| 【発明の名称】 |
クロック発生回路およびそれを用いた同期型半導体記憶装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】澤田 誠二
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| 【要約】 |
【課題】2つのクロックバッファを備えたクロック発生回路においてそれらクロックバッファの論理しきい値にずれが生じた場合でも正常な2つの内部クロック信号を発生することが可能なクロック発生回路を提供する。
【解決手段】クロックバッファ1,2とパルス幅制御回路3との間にクロックバッファ1から出力される内部クロック信号ICLK11とクロックバッファ2から出力される内部クロック信号ICLK21との両方が活性化されると内部クロック信号ICLK12およびICLK22を活性化するクロック活性化回路50を設ける。 |
【特許請求の範囲】
【請求項1】 クロックイネーブル信号に応答して動作可能にされ、外部クロック信号を受ける第1のクロックバッファと、前記外部クロック信号を受ける第2のクロックバッファと、前記第1のクロックバッファから出力される信号と前記第2のクロックバッファから出力される信号との両方が活性化されると第1および第2の内部クロック信号を活性化する活性化手段と、前記第1および第2の内部クロック信号を不活性化して前記第1および第2の内部クロック信号のパルス幅を決定するパルス幅制御回路とを備える、クロック発生回路。 【請求項2】 前記活性化手段は、前記第1のクロックバッファから出力される信号と前記第2のクロックバッファから出力される信号とを受ける第1のAND回路と、前記第1のクロックバッファから出力される信号と前記第2のクロックバッファから出力される信号とを受ける第2のAND回路とを含む、請求項1に記載のクロック発生回路。 【請求項3】 前記パルス幅制御回路は、前記第2のAND回路から出力される信号を遅延させる遅延回路と、前記遅延回路から出力される信号に応答して前記第1の内部クロック信号を伝達する第1のゲート回路と、前記遅延回路から出力される信号に応答して前記第2の内部クロック信号を伝達する第2のゲート回路とを含む、請求項2に記載のクロック発生回路。 【請求項4】 前記第1のクロックバッファから出力される信号をラッチしてそのラッチした信号を前記活性化手段に与える第1のラッチ回路と、前記第2のクロックバッファから出力される信号をラッチしてそのラッチした信号を前記活性化手段に与える第2のラッチ回路とをさらに備える、請求項2に記載のクロック発生回路。 【請求項5】 前記パルス幅制御回路は、前記第2のAND回路から出力される前記第2の内部クロック信号を遅延させる遅延回路と、前記遅延回路から出力される信号に応答して前記第2のラッチ回路のリセット信号を発生するワンショットパルス回路とを含む、請求項4に記載のクロック発生回路。 【請求項6】 メモリセルアレイと、前記メモリセルアレイに対してデータの読出および書込を行なう読出書込手段と、外部クロック信号に応答して第1および第2の内部クロック信号を発生するクロック発生回路と、前記第2の内部クロック信号に同期し、外部クロックイネーブル信号を受けて内部クロックイネーブル信号を出力するクロックイネーブルバッファと、前記第1の内部クロック信号に同期し、前記読出書込手段を制御するための外部制御信号を受けて内部制御信号を出力する制御信号バッファとを備え、前記クロック発生回路は、外部クロックイネーブル信号に応答して動作可能にされ、外部クロック信号を受ける第1のクロックバッファと、前記外部クロック信号を受ける第2のクロックバッファと、前記第1のクロックバッファから出力される信号と前記第2のクロックバッファから出力される信号との両方が活性化されると第1および第2の内部クロック信号を活性化する活性化手段と、前記第1および第2の内部クロック信号を不活性化して前記第1および第2の内部クロック信号のパルス幅を決定するパルス幅制御回路とを含む、同期型半導体記憶装置。
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【発明の詳細な説明】【0001】 【発明の属する技術分野】本発明はクロック発生回路およびそれを用いた同期型半導体記憶装置に関し、さらに詳しくは、2種類のクロックバッファを有するクロック発生回路の改良に関する。 【0002】 【従来の技術】シンクロナスダイナミックランダムアクセスメモリ(SDRAM)のような同期型半導体記憶装置には、外部クロック信号に応答して内部クロック信号を発生するクロック発生回路が設けられている。図6は、従来のクロック発生回路の一例を示す回路図である。図6に示すように、このクロック発生回路は、2つのクロックバッファ1,2と、パルス幅制御回路3とを備える。 【0003】クロックバッファ1は、外部クロックイネーブル信号ECKEに応答して動作可能にされ、外部クロック信号ECLKを受けて内部クロック信号ICLK11を出力する。クロックバッファ2は、外部クロックイネーブル信号ECKEに関係なく常に動作可能であり、外部クロック信号ECLKを受けて内部クロック信号ICLK21を出力する。 【0004】パルス幅制御回路3は、遅延回路31と、インバータ回路32と、AND回路33,34とを含む。その結果、パルス幅制御回路3は、内部クロック信号ICLK11およびICLK21をワンショットパルス化してそのパルス幅を決定し、これにより内部クロック信号ICLK1およびICLK2を発生する。 【0005】内部クロック信号ICLK1は制御信号(たとえばロウアドレスストローブ信号/RAS、コラムアドレスストローブ信号/CAS、ライトイネーブル信号/WE)用のバッファ4等に与えられ、内部クロック信号ICLK2はクロックイネーブル(CKE)バッファ5に与えられる。 【0006】SDRAMには一般に、内部クロック信号を停止させて低消費電力とする動作モードがある。このときに、コマンドデコーダ(図示せず)などの動作を制御する内部制御信号ICLK1を停止させても問題はないが、外部クロックイネーブル信号ECKEをサンプリングするために内部クロック信号ICLK2だけは動作させなければならない。よって、図6のように2種類のクロックバッファ1,2を設けている。クロックバッファ1は外部クロックイネーブル信号ECKEに応答して動作可能にされ、コマンドデコーダなどを制御するための内部クロック信号ICLK1(ICLK11)を発生する。一方、クロックバッファ2は常時動作可能であり、CKEバッファ5を制御するための内部クロック信号ICLK2(ICLK21)を発生する。 【0007】このようにクロックバッファ1,2が2種類あると、プロセスのばらつきによりその論理しきい値がずれる場合がある。ただし、この場合でも入力される外部クロック信号ECLKの遷移時間(立上がり時間tr/立下がり時間tf)が短いときは問題ではない。 【0008】図7は、外部クロック信号ECLKの遷移時間が短い場合、つまり外部クロック信号ECLKの波形がなまっていない場合の動作を示すタイミング図である。2種類のクロックバッファ1,2の論理しきい値が極端にずれた場合でも、内部クロック信号ICLK11,ICLK21の立上がりのずれが外部クロック信号ECLKの遷移時間を超えることはない。すなわち、遷移時間を1〜2ナノ秒としても内部クロック信号ICLK11,ICLK21のずれは最大で1〜2ナノ秒となり、内部クロック信号ICLK1,ICLK2は正常に発生する。 【0009】 【発明が解決しようとする課題】外部クロック信号ECLKの遷移時間は製品仕様で定められているため、実際の製品では上述したような問題は起こらない。しかしながら、現在の出荷テストの中には「バーンイン」と呼ばれる長時間の電圧・温度加速テストがある。これらは時間がかかるため、多数のチップを同時にテストする。この場合、テスタに多数のチップが接続されるため、外部クロック信号ECLKの波形がかなりなまる場合がある。これは製品仕様外ではあるが、テストのために製品は正常に動作しなければならない。 【0010】図8は、外部クロック信号ECLKの遷移時間が短い場合の動作を示すタイミング図である。クロックバッファ2の論理しきい値TH2がクロックバッファ1の論理しきい値TH1よりも低い場合、内部クロック信号ICLK21が内部クロック信号ICLK11よりも先にH(論理ハイ)レベルになる。内部クロック信号ICLK1,ICLK2のパルス幅を決定するパルス幅制御信号/DICLK21は内部クロック信号ICLK21を遅延させて活性させているので、パルス幅制御信号/DICKL21の立下がりが内部クロック信号ICLK11の立上がりよりも速ければ、内部クロック信号ICLK2は発生しても内部クロック信号ICLK1は発生しない。そのため、バッファ4が制御信号/RAS,/CAS,/WEなどを取込むことができず、コマンドデコーダが正常に動作しない。また、内部クロック信号ICLK11の立上がりの方がパルス幅制御信号/DICLK21の立下がりよりも速くても、内部クロック信号ICLK11が立上がってからすぐにパルス幅制御信号/DICLK21が立下がると、内部クロック信号ICLK1のパルス幅が極端に短くなり、この場合もコマンドデコーダが正常に動作しない可能性がある。 【0011】本発明は上記のような問題を解決するためになされたもので、2種類のクロックバッファの論理しきい値がずれた場合でも2種類の内部クロック信号を安定して発生させることが可能なクロック発生回路およびそれを用いた同期型半導体記憶装置を提供することを目的とする。 【0012】 【課題を解決するための手段】本発明によるクロック発生回路は、第1のクロックバッファと、第2のクロックバッファと、活性化手段と、パルス幅制御回路とを備える。第1のクロックバッファは、クロックイネーブル信号に応答して動作可能にされ、外部クロック信号を受ける。第2のクロックバッファは、外部クロック信号を受ける。活性化手段は、第1のクロックバッファから出力される信号と第2のクロックバッファから出力される信号との両方が活性化されると第1および第2の内部クロック信号を活性化する。パルス幅制御回路は、第1および第2の内部クロック信号を不活性化して第1および第2の内部クロック信号のパルス幅を決定する。 【0013】好ましくは、上記活性化手段は、第1のAND回路と、第2のAND回路とを含む。第1のAND回路は、第1のクロックバッファから出力される信号と第2のクロックバッファから出力される信号とを受ける。第2のAND回路は、第1のクロックバッファから出力される信号と第2のクロックバッファから出力される信号とを受ける。 【0014】さらに好ましくは、上記パルス幅制御回路は、遅延回路と、第1のゲート回路と、第2のゲート回路とを含む。遅延回路は、第2のAND回路から出力される信号を遅延させる。第2のゲート回路は、遅延回路から出力される信号に応答して第1の内部クロック信号を伝達する。第2のゲート回路は、遅延回路から出力される信号に応答して第2の内部クロック信号を伝達する。 【0015】上記クロック発生回路においては、第1のクロックバッファの論理しきい値と第2のクロックバッファの論理しきい値との間にずれが生じた場合でも第1のクロックバッファから出力される信号と第2のクロックバッファから出力される信号との両方が活性化されたとき第1および第2の内部クロック信号が活性化されるので、ずれが生じていない場合と同様に正常な第1および第2の内部クロック信号が生成される。 【0016】あるいは、上記クロック発生回路はさらに、第1のラッチ回路と、第2のラッチ回路とを備える。第1のラッチ回路は、第1のクロックバッファから出力される信号をラッチしてそのラッチした信号を活性化手段に与える。第2のラッチ回路は、第2のクロックバッファから出力される信号をラッチしてそのラッチした信号を活性化手段に与える。 【0017】さらに好ましくは、上記パルス幅制御回路は、遅延回路と、ワンショットパルスとを含む。遅延回路は、第2のAND回路から出力される第2の内部クロック信号を遅延させる。ワンショットパルス回路は、遅延回路から出力される信号に応答して第1および第2のラッチ回路のリセット信号を発生する。 【0018】上記クロック発生回路においては、第1および第2のクロックバッファから出力させる信号がラッチされ、第2の内部クロック信号が遅延されたリセット信号に応答して第1および第2のラッチ回路がリセットされるので、外部クロック信号のパルス幅が短い場合でも第1および第2の内部クロック信号のパルス幅は所定長さに維持される。 【0019】この発明による同期型半導体記憶装置は、メモリセルアレイと、読出書込手段と、クロック発生回路と、クロックイネーブルバッファと、制御信号バッファとを備える。読出書込手段は、メモリセルアレイに対してデータの読出および書込を行なう。クロック発生回路は、外部クロック信号に応答して第1および第2の内部クロック信号を発生する。クロックイネーブルバッファは、第2の内部クロック信号に同期し、外部クロックイネーブル信号を受けて内部クロックイネーブル信号を出力する。制御信号バッファは、第1の内部クロック信号に同期し、読出書込手段を制御するための外部制御信号を受けて内部制御信号を出力する。クロック発生回路は、第1のクロックバッファと、第2のクロックバッファと、活性化手段と、パルス幅制御回路とを含む。第1のクロックバッファは、外部クロックイネーブル信号に応答して動作可能にされ、外部クロック信号を受ける。第2のクロックバッファは、外部クロック信号を受ける。活性化手段は、第1のクロックバッファから出力される信号と第2のクロックバッファから出力される信号との両方が活性化されると第1および第2の内部クロック信号を活性化する。パルス幅制御回路は、第1および第2の内部クロック信号を不活性化して第1および第2の内部クロック信号のパルス幅を決定する。 【0020】上記同期型半導体記憶装置においては、第1のクロックバッファの論理しきい値と第2のクロックバッファの論理しきい値との間にずれが生じた場合でも第1のクロックバッファから出力される信号と第2のクロックバッファから出力される信号との両方が活性化されたとき第1および第2の内部クロック信号が活性化されるので、ずれが生じていない場合と同様に正常な第1および第2の内部クロック信号が生成される。 【0021】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 【0022】[実施の形態1]図1は、本発明の実施の形態1によるSDRAMの全体構成を示すブロック図である。図1を参照して、このSDRAM10は、マトリックスに配置された多数のメモリセルからなるメモリセルアレイ12と、メモリセルアレイ12の行を選択するロウデコーダ14と、メモリセルアレイ12の列を選択するコラムデコーダ16と、ロウデコーダ14およびコラムデコーダ16により選択されたメモリセルのデータを入出力するデータ入出力回路18とを備える。 【0023】このSDRAM10はさらに、外部クロック信号ECLKに応答して内部クロック信号ICLK1およびICLK2を発生するクロック発生回路20と、外部クロックイネーブル信号ECKEを受けて内部クロックイネーブル信号ICKEを出力するクロックイネーブル(CKE)バッファ22と、ロウアドレスストローブ信号/RASを受けるロウアドレスストローブ(RAS)バッファ24と、コラムアドレスストローブ信号/CASを受けるコラムアドレスストローブ(CAS)バッファ26と、ライトイネーブル信号/WEを受けるライトイネーブル(WE)バッファ28と、これら信号/RAS,/CAS,/WEからなるコマンドをデコードしてデータの読出および書込を制御する内部制御信号(行活性信号、列活性信号、プリチャージ信号など)を発生するコマンドデコーダ40と、mビットのアドレス信号ADを受けてロウデコーダ14やコラムデコーダ16に供給するアドレスバッファ42と、データ入出力回路18との間でnビットのデータDQを入出力するデータ入出力バッファ44とを備える。 【0024】クロック信号ICLK1は、RASバッファ24、CASバッファ26、WEバッファ28のように外部制御信号を受けて内部制御信号を出力する制御信号バッファの他、アドレスバッファ42、データ入出力バッファ44、およびSDRAM10の各種内部回路に与えられる。内部クロック信号ICLK2は、CKEバッファ22に与えられる。したがって、RASバッファ24は、内部クロック信号ICLK1に同期してロウアドレスストローブ信号/RASを取込む。CASバッファ26は、内部クロック信号ICLK1に同期してコラムアドレスストローブ信号/CASを取込む。WEバッファ28は、内部クロック信号ICLK1に同期してライトイネーブル信号/WEを取込む。アドレスバッファ42は、内部クロック信号ICLK1に同期してアドレス信号ADを取込む。データ入出力バッファ44は、内部クロック信号ICLK1に同期して外部から与えられたデータDQを取込む。 【0025】一方、内部クロックイネーブル信号ICKEは、RASバッファ24、CASバッファ26、WEバッファ28のような制御信号バッファに与えられる。これらの制御信号バッファ24,26,28は、内部クロックイネーブル信号ICKEに応答して動作可能にされる。 【0026】図2は、図1中のクロック発生回路20の具体的な構成を示す回路図である。図2を参照して、このクロック発生回路20は、外部クロック信号ECLKを受けて内部クロック信号ICLK11を出力するクロックバッファ1と、外部クロック信号ECLKを受けて内部クロック信号ICLK21を出力するクロックバッファ2と、内部クロック信号ICLK11およびICLK21の両方が活性化されると内部クロック信号ICLK12およびICLK22を活性化する内部クロック活性化回路50と、内部クロック信号ICLK12(ICLK1)およびICLK22(ICLK2)を不活性化して内部クロック信号ICLK1およびICLK2のパルス幅を決定するパルス幅制御回路3とを備える。 【0027】外部クロックイネーブル信号ECKEはクロックバッファ1のみに与えられる。クロックバッファ1はたとえば2入力AND回路からなり、そこに外部クロック信号ECLKおよび外部クロックイネーブル信号ECKEが入力される。したがって、クロックバッファ1は外部クロックイネーブル信号ECKEに応答して動作可能にされるのに対し、クロックバッファ2は常時動作可能である。 【0028】クロック活性化回路50は、内部クロック信号ICLK11およびICLK21を受けて内部クロック信号ICLK12を出力するAND回路51と、内部クロック信号ICLK11およびICLK21を受けて内部クロック信号ICLK22を出力するAND回路52とを含む。したがって、AND回路51は、内部クロック信号ICLK11およびICLK21の両方がHレベルになったとき内部クロック信号ICLK12をHレベルに活性化する。AND回路52も同様に、内部クロック信号ICLK11およびICLK21の両方がHレベルになったとき内部クロック信号ICLK22をHレベルに活性化する。 【0029】パルス幅制御回路3は、内部クロック信号ICLK22を遅延させる遅延回路31と、遅延回路31により遅延された信号を反転するインバータ回路32と、インバータ回路32から出力されるパルス幅制御信号/DICLK22に応答して内部クロック信号ICLK12を内部クロック信号ICLK1として伝達するゲート回路33と、パルス幅制御信号/DICLK22に応答して内部クロック信号ICLK22を内部クロック信号ICLK2として伝達するゲート回路34とを含む。ゲート回路33,34はいずれもAND回路からなる。 【0030】次に、上記のように構成されたクロック発生回路の動作を図3のタイミング図を参照して説明する。ここでは、プロセスのばらつきによりクロックバッファ1の論理しきい値TH1の方がクロックバッファ2の論理しきい値TH2よりも高くなっている場合を想定して説明する。 【0031】図3に示すように外部クロック信号CLKの立上がり時間が長く、その波形がなまっている場合、外部クロック信号CLKのレベルはまずクロックバッファ2の論理しきい値TH2を超え、その後クロックバッファ1の論理しきい値TH1を超える。したがって、クロックバッファ2は、外部クロック信号ECLKのレベルが論理しきい値TH2を超えたとき内部クロック信号ICLK21をHレベルに立上げる。続いて、クロックバッファ1は、外部クロック信号ECLKのレベルが論理しきい値TH1を超えたとき内部クロック信号ICLK11をHレベルに立上げる。その結果、内部クロック信号ICLK11の立上がりは内部クロック信号ICLK21の立上がりよりも遅くなる。 【0032】しかしながら、このクロック発生回路20にはクロック活性化回路50が設けられているため、AND回路51は内部クロック信号ICLK11およびICLK21の両方がHレベルになったとき内部クロック信号ICLK12をHレベルに立上げる。AND回路52も同様に内部クロック信号ICLK11およびICLK21の両方がHレベルになったとき内部クロック信号ICLK22をHレベルに立上げる。パルス幅制御回路3は、このHレベルに活性化された内部クロック信号ICLK12およびICLK22を所定時間経過後にLレベルに不活性化して内部クロック信号ICLK1およびICLK2のパルス幅を決定する。すなわち、パルス幅制御信号/DICLK22がHレベルの間、内部クロック信号ICLK12はゲート回路33を通って内部制御信号ICLK1として出力され、内部クロック信号ICLK22はゲート回路34を通って内部クロック信号ICLK2として出力される。内部クロック信号ICLK22が遅延回路31により遅延され、内部クロック信号ICLK22の立上がりから所定時間経過後にパルス幅決定信号/DICLK22はLレベルに立下がる。そのため、ゲート回路33および34は不通となり、内部クロック信号ICLK1およびICLK2がLレベルになる。 【0033】以上のように本発明の実施の形態1によれば、内部クロック信号ICLK11およびICLK21の両方が活性化されると内部クロック信号ICLK12およびICLK22を活性化するクロック活性化回路50を設けたため、プロセスのばらつきによりクロックバッファ1,2の論理しきい値がずれても正常な2つの内部クロック信号ICLK1およびICLK2を発生することができる。そのため、このクロック発生回路20を備えたSDRAM10に対してバーンインのようなテストを行なう場合でもコマンドデコーダ40およびその他の内部回路は通常どおり動作する。その結果、正確なテストを行なうことができる。 【0034】[実施の形態2]図4は、本発明の実施の形態2によるクロック発生回路20の構成を示す回路図である。図2に示した実施の形態1と異なり、図4に示した実施の形態2によるクロック発生回路20は、内部クロック信号ICLK11をラッチしてそのラッチした内部クロック信号ICLK13をクロック活性化回路50に与えるラッチ回路60と、内部クロック信号ICLK21をラッチしてそのラッチした内部クロック信号ICLK23をクロック活性化回路50に与えるラッチ回路62とを備える。また、図2に示したパルス幅制御回路3の代わりに、内部クロック信号ICLK13およびICLK23を不活性化して内部クロック信号ICLK1およびICLK2のパルス幅を決定するパルス幅制御回路64を設ける。パルス幅制御回路64は、内部クロック信号ICLK2を遅延させる遅延回路65と、遅延回路65から出力される信号に応答してラッチ回路60および62のリセット信号RSTを発生するワンショットパルス回路66とを含む。 【0035】次に、上記のように構成されたクロック発生回路20の動作を図5のタイミング図を参照して説明する。ここでは、上述した実施の形態1と異なる動作を中心に説明する。 【0036】内部クロック信号ICLK21はラッチ回路62によりラッチされ、これにより内部クロック信号ICLK23はHレベルに立上がる。内部クロック信号ICLK11はラッチ回路60によりラッチされ、これにより内部クロック信号ICLK13はHレベルに立上がる。内部クロック信号ICLK11は内部クロック信号ICLK21よりも遅れて立上がるため、内部クロック信号ICLK13も内部クロック信号ICLK23よりも遅れて立上がる。 【0037】内部クロック信号ICLK13およびICLK23の両方がHレベルに活性化されると、クロック活性化回路50により内部クロック信号ICLK1およびICLK2がHレベルに活性化される。 【0038】内部クロック信号ICLK2は遅延回路65により遅延され、さらにその遅延された信号に応答してワンショットパルス回路66によりリセット信号RSTが生成される。リセット信号RSTはラッチ回路60および62に与えられ、これによりラッチ回路60および62はリセットされる。したがって、リセット信号RSTがHレベルに活性化されると、内部クロック信号ICLK13およびICLK23がLレベルに不活性化され、これにより内部クロック信号ICLK1およびICLK2もLレベルに不活性化される。 【0039】上述した実施の形態1では、外部クロック信号ECLKのパルス幅(Hレベルの期間)が短くなった場合、遅延回路31により確保すべき内部クロック信号ICLK1,ICLK2のパルス幅(Hレベルの期間)が短くなってしまうという問題がある。これに対し、この実施の形態2では、ラッチ回路60,62を設け、内部クロック信号ICLK2を遅延させてラッチ回路60,62をリセットしているため、外部クロック信号ECLKのパルス幅が短くなって内部クロック信号ICLK11のパルス幅が短くなっても、内部クロック信号ICLK1,ICLK2のパルス幅はある一定期間保持される。 【0040】今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 【0041】 【発明の効果】以上のように本発明によれば、2つのクロックバッファから出力される信号が両方とも活性化されると2つの内部クロック信号を活性化するようにしているため、プロセスのばらつきにより2つのクロックバッファの論理しきい値がずれた場合でも正常な2つの内部クロック信号を発生することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】000006013 【氏名又は名称】三菱電機株式会社
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| 【出願日】 |
平成12年8月10日(2000.8.10) |
| 【代理人】 |
【識別番号】100064746 【弁理士】 【氏名又は名称】深見 久郎 (外4名)
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| 【公開番号】 |
特開2002−56675(P2002−56675A) |
| 【公開日】 |
平成14年2月22日(2002.2.22) |
| 【出願番号】 |
特願2000−242033(P2000−242033) |
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