專利名稱：用于半導(dǎo)體存儲器件的自動模式選擇電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體存儲器件的自動模式選擇電路，特別是能夠自動選擇芯片中低電壓晶體管晶體管邏輯電路(下文稱之為LVTTL)和高速輸入/輸出(下文稱之為I/O)接口兩種模式的半導(dǎo)體存儲器件的自動模式選擇電路。
在半導(dǎo)體存儲器件中，近來已經(jīng)使用了分別以焊接/金屬方案設(shè)計(jì)的TTL或LVTTL和高速I/O接口。為了克服這兩種模式的設(shè)計(jì)，已經(jīng)提出了在半導(dǎo)體芯片中自動選擇這兩種模式的自動選擇方案。


圖1示出LVTTL和高速I/O接口的電壓電平之間的對比表。圖2示出LVTTL一個實(shí)例的電路圖。圖3示出高速I/O接口一個實(shí)例的電路圖。圖4示出圖2和3的LVTTL和高速I/O接口輸出信號的波形曲線。
如圖2所示，該LVTTL包括一個數(shù)據(jù)輸出緩沖器101，一個比較器102和一個寄生電容器C1。該寄生電容器C1設(shè)置在數(shù)據(jù)輸出緩沖器101和比較器102之間。數(shù)據(jù)輸出緩沖器包括一個連接在電源電壓源Vdd和節(jié)點(diǎn)N1之間的PMOS晶體管Q1，和一個連接在節(jié)點(diǎn)N1和接地電壓源Vss之間的NMOS晶體管Q2。當(dāng)達(dá)到電壓電平2.4V時(shí)，比較器102確認(rèn)數(shù)據(jù)輸出緩沖器101的輸出信號為邏輯高電平。當(dāng)電壓電平達(dá)到0.4V時(shí)，比較器102確認(rèn)數(shù)據(jù)輸出緩沖器101的輸出信號為邏輯低電平。
圖3中，該高速I/O接口包括一個數(shù)據(jù)輸出緩沖器103，一個比較器104，一個終端電壓源V轉(zhuǎn)移(transfer)晶體管和一個終端電阻Rt。借助終端電阻Rt使該數(shù)據(jù)輸出緩沖器103具有有限的電壓擺動輸出特性。數(shù)據(jù)輸出緩沖器103的有限的電壓擺動輸出特性使高速操作成為可能。
下面將參考圖4描述具有上述結(jié)構(gòu)的LVTTL和高速I/O接口的操作，圖4示出圖2和3的LVTTL和高速I/O接口輸出信號的波形圖。
圖4中，參考字母a和e分別表示高速I/O接口和LVTTL的邏輯高電平起始點(diǎn)。參考字母b和f分別表示高速I/O接口和LVTTL的邏輯高電平確認(rèn)點(diǎn)。參考字母c和g分別表示高速I/O接口和LVTTL的邏輯低電平起始點(diǎn)。參考字母d和h分別表示高速I/O接口和LVTTL的邏輯低電平確認(rèn)點(diǎn)。正如從該圖所看到的，由于有限的電壓擺動輸出特性，高速I/O接口能夠以比LVTTL高得多的速度進(jìn)行工作。
圖5示出用于半導(dǎo)體存儲器件的常規(guī)自動模式選擇電路結(jié)構(gòu)的電路圖。如該圖所示，常規(guī)自動模式選擇電路包括一個連接在節(jié)點(diǎn)N4和節(jié)點(diǎn)N5之間的PMOS晶體管Q5，一個連接在節(jié)點(diǎn)N4和節(jié)點(diǎn)N6之間的PMOS晶體管Q6，一個連接在節(jié)點(diǎn)N5和節(jié)點(diǎn)N7之間的NMOS晶體管Q7，一個連接在節(jié)點(diǎn)N6和節(jié)點(diǎn)N7之間的NMOS晶體管Q8，一個連接在電源電壓源Vcc和節(jié)點(diǎn)N8之間的PMOS晶體管Q9，一個參考電壓緩沖器(pad)202，用于向節(jié)點(diǎn)N8提供參考電壓Vref；和一個連接在節(jié)點(diǎn)N6和節(jié)點(diǎn)N9之間的倒相器G1。節(jié)點(diǎn)N7連接到接地電壓源Vss。PMOS晶體管Q5和Q6的柵極共同連接到節(jié)點(diǎn)N5。NMOS晶體管Q7的柵極連接到一個電壓發(fā)生器，NMOS晶體管Q8的柵極連接到節(jié)點(diǎn)N8，和PMOS晶體管Q9的柵極連接到接地電壓源Vss。電壓發(fā)生器用來產(chǎn)生電壓2Vcc/3。
圖6是半導(dǎo)體存儲器件的常規(guī)的輸入緩沖器結(jié)構(gòu)的電路圖。如該圖所示，常規(guī)的輸入緩沖器包括一個連接在節(jié)點(diǎn)N10和節(jié)點(diǎn)N11之間的PMOS晶體管Q10，一個連接在節(jié)點(diǎn)N10和節(jié)點(diǎn)N14之間的PMOS晶體管Q11，一個連接在節(jié)點(diǎn)N11和節(jié)點(diǎn)N12之間的NMOS晶體管Q12，一個連接在節(jié)點(diǎn)N12和接地電壓源Vss之間的NMOS晶體管Q13，一個連接在節(jié)點(diǎn)N11和節(jié)點(diǎn)N13之間的NMOS晶體管Q14，一個連接在節(jié)點(diǎn)N13和接地電壓源Vss之間的NMOS晶體管Q15，一個連接在節(jié)點(diǎn)N14和節(jié)點(diǎn)N15之間的NMOS晶體管Q16，一個連接在節(jié)點(diǎn)N15和接地電壓源Vss之間的PMOS晶體管Q17，一個連接在節(jié)點(diǎn)N14和節(jié)點(diǎn)N16之間的NMOS晶體管Q18，和一個連接在節(jié)點(diǎn)N16和接地電壓源Vss之間的NMOS晶體管Q19。PMOS晶體管Q10和Q11的柵極共同連接到節(jié)點(diǎn)N11。NMOS晶體管Q12的柵極用于輸入內(nèi)部參考電壓Vref-int，NMOS晶體管Q13的柵極連接到LVTTL，NMOS晶體管Q14的柵極用于輸入?yún)⒖茧妷篤ref，NMOS晶體管Q15的柵極連接到高速I/O接口。NMOS晶體管Q16的柵極用于接收輸入的信號，NMOS晶體管Q17的柵極連接到高速I/O接口，NMOS晶體管Q18的柵極用于接收輸入的信號，NMOS晶體管Q19的柵極連接到LVTTL。
下面將參考圖5和6描述具有上述結(jié)構(gòu)的常規(guī)自動模式選擇電路和輸入緩沖器的工作情況。
圖5中，PMOS晶體管Q5和Q6以及NMOS晶體管Q7和Q8構(gòu)成一個比較器201。該比較器201將NMOS晶體管Q7柵極的電壓2Vcc/3與NMOS晶體管Q8柵極的參考電壓Vref比較，并將比較結(jié)果提供給節(jié)點(diǎn)N6。應(yīng)注意，由于高速I/O接口使用來自外部參考電壓緩沖器的參考電壓，因此，它不需要用于產(chǎn)生參考電壓Vref的附加裝置。參考電壓Vref為一半電壓電平Vdd/2，從而使高速I/O接口為邏輯高電平。LVTTL不接收參考電壓。結(jié)果，PMOS晶體管Q9將來自電源電壓源的電源電壓傳送到LVTTL，從而使LVTTL為邏輯高電平。
圖6中，在自動模式選擇電路選擇LVTTL的情況下，NMOS晶體管Q12和Q13使用內(nèi)部參考電壓Vref-int。在自動模式選擇電路選擇高速I/O接口的情況下，NMOS晶體管Q14和Q15使用參考電壓Vref。
應(yīng)注意，自動模式選擇電路的輸出可以用來做數(shù)據(jù)輸出緩沖器。
上述的常規(guī)自動模式選擇電路具有下列缺陷。
第一，該自動模式選擇電路需要一個用于產(chǎn)生電壓2Vcc/3的電壓發(fā)生器。
第二，該自動模式選擇電路需要用于在圖6中所示LVT-TL/高速I/O接口之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換的裝置。這樣使電路變得復(fù)雜并造成速度降低。
第三，在自動模式選擇電路選擇高速I/O接口的情況下，PMOS晶體管Q9將來自電源電壓源的電源電壓Vcc傳送到節(jié)點(diǎn)N8，導(dǎo)致了形成一條到參考電壓緩沖器202的電流通路。
因此，鑒于上述問題產(chǎn)生了本發(fā)明，本發(fā)明的一個目的是提供一種用于半導(dǎo)體存儲器件的自動模式選擇電路，該自動模式選擇電路能自動選擇芯片中的LVTTL和高速I/O接口兩種模式。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種用于在半導(dǎo)體存儲器件中自動選擇低電壓晶體管晶體管邏輯電路和高速輸入/輸出接口模式的自動模式選擇電路，該自動模式選擇電路包括外部參考電壓供給裝置，用于供給外部參考電壓；內(nèi)部參考電壓發(fā)生裝置，用于產(chǎn)生內(nèi)部參考電壓；加電檢測裝置，用于檢測電源接通的時(shí)間點(diǎn)，然后針對一預(yù)定時(shí)間周期產(chǎn)生一個脈沖信號；轉(zhuǎn)換裝置，用于響應(yīng)加電檢測裝置的輸出信號，在來自外部參考電壓供給裝置的外部參考電壓和來自內(nèi)部參考電壓發(fā)生裝置的內(nèi)部參考電壓之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換；連接在外部參考電壓供給裝置和轉(zhuǎn)換裝置之間的參考電壓檢測裝置，用于檢測來自外部參考電壓供給裝置的外部參考電壓；比較裝置，用于響應(yīng)加電檢測裝置的輸出信號，將來自參考電壓檢測裝置的輸出電壓與來自內(nèi)部參考電壓發(fā)生裝置的內(nèi)部參考電壓進(jìn)行比較；和鎖定裝置，用于鎖定來自比較裝置的輸出信號，并將被鎖定的信號提供給輸出端。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種帶有輸出端的用于在半導(dǎo)體存儲器件中自動選擇低電壓晶體管晶體管邏輯電路和高速輸入/輸出接口模式的自動模式選擇電路，該自動模式選擇電路包括外部參考電壓供給裝置，用于供給外部參考電壓；內(nèi)部參考電壓發(fā)生裝置，用于產(chǎn)生內(nèi)部參考電壓；加電檢測裝置，用于檢測電源接通的時(shí)間點(diǎn)，然后針對一預(yù)定時(shí)間周期產(chǎn)生一個脈沖信號；第一和第二轉(zhuǎn)換裝置，用于響應(yīng)來自加電檢測裝置的第一和第二轉(zhuǎn)換信號以及來自輸出端的輸出信號，在來自外部參考電壓供給裝置的外部參考電壓和來自內(nèi)部參考電壓發(fā)生裝置的內(nèi)部參考電壓之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換；連接在外部參考電壓供給裝置和轉(zhuǎn)換裝置之間的參考電壓檢測裝置，用于檢測來自外部參考電壓供給裝置的外部參考電壓；比較裝置，當(dāng)?shù)谝缓偷诙D(zhuǎn)換裝置暫時(shí)關(guān)斷時(shí)，用于將來自參考電壓檢測裝置的輸出電壓與來自內(nèi)部參考電壓發(fā)生裝置的內(nèi)部參考電壓進(jìn)行比較；和鎖定裝置，用于鎖定來自比較裝置的輸出信號，并將被鎖定的信號提供給輸出端。
通過下面結(jié)合附圖所做出的詳細(xì)描述將更清楚地理解本發(fā)明的上述和其它目的、特性和優(yōu)點(diǎn)，其中圖1是LVTTL和高速I/O接口的電壓電平之間的對比表；圖2是LVTTL一個實(shí)例的電路圖；圖3是高速I/O接口一個實(shí)例的電路圖；圖4是圖2和3中的LVTTL和高速I/O接口的輸出信號的波形圖；圖5是半導(dǎo)體存儲器件中常規(guī)的自動模式選擇電路結(jié)構(gòu)的電路圖；圖6是半導(dǎo)體存儲器件中常規(guī)的輸入緩沖器結(jié)構(gòu)的電路圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲器件的自動模式選擇電路結(jié)構(gòu)的方框圖；圖8是圖7中的加電檢測器的詳細(xì)電路圖；圖9是圖7中的參考電壓檢測器和轉(zhuǎn)換電路的詳細(xì)電路圖；圖10是圖7中參考電壓檢測器的另一個實(shí)施例的詳細(xì)電路圖；圖11是圖7中的比較器和鎖定電路的詳細(xì)電路圖；圖12是圖7中的比較器的另一個實(shí)施例的詳細(xì)電路圖；圖13是圖7中的輸入緩沖器的詳細(xì)電路圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲器件的自動模式選擇電路的工作波形圖；圖15是根據(jù)本發(fā)明另一個實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲器件的自動模式選擇電路結(jié)構(gòu)的方框圖；圖16是圖15中的加電檢測器的詳細(xì)電路圖；圖17是根據(jù)本發(fā)明另一個實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲器件的自動模式選擇電路的工作波形圖。
參考圖7，該圖示出根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲器件的自動模式選擇電路的方框圖。如該圖所示，該自動模式選擇電路包括一個外部參考電壓緩沖器300，用于供給外部參考電壓Vref；一個內(nèi)部參考電壓發(fā)生器320，用于產(chǎn)生內(nèi)部參考電壓Vref-int；和一個連接在外部參考電壓緩沖器300和內(nèi)部參考電壓發(fā)生器320之間的轉(zhuǎn)換電路310。
該自動模式選擇電路進(jìn)一步包括一個連接到轉(zhuǎn)換電路310的加電檢測器340。該加電檢測器340用于檢測電源接通時(shí)間點(diǎn)，然后針對一預(yù)定時(shí)間周期產(chǎn)生一個脈沖信號。該轉(zhuǎn)換電路310響應(yīng)來自加電檢測器340的輸出信號進(jìn)行工作，暫時(shí)關(guān)斷外部參考電壓緩沖器300和內(nèi)部參考電壓發(fā)生器320。
該自動模式選擇電路進(jìn)一步包括一個連接在外部參考電壓緩沖器300和轉(zhuǎn)換電路310之間的參考電壓檢測器330。該參考電壓檢測器330用于檢測來自外部參考電壓緩沖器300的外部參考電壓Vref。如果參考電壓檢測器330檢測到來自外部參考電壓緩沖器300的外部參考電壓，當(dāng)前模式則為高速I/O接口模式。反之，如果參考電壓檢測器330未檢測到來自外部參考電壓緩沖器300的電壓，當(dāng)前模式則為LVTTL模式。
該自動模式選擇電路進(jìn)一步包括一個比較器350，用于響應(yīng)加電檢測器340的輸出信號，將參考電壓檢測器330的輸出電壓Vd與來自內(nèi)部參考電壓發(fā)生器320的內(nèi)部參考電壓Vref-int進(jìn)行比較；和一個連接到比較器350的輸出端的鎖定電路360。當(dāng)從鎖定電路360產(chǎn)生輸出信號時(shí)，轉(zhuǎn)換電路310將外部參考電壓緩沖器300與內(nèi)部參考電壓發(fā)生器320互相連接，然后在節(jié)點(diǎn)N41向輸入緩沖器提供一電壓。鎖定電路360可以將其針對LVTTL和高速I/O接口模式之間進(jìn)行識別的輸出信號提供給一個數(shù)據(jù)輸出緩沖器。
例如，在象同步動態(tài)隨機(jī)存儲器這類半導(dǎo)體存儲器件中，接通電源后，必須要執(zhí)行模式寄存器的設(shè)定操作，以在芯片中預(yù)定諸如信號CAS的長度、延遲時(shí)間等狀態(tài)。
參考圖8，該圖示出圖7中加電檢測器340的詳細(xì)電路圖。如該圖所示，加電檢測器340包括一個倒相器G2，一個鎖定電路341和一個延遲電路342。該倒相器G2連接在節(jié)點(diǎn)N25和N26之間。該鎖定電路341包括兩個連在節(jié)點(diǎn)N26以及節(jié)點(diǎn)N27和N28之間的與非門G3和G4。向節(jié)點(diǎn)N25施加一個模式寄存器設(shè)定信號mregst，向節(jié)點(diǎn)N27施加一個加電信號pwrup。延遲電路342包括五個串聯(lián)在節(jié)點(diǎn)N28和節(jié)點(diǎn)N29之間的倒相器G5-G9；一個與非門G10，用于在節(jié)點(diǎn)N28和N29與非信號，并將與非的結(jié)果提供給節(jié)點(diǎn)N30；和一個連接到節(jié)點(diǎn)N30的倒相器G11。通過節(jié)點(diǎn)N28提供一個電源接通檢測信號pwron-det。倒相器G11將其輸出信號提供給轉(zhuǎn)換電路310。
參考圖9，該圖示出圖7中參考電壓檢測器330和轉(zhuǎn)換電路310的詳細(xì)電路圖。如該圖所示，參考電壓檢測器330包括一個連接在電源電壓源Vcc和節(jié)點(diǎn)N21之間的PMOS晶體管Q20。PMOS晶體管Q20的柵極連接到節(jié)點(diǎn)N32。轉(zhuǎn)換電路310包括一個連接在節(jié)點(diǎn)N31和節(jié)點(diǎn)N32之間的轉(zhuǎn)移晶體管Q21。向節(jié)點(diǎn)N31施加來自加電檢測器340的輸出信號。該轉(zhuǎn)移晶體管Q21用于在節(jié)點(diǎn)N21和節(jié)點(diǎn)N41轉(zhuǎn)換電壓。節(jié)點(diǎn)N21連接到外部參考電壓緩沖器300，節(jié)點(diǎn)N41連接到內(nèi)部參考電壓發(fā)生器320。
參考圖10，該圖示出圖7中參考電壓檢測器330另一個實(shí)施例的詳細(xì)電路圖。如該圖所示，該參考電壓檢測器330包括一個連接在節(jié)點(diǎn)N21和節(jié)點(diǎn)N51之間的NMOS晶體管Q23。該NMOS晶體管Q23的柵極連接到電源電壓源Vcc。節(jié)點(diǎn)N21連接到外部參考電壓緩沖器300，節(jié)點(diǎn)N51連接到比較器350。
該參考電壓檢測器330進(jìn)一步包括一個連接在節(jié)點(diǎn)N51和接地電壓源Vss之間的NMOS晶體管Q24。NMOS晶體管Q24的柵極連接到節(jié)點(diǎn)N31，該節(jié)點(diǎn)N31被施加來自加電檢測器340的輸出信號。
該參考電壓檢測器330進(jìn)一步包括一個連接在電源電壓源Vcc和節(jié)點(diǎn)N21之間的NMOS晶體管Q22。NMOS晶體管Q22的柵極共時(shí)被連接到轉(zhuǎn)換電路310和倒相器G12。
參考圖11，該圖示出圖7中比較器350和鎖定電路360的詳細(xì)電路圖。如該圖所示，比較器350包括并聯(lián)在節(jié)點(diǎn)N58和N59之間的PMOS晶體管Q25和Q26；一個連接在節(jié)點(diǎn)N59和節(jié)點(diǎn)N60之間的NMOS晶體管Q29；并聯(lián)在節(jié)點(diǎn)N58和節(jié)點(diǎn)N61之間的PMOS晶體管Q27和Q28；一個連接在節(jié)點(diǎn)N61和節(jié)點(diǎn)N60之間的NMOS晶體管Q30；和一個連接在節(jié)點(diǎn)N60和接地電壓源Vss之間的NMOS晶體管Q31。PMOS晶體管Q25的柵極連接到節(jié)點(diǎn)N51，PMOS晶體管Q26的柵極連接到節(jié)點(diǎn)N59。NMOS晶體管Q29的柵極用于輸入來自電壓發(fā)生器的電壓2Vcc/3，PMOS晶體管Q27的柵極連接到節(jié)點(diǎn)N59，PMOS晶體管Q28的柵極連接到節(jié)點(diǎn)N51。NMOS晶體管Q30的柵極連接到外部參考電壓緩沖器300，NMOS晶體管Q31的柵極連接到節(jié)點(diǎn)N51。鎖定電路360包括兩個與非門G13和G14，用于在節(jié)點(diǎn)N61鎖定電壓并將該鎖定電壓輸出到節(jié)點(diǎn)N62，節(jié)點(diǎn)N62連接到LVTTL；和一個連接在節(jié)點(diǎn)N62和節(jié)點(diǎn)N71之間的倒相器G15，節(jié)點(diǎn)N71連接到高速I/O接口。
參考圖12，該圖示出圖7中比較器350另一個實(shí)施例的詳細(xì)電路圖。除NMOS晶體管Q29的柵極輸入來自內(nèi)部參考電壓發(fā)生器320的內(nèi)部參考電壓Vref-int，和NMOS晶體管Q30的柵極輸入來自參考電壓檢測器330的輸出電壓外，圖12的結(jié)構(gòu)與圖11中的相同。
參考圖13，該圖示出圖7中輸入緩沖器的詳細(xì)電路圖。如該圖所示，輸入緩沖器包括一個連接在節(jié)點(diǎn)N42和N43之間的PMOS晶體管Q32，一個連接在節(jié)點(diǎn)N43和節(jié)點(diǎn)N45之間的NMOS晶體管Q34，一個連接在節(jié)點(diǎn)N42和節(jié)點(diǎn)N44之間的PMOS晶體管Q33，和一個連接在節(jié)點(diǎn)N44和N45之間的NMOS晶體管Q35。PMOS晶體管Q32的柵極連接到節(jié)點(diǎn)N43，NMOS晶體管Q34的柵極連接到節(jié)點(diǎn)N41。PMOS晶體管Q33的柵極連接到節(jié)點(diǎn)N43，NMOS晶體管Q35的柵極用于接收輸入的信號。節(jié)點(diǎn)N45連接到接地電壓源Vss。借助這種結(jié)構(gòu)，該輸入緩沖器將節(jié)點(diǎn)N41處的電壓與輸入信號相互比較，并將比較結(jié)果輸出到節(jié)點(diǎn)N44。
下面將參考圖8至14詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有上述結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體存儲器件的自動模式選擇電路的工作。圖14是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲器件的自動模式選擇電路的工作波形圖。
首先，在圖8中，當(dāng)模式寄存器設(shè)定信號mregst從邏輯低電平變?yōu)檫壿嫺唠娖剑图与娦盘杙wrup為邏輯高電平時(shí)，鎖定電路341將高邏輯電平的電源接通檢測信號pwron-det提供給節(jié)點(diǎn)N28。倒相器G5-G9、與非門G10和倒相器G11相配合在節(jié)點(diǎn)N28輸入電源接通檢測信號pwron-det，并向轉(zhuǎn)換電路310輸出高電平邏輯邊緣信號。此時(shí)，邊緣信號具有被針對預(yù)定時(shí)間周期延遲的脈沖寬度。
圖9中，響應(yīng)來自加電檢測器340的邏輯高電平轉(zhuǎn)換信號，使轉(zhuǎn)移晶體管Q21截止而PMOS晶體管Q20導(dǎo)通。轉(zhuǎn)移晶體管Q21和PMOSQ20將它們的截止和導(dǎo)通狀態(tài)保持到圖8中的倒相器G5-G9、與非門G10和倒相器G11的傳播延遲時(shí)間(見圖14)。隨著PMOS晶體管Q20的導(dǎo)通，它將該輸出電壓Vd輸出到節(jié)點(diǎn)N21。
圖11中，比較器350將參考電壓檢測器330的輸出電壓Vd與來自電壓發(fā)生器的電壓2Vcc/3進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果提供給鎖定電路360。此時(shí)，根據(jù)來自加電檢測器340的轉(zhuǎn)換信號控制比較器350。
再次參考圖9，當(dāng)來自加電檢測器340的轉(zhuǎn)換信號從邏輯高電平變?yōu)檫壿嫷碗娖綍r(shí)，轉(zhuǎn)移晶體管Q21導(dǎo)通，而PMOS晶體管Q20截止。因此，外部參考電壓緩沖器300與內(nèi)部參考電壓發(fā)生器320相互連接，并將來自外部參考電壓緩沖器300的外部參考電壓通過節(jié)點(diǎn)N41提供給輸入緩沖器。
圖10中，當(dāng)節(jié)點(diǎn)N31的信號為邏輯高電平時(shí)，轉(zhuǎn)移晶體管Q21截止，PMOS晶體管Q22導(dǎo)通。因此，NMOS晶體管Q23將電源電壓Vcc通過節(jié)點(diǎn)N21傳送到比較器350。
圖12中，比較器350將來自參考電壓檢測器330的輸出電壓Vd與來自內(nèi)部參考電壓發(fā)生器320的內(nèi)部參考電壓Vref-int進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果提供給鎖定電路360。此時(shí)，根據(jù)來自接通電源檢測器340的轉(zhuǎn)換信號控制比較器350。
參考圖15，該圖示出根據(jù)本發(fā)明另一個實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲器件的自動模式選擇電路的方框圖。如該圖所示，該自動模式選擇電路包括一個外部參考電壓緩沖器400，用于將外部參考電壓Vref提供給節(jié)點(diǎn)N52；一個內(nèi)部參考電壓發(fā)生器410，用于產(chǎn)生內(nèi)部參考電壓Vref-int，并將所產(chǎn)生的內(nèi)部參考電壓Vref-int提供給節(jié)點(diǎn)N54，轉(zhuǎn)移晶體管Q41和Q42串聯(lián)在節(jié)點(diǎn)N52和N54之間，用于將節(jié)點(diǎn)N52或節(jié)點(diǎn)N54的信號傳送到輸入緩沖器。
該自動模式選擇電路進(jìn)一步包括一個加電檢測器450，用于檢測電源接通時(shí)間點(diǎn)，然后將具有預(yù)定周期的脈沖信號提供給節(jié)點(diǎn)N59和N60，一個連接在節(jié)點(diǎn)N59以及節(jié)點(diǎn)N57和N63之間的第一轉(zhuǎn)換電路420，用于根據(jù)來自加電檢測器450的第一轉(zhuǎn)換信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換操作，和一個連接在節(jié)點(diǎn)N58以及節(jié)點(diǎn)N60和N63之間的第二轉(zhuǎn)換電路430，用于根據(jù)來自加電檢測器450的第二轉(zhuǎn)換信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換操作。
該自動模式選擇電路進(jìn)一步包括一個連接在節(jié)點(diǎn)N52和節(jié)點(diǎn)N61之間的參考電壓檢測器440，用于檢測來自外部參考電壓緩沖器400的外部參考電壓Vref，一個比較器460，用于將參考電壓檢測器440的輸出電壓與來自內(nèi)部參考電壓發(fā)生器410的內(nèi)部參考電壓Vref-int進(jìn)行比較，和一個鎖定電路470，用于鎖定比較器460的輸出信號，并將被鎖定的信號提供給節(jié)點(diǎn)N63。
參考圖16，該圖示出圖15中的加電檢測器450的詳細(xì)電路圖。如該圖所示，該加電檢測器450包括一個倒相器G16，一個鎖定電路480，和第一和第二轉(zhuǎn)換信號發(fā)生器490和500。倒相器G16連接在節(jié)點(diǎn)N80和N81之間。鎖定電路480包括兩個連接在節(jié)點(diǎn)N81以及節(jié)點(diǎn)N82和N83之間的與非門G17和G18。向節(jié)點(diǎn)N80施加模式寄存器設(shè)定信號mregst，向節(jié)點(diǎn)N82施加加電信號pwrup。第一轉(zhuǎn)換信號發(fā)生器490包括三個串聯(lián)在節(jié)點(diǎn)N83和節(jié)點(diǎn)N84之間的倒相器G19-G21；一個與非門G22，用于與非節(jié)點(diǎn)N83和N84的信號并將與非的結(jié)果提供給節(jié)點(diǎn)N85；一個連接在節(jié)點(diǎn)N85和節(jié)點(diǎn)N86之間的倒相器G23；一個與非門G24，用于與非節(jié)點(diǎn)N86的信號和節(jié)點(diǎn)N87的信號并將與非的結(jié)果提供給節(jié)點(diǎn)N88，一個連接在節(jié)點(diǎn)N87和節(jié)點(diǎn)N89之間的倒相器G27，和兩個連接在節(jié)點(diǎn)N88、N59和N89之間的與非門G25和G26。與非門G25和G26構(gòu)成一個鎖定電路。通過節(jié)點(diǎn)N59提供第一轉(zhuǎn)換信號。第二轉(zhuǎn)換信號發(fā)生器500包括一個連接在節(jié)點(diǎn)N89和節(jié)點(diǎn)N90之間的倒相器G28，和兩個連接在節(jié)點(diǎn)N90、N60和N83之間的與非門G29和G30。通過節(jié)點(diǎn)N60提供該第二轉(zhuǎn)換信號。
下面將參考圖15至17詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明另一個實(shí)施例的具有上述結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體存儲器件的自動模式選擇電路的工作情況。圖17是根據(jù)本發(fā)明另一個實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲器件的自動模式選擇電路的工作波形圖。
當(dāng)檢測到電源接通時(shí)間點(diǎn)時(shí)，加電檢測器450分別向第一和第二轉(zhuǎn)換電路420和430輸出第一和第二轉(zhuǎn)換信號。第一轉(zhuǎn)換電路420響應(yīng)來自加電檢測器450的第一轉(zhuǎn)換信號，使轉(zhuǎn)移晶體管Q41截止。第二轉(zhuǎn)換電路430響應(yīng)來自加電檢測器450的第二轉(zhuǎn)換信號，使轉(zhuǎn)移晶體管Q42導(dǎo)通。在轉(zhuǎn)移晶體管Q41導(dǎo)通和轉(zhuǎn)移晶體管Q42截止的情況下，來自外部參考電壓緩沖器400的外部參考電壓Vref被作為參考電壓通過節(jié)點(diǎn)N53提供給輸入緩沖器。這種情況下，當(dāng)前模式為高速I/O接口模式。反之，在轉(zhuǎn)移晶體管Q41截止和轉(zhuǎn)移晶體管Q42導(dǎo)通的情況下，來自內(nèi)部參考電壓發(fā)生器410的內(nèi)部參考電壓Vref-int被作為參考電壓通過節(jié)點(diǎn)N53提供給輸入緩沖器。這種情況下，當(dāng)前模式為LVTTL模式。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)開始接通電源時(shí)，該自動模式選擇電路檢測參考電壓狀態(tài)。然后，該自動模式選擇電路將檢測的結(jié)果提供給一個部件，例如一個數(shù)據(jù)輸出緩沖器，用于在LVTTL和高速I/O接口模式之間進(jìn)行識別。當(dāng)參考電壓狀態(tài)檢測結(jié)束時(shí)，轉(zhuǎn)換電路310將外部參考電壓緩沖器300和內(nèi)部參考電壓發(fā)生器320相互連接，以使它們能夠用來做輸入緩沖器。
來自外部參考電壓緩沖器300的外部參考電壓以高速I/O接口模式傳送到輸入緩沖器，來自內(nèi)部參考電壓發(fā)生器410的內(nèi)部參考電壓Vref-int以LVTTL模式傳送到輸入緩沖器。因此，不需要附加裝置在LVTTL和高速I/O接口模式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
PMOS晶體管Q20和Q22只在轉(zhuǎn)移晶體管Q21保持在其截止?fàn)顟B(tài)的時(shí)間間隔內(nèi)保持在導(dǎo)通狀態(tài)。因此，即使在選擇了高速I/O接口模式的情況下，PMOS晶體管Q20和Q22不會形成到外部參考電壓緩沖器300的電流通路，因而不同于圖5中的PMOS晶體管Q9。
圖12中，比較器350輸入來自內(nèi)部參考電壓發(fā)生器410的內(nèi)部參考電壓Vref-int。因此，不需要使用電壓發(fā)生器產(chǎn)生電壓2Vcc/3。
圖10中，假設(shè)PMOSQ22的阻抗低于NMOS晶體管Q23的阻抗，并且Q23∶Q24＝R∶3R，其中R是電阻值，能夠從下式獲取來自參考電壓檢測器330的輸出電壓VdVd＝3Vref/4＝3/4x(Vcc/2)＝3Vcc/8…(1)Vd＝3Vcc/4＝6Vcc/8…(2)Vref-int-Vcc/2-4Vcc/8上面的等式(1)對應(yīng)于高速I/O接口模式，上面的等式(2)對應(yīng)于LVTTL模式。根據(jù)上面的等式(1)和(2)能夠在LVTTL和高速I/O接口模式之間進(jìn)行識別。
如同上面的描述，根據(jù)本發(fā)明，該半導(dǎo)體存儲器件的自動模式選擇電路能在芯片中的LVTTL和高速I/O接口兩種模式之間進(jìn)行自動選擇。因此，本發(fā)明具有減少占用芯片上的面積和提高工作速度的效果。
雖然是為了說明目的而公開了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠進(jìn)行其它各種改變，補(bǔ)充和變換而并不脫離所附權(quán)利要求所公開的保護(hù)范圍和精神。
權(quán)利要求
1.一種用于在半導(dǎo)體存儲器件中自動選擇低電壓晶體管晶體管邏輯電路和高速輸入/輸出接口模式的自動模式選擇電路，包括外部參考電壓供給裝置，用于供給外部參考電壓；內(nèi)部參考電壓發(fā)生裝置，用于產(chǎn)生內(nèi)部參考電壓；加電檢測裝置，用于檢測電源接通的時(shí)間點(diǎn)，然后針對一預(yù)定時(shí)間周期產(chǎn)生一個脈沖信號；轉(zhuǎn)換裝置，用于響應(yīng)所述加電檢測裝置的輸出信號，在來自所述外部參考電壓供給裝置的外部參考電壓和來自所述內(nèi)部參考電壓發(fā)生裝置的內(nèi)部參考電壓之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換；連接在所述外部參考電壓供給裝置和所述轉(zhuǎn)換裝置之間的參考電壓檢測裝置，用于檢測來自所述外部參考電壓供給裝置的外部參考電壓；比較裝置，用于響應(yīng)所述加電檢測裝置的輸出信號，將來自所述參考電壓檢測裝置的輸出電壓與來自所述內(nèi)部參考電壓發(fā)生裝置的內(nèi)部參考電壓進(jìn)行比較；和鎖定裝置，用于鎖定來自所述比較裝置的輸出信號，并將被鎖定的信號提供給輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動模式選擇電路，其中所述參考電壓檢測裝置用于以高速輸入/輸出接口模式檢測來自所述外部參考電壓供給裝置的外部參考電壓，和以低電壓晶體管晶體管邏輯電路模式檢測電源電壓和接地電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動模式選擇電路，其中所述加電檢測裝置包括倒相裝置，用于倒相模式寄存器的設(shè)定信號；鎖定裝置，用于響應(yīng)來自所述倒相裝置的輸出信號和上電信號產(chǎn)生一加電源接通檢測信號；和延遲裝置，用于延遲來自所述鎖定裝置的加電檢測信號，并將延遲的加電檢測信號作為轉(zhuǎn)換信號提供給所述轉(zhuǎn)換裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動模式選擇電路，其中所述轉(zhuǎn)換裝置包括一個連接在所述外部參考電壓供給裝置和所述內(nèi)部參考電壓發(fā)生裝置之間的轉(zhuǎn)移晶體管，用于響應(yīng)所述加電檢測裝置的輸出信號，在來自所述外部參考電壓供給裝置的外部參考電壓和來自所述內(nèi)部參考電壓發(fā)生裝置的內(nèi)部參考電壓之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動模式選擇電路，其中所述參考電壓檢測裝置包括一個連接在電源電壓源和一個處在所述外部參考電壓供給裝置和所述內(nèi)部參考電壓發(fā)生裝置之間的節(jié)點(diǎn)之間的PMOS晶體管，根據(jù)來自所述轉(zhuǎn)換裝置的輸出信號和來自所述加電檢測裝置的輸出信號控制所述PMOS晶體管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動模式選擇電路，其中所述參考電壓檢測裝置包括一個連接在電源電壓源和一個處在所述外部參考電壓供給裝置和所述內(nèi)部參考電壓發(fā)生裝置之間的節(jié)點(diǎn)之間的PMOS晶體管，根據(jù)來自所述轉(zhuǎn)換裝置的輸出信號和來自所述加電檢測裝置的輸出信號控制所述PMOS晶體管；一個連接在所述節(jié)點(diǎn)和所述比較裝置之間的第一NMOS晶體管，所述第一NMOS晶體管的柵極連接到所述電源電壓源；和一個連接在所述比較裝置和接地電壓源之間的第二NMOS晶體管，所述第二NMOS晶體管的柵極用于輸入來自所述電壓接通檢測裝置的輸出信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動模式選擇電路，其中所述比較裝置用于將來自所述參考電壓檢測裝置的輸出電壓與2Vcc/3的電壓電平進(jìn)行比較。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動模式選擇電路，其中所述比較裝置用于將來自所述參考電壓檢測裝置的輸出電壓與來自所述內(nèi)部參考電壓發(fā)生裝置的內(nèi)部參考電壓進(jìn)行比較。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動模式選擇電路，進(jìn)一步包括一個連接在所述轉(zhuǎn)換裝置和所述內(nèi)部參考電壓發(fā)生裝置之間的輸入緩沖器，所述輸入緩沖器將所述轉(zhuǎn)換裝置傳送的信號與輸入信號進(jìn)行比較。
10.一種帶有輸出端的用于在半導(dǎo)體存儲器件中自動選擇低電壓晶體管晶體管邏輯電路和高速輸入/輸出接口模式的自動模式選擇電路，包括外部參考電壓供給裝置，用于供給外部參考電壓；內(nèi)部參考電壓發(fā)生裝置，用于產(chǎn)生內(nèi)部參考電壓；加電檢測裝置，用于檢測電源接通的時(shí)間點(diǎn)，然后針對一預(yù)定時(shí)間周期一個產(chǎn)生脈沖信號；第一和第二轉(zhuǎn)換裝置，用于響應(yīng)來自所述加電檢測裝置的第一和第二轉(zhuǎn)換信號以及來自所述輸出端的輸出信號，在來自所述外部參考電壓供給裝置的外部參考電壓和來自所述內(nèi)部參考電壓發(fā)生裝置的內(nèi)部參考電壓之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換；連接在所述外部參考電壓供給裝置和所述轉(zhuǎn)換裝置之間的參考電壓檢測裝置，用于檢測來自所述外部參考電壓供給裝置的外部參考電壓；比較裝置，當(dāng)所述第一和第二開關(guān)裝置暫時(shí)關(guān)斷時(shí)，用于將來自所述參考電壓檢測裝置的輸出電壓與來自所述內(nèi)部參考電壓發(fā)生裝置的內(nèi)部參考電壓進(jìn)行比較；和鎖定裝置，用于鎖定來自所述比較裝置的輸出信號，并將被鎖定的信號提供給所述輸出端。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的自動模式選擇電路，其中所述加電檢測裝置包括倒相裝置，用于倒相模式寄存器的設(shè)定信號；鎖定裝置，用于響應(yīng)來自所述倒相裝置的輸出信號和上電信號產(chǎn)生一電源接通檢測信號；和第一和第二轉(zhuǎn)換信號發(fā)生裝置，用于響應(yīng)來自所述鎖定裝置的加電檢測信號和低電壓晶體管晶體管邏輯信號產(chǎn)生第一和第二轉(zhuǎn)換信號，并將產(chǎn)生的第一和第二轉(zhuǎn)換信號分別提供給所述第一和第二轉(zhuǎn)換裝置。
全文摘要
一種用于在半導(dǎo)體存儲器件中自動選擇低電壓晶體管晶體管邏輯電路和高速輸入/輸出接口模式的自動模式選擇電路，包括一個外部參考電壓緩沖器，一個內(nèi)部參考電壓發(fā)生器，一個加電檢測器，一個轉(zhuǎn)換電路，一個連接在外部參考電壓緩沖器和轉(zhuǎn)換電路之間的參考電壓檢測器，一個比較器，和一個鎖定電路。
文檔編號G11C11/413GK1140884SQ9610202
公開日1997年1月22日 申請日期1996年1月2日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月31日
發(fā)明者金鼎筆 申請人:現(xiàn)代電子產(chǎn)業(yè)株式會社