JPH0713849B2 - ダイナミツク形半導体記憶装置 - Google Patents

ダイナミツク形半導体記憶装置

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JPH0713849B2
JPH0713849B2 JP62069404A JP6940487A JPH0713849B2 JP H0713849 B2 JPH0713849 B2 JP H0713849B2 JP 62069404 A JP62069404 A JP 62069404A JP 6940487 A JP6940487 A JP 6940487A JP H0713849 B2 JPH0713849 B2 JP H0713849B2
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Description

【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形半導体記憶装置に関するもの
である。
〔従来の技術〕
第7図は従来のダイナミック形半導体記憶装置を示す。
図において、MC0、MC1はメモリセルで、1個のMOSトラ
ンジスタと、1個のコンデンサにより構成され、前記メ
モリセルCM0にはビット線BLとワード線WL0が、前記メモ
リセルMC1にはビット線▲▼とワード線WL1が接続さ
れている。Q1、Q′はトランスファゲートで、それぞ
れのゲートにコラムデコーダCDが接続され、トランスフ
ァゲートQ1にはビット線BLとデータ入出力線I/Oが、前
記トランスファゲートQ′にはビット線▲▼とデ
ータ入出力線▲▼が接続されている。DC0、DC1
ダミーセルで、前記ダミーセルDC0にはダミーワード線D
WL0が、前記ダーミセルDC1にはダミーワード線DWL1が接
続されている。SAはセンスアンプで、前記ビット線BL,
▲▼、センスアンプ活性化信号線 が接続されている(第8図参照)。
第9図に示すように各ビット線は、セルプレートかある
いは基板を介して、接地電位(固定電位)に対して容量
C1を、対をなすビット線の間は容量C2を、隣り合うビッ
ト線対の間は容量C3を有する。
メモリセルMC0,MC1には、ハイレベル(H)のときCSVCC
(VCC書き込み)の電荷が蓄積され、ローレベル(L)
のとき0(0V書き込み)、すなわち、電荷が蓄積されな
い。また、ダミーセルDC0、DC1にはCSVCC/2(例えば、C
Sの容量にVCC/2書き込み)の電荷が蓄積されるものとす
る。
つぎに、動作を説明する。
第9図において、例えば、ビット線BL1に接続されるメ
モリが選択され、かつ、ビット線 にダミーセルが接続された場合、ビット線のプリチャー
ジレベルをVCC/2とすると、ビット線BL1の電荷VBL1は、 ただし、+:H読み出し時、−:L読み出し時 他方、ビット線 の電位VBL1は、 ただし、ΔVBL0はビット線 の電位変動量、ΔV▲▼はビット線 の電位変動量、ΔVBL1はビット線BL1の電位変動量、ΔV
BL2はビット線BL2の電位変動量である。
電位VBL1と電位ΔV▲▼の差は、上記式(1),
(2)より、式(3)のようになる。
+:H読み出し時、−:L読み出し時である。
上記式(3)の右辺第1項は、本来の読み出し電位差、
第2項は隣り合うビット線 とビット線BL2の間の容量に起因するノイズ成分であ
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来のダイナミック形半導体記憶装置は、上記のように
構成したから、メモリ素子の高集積化の要請に答えてビ
ット線ピッチを減少させると、ビット線対間容量C3が増
大し、上記式(3)の係数αが減少するとともに、γが
増大し、前記式(3)の第2項が大きくなる。
その結果、読み出し電圧差が減少して動作余裕度が低下
し、誤動作をす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決するためになさ
れたもので、隣接ビット線間の容量に起因する容量結合
雑音を軽減できるダイナミック形半導体記憶装置を得る
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形半導体記憶装置は、 第1のワード線と第2のワード線よりなる複数のワード
線対と、 これらのワード線対と交差する複数本のビット線と、 前記第1のワード線と奇数番目のビット線との交点に配
置するとともに、両線に接続したメモリセルと、前記第
2のワード線と偶数番目のビット線の交点に配置すると
ともに、両線に接続したメモリセルとによりなるメモリ
セル群と、 隣り合う奇数番目のビット線により、また、隣り合う偶
数番目のビット線によりそれぞれビット線対を構成し、
各ビット線対のうち一方のビット線をセンスアンプに接
続し、他方のビット線を同センスアンプから分離する接
離手段とを設けたもである。
〔作用〕
この発明における接離手段は、ビット線対のいずれか一
方をセンスアンプに接続するとともに、他方を同一のセ
ンスアンプから分離し、ビット線を1本おきに非動作状
態(プリチャージ状態)にすることにより、隣り合うビ
ット線の間の容量に起因する容量結合雑音を軽減する。
〔実施例〕
第1図はこの発明の一実施例を示す。このダイナミック
形半導体記憶装置は、ブロック1とブロック2により構
成されている。
図において、第1番目のビット線BL1とビット線BL′
は接続されておらず、また、第2番目のビット線BL2
ビット線BL′2は接続されていない。第3番目のビット
とビット線 はトランスファゲートT1を介して接続され、第4番目の
ビット線 とビット線 はトランスファゲートT′を介して接続されている。
WL0は第1のワード線、WL1は第2のワード線で、両線に
よりワード線対を構成する。
は奇数番目のビット線、 は偶数番目のビット数で、それぞれ前記ワード線対と交
差させてある。C01、C02はメモリセルで、前記第1のワ
ード線WL0と奇数番目のビット線 との交点に配置するとともに、両線に接続してある。C
11、C12はメモリセルで、前記第2のワード線WL1と偶数
番目のビット線BL2かあるいは の交点に配置するとともに、両線に接続してある。前記
メモリセルC01,C02,C11,C12等によりメモリセル群を構
成する。
隣り合う奇数番目のビット線 によりビット線対を構成し、隣り合う偶数番目のビット
によりビット線対を構成する。SA1、SA3はセンスアンプ
で、センスアンプSA1には奇数番目のビット線 により構成されるビット線対が接続され、他方、センス
アンプSA3には偶数番目のビット線 により構成されるビット線対が接続されている。SAGは
接離手段としてのセンスアンプ活性化信号発生回路で、
センスアンプ活性化信号 に基づき、前記奇数番目のビット線 により構成されるビット線対のうち一方のビット線をセ
ンスアンプSA1に接続し、他方のビット線を同センスア
ンプSA1から分離し、他方、センスアンプ活性化信号 に基づき、前記偶数番目のビット線 により構成されるビット線対のうち一方のビット線をセ
ンスアンプSA3に接続し、他方のビット線を同センスア
ンプSA3から分離するものである。T2はトランスファゲ
ートで、トランスファゲート信号φT2に基づき、ビット
と、前記センスアンプSA1とプリチャージ用のトランジ
スタPT1との接続を制御するものである。T′はトラ
ンスファゲートで、トランスファゲート信号φT1に基づ
き、ビット線 と、前記センスアンプSA3とプリチャージ用のトランジ
スタPT2との接続を制御するものである。
なお、第2図(f),(g)の実線はブロック1選択時
を、破線はブロック2選択時を示す。
前記ビット線BL1はセンスアンプSA1とプリチャージ用の
トランジスタPT3に、前記ビット線BL2はセンスアンプSA
3とプリチャージ用のトランジスタPT4に接続されてい
る。
前記ビット線BL1は、センスアンプSA2とプリチャージPT
5用のトランジスタに、前記ビット線BL′はセンスア
ンプSA4とプリチャージ用のトランジスタPT6に接続され
ている。前記ビット線 はトランスファゲートT3を介して前記センスアンプSA2
とプリチャージ用のトランジスタPT7に、前記ビット線 はトランスファゲートT3を介して前記センスアンプSA4
とプリチャージ用のトランジスタPT8に接続されてい
る。
つぎに、第2図に示すタイミングチャートに基づき動作
を説明する。
第2図(a)に外部信号▲▼を、第2図(b)に
プリチャージ信号φPR0PR1を示す。
(1)時刻t1に、ワード線WL0が立ち上がると(第2図
(c)参照)、ビット線 に各々、メモリセルC01、C02が接続され、これらメモリ
セルC01、C02に蓄積された信号電荷が、各々ビット線 上に現われる。
このとき、トランスファゲートT1がON状態であるから、
ビット線 に現われる電位変化ΔVBL1、ΔV▲▼は、ビット線の浮遊容量をCB/2とすると、式(4)、
(5)のようになる。
ただし、+:メモリセルC01のHの読み出し時 −:メモリセルC01のLの読み出し時 ただし、+:メモリセルC02のHの読み出し時 −:メモリセルC01のLの読み出し時 通常、CB/CS=10〜20であるから、上記式(4),
(5)から、メモリC01によってビット線BL1に現われる
信号電位は、メモリセルC02によってビット線 に現れる信号電位のほぼ2倍である。
(2)時刻t2において、第2図(e)に示すように、ト
ランスファゲート信号φT1が立ち下り、トランジスタT1
がOFFになる。
(3)その後、時刻t3で、第2図(d)に示すように、
センスアンプ活性化信号φS0が立ち上り、センスアンプ
活性化信号 が立ち下る。このとき、トランスファゲート信号φ
立ち上がっているので、センスアンプSA1のセンス動作
が開始される。
(4)そして、時刻t4で、第2図(e)〜(g)に示す
ように、トランスファゲート信号φT1が立ち上り、トラ
ンスファゲート信号φT2が立ち下る。このとき、トラン
スファゲート信号φT3は立ち上がっているので(図中、
実線参照)、センスアンプSA2によって検知、増幅され
たメモリセルC02の信号情報がビット線 を通して前記メモリセルC02に再書き込みされる。
第3図に各ビット線に現われる電位を示す。第3図
(a)はメモリセルC01がH、メモリセルC02がLのとき
の、第3図(b)はメモリC01がH、メモリセルC02がH
のときの、第3図(c)はメモリセルC01がL、メモリ
セルC02がLのときの、第3図(d)はメモリセルC01
L、メモリセルC02がHのときの各ビット線に現われる
電位を示す。第3図からメモリセルデータの読み出し、
書き込みが行なわれることがわかる。
最終的に、メモリセルC01のデータはセンスアンプSA1
に、メモリセルC02のデータはセンスアンプSA2にラッチ
される。また、メモリセルC02に対しては、ビット線 を介して元の蓄積データが書き込まれる。従って、 この状態で、外部信号▲▼を再び立ち上げてサ
イクルを終了すると、メモリセルC01、C02に対して、蓄
積データの読み出し、再書き込み動作、すなわち、リフ
レッシュ動作が行なわれることになる。
その後、外部信号▲▼を立ち下げて、コラムア
ドレスによりコラム選択をし、該当するコラムのメモリ
セルC01、C02にデータの入出力を行なう場合にも、通常
と全く同じ動作により、メモリセルC01、C02に対してデ
ータの入出力が可能である。
第4図にコラム選択系の回路図を示す。第7図と同一ま
たは相当部分には同一符号を付してある。
この実施例による効果を以下に述べる。
ビット線1本おきに完全に非活性状態(プリチャージ
状態)に保ちことによるシールド効果により、活性化さ
れるビット線間の容量結合ノイズは、ほぼ完全に除去す
ることができる。
ビット線の充放電電流は、VCC/2プリチャージ方式の
場合、全ビット線の浮遊容量の和をΣCB、サイクル周期
をTCとすると、センス時、全体の1/4のビット線がVCC/2
からVCCにプルアップされるため、 さらに、再書き込み動作時に、最悪の場合でも、全体の
1/8ビット線を接地電位からVCCにプルアップするから、 となり、総計、 である。従って、書き込み動作を行なっても、最大消費
電流は、従来例と同様になる。
この実施例のセンス動作は、第10図に示すフォールデ
ッドビット線方式と全く同様の動作であるため、メモリ
アレイノイズのコモンモード化によるキャンセル効果は
全く損なわれることはない。第10図において、丸印はメ
モリセル、Sはセンスアンプを示す。
なお、上記実施例では、時刻t3とt4との間に充分な時間
を取り、また、ビット線に現れる電位が接地電位から電
源電位(VCC)に確定してから、トランスファゲート信
号φT2が立ち下り、他方、トランスファゲート信号φT1
が立ち上がる場合を説明したが、前記時刻t3とt4との間
の時間を狭くすると、前記式(7)の値は上記実施例よ
り小さくなり、消費電流は従来例に比してほぼ1/2に低
減することができる。
第5図はこの発明の第2の実施例を示す。第1図と同一
または相当部分には同一符号を付してある。この第2の
実施例と上記第1の実施例とが相達するところは、セン
スアンプSA1、SA2を隣り合うビット線対、例えばビット
線BL1、BL2とビット線 により共有し、これら各ビット線対のうちいずれか一方
のビット線を、スイッチS1〜S8により、センスアンプSA
1、SA2に接続するようにした点である。第6図にスイッ
チ信号φ、φを外部信号▲▼、プリチャージ
信号φPR、センスアンプ活性化信号 と関連させて示す。
この第2の実施例は、上記のように構成したから、上記
第1の実施例と本質的に同様の効果を奏することができ
る。
また、この第2の実施例において、センスアンプの数1/
2にするとともに、センスアンプピッチを2倍にするこ
とにより、チップ占有面積を減少させることができる。
また、この発明をダミーセルを有するダイナミック形半
導体記憶装置に適用しても上記実施例と同様の効果を奏
することができる。
〔発明の効果〕 以上のように、この発明によれば、ビット線対のいずれ
か一方をセンスアンプに接続するとともに、他方をセン
スアンプから分離する構成にしたから、容量結合雑音を
軽減することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1の実施例を示す図である。第2図はタイミングチャ
ートで、第2図(a)は外部信号▲▼を示す図、
第2図(b)はプリチャージ信号φPR0、φPR1を示す
図、第2図(c)はワード線WL0、WL1に現れる信号を示
す図、第2図(d)はセンスアンプ活性化信号 を示す図、第2図(e)はトランスファゲート信号φT1
を示す図、第2図(f)はトランスファゲート信号φT2
を示す図、第2図(g)はトランスファゲート信号φT3
を示す図である。第3図はビット線に現れる電圧を示す
図で、第3図(a)はメモリセルC01がH、メモリセルC
02がLのときの、第3図(b)はメモリセルC01がH、
メモリセルC02がHのときの、第3図(c)はメモリセ
ルC01がL、メモリセルC02がLのときの、第3図(d)
はメモリセルC01がL、メモリセルC02がHのときの各ビ
ット線に現われる電位を示す図である。第4図はコラム
選択系の回路図、第5図はこの発明の第2の実施例を示
す図である。第6図はスイッチ信号φ、φと、外部
信号▲▼、プリチャージ信号φPR、センスアンプ
活性化信号 との関係を示す図で、第6図(a)は外部信号▲
▼を示す図、第6図(b)はプリチャージ信号φPRを示
す図、第6図(c)はスイッチ信号φ、φを示す
図、第6図(d)はセンスアンプ活性化信号φを示す
図、第6図(e)はセンスアンプ活性化信号 を示す図である。第7図は従来のダイナミック形半導体
記憶装置を示す図、第8図は第7図に示すセンスアンプ
SAの具体的な回路図、第9図は各ビット線の浮遊容量を
示す図、第10図はフォールデッドビットライン構造を示
す図である。 図において、WL0は第1のワード線、WL1は第2のワード
線、BL1、BL2はビット線、C01、C02、C11、C12はメモリセル、SA1〜S
A4はセンスアンプ、SAGはセンスアンプ活性化信号発生
回路である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1のワード線と第2のワード線よりなる
    複数のワード線対と、 これらのワード線対と交差する複数本のビット線と、 前記第1のワード線と奇数番目のビット線との交点に配
    置するととともに、両線に接続したメモリセルと、前記
    第2のワード線と偶数番目のビット線の交点に配置する
    とともに、両線に接続したメモリセルとによりなるメモ
    リセル群と、 隣り合う奇数番目のビット線により、また、隣り合う偶
    数番目のビット線によりそれぞれビット線対を構成し、
    各ビット線対のうち一方のビット線をセンスアンプに接
    続し、他方のビット線を同センスアンプから分離する接
    離手段と を備えたことを特徴とするダイナミック形半導体記憶装
    置。
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