JPH0620488A - 半導体メモリ - Google Patents

半導体メモリ

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JPH0620488A
JPH0620488A JP17713392A JP17713392A JPH0620488A JP H0620488 A JPH0620488 A JP H0620488A JP 17713392 A JP17713392 A JP 17713392A JP 17713392 A JP17713392 A JP 17713392A JP H0620488 A JPH0620488 A JP H0620488A
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JP
Japan
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data line
data
current
potential
memory cell
Prior art date
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JP17713392A
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English (en)
Inventor
Michio Onda
道雄 恩田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 いわゆる横型のROMにおいて、メモリのデ
−タを読出す場合に、目的のメモリセルにつながったデ
−タ線を選択する回路以外に、隣接するデータ線を選
択、充電する回路を設けた。 【効果】 読出し動作時のデ−タ線の充電がデータ線の
一部に限定されるようになってデ−タ読出しの安定化、
および低消費電力化が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路技術さ
らには半導体記憶装置におけるデータ読出し方式に適用
して有効な技術に関し、例えば横型ROMと呼ばれる半
導体メモリに利用して有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体集積回路化された読出し専用メモ
リとして、横型ROMと呼ばれるものがある。この横型
ROMではメモリセルが1個のMOSFETからなり、
選択されたメモリセルに“電流が流れやすい”か“電流
が流れにくい”かにより“0”、“1”のデ−タを記憶
している(特開昭49−11574号)。図7に横型R
OMのメモリアレイの構成を例示する。横型ROMにお
いては、図7のように複数のメモリセルによってデ−タ
線、ワ−ド線を共有しており、デ−タ読出し時にアドレ
スデコ−ドによって1本のワ−ド線と2本のデ−タ線が
選択され、メモリアレイ上の1つのメモリセルトランジ
スタが選択状態となる。例えば、図中に符号W1で示し
たワ−ド線と、デ−タ線D1,D2が選択されたとすれ
ば、丸Aで囲んだメモリセルが選択される。
【0003】図8に横型ROMの読出し時の等価回路を
例示する。読出し時には、選択された2本のデ−タ線D
1,D2のうちの一方のデ−タ線D1を接地し、もう一
方のデ−タ線D2をセンスアンプに接続して充電し、放
電電流I1の大小をセンスアンプSAにより検出してデ
−タを読み出す。この時、仮にデ−タ線D2のみを充電
して読出しをした場合、もしメモリセルM2のしきい値
電圧が低くかつデ−タ線D3の電荷が直前の読出し動作
などにより放電されていたとすると、メモリセルM2を
通して電流I2が流れ、デ−タ線D2の電荷が放電され
ることになる。この場合、デ−タ線D2の放電が電流I
1によるのか、I2によるのかをセンスアンプSAは区
別できないため、誤読出しを生じるおそれがある。
【0004】これを避けるために従来は、図9に示すよ
うに、データ線プリチャージ回路DPCを設けて、すべ
てのデ−タ線をセンスアンプの動作点すなわちセンスア
ンプの出力信号の振幅のほぼ中心となる電位Vdまで充
電して、上記メモリセルM2によるリ−ク電流が流れな
いようにした上で、YデコーダによりD1に相当するデ
−タ線を接地し、D2に相当するデ−タ線をセンスアン
プSAに接続してデ−タの読出しを行なっていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来方式ではデ−タ読出し時に、選択されているデ−タ線
だけでなく、本来読出し動作とは関係ないメモリアレイ
上の他のデ−タ線を全て充電するので、読出し動作の度
にデ−タ線の本数nに比例した充電電流が流れるため、
メモリの大容量化などによるデ−タ線の本数増加が、そ
のまま消費電流の増加につながるという問題点があっ
た。本発明の目的は、いわゆる横型ROMにおいて読出
し動作時の電流を減らし、消費電力を低減できるような
読出し方式を提供することにある。この発明の前記なら
びにそのほかの目的と新規な特徴については、本明細書
の記述および添附図面から明らかになるであろう。
【0006】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記
のとおりである。すなわち、センスアンプのほかにデ−
タ線充電回路を設け、図1に示すごとく、デ−タ読出し
時に選択されるメモリセルの接続されたデ−タ線のうち
一方のデータ線D1を接地させ、他方のデ−タ線D2は
センスアンプSAにより充電させる。そして、これとと
もに、上記デ−タ線D2に隣接する選択メモリセルと反
対側のデ−タ線D3をデ−タ線充電回路DCUによって
充電させるようにしたものである。なお、具体的な回路
においては、メモリアレイ上の任意のデ−タ線を選択す
るためのデコ−ダなどが、メモリアレイとセンスアン
プ、デ−タ線充電回路の間のデ−タ線上に追加される。
【0007】
【作用】上記した手段によれば、メモリセルM1のデ−
タを読出す場合、デ−タ線D1は接地され、デ−タ線D
2はセンスアンプによって、またデ−タ線D3はデ−タ
線充電回路によってそれぞれ電位Vdまで充電される。
この時、メモリセルM3を通した電荷のリ−クがある
が、これをデ−タ線充電回路による充電電流I3によっ
て補償するため、図2に示すように読出し動作中デ−タ
線D2,D3の電位をVdに保つことができ、デ−タ線
D2とD3間の電流I2は流れなくなる。これにより、
デ−タ線D2の電荷が選択されたメモリセルM1を通し
た電流I1以外によっては放電されなくなリ、安定した
デ−タの読出しが実現できる。また、このとき、デ−タ
線充電回路によって選択データ線以外のデ−タ線が充電
されることになるが、電流のパスとなるメモリセルのイ
ンピ−ダンスをデ−タ線充電用のトランジスタに比べて
十分高くすれば、デ−タ線D2,D3以外のデータ線電
位は図2に示すごとく極めて低くなり、全デ−タ線を充
電する従来方式に比べてその電流値ははるかに小さい。
従って、読出し動作時の電流はメモリアレイ中のデ−タ
線の本数によらず、データ線1本を充電するのに要する
電流値とほぼ同程度で済むようになり、消費電流が大幅
に低減される。
【0008】
【実施例】図3には、本発明を適用した横型ROMの一
実施例を示す。この実施例では、説明の都合上、5本の
デ−タ線D1,D2,D3,D4,D5と、4本のワ−
ド線W1,W2,W3,W4と、16個のメモリセルM
CとからなるメモリアレイM−ARYを示してある。メ
モリセルMCは、ゲート端子がワード線に接続され、ソ
ース,ドレイン端子が隣接するデータ線間に接続された
MOSFETからなり、書込みデータに応じてそのしき
い値電圧が異なるように形成されている。
【0009】メモリアレイM−ARYの周辺には、読み
出し時にデータ線をセンスアンプの動作点となる+2V
のような電位Vdまで充電するデ−タ線充電回路DC
U、読出し対象となるメモリセルを選択するためのXデ
コ−ダX−DEC、Yデコ−ダY−DEC、並びにデ−
タを判定するセンスアンプSA、読み出されたデータを
外部へ出力する出力バッファOPBが設けられている。
T1〜T9は、データ線を上記デ−タ線充電回路DCU
またはセンスアンプSAに接続するためのカラムスイッ
チである。
【0010】図3において、丸Aで囲まれたメモリセル
のデ−タを読出す場合は、Xデコ−ダX−DECにより
ワード線W2を選択する信号X2を選択レベルにし、Y
デコ−ダY−DECによって信号Y3,Y4,Y5,Y
7を選択レベルにすることにより、スイッチMOSトラ
ンジスタT3,T4,T5,T7,T8がオンとなり、
デ−タ線D3がデ−タ線充電回路DCUに、デ−タ線D
4がセンスアンプSA、デ−タ線D5がグランドGND
にそれぞれ接続される。これにより、上記図1の回路が
等価的に実現され、データ線D4からD1,D2,D3
への電荷のリークを防止しつつセンスアンプSAでデ−
タを読出すことができる。他のメモリセルを選択する場
合も同様である。
【0011】図4に、上記センスアンプSAの構成例
と、このセンスアンプSAに接続された選択メモリセル
MCが一つだけ示されている。この実施例では、電源電
圧Vccとデータ線Dとの間に直列に接続されたスイッチ
MOSトランジスタS1とその負荷MOSトランジスタ
S0と、データ線のレベルを受けて上記トランジスタS
1を駆動するフィ−ドバックインバ−タV1とからなる
電流センス方式のセンスアンプが使用されている。実際
の回路においては、データ線を充電するために上記デー
タ線充電回路DCUが併設されることもあり、デ−タ線
充電電流と、メモリセルによる放電電流の僅かな差を検
出し、電圧に変換する。
【0012】図5に上記デ−タ線充電回路DCUの一例
が示されている。すなわち、このデ−タ線充電回路DC
Uは、電源電圧VccとグランドGND間に直列に接続さ
れたMOSトランジスタQ1,Q2と、このMOSトラ
ンジスタQ1,Q2の接続ノードN1の電位をゲート端
子に受けるMOSトランジスタQ3とからなり、上記M
OSトランジスタQ1のゲート端子に充電(チャージ)
制御信号φpが印加され、またトランジスタQ2のゲー
ト端子とQ3のソース端子にカラムスイッチを介してデ
ータ線が接続され、データ線のレベルを検出しつつデー
タ線のレベルをトランジスタQ2,Q3のサイズによっ
て決まるような電位まで充電する。トランジスタQ2,
Q3のサイズは、センスアンプSAの動作点となる電位
Vdに合わせて予め決定する。
【0013】図6にデ−タ読出し時のデ−タ線、センス
アンプ出力の電位を示す。センスアンプSAが起動され
ると、まず、選択されたデ−タ線がセンスアンプSAの
動作点となっている電位Vdまで充電される。ここで、
選択されたメモリセルが“電流の流れやすい”MOSF
ETである場合にはメモリセルによってデ−タ線の電荷
が放電されるので、フィ−ドバックインバ−タV1によ
りスイッチMOSトランジスタS1がオンされてセンス
アンプ出力Voutは比較的低い電位となる。逆に、選択
されたメモリセルが“電流が流れにくい”MOSFET
である場合にはメモリセルによってデ−タ線の電荷が放
電されず、フィ−ドバックインバ−タV1によりスイッ
チMOSトランジスタS1がオフとされるため、S1を
流れる電流は小さくなりセンスアンプ出力Voutは比較
的高い電位となる。
【0014】以上説明したように上記実施例は、センス
アンプのほかにデ−タ線充電回路を設け、デ−タ読出し
時に選択されるメモリセルの接続されたデ−タ線のうち
一方のデータ線を接地させ、他方のデ−タ線はセンスア
ンプにより充電させるとともに、選択デ−タ線に隣接す
る接地側と反対側のデ−タ線をデ−タ線充電回路によっ
て充電させるようにしたので、メモリセルを通した電荷
のリ−クがデ−タ線充電回路による充電電流によって補
償されるため、読出し動作中デ−タ線の電位を一定に保
つことができ、安定したデ−タの読出しが実現できる。
また、全デ−タ線を充電する従来方式に比べてその電流
値ははるかに小さいため、読出し動作時の電流はメモリ
アレイ中のデ−タ線の本数に依存せず、データ線1本を
充電するのに要する電流値とほぼ同程度で済むようにな
り、消費電流が大幅に低減されるという効果がある。
【0015】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。例えば上記
実施例では、選択デ−タ線(図1のD1)に隣接する接
地側と反対側のデ−タ線(D3)をデ−タ線充電回路に
よって充電させるようにしているが、さらにもう一つ隣
のデータ線(D4)もデ−タ線充電回路によって同時に
充電させたり、接地側の放電を迅速にするため互いに隣
接する2本のデータ線を同時にグランドに接続させるよ
うにカラムスイッチとYデコーダを構成するようにして
もよい。以上の説明では主として本発明者によってなさ
れた発明をその背景となった利用分野である横型ROM
に適用した場合について説明したが、この発明はそれに
限定されるものでなく、データ線間の電位差を検出して
読み出しを行なう半導体メモリ一般に利用することがで
きる。
【0016】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
のとおりである。すなわち、従来のROMは、メモリア
レイの大容量化に伴ってデ−タ線の本数が増加するとこ
れにほぼ比例して消費電流が増加していたが、本発明に
よれば、デ−タ線の本数によらず消費電力はほぼ一定と
なるので、大容量になればなるほど消費電力が相対的に
少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を横型ROMに適用した場合の基本構成
を示す回路図である。
【図2】デ−タ読出し時のデ−タ線電位の変化を示す波
形図である。
【図3】本発明を適用した横型ROMの一実施例を示す
回路図である。
【図4】電流センス方式のセンスアンプによるメモリセ
ルのデ−タ読出し原理を示す説明図である。
【図5】充電回路の一実施例を示す回路図である。
【図6】デ−タ読出し時のデ−タ線、センスアンプ出力
の電位を示すタイミングチャートである。
【図7】従来の横型ROMのメモリアレイの構成例を示
す回路図である。
【図8】図1、または3の回路において、データ線充電
回路がない場合における読出し時の等価回路である。
【図9】従来の横型ROMの一例を示すブロック図であ
る。
【符号の説明】
W1,W2,W3,W4 ワ−ド線 M1,M2,M3,MC メモリセル D1,D2,D3,D4,D5 デ−タ線 T1,T2,T3,T4,T5,T6,T7,T8,T
9 カラムスイッチ SA センスアンプ DCU データ線充電回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 データ線間にメモリセルが接続されてな
    るメモリアレイを備え、データ線間の電位差を検出して
    読み出しを行なう半導体メモリにおいて、選択されたデ
    −タ線に隣接した一部のデ−タ線を選択的に充電する回
    路を設けたことを特徴とする半導体メモリ。
  2. 【請求項2】 上記メモリセルは、ゲート端子がワード
    線に接続され、ソース,ドレイン端子が隣接するデータ
    線間に接続され、書込みデータに応じてそのしきい値電
    圧が異なるように形成されたMOSFETからなること
    を特徴とする請求項1記載の半導体メモリ。
  3. 【請求項3】 上記充電回路によるデータ線の充電電位
    は、データ読出し回路の動作点となる電位であることを
    特徴とする請求項1または請求項2記載の半導体メモ
    リ。
JP17713392A 1992-07-03 1992-07-03 半導体メモリ Pending JPH0620488A (ja)

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JP17713392A JPH0620488A (ja) 1992-07-03 1992-07-03 半導体メモリ

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JP17713392A JPH0620488A (ja) 1992-07-03 1992-07-03 半導体メモリ

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6084793A (en) * 1996-12-16 2000-07-04 Nec Corporation Single-chip read-only memory (ROM) system
JP2003022684A (ja) * 2001-07-10 2003-01-24 Fujitsu Ltd 不揮発性半導体記憶装置
KR101010982B1 (ko) * 2002-03-22 2011-01-26 후지쯔 가부시끼가이샤 반도체 기억 장치

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