JPS63195897A - 多値記憶ダイナミツクram装置 - Google Patents
多値記憶ダイナミツクram装置Info
- Publication number
- JPS63195897A JPS63195897A JP62026997A JP2699787A JPS63195897A JP S63195897 A JPS63195897 A JP S63195897A JP 62026997 A JP62026997 A JP 62026997A JP 2699787 A JP2699787 A JP 2699787A JP S63195897 A JPS63195897 A JP S63195897A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- memory cell
- bit line
- dynamic ram
- sub
- ram device
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、多値記憶メモリ回路の改良に関するもので
ある。
ある。
第5図は例えばI 、S S CC85講演番号FAM
17.5に示されたダイナミックRAMと同じメモリセ
ルを用いた多値記憶メモリ回路の基本構成図であり、1
はロウデコーダ、2,2′はビット線。
17.5に示されたダイナミックRAMと同じメモリセ
ルを用いた多値記憶メモリ回路の基本構成図であり、1
はロウデコーダ、2,2′はビット線。
ビット線、3はメモリセル、4はダミーセル、5はライ
トゲート、6はチャージトランスファープリアンプ、7
はセンスアンプ、8は階段波電圧発生回路、9はコント
ロールレジスタ、10はコラムレジスタ、11はコラム
I10線、・12はエンコーダ回路、13はコラムデコ
ーダ、14はデータイン用デコーダ、15はワード線、
16はダミーワード線である。
トゲート、6はチャージトランスファープリアンプ、7
はセンスアンプ、8は階段波電圧発生回路、9はコント
ロールレジスタ、10はコラムレジスタ、11はコラム
I10線、・12はエンコーダ回路、13はコラムデコ
ーダ、14はデータイン用デコーダ、15はワード線、
16はダミーワード線である。
次に動作について説明する。メモリセル3によるメモリ
アレイは一般のダイナミックRAMと全く同じであり、
ダミーセル4を用いた差動センス方式をとっている。通
常のDRAMと異なる点は、ワード線15およびダミー
ワード線16に階段波発生回路8で発生させた階段波電
圧Φ、を印加する点及びΦXに同期した制御パルスの情
報(Φ8の電圧値に対応させた情報)をコントロールす
るコントロールレジスタ9及びその情報を蓄えるコラム
レジスタ10とエンコーダ12を各データ線毎に備えて
いる点である。またチャージトランスファープリアンプ
6は多値記憶を行うと信号電圧が1/(M−1)(Mは
レベル数)になるようにする為のバイアス電荷注入法に
よる電荷転送型の前置増巾器であり、これにより容量の
大きいノード(データ線D)から容量の小さいノード(
センスアンプ7の入力端)へ電荷を転送する事により電
圧を増巾するものである。チャージトランスファープリ
アンプ6及びセンスアンプ7は階段波Φ8が1段上昇す
る毎にメモリセルからデータ線への電荷の流出の有無を
判定し、結果をコラムレジスタ10に入れる。再書き込
み時はコラムレジスタ10の情報でライトゲート5が開
くタイミングを制御する。
アレイは一般のダイナミックRAMと全く同じであり、
ダミーセル4を用いた差動センス方式をとっている。通
常のDRAMと異なる点は、ワード線15およびダミー
ワード線16に階段波発生回路8で発生させた階段波電
圧Φ、を印加する点及びΦXに同期した制御パルスの情
報(Φ8の電圧値に対応させた情報)をコントロールす
るコントロールレジスタ9及びその情報を蓄えるコラム
レジスタ10とエンコーダ12を各データ線毎に備えて
いる点である。またチャージトランスファープリアンプ
6は多値記憶を行うと信号電圧が1/(M−1)(Mは
レベル数)になるようにする為のバイアス電荷注入法に
よる電荷転送型の前置増巾器であり、これにより容量の
大きいノード(データ線D)から容量の小さいノード(
センスアンプ7の入力端)へ電荷を転送する事により電
圧を増巾するものである。チャージトランスファープリ
アンプ6及びセンスアンプ7は階段波Φ8が1段上昇す
る毎にメモリセルからデータ線への電荷の流出の有無を
判定し、結果をコラムレジスタ10に入れる。再書き込
み時はコラムレジスタ10の情報でライトゲート5が開
くタイミングを制御する。
第6図は2ビツト/セル(n−2)の場合の読み出しと
、その際のデータ線りの電圧波形を示す図であり、第7
図は第6図に対応する各時間(a)〜(diにおけるメ
モリセルのポテンシャルを示す図である。
、その際のデータ線りの電圧波形を示す図であり、第7
図は第6図に対応する各時間(a)〜(diにおけるメ
モリセルのポテンシャルを示す図である。
情報の読み出し時には上昇階段波を印加する。
記憶情報として(0,1)すなわち2番目に低い電圧が
蓄積されている場合を考えると、時刻Cにおいてはじめ
てメモリセル3からデータ線りへの電荷の流出が生じ、
データ線電位■ゎが低下する。
蓄積されている場合を考えると、時刻Cにおいてはじめ
てメモリセル3からデータ線りへの電荷の流出が生じ、
データ線電位■ゎが低下する。
センスアンプ7でこの変化を検出し、コラムレジスタ1
0を起動してデジタル情報(0,1)を一時記憶する。
0を起動してデジタル情報(0,1)を一時記憶する。
第8図は同じ< (0,1)の場合の書きこみとその
際のデータ線りの電圧波形を示したもので、第9図は第
8図に対応する各時間(e)〜(h)におけるメモリセ
ルのポテンシャル図を示したものである。
際のデータ線りの電圧波形を示したもので、第9図は第
8図に対応する各時間(e)〜(h)におけるメモリセ
ルのポテンシャル図を示したものである。
書き込み時には下降階段波を印加すると共に、コントロ
ールレジスタ9の情報とコラムレジスタ10の内容を比
較し一致したところでライトゲート5を導通させ、メモ
リセル分割ビット線対の電荷をデータ線側に引き抜く。
ールレジスタ9の情報とコラムレジスタ10の内容を比
較し一致したところでライトゲート5を導通させ、メモ
リセル分割ビット線対の電荷をデータ線側に引き抜く。
これらにより(i皆段波の各ステップ電圧値)−(メモ
リセルのしきい値電圧)の各電圧の蓄積が可能となる。
リセルのしきい値電圧)の各電圧の蓄積が可能となる。
従来の多値記憶ダイナミックRAM装置は以上の様に構
成されており、破壊読み出しである為、再書き込みにn
回しジスタを読み出してレジスタの内容に応じてn値の
階段波の各レベルをメモリセルに書き込んでいくという
動作が必要であり、読み出し動作のサイクル時間が長い
という問題点があった。
成されており、破壊読み出しである為、再書き込みにn
回しジスタを読み出してレジスタの内容に応じてn値の
階段波の各レベルをメモリセルに書き込んでいくという
動作が必要であり、読み出し動作のサイクル時間が長い
という問題点があった。
この発明は上記の様な問題点を解消するためになされた
もので、再書きこみ時間を短縮することによって、読み
出し動作のサイクル時間を短縮でき、また、階段波を使
用する事なくn値しベル記憶が実現できる多値記憶ダイ
ナミックRAM装置を得ることを目的とする。
もので、再書きこみ時間を短縮することによって、読み
出し動作のサイクル時間を短縮でき、また、階段波を使
用する事なくn値しベル記憶が実現できる多値記憶ダイ
ナミックRAM装置を得ることを目的とする。
この発明に係る多値記憶ダイナミックRAM装置は、メ
モリセルの内容を読み出したビット線の電位を(n−1
)個の基準電位の各々と順次比較する比較手段と、該各
々の比較結果を格納する(n−1)ビットのレジスタと
、メモリセルへの書き込み時上記レジスタの内容に従っ
てそれぞれに電荷の注入が行われるビット線が分割され
てなる(n−1)個のサブビット線と、該サブビット線
を1つにつないで所望の電圧レベルを上記ビット線上に
実現するためのスイッチング手段とを備えたものである
。
モリセルの内容を読み出したビット線の電位を(n−1
)個の基準電位の各々と順次比較する比較手段と、該各
々の比較結果を格納する(n−1)ビットのレジスタと
、メモリセルへの書き込み時上記レジスタの内容に従っ
てそれぞれに電荷の注入が行われるビット線が分割され
てなる(n−1)個のサブビット線と、該サブビット線
を1つにつないで所望の電圧レベルを上記ビット線上に
実現するためのスイッチング手段とを備えたものである
。
この発明における多値記憶ダイナミックRAM装置は、
メモリセルの内容を読み出したビット線の電位を(n−
1)個の基準電位の各々と順次比較する比較手段と、該
各々の比較結果を格納する(n−1)ビットのレジスタ
と、メモリセルへの書き込み時上記レジスタの内容に従
ってそれぞれに電荷の注入が行われるビット線が分割さ
れてなる(n−1)個のサブビット線と、該サブビット
線を1つにつないで所望の電圧レベルを上記ビット線上
に実現するためのスイッチング手段とを備え、データの
再書き込み時に書き込むデータを(n−1)に分割され
たサブビット線を混合する事によって、一度に書き込む
レベルを発生させて、これをメモリセルに書き込むよう
に構成したので、再書き込みに必要な時間を短縮でき、
読み出し動作のサイクル時間を短縮できる。
メモリセルの内容を読み出したビット線の電位を(n−
1)個の基準電位の各々と順次比較する比較手段と、該
各々の比較結果を格納する(n−1)ビットのレジスタ
と、メモリセルへの書き込み時上記レジスタの内容に従
ってそれぞれに電荷の注入が行われるビット線が分割さ
れてなる(n−1)個のサブビット線と、該サブビット
線を1つにつないで所望の電圧レベルを上記ビット線上
に実現するためのスイッチング手段とを備え、データの
再書き込み時に書き込むデータを(n−1)に分割され
たサブビット線を混合する事によって、一度に書き込む
レベルを発生させて、これをメモリセルに書き込むよう
に構成したので、再書き込みに必要な時間を短縮でき、
読み出し動作のサイクル時間を短縮できる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図は本発明の一実施例による多値記憶ダイナミックRA
M装置のメモリセルアレイのブロック構成図であり、図
において76はメモリアレイ部、77は多値データ読み
出し増中部、78はデータレジスタを中心としたデータ
ストア及び入出力制御部、79はコラムデコーダである
。37゜38.39はサブビット線へのレジスタデータ
転送ラインである。
図は本発明の一実施例による多値記憶ダイナミックRA
M装置のメモリセルアレイのブロック構成図であり、図
において76はメモリアレイ部、77は多値データ読み
出し増中部、78はデータレジスタを中心としたデータ
ストア及び入出力制御部、79はコラムデコーダである
。37゜38.39はサブビット線へのレジスタデータ
転送ラインである。
また第2図はメモリアレイ部76の詳細な回路図、第3
図は多値データ読み出し増巾器77の詳細な回路図、第
4図はデータストア・入出力制御部78の詳細な回路図
であり、これらの図において17.1B、23,24,
29.30はメモリセル。80,81.82は書き込み
用のダミーセル、C,、、C,!、C,,,C,,,C
,□、C23は読み出し比較用ダミーセル、54.55
は電荷転送型プリアンプ、56は差動増巾器、66.7
0.74はレジスタである。
図は多値データ読み出し増巾器77の詳細な回路図、第
4図はデータストア・入出力制御部78の詳細な回路図
であり、これらの図において17.1B、23,24,
29.30はメモリセル。80,81.82は書き込み
用のダミーセル、C,、、C,!、C,,,C,,,C
,□、C23は読み出し比較用ダミーセル、54.55
は電荷転送型プリアンプ、56は差動増巾器、66.7
0.74はレジスタである。
次に動作について説明する。
まずメモリセル17からデータを読み出す場合を考える
。Φ13.Φ1□、Φ7を“H″にしてビット線35.
36をVcc−Vthにプリチャージしておき、同時に
読み出し用ダミーセルC,,,C,z。
。Φ13.Φ1□、Φ7を“H″にしてビット線35.
36をVcc−Vthにプリチャージしておき、同時に
読み出し用ダミーセルC,,,C,z。
C10,Cz+、 Cz□、C23を接地レベルにプ
リチャのうちのいずれかの値が書きこまれており、ダミ
ーセルCl1l cz+はメモリセル17のキャパシ
タCsの1/6倍+ CIZI C22+ C1s+
CtnはCsの1/3倍に設定されている。ワード線W
L z hがまれでいたのに応じて電荷転送型プリア
ンプ54電荷転送型プリンアンプ54の出力はその容量
をCoとすると電荷転送型プリアンプ54の出力はそれ
ぞれ クロックΦ1を立ち挙げると電荷転送型プリアンth)
の電荷が通過する。従って電荷転送型プリアンプ55の
出力はΦ1を立ち上げる前と比べて変化する。
リチャのうちのいずれかの値が書きこまれており、ダミ
ーセルCl1l cz+はメモリセル17のキャパシ
タCsの1/6倍+ CIZI C22+ C1s+
CtnはCsの1/3倍に設定されている。ワード線W
L z hがまれでいたのに応じて電荷転送型プリア
ンプ54電荷転送型プリンアンプ54の出力はその容量
をCoとすると電荷転送型プリアンプ54の出力はそれ
ぞれ クロックΦ1を立ち挙げると電荷転送型プリアンth)
の電荷が通過する。従って電荷転送型プリアンプ55の
出力はΦ1を立ち上げる前と比べて変化する。
従って電荷転送型プリアンプ出力を差動増巾器56で増
巾した結果はクロックΦ3.Φ2.Φ3の立ち上がりに
応じて下表の様になる。
巾した結果はクロックΦ3.Φ2.Φ3の立ち上がりに
応じて下表の様になる。
但しビット線36に接続されたメモリセル18が選択さ
れた場合表の0.1は反転する。このため差動増巾器5
6の出力をレジスタ66.70゜74に記憶するために
メモリセル17が選ばれた場合はΦ13を“L”、Φ1
4を“H”にし、逆にメモリセル18が選ばれた時はΦ
、3はH′、Φ14を“H″にし、逆にメモリセル18
が選ばれた時はΦ13はH”、Φ14を“L″にする。
れた場合表の0.1は反転する。このため差動増巾器5
6の出力をレジスタ66.70゜74に記憶するために
メモリセル17が選ばれた場合はΦ13を“L”、Φ1
4を“H”にし、逆にメモリセル18が選ばれた時はΦ
、3はH′、Φ14を“H″にし、逆にメモリセル18
が選ばれた時はΦ13はH”、Φ14を“L″にする。
クロックΦ、UΦ2はΦ、またはΦ2が“H″になった
時″H”になるクロックで同様にΦ3uΦ4.Φ5UΦ
6も同様のクロックである。これらに対して差動増幅器
56の出力は、Φl (Φ2)とΦ、(Φ4)とΦ5
(Φ、)に同期してレジスタ66.70.74に書き込
まれる。コラムデコーダ79により選択されると64.
68.72のトランジスタがオンしレジスタ66.70
.74のデータはl101 、l102 、 l10
3に読み出され、これが図示しないエンコーダによって
2ビツトデータとして出力される。
時″H”になるクロックで同様にΦ3uΦ4.Φ5UΦ
6も同様のクロックである。これらに対して差動増幅器
56の出力は、Φl (Φ2)とΦ、(Φ4)とΦ5
(Φ、)に同期してレジスタ66.70.74に書き込
まれる。コラムデコーダ79により選択されると64.
68.72のトランジスタがオンしレジスタ66.70
.74のデータはl101 、l102 、 l10
3に読み出され、これが図示しないエンコーダによって
2ビツトデータとして出力される。
次いで書き込み又は再書き込みの場合を考えるとレジス
タ66.70.74のデータを再びメモリセル17に書
きこむ時(外部からの書き込み時はデコードされたデー
タがI10+、I10□。
タ66.70.74のデータを再びメモリセル17に書
きこむ時(外部からの書き込み時はデコードされたデー
タがI10+、I10□。
l103よりレジスタに書きこまれる。)Φ1.。
Φ1□を“L”にしてそれぞれのサブビット線を切り離
しまたW L 2.を“H”及び非選択ブロックの書き
込み用ダミーセルのワード線DWL2.DWL3をオン
して(この時ダミーセル77.78の容量はメモリセル
の容量Csと同一に設定されている。)各々のサブビッ
ト線の容量を(CB +C5)とする。この状態でΦ1
5.Φ9を“H”にしてそれぞれのサブピッ、ト線の電
位をレジスタ66.70.74に対応させて(Vcc−
Vth)及び0■に書き込む。更にΦ、を“L”にして
トランジスタ19をオフした後Φ1.をオンしてサブビ
ット線に蓄えられた電荷をミックスする。
しまたW L 2.を“H”及び非選択ブロックの書き
込み用ダミーセルのワード線DWL2.DWL3をオン
して(この時ダミーセル77.78の容量はメモリセル
の容量Csと同一に設定されている。)各々のサブビッ
ト線の容量を(CB +C5)とする。この状態でΦ1
5.Φ9を“H”にしてそれぞれのサブピッ、ト線の電
位をレジスタ66.70.74に対応させて(Vcc−
Vth)及び0■に書き込む。更にΦ、を“L”にして
トランジスタ19をオフした後Φ1.をオンしてサブビ
ット線に蓄えられた電荷をミックスする。
この事によりレベルシフト66.’L0,74の内容に
対応した値 (Vcc −V th) (mはO〜3
である。)つまり再書きこみが実現される。最後にW
L z h 、 D W L z 、 D W L 3
を“L″にする。
対応した値 (Vcc −V th) (mはO〜3
である。)つまり再書きこみが実現される。最後にW
L z h 、 D W L z 、 D W L 3
を“L″にする。
18のメモリセルに書き込む場合は、Φ、を“L”にΦ
、0を“H”にする事により同様の動作で行われる。
、0を“H”にする事により同様の動作で行われる。
以上のように、この発明によれば、メモリセルの内容を
読み出したビット線の電位を(n−1)個の基準電位の
各々と順次比較する比較手段と、該各々の比較結果を格
納する(n−1)ビットのレジスタと、メモリセルへの
書き込み時上記レジスタの内容に従ってそれぞれに電荷
の注入が行われるビット線が分割されてなる(n−1)
個のサブビット線と、該サブビット線を1つにつないで
所望の電圧レベルを上記ビット線上に実現するためのス
イッチング手段とを備え、再書き込み動作を階段波を用
いずに一度にできるように構成したので、再書き込み時
間を短縮でき、読み出し動作のサイクル時間を短縮でき
る効果がある。
読み出したビット線の電位を(n−1)個の基準電位の
各々と順次比較する比較手段と、該各々の比較結果を格
納する(n−1)ビットのレジスタと、メモリセルへの
書き込み時上記レジスタの内容に従ってそれぞれに電荷
の注入が行われるビット線が分割されてなる(n−1)
個のサブビット線と、該サブビット線を1つにつないで
所望の電圧レベルを上記ビット線上に実現するためのス
イッチング手段とを備え、再書き込み動作を階段波を用
いずに一度にできるように構成したので、再書き込み時
間を短縮でき、読み出し動作のサイクル時間を短縮でき
る効果がある。
第1図は本発明の一実施例による多値記憶ダイナミック
RAM装置のブロック図であり、第企図。 第3図、第4図はそれぞれメモリアレイ部、多値データ
読み出し地中部、データレジスタを中心としたデータス
トア及び入出力制御部の詳細図、第5図ないし第9図は
従来の多値記憶ダイナミックRAM装置を説明するため
の図である。 17.1B、23.24,29.30はメモリセル、3
5.36はビット線、37〜39はレジスタデータ転送
ライン、54.55は電荷転送型プリアンプ、56は差
動増巾器、60,70.74はレジスタ。
RAM装置のブロック図であり、第企図。 第3図、第4図はそれぞれメモリアレイ部、多値データ
読み出し地中部、データレジスタを中心としたデータス
トア及び入出力制御部の詳細図、第5図ないし第9図は
従来の多値記憶ダイナミックRAM装置を説明するため
の図である。 17.1B、23.24,29.30はメモリセル、3
5.36はビット線、37〜39はレジスタデータ転送
ライン、54.55は電荷転送型プリアンプ、56は差
動増巾器、60,70.74はレジスタ。
Claims (3)
- (1)1トランジスタ1キャパシタから構成されたメモ
リセルにn値(n≧3)のレベルを記憶する多値記憶ダ
イナミックRAM装置において、メモリセルの内容を読
み出したビット線の電位を(n−1)個の基準電位の各
々と順次比較する比較手段と、 該各々の比較結果を格納する(n−1)ビットのレジス
タと、 メモリセルへの書き込み時上記レジスタの内容に従って
それぞれに電荷の注入が行われるビット線が分割されて
なる(n−1)個のサブビット線と、 該サブビット線を1つにつないで所望の電圧レベルを上
記ビット線上に実現するためのスイッチング手段とを備
えたことを特徴とする多値記憶ダイナミックRAM装置
。 - (2)上記比較手段は、上記ビット線に接続して設けら
れ読み出し時に非選択ブロックのビット線につながるも
ののみが順次活性化される上記n値の(n−1)個のし
きい値を決める2(n−1)個の読み出し用ダミーセル
を備えたものであることを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の多値記憶ダイナミックRAM装置。 - (3)各サブビット線に接続して設けられ書き込み時に
非選択ブロックのサブビット線につながるもののみが活
性化される、メモリセルと同一構成になる書き込み用ダ
ミーセルを備えたことを特徴とする特許請求の範囲第1
項または第2項記載の多値記憶ダイナミックRAM装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62026997A JPS63195897A (ja) | 1987-02-06 | 1987-02-06 | 多値記憶ダイナミツクram装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62026997A JPS63195897A (ja) | 1987-02-06 | 1987-02-06 | 多値記憶ダイナミツクram装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63195897A true JPS63195897A (ja) | 1988-08-12 |
Family
ID=12208793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62026997A Pending JPS63195897A (ja) | 1987-02-06 | 1987-02-06 | 多値記憶ダイナミツクram装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63195897A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0317888A (ja) * | 1989-06-14 | 1991-01-25 | Matsushita Electron Corp | 記憶装置 |
| US5459686A (en) * | 1993-10-15 | 1995-10-17 | Solidas Corporation | Multiple level random access memory |
| US5539695A (en) * | 1995-01-23 | 1996-07-23 | Solidas Corporation | Fast access multi-bit random access memory |
| US5559734A (en) * | 1995-04-24 | 1996-09-24 | Saito; Tamio | Multiple voltage memory |
| US5623440A (en) * | 1993-10-15 | 1997-04-22 | Solidas Corporation | Multiple-bit random access memory cell |
| US5708598A (en) * | 1995-04-24 | 1998-01-13 | Saito; Tamio | System and method for reading multiple voltage level memories |
-
1987
- 1987-02-06 JP JP62026997A patent/JPS63195897A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0317888A (ja) * | 1989-06-14 | 1991-01-25 | Matsushita Electron Corp | 記憶装置 |
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| US5708598A (en) * | 1995-04-24 | 1998-01-13 | Saito; Tamio | System and method for reading multiple voltage level memories |
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