JPH09102193A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH09102193A
JPH09102193A JP7257440A JP25744095A JPH09102193A JP H09102193 A JPH09102193 A JP H09102193A JP 7257440 A JP7257440 A JP 7257440A JP 25744095 A JP25744095 A JP 25744095A JP H09102193 A JPH09102193 A JP H09102193A
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JP
Japan
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address
signal
refresh
memory cell
flip
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JP7257440A
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English (en)
Inventor
Tomoya Kawagoe
知也 河越
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/34Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
    • G11C11/40Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
    • G11C11/401Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming cells needing refreshing or charge regeneration, i.e. dynamic cells
    • G11C11/406Management or control of the refreshing or charge-regeneration cycles

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Dram (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 消費電力が小さく、かつ回路数が少ない半導
体記憶装置を提供する。 【解決手段】 記憶保持能力の低いメモリセルMCを含
むロウのアドレスを登録するためのアドレス登録回路
1.1〜1.rと、リフレッシュ周期の倍数値mを設定
するための全体リフレッシュ周期設定回路2とを設け
る。登録されたアドレスのロウについてはリフレッシュ
周期でリフレッシュし、他のロウについてはリフレッシ
ュ周期のm倍の周期でリフレッシュする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は半導体記憶装置に
関し、特に、データのリフレッシュを指示するリフレッ
シュ指示信号に応答してデータのリフレッシュを行なう
半導体記憶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、ダイナミック・ランダム・アク
セス・メモリ(以下、DRAMと称す)では、データを
保持するために所定のリフレッシュ周期(たとえば64
ms)で各メモリセルMCに対してリフレッシュ動作
(記憶保持動作)を行なう必要がある。
【0003】図3は、リフレッシュ動作を行なうモード
を備えたDRAMの構成を示す回路ブロック図である。
リフレッシュ・モードにはいくつかの種類(ラス・オン
リ・リフレッシュ・モード、セルフ・リフレッシュ・モ
ードなど)があるが、ここではカス・ビフォー・ラス・
リフレッシュ・モード(以下、CBRリフレッシュ・モ
ードと称す)を例にして説明する。
【0004】図3を参照して、このDRAMは、タイミ
ング回路31、ロウ・コラムアドレスバッファ32、C
BR判定回路33、CBRカウンタ34、アドレスセレ
クタ35、ゲート回路36、ロウアドレスデコーダ3
7、センスアンプ駆動回路38、コラムデコーダ39、
メモリマット40およびデータ入出力バッファ50を備
える。
【0005】タイミング回路31は、外部から与えられ
る制御信号/RAS,/CAS,/WEに従って、ロウ
アドレスデコーダ37を活性化させるための活性化信号
φR、センスアンプ駆動回路38を活性化させるための
活性化信号φSAおよびコラムデコーダ39を活性化さ
せるための活性化信号φLの各々を所定のタイミングで
出力する。
【0006】ロウ・コラムアドレスバッファ32は、外
部から与えられるアドレス信号A0〜An(nは自然数
である)を制御信号/RASの立下がり時刻でラッチ
し、ラッチしたアドレス信号A0〜Anをロウアドレス
RAとしてアドレスセレクタ35に与える。また、ロウ
・コラムアドレスバッファ32は、アドレス信号A0〜
Anを制御信号/CASの立下がり時刻でラッチし、ラ
ッチしたアドレス信号A0〜AnをコラムアドレスCA
としてコラムデコーダ39に与える。
【0007】CBR判定回路33は、CBRリフレッシ
ュ・モードの設定が行なわれたことに応じて、すなわち
制御信号/RASが立下がる前に制御信号/CASが立
下がったことに応じてリフレッシュ指示信号φCBRを
出力する。
【0008】CBRカウンタ34は、アドレス信号A0
〜Anと同じビット数n+1を有するカウンタであっ
て、リフレッシュ指示信号φCBRの立下がりをカウン
トしてn+1ビットの内部アドレス信号A0′〜An′
をリフレッシュアドレスXCBRとしてアドレスセレクタ
35に出力する。
【0009】アドレスセレクタ35は、リフレッシュ指
示信号φCBRによって制御され、読出および書込動作
時はロウ・コラムアドレスバッファ32とロウアドレス
デコーダ37とを結合し、リフレッシュ動作時はCBR
カウンタ34とロウアドレスデコーダ37とを結合す
る。
【0010】ゲート回路36は、リフレッシュ指示信号
φCBRに応答してタイミング回路31からコラムデコ
ーダ39への活性化信号φLの入力を遮断し、リフレッ
シュ動作時においてコラムデコーダ39を非活性化され
る。
【0011】メモリマット40は、ロウおよびコラム方
向に配列された複数のメモリセルMCと、各ロウに対応
して設けられたワード線WLと、各コラムに対応して設
けられたビット線対BL,/BLと、各ビット線対B
L,/BLに対応して設けられたセンスアンプ42およ
びコラム選択ゲート47とを含む。メモリセルMC、ワ
ード線WLおよびビット線対BL,/BLは、メモリセ
ルアレイ41を構成する。
【0012】各メモリセルMCは、アクセス用のNチャ
ネルMOSトランジスタQとデータ記憶用のキャパシタ
Cとを含む。MOSトランジスタQおよびキャパシタC
は、ビット線対BL,/BLのうちの一方とセルプレー
トの間に直列接続され、MOSトランジスタQのゲート
は対応するロウのワード線WLに接続される。ワード線
WLが活性化レベルである「H」レベルに立上げられる
とMOSトランジスタQが導通し、キャパシタCとビッ
ト線対BL,/BLのうちの一方との間で電荷(デー
タ)の授受が行なわれる。
【0013】センスアンプ42は、それぞれビット線対
BL,/BLとノードN31の間に接続されたNチャネ
ルMOSトランジスタ43,44と、それぞれビット線
対BL,/BLとノードN32の間に接続されたPチャ
ネルMOSトランジスタ45,46とを含む。MOSト
ランジスタ43,45のゲートはともにビット線/BL
に接続され、MOSトランジスタ44,46のゲートは
ともにビット線BLに接続される。ノードN31,N3
2は、それぞれセンスアンプ駆動回路38から出力され
るセンスアンプ活性化信号/SE,SEを受ける。セン
スアンプ42は、センスアンプ活性化信号/SE,SE
によって活性化され、メモリセルMCの活性化によって
ビット線対BL,/BLに生じた微小電位差を電源電圧
Vccまで増幅する。
【0014】コラム選択ゲート47は、それぞれビット
線対BL,/BLと信号入出力線IO,/IOとの間に
接続されたNチャネルMOSトランジスタ48,49を
含む。MOSトランジスタ48,49のゲートはコラム
選択線CSLを介してコラムデコーダ39に接続され
る。コラム選択線CSLが活性化レベルである「H」レ
ベルに立上げられるとMOSトランジスタ48,49が
導通し、ビット線対BL,/BLと信号入出力線対I
O,/IOとが接続される。
【0015】ロウアドレスデコーダ37は、活性化信号
φRによって活性化され、アドレスセレクタ35を介し
てロウ・コラムアドレスバッファ32またはCBRカウ
ンタ34から与えられたロウアドレスRAまたはリフレ
ッシュアドレスXCBR に従って、メモリセルアレイ41
の複数のワード線WL0,WL1,…のうちのいずれか
1つを活性化レベルである「H」レベルに立上げる。
【0016】センスアンプ駆動回路38は、活性化信号
φSAによって活性化され、センスアンプ42にセンス
アンプ活性化信号SE,/SEを与える。
【0017】コラムデコーダ39は、活性化信号φLに
よって活性化され、ロウ・コラムアドレスバッファ32
から与えられたコラムアドレスCAに従って、複数のコ
ラム選択線CSLのうちのいずれか1つを活性化レベル
である「H」レベルに立上げる。
【0018】データ入出力バッファ50は、書込動作時
に、外部から与えられる制御信号/WEに応答して、外
部から与えられたデータを選択されたメモリセルMCに
与える。また、データ入出力バッファ50は、読出動作
時に、外部から与えられる制御信号/OEに応答して、
選択されたメモリセルMCのデータを外部に出力する。
【0019】図4は、図3で示したDRAMの動作を示
すタイムチャートである。通常の書込/読出サイクルに
おいては、制御信号/RASは制御信号/CASよりも
先に立下がるので、CBR判定回路33の出力信号φC
BRは非活性化レベルの「L」レベルに保持される。そ
のため、アドレスセレクタ35は、ロウ・コラムアドレ
スバッファ32から出力されたロウアドレスRAをロウ
アドレスデコーダ37に出力する。後はタイミング回路
31で生成された活性化信号φR,φL,φSAによっ
てロウアドレスデコーダ37、センスアンプ駆動回路3
8、コラムデコーダ39およびデータ入出力バッファ5
0が活性化され、書込/読出動作が行なわれる。
【0020】すなわち、書込動作時においては、コラム
デコーダ39が、コラムアドレスCAに応じたコラムの
コラム選択線CSLを活性化レベルである「H」レベル
に立上げてコラム選択ゲート47を導通させる。
【0021】データ入出力バッファ50は、制御信号/
WEに応答して、書込データを信号入出力線対IO,/
IOを介して選択されたビット線対BL,/BLに与え
る。書込データはビット線BL,/BL間の電位差とし
て与えられる。
【0022】次いで、ロウアドレスデコーダ37が、ロ
ウアドレスRAに応じたロウのワード線WLを活性化レ
ベルである「H」レベルに立上げ、そのロウのメモリセ
ルMCのMOSトランジスタQを導通させる。選択され
たメモリセルMCのキャパシタCには、ビット線BLま
たは/BLの電位に応じた量の電荷が蓄えられる。
【0023】読出動作時においては、まずビット線B
L,/BLの電位が所定の電位Vcc/2にイコライズ
され、次いでロウアドレスデコーダ37が、ロウアドレ
スRAに応じたロウのワード線WLを活性化レベルであ
る「H」レベルに立上げる。これにより、ビット線B
L,/BLの電位は、活性化されたメモリセルMCのキ
ャパシタCの電荷量に応じて微小量だけ変化する。
【0024】次いで、センスアンプ駆動回路38は、セ
ンスアンプ活性化信号SEを「H」レベルに立上げセン
スアンプ活性化信号/SEを「L」レベルに立下げてセ
ンスアンプ42を活性化させる。ビット線BLの電位が
ビット線/BLの電位よりも微小量だけ高いとき、MO
Sトランジスタ44,45の抵抗値がMOSトランジス
タ43,46の抵抗値よりも小さくなって、ビット線B
Lの電位が「H」レベルまで引き上げられビット線/B
Lの電位が「L」レベルまで引き下げられる。逆に、ビ
ット線/BLの電位がビット線BLの電位よりも微小量
だけ高いとき、MOSトランジスタ43,46の抵抗値
がMOSトランジスタ44,45の抵抗値よりも小さく
なって、ビット線/BLの電位が「H」レベルにまで引
き上げられビット線BLの電位が「L」レベルまで引き
下げられる。
【0025】次いで、コラムデコーダ39が、コラムア
ドレスCAに応じたコラムのコラム選択線CSLを活性
化レベルである「H」レベルに立上げてコラム選択ゲー
ト47を導通させる。データ入出力バッファ50は、制
御信号/OEに応答して選択されたビット線対BL,/
BL間の電位差すなわち読出データを外部に出力する。
【0026】メモリセルMCのキャパシタCの電荷はM
OSトランジスタQが非導通であっても徐々に流出する
ので所定のリフレッシュ周期でデータのリフレッシュが
行なわれる。
【0027】CBRリフレッシュサイクルにおいては、
制御信号/RASは制御信号/CASよりも先に立下が
るので、CBR判定回路33の出力信号φCBRは活性
化レベルである「H」レベルに立上げられる。そのた
め、アドレスセレクタ35は、CBRカウンタ34から
出力されたリフレッシュアドレスXCBR をロウアドレス
デコーダ37に出力する。
【0028】次いで、タイミング回路31で生成された
活性化信号φR,φSAによってロウアドレスデコーダ
37およびセンスアンプ駆動回路38が活性化され、リ
フレッシュアドレスXCBR に応じたロウのワード線WL
に接続されたメモリセルMCのリフレッシュが行なわれ
る。リフレッシュ動作は、コラムデコーダ39およびデ
ータ入出力バッファ50が活性化されない他は、読出動
作と同じである。
【0029】リフレッシュ指示信号φCBRの立下がり
によってCBRカウンタ34がカウントアップされ、C
BRカウンタ34は、次のCBRリフレッシュ動作でリ
フレッシュするロウのアドレスXCBR +1を出力する。
【0030】このようなCBRリフレッシュ動作はDR
AMチップに対して予め定められた一定のリフレッシュ
周期で行なわれる。リフレッシュ周期は、すべてのメモ
リセルMCのデータが保持されるように、記憶保持能力
が最低のメモリセルMCに合わせて設定される。
【0031】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、DRA
Mの大部分のメモリセルMCは、リフレッシュ周期の設
定の基準となった記憶保持能力が最低のメモリセルMC
よりも十分に高い記憶保持能力を有する。したがって、
これらの十分な記憶保持能力を持つメモリセルMCに対
して不要なリフレッシュ動作が行なわれていることにな
り、そのために無駄な電力を消費していることになる。
【0032】そこで、各ロウにリフレッシュ周期設定回
路を設け、各ロウのうちの記憶保持能力が最低のメモリ
セルMCに合わせてそのロウのリフレッシュ周期を設定
できるようにして、全体としてリフレッシュ周期を長く
し無駄な電力消費をなくす方法が提案された(特開平4
−34794号公報参照)。
【0033】しかし、この方法では、各ロウごとにリフ
レッシュ周期設定回路を設ける必要があるので、回路数
が多くなりレイアウト面積が大きくなるという問題があ
った。特に、低消費電力化を目的としてメモリセルアレ
イを複数のブロックに分割しブロックごとにリフレッシ
ュを行なうようにしたいわゆる分割センス方式のDRA
Mではなおさらである。また、記憶保持能力が低いメモ
リセル数が全メモリセル数に比べて少ない場合は、ほと
んどのリフレッシュ周期設定回路が使用されず無駄であ
る。
【0034】それゆえに、この発明の主たる目的は、消
費電力が小さくかつ回路数が少ない半導体記憶装置を提
供することである。
【0035】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体記
憶装置は、データのリフレッシュを指示するリフレッシ
ュ指示信号に応答してデータのリフレッシュを行なう半
導体記憶装置であって、メモリセルアレイ、アドレス指
定手段、アドレス登録手段、第1の信号発生手段、第2
の信号発生手段およびリフレッシュ実行手段を備える。
メモリセルアレイは、行列状に配列された複数のメモリ
セルを含む。アドレス指定手段は、リフレッシュ指示信
号をカウントし、そのカウント値によってメモリセルア
レイの全メモリセル行のアドレスを予め定められたリフ
レッシュ周期内に1回ずつ指定する。アドレス登録手段
は、メモリセルアレイのうちのリフレッシュ周期のm倍
以下の周期でデータのリフレッシュを行なう必要がある
メモリセルを含むメモリセル行のアドレスを登録するた
めに設けられる。第1の信号発生手段は、アドレス指定
手段によって指定されたアドレスとアドレス登録手段に
よって登録されたアドレスとが一致したことに応じて第
1のリフレッシュ許可信号を出力する。第2の信号発生
手段は、メモリセルアレイの各メモリセル行のアドレス
がアドレス指定手段によってm回指定されるごとに第2
のリフレッシュ許可信号を出力する。リフレッシュ実行
手段は、第1および第2の信号発生手段から出力された
第1および第2のリフレッシュ許可信号に応答して、ア
ドレス指定手段によって指定されたアドレスのメモリセ
ル行のデータのリフレッシュを行なう。
【0036】この半導体記憶装置では、記憶保持能力の
低いメモリセルを含むメモリセル行のアドレスを登録す
るためのアドレス登録手段が設けられ、登録されたアド
レスのメモリセル行は所定のリフレッシュ周期でリフレ
ッシュされ、登録されていないアドレスのメモリセル行
はリフレッシュ周期のm倍の周期でリフレッシュされ
る。したがって、すべてのメモリセル行が記憶保持能力
の低いメモリセルを含むメモリセル行と同じリフレッシ
ュ周期でリフレッシュされていた従来に比べ、消費電力
が低減化される。また、各メモリセル行にリフレッシュ
周期設定回路が設けられていた従来に比べ、回路数が少
なくて済む。
【0037】また、好ましくは、メモリセルアレイの各
メモリセル行のアドレスはnビットのアドレス信号で特
定され、アドレス指定手段は、各々が1ビットのアドレ
ス信号を出力する直列接続されたn個のフリップフロッ
プを含む。これにより、アドレス指定手段が容易に構成
される。
【0038】また、好ましくは、アドレス登録手段は、
各フリップフロップに対応して設けられ、その一方また
は他方が切断されることによって1ビットのアドレス信
号を登録するためのヒューズ対を含む。これにより、記
憶保持能力の低いメモリセルを含むメモリセル行のアド
レスが容易かつ確実に登録される。
【0039】また、好ましくは、第1の信号発生手段
は、各フリップフロップに対応して設けられ、対応のフ
リップフロップから出力された1ビットのアドレス信号
と対応のヒューズ対によって登録された1ビットのアド
レス信号とが一致しないことに応じて、第1のリフレッ
シュ許可信号の出力を遮断するためのトランジスタ対を
含む。これにより、第1の信号発生手段が容易に構成さ
れる。
【0040】また、好ましくは、第2の信号発生手段
は、直列接続されたk個のフリップフロップ、各フリッ
プフロップに対応して設けられたヒューズ対、各フリッ
プフロップに対応して設けられたトランジスタ対を含
む。直列接続されたk個のフリップフロップは、アドレ
ス指定手段のn個のフリップフロップのうちの最終段の
フリップフロップの出力信号を受け、各々が1ビットの
カウント信号を出力する。ヒューズ対は、その一方また
は他方が切断されることによって1ビットのカウント信
号を登録するために設けられる。トランジスタ対は、対
応のフリップフロップから出力された1ビットのカウン
ト信号と対応のヒューズ対によって登録された1ビット
のカウント信号とが一致しないことに応じて、第2のリ
フレッシュ許可信号の出力を遮断するために設けられ
る。これにより、リフレッシュ周期の倍数値mを所望の
値に設定することが可能になる。
【0041】
【発明の実施の形態】図1は、この発明の一実施の形態
によるDRAMの構成を示す回路ブロック図、図2は、
その要部の構成を詳細に示す回路ブロック図である。
【0042】図1および図2を参照して、このDRAM
が図3の従来のDRAMと異なる点は、アドレス登録回
路1.1〜1.r(rはロウアドレス数よりも小さな自
然数である)、全体リフレッシュ周期設定回路2、ゲー
ト回路3およびリフレッシュ動作禁止回路4が新たに設
けられている点である。また、タイミング回路31は、
アドレス登録回路1.1〜1.rおよび全体リフレッシ
ュ周期設定回路2の各々を活性化させるための活性化信
号φ1を出力する。活性化信号φ1は、活性化信号φ
R,φSAと同じ信号またはその遅延信号である。
【0043】CBRカウンタ34は、直列接続されたn
+1個のフリップフロップ5.0〜5.nを含む。フリ
ップフロップ5.0〜5.nの各々の出力は入力信号の
立下がりに応答して反転する。初段のフリップフロップ
5.0にはリフレッシュ指示信号φCBRが入力され
る。フリップフロップ5.0〜5.nは、それぞれ内部
アドレス信号A0′〜An′およびその反転信号/A
0′〜/An′を出力する。
【0044】CBRカウンタ34のカウント値A0′…
An′は、リフレッシュ指示信号φCBRが立下がるご
とに1だけ進む。したがって、リフレッシュ指示信号φ
CBRが入力されるごとに異なるロウアドレスが指定さ
れる。内部アドレス信号A0′〜An′は、アドレスセ
レクタ35およびアドレス登録回路1.1〜1.rに入
力される。反転信号/A0′〜/An′は、アドレス登
録回路1.1〜1.rに入力される。内部アドレス信号
An′は、全体リフレッシュ周期設定回路2に入力され
る。
【0045】アドレス登録回路1.1は、NチャネルM
OSトランジスタ6と、各々がフリップフロップ5.0
〜5.nの出力信号A0′〜An′に対応して設けられ
たn+1組のヒューズ7.0〜7.nおよびNチャネル
MOSトランジスタ8.0〜8.nと、各々がフリップ
フロップ5.0〜5.nの反転出力信号/A0′〜/A
n′に対応して設けられたn+1組のヒューズ7.0′
〜7.n′およびNチャネルMOSトランジスタ8.
0′〜8.n′とを含む。
【0046】NチャネルMOSトランジスタ6は、ノー
ドN1とN2の間に接続され、そのゲートは活性化信号
φ1を受ける。ノードN1には電源電位Vccが与えら
れる。
【0047】同じ組のヒューズおよびNチャネルMOS
トランジスタ7.0と8.0,…,7.nと8.nは、
それぞれノードN2とN3の間に直列接続される。Nチ
ャネルMOSトランジスタ8.0〜8.nのゲートは、
それぞれ信号A0′〜An′を受ける。ノードN3には
接地電位GNDが与えられる。
【0048】同様に、同じ組のヒューズおよびNチャネ
ルMOSトランジスタ7.0′と8.0′,…,7.
n′と8.n′は、それぞれノードN2とN3の間に直
列接続される。NチャネルMOSトランジスタ8.0′
〜8.n′のゲートは、それぞれ信号/A0′〜/A
n′を受ける。
【0049】アドレス登録回路1.1には、リフレッシ
ュ周期のm倍(mは自然数である)の周期以下の周期で
リフレッシュする必要がある記憶保持能力の低いメモリ
セルMCを含むロウのアドレスが登録される。
【0050】アドレスの登録は、ヒューズ対7.0,
7.0′;…;7.n,7.n′の各々の一方または他
方を切断することによって行なわれる。たとえば、記憶
保持能力の低いメモリセルMCを含むロウのアドレスが
A0…An=10…0である場合は、内部アドレス信号
A0′に対応するヒューズ7.0と、内部アドレス信号
の反転信号/A1′〜/An′に対応するヒューズ7.
1′〜7.n′とが切断され、他のヒューズ7.0′,
7.1〜7.nは切断されない。
【0051】この場合、内部アドレス信号A0′…A
n′が10…0となり、登録されたロウアドレスと一致
するとアドレス登録回路1.1内のMOSトランジスタ
8.0〜8.n,8.0′〜8.n′を流れる電流はな
くなり、ノードN2の電位すなわちリフレッシュ許可信
号φH1は活性化レベルの「H」レベルとなる。
【0052】一方、内部アドレス信号A0′…An′が
登録されたロウアドレスと一致しないときはアドレス登
録回路1.1内のMOSトランジスタ8.0〜8.n,
8.0′〜8.n′のうちのいずれかを介してノードN
2からノードN3に電流が流れリフレッシュ許可信号φ
H1は非活性化レベルの「L」レベルとなる。
【0053】他のアドレス登録回路1.2〜1.rの構
成および動作もアドレス登録回路1.1と同じである。
アドレス登録回路1.1〜1.rの出力信号φH1〜φ
Hrは、ゲート回路3に入力される。
【0054】全体リフレッシュ周期設定回路2は、直列
接続されたk個(kは自然数である。ここではk=3と
する。)のフリップフロップ9.0〜9.2を含む。フ
リップフロップ9.0〜9.2の各々の出力は入力信号
の立下がりに応答して反転する。初段のフリップフロッ
プ9.0には内部アドレス信号An′が入力される。フ
リップフロップ9.0〜9.2は、それぞれカウント信
号C0〜C2およびその反転信号/C0〜/C2を出力
する。フリップフロップ9.0〜9.2によって構成さ
れるカウンタのカウント値C0…Cnは、内部アドレス
信号An′が立下がるごとに、換言すると全ロウアドレ
スが1回指定されるごとに1だけ進む。
【0055】また、全体リフレッシュ周期設定回路2
は、NチャネルMOSトランジスタ10と、各々がフリ
ップフロップ9.0〜9.2の出力信号C0〜C2に対
応して設けられた3組のヒューズ11.0〜11.2お
よびNチャネルMOSトランジスタ12.0〜12.2
と、各々がフリップフロップ9.0〜9.2の反転出力
信号/C0〜/C2に対応して設けられた3組のヒュー
ズ11.0′〜11.2′およびNチャネルMOSトラ
ンジスタ12.0′〜12.2′とをさらに含む。
【0056】NチャネルMOSトランジスタ10は、ノ
ードN4とN5の間に接続され、そのゲートは活性化信
号φ1を受ける。ノードN4には電源電位Vccが与え
られる。
【0057】同じ組のヒューズおよびNチャネルMOS
トランジスタ11.0と12.0,…,11.2と1
2.2は、それぞれノードN5とN6の間に直列接続さ
れる。NチャネルMOSトランジスタ12.0〜12.
2のゲートは、それぞれ信号C0〜C2を受ける。ノー
ドN6には接地電位GNDが与えられる。
【0058】同様に、同じ組のヒューズおよびNチャネ
ルMOSトランジスタ11.0′と12.0′,…,1
1.2′と12.2′は、それぞれノードN5とN6の
間に直列接続される。NチャネルMOSトランジスタ1
2 .0′〜12.2′のゲートは、それぞれカウント信
号の反転信号/C0〜/C2を受ける。
【0059】全体リフレッシュ周期の設定は、ヒューズ
11.0〜11.2,11.0′〜11.2′の切断に
よって行なわれる。たとえば、ほとんどのメモリセルM
Cがリフレッシュ周期のm=4倍以上の周期でリフレッ
シュすれば足りる記憶保持能力を有する場合は、信号/
C0,/C1,C2,/C2に対応するヒューズ11.
0′,11.1′,11.2,11.2′が切断され、
他のヒューズ11.0,11.1は切断されない。
【0060】この場合、カウント値C0,C1,C2が
000または001になったとき、全体リフレッシュ周
期設定回路2内のMOSトランジスタ12.0〜12.
2,12.0′〜12.2′を流れる電流はなくなり、
ノードN5の電位すなわちリフレッシュ許可信号φPは
活性化レベルの「H」レベルとなる。
【0061】一方、カウント値C0,C1,C2が00
0および001以外の場合は全体リフレッシュ周期設定
回路2内のMOSトランジスタ12.0〜12.2,1
2.0′〜12.2′のうちのいずれかを介してノード
N5からノードN6に電流が流れ、リフレッシュ許可信
号φPは非活性化レベルの「L」レベルとなる。
【0062】したがって、リフレッシュ許可信号φP
は、CBRカウンタ34によって全ロウアドレスが8回
指定される期間のうち、全ロウアドレスが2回指定され
る期間のみ「H」レベルとなる。
【0063】ゲート回路3は、アドレス登録回路1.1
〜1.rから出力されたリフレッシュ許可信号φH1〜
φHrと、全体リフレッシュ周期設定回路2から出力さ
れたリフレッシュ許可信号φPと、CBR判定回路33
から出力されたリフレッシュ指示信号CBRの反転信号
との論理和信号をリフレッシュ許可信号φ2としてリフ
レッシュ動作禁止回路4に出力する。
【0064】リフレッシュ動作禁止回路4は、2つのA
NDゲート4a,4bを含む。一方のANDゲート4a
は、リフレッシュ許可信号φ2および活性化信号φSA
を受ける。ANDゲート4aの出力はセンスアンプ駆動
回路38に入力される。他方のANDゲート4bは、リ
フレッシュ許可信号φ2および活性化信号φRを受け
る。ANDゲート4bの出力はロウアドレスデコーダ3
7に入力される。
【0065】リフレッシュ許可信号φ2が活性化レベル
の「H」レベルであるときは、活性化信号φSA,φR
がゲート4a,4bを通過しセンスアンプ駆動回路38
およびロウアドレスデコーダ37の活性化が許可され
る。逆に、リフレッシュ許可信号φ2が非活性化レベル
の「L」レベルであるときは、活性化信号φSA,φR
の通過がゲート4a,4bで遮断され、センスアンプ駆
動回路38およびロウアドレスデコーダ37の活性化が
禁止される。
【0066】次に、図1および図2で示したDRAMの
動作について説明する。通常の書込/読出動作時におい
ては、CBR判定回路33の出力φCBRは「L」レベ
ルなので、アドレスセレクタ35はロウアドレスRAを
ロウアドレスデコーダ37に与える。また、リフレッシ
ュ許可信号φ2が「H」レベルとなり、ANDゲート4
a,4bは、活性化信号φSA,φRを通過させる。ま
た、ゲート回路36は、活性化信号φLを通過させる。
したがって、ロウアドレスRAおよびコラムアドレスC
Aで指定されるメモリセルMCが選択され、データの書
込/読出が行なわれる。
【0067】CBRリフレッシュ動作時においては、C
BR判定回路33の出力φCBRが「H」レベルなの
で、アドレスセレクタ35はCBRカウンタ34から出
力されたリフレッシュアドレスXCBR をロウアドレスデ
コーダ37に与える。また、ゲート回路36は、活性化
信号φLの通過を遮断する。
【0068】リフレッシュアドレスXCBR が、たとえば
アドレス登録回路1.1に登録されたアドレスと一致し
た場合、アドレス登録回路1.1の出力φH1が「H」
レベルとなり、リフレッシュ許可信号φ2が「H」レベ
ルとなる。これにより、活性化信号φSA,φRの通過
が許可され、リフレッシュアドレスXCBR で指定される
ロウのリフレッシュが行なわれる。
【0069】また、リフレッシュアドレスXCBR がアド
レス登録回路1.1〜1.rのいずれにも登録されてい
ない場合でも、全ロウアドレスが8回指定される期間の
うち2回分の期間は全体リフレッシュ周期設定回路2の
出力φPが「H」レベルになる。これにより、活性化信
号φSA,φRの通過が許可され、リフレッシュアドレ
スXCBR で指定されるロウのリフレッシュが行なわれ
る。したがって、アドレス登録回路1.1〜1.rに登
録されていないアドレスのロウについてはリフレッシュ
周期の4倍の周期でデータのリフレッシュが行なわれ
る。
【0070】以上のように、この実施の形態では、リフ
レッシュ周期のm倍以下の周期でリフレッシュする必要
がある記憶保持能力の低いメモリセルMCを含むロウに
ついてはリフレッシュ周期でリフレッシュし、他のロウ
についてはリフレッシュ周期のm倍の周期でリフレッシ
ュするので、すべてのロウについて同じリフレッシュ周
期でリフレッシュしていた従来に比べ、リフレッシュの
回数が少なくてすみ、消費電力が小さくなる。
【0071】また、記憶保持能力の低いメモリセルMC
を含むロウのアドレスを登録するためのアドレス登録回
路1.1〜1.rを設けたので、各ロウアドレスについ
てリフレッシュ周期設定回路を設けていた従来に比べ、
回路数が少なくてすみレイアウト面積が小さくなる。
【0072】また、全体リフレッシュ周期を所望の値に
設定できるので、使い勝手が良い。また、ヒューズの切
断の有無によって、記憶保持能力の低いメモリセルMC
を含むロウのアドレスの登録と、全体リフレッシュ周期
の設定とを行なうので、登録および設定を簡単かつ確実
に行なうことができる。
【0073】なお、この実施の形態では、本発明がCB
Rリフレッシュ・モードを採用したDRAMに適用され
た場合について説明したが、本発明は他のリフレッシュ
・モードを採用したDRAMにも適用され得ることは言
うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施の形態によるDRAMの構
成を示す回路ブロック図である。
【図2】 図1に示したDRAMの要部を詳細に示す回
路ブロック図である。
【図3】 従来のDRAMの構成を示す回路ブロック図
である。
【図4】 図3に示したDRAMの動作を示すタイムチ
ャートである。
【符号の説明】
1.1〜1.r アドレス登録回路、2 全体リフレッ
シュ周期設定回路、3,36 ゲート回路、4 リフレ
ッシュ動作禁止回路、4a,4b ANDゲート、5.
0〜5.n,9.0〜9.2 フリップフロップ、6,
8.0〜8.n,8.0′〜8.n′,10,12.0
〜12.2,12.0′〜12.2′,43,44,4
8,49,Q NチャネルMOSトランジスタ、7.0
〜7.n,7.0′〜7.n′,11.0〜11.2,
11.0′〜11.2′ ヒューズ、31 タイミング
回路、32 ロウ・コラムアドレスバッファ、33 C
BR判定回路、34 CBRカウンタ、35 アドレス
セレクタ、37 ロウアドレスデコーダ、38 センス
アンプ駆動回路、39 コラムデコーダ、40 メモリ
マット、41 メモリセルアレイ、42 センスアン
プ、45,46 PチャネルMOSトランジスタ、47
コラム選択ゲート、50 データ入出力バッファ。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 データのリフレッシュを指示するリフレ
    ッシュ指示信号に応答してデータのリフレッシュを行な
    う半導体記憶装置であって、 行列状に配列された複数のメモリセルを含むメモリセル
    アレイ、 前記リフレッシュ指示信号をカウントし、そのカウント
    値によって前記メモリセルアレイの全メモリセル行のア
    ドレスを予め定められたリフレッシュ周期内に1回ずつ
    指定するアドレス指定手段、 前記メモリセルアレイのうちの前記リフレッシュ周期の
    m倍以下の周期でデータのリフレッシュを行なう必要が
    あるメモリセルを含むメモリセル行のアドレスを登録す
    るためのアドレス登録手段、 前記アドレス指定手段によって指定されたアドレスと前
    記アドレス登録手段によって登録されたアドレスとが一
    致したことに応じて第1のリフレッシュ許可信号を出力
    する第1の信号発生手段、 前記メモリセルアレイの各メモリセル行のアドレスが前
    記アドレス指定手段によってm回指定されるごとに第2
    のリフレッシュ許可信号を出力する第2の信号発生手
    段、および前記第1および第2の信号発生手段から出力
    された前記第1および第2のリフレッシュ許可信号に応
    答して、前記アドレス指定手段によって指定されたアド
    レスのメモリセル行のデータのリフレッシュを行なうリ
    フレッシュ実行手段を備える、半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】 前記メモリセルアレイの各メモリセル行
    のアドレスは、nビットのアドレス信号で特定され、 前記アドレス指定手段は、各々が1ビットのアドレス信
    号を出力する直列接続されたn個のフリップフロップを
    含む、請求項1に記載の半導体記憶装置。
  3. 【請求項3】 前記アドレス登録手段は、各フリップフ
    ロップに対応して設けられ、その一方または他方が切断
    されることによって1ビットのアドレス信号を登録する
    ためのヒューズ対を含む、請求項2に記載の半導体記憶
    装置。
  4. 【請求項4】 前記第1の信号発生手段は、各フリップ
    フロップに対応して設けられ、対応のフリップフロップ
    から出力された1ビットのアドレス信号と対応のヒュー
    ズ対によって登録された1ビットのアドレス信号とが一
    致しないことに応じて、前記第1のリフレッシュ許可信
    号の出力を遮断するためのトランジスタ対を含む、請求
    項3に記載の半導体記憶装置。
  5. 【請求項5】 前記第2の信号発生手段は、 前記アドレス指定手段のn個のフリップフロップのうち
    の最終段のフリップフロップの出力信号を受け、各々が
    1ビットのカウント信号を出力する直列接続されたk個
    のフリップフロップ、 各フリップフロップに対応して設けられ、その一方また
    は他方が切断されることによって1ビットのカウント信
    号を登録するためのヒューズ対、および各フリップフロ
    ップに対応して設けられ、対応のフリップフロップから
    出力された1ビットのカウント信号と対応のヒューズ対
    によって登録された1ビットのカウント信号とが一致し
    ないことに応じて、前記第2のリフレッシュ許可信号の
    出力を遮断するためのトランジスタ対を含む、請求項2
    ないし4のいずれかに記載の半導体記憶装置。
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