JPH0713848B2 - ダイナミツク型半導体記憶装置 - Google Patents

ダイナミツク型半導体記憶装置

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JPH0713848B2
JPH0713848B2 JP62059501A JP5950187A JPH0713848B2 JP H0713848 B2 JPH0713848 B2 JP H0713848B2 JP 62059501 A JP62059501 A JP 62059501A JP 5950187 A JP5950187 A JP 5950187A JP H0713848 B2 JPH0713848 B2 JP H0713848B2
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、ダイナミック型半導体記憶装置に関し、特
に、ピーク消費電力の低減を図るように改良されたダイ
ナミック型の半導体記憶装置に関する。
[従来の技術] 従来、ダイナミック型半導体記憶装置では、アクティブ
サイクル内での消費電流が平均化しておらず、1サイク
ル内で数箇所の鋭いピークを呈する。この様子を第5図
〜第7図に示す従来例に従って述べる。
第5図は、従来のダイナミック型半導体記憶装置として
のダイナミック型MOS・RAM(1Mビット)の構成を示すブ
ロック図である。図において、メモリセルアレイMAは、
たとえば4つのブロック#1〜#4に分割されており、
各ブロックはコラムデコーダCDを備えている。これらブ
ロックに共通してロウデコーダRDが設けられている。メ
モリセルアレイMAにおける各ブロックのアクセスは、外
部から時分割で入力されるアドレス信号A0〜A9(ロウア
ドレスRA0〜RA9と、コラムアドレスCA0〜CA9とを含む)
によって行なわれる。このアドレス信号A0〜A9は一旦ア
ドレスバッファABに蓄えられた後にロウデコーダRD、コ
ラムデコーダCDに与えられる。なお、ロウアドレスRA9
は他のアドレス信号とは分離されて各ブロックに与えら
れる。
このロウアドレスRA9によってデータの読出または書込
を行なうべき2つのブロックが選択される。たとえば、
RA9=0の場合は、#1と#3のブロックが選択され、R
A9=1の場合は#2と#4のブロックが選択される。
RA9以外のロウアドレス信号RA0〜RA8はロウデコーダRD
に与えられるが、これによって各ブロックにおけるいず
れかのワード線が選択される。したがって、ロウアドレ
ス信号RA9によって選択されたブロックであるか否かに
かかわらず、外部からアドレス信号A0〜A9が入力されれ
ば、各ブロックのいずれかのワード線が選択状態にな
り、立ち上がる。
すなわち、ブロック#1,#2,#3,#4の中でそれぞれ対
応のワード線が1本ずつ立ち上がる。これは、たとえデ
ータの読出または書込が行なわれないブロックであって
も、各ワード線につながるメモリセルをリフレッシュす
るためである。
▲▼バッファRBは、外部から入力されるロウアド
レスストローブ信号▲▼に基づいて、各種の制御
信号WL,φs,▲▼を出力し、メモリセルアレイMAに
与える。▲▼バッファCBは、外部から入力される
コラムアドレスストローブ信号▲▼に基づいて、
データの入出力を制御するための信号をデータ入力バッ
ファDIBおよびデータ出力バッファDOBに与える。これら
データ入力バッファDIBおよびデータ出力バッファDOB
は、データ線対I/O,▲▼を介して各ブロック#1
〜#4と接続されている。
ここで、データ入力バッファDIBは外部から入力される
デーDinを一時的に記憶するものであり、データ出力バ
ッファDOBはメモリセルアレイMAから読出されたデータ
を一時的に記憶し、出力データDoutとして外部に出力す
るものである。▲▼バッファWBは、外部から入力さ
れるライトイネーブル信号▲▼に基づいて、データ
入力バッファDIBとデータ出力バッファDOBにおける読出
モードと書込モードとの制御を行なうものである。
第6図は、第5図に示すブロック#1〜#4のいずれか
1つの構成を示した図である。
図において、複数本のワード線1と複数組のビット線対
BL,▲▼(第6図では1組だけを示している)が直
交して設けられている。各ワード線1とビット線BLおよ
び▲▼との各交点には、たとえば1つのMOSFETと1
つのキャパシタとから構成されるメモリセルMCが配置さ
れている。各ワード線1はワード線駆動回路2に接続さ
れている。このワード線駆動回路2は、第5図に示す▲
▼バッファRBからワード線駆動信号WLが与えられ
たとき、そのときロウデコーダRDで選択されているワー
ド線1の電位を上げるためのものである。
各ビット線対BL,▲▼には、2個のPチャネルMOSFE
Tで構成されるリストア回路RSと、2個のNチャネルMOS
FETで構成されるセンスアンプSAとが設けられている。
各ビット線対におけるリストア回路RSは共通接続される
とともに、PチャネルMOSFET3を介して電源Vccと接続さ
れている。このPチャネルMOSFET3のゲート電極には、
▲▼バッファRBからのリストア回路駆動信号▲
▼が与えられる。これら各ビット線対におけるリスト
ア回路RSとPチャネルMOSFET3とによって、リストア系
が構成されている。
また、各ビット線対におけるセンスアンプSAは共通接続
されるとともに、NチャネルMOSFET4を介して接地に接
続されている。
NチャネルMOSFET4のゲート電極には、▲▼バッ
ファRBからのセンスアンプ駆動信号φsが与えられる。
これら各ビット線対におけるセンスアンプSAとNチャネ
ルMOSFET4とによってセンスアンプ系が構成されてい
る。
また、各ビット線対における一方のビット線BLは、Nチ
ャネルMOSFET5を介してデータ線I/Oと接続され、他方の
ビット線▲▼はNチャネルMOSFET6を介してデータ
線▲▼と接続されている。これらNチャネルMOSF
ET5および6の各ゲート電極には、コラムデコーダCDの
対応のデコード出力が与えられる。
さらに、ビット線BL,▲▼は、それぞれ、Nチャネ
ルMOSFET7,8を介してビット線プリチャージ線9に接続
されている。このビット線プリチャージ線9には、電源
電圧Vccの1/2の電圧VSLが印加されている。MOSFET7およ
び8の各ゲート端子には、プリチャージクロックφEQ
与えられる。また、このプリチャージクロックφEQは、
ビット線BL,▲▼の間に挿入されたNチャネルMOSFE
T10のゲート端子にも与えられる。
第7図は、第5図および第6図に示す従来回路の動作を
説明するためのタイミングチャートである。以下、この
第7図を参照して、上記従来回路の1サイクルの動作を
説明する。
まず、ロウアドレスRA0,RA8によって特定されたワード
線1が立ち上がり、メモリセルデータに対応した信号電
圧がビット線対BL,▲▼に現われた後、センスアン
プ駆動信号φsが立ち上がり、センスアンプ系が動作す
る。これにより、ビット線対BL,▲▼のうち、電位
の低い側が接地電位になる。
この後、リストア回路駆動信号▲▼が立ち下がり、
リストア系が動作し、ビット線対BL,▲▼のうち電
位の高い側が、電源電位Vccにまでプルアップされる。
この後、コラムアドレスストローブ信号▲▼の立
ち下がり時にラッチされたコラムアドレスCA0〜CA9に従
ってコラムデコーダCDが動作し、これにより選択された
ビット線対BL,▲▼がデータ線対I/O,▲▼と
接続され、データの入出力が行なわれる。
1サイクルが終了し、ロウアドレスストローブ信号▲
▼が立ち上がると、選択ワード線が立ち下がるとと
もに、プリチャージ信号φEQによってMOSFET7,8,10がオ
ンされ、各ビット線BL,▲▼は電圧VBLにプリチャー
ジされる。
このような1サイクルの動作時に、電源からの消費電流
Iccを考察する。第7図に示すごとく、消費電流Iccは5
つのピークP1〜P5を有するが、これら5つのピークP1〜
P5は、それぞれ、 P1:▲▼系クロック発生時の消費電流 P2:センス動作のクロック発生時およびリストア動作時
のビット線充電電流 P3:▲▼系クロック発生時の消費電流 P4:▲▼系クロック発生時の消費電流 P5:▲▼系クロック発生時の消費電流 が主なものである。
特に、最近のように、周辺回路部をCMOSで構成し、ロウ
デコーダRDおよびコラムデコーダCDをスタティック回路
で構成し、かつビット線をVccの電位にプリチャージす
る方式では、ピークP2が、他のピークに比べて非常に大
きく、これが電源系に対する負担となっている。
[発明が解決しようとする問題点] 従来の半導体記憶装置は、以上のように構成されている
ので、プルアップ動作(リストア動作)時に生じる消費
電流のピーク値が大きく、電源系に対する負担が大きく
なっているという問題点があった。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、消費電流のピークを低減することができる
ダイナミック型半導体記憶装置を提供することを目的と
する。
[問題点を解決するための手段] この発明に係るダイナミック型半導体記憶装置は、分割
された複数のブロックのうち、アドレス信号により選択
されたブロックに対しては、リストア動作をセンス動作
後これに続いて行ない、非選択ブロックに対しては、リ
ストア動作を信号▲▼の立ち上がり時(外部信号
がアクティブ状態からスタンドバイ状態に移行すると
き)に、これをトリガとして行なうことにより、両者の
リストア動作のタイミングをずらし、消費電流ピークを
低減させるようにしたものである。
[作用] この発明におけるリストア動作軌道信号は、2系統に分
かれており、一方は、センス動作後これをトリガとして
発生し、もう一方は、信号▲▼の立ち上がり時に
これをトリガとして発生する。
[発明の実施例] 第1図は、この発明の一実施例によるダイナミック型半
導体記憶装置の概略構成を示すブロック図である。第2
図は、第1図に示すメモリセルアレイMAにおいて、分割
されたブロックのいずれかを示す回路図である。第1図
および第2図においては、先に説明した第5図および第
6図の従来回路と対応する部分には、同一符号が付され
ている。
第1図および第2図に示す実施例は、リストア回路駆動
信号が、 の2系統に分かれており、この2系統に分かれた信号の
それぞれが、ロウアドレスRA9=“0"により選択される
ブロック#1,#3と、ロウアドレスRA9=“1"により選
択されるブロック#2,#4に入力されている点が特徴で
ある。
次に、上記2系統に分けられたリストア回路駆動信号 の発生回路を、第3図に示す。
第3図を参照して、リストア回路駆動信号 は、信号φs、RA9、▲▼および▲▼に基
づいて発生されている。より詳しく言えば、φsがイン
バータ31で反転されたものと、▲▼がインバータ
32で反転されたものとがノアゲート33に与えられ、φs
がインバータ31で反転された信号とRA9がインバータ34
で反転されたものとがノアゲート35に与えられる。一
方、▲▼とそれを3つのインバータ36,37,38で時
刻τだけ遅延させた反転信号とがナンドゲート39に与え
られて、ナンドゲート39の出力はインバータ40で反転さ
れて信号φとなる。
ノアゲート33の出力およびノアゲート35の出力は、それ
ぞれ、ノアゲート41および42で信号φと論理差がとられ
て、その出力が、それぞれ、リストア回路駆動信号 となる。
第4図は、第1図ないし第3図に示す回路の動作を説明
するためのタイミングチャードある。以下、この第4図
を参照して、この発明の一実施例の回路1サイクルの動
作を説明する。
なお、第4図において、実線は外部から入力されるロウ
アドレスext RA9=“0"の場合、破線は、ext RA9=“1"
の場合を示している。
外部から入力されるロウアドレスストローブ信号▲
▼の立ち下がり後、センス信号φsが立ち上がってセ
ンス動作が行なわれるまでの動作は、先に説明した従来
回路同様であるので、その説明については省略する。
次に、たとえば、外部入力ロウアドレスext RA9=“0"
の場合(第4図の実線の場合)、センス動作後に、選択
ブロック#1,#3については、リストア回路駆動信号 が立ち下がることによりリストア動作が行なわれ、“H"
レベル側のビット線がVcc電位までプルアップされる。
一方、非選択ブロック#2,#4については、センス動作
により、“L"レベル側のビット線が接地電位にプルダウ
ンされた状態で待機する。
次に、ロウアドレスストローブ信号▲▼が立ち上
がって、外部状態がアクティブ状態からスタンドバイ状
態に移行するときに、この信号▲▼立ち上がりを
トリガとして、リストア回路駆動信号 が立ち下がり、非選択ブロック#2,#4に対してリスト
ア動作が行なわれ、リストア動作に必要な時間τを経過
した後に、内部スタンドバイ状態に移行する。
外部入力ロウアドレスext RA9=“1"の場合(第4図の
破線の場合)は、上述とは逆に、選択ブロック#2,#4
に対してリストア動作がセンス後に行なわれ、非選択ブ
ロック#1,#3に対しては、ロウアドレスストローブ信
号▲▼立ち上がり後にリストア動作が行なわれる
ように、リストア回路駆動信号 の波形が、上述の場合とは逆になる。
このように、ロウアドレスRA9=“0"に対応するブロッ
クとRA9=“1"に対応するブロックとを、所定の時間差
を持たせて動作させることにより、消費電流のピークを
生ずる原因となる回路動作を、内部でずらせて行なうこ
とができ、その結果、第4図中にIccとして示したよう
に、消費電流のピーク値を低減することができる。
なお、たとえばロウアドレスRA9=“0"のとき、RA9=
“1"に対応するブロック#2および#4は、前述のよう
に、リフレッシュ動作のみを行ない、外部とのデータ入
出力は行なわないので、リストア動作をセンス動作後に
行なわないことにより、このブロックの動作が遅れて
も、アクセスタイム,データ書込タイミング等を損うこ
とはない。
なお、この発明は、上記に例示したメモリセルアレイブ
ロックの構成に限らず、一般に、ロウアドレスにより選
択され動作するブロックと非選択状態でリフレッシュ動
作のみを行なうブロックとが共存する構成のすべてに適
用することが可能である。
[発明の効果] 以上のように、この発明によれば、メモリ動作に何ら支
障をきたすことなく、極めて効果的に消費電流のピーク
値を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の一実施例によるダイナミック型半
導体記憶装置の概略構成を示すブロック図である。第2
図は、第1図に示すブロック#1〜#4のいずれかの回
路構成を示す図である。第3図は、時間差を有した2つ
のリストア回路駆動信号を発生するための回路構成の一
例を示した図である。第4図は、第1図〜第3図に示す
実施例の動作を説明するためのタイミングチャートであ
る。第5図は、従来のダイナミック型半導体記憶装置の
概略構成を示すブロック図である。第6図は、第5図に
示すブロック#1〜#4のいずれかの構成を示す回路図
である。第7図は、第5図および第6図に示す従来例の
動作を説明するためのタイミングチャートである。 図において、MAは4つのブロック#1〜#4に分割され
たメモリセルアレイ、CDはコラムデコーダ、RDはロウデ
コーダ、ABはアドレスバッファ、RBは▲▼バッフ
ァ、CBは▲▼バッファ、WBは▲▼バッファ、
DIBはDinバッファ、DOBはDoutバッファ、1はワード
線、BL,▲▼はビット線対、MCはメモリセル、RSは
リストア回路、SAはセンスアンプを示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数のワード線、複数のビット線およびこ
    れらの交点に位置する複数のメモリセルからなるメモリ
    セルアレイを有し、当該メモリセルアレイは、複数のブ
    ロックに分割されており、アドレス信号によって選択さ
    れたブロックにのみメモリセルへのデータの入出力を行
    ない、非選択ブロックでは、メモリセルのリフレッシュ
    動作を行なうようなダイナミック型半導体記憶装置にお
    いて、 前記選択されたブロックに対しては、ビット線のプルア
    ップ動作をセンス動作と同時またはセンス動作後一定時
    間遅れて行ない、前記非選択ブロックに対しては、ビッ
    ト線のプルアップ動作をスタンドバイ状態が始まるとき
    に外部▲▼信号をトリガとして行なうようにした
    ことを特徴とする、ダイナミック型半導体記憶装置。
JP62059501A 1987-03-13 1987-03-13 ダイナミツク型半導体記憶装置 Expired - Fee Related JPH0713848B2 (ja)

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