JPH0765578A - 半導体記憶装置 - Google Patents
半導体記憶装置Info
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Abstract
ードバス対のプリチャージ、プルダウン時の充放電電流
を削減し、電源線、GND線のノイズ軽減を目的とす
る。 【構成】リードバス対の差電位を増幅するデータアンプ
の活性化と、リードバス対のプリチャージを制御する、
10プリチャージ制御回路で、入力ENBLと入力PD
LがHighレベル、入力DEBと入力YRDがLow
レベルの時、入力Y0NがHighレベルであれば、出
力DEaがHighレベルとなりデータアンプが活性化
し、出力PROaがLowレベルとなりリードバス体の
プリチャージが解除され、また、入力Y0NがLowレ
ベルの時は、出力DEaがLowレベルでデータアンプ
は非活性で、出力PROaはHighレベルで、リード
バス対はプリチャージ状態となる。
Description
し、特にメモリセルのデータを読み出す経路のプリチャ
ージ制御回路に関する。
体記憶装置の高速化の要望が強くなっている。
CLK信号に同期して、動作するシンクロナスDRAM
が提案されている。
来のメモリセルを読み出す経路は、図4に示すように、
外部からの入力信号CLK,RAS,CAS,WEと、
外部アドレス信号A11を入力する、コマンドデコーダ
1と、1の出力信号ENBLと、複数の外部アドレス信
号Ai(i=0,1,2…)を入力し、複数の内部アド
レス信号IAi(i=0,1,2…)を出力する、バー
ストカウンタ3と、内部アドレス信号IAiをデコード
し、複数のカラム選択線YSW1,YSW2等を出力す
るカラムデコーダ4と、複数の外部アドレス信号Aiと
1の出力信号ACTIVEを入力し複数のワード線と、
複数のプレート選択信号PDLjR/L(i=a,b
…)を出力するロウデコーダ5と、それぞれ4本のビッ
ト線BLに接続し2組のリードバス対ROTj,RON
j(j=a,b,c,d…)に接続し、プレート選択信
号PDLjR,PDLjL(j=a,b…)を入力し、
さらに、カラム選択線YSWn(n=1,2…)を入力
する複数のシェアド型センスアンプ8と、外部入力信号
CLKと、1の出力信号ENBLを入力し、信号DEB
と、信号YRDを出力する、パルス発生回路2と、プレ
ート選択信号PDLjRとPDLjLとのOR論理をと
る複数の論理ゲートG1j(j=a,b…)と、G1j
の出力PDLjと、2の出力信号DEB,YRDと、4
の出力Y0T又は、Y0Nを入力し、第1データアンプ
イネーブル信号DEj(j=a,b…)と、リードバス
プリチャージ信号PROj(j=a,b…)を出力す
る、複数のプリチャージ制御回路10と、10の出力D
Ej,PROjとリードバス対ROTj,RONjを入
力し、リードライトバス対RWBSnT,RWBSnN
(n=0,1…)に接続した。複数の第1データアンプ
9と、リードライトバス対RWBSnT,RWBSnN
と2の出力信号YRDを入力し、データ信号OUTn
(n=0,1…)を出力する、複数の第2データアンプ
11と、11の出力信号OUTnを入力し、データ出力
バットDQn(n=0,1…)をドライブする、複数の
データアウトバッファ12とで構成されている。また、
10プリチャージ制御回路の1つは、図5に示すよう
に、入力YRDを受けるインバータI3と、入力PDL
aとY0Nを受けるNANDゲートNA3と、インバー
タIV3の出力とNANDゲートNA3の出力を受け、
リードバスプリチャージ信号PROaをドライブするN
ORゲートNO3と、NANDゲートNA3の出力と入
力信号DEBとを受け、第1データアンプイネーブル信
号DEaをドライブするNORゲートNO4とで構成さ
れている。
説明する。サイクルC1での外部入力CLK立ち上がり
時に、外部入力RAS,CASWE等の組み合わせを、
アクティブカマンド入力状態とすると、信号ACTIV
Eが活性化状態となり、この時の外部アドレスに従って
ロウデコーダ5により、ワード線WLが選択され、この
ワード線WLを含むメモリセルプレートのプレート選択
信号PDLjR,PDLjLがHighレベルとなる。
外部入力CLK立ち上がり時に、外部入力RAS,CA
S,WE等の組み合わせをリードコマンド入力状態とす
ると、信号ENBLが活性化し、Highレベルなり、
この時の外部アドレスと等しい内部アドレス信号IAj
を発生する。さらに、この内部アドレス信号IAjに従
って、カラム選択線YSWnが選択され、また、内部A
0アドレス信号IA0の状態によってY0TまたはY0
Nのいずれかが活性化し、Highレベルとなる。
号ENBLのHighを受け、1ショットLowパルス
となり、Lowレベルであった信号YRDは、同じく信
号ENBLのHighを受け、1ショットHighパル
スとなる。
Sレイテンシを1とし、Y=0のカラムアドレスを外部
より入力した場合で説明する。
ムアドレスY=0は、そのまま内部アドレスとなり、内
部アドレスもY=0。
ンタにより、内部アドレスはインクリメントされ、Y=
1、同様に、サイクルC4では、Y=2,サイクルC5
ではY=3となる。
ghでかつ内部アドレス信号IA0がLowレベルなら
High信号ENBLがLowかまたは、信号IA0H
ighレベルならLowとなり、信号Y0Tは、信号E
NBLがHighでかつ内部アドレス信号IA0がHi
ghレベルならHigh、信号ENBLがLowかまた
は信号IA0がLowならばLowとなるので、サイク
ルC2,C4では、信号Y0NがHighレベルで信号
Y0TがLowレベル、サイクルC3,C5では、Y0
NがLowレベルで信号Y0TがHighレベル、その
他のサイクルでは、Y0T,Y0NともにLowレベル
となる。
く、内部アドレス信号IAjをデコードして選択され
る。よって、サイクルC2で選択されたカラムスイッチ
YSW1は、サイクルC3の間まで選択状態で、サイク
ルC4,C5では、変わってYSW2が選択となる。
C6では、信号ENBLがLowレベルと非活性とな
り、全てのカラム選択線、及び信号Y0T,Y0NがL
owレベルとなる。そして、プリチャージコマンドによ
り、ワード線WLは非活性となり、メモリセルはプリチ
ャージされる。
ighレベルの間、サイクルC2,C3,C4,C5に
て1ショットパルス信号となる。
ードバスプリチャージ信号PROaは、信号ENBLと
信号Y0NがともにHighレベルである。サイクルC
2とC4にて、1ショットHighパルス信号となる。
YRDとは、2パレス信号発生回路において、発生タイ
ミングを制御され時間的に信号YRDのLowからHi
gh、信号DEBのHighからLow、信号YRDの
HighからLow、信号DEBのLowからHigh
の順となるようになっている。
第1データアンプ活性化信号DEj、リードバスプリチ
ャージ信号、PROjのタイミングは図に示す通りとな
る。
ighレベルとなると、この間に、GNDレベルであっ
た、レベルに、バランスプリチャージされ、第1データ
アンプ活性化信号DEjがHighレベルとなり第1デ
ータアンプが活性化し、かつリードバスプリンチャージ
信号PROjがLowレベルとなり、リードバス対RO
T/Njのバランスプリチャージが解除されると、活性
化した、カラム選択線と接続するシェアード型センスア
ンプのデータがリードバス対ROT/Njに伝わり、か
つ増幅される。その後、第1データアンプ活性化信号D
EjがLowレベルとなると、第1データアンプは非活
性となり、リードバス対ROT/Njに伝え、この差電
位を、更に、第2データアンプで増幅し、データアウト
バッファでドライブして、DQnパットにデータを出力
する。
出し時以外GNDレベルとしているが、これは、ROT
/Njは、シェアード型センスアンプ内で、ゲートをビ
ット線BLとするNチャネル型トランジスタと、ゲート
をカラム選択線YSWnとするNチャネル型トランジス
タを介して、GNDにつながっているために、リードバ
スROT/NjとGND間でのDC電流パスが存在する
からである。
4991(内部同期型スタティックRAM)にデータ読
み出し経路の一部のプリチャージを一定期間断続して行
う方法が示されている。
ダウンした後も一定期間プリチャージを続行する構成と
することにより、ビット線の電位が低下しすぎるのを防
止しようとするもので、プリチャージをイネーブルとす
る1ショットパルスと、プルダウンを用パルスがディセ
ーブルになった後、一定期間後にディセープルとなる。
ディセーブル後、電位が降下するDCパスが存在しない
ため、一定期間プリチャージを行えば、その後、ビット
線はプリチャージ状態となっている。
回路では、リードバスを1サイクル毎に、プリチャー
ジ,増幅、ディセーブルと行っているので、リードバス
の充放電電流を大きく消費し、また、特に、サイクルタ
イムが短縮されていくと、リードバスの充放電電流が、
電源線GND線のノイズ源となる問題があった。
る。プリチャージを一定期間継続して行う方法は、プリ
チャージディセーブル後も、DC的にプリチャージ状態
にあるビット線等にのみ適用可能であるため、センスア
ンプ内で、GND線に対してDC電流パスを持つリード
バスには、適用できない。
は、複数のメモリセルと、これらのメモリセルに接続す
る複数のビット線対及びワード線と、該ビット線対の差
電位を増幅する複数のセンスアンプと、該センスアンプ
のデータを伝達する、複数のリードバス対と、該リード
バス対の差電位を増幅する複数のデータアンプと、外部
クロックに同期して内部デカラムアドレスを発生させる
バーストカウンタとを少なくとも備え、バースト期間中
に使用される可能性のある複数の前記リードバス対を、
プリチャージし、バースト終了までの間、差電位を増幅
している時を除いて、プリチャージ状態とするようにな
っており、さらに、前記複数のデータアンプで、バース
ト期間中に使用される可能性があるもののうちから少な
くとも1つを活性化するためのデータアンプ活性化信号
を、前記データアンプに入力し、バースト期間中に使用
される可能性がありながら、該データアンプ活性化信号
により、非活性とされながら、該データアンプに接続し
たリードバス対を、プリチャージ状態としてもよく、さ
らに、前記データアンプ活性化信号は、内部で発生した
カラムアドレス信号のレベルによって、第1のレベルま
たは、第2のレベルとなるようにしてもよい。
る。
ある。
は、図4に示す、従来技術の構成と同じである。
力PDLa、入力Y0Nを受けるNANDゲートNAN
DゲートNA1の出力と、入力DEBを受け、第1デー
タアンプイネーブル信号DEaを出力する、NORゲー
トNO1と、NANDゲートNA1の出力と、入力DE
Bと、入力YRDとのOR論理結果と、入力PDLaと
入力ENBLとのENBLとのNAND論理である複合
ゲートFG1と、複合ゲートFG1の出力を受け、リー
ドバスプリチャージ信号PROaを出力するインバータ
IV1とで構成されている。
説明する。
WEと、外部アドレスは、図6に示す従来技術と同様な
入力で、したがって、内部アドレス、及び信号PDL,
ENBL,Y0T,Y0N,カラムスイッチ,DEB,
YRDも同様な動きをする。
データアンプ活性化信号DEは、図5の従来技術と同様
である。
DLa,入力ENBLがともに、Highレベルの期間
は、入力DEBがLowレベルで、入力YRDがLow
レベルで、出力DEaがHighレベルの時を除いて、
Highレベルとなり、リードバス対ROT/Naをプ
リチャージする。
は、信号DEaがHighレベルとなり、その後、信号
YRDがLowとなり、プリチャージがディセーブルに
なった間で、その後、信号DEがLowレベルとなり、
第1データアンプがディセーブルになると、リードバス
対ROT/Naは、プリチャージ状態になる。入力Y0
NがLowレベルである時は、入力DEB,YRDがと
もにLowレベルとなっても、NANDゲートNA1の
出力がHighレベルであるので、出力PROはHig
hレベルのままで、リードバス対は、プリチャージ状態
のまま保たれる。
バースト期間中のみHighとなる信号ENBLと、プ
レート選択信号PDLjとで、そのバースト期間中にア
クセスされる可能性のあるリードバスのみをプリチャー
ジしている。
センスアンプ内でのDC電流削減のため必要最小限のリ
ードバスのみをプリチャージしつつ、バースト期間中の
リードバスの充放電電流を極力おさえている。
ND線へシェアードセンスアンプ内で消費するDC電流
を、Id、1本のリードバスの1回の充放電電流をIj
とし、バースト中Nの時に、リードバスが消費する電流
iは、バースト中にアクセスされる可能性のあるリード
バスをM本と考えて、 i=(Id×N+Ij)×M となる。
を考えると、 i’=(Id×N+Ij×N)×M/2 となり、本実施例と、従来技術との差i’−iは、,
式より i’−i=(Id×N+Ij×N)×M/2−(Id×N+Ij)×M =Ij・M(N/2−1)−1/2Id・N・M となる。
クルタイムに比例して小さくなるが、Ijは、サイクル
タイムには依存せず一定、よってシンクロナスDRAM
等、サイクルタイムが短縮されてゆくと、リードバスの
充放電電流の占める割合が大きくなる。
路10を示す。この実施例の回路は、信号PDLaとE
NBLと、Y0Nを入力するNANDゲートNA2と、
NANDゲートNA2の出力と、信号DEBを入力し、
第1データアンプイネーブル信号DEaを出力するNO
RゲートNO2と、信号DEBとYRDとY0TのOR
論理結果と、入力PDLaと入力ENBLとのNAND
論理である複合ゲートFG2と、複合ゲートFG2の出
力を受け、リードバスプリチャージ信号PROaを出力
するインバータIV2とで構成されている。
ャージ制御回路に入力しても、信号線のゲート負荷量等
で問題がなければ、本実施例のように、NANDゲート
NA2の出力のかわりに、Y0Tを入力しても良い。
り入力したカラムアドレスにより、バースト期間中に、
アクセスされる可能性のある、リードバスを全てイネー
ブルとし、また、バースト期間中でリードバス対を増幅
するデータアンプが非活性の時は、少なくともプリチャ
ージ状態を維持するようにしたので、バースト期間中の
リードバスの充放電電流を削減でき、電源線GND線の
ノイズを低減できるという効果を有する。
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 複数のメモリセルとこれらメモリセルに
接続する複数のビット線対及びワード線と、該ビット線
対の差電位を増幅する複数のセンスアンプと、該センス
アンプのデータを伝達する、複数のリードバス対と、該
リードバス対の差電位を増幅する複数のデータアンプ
と、外部クロックに同期して内部でカラムアドレスを発
生させるバーストカウンタとを少なくとも備え、バース
ト期間中に使用される可能性のある複数の前記リードバ
ス対をプリチャージし、バースト終了までの間、差電位
を増幅している時を除いてプリチャージ状態とすること
を特徴とする、半導体記憶装置。 - 【請求項2】 前記複数のデータアンプで、バースト期
間中に使用される可能性があるもののうちから少なくと
も1つを活性化するためのデータランプ活性化信号を前
記データアンプに入力し、バースト期間中に使用される
可能性がありながら、該データアンプ活性化信号により
非活性とされているデータアンプに接続したリードバス
対をプリチャージ状態とすることを特徴とする請求項1
記載の半導体記憶装置。 - 【請求項3】 前記データアンプ活性化信号は内部で発
生したカラムアドレス信号のレベルによって、第1のレ
ベルまたは、第2のレベルとなることを特徴とする、請
求項1または2記載の半導体記憶装置。
Priority Applications (5)
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