JPH0217874B2 - - Google Patents

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JPH0217874B2
JPH0217874B2 JP56110189A JP11018981A JPH0217874B2 JP H0217874 B2 JPH0217874 B2 JP H0217874B2 JP 56110189 A JP56110189 A JP 56110189A JP 11018981 A JP11018981 A JP 11018981A JP H0217874 B2 JPH0217874 B2 JP H0217874B2
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JP
Japan
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pair
bit lines
power supply
transistor
precharge
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JP56110189A
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Japanese (ja)
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JPS5812193A (en
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Hiroshi Iwahashi
Masamichi Asano
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C7/00Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • G11C7/12Bit line control circuits, e.g. drivers, boosters, pull-up circuits, pull-down circuits, precharging circuits, equalising circuits, for bit lines

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  • Static Random-Access Memory (AREA)
  • Dram (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体メモリに係り、特にランダムに
リード・ライト可能なランダムアクセスメモリ
(RAM)に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a semiconductor memory, and more particularly to a randomly readable and writable random access memory (RAM).

最近、スタテイツクRAMにおいては、内部を
ダイナミツクで動作させるようにしたメモリが
徐々に増えてきている。これは、ダイナミツク動
作をさせることによつて消費電流の低減あるいは
動作速度の向上を図る目的のためである。また、
ダイナミツク動作でないにしても、集積回路の内
部ノードの初期化あるいはプリチヤージ等に集積
回路内部でクロツクパルス信号を作つているもの
も多い。これも上述した目的のためになされる。
Recently, the number of static RAMs whose internal components operate dynamically has been gradually increasing. This is for the purpose of reducing current consumption or improving operating speed by performing dynamic operation. Also,
Even if it is not a dynamic operation, many integrated circuits generate clock pulse signals within the integrated circuit to initialize or precharge internal nodes of the integrated circuit. This is also done for the purpose mentioned above.

上記の様なクロツクパルス信号またダイナミツ
ク動作のための信号は、集積回路に入力されるチ
ツプイネイブル信号(チツプを動作状態にするた
めの信号)に同期して作つたり、メモリのアドレ
ス信号の変化に同期して作つたりしている。この
様に作られたクロツクパルス信号により、回路の
初期化のための充放電に伴なう電流は動作時の瞬
時ピーク電流となつて流れる。一般的には、メモ
リ容量が大容量になる程、主要信号線に付随した
浮遊容量が増大するために、これらの充放電電流
は当然増加する。また、メモリの動作速度が速く
なればなるほど、これらの浮遊容量に対する充放
電も速くしなければならなくなり、従つて充放電
電流もより鋭いピークを持つたものとなる。そし
て、この動作時の瞬時ピーク電流は電源電位の変
動の高周波成分を著しく増大させ、入力信号ある
いはメモリチツプ内の種々の信号線に誘導電位等
による雑音を発生させ、回路の動作マージンに悪
影響を与えるばかりでなく、また実装技術の困難
度が増すという問題を生じさせる。
The above clock pulse signals or signals for dynamic operation are generated in synchronization with the chip enable signal (a signal for putting the chip into operation) that is input to the integrated circuit, or in synchronization with changes in the memory address signal. I also make them. Due to the clock pulse signal generated in this manner, the current associated with charging and discharging for initializing the circuit flows as an instantaneous peak current during operation. Generally, as the memory capacity increases, the stray capacitance associated with the main signal lines increases, so these charging and discharging currents naturally increase. Furthermore, as the operating speed of the memory becomes faster, the charging and discharging of these stray capacitances must be performed faster, and therefore the charging and discharging currents also have sharper peaks. The instantaneous peak current during this operation significantly increases the high-frequency component of fluctuations in the power supply potential, generates noise due to induced potential in input signals or various signal lines within the memory chip, and adversely affects the operating margin of the circuit. Not only this, but also the difficulty of mounting technology increases.

例えば、アドレス信号の変化を検出してその変
化に同期して内部回路を制御するためのクロツク
パルス信号を発生する様なメモリシステムにおい
ては、このクロツク信号による内部回路の充放電
により前述した様に電源線に雑音が乗り、この雑
音のため再びクロツクパルス信号が発生し、これ
によつて回路が発振してしまうという不良モード
が発生していた。
For example, in a memory system that detects a change in an address signal and generates a clock pulse signal to control an internal circuit in synchronization with the change, charging and discharging the internal circuit by this clock signal causes a power supply as described above. A failure mode occurred in which noise was introduced into the line, and this noise caused a clock pulse signal to be generated again, causing the circuit to oscillate.

また、前述したように瞬時ピーク電流は大きな
浮遊容量を短時間に充放電した時により大きくな
る。半導体メモリにおいて、この大きな浮遊容量
が存在する所は行線及びビツト線等である。この
ビツト線は従来、全線同時にプリチヤージされて
いたために、このビツト線のプリチヤージのため
の瞬時ピーク電流は他の内部ノードの充放電に比
べて非常に大きなものとなつていた。
Furthermore, as described above, the instantaneous peak current becomes larger when a large stray capacitance is charged and discharged in a short period of time. In a semiconductor memory, places where this large stray capacitance exists are row lines, bit lines, and the like. Conventionally, all of the bit lines were precharged at the same time, so the instantaneous peak current for precharging this bit line was extremely large compared to charging and discharging other internal nodes.

このような、ダイナミツク動作を行なう半導体
メモリの一般的回路を第1図に示す。このメモリ
においては、選択された行線SLにより駆動され
るメモリセル1は、その記憶していた情報を一対
のビツト線Qn,nに出力するようになつてい
る。そして、このビツト線Qn,nに出力され
た一対のデータはお互いに反対の位相を持ち、こ
のデータをセンスアンプ2にて検出して出力する
ようにしている。さらに通常、行線SLが選択さ
れる前には、プリチヤージ回路3にてビツト線
Qn,nが所定の電位レベルまでプリチヤージ
されるようになつている。
FIG. 1 shows a general circuit of a semiconductor memory that performs such dynamic operation. In this memory, a memory cell 1 driven by a selected row line SL outputs its stored information to a pair of bit lines Qn, n. The pair of data output to the bit lines Qn, n have opposite phases to each other, and the sense amplifier 2 detects and outputs this data. Furthermore, before the row line SL is selected, the precharge circuit 3 normally selects the bit line.
Qn,n are precharged to a predetermined potential level.

前記プリチヤージ回路3の従来回路を第2図に
示す。図において、MOSトランジスタT1,T2
電源Vccとビツト線Qnとの間に並列接続され、
トランジスタT1のゲートは電源Vccに接続され、
トランジスタT2のゲートにはプリチヤージ信号
PCが入力される。また、MOSトランジスタT3
T4は電源Vccとビツト線nとの間に並列接続
され、トランジスタT4のゲートは上記電源Vcc
に接続され、トランジスタT3のゲートには上記
信号PCが入力される。さらに、2つのビツト線
Qn,n間には、ゲートに上記信号PCが入力さ
れるMOSトランジスタT5が接続されている。こ
こで、トランジスタT1,T4はメモリセル1の負
荷トランジスタとして働き、トランジスタT2
T3は信号PCにより電源Vccからビツト線Qn,
nを充電するためのプリチヤージ用トランジスタ
として動作し、またトランジスタT5はビツト線
Qn,nの電位を等しくする働きをする。
A conventional circuit of the precharge circuit 3 is shown in FIG. In the figure, MOS transistors T 1 and T 2 are connected in parallel between the power supply Vcc and the bit line Qn.
The gate of transistor T1 is connected to the power supply Vcc,
At the gate of transistor T 2 there is a precharge signal
PC is entered. In addition, MOS transistor T 3 ,
T4 is connected in parallel between the power supply Vcc and the bit line n, and the gate of the transistor T4 is connected to the power supply Vcc.
The signal PC is input to the gate of the transistor T3 . In addition, two bit lines
A MOS transistor T5 whose gate receives the signal PC is connected between Qn and n. Here, transistors T 1 and T 4 act as load transistors of memory cell 1, and transistors T 2 and T 4 act as load transistors of memory cell 1.
T3 is connected from the power supply Vcc to the bit line Qn by the signal PC.
The transistor T5 acts as a pre-charge transistor to charge the bit line.
It works to equalize the potentials of Qn and n.

上記の様な構成のプリチヤージ回路において
は、第3図の波形図に示すようにまず行線SLが
選択されて“1”レベルになる前に、プリチヤー
ジ信号PCが“1”レベルとなつてビツト線Qn,
Qnに対するプリチヤージが開始される。つま
り、プリチヤージ信号PCが“1”レベルとなる
と、トランジスタT2,T3が導通し、ビツト線
Qn,nは充電される。この時、ビツト線n
はビツト線Qnと同電位になる迄充電され、この
充電電流がピーク電流となつて現われる。従つ
て、メモリ容量の増大とともに相対的に大きくな
るビツト線容量の充電時に大きな瞬時ピーク電流
が流れ、これが雑音源となり、回路の動作マージ
ンに悪影響を及ぼしていた。
In the precharge circuit configured as described above, as shown in the waveform diagram of Fig. 3, before the row line SL is selected and becomes the "1" level, the precharge signal PC becomes the "1" level and the bit is set to the "1" level. Line Qn,
Precharge for Qn is started. In other words, when the precharge signal PC becomes "1" level, transistors T 2 and T 3 become conductive, and the bit line
Qn,n is charged. At this time, bit line n
is charged until it reaches the same potential as the bit line Qn, and this charging current appears as a peak current. Therefore, a large instantaneous peak current flows when charging the bit line capacitance, which becomes relatively large as the memory capacity increases, which becomes a noise source and adversely affects the operating margin of the circuit.

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、
メモリセルに対するデータの受け渡しを行なうた
めの一対のビツト線を充電するプリチヤージ回路
によつて、電源が所定電圧以上では前記一対のビ
ツト線を短絡し、電源が所定電圧以下では前記一
対のビツト線を短絡すると共に電源によりプリチ
ヤージすることによつて、メモリアクセス動作時
の瞬時ピーク電流を抑制して消費電流を低減し、
回路動作マージンを大きくし得ると共に動作速度
を速くし得る半導体メモリを提供することを目的
とする。
The present invention was made in view of the above circumstances, and
A precharge circuit that charges a pair of bit lines for transferring data to and from a memory cell shorts the pair of bit lines when the power supply is at a predetermined voltage or higher, and shorts the pair of bit lines when the power supply is at a predetermined voltage or lower. By short-circuiting and pre-charging with the power supply, the instantaneous peak current during memory access operation is suppressed and current consumption is reduced.
It is an object of the present invention to provide a semiconductor memory that can increase the circuit operation margin and increase the operation speed.

以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明
する。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第4図は第1図を参照して前述したような半導
体メモリのプリチヤージ回路を示している。
FIG. 4 shows a precharge circuit for a semiconductor memory as described above with reference to FIG.

回路は、電源Vccと一対のビツト線Qn,n
との間にはそれぞれのゲートに第2のプリチヤー
ジ信号PC2が供給されるMOSトランジスタT6
T7がそれぞれ接続され、さらに上記ビツト線
Qn,n間にはゲートに第1プリチヤージ信号
PC1が入力されるMOSトランジスタT8が接続さ
れる構成となつている。この場合、電源Vccが所
定電位以上の時は第2プリチヤージ信号PC2は
“0”レベル、電源Vccが所定電位以下の時は第
2プリチヤージ信号PC2は第1プリチヤージ信
号PC1と同じ信号となる。なお、第1のプリチ
ヤージ信号PC1は前述した第2図のプリチヤー
ジ信号PCと同様の信号である。
The circuit consists of a power supply Vcc and a pair of bit lines Qn,n
and a MOS transistor T 6 whose gate is supplied with a second precharge signal PC2,
T 7 are connected respectively, and the above bit line
The first precharge signal is applied to the gate between Qn and n.
The configuration is such that a MOS transistor T8 to which PC1 is input is connected. In this case, when the power supply Vcc is above a predetermined potential, the second precharge signal PC2 is at the "0" level, and when the power supply Vcc is below the predetermined potential, the second precharge signal PC2 is the same signal as the first precharge signal PC1. Note that the first precharge signal PC1 is a signal similar to the precharge signal PC shown in FIG. 2 described above.

上記構成のプリチヤージ回路の動作を第5図の
信号波形図を参照して説明する。第5図におい
て、実線は電源Vccが所定電圧以上の時を示し、
波線は電源Vccが所定電圧以下になつた時を示
す。新たに行線SLが選択される前に第1の信号
PC1は“1”レベルとなる。この時、トランジ
スタT8が導通し、ビツト線Qn,nは同電位と
なる。つまり、ビツト線Qnが“1”レベルでビ
ツト線nが“0”レベルであるならば、トラン
ジスタT8を通してビツト線Qnの電荷がビツト線
Qnに移動することによつて、両ビツト線Qn,
Qnは同電位となる。この時、ビツト線nは同
電位となる。この時、ビツト線nを充電するの
はビツト線Qnの電荷であり、電源Vccは何ら関
係しない。従つて、ビツト線の充電時に大きな瞬
時ピーク電流が流れることはない。
The operation of the precharge circuit having the above configuration will be explained with reference to the signal waveform diagram of FIG. In FIG. 5, the solid line indicates when the power supply Vcc is higher than the predetermined voltage,
The dotted line indicates when the power supply Vcc falls below a predetermined voltage. The first signal before a new row line SL is selected
PC1 becomes the "1" level. At this time, transistor T8 becomes conductive, and bit lines Qn and n become at the same potential. In other words, if the bit line Qn is at the "1" level and the bit line n is at the "0" level, the charge on the bit line Qn moves to the bit line Qn through the transistor T8 , so that both bit lines Qn,
Qn has the same potential. At this time, the bit lines n have the same potential. At this time, bit line n is charged by the charge on bit line Qn, and the power supply Vcc has nothing to do with it. Therefore, no large instantaneous peak current flows when charging the bit line.

しかし、上記のようにビツト線Qn,nを短
絡するだけでは、電源Vccの電位が下がつた時に
問題になる。すなわち、この時、例えばビツト線
QnNの“1”レベルが電源Vcc電位に応じて下
がるので、ビツト線Qn,nの短絡後の電位が
低すぎてセンスアンプ2の感度外になつたり、あ
るいはビツト線Qn,nの電位が低すぎるため、
メモリセル1からデータを読み出す際にメモリセ
ル1中のデータが反転、すなわち“0”から
“1”への書き込みが起こる恐れがある。つまり、
第1プリチヤージ信号PC1だけでは電源マージ
ンが小さくなる問題が生ずる。
However, simply shorting the bit lines Qn and n as described above causes a problem when the potential of the power supply Vcc drops. In other words, at this time, for example, the bit line
Since the "1" level of QnN decreases in accordance with the power supply Vcc potential, the potential after shorting the bit lines Qn,n may be too low and become out of the sensitivity of the sense amplifier 2, or the potential of the bit lines Qn,n may be low. Because it's too much,
When reading data from the memory cell 1, there is a risk that the data in the memory cell 1 will be inverted, that is, written from "0" to "1". In other words,
If only the first precharge signal PC1 is used, a problem arises in that the power supply margin becomes small.

一方、電源Vccが所定電位以下になると、第1
のプリチヤージ信号PC1と同時に第2のプリチ
ヤージ信号PC2も“1”レベルとなる。この時
の電圧波形を第5図の波線に示す。つまり、この
時の動作は前述した第3図の場合と略同じである
が、電源Vccが下がつている分だけ充電する電位
差も小さくなり、その分だけ瞬時ピーク電流も減
少する。この場合の充放電電流Iは次式により計
算される。
On the other hand, when the power supply Vcc becomes lower than the predetermined potential, the first
At the same time as the second precharge signal PC1, the second precharge signal PC2 also becomes "1" level. The voltage waveform at this time is shown by the dotted line in FIG. That is, the operation at this time is approximately the same as the case shown in FIG. 3 described above, but the charging potential difference becomes smaller as the power supply Vcc is lowered, and the instantaneous peak current also decreases accordingly. The charging/discharging current I in this case is calculated by the following formula.

I=ΔV・C/Δt …(1) ここで、Cは充電すべき容量,ΔVは充電すべ
き電位差、,Δtは充電に要する時間である。つま
り、上記(1)式から電位差ΔVが小さければ充電電
流Iも小さくなることがわかる。すなわち、電源
Vccが高い時はトランジスタT8によりビツト線
Qnとnとを短絡し、一方のビツト線に溜つて
いる電荷により他方のビツト線を充電し、電源よ
り流れる瞬時ピーク電流を略零にするのに対し
て、電源Vccが低くなるとトランジスタT8を導
通させると同時にトランジスタT6,T7も導通さ
せる。しかるに、このとき充電すべき電位差ΔV
も電源Vccが低くなつているために小さく、その
分瞬時ピーク電流も小さくなる。したがつて、上
記実施例の半導体メモリによれば、電源マージン
が広く、しかも瞬時ピーク電流が小さいという利
点を有する。
I=ΔV・C/Δt (1) Here, C is the capacity to be charged, ΔV is the potential difference to be charged, and Δt is the time required for charging. In other words, from the above equation (1), it can be seen that the smaller the potential difference ΔV, the smaller the charging current I. i.e. power supply
When Vcc is high, the bit line is
By short-circuiting Qn and n, the electric charge stored in one bit line charges the other bit line, and the instantaneous peak current flowing from the power supply is reduced to almost zero. However, when the power supply Vcc becomes low, the transistor T8 At the same time, transistors T 6 and T 7 are also made conductive. However, the potential difference ΔV to be charged at this time
is also smaller because the power supply Vcc is lower, and the instantaneous peak current is also smaller accordingly. Therefore, the semiconductor memory of the above embodiment has the advantage that the power supply margin is wide and the instantaneous peak current is small.

第6図は本発明の他の実施例に係るプリチヤー
ジ回路を示している。このプリチヤージ回路は、
前述した第4図の回路の変形であり、電源Vccと
ビツト線Qn,nとの間にゲートがそれぞれ電
源Vccに接続される負荷MOSトランジスタT9
T10を接続したもので、他の部分は第4図と同様
である。もちろんトランジスタT9,T10は負荷と
して働らくものであればなんでもよく、例えば単
なる抵抗でもよい。このプリチヤージ回路でも、
トランジスタT9,T10の導通抵抗が充分大きけれ
ば瞬時ピーク電流に及ぼす影響はなく、従つて前
述した実施例同様の効果を有する。
FIG. 6 shows a precharge circuit according to another embodiment of the invention. This precharge circuit is
This is a modification of the circuit shown in FIG. 4 described above, and load MOS transistors T 9 , whose gates are connected to the power supply Vcc, are connected between the power supply Vcc and the bit lines Qn, n, respectively.
T10 is connected, and the other parts are the same as in Fig. 4. Of course, the transistors T 9 and T 10 may be of any type as long as they can serve as a load; for example, they may be simple resistors. Even with this precharge circuit,
If the conduction resistance of the transistors T 9 and T 10 is sufficiently large, there is no effect on the instantaneous peak current, and therefore the same effect as that of the embodiment described above is achieved.

なお、上記実施例では、第1及び第2のプリチ
ヤージ信号PC1,PC2は新たに行線SLが選択
される前に“0”になる様にしたが、行線SLの
選択とプリチヤージ信号の“1”レベルが重なつ
てもいいことは言うまでもない。
In the above embodiment, the first and second precharge signals PC1 and PC2 are set to "0" before a new row line SL is selected, but the selection of the row line SL and the precharge signal "0" It goes without saying that 1" levels may overlap.

第7図は本発明の半導体メモリに用いられる第
1のプリチヤージ信号PC1を発生する回路であ
る。この回路は、電源Vccとアースとの間にそれ
ぞれ接続されたデプレツシヨン型MOSトランジ
スタT11,T13,T15およびエンハンスメント型
MOSトランジスタT12,T14,T16とでそれぞれ
2段のインバータI1,I2とバツフア回路B1を構成
し、初段のインバータI1の出力端を2段目のイン
バータI2のトランジスタT14のゲート及びバツフ
ア回路B1のトランジスタT16のゲートにそれぞれ
接続する。そして、2段目のインバータI2の出力
端をバツフア回路B1のトランジスタT15のゲート
に接続し、このバツフア回路B1のトランジスタ
T15,T16の出力端に容量Cの一端を接続し、他
端をゲートが電源Vccに接続されたMOSトラン
ジスタT17を介してプリチヤージ用クロツクパル
スφPCに接続する。このクロツクパルスφPCを初段
のインバータI1のトランジスタT12のゲートに加
えることにより、上記トランジスタT17の出力端
から第1のプリチヤージ信号PC1を得るように
している。
FIG. 7 shows a circuit for generating the first precharge signal PC1 used in the semiconductor memory of the present invention. This circuit consists of depletion type MOS transistors T 11 , T 13 , T 15 and enhancement type MOS transistors connected between the power supply Vcc and ground, respectively.
MOS transistors T 12 , T 14 , and T 16 constitute a buffer circuit B 1 with two stages of inverters I 1 and I 2 , respectively, and the output terminal of the first stage inverter I 1 is connected to the transistor T of the second stage inverter I 2 . 14 and the gate of the transistor T 16 of the buffer circuit B 1 respectively. Then, the output terminal of the second stage inverter I2 is connected to the gate of the transistor T15 of the buffer circuit B1 , and the transistor of this buffer circuit B1 is connected to the gate of the transistor T15 of the buffer circuit B1.
One end of a capacitor C is connected to the output ends of T 15 and T 16 , and the other end is connected to a precharge clock pulse φ PC via a MOS transistor T 17 whose gate is connected to the power supply Vcc. By applying this clock pulse φ PC to the gate of the transistor T 12 of the first stage inverter I 1 , the first precharge signal PC 1 is obtained from the output terminal of the transistor T 17 .

上記回路においては、プリチヤージ用クロツク
パルスφPCが“1”レベルになると、トランジス
タT17を介して容量Cの他方側が充電されるので
信号PC1ラインの電位レベルが上昇する。この
時、初段のインバータI1のトランジスタT12がオ
ンするので、トランジスタT14,T16はオフとな
り、容量Cの一方側は“1”レベルとなる。しか
もこの時、すでにある電位まで信号PC1ライン
は充電されているため、容量Cの容量結合により
この信号PC1は電源Vccよりも高い電位にまで
持ち上げられる。このため、ビツト線Qn,n
に対する充放電は迅速に行なわれることになる。
In the above circuit, when the precharge clock pulse φ PC reaches the "1" level, the other side of the capacitor C is charged via the transistor T17 , so that the potential level of the signal PC1 line rises. At this time, since the transistor T 12 of the first stage inverter I 1 is turned on, the transistors T 14 and T 16 are turned off, and one side of the capacitor C becomes the "1" level. Moreover, at this time, since the signal PC1 line has already been charged to a certain potential, the signal PC1 is raised to a potential higher than the power supply Vcc due to the capacitive coupling of the capacitor C. Therefore, the bit line Qn,n
Charging and discharging will be carried out quickly.

第8図は本発明の半導体メモリに用いられる第
2のプリチヤージ信号PC2を発生する回路であ
る。この回路は、電源Vccとアースとの間にそれ
ぞれ直列接続されたデプレツシン型MOSトラン
ジスタT18,T20,T22,T24,T26およびエンハン
スメント型MOSトランジスタT19,T21,T23
T25,T27とでそれぞれ4段のインバータI1〜I4
バツフア回路B1の5段回路を構成している。さ
らに、初段のインバータI1のゲートは、電源Vcc
とアースとの間に設けられた分圧回路の抵抗R1
R2の互相接続点aに接続され、3段目のインバ
ータI3の出力端は反転プリチヤージ用クロツクパ
ルスPCがゲートに印加されるMOSトランジス
タT28を介して接地されると共に終段のバツフア
回路B1のトランジスタT26のゲートに接続される
構成となつている。そして、初段のインバータI1
のトランジスタT19のゲートに分圧回路からの所
定電圧信号を入力すると共に、トランジスタT28
のゲートに反転クロツクパルスPCを入力して終
段のバツフア回路B1の出力段から第2のプリチ
ヤージ信号PC2を得るようにしている。
FIG. 8 shows a circuit for generating the second precharge signal PC2 used in the semiconductor memory of the present invention. This circuit consists of depletion type MOS transistors T 18 , T 20 , T 22 , T 24 , T 26 and enhancement type MOS transistors T 19 , T 21 , T 23 , connected in series between power supply Vcc and ground, respectively.
T 25 and T 27 each constitute a 5-stage circuit including 4-stage inverters I 1 to I 4 and a buffer circuit B 1 . Furthermore, the gate of the first stage inverter I1 is connected to the power supply Vcc
Resistor R 1 of the voltage divider circuit provided between and earth,
The output terminal of the third stage inverter I3 is connected to the mutual connection point a of R2 , and the output terminal of the third stage inverter I3 is grounded through the MOS transistor T28 , whose gate is applied with the inverted precharge clock pulse PC , and the final stage buffer circuit B. The configuration is such that it is connected to the gate of transistor T26 of No. 1 . And the first stage inverter I 1
A predetermined voltage signal from the voltage divider circuit is input to the gate of transistor T 19 , and at the same time, the gate of transistor T 28
An inverted clock pulse PC is input to the gate of the buffer circuit B1 to obtain a second precharge signal PC2 from the output stage of the final stage buffer circuit B1.

上記回路においては、電源Vccが所定電位以下
となれば第2のプリチヤージ信号PC2を発生す
るものである。すなわち、いま抵抗R1を40KΩ、
抵抗R2を10KΩとすれば、その接続点aの電位は
0.2Vccとなる。そこで、インバータI1の閾値電圧
を0.8Vに設定すれば、電源Vccが4V以上ならば
a点電位は0.8V以上となり、電源Vccが4V以下
ならばa点電位は0.8V以下となる。このため、
インバータI1の出力は、電源Vccが4V以上なら
“0”レベルに、4V以下ならば“1”レベルにな
る。
In the above circuit, the second precharge signal PC2 is generated when the power supply Vcc becomes lower than a predetermined potential. That is, now the resistance R 1 is 40KΩ,
If the resistance R 2 is 10KΩ, the potential at the connection point a is
It becomes 0.2Vcc. Therefore, if the threshold voltage of the inverter I1 is set to 0.8V, if the power supply Vcc is 4V or more, the potential at point a will be 0.8V or more, and if the power supply Vcc is 4V or less, the potential at point a will be 0.8V or less. For this reason,
The output of the inverter I1 becomes a "0" level if the power supply Vcc is 4V or more, and becomes a "1" level if it is less than 4V.

従つて、電源Vccが4V以上ならインバータI2
出力は“1”レベル、インバータI3の出力は
“0”レベルとなり、結局クロツクパルスφPCによ
らずインバータI3の出力は“0”レベルとなるた
め、第2のプリチヤージ信号PC2は“0”レベ
ルとなる。逆に、電源Vccが4V以下になれば、
インバータI1の出力は“1”レベル,インバータ
I2の出力は“0”レベルとなり、インバータI3
出力は反転クロツクパルスPCの“1”→“0”
の変化に同期して“1”レベルになり、これに同
期して“1”レベルになる第2プリチヤージ信号
PC2によつて前述した第4図及び第6図のプリ
チヤージ回路のトランジスタT6,T7が駆動され
る。なお、第8図のインバータI4バツフア回路B1
のかわりに前記第7図の回路を用いてもよいこと
はいうまでもない。
Therefore, if the power supply Vcc is 4V or higher, the output of inverter I2 will be at the "1" level, and the output of inverter I3 will be at the "0" level.In the end, the output of inverter I3 will be at the "0" level regardless of the clock pulse φ PC . Therefore, the second precharge signal PC2 becomes "0" level. Conversely, if the power supply Vcc falls below 4V,
The output of inverter I 1 is “1” level, the inverter
The output of I2 becomes "0" level, and the output of inverter I3 changes from "1" to "0" of the inverted clock pulse PC .
The second precharge signal goes to "1" level in synchronization with the change in , and goes to "1" level in synchronization with this.
Transistors T 6 and T 7 of the precharge circuits of FIGS. 4 and 6 described above are driven by PC2. In addition, inverter I 4 buffer circuit B 1 in Figure 8
It goes without saying that the circuit shown in FIG. 7 may be used instead.

本発明の半導体メモリでは、上述した第7図及
び第8図の信号発生回路にて、電源Vccの電圧変
動に応じて発生した第1及び第2のプリチヤージ
信号PC1,PC2によつて前述した第4図あるい
は第6図のプリチヤージ回路を駆動するようにし
ているので、ビツト線Qn,nの充電時の瞬時
ピーク電流を抑制することができる。
In the semiconductor memory of the present invention, the signal generation circuits shown in FIGS. Since the precharge circuit shown in FIG. 4 or FIG. 6 is driven, the instantaneous peak current when charging the bit lines Qn, n can be suppressed.

以上説明したように本発明によれば、メモリセ
ルに対するデータの受け渡しを行なうための一対
のビツト線を充電するプリチヤージ回路によつ
て、電源が所定電圧以上では前記一対のビツト線
を短絡し、電源が所定電圧以下では前記一対のビ
ツト線を短絡すると共に電源によりプリチヤージ
するようにしているので、メモリアクセス動作時
の瞬時ピーク電流を抑制して消費電流を低減し、
回路動作マージンを大きくし得ると共に動作速度
を向上し得る半導体メモリを提供できる。
As explained above, according to the present invention, the precharge circuit that charges the pair of bit lines for transferring data to and from the memory cell shorts the pair of bit lines when the power supply voltage exceeds a predetermined voltage, and the power supply When the voltage is below a predetermined voltage, the pair of bit lines are short-circuited and pre-charged by the power supply, thereby suppressing the instantaneous peak current during memory access operation and reducing current consumption.
A semiconductor memory that can increase the circuit operation margin and improve the operation speed can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はRAMの一例を示す回路構成図、第2
図は第1図のプリチヤージ回路の詳細な回路図、
第3図は第2図の回路動作を説明するための波形
図、第4図は本発明の一実施例に係る半導体メモ
リのプリチヤージ回路を示す回路図、第5図は第
4図の回路動作を説明するための波形図、第6図
は本発明の他の実施例に係る半導体メモリのプリ
チヤージ回路を示す回路図、第7図及び第8図は
それぞれ第4図及び第6図の回路を駆動する信号
の発生回路を示す回路図である。 1…メモリセル、2…センスアンプ、3…プリ
チヤージ回路、SL…行線、Qn,n…ビツト
線、PC1,PC2…プリチヤージ信号、T1〜T27
…トランジスタ、Vcc…電源。
Figure 1 is a circuit configuration diagram showing an example of RAM, Figure 2 is a circuit configuration diagram showing an example of RAM.
The figure is a detailed circuit diagram of the precharge circuit in Figure 1,
3 is a waveform diagram for explaining the circuit operation of FIG. 2, FIG. 4 is a circuit diagram showing a precharge circuit of a semiconductor memory according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a waveform diagram for explaining the circuit operation of FIG. 4. FIG. 6 is a circuit diagram showing a precharge circuit of a semiconductor memory according to another embodiment of the present invention, and FIGS. 7 and 8 are waveform diagrams for explaining the circuits of FIGS. 4 and 6, respectively. FIG. 2 is a circuit diagram showing a driving signal generation circuit. 1...Memory cell, 2...Sense amplifier, 3...Precharge circuit, SL...row line, Qn, n...bit line, PC1, PC2...precharge signal, T1 to T27
…transistor, Vcc…power supply.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 データを記憶する複数個のメモリセルと、こ
れら複数個のメモリセルから所定番地のメモリセ
ルを選択して駆動する行線と、上記メモリセルか
ら一対のデータを受ける一対のビツト線と、この
一対のビツト線間に設けられたトランジスタを導
通制御し、前記一対のビツト線の高電位側の電荷
を低電位側に伝達しデータ読み出し時に前記一対
のビツト線のとる電位の間の電位にプリチヤージ
するプリチヤージ手段とを具備し、前記プリチヤ
ージ終了後電源端子から前記ビツト線およびメモ
リセルを介して定常電流が流れないように、前記
ビツト線の充電レベルの保持を前記メモリセルの
みによつて行うことを特徴とする半導体メモリ。 2 前記プリチヤージ手段は、前記ビツト線間に
設けられたトランジスタと、このトランジスタを
導通制御するプリチヤージ信号であることを特徴
とする特許請求の範囲第一項に記載の半導体メモ
リ。 3 データを記憶する複数個のメモリセルと、こ
れら複数個のメモリセルから、所定番地のメモリ
セルを選択して駆動する行線と、上記メモリセル
から一対のデータを受ける一対のビツト線と、こ
のビツト線と電源間に設けられた負荷素子と、前
記一対のビツト線間に設けられたトランジスタ
と、アドレス変化を検知して発生したパルス信号
により、前記トランジスタを導通制御し、前記一
対のビツト線の高電位側の電荷を低電位側に伝達
しデータ読み出し時に前記一対のビツト線のとる
電位の間の電位にプリチヤージするプリチヤージ
手段とを具備し、前記プリチヤージ終了後電源端
子から前記ビツト線およびメモリセルを介して定
常電流が流れないように、前記ビツト線の充電レ
ベルの保持を前記メモリセルのみによつて行うこ
とを特徴とする半導体メモリ。 4 データを記憶する複数個のメモリセルと、こ
れら複数個のメモリセルから所定番地のメモリセ
ルを選択して駆動する行線と、上記メモリセルか
ら一対のデータを受ける一対のビツト線と、電源
の電圧が所定値以上では前記一対のビツト線を短
絡し、電源の電圧が所定値以下では前記一対のビ
ツト線を短絡すると共にこの一対のビツト線を電
源によりプリチヤージするプリチヤージ回路とを
具備し、メモリアクセス動作時の瞬時ピーク電流
を抑制するようにしたことを特徴とする半導体メ
モリ。 5 前記プリチヤージ回路は、前記一対のビツト
線間に接続され第1プリチヤージ信号にて動作し
て一対のビツト線を同電位とする第1のトランジ
スタと、前記電源と一対のビツト線との間にそれ
ぞれ接続され、第2プリチヤージ信号にて動作し
て一対のビツト線をプリチヤージする第2、第3
のトランジスタとを具備してなることを特徴とす
る特許請求の範囲第4項記載の半導体メモリ。 6 前記プリチヤージ回路は、前記一対のビツト
線間に接続され第1プリチヤージ信号にて動作し
て上記一対のビツト線を同電位とする第1のトラ
ンジスタと、前記電源と一対のビツト線との間に
それぞれ接続され第2プリチヤージ信号にて動作
して前記一対のビツト線をプリチヤージする第
2、第3のトランジスタと、前記電源と一対のビ
ツト線との間にそれぞれ上記第2,第3のトラン
ジスタと並列に接続された第4,第5の負荷トラ
ンジスタとを具備してなることを特徴とする特許
請求の範囲第4項記載の半導体メモリ。 7 前記第2のプリチヤージ信号は前記行線によ
るメモリセル選択前に発生することを特徴とする
特許請求の範囲第5項、もしくは第6項記載の半
導体メモリ。
[Claims] 1. A plurality of memory cells that store data, a row line that selects and drives a memory cell at a predetermined location from the plurality of memory cells, and a pair that receives a pair of data from the memory cell. conduction control of the bit line and the transistor provided between the pair of bit lines, and transmits the charge on the high potential side of the pair of bit lines to the low potential side, thereby changing the potential of the pair of bit lines when reading data. and pre-charging means for pre-charging the bit line to a potential between the bit lines and the memory cell so that a steady current does not flow from the power supply terminal through the bit line and the memory cell after the pre-charging is completed. 1. A semiconductor memory characterized in that the semiconductor memory is processed only by 2. The semiconductor memory according to claim 1, wherein the precharge means includes a transistor provided between the bit lines and a precharge signal for controlling conduction of the transistor. 3 a plurality of memory cells for storing data, a row line for selecting and driving a memory cell at a predetermined location from among the plurality of memory cells, and a pair of bit lines for receiving a pair of data from the memory cells; A load element provided between the bit line and the power supply, a transistor provided between the pair of bit lines, and a pulse signal generated by detecting an address change control the conduction of the transistor, thereby controlling the conduction of the transistor. and a precharging means for transmitting the charge on the high potential side of the line to the low potential side and precharging it to a potential between the potentials of the pair of bit lines when reading data, and after the precharging is completed, the bit line and the bit line are transferred from the power supply terminal. A semiconductor memory characterized in that the charge level of the bit line is maintained only by the memory cell so that no steady current flows through the memory cell. 4 A plurality of memory cells that store data, a row line that selects and drives a memory cell at a predetermined location from these memory cells, a pair of bit lines that receive a pair of data from the memory cell, and a power source. a precharge circuit that short-circuits the pair of bit lines when the voltage of the bit line is above a predetermined value, shorts the pair of bit lines when the voltage of the power supply is below a predetermined value, and precharges the pair of bit lines by the power supply; A semiconductor memory characterized by suppressing instantaneous peak current during memory access operation. 5. The precharge circuit includes a first transistor connected between the pair of bit lines and operated by a first precharge signal to bring the pair of bit lines to the same potential, and a transistor between the power supply and the pair of bit lines. A second and a third bit line are connected to each other and operate in response to the second precharge signal to precharge the pair of bit lines.
5. The semiconductor memory according to claim 4, further comprising a transistor. 6. The precharge circuit is connected between a first transistor connected between the pair of bit lines and operated by a first precharge signal to bring the pair of bit lines to the same potential, and the power supply and the pair of bit lines. second and third transistors connected to the second precharge signal and operating in response to a second precharge signal to precharge the pair of bit lines; and second and third transistors connected between the power supply and the pair of bit lines, respectively. 5. The semiconductor memory according to claim 4, further comprising fourth and fifth load transistors connected in parallel. 7. The semiconductor memory according to claim 5 or 6, wherein the second precharge signal is generated before the memory cell is selected by the row line.
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