(57)【要約】【課題】集積回路装置において自動的にデータ電源ＶＤＤＱの電圧を測定し設定し、集積回路装置をデータ電源ＶＤＤＱの電圧で動作させる電源電圧測定回路及び方法を提供する【解決手段】  電源電圧測定回路において、第１の電圧測定器は集積回路装置の内部回路を適切な動作電圧で動作させ、第２の電圧測定器はデータ電源電圧を自動的に適切な値に設定する。第１の電圧測定器は、第１の外部電源に接続され、該外部電源は集積回路装置を正常に動作させることができるか否かを示す信号を生成する。第２の電圧測定器は、第２の外部電源に接続され、集積回路装置のデータ電源電圧の状態を示す信号を出力する。本発明により安価な方法で効率よく集積回路におけるデータ電源電圧を自動的に設定することができ、また、生産時にデータ電源電圧を予め所定の電圧に設定する必要が無くなる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
集積回路における電源の電圧を測定する方法であって、
第１の外部電源の出力電圧と第２の外部電源の出力電圧を受信し、
前記第１の外部電源の出力電圧は、所定の電圧であるか否かを判別し、当該判別の結果に応じた第１の出力信号を生成し、
当該第１の出力信号は、前記第１の外部電源の出力電圧が前記所定の電圧であることを示す時は、前記第２の外部電源の出力電圧を判別し、当該判別の結果に基づき、前記第２の外部電源は第１の状態と第２の状態のいずれかにあるかを示す第２の出力信号を生成し、
前記第２の外部電源は前記第１の状態にあるときは、前記第２の外部電源の出力電圧は第１の電圧であり、前記第２の外部電源は前記第２の状態にあるときは、前記第２の外部電源の出力電圧は第２の電圧である
電源電圧測定方法。
【請求項２】
集積回路装置における電源の電圧を測定する回路であって、
前記集積回路装置が所定の電源電圧で動作しているか否かを測定する第１の電圧測定手段と、
前記集積回路装置が所定のデータ電源電圧で動作しているか否かを測定し、当該測定結果に基づき、前記第２の外部電源が第１の状態と第２の状態のいずれかにあるかを示す第２の出力信号を生成する第２の電圧測定手段と
を有し、
前記第２の外部電源は前記第１の状態にあるとき、前記データ電源電圧は第１の電圧とされ、前記第２の外部電源は前記第２の状態にあるとき、前記データ電源電圧は第２の電圧とされる
電源電圧測定回路。
【請求項３】
前記集積回路装置はＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）である
請求項２に記載の電源電圧測定回路。
【請求項４】
前記第２の電圧測定手段は、前記集積回路装置のデータ電源電圧が前記第１の電圧であることを測定した時に、前記第１の状態を出力し、
前記第２の電圧測定手段は、前記集積回路装置のデータ電源電圧が前記第２の電圧であることを測定した時、前記第２の状態を出力する
請求項２に記載の電源電圧測定回路。
【請求項５】
前記第１の電圧測定手段は、外部電源の出力電圧を受信し、当該外部電源は前記集積回路装置を正常に動作させることができるか否かを示す信号を生成する
請求項２に記載の電源電圧測定回路。
【請求項６】
前記第２の電圧測定手段は、外部データ電源の電圧及び前記第１の電圧測定手段からの信号を受信し、前記第１の電圧測定手段からの信号は、前記集積回路装置が正常に動作することを示すときは、前記第２の電圧測定手段は、前記外部データ電源電圧を測定する
請求項５に記載の電源電圧測定回路。
【請求項７】
前記第１の電圧測定手段から出力された信号は、ロジック１からロジック０へ切り替わるときは、その切り替わりは前記外部電源は前記集積回路装置を正常に動作させることができることを示す
請求項５に記載の電源電圧測定回路。
【請求項８】
前記第２の電圧測定手段は、
前記外部データ電源に接続する第１の抵抗と、
一の端部が前記第１の抵抗と結合し、他の端部がグラウンドに接続する第２の抵抗と、
前記外部データ電源に接続する第３の抵抗と、
第１の端部は前記第１の抵抗と前記第２の抵抗とが結合する箇所に接続され、第２の端部がグラウンドに接続され、第３の端部が前記第３の抵抗と接続し、当該第２の電圧測定手段の出力端部となるランジスタと
を含む
請求項２に記載の電源電圧測定回路。
【請求項９】
前記ランジスタは、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）であり、
前記第１の端部は、ゲート電極であり、
前記第２の端部は、ソースであり、
前記第３の端部は、ドレインである
請求項８に記載の電源電圧測定回路。
【請求項１０】
前記ランジスタは、バイポーラトランジスタである
請求項８に記載の電源電圧測定回路。
【請求項１１】
前記第２の電圧測定手段は、
ドレインは前記外部データ電源に接続し、ソースに前記第１の電圧測定手段の出力信号が入力されるＰ型ランジスタと、
前記Ｐ型ランジスタのソースに接続する第１の抵抗と、
一の端部が前記第１の抵抗と接続し、他の端部がグラウンドに接続する第２の抵抗と、
ゲート電極に前記第１の電圧測定手段の出力信号が入力され、ソースはグラウンドに接続し、ドレインは前記第１の抵抗と前記第２の抵抗との接続ポイントに接続される第１のＮ型ランジスタと、
前記外部データ電源に接続する第３の抵抗と、
ゲート電極は前記第１の抵抗と前記第２の抵抗との接続ポイントに接続され、ソースはグラウンドに接続し、ドレインは前記第３の抵抗と接続する第２のＮ型ランジスタと
を含む
請求項２に記載の電源電圧測定回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は集積回路における電源電圧を測定する回路及び方法に関し、特に、２種類の電源を有する集積回路における電源電圧を測定する回路及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、ＤＲＡＭ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）において、異なる２つの電源により電力が供給される。その１は、ＤＲＡＭを動作させるための動作電源であり、ＶＤＤで表す。その２は、ＤＲＡＭのデータ電源であり、ＶＤＤＱで表す。
【０００３】
この２つの電源の電圧は異なる場合がある。たとえば、代表的なＤＲＡＭにおいて、動作電源ＶＤＤの電圧は２．５Ｖであるが、対応するデータ電源ＶＤＤＱの電圧は、ＤＲＡＭの使用態様により、２．５Ｖ又は１．８Ｖとなる。ＤＲＡＭを正常に動作させるために、通常回路に電源電圧測定回路を搭載し、動作電源ＶＤＤを安定させる。電源電圧測定回路の回路図は図６と図７に示される。
【０００４】
図６は、動作電源ＶＤＤの電圧を測定する回路６００のブロック図である。
【０００５】
図６において、電圧測定器６１０の入力端子にＤＲＡＭの動作電源ＶＤＤの電圧が印加される。出力ノードＡは出力指示ノードである。出力ノードＡでの出力信号の状態が変化するとき、ＤＲＡＭはこの信号をピックアップし、動作電源ＶＤＤの電圧で動作する。
【０００６】
図７は、図６における電圧測定回路の詳細を示す回路図である。
【０００７】
図７において、出力ノードＡでの出力信号はロジック１からロジック０に切り替わるときは、該記憶装置の内部回路は電圧ＶＤＤで動作する。
【０００８】
次は、図７について詳細に説明する。
【０００９】
電源ＶＤＤは初期化されたときは、電源ＶＤＤの電圧は０からある安定な電圧に向かって上昇する。たとえば、この安定な電圧を２．５Ｖとする。抵抗７１０、７２０、７３０の値を適切に選択すれば、電源ＶＤＤの電圧は安定な電圧になる前に、出力ノードＡでの出力信号はロジック１に保持される。この状態において、抵抗７１０と７２０との間の接点での電圧は、トランジスタ７５０を駆動するのに不十分であるので、出力ノードＡでの出力信号は抵抗７３０を経由してロジック１に維持される。電源ＶＤＤの電圧は徐々に上昇し、安定な電源電圧２．５Ｖになると、抵抗７１０と７２０との間の接点での電圧は、十分にトランジスタ７５０を駆動することができるようになる。よって、トランジスタ７５０が導通され、出力ノードＡでの出力信号はロジック０に変わる。
【００１０】
従って、出力ノードＡでの出力信号はロジック１からロジック０に切り替わるときは、ＤＲＡＭの回路は指示を受け取り、電源ＶＤＤの安定な電圧で動作する。
【００１１】
上記従来のＶＤＤ電源電圧測定装置により、ＤＲＡＭは正常に電力を供給する電源のもと動作することができる。しかし、ＤＲＡＭのデータ電源電圧は、電源電圧測定装置を備えているＶＤＤ電源と異なり、生産時にも所定の固定電圧に予め設定される。従って、出荷後に、たとえば、予め２．５Ｖと設定されたデータ電源電圧で動作するＤＲＡＭは、１．８Ｖのデータ電源電圧で動作することができない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、ＤＲＡＭなどの集積回路装置において、自動的に周囲のデータ電源ＶＤＤＱの電圧を測定し、集積回路装置をそのデータ電源ＶＤＤＱの電圧で動作させる電源電圧測定回路及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、データ電源電圧自動設定回路を案出し、集積回路におけるデータ電源電圧を自動的に設定する。この回路は、第１の電圧測定器と第２の電圧測定器から構成される。第１の電圧測定器は、集積回路装置の内部回路を適切な動作電圧で動作させ、第２の電圧測定器は、データ電源電圧を自動的に適切な値に設定する。第１の電圧測定器は、第１の外部電源に接続され、該第１の外部電源は集積回路装置を正常に動作させることができるか否かを示す信号を生成する。第２の電圧測定器は、第２の外部電源に接続され、集積回路装置のデータ電源電圧の状態を示す信号を出力する。第２の電圧測定器からの出力信号の第１の出力状態は、集積回路装置のデータ電源電圧は第１の電圧であり、第２の出力状態は、集積回路装置のデータ電源電圧が第２の電圧であることをそれぞれ示す。
【００１４】
集積回路装置は、第２の電圧測定器からのデータ電源電圧を示す指示信号を受信すると、それに応じて、自動的にデータ電源電圧を設定する。
【００１５】
以上に、第１の電圧測定器と第２の電圧測定器は別個独立動作するとした。しかし、第２の電圧測定器は、第１の電圧測定器の出力に応じて測定機能を切り換えることができる。この場合において、第１の電圧測定器はあたかも第２の電圧測定器のスイッチのように機能する。第１の電圧測定器は、測定された電源電圧は基準を満たすとき、第２の電圧測定器を起動することを指示し、第２の電圧測定器は第２の外部電源の電圧を測定する。このような構成により、集積回路における漏電を大幅に減少することができる。
【００１６】
本発明は、集積回路における電源の電圧を測定する方法を案出した。
【００１７】
この方法において、第１の外部電源をＯＮした後に、第２の外部電源をＯＮにするか否かを決定する。集積回路は第１の外部電源の出力電圧を受けると、第１の外部電源の出力電圧は、所定の適切な電圧であるか否かは判別し、当該判別の結果に応じた第１の出力信号を生成する。集積回路は第２の外部電源の出力電圧を受けると、第２の外部電源の出力電圧を判別し、第２の出力信号を生成する。第２の外部電源の出力電圧は第１の電圧である場合、第２の外部電源は第１の状態にあることを示す。第２の外部電源の出力電圧は第２の電圧である場合、第２の外部電源は第２の状態にあることを示す。
【００１８】
この方法において、第２の外部電源の電圧測定は第１の出力信号により起動されるとすると、集積回路における漏電を削減する効果をも有する。即ち、第１の電源電圧測定により第１の外部電源は正常に動作していることが示されたときのみ、第２の電源電圧測定は起動される。これにより、不必要な電力の消費を回避することができる。
【００１９】
本発明は、特に従来のＤＲＡＭにおけるデータ電源の設定に関わる問題を解決するのに適している。ＤＲＡＭは、出荷前に、そのデータ電源電圧は既に所定の動作電圧に設定してあった。この設定電圧は、ＤＲＡＭのマニュアルにおける一項目である。設定において、誤ってＤＲＡＭデータ電源を接続することは有り得る、また、規格が同じ、データ電源電圧が異なるＤＲＡＭの在庫品が増えてしまう問題が生じる。
【００２０】
本発明は、低いコストで有効に上記問題を解決する。本発明は、ＤＲＡＭのみならず、他の集積回路装置にも適用することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上の本発明により、低いコストで製造されるデータ電源電圧自動設定回路をＤＲＡＭなどの集積回路に搭載すると、集積回路装置は、適宜に各種のデータ電源の電圧で動作することができ、出荷後においても固定されたデータ電源電圧に制限されることがなく、実用性が向上される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の以上の目的、特徴及び利点をより明確にするために、次に添付した図面を参照しながら、本発明の電源電圧測定方法及び装置の好適な実施形態を詳細に説明する。
【００２３】
図１は本発明の電源電圧測定方法の一実施形態を示すフローチャート１００である。フローチャート１００が示す電源電圧測定方法は、一般的な集積回路における電源の出力電圧の測定に応用することができる。
【００２４】
ステップ１１０において、集積回路は、第１の外部電源及び第２の外部電源と接続され、第１の外部電源の出力電圧と第２の外部電源の出力電圧を受信する。この時、第１の電源電圧測定方法により、第１の外部電源の出力電圧を処理し、第２の電源電圧測定方法により、第２の外部電源の出力電圧を処理する。
【００２５】
一般的に、第１の電源電圧測定方法による集積回路における処理は、主に第１の外部電源の電力を消費し、第２の電源電圧測定方法による集積回路におけるデータ線の電力処理は、第２の外部電源の電力を消費する。
【００２６】
第１の電源電圧測定方法において、集積回路装置における内部回路は適切な外部電圧で動作しているか否かを示す電源品質信号が生成される。第２の電源電圧測定方法において、集積回路装置が適切なデータ電源電圧で動作していることを示す電源品質信号が生成される。
【００２７】
ステップ１１２において、第１の外部電源の出力電圧は、適切な電圧であるか否かを判別し、また、第２の外部電源の出力電圧を判別する。
【００２８】
ステップ１１３において、判別の結果に応じて、それぞれ第１の出力信号と第２の出力信号を生成する。第１の出力信号は第１の外部電源の出力電圧の品質を示し、第２の出力信号は第２の外部電源の出力電圧状態を示す。第２の外部電源の第１の状態は、第２の外部電源の出力電圧は第１の電圧であることを示し、第２の外部電源の第２の状態は、第２の外部電源の出力電圧は第２の電圧であることを示す。
【００２９】
集積回路における漏電現象を防ぐために、第１の電源電圧測定方法により、第２の電源電圧測定方法を起動するように設定すればよい。第１の電源電圧測定方法により、外部電源電圧は所定値でないと示された時に、第２の電源電圧測定方法はＯＦＦ状態にする。第１の電源電圧測定方法により先に集積回路の主要な電源を検証することで、もし主要な電源は適切な電圧を供給することができないと検証されれば、二次的な電源（多くの場合は、データ電源）を検証する必要が無くなる。このように、漏電流を大幅に減少することができ、必要の無い電力消費を削減することができる。
【００３０】
本発明の電源電圧測定装置は、一実施例として、第１の電圧測定器と第２の電圧測定器から構成される。
【００３１】
図２は、漏電機能を備えていない本発明の電源電圧測定装置の一実施形態を示すブロック図である。
【００３２】
図２に示すように、ＶＤＤ電源電圧測定器６１０は、上記第１の電源電圧測定方法を実行し、ＶＤＤＱデータ電源電圧測定器２５０は、上記第２の電源電圧測定方法を実行する。
【００３３】
図３は、図２におけるＶＤＤＱデータ電源電圧測定器２５０の一具体例を示す回路図である。
【００３４】
図３に示された抵抗３１０，３２０、及び３３０の抵抗値は、トランジスタ３５０はＶＤＤＱ電圧の変化に応じてＯＮ／ＯＦＦ（開／閉）するように、設計の必要に応じて設定される。
【００３５】
トランジスタ３５０はＯＮ状態である場合は、ノードＢは第１の状態になる。即ち、ノードＢでの電位は、ＶＤＤＱデータ電源の第１の電圧になる。トランジスタ３５０はＯＦＦ状態である場合は、ノードＢは第２の状態になる。即ち、ノードＢでの電位は、ＶＤＤＱデータ電源の第２の電圧になる。たとえば、ＶＤＤＱデータ電源電圧について、２．５Ｖと１．８Ｖという２つの値がある。トランジスタ３５０は２．５Ｖ  でＯＮ状態になり、１．８ＶでＯＦＦ状態になるように、抵抗３１０，３２０、及び３３０の抵抗値を調整する。ノードＢのロジック値が１であるとき、ノードＢでの電位は１．８Ｖで、ノードＢのロジック値が０であるとき、ノードＢでの電位は２．５Ｖであることにする。このような表示法により、ＤＲＡＭなどの集積回路装置のデータ電源線は、生産時に予め所定の固定電圧に設定する必要が無い。また、電源をＯＮにしたときに、集積回路装置のデータ電源線のデータ電源電圧は自動的に設定される。このような簡単かつ安価な電源電圧測定回路により、集積回路装置在庫品の問題を有効に解決し、動作電源電圧の誤操作を防ぐことができる。
【００３６】
図４は、漏電機能を有する本発明の電源電圧測定装置の一実施形態を示すブロック図である。
【００３７】
図４に示すように、ＶＤＤ電源電圧測定器６１０は上記第１の電源電圧測定方法を実行し、ＶＤＤＱデータ電源電圧測定器４５０は、上記第２の電源電圧測定方法を実行する。ＶＤＤ電源電圧測定器６１０について既に説明されたので、以下説明を省略する。
【００３８】
図５は、図４におけるＶＤＤＱデータ電源電圧測定器４５０の一具体例を示す回路図である。
【００３９】
図５に示された抵抗５１０，５２０、５３０、トランジスタ５５０は、図３における抵抗３１０，３２０、３３０、及びトランジスタ３５０に対応する。図３における抵抗３１０，３２０、３３０と同じように、抵抗５１０，５２０、５３０は、ＶＤＤＱ電圧を決定する素子であり、これら素子により、トランジスタ５５０を所定の電圧でＯＮ／ＯＦＦ（開／閉）するよう正確に制御することができる。
【００４０】
また、ＶＤＤＱデータ電源電圧測定器４５０は、トランジスタ５６０とトランジスタ５７０を含む。トランジスタ５７０は、Ｐ型ランジスタであり、トランジスタ５６０は、Ｎ型ランジスタである。この２つのトランジスタの動作特性が逆であり、一方がＯＮするときは、他方がＯＦＦになる。前述したように、ノードＡにおける信号はロジック１からロジック０へ切り替わるときは、ＶＤＤ電源は集積回路装置を正常に動作させることができることを示している。ノードＡにおける信号はロジック１であるときに、Ｐ型トランジスタ５７０はＯＦＦ状態であり、ＶＤＤＱデータ電源電圧がＶＤＤＱデータ電源電圧測定器４５０に入力されない。同時に、Ｎ型トランジスタ５６０はＯＮ状態になり、トランジスタ５５０のゲート電極はグラウンドに接続される。よって、トランジスタ５６０と５７０により、集積回路の主要な電源が適切な電圧に達していないので、ＶＤＤＱデータ電源電圧測定器４５０は動作しない。
【００４１】
ノードＡにおける信号はロジック１からロジック０へ切り替わるときは、Ｐ型トランジスタ５７０はＯＮ状態、Ｎ型トランジスタ５６０はＯＦＦ状態になり、図５の回路の機能は、図３と逆となる。
【００４２】
以上のように、トランジスタ５６０と５７０を加えることにより、集積回路の主要な電源が適切な電圧に達していない時に、集積回路における漏電を大幅に減少することができる。
【００４３】
本発明はＤＲＡＭのデータ電源電圧の自動設定に適用する場合に顕著な効果が得られる。しかし、本発明は、ＤＲＡＭに限らず、他の集積回路に適用することもできる。
【００４４】
また、以上の実施の形態において取り上げたランジスタとして、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）を用いることができる一方、ほかのランジスタの機能を有する素子を用いても良い。
【００４５】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこの実施形態に限定されず、本発明の趣旨を離脱しない限り、本発明に対するあらゆる変更は本発明の範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の電源電圧測定方法の一実施形態を示すフローチャートである
【図２】漏電機能を備えていない本発明の電源電圧測定装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図３】図２におけるＶＤＤＱデータ電源電圧測定器２５０の一具体例を示す回路図である。
【図４】漏電機能を有する本発明の電源電圧測定装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図５】図４におけるＶＤＤＱデータ電源電圧測定器４５０の一具体例を示す回路図である。
【図６】動作電源ＶＤＤの電圧を測定する回路６００のブロック図である。
【図７】図６における電源電圧測定回路の詳細を示す回路図である。
【符号の説明】
【００４７】
６１０  ＶＤＤ電源電圧測定器、
２５０、４５０  ＶＤＤＱデータ電源電圧測定器
３１０，３２０、３３０、５１０，５２０、５３０、７１０、７２０、７３０  抵抗
３５０、５５０、５６０，５７０、７５０  トランジスタ
【図１】
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【図２】
2005031075.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005031075.tif 000006
【図５】
2005031075.tif 000007
【図６】
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【図７】
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