JPS63276783A - ダイナミツク型ram - Google Patents
ダイナミツク型ramInfo
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- JPS63276783A JPS63276783A JP62099861A JP9986187A JPS63276783A JP S63276783 A JPS63276783 A JP S63276783A JP 62099861 A JP62099861 A JP 62099861A JP 9986187 A JP9986187 A JP 9986187A JP S63276783 A JPS63276783 A JP S63276783A
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
ス・メモリ)に関し、ハーププリチャージ方式を採用す
るとともに、メモリマットセレクト機能を持つものに利
用して有効な技術に関するものである。
、情報記憶キャパシタC3とアドレス選択用MOSFE
TQmとからなり、論理″1″。
形で記憶される。情報の読み出しは、MOSFETQm
をオン状態にしてキャパシタCsを共通のデータ線りに
つなぎ、データ線りの電位がキャパシタCsに蓄積され
た電荷量に応じてどのような変化が起きるかをセンスす
ることによって行われる。上記キャパシタCsは、ゲー
ト電極とチャンネル間を利用したMO3容量が利用され
る。
されること又はイオン打ち込み法によってゲート電極下
の生還体表面にチャンネルが形成される。上記メモリセ
ルの読み出し基準電圧を形成する方式として、データ線
のハーフプリチャージ方式(又はダミーセルレス方式)
が公知である(例えば、アイニスニスシーシー84、ダ
イジェスト オプ テクニカル ペーパーズ(rssc
C84、DIGIST OF TECHNICAL
PAPERS)誌第276頁〜第277頁、日経マグロ
ウヒル社1985年2月11日付r日経エレクトロニク
スJ第243頁〜第263頁参照〕。
より増幅されたハイレベルとロウレベルとを短絡するこ
とによって形成することができる。
用MOSFETが設けられる。それ故、プリチャージ信
号線は、上記多数の短絡(プリチャージ)MOSFET
のゲートが共通に接続されることによって比較的大きな
負荷(寄生)容量を持つようにされる。また、メモリア
レイを複数のメモリマットから構成し、その中からアド
レス指定された特定のメモリマットのみを選択状態にす
ることによって、低消費電力化を図ることができる。
されるべきメモリマットのプリチャージ制御信号をハイ
レベルからロウレベルに引き抜く必要がある。しかし、
その引き抜き速度は上記プリチャージ信号線の負荷容量
が比較的大きくされることによって遅くなる。このため
、ワード線の選択タイミングがその分遅くする必要があ
るため動作速度が遅くされる。
選択/非選択に無関係に、全メモリマットにおける短絡
用MO5FETをオフ状態にさせることが考えられる。
荷容量を持つプリチャージ信号線の駆動を行うために消
費電流が大きくなってしまう。また、上記プリチャージ
信号線の引き抜きが一斉に行われることになる結果、回
路の接地電位に比較的大きなレベルのノイズが発生して
動作マージンを悪化させる原因になる。
たダイナミック型RAMを提供することにある。
この明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
ろう。
を簡単に説明すれば、下記の通りである。
アドレスが確定する迄の間、相補データ線のハイレベル
とロウレベルとを短絡して相補データ線をハーフレベル
にプリチャージするプリチャージMOS F ETのゲ
ートに供給されるプリチャージ制御信号のレベルをハー
フレベルにし、指定されたロウ系のアドレスの確定に従
って選択されたメモリマットに対応するプリチャージ制
御信号を上記ハーフレベルからロウレベルにする。
チャージMOSFETを実質的にオフ状態にできるため
高速化が可能になるとともに、選択メモリマット/非選
択メモリマットにおけるプリチャージMOSFETのゲ
ートに供給される制御信号のレベル変化量を半分にでき
るから、低消費電力化も可能となる。
Mの一実施例のブロック図が示されている。同図の主要
な各回路ブロックは、半導体チップにおける実際の幾何
学的な配置には!゛合わせて描かれており、公知の0M
O3(相補型MO3)集積回路技術によって、特に制限
されないが、1個の単結晶シリコンから成るような半五
体基板上に形成される。
なるように、ロウ系及びカラム系タイミング発生回路R
−TG、C−TGからそれぞれ発生される種々のタイミ
ング信号によってそれぞれの動作が制御される。しかし
ながら、第3図においては、図面が複雑になることを防
ぐためにロウ系及びカラム系タイミング発生回路R−T
G、C−TGと種々の回路との間に設けられるべき信号
線は省略されている。
いが、4つに分割されてなるメモリマン)MOないしM
3からメモリアレイ部が構成される。メモリマツ1−M
oないしM3のそれぞれは、折り返しビット線(データ
線)方式をもって構成される。それ故に、各メモリマッ
トMOないしM3は、それぞれ対とされるべき複数のデ
ータ線、すなわち複数の相補データ線と、それぞれのデ
ータ入出力端子がそれぞれに対応されたデータ線に結合
される複数のダイナミック型メモリセルと、それぞれダ
イナミック型メモリセルの選択端子が結合される複数の
ワード線とを持つ。データ線は、第3図において図示さ
れていないけれども、同図の横方向に延長される。ワー
ド線は、同図の縦方向に延長される。
リセルがマトリックス配置されることによって同じ記憶
容量を持つようにされる。各メモリマットMOないしM
3の相補データには、それぞれセンスアンプSAOない
しSA3の入出力ノードに結合される。
ローブ信号RASに基づいて形成されるセンスアンプの
活性化タイミング信号と、ロウ系のアドレス信号a x
i−1,a x iの解読信号に応じてロウ系タイミン
グ発生回路R−TGから出力されるタイミング信号φρ
aOないしφρa3により、選択されるメモリセルが存
在するメモリマットMOないしM3に対応したもののみ
が動作状態にされる。なお、第3図の回路ブロックとし
てのメモリマットMOないしM3には、それぞれ後述す
るようなハーフプリチャージ回路が含まれていると理解
されたい。
セルのうちの所望のメモリセルを選択するためのアドレ
ス選択回路を持つ、アドレス選択回路は、ロウアドレス
バンファR−ADB、カラムアドレスバッファC−AD
B、 ロウアドレスデコーダR−DCROないしR−
DCR3、カラムアドレスデコーダC−DCR1,DC
R2、カラムスイッチ回路CWOないしCW3等から構
成される。
が、ロウ及びカラム系のそれぞれのタイミング発生回路
R−TG、C−TOから発生されるタイミング信号によ
って制御される。
ッファC−ADBの入力端子が結合されりRA Mの外
部端子には、アドレスマルチプレクス方式に従って外部
ロウアドレス信号AXO−AXi及びカラムアドレス信
号AYO−AYtが時分割的に供給される。
ローブ信号RASの発生に同期してアドレス信号取り込
み制御のためのタイミング信号がロウ系タイミング発生
回路R−TGから発生されると、それに応答して外部ロ
ウアドレス信号AXO〜AXiを取り込む。その結果と
して、ロウアドレスデコーダR−DCROないしR−D
CR3に供給されるべきロウ系の内部相補アドレス信号
axQ〜axiがアドレスバッファR−ADBから出力
駆動回路R−DRVを介して出力される。
ストローブ信号CASの発生に同期してカラム系タイミ
ング発生回路C−TOから同様なタイミング信号が発生
されると、それに応答して外部カラl、アドレス信号を
取り込み、出力駆動回路C−DRVを介し7てカラムア
ドレスデコーダC−DCRIに供給されるべきカラム系
の内部相補アドレス信号ay(1wayiを出力する。
は、第3図においてメモリマットMOないしM3の下側
に配置され、それぞれの出力端子が対応するメモリマン
トのワード線に結合されている。これらロウアドレスデ
コーダR−DCROないしR−DCR3は、それぞれの
動作が、ロウ系タイミング発生回路R−TGから発生さ
れるワー)゛線選択タイミング信号φXによって制御さ
れ、そのタイミング信号φXに同期してワード線選択信
号及びダミーワード線選択信号を出力する。
ロウアドレスデコーダR−DCROないしR−DCR3
によって形成されたワード線選択信号がそれぞれ供給さ
れることによって選択される。この場合、各ロウアドレ
スデコーダR−DCROないしR−DCR3は、全ビッ
トのロウアドレス信号axQないしaxiを受けて、そ
れを解読する。これにより、メモリマットMOないしM
4のうち、選択されるべきメモリセルが存在する1つの
メモリマットに対してのみ1つのロウアドレスデコーダ
によるワード線の選択動作が行われ、残り3つのメモリ
マットは、ワード線が非選択(ロウレベル)のままにさ
れる。
ミング発生回路C−TGから出力されるデータ線選択タ
イミング信号もしくはカラム選択タイミング信号φyに
よってその動作が制御され、。
はカラム選択信号を出力する。特に制限されないが、カ
ラムアドレスデコーダC−DCR1は、図示のようにメ
モリマットの右側に配置されている。カラムアドレスデ
コーダC−DCR1の図示しない出力線すなわちデータ
線選択線は、メモリマット上に延長されてカラムスイッ
チ回路CWOないしCW3に結合されている。カラムア
ドレスデコーダC−DCR1は、それ自体本発明に直接
関係が無いのでその詳細を図示しないが、各データ線選
択線にそれぞれ出力を与える複数の単位回路から成る。
トMOないしM3に対応されて設けられた共通データ線
と相補データとの間にそれぞれ設けられ、それぞれカラ
ムアドレスデコーダC−DCRIによって形成されたデ
ータ線選択信号が共通に供給される。
号の選択を行うため、メモリマットMOないしM3に対
応された4対の共通データ線と、データ人力バッファD
IBの出力端子及びデータ出カバソファDOBの入力端
子との間に第2のカラムスイッチ回路cwo を及びC
W23が設けられている。これらの第20カラムスイツ
チ回路CWO1とCW23は、それぞれの動作が第2の
カラムアドレスデコーダ回路DCR2によって形成され
る選択信号によって制御される。
グ発生回路C−TGから発生される書き込みタイミング
信号φWによって制御され、外部端子Dinから供給さ
れた書き込み信号に対応された書き込み信号を形成して
、それを上記第2のカラムスイッチ回路cwoi又はC
W23に供給する。データ人力バッファDIBは、それ
が非動作状態に置かれているとき、高出力インピーダン
ス特性を示す。
ング発生回路C−TGから発生される読み出しタイミン
グ信号φrによって制御され、上記第2のカラムスイッ
チ回路cwoi又はCW23を通して出力された読み出
し信号を受けて、これを増幅して外部端子Doutへ送
出する。
ング発生回路C−TOは、外部端子から供給されるカラ
ムアドレスストローブ信号CAS及びライトイネーブル
信号WEを受けることによって書き込み/読み出しモー
ドの識別と、それに応じたカラム系及び上記種々のタイ
ミング信号を形成する。
給されるロウアドレスストローブ信号R4へSと、メモ
リマットMOないしM3を指示する2ビツトのアドレス
信号axi−1,axi及び内部CAS信号を受けるこ
とによって、ロウ系の各種タイミング信号を形成する。
MOないしM3のうち、選択されるべきメモリセルが存
在するもののみに対してワード線が選択状態にされる。
に活性化させるタイミング信号φpaoないしφpa3
が必要とされる。このようなタイミング信号φpaoな
いしφpa3を発生するために上記アドレス信号axi
−1,axiが利用される。また、上記のようなメモリ
マットのセレクトに対応して、後に詳細に説明するよう
に、上記タイミング発生回路R−TGは、メモリマント
MO〜M3に設けられるプリチャージMOSFETを制
御するための4種類のプリチャージ制御信号φpco〜
φpc3を形成する。
れる。すなわち、ロウアドレスストローブ信号RASが
ハイレベルからロウレベルにされるタイミングで、CA
S信号のレベルがハイレベルならそれを判定してリフレ
ッシュ信号REFを出力する(CASビフォワーRAS
リフレッシュ)。
レスカウンタ回路を含んでいる。リフレッシュ制御回路
REFCは、上記リフレッシュ信号REFが供給される
と起動され、リフレッシュ用アドレス信号axQ’ 〜
axi’をロウアドレスバッファR−ADBに供給する
。ロウアドレスバッファR−ADBは、入力にマルチプ
レクサ機能を持ち、上記リフレッシュモードのときには
、その入力が外部アドレス端子(AXO−AXi)から
上記リフレッシュ用アドレス端子(axo’〜axi’
)に切り換えられる。
回路の具体的一実施例の回路図が示されている。同図に
おいて、チャンネル(バックゲート)部分に矢印が付加
されたMOSFETはPチャンネル型である。
からなる半導体基板に形成される。NチャンネルMOS
F ETは、かかる半導体基板表面に形成されたソー
ス領域、ドレイン領域及びソース領域とドレイン領域と
の間の半導体基板表面に薄い厚さのゲート絶縁膜を介し
て形成されたポリシリコンからなるようなゲート電極か
ら構成される。PチャンネルMOS F ETは、上記
半導体基板表面に形成されたN型ウェル領域に形成され
る。
のNチャンネルMOSFETの共通の基板ゲートを構成
する。N型ウェル領域は、その上に形成されたPチャン
ネルMOS F ETの基体ゲートを構成する。Pチャ
ンネルMOS F ETの基板ゲートすなわちN型ウェ
ル領域は、第4図の電源端子Vccに結合される。なお
、半導体基板には、図示しない内蔵の基板バイアス電圧
発生回路により形成された負のバックバイアス電圧が供
給される。これによって、NチャンネルMOSFETの
基板ゲートにバックバイアス電圧が加えられることにな
り、そのソース、ドレインと基板間の寄生容量値が減少
させられるため、回路の高速動作化が図られる。
のようになる。
ル領域が形成された半導体基板の表面部分のうち、活性
領域とされた表面部分以外、言い換えると半導体配線領
域、キャパシタ形成領域、及びNチャンネル及びPチャ
ンネルMOS F ETのソース、ドレイン及びチャン
ネル形成領域(ゲート形成領域)とされた表面部分以外
には、公知の選択酸化法によって形成された比較的厚い
厚さのフィールド絶縁膜が形成されている。キャパシタ
形成領域は、特に制限されないが、キャパシタ形成領域
上には、比較的薄い厚さの絶縁膜(酸化膜)を介して1
層目ポリシリコン層が形成されている。1層目ポリシリ
コン層は、フィールド絶縁膜上まで延長されている。1
層目ポリシリコン層の表面には、それ自体の熱酸化によ
って形成された薄い酸化膜が形成されている。キャパシ
タ形成領域における半導体基板表面には、特に制限され
ないが、イオン打ち込み法によるN型領域(チャンネル
領域)が形成される。これによって、IN目ポリシリコ
ン層、薄い絶縁膜及びチャンネル領域からなるキャパシ
タが形成される。フィールド酸化膜上の1層目ポリシリ
コン層は、1種の配線とみなされる。
ト電極とするための2N目ポリシリコン層が形成されて
いる。この2層目ポリシリコン層は、フィールド絶縁膜
上及び171目ポリシリコン層上に延長される。特に制
限されないが、後で説明するメモリマントにおけるワー
ド線は、2層目ポリシリコン層から構成される。
よって覆われていない活性領域表面には、それらを不純
物導入マスクとして使用する公知の不純物導入技術によ
ってソース、ドレイン及び半導体配線領域が形成されて
る。
面に比較的厚い厚さの眉間絶縁膜が形成され、この層間
絶縁膜上には、アルミニュウムからなるような導体層が
形成されている。風体層は、その下の絶縁膜に設けられ
たコンタクト孔を介してポリシリコン層、半導体領域に
電気的に結合されてる。後で説明するメモリマットにお
けるデータ線は、特に制限されないが、この層間絶縁膜
上に延長された導体層から構成される。
化シリコン膜とフォスフオシリケードガラス膜とからな
るようなファイナルパッシベーション膜によって覆われ
ている。
れている。他のメモリマットMlなしいM3も同様な構
成にされる。それ故、同図では各種制御信号にはメモリ
マットの番号に対応された番号が省略されている。例え
ば、第3図のようにメモリマットMOにはプリチャージ
制御信号φ匹0が供給されるが、同図では単にφpcの
ように表している。上記メモリマットMO(Ml〜M3
)は、2交点(折り返しビット線)方式とされる。
対の平行に配置された相補データ線(ビット線又はディ
シフト線)D、Dに、アドレス選択用MOSFETQm
と情報記憶用キャパシタCsとで構成された複数のメモ
リセルのそれぞれの入出力ノードが同図に示すように所
定の規則性をもって配分されて結合されている。
ETQ5のように、相補相補データ線り。
される。このMOSFETQ5は、そのプリチャージ制
御信号φpcが供給されることによって、チップ非選択
状態のときにオン状態にされる。これにより、前の動作
サイクルにおいて、後述するセンスアンプSAOの増幅
動作による相補データ線り、Dのハイレベルとロウレベ
ルを短絡して、相補データ線り、Dを約Vcc/2のプ
リチャージ電圧とする。なお、RAMがチップ非選択状
態にされ、上記プリチャージMOSFETQ5等がオン
状態にされる前に、上記センスアンプSAOは非動作状
態にされる。これにより、上記相補データ線り、Dはハ
イインピーダンス状態でハイレベルとロウレベルを保持
するものとなっている。また、RAMが動作状態にされ
ると、各メモリマツ)MOないしM3のプリチャージ制
御信号φpc(φpco 〜φpc3)は、ハーフレベ
ル(Vcc/2)にされる、これにより、全プリチャー
ジMOSFETはオフ状態にされる。そして、選択され
るメモリマットに対応する1つのプリチャージ制御信号
がハーフレベルからロウレベルに、非選択のメモリマッ
トに対応する3つのプリチャージ制御信号力A −7レ
ベルからハイレベルにされる。上記選択されるメモリマ
ットにおいては、それに対応したセンスアンプが動作状
態にされる前に上記プリチャージMOSFETQ5等は
オフ状態にされる。これにより、相補データ線り、Dは
、センスアンプが増幅動作を開始するまでの間ハイイン
ピーダンス状態で上記ハーフプリチャージレベルを保持
するものである。
ータI1.Dのハイレベルとロウレベルを単に短絡して
形成するものであるので、低消費電力化が図られる。ま
た、センスアンプSAの増幅動作において、上記プリチ
ャージレベルを中心として相補データ線り、Dがハイレ
ベルとロウレベルのようにコモンモードで変化するので
、容量カップリングにより発生するノイズレベルを低減
できるものとなる。
路USAが例示的に示されており、PチャンネルMO3
FBTQ7.Q9と、NチャンネルM OS F E
T Q 6 、 Q 8とからなるCMOSラッチ回路
で構成され、その一対の入出力ノードが上記相補データ
%iD、Dに結合されている。また、上記ラッチ回路に
は、特に制限されないが、並列形態のPチャンネルMO
SFETQI 2.Ql 3を通して電源電圧Vccが
供給され、並列形態のNチャンネルMOSFETQI
O,Ql 1を通して回路の接地電圧Vssが供給され
る。これらのパワースイッチMOSFETQI O,Q
l 1及びMOSFETQI 2.Qi 3は、同じメ
モリマット内O内の他の同様な行に設けられたラッチ回
路(単位回路)に対して共通に用いられる。言い換える
ならば、同じメモリマット内のラッチ回路におけるPチ
ャンネルMOSFETとNチャンネルMOSFETとは
それぞれそのソースPS及びSNが共通接続される。
タイミング信号φpa(φpaO〜φpa3)は、2つ
の相補タイミング信号φpL φp1とφp2+
φp2からなる。上記MOSFETQI O,Ql 2
のゲートには、相補タイミングパルスφp1.φp1が
印加され、MOSFETQI 1.Ql 3のゲートに
は、上記タイミングパルスφp1. φp1より遅れ
た、相補タイミングパルスφp2.φp2が印加される
。このようにすることによって、センスアンプSAの動
作は2段階に分けられる。タイミングパルスφp1.φ
p1が発生されたとき、すなわち第1段階においては、
比較的小さいコンダクタンスを持つMOSFETQIO
及びQ12による電流制限作用によってメモリセルから
の一対のデータ線間に与えられた微小読み出し電圧は、
不所望なレベル変動を受けることなく増幅される。上記
センスアンプSAでの増幅動作によって相補データ線電
位の差が大きくされた後、タイミングパルスφp2.φ
p2が発生されると、すなわち第2段階に入ると、比較
的大きなコンダクタンスを持つMOSFETQI 1.
Ql 3がオン状態にされる。センスアンプSAの増幅
動作は、MOSFETQI 1゜Q13がオン状態にさ
れることによって速くされる。このように2段階に分け
て、センスアンプSAの増幅動作を行わせることによっ
て、相補データ線の不所望なレベル変化を防止しつつデ
ータの高速読み出しを行うことができる。
3)は、特に制限されないが、2分割されたロウデコー
ダRDCRとUDCRとの組み合わせによって構成され
る。同図には、単位のロウデコーダ(ワード線4本分)
UDCRが代表として示されている。図示の構成に従う
と、アドレス信号ax2〜axiを受けるNチャンネル
MOSFETQ32〜Q34と、PチャンネルMOSF
ETQ35〜Q37とで構成されたCMO3回路による
NAND (ナンド)回路で上記4本分のワード線選択
信号が形成される。このNAND回路の出力は、CMO
SインバータTVIで反転され、カットMOSFETQ
28〜Q31を通して、スイッチ回路としての伝送ゲー
トMO5FETQ24〜Q27のゲートに伝えられる。
が、2ビツトの相補アドレス信号axQとaxlで形成
されたデコード信号によって選択される上記同様な伝送
ゲートMOSFETとカットMO8FETとからなるス
イッチ回路を通してワード線選択タイミング信号φXか
ら4通りのワード線選択タイミング信号φxOOないし
φxllを形成する。これらのワード線選択タイミング
信号φx00〜φxllは、上記伝送ゲート上記MOS
FETQ24〜Q27を介して各ワード線に伝えられる
。
を2分割することによって、ロウデコーダR−DCRO
のピッチ(間隔)とワード線のピンチとを合わせること
ができる。その結果、無駄な空間が半導体基板上に生じ
ない。各ワード線と接地電位との間には、MOSFET
Q20〜Q23が設けられ、そのゲートに上記NAND
回路の出力が印加されることによって、非選択時のワー
ド線を接地電位に固定させるものである。特に制限され
ないが、上記ワード線には、その遠端側(デコーダ側と
反対側の端)にリセット用のMOS F ETQ 1〜
Q4が設けられており、リセットパルスφpTI4を受
けてこれらのMOSFETQI〜Q4がオン状態となる
ことによって、選択されたワード線がその両端から接地
レベルにリセットされる。
て示されているMOSFETQ42.Q43のように、
相補データ線り、Dと共通相補データ線CD、CDを選
択的に結合させる。これらのMOSFETQ42.Q4
3のゲートには、カラムデコーダC−DCR1からの選
択信号が供給される。
リチャージ回路を構成するプリチャージMOSFETQ
44が設けられている。
態の相補データ線を単に短絡するものであるので、ペー
ジモード等のようなロングサイクルにおける非選択のメ
モリマット、及びRAMが長い時間非選択状態におかれ
ると、相補データ線に結合されるアドレス選択用MOS
F ETのドレインリーク電流等によってレベル低下
が生じてしまう。そこで、この実施例では、そのレベル
補償のために後述するような中間電圧発生回路により形
成されるハーフ電圧VCが利用される。すなわち、各単
位回路USAにおける一方の共通ソース線NSに、スイ
ッチMOSFETQ51を介して上記電圧VCが供給さ
れる。また、この共通ソース線NSと一方のデータ線り
との間にスイッチMOSFETQ50が設けられる。こ
れらのスイッチMOSFETQ50.Q51は、そのゲ
ートに上記プリチャージ信号φpcが供給されることに
よって、プリチャージ期間のみオン状態にされる。
おいて、上記電圧VCがスイッチMO5FETQ50.
Q51を介してデータ線りに供給される。このとき上記
データ線りは、プリチャージMOSFETQ5により他
方のデータ線りに接続されているから、両データ%iD
、Dのプリチャージ電圧のリーク電流によるレベル補償
を行うことができる。なお、上記共通ソース線NSと2
8間には、そのゲートに上記プリチャージ信号φpcが
供給されたスイッチMOSFETQ49が設けられ、相
補データiD、Dのプリチャージ動作と同様に、プリチ
ャージ期間においてセンスアンプSAの共通ソースに%
NSとPSをハーフプリチャージ電位にするものである
。
リチャージ制御信号発生回路の一実施例の回路図が示さ
れている。
pcをハーフレベルにするため、次の電圧発生回路が設
けられる。電源電圧VCCと分圧点(Vcc/2)との
間には、PチャンネルMOSFET52とドレインとゲ
ートが共通接続されたダイオード形態のNチャンネルM
OSFETQ53が直列接続される。上記分圧点(Vc
c/2)と回路の接地電位Vssとの間には、ゲートと
ドレインが共通接続されたダイオード形態のPチャンネ
ルMOSFETQ54とNチャンネルMOS F ET
Q55とが直列接続される。上記PチャンネルMOSF
ETQ52とNチャンネルMOS F ETQ55のゲ
ートは、特に制限されないが、上記分圧点Vcc/2に
接続されることにより、抵抗手段として動作させられる
。これらのMOSFETQ52及びQ55は、そのコン
ダクタンスが小さく設定されることにより、そこに流れ
る直流電流の電流値が小さく設定される。
の共通化されたゲート、ドレインは、Nチャンネル出力
MO3FBTQ56のゲートに供給される。上記ダイオ
ード形態のPチャンネルM○5FETQ54の共連化さ
れたゲート、ドレインは、Pチャンネル出力MOSFE
TQ57のゲートに供給される。これらの出力MOSF
ETQ56、Q57は、それぞれのドレインが電源電圧
Vccと回路の接地電位に接続されるとともに、そのソ
ースが共通接続されて約Vcc/2にされたハーフ電圧
VCを送出するものである。
貫通)電流が流れるのを防止するため、言い換えるなら
ば、上記分圧電圧Vcc/2により両MOSFETQ5
6.Q57が同時にオン状態にされるのことがないよう
にするため、上記MOSFETQ53のしきい値電圧V
thnlは、それに対応された出力MOSFETQ5
6のしきい値電圧V thn2より絶対値的に小さく設
定され、上記MOSFETQ54(7)しきい値電圧v
thplは、それに対応された出力MOSFETQ5
7のしきい値電圧V thp2より絶対値的に小さく設
定される。
力MOSFETQ56のソース電位はVCC/2にされ
る。これに対して、そのゲート電圧は、上記Vcc/2
の分圧電圧をダイオード形態のMOSFETQ53のし
きい値電圧より高くレベルシフトされた電圧Vcc/
2 + V thnlにされる。このような状態では、
M OS F E T Q 56は、そのゲーI−,ソ
ース間にそのしきい値電圧V thn2より小さな上記
MOSFETQ53の上記しいき値電圧V thnl分
しか印加されないからオフ状態にされる。
いても同様である。・これにより、百出力MOSFET
Q56とQ57が共にオフ状態にされるので、両MOS
FETQ56.Q57を通して直流電流が流れることは
ない。
が出力MOSFETQ56のゲート電圧(Vcc/ 2
+ V thnl)に対して相対的に低下させられ、
その差電圧がV thn2より大きくされるとMOSF
ETQ56がオン状態にされ、出力電圧VGをVcc/
2 + V thnl −V thn2まで上昇させ
る。
ンネル出力MOSFETQ57は、そのゲート電圧(V
cc/ 2− ’v’ thpl)の上昇に伴って、そ
のゲー[・−、ソース間がより逆バイアスされる結果オ
フ状態を維持する。
が出力MOSFETQ57のゲート電圧CVCC/ 2
− V thpl)に対して相対的に高くさせら刺2、
その差電圧がVthp2より大きくされるとMOSFE
TQ57がオン状態にされる。このMOSFETQ57
のオン状態により、出力電圧VCをV cc/ 2−
V tbpl +V thp2まで低下させる。このよ
うに電源電圧Vccが低下した場合には、Nチャンネル
MOSFETQ56は、そのゲート電圧(V cc/
2 + V thnl)の低下に伴って、そのゲート、
ソース間がより逆バイアスされる結果オフ状態を維持す
るものである。また、電源電圧Vccが一定の場合、電
圧VGに変動が生じると、上記分圧電圧Vcc/2を基
準にして、その変動が上記対応するMOSFETQ53
とQ56とのしきい値電圧VthnlとV thn2及
びMOSFETQ54とQ57とのしきい値電圧V t
hplとV thp2のそれぞれの差分を越えたとき、
それぞれの出力MOSFETQ56又はQ57がオン状
態になって、そのレベル補償を行うものである。このよ
うにして、上記電圧発生回路は、その出力電圧VCを約
Vcc/2レベルにするような安定化電源としての動作
を行う、上記百出力MOSFETQ56とQ57は、同
時にオン状態にされることがなく、その動作電流は全て
出力電流とされる。したがって、出力MOSFETQ5
6とQ57のコンダクタンスを大きく設定して大きな出
力電流、言い換えるならば、出力インピーダンスを小さ
くすることができるものとなる。
ッチMO3FE前記58を介してプリチャージ制御信号
の出力端子(プリチャージ制御信号線)φpcO(φp
’cl〜φpc3)に接続される。この出力端子と電源
電圧Vccと回路の接地電位点と間には、プッシュプル
形態の出力MOSFETQ59とG60が設けられる。
ア(NOR)ゲート回路G1とG2の出力信号が供給さ
れる。これらのノアゲート回路G1とG2の一方の入力
には、タイミング信号φが供給される。デコーダ回路D
ECは、メモリマントを指定するためのロウ系のアドレ
ス信号axi−1とアドレス信号axiを受けて制御信
号PCO(PCI〜PC3)を形成する。このデコーダ
回路DECは、チップ非選択状態のときにはその出力信
号PCO(PCI〜PC3)をハイレベルにし、メモリ
アクセスの開始によりロウ系のアドレス信号axi−1
とaxiとを解読して、選択されたものをロウレベルに
する。上記制御信号PCOは、ノアゲート回路G2の他
方の入力に供給される。また、上記制御信号PCOは、
インバータ回路IV2を介してノアゲート回路G1の他
方の入力に供給される。上記タイミング信号φは、メモ
リアクセスが開始されたとき、言い換えるならば、ロウ
アドレスストローブ信号RASがハイレベルからロウレ
ベルに変化したタイミングでハイレベルにされ、アドレ
スの確定を待ってロウレベルにされる。
して次に説明する。
きには、タイミング信号φがロウレベルにされる。これ
により、MOSFET0.58はオフ状態にされろ。上
記タイミング信号φのロウレベルとデコーダl’Fi7
路DF、Cの圧力信号PCOのハイレベルによって、ノ
アゲート回’IRG 1の出力信号がハイレベルCなり
、出力MOSFETQ59をオン状態にする。これによ
って、プリチャージ制御信号φpcOcφpal〜φp
(3)は、ハイレベルにされるため、プリチャージMO
S F ETがオン状態になって前述のようなプリチャ
ージ動作が行われる。
よってメモリアクセスが開始されると、タイミング信号
φがハイレベルにされる。これにより、ノアゲート回路
G1と02の出力信号はロウレベルになり、出力MOS
FETQ59とG60をオフ状態にするとともに、スイ
ッチMOSFETQ58をオン状態にする。これによっ
て、プリチャージ制御信号φpc(φpco〜φpc3
)は、ハイレベルから電[VCのようなハーフ電圧(V
cc/2)に低下させられる。上記のように相補データ
線のレベルがハーフレベルであることから、プリチャー
ジMO3FF、TQ5等は、オフ状態にされる。
れると、又はロウ系のアドレス信号の確定をまって上記
タイミング信号φはロウレベルにされる。これにより、
スイッチMOSFETQ58はオン状態からオフ状態に
される。例えば、上記ロウ系のアドレス信号axi−1
,axiがロウレベルに確定すると、メモリマントMO
が指定されたことになり、デコーダDECは、制御信号
PCOのみをハイレベルからロウレベルにし、残りの制
御信号PCI〜PC3をハイレベルのままに維持する。
リチャージ信号発生回路にあっては、制御信号PCOの
ロウレベルにより、ノアゲート回路G2の出力信号がハ
イレベルにされる。このハイレベルにより出力MOSF
ETQ60がオン状態になってプリチャージ制御信号φ
pcOを上記ハーフレベルからロウレベルにさせる。ま
た、非選択にされるメモリマットM1〜M3に対応した
プリチャージ信号発生回路にあっては、制御信号PCI
PC3のハイレベルにより、ノアゲート回路G1の出力
信号がハイレベルにされる。このハイレベルにより出力
MOSFETQ59がオン状態になって同図に点線で示
すようにプリチャージ制御信号φpcl〜φpc3を上
記ハーフレベルからハイレベルにさせる。これにより、
非選択のメモリマットではプリチャージMOSFETが
オン状態になり、相補データ線のレベル−敗北と、トレ
インリーク電流の補償とが行われる。このようなプリチ
ャージ信号のレベル変化は、その信号振幅が1/2に低
減できるから、プリチャージ動作での低消費電力化が可
能となる。
ージMOSFETを実質的にオフ状態にさせるものであ
るから、上記ロウ系のアドレス信号の確定により直ちに
ワード線選択タイミング信号φXが発生され、ワード′
fA(W)の選択動作が行われる。これにより、ワード
線の選択タイミングはプリチャージ制御信号φpcのロ
ウレベルへの引き抜き時間や、プロセスバラツキを考慮
した時間マージンを待つことな(早くすることができる
。
図られる。
ング信号φpa(φpt、 ψρ2)が発生され、選
択されたメモリマントにおいてメモリセルから読み出さ
れた記憶情報の増幅動作が開始される。
と、カラム系の選択動作が開始される。
、その説明を省略する。
る。すなわち、 (1)メモリアクセスの開始から遅くともロウ系のアド
レスが確定する迄の間、相補データ線のハイレベルとロ
ウレベルとを短絡して相補データ線をハーフレベルにプ
リチャージするプリチャージMOSFETのゲートに供
給されるプリチャージ制御(を号のレベルをハーフレベ
ルにし、指定されたロウ系のアドレスの確定に従って選
択されたメモリマットに対応するプリチャージ制御信号
を上記ハーフレベルからロウレベルにする。これにより
、アドレスの確定に無関係にプリチャージMOSFET
を実質的にオフ状態にできるためワードfFFA選択タ
イミングを早くできるから高速動作化が可能になるとい
う効果が得られる。
モリマットにおけるプリチャージMOS F ETのゲ
ートに供給される制御信号のレベル変化量を半分にでき
るから低消費電力化も可能となるという効果が得られる
。
してのみプリチャージ信号をハーフレベルから回路の接
地電位にするものであるため、回路の接地電位に生じる
ノイズの低減化が可能となって動作マージンの向上を図
ることができるという効果が得られる。
セルが存在するメモリマントに対応したセンスアンプの
みを動作状態にさせ為ことにより、上記(2)と相俟っ
ていっそうの低消費電力化を実現できるという効果が得
られる。
体的に説明したが、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。例えば、プリチャージ
制御信号をハイレベルからハーフレベルにするための回
路構成は、上記のようなハーフ電圧発生回路を利用する
ものの他、例えば、直列接続されたダイオード形態のM
OSFETからなる定電回路を利用して所望のハーフレ
ベルまでディスチャージ動作を行わせるもの等種々の実
施形態を採ることができる。また、非選択のメモリマッ
トにおいては、プリチャージ制御信号をハーフレベルの
ままにするものであってもよい、メモリマット数の数は
、2マツト、8マツト等種々の実施形態を採ることがで
きる。上記4マント又は8マフト構成のとき、選択され
るメモリマットと非選択のメモリマントとの数を同じく
するものであってもよい。上記ダイナミック型RへN1
を構成する他の周辺回路の具体的回路構成は、LRHの
実施形態を採ることができるものである。例えば、アI
’ L−ス信号は、それぞれ独立した外部端子から供給
するものであってもよい。
モリアレイ部が分割される複数のメモリマフτ・を持つ
ダイナミック型RAMに広く利用できるものである。
て得られる効果をH単に説明すれば、下記の通りである
。すなわち、メモリアクセスの開始から遅くともロウ系
のアドレスが確定する迄の間、相補データ線のハイレベ
ルとロウレベルとを短縮して相補データ線をハーフレベ
ルにプリチャージするプリチャージMOSFETのゲー
トに供給されるプリチャージ制御信号のレベルをハーフ
レベルにし、指定されたロウ系のアドレスの確定に従っ
て選択さ74たメモリマットに対応するプリチャージ制
御信号を上記ハーフL・ベルからロウレベルにする。こ
れにより、アドレスの確定に無関係にプリチャージMO
SFETを実質的にオフ状態にできるためワード線選択
タイミングを早くできるから高速動作化が可能になると
ともに、プリチャージ制御信号の振幅が半分にできるか
ら低消費電力化も実現できる。
路の一実施例を示す回路図、 第2図は、この発明に係るダイナミック型RAMの動作
の一例を説明するためのタイミング図、第3図は、この
発明に係るダイナミック型RAMの一実施例を示す内部
構成ブロック図、第4図は、そのメモリマット及び周辺
回路の一実施例を示す回路図である。 M O−M 3・・メモリマント、SAO〜SA3・・
センスアンプ、R−ADB・・ロウアドレスバッファ、
CWO−CW3・・カラムスイッチ、C−ADB・・カ
ラムアドレスバッファ、R−DCRO〜R−DCR3・
・ロウデコーダ、C−DCRl、CDCR2・・カラム
デコーダ、R−TG・・ロウ系タイミング発生回路、C
−TG・・カラム系タイミング発生回路、DTB・・デ
ータ人力バッファ、DOB・・データ出カバソファ、G
l、G2・・ノアゲート回路、D E C・・デコーダ
回路
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、相補データ線のハイレベルとロウレベルとを短絡し
て相補データ線をハーフレベルにプリチャージさせるプ
リチャージMOSFETを含む複数のメモリマットと、
メモリアクセスの開始から遅くともロウ系のアドレスが
確定する迄の間上記プリチャージMOSFETのゲート
に供給されるプリチャージ制御信号のレベルをハーフレ
ベルにし、指定されたロウ系のアドレスの確定に従って
選択されたメモリマットに対応するプリチャージ制御信
号を上記ハーフレベルからロウレベルにするプリチャー
ジ信号発生回路とを含むことを特徴とするダイナミック
型RAM。 2、上記プリチャージ信号発生回路は、指定されたロウ
系のアドレスの確定に従って非選択のメモリマットに対
応するプリチャージ制御信号をハイレベルにする機能を
持つものであることを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載のダイナミック型RAM。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62099861A JP2544382B2 (ja) | 1987-04-24 | 1987-04-24 | ダイナミツク型ram |
| KR1019880004634A KR960009249B1 (ko) | 1987-04-24 | 1988-04-23 | 반도체 메모리 |
| US07/185,497 US4941128A (en) | 1987-04-24 | 1988-04-25 | Semiconductor memory device having means for providing a precharge voltage equivalent to a prescribed selection voltage |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62099861A JP2544382B2 (ja) | 1987-04-24 | 1987-04-24 | ダイナミツク型ram |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63276783A true JPS63276783A (ja) | 1988-11-15 |
| JP2544382B2 JP2544382B2 (ja) | 1996-10-16 |
Family
ID=14258585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62099861A Expired - Lifetime JP2544382B2 (ja) | 1987-04-24 | 1987-04-24 | ダイナミツク型ram |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2544382B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58147885A (ja) * | 1982-02-26 | 1983-09-02 | Toshiba Corp | ダイナミック型記憶装置 |
-
1987
- 1987-04-24 JP JP62099861A patent/JP2544382B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58147885A (ja) * | 1982-02-26 | 1983-09-02 | Toshiba Corp | ダイナミック型記憶装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2544382B2 (ja) | 1996-10-16 |
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| JPH0568039B2 (ja) |
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