JPH0237633B2 - - Google Patents

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JPH0237633B2
JPH0237633B2 JP57166310A JP16631082A JPH0237633B2 JP H0237633 B2 JPH0237633 B2 JP H0237633B2 JP 57166310 A JP57166310 A JP 57166310A JP 16631082 A JP16631082 A JP 16631082A JP H0237633 B2 JPH0237633 B2 JP H0237633B2
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JP
Japan
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word line
transistor
potential
switching circuit
gate
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Japanese (ja)
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Satoshi Konishi
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5956285A publication Critical patent/JPS5956285A/en
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/34Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices

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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は半導体記憶装置に係り、特に高速動作
を可能とするとともに消費電力の低減が可能な半
導体記憶装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly to a semiconductor memory device that can operate at high speed and reduce power consumption.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

従来、ワード線上の信号伝搬の遅延を少なくす
る方法として、第1図に示すようにワード線を分
割してW1,W2とし、その間に2段インバータ
I1,I2からなる増幅(又は昇圧)回路を設ける方
法があつた。すなわち、ワード線には電気抵抗R
や電気容量Cの存在に起因してワード線を伝搬す
る信号が遅延するという問題がある。この信号の
遅延は信号の電圧波形の立上りという面から考え
れば信号波形がなまるという形で把握される。そ
こで、ワード線を分割してR・Cの減少を図り、
かつ、インバータI1,I2を設けることによりワー
ド線の途中の電位を昇圧して信号の立上りを鋭く
し(つまり、昇圧速度を高め)、それによつて信
号の遅延を解消しようとするものである。
Conventionally, as a method to reduce the delay in signal propagation on the word line, the word line is divided into W 1 and W 2 as shown in Figure 1, and a two-stage inverter is installed between them.
There was a method of providing an amplification (or boosting) circuit consisting of I 1 and I 2 . That is, the word line has an electrical resistance R
There is a problem in that a signal propagating through the word line is delayed due to the presence of the capacitance C. This signal delay can be understood in the form that the signal waveform becomes dull when considered from the viewpoint of the rise of the voltage waveform of the signal. Therefore, we divided the word line to reduce R and C.
In addition, by providing inverters I 1 and I 2 , the potential in the middle of the word line is boosted to sharpen the rise of the signal (in other words, increase the boost speed), thereby eliminating signal delay. be.

ところが、上記従来の方法の場合、増幅回路が
C―MOS形トランジスタを構成される場合は別
として消費電力が大きいという経済性の面で問題
があつた。すなわち、メモリ回路中に存在する多
くのワード線のうち、1度の読出し動作で選択さ
れるワード線は1本のみに過ぎず、他の全てのワ
ード線の電位はVSS(接地電位)のレベルにある。
このとき、インバータI2のゲート電位は正側電源
電位VDDのレベルにある。ここで、第2図にE/
D形インバータの入出力電位の関係と消費電流の
関係を示す。この第2図からもわかるように、ゲ
ート電圧がVDDにあるときは消費電流が最も大き
い。したがつて、非選択状態にある全てのワード
線はインバータI2において大きな消費電流を流し
ていることとなり、その大きさはワード線の本数
に比例する。
However, in the case of the above-mentioned conventional method, there was a problem in terms of economy in that the power consumption was large, except when the amplifier circuit was constituted by a C-MOS type transistor. In other words, among the many word lines that exist in the memory circuit, only one word line is selected in one read operation, and the potential of all other word lines is below V SS (ground potential). It's on the level.
At this time, the gate potential of inverter I2 is at the level of positive power supply potential VDD . Here, in Figure 2, E/
The relationship between the input and output potentials and the current consumption of a D-type inverter is shown. As can be seen from Figure 2, the current consumption is greatest when the gate voltage is at VDD . Therefore, all the word lines in the non-selected state are causing a large current consumption to flow in the inverter I2 , and the magnitude thereof is proportional to the number of word lines.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

そこで、本発明は高速動作性能を維持しつつ、
低消費電力を可能とする半導体記憶装置を提供す
ることを目的とする。
Therefore, the present invention maintains high-speed operation performance while
An object of the present invention is to provide a semiconductor memory device that enables low power consumption.

〔発明の概要〕 上記目的を達成するために、本発明において
は、ワード線はその延在方向の途中で分離されて
おり、その分離により形成される前段と後段のワ
ード線間に当該両ワード線を電気的に断続可能と
する第1のスイツチング回路を挿入して両ワード
線を接続し、第1のスイツチング回路と後段側ワ
ード線との接続点にブートストラツプ効果を利用
した昇圧用の第2のスイツチング回路を接続し、
かつ、非選択時に後段側ワード線の電位を非選択
時にあるべき電位に下降させるための第3のスイ
ツチング回路を接続した点に特徴を有する。
[Summary of the Invention] In order to achieve the above object, in the present invention, the word lines are separated in the middle of the extending direction, and the two word lines are separated between the preceding and succeeding word lines formed by the separation. A first switching circuit that can electrically interrupt the line is inserted to connect both word lines, and a boosting circuit that utilizes the bootstrap effect is installed at the connection point between the first switching circuit and the subsequent word line. Connect the switching circuit of 2,
It is also characterized in that a third switching circuit is connected to lower the potential of the subsequent word line to the potential it should have when not selected.

第1、第2、第3のスイツチング回路はそれぞ
れ選択信号に同期する制御信号によつて制御され
る。第2のスイツチング回路にはブートストラツ
プ効果を強化するためにコンデンサを付加しても
よい。
The first, second and third switching circuits are each controlled by a control signal synchronized with the selection signal. A capacitor may be added to the second switching circuit to enhance the bootstrap effect.

ワード線の分離個所は同一ワード線上のメモリ
セルの数に応じて複数であつてもよく、それぞれ
に上述の構成が採られる。
There may be a plurality of word line separation locations depending on the number of memory cells on the same word line, and the above-described configuration is adopted for each location.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

かかる構成を有する本発明によれば、ブートス
トラツプ効果を利用した第2のスイツチング回路
は非選択時に電流を流し続けることなく低消費電
力を可能とし、選択時においては効果的にワード
線電位を昇圧して信号の伝搬速度を早めることに
より記憶装置の高速動作を可能とすることができ
る。また、第2スイツチング回路と第3スイツチ
ング回路とが協働して非選択時におけるワード線
電位を急速に下降せしめることができるため、あ
るワード線の電位が非選択状態に安定しないうち
に別のワード線に選択信号が入力されるような低
速の非選択動作による選択誤りの発生を防止する
ことができる。
According to the present invention having such a configuration, the second switching circuit that utilizes the bootstrap effect enables low power consumption without continuing to flow current when not selected, and effectively boosts the word line potential when selected. By increasing the signal propagation speed, the storage device can operate at high speed. In addition, the second switching circuit and the third switching circuit can work together to rapidly lower the word line potential in the non-selected state. It is possible to prevent a selection error from occurring due to a low-speed non-selection operation in which a selection signal is input to a word line.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明による各実施例を図面に基づいて
説明するが、まず、本発明の理解を助けるために
第3図に半導体記憶装置の一例としてスタテイツ
クメモリセルを用いたRAM回路のブロツク図を
示し、以下にその概要を記す。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, in order to facilitate understanding of the present invention, FIG. 3 shows a block diagram of a RAM circuit using static memory cells as an example of a semiconductor memory device. The outline is described below.

第3図において、アドレスバツフア1にはアド
レス指定信号Aが入力される。アドレスバツフア
1は入力されたアドレス指定信号Aを当該メモリ
チツプ内信号レベルに変換して行デコーダ2に出
力する。行デコーダ2はアドレス指定信号Aをデ
コードし、メモリアレイ4上の1つのワード線5
を選択すべく選択信号φSを駆動回路3に出力す
る。ここで、ワード線の選択電位が正側電源電位
VDDであるなら選択信号φSの電位は負側電源電位
VSSに立下り、ワード線はVDD電位へ昇圧される。
一方、非選択時には選択信号φSは正側電源電位
VDDに立上り、ワード線はVSS電位レベルへ降圧
される。
In FIG. 3, address designation signal A is input to address buffer 1. In FIG. The address buffer 1 converts the input address designation signal A to the signal level within the memory chip and outputs it to the row decoder 2. The row decoder 2 decodes the addressing signal A and outputs one word line 5 on the memory array 4.
A selection signal φ S is output to the drive circuit 3 to select. Here, the selection potential of the word line is the positive power supply potential.
If V DD , the potential of the selection signal φ S is the negative power supply potential.
V SS falls and the word line is boosted to V DD potential.
On the other hand, when not selected, the selection signal φ S is at the positive power supply potential.
V DD rises and the word line is lowered to the V SS potential level.

なお、第4図においてワード線5とビツト線6
は一対の場合のみを示したが、実際にはこれらが
マトリクス状に組合わされて形成されていること
は周知の如くである。7はスタテイツク・メモリ
セルである。
In addition, in FIG. 4, word line 5 and bit line 6
Although only one pair is shown, it is well known that these are actually combined in a matrix. 7 is a static memory cell.

第1実施例 第4図に第1の実施例を示す。第4図におい
て、ワード線5はその延在方向において2つに分
離され、前段ワード線W1と後段ワード線2とされ
ている。なお、一本のワード線5はこの例のよう
に2つに分離するとは限らず複数に分離してもよ
いが、本明細書においては説明を簡単にするため
に以下2分割として説明する。分離された前段ワ
ード線W1と後段ワード線W2との間にはMOS形
トランジスタQ1よりなる第1のスイツチング回
路が直列に介挿され、このトランジスタQ1によ
り前段ワード線W1と後段ワード線W2とが断続可
能に接続されている。また、トランジスタQ1
後段ワード線W2の入力との接続点には第2のス
イツチング回路8と第3のスイツチング回路9と
が接続されている。
First Example A first example is shown in FIG. In FIG. 4, the word line 5 is divided into two parts in its extending direction, a front-stage word line W1 and a rear-stage word line 2 . Note that one word line 5 is not necessarily divided into two as in this example, but may be divided into a plurality of parts; however, in this specification, in order to simplify the explanation, the word line 5 will be described as being divided into two. A first switching circuit consisting of a MOS transistor Q1 is inserted in series between the separated front-stage word line W1 and rear-stage word line W2 . The word line W2 is connected intermittently. Further, a second switching circuit 8 and a third switching circuit 9 are connected to the connection point between the transistor Q1 and the input of the subsequent word line W2 .

トランジスタQ1は選択信号φSの変化に同期し
て変化する第1制御信号φW1をゲートに受けてソ
ース・ドレイン間を断続させ、それによつて前段
ワード線W1と後段ワード線W2を接続したり、遮
断したりする。
Transistor Q1 receives at its gate a first control signal φW1 that changes in synchronization with the change in selection signal φS , and connects and disconnects the source and drain, thereby connecting the previous word line W1 and the subsequent word line W2. connect or disconnect.

第2のスイツチング回路8はMOS形トランジ
スタQ2,Q3を用いて構成される。トランジスタ
Q2のソースはトランジスタQ1のソースと前段ワ
ード線W1との接続点Aに接続され、ドレインは
トランジスタQ3のゲートに接続され、ゲートに
は正側電源電圧VDDが与えられる。トランジスタ
Q3のドレインには第1制御信号φW1が与えられ、
ソースはトランジスタQ1のドレインと後段ワー
ド線W2との接続点Cに接続されている。この第
2のスイツチング回路8は選択時において選択ワ
ード線のワード線信号を昇圧するための回路であ
り、後述するようにブートストラツプ効果を利用
して動作する。
The second switching circuit 8 is constructed using MOS type transistors Q 2 and Q 3 . transistor
The source of Q 2 is connected to the connection point A between the source of the transistor Q 1 and the preceding word line W 1 , the drain is connected to the gate of the transistor Q 3 , and the positive side power supply voltage V DD is applied to the gate. transistor
A first control signal φ W1 is applied to the drain of Q 3 ,
The source is connected to a connection point C between the drain of the transistor Q1 and the subsequent word line W2 . This second switching circuit 8 is a circuit for boosting the word line signal of the selected word line at the time of selection, and operates using the bootstrap effect as described later.

第3のスイツチング回路9はMOS形トランジ
スタQ4により構成される。トランジスタQ4のド
レインは接続点Cに接続され、ソースには負側電
源電圧VSSが与えられる。ゲートには選択信号φS
の変化(したがつて、第1制御信号)に同期して
発生される第2制御信号φW2が与えられる。この
第3のスイツチング回路9は非選択時においてワ
ード線W1,W2の電位をVSSに引き下げるための
回路である。
The third switching circuit 9 is constituted by a MOS type transistor Q4 . The drain of the transistor Q4 is connected to the connection point C, and the negative side power supply voltage VSS is applied to the source. A selection signal φ S is applied to the gate.
A second control signal φ W2 is provided which is generated in synchronization with the change in (therefore, the first control signal). This third switching circuit 9 is a circuit for lowering the potential of word lines W 1 and W 2 to V SS when not selected.

次に動作を第5図、第6図、第7図に基づいて
説明する。第5図a〜dは選択時、第6図a〜d
は同じく選択時の他の例、第7図は非選択時にお
ける各信号波形をそれぞれ示している。
Next, the operation will be explained based on FIGS. 5, 6, and 7. Figures 5 a to d are selected, Figures 6 a to d
Similarly, FIG. 7 shows another example when the signal is selected, and FIG. 7 shows each signal waveform when the signal is not selected.

まず、選択時の動作を説明する(第5図)。い
ま、時刻t0でワード線が選択されたとすると、選
択信号φSはVSSに立下り、駆動回路3により反転
されるから前段ワード線W1の電位はVDDに向かつ
て上昇する。前段ワード線W1の出力側の電位VA
に着目するれば第5図cの如くである。この間、
第1制御信号φW1=VSS、第2制御信号φW2=VDD
にあり、したがつてトランジスタQ1は非導通
(以下、OFF)、Q4は導通(以下、ON)となつて
おり、後段ワード線W2の電位は選択か非選択に
関係なくVSSの電位となつている。一方、接続点
Aの電位VAは第5図cのように前段ワード線W1
の電気抵抗Rと電気容量Cによつて決まる時定数
(R・C)で昇圧してゆき、この電位VAはトラン
ジスタQ2を介してトランジスタQ3のゲートに与
えられ、そのゲート電位VBはVAと同様な昇圧速
度で上昇する(第5図d)。そして、時刻tpoにて
ゲート電位VBがトランジスタQ3のしきい値電圧
VTに達すると、Q3はONとなる。しかし、このと
き第1制御信号φW1は依然としてVSSの電位に止
まつており、トランジスタQ4もONであるから接
続点Cの電位VCは上昇せず、したがつて後段ワ
ード線W2の電位は上昇しない。次いで、ゲート
電位VBがある程度上昇した時刻t1において、第1
制御信号φW1がVDDに変化し、第2制御信号φW2
VSSに立下ると、トランジスタQ3はON状態でチ
ヤネル部が反転しているのでゲートとドレイン間
の容量によりゲート電位VBが第5図dの如く
ΔVBだけ昇圧される。昇圧された電位VBはVA
の間で電位差があるためにトランジスタQ2を介
して放電されようとするが、トランジスタQのコ
ンダクタンスを時刻t0からt1までの電圧VAの変化
に追従することが可能な程度に小さくしておくこ
とによりゲート電位VBの急激な放電は起こらず、
トランジスタQ3がONとなつたことによるC点の
電位VCの上昇の方が早くなる。一方、C点の電
位VCの立上りはトランジスタQ1が導通したこと
によつてA点電位VAを昇圧し、VBとVBとの電位
差は急激に小さくなる。もちろん、第1制御信号
φW1がVDDの電位になつた瞬間では、VA>VCの関
係にあるため、一瞬VAの電位は低下するが(第
5図c)、VCの急激な立上りによりVAはVCと同
じように昇圧されて行く。さらにVCの立上りに
よりON状態にあるトランジスタQ3の反転ゲート
の容量を介したブートストラツプ効果のためVB
が昇圧され、それによつてトランジスタQ3はし
や断することなくVCを昇圧する。そして、VC
(VDD−VT)に達すると、トランジスタQ1がOFF
となるためVAはもはやVCによつて昇圧されるこ
とはなくなるが、その後は行デコーダ2からの選
択信号φSが駆動回路3により反転したワード線信
号によりVAはVDDになるまで昇圧される。なお、
第5図cの破線は第1制御信号φW1=VSSとし、
第2制御信号φW2=VDDの状態のままとした場合
の変化を示している。つまり、破線は、本発明の
ような昇圧回路を用いない場合のA点の昇圧速度
を示したものであり、この状態に後段ワード線
W2を前段ワード線の出力端Aに接続することに
よる遅れおよびワード線W2自体での信号の遅れ
を考慮すると後段ワード線W2の終端(すなわち、
昇圧回路を全く用いない一本化したワード線の終
端)では第4図cの破線がさらに遅い立上りとな
ることは容易に想像しうるところである。これに
対し、本発明によればVCに示すように急速に立
上るため、高速化が可能となる。
First, the operation at the time of selection will be explained (FIG. 5). Assuming that a word line is selected at time t0 , the selection signal φS falls to VSS and is inverted by the drive circuit 3, so that the potential of the previous word line W1 rises toward VDD . Output side potential V A of previous stage word line W 1
If we pay attention to this, we can see something like Fig. 5c. During this time,
First control signal φ W1 = V SS , second control signal φ W2 = V DD
Therefore, transistor Q 1 is non-conducting (hereinafter referred to as OFF) and Q 4 is conductive (hereinafter referred to as ON), and the potential of the subsequent word line W 2 is equal to V SS regardless of whether it is selected or not. It has a potential. On the other hand, the potential V A at the connection point A is connected to the previous word line W 1 as shown in Fig. 5c.
The potential V A is applied to the gate of the transistor Q 3 via the transistor Q 2 , and its gate potential V B increases at the same rate as V A (Figure 5d). Then, at time t po , the gate potential V B becomes the threshold voltage of transistor Q 3
When V T is reached, Q 3 turns ON. However, at this time, the first control signal φ W1 still remains at the potential of V SS and the transistor Q 4 is also ON, so the potential V C at the connection point C does not rise, and therefore the potential of the subsequent word line W 2 increases. Potential does not rise. Next, at time t 1 when the gate potential V B has risen to a certain extent, the first
The control signal φ W1 changes to V DD , and the second control signal φ W2 changes to
When V SS falls, the transistor Q 3 is in the ON state and the channel portion is inverted, so the gate potential V B is boosted by ΔV B due to the capacitance between the gate and the drain, as shown in FIG. 5d. The boosted potential V B tries to be discharged through the transistor Q 2 because there is a potential difference between it and V A , but if the conductance of the transistor Q is changed from time t 0 to t 1 , By keeping the gate potential V B small enough to follow, a sudden discharge of the gate potential V B will not occur.
The potential V C at point C rises faster due to transistor Q 3 being turned on. On the other hand, the rise of the potential V C at point C boosts the potential V A at point A due to the conduction of transistor Q 1 , and the potential difference between V B and V B rapidly decreases. Of course, at the moment when the first control signal φ W1 reaches the potential of V DD , there is a relationship of V A > V C , so the potential of V A momentarily decreases (Fig. 5c), but the sudden rise in V C Due to the rising voltage, V A is boosted in the same way as V C. Furthermore, due to the bootstrap effect via the capacitance of the inverting gate of transistor Q3 , which is in the ON state due to the rise of V C , V B
is boosted, thereby causing transistor Q 3 to boost V C without interruption. Then, when V C reaches (V DD − V T ), transistor Q 1 turns OFF.
Therefore, V A is no longer boosted by V C , but after that, the word line signal obtained by inverting the selection signal φ S from the row decoder 2 by the drive circuit 3 causes V A to rise to V DD . Boosted. In addition,
The broken line in FIG. 5c indicates the first control signal φ W1 =V SS ,
It shows the change when the second control signal φ W2 =V DD remains in the state. In other words, the broken line shows the boosting speed at point A when the booster circuit of the present invention is not used.
Considering the delay caused by connecting W 2 to the output end A of the preceding word line and the signal delay at the word line W 2 itself, the termination of the subsequent word line W 2 (i.e.
It is easy to imagine that the broken line in FIG. 4c would rise even more slowly at the end of a single word line that does not use any booster circuit. On the other hand, according to the present invention, the voltage rises rapidly as shown by V C , so high speed is possible.

以上の説明では、第1制御信号φW1の正の値の
場合に最高値をVDDとして1度昇圧する例につい
て述べたが(第5図b)、第6図aに示すように
2度にわたつてVDDを超えて昇圧してもよい。そ
の場合、ゲート電圧VBには2度のブートストラ
ツプ効果が現われ、C点電位VCをVDD以上の差電
位とすることができる(第6図b,c参照)。す
なわち、時刻t1の時点で第1制御信号φW1をVDD
昇圧し、次いで時刻t2にさらに昇圧する。この昇
圧により、ゲート電圧VBはΔVB1、ΔVB2と2度に
わたりブートストラツプ効果によつて昇圧される
こととなる。このようにすることにより、メモリ
セル内に書込みにくいVDD電圧レベルもワード線
電位がVDDより高くなるため書込み易くなる。も
ちろん、この場合には行デコーダ2から選択信号
φSを受ける駆動回路3もVDD以上の電圧を出力で
きるようにしておかなければならない。なお、第
6図には図示していないが第2制御信号φW2は第
5図aと同様に、時刻t1にVDD電圧レベルからVSS
電圧レベルへ立下り動作をする。
In the above explanation, an example was described in which the voltage is boosted once with the highest value as V DD when the first control signal φ W1 has a positive value (Figure 5b), but as shown in Figure 6a, the voltage is boosted twice. It may be boosted above V DD for a period of time. In that case, a double bootstrap effect appears in the gate voltage VB , and the potential at the point C can be made to be a potential difference greater than VDD (see FIGS. 6b and 6c). That is, the first control signal φ W1 is boosted to V DD at time t 1 and further boosted at time t 2 . Due to this boosting, the gate voltage V B is boosted twice by ΔV B1 and ΔV B2 due to the bootstrap effect. By doing this, even the V DD voltage level that is difficult to write into the memory cell becomes easier to write to since the word line potential becomes higher than V DD . Of course, in this case, the drive circuit 3 receiving the selection signal φ S from the row decoder 2 must also be able to output a voltage higher than V DD . Although not shown in FIG. 6, the second control signal φ W2 changes from the V DD voltage level to the V SS voltage level at time t 1 as in FIG. 5 a.
Operates falling to the voltage level.

次に、非選択時の動作を説明する(第7図)。
いま、ワード線が非選択となり、選択信号φS
VDDに立上つたとすると、駆動回路3により反転
されるから前段ワード線W1の電位はVSSに向かつ
て下降する。一方、非選択になるのとほぼ同時の
時刻t2において、第1制御信号φW1はVSSの電位に
変化し、第2制御信号φW2はVDDに変化する。し
たがつて、トランジスタQ4はONとなり、C点電
位VCはトランジスタQ4を通じて放電されVSSに向
かつて降下する。また、このときトランジスタ
Q3もON状態にあるため第1制御信号がVSSの電
位にあることからC点電位VCはトランジスタQ3
を通じても降下する(第7図c)。そして、トラ
ンジスタQ3のゲート電圧VBはQ3の反転ゲートに
よるコンデンサ結合によつてやはり下降する(第
7図a)。しかし、A点電位VAはトランジスタQ1
がOFF(φW1=VSS)となるため、駆動回路3によ
り放電されて下降する(第7図c)。そのため、
ゲート電圧VBはトランジスタQ3のドレイン―ゲ
ート間の容量の効果により降下し、その後トラン
ジスタQ2に介してA点電位VAより一旦低くなる
がその後VAと共に降下する(第7図d)。かくし
て、選択状態から非選択状態への移行が行われ
る。
Next, the operation when not selected will be explained (FIG. 7).
Now, the word line is unselected and the selection signal φ S is
When V DD rises, it is inverted by the drive circuit 3, so the potential of the previous word line W 1 decreases as it approaches V SS . On the other hand, at time t2 almost at the same time as the non-selection, the first control signal φ W1 changes to the potential of V SS and the second control signal φ W2 changes to V DD . Therefore, the transistor Q4 is turned on, and the potential at point C, Vc , is discharged through the transistor Q4 and drops toward VSS . Also, at this time, the transistor
Since Q 3 is also in the ON state, the first control signal is at the potential of V SS , so the C point potential V C is the transistor Q 3
It also descends through (Fig. 7c). Then, the gate voltage V B of transistor Q 3 also falls due to the capacitor coupling by the inverting gate of Q 3 (FIG. 7a). However, the potential V A at point A is the transistor Q 1
is turned OFF (φ W1 =V SS ), so it is discharged by the drive circuit 3 and falls (FIG. 7c). Therefore,
The gate voltage V B drops due to the effect of the capacitance between the drain and gate of the transistor Q 3 , and then becomes lower once than the potential at point A V A via the transistor Q 2 , but then drops along with the voltage V A (Figure 7 d). . Thus, a transition from a selected state to a non-selected state is performed.

以上に示した本発明による回路は、さらに例え
ば第8図〜第11図に示すように種々の変形を加
えて構成することが可能である。
The circuit according to the present invention described above can be further configured with various modifications as shown in FIGS. 8 to 11, for example.

第2実施例 第8図において、この実施例は第1実施例(第
4図)におけるトランジスタQ3のゲートとドレ
イン間にコンデンサCGを付加したものである。
このコンデンサCGを付加することによりC点電
位VCの立上りに比較して第1制御信号φW1の立上
りによるゲート電圧VBの立上りを大きくし、選
択時の初期動作でのトランジスタQ3のコンダク
タンスを高め、それによつて第2スイツチング回
路としての昇圧動作を高速化したものである。た
だし、CGの大きさは非選択ワード線におけるト
ランジスタQ3のゲート電圧VBがφW1の立上りによ
つてそのしきい値電圧を超えない程度の大きさに
制限されている。これによつてφW1の立上りによ
つて非選択ワード線はトランジスタQ3を介して
昇圧されることはない。他の構成は第3図と同様
なので説明は省略する。
Second Embodiment In FIG. 8, this embodiment has a capacitor CG added between the gate and drain of the transistor Q3 in the first embodiment (FIG. 4).
By adding this capacitor C G , the rise of the gate voltage V B due to the rise of the first control signal φ W1 is increased compared to the rise of the potential V C at point C, and the voltage of the transistor Q 3 in the initial operation at the time of selection is increased. The conductance is increased, thereby speeding up the boosting operation as the second switching circuit. However, the magnitude of C G is limited to such a value that the gate voltage V B of transistor Q 3 on the unselected word line does not exceed its threshold voltage due to the rise of φ W1 . This prevents the non-selected word line from being boosted via transistor Q3 due to the rise of φ W1 . The other configurations are the same as those shown in FIG. 3, so their explanation will be omitted.

第3実施例 第9図において、この実施例は第8図の場合と
は逆に、トランジスタQ3のゲートとソース間に
コンデンサCBを付加したものであり、選択ワー
ド線でのブートストラツプ効果を強化したもので
ある。
Third Embodiment In FIG. 9, contrary to the case in FIG. 8, this embodiment adds a capacitor C B between the gate and source of the transistor Q3 , which increases the bootstrap effect on the selected word line. It is a strengthened version of

第4実施例 第10図に示すこの実施例は、第1実施例(第
4図)において第5図dに示すようにゲート電圧
VBが時刻t1の後若干低下する点を解消するために
改良を施したものである。すなわち、このVB
低下する原因は、時刻t1における第1制御信号
φW1の立上りによる反転ゲートの容量結合効果に
よつてΔVBだけ昇圧させたとしてもその一部が
ON状態にあるトランジスタQ2を介して放電され
てしまうことにある。これは、トランジスタQ2
のゲートには常にVDDの電圧が与えられているか
らである。そこで、この放電をなくすためには時
刻t1においてトランジスタQ2をしや断状態とすれ
ばよい。したがつて、トランジスタQ2を時刻t1
おいてしや断するために、本実施例では時刻t1
立下る第2制御信号φW2をトランジスタQ2のゲー
トに与えるようにしたものである。
Fourth Embodiment In this embodiment shown in FIG. 10, the gate voltage is changed as shown in FIG. 5d in the first embodiment (FIG. 4).
This is an improvement made to solve the problem that V B slightly decreases after time t 1 . In other words, the reason for this decrease in V B is that even if the voltage is increased by ΔV B , a part of it is due to the capacitive coupling effect of the inverting gate due to the rise of the first control signal φ W1 at time t 1 .
The problem is that it is discharged through the transistor Q2 which is in the ON state. This is transistor Q 2
This is because the voltage of V DD is always applied to the gate of . Therefore, in order to eliminate this discharge, transistor Q 2 may be turned off at time t 1 . Therefore, in order to turn off the transistor Q 2 at the time t 1 , in this embodiment, the second control signal φ W 2 that falls at the time t 1 is applied to the gate of the transistor Q 2 .

第5実施例 第11図に示すこの実施例は、第4実施例(第
10図)の回路において、トランジスタQ3のゲ
ートとソースとの間にコンデンサCBを付加した
ものである。このコンデンサCBを付加したこと
により、非選択時においてワード線電位が第1制
御信号φW1の立上りによりトランジスタQ3を介し
て昇圧されることを防ぐことができる。
Fifth Embodiment In this embodiment shown in FIG. 11, a capacitor C B is added between the gate and source of the transistor Q 3 in the circuit of the fourth embodiment (FIG. 10). By adding this capacitor C B , it is possible to prevent the word line potential from being boosted via the transistor Q 3 due to the rise of the first control signal φ W1 in the non-selected state.

すなわち、非選択時においてトランジスタQ3
はOFFとなつており、反転ゲートによる容量結
合効果はないもののトランジスタQ3のドレイン
とゲートとのわずかな重なりにおけるわずかな容
量結合効果のため第1制御信号φW1の立上りによ
りトランジスタQ3のゲート電圧VBが少し昇圧さ
れる。このゲート電圧VBの昇圧がトランジスタ
Q3のしきい値電圧VTを越えるとトランジスタQ3
はONとなり、その結果後段ワード線W2が昇圧
されてしまうこととなる。これは、選択の誤りを
生ぜしめる。そこで、トランジスタQ3のゲート
とソース間にコンデンサCBを付加することで、
トランジスタQ3のドレインとゲート間の容量と
コンデンサCBとの容量比によりトランジスタQ3
のゲート電圧VBの昇圧はそのしきい値電圧VT
下に抑制され後段ワード線W2の昇圧を防止でき
る。かかる抑制作用を営むコンデンサCBの好適
な値は、 VT>Cgsd/2Cgsd+CS+CBVDD したがつて、 CB>Cgsd(VDD/VT−2)−CS で与えられる。ここにCgsd:トランジスタQ3
OFF状態におけるゲートとソースあるいはドレ
イン間の電気容量、CS:トランジスタQ3のゲー
トがもつ電気容量およびCB以外の電気容量であ
る。
In other words, when not selected, transistor Q 3
is off, and although there is no capacitive coupling effect due to the inversion gate, due to the slight capacitive coupling effect due to the slight overlap between the drain and gate of transistor Q3 , the gate of transistor Q3 is turned off by the rise of the first control signal φ W1 . Voltage V B is slightly boosted. The boost of this gate voltage V B is the transistor
When the threshold voltage V T of Q 3 is exceeded, the transistor Q 3
is turned ON, and as a result, the subsequent word line W2 is boosted. This results in incorrect selection. Therefore, by adding a capacitor C B between the gate and source of transistor Q3 ,
Transistor Q 3 depends on the capacitance ratio between the drain and gate of transistor Q 3 and the capacitor C B.
The increase in the gate voltage V B of the gate voltage V B is suppressed to below the threshold voltage V T , thereby preventing the voltage increase of the subsequent word line W 2 . A suitable value for the capacitor C B that exerts such a suppressing effect is V T >C gsd /2C gsd +C S +C B V DD Therefore, C B >C gsd (V DD /V T -2) - C S Given. Here C gsd : Transistor Q 3
Capacitance between the gate and source or drain in the OFF state, C S : Capacitance other than the capacitance of the gate of transistor Q 3 and C B .

前述の実施例ではMOS形トランジスタQ2のゲ
ートには、VDD電源もしくは第2制御信号源と接
続することにより、初期的にはワード線の選択に
ともなう前段ワード線W1上のワード線選択信号
をトランジスタQ3のゲートに転送しトランジス
タQ3をON状態としそののち第1制御信号により
後段ワード線W2を昇圧する際トランジスタQ3
ゲート電位が低下しないようにトランジスタQ2
がOFF状態となるようにしている。トランジス
タQ2のこのような動作目的に対して、トランジ
スタQ2のゲートにVDD電位の代りにそれにより少
し低い定電圧電源を接続して第1制御信号による
後段ワード線W2の昇圧によるトランジスタQ3
ゲート電位の昇圧時にトランジスタQ2がOFF状
態となりやすいようにしてもよい。さらには、ワ
ード線の選択とともに立上がる信号波形を持ち、
第1制御信号源が立上り後段ワード線W2が昇圧
されるときにはまだVDD電位にまで昇圧しきつて
いないような立上り速度の遅い信号波形の第3の
信号源をトランジスタQ2のゲートに接続して、
トランジスタQ3のゲート電位の昇圧時にトラン
ジスタQ2がOFF状態となりやすいようにしても
よい。いずれの場合でも、第1制御信号の立上り
時に、選択ワード線においてはトランジスタQ2
がOFF状態になりやすいようにしてトランジス
タQ3におけるブートストラツプ効果を確実なも
のとし、一方、非選択ワード線においてはトラン
ジスタQ2がON状態でトランジスタQ3のゲート電
位が第1制御信号の立上りでは昇圧しにくいよう
にして後段ワード線W2の昇圧を防いでいる。こ
のように本発明におけるワード線電位昇圧回路は
第1ないし第5実施例だけに限られるものではな
く、その結線においてはいくつかの変形例が考え
られる。
In the above embodiment, the gate of the MOS transistor Q 2 is connected to the V DD power supply or the second control signal source to initially select the word line on the previous stage word line W 1 in accordance with word line selection. The signal is transferred to the gate of transistor Q 3 to turn transistor Q 3 on, and then when boosting the subsequent word line W 2 using the first control signal, transistor Q 2 is used to prevent the gate potential of transistor Q 3 from dropping.
is in the OFF state. For this purpose of operation of the transistor Q 2 , a constant voltage power supply, which is a little lower than the V DD potential, is connected to the gate of the transistor Q 2 , and the voltage of the subsequent word line W 2 is boosted by the first control signal. The transistor Q 2 may be easily turned off when the gate potential of Q 3 is boosted. Furthermore, it has a signal waveform that rises with the selection of the word line,
When the first control signal source rises and the subsequent word line W2 is boosted, a third signal source with a signal waveform with a slow rise speed is connected to the gate of the transistor Q2 , such that the voltage has not yet been fully boosted to the VDD potential. do,
The transistor Q 2 may be easily turned off when the gate potential of the transistor Q 3 is boosted. In either case, at the rising edge of the first control signal, transistor Q 2 is activated on the selected word line.
On the other hand, in the unselected word line, transistor Q 2 is in the ON state and the gate potential of transistor Q 3 is set to the rising edge of the first control signal. In this case, boosting of the word line W2 in the subsequent stage is prevented by making it difficult to boost the voltage. As described above, the word line potential boosting circuit according to the present invention is not limited to the first to fifth embodiments, and several modifications can be considered in connection thereof.

なお本発明によるワード線昇圧回路は、スタテ
イツク回路にのみ適用されるだけでなく、ダイナ
ミツク回路にも適用することができる。第12図
は、転送用トランジスタQ5を用いたダイナミツ
ク回路に本発明の第1実施例を適用した場合の回
路を示している。なお、10はワード線駆動回路
である。勿論第1実施例だけでなく第2ないし第
5実施例も同様にダイナミツク回路に適用するこ
とができる。
Note that the word line booster circuit according to the present invention can be applied not only to static circuits but also to dynamic circuits. FIG. 12 shows a circuit in which the first embodiment of the present invention is applied to a dynamic circuit using a transfer transistor Q5 . Note that 10 is a word line drive circuit. Of course, not only the first embodiment but also the second to fifth embodiments can be similarly applied to dynamic circuits.

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

第1図は従来の分離ワード線間に昇圧用インバ
ータを介挿した例を示す回路図、第2図は第1図
の昇圧用インバータの入力電位に対する出力電位
の関係および消費電流との関係を示す説明図、第
3図は一般的なスタテイツク・メモリセルを用い
たRAM回路を示すブロツク図、第4図は本発明
による半導体記憶装置のワード線の第1の実施例
を示す回路図、第5図a〜dは選択時における各
部動作波形を示すタイミングチヤート、第6図a
〜cは同選択時において2段昇圧した場合の各部
動作波形を示すタイミングチヤート、第7図a〜
dは非選択時における各部動作波形を示すタイミ
ングチヤート、第8図は第2の実施例、第9図は
第3の実施例、第10図は第4の実施例、第11
図は第5の実施例、第12図はその他の実施例を
それぞれ示す回路図である。 W1…前段ワード線、W2…後段ワード線、Q1
トランジスタ(第1スイツチング回路)、8…第
2スイツチング回路(トランジスタQ2,Q3)、9
…第3スイツチング回路(トランジスタQ4)、φS
…選択信号、φW1…第1制御信号、φW2…第2制
御信号、VDD…正側電源電圧、VSS…負側電源電
圧、CB,CG…コンデンサ。
Figure 1 is a circuit diagram showing an example in which a boost inverter is inserted between conventional separated word lines, and Figure 2 shows the relationship between the output potential and the input potential of the boost inverter in Figure 1, and the relationship with current consumption. 3 is a block diagram showing a RAM circuit using a general static memory cell. FIG. 4 is a circuit diagram showing a first embodiment of a word line of a semiconductor memory device according to the present invention. Figures 5 a to d are timing charts showing the operation waveforms of each part at the time of selection, and Figure 6 a.
~c is a timing chart showing the operation waveforms of each part when boosting the voltage in two stages at the same selection time, Figure 7a~
d is a timing chart showing the operation waveforms of each part when not selected, FIG. 8 is the second embodiment, FIG. 9 is the third embodiment, FIG. 10 is the fourth embodiment, and the eleventh embodiment.
The figure is a circuit diagram showing a fifth embodiment, and FIG. 12 is a circuit diagram showing another embodiment. W 1 …Previous word line, W 2 …Later word line, Q 1
Transistor (first switching circuit), 8...Second switching circuit (transistor Q 2 , Q 3 ), 9
...Third switching circuit (transistor Q 4 ), φ S
...selection signal, φ W1 ... first control signal, φ W2 ... second control signal, V DD ... positive side power supply voltage, V SS ... negative side power supply voltage, C B , C G ... capacitor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 半導体記憶装置において、 ワード線がその延在方向の途中において分離さ
れており、 前記分離により形成された前段側ワード線と後
段側ワード線との間に、ワード線への選択信号の
変化に同期する第1の制御信号により制御されて
選択時に導通し、かつ、非選択時に非導通となる
第1のスイツチング回路が介在されて前記両ワー
ド線が接続され、 前記第1のスイツチング回路と後段ワード線と
の接続点に、前記第1の制御信号により制御され
て選択時に導通して選択信号を昇圧し、かつ、非
選択時に後段側ワード線電位を非選択時にあるべ
き電位に下降させる第2のスイツチング回路が接
続され、 かつ、前記第1のスイツチング回路と後段ワー
ド線との接続点に、選択信号の変化に同期する第
2の制御信号により制御されて導通化し、後段ワ
ード線電位を非選択時にあるべき電位に下降させ
る第3のスイツチング回路が接続されていること
を特徴とする半導体記憶装置。 2 特許請求の範囲第1項記載の装置において、
第1のスイツチング回路はソースが前段側ワード
線の出力端に接続され、ドレインが後段側ワード
線の入力端に接続され、ゲートが第1信号源に接
続されたMOS形トランジスタにより構成されて
いることを特徴とする半導体記憶装置。 3 特許請求の範囲第1項または第2項記載の装
置において、第2のスイツチング回路は、ドレイ
ンが第1制御信号源に接続され、ソースが第1ス
イツチング回路と後段ワード線の入力端との接続
点に接続された第1のMOS形トランジスタと、
ソースが前段側ワード線の出力端に接続され、ド
レインが第1のMOS形トランジスタのゲートに
接続された第2のMOS形トランジスタとを備え
て形成されていることを特徴とする半導体記憶装
置。 4 特許請求の範囲第1項、第2項または第3項
記載の装置において、第3のスイツチング回路
は、後段ワード線の入力端にドレインが接続さ
れ、一方電源にソースが接続され、第2制御信号
源にゲートが接続されたMOS形トランジスタに
より構成されていることを特徴とする半導体記憶
装置。 5 特許請求の範囲第3項記載の装置において、
第1のMOS形トランジスタのゲートと、第1制
御信号源又は第1のMOS形トランジスタと後段
側ワード線との接続点の間にコンデンサが接続さ
れていることを特徴とする半導体記憶装置。 6 特許請求の範囲第3項記載の装置において、
第2のMOS形トランジスタのゲートには、他方
電源、定電圧源、第2制御信号源、もしくは前記
第1、第2信号源とは異なる信号源が接続されて
いることを特徴とする半導体記憶装置。
[Scope of Claims] 1. In a semiconductor memory device, the word lines are separated in the middle of the extending direction, and between the preceding word line and the subsequent word line formed by the separation, there is a connection to the word line. A first switching circuit that is controlled by a first control signal synchronized with a change in the selection signal of the word line and becomes conductive when selected and non-conductive when not selected is interposed to connect both of the word lines, At the connection point between the switching circuit No. 1 and the subsequent word line, it is controlled by the first control signal to be conductive when selected to boost the selection signal, and to set the potential of the subsequent word line when not selected. A second switching circuit is connected to lower the potential to the desired potential, and the connection point between the first switching circuit and the subsequent word line is controlled by a second control signal synchronized with a change in the selection signal to become conductive. . A semiconductor memory device, characterized in that a third switching circuit is connected to lower the potential of a subsequent word line to a desired potential when not selected. 2. In the device according to claim 1,
The first switching circuit is composed of a MOS transistor whose source is connected to the output end of the preceding word line, whose drain is connected to the input end of the subsequent word line, and whose gate is connected to the first signal source. A semiconductor memory device characterized by: 3. In the device according to claim 1 or 2, the second switching circuit has a drain connected to the first control signal source and a source connected between the first switching circuit and the input end of the subsequent word line. a first MOS type transistor connected to the connection point;
1. A semiconductor memory device comprising: a second MOS type transistor having a source connected to an output end of a preceding word line and a drain connected to a gate of the first MOS type transistor. 4. In the device according to claim 1, 2, or 3, the third switching circuit has a drain connected to the input end of the subsequent word line, a source connected to the power supply, and a second switching circuit. A semiconductor memory device comprising a MOS transistor whose gate is connected to a control signal source. 5. In the device according to claim 3,
A semiconductor memory device characterized in that a capacitor is connected between the gate of the first MOS transistor and the connection point between the first control signal source or the first MOS transistor and a subsequent word line. 6. In the device according to claim 3,
A semiconductor memory characterized in that the gate of the second MOS transistor is connected to another power source, a constant voltage source, a second control signal source, or a signal source different from the first and second signal sources. Device.
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