JPH0317888A - 記憶装置 - Google Patents
記憶装置Info
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- JPH0317888A JPH0317888A JP1151908A JP15190889A JPH0317888A JP H0317888 A JPH0317888 A JP H0317888A JP 1151908 A JP1151908 A JP 1151908A JP 15190889 A JP15190889 A JP 15190889A JP H0317888 A JPH0317888 A JP H0317888A
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 26
- 210000000352 storage cell Anatomy 0.000 abstract description 16
- 230000010354 integration Effects 0.000 abstract description 6
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 4
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 101100165885 Penicillium decumbens calC gene Proteins 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は1トランジスタ,lキャパシタにより構成され
た単位記憶セルに3値の情報を記憶するこ−ζが可能な
記憶装置に関するものである。
た単位記憶セルに3値の情報を記憶するこ−ζが可能な
記憶装置に関するものである。
従来の技術
1トランジスタ,1キャパシタにより単位記憶セルを構
成した記憶装置、いわゆるダイナミック型記憶装置は、
単位記憶セルの構造が簡単で素子数が少なく高集積化に
適しており、微細加工技術の進展により、メガビットク
ラスのものが実現されている。
成した記憶装置、いわゆるダイナミック型記憶装置は、
単位記憶セルの構造が簡単で素子数が少なく高集積化に
適しており、微細加工技術の進展により、メガビットク
ラスのものが実現されている。
以下に従来の記憶装置について説明する。第4図は従来
の記憶装置の記憶セルとその周辺の制御回路、第5図は
従来の記憶装置の読み出し時の制御信号のタイミング図
を示したものである。以下第4図のように構成された記
憶装置についてその動作を説明する。まず待機時には制
御信号ΦIが低レベルになりトランジスタQ+ ,Q2
.Q3がオン状態になり、ビット線BL,BLともビ
ット線プリチャージ電位VBp ( = 1/2Vcc
)に充電される。動作時には制御信号Φ1が高レベルに
なりトランジスタQ+ ,Q2 ,Q3はオフ状態にな
りワードl$WLが選択されてトランジスタQ4がオン
状態になり、ビット線BLと記憶セルキャパシタCOが
接続される。このとき、記憶情報蓄積部であるキャパシ
タ部には記憶情報“1”の場合には電源電位に相当する
電荷が、記憶情報“O”の場合には接地電位に相当する
電荷が蓄積されている。記憶セルキャパシタの対向電極
電位VCPを1/2Vcc、記憶セル容量をCsとする
と、蓄積電荷量は記憶情報“1”の場合1/2VccC
s、“O”の場合−1/2VccCsとなり、この電荷
がビット線容量をCBとすればca l Csの容量分
割で移動し、ビット線BLの電位に微小変位をもたらす
。一方、比較基準電位側のビット線BLの電位は1 /
2 Vccのままで変化しない。次に感知増幅器SA
を制御信号Φ2,Φ3により起動しビット線BL.BL
間の微小電位差を増幅した後、制御信号Φ10を高レベ
ルにして記憶情報がI/O線上に読み出される。
の記憶装置の記憶セルとその周辺の制御回路、第5図は
従来の記憶装置の読み出し時の制御信号のタイミング図
を示したものである。以下第4図のように構成された記
憶装置についてその動作を説明する。まず待機時には制
御信号ΦIが低レベルになりトランジスタQ+ ,Q2
.Q3がオン状態になり、ビット線BL,BLともビ
ット線プリチャージ電位VBp ( = 1/2Vcc
)に充電される。動作時には制御信号Φ1が高レベルに
なりトランジスタQ+ ,Q2 ,Q3はオフ状態にな
りワードl$WLが選択されてトランジスタQ4がオン
状態になり、ビット線BLと記憶セルキャパシタCOが
接続される。このとき、記憶情報蓄積部であるキャパシ
タ部には記憶情報“1”の場合には電源電位に相当する
電荷が、記憶情報“O”の場合には接地電位に相当する
電荷が蓄積されている。記憶セルキャパシタの対向電極
電位VCPを1/2Vcc、記憶セル容量をCsとする
と、蓄積電荷量は記憶情報“1”の場合1/2VccC
s、“O”の場合−1/2VccCsとなり、この電荷
がビット線容量をCBとすればca l Csの容量分
割で移動し、ビット線BLの電位に微小変位をもたらす
。一方、比較基準電位側のビット線BLの電位は1 /
2 Vccのままで変化しない。次に感知増幅器SA
を制御信号Φ2,Φ3により起動しビット線BL.BL
間の微小電位差を増幅した後、制御信号Φ10を高レベ
ルにして記憶情報がI/O線上に読み出される。
発明が解決しようとする課題
しかしながら上記従来の構成では、単位記憶セルキャパ
シタ部へ蓄積される記憶情報は“1”または“O”の2
値であり、1ビットの情報量しか記憶することができず
更なる高集積,大容量化を実現するには効率的でないと
いう問題点を有していた。
シタ部へ蓄積される記憶情報は“1”または“O”の2
値であり、1ビットの情報量しか記憶することができず
更なる高集積,大容量化を実現するには効率的でないと
いう問題点を有していた。
課題を解決するための手段
この目的を達成するために本発明の記憶装置は単位記憶
セルキャパシタ部に記憶情報として“1”情報である電
源電位、“O”情報である接地電位とは興なる第三の電
位に相当する電荷量を蓄積し、本記憶情報を上記“1”
,“0”の記憶情報と区別するための制御装置を備えた
構戒とするものである。
セルキャパシタ部に記憶情報として“1”情報である電
源電位、“O”情報である接地電位とは興なる第三の電
位に相当する電荷量を蓄積し、本記憶情報を上記“1”
,“0”の記憶情報と区別するための制御装置を備えた
構戒とするものである。
作用
この構成により、単位記憶セルに3値の記憶情報を蓄積
することが可能となり、記憶装置の高集積,大容量化を
効率的に実現することができる。
することが可能となり、記憶装置の高集積,大容量化を
効率的に実現することができる。
実施例
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。第1図は本発明の実施例における記憶装置の記憶
セルとその周辺制御回路図、第2図は本発明の実施例に
おける記憶装置の読み出し時の制御信号のタイミング図
、第3図は本発明の実施例における記憶装置の再書き込
み動作制御回路図を示したものである。VBPはビット
線プリチャージ電位、VCPは記憶セルキャパシタ対向
電極電位、WLはワード線、BL.BLはビット線対、
Coは記憶セルキャパシタ、SA+ + SA2は感
較基準電位を発生するためのスイッチングトランジスタ
を制御するためのダミーワード線、CI,C2は比較基
準電位を発生するためのキャパシタ、I/O,I/Oは
データ線、Φ1はビット線プリチャージを行うための制
御信号、Φ2,Φ3,Φ6,Φ7は感知増幅器を起動す
るための制御信号、Φ4,Φ8は比較基準電位を発生す
るためのキャパシタ蓄積電荷を待機時に初期化するため
の制御信号、Φ5,Φ9は時分割感知増幅を行うための
転送ゲートをコントロールする制御信号、ΦIO+Φ1
!は感知増幅出力とデータ線とを接続するための制御信
号、Q+ ,Q2 .Q3はPチャネルMOSトランジ
ス夕、Q4・Qs, Qs , Q7・Q8・Q9 ,
Q+o・QllI Q+2. Q+3, QI4.
Q+s,Q+eはNチャネルMOSトランジスタ、VC
Cは電源電位、VSSは接地電位、lはΦ1発生回路、
2はΦ5発生回路である。
する。第1図は本発明の実施例における記憶装置の記憶
セルとその周辺制御回路図、第2図は本発明の実施例に
おける記憶装置の読み出し時の制御信号のタイミング図
、第3図は本発明の実施例における記憶装置の再書き込
み動作制御回路図を示したものである。VBPはビット
線プリチャージ電位、VCPは記憶セルキャパシタ対向
電極電位、WLはワード線、BL.BLはビット線対、
Coは記憶セルキャパシタ、SA+ + SA2は感
較基準電位を発生するためのスイッチングトランジスタ
を制御するためのダミーワード線、CI,C2は比較基
準電位を発生するためのキャパシタ、I/O,I/Oは
データ線、Φ1はビット線プリチャージを行うための制
御信号、Φ2,Φ3,Φ6,Φ7は感知増幅器を起動す
るための制御信号、Φ4,Φ8は比較基準電位を発生す
るためのキャパシタ蓄積電荷を待機時に初期化するため
の制御信号、Φ5,Φ9は時分割感知増幅を行うための
転送ゲートをコントロールする制御信号、ΦIO+Φ1
!は感知増幅出力とデータ線とを接続するための制御信
号、Q+ ,Q2 .Q3はPチャネルMOSトランジ
ス夕、Q4・Qs, Qs , Q7・Q8・Q9 ,
Q+o・QllI Q+2. Q+3, QI4.
Q+s,Q+eはNチャネルMOSトランジスタ、VC
Cは電源電位、VSSは接地電位、lはΦ1発生回路、
2はΦ5発生回路である。
つぎに本実施例の記憶装置についてその動作を説明する
。まず待機時には制御信号Φ1が低レベルになりトラン
ジスタQ+ .Q2 ,Q3がオン状態になり、ビッ
ト線BL,BLともビット線プリチャージ電位Vap
(= 1/2Vcc)に充電され、また制御信号Φ5,
Φ9は高レベルになりトランジスタQ9 . Q+a,
Ql1. Ql2がオンし感知増幅器の出力N+ .
N+ ,N2 ,N2 も初期状態1/2VCCとなる
。一方制御信号Φ4,Φ8は高レベルになりトランジス
タQs .Q7がオンしキャパシタC,は接地電位に相
当する電荷が、キャパシタC2には電源電位に相当する
電荷が蓄積されている。動作時には制御信号Φiが高レ
ベルになりトランジスタQ+ ,Q2 .Q3はオフ状
態になり、その後ワード線WLが選択されてトランジス
タQ4がオン状態になり、ビット線BLと記憶セルキャ
パシタCoが接続される。このとき、記憶情報蓄積部で
あるキャパシタ部には記憶情報“1”の場合には電源電
位に相当する電荷が、記憶情報“O”の場合には接地電
位に相当する電荷が、記憶情報“1”,“0”とは異な
る場合(記憶情報“1/2”と称することにする)には
電源電位の半分1/2Vccに相当する電荷が蓄積され
ている。
。まず待機時には制御信号Φ1が低レベルになりトラン
ジスタQ+ .Q2 ,Q3がオン状態になり、ビッ
ト線BL,BLともビット線プリチャージ電位Vap
(= 1/2Vcc)に充電され、また制御信号Φ5,
Φ9は高レベルになりトランジスタQ9 . Q+a,
Ql1. Ql2がオンし感知増幅器の出力N+ .
N+ ,N2 ,N2 も初期状態1/2VCCとなる
。一方制御信号Φ4,Φ8は高レベルになりトランジス
タQs .Q7がオンしキャパシタC,は接地電位に相
当する電荷が、キャパシタC2には電源電位に相当する
電荷が蓄積されている。動作時には制御信号Φiが高レ
ベルになりトランジスタQ+ ,Q2 .Q3はオフ状
態になり、その後ワード線WLが選択されてトランジス
タQ4がオン状態になり、ビット線BLと記憶セルキャ
パシタCoが接続される。このとき、記憶情報蓄積部で
あるキャパシタ部には記憶情報“1”の場合には電源電
位に相当する電荷が、記憶情報“O”の場合には接地電
位に相当する電荷が、記憶情報“1”,“0”とは異な
る場合(記憶情報“1/2”と称することにする)には
電源電位の半分1/2Vccに相当する電荷が蓄積され
ている。
記憶セルキャパシタの対向電極電位vcpを1/21/
2Vcc,記憶セル容量をCsとすると、蓄積電荷量は
記憶情報“1”の場合1/2VccCs“0”の場合−
1/2VccCs “1/2”の場合Oとなり、こ
の電荷がビット線容量をCBとすれば、CB . cs
の容量分割で移動し、ビット線BLの電位は“1”の場
合1/2Vcc+Cs Vcc/2 (Co +cs
)、“O”の場合1/2Vcc−CS VCC/2 (
Cn+Cs)と変化し、“1/2”の場合には1/2V
ccのままで変化しない。一方、ワード*WLが選択さ
れるのと同時にダミーワード線D W L +が選択さ
れ比較基準電位側のビットIBLの電位は、キャパシタ
C!の容量を1/2Csとすると−1/4VccCsの
蓄積電荷がCOとの容量分割で移動し、1/2Vcc−
Cs Vcc/4 (Cs +Cs )になる。つぎに
制御信号Φ6を低レベルにしてビット線と感知増幅器S
A+ を切り離した後、制御信号Φ2,Φ3によりSA
+ を起動し微小電位差を増幅することにより,記憶情
報“1”2 “1/2”は電源電位Vccとして、記憶
情報“0”は接地電位としてN1に出力される。つぎに
ダミーワード&il D W L 2が選択され比較基
準電位側のビット線BLの電位は、キャパシタC2の容
量をCsとすれば1/2VccCsの蓄積電荷がCBと
の容量分割で移動し、l/2Vcc+Cs VCC/4
(CB +CS )になる。この後、制御信号Φ9を
低レベルにしてビット線と感知増幅器SA2を切り離し
た後、制御信号Φ6.Φ7によりSA2を起動し微小電
位差を増幅することによ、記憶情報“1”は電源電位V
CCとして、記憶情報“0”,“1/2”は接地電位と
してN2に出力される。記憶情報のI/O線上への読み
出しは制御信号Φ10,Φ■を順次高レベルにすること
により実現される。記憶情報の再書き込みは動作はワー
ド線が低レベルになる前に、SA+とSA2の出力Nl
,N2を比較して排他的論理和をとり、その結果が“1
”の時(紀憶情報が“1”あるいは“O”の時)は制御
信号Φ5を高レベルにすることにより、また“O”の時
(紀憶情報が“1/2”の時)は制御信号Φ1を低レベ
ルにすることにより実現される。
2Vcc,記憶セル容量をCsとすると、蓄積電荷量は
記憶情報“1”の場合1/2VccCs“0”の場合−
1/2VccCs “1/2”の場合Oとなり、こ
の電荷がビット線容量をCBとすれば、CB . cs
の容量分割で移動し、ビット線BLの電位は“1”の場
合1/2Vcc+Cs Vcc/2 (Co +cs
)、“O”の場合1/2Vcc−CS VCC/2 (
Cn+Cs)と変化し、“1/2”の場合には1/2V
ccのままで変化しない。一方、ワード*WLが選択さ
れるのと同時にダミーワード線D W L +が選択さ
れ比較基準電位側のビットIBLの電位は、キャパシタ
C!の容量を1/2Csとすると−1/4VccCsの
蓄積電荷がCOとの容量分割で移動し、1/2Vcc−
Cs Vcc/4 (Cs +Cs )になる。つぎに
制御信号Φ6を低レベルにしてビット線と感知増幅器S
A+ を切り離した後、制御信号Φ2,Φ3によりSA
+ を起動し微小電位差を増幅することにより,記憶情
報“1”2 “1/2”は電源電位Vccとして、記憶
情報“0”は接地電位としてN1に出力される。つぎに
ダミーワード&il D W L 2が選択され比較基
準電位側のビット線BLの電位は、キャパシタC2の容
量をCsとすれば1/2VccCsの蓄積電荷がCBと
の容量分割で移動し、l/2Vcc+Cs VCC/4
(CB +CS )になる。この後、制御信号Φ9を
低レベルにしてビット線と感知増幅器SA2を切り離し
た後、制御信号Φ6.Φ7によりSA2を起動し微小電
位差を増幅することによ、記憶情報“1”は電源電位V
CCとして、記憶情報“0”,“1/2”は接地電位と
してN2に出力される。記憶情報のI/O線上への読み
出しは制御信号Φ10,Φ■を順次高レベルにすること
により実現される。記憶情報の再書き込みは動作はワー
ド線が低レベルになる前に、SA+とSA2の出力Nl
,N2を比較して排他的論理和をとり、その結果が“1
”の時(紀憶情報が“1”あるいは“O”の時)は制御
信号Φ5を高レベルにすることにより、また“O”の時
(紀憶情報が“1/2”の時)は制御信号Φ1を低レベ
ルにすることにより実現される。
発明の効果
以上のように本発明によれば記憶セルキャパシタ部に記
憶情報として“1”情報である電源電位、または“O”
情報である接地電位とは異なる第三の電位に相当する電
荷量を蓄積し、本記憶情報を上記“1”,“O”の記憶
情報と区別するための制御装置を備えた構成とすること
により単位記憶セルに3値の記憶情報を蓄積することが
可能となり、高集積,大容量化を効率的に実現できる記
憶装置が得られる。
憶情報として“1”情報である電源電位、または“O”
情報である接地電位とは異なる第三の電位に相当する電
荷量を蓄積し、本記憶情報を上記“1”,“O”の記憶
情報と区別するための制御装置を備えた構成とすること
により単位記憶セルに3値の記憶情報を蓄積することが
可能となり、高集積,大容量化を効率的に実現できる記
憶装置が得られる。
第1図は本発明の実施例における記憶装置の記憶セルと
その周辺制御回路図、第2図は本発明の実施例における
記憶装置の読み出し時の制御信号のタイミング図、第3
図は本発明の実施例における記憶装置の再書き込み動作
制御回路図、第4図信号のダイミング図である。 vsp・・・・・・ビット線プリチャージ電位、VCP
・・・・・・記憶セルキャパシタ対向電極電位、WL・
・・・・・ワード線、BL,BL・・・・・・ビット線
対、Co ・・・・・・記憶セルキャパシタ、SAI,
SA2・・・・・・感知増幅器、号、Φ5,Φ9・・・
・・・時分割感知増幅を行うための転送ゲートをコント
ロールする制御信号、Φ10,ΦI1・・・・・・感知
増幅出力とデータ線とを接続するための制御信号、Q+
,Q2 ,Q3・・・・・・PチャネルM O S
トランジスタ、Q4. Qs. Q61 Q71 Q8
,Qs , Q+o. Qll, Ql2, Ql3I
Q+4. Q+5.Q+e・・・・・・NチャネルM
OS トランジスタ、VCC・・・・・・・・・電源電
位、VSS・・・・・・接地電位、l・・・・・・ΦI
発生回路、2・・・・・・Φ5発生回路。
その周辺制御回路図、第2図は本発明の実施例における
記憶装置の読み出し時の制御信号のタイミング図、第3
図は本発明の実施例における記憶装置の再書き込み動作
制御回路図、第4図信号のダイミング図である。 vsp・・・・・・ビット線プリチャージ電位、VCP
・・・・・・記憶セルキャパシタ対向電極電位、WL・
・・・・・ワード線、BL,BL・・・・・・ビット線
対、Co ・・・・・・記憶セルキャパシタ、SAI,
SA2・・・・・・感知増幅器、号、Φ5,Φ9・・・
・・・時分割感知増幅を行うための転送ゲートをコント
ロールする制御信号、Φ10,ΦI1・・・・・・感知
増幅出力とデータ線とを接続するための制御信号、Q+
,Q2 ,Q3・・・・・・PチャネルM O S
トランジスタ、Q4. Qs. Q61 Q71 Q8
,Qs , Q+o. Qll, Ql2, Ql3I
Q+4. Q+5.Q+e・・・・・・NチャネルM
OS トランジスタ、VCC・・・・・・・・・電源電
位、VSS・・・・・・接地電位、l・・・・・・ΦI
発生回路、2・・・・・・Φ5発生回路。
Claims (4)
- (1)ワード選択スイッチングMOSトランジスタの一
端をキャパシタ部に他端をビット線に接続して単位記憶
セルを構成し、キャパシタ部に記憶情報として“1”情
報である電源電位、または“0”情報である接地電位と
は異なる第三の電位に相当する電荷量を蓄積し、本記憶
情報を上記“1”、“0”の記憶情報と区別するための
制御装置を備えたことを特徴とする記憶装置。 - (2)制御装置は、各ビット線毎に比較基準電位を発生
するため、スイッチングMOSトランジスタの一端をキ
ャパシタ部に他端をビット線に接続した制御回路を2組
搭載し、2個のキャパシタ部の他端はそれぞれ電源電位
、接地電位としキャパシタ部容量値は一方を上記単位記
憶セルと同一に他方を上記単位記憶セルの1/2に設定
する構成としたことを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の記憶装置。 - (3)制御装置は、上記2組の比較基準電位発生制御回
路を時分割動作させて発生したビット線対間の微小電位
差を各ビット線対毎に転送ゲートを介した2組の感知増
幅器により増幅し、本出力状態により3値記憶情報を識
別する構成としたことを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の記憶装置。 - (4)読み出し動作に伴う再書き込み動作時に、上記2
組の感知増幅器にラッチされた電位情報により感知増幅
器、ビット線対間に設けた転送ゲートおよびビット線プ
リチャージ開始タイミングを制御する構成としたことを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の記憶装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1151908A JPH0317888A (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 記憶装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1151908A JPH0317888A (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 記憶装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0317888A true JPH0317888A (ja) | 1991-01-25 |
Family
ID=15528823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1151908A Pending JPH0317888A (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 記憶装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0317888A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60239994A (ja) * | 1984-05-15 | 1985-11-28 | Seiko Epson Corp | 多値ダイナミツクランダムアクセスメモリ |
| JPS62192999A (ja) * | 1986-02-18 | 1987-08-24 | インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション | 多重レベル記憶装置のセンス回路 |
| JPS63195897A (ja) * | 1987-02-06 | 1988-08-12 | Mitsubishi Electric Corp | 多値記憶ダイナミツクram装置 |
-
1989
- 1989-06-14 JP JP1151908A patent/JPH0317888A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60239994A (ja) * | 1984-05-15 | 1985-11-28 | Seiko Epson Corp | 多値ダイナミツクランダムアクセスメモリ |
| JPS62192999A (ja) * | 1986-02-18 | 1987-08-24 | インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション | 多重レベル記憶装置のセンス回路 |
| JPS63195897A (ja) * | 1987-02-06 | 1988-08-12 | Mitsubishi Electric Corp | 多値記憶ダイナミツクram装置 |
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