JPH09331238A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents
Semiconductor integrated circuitInfo
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- JPH09331238A JPH09331238A JP8147411A JP14741196A JPH09331238A JP H09331238 A JPH09331238 A JP H09331238A JP 8147411 A JP8147411 A JP 8147411A JP 14741196 A JP14741196 A JP 14741196A JP H09331238 A JPH09331238 A JP H09331238A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ゲート長のばらつきに対して基準パルスの幅の
ばらつきを抑える。
【解決手段】メモリ1内のいろいろの回路16、24等
を制御するのに使用する基準パルスB−PULSEを生
成する回路90を構成するパルス発生回路9、パルス伸
長回路10の各々が、入力パルス(クロックCLK0ま
たはパルスA−PULSE)を遅延する遅延回路と、そ
の出力とこの入力パルスから所望のパルス幅のパルスを
生成する論理ゲートにより構成される。この遅延回路に
属するトランジスタの製造時のゲート長のばらつきが、
生成される基準パルスB−PULSEのパルス幅の変動
に影響を与えるので、これらのトランジスタのゲート長
を同じ集積回路上の他の複数のトランジスタのゲート長
より大きくする。
(57) Abstract: A variation in the width of a reference pulse is suppressed with respect to a variation in a gate length. SOLUTION: Each of a pulse generation circuit 9 and a pulse expansion circuit 10 constituting a circuit 90 for generating a reference pulse B-PULSE used for controlling various circuits 16 and 24 in a memory 1 is an input pulse. A delay circuit for delaying (clock CLK0 or pulse A-PULSE), and a logic gate for generating a pulse having a desired pulse width from its output and this input pulse. Variation in gate length at the time of manufacturing transistors belonging to this delay circuit
Since it affects the variation of the pulse width of the generated reference pulse B-PULSE, the gate length of these transistors is made larger than the gate lengths of other transistors on the same integrated circuit.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、パルス生成回路を
有する、金属絶縁物トランジスタからなる半導体集積回
路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit having a pulse generation circuit and including a metal insulator transistor.
【0002】[0002]
【従来の技術】金属絶縁物トランジスタ(本明細書では
簡単化のためのMISトランジスタあるいは単にトラン
ジスタと呼ぶ)からなる従来の多くの半導体集積回路で
は、外部から与えられるクロック信号から、このクロッ
ク信号に対して所定のパルス幅を有する基準パルスを発
生する基準パルス発生回路を有し、この基準パルスに基
づいて、いろいろの駆動回路が複数の駆動パルスを生成
し、これらの複数の駆動パルスをこれらの駆動回路に共
通の被制御回路に供給する。これらの駆動パルスの間の
位相差が若干ずれても、上記被制御回路が正常に動作す
るように、それらの駆動パルスの立ち上がり時刻とパル
ス幅が定められる。2. Description of the Related Art In many conventional semiconductor integrated circuits composed of metal-insulator transistors (herein referred to as MIS transistors for simplification or simply transistors), an externally supplied clock signal is converted into this clock signal. On the other hand, it has a reference pulse generating circuit for generating a reference pulse having a predetermined pulse width, and based on this reference pulse, various drive circuits generate a plurality of drive pulses, and these plurality of drive pulses are generated by these drive pulses. It is supplied to a controlled circuit common to the drive circuit. Even if the phase difference between these drive pulses is slightly deviated, the rising time and pulse width of these drive pulses are determined so that the controlled circuit operates normally.
【0003】以下、このような半導体集積回路の例とし
て、スタティックランダムアクセスメモリ(以下、簡単
化のためのスタティックRAMと呼ぶ)を用いる。この
メモリでは、メモリセルアレーは複数のマットに分か
れ、それぞれのマットに対応する複数のワード線ドライ
バ、複数のYデコーダ、複数のプリチャージ回路が設け
られている。これらのマットに共通に、Xデコーダ、基
準パルス発生回路、アドレスパルス化回路、マットデコ
ーダ、センスアンプ、READ/WRITE切り替えス
イッチ、あるいはこれらのセンスアンプ、READ/W
RITE切り替えスイッチを制御する制御信号生成回路
などが設けられている。基準パルス発生回路には外部よ
りクロック信号が与えられ、制御信号生成回路には外部
から外部制御信号が与えられ、上記複数Yデコーダには
外部よりYアドレスが与えられ、上記Xデコーダには、
外部よりXアドレスが与えられる。Hereinafter, as an example of such a semiconductor integrated circuit, a static random access memory (hereinafter referred to as a static RAM for simplification) is used. In this memory, the memory cell array is divided into a plurality of mats, and a plurality of word line drivers, a plurality of Y decoders, and a plurality of precharge circuits corresponding to the respective mats are provided. Common to these mats, an X decoder, a reference pulse generation circuit, an address pulse conversion circuit, a mat decoder, a sense amplifier, a READ / WRITE switch, or these sense amplifiers, READ / W
A control signal generation circuit for controlling the RITE switch is provided. A clock signal is externally applied to the reference pulse generating circuit, an external control signal is externally applied to the control signal generating circuit, a Y address is externally applied to the plurality of Y decoders, and an X address is applied to the X decoder.
The X address is given from the outside.
【0004】基準パルス生成回路は、外部から与えられ
るクロック信号から、それに同期した、所定のパルス幅
のパルスを生成するパルス発生回路と、発生されたパル
スを伸長して、基準パルスを生成するパルス伸長回路が
使用される。The reference pulse generation circuit is a pulse generation circuit which generates a pulse having a predetermined pulse width in synchronization with an externally applied clock signal, and a pulse which extends the generated pulse to generate a reference pulse. A decompression circuit is used.
【0005】外部から与えられるマットアドレス信号を
プリデコード回路がプリデコードし、このプリデコード
されたマットアドレス信号をアドレスパルス化回路がパ
ルス化する。マットデコーダがパルス化されたマットア
ドレス信号を解読し、その解読結果を表す信号を、上記
複数のワード線ドライバ、複数のYデコーダ、複数のプ
リチャージ回路、制御信号生成回路に供給する。これら
の複数のワード線ドライバ、複数のYデコーダ、複数の
プリチャージ回路は、この基準パルスに応答して、ワー
ド線の駆動パルス、Yスイッチ駆動信号、プリチャージ
パルスを上記マットアドレス信号が指定するメモリマッ
トに供給する。さらに、上記制御信号生成回路は、マッ
トデコーダの出力パルスに応答して、上記センスアンプ
とREAD/WRITE切り替えスイッチにこれらを駆
動するパルスを供給する。また、プリチャージ信号は、
ワード線駆動パルスが終了した後に始まるように構成さ
れている。A predecode circuit predecodes an externally applied mat address signal, and the address pulse converting circuit pulses the predecoded mat address signal. The mat decoder decodes the pulsed mat address signal, and supplies a signal representing the decoded result to the plurality of word line drivers, the plurality of Y decoders, the plurality of precharge circuits, and the control signal generation circuit. In response to the reference pulse, the plurality of word line drivers, the plurality of Y decoders, and the plurality of precharge circuits specify the word line drive pulse, the Y switch drive signal, and the precharge pulse by the mat address signal. Supply to memory mat. Further, the control signal generation circuit supplies pulses for driving these to the sense amplifier and the READ / WRITE switch in response to the output pulse of the mat decoder. Also, the precharge signal is
It is configured to start after the word line drive pulse ends.
【0006】メモリの正常な動作のためには、各駆動パ
ルスが所定のタイミングで立ち上がり、所定のパルス幅
を有するものであることが必要である。しかし、実際に
は、半導体集積回路の製造時のトランジスタの寸法のば
らつきのために、各駆動パルスの立ち上がりタイミング
およびパルス幅が変動するので、一定の範囲内での変動
が生じてもメモリが正常に動作するように、上記複数の
駆動パルスの立ち上がりタイミングとパルス幅が定めら
れている。とくに、集積回路の製造時のばらつきにもか
かわらず、異なるパルスの立ち上がりタイミングが、相
対的に一致するように工夫されている。例えば、アドレ
スパル化回路には、基準パルスとプリデコードされたマ
ットアドレス信号が同じタイミングで供給されるよう
に、基準パルスの上記クロック信号に対する遅延と、上
記プリデコードされたマットアドレス信号の上記クロッ
ク信号に対する遅延とが、上記製造ばらつきに依らない
で実質的に同一となるように、これらの信号を生成する
回路およびこれらの信号を伝播する回路とが構成されて
いる。同様に、上記ワード線ドライバに供給される上記
マットデコーダによりデコードされた上記基準パルス
と、Xデコーダから上記ワード線ドライバに供給される
デコードされたXアドレスが実質的に同一のタイミング
となるように、これらの信号を生成する回路およびこれ
らの信号を伝播する回路が構成されている。In order for the memory to operate normally, it is necessary that each drive pulse rise at a predetermined timing and have a predetermined pulse width. However, in practice, the rise timing and pulse width of each drive pulse fluctuate due to variations in transistor dimensions during the manufacture of semiconductor integrated circuits, so even if fluctuations occur within a certain range, the memory will operate normally. The rising timings and pulse widths of the plurality of drive pulses are determined so as to operate in the above manner. In particular, it is devised so that the rising timings of different pulses are relatively coincident with each other, despite variations in manufacturing the integrated circuit. For example, the address pulse conversion circuit delays the reference pulse with respect to the clock signal and the clock of the predecoded mat address signal so that the reference pulse and the predecoded mat address signal are supplied at the same timing. The circuit for generating these signals and the circuit for propagating these signals are configured such that the delay with respect to the signals is substantially the same regardless of the manufacturing variation. Similarly, the reference pulse decoded by the matte decoder supplied to the word line driver and the decoded X address supplied from the X decoder to the word line driver have substantially the same timing. , A circuit for generating these signals and a circuit for propagating these signals are configured.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】上記メモリは、比較的
低速の、例えば、60Mhzのクロックで使用すると正
常に動作するが、このメモリを、より高速の、たとえ
ば、100Mhzのクロックでもって駆動しようとし
て、本発明者は次ぎの問題を見いだした。すなわち、従
来の基準パルスの生成回路では、上記半導体集積回路の
製造ばらつきに起因する、生成される基準パルスが有す
るパルス幅の変動が、上記高速のクロックでは、正常な
メモリ動作を阻害することが生じる。具体的には、上記
半導体集積回路の製造ばらつきに起因する基準パルスの
パルス幅の変動範囲の内の最小のパルス幅を上記基準パ
ルスが有するときには、ワード線駆動パルスのパルス幅
が、メモリセルへのデータの書き込みを完了するに必要
なパルス幅より短くなる。また、基準パルスのパルス幅
が上記変動範囲内の最大のパルス幅を有するときには、
プリチャージパルスのパルス幅が、プリチャージの完了
に必要な幅より短くなる。The above memory operates normally when used with a relatively low speed clock, for example 60 Mhz, but it is attempted to drive this memory with a higher speed clock, for example 100 Mhz. , The present inventor found the following problem. That is, in the conventional reference pulse generation circuit, fluctuations in the pulse width of the generated reference pulse due to manufacturing variations in the semiconductor integrated circuit may impair normal memory operation at the high-speed clock. Occurs. Specifically, when the reference pulse has a minimum pulse width within the variation range of the pulse width of the reference pulse due to manufacturing variations of the semiconductor integrated circuit, the pulse width of the word line drive pulse is transferred to the memory cell. The pulse width becomes shorter than the pulse width required to complete the writing of data. Further, when the pulse width of the reference pulse has the maximum pulse width within the above fluctuation range,
The pulse width of the precharge pulse becomes shorter than the width required to complete the precharge.
【0008】このような問題は、上記メモリに限らず、
基準パルス発生回路を有し、この回路により生成される
基準パルスに基づいて、いろいろの駆動回路が複数の駆
動パルスを生成し、これらの複数の駆動パルスをこれら
の駆動回路に共通の被制御回路に供給するように構成さ
れている前述した一般の半導体集積回路にも当てはま
る。Such a problem is not limited to the above memory,
A reference pulse generation circuit is provided, and various drive circuits generate a plurality of drive pulses based on the reference pulse generated by this circuit, and the plurality of drive pulses are controlled circuits common to these drive circuits. The same applies to the general semiconductor integrated circuit described above which is configured to be supplied to the semiconductor integrated circuit.
【0009】本発明の目的は、高速なクロックで動作す
るときにも、半導体集積回路の製造ばらつきに起因する
パルス幅の変動が少ない基準パルスを利用できる、高速
動作に適した半導体集積回路およびそれに適したパルス
生成回路を提供することである。An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit suitable for high-speed operation, in which a reference pulse having a small pulse width variation due to manufacturing variations of the semiconductor integrated circuit can be used even when operating with a high-speed clock, and the same. It is to provide a suitable pulse generation circuit.
【0010】本発明のより具体的な目的は、高速なクロ
ックで動作するときにも、半導体集積回路の製造ばらつ
きにもかかわらず、ワード線へのデータ書き込み期間お
よびプリチャージ時間を確保できる半導体集積回路メモ
リを提供することである。A more specific object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit capable of securing a data writing period and a precharge period for a word line even when operating with a high-speed clock, despite manufacturing variations of the semiconductor integrated circuit. It is to provide a circuit memory.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明による半導体集積回路では、パルス生成回
路を構成する複数のトランジスタの内、半導体集積回路
の製造時にゲート長がばらついた場合に、生成すべきパ
ルスのパルス幅を変動させる複数のトランジスタのゲー
ト長が、この回路を含む半導体集積回路内の他の複数の
トランジスタのゲート長より長くなるように、この集積
回路内のトランジスタのゲート長が設定される。In order to solve the above-mentioned problems, in the semiconductor integrated circuit according to the present invention, in the case where the gate length varies among the plurality of transistors forming the pulse generation circuit at the time of manufacturing the semiconductor integrated circuit. In order that the gate lengths of the plurality of transistors that change the pulse width of the pulse to be generated are longer than the gate lengths of the other plurality of transistors in the semiconductor integrated circuit including this circuit, The gate length is set.
【0012】本発明のより具体的な態様は、このパルス
生成回路は、クロック信号を遅延する遅延回路と、この
遅延されたクロック信号から所定のパルス幅のパルスを
生成するための少なくとも一つの論理ゲートを有し、上
記遅延回路を構成する複数のトランジスタのゲート長
が、この半導体集積回路の他の複数のトランジスタより
も長い。According to a more specific aspect of the present invention, the pulse generation circuit delays a clock signal, and at least one logic for generating a pulse having a predetermined pulse width from the delayed clock signal. The gate length of the plurality of transistors that have gates and constitute the delay circuit is longer than that of the other plurality of transistors of this semiconductor integrated circuit.
【0013】本発明の他のより具体的な態様は、この生
成されたパルスに応答し、同一の被制御回路に印加すべ
き複数の駆動パルスを生成する複数の駆動回路を有し、
上記複数の駆動パルスは、所定のパルス幅以上のパルス
幅を有すべき第1の駆動パルスと、該第1の駆動パルス
が終了した時点で印加されるべき、所定のパルス幅以上
のパルス幅を有すべき第2の駆動パルスを含む。Another more specific aspect of the present invention has a plurality of drive circuits which generate a plurality of drive pulses to be applied to the same controlled circuit in response to the generated pulses.
The plurality of drive pulses include a first drive pulse that should have a pulse width of a predetermined pulse width or more, and a pulse width of a predetermined pulse width or more that should be applied when the first drive pulse ends. A second drive pulse which should have
【0014】本発明のさらに他の具体的な態様は、クロ
ック信号に応答し、上記クロック信号と上記基準パルス
の上記時間差を有する他のクロック信号を発生するため
の、複数のMISトランジスタからなるクロック信号発
生回路と、被制御回路をアクセスするのに使用すべきア
クセス用信号を、該他のクロック信号に応答して、取り
込み、出力する信号出力回路と、上記基準パルスと該信
号出力回路により与えられる上記アクセス用信号に応答
して、上記基準パルスが有効な期間に上記アクセス用信
号を表す制御パルスを生成するパルス化回路と、それぞ
れ上記制御パルスに応答し、上記被制御回路に印加され
るべき複数の駆動パルスの一つをそれぞれ生成するため
の、それぞれ複数のMISトランジスタからなる複数の
駆動回路とを有する。Still another specific aspect of the present invention is a clock composed of a plurality of MIS transistors for generating another clock signal in response to a clock signal and having the time difference between the clock signal and the reference pulse. A signal output circuit that takes in and outputs an access signal to be used for accessing the signal generation circuit and the controlled circuit in response to the other clock signal, and the reference pulse and the signal output circuit. A pulsing circuit that generates a control pulse that represents the access signal during a period in which the reference pulse is valid, in response to the access signal, and is applied to the controlled circuit in response to the control pulse. A plurality of drive circuits each including a plurality of MIS transistors for generating one of a plurality of drive pulses to be generated. .
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】図1は半導体集積回路内に形成さ
れた本発明による同期型スタティックRAMを示す。こ
のメモリは、MISトランジスタとして、PMOSトラ
ンジスタとNMOSトランジスタを使用するCMOS回
路により構成される。本実施の形態では、従来と同様
に、互いに同期して供給されるべき二つの信号を伝播す
る経路における論理ゲート段数をほぼ等しくなるように
することにより、半導体集積回路の製造時のばらつきに
よる論理ゲートの遅延時間が変動した場合でも、これら
の信号の間に相対的な遅延が生じないようにしている。
本実施の形態では、さらに、集積回路の製造ばらつきに
よるMOSトランジスタのゲート長の変動に起因する、
いろいろのパルスのパルス幅の変動を低減するように構
成されている。すなわち、これらのパルスの生成に使用
される、基準パルス発生回路96により生成される基準
パルスのパルス幅の変動を低減するように、この回路9
6内の、基準パルスのパルス幅を支配するMOSトラン
ジスタのゲート長をこの半導体集積回路内の他の複数の
MOSトランジスタのゲート長よりも大きくしている。
本実施例では、これらの他のトランジスタのゲート長は
同じ長さであるが、その使用目的によっては一部異なる
ゲート長であってもよい。以下、これらの2種のゲート
長をL1、L0で表し、さらに、拡大ゲート長、基準ゲ
ート長と呼ぶことがある。FIG. 1 shows a synchronous static RAM according to the present invention formed in a semiconductor integrated circuit. This memory is composed of a CMOS circuit using a PMOS transistor and an NMOS transistor as the MIS transistor. In the present embodiment, as in the conventional case, the number of logic gate stages in the paths for propagating two signals to be supplied in synchronization with each other is made substantially equal, so that the logic due to variations in manufacturing of the semiconductor integrated circuit is caused. Even if the delay time of the gate fluctuates, a relative delay does not occur between these signals.
In the present embodiment, further, due to the variation in the gate length of the MOS transistor due to the manufacturing variation of the integrated circuit,
It is configured to reduce variations in pulse width of the various pulses. That is, this circuit 9 is used to reduce variations in the pulse width of the reference pulse generated by the reference pulse generation circuit 96, which is used to generate these pulses.
The gate length of the MOS transistor which controls the pulse width of the reference pulse in 6 is made larger than the gate lengths of the other MOS transistors in this semiconductor integrated circuit.
In this embodiment, the gate lengths of these other transistors are the same, but they may have different gate lengths depending on the purpose of use. Hereinafter, these two types of gate lengths are represented by L1 and L0, and may be referred to as an expanded gate length and a reference gate length.
【0016】このメモリは、複数のメモリマット17か
らなる。ここではこのマット数は128と仮定する。こ
のメモリに使用するクロックは高速のクロック、例え
ば、100Mhzのクロックと仮定する。クロック、外
部制御信号、マットアドレス信号、Yアドレス信号およ
びXアドレス信号はそれぞれ入力バッファ2A、2B、
2C、2D、2Eを通して入力される。また、入出力信
号は、入力バッファ2F、出力バッファ3を通して入力
または出力される。このメモリは複数のメモリマット1
7からなり、それぞれに対して、Yデコーダ13、Yス
イッチ14、ワード線ドライバ16、プリチャージ回路
24が設けられ、これらの回路以外の回路がこれらの複
数のメモリマットに対して共通に設けられている。マッ
トアドレス信号はマットを選択するための信号であり、
Xアドレスはそのマット上のワード線を選択するための
信号であり、Yアドレスは、そのマット上のYスイッチ
14を選択するための信号であり、外部制御信号は、セ
ンスアンプ19等を制御するための信号である。This memory comprises a plurality of memory mats 17. Here, this mat number is assumed to be 128. The clock used for this memory is assumed to be a high speed clock, for example, a 100 Mhz clock. The clock, the external control signal, the mat address signal, the Y address signal, and the X address signal are input buffers 2A and 2B, respectively.
It is input through 2C, 2D and 2E. The input / output signal is input or output through the input buffer 2F and the output buffer 3. This memory has multiple memory mats 1
7, a Y decoder 13, a Y switch 14, a word line driver 16, and a precharge circuit 24 are provided for each of them, and circuits other than these circuits are provided in common for these plurality of memory mats. ing. The mat address signal is a signal for selecting the mat,
The X address is a signal for selecting the word line on the mat, the Y address is a signal for selecting the Y switch 14 on the mat, and the external control signal controls the sense amplifier 19 and the like. Is a signal for.
【0017】クロック分岐回路23は、入力後のクロッ
クCLK0を遅延させるための、ともに基準ゲート長を
もつMOSトランジスタで構成された3段、6段、7
段、8段の論理ゲート列を有し、それぞれの論理ゲート
列により遅延されたクロックCLK3、CLK6、CL
K7、CLK8を生成する。The clock branch circuit 23 is composed of MOS transistors each having a reference gate length for delaying the input clock CLK0.
Clocks CLK3, CLK6, CL delayed by respective logic gate rows
K7 and CLK8 are generated.
【0018】基準パルス発生回路96は、クロック分岐
回路23により生成された遅延されたクロックCLK3
から、所定のパルス幅を有する基準パルスB−PULS
Eを生成するもので、パルス発生回路9とパルス伸長回
路10とからなる。これらの回路の詳細は後に説明す
る。The reference pulse generation circuit 96 has a delayed clock CLK3 generated by the clock branch circuit 23.
From the reference pulse B-PULS having a predetermined pulse width
It generates E and includes a pulse generation circuit 9 and a pulse expansion circuit 10. Details of these circuits will be described later.
【0019】プリデコーダ4Cは入力バッファ2Cから
入力されたマットアドレスの一部のビットをデコードす
る部分デコーダとして動作する。他のプリデコーダ4
D,4Eも同様である。レジスタ6はクロックCLK8
に応答して、プリデコーダ4Cの解読結果を保持し、こ
のクロックに同期してマットアドレスMATADDを出
力する。アドレスパルス化回路11は、2段の論理ゲー
ト列90を経由してレジスタ6より供給されるマットア
ドレスMATADDを、基準パルス生成回路960より
4段の論理ゲート列91を経て供給される基準パルスB
−PULSEによりパルス化し、基準パルスB−PUL
SEと同じパルス幅のマットアドレス信号を出力する。
この回路は、図4に示されるように、マットアドレスM
ATADDおよびパルスB−PULSEが入力されるN
ANDゲートNAND5と、それに接続されたインバー
タINV4とよりなる。これらの論理ゲート列90、9
1および後に述べる論理ゲート列93、94、95は、
信号の伝播時間を調整するためのものである。マットデ
コーダ12は、このパルス化されたマットアドレス信号
ADD−PULSEを解読して128個のマット17か
ら32個のメモリマットを同時に選択し、それらの選択
されたメモリマットに対応する32個のワード線ドライ
バ16を論理ゲート列92を介して起動する。The predecoder 4C operates as a partial decoder for decoding some bits of the mat address input from the input buffer 2C. Other predecoder 4
The same applies to D and 4E. Register 6 is clock CLK8
In response to this, the decoding result of the predecoder 4C is held, and the mat address MATADD is output in synchronization with this clock. The address pulse converting circuit 11 supplies the mat address MATADD supplied from the register 6 via the two-stage logic gate array 90, and the reference pulse B supplied from the reference pulse generating circuit 960 via the four-stage logic gate array 91.
-PULSE pulsed, reference pulse B-PUL
A mat address signal with the same pulse width as SE is output.
This circuit, as shown in FIG.
N to which ATADD and pulse B-PULSE are input
It is composed of an AND gate NAND5 and an inverter INV4 connected to it. These logic gate columns 90, 9
1 and the logic gate trains 93, 94 and 95 described later are
It is for adjusting the propagation time of the signal. The mat decoder 12 decodes the pulsed mat address signal ADD-PULSE to simultaneously select 32 memory mats from 128 mats 17 and 32 word corresponding to the selected memory mats. The line driver 16 is activated via the logic gate array 92.
【0020】プリデコーダ4Eは、入力バッファ2Eか
ら入力されたXアドレス信号を解読し、レジスタ8はク
ロックCLK8に応答して、この解読結果を保持し、こ
のクロックに同期してXアドレス信号を出力する。Xデ
コーダ15は2段の論理ゲート列95を介して与えられ
るこのXアドレス信号を解読して、解読結果信号XAD
Dをワード線ドライバ16に供給する。ワード線ドライ
バ16は、この解読結果信号XADDをパルス化された
マットアドレス信号ADD−PULSEによりパルス化
し、パルス化されたマットアドレスADD−PULSE
と同じパルス幅のパルスを出力する。すなわち、マット
アドレス信号ADD−PULSEにより選択されたメモ
リマットの各々内の、解読結果信号XADDで指定され
るワード線に、このマットアドレス信号ADD−PUL
SEが有効な期間有効となるワード線駆動パルスWOR
Dを供給する。こうして、そのワード線に接続されたメ
モリセルの読み出しが起動される。The predecoder 4E decodes the X address signal input from the input buffer 2E, the register 8 holds the decoded result in response to the clock CLK8, and outputs the X address signal in synchronization with this clock. To do. The X decoder 15 decodes this X address signal supplied through the two-stage logic gate array 95, and outputs the decoded result signal XAD.
D is supplied to the word line driver 16. The word line driver 16 pulsates the decoding result signal XADD with the pulsed mat address signal ADD-PULSE, and the pulsed mat address ADD-PULSE.
Outputs a pulse with the same pulse width as. That is, the word line designated by the decoding result signal XADD in each of the memory mats selected by the mat address signal ADD-PULSE is added to the mat address signal ADD-PULSE.
Word line drive pulse WOR that is valid while SE is valid
Supply D. Thus, the reading of the memory cell connected to the word line is activated.
【0021】プリデコーダ4Dは、入力バッファ2Dか
ら入力されたYアドレス信号を解読し、レジスタ7はク
ロックCLK8に応答して、この解読結果を保持し、こ
のクロックに同期してYアドレス信号を出力する。12
8個のYデコーダ15の内、2段の論理ゲート列92、
3段の論理ゲート列93を介して与えられるパルス化さ
れたマットアドレス信号ADD−PULSEで選択され
た32個のYデコーダの各々は、それぞれに対応するY
スイッチ14をこのYアドレス信号に従って起動する。The predecoder 4D decodes the Y address signal input from the input buffer 2D, the register 7 holds the decoded result in response to the clock CLK8, and outputs the Y address signal in synchronization with this clock. To do. 12
Of the eight Y decoders 15, two stages of logic gate arrays 92,
Each of the 32 Y decoders selected by the pulsed mat address signal ADD-PULSE provided via the three-stage logic gate array 93 has a Y corresponding thereto.
The switch 14 is activated according to this Y address signal.
【0022】レジスタ5は入力バッファ2Bから入力さ
れた外部制御信号をクロックCLK7に同期して取り込
む。制御信号生成回路18は、マットアドレスデコーダ
12から2段の論理ゲート列94を介して供給されるパ
ルス化されたマットアドレス信号MATADDにより、
レジスタ5から供給されるこの外部制御信号をパルス化
し、センスアンプ19、Read/Write切り替え
スイッチ20等の制御信号を生成する。The register 5 fetches the external control signal input from the input buffer 2B in synchronization with the clock CLK7. The control signal generation circuit 18 receives the pulsed mat address signal MATADD supplied from the mat address decoder 12 via the two-stage logic gate array 94.
This external control signal supplied from the register 5 is pulsed to generate control signals for the sense amplifier 19, the Read / Write switch 20, and the like.
【0023】マットデコーダ12からの出力MATAD
Dは2段の論理ゲート列92を通りプリチャージ活性化
信号PRE−PULSEとしてプリチャージ回路24に
入力される。プリチャージ回路24はPMOSだけで構
成されており、PRE−PULSEがそのPMOSのゲ
ートに入力され、そのPMOSのソース側には電源、ド
レイン側にはデータ線が接続されている。よって、PR
E−PULSEがローレベルになると、そのPMOSが
活性化し、プリチャージが開始される。Output MATAD from mat decoder 12
D is input to the precharge circuit 24 as a precharge activation signal PRE-PULSE through the two-stage logic gate array 92. The precharge circuit 24 is composed of only a PMOS, PRE-PULSE is input to the gate of the PMOS, the power source is connected to the source side of the PMOS, and the data line is connected to the drain side. Therefore, PR
When E-PULSE goes low, the PMOS is activated and precharge is started.
【0024】選択された32個のメモリマット17の各
々からそれぞれ読み出された32個のデータは、選択さ
れた32個のYスイッチ14を通してセンスアンプ19
に入力され、レジスタ21に入り、CLK6に同期して
出力バッファ3に入力される。読み出し後は、ワード線
が非選択(マットアドレスが非選択)になるとプリチャ
ージ回路24が活性化し、データ線がプリチャージされ
る。また、メモリマット17への書き込みデータは入力
バッファ2を通してレジスタ22にクロックCLK7に
同期して取り込まれ、Read/Write切り替えス
イッチ20、選択されたYスイッチ14を通してメモリ
セルマット17に書き込まれる。書き込み後は、ワード
線が非選択(マットアドレスが非選択)になるとプリチ
ャージ回路24が活性化し、データ線がプリチャージさ
れる。The 32 pieces of data read out from each of the 32 selected memory mats 17 pass through the 32 selected Y switches 14 and the sense amplifier 19
Is input to the register 21, and is input to the output buffer 3 in synchronization with CLK6. After reading, when the word line is deselected (the mat address is deselected), the precharge circuit 24 is activated and the data line is precharged. Further, the write data to the memory mat 17 is taken into the register 22 through the input buffer 2 in synchronization with the clock CLK7, and is written to the memory cell mat 17 through the Read / Write changeover switch 20 and the selected Y switch 14. After the writing, when the word line is deselected (the mat address is deselected), the precharge circuit 24 is activated and the data line is precharged.
【0025】図5に、以上に説明したいくつかのパルス
の波形を示す。図において、点線は、半導体集積回路の
製造時のばらつきによる、これらのパルスの始点および
終点が変動する模様を示す。プリチャージ活性化信号P
RE−PULSE以外のパルスの始点およびこのパルス
PRE−PULSEの終点の変動は、製造ばらつきによ
る、それらのパルスの伝播経路を構成する論理ゲートの
トランジスタにおける伝播遅延時間のばらつきによる。
一方、プリチャージ活性化信号PRE−PULSE以外
のパルスの終点およびこのパルスPRE−PULSEの
始点の変動は、上に述べたそれらのパルスの始点の変動
とともに、製造ばらつきによる、それらのパルスの生成
の元となった、基準パルスBーPULSEのパルス幅の
ばらつきによる。FIG. 5 shows waveforms of some of the pulses described above. In the figure, the dotted line shows that the starting point and the ending point of these pulses change due to variations in manufacturing the semiconductor integrated circuit. Precharge activation signal P
The fluctuations of the starting point of the pulse other than RE-PULSE and the ending point of this pulse PRE-PULSE are due to variations in the propagation delay time in the transistors of the logic gates that constitute the propagation path of those pulses due to variations in manufacturing.
On the other hand, the end points of the pulses other than the precharge activation signal PRE-PULSE and the variation of the starting point of the pulse PRE-PULSE are caused by the variation of the starting points of the pulses described above and the generation of those pulses due to manufacturing variations. This is due to variations in the pulse width of the reference pulse B-PULSE, which is the original.
【0026】ワード線パルスの幅は、メモリセルへの書
き込みを考慮するとある一定値以上必要である。よっ
て、できるだけワード線へのデータ書き込みのマージン
を確保するために、基準パルス生成回路96で生成する
基準パルスBーPULSEの幅を最大限利用してワード
線駆動パルスWORDを生成するのが良い。もし、基準
パルスB−PULSEがマットアドレスMATADDよ
り早くアドレスパルス化回路11に入力するか、また
は、パルス化されたアドレスADD−PULSEがXア
ドレスXADDより早くワード線ドライバ16に入力す
ると、結果的にワード線駆動パルスWORDのパルス幅
が短くなり、メモリセルへのデータ書き込みに対するマ
ージンを削ることになる。The width of the word line pulse needs to be a certain value or more in consideration of writing to the memory cell. Therefore, in order to secure a margin for writing data to the word line as much as possible, it is preferable to generate the word line drive pulse WORD by making maximum use of the width of the reference pulse B-PULSE generated by the reference pulse generation circuit 96. If the reference pulse B-PULSE is input to the address pulse conversion circuit 11 earlier than the mat address MATDDD, or the pulsed address ADD-PULSE is input to the word line driver 16 earlier than the X address XADD, the result is as follows. The pulse width of the word line drive pulse WORD becomes short, which reduces the margin for writing data to the memory cell.
【0027】また、データ線のプリチャージ時間確保の
ためにはワード線をなるべく早く閉じ、データ線のプリ
チャージをなるべく早く始めるのがよい。例えば、基準
パルスB−PULSEがマットアドレスMATADDよ
りも遅れると、プリチャージ活性化信号PRE−PUL
SEが遅れ、結果的にプリチャージ開始時間が遅くな
り、データ線プリチャージ時間が削減されてしまう。To secure the precharge time of the data line, it is preferable to close the word line as soon as possible and start precharging the data line as soon as possible. For example, when the reference pulse B-PULSE lags behind the mat address MATADD, the precharge activation signal PRE-PUL
SE is delayed, and as a result, the precharge start time is delayed and the data line precharge time is reduced.
【0028】さらに、本実施の形態では、ワード線ドラ
イバ16は、パルス化されたマットアドレスADD−P
ULSEおよびXアドレス信号XADDが入力される一
段のNORゲートでもって選択されたワード線を起動
し、さらに、プリチャージ回路24は、プリチャージ活
性化信号PRE−PULSEが入力されるPMOSによ
りデータ線をプリチャージするので、ワード線ドライバ
16およびプリチャージ回路24による信号伝播遅延時
間はいずれも論理ゲート一段の遅延となる。パルス化さ
れたマットアドレスADD−PULSEがXアドレスX
ADDよりも遅れると、ワード線駆動パルスWORDと
プリチャージ活性化信号PRE−PULSEのタイミン
グがずれ、WORDが立ち上がっているときにプリチャ
ージが始まり、データが壊れる可能性が出てくる。Further, in the present embodiment, the word line driver 16 uses the pulsed mat address ADD-P.
ULSE and the X address signal XADD are input to activate the selected word line by the NOR gate, and the precharge circuit 24 further activates the data line by the PMOS to which the precharge activation signal PRE-PULSE is input. Since the precharge is performed, the signal propagation delay time by the word line driver 16 and the precharge circuit 24 is one logic gate delay. The pulsed mat address ADD-PULSE is the X address X
If it is delayed from ADD, the timings of the word line drive pulse WORD and the precharge activation signal PRE-PULSE are deviated, precharge is started when WORD is rising, and data may be corrupted.
【0029】この結果、アドレスパルス化回路11で
は、パルス発生回路9及び伸長回路10で生成され基本
パルス(B−PULSE)とマットアドレス信号(MA
TADD)、ワード線ドライバ16では、パルス化され
たマットアドレス信号(ADD−PULSE)とXアド
レス信号(XADD)を同時入力するのが最もマージン
がとれるタイミングとなる(図8)。As a result, in the address pulse conversion circuit 11, the basic pulse (B-PULSE) generated by the pulse generation circuit 9 and the expansion circuit 10 and the mat address signal (MA) are generated.
In the TADD) and the word line driver 16, it is the timing with the largest margin that the pulsed mat address signal (ADD-PULSE) and the X address signal (XADD) are simultaneously input (FIG. 8).
【0030】従って、本実施の形態では、図58から分
かるように、上記伝播遅延時間のばらつきにもかかわら
ず、基準パルスB−PULSEおよびマットアドレスが
アドレスパルス化回路11に同じ時刻に到着するよう
に、それぞれのパルスの伝播経路が構成されている。同
様に、アドレスパルスADDーPULSEとパルス化さ
れたXアドレスXADDとがワード線ドライバ16に同
じ時刻に到着するように、これらの信号の伝播経路が構
成されている。さらに、前述の通り、プリチャージ回路
24はPMOSでもってデータ線を起動するので、パル
ス化されたマットアドレスADD−PULSEの始点が
ワード線ドライバ16に到着する時刻に、プリチャージ
活性化信号PRE−PULSEの終点がプリチャージ回
路24に到着し、パルス化されたマットアドレスADD
−PULSEの終点がワード線ドライバ16に到着する
時刻に、プリチャージ活性化信号PRE−PULSEの
始点がプリチャージ回路24に到着するようにこれらの
信号の伝播経路が構成されている。Therefore, in this embodiment, as can be seen from FIG. 58, the reference pulse B-PULSE and the mat address arrive at the address pulsing circuit 11 at the same time despite the variation in the propagation delay time. In addition, the propagation path of each pulse is configured. Similarly, the propagation paths of these signals are configured such that the address pulse ADD-PULSE and the pulsed X address XADD arrive at the word line driver 16 at the same time. Further, as described above, since the precharge circuit 24 activates the data line by the PMOS, the precharge activation signal PRE- is activated at the time when the start point of the pulsed mat address ADD-PULSE reaches the word line driver 16. The end point of PULSE arrives at the precharge circuit 24, and the pulsed mat address ADD
The propagation paths of these signals are configured such that the start point of the precharge activation signal PRE-PULSE reaches the precharge circuit 24 at the time when the end point of -PULSE reaches the word line driver 16.
【0031】具体的には、本実施の形態では、基準パル
スB−PULSEをアドレスパルス化回路11に転送す
る経路の遅延時間は、外部から供給されるクロックを供
給するタイミングを基準に考えると、入力バッファ2A
内の論理ゲート1段、クロック分岐回路23によりクロ
ックCLK3をレジスタ5に供給するための論理ゲート
3段、基準パルス発生回路960内の論理ゲート4段
(これは具体的には、パルス発生回路9内のインバータ
INV1、NORゲートNOR1(図2)、およびパル
ス伸長回路10内のインバータINV2、NANDゲー
トNAND2(図2)(図3)から構成される)、論理
ゲート列9内の4段からなる合計12段の論理ゲートに
よる遅延である。Specifically, in the present embodiment, considering the delay time of the path for transferring the reference pulse B-PULSE to the address pulse conversion circuit 11 with reference to the timing of supplying the clock supplied from the outside, Input buffer 2A
Of the logic gates, three stages of logic gates for supplying the clock CLK3 to the register 5 by the clock branch circuit 23, and four stages of logic gates in the reference pulse generation circuit 960 (specifically, the pulse generation circuit 9). Inverter INV1 in FIG. 2, NOR gate NOR1 (FIG. 2), inverter INV2 in pulse expansion circuit 10, NAND gate NAND2 (FIG. 2) (FIG. 3), and four stages in logic gate array 9 This is a delay due to a total of 12 stages of logic gates.
【0032】一方、マットアドレスをアドレスパルス化
回路11に転送する経路は、入力バッファ2B内の論理
ゲート1段、クロック分岐回路23によりクロックCL
K8を生成するための論理ゲート8段、レジスタ6内の
論理ゲート1段、論理ゲート列91内の2段の論理ゲー
トによる合計12段の論理ゲートによる遅延であり、先
の基準パルスB−PULSEに対する遅延と同じ段数の
論理ゲートによる遅延である。これらの論理ゲートは、
全て基準のゲート長を有し、半導体製造ばらつきにかか
わらず、これらの信号がアドレスパルス化回路の遅延は
実質的に同じになる。On the other hand, the path for transferring the matte address to the address pulse converting circuit 11 is one stage of the logic gate in the input buffer 2B, and the clock CL by the clock branching circuit 23.
It is a delay due to a total of 12 logic gates by 8 logic gates for generating K8, 1 logic gate in the register 6, and 2 logic gates in the logic gate array 91, and the reference pulse B-PULSE Is a delay due to the same number of logic gates as the delay for. These logic gates are
All have standard gate lengths, and these signals have substantially the same delay in the address pulse circuit regardless of semiconductor manufacturing variations.
【0033】また、パルス化されたアドレスADD−P
ULSEをワード線ドライバ16に入力するまでの転送
経路の遅延時間は、同様に外部から供給されるクロック
を供給するタイミングを基準に考えると、上記基準パル
スB−PULSEをアドレスパルス化回路11に転送す
るまでの12段の論理ゲートと、アドレスパルス化回路
11内の2段の論理ゲート、マットデコーダ12内の論
理ゲート2段、論理ゲート列92内の2段の論理ゲート
からなる18段の論理ゲートによる遅延である。一方、
Xアドレス信号が外部から供給されるクロックと同じタ
イミングで供給されるべき信号と仮定し、このクロック
供給タイミングを基準にXアドレス信号をワード線ドラ
イバ16に転送するまでの転送経路の遅延時間を評価す
ると、この遅延時間は、入力バッファ2E内の論理ゲー
ト1段、クロック分岐回路23からクロックCLK8を
レジスタ8に供給するための8段の論理ゲート、レジス
タ8内の論理ゲート1段、論理ゲート列95内の2段の
論理ゲート、Xデコーダ15内の3段の論理ゲートから
なる論理ゲート15段によるものであり、パルスADD
−PULSEをワード線ドライバ16に入力するまでの
転送経路の遅延時間とほぼ同じ段数の論理ゲートによる
遅延である。3段の段数の違いは、配線距離の差による
ものであり、実質的な遅延は同じである。これらの論理
ゲートは、全て基準のゲート長を有し、半導体製造ばら
つきにかかわらず、これらの信号がアドレスパルス化回
路の遅延は実質的に同じになる。Further, the pulsed address ADD-P
Similarly, regarding the delay time of the transfer path until ULSE is input to the word line driver 16, the reference pulse B-PULSE is transferred to the address pulse conversion circuit 11 when the timing of supplying the clock supplied from the outside is considered as a reference. 18 stages of logic gates consisting of 12 stages of logic gates, 2 stages of logic gates in the address pulse conversion circuit 11, 2 stages of logic gates in the mat decoder 12, and 2 stages of logic gates in the logic gate array 92. It is the delay due to the gate. on the other hand,
Assume that the X address signal is supplied at the same timing as the externally supplied clock, and evaluate the delay time of the transfer path until the X address signal is transferred to the word line driver 16 based on this clock supply timing. Then, the delay time is one logic gate in the input buffer 2E, eight logic gates for supplying the clock CLK8 from the clock branch circuit 23 to the register 8, one logic gate in the register 8, and one logic gate array. This is due to 15 stages of logic gates consisting of 2 stages of logic gates in 95 and 3 stages of logic gates in the X decoder 15.
-The delay is due to a logic gate having the same number of stages as the delay time of the transfer path until PULSE is input to the word line driver 16. The difference in the number of three stages is due to the difference in wiring distance, and the substantial delay is the same. All of these logic gates have a standard gate length, and these signals have substantially the same delay in the address pulse circuit regardless of semiconductor manufacturing variations.
【0034】また、ワード線駆動パルスWORDをワー
ド線に印加するタイミングと、データ線をプリチャージ
するタイミングを合わせるには、ワード線ドライバ16
がADD−PULSEを受信してからワード線を起動開
始するまでの遅延は論理ゲート一段によるものであり、
プリチャージ回路24がプリチャージ活性化信号PRE
−PULSEを受信してからデータ線をプリチャージ開
始するまでの遅延も一段の論理ゲートに相当する遅延で
あるので、パルス化されたアドレスADD−PULSE
とプリチャージ活性化信号PRE−PULSEを論理ゲ
ート列93からワード線ドライバ16およびプリチャー
ジ回路25に転送する配線長をほぼ等しくしておけばよ
い。To match the timing of applying the word line drive pulse WORD to the word line and the timing of precharging the data line, the word line driver 16
The delay from the reception of ADD-PULSE to the start of activation of the word line is due to one logic gate stage.
The precharge circuit 24 causes the precharge activation signal PRE to
Since the delay from the reception of PULSE to the start of precharging the data line is also the delay corresponding to the logic gate of one stage, the pulsed address ADD-PULSE
The wiring lengths for transferring the precharge activation signal PRE-PULSE from the logic gate array 93 to the word line driver 16 and the precharge circuit 25 may be made substantially equal.
【0035】なお、このように互いに同期して共通の回
路に与えられるべき二つの信号の転送経路を構成する論
理ゲートの段数をほぼ遭わせた上で、さらに、これらの
論理ゲートを構成するMOSトランジスタの拡散層幅を
調整することにより、これらの二つの信号が受ける遅延
を、半導体集積回路の製造ばらつきにもかかわらず、極
めて低減できる。上記の段数は、このような詳細検討を
した結果決定されたものであり、製造ばらつきによりト
ランジスタのゲート長等がばらついた場合でも、ワード
線がワード線駆動パルスWORDにより駆動開始される
タイミングと、データ線がプリチャージ回路によりプリ
チャージを終了するタイミングは、ほとんど相互にずれ
ない。As described above, after the number of stages of the logic gates forming the transfer paths of the two signals to be applied to the common circuit in synchronism with each other is almost met, the MOS forming these logic gates is further added. By adjusting the diffusion layer width of the transistor, the delay received by these two signals can be extremely reduced despite the manufacturing variations of the semiconductor integrated circuit. The number of stages described above is determined as a result of such a detailed study, and even when the gate length of the transistor varies due to manufacturing variations, the timing at which the word line is driven by the word line drive pulse WORD, The timings at which the data lines finish precharging by the precharging circuit are almost the same as each other.
【0036】なお、パルス化されたマットアドレスAD
D−PULSEは、Yデコーダ13にも入力されるが、
その出力は、ワード線が駆動されてメモリマット17か
らデータが出るタイミング、または、Read/Wri
te切り替えスイッチ20を通してメモリマット17へ
データが来るタイミングでYスイッチ14を開くように
すればよく、Yデコーダ13の入力においてADD−P
ULSEとYアドレス信号のタイミングを合わせる必要
はない。同様に、パルスADD−PULSEは、制御信
号生成回路18にも入力されるが、この回路の出力は、
センスアンプ19を動作させるタイミングか、または、
Read/Write切り替えスイッチ20をオンにす
るタイミングに合わせればよく、制御信号生成回路18
入力においてパルスADD−PULSEと外部制御信号
のタイミングを合わせる必要はない。The pulsed mat address AD
D-PULSE is also input to the Y decoder 13,
The output is the timing at which data is output from the memory mat 17 by driving the word line, or Read / Wri.
The Y switch 14 may be opened at the timing when the data comes to the memory mat 17 through the te changeover switch 20, and the ADD-P is added at the input of the Y decoder 13.
It is not necessary to match the timing of ULSE and the Y address signal. Similarly, the pulse ADD-PULSE is also input to the control signal generation circuit 18, but the output of this circuit is
The timing of operating the sense amplifier 19, or
It suffices to match the timing at which the Read / Write switch 20 is turned on, and the control signal generation circuit 18
It is not necessary to match the timing of the pulse ADD-PULSE and the external control signal at the input.
【0037】このようにして、ワード線がワード線駆動
パルスWORDにより駆動開始されるタイミングと、デ
ータ線がプリチャージ回路によりプリチャージを終了す
るタイミングがほとんど相互にずれないようになって
も、このメモリを100MHz程度あるいはそれ以上の
クロックに同期して動作させようとすると、ワード線へ
のデータ書き込みのマージンが低減するという問題があ
る。すなわち、動作周波数をあげたことにより、ワード
線駆動パルスのパルス幅を必要最小限に近い値に低減す
る必要があるために、半導体集積回路の製造ばらつきに
より生じる基準パルスB−PULSEのパルス幅の変動
が、無視できなくなった。すなわち、製造ばらつきに起
因する基準パルスのパルス幅の変動範囲の内の最小のパ
ルス幅を上記基準パルスが有するときには、ワード線駆
動パルスのパルス幅が、メモリセルへのデータの書き込
みを完了するに必要なパルス幅より短くなる。また、基
準パルスのパルス幅が上記変動範囲内の最大のパルス幅
を有するときには、プリチャージパルスのパルス幅が、
プリチャージの完了に必要な幅より短くなる。そこで本
実施の形態では、この基準パルスのパルス幅の変動を抑
えるように、基準パルス生成回路96内のMOSトラン
ジスタの内、このパルス幅を支配する複数のMOSトラ
ンジスタのゲート長を上記拡大ゲート長L1にしてい
る。In this way, even if the timing at which the word line starts to be driven by the word line drive pulse WORD and the timing at which the data line finishes precharging by the precharge circuit are not substantially deviated from each other, this If the memory is operated in synchronization with a clock of about 100 MHz or more, there is a problem that the margin for writing data to the word line is reduced. That is, since the pulse width of the word line drive pulse needs to be reduced to a value close to the minimum necessary by increasing the operating frequency, the pulse width of the reference pulse B-PULSE generated due to manufacturing variations of the semiconductor integrated circuit. Fluctuations can no longer be ignored. That is, when the reference pulse has the minimum pulse width within the fluctuation range of the pulse width of the reference pulse due to manufacturing variations, the pulse width of the word line drive pulse is sufficient to complete the writing of data to the memory cell. It becomes shorter than the required pulse width. Further, when the pulse width of the reference pulse has the maximum pulse width within the above variation range, the pulse width of the precharge pulse is
It is shorter than the width required to complete the precharge. Therefore, in the present embodiment, in order to suppress the fluctuation of the pulse width of the reference pulse, among the MOS transistors in the reference pulse generation circuit 96, the gate lengths of a plurality of MOS transistors that control the pulse width are set to the expanded gate length. It is set to L1.
【0038】この基準パルス生成回路96は、パルス発
生回路9及びパルス伸長回路10からなる。パルス発生
回路9は、例えば、図2に示すように、クロックCLK
3を遅延するための遅延回路25と、NORゲートNO
R1により構成される。遅延回路25は、CLK3が入
力される複数の直列接続されたインバータからなるイン
バータ列28と、インバータ列28の出力が入力される
NORゲートNOR2と、それぞれいずれかのインバー
タの入力端子と電源電位の間に直列接続された複数対の
PMOSトランジスタからなるPMOSトランジスタ群
26とそれぞれいずれかのインバータの入力端子と接地
電位の間に直列接続された複数対のNMOSトランジス
タからなるNMOSトランジスタ群27とからなる。N
MOSトランジスタ群27、PMOSトランジスタ群2
6は、遅延時間調整用のMOSトランジスタであり、ゲ
ート容量のみを利用し、メタルオプションにて遅延時間
を調整するものである。メタルオプションとは、配線層
及びコンタクト層のみをマスク修正して所望の結線を得
ることを指す。なお、NORゲートNOR2の他方の入
力は、テスト信号であり、通常動作時には、このテスト
信号はローレベルを有する。従って、通常動作時には、
このNORゲートはインバータ列28の出力に対しては
インバータとして働き、クロックCLK3に対しては遅
延素子として働く。なお、このようなテスト信号を使用
しない半導体集積回路では、このNORゲートNOR2
をインバータに変換可能である。The reference pulse generating circuit 96 comprises a pulse generating circuit 9 and a pulse expanding circuit 10. The pulse generation circuit 9, for example, as shown in FIG.
Delay circuit 25 for delaying 3 and NOR gate NO
It is composed of R1. The delay circuit 25 includes an inverter array 28 including a plurality of inverters connected in series to which CLK3 is input, a NOR gate NOR2 to which an output of the inverter array 28 is input, and an input terminal of any one of the inverters and a power supply potential. It includes a PMOS transistor group 26 composed of a plurality of pairs of PMOS transistors connected in series between them, and an NMOS transistor group 27 composed of a plurality of pairs of NMOS transistors connected in series between the input terminal of any inverter and the ground potential. . N
MOS transistor group 27, PMOS transistor group 2
Reference numeral 6 denotes a MOS transistor for delay time adjustment, which uses only the gate capacitance and adjusts the delay time by a metal option. The metal option refers to mask modification of only the wiring layer and the contact layer to obtain a desired connection. The other input of the NOR gate NOR2 is a test signal, and this test signal has a low level during normal operation. Therefore, during normal operation,
This NOR gate functions as an inverter for the output of the inverter array 28 and as a delay element for the clock CLK3. In a semiconductor integrated circuit that does not use such a test signal, the NOR gate NOR2
Can be converted into an inverter.
【0039】PMOSトランジスタ群26とNMOSト
ランジスタ群27は、インバータ列28による遅延時間
を増大させるための付加容量を提供する。PMOSトラ
ンジスタ群26内の各対のPMOSトランジスタの一方
のゲートは、いずれかのインバータのゲートに接続され
ているが、そのソースとドレインは、そのPMOSトラ
ンジスタ対の他方のPMOSトランジスタのゲート、ソ
ース、ドレインに接続されるとともに、電源電位にも接
続されいる。NMOSトランジスタ群27についても同
様である。図2では、簡単化のために全てのインバータ
に二つのPMOSトランジスタと二つのNMOSトラン
ジスタを接続しているが、これらのPMOSトランジス
タ群26とNMOSトランジスタ群27に実際に含まれ
るMOSトランジスタの数は、遅延回路25の目標遅延
時間に合わせるように選択する。The PMOS transistor group 26 and the NMOS transistor group 27 provide additional capacitance for increasing the delay time by the inverter array 28. One gate of each pair of PMOS transistors in the PMOS transistor group 26 is connected to the gate of one of the inverters, and its source and drain are the gate and source of the other PMOS transistor of the PMOS transistor pair. It is connected to the drain and also to the power supply potential. The same applies to the NMOS transistor group 27. In FIG. 2, two PMOS transistors and two NMOS transistors are connected to all the inverters for simplification, but the number of MOS transistors actually included in these PMOS transistor group 26 and NMOS transistor group 27 is , The delay circuit 25 is selected to match the target delay time.
【0040】遅延回路25の出力ノードNOD1での出
力およびNORゲートNOR1の出力ノードNOD2に
出力されるパルスは、図6に示したとおりである。この
NORゲートNOR1の出力ノードNOD2に出力され
るパルスはこのパルス発生回路9の出力パルスA−PU
LSEとして利用され、クロックCLK3に対して遅延
回路25による遅延時間に等しいパルス幅を有する。な
お、このパルスA−PULSEの立ち上がりは、クロッ
クCLK0に対して、NORゲートNOR1による遅延
時間分だけ遅延するが、これらのゲートはパルス幅には
影響を与えない。結局、図2のインバータINV1、N
ORゲートNOR1以外の回路素子の遅延が出力パルス
A−PULSEのパルス幅を決める。The pulse output to the output node NOD1 of the delay circuit 25 and the pulse output to the output node NOD2 of the NOR gate NOR1 are as shown in FIG. The pulse output to the output node NOD2 of the NOR gate NOR1 is the output pulse A-PU of the pulse generating circuit 9.
It is used as LSE and has a pulse width equal to the delay time by the delay circuit 25 with respect to the clock CLK3. The rising edge of the pulse A-PULSE is delayed by the delay time of the NOR gate NOR1 with respect to the clock CLK0, but these gates do not affect the pulse width. After all, the inverters INV1 and N of FIG.
The delay of circuit elements other than the OR gate NOR1 determines the pulse width of the output pulse A-PULSE.
【0041】また、パルス伸長回路10は、例えば、図
3に示すように、パルス発生回路9の出力パルスA−P
ULSEが入力されるインバータINV2と、3つの部
分パルス伸長回路60、70、80の従属接続により構
成される。伸長回路60は、インバータINV2の出力
が入力される遅延回路60Aと、その出力とインバータ
INV2の出力が入力されるNANDゲートNAND2
よりなる。遅延回路60Aの構造は、遅延回路25から
NORゲートNOR2をインバータに変換した回路と基
本的に同じ構造を有し、インバータ列36、PMOSト
ランジスタ群30と、NMOSトランジスタ群31とか
らなる。伸長回路70は、伸長回路60の出力が入力さ
れる遅延回路70Aと、その出力とインバータINV2
の出力が入力されるNANDゲートNAND3よりな
る。同様に、伸長回路80は、伸長回路70の出力が入
力される遅延回路80Aと、その出力とインバータIN
V2の出力が入力されるNANDゲートNAND1より
なる。遅延回路70A、80Aの構造は、遅延回路60
と基本的に同じ構造を有し、インバータ列37あるいは
38、PMOSトランジスタ群37あるいは38と、N
MOSトランジスタ群33あるいは35とからなる。The pulse expansion circuit 10 outputs the output pulse AP of the pulse generation circuit 9 as shown in FIG. 3, for example.
It is composed of an inverter INV2 to which ULSE is input and three cascaded partial pulse expansion circuits 60, 70 and 80. The expansion circuit 60 includes a delay circuit 60A to which the output of the inverter INV2 is input, and a NAND gate NAND2 to which the output and the output of the inverter INV2 are input.
Consists of. The structure of the delay circuit 60A has basically the same structure as the circuit obtained by converting the NOR circuit NOR2 from the delay circuit 25 into an inverter, and includes an inverter array 36, a PMOS transistor group 30, and an NMOS transistor group 31. The expansion circuit 70 includes a delay circuit 70A to which the output of the expansion circuit 60 is input, an output of the delay circuit 70A, and an inverter INV2.
It is composed of a NAND gate NAND3 to which the output of is input. Similarly, the decompression circuit 80 includes a delay circuit 80A to which the output of the decompression circuit 70 is input, its output, and an inverter IN.
It is composed of a NAND gate NAND1 to which the output of V2 is input. The structure of the delay circuits 70A and 80A is the same as that of the delay circuit 60.
And an inverter array 37 or 38, a PMOS transistor group 37 or 38, and N
It is composed of a MOS transistor group 33 or 35.
【0042】遅延回路60Aの出力ノードNOD3での
出力およびパルス伸長回路60の出力ノードNOD4に
出力されるパルスは、図7に示したとおりであり、この
出力ノードNOD4に出力されるパルスは、パルス発生
回路9により生成されたパルスA−PULSEを遅延回
路60Aによる遅延時間だけ伸長したパルスとなる。同
様に、遅延回路70Aの出力ノードNOD5での出力お
よびパルス伸長回路70Aの出力ノードNOD6に出力
されるパルスは、図7に示したとおりであり、この出力
ノードNOD6に出力されるパルスは、パルス発生回路
9により生成されたパルスA−PULSEを遅延回路6
0A、70Aによる遅延時間とNANDゲートNAND
2による遅延時間だけ伸長したパルスとなる。同様に、
遅延回路80Aの出力ノードNOD7での出力およびパ
ルス伸長回路80の出力ノードNOD8に出力されるパ
ルスは、図7に示したとおりであり、この出力ノードN
OD8に出力されるパルスB−PULSEは、パルス発
生回路9により生成されたパルスA−PULSEを遅延
回路60A、70A、80、NANDゲートNAND
2、NAND3による遅延時間だけ伸長したパルスとな
る。なお、基準パルスB−PULSEの立ち上がり、立
ち下がりともに、インバータINV2、NANDゲート
NAND1による伝搬遅延時間だけ遅延されるが、これ
らのゲートは基準パルスB−PULSEのパルス幅には
影響を与えない。結局、図3のインバータINV2、N
ANDゲートNAND1以外の回路素子の遅延が出力パ
ルスA−PULSEのパルス幅を決める。The pulse output to the output node NOD3 of the delay circuit 60A and the pulse output to the output node NOD4 of the pulse expansion circuit 60 are as shown in FIG. 7, and the pulse output to this output node NOD4 is a pulse. The pulse A-PULSE generated by the generation circuit 9 is expanded by the delay time of the delay circuit 60A. Similarly, the pulse output to the output node NOD5 of the delay circuit 70A and the pulse output to the output node NOD6 of the pulse expansion circuit 70A are as shown in FIG. 7, and the pulse output to this output node NOD6 is a pulse. The pulse A-PULSE generated by the generation circuit 9 is delayed by the delay circuit 6
Delay time due to 0A and 70A and NAND gate NAND
The pulse is extended by the delay time of 2. Similarly,
The pulse output to the output node NOD7 of the delay circuit 80A and the pulse output to the output node NOD8 of the pulse expansion circuit 80 are as shown in FIG.
The pulse B-PULSE output to the OD 8 is the pulse A-PULSE generated by the pulse generation circuit 9 and the delay circuits 60A, 70A and 80, and the NAND gate NAND.
2. The pulse is extended by the delay time of NAND3. The rising and falling of the reference pulse B-PULSE are delayed by the propagation delay time by the inverter INV2 and the NAND gate NAND1, but these gates do not affect the pulse width of the reference pulse B-PULSE. After all, the inverters INV2, N of FIG.
The delay of circuit elements other than the AND gate NAND1 determines the pulse width of the output pulse A-PULSE.
【0043】さて、半導体集積回路の製造ばらつきによ
り、パルス発生回路9内の遅延回路23を構成する複数
のトランジスタのゲート長がばらつくと、インバータ列
28に属する複数のインバータおよびNORゲートNO
R2の遅延時間が変動し、それに伴いこの遅延回路25
の遅延時間が変動する。この遅延時間の変動を±Δt0
と仮定すると、図6の点線で示したように、ノードNO
D1における遅延されたクロックCLK0のパルス幅は
変わらないが、その立ち上がり時刻、立ち下がり時刻と
もに±Δt0だけばらつく。そのために、NORゲート
NOR1により生成されるパルスA−PULSEの立ち
下がり時刻およびパルス幅は、±Δt0ばらつく。When the gate lengths of the plurality of transistors forming the delay circuit 23 in the pulse generation circuit 9 vary due to manufacturing variations of the semiconductor integrated circuit, the plurality of inverters belonging to the inverter array 28 and the NOR gate NO.
The delay time of R2 fluctuates, and this delay circuit 25
The delay time of fluctuates. This delay time variation is ± Δt0
Assuming that, as shown by the dotted line in FIG.
Although the pulse width of the delayed clock CLK0 at D1 does not change, its rising time and falling time vary by ± Δt0. Therefore, the falling time and pulse width of the pulse A-PULSE generated by the NOR gate NOR1 vary by ± Δt0.
【0044】同様に、図7に点線にて、このパルス伸長
回路10内のいくつかのノードの出力パルスの波形のば
らつきを示している。なお、このパルス伸長回路10へ
の入力パルスは、パルス発生回路9の出力パルスA−P
ULSEであり、このパルスは、図6で示したパルス幅
の変動±Δt0を有するが、図7では、このパルス伸長
回路10への入力パルスにこのような変動がないと仮定
している。さて、遅延回路60Aによる遅延時間のばら
つき(今これを±Δt1と仮定する)はそのまま出力パ
ルスB−PULSEのパルス幅に影響する。すなわち、
遅延回路60Aの出力ノードNOD3の出力パルスのパ
ルス幅は変わらないが、その立ち上がり時刻、立ち下が
り時刻ともに±Δt1だけばらつく。そのために、部分
パルス伸長回路60の出力ノードNOD4の出力パルス
のパルス幅は、±Δt1ばらつく。同様に、NANDゲ
ートNAND2と遅延回路70Aによる遅延時間のばら
つき(今これを±Δt2と仮定する)はそのまま出力パ
ルスB−PULSEのパルス幅に影響する。すなわち、
遅延回路70Aの出力ノードNOD5の出力パルスの立
ち下がり時刻、立ち上がり時刻はそれぞれ±Δt2、±
(Δt1+Δt2)だけばらつき、このパルスのパルス
幅は±Δt1のばらつきを有する。そのために、部分パ
ルス伸長回路70の出力ノードNOD6の出力パルスの
パルス幅は、±(Δt1+Δt2)ばらつく。同様にし
て、NANDゲートNAND3と遅延回路80Aによる
遅延時間のばらつき(今これを±Δt3と仮定する)は
そのまま出力パルスB−PULSEのパルス幅に影響す
る。すなわち、遅延回路80Aの出力ノードNOD7の
出力パルスの立ち下がり時刻、立ち上がり時刻はそれぞ
れ±Δt3、±(Δt1+Δt2+Δt3)だけばらつ
き、このパルスのパルス幅は±(Δt1+Δt2)のば
らつきを有する。そのために、部分パルス伸長回路80
の出力ノードNOD8の出力パルスのパルス幅は、±
(Δt1+Δt2+Δt3)ばらつく。Similarly, the dotted lines in FIG. 7 show the variations in the waveforms of the output pulses of several nodes in the pulse expansion circuit 10. The input pulse to the pulse expansion circuit 10 is the output pulse AP of the pulse generation circuit 9.
ULSE, which has the pulse width variation .DELTA..DELTA.t0 shown in FIG. 6, but FIG. 7 assumes that the input pulse to the pulse stretching circuit 10 has no such variation. Now, the variation in the delay time due to the delay circuit 60A (which is now assumed to be ± Δt1) directly affects the pulse width of the output pulse B-PULSE. That is,
Although the pulse width of the output pulse of the output node NOD3 of the delay circuit 60A does not change, both its rising time and falling time vary by ± Δt1. Therefore, the pulse width of the output pulse of the output node NOD4 of the partial pulse expansion circuit 60 varies by ± Δt1. Similarly, the variation in the delay time due to the NAND gate NAND2 and the delay circuit 70A (which is now assumed to be ± Δt2) directly affects the pulse width of the output pulse B-PULSE. That is,
The falling time and the rising time of the output pulse of the output node NOD5 of the delay circuit 70A are ± Δt2 and ±, respectively.
The variation is (Δt1 + Δt2), and the pulse width of this pulse has a variation of ± Δt1. Therefore, the pulse width of the output pulse of the output node NOD6 of the partial pulse expansion circuit 70 varies ± (Δt1 + Δt2). Similarly, variations in the delay time due to the NAND gate NAND3 and the delay circuit 80A (which is now assumed to be ± Δt3) directly affect the pulse width of the output pulse B-PULSE. That is, the falling time and rising time of the output pulse of the output node NOD7 of the delay circuit 80A vary by ± Δt3 and ± (Δt1 + Δt2 + Δt3), respectively, and the pulse width of this pulse has a variation of ± (Δt1 + Δt2). Therefore, the partial pulse expansion circuit 80
The pulse width of the output pulse of the output node NOD8 of
(Δt1 + Δt2 + Δt3) varies.
【0045】既に述べたとおり、パルス伸長回路10へ
の入力パルスAーPULSEのパルス立ち下がり時刻お
よびパルス幅が±Δt0ばらつくので、パルス伸長回路
10から出力される基準パルスB−PULSEのパルス
立ち下がり時刻およびパルス幅は±(Δt0+Δt1+
Δt2+Δt3)ばらつくことになる。この結果、この
基準パルスB−PULSEを使用して、図1に示す回路
により生成されるいろいろのパルスのパルス幅が変動す
る。As described above, since the pulse falling time and the pulse width of the input pulse A-PULSE to the pulse expanding circuit 10 vary by ± Δt0, the pulse falling of the reference pulse B-PULSE output from the pulse expanding circuit 10 occurs. Time and pulse width are ± (Δt0 + Δt1 +
Δt2 + Δt3) It will vary. As a result, this reference pulse B-PULSE is used to vary the pulse width of the various pulses produced by the circuit shown in FIG.
【0046】この基準パルスのパルス幅の変動は、この
パルスの生成に使用されたパルス発生回路9、パルス伸
長回路10内の、基準パルスB−PULSEのパルス幅
に影響するトランジスタのゲート長の製造ばらつくによ
り主として生じる。The variation of the pulse width of the reference pulse affects the gate length of the transistor in the pulse generation circuit 9 and the pulse expansion circuit 10 used to generate the pulse, which influences the pulse width of the reference pulse B-PULSE. Mainly caused by variations.
【0047】従って、本実施の形態では、半導体集積回
路の製造時のゲート長のばらつきがこの基準パルスのパ
ルス幅の変動に影響する論理ゲートに使用されたトラン
ジスタのゲート長を選択的に他のトランジスタよりも大
きくする。具体的には、パルス発生回路9内のインバー
タINV1、NORゲートNOR1以外の素子を構成す
るMOSトランジスタおよびパルス伸長回路10内のイ
ンバータINV2、NANDゲートNAND1以外の素
子を構成するMOSトランジスタのゲート長を前述の拡
大ゲート長にする。パルス発生回路9内のインバータI
NV1、NORゲートNOR1を構成するMOSトラン
ジスタおよびパルス伸長回路10内のインバータINV
2、NANDゲートNAND1を構成するMOSトラン
ジスタは、図5に示した波形の遅延時間を決める論理ゲ
ートであるため、基準のゲート長を有している。Therefore, in this embodiment, variations in the gate length at the time of manufacturing the semiconductor integrated circuit influence variations in the pulse width of the reference pulse, and the gate length of the transistor used in the logic gate is selectively changed to another value. Make it larger than the transistor. Specifically, the gate lengths of the MOS transistors forming the elements other than the inverter INV1 and the NOR gate NOR1 in the pulse generation circuit 9 and the inverter INV2 inside the pulse expansion circuit 10 and the MOS transistors forming the elements other than the NAND gate NAND1 are Use the expanded gate length described above. Inverter I in pulse generation circuit 9
NV1, NOR gate NOR1, a MOS transistor forming NOR1, and an inverter INV in the pulse expansion circuit 10.
2. The MOS transistor forming the NAND gate NAND1 is a logic gate that determines the delay time of the waveform shown in FIG. 5, and thus has a reference gate length.
【0048】遅延回路の遅延時間は、その回路を構成す
るトランジスタのドレイン電流Idsの値に依存する。
ゲート長がばらつくと、しきい値がばらつき、それによ
りドレイン電流Idsがばらつき、結果として遅延時間
がばらつく。トランジスタのゲート長が大きいと、半導
体集積回路の製造時の寸法ばらつきによりゲート長が一
定の値で変化しても、変化後のゲート長の、ばらつきが
ないときのゲート長(基準ゲート長)に対する比率が減
少する。この結果、しきい値電圧のばらつきの基準値に
対する比率が減少し、この結果、ドレイン電流Idsの
ばらつきの基準値に対する比率が減少することにより、
遅延回路の遅延時間のばらつきの基準値に対する比率が
減少する。よって、生成されるパルス幅の基準値をゲー
ト長に依らないであらかじめ定めた値になるように、遅
延回路の遅延時間を設定すると、生成される基準パルス
のパルス幅のばらつきが減少する。The delay time of the delay circuit depends on the value of the drain current Ids of the transistor forming the circuit.
When the gate length varies, the threshold varies, which causes the drain current Ids to vary, resulting in a variation in delay time. If the gate length of a transistor is large, even if the gate length changes by a constant value due to dimensional variations during manufacturing of the semiconductor integrated circuit, the gate length after the change is greater than the gate length when there is no variation (reference gate length). The ratio decreases. As a result, the ratio of the variation of the threshold voltage to the reference value is reduced, and as a result, the ratio of the variation of the drain current Ids to the reference value is reduced.
The ratio of the delay time variation of the delay circuit to the reference value is reduced. Therefore, when the delay time of the delay circuit is set so that the reference value of the generated pulse width becomes a predetermined value without depending on the gate length, the variation of the pulse width of the generated reference pulse decreases.
【0049】図8に、インバータ1段当りの遅延時間の
ゲート長依存性を示す。このとき、そのインバータに
は、容量調整用の二つの付加NMOSトランジスタと二
つのPMOSトランジスタは接続されていない。このイ
ンバータのNMOSトランジスタのチャネル幅は3μ
m、PMOSトランジスタのチャネル幅は6μmとし、
電源電圧2.9V、環境温度110℃とした。この図か
ら分かるように、ゲート長が増大すると、遅延時間が増
大し、しかも、遅延時間のばらつきが増大する。すなわ
ち、ゲート長を0.45μm、0.6μm、0.8μm
に変更した場合、インバータ一段当たりの遅延時間は、
0.091ns、0.132ns、0.198nsに増
大する。すなわち、ゲート長が、0.45μmに対し
て、1.45倍、1.78倍になると、遅延時間は、そ
れぞれ1.29倍、2.81倍になる。製造ばらつきに
よりトランジスタのサイズの製造ばらつきの最大値はゲ
ート長に依らない。ここではゲート長の最大ばらつきが
±0.07μm、酸化膜厚の最大ばらつきが8nm±5
%(0.4nm)とする。図に示すように、ゲート長が
0.45μmから0.45+0.07μm及び酸化膜厚
が8nm+5%にばらつくと、遅延時間は0.069n
sになり、ゲート長が0.45−0.07μm及び酸化
膜厚が8nm−5%にばらつくと、遅延時間は0.11
7nsになる。ゲート長が0.60μmから0.60+
0.07μm及び酸化膜厚が8nm+5%にばらつく
と、遅延時間は0.106nsになり、ゲート長が0.
60−0.07μm及び酸化膜厚が8nm−5%になる
と遅延時間は0.165nsになる。ゲート長が0.8
0μmから0.80+0.07μm及び酸化膜厚が8n
m+5%にばらつくと遅延時間は0.238nsにな
り、ゲート長が0.80−0.07μm及び酸化膜厚が
8nm−5%にばらつくと遅延時間は0.164nsに
なる。FIG. 8 shows the gate length dependency of the delay time per inverter. At this time, two additional NMOS transistors and two PMOS transistors for capacitance adjustment are not connected to the inverter. The channel width of the NMOS transistor of this inverter is 3μ
m, the channel width of the PMOS transistor is 6 μm,
The power supply voltage was 2.9 V and the environmental temperature was 110 ° C. As can be seen from this figure, as the gate length increases, the delay time also increases, and moreover, the variation in delay time also increases. That is, the gate length is 0.45 μm, 0.6 μm, 0.8 μm
When changed to, the delay time per inverter is
It increases to 0.091 ns, 0.132 ns, and 0.198 ns. That is, when the gate length is 1.45 times and 1.78 times with respect to 0.45 μm, the delay times are 1.29 times and 2.81 times, respectively. Due to manufacturing variations, the maximum manufacturing variation of transistor size does not depend on the gate length. Here, the maximum variation in gate length is ± 0.07 μm, and the maximum variation in oxide film thickness is 8 nm ± 5.
% (0.4 nm). As shown in the figure, when the gate length varies from 0.45 μm to 0.45 + 0.07 μm and the oxide film thickness varies from 8 nm + 5%, the delay time is 0.069 n.
When the gate length is 0.45-0.07 μm and the oxide film thickness is 8 nm-5%, the delay time is 0.11.
It will be 7 ns. Gate length from 0.60 μm to 0.60+
When 0.07 μm and the oxide film thickness vary to 8 nm + 5%, the delay time becomes 0.106 ns and the gate length becomes 0.16 ns.
When the thickness is 60-0.07 μm and the oxide film thickness is 8 nm-5%, the delay time becomes 0.165 ns. Gate length is 0.8
0μm to 0.80 + 0.07μm and oxide film thickness is 8n
When the variation is m + 5%, the delay time is 0.238 ns, and when the gate length is 0.80-0.07 μm and the oxide film thickness is 8 nm-5%, the delay time is 0.164 ns.
【0050】しかし、このばらつきと遅延時間との比率
は、ゲート長が増大するほど低下する。すなわち、遅延
時間に対するばらつきの比率は、図9示すように、ゲー
ト長0.45μmで約±26%、0.6μmで約±22
%、0.8μmで約±19%である。すなわち、ばらつ
きの程度は、ゲート長0.45μmに対して、ゲート長
0.6μmで16%、0.8μmで27%に改善されて
いる。従って、ゲート長が長いトランジスタを使用した
インバータほど、製造ばらつきによる遅延時間の変動比
率が減少する。従って、図2、3に示したような回路に
より同じパルス幅のパルスを生成するには、ゲート長の
長いトランジスタを使用した方がパルス幅のばらつきを
小さくできる。具体的には、ゲート長0.45μmにお
けるばらつきに対して、10%以上の改善を図るには、
拡大ゲート長を0.50μm以上、すなわち、基準ゲー
ト長0.45μmの1.2倍以上にすればよい。さら
に、ゲート長0.45μmにおけるばらつきに対して、
15%以上の改善を図るには、拡大ゲート長を0.59
μm以上、すなわち、基準ゲート長0.45μmの1.
31倍以上、すなわち、おおよそ1.3倍以上にすれば
よい。However, the ratio of this variation to the delay time decreases as the gate length increases. That is, the ratio of the variation to the delay time is about ± 26% at a gate length of 0.45 μm and about ± 22 at a gate length of 0.4 μm, as shown in FIG.
%, About ± 19% at 0.8 μm. That is, the degree of variation is improved to 16% at a gate length of 0.6 μm and 27% at a gate length of 0.4 μm, and to 27% at 0.8 μm. Therefore, an inverter using a transistor having a long gate length has a smaller variation rate of delay time due to manufacturing variations. Therefore, in order to generate a pulse having the same pulse width by the circuits shown in FIGS. 2 and 3, it is possible to reduce variations in pulse width by using a transistor having a long gate length. Specifically, in order to improve the variation in the gate length of 0.45 μm by 10% or more,
The expanded gate length may be 0.50 μm or more, that is, 1.2 times or more of the reference gate length 0.45 μm. Furthermore, with respect to the variation at the gate length of 0.45 μm,
To improve by more than 15%, increase the gate length by 0.59
1 μm or more, that is, a reference gate length of 0.45 μm.
It may be 31 times or more, that is, about 1.3 times or more.
【0051】図10に、図2の遅延回路25と同じ構造
の遅延回路のパルス伝達特性を示す。ただし、この回路
は、10個のインバータとそれぞれのインバータに接続
された二つのPMOSトランジスタおよび二つのNMO
Sトランジスタからなり、インバータ用のトランジスタ
のNMOSトランジスタとPMOSトランジスタのチャ
ネル長は、図9の場合と同じであり、遅延回路調整用P
MOSトランジスタ38のチャネル幅を6μm、遅延回
路調整用NMOSトランジスタ39のチャネル幅を3μ
mとした。図は、この遅延回路内の全てのトランジスタ
のゲート長を0.45μm、0.60μm、0.80μ
mに変化させた場合の入力波形と出力波形を示す。この
とき、電源電圧は2.9V、環境温度は110℃とし
た。この結果、ゲート長0.80μmでは入力波形に対
し、出力波形がなまることがわかる。これより、拡大ゲ
ート長は0.8以上にしない方がよいことが分かる。す
なわち、拡大ゲート長は、基準ゲート長に対して0.8
/0.45(=1.77)倍以上、おおよそ1.80倍
以上大きくしない方がよいことがわかる。従って、本実
施の形態では、拡大ゲート長を0.6μmとし、基準ゲ
ート長を0.45μmとする。このときには、拡大ゲー
ト長は、基準ゲート長の1.33倍である。FIG. 10 shows the pulse transfer characteristics of the delay circuit having the same structure as the delay circuit 25 of FIG. However, this circuit includes 10 inverters and two PMOS transistors and two NMOs connected to each inverter.
The channel lengths of the NMOS transistor and the PMOS transistor of the inverter transistor, which are S transistors, are the same as those in the case of FIG.
The channel width of the MOS transistor 38 is 6 μm, and the channel width of the delay circuit adjusting NMOS transistor 39 is 3 μm.
m. The figure shows that the gate lengths of all transistors in this delay circuit are 0.45 μm, 0.60 μm, and 0.80 μm.
The input and output waveforms when changed to m are shown. At this time, the power supply voltage was 2.9 V and the environmental temperature was 110 ° C. As a result, it can be seen that the output waveform becomes dull with respect to the input waveform when the gate length is 0.80 μm. From this, it is understood that the expanded gate length should not be 0.8 or more. That is, the expanded gate length is 0.8 with respect to the reference gate length.
It can be seen that it is better not to increase /0.45 (= 1.77) times or more, or approximately 1.80 times or more. Therefore, in this embodiment, the expanded gate length is set to 0.6 μm and the reference gate length is set to 0.45 μm. At this time, the expanded gate length is 1.33 times the reference gate length.
【0052】さらに、本実施の形態では、パルス発生回
路9とパルス伸長回路10において、遅延時間調整用M
OSトランジスタのゲート長は、遅延回路のインバータ
列を構成するトランジスタと同一とする。逆に、遅延時
間調整用MOSトランジスタのゲート長が小さいと、そ
れにより付加される容量値のばらつきがゲート長が遅延
回路のインバータ列を構成するトランジスタと同一であ
る場合よりも大きくなるために、遅延時間のばらつきが
増大するという問題があるからである。また、ゲート長
が大きなトランジスタからなるインバータを使用した場
合、インバータ一段当たりの遅延時間が従来より大きく
なり、所望のパルス幅の基準パルスを得るには、インバ
ータ列に付加する遅延時間調整用MOSトランジスタの
数でもってパルス幅を調整する必要があり、この調整の
精度が問題となる。しかし、後に詳細に述べるように、
インバータ一段の遅延時間は、例えば、0.198ns
であり、これに付加する遅延時間調整用MOSのゲート
長を拡大ゲート長に等しくしても0.03nsであり、
インバータ一段当たりの遅延時間の15%である。従っ
て、この付加するMOSのゲート長を拡大ゲート長に等
しくしても遅延時間をおおよそ15%の精度で決定でき
る。従って、遅延時間調整用MOSのゲート長を拡大ゲ
ート長に等しくしても遅延時間の調整精度の上では実用
上の問題はない。遅延時間調整用MOSトランジスタの
ゲート長を遅延回路のゲート長よりも大きくすると、遅
延時間のばらつきは減少できるが、遅延時間の調整範囲
が狭くなる(調整刻みが大きくなる)ので望ましくはな
い。Further, in the present embodiment, in the pulse generation circuit 9 and the pulse expansion circuit 10, the delay time adjustment M
The gate length of the OS transistor is the same as that of the transistor forming the inverter train of the delay circuit. On the contrary, when the gate length of the delay time adjusting MOS transistor is small, the variation in the added capacitance value is larger than when the gate length is the same as the transistor forming the inverter array of the delay circuit. This is because there is a problem that variations in delay time increase. Further, when an inverter composed of a transistor having a large gate length is used, the delay time per inverter stage becomes longer than before, and in order to obtain a reference pulse with a desired pulse width, a delay time adjusting MOS transistor added to the inverter train is used. It is necessary to adjust the pulse width by the number of, and the accuracy of this adjustment becomes a problem. However, as will be described in detail later,
The delay time of one stage of the inverter is, for example, 0.198 ns.
Even if the gate length of the delay time adjusting MOS added to this is equal to the expanded gate length, it is 0.03 ns.
It is 15% of the delay time per inverter stage. Therefore, even if the gate length of the added MOS is made equal to the expanded gate length, the delay time can be determined with an accuracy of about 15%. Therefore, even if the gate length of the delay time adjustment MOS is made equal to the expanded gate length, there is no practical problem in terms of delay time adjustment accuracy. If the gate length of the delay time adjusting MOS transistor is made larger than the gate length of the delay circuit, the variation of the delay time can be reduced, but the adjustment range of the delay time becomes narrow (the adjustment step becomes large), which is not desirable.
【0053】さらに、インバータ1段当りに付加する遅
延時間調整用MOSトランジスタの数は、それらのMO
Sトランジスタを全て付加したときの遅延時間の増加
が、インバータ1段当りの遅延時間にできるだけ近い値
となるようにすることが、遅延時間調整の簡便さの上で
望ましい。Further, the number of delay time adjusting MOS transistors to be added per inverter stage is the same as those of the MO transistors.
It is desirable that the increase in the delay time when all the S transistors are added be as close as possible to the delay time per inverter stage for the sake of simplicity of delay time adjustment.
【0054】以下には、基準パルス生成回路96の構造
の具体的な決定方法をのべる。A specific method for determining the structure of the reference pulse generating circuit 96 will be described below.
【0055】パルス発生回路9では、遅延回路25の出
力NOD1の立ち下がりが次サイクルの入力クロックの
立ち上がりにかからないように設計し(図6)、ノード
NOD2からの出力パルスA−PULSEの幅を決定す
る。もし、ノードNOD1の出力パルスの立ち下がりが
次サイクルの入力クロックにかかると、次サイクルのノ
ードNOD2からの出力パルスA−PULSEの幅が短
くなってしまう。パルス発生回路9内のインバータ列2
8の段数は、クロックCLK3のLow時間tL(図
5)をインバータ列28の1段当りの遅延時間で割り、
その商をNORゲートNOR2及びインバータ列28の
論理ゲートの合計段数(奇数段のみ選択)とし、余りの
遅延時間により遅延時間調整用のMOSトランジスタ群
26、27として付加するトランジスタの数を調整す
る。さらに、NORゲートNOR1,NOR2の入力容
量を考慮して上記の決定を補正する。The pulse generation circuit 9 is designed so that the fall of the output NOD1 of the delay circuit 25 does not fall on the rise of the input clock of the next cycle (FIG. 6), and the width of the output pulse A-PULSE from the node NOD2 is determined. To do. If the output pulse of the node NOD1 falls at the input clock of the next cycle, the width of the output pulse A-PULSE from the node NOD2 of the next cycle becomes short. Inverter train 2 in pulse generator 9
The number of stages of 8 is obtained by dividing the Low time tL (FIG. 5) of the clock CLK3 by the delay time per stage of the inverter array 28.
The quotient is taken as the total number of stages of the NOR gate NOR2 and the logic gates of the inverter array 28 (only odd-numbered stages are selected), and the number of transistors to be added as the delay time adjusting MOS transistor groups 26 and 27 is adjusted by the remaining delay time. Further, the above determination is corrected by taking into consideration the input capacitances of the NOR gates NOR1 and NOR2.
【0056】このとき、波形のなまりをできるだけ抑え
るため、NMOS、PMOS1つ分のゲート容量を付加
した後、さらに付加する必要があれば二つ目のNMO
S、PMOSを付加する。例えば、図2の遅延回路25
を例にとると、まず、インバータ列28の4段目のイン
バータにNMOS1つ、PMOS1つ分のゲート容量を
付加し、さらに付加が必要な場合は3段目、2段目、1
段目にNMOS1つ、PMOS1つ分のゲート容量を付
加し、またさらに付加が必要な場合は、4段目に二つ目
のNMOS、PMOSを付加し、続いて3段目、2段
目、1段目に二つ目のNMOS、PMOSを付加する。
このとき、ゲート容量を付加するインバータの選択順序
に制限はない。At this time, in order to suppress the rounding of the waveform as much as possible, after adding the gate capacitance for one NMOS and PMOS, if it is necessary to add more, the second NMO is added.
S and PMOS are added. For example, the delay circuit 25 of FIG.
As an example, first, a gate capacitor for one NMOS and one PMOS is added to the fourth stage inverter of the inverter array 28, and if further addition is required, the third stage, second stage, 1st stage,
If the gate capacitance for one NMOS and one PMOS is added to the stage, and if further addition is required, the second NMOS and PMOS are added to the fourth stage, then the third and second stages, The second NMOS and PMOS are added to the first stage.
At this time, there is no limitation on the selection order of the inverters to which the gate capacitance is added.
【0057】パルス伸長回路10では、パルス発生回路
9から生成されたパルスの幅を所望のパルス幅まで伸ば
すよう設計する。このとき、パルス伸長回路列29にお
ける1列当りの伸長幅は、パルス発生回路9から生成さ
れたパルス幅を越えないように設計する。つまり、遅延
回路60A、NANDゲートNAND2及び遅延回路7
0A、NANDゲートNAND3及び遅延回路80Aの
遅延時間の総和は、パルス発生回路9から生成されたパ
ルスA−PULSEの幅を越えてはならない。この結果
を踏まえ、以下に具体的な段数の決め方を述べる。具体
的には、所望のパルス幅から、パルス発生回路9で生成
されたパルスA−PULSEの幅を引いた値を、インバ
ータ列36〜38の1段当りの遅延時間で割り、その商
をインバータとNANDゲートの合計段数(偶数段のみ
選択)とする。その後、上記結果を踏まえ、パルス伸長
回路列1列内の段数がほぼ均等になるように部分パルス
伸長回路の段数を決める。これは、パルス発生回路9か
ら生成されたパルス幅に対し、パルス伸長回路列1列当
りの伸長幅がほぼ同一のマージンを持てるようにするた
めである。The pulse expansion circuit 10 is designed to expand the width of the pulse generated by the pulse generation circuit 9 to a desired pulse width. At this time, the expansion width per pulse in the pulse expansion circuit train 29 is designed so as not to exceed the pulse width generated by the pulse generation circuit 9. That is, the delay circuit 60A, the NAND gate NAND2, and the delay circuit 7
0A, the sum of the delay times of the NAND gate NAND3 and the delay circuit 80A must not exceed the width of the pulse A-PULSE generated from the pulse generation circuit 9. Based on this result, the specific method of determining the number of stages will be described below. Specifically, a value obtained by subtracting the width of the pulse A-PULSE generated by the pulse generation circuit 9 from the desired pulse width is divided by the delay time per one stage of the inverter trains 36 to 38, and the quotient is divided by the inverter. And the total number of NAND gate stages (only even stages are selected). After that, based on the above result, the number of stages of the partial pulse expansion circuit is determined so that the number of stages in one pulse expansion circuit train is substantially equal. This is so that the expansion width per pulse expansion circuit array can have a margin substantially the same as the pulse width generated from the pulse generation circuit 9.
【0058】また、さらに、このNAND及びインバー
タだけでは補いきれない遅延時間を遅延時間調整用MO
Sトランジスタ群30〜34の付加にて補う。この後、
遅延時間調整用MOSトランジスタの数をパルス発生回
路9の場合と同様にして補正する。このとき、波形のな
まりをできるだけ抑えるため、NMOS、PMOS1つ
分のゲート容量を付加した後、さらに付加する必要があ
れば二つ目のNMOS、PMOSを付加するのは、パル
ス発生回路9の場合と同様である。例えば、まず38の
3段目のインバータにNMOS1つ、PMOS1つ分の
ゲート容量を付加し、さらに付加が必要な場合は2段
目、1段目、さらに37の3段目、2段目、1段目、続
いて36の4、3、2、1段目のインバータにNMOS
1つ、PMOS1つ分のゲート容量を付加し、またさら
に付加が必要な場合は、前述した順番で二つ目のNMO
S,PMOSをインバータ36〜38に付加する。この
とき、ゲート容量を付加するインバータの選択順序に制
限はない。Further, the delay time which cannot be compensated by the NAND and the inverter alone is used as the delay time adjusting MO.
This is compensated by adding S transistor groups 30 to 34. After this,
The number of delay time adjusting MOS transistors is corrected in the same manner as in the pulse generating circuit 9. At this time, in order to suppress the rounding of the waveform as much as possible, after adding the gate capacitance for one NMOS and PMOS, if it is necessary to add more, the second NMOS and PMOS are added in the case of the pulse generation circuit 9. Is the same as. For example, first, a gate capacitor for one NMOS and one PMOS is added to the inverter of the third stage of 38, and if further addition is required, the second stage and the first stage, and further, the third stage and the second stage of 37, The first stage, and then the 36th 4, 3, 2 and 1st stage inverters have NMOS
If the gate capacitance for one and one PMOS is added, and further addition is required, the second NMO is added in the order described above.
S and PMOS are added to the inverters 36-38. At this time, there is no limitation on the selection order of the inverters to which the gate capacitance is added.
【0059】より具体的には、パルス発生回路9内の遅
延回路25に属するトランジスタおよび、パルス伸長回
路10内の、インバータINV2、NANDゲートNA
ND1以外のトランジスタのゲート長を0.60μmと
して、パルス発生回路9内のNORゲートNOR1およ
びパルス伸長回路10内のインバータINV2とNAN
DゲートNAND1に属するトランジスタのゲート長
を、この半導体集積回路の他の論理回路を構成するトラ
ンジスタのゲート長0.45μmとする。但し、インバ
ータINV1を構成するPMOSトランジスタとNMO
Sトランジスタのチャネル幅を10μm、6μmとする
(以下、このように同じ論理ゲートを構成するPMOS
トランジスタとNMOSトランジスタのチャネル幅を1
0μm/6μmと表示する)、NORゲートNOR1で
は32μm/9μm、NORゲートNOR2では20μ
m/6μm、インバータINV2では40μm/22μ
m、NANDゲートNAND1では90μm/45μ
m、NANDゲートNAND2、NAND3では3μm
/3μm、インバータINV3では34μm/19μm
とし、遅延回路25内のインバータ及びパルス伸長回路
10内の、インバータINV2、INV3以外のインバ
ータでは3μm/3μmとした。More specifically, the transistors belonging to the delay circuit 25 in the pulse generation circuit 9 and the inverter INV2 and the NAND gate NA in the pulse expansion circuit 10 are included.
The gate length of the transistors other than ND1 is 0.60 μm, and the NOR gate NOR1 in the pulse generation circuit 9 and the inverters INV2 and NAN in the pulse expansion circuit 10 are provided.
The gate length of the transistor belonging to the D gate NAND1 is set to 0.45 μm of the transistor forming another logic circuit of this semiconductor integrated circuit. However, the PMOS transistor and the NMO which form the inverter INV1
The channel width of the S transistor is set to 10 μm and 6 μm (hereinafter, PMOSs that form the same logic gate in this way)
Channel width of transistor and NMOS transistor is 1
0 μm / 6 μm), NOR gate NOR1 32 μm / 9 μm, NOR gate NOR2 20 μ
m / 6 μm, 40 μm / 22 μ for inverter INV2
m, NAND gate NAND1 is 90 μm / 45 μ
m, 3 μm for NAND gates NAND2 and NAND3
/ 3 μm, 34 μm / 19 μm for inverter INV3
The inverters in the delay circuit 25 and the inverters other than the inverters INV2 and INV3 in the pulse expansion circuit 10 were set to 3 μm / 3 μm.
【0060】このとき、パルス発生回路9において、ク
ロックのLow時間 tL=1.3ns、遅延回路25
のインバータ3μm/3μmでの1段当りの遅延時間は
0.198nsであるため、1.3/0.198=6.
57となり、遅延回路25のインバータの段数は4段と
なる。さらに、NOR2、遅延回路25のインバータ4
段で補えない(6.57−5)×0.198=0.31
nsは、遅延時間調整用MOSトランジスタ26、27
で補う。遅延時間調整用MOSトランジスタ1つを付加
したときの遅延時間の増加は0.030nsであるた
め、0.31/0.030=10.33より10または
11個の遅延時間調整用MOSトランジスタを付加する
必要がある。この後、詳細な評価により、8個の遅延時
間調整用MOSトランジスタが必要となった。この8個
の遅延時間調整用MOSトランジスタは波形のなまりを
考慮し、図2に示すように配分する。また、パルス伸長
回路10において、パルス発生回路9において発生する
パルスの幅は1.3ns、所望のパルス幅は4.0n
s、遅延回路36〜38のインバータ3μm/3μmで
の1段当りの遅延時間は0.198nsであるため、
(4.0−1.3)/0.198=13.64となり、
均等配分するとパルス伸長回路列は3列とし、1列当り
の論理段数は4段とするのが望ましい。なぜなら、1列
当りの論理段数をこれ以上増やすと、1列当りの伸長幅
がパルス発生回路9において発生するパルス幅より長く
なってしまう、また、1列当りの論理段数をこれ以上減
らすと、NANDの数が増えてINV2のファンアウト
が増大し、信号の波形なまり及び遅延につながるためで
ある。上記、パルス伸長回路列3列では補えない(1
3.66−12)×0.198=0.32nsは、遅延
時間調整用MOSトランジスタ30〜35で補う。遅延
時間調整用MOSトランジスタ1つを付加したときの遅
延時間の増加は0.030nsであるため、0.32/
0.030=10.7より10個または11個の遅延時
間調整用MOSトランジスタを付加する必要がある。こ
の後、詳細な評価により、6個の遅延時間調整用MOS
トランジスタが必要となった。上記パルス発生回路9に
比べ、予測した遅延時間調整用MOSトランジスタの数
と詳細評価後の数との差が大きいが、これは、NAND
1(90μm/45μm)のゲート容量がNOR1(3
2μm/9μm)のゲート容量よりも大きいため、遅延
が大きくなり、その分遅延時間調整用MOSトランジス
タへの負担が軽くなるからである。この6個の遅延時間
調整用MOSトランジスタは波形のなまりを考慮し、図
2に示すように配分する。At this time, in the pulse generation circuit 9, the clock low time tL = 1.3 ns, the delay circuit 25
Since the delay time per stage in the inverter of 3 μm / 3 μm is 0.198 ns, 1.3 / 0.198 = 6.
57, and the number of inverters in the delay circuit 25 is four. Further, NOR2, the inverter 4 of the delay circuit 25
It cannot be compensated by steps (6.57-5) x 0.198 = 0.31
ns is a delay time adjusting MOS transistor 26, 27
Supplement with. Since the increase of the delay time when one delay time adjusting MOS transistor is added is 0.030 ns, 10 or 11 delay time adjusting MOS transistors are added from 0.31 / 0.030 = 10.33. There is a need to. After that, detailed evaluation revealed that eight delay time adjusting MOS transistors were required. The eight delay time adjusting MOS transistors are distributed as shown in FIG. 2 in consideration of the rounding of the waveform. Further, in the pulse expansion circuit 10, the pulse width generated by the pulse generation circuit 9 is 1.3 ns, and the desired pulse width is 4.0 n.
s, the delay time per stage in the inverters 3 μm / 3 μm of the delay circuits 36 to 38 is 0.198 ns,
(4.0-1.3) /0.198=13.64,
When evenly distributed, it is desirable that the number of pulse expansion circuit trains be three and that the number of logic stages per line be four. This is because if the number of logic stages per column is increased further, the expansion width per column becomes longer than the pulse width generated in the pulse generation circuit 9, and if the number of logic stages per column is further decreased, This is because the number of NANDs increases and the fan-out of INV2 increases, which leads to signal rounding and delay. The above-mentioned three pulse expansion circuit trains cannot be supplemented (1
3.66-12) × 0.198 = 0.32 ns is compensated by the delay time adjusting MOS transistors 30 to 35. The increase in delay time when one delay time adjusting MOS transistor is added is 0.030 ns, so 0.32 /
From 0.030 = 10.7, it is necessary to add 10 or 11 delay time adjusting MOS transistors. After this, by detailed evaluation, 6 delay time adjustment MOSs
I needed a transistor. Compared to the pulse generation circuit 9 described above, the difference between the predicted number of delay time adjustment MOS transistors and the number after detailed evaluation is large.
The gate capacitance of 1 (90 μm / 45 μm) is NOR1 (3
This is because the gate capacitance is larger than 2 μm / 9 μm), the delay becomes large, and the load on the delay time adjusting MOS transistor is reduced accordingly. The six delay time adjusting MOS transistors are distributed as shown in FIG. 2 in consideration of the rounding of the waveform.
【0061】上記のように段数が決定されたパルス発生
回路9及び伸長回路10を使用すると、電源電圧2.9
V、環境温度110℃で、ゲート長が±0.07μm、
酸化膜厚が±0.4nmばらついた場合でも、基準パル
スB−PULSEの幅のばらつきは約±23%に抑える
ことができる。When the pulse generation circuit 9 and the expansion circuit 10 whose number of stages is determined as described above are used, the power supply voltage is 2.9.
V, ambient temperature 110 ° C, gate length ± 0.07 μm,
Even if the oxide film thickness varies by ± 0.4 nm, the variation in the width of the reference pulse B-PULSE can be suppressed to approximately ± 23%.
【0062】一方、比較のために、図2、図3に示す、
パルス発生回路9、パルス伸長回路内の全てのトランジ
スタのゲート長を従来通り等しく0.45μmとし、他
の条件は上述した通りとし、ゲート長、酸化膜厚のばら
つきが無い場合に同じパルス幅の基本パルスを生成させ
た場合には、ゲート長が±0.07μm、酸化膜厚が±
0.4nmばらついた場合は、生成されるパルス幅が約
±30%ばらつく。On the other hand, for comparison, shown in FIGS.
The gate lengths of all the transistors in the pulse generation circuit 9 and the pulse expansion circuit are the same as before, 0.45 μm, and the other conditions are as described above, and the same pulse width is used when there is no variation in the gate length and the oxide film thickness. When the basic pulse is generated, the gate length is ± 0.07 μm and the oxide film thickness is ±
When the variation is 0.4 nm, the generated pulse width varies about ± 30%.
【0063】従って、上記のように段数が決定されたパ
ルス発生回路9及び伸長回路10においては、ワード線
パルスの最大幅は従来に対して(4.0×1.23)/
(4×1.3)×100=95%となり、動作周波数を
5%改善できる。また、ワード線パルスの最小幅は従来
に対して(4.0×0.77)/(4.0×0.7)×
100=110%となり、マージンを10%改善でき
る。また、プリチャージ信号のパルス幅は、サイクル時
間(クロックの立ち上がりから次クロックの立ち上がり
までの時間)を7.5ns(動作周波数133Mhz)
とすると、従来に対して(7.5−4.0×1.23)
/(7.5−4.0×1.3)=112%となり、マー
ジンを12%改善できる。Therefore, in the pulse generation circuit 9 and the expansion circuit 10 whose number of stages is determined as described above, the maximum width of the word line pulse is (4.0 × 1.23) /
(4 × 1.3) × 100 = 95%, and the operating frequency can be improved by 5%. Further, the minimum width of the word line pulse is (4.0 × 0.77) / (4.0 × 0.7) × compared to the conventional case.
Since 100 = 110%, the margin can be improved by 10%. The pulse width of the precharge signal is 7.5 ns (operating frequency 133 Mhz) in the cycle time (time from the rising of the clock to the rising of the next clock).
Then, compared with the conventional one, (7.5-4.0 × 1.23)
/(7.5-4.0×1.3)=112%, and the margin can be improved by 12%.
【0064】この結果、本実施の形態では、LSI製造
工程においてゲート長等がばらついた場合でも、複数の
駆動パルスの間でのタイミングずれ等の問題を生じるこ
となく、パルス幅のばらつきが抑えられ、動作周波数を
向上できる。また、メモリセルへのデータ書き込みに対
するマージンの増加も図れる。また、本実施の形態はゲ
ート長の変更のみで実施でき、マスクの枚数の増加等の
コスト増加はない。As a result, in the present embodiment, even if the gate length or the like varies in the LSI manufacturing process, variations in pulse width are suppressed without causing problems such as timing deviation among a plurality of drive pulses. , The operating frequency can be improved. Further, it is possible to increase the margin for writing data to the memory cell. Further, the present embodiment can be implemented only by changing the gate length, and there is no increase in cost such as an increase in the number of masks.
【0065】[0065]
【発明の効果】本発明によれば、半導体集積回路の製造
時に、そこに含まれたMISトランジスタのゲート長が
変動しても、生成すべきパルスのパルス幅の変動を低減
できる。According to the present invention, when the semiconductor integrated circuit is manufactured, even if the gate length of the MIS transistor included therein varies, the variation in the pulse width of the pulse to be generated can be reduced.
【0066】さらに、このパルスから相互に一定の順序
で同一の被制御対象に印加されるべき複数の駆動パルス
を生成する複数の駆動回路を有する半導体集積回路にお
いては、半導体集積回路の製造時にトランジスタの遅延
時間が変動しても、これらの駆動パルスの必要なパルス
長を保証することができる。とくに、これらの駆動パル
スの内の一つが、他方の駆動パルスが終了してから印加
される駆動パルスであるときに、これらの駆動パルスの
必要なパルス幅を保証することができる。Further, in a semiconductor integrated circuit having a plurality of drive circuits for generating a plurality of drive pulses to be applied to the same controlled object from each other in a fixed order from this pulse, in the manufacturing of the semiconductor integrated circuit, a transistor is used. The required pulse length of these drive pulses can be assured even if the delay time of V fluctuates. In particular, the required pulse width of these drive pulses can be guaranteed when one of these drive pulses is a drive pulse applied after the other drive pulse has ended.
【図1】本発明による半導体集積回路上に形成された同
期型スタティックSRAMの概略回路図。FIG. 1 is a schematic circuit diagram of a synchronous static SRAM formed on a semiconductor integrated circuit according to the present invention.
【図2】図1の回路に使用するパルス発生回路の概略回
路図。FIG. 2 is a schematic circuit diagram of a pulse generation circuit used in the circuit of FIG.
【図3】図1の回路に使用するパルス伸長回路の概略回
路図。FIG. 3 is a schematic circuit diagram of a pulse expansion circuit used in the circuit of FIG.
【図4】図1の回路に使用するアドレスパルス化回路の
概略回路図。FIG. 4 is a schematic circuit diagram of an address pulse conversion circuit used in the circuit of FIG.
【図5】図1の回路で生成されるいくつかのパルスのタ
イムチャート。5 is a time chart of some pulses generated by the circuit of FIG.
【図6】図2のパルス発生回路で生成されるいくつかの
パルスのタイムチャート。FIG. 6 is a time chart of some pulses generated by the pulse generation circuit of FIG.
【図7】図3のパルス伸長回路で生成されるいくつかの
パルスのタイムチャート。7 is a time chart of some pulses generated by the pulse expansion circuit of FIG.
【図8】インバータ1段当りの遅延時間のゲート長依存
性を示すグラフ。FIG. 8 is a graph showing gate length dependency of delay time per inverter.
【図9】インバータ1段当りの遅延時間のばらつきのゲ
ート長依存性を示すグラフ。FIG. 9 is a graph showing gate length dependence of delay time variation per inverter.
【図10】遅延回路調整用MOSトランジスタ付きイン
バータ列の動作波形図。FIG. 10 is an operation waveform diagram of an inverter array with a delay circuit adjusting MOS transistor.
1…同期型スタティックRAM、2Aから2F…入力バ
ッファ、3…出力バッファ、21…出力レジスタ、22
…入力データレジスタ1 ... Synchronous static RAM, 2A to 2F ... Input buffer, 3 ... Output buffer, 21 ... Output register, 22
… Input data register
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西尾 洋二 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 平石 厚 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 豊嶋 博 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 日 立超エル・エス・アイ・エンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 小宮路 邦広 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yoji Nishio 5-20-1, Josuihonmachi, Kodaira-shi, Tokyo Incorporated company, Hitachi, Ltd. Semiconductor Division (72) Inventor Atsushi Hiraishi Gojomizumoto-cho, Kodaira-shi, Tokyo Hitachi Co., Ltd., Semiconductor Company, Ltd., 20-1 (72) Inventor, Hiroshi Toyoshima 5-2-1, Kamisuihonmachi, Kodaira-shi, Tokyo (20) Invention, Hiritsu Cho-LS Engineering Co., Ltd. Kunihiro Komiyaji 5-20-1 Kamimizumoto-cho, Kodaira-shi, Tokyo Incorporated company Hitachi Ltd. Semiconductor Division
Claims (9)
所定のパルス幅を有するパルスを生成するための、複数
のMISトランジスタにより構成されたパルス生成回路
と、 生成されたパルスにより駆動される、複数のMISトラ
ンジスタにより構成された回路とを有し、 上記パルス生成回路を構成する上記複数のMISトラン
ジスタの内、上記半導体集積回路の製造時のゲート長の
ばらつきが上記生成されるパルスのパルス幅の変動を引
き起こす特定の複数のMISトランジスタのゲート長
が、上記半導体集積回路内の他の複数のMISトランジ
スタのゲート長より大きい半導体集積回路。1. A semiconductor integrated circuit, comprising: a pulse generation circuit composed of a plurality of MIS transistors for generating a pulse having a predetermined pulse width from an input pulse; and driving by the generated pulse. A circuit composed of a plurality of MIS transistors, and among the plurality of MIS transistors forming the pulse generation circuit, a variation in gate length during manufacturing of the semiconductor integrated circuit causes a pulse width of the generated pulse. In the semiconductor integrated circuit, the gate lengths of the plurality of specific MIS transistors that cause the fluctuations are larger than the gate lengths of the other plurality of MIS transistors in the semiconductor integrated circuit.
スとから、上記遅延回路の遅延時間に依存するパルス幅
を有するパルスを生成する論理回路とを有し、 上記特定の複数のMISトランジスタは、上記遅延回路
を構成する複数のMISトランジスタを含む請求項1記
載の半導体集積回路。2. The pulse generation circuit comprises a delay circuit for delaying the input pulse by a predetermined time, and a pulse depending on the delay time of the delay circuit from the input pulse and the input pulse delayed by the delay circuit. 2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, further comprising a logic circuit that generates a pulse having a width, wherein the specific plurality of MIS transistors includes a plurality of MIS transistors that form the delay circuit.
記遅延時間に実質的に等しいパルス幅のパルスを生成す
る論理回路である請求項2記載の半導体集積回路。3. The semiconductor integrated circuit according to claim 2, wherein the logic gate is a logic circuit that generates a pulse having a pulse width substantially equal to the delay time from the input pulse.
記遅延時間に実質的に等しいパルス幅だけ上記入力パル
スのパルス幅を伸長したパルスを生成する論理回路であ
る請求項2記載の半導体集積回路。4. The semiconductor integrated circuit according to claim 2, wherein the logic gate is a logic circuit that generates a pulse obtained by extending the pulse width of the input pulse by a pulse width substantially equal to the delay time from the input pulse. .
半導体集積回路の電源電位および接地電位の一方と、上
記複数のインバータの上記少なくとも一部のインバータ
の各々の入力端子との間に付加された、上記複数のイン
バータの遅延時間を増大するための容量とを有する請求
項1から4のいずれか一つに記載の半導体集積回路。5. The delay circuit is connected to a plurality of inverters connected in series, at least a part of the plurality of inverters, one of a power supply potential and a ground potential of the semiconductor integrated circuit, and a plurality of the plurality of inverters. The capacity for increasing the delay time of the plurality of inverters, which is added between the input terminals of each of the at least some of the inverters, and the capacity of the plurality of inverters. Semiconductor integrated circuit.
対的な時間差を有し、所定のパルス幅を有する基準パル
スを生成する、複数のMISトランジスタからなる基準
パルス生成回路と、 被制御回路と、 それぞれ上記基準パルスに応答し、上記被制御回路にあ
らかじめ定められた順序により印加されるべき複数の駆
動パルスの一つをそれぞれ生成するための、それぞれ複
数のMISトランジスタからなる複数の駆動回路とを有
し、 上記複数の駆動パルスは、所定のパルス幅以上のパルス
幅を有すべき第1の駆動パルスと、該第1の駆動パルス
が終了した時点で印加されるべき、所定のパルス幅以上
のパルス幅を有すべき第2の駆動パルスを含み、 上記パルス生成回路を構成する複数のMISトランジス
タの内、上記半導体集積回路の製造時にゲート長がばら
ついた場合に上記基準パルスのパルス幅を変動させる特
定の複数のMISトランジスタのゲート長が、上記半導
体集積回路内の他の複数のMISトランジスタのゲート
長より大きい半導体集積回路。6. A semiconductor integrated circuit comprising a plurality of MIS transistors which generate a reference pulse having a predetermined pulse width from a clock signal and having a predetermined relative time difference with respect to the clock signal. A reference pulse generation circuit, a controlled circuit, and a plurality of control circuits respectively for generating one of a plurality of drive pulses to be applied to the controlled circuit in a predetermined order in response to the reference pulse. A plurality of drive circuits each including a MIS transistor, and the plurality of drive pulses include a first drive pulse that should have a pulse width equal to or larger than a predetermined pulse width, and a time point when the first drive pulse ends. A plurality of MIS transistors that include a second drive pulse and have a pulse width greater than or equal to a predetermined pulse width that is to be applied in the pulse generation circuit. Of the plurality of MIS transistors in the semiconductor integrated circuit, the gate lengths of a plurality of specific MIS transistors that vary the pulse width of the reference pulse when the gate length varies during manufacturing of the semiconductor integrated circuit Integrated circuit larger than the gate length of.
対的な時間差を有し、所定のパルス幅を有する基準パル
スを生成する、複数のMISトランジスタからなる基準
パルス生成回路と、 クロック信号に応答し、上記クロック信号と上記基準パ
ルスの上記時間差を有する他のクロック信号を発生する
ための、複数のMISトランジスタからなるクロック信
号発生回路と、 被制御回路と、 上記被制御回路をアクセスするためのアクセス用信号
を、該他のクロック信号に応答して、取り込み、出力す
るための、複数のMISトランジスタからなる信号供給
回路と、 上記基準パルスと該信号供給回路により与えられる上記
アクセス用信号に応答して、上記基準パルスが有効な期
間に上記アクセス用信号を表す制御パルスを生成するた
めの、複数のMISトランジスタからなるパルス化回路
と、 それぞれ上記制御パルスに応答し、上記被制御回路に印
加されるべき複数の駆動パルスの一つをそれぞれ生成す
るための、それぞれ複数のMISトランジスタからなる
複数の駆動回路とを有し、 上記パルス生成回路を構成する複数のMISトランジス
タの内、上記半導体集積回路の製造時にゲート長がばら
ついた場合に上記基準パルスのパルス幅を変動させる特
定の複数のMISトランジスタのゲート長が、上記半導
体集積回路内の他の複数のMISトランジスタのゲート
長より大きい半導体集積回路。7. A semiconductor integrated circuit, comprising a plurality of MIS transistors for generating a reference pulse having a predetermined pulse width from a clock signal and having a predetermined relative time difference with respect to the clock signal. A reference pulse generating circuit, a clock signal generating circuit including a plurality of MIS transistors for generating another clock signal having the time difference between the clock signal and the reference pulse in response to the clock signal, and a controlled circuit, A signal supply circuit including a plurality of MIS transistors for receiving and outputting an access signal for accessing the controlled circuit in response to the other clock signal, the reference pulse and the signal supply In response to the access signal provided by the circuit, the access signal is transmitted during the period when the reference pulse is effective. For generating a control pulse, and for generating one of a plurality of drive pulses to be applied to the controlled circuit in response to the control pulse, respectively. Of the plurality of MIS transistors each including a plurality of MIS transistors, and the plurality of MIS transistors forming the pulse generation circuit, the reference pulse pulse when the gate length varies during manufacturing of the semiconductor integrated circuit. A semiconductor integrated circuit in which gate lengths of a plurality of specific MIS transistors whose widths are varied are larger than gate lengths of other MIS transistors in the semiconductor integrated circuit.
り、 上記アクセス用信号は、上記メモリセルアレーをアクセ
スするためのアドレス信号であり、 上記複数の駆動パルスは、ワード線駆動パルスとプリチ
ャージ活性化信号とを含む請求項7に記載の半導体集積
回路。8. The controlled circuit is a memory cell array, the access signal is an address signal for accessing the memory cell array, and the plurality of drive pulses are a word line drive pulse and a precharge. The semiconductor integrated circuit according to claim 7, further comprising an activation signal.
複数のMISトランジスタのゲート長は、上記半導体集
積回路内の上記他の複数のMISトランジスタのゲート
長の1.3倍以上、1.8倍以下である請求項1から8
のいずれか一つに記載の半導体集積回路。9. The gate length of the specific plurality of MIS transistors in the reference pulse generation circuit is 1.3 times or more the gate length of the other plurality of MIS transistors in the semiconductor integrated circuit. It is 8 times or less.
The semiconductor integrated circuit according to any one of 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8147411A JPH09331238A (en) | 1996-06-10 | 1996-06-10 | Semiconductor integrated circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8147411A JPH09331238A (en) | 1996-06-10 | 1996-06-10 | Semiconductor integrated circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09331238A true JPH09331238A (en) | 1997-12-22 |
Family
ID=15429700
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8147411A Pending JPH09331238A (en) | 1996-06-10 | 1996-06-10 | Semiconductor integrated circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09331238A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6300813B1 (en) | 1998-10-07 | 2001-10-09 | Nec Corporation | Delay circuit |
US6542005B2 (en) | 2000-01-26 | 2003-04-01 | Nec Corporation | Semiconductor integrated circuit and method of designing the same |
TWI669786B (en) * | 2015-01-26 | 2019-08-21 | 日商芙洛提亞股份有限公司 | Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device |
CN118523758A (en) * | 2024-04-19 | 2024-08-20 | 上海壁仞科技股份有限公司 | Minimum pulse width violation repair circuit and minimum pulse width violation repair method |
-
1996
- 1996-06-10 JP JP8147411A patent/JPH09331238A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6300813B1 (en) | 1998-10-07 | 2001-10-09 | Nec Corporation | Delay circuit |
US6542005B2 (en) | 2000-01-26 | 2003-04-01 | Nec Corporation | Semiconductor integrated circuit and method of designing the same |
TWI669786B (en) * | 2015-01-26 | 2019-08-21 | 日商芙洛提亞股份有限公司 | Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041224 |
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