JPH08315567A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH08315567A
JPH08315567A JP7122439A JP12243995A JPH08315567A JP H08315567 A JPH08315567 A JP H08315567A JP 7122439 A JP7122439 A JP 7122439A JP 12243995 A JP12243995 A JP 12243995A JP H08315567 A JPH08315567 A JP H08315567A
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signal
output
data
column address
address
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Kiyohiro Furuya
清広 古谷
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 低消費電流でかつ高速で動作する半導体記憶
装置を提供する。 【構成】 この半導体記憶装置は、ロウアドレスストロ
ーブ信号ZRASを所定時間遅延する遅延段(201
0)と、このロウアドレスストローブ信号ZRASに従
ってアレイの活性/プリチャージを指定する信号を発生
する第1の信号発生回路(2000)と、遅延段からの
遅延ロウアドレスストローブ信号ZRASとコラムアド
レスストローブ信号ZCASに従って出力段(205
0)を出力ハイインピーダンス状態に設定する信号を発
生する第2の信号発生回路(2020)を含む。コラム
アドレスストローブ信号およびロウアドレスストローブ
信号が同時にそれぞれハイレベルおよびローレベルとさ
れても、コラムアドレスストローブ信号およびロウアド
レスストローブ信号が同時にハイレベルとなることがな
く、出力段のハイインピーダンス状態になるのが防止さ
れ、データ出力を行なうことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体記憶装置に関
し、特に、低消費電力で高速に動作するダイナミック型
半導体記憶装置に関する。より特定的には、前世代の半
導体記憶装置との互換性を有する内部回路を備える高速
かつ低消費電流で動作する半導体記憶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】高速動作する半導体記憶装置の1つに、
たとえば1981IEEEインターナショナル・ソリッ
ド−ステート・サーキッツ・コンファランス(Internat
ionalSolid-State Circuits Conference )予稿集の第
84頁ないし第85頁に記載される、ニブルモードを備
える半導体記憶装置がある。
【0003】図50は、半導体記憶装置のニブルモード
動作を示すタイミング図である。図50においては、ニ
ブルモードでのデータ読出時のタイミングチャートが示
される。以下、図50を参照して、ニブルモード動作に
ついて説明する。
【0004】時刻t1において、ロウアドレスストロー
ブ信号ZRASが活性状態のローレベルとされる。この
ロウアドレスストローブ信号ZRASの遷移に応答し
て、そのときに与えられているアドレス信号Addが、
Xアドレス(行アドレス)信号として取込まれ、このX
アドレスが指定する行のメモリセルが選択状態とされ
る。今、説明を簡単にするために、1行のメモリセルが
選択状態とされ、また1ビット単位でデータが読出され
ると仮定する。また、信号名の前に付される文字「Z」
は、その信号がローレベルのときに活性状態となること
を示す。
【0005】また、クロック信号CLOCKは、半導体
記憶装置が含まれる処理システムの動作タイミングを規
定するシステムクロックであり、メモリコントローラ
は、このクロック信号CLOCKに従って半導体記憶装
置に対する制御信号の状態を変化させる。
【0006】ロウアドレスストローブ信号ZRASをロ
ーレベルの活性状態に維持した状態で、時刻t2におい
て、コラムアドレスストローブ信号ZCASをローレベ
ルの活性状態にする。これにより、そのときのアドレス
信号AddがYアドレス信号(列アドレス信号)として
取込まれ、選択された1行のメモリセルから同時に4列
(4ビット)のメモリセルが選択される。これらの選択
された4ビットのメモリセルのうち、Yアドレスにより
指定されたメモリセルのデータD1がこのクロックサイ
クルにおいて読出される。以降、コラムアドレスストロ
ーブ信号ZCASをハイレベルからローレベルへと時刻
t4,t6およびt8において変化させることにより、
データ出力端子DQから、残りの3ビットのデータD
2,D3およびD4が順次読出される。
【0007】このニブルモードモードにおいては、Yア
ドレスに従って並列に読出された4ビットのメモリセル
のデータが、コラムアドレスストローブ信号ZCASに
従って並列−直列変換されて外部に読出される。したが
って、メモリセルデータ読出しのためにロウアドレスス
トローブ信号ZCASをトグルする必要がなく、データ
読出時におけるサイクル時間tPCを短くすることがで
きる。ニブルモードにおいては、データD2〜D4を読
出すためには、コラムアドレスストローブ信号ZCAS
をH(ハイ)レベルにした後にL(ロー)レベルに変化
させる必要がある。しかしながら、出力イネーブル信号
ZOEがローレベルの活性状態とされてデータ読出を指
定している場合においても、コラムアドレスストローブ
信号ZCASがHレベルへ立上げられると、データ出力
端子DQがハイインピーダンス状態(Hi−Z)とされ
る。したがって、有効データが出力される期間を長くす
るためには、コラムアドレスストローブ信号ZCASが
ローレベルにある時間を長くする必要があり、この場
合、サイクル時間tPCが長くなり、高速でデータを読
出すことができなくなるという問題が生じる。
【0008】そこで、有効データが出力されるデータ有
効期間が延長されたニブルモードを備えた半導体記憶装
置が、たとえば特開昭59−1100945号公報に提
案されている。この動作モードはEDO(拡張データ出
力)モードまたはハイパーページモードと呼ばれてい
る。
【0009】図51は、このハイパーモード動作を示す
タイミング図である。以下このハイパーページモード動
作について図51を参照して説明する。図51において
も、出力イネーブル信号ZOEが活性状態のローレベル
とされるデータ読出動作が示される。
【0010】このハイパーページモードにおいては、ニ
ブルモードと同様に、時刻t1およびt2においてロウ
アドレスストローブ信号ZRASおよびコラムアドレス
ストローブ信号ZCASをそれぞれローレベルとし、X
アドレス信号およびYアドレス信号を取込み、4ビット
のメモリセルを同時に選択する。コラムアドレスストロ
ーブ信号ZCASのトグルに従って、この同時に選択さ
れた4ビットのメモリセルのデータが順次読出される。
しかしながらこのハイパーページモードにおいては、コ
ラムアドレスストローブ信号ZCASがハイレベルの非
活性状態とされても、データ出力端子DQはハイインピ
ーダンス状態とならず、そのサイクルで読出されたデー
タが持続的に出力される。信号ZRASおよびZCAS
がともにハイレベルの非活性状態とされるときにデータ
出力端子がハイインピーダンス状態とされる。
【0011】したがって、このハイパーページモードに
おいては、サイクル時間tPCを短くしても、データ有
効時間を長くすることができるという利点がある。した
がって、このハイパーページモードでは、ニブルモード
のデータ有効時間と同じデータ有効時間を実現する場
合、サイクル時間tPCを短くすることができ、より高
速でデータを読出すことができる。
【0012】さらに、データ出力時のサイクル時間が短
縮された半導体記憶装置として、たとえば日経バイト1
995年4月号の第142頁に、パイプラインバースト
モード(バーストEDOモード)と呼ばれる動作モード
を備える半導体記憶装置が開示されている。
【0013】図52は、パイプラインバーストモードを
備える半導体記憶装置のデータ読出時の動作を示すタイ
ミングチャート図である。図52においては、データ読
出時のタイミングチャートが示される。以下、この図5
2を参照して、パイプラインバーストモードのデータ読
出動作について説明する。
【0014】時刻t1においてロウアドレスストローブ
信号ZRASをローレベルとして、Xアドレス信号X1
を取込み、次いで時刻t2においてコラムアドレススト
ローブ信号ZCASをローレベルとしてYアドレス信号
Y1を取込む。これにより、1つのデータ出力端子DQ
当たり4ビットのメモリセルが選択される。次のZCA
Sサイクルから、すなわち、時刻t3からコラムアドレ
スストローブ信号ZCASをローレベルとするごとに、
4ビットのメモリセルデータの各ビットが順次出力され
る。すなわち、時刻t3、t4、t5およびt6それぞ
れにおいて、コラムアドレスストローブ信号ZCASを
立下げることにより、データD1、D2、D3、および
D4がデータ出力端子DQに出力される。
【0015】このパイプラインバーストモードにおいて
は、時刻t2に入力された列アドレスによって選択され
たメモリセルのデータは、次のZCASサイクル、すな
わち時刻t3にコラムアドレスストローブ信号ZCAS
がローレベルとなるサイクルから出力されればよい。し
たがって、列アドレスが指定されてからデータが読出さ
れるまでに要する時間tAよりも、データ読出時におけ
るサイクル時間tPC短くすることができる。したがっ
て、クロック信号CLOCKのサイクル期間でデータを
出力することができ、高速でデータを読出すことができ
る。このパイプラインバーストモードにおいては、デー
タが出力されている間に、別の列アドレスを入力すれ
ば、この列アドレスに従って4つのアドレスのメモリセ
ルデータが選択される。したがって同じ行アドレスのメ
モリセルに対して、別の列アドレスを順次入力すること
により、データを連続して読出すことができる。したが
って外部の処理装置であるCPU(中央処理装置)に対
し高速で大量のデータを転送することができる。このパ
イプラインバーストモードにおいても、データ出力端子
DQは、信号ZRASおよびZCASがともにハイレベ
ルとされるとデータ読出しが完了し、ハイインピーダン
ス状態とされる。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】上述のような高速動作
モードを備える半導体記憶装置は、マイクロプロセサの
主記憶装置として一般に用いられる。このような半導体
記憶装置は、マイクロプロセサが発生する命令に従って
行アドレス信号、列アドレス信号、ロウアドレスストロ
ーブ信号ZRAS、コラムアドレスストローブ信号ZC
AS、出力イネーブル信号ZOEおよびライトイネーブ
ル信号ZWEを発生するコントローラ(DRAMコント
ローラ)により制御されるのが一般的である。マイクロ
プロセサおよびコントローラは、クロック信号CLOC
Kに同期して動作する。したがって、コントローラから
は、行アドレス信号、列アドレス信号、および信号ZR
AS、ZCAS、ZOE、ZWEは、このクロック信号
CLOCKに同期して発生される。
【0017】図52の時刻t1に入力された行アドレス
(Xアドレス)X1および時刻t2に入力された列アド
レス(Yアドレス)Y1によって指定された4つのメモ
リセルデータを読出した後、行アドレスX1と異なる行
のメモリセルを選択するためには、ロウアドレスストロ
ーブ信号ZRASを所定期間(tRP:RASプリチャ
ージ時間)ハイレベルに維持して、半導体記憶装置の内
部読出回路などの内部回路を初期化する必要がある。異
なる行選択するためには、選択状態とされたワード線を
非選択状態とし、別のワード線を選択する必要があるた
め、半導体記憶装置の内部ノードを一旦所定の電位にプ
リチャージする必要があり、このプリチャージを確実に
行なうために、RASプリチャージ時間tRPが必要と
される(この半導体記憶装置は、ロウアドレスストロー
ブ信号ZRASおよびコラムアドレスストローブ信号Z
CASに従って動作するダイナミック型半導体記憶装置
である)。
【0018】図52においては、このRASプリチャー
ジ時間tRPが、クロック信号CLOCKの2サイクル
期間の時間(時刻t7およびt8の間)を有している。
したがって、この場合、異なる行アドレスで指定される
4つのメモリセルデータを読出すために必要とされる時
間tRCは、時刻t8およびt1の間の時間であり、ク
ロック信号CLOCKの9サイクルの時間となる。
【0019】今、この時間(RASサイクル時間)tR
Cを短くするために、図53に示すように、時刻t6の
コラムアドレスストローブ信号ZCASの立下がりと同
時に、ロウアドレスストローブ信号ZRASをハイレベ
ルとすることを考える。半導体記憶装置へは、外部に設
けられたコントローラから信号ZRASおよびZCAS
が与えられる。コントローラにおいては、信号ZRAS
およびZCASを出力する回路部分が異なり、それぞれ
の信号の変化タイミングには、少しの時間差が生じる。
また、コントローラと半導体記憶装置との間には、信号
伝播遅延がある。半導体記憶装置がプリント基板上に実
装された場合、このコントローラと半導体記憶装置との
間の信号伝播遅延はそのプリント基板上の信号線の特性
に従って固定的に決定される。半導体記憶装置における
信号ZRASのクロック信号CLOCKを基準とする遅
延tdrが、コラムアドレスストローブ信号ZCASの
クロック信号CLOCKを基準とする遅延tdcよりも
小さい場合、これらの信号ZRASおよびZCASがと
もにハイレベルとなる期間が生じる。この場合、半導体
記憶装置の読出回路の初期化が行なわれ、データ出力端
子がハイインピーダンス状態とされ、したがって4番目
のデータD4が出力されなくなるという不都合が生じ
る。
【0020】したがって、4つのメモリセルのデータを
すべて読出すためには、コントローラは、時刻t6にコ
ラムアドレスストローブ信号ZCASをローレベルとし
た後、一定時間(コラムアドレスストローブ信号ZCA
Sの遷移に対するタイミングマージン)が経過した後に
ロウアドレスストローブ信号ZRASをハイレベルとす
る。コントローラは、クロック信号CLOCKに同期し
て動作しているため、したがってこの場合、図52に示
すようにロウアドレスストローブ信号ZRASは時刻t
7にハイレベルとされる。したがって、このパイプライ
ンバーストモードでは、時間tRCを短くすることがで
きないという問題が生じる。
【0021】図54は1ビットのデータ出力端子に関連
するデータ読出部の構成を概略的に示す図である。図5
4において、読出部は、同時に選択される4ビットのメ
モリセルデータM0〜M3を、プリアンプイネーブル信
号PAEに応答して増幅する読出アンプRAP0〜RA
P3と、Yアドレス信号CAとコラムアドレスストロー
ブ信号ZCASに従って、この4ビットのメモリセルデ
ータを順次選択するための制御信号を発生するIOデコ
ーダDECと、IOデコーダDECからの選択信号に従
って読出アンプRAP0〜RAP3で増幅されたデータ
を選択するセレクタSTRと、セレクタSTRで選択さ
れたデータをバッファ処理してデータ出力端子DQへ伝
達する出力回路OBFを含む。
【0022】読出アンプRAP0〜RAP3は、パイプ
ラインバーストモード動作実現時においては、この増幅
されたデータを格納するレジスタを備える。読出アンプ
RAP0〜RAP3は、4ビットのメモリセルデータM
0〜M3それぞれに対応して設けられており、プリアン
プイネーブル信号PAEの活性化時に同時に活性化され
てメモリセルデータM0〜M3を増幅する。したがって
4つの読出アンプRAP0〜RAP3が同時に動作する
ため、この読出アンプRAP0〜RPA3の動作時にお
いて図55に示すように、大きな消費電流が流れ、この
大きな消費電流のピーク値により、電源線Vccにおけ
る電圧低下をもたらし、電源ノイズが発生し、回路が誤
動作する場合が生じるという問題がある(電源電圧レベ
ル低下により、データ信号のハイ/ローの誤判定が生じ
る)。
【0023】また図54にブロックで示す出力回路OB
Fにおいては、以下に詳細に説明するように高速読出と
平均的な消費電力がトレードオフの関係となるという問
題が生じる。
【0024】図56は、図54に示す読出アンプおよび
出力回路の構成を示す図である。図56においては、セ
レクタは示していない。読出アンプRAPは、内部デー
タ線I/OおよびZI/O上に現れたデータを、プリア
ンプイネーブル信号PAEに応答して、互いに逆方向に
差動的に増幅する差動増幅器1900および1901を
含む。データ伝達線I/OおよびZI/Oには互いに相
補な選択メモリセルデータ(M)が伝達される。これら
の差動増幅器1900および1901からの互いに相補
な出力信号は、それぞれ読出データバス線RBUSおよ
びZRBUSを介して出力回路OBFへ伝達される。こ
の読出データバス線RBUSおよびZRBUSには、寄
生容量1902および1903がそれぞれ存在する。
【0025】出力回路OBFは、出力バッファ活性化信
号OEMと読出データ線RBUS上の信号とを受ける2
入力NANDゲート1904と、このNANDゲート1
904の出力信号を反転するインバータ1906と、イ
ンバータ1906の出力信号がハイレベルのとき導通し
て電源ノードVcからデータ出力端子DQへ電流を供給
するnチャネルMOSトランジスタ(絶縁ゲート型電界
効果トランジスタ)1908と、読出データバス線ZR
BUS上の信号と出力バッファ活性化信号OEMとを受
けるNANDゲート1905と、NANDゲート190
5の出力信号を反転するインバータ1907と、インバ
ータ1907の出力信号がハイレベルのとき導通してデ
ータ出力端子DQを接地電圧Vssレベルへ放電するn
チャネルMOSトランジスタ1909を含む。次にこの
図56に示す読出アンプおよび出力回路の動作をその動
作波形図である図57を参照して説明する。
【0026】プリアンプイネーブル信号PAEがローレ
ベルの非活性化時、差動増幅器1900および1901
も非活性状態であり、読出データバス線RBUSおよび
ZRBUSはともにローレベルとされる。この状態にお
いては、NANDゲート1904および1905の出力
信号がハイレベルであり、インバータ1906および1
907を介して、MOSトランジスタ1908および1
909はともにオフ状態にある。すなわち、データ出力
端子DQは、ハイインピーダンス状態にある。
【0027】データ信号を読出すとき、プリアンプイネ
ーブル信号PAEが所定期間ハイレベルの活性状態とさ
れる。差動増幅器1900および1901が活性状態と
され、内部データ伝達線I/OおよびZI/O上の信号
電位が増幅され、読出データバス線RBUSおよびZR
BUSの電位が変化する。差動増幅器1900および1
901は互いに相補な態様で増幅動作を行なっている
(差動増幅器1900の正入力は内部データ線I/Oに
接続され、差動増幅器1901の正入力は内部データ線
ZI/Oに接続されている)。したがって、読出データ
バス線RBUSおよびZRBUS上に互いに相補なデー
タ信号が伝達される。今、読出データバス線RBUS上
の電位がハイレベルのとき、出力バッファ活性化信号O
EMがハイレベルとなると、NANDゲート1904お
よびインバータ1906を介してMOSトランジスタ1
908がオン状態となり、一方、NANDゲート190
5の出力信号はハイレベルであり、MOSトランジスタ
1909は、オフ状態を維持する。これにより、データ
出力端子DQはMOSトランジスタ1908を介して充
電され、ハイレベルのデータ信号が出力される。
【0028】プリアンプイネーブル信号PAEが活性化
されたとき、読出データバス線ZRBUS上にハイレベ
ルのデータ信号が伝達されたときには、逆にMOSトラ
ンジスタ1909がオン状態となり、MOSトランジス
タ1908がオフ状態とされる。この場合には、データ
出力端子DQは、MOSトランジスタ1909を介して
放電されるために、ローレベルのデータが出力される。
【0029】この図56に示す出力回路の構成の場合、
読出データバス線RBUSおよびZRBUSはともにデ
ータ信号が伝達されるまではローレベルを維持してい
る。したがって、図57に破線で示すように、出力バッ
ファ活性化信号OEMの活性化をプリアンプイネーブル
信号PAEの活性化よりも早く行なっても、読出データ
バス線RBUSおよびZRBUS上にデータ信号が伝達
されるまでは、データ出力端子DQはハイインピーダン
ス状態を維持している。読出データバス線RBUSおよ
びZRBUSにデータ信号が伝達されたときに、データ
出力端子DQにデータが出力回路OBFを介して出力さ
れる。したがって、この図56に示す構成の場合、出力
バッファ活性化信号OEMを速いタイミングで活性状態
とすることができ、高速でデータを読出すことができ
る。しかしながら、この図56に示す構成の場合、ハイ
レベルのデータを出力する場合には、読出データバス線
RBUSの寄生容量1902を充電し、一方、ローレベ
ルのデータを出力する場合には、読出データバス線ZR
BUSの寄生容量1903を充電する必要があり、デー
タ読出しごとに、寄生容量1902および1903の一
方の寄生容量が充電されるため、平均的な消費電力(寄
生容量の充放電電流/サイクル時間)が大きくなるとい
う問題がある。
【0030】図58は、他のデータ読出部の構成を示す
図である。図58において、読出アンプRAPは1つの
差動増幅器2100で構成される。この差動増幅器21
00は、プリアンプイネーブル信号PAEに応答して内
部データ伝達線I/OおよびZI/O上の信号を差動的
に増幅する。
【0031】出力回路OBFは、差動増幅器2100か
ら1本の読出データ線RBUS上に伝達されたデータ信
号に従って読出データを生成する。この出力回路OBF
は、読出データ線RBUS上の信号電位を反転するイン
バータ2102と、読出データバス線RBUS上の信号
と出力バッファ活性化信号OEMとを受けるNANDゲ
ート2105と、NANDゲート2105の出力信号を
受けるインバータ2103と、インバータ2103の出
力信号に従ってデータ出力端子DQへハイレベルの信号
を出力するnチャネルMOSトランジスタ2107と、
インバータ2102の出力信号と出力バッファ活性化信
号OEMとを受けるNANDゲート2106と、NAN
Dゲート2106の出力信号を受けるインバータ210
4と、インバータ2104の出力信号に従ってデータ出
力端子DQを接地電位レベルへ放電してローレベルの信
号をデータ出力端子DQへ伝達するnチャネルMOSト
ランジスタ2108を含む。
【0032】MOSトランジスタ2107および210
8は、インバータ2103および2104の出力信号が
それぞれハイレベルのときに導通状態となる。読出デー
タ線RBUSには、寄生容量2101が存在する。次
に、この図58に示す読出部の動作をその動作波形図で
ある図59を参照して説明する。なお、ここで、図59
においては、1ビットのメモリセルデータが順次選択さ
れて読出される動作を、説明の便宜上示す。
【0033】コラムアドレスストローブ信号ZCASの
活性化に従ってメモリセルが選択され、選択されたメモ
リセルデータが内部データ伝達線I/OおよびZI/O
へ伝達される。プリアンプイネーブル信号PAEがロー
レベルの非活性状態においては、読出データ線RBUS
はローレベルにある。出力バッファ活性化信号OEMが
ローレベルのときには、NANDゲート2105および
2106はともにハイレベルの信号を出力するため、M
OSトランジスタ2107および2108がともにオフ
状態であり、データ出力端子DQはハイインピーダンス
状態にある。
【0034】プリアンプイネーブル信号PAEがハイレ
ベルとされると、差動増幅器2100が活性化され、内
部データ線I/OおよびZI/O上の信号電位を差動的
に増幅する。いま、差動増幅器2100の出力信号がロ
ーレベルの状態を考える。読出データ線RBUS上の電
位がローレベルのときには、出力バッファ活性化信号O
EMのハイレベルへの活性化に応答して、NANDゲー
ト2106の出力信号がローレベルとなる。応じてMO
Sトランジスタ2108がオン状態となり、データ出力
端子DQを接地電位レベルへ放電し、データ出力端子D
Qには、ローレベルのデータが読出される。この場合に
は、図59のIおよびIIの波形図に示すように、デー
タ出力端子DQへは、出力バッファ活性化信号OEMの
活性化に従って読出データが伝達される。
【0035】一方、プリアンプイネーブル信号PAEの
活性化により、差動増幅器2100から読出データ線R
BUS上にハイレベルのデータが出力されたときには、
この読出データ線RBUS上の電位変化と出力バッファ
活性化信号OEMの活性化タイミングの関係に応じて2
つの状態が生じる。図59のIに示すように、読出デー
タ線RBUS上の電位が立上がった後に、出力バッファ
活性化信号OEMが活性状態とされたときには、データ
出力端子DQへは、この出力バッファ活性化信号OEM
の活性化に従ってハイレベルの読出データが伝達され
る。一方、図59のIIに示すように、読出データ線R
BUS上の電位変化よりも速いタイミングで出力バッフ
ァ活性化信号OEMがハイレベルの活性状態とされたと
き、この出力バッファ活性化信号OEMの活性化時には
読出データ線RBUS上の電位はローレベルであるた
め、出力バッファ活性化信号OEMの活性化に従ってM
OSトランジスタ2108がオン状態となり、ローレベ
ルのデータが一旦出力される。この後、読出データ線R
BUS上の電位が選択メモリセルデータに対応した電位
に変化すると、MOSトランジスタ2108がオフ状
態、MOSトランジスタ2107がオン状態となり、デ
ータ出力端子DQにはハイレベルのデータが出力され
る。
【0036】この図58に示す構成では、ハイレベルの
データが読出されるときにのみ寄生容量2101を充電
することが要求されるだけであるため、平均的な消費電
力が小さいという利点を有するものの、ハイレベルデー
タ読出時においては、図59のIIに示すように、誤っ
たデータ(偽データ)が出力されるため、出力バッファ
活性化信号OEMの活性化タイミングを速くすることが
できず、高速読出ができないという問題がある。しかし
ながら、この図58に示す出力回路の構成において、コ
ラムアドレスストローブ信号ZCASのハイレベルへの
移行(非活性化状態への移行)においても出力ハイイン
ピーダンス状態とならない場合には、ロウアドレススト
ローブ信号ZRASがローレベルの状態を維持する場合
には、前のサイクルで読出されたデータが持続的に出力
されるため、図59のIIIに示すように、出力バッフ
ァ活性化信号OEMと読出データ線上のRBUS上の電
位のタイミング関係にかかわらず、正確にデータを読出
すことができるという利点は備えている。
【0037】また、一般に大記憶容量の半導体記憶装置
において、不良メモリセルの存在を高速で判別するため
に、複数ビットのメモリセルに対し同時にテストを行な
うことが行なわれる。この場合、同時に選択される複数
のメモリセルに対し同じ論理のデータを書込み、次いで
同時に選択されたメモリセルのデータを読出し、これら
の読出されたデータの論理の一致/不一致を見ることに
より、複数ビットのメモリセルの良/不良を判定する。
【0038】図60は、16MビットDRAMの1つの
データ入出力端子についてのテストを説明するための図
である。テスト動作時おいて、1つのメモリブロックM
Bが選択され、この選択されたメモリブロックMBにお
いて4ビットのメモリセルM0〜M3が選択される。テ
スト時にはこれらの4ビットのメモリセルM0ないしM
3に対し同じ論理のデータが書込まれる。データ読出時
においては、この4ビットのメモリセルM0〜M3のデ
ータが、テスト指示信号TEに応答して活性化される一
致検出器EXRでその論理の一致/不一致が判定され
る。4ビットのメモリセルM0〜M3のデータが一致す
る場合には、これらの4ビットメモリセルM0〜M3は
正常であると判定される。1つのデータ入出力端子当た
り4ビットのメモリセルが同時にテストされるため、高
速でテストを行なうことができる。
【0039】4ビットのメモリセルM0〜M3から1ビ
ットのメモリセルを選択するためにセレクタSTRで用
いられる列アドレスは2ビットのアドレスCA〈1:
0〉である。パイプラインバーストモードを備えるDR
AMを実現する場合には、このテスト動作時において同
時に選択状態とされるメモリセルを順次選択する構成と
すれば、容易にパイプラインバーストモードを実現する
ことができる。したがって、図61に示すように、パイ
プラインバーストモードを備える16MビットDRAM
においては、カウンタCNTRが、列アドレスビットC
A〈1:0〉およびコラムアドレスストローブ信号ZC
ASを受けてセレクタSTRに対し選択信号を出力す
る。
【0040】しかしながら、最近実用化されている64
MビットDRAMの場合、並列テストモードは32ビッ
ト縮退(同時に32ビットのメモリセルがテストされ
る)が一般的である。たとえばワード構成が4ビットの
64MビットDRAMの場合、1データ入出力ピン端子
当たり8ビットのメモリセルが同時にテストされる。こ
の場合の縮退アドレスは、図62に示すように標準化さ
れている。図62において、リフレッシュサイクルが8
Kリフレッシュ(論理ワード線が8K本)の場合、語構
成が4ビットの装置では、縮退アドレスは列アドレスビ
ットCA10,CA9およびCA8であり、語構成が8
ビットの装置では、縮退アドレスは、列アドレスビット
CA9およびCA8である。リフレッシュサイクルが4
Kリフレッシュ(論理ワード線が4K本)の場合、語構
成が4ビットのとき、縮退アドレスは、列アドレスビッ
トCA11,CA10およびCA9であり、語構成が8
ビットのとき、縮退アドレスは列アドレスビットCA1
0およびCA9である。
【0041】ここで、論理的なワード線とは同時に選択
状態とされるワード線であり、行アドレス信号により指
定される行に対応する。
【0042】図63は、64MビットDRAMの縮退ア
ドレスは、テスト時に同時に選択状態とされるアドレス
ビットである。4ビット構成のうちの1ビットのデータ
出力端子DQに対応する部分の構成を概略的に示す図で
ある。メモリブロックMBは、列アドレスビットCA8
により上下2つの領域に分割される。このメモリブロッ
クMBの上下両領域において、テスト動作時には4ビッ
トのメモリセルM0a〜M3aおよびM0b〜M3bが
選択される。通常動作時においては、列アドレスビット
CA8に従って1つの領域の4ビットのメモリセルのみ
が選択される。このメモリブロックMBの上下領域に対
し、列アドレスビットCA〈8〉およびZCA〈8〉に
従って対応の4ビットのメモリセルを選択して通過させ
るセレクタSTRaおよびSTRbが設けられる。この
セレクタSTRaおよびSTRbの一方から伝達された
4ビットのメモリセルのデータはセレクタSTRcへ与
えられる。セレクタSTRcズは、2ビットの列アドレ
スCA〈10:9〉に従って1ビットのメモリセルが選
択されてデータ出力端子DQへ伝達される。
【0043】テスト動作時においては、このメモリセル
M0a〜M3aおよびM0b〜M3bのデータが一致検
出回路EXRへ与えられ、それらの論理の一致/不一致
が検出される。したがってこの場合、同時に選択状態と
されるメモリセルM0a〜M3aおよびM0b〜M3b
から1ビットのメモリセルを選択するためには、列アド
レスビットCA〈10:8〉が用いられており、8ビッ
トデータが1ビットデータに縮退されているため、テス
ト動作時における縮退アドレスは列アドレスビットCA
10,CA9およびCA8となる。
【0044】この構成を備える半導体記憶装置におい
て、パイプラインバーストモードを実現する場合、セレ
クタSTRcへは列アドレスビットCA〈10:9〉に
従って1ビットのメモリセルを選択する信号を発生する
ようにカウンタを構成する。この構成を用いれば、同一
の半導体チップにおいて、ファーストページモードおよ
びパイプラインバーストモードを備える半導体記憶装置
を形成し、最終工程のボンディング時において一方の動
作のみを実現する構成を容易に実現することができる。
【0045】この場合、カウンタからセレクタSTRc
へ出力されるカウンタアドレスは、列アドレスビットC
A〈10:9〉である。一方、16MビットDRAMの
場合、カウンタアドレスは、図61に示すようにCA
〈1:0〉である。したがって、64MビットDRAM
と16MビットDRAMにおいて、カウンタアドレスが
異なるため、ピンの互換性がなく、16MビットDRA
Mに代えて64MビットDRAMを用いることができな
くなるという問題が生じる。
【0046】それゆえ、この発明の目的は、別世代の半
導体記憶装置に対するアドレスピンの互換性を有する、
低消費電流かつ高速で動作する半導体記憶装置を提供す
ることである。
【0047】この発明の他の目的はコラムアドレススト
ローブ信号を基準とするデータ出力態様が異なる動作モ
ードを効率的に実現することのできる低消費電流かつ高
速の半導体記憶装置を提供することである。
【0048】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る半導体記
憶装置は、外部からの行選択動作開始を指示するロウア
ドレスストローブ信号の非活性化に応答して、メモリセ
ルアレイの行選択に関連する動作をリセットする信号を
発生する第1の信号発生手段と、ロウアドレスストロー
ブ信号の非活性化を所定時間遅延する遅延手段と、この
遅延手段からの遅延ロウアドレスストローブ信号の非活
性化と少なくともメモリセルアレイの列選択動作の開始
を指示するコラムアドレスストローブ信号の非活性化と
に応答して、選択メモリセルのデータをデータ出力端子
に出力する出力バッファを出力ハイインピーダンス状態
に設定する信号を発生する第2の信号発生手段とを備え
る。
【0049】請求項2に係る半導体記憶装置は、列アド
レス信号に従ってメモリセルアレイの複数列を同時に選
択する列選択手段と、この選択された複数列それぞれに
対応して設けられ、対応の列のメモリセルのデータを増
幅して出力バッファへ伝達する複数の読出増幅手段と、
列アドレス信号とコラムアドレスストローブ信号の活性
化とに応答して、読出増幅手段をこのコラムアドレスス
トローブ信号の活性化に従って順次活性化する制御手段
と、コラムアドレスストローブ信号の活性化に同期して
この読出増幅手段で増幅されたデータを外部へ出力する
手段とを備える。
【0050】請求項3に係る半導体記憶装置は、選択さ
れたメモリセルのデータを伝達するための、対をなして
配設される第1および第2の読出データ線と、これら第
1および第2の読出データ線に結合される、与えられた
データ信号をバッファ処理して外部へ出力する出力バッ
ファと、コラムアドレスストローブ信号の非活性化に応
答してこの出力バッファを出力ハイインピーダンス状態
とする第1の動作モードとこのコラムアドレスストロー
ブ信号の非活性化時でも出力バッファを作動状態とする
第2の動作モードの一方を指定する信号を発生する動作
モード指定信号発生手段と、選択メモリセルデータを相
補データに増幅して第1および第2の読出データ線へ伝
達するための読出増幅手段と、第2の動作モード指定
時、この第2の読出データ線への読出増幅手段からのデ
ータ転送を禁止する禁止手段とを備える。出力手段は、
第1の動作モード指定時には、第1および第2のデータ
線上のデータ信号に従って読出データを生成し、かつ第
2のの動作モード指定時には、第1のデータ上のデータ
信号のみに従って読出データを生成し、各動作モード時
において、生成した読出データをデータ出力端子へ伝達
する手段を含む。
【0051】請求項4に係る半導体記憶装置は、第1の
グループのアドレスビットと第2のグループのアドレス
ビットと残りのアドレスビットとを並列に入力する複数
のアドレスピンと、第1および第2の電位の一方の電位
に設定される特定のノードを含み、その設定電位に従っ
て第1および第2の動作モードの一方の動作モードを指
定する信号を発生するモード指定手段と、この特定ノー
ドが第1の電位に設定されるとき、第1のグループのア
ドレスビット入力ピンが接続され、かつこの特定ノード
が第2の電位に設定されるとき、第2のグループのアド
レスビット入力ピンが接続する所定数のパッドを含み、
複数のアドレス入力ピンと接続されて与えられたアドレ
スビットを内部へ伝達するアドレス入力パッドを備え
る。請求項5に係る半導体記憶装置は、第1の動作モー
ドは、アドレスピンに与えられたアドレス信号に従って
メモリセルを選択するモードであり、第2の動作モード
は内部カウンタを用いて順次メモリセルを選択する動作
モードであり、テスト動作モード指示信号に従って、所
定数のパッドのアドレスビットをすべて選択状態として
縮退する手段を含む。
【0052】
【作用】請求項1の半導体記憶装置においては、第2の
信号発生手段は、ロウアドレスストローブ信号の遅延ロ
ウアドレスストローブ信号の非活性化およびコラムアド
レスストローブ信号の非活性化に従って出力バッファを
出力ハイインピーダンス状態に設定している。したがっ
て、外部のコントローラが、同時に、コラムアドレスス
トローブ信号を活性状態としかつロウアドレスストロー
ブ信号を非活性状態としても、半導体記憶装置は先に活
性状態とされたコラムアドレスストローブ信号に従って
データ信号を出力バッファから出力する。したがってロ
ウアドレスストローブ信号の非活性化を速くすることが
でき、ロウアドレスストローブ信号のサイクル期間を短
くすることができ、高速読出が可能となる。
【0053】請求項2に係る半導体記憶装置において
は、読出増幅手段が、順次データを読出す順序に従って
活性状態と制御手段によりされており、したがってこれ
らの読出増幅手段が同時に活性状態とされることがな
く、読出増幅手段における消費電流を分散させることが
でき、応じてピーク電流を低減することができ、消費電
力を低減させるすることができる。また、ピーク電流を
小さくすることにより電源ノイズの発生を抑制すること
ができ、安定な動作を保証することができる。
【0054】請求項3に係る半導体記憶装置において
は、第1の動作モード時には第1および第2の読出デー
タ線上の互いに相補なデータ信号に従って読出データを
生成して、データ出力端子へ出力しており、高速読出が
行なわれるものの、データ読出のサイクル時間は比較的
長くなるため、読出データ線上の寄生容量の充放電回数
が少なく、応じて平均消費電流を小さくすることができ
る。また第2の動作モード時においては、1本の読出デ
ータ線上のデータ信号に従って読出データを生成してデ
ータ出力端子へ出力しているため、サイクル時間を短く
されても、1本の読出データ線上の充放電を行なうだけ
であり、読出データ線上の充放電電流を小さくすること
ができ、応じて平均消費電流を小さくすることができ
る。また動作モードに従って読出データ線のバス形態が
異なる構成としたため、1つの半導体記憶装置を半導体
チップ上に製造するだけで、2つの種類の半導体記憶装
置を同時に実現することができ、それぞれ別々に製造す
る場合に比べて、別々の工程およびマスクを必要とする
ことがなく、製造コストを低減することができる。
【0055】この請求項4に係る半導体記憶装置におい
ては、動作モードに従ってアドレス入力ピンとアドレス
パッドの接続態様が異ならされており、別世代の半導体
記憶装置の内部回路は、同じ内部アドレスビットを受け
て動作することができ、内部回路の配置の変更を伴うこ
となく、外部アドレス信号の割当てが異なる場合に対し
ても容易に対処することができ、内部回路およびピンの
互換性を維持することができる。
【0056】請求項5に係る半導体記憶装置において
は、テスト動作モード時には、この所定数のパッド群の
アドレスビットが縮退されるため、この縮退されるアド
レスを発生するカウンタは、各世代間の互換性を維持す
ることができる。
【0057】
【実施例】
[アレイ構成]図1は、この発明の一実施例である半導
体記憶装置の全体の構成を概略的に示す図である。図1
においては、データの入出力に関係する部分のみを示
し、周辺制御回路は示していない。周辺制御回路につい
ては後に詳細に説明する。
【0058】図1において、半導体記憶装置200は、
半導体チップ上に形成され、それぞれが4Mビット(4
096行×1024列)の記憶容量を備える4つのメモ
リアレイMA0〜MA3を含む。メモリアレイMA0〜
MA3は、同一の構成を備えるため、図1においては、
メモリアレイMA0の構成のみを具体的に示す。アクセ
ス時においては、メモリアレイMA0〜MA3それぞれ
において1ビットのメモリセルが選択される。
【0059】メモリアレイMA0は、それぞれが、10
24行×1024列に配置された複数のメモリセルを有
するアレイブロックMB♯0〜MB♯3(201)を含
む。アクセス時において、1つのアレイブロックのみが
選択状態とされる。
【0060】アレイブロック201(ブロックMB♯0
〜MB♯3を総称的に示す)に対しては、後に詳細に説
明するアドレスバッファからの行アドレス信号をデコー
ドし、対応の行を選択するXデコーダ206と、アレイ
ブロック201におけるデータ読出および列選択の動作
を制御するアレイ制御回路202と、後に詳細に説明す
る列アドレスバッファからの列アドレス信号をデコード
してアレイブロック201から対応の列を選択するYデ
コーダ203が設けられる。アレイ制御回路202は、
選択メモリセルのデータの検知および増幅を行なうセン
スアンプ、各列を所定電位にプリチャージするプリチャ
ージ/イコライズ回路、およびYデコーダの出力信号に
従って選択列を内部データ線(I/O線)へ接続する選
択ゲートを含む。
【0061】後に詳細に説明するが、アレイブロック2
01においては、同時に4列(4ビット)のメモリセル
が選択される。4ビットのメモリセルのうち1ビットの
メモリセルが入出力回路204により選択される。この
入出力回路204の構成についても後に詳細に説明す
る。
【0062】メモリアレイMA0〜MA3それぞれに対
しては、半導体記憶装置(チップ)200の中央部の一
方端に外部装置とのデータの入出力を行なうためのパッ
ド近傍に配置される入出力バッファ回路(I/O0〜I
/O3)205にそれぞれ接続される読出/書込データ
バスBUS♯0〜BUS♯3が配置される。この読出/
書込データバスBUS♯0〜BUS♯3の構成について
も後に詳細に説明するが、これらの読出/書込データバ
スBUS♯0〜BUS♯3は、対応のメモリアレイMA
0〜MA3と対応の入出力バッファ回路I/O0〜I/
O3の間で1ビットのメモリセルデータを伝達する。
【0063】図2は、図1に示すメモリアレイMA0の
制御部の構成を示す図である。図2において、アレイブ
ロックMB♯0〜MB♯3それぞれに対応して、行アド
レスビットRA〈11:10〉をデコードし、対応のア
レイブロックに対する選択信号を出力するブロック選択
ゲート301,302,303および304が設けられ
る。これらのブロック選択ゲート301〜304からの
ブロック選択信号BS0〜BS3は、アレイブロックM
B♯0〜MB3♯3各々に対応して設けられたXデコー
ダ206およびYデコーダ203および入出力回路20
4へ与えられる。
【0064】ブロック選択ゲート301は、行アドレス
ビットRA〈10〉およびRA〈11〉がともにローレ
ベルのときに、ブロック選択信号BS0を活性状態のハ
イレベルとする。ブロック選択ゲート302は、アドレ
スビットRA〈10〉がハイレベルであり、行アドレス
ビットRA〈11〉がローレベルのときに、ブロック選
択信号BS1を選択状態を示すハイレベルとする。ブロ
ック選択ゲート303は、行アドレスビットRA〈1
0〉がローレベルであり、行アドレスビットRA〈1
1〉がハイレベルのときに、ブロック選択信号BS2を
ハイレベルとする。ブロック選択ゲート304は、行ア
ドレスビットRA〈11:10〉がともにハイレベルの
ときにブロック選択信号BS3をハイレベルとする。ブ
ロック選択信号BS0〜BS3のうちの1つのブロック
選択信号のみが選択状態を示すハイレベルとされる。す
なわち、選択状態とされたブロック選択信号に対応する
アレイブロックにおいてのみYデコーダ203、Xデコ
ーダ206および入出力回路204が動作する。他のア
レイブロックは、非選択状態(スタンバイ状態)を維持
する。
【0065】入出力回路204は、それぞれ4ビットの
メモリセルデータを伝達する内部入出力バスIOa、I
Ob、IOc、およびIOdにより、対応のアレイブロ
ックMB♯0、MB♯1、MB♯2、およびMB♯3に
接続される。この内部入出力バスIOa〜IOdの各々
は、相補な内部データを伝達する(バス構成については
後に説明する)。入出力回路204は、ブロック選択信
号により活性状態とされたときに2ビットの列アドレス
CA〈1:0〉をデコードし、そのデコード結果に従っ
て対応の内部入出力バスIO(IOa〜IOd)の4ビ
ットのバス線のうち1つのバス線(または1対のバス
線)を選択する。
【0066】入出力回路204と対応の入出力バッファ
回路I/O0(205)との間に配置される読出/書込
データバスBUS♯0は、書込データを伝達するための
1本の書込データバス線WBUS0ならびに読出データ
を伝達するための1対の読出データバス線RBUS0お
よびZRBUS0を含む。次に動作について簡単に説明
する。
【0067】今、説明の簡単化のために、行アドレス
(ブロックアドレス)RA〈11:10〉に従ってブロ
ック選択信号BS0がハイレベルとされ、アレイブロッ
クMB♯0が選択された場合を考える。Xデコーダ20
6は、10ビットの行アドレスRA〈9:0〉をデコー
ドし、アレイブロックMB♯0における1024行のう
ちの1行を選択する。Yデコーダ203は、8ビットの
列アドレスCA〈9:2〉をデコードし、アレイブロッ
クMB♯0の1024列から4列を同時に選択する。Y
デコーダ203により同時に選択された4列が、並列に
4ビットの内部入出力バスIOaに接続される。入出力
回路204が、2ビットの列アドレスCA〈1:0〉に
従ってこの4列のうちの1列を読出/書込データバスB
US♯0に接続する。この内部列アドレスCA〈1:
0〉をコラムアドレスストローブ信号ZCASのトグル
に従って変化させることによりニブルモードが実現され
る。
【0068】図3は、図2に示す1つのアレイブロック
MB♯0とそれに対応して配置されるアレイ制御回路2
02の具体的構成を示す図である。図3において、アレ
イブロック201は、複数行および複数列に配設される
複数のメモリセルMCを含む。図3においては、同時に
選択状態とされる4ビットのメモリセルMC4n〜MC
4n+3を代表的に示す。
【0069】アレイブロック201は、さらに、メモリ
セルの各列に対応して配置されるビット線対BLおよび
ZBLおよびメモリセルの各行に対応して配置される複
数のワード線WLを含む。図3においては、4対のビッ
ト線BL4n,ZBL4n〜BL4n+3,ZBL4n
+3と、1本のワード線WLiを代表的に示す。ビット
線対BL(BL4n〜BL4n+3)とビット線ZBL
(ZBL4n〜ZBL4n+3)上には互いに相補なデ
ータ信号が伝達される。メモリセルMC4nがワード線
WLiとビット線BL4nの交差部に対応して配置され
る。このメモリセルMC4nは、情報を格納するための
メモリセルキャパシタ429と、ワード線WLi上の信
号電位に応答して導通してキャパシタ429をビット線
BL4nに接続するnチャネルMOSトランジスタで構
成されるアクセストランジスタ401を含む。メモリセ
ルMC4n+1が、ワードWLiとビット線BL10n
+1の交差部に対応して配置される。メモリセルMC4
n+1は、キャパシタ430と、アクセストランジスタ
402を含む。メモリセルMC4n+2がワード線WL
iとビット線BL4n+2の交差部に対応して配置され
る。メモリセルMC4n+2が、キャパシタ431と、
アクセストランジスタ403を含む。メモリセルMC4
n+3が、ワード線WLiとビット線BL4n+3の交
差部に対応して配置される。メモリセルMC4n+3
は、キャパシタ432と、アクセストランジスタ404
を含む。
【0070】アレイ制御回路202は、ビット線対BL
およびZBLを所定電位(Vcc/2:Vccは動作電
源電位)にプリチャージしかつイコライズするためのプ
リチャージ/イコライズ回路P/Eと、ビット線対BL
およびZBL上の信号電位を差動的に増幅するセンスア
ンプ帯SAと、Yデコーダ203からのコラム選択信号
Ynに従って4対のビット線BL4n,ZBL4n〜B
L4n+3,ZBL4n+3を内部入出力バスIOaに
接続する選択ゲート帯SGを含む。
【0071】ビット線対BL4n,ZBL4nのプリチ
ャージ/イコライズ回路は、導通時、ビット線BL4n
およびZBL4nそれぞれに中間電位Vcc/2を伝達
するnチャネルMOSトランジスタ405および406
と、導通時ビット線BL4nおよびZBL4nを電気的
に連続するnチャネルMOSトランジスタ413を含
む。ビット線対BL4n+1,ZBL4n+1に設けら
れたプリチャージ/イコライズ回路は、導通時ビット線
BL4n+1,ZBL4n+1それぞれへ中間電位Vc
c/2を伝達するnチャネルMOSトランジスタ407
および408と、導通時ビット線BL4n+1およびZ
BL4n+1を電気的に接続するnチャネルMOSトラ
ンジスタ414を含む。ビット線対BL4n+2および
ZBL4n+2に設けられたプリチャージ/イコライズ
回路は、導通時ビット線BL4n+2およびZBL4n
+2それぞれへ中間電位Vcc/2を伝達するnチャネ
ルMOSトランジスタ409および410と、導通時ビ
ット線BL4n+2およびZBL4n+2を電気的に接
続するnチャネルMOSトランジスタ415を含む。ビ
ット線対BL4n+3およびZBL4n+3に対して設
けられるプリチャージ/イコライズ回路は、導通時ビッ
ト線BL4n+3およびZBL4n+3それぞれへ中間
電位Vccを伝達するnチャネルMOSトランジスタ4
11および412と、導通時ビット線BL4n+3およ
びZBL4n+3を電気的に接続するnチャネルMOS
トランジスタ416を含む。これらのMOSトランジス
タ405〜416は、プリチャージ指示信号BLEQが
ハイレベルのときに導通する。このビット線プリチャー
ジ指示信号BLEQは、半導体記憶装置のスタンバイ時
(またはリセット動作時:ロウアドレスストローブ信号
ZRASの非活性化時)にハイレベルの活性状態とされ
る。
【0072】センスアンプ帯SAは、ビット線対BL4
n,ZBL4nに設けられるセンスアンプ425と、ビ
ット線対BL4n+1,ZBL4n+1に設けられセン
スアンプ426と、ビット線BL4n+2,ZBL4n
+2に設けられるセンスアンプ427と、ビット線BL
4n+3,ZBL4n+3に設けられるセンスアンプ4
28を含む。
【0073】選択ゲート帯SGは、導通時ビット線BL
4nおよびZBL4nをデータ入出力線I/O0aおよ
びZI/O0aへそれぞれ接続するトランスファゲート
417および418と、導通時ビット線BL4n+1お
よびZBL4n+1を入出力線I/O1aおよびZI/
O1aに接続するトランスファゲート419,420
と、導通時ビット線BL4n+2およびZBL4n+2
を入出力線I/O2a,ZI/O2aに接続するトラン
スファゲート421,422と、導通時ビット線BL4
n+3およびZBL4n+3を入出力線I/O3aおよ
びZI/O3aへ接続するトランスファゲート423お
よび424を含む。次に動作について簡単に説明する。
【0074】Xデコーダ206からのワード線駆動信号
により、ワード線WLiが選択される(その電位が上昇
する)と、アクセストランジスタ401〜404のゲー
ト電位が上昇する。ワード線選択時において、プリチャ
ージ/イコライズ指示信号BLEQは非活性状態のLレ
ベルとされており、プリチャージ/イコライズ回路のM
OSトランジスタ405〜416がすべて非導通状態に
ある。したがってビット線BL4n〜BL4n+3上の
電位が、プリチャージ電位(中間電位Vcc/2)から
キャパシタ429〜430にそれぞれ格納された電荷に
従って変化する。その後センスアンプ帯SAのセンスア
ンプ425〜428が活性化され、このビット線BL4
n〜BL4n+3上に伝達されたデータが検知されて増
幅されてラッチされる。
【0075】次いでYデコーダ203からの列選択線Y
n上の電位が選択状態を示すハイレベルとされ、トラン
スファゲート417〜424がすべて導通状態とされ
る。これにより、4ビットのメモリセルMC4n〜MC
4n+3の記憶データ(センスアンプ425〜248に
より増幅されたデータ)が入出力線I/O0a,ZI/
O0a〜I/O3a,ZI/O3a上に伝達される。後
に説明する入出力回路により、この入出力線I/O0
a,ZI/O0a〜I/O3a,ZI/O3aのうちの
1対の入出力線が選択されてデータの書込または読出が
行なわれる。
【0076】[入出力回路の構成]本実施例の半導体記
憶装置は、コラムアドレスストローブ信号ZCASが非
活性状態のハイレベルとされても、データ出力端子がハ
イインピーダンス状態にならない動作モードと、信号Z
CASがハイレベルとなると、データ出力端子がハイイ
ンピーダンス状態となる動作モード両者を実現すること
ができる。この動作モードはパッドへのボンディングワ
イヤの接続の有無により一方のみが実現される。この動
作モードの選択は、マスク配線で実現されてもよい。2
つの動作モードの代表的な例として、パイプラインバー
ストモードおよび高速ページモードを説明する。
【0077】図4は、動作モードを指定する信号を発生
する部分の構成を示す図である。図4において、信号線
SIGLNはボンディングパッドBPADに接続され、
かつ高抵抗の抵抗素子RSTORを介して電源ノードV
ccに結合される。信号線SIGLNはインバータIN
Vの入力部に結合され、インバータINVから動作モー
ド指定信号FPが出力される。この動作モード指定信号
FPがハイレベルのときには、高速ページモードが指定
され、この動作モード指定信号FPがローレベルに設定
された場合には、パイプラインバーストモードが実現さ
れる。この信号FPの電位レベルの設定は、ボンディン
グパッドBPADと接地電圧Vssを供給するフレーム
リードFLRDとの間のボンディングワイヤBDWIR
の有無により行なわれる。ボンディングパッドBPAD
とフレームリードFLRDとがボンディングワイヤBD
WIRにより接続される場合には、信号線SIGLNが
ローレベルに固定され、信号FPがインバータINVに
よりハイレベルとなり、高速ページモードが指定され
る。ボンディングワイヤBDWIRが存在しない場合、
信号線SIGLNは高抵抗抵抗素子RSTORによりハ
イレベルに設定される。この場合には、信号FPがロー
レベルとなり、パイプラインバーストモードが指定され
る。
【0078】なお、図4に示す動作モード指定信号FP
を発生するための構成は、単に一例であり、ボンディン
グパッドと電源電圧を供給するフレームリードとの間の
ボンディングワイヤの有無により動作モード指定信号F
Pが発生される構成が用いられてもよい。この場合には
抵抗RSTORは接地電位レベルと信号線SIGLNの
間に接続される。また、ヒューズ素子のプログラムまた
はマスク配線により、この信号FPの電位レベルが設定
される構成が用いられてもよい。
【0079】図5は、図2に示す入出力回路204の1
ビットのデータを読出すためのデータ読出部分の構成を
概略的に示す図である。図5において、入出力回路は、
メモリセルデータが伝達される内部データ入出力線I/
OiおよびZI/Oi上の電位を相補的に増幅する読出
増幅器RAMPと、読出増幅器RAMPの出力信号をラ
ッチするラッチ回路RLACHと、ラッチRLACHに
ラッチされたデータを読出データバス線ZRBUSおよ
びRBUSへ出力するための読出ゲートREGTEaお
よびREGTEbと、ラッチ回路RLACHと読出ゲー
トREGTEbの間に設けられ、動作モード指定信号F
Pに従って選択的にラッチ回路RLACHの出力信号を
読出ゲートREGTEbへ伝達する禁止ゲートIHGT
を含む。
【0080】禁止ゲートIHGTは、動作モード指定信
号FPがハイレベルにあり、高速ページモードを指定し
ている場合には、ラッチ回路RLACHのラッチデータ
を読出ゲートREGTEbへ伝達する。一方、この動作
モード指定信号FPがローレベルにあり、パイプライン
バーストモードを指定している場合には、この禁止ゲー
トIHGTは、ラッチ回路RLACHから読出ゲートR
EGTEbへのデータ転送を禁止するとともに、読出ゲ
ートREGTEbの出力するデータ信号を所定の電位レ
ベルに固定する。
【0081】読出ゲートREGTEaおよびREGTE
bはビット選択信号ZZiが選択状態を示すときのみラ
ッチ回路RLACHから伝達されたデータ信号を読出デ
ータバス線ZRBUSおよびRBUSへ伝達する。
【0082】読出増幅器RAMPは、このプリアンプイ
ネーブル信号PAEとビット選択信号ZZiとに従って
生成される(この構成については後に詳細に説明する)
活性化信号PAEiに従って活性状態とされる。すなわ
ち、読出増幅器RAMPは、メモリセルデータを読出デ
ータバス線ZRBUSおよびRBUSへ伝達する場合に
のみ活性状態とされる。入出力回路204においては、
この読出増幅器RAMPが4ビットのメモリセルデータ
それぞれに対応して配置される。したがって4ビット同
時に選択されたメモリセルを増幅するための読出増幅器
RAMPは、それぞれ異なるタイミング(異なるZCA
Sサイクル)において活性状態とされる。したがって、
読出増幅器RAMPにおける消費電流が分散され、消費
電流のピーク値を低減することができる。
【0083】また高速ページモードが指定される場合
(信号FPがハイレベルのとき)読出ゲートREGTE
aおよびREGTEbに従って2本の読出データバス線
ZRBUSおよびRBUSを用いて出力バッファ回路へ
のデータ転送が行なわれている。この高速ページモード
においては、コラムアドレスストローブ信号ZCASが
ハイレベルとなると、データ出力端子がハイインピーダ
ンス状態とされる。この場合には、データ出力のサイク
ル時間(tPC)を短くすることができないため、2本
の読出データバス線を用いてこれらの寄生容量を充放電
したとしても、単位時間たありの充放電回数が少なくな
るため(サイクル時間が長いため)、平均の消費電流を
小さくすることができる。一方、パイプラインバースト
モード時においては、コラムアドレスストローブ信号Z
CASがハイレベルとされても、データ出力端子はハイ
インピーダンス状態とはならないため、前のサイクルの
データが自動的に出力される。したがって、図59の波
形図のIIIに示すように、出力バッファ活性化信号O
EMが有効データが伝達される前に活性状態とされて
も、何ら誤ったデータが出力されることはない。データ
読出のサイクル時間が短くなっても、1本のデータバス
線の充放電が行なわれるだけであり、充放電電流を応じ
て小さくすることができ、平均消費電流を小さくするこ
とができる。
【0084】この図5に示す入出力回路の構成を利用す
ることにより高速ページモードおよびパイプラインバー
ストモードいずれの動作モードにおいても、高速かつ低
消費電流で動作する半導体記憶装置を実現することがで
きる。またバス構成を動作モードに応じて切換えること
により、1つの半導体チップで2つの異なる動作モード
を実現する半導体記憶装置を実現することができ、それ
ぞれ別々のチップ上に製造する場合に比べて、製造コス
トを低減することができる。
【0085】[入出力回路の具体的構成]図6は、図5
に示す入出力回路の具体的構成を示す図である。図6に
おいて、同時に選択される4ビットのメモリセルそれぞ
れに対応して読出/書込回路501,502,503お
よび504が設けられる。読出/書込回路501は、ビ
ット選択信号ZZ0に応答して活性化され、内部入出力
線I/O0aおよびZI/O0aとデータ信号の授受を
行なう。読出/書込回路502は、ビット選択信号ZZ
1に応答して活性化されて内部入出力線I/O1aおよ
びZI/O1aとデータ信号の授受を行なう。読出/書
込回路503は、ビット選択信号ZZ2に応答して活性
化され、内部入出力線I/O2aおよびZI/O2aと
データ信号の授受を行なう。読出/書込回路504は、
ビット選択信号ZZ3に応答して活性化されて内部入出
力線I/O3aおよびZI/O3aとデータ信号の授受
を行なう。これらの読出/書込回路501〜504に共
通に、読出データバス線RBUSおよびZRBUSなら
びに書込データバス線WBUS0が配置される。読出/
書込回路501〜504は、与えられるビット選択信号
が異なるだけであり、同一の構成を備えており、図6に
おいては、読出/書込回路501の具体的構成のみを示
す。
【0086】読出/書込回路501は、プリアンプイネ
ーブル信号PAEおよびビット選択信号ZZ0に応答し
て活性化されて内部入出力線I/O0aおよびZI/O
0a上の信号電位を差動的に増幅して、相補なデータ信
号ZRDおよびRDを出力する読出増幅器505と、読
出増幅器505の出力信号をラッチするためのフリップ
フロップを構成するNANDゲート506および507
と、読出ラッチ指示信号ZRDLならびに読出増幅器5
05の出力するデータ信号RDおよびZRDを受けるN
ANDゲート508と、NANDゲート508の出力信
号に従ってNANDゲート506の出力信号を伝達する
NANDゲート509と、動作モード指定信号FPに従
ってイネーブルされ、NANDゲート508の出力信号
に従ってNANDゲート508の出力信号を通過させる
NANDゲート510と、NANDゲート509の出力
信号とビット選択信号ZZ0を受けるNORゲート53
8と、NANDゲート510の出力信号とビット選択信
号ZZ0を受けるNORゲート539と、多ビットテス
トモード指示信号MBTとビット選択信号ZZ0を受け
るNORゲート554と、NANDゲート509の出力
信号とNORゲート550の出力信号を受けるNAND
ゲート511と、NANDゲート510の出力信号とN
ORゲート554の出力信号を受けるNANDゲート5
12と、NANDゲート511の出力信号がローレベル
のとき導通し、読出データバス線ZRBUS0を電源電
位Vccレベルに充電するpチャネルMOSトランジス
タ549と、NORゲート538の出力信号がハイレベ
ルのときに導通し、読出データバス線ZRBUS0を接
地電位レベルに放電するnチャネルMOSトランジスタ
540と、NORゲート539の出力信号がハイレベル
のとき導通し、読出データバス線RBUS0を接地電位
レベルに放電するnチャネルMOSトランジスタ541
と、NANDゲート512の出力信号がローレベルのと
き導通し、読出データバス線RBUS0を電源電位Vc
cレベルに充電するpチャネルMOSトランジスタ55
0を含む。
【0087】マルチビットテストモード指示信号MBT
は、(並列)テストモード動作時にハイレベルとされ
る。
【0088】読出データラッチ指示信号ZRDLは、そ
の詳細は後に説明するが、パイプラインバーストモード
時にはローレベルに固定され、高速ページモード動作時
においては、列アドレス信号の変化に応答して所定期間
ハイレベルとされる。すなわち、パイプラインバースト
モード時においては、このNANDゲート508からの
出力信号はハイレベルに固定され、NANDゲート50
9は、このラッチを構成するNANDゲート506から
のデータ信号を通過させる(パイプラインバーストモー
ド時において、信号FPはローレベルに設定されてい
る)。一方、高速ページモードにおいては、読出データ
ラッチ指示信号ZRDLは、データ読出時にハイレベル
とされる。このときには、NANDゲート508は読出
増幅器505からのデータ信号RDおよびZRDの一方
がローレベルとなったときにNANDゲート509およ
び510へデータ信号を通過させるための信号を与え
る。このとき、動作モード指定信号FPは、高速ページ
モード時にはハイレベルであり、NANDゲート510
は、読出増幅器505で増幅されたデータ信号を通過さ
せる。すなわち、このNANDゲート510が、図5に
示す禁止ゲートIHGTに対応する。このNANDゲー
ト508を設けることにより、読出データのラッチおよ
び転送動作を確実に行なうことができる。
【0089】ビット選択信号ZZ0は、選択状態とされ
たときにはローレベルとされる。通常動作モード時にお
いては、マルチビットテストモード指示信号MBTはロ
ーレベルである。したがって、選択時、NORゲート5
54の出力信号がハイレベルとされ、NANDゲート5
11および512は、インバータとして機能する。同様
に、NORゲート538および539は、ビット選択信
号ZZ0がローレベルのときにはインバータとして機能
する。動作モード指定信号FPがハイレベルにあり、高
速ページモードを示すときには、MOSトランジスタ5
40,541,549および550がNANDゲート5
09および510の出力信号に従って導通または非導通
状態とされる。この状態においては、読出データバス線
RBUS0およびZRBUS0に相補なデータが読出さ
れる。
【0090】一方、パイプラインバーストモード時にお
いては、信号FPがローレベルであり、NANDゲート
510の出力信号がハイレベルに固定される。NORゲ
ート539の出力信号がローレベルに固定される。NA
NDゲート512は、インバータとして機能する。この
場合、MOSトランジスタ541は非導通状態を維持す
るため、NANDゲート512の出力信号がビット選択
信号ZZ0に従ってローレベルとされても、読出データ
バス線RBUS0はMOSトランジスタ550を介して
充電されるだけであり、常時ハイレベルを維持する。読
出データバス線ZRBUS0はMOSトランジスタ54
0および549により、読出されたメモリセルデータに
従って充電または放電される。したがってパイプライン
バーストモード時においては、1本の読出データバス線
ZRBUSのみを用いて入出力バッファ回路へのデータ
の転送が行なわれる。
【0091】簡単に読出動作について説明する(詳細な
説明は後に波形図を参照して全体の動作と併わせて説明
する)。
【0092】今、内部入出力線I/O0aにハイレベル
のデータが伝達され、内部データ入出力線ZI/O0a
にローレベルのデータが伝達された状態を考える。読出
増幅器505は、プリアンプイネーブル信号PAEおよ
びビット選択信号ZZ0がともに活性状態とされたとき
に活性化されて差動増幅動作を行なう。この場合、読出
増幅器505の出力信号ZRDがローレベルとされ、出
力信号RDがハイレベルとされる(読出増幅器の詳細構
成については後に説明する)。NANDゲート506の
出力信号がハイレベルとなり、NANDゲート507の
出力信号がローレベルとなる。このNANDゲート50
6および507はラッチ回路を構成しており、読出増幅
器505からのデータ信号を反転してラッチする。この
読出増幅器505の出力信号がハイレベルおよびローレ
ベルに変化すると、NANDゲート508の出力信号が
ハイレベルに立上がり、NANDゲート509および5
10がインバータとして機能する(信号FPがハイレベ
ルにあるとき)。ここで、読出増幅器505は、非活性
化時その出力信号RDおよびZRDをともにハイレベル
に充電している。したがって、NANDゲート506お
よび507は、この読出増幅器505の非活性化時に
は、その前のサイクルで与えられたデータ信号をラッチ
している。NANDゲート509および510の出力信
号が、ローレベルおよびハイレベルとなる。ビット選択
信号ZZ0が選択状態を示すローレベルのとき、NOR
ゲート538の出力信号がハイレベル、NORゲート5
39の出力信号がローレベルとなり、MOSトランジス
タ540が導通状態、MOSトランジスタ541が非導
通状態とされる。一方、NANDゲート511の出力信
号はハイレベルであり、NANDゲート512の出力信
号がローレベルとされ、MOSトランジスタ549がオ
フ状態、MOSトランジスタ550がオン状態とされ
る。
【0093】これにより読出データバス線ZRBUS0
はMOSトランジスタ540を介して放電され、一方、
読出データバス線RBUS0はMOSトランジスタ55
0を介して充電される。これにより内部データ入出力線
I/O0aおよびZI/O0aに現れたメモリセルデー
タと論理が同じデータが読出データバス線RBUS0お
よびZRBUS0上に伝達される。パイプラインバース
トモード時においては、単に読出データバス線ZRBU
S0上にデータ信号が伝達されるだけである。上述の読
出動作は、読出/書込回路502〜504それぞれにお
いて、ビット選択信号ZZ1〜ZZ3に従って実行され
る。
【0094】読出/書込回路501は、さらに、選択さ
れたメモリセルへデータを書込むための書込回路を含
む。この書込回路は、ビット選択信号ZZ0を反転する
インバータ528と、書込ドライバイネーブル信号WD
Eとインバータ528の出力信号を受けるNANDゲー
ト515と、書込データバス線WBUS0上の信号電位
を反転するインバータ527と、NANDゲート515
の出力信号を反転するインバータ529と、インバータ
527および529の出力信号を受けるNANDゲート
513と、書込データバス線WBUS0上の信号電位と
インバータ529の出力信号を受けるNANDゲート5
14を含む。書込ドライバイネーブル信号WDEは、デ
ータ書込時に所定のタイミングで発生される書込指示信
号である(この発生系については後に詳細に説明す
る)。
【0095】書込回路は、さらに、NANDゲート51
3の出力信号を反転するインバータ525と、NAND
ゲート514の出力信号を反転するインバータ526
と、NANDゲート513の出力信号がローレベルのと
き内部データ入出力線ZI/O0aを電源電位Vccレ
ベルに充電するpチャネルMOSトランジスタ551
と、NANDゲート514の出力信号がローレベルのと
きに内部データ入出力線I/O0aを動作電源電位Vc
cレベルに充電するpチャネルMOSトランジスタ55
2と、インバータ526の出力信号がハイレベルのとき
に内部データ入出力線ZI/O0aを接地電位レベルへ
放電するnチャネルMOSトランジスタ544と、イン
バータ525の出力信号がハイレベルのときに内部デー
タ入出力線I/O0aを接地電位レベルへ放電するnチ
ャネルMOSトランジスタ545と、IO線イコライズ
指示信号IOEQがハイレベルのときに導通し、内部デ
ータ入出力線ZI/O0aおよびI/O0aにプリチャ
ージ電位Vcc−Vth(Vth:しきい値電圧)を伝
達するnチャネルMOSトランジスタ542および54
3と、このIO線イコライズ指示信号IOEQをインバ
ータ524を介してゲートに受けて導通し、内部データ
入出力線I/O0aおよびZI/O0aを電気的に短絡
するpチャネルMOSトランジスタ553を含む。次に
この書込回路の動作について説明する。
【0096】ビット選択信号ZZ0が非選択状態を示す
ハイレベルにあるかまたは書込ドライバイネーブル信号
WDEが非活性状態のローレベルのときには、インバー
タ529の出力信号がローレベルであり、NANDゲー
ト513および514の出力信号はハイレベルにある。
この状態においては、MOSトランジスタ551,55
2,544および545はすべてオフ状態にある。IO
線プリチャージ信号IOEQは、後に詳細に説明する
が、所定のタイミングでハイレベルの活性状態とされ
て、内部データ入出力線I/O0aおよびZI/O0が
Vcc−Vthのハイレベルにプリチャージされる。ビ
ット選択信号ZZ0がローレベルとなると、インバータ
528の出力信号はハイレベルとなり、次いで書込ドラ
イバイネーブル信号WDEがハイレベルの活性状態とさ
れると、応じてインバータ529の出力信号がハイレベ
ルとなる。これにより、NANDゲート513および5
14がインバータとして機能する。書込データバス線W
BUS0上の信号電位がインバータ527により反転さ
れてNANDゲート513へ与えられる。したがってN
ANDゲート513および514からは互いに相補な出
力信号が出力される。NANDゲート513の出力信号
がハイレベルのときには、NANDゲート514の出力
信号がローレベルとなる。したがって、MOSトランジ
スタ544および552がオン状態となり、内部データ
入出力線I/O0a上にハイレベルのデータが伝達さ
れ、データ入出力線ZI/O0a上にはローレベルのデ
ータが伝達される。これにより、選択されたメモリセル
へのデータの書込が行なわれる。
【0097】書込データバス線WBUS0を読出データ
バス線RBUS0およびZRBUS0と別に設けること
により、以下の利点が得られる。データ書込時において
は、書込データバス線WBUS0は電源電位レベルと接
地電位レベルの間でフルスイングする。同様に、読出デ
ータバス線RBUS0およびZRBUS0の電位もフル
スイングする。データ書込動作からデータ読出動作へ動
作モードを切換えるとき、読出データバス線RBUS0
およびZRBUS0はそのプリチャージ電位から変化す
る。この読出データバス線RBUS0およびZRBUS
0はMOSトランジスタ540,541,549および
550で駆動される。したがって、読出データバス線R
BUS0およびZRBUS0の信号振幅は少し小さい。
データ書込から次いでデータ読出を行なう場合、共通の
バス線を用いた場合、データ書込動作からデータ読出動
作移行時においてバス線の信号電位がもとのプリチャー
ジ電位に復帰するまでに長時間を要し、したがって高速
でデータを読出すことができなくなる。このために、デ
ータ書込バス線とデータ読出バス線と別々に設けること
により、このいわゆる「ライトリカバリ」の問題を解決
し、高速アクセスを実現する。
【0098】図7は、図6に示すビット選択信号ZZ0
〜ZZ3を発生するための構成を示す図である。ビット
選択信号ZZ0〜ZZ3は、ブロック選択信号BS0と
2ビットのアドレス信号CA〈1:0〉とに従って発生
される。ビット選択信号ZZ0はブロック選択信号BS
0と列アドレスビットZCA〈0〉およびZCA〈1〉
を受けるNANDゲート516から出力される。ビット
選択信号ZZ1が、ブロック選択信号BS0と列アドレ
スビットCA0〈0〉およびZCA〈1〉とを受けるN
ANDゲート517から出力される。ビット選択信号Z
Z2は、ブロック選択信号BS0と列アドレスビットZ
CA〈0〉およびCA〈1〉とを受けるNANDゲート
518から出力される。ビット選択信号ZZ3は、ブロ
ック選択信号BS0と列アドレスビットCA〈0〉およ
びCA〈1〉とを受けるNANDゲート519から出力
される。列アドレスビット(CA〈0〉,CA〈1〉)
が(0,0)、(1,0)、(0,1)、および(1,
1)のときにビット選択信号ZZ0,ZZ1,ZZ2お
よびZZ3がそれぞれ選択状態とされる(ただしブロッ
ク選択信号BS0が選択状態を示すハイレベル(1)の
とき)。図8は、図6に示す読出増幅器505の具体的
構成を示す図である。図8において、読出増幅器505
は、カレントミラー回路からなる電流供給段を構成する
pチャネルMOSトランジスタ600および601と、
この電流供給段から電流を供給されて内部データ入出力
線ZI/O0aおよびI/O0a上の電位を比較する比
較段を構成するnチャネルMOSトランジスタ606お
よび607と、MOSトランジスタ606および607
と接地ノードとの間に電流経路を形成するnチャネルM
OSトランジスタ610を含む。pチャネルMOSトラ
ンジスタ600はそのゲートとドレインが相互接続さ
れ、MOSトランジスタ606に対して電流を供給す
る。MOSトランジスタ601は、カレントミラー回路
のスレーブ段として機能し、MOSトランジスタ607
に対して電流を供給する。
【0099】この読出増幅器505はさらに、カレント
ミラー回路からなる電流供給段を構成するpチャネルM
OSトランジスタ602および603と、この電流供給
段から電流を受けて内部データ入出力線I/O0aおよ
びZI/O0a上の電位を比較する比較段を構成するn
チャネルMOSトランジスタ608および609と、接
地ノードへの電流経路を形成するnチャネルMOSトラ
ンジスタ611を含む。pチャネルMOSトランジスタ
602は、そのゲートとドレインが相互接続されてかつ
MOSトランジスタ608に電流を供給する。MOSト
ランジスタ603がMOSトランジスタ609に対し電
流を供給する。この増幅器505は、さらに出力ノード
ZRDおよびRDを電源電位Vccレベルにプリチャー
ジするためのpチャネルMOSトランジスタ604およ
び605を含む。
【0100】MOSトランジスタ610および611
は、プリアンプイネーブル信号PAE0がハイレベルの
ときに導通し、MOSトランジスタ604および605
は、プリアンプイネーブル信号PAE0がローレベルの
ときに導通する。
【0101】このプリアンプイネーブル信号PAE0
は、ビット選択信号ZZ0を受けるインバータ612
と、インバータ612の出力信号とプリアンプイネーブ
ル信号PAEを受けるNANDゲート614と、NAN
Dゲート614の出力信号を受けるインバータ613と
からなる制御信号発生部から出力される。ビット選択信
号ZZ0がローレベルにあり、かつプリアンプイネーブ
ル信号PAEがハイレベルのときにこのプリアンプイネ
ーブル信号PAE0がハイレベルとされ、MOSトラン
ジスタ610および611が導通状態とされ、この読出
増幅器505が活性状態とされる。
【0102】入出力線I/O0a上の信号電位が入出力
線ZI/O0a上の信号電位よりも高いときには、MO
Sトランジスタ607のコンダクタンスはMOSトラン
ジスタ606のコンダクタンスよりも大きくなり、ノー
ドZRDがMOSトランジスタ607および電流源トラ
ンジスタ610を介して放電されてローレベルとされ
る。一方、出力ノードRDは、MOSトランジスタ60
9のコンダクタンスがMOSトランジスタ608のコン
ダクタンスよりも小さくなるために、MOSトランジス
タ603からの電流により充電されて、その電位が上昇
する。プリアンプイネーブル信号PAE0がローレベル
のときには、MOSトランジスタ606〜609から接
地ノードへの電流経路が形成されないため、比較動作は
行なわれない。すなわち、この読出増幅器505は非活
性状態とされる。この状態においては、出力ノードRD
およびZRDはMOSトランジスタ604および605
により電源電位Vccレベルに充電される。
【0103】この図8に示す読出増幅器の構成から明ら
かなように、ビット選択信号ZZが選択状態とされた読
出増幅器のみが活性状態とされる。したがってデータが
読出される読出増幅器のみが活性状態とされ、4つの読
出増幅器が同時に動作するのが防止され、この読出増幅
器における消費電流を分散させることができ、ピーク電
流を小さくすることができる。
【0104】[入出力バッファ回路]図9は、図1に示
す入出力バッファ回路205の具体的構成を示す図であ
る。図9において、入出力バッファ回路205は、デー
タを書込むための入力バッファ回路と、読出データを出
力するための出力バッファ回路を含む。入力バッファ回
路は、データ入出力端子DQに与えられたデータを入力
データラッチ指示信号ZDILに応答して通過させるn
チャネルMOSトランジスタ546と、MOSトランジ
スタ546から与えられたデータをラッチするためのイ
ンバータ533および534と、インバータ533の出
力信号を反転して書込データバス線WBUS0へ伝達す
るインバータ532を含む。インバータ533の入力部
および出力部はインバータ534の出力部および入力部
にそれぞれ接続される。インバータ533の駆動力はイ
ンバータ534の駆動力よりも大きくされる。入力デー
タラッチ指示信号ZDILは、書込ドライバイネーブル
信号WDEの反転信号である。図6に示す書込回路の活
性化前に、このMOSトランジスタ546が導通し、イ
ンバータ533および532に入力データがラッチされ
る。図6に示す書込回路が書込ドライバイネーブル信号
WDEに応答して活性化されるとき、この信号ZDIL
は活性状態のローレベルとされる。この状態において
は、インバータ533および534にラッチされたデー
タが図6に示す書込回路で増幅されて選択メモリセルへ
書込まれる。信号ZDILにより、書込ドライバ活性化
時におけるインバータ533および534で構成される
ラッチ回路のラッチデータが変化するのを防止すること
ができる。
【0105】出力バッファ回路は、読出データバス線Z
RBUS0上の電位を反転するインバータ530と、動
作モード指定信号FPを反転するインバータ531と、
インバータ530および531の出力信号と読出データ
バス線RBUS0上の信号と動作モード指定信号FPを
受ける複合論理ゲート535を含む。この複合論理ゲー
ト535は、インバータ530および531の出力信号
を受けるANDゲートと、読出データバス線WBUS0
上の信号と動作モード指定信号FPを受けるANDゲー
トと、これら2つのANDゲートの出力信号を受けるN
ORゲートを含む構成と等価である。
【0106】出力バッファ回路は、さらに、インバータ
530の出力信号とデータ転送指示信号DTを受けるN
ANDゲート520と、複合論理ゲート535の出力信
号とデータ転送指示信号DTを受けるNANDゲート5
21と、出力バッファ活性化信号ZOEMおよびNAN
Dゲート520の出力信号を受ける複合論理ゲート53
6と、NANDゲート521の出力信号と複合論理ゲー
ト536の出力信号を受けるNANDゲート522を含
む。複合論理ゲート536は、NANDゲート522の
出力信号とNANDゲート520の出力信号を受けるA
NDゲートと、このANDゲートの出力信号と出力バッ
ファ活性化信号ZOEMを受けるNORゲートを含む構
成と等価である。
【0107】出力バッファ回路は、さらに、出力バッフ
ァ活性化信号ZOEMとNANDゲート521の出力信
号とNANDゲート523の出力信号を受ける複合論理
ゲート537を含む。NANDゲート523は、NAN
Dゲート520の出力信号と複合論理ゲート537の出
力信号とを受ける。複合論理ゲート536の出力信号
は、データ入出力端子DQを電源電位レベルへ充電する
nチャネルMOSトランジスタ547のゲートへ与えら
れる。複合論理ゲート537の出力信号はデータ入出力
端子DQを接地電位レベルへ放電するnチャネルMOS
トランジスタ548のゲートへ与えられる。出力バッフ
ァ活性化信号ZOEM(出力バッファ活性化信号OEM
の反転信号)がハイレベルのとき、複合論理ゲート53
6および537の出力信号はローレベルとされる。一
方、この出力バッファ活性化信号ZOEMがローレベル
とされるとき、複合論理ゲート536および537は、
それぞれ、NANDゲートとして動作する。次にこの出
力バッファ回路の動作について説明する。
【0108】動作モード指定信号FPがローレベルにあ
り、パイプラインバーストモード動作を指定していると
き、複合論理ゲート535は、読出データバス線RBU
S0上の信号電位の通過を禁止し、インバータ530の
出力信号(読出データバス線ZRBUS0上の信号電位
の反転信号)を反転して通過させる。したがってこの状
態において、出力バッファ回路は読出データバス線ZR
BUS0上の信号の電位に従って読出データを生成して
データ入出力端子DQへ伝達する。一方、この動作モー
ド指定信号FPがハイレベルにあり、高速ページモード
を指定している場合には、複合論理ゲート535は、読
出データバス線ZRBUS0上の信号電位の通過を禁止
し、一方読出データバス線RBUS0上の信号電位を反
転して通過させる。したがってこの状態においては、2
本の読出データバス線RBUS0およびZRBUS0上
の信号電位に従って読出データの生成および出力が行な
われる。
【0109】データ転送指示信号DTがローレベルのと
き、NANDゲート520および521の出力信号はハ
イレベルであり、複合論理ゲート536および537は
その前の状態を維持している。データ転送指示信号DT
がハイレベルとされると、NANDゲート520および
521がインバータとして機能する。このときまで出力
バッファイネーブル信号ZOEMがハイレベルであれ
ば、複合論理ゲート536および537の出力信号の状
態は変化しない。出力バッファ活性化信号ZOEMがロ
ーレベルとされると、複合論理ゲート536および53
7がNANDゲートとして機能する。この状態におい
て、複合論理ゲート536および537の出力信号は、
NANDゲート520および521の出力信号の状態に
従って、その状態が変化する。今、NANDゲート52
0の出力信号がハイレベルであり、NANDゲート52
1の出力信号がローレベルのとき、複合論理ゲート53
6の出力信号がローレベル、複合論理ゲート537の出
力信号がハイレベルとなり、データ入出力端子DQはM
OSトランジスタ548を介して放電され、ローレベル
のデータが出力される。
【0110】出力バッファ活性化信号ZOEMは、その
発生態様は後に詳細に説明するが、高速ページモード時
において、コラムアドレスストローブ信号ZCASの非
活性化に応答して非活性状態とされる。一方、パイプラ
インバーストモード時においては、この出力バッファ活
性化信号ZOEMは、一旦活性状態とされると、信号Z
RASおよびZCASがともに非活性状態となるまで活
性状態を維持する。この出力バッファ活性化信号ZOE
Mの非活性化時にMOSトランジスタ547および54
8がともにオフ状態とされ、出力バッファ回路が出力ハ
イインピーダンス状態とされる。
【0111】この図9に示すように動作モード指定信号
FPに応答する複合論理ゲート535を設け、この複合
論理ゲート535により、動作モードに応じて読出デー
タバス線RBUS0上の信号の伝搬の許可/禁止を設定
することにより動作モードに応じて用いられる読出デー
タバス線の数を変更することができ、動作モードに応じ
て高速読出および低消費電流動作を実現することができ
る。
【0112】[列アドレスバッファ]図10は、上位列
アドレスバッファの構成および動作を示す図である。図
10(A)において、この列アドレスバッファは、列ア
ドレスビットCA〈9:2〉それぞれに対して設けられ
る。DRAMにおいては、行アドレスと列アドレスとは
時分割態様で同じピン端子を介して与えられる。図10
(A)においては、外部から与えられるアドレス信号を
A〈9:2〉で示す。行アドレスの場合、用いられるア
ドレス信号はA〈11:0〉となる。
【0113】図10(A)において、列アドレスバッフ
ァは、制御信号φcaに応答してアドレスビットA
〈9:2〉を通過させるnチャネルMOSトランジスタ
で構成されるトランスファゲート702と、このトラン
スファゲート702から伝達されたアドレスビットをラ
ッチするインバータ709および710と、インバータ
709の出力信号を反転するインバータ711を含む。
インバータ709の入力部および出力部がインバータ7
10の入力部および出力部にそれぞれ接続される。イン
バータ711から内部列アドレスビットCA〈9:2〉
が出力され、インバータ709から内部列アドレスビッ
トZCA〈9:2〉が出力される。次に、動作について
その動作波形図である図11を参照して説明する。
【0114】制御信号φcaは、後にその発生回路の構
成を詳細に説明するが、指定される動作モードに従って
発生態様が異なる。外部から新たに列アドレスビットA
〈9:2〉を取込むことが必要とされたときに、コラム
アドレスストローブ信号ZCASに従って所定期間活性
状態のハイレベルとされる。
【0115】すなわち、図11(A)に示すように、動
作モード指定信号FPがハイレベルにあり、高速ページ
モードが指定されている場合には、ロウアドレスストロ
ーブ信号ZRASがローレベルにあれば、コラムアドレ
スストローブ信号ZCASの立下がりに応答して、この
制御信号φcaは所定期間ハイレベルの活性状態とされ
る。これにより、コラムアドレスストローブ信号ZCA
Sの立下がりごとに新しい列アドレスビットCA〈9:
2〉が取込まれ、新しい列の選択が行なわれる。
【0116】一方、図11(B)に示すように、動作モ
ード指定信号FPがローレベルにあり、パイプラインバ
ーストモードが指定されている場合には、外部からの列
アドレスビットA〈9:2〉は、4CASサイクルごと
に取込まれる。すなわちロウアドレスストローブ信号Z
RASがローレベルとされてから最初にコラムアドレス
ストローブ信号ZCASがローレベルの活性状態とされ
ると、所定期間、この制御信号φcaがハイレベルの活
性状態とされる。この最初に取込まれた列アドレスビッ
トCA〈9:2〉により4つのアドレスのメモリセルが
同時に選択状態とされる。最初のメモリセルが、最初に
取込まれた列アドレス信号A〈9:0〉により選択され
る。残りの3ビットのメモリセルのアドレスは内部でカ
ウンタにより自動的に発生される。このカウンタにおい
ては、列アドレスビットCA〈1:0〉が用いられるた
め、コラムアドレスストローブ信号ZCASの次の3回
の立下がり期間、制御信号φcaはローレベルを維持
し、この期間、外部列アドレス信号の取込みが禁止され
る。4つのメモリセルデータが読出されると、次いで次
のコラムアドレスストローブ信号ZCASの立下がりに
従って制御φcaが所定期間ハイレベルの活性状態とさ
れ、新たな列アドレス信号が取込まれる。
【0117】図12は、下位2ビットの列アドレス信号
CA〈1:0〉のアドレスバッファの部分の構成を示す
図である。図12において、列アドレスビットCA
〈0〉およびCA〈1〉両者に対し同一の構成が用いら
れるため、これらの2ビットの列アドレスをCA〈1:
0〉として示し、1つの回路部分のみを示す。
【0118】図12において、列アドレスバッファは、
外部から与えられる列アドレスビットA〈1:0〉を制
御信号φcaに応答して通過させるnチャネルMOSト
ランジスタ700と、制御信号φccに応答して、内部
で発生された2ビット列アドレスB〈1:0〉を通過さ
せるnチャネルMOSトランジスタ701と、MOSト
ランジスタ700または701から与えられた列アドレ
スビットをラッチするためのインバータ706および7
07と、インバータ706の出力する列アドレスビット
を反転するインバータ708と、インバータ706およ
び708から与えられる相補列アドレスビットを、コラ
ムアドレスストローブ信号ZCASに応答してラッチす
るラッチ回路LATCHと、インバータ706および7
08から与えられる列アドレスビットZAL〈1:0〉
およびAL〈1:0〉に従ってコラムアドレスストロー
ブ信号ZCASに応答してカウント動作を行なって列ア
ドレスビットB〈1:0〉を生成するカウンタCCNT
Rを含む。
【0119】制御信号φcaは先に図11を参照して説
明したように、高速ページモードにおいて、コラムアド
レスストローブ信号ZCASの立下がりに応答して活性
状態のハイレベルとされる。パイプラインバーストモー
ドにおいては制御信号φcaは、コラムアドレスストロ
ーブ信号ZCASの4サイクルごとに活性状態とされ
る。制御信号φccが、パイプラインバーストモード時
において、残りの3サイクル間コラムアドレスストロー
ブ信号ZCASの立下がり(活性化)に応答して活性状
態のハイレベルとされる。制御信号φccは、高速ペー
ジモード時においては、常時非活性状態のローレベルと
される。
【0120】ラッチ回路LATCHは、動作モード指定
信号FPとコラムアドレスストローブ信号ZCASとイ
ンバータ708の出力信号を受ける複合論理ゲート74
0と、動作モード指定信号FPとコラムアドレスストロ
ーブ信号ZCASとインバータ706の出力信号を受け
る複合論理ゲート741と、インバータ740および7
41の出力をラッチするラッチ回路を構成するNAND
ゲート738および739を含む。NANDゲート73
8は、複合論理ゲート740の出力信号とNANDゲー
ト739の出力信号とを受け、列アドレスビットCA
〈1:0〉を出力する。NANDゲート739は、NA
NDゲート738の出力信号と複合論理ゲート741の
出力信号とを受けて、列アドレスビットZCA〈1:
0〉を出力する。
【0121】複合論理ゲート740は、動作モード指定
信号FPとコラムアドレスストローブ信号ZCASを受
けるORゲートと、このORゲートとインバータ708
の出力信号を受けるNANDゲートを含む構成と等価で
ある。複合論理ゲート741は、動作モード指定信号F
Pとコラムアドレスストローブ信号ZCASを受けるO
Rゲートと、インバータ706の出力信号とORゲート
の出力信号を受けるNANDゲートを含む構成と等価で
ある。
【0122】カウンタCCNTRは、最初のコラムアド
レスストローブ信号ZCASのサイクルに与えられた列
アドレスビットAL〈1:0〉およびZAL〈1:0〉
を初期値として、コラムアドレスストローブ信号ZCA
Sに従って所定のシーケンスでカウント動作を行なって
内部列アドレスビットB〈1:0〉を出力する。次に、
この図12に示す列アドレスバッファの動作について説
明する。
【0123】高速ページモード動作時においては、動作
モード指定信号FPがハイレベルに設定される。この状
態においては、複合論理ゲート740および741は、
コラムアドレスストローブ信号ZCASの状態にかかわ
らず、インバータ708および706から与えられた信
号を反転して伝達する。この複合論理ゲート740およ
び741からの出力信号はNANDゲート738および
739からなるラッチ部においてラッチされる。したが
って、高速ページモード時においては、図11に示すよ
うに、制御信号φcaがコラムアドレスストローブ信号
ZCASの立下がりに応答して活性状態とされ、そのと
きに与えられるアドレスビットA〈1:0〉が内部へ取
込まれてラッチされて内部列アドレスビットCA〈1:
0〉およびZCA〈1:0〉が出力される。制御信号φ
ccは、高速ページモード時においては、常時非活性状
態とされるので、カウンタCCNTRで発生される内部
列アドレスB〈1:0〉は無視される。したがって高速
ページモードにおいては、外部から与えられる列アドレ
スに従って列が選択される。
【0124】次に、図13に示す信号波形図を参照し
て、パイプラインバーストモード時の動作について説明
する。パイプラインバーストモード時においては、動作
モード指定信号FPがローレベルに設定される。この状
態においては、複合論理ゲート740および741は、
コラムアドレスストローブ信号ZCASがハイレベルの
ときに、インバータ708および706から与えられた
列アドレスビットをNANDゲート738および739
へ伝達する。すなわち、最初にコラムアドレスストロー
ブ信号ZCASがローレベルに立下がると、まず制御信
号φcaが所定期間ハイレベルとなり、外部からの列ア
ドレスビットA〈1:0〉がインバータ706および7
07で構成されるラッチによりラッチされる。これによ
り、カウンタCCNTRへ与えられる列アドレスビット
AL〈1:0〉およびZAL〈1:0〉の初期値が決定
される。コラムアドレスストローブ信号ZCASがロー
レベルのときには、複合論理ゲート740および741
の出力信号はハイレベルであり、ラッチ回路LATCH
の出力データは変化しない。コラムアドレスストローブ
信号ZCASがハイレベルに立上がると、複合論理ゲー
ト740および741がインバータ708および706
から与えられたアドレスビットを通過させる。これによ
り、NANDゲート738および739からの列アドレ
スビットCA〈1:0〉およびZCA〈1:0〉の状態
が外部から与えられた列アドレスビットA〈1:0〉に
対応する(図13において列アドレスビットCaで示
す)。一方、カウンタCCNTRは、コラムアドレスス
トローブ信号ZCASの立上がりに応答してカウント動
作を行ない、このときに与えられている列アドレスビッ
トAL〈1:0〉およびZAL〈1:0〉から内部の列
アドレスビットB〈1:0〉を生成する。
【0125】2回目にコラムアドレスストローブ信号Z
CASがローレベルに立下がると、制御信号φccがハ
イレベルの活性状態とされ、内部で発生された列アドレ
スビットB〈1:0〉がMOSトランジスタ701を介
してインバータ706および707で構成されるラッチ
部へ伝達されてそこでラッチされる。この新たに生成さ
れた内部列アドレスビット(C1i)は、再びカウンタ
CCNTRへ与えられる。コラムアドレスストローブ信
号ZCASがハイレベルに立上がると、ラッチ回路LA
TCHがスルー状態となり、この新たに与えられた内部
列アドレスビットC1iを内部列アドレスビットCA
〈1:0〉として出力し、かつラッチする。以降、コラ
ムアドレスストローブ信号ZCASが立下がるごとに、
制御信号φccが活性状態とされ、カウンタCCNTR
がカウント動作を行なって内部列アドレスビットC2お
よびC3を発生する。
【0126】上述の一連の動作により、4ビット(1つ
のデータ入出力端子あたり)のメモリセル選択時におい
て、最初の外部から与えられた列アドレスビットCaに
従ってメモリセルが選択され、残りの3ビットのメモリ
セルは、内部で生成された列アドレスビットC1i〜C
3iに従って選択される。1度の列アドレス指定によ
り、4つのアドレスのメモリセルを順次選択することが
できる。
【0127】図14は、図12に示すカウンタCCNT
Rの具体的構成の一例を示す図である。図14におい
て、下位の列アドレスビットB〈0〉およびZB〈0〉
を発生する部分は、コラムアドレスストローブ信号ZC
ASを受けるインバータ717と、インバータ717の
出力信号と内部列アドレスビットAL〈0〉を受けるN
ANDゲート722と、インバータ717の出力信号と
列アドレスビットZAL〈0〉を受けるNANDゲート
723と、NANDゲート722および723の出力信
号をそれぞれ受けるNANDゲート720および721
とを含む。NANDゲート720および721は、それ
ぞれの入力と出力とが交差結合されてフリップフロップ
を構成する。
【0128】この回路部分は、さらに、NANDゲート
720の出力信号を受けるインバータ714と、NAN
Dゲート721の出力信号を受けるインバータ715
と、コラムアドレスストローブ信号ZCASとインバー
タ714の出力信号を受けるNANDゲート724と、
コラムアドレスストローブ信号ZCASとインバータ7
15の出力信号を受けるNANDゲート725と、NA
NDゲート724および725の出力信号をそれぞれ受
けるNANDゲート726および727を含む。NAN
Dゲート726および727は、それぞれの入力と出力
とが交差結合されて、フリップフロップを構成する。
【0129】カウンタCCNTRは、さらに、制御信号
φcaに応答して、列アドレスビットAL〈0〉を通過
させるnチャネルMOSトランジスタ703と、MOS
トランジスタ703から伝達されたアドレスビットをラ
ッチするラッチ段を構成するインバータ712および7
13と、カウントモード指定信号φLとインバータ71
2の出力信号を受けるNORゲート719と、NORゲ
ート719からの出力信号φsに従ってアドレスビット
ZB〈0〉を通過させるnチャネルMOSトランジスタ
704と、信号φsを受けるインバータ716と、イン
バータ716の出力信号に応答して、アドレスビットB
〈0〉を通過させるnチャネルMOSトランジスタ70
5とを含む。制御信号φLは、ハイレベルまたはローレ
ベルに固定され、カウント動作態様を決定する。この制
御信号φLは、特定のパッドへのボンディングの有無に
より、特定の電位にこの特定のパッドが設定されるかま
たは、この制御信号φLを伝達する信号線をマスク配線
によりハイレベルまたはローレベルの電位に固定するこ
とにより発生される。
【0130】上位アドレスビットAL〈1〉およびZA
L〈1〉の回路部分は、コラムアドレスストローブ信号
ZCASを受けるインバータ718と、インバータ71
8の出力信号と列アドレスビットAL〈1〉を受けるN
ANDゲート728と、インバータ718の出力信号と
列アドレスビットZAL〈1〉を受けるNANDゲート
729と、NANDゲート728および729の出力信
号をそれぞれ受けるNANDゲート730および731
を含む。NANDゲート730および731は、その入
力および出力が交差結合されてフリップフロップを構成
する。
【0131】カウンタCCNTRは、さらに、NAND
ゲート730の出力信号を受けるインバータ732と、
NANDゲート731の出力信号を受けるインバータ7
33と、コラムアドレスストローブ信号ZCASとMO
Sトランジスタ704または705から与えられたノー
ドND0上の信号とインバータ732の出力信号を受け
る3入力NANDゲート734と、ノードND0上の信
号とインバータ733の出力信号とコラムアドレススト
ローブ信号ZCASとを受けるNANDゲート735
と、NANDゲート734および735の出力信号をそ
れぞれ受けるNANDゲート736および737を含
む。NANDゲート736および737は、それぞれの
出力および入力が交差結合されてフリップフロップを構
成する。さらに、制御信号φcaに応答して列アドレス
ビットAL〈1〉およびZAL〈1〉を列アドレスビッ
トB〈1〉およびZB〈1〉として出力するためのトラ
ンスファゲートRTraおよびZRTraが設けられ
る。
【0132】まず、図15を参照して、下位アドレスビ
ットAL〈0〉およびB〈0〉について説明する。コラ
ムアドレスストローブ信号ZCASがハイレベルのと
き、インバータ717の出力信号はローレベルであり、
NANDゲート722および723の出力信号はハイレ
ベルである。この状態においてアドレスビットAL
〈0〉およびZAL〈0〉は内部へ取込まれない。NA
NDゲート724および725は、インバータ714お
よび715から与えられた信号電位を反転して通過させ
る。したがって列アドレスビットB〈0〉およびZB
〈0〉は前のサイクル(コラムアドレスストローブ信号
のサイクル)の状態を維持する。
【0133】コラムアドレスストローブ信号ZCASが
ローレベルとなると、インバータ717の出力信号がハ
イレベルとなり、NANDゲート722および723が
インバータとして機能し、アドレスビットAL〈0〉お
よびZAL〈0〉がNANDゲート720および721
からなるフリップフロップによりラッチされる。この最
初のサイクルへ与えられるアドレスビットAL〈0〉お
よびZAL〈0〉は外部から与えられる列アドレスビッ
トに対応している。コラムアドレスストローブ信号ZC
ASがローレベルのとき、NANDゲート724および
725は、インバータ714および715の出力信号の
論理にかかわらず、ハイレベルの信号を出力する。した
がってこの状態においてもまだ列アドレスビットB
〈0〉およびZB〈0〉の状態は変化しない。
【0134】コラムアドレスストローブ信号ZCASが
ハイレベルとなると、インバータ717の出力信号がロ
ーレベルとなり、NANDゲート722および723の
出力信号はハイレベルに固定される。一方、NANDゲ
ート724および725が、インバータ714および7
15の出力信号を通過させ、NANDゲート726およ
び727がラッチするビットB〈0〉およびZB〈0〉
の状態が確定する。この状態においては、ビットB
〈0〉は、そのサイクルに与えられたビットAL〈0〉
の反転値となる。このビットB〈0〉およびZB〈0〉
は、図12に示すMOSトランジスタ701を介して再
びカウンタCCNTRへフィードバックされる。制御信
号φccは、コラムアドレスストローブ信号ZCASの
立下がりに応答して活性状態とされる。したがって、コ
ラムアドレスストローブ信号ZCASの立下がりごと
に、列アドレスビットAL〈0〉の状態が変化し、コラ
ムアドレスストローブ信号ZCASの立上がりに応答し
て、列アドレスビットB〈0〉の論理が反転する。
【0135】上位列アドレスビットAL〈1〉およびZ
AL〈1〉に対しても同様の動作が行なわれる。このと
き、制御信号φsにより、上位アドレスビットAL
〈1〉の変化態様が決定される。制御信号φLがローレ
ベルに固定された場合、NORゲート719はインバー
タとして機能する。インバータ712および713によ
り、外部から与えられた列アドレスビットAL〈0〉が
ラッチされる。制御信号φsが、外部から与えられた列
アドレスビットA〈0〉の論理に従ってその論理レベル
が変化する。列アドレスビットA〈0〉が“0(ローレ
ベル)”のとき、制御信号φsは、ローレベルとなり、
ノードND0には、MOSトランジスタ705を介して
ビットB〈0〉が伝達される。NANDゲート728お
よび729は、コラムアドレスストローブ信号ZCAS
がローレベルのとき、列アドレスビットAL〈1〉およ
びZAL〈1〉を反転して通過させる。そのとき、列ア
ドレスビットB〈0〉が0(ローレベル)の場合、コラ
ムアドレスストローブ信号ZCASがハイレベルとされ
ても、NANDゲート734および735の出力信号は
ハイレベルに固定され、NANDゲート736および7
37のラッチ状態は変化しない。したがってこの状態に
おいては、列アドレスビットB〈1〉およびZB〈1〉
は、トランスファゲートRTraおよびZRTraによ
り与えられた外部列アドレスビットA〈1〉およびZA
〈1〉に対応する論理レベルとなる。列アドレスビット
B〈0〉がハイレベルのとき(“1”のとき)、NAN
Dゲート734および735は、コラムアドレスストロ
ーブ信号ZCASがハイレベルとされると、インバータ
732および733の出力信号を反転して通過させる。
これにより、NANDゲート736および737の出力
する列アドレスビットB〈1〉およびZB〈1〉の論理
が反転する。以降この動作を繰返すことにより、列アド
レスビットB〈1〉は、最初に与えられた列アドレスビ
ットを先頭ビットとして、1ずつ増加する。たとえば、
列アドレスビットA〈1:0〉が(0,0)のとき、内
部列アドレスビットB〈1:0〉は(0,1)、(1,
0)および(1,1)の順で変化する。制御信号φLが
ローレベルのとき、最初に与えられた列アドレスビット
A〈0〉の値に従って列アドレスビットB〈0〉および
ZBL〈0〉の一方が選択されるためである。
【0136】一方、制御信号φLがハイレベルに固定さ
れると、制御信号φsはローレベルに固定される。この
状態においては、MOSトランジスタ705が常時オン
状態とされ、ビットB〈0〉が最初に与えられた列アド
レスビットA〈0〉の値に関わらず選択される。この状
態においては内部アドレスビットA〈0〉が0のとき、
内部列アドレスビットB〈1〉は前のサイクルの値を保
持し、ビットB〈0〉が1のときに、内部列アドレスビ
ットB〈1〉が前のサイクルの値の論理が反転された値
となる。したがってこの場合には、図15に示すような
内部列アドレスビットが生成される。
【0137】図17は、制御信号φcaおよびφccを
発生するための回路構成を示す図である。図17におい
て、制御信号発生回路は、コラムアドレスストローブ信
号ZCASを受けるインバータ806と、インバータ8
06の出力信号とロウアドレスストローブ信号ZRAS
を受けるNORゲート832と、動作モード指定信号F
PとNORゲート832の出力信号を受けるNANDゲ
ート830と、コラムアドレスストローブ信号ZCAS
を所定時間遅延させる遅延回路を構成するインバータ8
08,809および810と、インバータ810の出力
信号と動作モード指定信号FPとロウアドレスストロー
ブ信号ZRASを受けるNORゲート831と、コラム
アドレスストローブ信号ZCASの立下がりごとにカウ
ント動作を行なうカウンタYCNTRと、NORゲート
831の出力信号とカウンタYCNTRからのカウント
値ZCY〈0〉およびZCY〈1〉を受けるNANDゲ
ート828と、NORゲート831の出力信号とカウン
タYCNTRからのカウント値CY〈0〉およびCY
〈1〉を受ける複合論理ゲート834と、NANDゲー
ト828および830の出力信号を受けるNANDゲー
ト829と、複合論理ゲート834の出力信号を受ける
インバータ811を含む。NANDゲート829から、
制御信号φcaが出力され、インバータ811から制御
信号φccが出力される。複合論理ゲート834は、カ
ウンタYCNTRからのカウント値CY〈0〉およびC
Y〈1〉を受けるORゲートと、このORゲートとNO
Rゲート831の出力信号を受けるNANDゲートを含
む構成と機能的に等価である。次に動作について説明す
る。
【0138】カウンタYCNTRは、後に詳細に説明す
るが、動作時、そのカウント値CY〈1:0〉が(0,
0)にリセットされる。
【0139】動作モード指定信号FPがハイレベルにあ
り、高速ページモードを示すとき、NORゲート831
の出力信号はローレベルに固定され、応じてNANDゲ
ート828の出力信号がハイレベルに固定される。さら
に、複合論理ゲート834の出力信号がハイレベルに固
定され、インバータ811から出力される制御信号φc
cがローレベルに固定される。この状態においては、カ
ウンタYCNTRからのカウント値CY〈1:0〉は無
視される。動作モード指定信号FPがハイレベルのと
き、NANDゲート830がインバータとして機能す
る。同様に、NANDゲート829がインバータとして
機能する。ロウアドレスストローブ信号ZRASがロー
レベルとなると、コラムアドレスストローブ信号ZCA
Sがハイレベルに立上がるごとに、NORゲート832
の出力信号がハイレベルとなり、制御信号φcaがその
期間ハイレベルとされる。コラムアドレスストローブ信
号ZCASがハイレベルの期間、制御信号φcaが活性
状態のハイレベルとされる。
【0140】一方、動作モード指定信号FPがローレベ
ルに固定されてパイプラインバーストモードが指定され
たとき、NANDゲート830の出力信号がハイレベル
に固定され、NORゲート832の出力信号が無視され
る。NANDゲート829がインバータとして機能す
る。
【0141】図18に示すように、最初にコラムアドレ
スストローブ信号ZCASがローレベルに立下がると、
NORゲート831から出力される信号は、インバータ
808〜810が与える遅延時間の間ハイレベルとされ
る。カウンタYCNTRのカウント値CY〈1:0〉は
(0,0)にリセットされている。したがって、NAN
Dゲート828の出力信号が所定期間ローレベルとな
り、NANDゲート829からの制御信号φcaがハイ
レベルとなる。一方、複合論理ゲート834は、カウン
ト値CY〈0〉およびCY〈1〉がともにローレベルで
あるため、ハイレベルの信号を出力し、応じてインバー
タ811から出力される制御信号φccはローレベルを
維持する。
【0142】コラムアドレスストローブ信号ZCASが
ハイレベルに立上がると、カウンタYCNTRのカウン
ト値が1増分される。この状態においてはビットCY
〈0〉がハイレベルとなる。一方、ビットCY〈1〉は
ローレベルである。したがって、NANDゲート828
の出力信号はハイレベルに固定され、NANDゲート8
29から出力される制御信号φcaはローレベルに固定
される。一方、複合論理ゲート834は、インバータと
して機能し、NORゲート831から与えられる信号を
通過させる。したがって、この状態においては、コラム
アドレスストローブ信号ZCASの立下がりに応答し
て、所定期間制御信号φccがハイレベルの活性状態と
される。
【0143】カウンタYCNTRのカウント値が最大値
(1,1)に到達するまでの3サイクルの間、ビットZ
CY〈0〉およびZCY〈1〉の少なくとも一方はロー
レベルであるため、NANDゲート828の出力信号は
ハイレベルに固定され、制御信号φcaの活性化は禁止
される。一方、複合論理ゲート834はこの間インバー
タとして機能し、制御信号φccをコラムアドレススト
ローブ信号ZCASの立下がりに応答して所定時間活性
状態のハイレベルとなる。カウンタYCNTRのカウン
ト値が初期値(0,0)に戻ると再び制御信号φcaが
活性状態とされる。この図17に示す構成を利用するこ
とにより、パイプラインバーストモード時においては、
最初のZCASサイクルにおいて制御信号φcaを活性
状態とし、次の信号ZCASの3サイクル期間、制御信
号φccを活性状態とする構成を実現することができ
る。
【0144】図19は、図17に示すカウンタYCNT
Rの具体的構成を示す図である。図19において、カウ
ンタYCNTRの下位ビット部分は、ライトイネーブル
信号ZWEを受けるインバータ800と、ロウアドレス
ストローブ信号ZRASとインバータ800の出力信号
とコラムアドレスストローブ信号ZCASを受ける複合
論理ゲート833と、複合論理ゲート833の出力信号
を受けるインバータ801と、コラムアドレスストロー
ブ信号ZCASを受けるインバータ804と、インバー
タ804の出力信号とカウントCY〈0〉を受けるNA
NDゲート812と、インバータ804の出力信号とカ
ウントZCY〈0〉を受けるNANDゲート813と、
NANDゲート812および813の出力信号をそれぞ
れ受けるNANDゲート814および815と、NAN
Dゲート814および815の出力信号をそれぞれ受け
るインバータ802および803と、インバータ802
および803の出力信号をそれぞれ受けるNANDゲー
ト817および818と、NANDゲート817の出力
信号を受ける複合論理ゲート835と、NANDゲート
818の出力信号を受けるNANDゲート816を含
む。NANDゲート816は、複合論理ゲート835の
出力信号をまた受ける。複合論理ゲート835は、イン
バータ801の出力信号とNANDゲート816の出力
信号をまた受ける。NANDゲート817および818
へはまた、コラムアドレスストローブ信号ZCASが与
えられる。NANDゲート814および815は、それ
ぞれの入力および出力が交差結合されてフリップフロッ
プを構成する。複合論理ゲート835からカウントCY
〈0〉が出力され、NANDゲート816からカウント
ZCY〈0〉が出力される。
【0145】上位ビット部分は、コラムアドレスストロ
ーブ信号ZCASを受けるインバータ805と、インバ
ータ805の出力信号とカウントCY〈1〉を受けるN
ANDゲート819と、インバータ805の出力信号と
カウントZCY〈1〉を受けるNANDゲート820
と、NANDゲート819および820の出力信号をそ
れぞれ一方入力に受けるNANDゲート821および8
22と、カウントCY〈0〉とNANDゲート821の
出力信号とを受けるNANDゲート823と、カウント
CY〈0〉の出力信号とNANDゲート822の出力信
号を受けるNANDゲート824と、コラムアドレスス
トローブ信号ZCASとNANDゲート823の出力信
号を受けるNANDゲート825と、NANDゲート8
24の出力信号とコラムアドレスストローブ信号ZCA
Sとを受けるNANDゲート826と、インバータ80
1の出力信号とNANDゲート825の出力信号とカウ
ントZCY〈1〉を受ける複合論理ゲート836と、N
ANDゲート826の出力信号とカウントCY〈1〉を
受けるNANDゲート827を含む。
【0146】複合論理ゲート836からカウントCY
〈1〉が出力され、NANDゲート827からカウント
ZCY〈1〉が出力される。NANDゲート821およ
び822は、フリップフロップを構成する。次に動作に
ついて説明する。
【0147】ロウアドレスストローブ信号ZRASおよ
びコラムアドレスストローブ信号ZCASがハイレベル
のとき、複合論理ゲート833の出力信号はローレベル
となり、インバータ801の出力信号がハイレベルとな
る。これにより、AND/NOR型複合論理ゲート83
5は、このNORゲート部分にハイレベルの信号を受け
るため、カウントCY〈0〉がローレベルとなり、カウ
ントZCY〈0〉がハイレベルとなる。同様に、AND
/NOR型複合論理ゲート836の出力信号もローレベ
ルとなり、カウントCY〈1〉が“0”にリセットされ
る。
【0148】また、コラムアドレスストローブ信号ZC
ASがハイレベルでありかつライトイネーブル信号ZW
Eがローレベルにあるとき、OR/NAND型複合論理
ゲート833の出力信号がローレベルとなり、応じてイ
ンバータ801の出力信号がハイレベルとされる。この
状態においても、カウントCY〈0〉およびCY〈1〉
はともに“0”にリセットされる。信号ZRASおよび
ZCASがともにハイレベルの状態とされるのは、メモ
リサイクルが終了して、データ出力端子がハイインピー
ダンス状態とされるときである。一方、コラムアドレス
ストローブ信号ZCASがハイレベルにあり、かつライ
トイネーブル信号ZWEがローレベルにされるときに、
カウントCY〈0〉およびCY〈1〉が“0”にリセッ
トされるのは、データ書込動作時において列アドレスを
初期値にリセットするためである。
【0149】複合論理ゲート833の出力信号がハイレ
ベルのとき、コラムアドレスストローブ信号ZCASが
ローレベルにあるかまたはライトイネーブル信号ZWE
がハイレベルのとき(ロウアドレスストローブ信号はロ
ーレベルの活性状態にあるとする)であり、この状態に
おいては、インバータ801の出力信号がローレベルと
なり、複合論理ゲート835および836がNANDゲ
ートとして機能する。したがってこの状態においては、
コラムアドレスストローブ信号ZCASがローレベルの
ときに、カウントCY〈0〉およびZCY〈0〉がNA
NDゲート814および815で構成されるフリップフ
ロップによりラッチされ、コラムアドレスストローブ信
号ZCASがハイレベルとなると、NANDゲート81
7および818がインバータとして機能し、NANDゲ
ート814および815にラッチされたデータが複合論
理ゲート830および816へ伝達されてラッチされ
る。したがって、カウントCY〈0〉およびZCY
〈0〉は、コラムアドレスストローブ信号ZCASの立
上がりごとにその論理が反転する。
【0150】一方、カウントCY〈1〉およびZCY
〈1〉に関しては、カウントCY〈0〉が“0”のと
き、NANDゲート825および826の出力信号がハ
イレベルに固定され、カウントCY〈1〉およびZCY
〈1〉が変化しない。カウントCY〈0〉が“1”すな
わちハイレベルのときにのみカウントCY〈1〉および
ZCY〈1〉が変化する。したがって、カウントCY
〈1〉およびZCY〈1〉はカウントCY〈0〉のハイ
レベルからローレベルへの立下がりのときにその状態が
変化する。
【0151】上述の構成により、コラムアドレスストロ
ーブ信号ZCASに従ってカウント動作を行なう2ビッ
トカウンタが実現される。
【0152】[信号IOEQ発生回路]図20は、IO
線イコライズ信号IOEQを発生するための制御回路の
構成を示す図である。図20において、IO線イコライ
ズ信号IOEQ発生回路は、図19に示すカウンタYC
NTRからのカウントZCY〈0〉およびZCY〈1〉
を受けるNANDゲート931と、NANDゲート93
1の出力信号とコラムアドレスストローブ信号ZCAS
を受けるNORゲートと、NORゲート946の出力信
号を所定時間遅延させかつ反転する3段のインバータ9
03,904および905と、インバータ905の出力
信号とNORゲート946の出力信号とを受けるNAN
Dゲート932と、動作モード指定信号FPがハイレベ
ルのときに列アドレス変化検出信号ZATDを通過させ
るnチャネルMOSトランジスタ924と、動作モード
指定信号FPを受けるインバータ906と、インバータ
906の出力信号がハイレベルのとき(信号FPがロー
レベルのとき)、NANDゲート932の出力信号を通
過させるnチャネルMOSトランジスタ953と、書込
ドライバイネーブル信号WDEを所定時間遅延させかつ
反転する3段のインバータ900,901および902
と、インバータ902の出力信号と書込ドライバイネー
ブル信号WDEを受けるNANDゲート929と、NA
NDゲート929の出力信号とMOSトランジスタ95
3または954の出力信号とを受けるNANDゲート9
30を含む。
【0153】インバータ900,901および902と
NANDゲート929とは、与えられた信号の立上がり
に応答して所定時間幅(インバータ3段により決定され
る遅延時間)の間ローレベルとなるパルスを発生するワ
ンショットパルス発生回路を構成する。インバータ90
3,904および905とNANDゲート932も同
様、NORゲート946の出力信号の立上がりに応答し
てワンショットのパルスを発生するワンショットパルス
発生回路を構成する。次にこの図20に示す回路の動作
をその動作波形図である図21および図22を参照して
説明する。
【0154】まず図21に示すように、動作モード指定
信号FPがハイレベルに設定されたときには、nチャネ
ルMOSトランジスタ954が導通状態となり、列アド
レス変化検出信号ZATDがNANDゲート930の一
方入力へ与えられる。書込ドライバイネーブル信号WD
Eは、後に詳細に説明するが、データ書込時において信
号ZCASおよびZWEの活性化に応答して所定期間活
性状態のハイレベルとされる信号である。データ読出時
においては、信号WDEはローレベルを維持し、NAN
Dゲート929の出力信号はハイレベルを維持する。こ
の場合、図21に示すように、コラムアドレスストロー
ブ信号ZCASがハイレベルに立上がると内部列アドレ
ス信号CAが変化し、列アドレス変化検出信号ZATD
が所定期間ローレベルとなる。これにより、NANDゲ
ート930から出力されるIO線イコライズ信号IOE
Qがハイレベルとされ、IO線(内部入出力線:図6参
照)が所定電位(Vcc−Vth)のレベルにプリチャ
ージされる。動作モード指定信号FPがハイレベルのと
き、高速ページモードが行なわれる。この状態において
外部列アドレスに従ったメモリセルが選択される。どの
列のメモリセルが選択されるかは、半導体記憶装置内部
で予め知ることはできない。したがって、この場合に
は、コラムアドレスストローブ信号ZCASに従って、
各サイクルごとにIO線を所定電位にイコライズ/プリ
チャージする。
【0155】図22に示すように、動作モード指定信号
FPがローレベルとされると、インバータ906によ
り、MOSトランジスタ953がオン状態とされる。信
号FPがローレベルとされるのはパイプラインバースト
モード時であるが、この状態においては、カウンタZC
Y〈0〉およびZCY〈1〉が初期値(0,0)にリセ
ットされる。したがって、NANDゲート931の出力
信号がローレベルとされ、最初にコラムアドレスストロ
ーブ信号ZCASがローレベルとされると、NORゲー
ト946の出力信号がハイレベルに立上がり、応じてN
ANDゲート932からは、所定の時間幅を有するロー
レベルの信号が出力される。これにより、NANDゲー
ト930からの信号IOEQが所定時間ハイレベルとさ
れる。
【0156】次のサイクルにおいて、コラムアドレスス
トローブ信号ZCASがローレベルとされた場合、常に
カウント値ZCY〈0〉およびZCY〈1〉の一方がロ
ーレベルとなるため、NANDゲート931の出力信号
がハイレベルとなり、NORゲート946の出力信号が
ローレベルとされる。したがってこの場合には、コラム
アドレスストローブ信号ZCASがローレベルとされて
も、NANDゲート932の出力信号は変化せず、信号
IOEQはローレベルを維持する。合計4ビットのメモ
リセルのデータが読出され、カウント値ZCY〈0〉お
よびZCY〈1〉が再び初期値(0,0)に復帰する
と、コラムアドレスストローブ信号ZCASの立下がり
に応答して所定期間この信号IOEQがハイレベルの活
性状態となる。
【0157】パイプラインバーストモードにおいては、
4ビットのメモリセルが同時に読出されて、この同時に
読出された4ビットのメモリセルデータが内部のカウン
タから発生されるアドレスに従って順次選択される。し
たがってこの4ビット(1つのDQ端子あたり)のメモ
リセルのデータがすべて読出されるまで外部からの列ア
ドレスは受付けられず、新たな列選択動作は行なわれな
い。すなわちコラムアドレスストローブ信号ZCASに
関連する回路のリセットは行なわれない。したがって、
この状態においては、4ビットのメモリセルのデータが
読出されるまで、メモリセルアレイの各列が内部入出力
線に接続されており(この状態については後に説明す
る)、この状態で入出力線をイコライズした場合、メモ
リセルデータが変化することが考えられる。上述のよう
に4ビットのメモリセルのデータがすべて読出され、新
たな列選択が外部列アドレスに従って行なわれる場合に
のみ、信号IOEQを活性状態として内部データ入出力
線を所定電位にイコライズ/プリチャージする。
【0158】図23は、図20に示す書込ドライバイネ
ーブル信号WDEを発生するための回路構成を示す図で
ある。図23(A)において、WDE発生回路は、ライ
トイネーブル信号ZWE、コラムアドレスストローブ信
号ZCASおよび読出指示信号READを受けるNOR
ゲート1014と、NORゲート1014の出力信号を
受ける3段のインバータ1000,1001および10
02と、インバータ1002の出力信号とNORゲート
1014の出力信号を受けるNANDゲート1010
と、NANDゲート1010の出力信号とNANDゲー
ト1012の出力信号を受けるNANDゲート1011
と、NORゲート1015の出力信号とNANDゲート
1011の出力信号を受けるNANDゲート1012
と、NANDゲート1012の出力信号を受けるインバ
ータ1007を含む。インバータ1007から、書込ド
ライバイネーブル信号WDEが出力される。NANDゲ
ート1011および1012は、フリップフロップを構
成する。
【0159】WDE発生回路はさらに、信号WDEを受
けるインバータ1009と、インバータ1009の出力
信号を遅延させるためのキャパシタ1018および10
19と、インバータ1009の遅延出力信号を受けるイ
ンバータ1008と、インバータ1008の出力信号を
受けるインバータ1004と、インバータ1008の出
力信号を受けるインバータ1006と、インバータ10
06の出力信号を所定時間遅延するキャパシタ1016
および1017と、インバータ1016の遅延出力信号
を受けるインバータ1015と、ライトイネーブル信号
ZWEとインバータ1004の出力信号を受けるNAN
Dゲート1013と、NANDゲート1013の出力信
号を受けるインバータ1003と、コラムアドレススト
ローブ信号ZCASとインバータ1003の出力信号と
インバータ1005の出力信号とを受けるNORゲート
1015を含む。インバータ1007の出力信号を受け
るインバータ1030から信号ZDILが出力される。
【0160】キャパシタ1016および1017または
1018および1019は、図23(B)に示すよう
に、MOSトランジスタで構成される。すなわち、キャ
パシタ1016(または1018)は、そのソースおよ
びドレインが電源電位を受けるように接続されるpチャ
ネルMOSトランジスタで構成される。キャパシタ10
17(または1019)は、そのソースおよびドレイン
が接地電位を受けるように接続されるnチャネルMOS
トランジスタで構成される。MOSトランジスタ101
6および1017のゲート電極が相互接続される。ゲー
ト電極電位が低下するとき、キャパシタ1016を構成
するpチャネルMOSトランジスタにおいてチャネルが
形成され、pチャネルMOSトランジスタ1016がM
OSキャパシタとして機能する。一方、ゲート電極が上
昇する場合には、nチャネルMOSトランジスタ101
7のチャネル領域が形成され、MOSトランジスタとし
てこのトランジスタ1017(1019)が機能する。
MOSトランジスタを遅延素子として用いることによ
り、低占有面積で所望の遅延時間を実現することができ
る。以下に説明する遅延キャパシタはこの構成を備え
る。この遅延を与える構成は、インバータ1008およ
び1009の動作電流を少なくしても実現することがで
きる(たとえばインバータ1009において電源電位供
給ノードへ抵抗を介して電源ノードを接続し、インバー
タ1008において接地電位供給ノードへ抵抗を介して
接地ノードを接続する)。動作電流が小さくなり、イン
バータ1009および1008の動作速度が応じて遅く
なる。
【0161】次に、この図23に示すWD発生回路の動
作をその動作波形図である図24を参照して説明する。
【0162】読出指示信号RAEDは、後に詳細に説明
するが、データ読出が行なわれるときのみ活性状態のハ
イレベルとされる。データ書込時においては、この読出
指示信号READはローレベルである。信号ZWEおよ
びZCASがともにローレベルとなると、NORゲート
1014の出力信号がハイレベルとされる。それより、
インバータ1000〜1002およびNANDゲート1
010で構成されるワンショットパルス発生回路の出力
信号が所定時間ローレベルとされる。このNANDゲー
ト1010の出力するローレベル信号の時間幅はインバ
ータ1000〜1002により決定される。このNAN
Dゲート1010からのローレベルのワンショットパル
ス信号により、NANDゲート1011の出力信号はハ
イレベルとなる。
【0163】信号ZWEがローレベルであり、インバー
タ1003の出力信号がローレベルである。このときイ
ンバータ1005の出力信号がローレベルであり、NO
Rゲート1015の出力信号がハイレベルとなり、NA
NDゲート1012の出力信号がローレベルとされ、イ
ンバータ1007からの信号WDEがハイレベルとされ
る。信号WDEは、インバータ1009、1008、1
006および1005の経路を介してNORゲート10
15へ帰還される。したがってこの経路が与える所定の
遅延時間が経過すると、NORゲート1015の出力信
号がローレベルとされ、NANDゲート1012の出力
信号がハイレベルとなり、インバータ1007から出力
される信号WDEはローレベルとされる。
【0164】NANDゲート1013およびインバータ
1003は、信号ZWEとインバータ1004の出力信
号を受けている。所定時間が経過する前に、信号ZWE
がハイレベルとされても、インバータ1004の出力信
号は、所定時間(インバータ1009および1008お
よび1004の経路が与える遅延時間)が経過した後で
なければローレベルとされない。すなわち、インバータ
1009,1008および1004の経路が与える遅延
時間が経過する前に、ライトイネーブル信号ZWEをハ
イレベルとした場合、インバータ1000からハイレベ
ルの信号が出力されてNORゲート1015の出力信号
がローレベルとなり、NANDゲート1011および1
012からなるフリップフロップがリセットされて書込
ドライバイネーブル信号WDEがローレベルとされる。
したがって、図24で破線で示すように、ライトイネー
ブル信号ZWEを所定時間ローレベルとすれば、インバ
ータ1004の出力信号がローレベルとなり、その後ラ
イトイネーブル信号ZWEをハイレベルとしても、書込
ドライバイネーブル信号WDEが所定時間経過してロー
レベルとされるまで、NANDゲート1011および1
012で構成されるフリップフロップはリセットされな
い。したがって、たとえばノイズなどにより、ライトイ
ネーブル信号ZWEが短い期間活性状態のローレベルと
された場合すぐにNANDゲート1013およびインバ
ータ1003およびNORゲート1015により、NA
NDゲート1011および1012で構成されるフリッ
プフロップがリセットされて、書込ドライバイネーブル
信号WDEがローレベルとされる。これにより、ノイズ
の影響による誤った書込動作を防止することができる。
【0165】[アドレス変化検出回路]図25は、図2
0に示すアドレス変化検出信号ZATDを出力するアド
レス変化検出回路の構成を示す図である。図25におい
て、アドレス変化検出回路は、ロウアドレスストローブ
信号ZRASを受けるインバータ918と、インバータ
918の出力信号を受けるインバータ919と、インバ
ータ919の出力信号を所定時間遅延させるキャパシタ
963および964と、インバータ919からの遅延信
号を受けるインバータ920と、インバータ918の出
力信号とインバータ920の出力信号を受けるNAND
ゲート942を含む。このインバータ918〜920お
よびNANDゲート942は、ロウアドレスストローブ
信号ZRASの立下がりを所定時間遅延させる立下がり
遅延回路を構成する。NANDゲート942から、列選
択動作の開始を許可するコラムイネーブル信号ZCEが
出力される。
【0166】行選択動作が行なわれ、選択メモリセルデ
ータがセンスアンプにより検知増幅された後にコラム選
択動作を開始させることにより、正確なメモリセルアク
セス動作を保証する。
【0167】アドレス変化検出信号発生回路は、さら
に、コラムイネーブル信号ZCEを受けるインバータ9
21と、インバータ922の出力信号を受けるインバー
タ923と、インバータ921および923の出力信号
を受けるNANDゲート943と、NANDゲート94
3の出力信号を受けるインバータ914を含む。インバ
ータ922とインバータ923の間には、所定時間イン
バータ922の出力信号を遅延させる遅延のためのキャ
パシタ959および960が設けられる。インバータ9
21〜923およびNANDゲート943およびキャパ
シタ959および960は、コラムイネーブル信号ZC
Eの立下がりを所定時間遅延する立下がり遅延回路を構
成する。
【0168】アドレス変化検出回路は、さらに、列アド
レスビットCA〈0〉〜CA〈9〉それぞれに対応して
設けられる列アドレス変化検知信号発生回路965〜9
66と、列アドレス変化検知信号発生回路965〜96
6の出力信号を受けるNORゲート951と、インバー
タ914の出力信号とNORゲート951の出力信号と
を受けるNANDゲート950と、NANDゲート95
0の出力信号を受けるインバータ924を含む。インバ
ータ924からアドレス変化検出信号ZATDが出力さ
れる。内部列アドレスビットCA〈0〉〜CA〈9〉そ
れぞれに対応して設けられるアドレス変化検出信号発生
回路965〜966は、同じ構成を備える。図25にお
いては、内部列アドレスビットCA〈0〉に対して設け
られた列アドレス変化検知信号発生回路965の構成の
みを具体的に示す。列アドレス変化検知信号発生回路9
65は、内部列アドレスビットCA〈0〉を受けるイン
バータ925と、インバータ925の出力信号を受ける
インバータ926と、インバータ926の出力信号を受
けるインバータ927と、インバータ927の出力信号
と内部列アドレスビットCA〈0〉を受けるNANDゲ
ート944と、インバータ927の出力信号と内部列ア
ドレスビットCA〈0〉を受けるNORゲート952
と、NORゲート952の出力信号を受けるインバータ
928と、NANDゲート944の出力信号とインバー
タ928の出力信号とを受けるNANDゲート945を
含む。
【0169】インバータ925とインバータ926の間
には、インバータ925の出力信号を遅延させるため
の、MOSトランジスタで構成されるキャパシタ961
および962が配置される。
【0170】まず、列アドレス変化検知信号発生回路9
65〜966の動作について図26を参照して説明す
る。図26においては、内部列アドレスビットCA
〈0〉を代表的に示す。
【0171】内部列アドレスビットCA〈0〉がローレ
ベルからハイレベルへ立上がるとき、インバータ927
の出力信号が所定時間(インバータ925〜927、キ
ャパシタ961および962が与える遅延時間)経過し
た後にローレベルに立下がる。したがってNANDゲー
ト944からの出力信号は、内部列アドレスビットCA
〈0〉が立上がってから、インバータ927の出力信号
がローレベルに立下がるまでの間ローレベルとなる信号
が出力される。内部列アドレスビットCA〈0〉がハイ
レベルからローレベルに立下がるとき、インバータ92
7の出力信号が所定時間経過後にローレベルからハイレ
ベルへ立上がる。したがってこの状態においては、NO
Rゲート952およびインバータ928で構成されるO
Rゲートにより、内部列アドレスビットCA〈0〉がロ
ーレベルになりかつインバータ927の出力信号がロー
レベルにある間ローレベルとなる信号が出力される。N
ANDゲート945は、少なくとも一方の入力にローレ
ベルの信号が与えられたときにハイレベルの信号を出力
する。したがってゲート945からは、内部列アドレス
ビットCA〈0〉の変化に従って所定時間のパルス幅を
有する信号が出力される。
【0172】次に、図27を参照して、図25に示す列
アドレス変化検出回路の動作について説明する。内部ロ
ウアドレスストローブ信号ZRASがハイレベルのと
き、コラムイネーブル信号ZCEもハイレベルにあり、
インバータ914からの出力信号ZCEaがローレベル
にある。したがってこの間、列アドレス変化検出信号Z
ATDはローレベルにある。
【0173】ロウアドレスストローブ信号ZRASがロ
ーレベルに立上がると、NANDゲート942からのコ
ラムイネーブル信号ZCEが所定時間(インバータ91
8〜920およびNANDゲート942ならびにキャパ
シタ963および964が与える遅延時間)経過後に、
ローレベルに立下がる。このコラムイネーブル信号ZC
Eの立下がりに応答して、所定時間(インバータ921
〜923、NANDゲート943およびキャパシタ95
9および960が与える遅延時間)経過後に、インバー
タ914からの出力信号ZCEaがハイレベルに立上が
る。このとき、内部列アドレスビットCA〈0〉〜CA
〈9〉(CA〈i〉で示す)は変化していないため、列
アドレス変化検知信号発生回路965〜966の出力信
号はすべてローレベルであり、NORゲート951から
はハイレベルの信号が出力される。したがって、ゲート
950の両入力がハイレベルとなるため、列アドレス変
化検出信号ZATDがハイレベルに立上がる。
【0174】内部列アドレスビットCA〈0〉〜CA
〈9〉のいずれかが変化すると、列アドレス変化検知信
号発生回路965〜966からの出力信号がハイレベル
に立上がり、NORゲート951の出力信号がローレベ
ルとなり、応じて列アドレス変化検出信号ZATDがロ
ーレベルとなる。信号ZCEaがハイレベルにある間
(ロウアドレスストローブ信号ZRASがハイレベルに
ある間)、内部列アドレスビットCA〈i〉の変化に従
って、列アドレス変化検出信号ZATDが所定時間ロー
レベルとなる。
【0175】[列選択系制御信号発生回路]図28は、
半導体記憶装置の列選択に関連する制御信号を発生する
部分の構成を示す図である。この図28に示す制御信号
発生回路は、Yデコーダを活性状態とするコラムデコー
ダイネーブル信号CDEと、入出力回路(図6参照)に
示す読出データラッチ指示信号ZRDLと、入出力回路
に含まれる読出増幅器を活性化するためのプリアンプイ
ネーブル信号PAEを発生する。
【0176】この制御回路は、動作モード指定信号FP
を受けるインバータ909と、インバータ909の出力
信号に従って、コラムアドレスストローブ信号ZCAS
を通過させるnチャネルMOSトランジスタ955と、
動作モード指定信号FPに応答して列アドレス変化検出
信号ZATDを通過させるnチャネルMOSトランジス
タ956と、MOSトランジスタ955または956を
介して与えられたノードN0上の信号を一方入力に受
け、かつ他方入力にノードN1上の信号を受けるNAN
Dゲート938と、ノードN2上の信号とNANDゲー
ト938の出力信号とを受けるNANDゲート939
と、NANDゲート939の出力信号を受けるインバー
タ911と、ノードN0上の信号を受けるインバータ9
10と、インバータ910の出力信号とノードN1上の
信号とを受けるNORゲート949と、NORゲート9
49の出力信号を所定時間遅延させるための、MOSキ
ャパシタで構成されるキャパシタ957および958
と、NORゲート949の遅延出力信号とノードN0上
の信号とを受けるNANDゲートを含む。
【0177】NANDゲート938および939はフリ
ップフロップを構成し、ノードN0上の信号がローレベ
ルとされるとセットされ、ノードN2上の信号がハイレ
ベルとなるとリセットされる。NORゲート949、キ
ャパシタ957および958、およびNANDゲート9
40は、このノードN1上の信号電位がハイレベルとな
る期間を決定する。
【0178】制御回路は、さらに、インバータ911の
出力信号とノードN0上の信号とを受けるNANDゲー
ト937と、NANDゲート937の出力信号を受ける
インバータ912を含む。インバータ912からプリア
ンプイネーブル信号PAEが出力される。
【0179】制御回路は、さらに、コラムイネーブル信
号ZCEと動作モード指定信号FPを受けるNORゲー
ト947と、コラムアドレスストローブ信号ZCASを
受けるNANDゲート933と、NORゲート947の
出力信号を受けるNANDゲート934と、NANDゲ
ート934の出力信号を受けるインバータ907を含
む。NANDゲート933および934は、フリップフ
ロップを構成する。
【0180】制御回路は、さらに、インバータ907か
らの出力信号と書込ドライバイネーブル信号WDEを受
けるNORゲート948と、コラムイネーブル信号ZC
Eを受けるインバータ908と、インバータ908の出
力信号とインバータ911の出力信号とを受けるNAN
Dゲート936と、NORゲート948の出力信号とN
ANDゲート936の出力信号とを受けるNANDゲー
ト935と、動作モード指定信号ZFPとNANDゲー
ト936の出力信号とを受けるNORゲート941を含
む。NANDゲート935からコラムデコーダイネーブ
ル信号CDEが出力される。NORゲート941から読
出データラッチ指示信号ZRDLが出力される。動作モ
ード指定信号ZFPは、動作モード指定信号FPの反転
信号である。次にこの図28に示す制御回路の動作をそ
の動作波形図である図29および図30を参照して説明
する。
【0181】まず、図29を参照して、パイプラインバ
ーストモード時の動作について説明する。パイプライン
バーストモード時においては、動作モード指定信号FP
がローレベルに設定されて、信号ZFPがハイレベルと
される。この状態においては、ゲート941から出力さ
れる読出データラッチ指示信号ZRDLは、ローレベル
に固定される。また、ノードN0へは、MOSトランジ
スタ955を介してコラムアドレスストローブ信号ZC
ASが伝達される。ロウアドレスストローブ信号ZRA
Sが活性状態のローレベルとされてから所定時間経過後
にコラムイネーブル信号ZCEが活性状態のローレベル
とされる。これにより、列選択動作が許可される。コラ
ムアドレスストローブ信号ZCASがハイレベルのと
き、ノードN1は、後に説明するように、ハイレベルに
あり、インバータ911の出力信号がローレベルであ
り、コラムデコーダイネーブル信号CDEおよびプリア
ンプイネーブル信号PAEはともにローレベルにある。
【0182】コラムアドレスストローブ信号ZCASが
ローレベルとされると、NANDゲート933の出力信
号がハイレベルとなる。このとき、NORゲート947
の出力信号はハイレベルであり(信号ZCEがローレベ
ル)、NANDゲート934の出力信号がローレベルと
なり、ノードN3の電位がハイレベルに立上がる。ノー
ドN3は、コラムイネーブル信号ZCEがハイレベルと
なり、NANDゲート933および934がリセットさ
れるまでハイレベルを維持する。ノードN3上の電位が
立上がると、NORゲート948の出力信号がローレベ
ルとなり、NANDゲート935からのコラムデコーダ
イネーブル信号CDEがハイレベルとされる。これによ
り、Yデコーダがイネーブルされ、内部列アドレスビッ
ト(CA〈9:0〉)のデコード動作が行なわれる。
【0183】一方、ノードN0は、コラムアドレススト
ローブ信号ZCASによりローレベルとされ、NAND
ゲート938の出力信号がハイレベルとなる。ノードN
1およびN2の電位はハイレベルであるため(この状態
は後に説明する)、NANDゲート939の出力信号が
ローレベルとなる。またこのときNANDゲート940
がノードN0上の信号電位を一方入力に受取り、ノード
N2の電位がハイレベルとされる。
【0184】コラムアドレスストローブ信号ZCASが
ハイレベルとなると、NANDゲート937は、その両
入力がハイレベルとなるため、ローレベルの信号を出力
し、応じてプリアンプイネーブル信号PAEがハイレベ
ルとなる。一方、このノードN0上の信号は、インバー
タ910を介してNORゲート949へ与えられ、NO
Rゲート949の出力信号がハイレベルとなる。所定時
間が経過すると、NANDゲート940の両入力の信号
がハイレベルとなり、ノードN2の電位がローレベルと
される。このノードN2がローレベルになる時間は、イ
ンバータ910、NORゲート949、キャパシタ95
7および958、ならびにNANDゲート940が有す
る遅延時間により決定される。ノードN2上の電位がロ
ーレベルに立下がると、NANDゲート939の出力信
号、すなわちノードN1上の電位がハイレベルとなり、
応じてインバータ911の出力信号がローレベルとな
り、プリアンプイネーブル信号PAEガローレベルとさ
れる。ノードN1の電位がハイレベルとされると、NO
Rゲート949の出力信号がローレベルとなり、所定時
間経過後に、NANDゲート940の出力信号すなわち
ノードN2の電位がハイレベルに立上がる。
【0185】以降、コラムイネーブル信号ZCEがロー
レベルの活性状態にある間、コラムアドレスストローブ
信号ZCASの立上がりごとに所定時間プリアンプイネ
ーブル信号PAEが活性状態のハイレベルとされる。コ
ラムイネーブル信号ZCEがハイレベルとされると、N
ORゲート947の出力信号がローレベルとなり、NA
NDゲート933および934で構成されるフリップフ
ロップがリセットされてノードN3の電位がローレベル
とされる。これにより、NANDゲート938の出力信
号がハイレベルとされる。NORゲート948は、後に
説明する高速ページモード時におけるデータ書込時に確
実にコラムデコーダをイネーブル状態に維持するために
設けられる。
【0186】次に、動作モード指定信号FPがハイレベ
ルにあり、高速ページモードが指定されている場合の動
作について図33を参照して説明する。
【0187】動作モード指定信号FPがハイレベルであ
り、MOSトランジスタ956がオン状態となり、ノー
ドN0へ列アドレス変化検出信号ZATDが伝達され
る。またNORゲート947の出力はローレベルに固定
され、ノードN3の電位はローレベルに固定される。こ
の状態においては、NORゲート948の出力信号の論
理レベルが、書込ドライバイネーブル信号WDEにより
決定される。また、NORゲート941は、信号ZFP
がローレベルであり、インバータとして機能する。ロウ
アドレスストローブ信号ZRASがハイレベルのときに
は、ノードN1の電位がローレベルであり、ノードN2
の電位はハイレベルになる。信号CDE、ZRDLおよ
びPAEはすべてローレベルの非活性状態にある。
【0188】ロウアドレスストローブ信号ZRASがロ
ーレベルとされると、所定時間経過後にコラムイネーブ
ル信号ZCEがローレベルとされる。
【0189】コラムイネーブル信号ZCEがローレベル
とされると、インバータ908の出力信号がハイレベル
に立上がる。このとき、ノードN1の電位はまだローレ
ベルであるため、インバータ911の出力信号がハイレ
ベルとなり、NANDゲート936の出力信号がローレ
ベルとなり、コラムデコーダイネーブル信号CDEおよ
び読出データラッチ指示信号ZRDLがハイレベルに立
上がる。コラムイネーブル信号ZCEが活性状態のロー
レベルとされると、所定時間経過後に列アドレス変化検
出信号ZATDがハイレベルに立上がる(図27参
照)。このときまだノードN1の電位が変化しないた
め、NANDゲート937の出力信号がローレベルとな
り、プリアンプイネーブル信号PAEがハイレベルとな
る。一方、この列アドレス変化検出信号ZATDがハイ
レベルに立上がると、NANDゲート940の出力信号
がローレベルとなり、ノードN1の出力がハイレベルと
なり、信号CDE、ZRDLおよびPAEがすべてロー
レベルに低下する。ノードN1上の電位がハイレベルに
立上がると、NORゲート949の出力信号がローレベ
ルとなり、所定時間経過後に、NANDゲート940の
出力信号、すなわちノードN2の電位がローレベルから
ハイレベルに立上がる。
【0190】次いで、内部列アドレス信号の変化によ
り、列アドレス変化検出信号ZATDがハイレベルから
ローレベルに変化すると、NANDゲート938の出力
信号がハイレベルとなり、ノードN1の電位がローレベ
ルに立下がる。このノードN1の電位の立下がりに応答
して、インバータ911の出力信号がハイレベルとな
り、コラムデコーダイネーブル信号CDEおよび読出デ
ータラッチ指示信号ZRDLがハイレベルとなる。この
列アドレス変化検出信号ATDがローレベルからハイレ
ベルへ立上がると、NANDゲート937がその両入力
がハイレベルとなり、プリアンプイネーブル信号PAE
がハイレベルの活性状態とされる。列アドレス変化検出
信号ZATDがハイレベルとされると、NORゲート9
49が、その両入力がローレベルとなり、所定時間(キ
ャパシタ957および958が与える遅延時間)経過後
に、NANDゲート940は、その両入力がハイレベル
となり、ノードN2の電位がローレベルに立下がる。こ
れによりノードN1の電位が再びハイレベルとなり、信
号CDE、ZRDLおよびPAEがローレベルとされ
る。一方、列アドレス変化検出信号ZATDがローレベ
ルとされるごとに、信号CDE、ZRDLおよびPAE
が所定期間活性状態とされる。
【0191】上述の構成により、パイプラインバースト
モード時においては、コラムデコーダイネーブル信号C
DEが4ビットのメモリセルデータが読出されるまでの
期間ハイレベルの活性状態を維持する。これにより、同
時に選択状態とされた4ビットメモリセルデータに対し
順次データを書込むことができる。一方、高速ページモ
ード時においては、各サイクル(信号ZRASのサイク
ル)ごとに外部から列アドレスが指定される。したがっ
て、各サイクル(ZRAS信号のサイクル)ごとにコラ
ムデコーダのセット/リセットを実行することにより、
必要とされるメモリセルへデータへ書込むことができ
る。
【0192】[データ転送指示信号発生回路]図31
は、図9に示す入出力バッファ回路へ与えられるデータ
転送指示信号DTを発生する回路部分の構成を示す図で
ある。図31において、データ転送指示信号発生回路
は、動作モード指定信号FPを反転するインバータ91
3と、インバータ913の出力信号とコラムアドレスス
トローブ信号ZCASを受けるNANDゲート999を
含む。
【0193】図32(A)に示すように、高速ページモ
ード時においては、動作モード指定信号FPはハイレベ
ルに固定される。この状態においては、インバータ91
3の出力信号がローレベルとされ、NANDゲート99
9から出力されるデータ転送指示信号DTは、コラムア
ドレスストローブ信号ZCASの状態にかかわらず、ハ
イレベルを維持する。
【0194】一方、図32(B)に示すように、パイプ
ラインバーストモード時においては、動作モード指定信
号FPがローレベルに設定される。この状態において
は、インバータ913の出力信号がハイレベルとなり、
NANDゲート999がインバータとして機能する。し
たがって、図32(B)に示すように、データ転送指示
信号DTは、コラムアドレスストローブ信号ZCASの
活性化時に、活性状態のハイレベルとされる。
【0195】[コラム系の全体の構成]図33は、本実
施例における半導体記憶装置における列選択に関連する
部分の構成を示す図である。図33において、ブロック
3000はロウアドレスストローブ信号ZRASの立上
がりを所定時間遅延させてコラムイネーブル信号ZCE
を発生するブロックと、このコラムイネーブル信号ZC
Eに応答して活性化されて列アドレス信号の変化時点を
検出するATD回路ブロックとを含む。このブロック3
000は、図25において詳細に示される。
【0196】書込制御ブロック3010は、図23に示
される構成に対応し、コラムアドレスストローブ信号Z
CAS、ロウアドレスストローブ信号ZRAS、および
書込イネーブル信号ZWEに従って書込ドライバイネー
ブル信号WDEおよび書込データラッチ指示信号ZDI
Lを出力する。読出制御ブロック3020は、図28に
示す構成に対応し、コラムイネーブル信号ZCEと、コ
ラムアドレスストローブ信号ZCASまたは列アドレス
変化検出信号ZATDと書込ドライバイネーブル信号W
DEに従ってプリアンプイネーブル信号(図6および図
8参照)、読出データラッチ指示信号(図6参照)およ
びコラムデコーダイネーブル信号(図2に示すYデコー
ダへ与えられる)を発生する。
【0197】カウンタ3010は、図19に示される構
成に対応し、コラムアドレスストローブ信号ZCASの
活性化時点を検出し、カウント値CY〈1:0〉を発生
する。
【0198】イコライズ制御ブロック3040は、図2
0に示す構成に対応し、書込ドライバイネーブル信号W
DE、コラムアドレスストローブ信号ZCAS、カウン
タブロック3030からのカウント値CY〈1:0〉お
よび列アドレス変化検出信号ZATDに従ってIO線イ
コライズ信号IOEQを出力する。
【0199】アドレス選択制御ブロック3050は、図
17に示す構成に対応し、カウンタブロック3030か
らのカウント値CY〈1:0〉とコラムアドレスストロ
ーブ信号ZCASに従って列アドレス選択のための制御
信号φcaおよびφccを出力する。
【0200】セレクタブロック3060は、アドレス選
択制御ブロックからの制御信号φcaおよびφccに従
って外部からのアドレスA〈1:0〉とカウンタブロッ
ク3080からの内部列アドレスB〈1:0〉の一方を
選択してラッチ3070へ伝える。このセレクタブロッ
クおよびラッチブロック3070は、図12に示される
構成に対応する。
【0201】カウンタブロック3080は、図14に示
す構成に対応し、セレクタブロック3060からのアド
レスAL〈1:0〉とコラムアドレスストローブ信号Z
CASに従って内部列アドレスビットB〈1:0〉を生
成する。列アドレスバッファブロック3090は、図1
0に示す構成に対応し、外部からの列アドレスビットA
〈9:2〉をコラムアドレスストローブ信号ZCASお
よびアドレス選択制御ブロック3050からの制御信号
φcaに従って取込んでラッチして内部列アドレスビッ
トCA〈9:2〉を出力する。次に、この図33に示す
構成の全体の動作を図34ないし37に示すシーケンス
チャートに従って説明する。
【0202】まず、図34および図35を参照して、動
作モード指定信号FPがローレベルに設定されるパイプ
ラインバーストモード時の動作について説明する。
【0203】時刻t1に、行アドレスR1を、時刻t2
に列アドレスCaをそれぞれロウアドレスストローブ信
号ZRASおよびコラムアドレスストローブ信号ZCA
Sに従って入力する。列アドレスCaは、下位2ビット
Ca〈1:0〉がともに0であると仮定する。信号φL
が“H”に設定される場合、図14に示すカウンタ(カ
ウンタブロック3080)は、コラムアドレスストロー
ブ信号ZCASがハイレベルとなるごとに、この値を
“0”→“1”→“2”→“3”と順次1ずつ増分す
る。残りの列アドレスビットCA〈9:2〉に従って、
コラムデコーダイネーブル信号CDEにより活性状態と
されたYデコーダがコラム選択信号Y0を選択状態と
し、このコラム選択信号Y0により選択された4ビット
のメモリセルデータが内部データ入出力線ZI/O0,
I/O0〜ZI/O3〜I/O3に読出される。内部デ
ータ入出力線I/O0〜I/O3には、データ“1”、
“0”、“1”、および“0”のデータが読出された状
態が図35において示される。
【0204】プリアンプイネーブル信号PAEは、コラ
ムアドレスストローブ信号CASがハイレベルとされる
と、一定期間ハイレベルの活性状態となる。このプリア
ンプイネーブル信号PAEと、2ビットの列アドレスC
A〈1:0〉に従って時刻t3,t5,t7およびt9
において、それぞれプリアンプイネーブル信号PAE
0、PAE1、PAE2、およびPAE3が順次ハイレ
ベルとされ、対応の内部データ入出力線対に読出された
データが増幅される。読出増幅器は、図8に示す構成を
備えており、プリアンプイネーブル信号PAEがローレ
ベルの非活性状態のとき、その出力RDおよびZRDは
ハイレベルとなる。プリアンプイネーブル信号PAEが
活性状態のハイレベルとなると、読出増幅器が活性状態
とされる。入出力線I/Oiの電位が入出力線ZI/O
iの電位よりも高いときには、信号ZRDがローレベル
となり、逆の場合には、信号RDがローレベルとなる。
図35に示すように、時刻t3においてプリアンプイネ
ーブル信号PAE0がハイレベルとなると、その読出デ
ータ“1”に対応して、入出力線I/O0の電位が入出
力線I/O0の電位よりも高いため、信号/RDがロー
レベルとなる。したがって、読出データバス線ZRBU
S上にはローレベルの信号が伝達される。
【0205】プリアンプイネーブル信号PAE0がロー
レベルとなると、読出増幅器の出力RDおよびZRDは
ハイレベルにリセットされるが、読出データは、図6に
示すように、NANDゲートで構成されるラッチ回路に
保持される。したがって、プリアンプイネーブル信号P
AE0がローレベルとされても、この内部データ読出デ
ータバス線ZRBUS0の電位は変化しない(ビット選
択信号ZZ0はハイレベルにある)。
【0206】この読出データバス線ZRBUS0上のデ
ータが入出力バッファ回路(図9参照)へ伝達される。
【0207】時刻t4において、信号DTがハイレベル
となると、図9に示す入出力バッファ回路においてそこ
に含まれるラッチ回路にデータが転送され、保持され
る。出力バッファ活性化信号OEMは、時刻t4にハイ
レベルとされるため、データ入出力端子DQに、ハイレ
ベルのデータが出力される。
【0208】時刻t5においては、カウントアップされ
た列アドレスCA〈1:0〉が読出増幅器を活性化する
ための信号PAE1を選択状態とする。読出データ
“0”に対応して、入出力線I/O1上の電位が入出力
線ZI/O1の電位よりも低いため、信号RDがローレ
ベルとなる。したがって、読出データバスZRBUS0
はハイレベルに駆動される。動作モード指定信号FPは
ローレベルであり、1本の読出データバス線ZRBUS
のみを介して、入出力バッファ回路(図9参照)へデー
タが伝達される。
【0209】時刻t6に信号DTがハイレベルとされる
と、この入出力バッファ回路においてラッチ回路にデー
タが転送され、このラッチされたデータがデータ出力ピ
ン端子DQに出力される。すなわち、ローレベルのデー
タが出力される。
【0210】以下同様の動作が実行され、時刻t7およ
びt9においてプリアンプイネーブル信号PAE2およ
びPAE3が選択状態とされ、時刻t8およびt10に
おいて各選択メモリセルのデータに対応するデータ
“1”および“0”が出力される。
【0211】時刻t10において次の列アドレスcbが
入力され、信号IOEQが活性状態とされた後に次のコ
ラム選択信号Y1が選択状態とされる。時刻t18まで
同様の動作が行なわれる。
【0212】この動作モードにおいては、信号FPはロ
ーレベルに固定されており、読出データバス線RBUS
0は充放電されない。動作モード指定信号FPがローレ
ベルに設定されるパイプラインバーストモード時におい
ては、コラム選択線により選択された4ビットのデータ
が順次読出される。従来のニブロモードと異なり、読出
増幅器を順次読出すデータの順序に従って順次活性化し
ており、読出増幅器が同時に活性化されないため、消費
電流のピーク値を小さくすることができる。また、読出
データバス線ZRBUS0のみが充放電されるだけであ
り、消費電流の平均値が小さくなる。
【0213】次に高速ページモード時の動作について、
図36および図37に示すシーケンスチャートを参照し
て説明する。
【0214】列アドレス変化検出信号ZATDは、列ア
ドレスが変化すると、所定期間活性状態のローレベルと
される。時刻t1においてロウアドレスストローブ信号
ZRASに従って行アドレスRを指定し、次いで時刻t
3においてコラムアドレスストローブ信号ZCASによ
り、列アドレスC1を指定する。
【0215】時刻t2において、コラムイネーブル信号
ZCEがローレベルの活性状態とされ、コラム系の回路
が活性状態とされる。このコラムイネーブル信号ZCE
の立下がりに応答してコラムデコーダイネーブル信号C
DEおよび読出データラッチ指示信号ZRDLがハイレ
ベルの活性状態とされ、またプリアンプイネーブル信号
PAEも所定期間ハイレベルとなる。しかしながらこの
状態においては、出力バッファ活性化信号OEMはロー
レベルであり、コラムデコーダイネーブル信号によりY
デコーダが選択動作を行なっても、時刻t2において
は、出力バッファ活性化信号OEMはローレベルの状態
を維持しており、データ読出は行なわれない。内部デー
タの読出は行なわれるものの、単にリフレッシュが行な
われているだけである。
【0216】時刻t3において、プリアンプイネーブル
信号PAEはローレベルであり、読出増幅器は非活性状
態であり、その出力信号ZRDおよびRDはハイレベル
とされる。読出データラッチ指示信号ZRDLは、時刻
t3においてハイレベルであり、図6に示すように、入
出力バッファ回路において、高速ページモード時におい
て、読出増幅器の非活性化時においては、この出力部の
MOSトランジスタを介して読出データバスRBUSお
よびZRBUSがハイレベルにプリチャージされる。し
たがって、出力バッファ活性化信号OEMを時刻t3に
おいてハイレベルに設定しても、図9に示すように、出
力段のラッチ回路出力はローレベルを維持しており、出
力トランジスタがともにオフ状態にあり、出力端子DQ
はハイインピーダンス状態を維持している。
【0217】プリアンプイネーブル信号PAEがハイレ
ベルとされると、読出増幅器が活性状態とされる。ハイ
レベルデータ(“1”のデータ)を読出す場合には、読
出増幅器の出力RD0がローレベルとなり、図6に示す
入出力回路において、そのラッチ回路がセットされ、次
いで信号ZRDLがハイレベルとなる、出力トランジス
タを介して読出データバス線ZRBUS0がローレベル
へと放電される。この読出データバス線ZRBUS0が
ローレベルに放電され、一方読出データバス線RBUS
0はハイレベルを維持しており、図9に示す入出力バッ
ファ回路において、内部のラッチ回路がセットされ、出
力トランジスタを介してデータ出力端子DQにハイレベ
ルのデータが読出される。
【0218】時刻t4において、出力バッファ活性化信
号OEMがローレベルとされると、入出力バッファ回路
は出力ハイインピーダンス状態とされる。
【0219】時刻t5において、新たに列アドレスC2
が入力されて、ローレベルデータ(“0”のデータ)を
読出す場合には、上で示したのと逆の動作が読出データ
バス線RBUS0およびZRBUS0において行なわ
れ、入出力バッファ回路を介してローレベルのデータを
出力することができる。時刻t6およびt7において信
号ZCASおよびZRASが非活性状態とされる。高速
ページモード時においては、相補な読出データバス線を
用いてデータの読出を行なっているため、偽データが出
力されることがなく、高速でデータを読出すことができ
る。またサイクルタイムは、バーストパイプラインモー
ドに比べて長くなるため、平均消費電流を小さくするこ
とができる。
【0220】[メモリアレイ活性化および出力バッファ
活性化信号発生部の構成]図38は、メモリセルアレイ
活性化およびデータ出力活性化のための制御信号を発生
する回路部分を概略的に示す図である。図38におい
て、このアレイ/出力活性化制御部は、外部から与えら
れるロウアドレスストローブ信号ZRASを受けて、メ
モリセルアレイの活性化/プリチャージを制御する信号
を発生する第1の信号発生回路2000と、ロウアドレ
スストローブ信号ZRASを所定時間遅延する遅延段2
010と、外部からのコラムアドレスストローブ信号Z
CASと遅延段2010からの遅延ロウアドレスストロ
ーブ信号ZRASDを受け、データ出力端子へのデータ
出力を禁止するすなわちデータ出力端子をハイインピー
ダンス状態に設定する信号を発生する第2の信号発生回
路2010と、遅延ロウアドレスストローブ信号ZRA
SD、コラムアドレスストローブ信号ZCAS、ライト
イネーブル信号ZWEおよび出力イネーブル信号ZOE
に従って出力バッファ活性化信号OEMを活性状態と
し、かつ第2の信号発生回路2020からの出力信号に
応答してこの出力バッファ活性化信号を非活性状態とす
る出力バッファ活性化信号発生部2030を含む。
【0221】第1の信号発生回路2000は、アレイ活
性/プリチャージ制御部2040に含まれるアレイ制御
回路202へ与えられるビット線イコライズ/プリチャ
ージ信号BLEQと、Xデコーダ206へ与えられるロ
ウデコーダイネーブル信号RDEを発生する。この第1
の信号発生回路2000は、また図3に示すセンスアン
プを活性化する制御信号を発生してもよい。アレイ制御
回路202の具体的構成は図3に示されており、ここで
は、ビット線イコライズ/プリチャージ信号BLEQに
応答して各ビット線対を所定電位(Vcc/2)にプリ
チャージするためのプリチャージ/イコライズ回路のみ
が含まれるように示される。Xデコーダ206は、ロウ
デコーダイネーブル信号RDEの活性化時活性状態とさ
れ、図示しないXアドレスバッファから与えられる内部
行アドレスをデコードし、対応のメモリアレイのブロッ
クの行を選択する。
【0222】出力バッファ活性化信号発生部2030か
らの出力バッファ活性化信号OEMは、図9に示す入出
力バッファ回路205に含まれる出力段2050へ与え
られる。この出力段2050は、図9に示す入出力バッ
ファにおいて、出力部の複合論理ゲート536,53
7、NANDゲート522および527、ならびにMO
Sトランジスタ547および548を含む。図9におい
ては、出力段2050に、出力バッファ活性化信号OE
Mの反転信号ZOEMが与えられる。信号OEMが活性
状態のハイレベルとされたとき、信号ZOEMが活性状
態のローレベルとされる。したがって論理的には等価で
あり、単に、出力バッファ活性化信号OEMからインバ
ータにより信号ZOEMを発生すればよい。次に、この
図38に示す制御部の動作について、その動作波形図で
ある図39を参照して説明する。
【0223】この半導体記憶装置は、信号ZRASおよ
びZCAS両者がともにハイレベルとされたときにデー
タ(入)出力端子DQをハイインピーダンス状態に設定
する。すなわち、この半導体記憶装置は、パイプライン
バーストモードで動作する。
【0224】ロウアドレスストローブ信号ZRASがロ
ーレベルの活性状態とされると、第1の信号発生回路2
000がこのロウアドレスストローブ信号ZRASの活
性化に従ってビット線イコライズ/プリチャージ信号B
LEQを非活性状態のローレベルとし、アレイ制御回路
202に含まれるビット線イコライズ/プリチャージ回
路に含まれるMOSトランジスタをすべてオフ状態とす
る。次いでロウデコーダイネーブル信号RDEが活性状
態とされて、Xデコード206が行選択動作を実行す
る。
【0225】遅延段2010は、この外部ロウアドレス
ストローブ信号ZRASを所定時間遅延して、遅延ロウ
アドレスストローブ信号ZRASDを出力する。出力バ
ッファ活性化信号発生部2030は、この遅延ロウアド
レスストローブ信号ZRASDに応答して活性化され
て、外部からの信号ZCAS、ZWEおよびZOEに従
ってデータ出力モードが指定されたときに、所定のタイ
ミングで出力バッファ活性化信号OEMを活性状態のハ
イレベルとする。通常、出力バッファ活性化信号OEM
の活性化は、データ読出時においては、コラムアドレス
ストローブ信号ZCASの活性化に応答して行なわれる
(これについては後に詳細に説明する)。出力段205
0がこの出力バッファ活性化信号OEMの活性化に従っ
て、与えられたデータをデータ(入)出力端子DQへ出
力する。
【0226】時刻T(図34の時刻t18に対応)にお
いて、ロウアドレスストローブ信号ZRASをハイレベ
ルとし、コラムアドレスストローブ信号ZCASをロー
レベルとする。この信号ZRASおよびZCASの遷移
が同時点において生じても、遅延ロウアドレスストロー
ブ信号ZRASDは、活性状態のローレベルを維持す
る。したがってこの状態においては、第2の信号発生回
路2020は、まだ出力バッファ活性化信号OEMを非
活性状態とすることはなく、出力バッファ活性化信号発
生部2030は、この出力バッファ活性化信号OEMを
活性状態のハイレベルに維持する。コラムアドレススト
ローブ信号ZCASがハイレベルへ変化すると、遅延ロ
ウアドレスストローブ信号ZRASDはハイレベルに立
上がっており、第2の信号発生回路2020は、このコ
ラムアドレスストローブ信号ZCASおよび遅延ロウア
ドレスストローブ信号ZRASD両者がハイレベルであ
るため、出力バッファ活性化信号OEMを非活性状態と
する信号を出力する。出力バッファ活性化信号発生部2
030は、この第2の信号発生回路2020からの信号
に応答して、出力バッファ活性化信号OEMを非活性状
態のローレベルとする。これにより、出力段2050
は、出力ハイインピーダンス状態とされ、データ(入)
出力端子DQはハイインピーダンス状態(HiZ)の状
態となる。
【0227】したがって、パイプラインバーストモード
動作時において、4ビットのメモリセルデータが同時に
選択されたとき、3ビット目のデータDcが出力されて
いるときに、ロウアドレスストローブ信号ZRASの立
上がりと同時にコラムアドレスストローブ信号ZCAS
をローレベルとしても、このコラムアドレスストローブ
信号ZCASに従って最後の4ビット目のデータDdが
確実に出力される。これにより、信号ZRASの非活性
化タイミングを1クロックサイクル(外部クロック信号
CLOCKのサイクル)早くすることができ、高速アク
セスが可能となる。なお、ロウアドレスストローブ信号
ZRASが非活性状態とされると、ロウデコーダイネー
ブル信号RDEが非活性状態となり、選択行(ワード
線)の電位がローレベルとなってから、次いでビット線
イコライズ/プリチャージ信号BLEQがハイレベルと
され、各ビット線対のプリチャージが実行される。メモ
リセルアレイの各ビット線対のプリチャージが行なわれ
ている状態を「アレイプリチャージ」状態と称し、この
プリチャージ状態から解放されてロウデコーダイネーブ
ル信号RDEが活性状態とされ、メモリセルアレイにお
いてワード線選択が行なわれている状態を「アレイ活性
化」状態と称す。
【0228】図40は、図38に示す制御部の具体的構
成を示す図である。図40において、第1の信号発生回
路2000は、ロウアドレスストローブ信号ZRASを
受けるインバータ107と、インバータ107の出力信
号を受ける2段のカスケード接続されたインバータ10
8および109と、インバータ108および109の出
力信号を受けるNANDゲート132と、NANDゲー
ト132の出力信号を受けるインバータ110と、イン
バータ110の出力信号を受けるインバータ117と、
インバータ117の出力信号とロウアドレスストローブ
信号ZRASを受けるNANDゲート133と、NAN
Dゲート133の出力信号を受けるインバータ118を
含む。インバータ108とインバータ109の間には、
MOSトランジスタで形成される遅延のためのキャパシ
タ141および142が設けられる。電源ノードに結合
されるキャパシタ141は、インバータ108の出力信
号の立下がり時にMOSキャパシタとして作用し、キャ
パシタ142は、インバータ108の出力信号の立上が
り時にMOSキャパシタとして作用する。インバータ1
07〜109およびNANDゲート132は、ロウアド
レスストローブ信号ZRASの立下がり遅延回路として
作用する。
【0229】遅延段2010は、ロウアドレスストロー
ブ信号ZRASを受けるインバータ103と、インバー
タ103の出力信号を受けるインバータ104と、イン
バータ103の出力信号を所定時間遅延するためのMO
Sキャパシタで構成されるキャパシタ137および13
8を含む。この遅延用のMOSキャパシタ137および
138は、キャパシタ141および142と同様であ
り、また先の各部分の構成において示した遅延用キャパ
シタの構成と同じである。
【0230】第2の信号発生回路2020は、ライトイ
ネーブル信号ZWEを受けるインバータ102と、イン
バータ102の出力信号と動作モード指定信号FPと遅
延段2010からの遅延ロウアドレスストローブ信号Z
RASDと外部からのコラムアドレスストローブ信号Z
CASを受ける複合論理ゲート134を含む。複合論理
ゲート134は、インバータ102の出力信号と動作モ
ード指定信号FPと遅延ロウアドレスストローブ信号Z
RASDを受けるORゲートと、このORゲートの出力
信号とコラムアドレスストローブ信号ZCASを受ける
NANDゲートを含む構成と等価である。複合論理ゲー
ト134は、データ読出動作時においてかつパイプライ
ンバーストモード時においてコラムアドレスストローブ
信号ZCASと遅延ロウアドレスストローブ信号ZRA
SDがともにハイレベルとなったときを検出する機能を
備える。
【0231】出力バッファ活性化信号発生部2030
は、ライトイネーブル信号ZWEとコラムアドレススト
ローブ信号ZCASを受けるNORゲート119と、N
ORゲート119の出力信号を受けるインバータ100
と、コラムアドレスストローブ信号ZCASと読出動作
指定信号READを受けるNORゲート120と、イン
バータ100の出力信号を受けるNANDゲート124
と、NORゲート120の出力信号を受けるNANDゲ
ート125と、NANDゲート125の出力信号を受け
るインバータ101を含む。NANDゲート124およ
び125は、それぞれの入力と出力部が交差結合され、
フリップフロップを構成する。インバータ101から、
データ書込動作を示す信号Wが出力される。
【0232】出力バッファ活性化信号発生部2030
は、さらに、インバータ101からの書込動作指示信号
Wと遅延ロウアドレスストローブ信号ZRASDを受け
るNORゲート121と、コラムアドレスストローブ信
号ZCASを受けるインバータ105と、インバータ1
05の出力信号を受けるインバータ106と、インバー
タ106の出力信号とコラムアドレスストローブ信号Z
CASを受けるNORゲート123と、NORゲート1
21の出力信号とNORゲート123の出力信号を受け
るNANDゲート131と、NANDゲート131の出
力信号を所定時間遅延するとともに反転する3段のカス
ケード接続されたインバータ111,112および11
3と、インバータ113の出力信号とNANDゲート1
31の出力信号を受けるNANDゲート129と、動作
モード指定信号FPを受けるインバータ114と、イン
バータ114の出力信号とNANDゲート129の出力
信号とNANDゲート128の出力信号を受けるNAN
Dゲート130と、NORゲート121の出力信号とN
ANDゲート130の出力信号を受けるNANDゲート
128を含む。
【0233】インバータ105、キャパシタ139およ
び130、およびインバータ106、およびNORゲー
ト123は、コラムアドレスストローブ信号ZCASの
立下がりのみを遅延させる立下がり遅延回路を構成す
る。インバータ111〜113およびNANDゲート1
29は、NANDゲート131の出力信号の立上がりに
応答してワンショットのパルス信号を発生する。NAN
Dゲート128および130は、フリップフロップを構
成する。
【0234】出力バッファ活性化信号発生部2030
は、さらに、コラムアドレスストローブ信号ZCASと
NANDゲート128の出力信号とNANDゲート12
7の出力信号とを受ける複合論理ゲート136と、コラ
ムアドレスストローブ信号ZCASとNANDゲート1
28の出力信号とNANDゲート126の出力信号とを
受ける複合論理ゲート135を含む。NANDゲート1
26は、複合論理ゲート134の出力信号と複合論理ゲ
ート135の出力信号とを受ける。NANDゲート12
7は、複合論理ゲート136の出力信号と複合論理ゲー
ト134の出力信号と、インバータ115を介して与え
られる出力イネーブル信号ZOEとを受ける。複合論理
ゲート135は、コラムアドレスストローブ信号ZCA
SとNANDゲート128の出力信号を受けるORゲー
トと、ORゲートの出力信号とNANDゲート126の
出力信号を受けるNANDゲートを含む構成と等価であ
る。複合論理ゲート136は、コラムアドレスストロー
ブ信号ZCASとNANDゲート128の出力信号とを
受けるORゲートと、このORゲートの出力信号とNA
NDゲート127の出力信号とを受けるNANDゲート
を含む構成と等価である。
【0235】NANDゲート127から出力バッファ活
性化信号ZOEMが出力され、このNANDゲート12
7の出力信号を受けるインバータ116から出力バッフ
ァ活性化信号OEMが出力される。NANDゲート12
6の出力信号は、一方入力に動作モード指定信号FPを
受けるNORゲート122の他方入力へ与えられる。こ
のNORゲート122から読出動作指定信号READが
出力される。次に動作について説明する。
【0236】まず動作モード指定信号FPがハイレベル
であり、高速ページモードが指定されている場合のデー
タ読出時の動作を図41に示す動作波形図を参照して説
明する。データ読出時においては、ライトイネーブル信
号ZWEはハイレベルにある。ロウアドレスストローブ
信号ZRASがハイレベルのとき、インバータ110の
出力信号がローレベルであり、信号BLEQがハイレベ
ル、信号RDEがローレベルである。
【0237】ロウアドレスストローブ信号ZRASがロ
ーレベルに立下がると、ビット線イコライズ/プリチャ
ージ信号BLEQがローレベルへ立下がり、ロウデコー
ダイネーブル信号RDEは、インバータ107〜10
9、キャパシタ141および142、ならびにNAND
ゲート132およびインバータ110の経路が与える遅
延時間が経過した後にハイレベルに立上がる。これによ
り、メモリセルアレイにおいて、与えられた行アドレス
信号に従って行選択動作が実行される。一方、遅延ロウ
アドレスストローブ信号ZRASDは、遅延段2010
の有する遅延時間が経過した後にローレベルに立下が
る。今、動作モード指定信号FPがハイレベルであるた
め、複合論理ゲート134は、コラムアドレスストロー
ブ信号ZCASを反転するインバータとして機能する。
同様、NANDゲート130は、出力信号がハイレベル
に固定され、NANDゲート128がインバータとして
機能する。信号READはローレベルに固定されるた
め、NORゲート120がインバータとして機能する。
データ読出時、ライトイネーブル信号ZWEはハイレベ
ルであり、NORゲート119の出力信号はローレベル
である。したがって、信号Wはローレベルに維持され
る。遅延ロウアドレスストローブ信号ZRASDを受け
るNORゲート121が、したがってインバータとして
機能する。遅延ロウアドレスストローブ信号ZRASD
がローレベルに立下がると、NANDゲート128は、
その両入力がハイレベルとなり、ノードN3aの電位が
ハイレベルからローレベルに立下がる。このノードN3
aの電位は、遅延ロウアドレスストローブ信号ZRAS
Dがハイレベルに立上がるまで維持される。
【0238】コラムアドレスストローブ信号ZCASが
ローレベルに立下がると、ノードN4a上の電位がハイ
レベルとなり、また複合論理ゲート136の出力信号が
ハイレベルとなり、NANDゲート127からの出力信
号がローレベルとなり、出力バッファ活性化信号OEM
がハイレベルとなる。コラムアドレスストローブ信号Z
CASがハイレベルに立上がると、ノードN4a上の電
位がローレベルとなり、NANDゲート127の出力信
号がハイレベルとなり、出力バッファ活性化信号OEM
がローレベルとされる。
【0239】すなわち、高速ページモード時において
は、出力バッファ活性化信号OEMは、コラムアドレス
ストローブ信号ZCASの非活性化の移行に応答して非
活性状態とされる。信号ZRASがローレベルの活性状
態の間、ロウデコーダイネーブル信号RDEがハイレベ
ルの活性状態を維持する。選択された行(ワード線)に
接続されるメモリセルのデータが外部から与えられる列
アドレスに従って順次選択される。
【0240】ビット線イコライズ/プリチャージ信号B
LEQは、ロウアドレスストローブ信号ZRASがハイ
レベルの非活性状態とされてから、インバータ110お
よび117および107が与える遅延時間が経過した後
にハイレベルに復帰する。選択状態とされたワード線が
確実に非選択状態とされた後にビット線のイコライズ/
プリチャージ動作が行なわれるようにするためである
(選択メモリセルのデータ破壊を防止するため)。
【0241】データ書込時においては、信号ZWEおよ
びZCASがともにローレベルとなると、信号Wがハイ
レベルとなり、NORゲート121の出力信号がローレ
ベルとされる。これにより、NANDゲート128の出
力信号がハイレベルとなり、複合論理ゲート136の出
力信号がハイレベルとなる。データ書込動作時において
は、出力イネーブル信号ZOEはハイレベルであり、イ
ンバータ115の出力信号がローレベルであり、NAN
Dゲート127の出力信号はローレベルに固定される。
したがって、データ書込動作時においては、出力バッフ
ァ活性化信号OEMは、出力イネーブル信号ZOEによ
り非活性状態のローレベルに固定される。
【0242】次に、図42を参照して、動作モード指定
信号FPがローレベルに設定されるパイプラインバース
トモード時のデータ読出動作について説明する。
【0243】ロウアドレスストローブ信号ZRASがハ
イレベルのとき、ビット線プリチャージ/イコライズ信
号BLEQがハイレベルにあり、ロウデコーダイネーブ
ル信号RDEがローレベルにある。また出力バッファ活
性化信号OEMもローレベルにある。
【0244】時刻t1において、ロウアドレスストロー
ブ信号ZRASがローレベルに立下がると、まずビット
線イコライズ/プリチャージ信号BLEQがローレベル
となり、続いてロウデコーダイネーブル信号RDEがハ
イレベルとなる。データ読出動作時においては、信号W
は、ローレベルである。ライトイネーブル信号ZWEを
受けるインバータ102の出力信号がローレベル、動作
モード指定信号FPがローレベルである。ロウアドレス
ストローブ信号ZRASがローレベルに立下がって所定
時間が経過し、遅延ロウアドレスストローブ信号ZRA
SDがローレベルとなると、複合論理ゲート134から
のノードN4a上に与えられる信号がハイレベルとな
る。ノードN4a上の電位は、信号ZRASおよびZC
ASがともにハイレベルとなるまでハイレベルを維持す
る。
【0245】時刻t2において、コラムアドレスストロ
ーブ信号ZCASがローレベルとなると、インバータ1
05、および106と、NORゲート123とキャパシ
タ139および130と、NANDゲート131の有す
る遅延時間が経過した後、ノードN1aの電位がローレ
ベルに立下がる。
【0246】時刻t7において、コラムアドレスストロ
ーブ信号ZCASがハイレベルに立上がると、NORゲ
ート123の出力信号がローレベルとなり、ノードN1
aの電位がハイレベルへ立下がる。ここで、インバータ
105、106、およびNORゲート123は、コラム
アドレスストローブ信号ZCASの立下がりを遅らせか
つその信号電位を反転する機能を備えている。このノー
ドN1a上の信号電位の立上がりに応答して、インバー
タ111〜113が有する遅延時間の間、NANDゲー
ト129からのノードN2a上に与えられる信号がロー
レベルに立下がる。これにより、NANDゲート130
の出力信号がこの所定期間ハイレベルとなる(インバー
タ114の出力信号はハイレベル)。NORゲート12
1の出力信号は既に遅延ロウアドレスストローブ信号Z
RASDの活性化(ローレベル)に従ってハイレベルに
ある。したがってNANDゲート128からノードN3
aに与えられる信号がローレベルに立下がる(時刻t
7)。このとき、コラムアドレスストローブ信号ZCA
Sはハイレベルであり、複合論理ゲート136の出力信
号は変化せず、ローレベルを維持している。
【0247】時刻t3において、コラムアドレスストロ
ーブ信号ZCASがローレベルになると、複合論理ゲー
ト136の出力信号がハイレベルとなり、NANDゲー
ト127から出力される信号ZOEMがローレベル、イ
ンバータ116から出力される出力バッファ活性化信号
OEMがハイレベルとされる。時刻t8において、コラ
ムアドレスストローブ信号ZCASがハイレベルに立上
がると、先に説明したように、パイプラインバーストモ
ードにおいて、内部列アドレスが確定し、列選択が行な
われ、最初に時刻t2において与えられた列アドレスC
1により指定されたメモリセルのデータD1が出力され
る。以降、時刻t4およびt5においてコラムアドレス
ストローブ信号ZCASをローレベルとすると、ノード
N1aの電位がローレベルとされ、コラムアドレススト
ローブ信号ZCASが時刻t9およびt10においてハ
イレベルとされることによりノードN2a上の電位が所
定期間ローレベルとされる。この間、複合論理ゲート1
36および127はフリップフロップを構成しており、
複合論理ゲート136の出力信号がハイレベルに固定さ
れており、出力バッファ活性化信号OEMはハイレベル
の状態を維持する。
【0248】時刻t6において、ロウアドレスストロー
ブ信号ZRASをハイレベルとし、コラムアドレススト
ローブ信号ZCASをローレベルとする。NORゲート
123からの出力信号は、このコラムアドレスストロー
ブ信号ZCASが立下がってから所定時間経過後にハイ
レベルとされる。一方、NORゲート121の出力信号
は、遅延ロウアドレスストローブ信号ZRASDがハイ
レベルとなるとローレベルとなる。このNORゲート1
21の出力信号のローレベルの立下がりにより、NAN
Dゲート128の出力信号、すなわちノードN3aの電
位がハイレベルになる。
【0249】一方、ノードN1aは、NANDゲート1
31がその両入力のローレベルの信号を受けており、ハ
イレベルを維持する。一方、複合論理ゲート134にお
いては、遅延ロウアドレスストローブ信号ZRASDが
ハイレベルとなる前にコラムアドレスストローブ信号Z
CASがローレベルとされており、ノードN4a上の電
位はハイレベルを維持する。したがって、NANDゲー
ト127の出力信号は変化せず、ローレベルを維持す
る。4ビット目のデータD4が時刻t11において読出
された後、時刻t12においてコラムアドレスストロー
ブ信号ZCASをハイレベルとすると、ノードN4a上
の電位がローレベルに立下がり、応じてNANDゲート
127の出力信号がハイレベルに立上がり、出力バッフ
ァ活性化信号OEMが非活性状態のローレベルとなる。
【0250】上述のように、遅延ロウアドレスストロー
ブ信号ZRASDを、出力バッファ活性化信号OEMを
非活性状態とする信号を発生する複合論理ゲート134
へ与えているため、図42に示す時刻t6において、コ
ラムアドレスストローブ信号ZCASをローレベルと
し、かつ同時にロウアドレスストローブ信号ZRASを
ハイレベルとしても、コラムアドレスストローブ信号Z
CASが遅延ロウアドレスストローブ信号ZRASDの
立上がりよりも先にローレベルとなるため、出力バッフ
ァ活性化信号OEMは活性状態を維持し、データ(入)
出力端子DQがハイインピーダンス状態となるのを防止
することができる。
【0251】なお、読出モード信号READは、このパ
イプラインバーストモード時においては、NANDゲー
ト126の出力信号を反転して得られる。ノードN4a
上の電位がローレベルのとき、読出指示信号READは
ローレベルにある。この状態において、ノードN3aが
ローレベルにあり、かつコラムアドレスストローブ信号
ZCASがハイレベルとなると、NANDゲート126
の出力信号がローレベルとなり、読出モード指示信号R
EADがハイレベルとなる。すなわちデータ読出モード
において、コラムアドレスストローブ信号ZCASがハ
イレベルのとき、実際に内部でデータの読出が行なわれ
る期間読出モード指示信号READがハイレベルとさ
れ、信号Wはその間ローレベルに固定される。
【0252】書込動作時においては、信号ZWEおよび
ZCASがともにローレベルとされると、信号Wがハイ
レベルとなる(信号READがローレベル)。このとき
NORゲート121の出力信号がローレベルとなり、N
ANDゲート128の出力信号、すなわちノードN3a
の電位がハイレベルに固定される。複合論理ゲート13
4の出力信号はコラムアドレスストローブ信号ZCAS
の状態に従って変化する。出力イネーブル信号ZOEが
ハイレベルにあれば、NANDゲート127の出力信号
はローレベルに維持される(コラムアドレスストローブ
信号ZCASの状態にかかわらず)。出力イネーブル信
号ZOEがローレベルにありかつライトイネーブル信号
ZWEがローレベルとされると、NANDゲート127
の出力信号はコラムアドレスストローブ信号ZCASに
従って変化する。いわゆるリードモデファイライト動作
を実現することができる。
【0253】[全体の動作]図43は、パイプラインバ
ーストモード動作時における半導体記憶装置の全体とし
ての動作を示すシーケンスチャートである。時刻t1に
おいて、ロウアドレスストローブ信号ZRASがローレ
ベルの活性状態とされ、そのときに与えられていたアド
レスR1が行アドレス信号として取込まれる。ビット線
イコライズ/プリチャージ信号BLEQがローレベルと
され、またロウデコーダイネーブル信号RDEがハイレ
ベルの活性状態とされる。
【0254】時刻t2において、コラムアドレスストロ
ーブ信号ZCASがローレベルの活性状態とされ、制御
信号φCAが所定期間ハイレベルとされる。そのときに
外部から与えられていたアドレス信号C1が列アドレス
信号として取込まれ、内部ラッチアドレスAL〈1:
0〉として列アドレスC1がラッチされる。時刻t7に
おいて、コラムアドレスストローブ信号ZCASがハイ
レベルに立上がると、この取込まれた列アドレスAL
〈1:0〉が内部でさらにラッチされて内部列アドレス
CA〈1:0〉が出力される。このときまた、取込まれ
た列アドレスC1に従って内蔵のカウンタに従ってカウ
ンタアドレスB〈1:0〉、したがって次の列アドレス
C2が生成される。
【0255】時刻t3において、コラムアドレスストロ
ーブ信号ZCASがローレベルとされると、制御信号φ
ccがハイレベルとなり、列アドレスC2が転送され、
ラッチ列アドレスAL〈1:0〉がカウンタアドレスC
2となる。最初の時刻t2において取込まれた列アドレ
スに従って列選択動作が実行され、時刻t7において活
性状態とされたプリアンプイネーブル信号PAEによ
り、入出力バッファ回路にまで、この選択されたメモリ
セルのデータが転送される。時刻t3において、データ
転送指示信号DTが活性状態となり、この列アドレスC
1により指定されたメモリセルのデータが出力され、時
刻t4において確定状態とされる。時刻t4において
は、また制御信号φccが活性状態とされ、内部での列
アドレスB〈1:0〉の発生および内部列アドレスCA
〈1:0〉の転送が行なわれる。内部列アドレスC2に
従ってプリアンプイネーブル信号PAEにより、対応の
メモリセルのデータが読出されて入出力バッファ回路へ
転送される。時刻t4におけるデータ転送指示信号DT
の活性化に応答して、この内部列アドレスC2により指
定されたメモリセルデータが入出力バッファ回路から出
力される(時刻t9)、次いで時刻t5において確定状
態とされる。
【0256】時刻t5においては、再びコラムアドレス
ストローブ信号ZCASがローレベルとなり、内部での
列アドレスの生成および転送が実行され、内部列アドレ
スC3に従ったメモリセルデータ(入出力回路)の選択
が行なわれ、入出力バッファ回路において時刻t5にお
いてデータ転送指示信号DTが活性状態とされ、時刻t
10からこの列アドレスC3に対応するメモリセルのデ
ータD3が出力される。
【0257】時刻t6において、ロウアドレスストロー
ブ信号ZRASをハイレベルとし、コラムアドレススト
ローブ信号ZCASをローレベルとする。先に説明した
ように、ロウアドレスストローブ信号ZRASの遅延信
号を用いて出力ハイインピーダンスをするか否かの判別
が行なわれており、出力バッファ活性化信号OEMはハ
イレベルを維持する。したがって、時刻t10において
内部列アドレスC4により指定されたメモリセルのデー
タの増幅がプリアンプイネーブル信号PAEに従って行
なわれ、次いで入出力バッファ回路においてデータ転送
指示信号DTにより、データ入出力端子DQへのこの内
部列アドレスC4に対応するデータD4の出力が行なわ
れる。この時刻t6においては、ロウアドレスストロー
ブ信号ZRASの立上がりに応答して、ロウデコーダイ
ネーブル信号RDEがローレベルとされる。一方、ビッ
ト線イコライズ/プリチャージ信号BLEQは、ワード
線およびコラム選択線が非活性状態とされた後に活性化
されて対応のビット線対のイコライズ/プリチャージ動
作を実行する(時刻t11)。メモリセルアレイ内にお
けるプリチャージ動作時においても、出力バッファ活性
化信号OEMは活性状態のハイレベルを維持しており、
データD4は出力される。
【0258】時刻t12においてコラムアドレスストロ
ーブ信号ZCASをハイレベルとすると、ロウアドレス
ストローブ信号ZRASおよびコラムアドレスストロー
ブ信号ZCASがともにハイレベルとなり、出力バッフ
ァ活性化信号OEMがローレベルの非活性状態とされ
る。時刻t13において、ロウアドレスストローブ信号
ZRASを活性状態のローレベルとすることができる。
RASプリチャージ期間は2クロックサイクル(クロッ
ク信号CLOCKのサイクル)とする。この場合には、
ロウアドレスストローブ信号ZRASに対するサイクル
時間tRCは、8クロックサイクルとなり、従来のよう
な構成と異なり、パイプラインバーストモード時におけ
る別の行へのアクセスを1クロックサイクル早くするこ
とができる。
【0259】[アドレスピンと内部パッドとの接続]図
44は、マルチビットテストモード時における入出力回
路と内部データ読出バスとの接続態様を示す図である。
図44において、同時に選択されたメモリセルMCa〜
MCdの格納データDa〜Ddがマルチビットテスト指
示信号MBTの活性化時ゲートGTを介して同時に読出
データバス線RBUS0およびZRBUS0に伝達され
る。この構成は、図6に示す構成において、NORゲー
ト554によりビット選択信号ZZ0を無効とする構成
に対応する。マルチビットテストにおいては、メモリセ
ルに対し同一の論理のデータが書込まれる。メモリセル
MCa〜MCdの格納データDa〜Ddにより、互いに
相補な論理のデータDa,ZDa〜Dd,ZDdが生成
される。マルチビットテストモード時においては、ゲー
トGTを介してデータDa〜Ddが読出データバス線R
BUS0へ伝達され、データZDa〜ZDdが読出デー
タバス線ZRBUS0へ伝達される。メモリセルMCa
〜MCdが正常であれば、データDa〜Ddの論理はす
べて同じであり、またデータZDa〜ZDdの論理もす
べて同じである。したがって、読出データバス線RBU
S0およびZRBUS0の一方がハイレベルとなり、他
方がローレベルとなる。読出データバス線RBUS0お
よびZRBUS0上の信号電位をNORゲートでたとえ
ば構成されるテストゲートTEGで判別する。読出デー
タバス線RBUS0およびZRBUS0の一方がハイレ
ベルであれば、テスト結果指示信号FAILは、ローレ
ベルであり、メモリセルMCa〜MCdはすべて正常で
あると判別される。一方、メモリセルMCa〜MCdの
うちに不良メモリセルが存在した場合、データDa〜D
dには、“0”と“1”とが混在し、また同様データZ
Da〜ZDdには、データ“0”および“1”が混在す
る。図6に示す構成から明らかなように、読出データバ
ス線ZRBUS0およびRBUS0には、入出力回路が
マルチビットテストモード時においてはNAND接続さ
れる(読出データバス線充電用のpチャネルMOSトラ
ンジスタがすべてオフ状態)。したがって、メモリセル
MCa〜MCdに不良メモリセルが存在した場合、読出
データバス線RBUS0およびZRBUS0の電位はと
もにローレベルとなり、テストゲートTEGから出力さ
れるテスト結果指示信号FAILがハイレベルとなり、
不良メモリセルの存在が知らされる。テスト時信号PA
Eiは同時に選択状態とされる。
【0260】先の実施例において説明したように、16
Mビットの半導体記憶装置においては、この同時に選択
状態とするメモリセルからのメモリセルの指定が、最下
位列アドレスビットCA〈1:0〉により行なわれる。
テストモード時においては、列アドレスビットCA
〈1:0〉がすべて選択状態とされる(縮退アドレスと
称す)。したがって高速ページモードおよびパイプライ
ンバーストモードいずれのモードでも動作可能な半導体
記憶装置を同一半導体チップ上に実現することができ
る。
【0261】図45は、64MビットDRAMの1つの
メモリアレイの構成を示す図である。このメモリアレイ
MA0は、実質的に図2に示すメモリアレイの構成と同
じであるが、以下の点で異なる。このメモリアレイMA
0は、16Mビットの記憶容量を備える。このメモリア
レイMA0に含まれる4つのアレイブロックMB♯0〜
MB♯4の各々は、4Mビットの記憶容量を備える。ア
レイブロックMB♯0〜MB♯3の各々は、2048行
(2K行)・2048列(2K列)に配置されたメモリ
セルを含む。この場合、パイプラインバーストモード動
作を行なう半導体記憶装置において、16Mビット半導
体記憶装置において用いられたアドレスカウンタ(4ビ
ット連続選択のためのカウンタ)をそのまま利用するた
め、以下のようなアドレスの割当が行なわれる。すなわ
ち、Yデコーダ203へは、列アドレスビットCA〈1
0:2〉が与えられる。Xデコーダ206へは、行アド
レスビットRA〈10:0〉が与えられる。アレイブロ
ックMB♯0〜MB♯3から1つのアレイブロックを選
択するためのブロック選択信号BS0〜BS3を発生す
るために、行アドレスビットRA〈12:11〉が用い
られる。
【0262】入出力回路204へは、2ビット列アドレ
スCA〈1:0〉が用いられる。ただしここでは、×4
ビットの構成を意図する。しかしながら先に図62にお
いて説明したように、64MビットDRAMにおいて
は、縮退アドレスには、列アドレスビットCA〈1:
0〉とは異なる列アドレスビットが用いられている。高
速ページモード動作時においては、この標準化された縮
退アドレスを用いて同時に必要とされる数のメモリセル
を選択する構成を利用することができる。高速ページモ
ード動作を実現するためには、この標準化された縮退ア
ドレスに従って複数のメモリセルを同時に選択状態とし
ても問題は生じない(メモリセルは、すべて外部列アド
レスにより指定される)。しかしながら、パイプライン
バーストモード時において、カウンタアドレスとしてビ
ットCA〈1:0〉を用いると、パイプラインバースト
モードと高速ページモードとを備える半導体記憶装置を
同一半導体チップに形成することはできない(アドレス
ピンが異なり、ピンの互換性が損なわれる)。
【0263】図46に示すように、×4ビットかつ8K
リフレッシュの半導体記憶装置において、高速ページモ
ードにおいては、入出力回路IOa−IOdへ与えられ
る縮退アドレスはCA〈10:8〉である。8ビットの
メモリセルが同時に選択されて1ビットのデータに縮退
されてメモリセルの良/不良が判別される。一方、この
×8ビット8Kリフレッシュの半導体記憶装置において
パイプラインバーストモードを行なう場合には、縮退ア
ドレスはCA〈8〉およびCA〈1:0〉とする必要が
ある。カウンタアドレスは内部列アドレスビットCA
〈1:0〉を出力する。メモリアレイMAの1つのメモ
リブロックMB♯0に同時に選択された8ビットのメモ
リセルのうち、4ビットのメモリセルをアドレスビット
CA〈8〉で指定し、残りの4ビットをこのカウンタア
ドレスCA〈1:0〉に従って順次選択する。
【0264】また図47に示すように、×8ビット8K
リフレッシュにおいては、メモリアレイMAaおよびM
Abそれぞれにおいて、1つのメモリブロックMBが選
択され、選択されたメモリブロックにおいて4ビットの
メモリセルデータが、マルチビットテストモード時にお
いて1ビットのデータに縮退される。この場合、高速ペ
ージモードにおいては、入出力回路IOa〜IOhへ与
えられるアドレスはCA〈9:8〉であり、この列アド
レスビットCA〈9:8〉が縮退アドレスとなる。一
方、パイプラインバーストモード時においては、カウン
タアドレスはCA〈1:0〉であり、この列アドレスビ
ットCA〈1:0〉が縮退アドレスとなる。
【0265】半導体記憶装置が16MビットDRAMの
場合、外部の中央処理装置(CPU)は、列アドレスビ
ットCA〈1:0〉によりバーストモードでアクセスす
ることができる。一方、64MビットDRAMにおいて
も、この列アドレスビットCA〈1:0〉によりバース
トモードでアクセスすることができる必要がある(半導
体記憶装置の互換性を維持するため)。同一の半導体チ
ップ上でパイプラインバーストモードと高速ページード
とを実現するために、カウンタアドレスとして標準化さ
れた縮退アドレスを用いると以下の問題が生じる。
【0266】たとえば、ある半導体記憶装置のカウンタ
アドレスがA〈10:9〉であり、別の半導体記憶装置
のカウンタアドレスがA〈1:0〉の場合、列アドレス
ビットA〈8:0〉が同じであり、列アドレスビットA
〈10:9〉が異なるアドレスのデータをアクセスする
場合、一方の半導体記憶装置は、バーストモードでアク
セスすることができ、高速アクセスが可能であるが、他
方の半導体記憶装置は、バーストモードでアクセスする
ことができない。そこで、高速ページモードおよびパイ
プラインバーストモード両動作モードを列半導体チップ
上に実現することができ、かつカウンタアドレスとして
CA〈1:0〉を用いることのできる方法について説明
する。
【0267】図48は、8Kリフレッシュの64Mビッ
トDRAM(半導体記憶装置)のアドレス入力ピン端子
と半導体記憶装置のアドレス入力用パッドの接続態様を
示す図である。
【0268】図48(A)においては、8Kリフレッシ
ュサイクルならびに×4ビットおよび×8ビット構成の
高速ページモードで動作する半導体記憶装置のアドレス
入力ピン端子とアドレス入力パッドとの接続対応を示す
図である。半導体チップCHの中央部分には、アドレス
入力パッドP0〜P12が一列に整列して配置される。
このアドレス入力パッドを半導体チップCHの中央部に
一列に整列して配置する方法は、いわゆるリードフレー
ムが半導体チップの中央部付近まで延在する「LOC構
造」のリードフレームを利用する。ただし図48におい
てはアドレス入力ピンとアドレス入力パッドのみを示
し、他の構成は示していない。図48(A)において、
半導体チップCHの一方側に、アドレス入力ピン端子A
0〜A5が配置され、半導体チップCHの他方側にアド
レス入力ピン端子A6〜A12が配置される。半導体チ
ップCHの中央部に配置されるアドレス入力パッドにつ
いて、アドレス入力パッドP12〜P8がこの順序で配
置され、次いでアドレス入力パッドP0〜P3が配置さ
れ、次いでアドレス入力パッドP7、P4、P6および
P5の順に配置される。このアドレス入力ピン端子およ
びアドレス入力パッドの配置順序は単なる一例であり、
他の配置順序が用いられてもよい。
【0269】アドレス入力ピン端子A0〜A5はアドレ
ス入力パッドP0〜P5にボンディングワイヤBWによ
りそれぞれ接続される。同様に、アドレス入力ピン端子
A6〜A12も、それぞれアドレス入力パッドP6〜P
12にそれぞれ接続される。アドレス入力パッドP0〜
P12からその半導体記憶装置におけるアドレス入力バ
ッファへアドレス信号が伝達される。縮退アドレスは×
4ビット構成ではCA〈10:8〉、×8ビットではC
A〈9:8〉である。
【0270】図48(B)に示すように、8Kリフレッ
シュサイクルを有する×8ビットの半導体記憶装置をパ
イプラインバーストモードで動作させる場合には、この
図48(A)に示すアドレス入力ピン配置およびアドレ
ス入力パッド配置を有する半導体記憶装置において以下
のような接続が行なわれる。アドレス入力ピン端子A0
およびA1がアドレス入力パッドP9およびP8にそれ
ぞれボンディングワイヤBWを介して接続される。アド
レス入力ピン端子A2〜A5は、アドレス入力パッドP
2〜P5にそれぞれ接続される。アドレス入力パッドP
6およびP7は、アドレス入力ピン端子A6およびA7
に接続される。アドレス入力ピン端子A8およびA9が
アドレス入力パッドP1およびP0にそれぞれ接続され
る。アドレス入力ピン端子A10〜A12は、それぞれ
アドレス入力パッドP10〜P12に接続される。
【0271】この場合、縮退アドレスは、列アドレスビ
ットA9およびA8である。パイプラインバーストモー
ド時においてのカウンタアドレスは、アドレス入力パッ
ドP8およびP9に与えられるアドレスに従って発生さ
れる。したがって、カウンタアドレスとして縮退アドレ
スを利用することができる。アドレスA〈1:0〉を用
いるため、16MビットDRAMのカウンタアドレスと
互換性を維持することができる(外部列アドレスビット
が同じ)。
【0272】図48(C)に示すように、8Kリフレッ
シュサイクルを有する×4ビット構成のパイプラインバ
ーストモードで動作する半導体記憶装置においては、以
下の接続が行なわれる。アドレス入力ピン端子A0およ
びA1がアドレス入力パッドP10およびP9にそれぞ
れボンディングワイヤBWを介して接続される。アドレ
ス入力ピン端子A2〜A5は、それぞれアドレス入力パ
ッドP2〜P5にボンディングワイヤを介して接続され
る。アドレス入力ピン端子A6およびA7は、アドレス
入力パッドP6およびP7に接続される。アドレス入力
ピン端子A8およびA9が、アドレス入力パッドP1お
よびP0に接続される。アドレス入力ピン端子A10
が、アドレス入力パッドP8に接続され、アドレス入力
ピン端子A11およびA12がそれぞれアドレス入力パ
ッドP11およびP12に接続される。外部からの列ア
ドレスビットA〈1:0〉をアドレス入力パッドP9お
よびP10に与えることにより、カウンタアドレスA
〈1:0〉を縮退アドレスとして利用することができ
る。
【0273】図49(A)は4Kリフレッシュサイクル
を有する×8ビットおよび×4ビット構成の高速ページ
モードで動作する半導体記憶装置のアドレス入力ピン端
子とアドレス入力パッドとの接続を示す図である。この
4Kリフレッシュサイクルを有する半導体記憶装置にお
いては、アドレス入力ピン端子A12は利用されない
(ノーコネクションNC)。高速ページモード時におい
ては、アドレス入力ピン端子A0〜A5およびA6〜A
10はそれぞれアドレス入力パッドP0〜P11にそれ
ぞれ接続される。アドレスピン端子A12が用いられな
い場合は、行アドレスビットが1ビット少なくなり、一
方、列アドレスビットが1ビット増加するためである。
縮退アドレスは×4ビットに対してCA〈10:9〉で
あり、×8ビットではCA〈11:9〉である。
【0274】図49(B)は、パイプラインバーストモ
ードで動作する4Kリフレッシュサイクルの×8ビット
構成を備えるDRAMのアドレス入力ピン端子とアドレ
ス入力パッドとの接続を示す図である。図49(B)に
おいては、アドレス入力ピン端子A0およびA1が、ア
ドレス入力パッドP10およびP9に接続され、アドレ
ス入力ピン端子A2〜A5が、アドレス入力パッドP2
〜P5に接続される。アドレス入力ピン端子A6および
A7はアドレス入力パッドP6およびP7に接続され
る。アドレス入力ピン端子A8およびA9がアドレス入
力パッドP1およびP0にそれぞれ接続される。アドレ
ス入力ピン端子A10がアドレス入力パッドP8に接続
され、アドレス入力ピン端子A11がアドレス入力パッ
ドP11に接続される。この場合、内部での縮退アドレ
スはCA10およびCA9であり、カウンタアドレスA
〈1:0〉として、この縮退アドレスを利用することが
できる。
【0275】図49(C)はパイプラインバーストモー
ドで動作する4Kリフレッシュサイクルを有する×4ビ
ット構成の64MビットDRAMのアドレス入力ピン端
子とアドレス入力パッドとの接続を示す図である。アド
レス入力ピン端子A0およびA1が、アドレス入力パッ
ドP11およびP10に接続される。アドレス入力ピン
端子A2〜A5が、アドレス入力パッドP2〜P5にそ
れぞれ接続される。アドレス入力ピン端子A6およびA
7が、アドレス入力パッドP6およびP7にそれぞれ接
続される。アドレス入力ピン端子A8が、アドレス入力
パッドP1に接続され、アドレス入力ピン端子A9が、
アドレス入力パッドP0に接続され、アドレス入力ピン
端子A10が、アドレス入力パッドP8に接続され、ア
ドレス入力ピン端子A11が、アドレス入力パッドP9
に接続される。
【0276】4Kリフレッシュサイクルの×4ビットを
有する半導体記憶装置における縮退アドレスは、CA1
1、CA10およびCA9である。縮退アドレスCA
〈11:10〉がアドレスA0およびA1に対応し、残
りの縮退アドレスCA〈9〉がアドレスA11に対応す
る。したがって、このようにアドレス入力ピン端子とア
ドレス入力パッドとの接続を動作モードに応じて切換え
ることにより、カウンタアドレスA〈1:0〉として縮
退アドレスを利用することができる。アドレス入力パッ
ドとカウンタとの接続は変更する必要はない。
【0277】カウンタアドレス入力ピン端子を、内部で
縮退アドレスを発生するアドレスパッドに接続すること
により、高速ページモードおよびパイプラインバースト
モードのDRAMを同一半導体チップ上に形成すること
ができる。
【0278】なお、上述の実施例においては、コラムア
ドレスストローブ信号ZCASの非活性化時に出力ハイ
インピーダンス状態とされる動作モードとして高速ペー
ジモードを参照し、またコラムアドレスストローブ信号
ZCASとロウアドレスストローブ信号ZRASがとも
に非活性状態とされたときに出力ハイインピーダンス状
態となる動作モードとしてパイプラインバーストモード
を参照している。しかしながら、この動作モード以外の
動作モードであっても、本発明は適用可能である。
【0279】
【発明の効果】以上のように、この発明に従えば、高速
かつ低消費電流で動作するともに、高速ページモードお
よびパイプラインバーストモードのいずれをも実現する
ことのできる半導体記憶装置を得ることができる。
【0280】さらに、請求項1に係る発明に従えば、コ
ラムアドレスストローブ信号とロウアドレスストローブ
信号との非活性化に応答して出力ハイインピーダンス状
態に設定する信号を発生する手段に対し、ロウアドレス
ストローブ信号を所定時間遅延する信号を与えるように
構成したため、ロウアドレスストローブ信号の非活性化
とコラムアドレスストローブ信号の活性化とを同時に行
なっても、出力ハイインピーダンス状態とならず、その
とき選択されたメモリセルデータを読出すことができ、
応じてロウアドレスストローブ信号の非活性化タイミン
グを速くすることができ、ロウアドレスストローブ信号
のサイクル時間を短くすることができ、高速アクセスが
可能となる。
【0281】請求項2に係る発明に従えば、同時に選択
されたメモリセルに対して設けられた読出増幅手段を、
読出されるメモリセルデータの順に活性状態とするよう
に構成したため、読出増幅器が同時に活性状態とされる
ことがなく、消費電流のピーク値を低減することができ
る。
【0282】請求項3に係る発明に従えば、動作モード
に応じて、読出データバス線の構造を異ならせ、高速動
作モード時においては、サイクル時間を短くしてデータ
読出線を1本のみを用いることにより、データバスの充
放電電流を小さくして平均消費電流を小さくすることが
でき、またサイクル時間が長い場合には、2つの読出デ
ータバス線を用いることにより、高速動作時における平
均消費電流を小さくすることができる。
【0283】請求項4に係る発明に従えば、実現される
動作モードに応じてアドレス入力ピン端子とアドレス入
力パッドとの接続を切換えるように構成したため、内部
のアドレスカウンタの互換性を維持することができ、同
一半導体チップ上に高速ページモードおよびパイプライ
ンバーストモードいずれをも実現することのできる半導
体記憶装置を作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明が適用される半導体記憶装置の全体
の構成を概略的に示す図である。
【図2】 図1に示す半導体記憶装置の1つのメモリア
レイの構成を概略的に示す図である。
【図3】 図2に示すアレイブロックおよびアレイ制御
部の構成を示す図である。
【図4】 動作モードを指定するための信号を発生する
態様を例示する図である。
【図5】 この発明の実施例におけるデータ読出部の構
成を概略的に示すブロック図である。
【図6】 図5に示すデータ読出部の構成をより詳細に
示す図である。
【図7】 図6に示すビット選択信号を発生するための
回路部分の構成を示す図である。
【図8】 図6に示す読出増幅器の構成を具体的に示す
図である。
【図9】 図1に示す入出力バッファ回路の具体的構成
を示す図である。
【図10】 列アドレスバッファの構成を示す図であ
る。
【図11】 図10に示す列アドレスバッファの動作を
示す波形図である。
【図12】 最下位ビットの列アドレスバッファの構成
を示す図である。
【図13】 図12に示す列アドレスバッファの動作を
示す信号波形図である。
【図14】 図12に示すカウンタの構成を具体的に示
す図である。
【図15】 図14に示すカウンタの動作を示す信号波
形図である。
【図16】 図14に示すカウンタの出力値を一覧にし
て示す図である。
【図17】 図10および図12に示す列アドレスラッ
チ指示信号を発生するための部分の構成を示す図であ
る。
【図18】 図17に示す回路の動作を示す信号波形図
である。
【図19】 図17に示すカウンタの構成を具体的に示
す図である。
【図20】 IO線イコライズ信号を発生するための回
路部分の構成を示す図である。
【図21】 図20に示す制御回路の動作を示す信号波
形図である。
【図22】 図20に示す制御部の動作を示す信号波形
図である。
【図23】 この発明において用いられる書込ドライバ
イネーブル信号を発生するための回路構成を示す図であ
る。
【図24】 図23に示す回路部分の動作を示す信号波
形図である。
【図25】 列アドレス信号の変化検出回路の構成を示
す図である。
【図26】 図25に示すアドレス変化検知信号発生回
路の動作を示す信号波形図である。
【図27】 図25に示すアドレス変化検出回路の動作
を示す信号波形図である。
【図28】 コラムデコーダイネーブル信号、読出デー
タラッチ指示信号、およびプリアンプイネーブル信号を
発生する部分の構成を具体的に示す図である。
【図29】 図28に示す回路の動作を示す信号波形図
である。
【図30】 図28に示す回路の動作を示す信号波形図
である。
【図31】 データ転送指示信号を発生するための回路
構成を示す図である。
【図32】 図31に示す回路の動作を示す信号波形図
である。
【図33】 この発明の半導体記憶装置の制御部の構成
を概略的に示す図である。
【図34】 図33に示す半導体記憶装置の動作を示す
タイミングチャート図である。
【図35】 図33に示す半導体記憶装置の動作を示す
タイミングチャート図である。
【図36】 この発明の半導体記憶装置の全体の動作を
示す信号波形図である。
【図37】 この発明に係る半導体記憶装置の動作を示
す信号波形図である。
【図38】 この発明におけるアレイ活性/プリチャー
ジ制御部およびデータ出力段の制御部の構成を概略的に
示す図である。
【図39】 図38に示す回路部分の動作を示す波形図
である。
【図40】 図38に示す回路部分の構成をより具体的
に示す図である。
【図41】 図40に示す回路部分の動作を示す信号波
形図である。
【図42】 図40に示す回路部分の動作を示す信号波
形図である。
【図43】 図40に示す回路部分の動作を示す信号波
形図である。
【図44】 この発明に従う半導体記憶装置のテスト時
の構成を概略的に示す図である。
【図45】 この発明に従う半導体記憶装置の他の構成
を概略的に示す図である。
【図46】 テスト動作時における縮退アドレスを示す
図である。
【図47】 テスト動作時における縮退アドレスを示す
図である。
【図48】 この発明に従う半導体記憶装置におけるア
ドレス入力ピン端子とアドレス入力パッドとの接続を示
す図である。
【図49】 この発明に従う半導体記憶装置におけるア
ドレス入力ピン端子とアドレス入力パッドとの接続を示
す図である。
【図50】 従来の半導体記憶装置のニブルモード動作
を示すタイミングチャート図である。
【図51】 従来の半導体記憶装置における拡張ニブル
モード動作を示すタイミングチャート図である。
【図52】 従来の半導体記憶装置のパイプラインバー
ストモード動作を示すタイミングチャート図である。
【図53】 従来の半導体記憶装置の具体的な説明をす
るための図である。
【図54】 従来の半導体記憶装置の読出部の構成を概
略的に示す図である。
【図55】 従来の半導体記憶装置の問題点を説明する
ための図である。
【図56】 従来の半導体記憶装置の出力バッファ部の
構成を示す図である。
【図57】 図56に示す出力バッファ部の動作を示す
信号波形図である。
【図58】 従来の半導体記憶装置のデータ出力バッフ
ァ部の他の構成を示す図である。
【図59】 図58に示す出力バッファ回路の動作を示
す信号波形図である。
【図60】 従来の半導体記憶装置における多ビットテ
スト動作時におけるメモリセル選択態様を示す図であ
る。
【図61】 従来の半導体記憶装置における多ビットか
ら順次1ビットを選択するカウンタの構成を示す図であ
る。
【図62】 半導体記憶装置における縮退アドレスを一
覧にして示す図である。
【図63】 従来の半導体記憶装置における縮退アドレ
スとカウンタアドレスとの問題点を説明するための図で
ある。
【符号の説明】
200 半導体記憶装置、201 アレイブロック、2
02 アレイ制御回路、203 Yデコーダ206 X
デコーダ、204 入出力回路、205 入出力バッフ
ァ回路、RBUS0,ZRBUS0 読出データバス
線、WBUS0書込データバス線、IHGT 禁止ゲー
ト、501〜504 読出/書込回路、505 読出増
幅器、CCMTR カウンタ、YCNTR カウンタ、
2000第1の信号発生回路、2010 遅延段、20
20 第2の信号発生回路、2030 出力バッファ活
性化信号発生部、2040 アレイ活性/プリチャージ
制御部、2050 出力段。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外部からの行選択動作開始を指示するロ
    ウアドレスストローブ信号の非活性化に応答して、メモ
    リセルアレイの行選択に関連する動作をリセットする信
    号を発生する第1の信号発生手段、 前記ロウアドレスストローブ信号の非活性化を所定時間
    遅延する遅延手段、および前記遅延手段からの遅延ロウ
    アドレスストローブ信号の非活性化と少なくとも前記メ
    モリセルアレイの列選択動作の開始を指示するコラムア
    ドレスストローブ信号の非活性化とに応答して、選択メ
    モリセルのデータをデータ出力端子に出力する出力バッ
    ファを出力ハイインピーダンス状態に設定する信号を発
    生する第2の信号発生手段とを備える、半導体記憶装
    置。
  2. 【請求項2】 行列状に配置される複数のメモリセルを
    有するメモリセルアレイ、 コラムアドレスストローブ信号の活性化時に活性化さ
    れ、列アドレス信号に従って前記メモリセルアレイの複
    数の列を同時に選択する列選択手段、 前記複数の列それぞれに対応して設けられ、対応の列の
    メモリセルのデータを増幅して出力バッファへ伝達する
    複数の読出増幅手段、 前記列アドレス信号と前記コラムアドレスストローブ信
    号の活性化に応答して前記読出増幅手段を順次活性化す
    る制御手段、および前記コラムアドレスストローブ信号
    の活性化に同期して前記読出増幅手段で増幅されたデー
    タを外部へ出力する手段とを備える、半導体記憶装置。
  3. 【請求項3】 行列状に配置される複数のメモリセルを
    有する半導体記憶装置であって、 前記メモリセルアレイにおいて選択されたメモリセルの
    データを伝達するための、対をなして配設される第1お
    よび第2の読出データ線、 前記第1および第2の読出データ線に結合される、与え
    られたデータ信号をバッファ処理して外部へ出力する出
    力バッファ、 少なくとも列選択動作開始を指定するコラムアドレスス
    トローブ信号の非活性化に応答して、前記出力バッファ
    を出力ハイインピーダンス状態とする第1の動作モード
    と前記コラムアドレスストローブ信号の非活性化時前記
    出力バッファを作動状態とする第2の動作モードの一方
    を指定する信号を発生する動作モード指定信号発生手
    段、 前記選択されたメモリセルのデータを相補データに増幅
    して前記第1および第2の読出データ線へ伝達するため
    の読出増幅手段、 前記動作モード指定信号発生手段からの前記第2の動作
    モードを指定する信号に応答して、前記読出増幅手段か
    ら前記第2の読出データ線へのデータ信号の転送を禁止
    する禁止手段、および前記動作モード指定信号発生手段
    からの前記第1の動作モードを指定する信号に応答して
    前記第1および第2の読出データ線上のデータ信号に従
    って読出データを生成しかつ前記動作モード指定信号発
    生手段からの前記第2の動作モードを指定する信号に応
    答して前記第1の読出データ線上のデータ信号のみに応
    答して読出データを生成する手段を含み、該生成した読
    出データをデータ出力端子へ伝達する出力バッファを備
    える、半導体記憶装置。
  4. 【請求項4】 第1のグループのアドレスビットと第2
    のグループのアドレスビットと残りのアドレスビットと
    を並列に入力する複数のアドレスピン端子、 第1および第2の電位の一方の電位に設定される特定の
    ノードを含み、前記特定のノードの設定電位に従って第
    1および第2の動作モードの一方の動作モードを指定す
    る信号を発生するモード指定手段、および前記特定ノー
    ドが前記第1の電位に設定されるとき前記第1のグルー
    プのアドレスビット入力ピンが接続し、かつ前記特定ノ
    ードが前記第2の電位に設定されるとき前記第2のグル
    ープのアドレスビット入力ピンが接続する所定数のパッ
    ドを含み、前記複数のアドレスピン端子と接続され、前
    記アドレスピン端子へ並列に与えられたアドレスビット
    を内部へ伝達する複数のアドレス入力パッドを備える、
    半導体記憶装置。
  5. 【請求項5】 前記第1の動作モードは、前記複数のア
    ドレスピン端子に与えられたアドレスビットを列アドレ
    スとしてメモリセルを選択する動作モードであり、前記
    第2の動作モードは初期アドレスが前記複数のアドレス
    ピン端子へ与えられたアドレスビットで設定されるカウ
    ンタを用いて順次メモリセルを選択する動作モードであ
    り、 テスト動作モード指示信号に応答して、前記所定数のパ
    ッドへ与えられるアドレスビットを選択状態として、前
    記所定数のパッドのアドレスビットを縮退する手段を含
    む、請求項4記載の半導体記憶装置。
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