JPH04259988A - 半導体メモリ装置 - Google Patents

半導体メモリ装置

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JPH04259988A
JPH04259988A JP3021888A JP2188891A JPH04259988A JP H04259988 A JPH04259988 A JP H04259988A JP 3021888 A JP3021888 A JP 3021888A JP 2188891 A JP2188891 A JP 2188891A JP H04259988 A JPH04259988 A JP H04259988A
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JP
Japan
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precharge
potential
data input
power supply
output
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Pending
Application number
JP3021888A
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English (en)
Inventor
Toshiaki Komoda
薦田 敏明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体メモリ装置に関し
、特にメモリセルのデータを伝達するデータ入出力線に
対し所定のタイミングでプリチャージを行う構成の半導
体メモリ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の半導体メモリ装置として
は、図6に示す様な構成を有するものがある。
【0003】この半導体メモリ装置は、複数のメモリセ
ルMC1,MC2、これらメモリセルMC1,MC2を
選択状態とするワード線WL、並びに選択状態のメモリ
セルMC1,MC2へのデータ及びこれらメモリセルか
らのデータを伝達する対をなす第1及び第2のビット線
B1,B2、B3,B4を含むメモリセルアレイ1と、
活性化信号SAP,SANに従って活性化し対をなす第
1及び第2のビット線B1,B2、B3,B4間の電位
差を増幅するセンス増幅器SA1,SA2と、第1及び
第2のビット線B1,B2、B3,B4とそれぞれ対応
して設けられ、対応するビット線からのデータ及び対応
するビット線へのデータを伝達する対をなす第1及び第
2のデータ入出力線DL1,DL2、DL3,DL4と
、ビット線スイッチ信号BSによりオン,オフするトラ
ンジスタQ21〜Q24を備え、ビット線B1,B2、
B3,B4とデータ入出力線DL1,DL2、DL3,
DL4との間を所定のタイミングでそれぞれ対応して接
続するビット線スイッチ回路2と、電源電位供給端(電
源電位Vcc)と出力端との間に、ダイオード接続され
たトランジスタQ31b、及び出力端と接地電位点との
間に直列接続された抵抗素子としてのトランジスタQ3
2b,Q33bを備え、出力端にプリチャージ電位Vp
を出力するプリチャージ電源回路3eと、プリチャージ
制御信号PRによりオン,オフするトランジスタQ41
〜Q46を備え、供給されるプリチャージ電位Vpに従
って対をなす第1及び第2のデータ入出力線DL1,D
L2、DL3,DL4を所定のタイミングでプリチャー
ジすると共に平衡化するプリチャージ平衡化回路4と、
データ線選択信号DS1,DS2によりオン,オフする
トランジスタQ51〜Q54を備え、対をなす第1及び
第2のデータ入出力線DL1,DL2、DL3,DL4
のデータを選択するデータ線選択回路5と、このデータ
線選択回路5からのデータを増幅するデータ増幅器6と
を有する構成となっていた。
【0004】次に、この半導体メモリ装置の動作につい
て説明する。
【0005】図7はこの半導体メモリ装置の動作を説明
するための各部信号のタイミング図である。
【0006】初めに、この半導体メモリ装置が非活性期
間にある時、データ線選択信号DS1,DS2及びプリ
チャージ制御信号PRは低電位であり、PチャネルMO
S型のトランジスタQ41〜Q46,Q52〜Q54は
オン状態であり、NチャネルMOS型のトランジスタQ
31b〜Q33bで構成されるプリチャージ電源回路3
eからのプリチャージ電位Vpによりデータ入出力線D
L1〜DL4はプリチャージされると共に平衡化されて
いる。
【0007】プリチャージ電位Vpは、電源電位Vcc
よりトランジスタQ31bのしきい値電圧Vtだけ低下
した電位(Vcc−Vt)である。また、データ増幅器
制御信号DCは低電位であり、データ増幅器6は非活性
状態で出力信号DO1,DO2は電源電位Vccと接地
電位の中間電位Vcc/2になっている。また、ビット
線スイッチ信号BSは低電位で、NチャネルMOS型の
トランジスタQ21〜Q24はオフとなっており、活性
化信号SAP,SANは中間電位Vcc/2であり、セ
ンス増幅器SA1,SA2は非活性状態である。ワード
線WLは低電位で、メモリセルMC1,MC2とビット
線B2,B4との接続はない。また、ビット線B1〜B
4は中間電位Vcc/2になっている。
【0008】次に、半導体メモリ装置が活性期間に入る
と、データ線選択信号DS1,DS2の一方が高電位に
なる。ここではDS2が高電位になり、データ入出力線
DL1,DL2が選択されるものとする。
【0009】その後、ワード線WLが高電位になり、メ
モアリセルMC1,MC2とビット線B2,B4とが接
続され、メモリセルMC1,MC2に記憶されたデータ
の電位により、対をなすビット線B1,B2、B3,B
4間にそれぞれ差電位が生じる。メモリセルMC1,M
C2は予め低電位であったものとする。対をなすビット
線間に差電位が生じた後、活性化信号SAPが高電位、
活性化信号SANが低電位になり、センス増幅器SA1
,SA2が活性化し、対をなすビット線B1,B2、B
3,B4間の差電位が増幅される。
【0010】次に、プリチャージ制御信号PRが高電位
になり、トランジスタQ41〜Q46はオフし、データ
入出力線DL1〜DL4のプリチャージの平衡化が完了
する。
【0011】プリチャージ,平衡化完了後、ビット線ス
イッチ信号BSが高電位になり、トランジスタQ21〜
Q24がオンするとビット線B1〜B4の電位がデータ
入出力線DL1〜DL4に伝わり、対をなすデータ入出
力線DL1,DL2、DL3,DL4間にそれぞれ差電
位が生じるが、データ増幅器6の入力端にはデータ線選
択回路5で選択されたデータ入出力線DL1,DL2の
差電位が伝わる。
【0012】その後、データ増幅器制御信号DCが高電
位になりデータ増幅器6が活性化し、データ入出力線D
L1,DL2間の差電位が増幅されて出力信号DO1,
DO2が得られる。
【0013】この後、再び半導体メモリ装置が非活性期
間に入り、最後にデータ線選択信号DS2,ワード線W
Lが低電位になると、トランジスタQ41〜Q46,Q
51〜Q54がオンし、データ入出力線DL1〜DL4
のプリチャージが行われる。
【0014】このデータ入出力線DL1〜DL4のプリ
チャージは、次の活性期間のビット線データ出力までに
完了しておく必要があり、トランジスタQ31bの能力
は余裕を持たせて設定してある。また、この非活性期間
から次の活性期間までの間に電源電位Vccの変動、特
に電源電位Vccが降下した場合にも、データ入出力線
DL1〜DL4のプリチャージ電位が安定化するように
トランジスタQ32b,Q33bの能力を設定している
【0015】こうしてプリチャージ電源回路3eにより
、常にデータ入出力線DL1〜DL4は電源電位Vcc
よりトランジスタQ31bのしきい値電圧Vtだけ低下
した電位(Vcc−Vt)にプリチャージ平衡化される
ことになる。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の半導体
メモリ装置は、次の活性化期間までにデータ入出力線D
L1〜DL4のプリチャージ,平衡化の電位が安定化す
るように、プリチャージ電源回路3eのトランジスタQ
31b〜Q33bの能力を余裕をもって設定しているの
で、これらトランジスタQ31b〜Q33bに常に大き
な電流が流れ、消費電流が大きくなるという欠点があっ
た。
【0017】また、この欠点を解決するために、トラン
ジスタQ32b,Q33bの能力を小さくしてこれらト
ランジスタを流れる電流を小さくすると、活性期間に電
源電位Vccの変動等によりデータ入出力線DL1〜D
L4のレベルが高くなったときに、トランジスタQ32
b,Q33bに流れる電流が小さいために、図8に示す
ように、データ入出力線DL1〜DL4が(Vcc−V
t)の電位に静定するまでに時間がかり、データ伝達が
可能となるまでの時間が長くなり、動作速度が低下する
という問題点があった。
【0018】本発明の目的は、消費電流を低減すると共
に動作速度が低下するのを防止することができる半導体
メモリ装置を提供することにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体メモリ装
置は、選択状態のメモリセルへのデータ及びこのメモリ
セルからのデータを伝達する対をなす第1及び第2のデ
ータ入出力線と、ダイオード素子及び抵抗素子を備え所
定のレベルのプリチャージ電位を発生するプリチャージ
電源回路と、このプリチャージ電源回路から供給される
プリチャージ電位に従って前記第1及び第2のデータ入
出力線を所定のタイミングでプリチャージすると共に平
衡化するプリチャージ平衡化回路と、前記第1及び第2
のデータ入出力線のプリチャージレベルを所定のタイミ
ングで所定のレベルに制御するデータ入出力線プリチャ
ージ電位制御手段とを有している。
【0020】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。
【0021】図1は本発明の第1の実施例を示す回路図
である。
【0022】この実施例が図6に示された従来の半導体
メモリ装置と相違する点は、プリチャージ電源回路3e
の各トランジスタQ31b〜Q33bの少なくともトラ
ンジスタQ32b,33bと対応するトランジスタQ3
2,Q33の能力をトランジスタQ32b,Q33bよ
り小さくしてトランジスタQ31〜Q33に流れる電流
を低減したプリチャージ電源回路3とし、プリチャージ
電源回路3の出力端N31と接地電位点との間に、プリ
チャージ電位制御信号PVによりオン,オフするトラン
ジスタQ71,Q72を直列接続し、第1及び第2のデ
ータ線DL1〜DL4にメモリセルMC1,MC2から
のデータが伝達されるタイミングまでに、プリチャージ
平衡化回路4を介してデータ入出力線DL1〜DL4の
レベルを電位(Vcc−Vt)に静定制御するデータ入
出力線プリチャージ電位制御手段のプリチャージ電位制
御回路7を設けた点にある。
【0023】次に、この実施例の動作について説明する
【0024】図2はこの実施例の動作を説明するための
プリチャージ電位制御信号PVを中心とする各部信号の
タイミング図、図3はこのプリチャージ電位制御信号P
Vを中心として各部動作を説明するための各部信号のタ
イミング図である。
【0025】プリチャージ電位制御信号PVは、活性期
間に入り、ワード線WLが選択レベルの高レベルになっ
た直後に低レベルから高レベルにし、プリチャージ制御
信号PR及びビット線スイッチ信号BSが高レベルにな
る前、すなわちメモリセルMC1,MC2からのデータ
がデータ入出力線DL1〜DL4に伝達される前に高レ
ベルから低レベルになるように設定する。
【0026】データ入出力線DL1,DL2のレベルが
前の活性期間やその後で電源電位Vccより高くなった
場合、トランジスタQ32,Q33に流れる電流は小さ
く設定されているので、データ入出力線DL1,DL2
のレベルはゆっくりと低くなる。
【0027】活性期間に入りプリチャージ電位制御信号
PVが高レベルになると、トランジスタQ71,Q72
がオンとなり、トランジスタQ32,Q33と共にデー
タ入出力線DL1,DL2の電荷を放電するので、デー
タ線DL1,DL2のレベルは急激に電位(Vcc−V
t)まで低下する。
【0028】すなわち、データ線DL1〜DL4からト
ランジスタQ32,Q33,Q71,Q72を介して接
地電位点へ流れる電流Iは、プリチャージ電位制御信号
PVが低レベルの間は少なく、プリチャージ電位制御信
号PVが高レベルの期間に多く、しかも従来例より多く
なる。一方、従来例では、トランジスタQ32b,Q3
3bに流れる電流が大きく設定してあるので、データ入
出力線DL1,DL2のレベルが電源電位Vccより高
いときはもちろん、電位(Vcc−Vt)のレベルにあ
るときも、本発明の静定時(プリチャージ電位制御信号
PVが低レベルのとき)より大きく、平均の消費電流も
大きい。
【0029】また、プリチャージ電位制御信号PVが高
レベルの期間に、データ入出力線DL1〜DL4のレベ
ルは高速に電位(Vcc−Vt)に達し静定するので、
この期間により動作速度の低下はなく、トランジスタQ
71,Q72の能力を大きくすれば、むしろ従来例のト
ランジスタQ31b〜Q33bの能力が大きい場合より
高速化することができる。
【0030】図4は本発明の第2の実施例を示す回路図
である。
【0031】この実施例は、各データ入出力線DL1〜
DL4にそれぞれ対応してプリチャージ電源回路3a〜
3d及びプリチャージ電位制御回路7a〜7dを設けた
もので、1つのデータ入出力線のレベルをそれぞれのプ
リチャージ電源回路及びプリチャージ電位制御回路によ
り制御できるので、第1の実施例より動作を高速化でき
るという利点がある。
【0032】図5は本発明の第3の実施例を示す回路図
である。
【0033】この実施例は、プリチャージ電源回路3は
第1の実施例と同等にし、各データ入出力線DL1〜D
L4と接地電位点との間にそれぞれ対応してプリチャー
ジ電位制御回路7a〜7dを設けたものである。この実
施例においては、各プリチャージ電位制御回路7a〜7
dにより直接対応するデータ入出力線DL1〜DL4の
レベルを制御できるので、同様に第1の実施例より高速
化できるという利点がある。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、プリチャ
ージ電源回路のトランジスタの能力を小さくしてこのト
ランジスタに流れる電流を少なくし、データ入出力線に
メモリセルからのデータが伝達されるタイミングまでに
、データ入出力線のレベルを所定の電位に静定するプリ
チャージ電位制御回路を設けた構成とすることにより、
プリチャージ電源回路に流れる電流が少なく、かつプリ
チャージ電位制御回路に電流が流れる期間は短かいので
、平均の消費電流を低減することができ、かつプリチャ
ージ電位制御回路により急速にデータ入出力線を所定の
レベルに静定することができるので、動作速度が低下す
るのを防止することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す回路図である。
【図2】図1に示された実施例のプリチャージ電位制御
信号を中心とする各部信号のタイミング図である。
【図3】図1に示された実施例の動作を説明するための
各部信号のタイミング図である。
【図4】本発明の第2の実施例を示す回路図である。
【図5】本発明の第3の実施例を示す回路図である。
【図6】従来の半導体メモリ装置の一例を示す回路図で
ある。
【図7】図6に示された半導体メモリ装置の動作を説明
するための各部信号のタイミング図である。
【図8】図6に示された半導体メモリ装置の課題を説明
するための各部信号の波形図である。
【符号の説明】
1    メモリセルアレイ 2    ビット線スイッチ回路 3,3a〜3e    プリチャージ電源回路4,4a
    プリチャージ平衡化回路5    データ線選
択回路 6    データ増幅器 7,7a〜7d    プリチャージ電位制御回路B1
〜B4    ビット線 DL1〜DL4    データ入出力線MC1,MC2
    メモリセル Q21〜Q24,Q31〜Q33,Q31a〜Q33a
,Q31b〜Q33b,Q41〜Q46,Q51〜Q5
4,Q71,Q72    トランジスタSA1,SA
2    センス増幅器 WL    ワード線

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  選択状態のメモリセルへのデータ及び
    このメモリセルからのデータを伝達する対をなす第1及
    び第2のデータ入出力線と、ダイオード素子及び抵抗素
    子を備え所定のレベルのプリチャージ電位を発生するプ
    リチャージ電源回路と、このプリチャージ電源回路から
    供給されるプリチャージ電位に従って前記第1及び第2
    のデータ入出力線を所定のタイミングでプリチャージす
    ると共に平衡化するプリチャージ平衡化回路と、前記第
    1及び第2のデータ入出力線のプリチャージレベルを所
    定のタイミングで所定のレベルに制御するデータ入出力
    線プリチャージ電位制御手段とを有することを特徴とす
    る半導体メモリ装置。
  2. 【請求項2】  プリチャージ電源回路が、電源電位供
    給端とプリチャージ電位を出力する出力端との間にダイ
    オード接続されたトランジスタと、前記出力端と接地電
    位点との間に接続された抵抗素子としてのトランジスタ
    とを含んで構成され、データ入出力線プリチャージ電位
    制御手段が、前記出力端と接地電位点との間に接続され
    プリチャージ電位制御信号によりオン,オフするトラン
    ジスタを備え、第1及び第2のデータ入出力線にメモリ
    セルからのデータが伝達されるタイミングまでにこれら
    第1及び第2のデータ入出力線が所定のレベルになるよ
    うに前記プリチャージ電位を制御するプリチャージ電位
    制御回路により構成された請求項1記載の半導体メモリ
    装置。
  3. 【請求項3】  プリチャージ電源回路が、第1及び第
    2のデータ入出力線とそれぞれ対応して設けられ、プリ
    チャージ電位制御回路が、これらプリチャージ電源回路
    と対応して設けられた請求項2記載の半導体メモリ装置
  4. 【請求項4】  プリチャージ電源回路が、電源電位供
    給端とプリチャージ電位を出力する出力端との間にダイ
    オード接続されたトランジスタと、前記出力端と接地電
    位点との間に接続された抵抗素子としてのトランジスタ
    とを含んで構成され、データ入出力線プリチャージ電位
    制御手段が、各第1及び第2のデータ入出力線とそれぞ
    れ対応して設けられ、それぞれ対応するデータ入出力線
    と前記接地電位点との間に接続されプリチャージ制御信
    号によりオン,オフするトランジスタを備え、前記第1
    及び第2のデータ入出力線にメモリセルからのデータが
    伝達されるタイミングまでに対応するデータ入出力線を
    所定のレベルに制御する複数のプリチャージ電位制御回
    路により構成された請求項1記載の半導体メモリ装置。
JP3021888A 1991-02-15 1991-02-15 半導体メモリ装置 Pending JPH04259988A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100816159B1 (ko) * 2006-09-29 2008-03-21 주식회사 하이닉스반도체 비휘발성 메모리 장치용 레귤레이터

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100816159B1 (ko) * 2006-09-29 2008-03-21 주식회사 하이닉스반도체 비휘발성 메모리 장치용 레귤레이터

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