JPH069115B2 - 半導体記憶回路 - Google Patents
半導体記憶回路Info
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- JPH069115B2 JPH069115B2 JP60161853A JP16185385A JPH069115B2 JP H069115 B2 JPH069115 B2 JP H069115B2 JP 60161853 A JP60161853 A JP 60161853A JP 16185385 A JP16185385 A JP 16185385A JP H069115 B2 JPH069115 B2 JP H069115B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- signal
- sense amplifier
- word line
- complementary data
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Description
【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、半導体記憶回路に関するもので、例えばス
タティック型RAM(ランダム・アクセス・メモリ)に
利用して有効な技術に関するものである。
タティック型RAM(ランダム・アクセス・メモリ)に
利用して有効な技術に関するものである。
MOSFET(絶縁ゲート型電界効果トランジスタ)に
より構成されたスタティック型RAMにおけるメモリセ
ルは、例えばゲート・ドレインが交差結合された一対の
駆動MOSFETとその負荷素子とからなるスタティッ
ク型フリップフロップ回路と一対の伝送ゲートMOSF
ETとから構成される。メモリアレイは、マトリックス
配置される複数のメモリセルとともに複数対の相補デー
タ線を含み、それぞれの相補データ線には、それと対応
されるべきメモリセルの入出力端子が結合される。
より構成されたスタティック型RAMにおけるメモリセ
ルは、例えばゲート・ドレインが交差結合された一対の
駆動MOSFETとその負荷素子とからなるスタティッ
ク型フリップフロップ回路と一対の伝送ゲートMOSF
ETとから構成される。メモリアレイは、マトリックス
配置される複数のメモリセルとともに複数対の相補デー
タ線を含み、それぞれの相補データ線には、それと対応
されるべきメモリセルの入出力端子が結合される。
ところで、上記スタテイック型RAMのような半導体記
憶装置においては、その記憶容量の増大のために、素子
を微細化して相補データ線、及びワード線に多数のメモ
リセルが結合される。これらのデータ線及びワード線
は、多数のメモリセルが結合されることによって、その
配線長が長くされるとともに、比較的大きな容量値を持
つような浮遊容量が付加される。このため、相補データ
線に着目すると、メモリセルからの読み出し動作におい
て、微細な素子により構成されたメモリセルによって、
上記浮遊容量を持つ相補データ線のチャージを引き抜く
のに時間を費やすことになるため、読み出し動作速度が
遅くなってしまう。
憶装置においては、その記憶容量の増大のために、素子
を微細化して相補データ線、及びワード線に多数のメモ
リセルが結合される。これらのデータ線及びワード線
は、多数のメモリセルが結合されることによって、その
配線長が長くされるとともに、比較的大きな容量値を持
つような浮遊容量が付加される。このため、相補データ
線に着目すると、メモリセルからの読み出し動作におい
て、微細な素子により構成されたメモリセルによって、
上記浮遊容量を持つ相補データ線のチャージを引き抜く
のに時間を費やすことになるため、読み出し動作速度が
遅くなってしまう。
そこで、本願発明者等は、各相補データ線にセンスアン
プを接続し、上記メモリセルからの微少信号を増幅させ
ることによって、高速動作化を図ることを検討した。し
かしながら、そのタイミング制御が極めて難しい。なぜ
なら、プロセスバラツキによってセンスアンプの動作タ
イミングとメモリセルの選択タイミングにバラツキが生
じ、相補データ線にメモリセルからの微少読み出し信号
が現れる前にセンスアンプが動作開始したのでは誤動作
の原因になり、所定のマージンを持たせて遅くセンスア
ンプを動作させたのでは、センスアンプを設けたことの
意味がなさなくなってしまうからである。
プを接続し、上記メモリセルからの微少信号を増幅させ
ることによって、高速動作化を図ることを検討した。し
かしながら、そのタイミング制御が極めて難しい。なぜ
なら、プロセスバラツキによってセンスアンプの動作タ
イミングとメモリセルの選択タイミングにバラツキが生
じ、相補データ線にメモリセルからの微少読み出し信号
が現れる前にセンスアンプが動作開始したのでは誤動作
の原因になり、所定のマージンを持たせて遅くセンスア
ンプを動作させたのでは、センスアンプを設けたことの
意味がなさなくなってしまうからである。
なお、スタテイック型RAMの関しては、例えば特開昭
57−198594号公報参照。
57−198594号公報参照。
この発明の目的は、高速動作化を図つた半導体記憶回路
を提供することにある。
を提供することにある。
この発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
この明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
ろう。
この明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
ろう。
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、下記の通りである。すなわち、メ
モリセルの一対の入出力端子が結合される相補データ線
に読み出された読み出し信号をセンスアンプによって増
幅すると共に、上記メモリセルが結合されるワード線の
選択信号を形成するXデコーダの動作に呼応して動作さ
れるダミーデコーダの出力を遅延させ、これを前記セン
スアンプの動作制御のタイミング信号として採用するも
のである。
を簡単に説明すれば、下記の通りである。すなわち、メ
モリセルの一対の入出力端子が結合される相補データ線
に読み出された読み出し信号をセンスアンプによって増
幅すると共に、上記メモリセルが結合されるワード線の
選択信号を形成するXデコーダの動作に呼応して動作さ
れるダミーデコーダの出力を遅延させ、これを前記セン
スアンプの動作制御のタイミング信号として採用するも
のである。
第1図には、この発明の一実施例の回路図が示されてい
る。特制限されないが、同図のRAMは、公知のCMO
S(相補型−金属−絶縁物−半導体)集積回路(IC)
技術によって単結晶シリコンからなるような1個の半導
体基板上に形成される。各MOSFETは、ポリシリコ
ンからなるようなゲート電極を一種の不純物導入マスク
とするいわゆるセルフアライン技術によって製造され
る。
る。特制限されないが、同図のRAMは、公知のCMO
S(相補型−金属−絶縁物−半導体)集積回路(IC)
技術によって単結晶シリコンからなるような1個の半導
体基板上に形成される。各MOSFETは、ポリシリコ
ンからなるようなゲート電極を一種の不純物導入マスク
とするいわゆるセルフアライン技術によって製造され
る。
特に制限されないが、メモリセルを構成するMOSFE
Tは、Nチャンネル型とさ、N型半導体基板上に形成さ
れたP型ウェル領域上に形成される。PチャンネルMO
SFETは、N型半導体基板上に形成される。Nチャン
ネル型MOSFETの基体ゲートとしてのP型ウェル領
域は、回路の接地端子に結合され、Pチャンネル型MO
SFETの共通の基体ゲートとしてのN型半導体基板
は、回路の電源端子に結合される。なお、メモリセルを
構成するMOSFETをウェル領域に形成する構成は、
α線等によって引き起こされるメモリセルの蓄積情報の
誤った反転を防止する上で効果的である。
Tは、Nチャンネル型とさ、N型半導体基板上に形成さ
れたP型ウェル領域上に形成される。PチャンネルMO
SFETは、N型半導体基板上に形成される。Nチャン
ネル型MOSFETの基体ゲートとしてのP型ウェル領
域は、回路の接地端子に結合され、Pチャンネル型MO
SFETの共通の基体ゲートとしてのN型半導体基板
は、回路の電源端子に結合される。なお、メモリセルを
構成するMOSFETをウェル領域に形成する構成は、
α線等によって引き起こされるメモリセルの蓄積情報の
誤った反転を防止する上で効果的である。
メモリアレイM−ARYは、代表として例示的に示され
ているマトリックス配置された複数のメモリセルMC、
ポリシリコン層からなるワード線W0ないしWn及び相
補データ線D0,0ないしD1,1から構成されて
いる。
ているマトリックス配置された複数のメモリセルMC、
ポリシリコン層からなるワード線W0ないしWn及び相
補データ線D0,0ないしD1,1から構成されて
いる。
メモリセルMCのそれぞれは、互いに同じ構成にされ、
その1つの具体的回路が代表として示されているよう
に、ゲートとドレインが互いに交差結線されかつソース
が回路の接地点に結合された記憶MOSFETQ1,Q
2と、上記MOSFETQ1,Q2のドレインと電源端
子Vccとの間に設けられたポリ(多結晶)シリコン層
からなる高抵抗R1,R2とを含んでいる。そして、上
記MOSFETQ1,Q2の共通接続点と相補データ線
D0,0との間に伝送ゲートMOSFETQ3,Q4
が設けられている。同じ行に配置されたメモリセルの伝
送ゲートMOSFETQ3,Q4等のゲートは、それぞ
れ例示的に示された対応するワード線W0及びWn等に
共通に接続され、同じ列に配置されたメモリセル入出力
端子は、それぞれ例示的に示された対応する一対の相補
データ(又はビツト)線D0,0及びD1,1等に
接続されている。
その1つの具体的回路が代表として示されているよう
に、ゲートとドレインが互いに交差結線されかつソース
が回路の接地点に結合された記憶MOSFETQ1,Q
2と、上記MOSFETQ1,Q2のドレインと電源端
子Vccとの間に設けられたポリ(多結晶)シリコン層
からなる高抵抗R1,R2とを含んでいる。そして、上
記MOSFETQ1,Q2の共通接続点と相補データ線
D0,0との間に伝送ゲートMOSFETQ3,Q4
が設けられている。同じ行に配置されたメモリセルの伝
送ゲートMOSFETQ3,Q4等のゲートは、それぞ
れ例示的に示された対応するワード線W0及びWn等に
共通に接続され、同じ列に配置されたメモリセル入出力
端子は、それぞれ例示的に示された対応する一対の相補
データ(又はビツト)線D0,0及びD1,1等に
接続されている。
メモリセルにおいて、MOSFETQ1,Q2及び抵抗
R1,R2は、一種のフリップフロップ回路を構成して
いるが、情報保持状態における動作点は、普通の意味で
のフリップフロップ回路のそれと随分異なる。すなわ
ち、上記メモリセルMCにおいて、それを低消費電力に
させるため、その抵抗R1は、MOSFETQ1がオフ
状態にされているときのMOSFETQ2のゲート電圧
をそのしきい値電圧よりも若干高い電圧維持させること
ができる程度の著しく高い抵抗値にされる。同様に抵抗
R2も高抵抗値にされる。言い換えると、上記抵抗R
1、R2、MOSFETQ1、Q2のドレインリーク電
流を補償できる程度の高抵抗にされる。抵抗R1、R
2、MOSFETQ2のゲート容量(図示しない)に蓄
積されている情報電荷が放電させられてしまうのを防ぐ
程度の電流供給能力を持つ。
R1,R2は、一種のフリップフロップ回路を構成して
いるが、情報保持状態における動作点は、普通の意味で
のフリップフロップ回路のそれと随分異なる。すなわ
ち、上記メモリセルMCにおいて、それを低消費電力に
させるため、その抵抗R1は、MOSFETQ1がオフ
状態にされているときのMOSFETQ2のゲート電圧
をそのしきい値電圧よりも若干高い電圧維持させること
ができる程度の著しく高い抵抗値にされる。同様に抵抗
R2も高抵抗値にされる。言い換えると、上記抵抗R
1、R2、MOSFETQ1、Q2のドレインリーク電
流を補償できる程度の高抵抗にされる。抵抗R1、R
2、MOSFETQ2のゲート容量(図示しない)に蓄
積されている情報電荷が放電させられてしまうのを防ぐ
程度の電流供給能力を持つ。
この実施例に従うと、RAMがCMOS−IC技術によ
って製造されるにもかかわらず、上記のようにメモリセ
ルMCはNチャンネルMOSFETとポリシリコン抵抗
素子とから構成される。
って製造されるにもかかわらず、上記のようにメモリセ
ルMCはNチャンネルMOSFETとポリシリコン抵抗
素子とから構成される。
この実施例のメモリセル及びメモリアレイは、上記ポリ
シリコン抵抗素子に代えてPチャンネルMOSFETを
用いる場合に比べ、その大きさを小さくできる。すなわ
ち、ポリシリコン抵抗を用いた場合、駆動MOSFET
Q1又はQ2のゲート電極と一体的に形成できるととも
に、それ自体のサイズを小型化できる。そして、Pチャ
ンネルMOSFETを用いたときのように、駆動MOS
FETQ1,Q2から比較的大きな距離を持って離さな
ければならないことがないので無駄な空白部分が生じな
い。
シリコン抵抗素子に代えてPチャンネルMOSFETを
用いる場合に比べ、その大きさを小さくできる。すなわ
ち、ポリシリコン抵抗を用いた場合、駆動MOSFET
Q1又はQ2のゲート電極と一体的に形成できるととも
に、それ自体のサイズを小型化できる。そして、Pチャ
ンネルMOSFETを用いたときのように、駆動MOS
FETQ1,Q2から比較的大きな距離を持って離さな
ければならないことがないので無駄な空白部分が生じな
い。
同図において、ワード線W0は、XアドレスデコードX
DCRを構成する単位回路により選択される。すなわ
ち、単位回路は、ナンド(NAND)ゲート回路G1と
その反転信号を形成するインバータ回路IV1とにより
構成される。インバータ回路IV1は、ワード線駆動回
路としての機能も持つ。このことは、他のワード線Wn
に設けられる単位回路(G2,IV2)についても同様
である。これらのナンドゲート回路G1,G2等の入力
端子に、複数ビットからなる所定の組み合わせからなる
相補的なXアドレス信号とタイミング信号φとが供給さ
れる。XアドレスデコーダXDCRは、上記タイミング
信号φに同期して、上記相補的なXアドレス信号を解読
し、1本のワード線を選択状態にさせる。
DCRを構成する単位回路により選択される。すなわ
ち、単位回路は、ナンド(NAND)ゲート回路G1と
その反転信号を形成するインバータ回路IV1とにより
構成される。インバータ回路IV1は、ワード線駆動回
路としての機能も持つ。このことは、他のワード線Wn
に設けられる単位回路(G2,IV2)についても同様
である。これらのナンドゲート回路G1,G2等の入力
端子に、複数ビットからなる所定の組み合わせからなる
相補的なXアドレス信号とタイミング信号φとが供給さ
れる。XアドレスデコーダXDCRは、上記タイミング
信号φに同期して、上記相補的なXアドレス信号を解読
し、1本のワード線を選択状態にさせる。
上記メモリアレイにおける一対の相補データ線D0,
0及びD1,1は、特制限されないが、差動型のセン
スアンプの入力端子に直接結合される。センスアンプ
は、NチャンネルMOSFETQ11,Q12とPチャ
ンネルMOSFETQ13,Q14からなる一対のCM
OSインバータ回路の入力と出力とが交差接続されるこ
とによって構成されるラッチ回路と、上記Nチャンネル
MOSFETQ11,Q12の共通化されたソースと回
路の接地電位点との間に設けられたNチャンネル型のパ
ワースイッチMOSFETQ15から構成される。上記
ラッチ回路の一対の入出力端子は、相補データ線D0,
0に結合される。他の代表として示されている相補デ
ータ線D1,1にもMOSFETQ16〜Q20から
なる上記同様のセンスアンプが設けられる。上記センス
アンプのパワースイッチMOSFETQ15,Q20の
ゲートは、共通タイミング信号線sacにより共通に接
続される。
0及びD1,1は、特制限されないが、差動型のセン
スアンプの入力端子に直接結合される。センスアンプ
は、NチャンネルMOSFETQ11,Q12とPチャ
ンネルMOSFETQ13,Q14からなる一対のCM
OSインバータ回路の入力と出力とが交差接続されるこ
とによって構成されるラッチ回路と、上記Nチャンネル
MOSFETQ11,Q12の共通化されたソースと回
路の接地電位点との間に設けられたNチャンネル型のパ
ワースイッチMOSFETQ15から構成される。上記
ラッチ回路の一対の入出力端子は、相補データ線D0,
0に結合される。他の代表として示されている相補デ
ータ線D1,1にもMOSFETQ16〜Q20から
なる上記同様のセンスアンプが設けられる。上記センス
アンプのパワースイッチMOSFETQ15,Q20の
ゲートは、共通タイミング信号線sacにより共通に接
続される。
この実施例においては、それぞれ対とされた相補データ
線D0,0及びD1,1には、次のようなプリチャ
ージ回路が設けられる。各相補データ線D0,0及び
D1,1と電源電圧端子Vccとの間には、プリチャ
ージ信号φpによって制御されるNチャンネル型のプリ
チャージMOSFETQ5〜Q8が設けられる。また、
対とされた相補データ線D0,0間には、そのプリチ
ャージレベルを等しくさせるため、上記タイミング信号
φpを受けるNチャンネル型の短絡MOSFETQ9が
設けられる。他の相補データ線D1,1等にも上記類
似のMOSFETQ10が設けられる。上記プリチャー
ジ信号φpは、チップ非選択期間、言い換えるならば、
メモリセルの情報保持期間において、電源電圧Vccの
ようなハイレベルにされる。これにより、相補データ線
に対するプリチャージ動作が行われる。また、上記プリ
チャージ信号φpは、読み出し/書込み動作サイクルに
おいて回路の接地電位のようなロウレベルにされる。
線D0,0及びD1,1には、次のようなプリチャ
ージ回路が設けられる。各相補データ線D0,0及び
D1,1と電源電圧端子Vccとの間には、プリチャ
ージ信号φpによって制御されるNチャンネル型のプリ
チャージMOSFETQ5〜Q8が設けられる。また、
対とされた相補データ線D0,0間には、そのプリチ
ャージレベルを等しくさせるため、上記タイミング信号
φpを受けるNチャンネル型の短絡MOSFETQ9が
設けられる。他の相補データ線D1,1等にも上記類
似のMOSFETQ10が設けられる。上記プリチャー
ジ信号φpは、チップ非選択期間、言い換えるならば、
メモリセルの情報保持期間において、電源電圧Vccの
ようなハイレベルにされる。これにより、相補データ線
に対するプリチャージ動作が行われる。また、上記プリ
チャージ信号φpは、読み出し/書込み動作サイクルに
おいて回路の接地電位のようなロウレベルにされる。
上記センスアンプが結合された相補データ線のうちの一
方の相補データ線D0,D1の信号は、特に制限されな
いが、Y選択回路YSWを構成する論理ゲート回路を通
して1つの信号が選ばれてデータ出力バッフアDOBの
入力端子に供給される。すなわち、読し出し系のY選択
回路YSWは、Yアドレス信号を解読するデコード部
と、このデコード部の出力信号によってそのゲートが制
御されるノア(NOR)ゲート回路網から構成される。
上記データ出力バッファDOBは、図示しない制御信号
によってその動作が制御され、動作状態にされていると
き、言い換えるならば、読み出し動作のときに上記選ば
れた信号を増幅して外部端子Doutへ送出する。デー
タ出力バッファDOBは、それが非動作状態にされたと
き出力を高インピーダンス状態又はフローティング状態
にされる。上記の読し出し系のゲート回路は、読み出し
/書込み制御信号R/Wの信号が、例えばハイレベルの
ときに動作させられる。
方の相補データ線D0,D1の信号は、特に制限されな
いが、Y選択回路YSWを構成する論理ゲート回路を通
して1つの信号が選ばれてデータ出力バッフアDOBの
入力端子に供給される。すなわち、読し出し系のY選択
回路YSWは、Yアドレス信号を解読するデコード部
と、このデコード部の出力信号によってそのゲートが制
御されるノア(NOR)ゲート回路網から構成される。
上記データ出力バッファDOBは、図示しない制御信号
によってその動作が制御され、動作状態にされていると
き、言い換えるならば、読み出し動作のときに上記選ば
れた信号を増幅して外部端子Doutへ送出する。デー
タ出力バッファDOBは、それが非動作状態にされたと
き出力を高インピーダンス状態又はフローティング状態
にされる。上記の読し出し系のゲート回路は、読み出し
/書込み制御信号R/Wの信号が、例えばハイレベルの
ときに動作させられる。
また、外部端子Dinから供給される書込み信号は、デ
ータ入力バッファDIBを介して取り込まれ、Y選択回
路YSWを介して選択された相補データ線に伝えられ
る。すなわち、書込み系のY選択回路YSWは、上記書
込み信号とその反転信号を形成する回路と、上記書込み
信号とその反転信号からなる相補書込み信号を、Yデコ
ーダにより形成された選択信号によって動作状態にされ
るクロックインバータ構成の3状態出力回路から構成さ
れる。これらの3状態出力回路は、読み出し/書込み制
御信号R/Wの信号が、例えばロウレベルのときに動作
させられる。データ入力バッファDIBは、それが非動
状態言い換えれば、情報保持状態又は読み出し状態にさ
れているときにその出力を高インピーダンス状態もしく
はフローテイング状態にされる。これによって、上記デ
ータ出力バッファDOBの入力端子とデータ入力バッフ
ァDIBの出力端子とを共通に接続することができる。
ータ入力バッファDIBを介して取り込まれ、Y選択回
路YSWを介して選択された相補データ線に伝えられ
る。すなわち、書込み系のY選択回路YSWは、上記書
込み信号とその反転信号を形成する回路と、上記書込み
信号とその反転信号からなる相補書込み信号を、Yデコ
ーダにより形成された選択信号によって動作状態にされ
るクロックインバータ構成の3状態出力回路から構成さ
れる。これらの3状態出力回路は、読み出し/書込み制
御信号R/Wの信号が、例えばロウレベルのときに動作
させられる。データ入力バッファDIBは、それが非動
状態言い換えれば、情報保持状態又は読み出し状態にさ
れているときにその出力を高インピーダンス状態もしく
はフローテイング状態にされる。これによって、上記デ
ータ出力バッファDOBの入力端子とデータ入力バッフ
ァDIBの出力端子とを共通に接続することができる。
なお、Y選択回路は、上記論理ゲート回路を用いる方式
の他、各相補データ線をカラムスイッチMOSFETを
介して共通相補データ線に結合させるものとしてもよ
い。この場合、上記カラムスイッチMOSFETのゲー
トに、Yデコーダ回路によって形成された選択信号が供
給される。そして、共通相補データ線に、上記データ出
力バッファDOBの入力端子及びデータ入力バッファD
IBの出力端子が結合される。
の他、各相補データ線をカラムスイッチMOSFETを
介して共通相補データ線に結合させるものとしてもよ
い。この場合、上記カラムスイッチMOSFETのゲー
トに、Yデコーダ回路によって形成された選択信号が供
給される。そして、共通相補データ線に、上記データ出
力バッファDOBの入力端子及びデータ入力バッファD
IBの出力端子が結合される。
この実施例において、上記センスアンプの動作タイミン
グをメモリセルの選択動作に従った高精度で設定するた
め、次のダミーコーダ回路が形成される。すなわち、ダ
ミーデコーダ回路は、上記XデコーダXDCRを構成す
る単位回路と類似の回路構成とされたダミーゲート回路
DGと、その遅延信号を形成するインバータ回路IV
3,IV4及び駆動用のインバータ回路IV5から構成
される。
グをメモリセルの選択動作に従った高精度で設定するた
め、次のダミーコーダ回路が形成される。すなわち、ダ
ミーデコーダ回路は、上記XデコーダXDCRを構成す
る単位回路と類似の回路構成とされたダミーゲート回路
DGと、その遅延信号を形成するインバータ回路IV
3,IV4及び駆動用のインバータ回路IV5から構成
される。
第2図には、上記Xデコーダ回路XDCRを構成する単
位回路G1と、ダミーゲート回路の一実施例の回路図が
示されている。
位回路G1と、ダミーゲート回路の一実施例の回路図が
示されている。
単位回路G1は、Pチャンネル型のプリチャージMOS
FETQ21と、Nチャンネル型の駆動MOSFETQ
22〜Q23及びNチャンネル型のデイスチャージMO
SFETQ24が直列形態に接続されて接続される。駆
動MOSFETQ22〜Q23のゲートには、対応され
たアドレス信号a0〜am等が供給され、上記プリチャ
ージMOSFETQ21とディスチャージMOSFET
Q24のゲートには、タイミング信号φが供給される。
FETQ21と、Nチャンネル型の駆動MOSFETQ
22〜Q23及びNチャンネル型のデイスチャージMO
SFETQ24が直列形態に接続されて接続される。駆
動MOSFETQ22〜Q23のゲートには、対応され
たアドレス信号a0〜am等が供給され、上記プリチャ
ージMOSFETQ21とディスチャージMOSFET
Q24のゲートには、タイミング信号φが供給される。
ダミーゲート回路DGは、上記単位回路と同様なPチャ
ンネル型のプリチャージMOSFETQ25と、Nチャ
ンネル型の駆動MOSFETQ26〜Q27及びNチャ
ンネル型のデイスチャージMOSFETQ28が直列形
態に接続されて構成される。駆動MOSFETEQ26
〜Q27のゲートは、アドレス信号に代えて定常的に電
源電圧Vccが供給され、上記プリチャージMOSFE
TQ21とデイスチャージMOSFETQ24のゲート
には、タイミング信号φが供給される。これにより、ダ
ミーゲート回路DGは、タイミング信号φのハイレベル
への変化、言い換えるならば、Xデコーダ回路XDCR
の動作開始に同期して常にロウレベルの選択信号を形成
する。インバータ回路IV3とIV4は、上記Xデコー
ダ回路XDCRにより選択されたメモリセルから相補デ
ータ線に読み出される信号レベルがセンスアンプの動作
に必要な所望のレベル差に応がるまでに要する時間であ
る数nsの遅延時間を形成する。
ンネル型のプリチャージMOSFETQ25と、Nチャ
ンネル型の駆動MOSFETQ26〜Q27及びNチャ
ンネル型のデイスチャージMOSFETQ28が直列形
態に接続されて構成される。駆動MOSFETEQ26
〜Q27のゲートは、アドレス信号に代えて定常的に電
源電圧Vccが供給され、上記プリチャージMOSFE
TQ21とデイスチャージMOSFETQ24のゲート
には、タイミング信号φが供給される。これにより、ダ
ミーゲート回路DGは、タイミング信号φのハイレベル
への変化、言い換えるならば、Xデコーダ回路XDCR
の動作開始に同期して常にロウレベルの選択信号を形成
する。インバータ回路IV3とIV4は、上記Xデコー
ダ回路XDCRにより選択されたメモリセルから相補デ
ータ線に読み出される信号レベルがセンスアンプの動作
に必要な所望のレベル差に応がるまでに要する時間であ
る数nsの遅延時間を形成する。
ワード線とセンスアンプき動作タイミング信号線との信
号伝播遅延時間を等しくさせるため、両配線は、同じ配
線材料により構成される。これにより、ワード線W1等
とタイミング信号線sacとは同等な分布抵抗値を持つ
ようにされる。また、センスアンプを構成するパワース
イッチMOSFET15、Q20等は、メモリセルの伝
送ゲートMOSFETの2個分(Q3,Q4)の比較的
大きなサイズに設定される。これにより、上記ワード線
W1等とタイミング信号線sacに付加されるMOSF
ETのゲート容量がほゞ等しくされる結果、その浮遊容
量が等しく分布される。
号伝播遅延時間を等しくさせるため、両配線は、同じ配
線材料により構成される。これにより、ワード線W1等
とタイミング信号線sacとは同等な分布抵抗値を持つ
ようにされる。また、センスアンプを構成するパワース
イッチMOSFET15、Q20等は、メモリセルの伝
送ゲートMOSFETの2個分(Q3,Q4)の比較的
大きなサイズに設定される。これにより、上記ワード線
W1等とタイミング信号線sacに付加されるMOSF
ETのゲート容量がほゞ等しくされる結果、その浮遊容
量が等しく分布される。
第3図には、この実施例回路を動作の概略を説明するた
めの波形図が示されている。
めの波形図が示されている。
チップ非期間において、図示しないプリチャージ信号φ
pはハイレベルにされ、相補データ線D0,0をVc
c−Vth(VthはMOSFETQ5等のしきい値電
圧である)レベルにプリチャージさせる。また、タイミ
ング信号φはロウレベルにされる。これにより、Xデコ
ーダ回路XDCRやダミーデコーダ回路を構成ナンドゲ
ート回路のプリチャージMOSFETQ21,Q25等
がオン状態にされている。したがって、全ワード線及び
センスアンプの動作タイミング信号線sacはロウレベ
ルにされている。
pはハイレベルにされ、相補データ線D0,0をVc
c−Vth(VthはMOSFETQ5等のしきい値電
圧である)レベルにプリチャージさせる。また、タイミ
ング信号φはロウレベルにされる。これにより、Xデコ
ーダ回路XDCRやダミーデコーダ回路を構成ナンドゲ
ート回路のプリチャージMOSFETQ21,Q25等
がオン状態にされている。したがって、全ワード線及び
センスアンプの動作タイミング信号線sacはロウレベ
ルにされている。
メモリアクセスが開始されると、図示しないプリチャー
ジ信号φpはロウレベルにされるとともに、アドレス信
号の取り込みが開始され、上記タイミング信号φはロウ
レベルからハイレベルに変化する。これにより、Xデコ
ーダ回路XDCRを構成する各単位回路G1,G2等
と、ダミーゲート回路DGが一斉にディスチャージ動作
を開始する。これにより、その入力アドレス信号が全て
ハイレベルとされた1つの単位回路G1等とダミーゲー
ト回路DGの出力信号は、ほゞ同時にハイレベルからロ
ウレベルにされる。これにより、上記単位回路G1の出
力信号を受ける駆動回路IV1の出力信号がロウレベル
からハイレベルに変化してワード線W0をロウレベルか
らハイレベルに立ち上げる。ワード線W0のレベルがメ
モリセルの伝送ゲートMOSFETのしきい値電圧以上
にされると、相補データ線D0,0等にはそれに結合
されたメモリセルの記憶情報に従ったレベル差が現れ
る。
ジ信号φpはロウレベルにされるとともに、アドレス信
号の取り込みが開始され、上記タイミング信号φはロウ
レベルからハイレベルに変化する。これにより、Xデコ
ーダ回路XDCRを構成する各単位回路G1,G2等
と、ダミーゲート回路DGが一斉にディスチャージ動作
を開始する。これにより、その入力アドレス信号が全て
ハイレベルとされた1つの単位回路G1等とダミーゲー
ト回路DGの出力信号は、ほゞ同時にハイレベルからロ
ウレベルにされる。これにより、上記単位回路G1の出
力信号を受ける駆動回路IV1の出力信号がロウレベル
からハイレベルに変化してワード線W0をロウレベルか
らハイレベルに立ち上げる。ワード線W0のレベルがメ
モリセルの伝送ゲートMOSFETのしきい値電圧以上
にされると、相補データ線D0,0等にはそれに結合
されたメモリセルの記憶情報に従ったレベル差が現れ
る。
一方、ダミーゲート回路DGの出力信号は、インバータ
回路IV3,IV4を通して遅延されて駆動回路IV5
に伝えられるので、センスアンプのタイミング信号線s
acは、上記遅延時間だけ遅れてロウレベルからハイレ
ベルに立ち上がる。上記タイミング信号線sacのハイ
レベルへの立ち上がりにより、センスアンプのパワース
イッチMOSFETQ15等がオン状態にされ、センス
アンプの活性化が行われる。各センスアンプは、上記相
補データ線D0,0に読み出された微少電位差を増幅
して、ロウレベル側のデータ線0を速くロウレベルに
引き抜き、ハイレベル側のデータD0を電源電圧Vcc
のようなハイレベルに持ち上げる。これにより、同図に
点線で示したようにメモリセルのみによって行われる相
補データ線D0,0のレベル変化に対して、高速に相
補データ線の読み出し信号を拡大させることができるも
のである。
回路IV3,IV4を通して遅延されて駆動回路IV5
に伝えられるので、センスアンプのタイミング信号線s
acは、上記遅延時間だけ遅れてロウレベルからハイレ
ベルに立ち上がる。上記タイミング信号線sacのハイ
レベルへの立ち上がりにより、センスアンプのパワース
イッチMOSFETQ15等がオン状態にされ、センス
アンプの活性化が行われる。各センスアンプは、上記相
補データ線D0,0に読み出された微少電位差を増幅
して、ロウレベル側のデータ線0を速くロウレベルに
引き抜き、ハイレベル側のデータD0を電源電圧Vcc
のようなハイレベルに持ち上げる。これにより、同図に
点線で示したようにメモリセルのみによって行われる相
補データ線D0,0のレベル変化に対して、高速に相
補データ線の読み出し信号を拡大させることができるも
のである。
このようにそのレベル差が高速に拡大された相補データ
線の信号は、既に動作状態にされているY選択回路YS
Wを介して直ちにデータ出力バッファDOBに伝えられ
るので、高速読み出し動作を実現できる。
線の信号は、既に動作状態にされているY選択回路YS
Wを介して直ちにデータ出力バッファDOBに伝えられ
るので、高速読み出し動作を実現できる。
なお、センスアンプを読み出し動作のときのみ動作状態
にさせる場合には、上記ダミーゲート回路DGの1つの
入力に、読み出し動作モードの時にハイレベルにされる
信号を供給するものとすればよい。
にさせる場合には、上記ダミーゲート回路DGの1つの
入力に、読み出し動作モードの時にハイレベルにされる
信号を供給するものとすればよい。
(1)ダミーデコード回路を用いることにより、ワード線
選択信号とほゞ同期されたタイミング信号を形成するこ
とができる。この信号を遅延回路により遅延させること
により、メモリセルから相補データ線に読み出される読
み出し信号が所望のレベルにされたとき動作を開始する
センスアンプのタイミング信号を形成することができ
る。この場合、上記遅延時間は数nsの極短い時間であ
るので、遅延回路を構成するインバータ回路等の素子バ
ラツキの影響を実質的に無視できる。この結果、プロセ
スバラツキに実質的に無関係に、センスアンプの動作タ
イミングをメモリセルの選択動作に対応された高精度に
設定できるから、センスアンプの増幅動作による動作の
高速化を図ることができるという効果が得られる。特に
ダミーデコーダの回路構成を、Xデコーダによる選択信
号形成論理に対応させ、さらにはXデコーダ及びダミー
デコーダを共通の動作タイミング信号に同期動作させて
夫々の選択信号を形成させるようにすることにより、セ
ンスアンプの動作タイミングをメモリセルの選択動作に
対応させて高精度に最適化することを容易に得ることが
できる。
選択信号とほゞ同期されたタイミング信号を形成するこ
とができる。この信号を遅延回路により遅延させること
により、メモリセルから相補データ線に読み出される読
み出し信号が所望のレベルにされたとき動作を開始する
センスアンプのタイミング信号を形成することができ
る。この場合、上記遅延時間は数nsの極短い時間であ
るので、遅延回路を構成するインバータ回路等の素子バ
ラツキの影響を実質的に無視できる。この結果、プロセ
スバラツキに実質的に無関係に、センスアンプの動作タ
イミングをメモリセルの選択動作に対応された高精度に
設定できるから、センスアンプの増幅動作による動作の
高速化を図ることができるという効果が得られる。特に
ダミーデコーダの回路構成を、Xデコーダによる選択信
号形成論理に対応させ、さらにはXデコーダ及びダミー
デコーダを共通の動作タイミング信号に同期動作させて
夫々の選択信号を形成させるようにすることにより、セ
ンスアンプの動作タイミングをメモリセルの選択動作に
対応させて高精度に最適化することを容易に得ることが
できる。
(2)ワード線とセンスアンプの動作タイミング信号線を
同じ配線材料により構成することにより、アドレスデコ
ーダ側から遠く離れた位置に配置されたメモリセルの選
択タイミングと、それに対応されたセンスアンプの動作
タイミングとの差も一定にできるから、プロセスバラツ
キに影響されることなく、高速動作化を実現できるとい
う効果が得られる。
同じ配線材料により構成することにより、アドレスデコ
ーダ側から遠く離れた位置に配置されたメモリセルの選
択タイミングと、それに対応されたセンスアンプの動作
タイミングとの差も一定にできるから、プロセスバラツ
キに影響されることなく、高速動作化を実現できるとい
う効果が得られる。
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、この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を種々変更可
能であることはいうまでもない。例えば、スタテイック
型RAMとしてのメモリセルは、PチャンネルMOSF
ETとNチャンネルMOSFETとを組合せて構成され
たスタテイック型フリップフロツプ回路を用いるもので
あってもよい。また、Xデコーダ回路は、ノアゲート回
路により構成されてもよい。これに応じてダミーゲート
もノアゲート回路から構成される。さらに、デコーダ回
路を複数段からなるゲート回路により分割して構成する
ものであってもよい。この場合、ダミーデコーダ回路も
類似の複数段回路により構成される。また、ダミーデコ
ーダ回路には、アドレス信号を供給して構成してもよ
い。例えば、第2図に示した回路において、直列形態の
駆動MOSFETをそれぞれ並列形態の一対のMOSF
ETにより構成し、非反転のアドレス信号a0〜amと
反転のアドレス信号0〜mとをそれぞれ供給する構
成としてもよい。この場合には、タイミング信号φを省
略することができる。センスアンプの具体的回路構成
は、種々変形できるものである。
体的に説明したが、この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を種々変更可
能であることはいうまでもない。例えば、スタテイック
型RAMとしてのメモリセルは、PチャンネルMOSF
ETとNチャンネルMOSFETとを組合せて構成され
たスタテイック型フリップフロツプ回路を用いるもので
あってもよい。また、Xデコーダ回路は、ノアゲート回
路により構成されてもよい。これに応じてダミーゲート
もノアゲート回路から構成される。さらに、デコーダ回
路を複数段からなるゲート回路により分割して構成する
ものであってもよい。この場合、ダミーデコーダ回路も
類似の複数段回路により構成される。また、ダミーデコ
ーダ回路には、アドレス信号を供給して構成してもよ
い。例えば、第2図に示した回路において、直列形態の
駆動MOSFETをそれぞれ並列形態の一対のMOSF
ETにより構成し、非反転のアドレス信号a0〜amと
反転のアドレス信号0〜mとをそれぞれ供給する構
成としてもよい。この場合には、タイミング信号φを省
略することができる。センスアンプの具体的回路構成
は、種々変形できるものである。
この発明は、外部記憶装置としての半導体記憶装置の
他、ゲートアレイ等のディジタル集績回路に内蔵される
RAM、1チップマイクロコンピュータに内蔵されるR
AM等にも同様に利用できるものである。
他、ゲートアレイ等のディジタル集績回路に内蔵される
RAM、1チップマイクロコンピュータに内蔵されるR
AM等にも同様に利用できるものである。
第1図は、この発明の一実施例を示す回路図、 第2図は、そのXデコーダ回路とダミーデコーダ回路の
一実施例を示す回路図、 第3図は、その動作の一例を説明するための波形図であ
る。 M−ARY‥メモリアレイ、XDCR‥Xデコーダ、M
C‥メモリセル、YSW‥Y選択回路、DOB‥データ
出力バッファ、DIB‥データ入力バッファ。
一実施例を示す回路図、 第3図は、その動作の一例を説明するための波形図であ
る。 M−ARY‥メモリアレイ、XDCR‥Xデコーダ、M
C‥メモリセル、YSW‥Y選択回路、DOB‥データ
出力バッファ、DIB‥データ入力バッファ。
Claims (4)
- 【請求項1】伝送ゲートMOSFETの選択端子がワー
ド線に結合されると共に、当該伝送ゲートMOSFET
のデータ入出力端子が相補データ線に結合されてマトリ
クス配置された複数個のメモリセルと、 第1のタイミング信号に同期してアドレス信号をデコー
ドすることによりワード線に選択信号を出力する単位回
路がワード線の一端に一対一対応で結合されたXデコー
ダと、 上記夫々の相補データ線に設けられ、夫々は一つのメモ
リセルにおける伝送ゲートMOSFETの入力ゲート容
量に等しい入力ゲート容量を持つパワースイッチMOS
FETを備え、当該パワースイッチMOSFETのオン
動作に同期して相補データ線間の電位差を増幅するセン
スアンプと、 上記Xデコーダの単位回路と同等の回路素子を含み、上
記第1のタイミング信号の変化に同期して活性化レベル
に変化される第2のタイミング信号を形成するダミーゲ
ート回路と、 上記ダミーゲート回路の出力を受け、ワード線選択動作
によって相補データ線に現れる電位差がセンスアンプの
増幅動作上望ましい所定のレベルにされるまでの所定時
間だけ上記第2のタイミング信号を遅延させる遅延回路
と、 上記遅延回路の出力に一端が結合され、上記夫々のセン
スアンプのパワースイッチMOSFETのゲートが順次
直列的に結合されると共に、上記ワード線と実質的に等
しい分布抵抗を有するセンスアンプ制御線と、 を備えて成るものであることを特徴とする半導体記憶回
路。 - 【請求項2】上記ワード線とセンスアンプ制御線とは同
一配線材料にて形成されたものであることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の半導体記憶回路。 - 【請求項3】上記メモリセルは、スタティック型メモリ
セルであることを特徴とする特許請求の範囲第1項又は
第2項記載の半導体記憶回路。 - 【請求項4】上記半導体記憶回路は、1チップマイクロ
コンピュータに内蔵されてなるものであることを特徴と
する特許請求の範囲第1項乃至第3項の何れか1項記載
の半導体記憶回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60161853A JPH069115B2 (ja) | 1985-07-24 | 1985-07-24 | 半導体記憶回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60161853A JPH069115B2 (ja) | 1985-07-24 | 1985-07-24 | 半導体記憶回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6224494A JPS6224494A (ja) | 1987-02-02 |
| JPH069115B2 true JPH069115B2 (ja) | 1994-02-02 |
Family
ID=15743191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60161853A Expired - Lifetime JPH069115B2 (ja) | 1985-07-24 | 1985-07-24 | 半導体記憶回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH069115B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5954093A (ja) * | 1982-09-21 | 1984-03-28 | Toshiba Corp | 半導体記憶装置 |
-
1985
- 1985-07-24 JP JP60161853A patent/JPH069115B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6224494A (ja) | 1987-02-02 |
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