專(zhuān)利名稱(chēng)：半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，特別涉及一種對(duì)于外部時(shí)鐘具有同步或異步操作模式的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。
背景技術(shù)：
為了減少半導(dǎo)體存儲(chǔ)器如動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)的功耗，該半導(dǎo)體存儲(chǔ)器包括用于產(chǎn)生內(nèi)部電源電壓的內(nèi)部(升壓或降壓)電源電路，傳統(tǒng)上根據(jù)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的操作狀態(tài)，對(duì)內(nèi)部電源電路進(jìn)行最佳控制。
具體而言，設(shè)置被連續(xù)激勵(lì)或在激勵(lì)時(shí)間被激勵(lì)的升高電位檢測(cè)電路，用于形成一升壓電路，該升壓電路用于在半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的激活(active)或待機(jī)(standby)狀態(tài)下，升高最佳操作的字線的電壓。
隨著近年來(lái)便攜式器件的發(fā)展，需要進(jìn)一步降低功耗。一種不僅具有上述操作模式而且具有功率下降模式的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器被公開(kāi)，其在上述功率下降模式中為了降低功耗而停止由內(nèi)部電源電路產(chǎn)生內(nèi)部電源電壓(例如，參見(jiàn)日本待審專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)No.2003-162895)。
此外，為了提高數(shù)據(jù)傳送效率，需要采用數(shù)據(jù)與外部時(shí)鐘同步的同步模式。因此，迫切需要發(fā)展具有功率下降模式、同步模式和異步模式作為操作模式的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。
圖6是一種具有功率下降狀態(tài)和對(duì)于外部時(shí)鐘具有同步與異步操作模式的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。
如圖6所示，當(dāng)外部電源電壓施加于半導(dǎo)體存儲(chǔ)器時(shí)(功率上升狀態(tài)T10)，在經(jīng)過(guò)暫停時(shí)間T11之后該半導(dǎo)體存儲(chǔ)器進(jìn)入異步模式中的待機(jī)狀態(tài)T12。
通過(guò)使從芯片使能端CE2(CE2端)輸入的轉(zhuǎn)換信號(hào)ce2為下述低電位(“L”或“L”電平)，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器可進(jìn)行從該待機(jī)狀態(tài)T12到異步模式中的功率下降狀態(tài)T13的轉(zhuǎn)換。盡管未示出，該半導(dǎo)體存儲(chǔ)器可進(jìn)行從該待機(jī)狀態(tài)T12到異步模式中的激活狀態(tài)的轉(zhuǎn)換(異步操作，如讀取、寫(xiě)或擦除)。
而且，通過(guò)使轉(zhuǎn)換信號(hào)ce2為高電位(“H”或“H”電平)該半導(dǎo)體存儲(chǔ)器可進(jìn)行從異步模式中的功率下降狀態(tài)T13到異步模式中的待機(jī)狀態(tài)T12的轉(zhuǎn)換。
當(dāng)在異步模式中的待機(jī)狀態(tài)T12中通過(guò)使信號(hào)a15z為“H”設(shè)置同步模式時(shí)(控制寄存器(CR)設(shè)置狀態(tài)T14到同步模式)，其中信號(hào)a15z是以后所述的述CR設(shè)置指令之一，該半導(dǎo)體存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)換到同步模式中的待機(jī)狀態(tài)T15。另一方面，當(dāng)在同步模式中的待機(jī)狀態(tài)T15中通過(guò)使信號(hào)a15z為“L”設(shè)置異步模式設(shè)置時(shí)(CR設(shè)置狀態(tài)T14到異步模式)，該半導(dǎo)體存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)換到異步模式中的待機(jī)狀態(tài)T12。
通過(guò)使轉(zhuǎn)換信號(hào)ce2為“L”，該半導(dǎo)體存儲(chǔ)器從同步模式中的待機(jī)狀態(tài)T15轉(zhuǎn)換到同步模式中的功率下降狀態(tài)T16。盡管未示出，該半導(dǎo)體存儲(chǔ)器可從該待機(jī)狀態(tài)T15轉(zhuǎn)換到同步模式中的激活狀態(tài)(同步操作，如讀、寫(xiě)或擦)。
通過(guò)使轉(zhuǎn)換信號(hào)ce2為“H”，該半導(dǎo)體存儲(chǔ)器可進(jìn)行從同步模式中的功率下降狀態(tài)T16到同步模式中的待機(jī)狀態(tài)T15的轉(zhuǎn)換。
圖7示出了實(shí)現(xiàn)圖6中所示狀態(tài)轉(zhuǎn)換的模式寄存器的結(jié)構(gòu)。
模式寄存器50包括狀態(tài)選擇部件51和同步/異步模式設(shè)置部件52。
狀態(tài)選擇部件51從控制寄存器(未示出)接受CR設(shè)置指令，從CE2端接收用于選擇狀態(tài)的轉(zhuǎn)換信號(hào)ce2，并選擇待機(jī)狀態(tài)T12或T15、功率下降狀態(tài)T13或T16或激活狀態(tài)，如讀、寫(xiě)或擦。
在待機(jī)狀態(tài)T12或T15中，同步/異步模式設(shè)置部件52產(chǎn)生狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)burstx，并將其發(fā)送到外部，用于可以基于信號(hào)a15z在同步模式和異步模式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，其中信號(hào)a15z從控制寄存器(未示出)發(fā)送的CR設(shè)置指令之一并且是表示由狀態(tài)選擇部件51選擇的狀態(tài)的信息。
通常，如圖6中的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖所示，只能從異步模式或者只能在同步操作模式內(nèi)或異步操作模式內(nèi)進(jìn)行向功率下降狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。就是說(shuō)，從功率下降狀態(tài)的轉(zhuǎn)換只可以在預(yù)先設(shè)置的(同步或異步)操作模式中進(jìn)行。因而，為了從功率下降狀態(tài)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，基于從CE2端輸入的轉(zhuǎn)換信號(hào)ce2由圖7中所示的模式寄存器50產(chǎn)生狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)burstx。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明中，提供一種對(duì)于外部時(shí)鐘具有同步操作模式或異步操作模式的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。這種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器包括一同步/異步模式設(shè)置部件，用于產(chǎn)生使該半導(dǎo)體存儲(chǔ)器在同步操作模式和異步操作模式之間轉(zhuǎn)換的信號(hào)；和一狀態(tài)選擇部件，用于通過(guò)根據(jù)預(yù)先輸入的狀態(tài)選擇信號(hào)選擇其電平在功率狀態(tài)中改變的內(nèi)部信號(hào)或其電平在功率下降狀態(tài)不改變的內(nèi)部信號(hào)并將選擇的信號(hào)傳送到同步模式/異步模式設(shè)置部件，來(lái)選擇該半導(dǎo)體存儲(chǔ)是否應(yīng)該從功率下降狀態(tài)向同步模式中的待機(jī)狀態(tài)或異步模式中的待機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)換。
本發(fā)明的上述和其它特征和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖的說(shuō)明中將變得更明顯，其中附圖以舉例形式示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的大致特征結(jié)構(gòu)。
圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的模式寄存器的電路圖。
圖4是用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的操作的第一時(shí)序圖。
圖5是用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的操作的第二時(shí)序圖。
圖6是具有功率下降狀態(tài)及對(duì)于外部時(shí)鐘具有同步操作模式和異步操作模式的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。
圖7是表示實(shí)現(xiàn)圖6中所示的狀態(tài)轉(zhuǎn)移的模式寄存器的結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
為了通過(guò)合理設(shè)置操作模式和高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移而使功耗降低，近年來(lái)對(duì)于不通過(guò)CR設(shè)置而從同步模式向異步模式轉(zhuǎn)換的操作，即復(fù)位到用于初始化芯片的操作的頁(yè)面的需求與日俱增。
通過(guò)圖7中所示的常規(guī)模式寄存器50來(lái)執(zhí)行這種操作，則必須基于三個(gè)信息信號(hào)產(chǎn)生待機(jī)狀態(tài)，即(1)用于設(shè)置當(dāng)前操作模式的信息和用于設(shè)置一(同步或異步)操作模式的信息，其中從功率下降狀態(tài)向該操作模式轉(zhuǎn)換；(2)從CE2端輸入的信息；及(3)表示從功率下降狀態(tài)的轉(zhuǎn)換的完成信息。
但是，這將涉及通過(guò)濾波器電路在CE2端除去噪聲、在功率下降狀態(tài)選擇信號(hào)和CE2端的狀態(tài)(延遲轉(zhuǎn)化信號(hào)ce2)之間匹配的調(diào)節(jié)，等等。
如果設(shè)置采取這些措施所需的電路，則將增加電流和面積。
本發(fā)明是在上述背景技術(shù)下做出的。本發(fā)明的目的是提供一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，其可以在不通過(guò)CR設(shè)置從同步模式中的功率下降狀態(tài)轉(zhuǎn)換到異步模式，并且不需要額外的電路。
現(xiàn)在將參照附圖詳細(xì)介紹本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的大致特征結(jié)構(gòu)。
圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器包括模式寄存器100、VDD起動(dòng)電路210、Vii起動(dòng)電路220、時(shí)鐘緩沖電路230、地址鎖存電路240、I/O緩沖電路250和存儲(chǔ)部件260。
模式寄存器100包括同步/異步模式設(shè)置部件110和狀態(tài)選擇部件120。
同步/異步模式設(shè)置部件110產(chǎn)生狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)burstx，用于使該半導(dǎo)體存儲(chǔ)在同步模式和異步模式之間轉(zhuǎn)換。
通過(guò)基于預(yù)先輸入的狀態(tài)選擇信號(hào)mra08z為內(nèi)部電源電路選擇起動(dòng)信號(hào)sttpdz，它是已有內(nèi)部信號(hào)并且其電平將在同步模式中的功率下降狀態(tài)T7中改變，或者為外部電源選擇起動(dòng)信號(hào)sttdx，它是已有的內(nèi)部信號(hào)并且其電平在同步模式中的功率下降狀態(tài)T7中不改變，并且將其傳送到同步/異步模式設(shè)置部件110，狀態(tài)選擇部件120選擇是否該半導(dǎo)體存儲(chǔ)器應(yīng)該從同步模式中的功率下降狀態(tài)T7向異步模式中的待機(jī)狀態(tài)T3或同步模式中的待機(jī)狀態(tài)T6轉(zhuǎn)換。
VDD起動(dòng)電路210連接到外部電源端子(未示出)。當(dāng)施加外部電源電壓VDD時(shí)(功率上升狀態(tài)T1)，VDD起動(dòng)電路210產(chǎn)生起動(dòng)信號(hào)sttdx(例如處于“H”電平)。
Vii起動(dòng)電路220連接到內(nèi)部電源電路(未示出)，如升壓電路或降壓電路，并產(chǎn)生起動(dòng)信號(hào)sttpdz。起動(dòng)信號(hào)sttpdz是內(nèi)部信號(hào)并在例如使用內(nèi)部電源的待機(jī)狀態(tài)T3或T6中或者在進(jìn)行同步或異步操作如讀、寫(xiě)或擦的激活狀態(tài)(未示出)中，處于“L”電平。起動(dòng)信號(hào)sttpdz例如在功率下降狀態(tài)T4或功率下降狀態(tài)T7中處于“H”電平。
時(shí)鐘緩沖電路230連接到外部時(shí)鐘端子(未示出)。當(dāng)輸入表示選擇同步模式的狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)burstx時(shí)，時(shí)鐘緩沖電路230接受外部時(shí)鐘clk。當(dāng)輸入表示選擇異步模式的狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)burstx時(shí)，時(shí)鐘緩沖電路230不接受外部時(shí)鐘clk。被接受的外部時(shí)鐘clk被發(fā)送到I/O緩沖電路250。
地址鎖存電路240根據(jù)由輸入的狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)burstx確定的操作模式而保存從外部地址輸入端子(未示出)輸入的地址，并在存儲(chǔ)部件260中選擇對(duì)應(yīng)該地址的存儲(chǔ)單元。
在同步模式中，與外部時(shí)鐘clk同步地，I/O緩沖電路250將從外部輸入端(未示出)輸入的數(shù)據(jù)寫(xiě)入到存儲(chǔ)部件260中或從存儲(chǔ)部件260讀取數(shù)據(jù)。
盡管未示出，存儲(chǔ)部件260包括存儲(chǔ)單元排列成矩陣的存儲(chǔ)單元陣列、用于選擇對(duì)應(yīng)輸入的地址的存儲(chǔ)單元的行解碼器和列解碼器、讀出放大器和寫(xiě)放大器。
下面利用圖2中所示的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖簡(jiǎn)要介紹圖1中所示的電路的操作。
當(dāng)經(jīng)過(guò)外部電源端子(未示出)施加外部電源電壓VDD時(shí)，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器進(jìn)入功率上升狀態(tài)T1。經(jīng)過(guò)暫停時(shí)間T2之后，該半導(dǎo)體存儲(chǔ)進(jìn)入異步模式中的待機(jī)狀態(tài)。當(dāng)從CE2端子(未示出)輸入的轉(zhuǎn)換信號(hào)ce2變?yōu)椤癓”時(shí)，該半導(dǎo)體存儲(chǔ)器進(jìn)入功率下降狀態(tài)T4。當(dāng)轉(zhuǎn)換信號(hào)ce2在功率下降狀態(tài)T4中變?yōu)椤癏”時(shí)，該半導(dǎo)體存儲(chǔ)器返回到待機(jī)狀態(tài)T3。
在異步模式中的待機(jī)狀態(tài)T3中，做為CR設(shè)置指令的信號(hào)ftnentz和a15z例如都處于“H”。從同步/異步模式設(shè)置部件110輸出的狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)burstx例如變?yōu)椤癏”并輸入到時(shí)鐘緩沖電路230和地址鎖存電路240。
當(dāng)處于“H”電平的狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)burstx輸入到時(shí)鐘緩沖電路230時(shí)，時(shí)鐘緩沖電路230停止接受外部時(shí)鐘clk。結(jié)果是，地址鎖存電路240和I/O緩沖電路250向存儲(chǔ)部件260輸入數(shù)據(jù)或向其輸出數(shù)據(jù)而不與外部時(shí)鐘clk同步。在這種情況下，消耗的功率的量很小。
當(dāng)處于“H”電平的信號(hào)ftnentz和處于“L”電平的信號(hào)a15z作為CR設(shè)置指令在異步模式(控制寄存器(CR)設(shè)置狀態(tài)T5到同步模式)中的待機(jī)狀態(tài)T3中從控制寄存器(未示出)被輸入到模式寄存器100中的同步/異步模式設(shè)置部件110時(shí)，該半導(dǎo)體存儲(chǔ)器進(jìn)入同步模式中的待機(jī)狀態(tài)T6。此時(shí)，同步/異步模式設(shè)置部件110輸出處于“L”電平的狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)burstx到時(shí)鐘緩沖電路230和地址鎖存電路240。
當(dāng)處于“L”電平的狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)burstx被輸入到時(shí)鐘緩沖電路230時(shí)，時(shí)鐘緩沖電路230接受外部時(shí)鐘clk并將其發(fā)送到I/O緩沖電路250。結(jié)果是，與外部時(shí)鐘clk同步地將數(shù)據(jù)輸入到存儲(chǔ)部件260或從其輸出數(shù)據(jù)。這提高了數(shù)據(jù)傳送效率。
當(dāng)轉(zhuǎn)換信號(hào)ce2在同步模式中的待機(jī)狀態(tài)T6中變?yōu)椤癓”電平時(shí)，該半導(dǎo)體存儲(chǔ)器進(jìn)入功率下降狀態(tài)T7。
當(dāng)轉(zhuǎn)換信號(hào)ce2在功率下降狀態(tài)T7中變?yōu)椤癏”電平時(shí)，基于預(yù)先輸入的狀態(tài)選擇信號(hào)mra08z，模式寄存器100中的狀態(tài)選擇部件120選擇由VDD起動(dòng)電路210產(chǎn)生的起動(dòng)信號(hào)sttdx或由Vii起動(dòng)電路220產(chǎn)生并且其電平將在功率下降狀態(tài)T7中改變的起動(dòng)信號(hào)sttpdz，并將其傳送到同步/異步模式設(shè)置部件110。
例如，為了使該半導(dǎo)體存儲(chǔ)器從功率下降狀態(tài)T7轉(zhuǎn)換到異步模式中的待機(jī)狀態(tài)T3，則應(yīng)該通過(guò)設(shè)置為“L”電平的狀態(tài)選擇信號(hào)mra08z選擇起動(dòng)信號(hào)sttpdz，如圖2所示。為了使該半導(dǎo)體存儲(chǔ)器從功率下降狀態(tài)T7轉(zhuǎn)換到同步模式中的待機(jī)狀態(tài)T6，應(yīng)該通過(guò)設(shè)置為“H”電平的狀態(tài)選擇信號(hào)mra08z選擇起動(dòng)信號(hào)sttdx，如圖2所示。
如上所述，當(dāng)該半導(dǎo)體存儲(chǔ)器從同步模式中的功率下降狀態(tài)T7返回到異步模式中的待機(jī)狀態(tài)T3或同步模式中的待機(jī)狀態(tài)T6時(shí)，并不使用從CE2端輸入。因此，不需要在CE2端除去噪聲的措施。而且，通過(guò)使用已有的起動(dòng)信號(hào)sttdx和sttpdz，將保持與內(nèi)部電位的匹配。因此，不需要額外的電路。
下面將詳細(xì)介紹模式寄存器100。
圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的模式寄存器的電路圖。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的模式寄存器100包括同步/異步模式設(shè)置部件110和狀態(tài)選擇部件120。
同步/異步模式設(shè)置部件110包括串聯(lián)連接的n溝道金屬氧化半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)(以下稱(chēng)為nMOS晶體管)M0和M1。nMOS晶體管M0的一個(gè)輸入-輸出端接地，nMOS晶體管M0的另一輸入-輸出端連接到nMOS晶體管M1的一個(gè)輸入-輸出端。信號(hào)a15z從控制寄存器(未示出)被輸入到nMOS晶體管M0的柵極。信號(hào)ftnentz從控制寄存器(未示出)被輸入到nMOS晶體管M1的柵極。
同步/異步模式設(shè)置部件110還包括由nMOS晶體管M2和M4與p-溝道MOSFET(以下稱(chēng)為pMOS晶體管)M3和M5構(gòu)成的鎖存器。從nMOS晶體管M1的另一輸入-輸出端發(fā)送的信號(hào)被輸入到該鎖存器中。外部電源電壓VDD被施加于該鎖存器。
同步/異步模式設(shè)置部件110還包括nMOS晶體管M6，它的一個(gè)輸入-輸出端連接到上述鎖存器和nMOS晶體管M1的另一輸入-輸出端。nMOS晶體管M6的另一輸入-輸出端接地。從狀態(tài)選擇部件120發(fā)送的信號(hào)經(jīng)反相器111被輸入到nMOS晶體管M6的柵極，其中反相器111由外部電源電壓VDD驅(qū)動(dòng)。
來(lái)自鎖存器的輸出被輸入到反相器112的輸入端。
同步/異步模式設(shè)置部件110還包括nMOS晶體管M7，它的一個(gè)輸入-輸出端連接到鎖存器的輸出側(cè)和反相器112的輸入端。nMOS晶體管M7的另一輸入-輸出端連接到nMOS晶體管M8的一個(gè)輸入-輸出端。nMOS晶體管M8的另一輸入-輸出端接地。信號(hào)ftnentz被輸入到nMOS晶體管M7的柵極。信號(hào)a15z經(jīng)反相器113被輸入到nMOS晶體管M8的柵極。
pMOS晶體管M9的一個(gè)輸入-輸出端和nMOS晶體管M10的一個(gè)輸入-輸出端連接到反相器112的輸出端。pMOS晶體管M9的另一個(gè)輸入-輸出端和nMOS晶體管M10的另一個(gè)輸入-輸出端連接到NAND電路115的一個(gè)輸入端。信號(hào)c1b5z經(jīng)反向器114被輸入到pMOS晶體管M9的柵極，并被直接輸入到nMOS晶體管M10的柵極。從芯片使能端/CE1(未示出，并且以下稱(chēng)為/CE1端)輸入信號(hào)c1b5z。
由pMOS晶體管M9、nMOS晶體管M10、和反向器114構(gòu)成的電路可防止兩片數(shù)據(jù)在建立鎖存的狀態(tài)中同時(shí)被發(fā)送。當(dāng)信號(hào)c1b5z處于“L”電平時(shí)，來(lái)自反向器112的輸出不發(fā)送到NAND電路115。
從狀態(tài)選擇部件120輸出的信號(hào)被輸入到NAND電路115的另一輸入端。來(lái)自NAND電路115的輸出經(jīng)反向器116反饋到NAND電路115的一個(gè)輸入端。來(lái)自NAND電路115的輸出從模式寄存器100經(jīng)反向器117和118作為狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)burstx被輸出。
另一方面，狀態(tài)選擇部件120包括pMOS晶體管M11，其一個(gè)輸入-輸出端被輸入用于內(nèi)部電源電路的起動(dòng)信號(hào)sttpdz；nMOS晶體管M12，它的一個(gè)輸入-輸出端被輸入用于內(nèi)部電源電路的起動(dòng)信號(hào)sttpdz；pMOS晶體管M13，它的一個(gè)輸入-輸出端經(jīng)由外部電源電壓VDD驅(qū)動(dòng)的反向器121被輸入用于外部電源的起動(dòng)信號(hào)sttdx；和nMOS晶體管M14，它的一個(gè)輸入-輸出端經(jīng)由外部電源電壓VDD驅(qū)動(dòng)的反向器121被輸入用于外部電源的起動(dòng)信號(hào)sttdx。
狀態(tài)選擇信號(hào)mra08z被直接輸入到被輸入用于內(nèi)部電源電路的起動(dòng)信號(hào)sttpdz的pMOS晶體管M11的柵極，并經(jīng)由外部電源電壓VDD驅(qū)動(dòng)的反向器122被輸入到nMOS晶體管M12的柵極，其中nMOS晶體管M12被輸入用于內(nèi)部電源電路的起動(dòng)信號(hào)sttpdz。
而且，狀態(tài)選擇信號(hào)mra08z被直接輸入到被輸入用于外部電源的起動(dòng)信號(hào)sttdx的nMOS晶體管M14的柵極，并經(jīng)由外部電源電壓VDD驅(qū)動(dòng)的反向器122被輸入到pMOS晶體管M13的柵極，其中pMOS晶體管M13被輸入用于外部電源的起動(dòng)信號(hào)sttdx。
pMOS晶體管M11的另一輸入-輸出端、nMOS晶體管M12的另一輸入-輸出端、pMOS晶體管M13的另一輸入-輸出端和nMOS晶體管M14的另一輸入-輸出端連接到由外部電源電壓VDD驅(qū)動(dòng)的反向器123的輸入端。
來(lái)自反向器123的輸出從狀態(tài)選擇部件120被輸出。
現(xiàn)在將介紹模式寄存器100的操作。
為了形成圖2中所示的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器通過(guò)功率上升狀態(tài)進(jìn)入異步模式。
此時(shí)，輸入處于“H”電平的信號(hào)a15z和處于“H”電平的信號(hào)ftnentz。相應(yīng)地，在由pMOS晶體管M3和M5以及nMOS晶體管M2和M4構(gòu)成的鎖存器中，在pMOS晶體管M3和nMOS晶體管M4一側(cè)輸出被鎖存為“L”和在pMOS晶體管M5并且nMOS晶體管M2一側(cè)輸出被鎖存為“H”(由于使用外部電源電壓VDD，所以即使在功率下降狀態(tài)T4中仍保持這種狀態(tài))。結(jié)果是，來(lái)自NAND電路115的輸出被鎖存為“H”。因此，狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)burstx變?yōu)椤癏”，并且設(shè)置異步模式，并且即使在功率下降狀態(tài)T4中仍保持異步模式。
當(dāng)信號(hào)a15z變?yōu)椤癓”電平時(shí)(CR設(shè)置狀態(tài)T5到同步模式)，在由pMOS晶體管M3和M5以及nMOS晶體管M2和M4構(gòu)成的鎖存器中，在pMOS晶體管M3和nMOS晶體管M4一側(cè)輸出被鎖存為“H”并且在pMOS晶體管M5和nMOS晶體管M2一側(cè)輸出被鎖存為“L”。結(jié)果是，NAND電路115的一個(gè)輸入端的電位變?yōu)椤癏”。
此時(shí)，在狀態(tài)選擇部件120中，起動(dòng)信號(hào)sttdx和sttpdz分別處于“H”和“L”電平(如上所述，用于內(nèi)部電源電路的起動(dòng)信號(hào)sttpdz在功率下降狀態(tài)中變?yōu)椤癏”)。因而，NAND電路115的另一輸入端的電位變?yōu)椤癏”，而與狀態(tài)選擇信號(hào)mra08z的狀態(tài)無(wú)關(guān)，并且狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)burstx變?yōu)椤癓”。結(jié)果是，該半導(dǎo)體存儲(chǔ)器進(jìn)入同步模式。
當(dāng)該半導(dǎo)體存儲(chǔ)器進(jìn)入同步模式中的功率下降狀態(tài)T7時(shí)，內(nèi)部電源電壓截止。結(jié)果是，起動(dòng)信號(hào)sttpdz變?yōu)椤癏”。此時(shí)，NAND電路115的另一輸入端的電位電平取決于狀態(tài)選擇信號(hào)mra08z的狀態(tài)。就是說(shuō)，如果狀態(tài)選擇信號(hào)mra08z處于“H”，則起動(dòng)信號(hào)sttdx將被選擇。NAND電路115的另一輸入端保持為“H”，狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)burstx保持為“L”。因此，在返回時(shí)，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)換到同步模式中的待機(jī)狀態(tài)T6。
另一方面，如果狀態(tài)選擇信號(hào)mra08z處于“L”，則起動(dòng)信號(hào)sttpdz將被選擇。NAND電路115的另一輸入端的電位變?yōu)椤癓”，并且來(lái)自NAND電路115的輸出被鎖存為“H”。相應(yīng)地，狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)burstx變?yōu)椤癏”。結(jié)果是，在返回時(shí)，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)換到異步模式中的待機(jī)狀態(tài)T3。此外，通過(guò)使用nMOS晶體管M6強(qiáng)制性地使由pMOS晶體管M3和M5以及nMOS晶體管M2和M4構(gòu)成的上述鎖存器復(fù)位，使其返回到異步模式中的鎖存狀態(tài)。
當(dāng)在同步模式中的待機(jī)狀態(tài)T6信號(hào)a15z變?yōu)椤癏”電平時(shí)(CR設(shè)置狀態(tài)T5到異步模式)，在由pMOS晶體管M3和M5以及nMOS晶體管M2和M4構(gòu)成的鎖存器中，在pMOS晶體管M3和nMOS晶體管M4一側(cè)輸出被鎖存為“L”并且在pMOS晶體管M5和nMOS晶體管M2一側(cè)輸出被鎖存為“H”。結(jié)果是，來(lái)自NAND電路115的輸出被鎖存為“H”。因此，狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)burstx變?yōu)椤癏”，并且該半導(dǎo)體存儲(chǔ)器進(jìn)入異步模式。
最后，將利用時(shí)序圖概括根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的操作。
圖4是用于介紹根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的操作的第一時(shí)序圖。
假設(shè)圖2中的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器進(jìn)入功率上升狀態(tài)T1，通過(guò)CR設(shè)置狀態(tài)T5進(jìn)入同步模式(待機(jī)狀態(tài)T6或執(zhí)行同步操作如讀、寫(xiě)或擦等的激活狀態(tài))，進(jìn)入功率下降狀態(tài)T7，然后再次轉(zhuǎn)換到異步模式(待機(jī)狀態(tài)T3或其中執(zhí)行異步操作如讀、寫(xiě)或擦的激活狀態(tài))，圖中示出了這些信號(hào)之間的關(guān)系。
信號(hào)/ce1對(duì)應(yīng)被輸入到圖3所示的模式寄存器100的信號(hào)c1b5z。信號(hào)add是地址。
從/CE1端(未示出)輸入的信號(hào)/ce1和從CE2端輸入的轉(zhuǎn)換信號(hào)ce2在預(yù)定時(shí)間周期內(nèi)處于“H”電平，施加外部電源電壓VDD，并且該半導(dǎo)體存儲(chǔ)器進(jìn)入功率上升狀態(tài)T1。然后用于外部電源的起動(dòng)信號(hào)sttdx變?yōu)椤癏”電平，用于內(nèi)部電源電路的起動(dòng)信號(hào)sttpdz也變?yōu)椤癏”電平并在預(yù)定時(shí)間周期內(nèi)保持在“H”電平。而且，內(nèi)部電源開(kāi)始工作。在功率上升狀態(tài)T1之后該半導(dǎo)體存儲(chǔ)器進(jìn)入異步模式，因而狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)burstx處于“H”電平。
假設(shè)此時(shí)從外部地址端A15(未示出)輸入例如處于“L”電平的信號(hào)a15z作為CR設(shè)置指令。則出現(xiàn)到同步模式的CR設(shè)置狀態(tài)T5。狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)burstx變?yōu)椤癓”，并且該半導(dǎo)體存儲(chǔ)器進(jìn)入同步模式。在同步模式中，與外部時(shí)鐘clk同步地讀取和寫(xiě)入數(shù)據(jù)。此時(shí)，信號(hào)/ce1和轉(zhuǎn)換信號(hào)ce2分別處于“L”和“H”。
當(dāng)信號(hào)/ce1上升到“H”和轉(zhuǎn)換信號(hào)ce2變?yōu)椤癓”時(shí)，該半導(dǎo)體存儲(chǔ)器進(jìn)入功率下降狀態(tài)T7。此時(shí)，內(nèi)部電源電壓Vii下降并且起動(dòng)信號(hào)sttpdz變?yōu)椤癏”。外部電源電壓VDD的施加并不停止，因此起動(dòng)信號(hào)sttdx保持在“H”并且不改變。
當(dāng)轉(zhuǎn)換信號(hào)ce2升高并且半導(dǎo)體存儲(chǔ)器從功率下降狀態(tài)T7開(kāi)始返回時(shí)，內(nèi)部電源電壓Vii上升并且重新開(kāi)始施加內(nèi)部電源電壓Vii。起動(dòng)信號(hào)sttpdz變?yōu)椤癓”。信號(hào)/ce1下降。此時(shí)，作為CR設(shè)置指令的狀態(tài)選擇信號(hào)mra08z已經(jīng)由例如預(yù)先從地址端(未示出)輸入的信號(hào)A8設(shè)置為“L”。因而，如上所述，選擇其電平將改變的起動(dòng)信號(hào)sttpdz，狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)burstx升高到“H”，并且半導(dǎo)體存儲(chǔ)器進(jìn)入異步模式。
圖5是用于表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的操作的第二時(shí)序圖。
假設(shè)圖2中半導(dǎo)體存儲(chǔ)器進(jìn)入功率上升狀態(tài)T1，通過(guò)CR設(shè)置狀態(tài)T5進(jìn)入同步模式(待機(jī)狀態(tài)T6或執(zhí)行同步操作如讀、寫(xiě)或擦的激活狀態(tài))，進(jìn)入功率下降狀態(tài)T7，然后返回到同步模式，圖中示出了這些信號(hào)之間的關(guān)系。
在同步模式中的功率下降狀態(tài)T7中，當(dāng)轉(zhuǎn)換信號(hào)ce2升高并且半導(dǎo)體存儲(chǔ)器從功率下降狀態(tài)T7開(kāi)始返回時(shí)，內(nèi)部電源電壓Vii升高并且重新施加內(nèi)部電源電壓Vii。
起動(dòng)信號(hào)sttpdz變?yōu)椤癓”。信號(hào)/ce1下降。此時(shí)作為CR設(shè)置指令的狀態(tài)選擇信號(hào)mra08z已經(jīng)由例如預(yù)先從地址端(未示出)輸入的信號(hào)A8設(shè)置為“H”。因而，如上所述，選擇其電平不變的起動(dòng)信號(hào)sttdx，狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)burstx保持在“L”，并且該半導(dǎo)體存儲(chǔ)器返回到同步模式。
如上所述，通過(guò)使用已有內(nèi)部信號(hào)而不經(jīng)過(guò)CR設(shè)置狀態(tài)T5，該半導(dǎo)體存儲(chǔ)器可很容易從同步模式中的功率下降狀態(tài)T7轉(zhuǎn)換到異步模式中的待機(jī)狀態(tài)T3。同樣，在不經(jīng)過(guò)CR設(shè)置狀態(tài)T5的情況下，該半導(dǎo)體存儲(chǔ)器可以從異步模式中的功率下降狀態(tài)T4轉(zhuǎn)換到同步模式中的待機(jī)狀態(tài)T3。
利用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，通過(guò)基于狀態(tài)選擇信號(hào)選擇其電平在功率下降狀態(tài)改變的已有內(nèi)部信號(hào)或其電平在功率下降狀態(tài)中不變的已有內(nèi)部信號(hào)，可以確定該半導(dǎo)體存儲(chǔ)是否應(yīng)該從功率下降狀態(tài)返回到同步模式中的待機(jī)狀態(tài)或異步模式中的待機(jī)狀態(tài)。因此，可以保持與內(nèi)部電位的匹配，并且不需要額外的電路。
本發(fā)明例如可適用于使用DRAM的便攜式裝置。
前面的說(shuō)明只是用于介紹本發(fā)明的原理。此外，由于對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)很多修改和改變是顯然的，因此不要求將本發(fā)明限制為所示和所述的精確結(jié)構(gòu)和應(yīng)用，因而，所有合適的修改和等效替換視為包含在所附權(quán)利要求及其等效形式的本發(fā)明范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，其對(duì)于外部時(shí)鐘具有同步操作模式或異步操作模式，該半導(dǎo)體存儲(chǔ)器包括一同步/異步模式設(shè)置部件，用于產(chǎn)生使該半導(dǎo)體存儲(chǔ)器在該同步操作模式和該異步操作模式之間轉(zhuǎn)換的信號(hào)；以及一狀態(tài)選擇部件，用于通過(guò)根據(jù)預(yù)先輸入的狀態(tài)選擇信號(hào)而選擇其電平在功率下降狀態(tài)改變的內(nèi)部信號(hào)或其電平在功率下降狀態(tài)不變的內(nèi)部信號(hào)，并將選擇的信號(hào)傳送到該同步/異步模式設(shè)置部件，選擇該半導(dǎo)體存儲(chǔ)器是否應(yīng)該從該功率下降狀態(tài)轉(zhuǎn)換到該同步模式中的待機(jī)狀態(tài)或該異步模式中的待機(jī)狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，其中其電平在功率下降狀態(tài)中改變的該內(nèi)部信號(hào)是用于內(nèi)部電源電路的起動(dòng)信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，其中其電平在功率下降狀態(tài)中不變的該內(nèi)部信號(hào)是用于外部電源的起動(dòng)信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，其中選擇其電平在功率下降狀態(tài)改變的內(nèi)部信號(hào)的指令是由該狀態(tài)選擇信號(hào)提供的，從而使該半導(dǎo)體存儲(chǔ)器從該功率下降狀態(tài)轉(zhuǎn)換到該異步模式中的該待機(jī)狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，其中其電平在功率下降狀態(tài)中不變的內(nèi)部信號(hào)是在功率上升時(shí)產(chǎn)生的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，還包括一外部時(shí)鐘緩沖器，其中用于使該半導(dǎo)體存儲(chǔ)器在該同步操作模式和該異步操作模式之間轉(zhuǎn)換的信號(hào)被輸入到該外部時(shí)鐘緩沖器；以及在該異步操作模式中該外部時(shí)鐘緩沖器停止接受外部時(shí)鐘。
全文摘要
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，該半導(dǎo)體存儲(chǔ)器不通過(guò)控制寄存器設(shè)置可以從同步模式中的功率下降狀態(tài)轉(zhuǎn)換到異步模式，并且其不需要額外電路。通過(guò)根據(jù)預(yù)先輸入的狀態(tài)選擇信號(hào)而選擇其電平在功率下降狀態(tài)改變的內(nèi)部信號(hào)或其電平在功率下降狀態(tài)不變的內(nèi)部信號(hào)，并且將選擇的信號(hào)傳送到同步/異步模式設(shè)置部件，狀態(tài)選擇部件選擇該半導(dǎo)體存儲(chǔ)器是否應(yīng)該從功率下降狀態(tài)轉(zhuǎn)換到同步模式中的待機(jī)狀態(tài)或異步模式中的待機(jī)狀態(tài)。根據(jù)狀態(tài)選擇部件的選擇，同步/異步模式設(shè)置部件產(chǎn)生用于使該半導(dǎo)體存儲(chǔ)器在同步模式和異步模式之間轉(zhuǎn)換的信號(hào)。
文檔編號(hào)G11C11/4072GK1614716SQ20041006348
公開(kāi)日2005年5月11日 申請(qǐng)日期2004年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月6日
發(fā)明者古賀徹, 川久保智廣, 神田達(dá)哉 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社