動入力信号IN、INがMOSFET Q5
3.Q54’ のゲート端子に入力されるようにされて
おり、Q53またはQ54′のいずれか一方がオンされ
、他方がオフされることで、エミッ・タフオロワEF3
.EF4の出力端子から−0,8〜−1,2vのNTL
レベルの信号OUT、OUTが出力される。This level conversion circuit has CMOS level or TTL level differential input signals IN and MOSFET Q5.
3. It is designed to be input to the gate terminal of Q54', and when either Q53 or Q54' is turned on and the other is turned off, the emitter flower EF3
.. -0,8 to -1,2v NTL from the output terminal of EF4
Level signals OUT and OUT are output.
第5図(C)のレベル変換回路は、第4図(C)に示さ
れているNTL−ECLレベル変換回路におけるエミッ
タフォロワ出力段EFIの代わりに、Pチャシネ9MO
SFET Qp5とNチャネルMOSFET Qn
5とからなるCMOSプッシュプル型出力段PP5を用
いた回路形式であり、抵抗Re6とトランジスタQ55
と定電流Ic8とからなるレベルシフト段LS6と上記
出力段PP5とによって構成されている。出力段PP5
にMOSFETを使用しているため出力信号を電源電圧
VccからVeeまで一杯に振ることができる。このレ
ベル変換回路は、−0,8Vのレベルの入力信号INが
入力されると、トランジスタQb3がオンしてそのコレ
クタ電圧およびエミッタ電圧が下がる。すると、出力段
のMOS F ETQp5がオン、Qn5がオフし、V
cc (OV)のレベルの出力信号OUTが出力される
。一方、−1,2Vのレベルの入力信号INが入力され
ると、トランジスタQb3がオフして、そのコレクタ電
圧およびエミッタ電圧が上昇する。すると、出力段のM
OSFET Qp5がオフ、Qn5がオンし、Vee
(−5V)のレベルの出力信号OUTが出力される。The level conversion circuit of FIG. 5(C) uses a P channel 9MO instead of the emitter follower output stage EFI in the NTL-ECL level conversion circuit shown in FIG. 4(C).
SFET Qp5 and N-channel MOSFET Qn
This circuit type uses a CMOS push-pull type output stage PP5 consisting of a resistor Re6 and a transistor Q55.
The level shift stage LS6 includes a constant current Ic8, and the output stage PP5. Output stage PP5
Since a MOSFET is used for the output signal, the output signal can be fully varied from the power supply voltage Vcc to Vee. In this level conversion circuit, when an input signal IN at a level of -0.8V is input, transistor Qb3 is turned on and its collector voltage and emitter voltage are lowered. Then, the output stage MOS FET Qp5 turns on, Qn5 turns off, and V
An output signal OUT having a level of cc (OV) is output. On the other hand, when the input signal IN at the level of -1 or 2V is input, the transistor Qb3 is turned off and its collector voltage and emitter voltage rise. Then, M of the output stage
OSFET Qp5 is off, Qn5 is on, Vee
An output signal OUT having a level of (-5V) is output.
第5図(D)のレベル変換回路は、同図(B)のレベル
変換回路におけるMOSFET Q53゜Q54′の
代わりにバイポーラトランジスタQ53″、Q54を使
用し、かつ出力段のトランジスタQe 3.Qe4の代
わりにMOSFET Q56、Q57を使用した回路
形式とされている。The level conversion circuit of FIG. 5(D) uses bipolar transistors Q53'' and Q54 in place of the MOSFETs Q53 and Q54' in the level conversion circuit of FIG. 5(B), and also uses the output stage transistors Qe3 and Qe4. Instead, the circuit format uses MOSFETs Q56 and Q57.
このレベル変換回路は、NTLレベルの差動入力信号I
N、INがトランジスタQ53’ 、Q54のベース端
子に入力されるようにされており、Q53′またはQ5
4のいずれか一方がオンされ他方がオフされることで、
MOSFET Q56またはQ57の一方がオンされ
、0MO3またはTTLレベルの出力信号OUT、OU
Tが出力される。This level conversion circuit uses an NTL level differential input signal I.
N, IN are input to the base terminals of transistors Q53' and Q54, and Q53' or Q5
4 is turned on and the other is turned off,
One of MOSFET Q56 or Q57 is turned on and the output signal OUT, OU at 0MO3 or TTL level
T is output.
第6図には、第1図(A)に示す方式のメモリをブロッ
ク構成で示す回路構成例が、また、第7図にはその要部
の具体的回路例が示されている。FIG. 6 shows an example of a circuit configuration in which the memory of the type shown in FIG. 1(A) is shown in a block configuration, and FIG. 7 shows a specific circuit example of the main part thereof.
第6図において、LAXO〜LAXiは、外部から供給
されるX系アドレスAXO−AXiをクロックCKに同
期して取り込むアドレスラッチ回路、LAYO〜LAY
jは同じくY系アドレスAYO−AYjを取り込むYア
ドレスラッチ回路である。In FIG. 6, LAXO to LAXi are address latch circuits that take in externally supplied X-system addresses AXO-AXi in synchronization with clock CK;
Similarly, j is a Y address latch circuit that takes in the Y system address AYO-AYj.
また、LC3,LWEは、外部から供給されるチップセ
レクト信号O8、書込み制御信号WEをクロックCKに
同期して取り込むラッチ回路である。Further, LC3 and LWE are latch circuits that take in the chip select signal O8 and write control signal WE supplied from the outside in synchronization with the clock CK.
さらに、LDiは書込みデータ信号Diを取り込むデー
タラッチ回路である。Furthermore, LDi is a data latch circuit that takes in the write data signal Di.
Xアドレスラッチ回路LAXO〜LAXiにラッチされ
たX系アドレス信号AXO〜AXiは、Xアドレスバッ
ファXADBに供給されて内部相補アドレスaxo、a
xO〜axi、axiが形成され、XデコーダXDCR
に供給される。なお、図中ではaXO及びaXOがaX
Oとして示されている。XデコーダXDCRによってメ
モリアレイ部M−ARY内のワード線WO〜Wmのうち
1本が選択レベルに駆動される。The X-related address signals AXO-AXi latched by the X-address latch circuits LAXO-LAXi are supplied to the X-address buffer XADB, and internal complementary addresses axo, a
xO~axi, axi are formed, and the X decoder XDCR
is supplied to In addition, in the figure, aXO and aXO are aX
It is shown as O. One of the word lines WO to Wm in the memory array section M-ARY is driven to the selection level by the X decoder XDCR.
一方、Y系アドレス回路AYO−AYjにラッチされた
Y系アドレス信号AYO−AYjはYアドレスバッファ
YADBに供給されて内部相補アドレスayo、ayo
〜ayjt ayjが形成され、YデコーダYDCR
に供給される。なお、図中ではayO及びTyOがay
Oとして示されている。データ読出し時には、Yデコー
ダYDCRは選択信号Y1xYnを形成してメモリアレ
イ部M−ARY内の各ビット線対に接続されたセンスア
ンプSAI〜SAnのうち1つを駆動させる。On the other hand, the Y-system address signal AYO-AYj latched by the Y-system address circuit AYO-AYj is supplied to the Y-address buffer YADB and internal complementary addresses ayo, ayo
~ayjt ayj is formed, Y decoder YDCR
is supplied to In addition, in the figure, ayO and TyO are ay
It is shown as O. When reading data, Y decoder YDCR forms selection signal Y1xYn to drive one of sense amplifiers SAI to SAn connected to each bit line pair in memory array section M-ARY.
センスアンプ5AI−8Anは共通ビット線対CBL、
CBLを介してクランプ回路CLPに接続されている。Sense amplifiers 5AI-8An are common bit line pairs CBL,
It is connected to the clamp circuit CLP via CBL.
選択されたメモリセルMCの保持データにより生じたビ
ット線間の微小レベル差は対応するセンスアンプSAi
によって増幅され、クランプ回路CLPを介してデータ
出力バッファDOBに供給される。データ出力バッファ
DOBに保持された読出しデータは、制御信号C3,W
Eに基づいて内部制御信号を形成するタイミング制御回
路TCから適当なタイミングで出力される制御信号φo
eによってデータラッチLDOに供給されてラッチされ
てから外部へ出力される。The minute level difference between the bit lines caused by the data held in the selected memory cell MC is detected by the corresponding sense amplifier SAi.
and is supplied to the data output buffer DOB via the clamp circuit CLP. The read data held in the data output buffer DOB is controlled by control signals C3 and W.
A control signal φo is output at an appropriate timing from a timing control circuit TC that forms an internal control signal based on E.
e is supplied to the data latch LDO, latched, and then output to the outside.
一方、書込み制御信号WEがロウレベルにされているデ
ータ書込み時には、タイミング制御回路TCから出力さ
れる制御信号φweとYアドレスデコーダYDCRから
の選択信号Y1〜Ynを入力信号とするデコーダDLB
1〜DLBnの出力によって、各ビット線対り、 D
に接続されているチャージ回路DLI−DLnのうち一
つを駆動し、選択されたビット線をVccレベルにチャ
ージする。また、タイミング制御回路TCから出力され
る内部制御信号φweによって書込みアンプWAが駆動
され、そのときデータラッチLDiにラッチされている
書込みデータDinに応じて、選択されているビット線
対の一方を電源電圧veeに引く。これによって、選択
ワード線の接続されているメモリセルMCが反転しデー
タが書き込まれる。On the other hand, during data writing when the write control signal WE is set to low level, the decoder DLB receives the control signal φwe output from the timing control circuit TC and the selection signals Y1 to Yn from the Y address decoder YDCR as input signals.
1 to DLBn, D
One of the charge circuits DLI-DLn connected to the bit line is driven to charge the selected bit line to the Vcc level. Further, the write amplifier WA is driven by the internal control signal φwe output from the timing control circuit TC, and one of the selected bit line pair is powered on according to the write data Din latched in the data latch LDi at that time. Pull the voltage vee. As a result, the memory cell MC connected to the selected word line is inverted and data is written.
上記実施例においては、メモリセルMCとして例えば、
第10図(A)に示されているCMOS型セルを使用し
ているが、第10図(B)〜(E)や第11図(A)〜
(D)に示されている他のメモリセルを用いることもで
きる。In the above embodiment, the memory cell MC is, for example,
Although the CMOS type cell shown in FIG. 10(A) is used, FIG. 10(B) to (E) and FIG. 11(A) to
Other memory cells shown in (D) can also be used.
なお、上記実施例においてメモリセルMCの電源電圧V
CCMは、XデコーダXDCRの最終段のプルアップト
ランジスタとしてバイポーラトランジスタを使用してい
る場合、ワード線の選択レベルに対応してVccよりも
−VBE低いレベルを使用するとよい。ワード線の選択
レベルがメモリセルの電源電圧VCCMよりも低いと書
込み不良が発生するおそれがあるからである。Note that in the above embodiment, the power supply voltage V of the memory cell MC
When a bipolar transistor is used as a pull-up transistor at the final stage of the X decoder XDCR, the CCM preferably uses a level −VBE lower than Vcc, corresponding to the word line selection level. This is because if the selection level of the word line is lower than the power supply voltage VCCM of the memory cell, a write failure may occur.
第7図は第6図に示されているメモリのXデコーダXD
CRの一部とメモリセルMC、センスアンプSA、チャ
ージ回路(データ線負荷回路)DLの具体的回路例を示
す。Figure 7 shows the X decoder XD of the memory shown in Figure 6.
A specific circuit example of a part of CR, memory cell MC, sense amplifier SA, and charge circuit (data line load circuit) DL is shown.
第7図にはXデコーダXDCRの一部として2段接続の
NC)RゲートGl、G2が示されおり、各NORゲー
トGl、G2はそれぞれ第3図(B)に示すようなアク
ティブプルダウン回路付きのNTL回路及びそれを変形
させたNTL回路(トランジスタQ23の代わりにMO
SFET Q22’を使用)により構成されている。Figure 7 shows NC)R gates Gl and G2 connected in two stages as part of the X decoder XDCR, and each NOR gate Gl and G2 is equipped with an active pull-down circuit as shown in Figure 3(B). NTL circuit and its modified NTL circuit (MO in place of transistor Q23)
SFET Q22').
後段のNORゲートG2の入力トランジスタQ12.Q
13には他のプリデコード用NORゲートG1″、Gl
”(図示省略)からのデコード出力が入力される。The input transistor Q12 of the NOR gate G2 in the subsequent stage. Q
13, other pre-decoding NOR gates G1'', Gl
” (not shown) is input.
なお、第7図において、後段のNTLゲートG2の出力
段のプルダウントランジスタQ22′ としてMOSF
ETを使用しているのは、ワード線の振幅を大きくして
メモリセルの誤書込みを防止するためである。NORゲ
ートGl、G2は第3図(A)ないしくF)に示されて
いる他の形式のNTL回路によって構成できることはい
うまでもない。In addition, in FIG. 7, a MOSFET is used as a pull-down transistor Q22' in the output stage of the NTL gate G2 in the subsequent stage.
The reason why ET is used is to increase the amplitude of the word line to prevent erroneous writing to memory cells. It goes without saying that the NOR gates G1 and G2 can be constructed by other types of NTL circuits shown in FIGS. 3(A) to 3(F).
センスアンプSAIは、−例として各ビット線対り、D
にそれぞれのベース端子が接続された差動形トランジス
タQslとQs2とカラムスイッチトランジスタMSI
とからなり、差動トランジスタQsl、Qs2のコレク
タはコモンビット線CBL、CBLを介してクランプ回
路を構成するトランジスタQcl、Qc2のエミッタに
接続されている。コモンビット線には複数のセンスアン
プの差動トランジスタがコレクタ・ドツト方式で接続さ
れるため寄生容量が大きい。従ってコモンビット線に直
接負荷抵抗を接続するとコモンビット線の時定数が大き
くなり遅延時間が長くなる。The sense amplifier SAI - for example, for each bit line pair, D
differential type transistors Qsl and Qs2 whose respective base terminals are connected to
The collectors of differential transistors Qsl and Qs2 are connected to the emitters of transistors Qcl and Qc2 forming a clamp circuit via common bit lines CBL and CBL. Since the differential transistors of a plurality of sense amplifiers are connected to the common bit line in a collector-dot manner, the parasitic capacitance is large. Therefore, if a load resistor is directly connected to the common bit line, the time constant of the common bit line becomes large and the delay time increases.
実施例のようにコモンビット線がクランプ回路CLPを
構成するトランジスタQcl、Qc2でりランプされ、
寄生容量の小さなそのトランジスタQcl、Qc2のコ
レクタに負荷抵抗Rcl、RC2が接続され、読出し信
号が取り出されるようにされていると、高速のセンス回
路が実現される。As in the embodiment, the common bit line is ramped by transistors Qcl and Qc2 constituting the clamp circuit CLP,
If load resistors Rcl and RC2 are connected to the collectors of the transistors Qcl and Qc2, which have small parasitic capacitances, and a read signal is taken out, a high-speed sense circuit can be realized.
トランジスタQcl、Qc2のエミッタに接続されたM
O3Qc3.Qc4は定電流源である。M connected to the emitters of transistors Qcl and Qc2
O3Qc3. Qc4 is a constant current source.
なお、MSIはYデコーダからの選択信号Y1によっつ
でオン・オフ制御されるカラムスイッチであり、そのオ
ン状態時、上記差動形トランジスタではQsl、Qs2
にその動作電流を供給する。Note that MSI is a column switch that is controlled on/off by the selection signal Y1 from the Y decoder.
to supply its operating current to.
QPI、QP2は書込み時のプリチャージ回路DLを構
成するプリチャージ用トランジスタである。QPI and QP2 are precharge transistors forming a precharge circuit DL during writing.
Qwl、0w2はビット線り、DとVeeとの間に接続
された書込み用トランジスタで、書込みタイミング信号
φweと書込みデータDin、Di五との論理積をとっ
た信号によって一方がオンされると、ビット線の一方が
Veeに引かれてメモリセルMCが反転される。Qwl and 0w2 are write transistors connected between the bit line D and Vee, and when one of them is turned on by a signal obtained by ANDing the write timing signal φwe and the write data Din and Di5, One of the bit lines is connected to Vee and the memory cell MC is inverted.
第8図にはNTL回路を用いたラッチ回路の一例が示さ
れている。このラッチ回路は4個のNTLゲートG11
−Gl4で構成されている。この回路を構成する場合、
各NTL回路ごとに2つの出力端子が必要とされるので
第9図に示すように、入力段lのノードn1に2つのエ
ミッタフォロワEFI、EF2を接続した回路(ただし
、入力数は3人力でなく2人力でよい)を用いればよい
。FIG. 8 shows an example of a latch circuit using an NTL circuit. This latch circuit consists of four NTL gates G11
- It is composed of Gl4. When configuring this circuit,
Since two output terminals are required for each NTL circuit, a circuit with two emitter followers EFI and EF2 connected to node n1 of input stage l as shown in Figure 9 (however, the number of inputs is limited to three 2 people can do it).
回路形式としては第3図(A)〜(F)に示すいずれを
用いてもよい。Any of the circuit formats shown in FIGS. 3(A) to 3(F) may be used.
以上説明したように上記実施例は、バイポーラトランジ
スタ回路とMOSFET回路が混在するLSIにおいて
、バイポーラトランジスタ回路部をNTL (ノンスレ
ッショールドロジック)系の論理回路で構成し、バイポ
ーラトランジスタ回路部とMOSFET回路部を、EC
L系論理回路よりも低い同一の電源電圧で駆動するが、
MOSFET回路部をバイポーラトランジスタ回路部の
電源電圧よりも低い電源電圧で駆動するようにしたので
、少なくともMOSFET回路部は従来のECL系の電
源電圧(−5,2Vまたは−4,5V)に比べて低い電
源電圧(3V以下)で駆動されるため、短チヤンネル効
果等微細化に伴う不具合を生じさせないようにFETの
定数の設定を行うことができるとともに、消費電力も大
幅に減らすことができる。As explained above, in the above embodiment, in an LSI in which bipolar transistor circuits and MOSFET circuits coexist, the bipolar transistor circuit section is configured with an NTL (non-threshold logic) type logic circuit, and the bipolar transistor circuit section and MOSFET circuit are configured. Department, EC
Although it is driven by the same power supply voltage lower than the L logic circuit,
Since the MOSFET circuit section is driven with a power supply voltage lower than that of the bipolar transistor circuit section, at least the MOSFET circuit section has a lower power supply voltage than the conventional ECL system power supply voltage (-5.2V or -4.5V). Since it is driven with a low power supply voltage (3V or less), the constant of the FET can be set to avoid problems associated with miniaturization such as short channel effects, and power consumption can be significantly reduced.
また、バイポーラトランジスタ回路部をNTL回路で構
成したので、電源電圧をECL系よりも低くしてもMO
S F ET回路と同一の電源電圧で駆動することがで
き、単一電源化が可能となる。In addition, since the bipolar transistor circuit section is configured with an NTL circuit, even if the power supply voltage is lower than that of the ECL system, MO
It can be driven with the same power supply voltage as the SFET circuit, making it possible to use a single power supply.
しかも、NTL回路はECL回路に比ベゲート遅延時間
が短く、構成素子数も少ないため、消費電力を増大させ
ることなく高速化および論理の大規模化を図ることがで
きる。Moreover, since the NTL circuit has a shorter gate delay time and fewer components than the ECL circuit, it is possible to increase the speed and scale the logic without increasing power consumption.
さらに、NTL系回路としてアクティブプルダウン回路
付きNTL回路を用いた場合には入力信号の変化時のみ
電流が流れるようになるとともに定電流源が不要なため
消費電力が更に低減するという効果がある。Furthermore, when an NTL circuit with an active pull-down circuit is used as the NTL circuit, current flows only when the input signal changes, and there is no need for a constant current source, which further reduces power consumption.
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。例えば、上記実施例では
クロックによるラッチ付きメモリに適用したが、外部入
力のラッチ回路を有しないメモリに適用できることはい
うまでもない。また、NTL回路は、2人力や3人カタ
イプのものに限定せず、1人力その他任意の入力数のN
TL回路とすることができる。Although the invention made by the present inventor has been specifically explained above based on Examples, it goes without saying that the present invention is not limited to the above Examples and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. Nor. For example, although the above embodiment is applied to a memory with a clock-based latch, it goes without saying that it can be applied to a memory that does not have a latch circuit for external input. In addition, NTL circuits are not limited to those powered by two or three people, but can be powered by one person or any number of inputs.
It can be a TL circuit.
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるメモリに適用したも
のについて説明したが、この発明はそれに限定されるも
のでなく、メモリ内蔵ゲートアレイやシングルチップマ
イコンその他バイポーラトランジスタ回路とMOS F
ET回路が混在するLSI一般に利用できる。In the above explanation, the invention made by the present inventor was mainly applied to memory, which is the field of application that formed the background of the invention. Microcontrollers and other bipolar transistor circuits and MOS F
Can be used in general LSIs that include ET circuits.
[発明の効果コ
本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである
。[Effects of the Invention] The effects obtained by typical inventions disclosed in this application are briefly explained below.
すなわち、MOSFET回路とバイポーラトランジスタ
論理回路が混在されてなるLSIにおいて、MOS F
ETの特性を劣化させたり論理回路のスピードを損な
うことなく消費電力を低減させることができる。In other words, in an LSI in which MOSFET circuits and bipolar transistor logic circuits are mixed, MOS FET circuits and bipolar transistor logic circuits are mixed.
Power consumption can be reduced without deteriorating the characteristics of the ET or reducing the speed of the logic circuit.
第1図(A)、(B)は本発明をメモリに適用した場合
の一実施例を示す概念図、
第2図(A)、(B)は本発明を論理付きメモリに適用
した場合の一実施例を示す概念図、第3図(A)〜(F
)はNTL系論理回路の構成例を示す回路図、
第4図(A)〜(D)はインタフェース部のECL−N
TLレベル変換回路の構成例を示す回路図、
第5図(A)〜(D)はインタフェース部のMC3−N
TLレベル変換回路の構成例を示す回路図、
第6図は本発明を適用して好適なメモリの一例を示すブ
ロック構成図、
第7図はその要部の具体的回路例を示す回路図、第8図
はラッチ回路の一例を示す論理回路図、第9図はそのラ
ッチ回路の構成に適したNTL回路の一例を示す回路図
、
第10図(A)〜(E)はMO8型メモリセルの構成例
を示す回路図、
第11図(A)〜(D)はバイポーラ型メモリセルの構
成例を示す回路図、
第12図(A)はECL論理回路の構成例を示す回路図
、
第12図(B)はCMOS論理回路の構成例を示す回路
図、
第12図(C)はB1−CMOS論理回路の構成例を示
す回路図、
第12図(D)はTTL論理回路の構成例を示す回路図
である。
l・・・・入力段、2・・・・出力段、M−ARY・・
・・メモリアレイ、PPP・・・・周辺回路、LAX。
LAY・・・・アドレスラッチ回路、MC・・・・メモ
リセル、SA・・・・センスアンプ。
第
2
図
IT)
I−11′?と
第
図
(B)
(C)
(E)
ee
ee
図
(D)
(F)
ee
ee
第
8
図
第
図
ee
ee
第
0
図
(A)
(8)
第
(A)
(C)
ee
図
(B)
(D)
eeFIGS. 1(A) and (B) are conceptual diagrams showing an embodiment of the present invention applied to a memory, and FIGS. 2(A) and (B) are conceptual diagrams showing an embodiment of the present invention applied to a memory with logic. Conceptual diagram showing one embodiment, FIGS. 3(A) to (F)
) is a circuit diagram showing a configuration example of an NTL logic circuit, and Figures 4 (A) to (D) are ECL-N of the interface section.
A circuit diagram showing a configuration example of a TL level conversion circuit, Figures 5 (A) to (D) are MC3-N of the interface section.
A circuit diagram showing a configuration example of a TL level conversion circuit, FIG. 6 is a block configuration diagram showing an example of a suitable memory to which the present invention is applied, FIG. 7 is a circuit diagram showing a specific circuit example of the main part, Fig. 8 is a logic circuit diagram showing an example of a latch circuit, Fig. 9 is a circuit diagram showing an example of an NTL circuit suitable for the latch circuit configuration, and Figs. 10 (A) to (E) are MO8 type memory cells. 11(A) to (D) are circuit diagrams showing an example of the structure of a bipolar memory cell. FIG. 12(A) is a circuit diagram showing an example of the structure of an ECL logic circuit. Figure 12 (B) is a circuit diagram showing an example of a configuration of a CMOS logic circuit, Figure 12 (C) is a circuit diagram showing an example of a configuration of a B1-CMOS logic circuit, and Figure 12 (D) is an example of a configuration of a TTL logic circuit. FIG. l...Input stage, 2...Output stage, M-ARY...
...Memory array, PPP...Peripheral circuit, LAX. LAY: Address latch circuit, MC: Memory cell, SA: Sense amplifier. Fig. 2 IT) I-11'? and Figure (B) (C) (E) ee ee Figure (D) (F) ee ee Figure 8 Figure ee ee Figure 0 Figure (A) (8) Figure (A) (C) ee Figure (B) ) (D)ee
Claims (1)
同一基板上に形成されてなる半導体集積回路装置におい
て、少なくとも上記MOSFET回路はその微細化の程
度に対応した電源電圧で駆動されるように構成されてい
ることを特徴とする半導体集積回路装置。 2、上記バイポーラトランジスタ回路は、ノンスレッシ
ヨールドロジック系の論理回路を基本に構成され、その
論理回路の動作を保持するのに十分であってかつMOS
FET回路部の微細化の程度に対応した電源電圧によっ
て上記バイポーラトランジスタ回路およびMOSFET
回路が駆動されるように構成されていることを特徴とす
る請求項1記載の半導体集積回路装置。 3、メモリアレイ部がMOSFET回路で構成され、そ
の周辺回路がバイポーラトランジスタ回路で構成され、
少なくとも上記メモリアレイ部は、それを構成するMO
SFETの微細化の程度に対応した電源電圧で駆動され
るように構成されていることを特徴とする半導体メモリ
。 4、上記周辺回路はノンスレッシヨールドロジック系の
論理回路を基本に構成され、その論理回路の動作を保持
するのに十分であってかつMOSFET回路部の微細化
の程度に対応した電源電圧によって上記バイポーラトラ
ンジスタ回路およびMOSFET回路が駆動されるよう
に構成されていることを特徴とする請求項3記載の半導
体メモリ。 5、バイポーラトランジスタ回路で構成されタ論理部を
具え、メモリアレイ部がMOSFET回路で構成され、
その周辺回路がバイポーラトランジスタ回路で構成され
、少なくとも上記メモリアレイ部は、それを構成するM
OSFETの微細化の程度に対応した電源電圧で駆動さ
れるように構成されていることを特徴とする請求項4記
載の論理付き半導体メモリ。 6、上記論理部が周辺回路と異なる形式の論理回路で構
成され、かつ異なる電源電圧で駆動されるようにされて
いるとともに、上記論理部と周辺回路との間には、信号
のレベルを変換して相互に伝達するインタフェース回路
が設けられていることを特徴とする請求項5記載の論理
付き半導体メモリ。[Claims] 1. In a semiconductor integrated circuit device in which a bipolar transistor circuit and a MOSFET circuit are formed on the same substrate, at least the MOSFET circuit is driven by a power supply voltage corresponding to the degree of miniaturization thereof. A semiconductor integrated circuit device comprising: 2. The above-mentioned bipolar transistor circuit is constructed based on a non-threshold logic type logic circuit, and is sufficient to maintain the operation of the logic circuit and is a MOS transistor.
The above-mentioned bipolar transistor circuit and MOSFET
2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the semiconductor integrated circuit device is configured to be driven. 3. The memory array section is composed of a MOSFET circuit, and its peripheral circuit is composed of a bipolar transistor circuit,
At least the memory array section includes MOs constituting it.
A semiconductor memory characterized in that it is configured to be driven with a power supply voltage corresponding to the degree of miniaturization of SFETs. 4. The above-mentioned peripheral circuit is basically configured with a non-threshold logic type logic circuit, and is powered by a power supply voltage that is sufficient to maintain the operation of the logic circuit and corresponds to the degree of miniaturization of the MOSFET circuit section. 4. The semiconductor memory according to claim 3, wherein the bipolar transistor circuit and the MOSFET circuit are configured to be driven. 5. It is composed of a bipolar transistor circuit and has a data logic section, and the memory array section is composed of a MOSFET circuit,
Its peripheral circuit is composed of a bipolar transistor circuit, and at least the memory array section is
5. The semiconductor memory with logic according to claim 4, wherein the semiconductor memory is configured to be driven with a power supply voltage corresponding to the degree of miniaturization of the OSFET. 6. The logic section is composed of logic circuits of a different type from the peripheral circuits, and is driven by a different power supply voltage, and there is no signal level conversion between the logic section and the peripheral circuits. 6. The semiconductor memory with logic according to claim 5, further comprising an interface circuit for mutually transmitting the data.
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---|---|---|---|
JP2023859A JPH03228368A (en) | 1990-02-02 | 1990-02-02 | Semiconductor integrated circuit device |
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---|---|---|---|
JP2023859A JPH03228368A (en) | 1990-02-02 | 1990-02-02 | Semiconductor integrated circuit device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03228368A true JPH03228368A (en) | 1991-10-09 |
Family
ID=12122166
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2023859A Pending JPH03228368A (en) | 1990-02-02 | 1990-02-02 | Semiconductor integrated circuit device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03228368A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0757476A (en) * | 1993-08-12 | 1995-03-03 | Nec Corp | Semiconductor memory integrated circuit |
US5872737A (en) * | 1996-11-01 | 1999-02-16 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor integrated circuit device in which influence of power supply noise on internal circuitry during operation of input/output buffer is prevented |
-
1990
- 1990-02-02 JP JP2023859A patent/JPH03228368A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0757476A (en) * | 1993-08-12 | 1995-03-03 | Nec Corp | Semiconductor memory integrated circuit |
US5872737A (en) * | 1996-11-01 | 1999-02-16 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor integrated circuit device in which influence of power supply noise on internal circuitry during operation of input/output buffer is prevented |
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