JPH0311035B2 - - Google Patents

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JPH0311035B2
JPH0311035B2 JP58179608A JP17960883A JPH0311035B2 JP H0311035 B2 JPH0311035 B2 JP H0311035B2 JP 58179608 A JP58179608 A JP 58179608A JP 17960883 A JP17960883 A JP 17960883A JP H0311035 B2 JPH0311035 B2 JP H0311035B2
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JP
Japan
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stage
sense amplifier
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data line
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JP58179608A
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JPS6070590A (ja
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Koji Ozawa
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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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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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Static Random-Access Memory (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、センスアンプ構成を改良したところ
の半導体メモリに関する。
〔従来技術〕
従来の半導体メモリ、例えばMOSメモリにお
けるセンスアンプの構成を、第1図のスタテイツ
ク型MOSメモリを例に取つて説明する。ここで
1,2はメモリセル群で3はその単位回路からな
るメモリセルである。このメモリセルはワード線
4を駆動するデコーダ5によつてアクセスされ
る。出力信号はデータ線6,7に現われ、スイツ
チ用MOSトランジスタ8,9を通してコモンデ
ータ線10,11に現われる。
ここで従来例においては、コモンデータ線が4
ブロツクに分割されており、コモンデータ線1
0,11はセンスアンプ12にのみ接続されてい
る。そしてこの分割された4個のセンスアンプを
選択するために第1のアドレス信号A0,0、
第2のアドレス信号A1,1からなる4組みの
アドレス信号の内のいずれか1組の信号を各セン
スアンプに加える。センスアンプでは、これらの
アドレス信号により、ただ1個が選択されて、そ
の出力がこの4個のセンスアンプのコモン出力線
13,14に現われ、さらにセンスアンプ15で
増幅され出力端子16に出力OUTが現われる。
この従来例においては、コモンデータ線を4分割
にすることにより寄生容量を小さくでき高速化が
可能である。
ところが近年、スタテイツク型MOSメモリー
の大容量化が進むにつれて、データ線の数が増え
第1図の従来例における4分割されたコモンデー
タ線1個あたりに接続されるデータ線の数が増え
ることになり、寄生容量の増加が進み、高速読出
しが困難になる。具体例をあげれば4キロビツト
メモリーにおいては、通常64行×64列構成を取
り、データ線は64組となる。従つて、第1図の構
成を取る場合、コモンデータ線1組あたり16組接
続されることになる。一方、64キロビツトメモリ
においては、通常256行×256列構成を取るためデ
ータ線は256組になる。従つて第1図の構成を取
る場合、コモンデータ線1組あたり64組接続され
ることになり、寄生容量が大きくなり高速読出し
が困難となる。
この問題を解決するために、コモンデータ線の
分割を大きくすることが考えられる。すなわち64
キロビツトメモリにおいて、分割を16に増やすこ
とにより、1組のコモンデータ線あたり16組のデ
ータ線が接続されることになり、コモンデータ線
の寄生容量の増加を押えることができる。
しかしこの多分割による欠点は、コモンデータ
線の分だけセンスアンプを必要とするため、すな
わち、この64キロビツトメモリにおいては、16個
のセンスアンプが必要となり今度は、センスアン
プのコモン出力線の寄生容量が増加することであ
る。すなわち、64キロビツトメモリを4分割から
16分割にした場合、センスアンプの入力すなわち
コモンデータ線は、約1/4に寄生容量を減らすこ
とができるが、センスアンプの出力すなわちコモ
ン出力線の寄生容量は、約4倍となり、結局あま
り高速性の改善が計れないと言う問題点がある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記問題点を解消し、大容量
半導体メモリに対して、高速読出し可能なセンス
アンプの構成を有するところの半導体メモリを提
供することにある。
〔発明の構成〕
本発明の半導体メモリは、2次元状にX−Y方
向に配置された複数のメモリセルと、同一のY軸
上に配置された前記メモリセルを共通に接続しこ
れらメモリセルからの信号をそれぞれ伝達する複
数のデータ線と、これらデータ線を複数ずつの複
数の組に分けてこれら各組と対応して設けられた
第1段のコモンデータ線と、前記複数のデータ線
のうちの少なくとも1つを選択して対応する前記
第1段のコモンデータ線に接続する選択手段と、
前記第1段のコモンデータ線と対応して設けられ
活性化時に対応する前記第1段のコモンデータ線
の信号をそれぞれ増幅する第1段のセンスアンプ
と、出力段のセンスアンプと、前記第1段のセン
スアンプと前記出力段のセンスアンプとの間に設
けられ、前段のセンスアンプを複数ずつの複数の
組に分けてこれら各組と対応して設けられ対応す
る前記前段のセンスアンプの出力信号をそれぞれ
伝達する少なくとも1段の中間段のコモンデータ
線と、これら中間段のコモンデータ線と対応して
設けられ活性化時に対応する前記中間段のコモン
データ線の信号をそれぞれ増幅する少なくとも1
段の中間段のセンスアンプと、これら中間段のセ
ンスアンプのうちの最後段のセンスアンプの出力
信号を前記出力段のセンスアンプへ伝達する出力
段のコモンデータ線と、前記複数の第1段のコモ
ンデータ線のうちの1つの信号が前記出力段のセ
ンスアンプに伝達されるように前記第1段及び中
間段のセンスアンプを活性化制御する活性化手段
とを含んで構成される。
〔実施例の説明〕
以下、本発明の実施例について図面を参照して
説明する。
第2図は本発明の一実施例の要部を示す回路
図、第3図はその一部詳細回路図である。
本実施例は、2次元状にX−Y方向に配置され
たN×Mビツトのメモリセル36からなるメモリ
セル群31,32と、同一のY軸上に配置された
メモリセル36を共通に接続しこれらメモリセル
36からの信号をそれぞれ伝達する対をなす複数
のデータ線60,61,……とを有する半導体メ
モリにおいて、データ線60,61,…を複数対
ずつの8組に分けてこれら各組と対応して設けら
れた対をなす第1段のコモンデータ線40,4
1,…と、データ線60,61,…のうちの少な
くとも1対を選択して対応する第1段のコモンデ
ータ線に接続する選択手段のn−MOSトランジ
スタ38,39,…と、第1段のコモンデータ線
40,41,…の各対と対応して設けられ活性化
時に対応する第1段のコモンデータ線の信号をそ
れぞれ増幅する第1段のセンスアンプ42〜49
を備えた第1段のセンスアンプ群62と、出力段
のセンスアンプ59と、第1段のセンスアンプ群
62と出力段のセンスアンプ59との間に設けら
れ、前段すなわち第1段のセンスアンプ42〜4
9を2つずつの4組に分けてこれら各組と対応し
て設けられ対応する第1段のセンスアンプの出力
信号をそれぞれ伝達する対をなす中間段すなわち
第2段のコモンデータ線50,51,…と、これ
ら第2段のコモンデータ線50,51,…の各対
と対応して設けられ活性化時に対応する第2段の
コモンデータ線の信号をそれぞれ増幅する中間段
すなわち第2段のセンスアンプ53〜56を備え
た第2段のセンスアンプ群63と、これら第2段
のセンスアンプ53〜56の出力信号を出力段の
センスアンプ59へ伝達する対をなす出力段のコ
モンデータ線57,58と、Y軸選択信号A0,
A0,A1,1,A2,2により複数の第1
段のコモンデータ線40,41のうちの1対のコ
モンデータ線の信号が出力段のセンスアンプ59
に伝達されるように第1段及び第2段のセンスア
ンプ42〜49,53〜56を活性化制御する活
性化手段のトランジスタ83,…,93,94,
…とを含む構成となつている。なお、図において
DINはデータ入力線である。
本実施例は、2N×Mビツトのスタテイツク型
MOSメモリーを2N×Mワード1ビツト構成にし
たときのセンスアンプの構成を示している。メモ
リーセル群31,32は例えば、Xデコーダ33
によりワード線34,35が選択されて高レベル
となり、メモリセル36が読出される。読出され
た信号は、Yデコーダによつて選択されオン状態
となつたトランスフアーn−MOSトランジスタ、
例えばYデコーダからのY0信号の端子37への
印加によつて、トランジスタ38,39を通つて
コモンデータ線40,41に現われる。
本実施例においては、このコモンデータ線を例
えば8ブロツクに分割し、コモンデータ線40,
41は第1段のセンスアンプ群62の内の1つで
あるセンスアンプ42に接続される。更に、この
分割された8個の第1段のセンスアンプ42〜4
9は、例えば、センスアンプ42と43、センス
アンプ44と45、センスアンプ46,47、セ
ンスアンプ48と49のように、2個づつ組を作
り計4組のセンスアンプブロツクを構成する。そ
して各組内のセンスアンプ出力は、共通に接続さ
れコモン出力として第2段のセンスアンプ53〜
56へ接続される。そしてこの分割された第1段
のセンスアンプの各組から一つのセンスアンプを
選択するために第3のアドレス信号A2,2の
いずれか一つを各センスアンプ42〜49に加え
る。本実施例ではアドレス信号A2によりセンス
アンプ42が選択されて、コモンデータ線50,
51にデータが現われる。
ここで、分割された第1段のセンスアンプの各
組のコモン出力は、コモンデータ線50,51を
センスアンプ53に接続されるように、各組専用
の第2段のセンスアンプに接続される。そしてこ
の分割された4個の第2段のセンスアンプ53〜
56を選択するため、第1のアドレス信号A0,
A0と第2のアドレス信号A1,1の組合わさ
れた4組の内いずれか1組のアドレス信号をセン
スアンプ53〜56に加える。第2段のセンスア
ンプ53〜56では、これらの信号によりその内
のただ1つが選択されて、これから出力端子52
に出力OUTがあらわれる。
本実施例の場合は、アドレス信号0,1の
組合せが選択レベルとなり、第2段のセンスアン
プ53が選択され、コモン出力線57,58にデ
ータが現われ、さらにセンスアンプ59で増幅さ
れ、出力端子52に選択されたメモリセル36の
データが出力される。
次に、第3図に示す第1段及び第2段のセンス
アンプの具体的な回路例を用いより詳しく本実施
例の動作を説明する。
第3図において、71は第1段のセンスアンプ
とその活性化手段を含む第1段のセンスアンプ回
路を、72は第2段のセンスアンプとその活性化
手段を含む第2段のセンスアンプ回路を示す。n
−MOSトランジスタ81,82は差動型対を構
成し、抵抗84,85は負荷となつている。n−
MOSトランジスタ83はこれらの差動増幅回路
を、アドレス信号A2が高レベルのときだけ動作
状態とするトランジスタスイツチを構成してい
る。このスイツチがオンすることによりコモンデ
ータ線40,41の信号は増幅され、第1段のセ
ンスアンプのコモンデータ線50,51に信号が
現われる。n−MOSトランジスタ91,92は
別の差動型対を構成し、抵抗95,96は負荷と
なつている。n−MOSトランジスタ93,94
は、これらの差動増幅回路をアドレス信号0,
A1が高レベルのときだけ動作状態とするトラン
ジスタスイツチを構成している。これらのスイツ
チがオンすることによつて、コモンデータ線5
0,51の信号は増幅され、第2段のセンスアン
プのコモンデータ線57,58に信号があらわれ
る。
すなわち、第1段のセンスアンプにおいてはア
ドレス信号A2,2により2通り選択され、ま
た第2段のセンスアンプにおいては、アドレス信
号AA0,0,A1,1の組合せにより4通
りの選択が行なわれ、結局8通りの選択、組合せ
が可能となり、本回路により第2図のセンスアン
プの機能を完全に行なうことができる。なお、第
3図においてVccは電源である。
この結果、本実施例においては、第1段のセン
スアンプ42〜49の入力端に寄生する容量は、
例えば第1図に示した従来例の約1/2となる。こ
れは1個のセンスアンプで負担するメモリの数が
半分となるためである。さらに第1段および第2
段のセンスアンプの各コモン出力線に寄生する容
量は、本実施例においてそれぞれセンスアンプ2
個、4個分と少ないため、寄生容量は小さく、高
速化を実現できる。
一方第1図に示す従来例と比較して、センスア
ンプが1段から2段に増えたことにより、速度の
低下を招くことが考えられるが、一般のMOSメ
モリにおいては全体のセンスアンプは3〜4段構
成となつているため、ここで増えたセンスアンプ
段は3段目以降のセンスアンプ数を調整すること
により、速度の遅れを回避することができる。
なお、第2図に示す一実施例においては、第1
段のセンスアンプ群の4組のセンスアンプにアド
レス信号A2,2を加えて各組のセンスアンプ
のうち1個を活性化する手段を取つたが、アドレ
ス信号A2,2の代わりにアドレス信号A2,
A2,A1,1,A0,0のデコード信号を
用いることにより、4組計8個のセンスアンプの
うち目的のデータが入力するセンスアンプ1個だ
けを活性化させることもできる。この場合の利点
は、活性化させる第1段のセンスアンプの数を4
個から1個にすることによりこの部分の消費電力
を1/4にすることが可能となることである。
又、上記実施例において第1段のセンスアンプ
群と、第2段のセンスアンプ群に分ける例を示し
たが、さらに第2段のセンスアンプ群を例えば2
組に分割し、さらに第3段のセンスアンプ群(こ
の場合は計2個)を設けることにより第2のセン
スアンプのコモン出力線の寄生容量を軽減し、さ
らに高速化を計ることも可能である。
なお又、以上の説明はスタテイツ型MOSメモ
リを取上げたが、ダイナミツク型MOSメモリに
おいては上記説明において、センスアンプに入力
するデータ線及びコモンデータ線を1組でなく1
本とすることにより、又トランジスタはMOS型
以外でも本発明を適用できることは言うまでもな
い。
〔発明の効果〕
以上、詳細に説明したとおり、本発明によれ
ば、センスアンプ群を多段構成にすることによ
り、データ線あるいはコモンデータ線すなわちセ
ンスアンプの入力部、及びコモン出力線すなわち
センスアンプの出力部の接続線数を小さくし、寄
生容量の増加を押えることにより高速読出し可能
なセンスアンプの構成を有する半導体メモリを得
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の半導体メモリ装置の一例の要部
を示す回路図、第2図は本発明の一実施例の要部
を示す回路図、第3図はその一部詳細回路図であ
る。 1,2……メモリセル群、3……セル、4……
ワード線、5……デコーダ、6,7……データ
線、8,9……MOSトランジスタ、10,11
……コモンデータ線、12……センスアンプ、1
3,14……コモン出力線、15……センスアン
プ、31,32……メモリ群、33……Xデコー
ダ、34,35……ワード線、36……メモリセ
ル、37……選択信号入力端子、38,39……
n−MOSトランジスタ、40,41……コモン
データ線、42,43,44,45,46,4
7,48,49……第1段のセンスアンプ、5
0,51……コモンデータ線、52……出力端
子、57,58……コモンデータ線、53,5
4,55,56……第2段のセンスアンプ、59
……センスアンプ、60,61……データ線、6
2……第1段のセンスアンプ群、63……第2段
のセンスアンプ群、71……第1段のセンスアン
プ回路、72……第2段のセンスアンプ回路、8
1,82,83……n−MOSトランジスタ、8
4,85……抵抗、91,92,93,94……
n−MOSトランジスタ、95,96……抵抗、
A0,0,A1,1,A2,2……アドレ
ス信号、DIN……データ入力線、Vcc……電源。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 2次元状にX−Y方向に配置された複数のメ
    モリセルと、同一のY軸上に配置された前記メモ
    リセルを共通に接続しこれらメモリセルからの信
    号をそれぞれ伝達する複数のデータ線と、これら
    データ線を複数ずつの複数の組に分けてこれら各
    組と対応して設けられた第1段のコモンデータ線
    と、前記複数のデータ線のうちの少なくとも1つ
    を選択して対応する前記第1段のコモンデータ線
    に接続する選択手段と、前記第1段のコモンデー
    タ線と対応して設けられ活性化時に対応する前記
    第1段のコモンデータ線の信号をそれぞれ増幅す
    る第1段のセンスアンプと、出力段のセンスアン
    プと、前記第1段のセンスアンプと前記出力段の
    センスアンプとの間に設けられ、前段のセンスア
    ンプを複数ずつの複数の組に分けてこれら各組と
    対応して設けられ対応する前記前段のセンスアン
    プの出力信号をそれぞれ伝達する少なくとも1段
    の中間段のコモンデータ線と、これら中間段のコ
    モンデータ線と対応して設けられ活性化時に対応
    する前記中間段のコモンデータ線の信号をそれぞ
    れ増幅する少なくとも1段の中間段のセンスアン
    プと、これら中間段のセンスアンプのうちの最後
    段のセンスアンプの出力信号を前記出力段のセン
    スアンプへ伝達する出力段のコモンデータ線と、
    前記複数の第1段のコモンデータ線のうちの1つ
    のコモンデータ線の信号が前記出力段のセンスア
    ンプに伝達されるように前記第1段及び中間段の
    センスアンプを活性化制御する活性化手段とを含
    むことを特徴とする半導体メモリ。
JP58179608A 1983-09-28 1983-09-28 半導体メモリ Granted JPS6070590A (ja)

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JP58179608A JPS6070590A (ja) 1983-09-28 1983-09-28 半導体メモリ

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JPS6070590A JPS6070590A (ja) 1985-04-22
JPH0311035B2 true JPH0311035B2 (ja) 1991-02-15

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