Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Halbleiterspeicherbauelement,
auf ein Verfahren zum Schreiben von Daten in ein Halbleiterspeicherbauelement
und auf ein Verfahren zum Lesen von Daten aus einem Halbleiterspeicherbauelement.The
The present invention relates to a semiconductor memory device,
to a method of writing data to a semiconductor memory device
and to a method of reading data from a semiconductor memory device.
Typischerweise
sind Speicherzellen eines dynamischen Speicherbauelements mit direktem
Zugriff (DRAM) aus einem Kondensator zum Speichern von Ladungen
und aus einem Transistor zum Zugreifen auf den Kondensator aufgebaut.
Ein logischer Wert einer jeden Speicherzelle wird durch eine Spannung
des Kondensators bestimmt. Bei dem Versuch die Bauelementintegration
zu erhöhen,
werden jedoch DRAM-Speicherzellen
vorgeschlagen, die aus einem einzelnen Transistor aufgebaut sind.
Diese Einzeltransistorspeicherzellentypen werden hier als „kapazitätslose Floating-Body-Transistor-Speicherzellen" bezeichnet und bei
einigen Ausführungen
wird die Kurzform „Transistorzelle" verwendet. Während eines
Schreibmodus wird die Schwellenspannung der kapazitätslosen
Floating-Body-Transistor-Speicherzelle durch Wechseln des Kanalsubstratpotentials
der Zelle variiert und während
eines Lesevorgangs werden logische Zustände basierend auf einem Stromwert
unter schieden, der durch die Zelle fließt. Dies wird nachfolgend unter
Bezugnahme auf 1 detaillierter
beschrieben.Typically, memory cells of a dynamic random access memory device (DRAM) are constructed of a capacitor for storing charges and a transistor for accessing the capacitor. A logical value of each memory cell is determined by a voltage of the capacitor. However, in an attempt to increase device integration, DRAM memory cells constructed from a single transistor are proposed. These single transistor memory cell types are referred to herein as "capacitive floating body transistor memory cells" and in some embodiments, the short form "transistor cell" is used. During a write mode, the threshold voltage of the floating body-transistor capacitanceless memory cell is varied by changing the channel substrate potential of the cell, and during a read operation, logic states are distinguished based on a current value flowing through the cell. This will be explained below with reference to 1 described in more detail.
1 zeigt einen schematischen
Querschnitt eines Ausführungsbeispiels
einer kapazitätslosen
Floating-Body-Transistor-Speicherzelle. Wie dargestellt, umfasst
die kapazitätslose
Floating-Body-Transistor-Speicherzelle
in diesem Beispiel ein Siliziumsubstrat (Si-Substrat) 100 und
eine vergrabene Oxidschicht 101. Über der vergrabenen Oxidschicht 101 ist
ein floatender Kanalsubstratbereich 102 positioniert, der
zwischen einem Source- und Drainbereich 103 und 104 angeordnet
ist. Ein Gatedielektrikum 105 und eine Gateelektrode 106 sind über dem
floatenden Kanalsubstratbereich 102 ausgerichtet und Isolierschichten 107,
z.B. SiO2-Schichten, werden ausgebildet,
um die kapazitätslose
Floating-Body-Transistor-Speicherzelle von anderen Bauelementen
auf dem Substrat 100 zu trennen. 1 shows a schematic cross section of an embodiment of a capacitive floating body transistor memory cell. As shown, the capacitive floating body transistor memory cell in this example comprises a silicon substrate (Si substrate). 100 and a buried oxide layer 101 , Above the buried oxide layer 101 is a floating channel substrate area 102 positioned between a source and drain region 103 and 104 is arranged. A gate dielectric 105 and a gate electrode 106 are above the floating channel substrate area 102 aligned and insulating layers 107 SiO 2 layers, for example, are formed around the capacitive floating body transistor memory cell of other devices on the substrate 100 to separate.
Logischen
Zustände „1" und „0" sind von einer Schwellenspannung
Vth der kapazitätslosen
Floating-Body-Transistor-Speicherzelle abhängig und Beispiele von Schreib-
und Lesespannungen, die an die kapazitätslose Floating-Body-Transistor-Speicherzelle
angelegt werden, sind in der nachfolgenden Tabelle 1 dargestellt. Tabelle
1 Logical states "1" and "0" are dependent on a threshold voltage Vth of the capacitive floating body transistor memory cell, and examples of write and read voltages applied to the capacitance floating body transistor memory cell are as follows Table 1 shown. Table 1
Bei
einem Schreibvorgang von Daten mit dem Wert „1" werden Vorspannungsbedingungen gesetzt,
in denen Vgs>Vth und
Vgd<Vth sind. Dies
bewirkt, dass die Transistorzelle in einem gesättigten Bereich ar beitet. In
diesem Zustand tritt am Übergang
zwischen dem Drainbereich 104 und dem floatenden Kanalsubstratbereich 102 eine
Stoßionisation
auf. Daraus resultiert, dass Löcher
in den floatenden Kanalsubstratbereich 102 injiziert werden.
Dies erhöht
das Potential des floatenden Kanalsubstratbereichs 102 und
reduziert die Schwellenspannung Vth der kapazitätslosen Floating-Body-Transistor-Speicherzelle.In a data write operation of "1", bias conditions are set in which Vgs> Vth and Vgd <Vth, causing the transistor cell to operate in a saturated region, in which state occurs at the junction between the drain region 104 and the floating channel substrate region 102 an impact ionization on. As a result, holes in the floating channel substrate area 102 be injected. This increases the potential of the floating channel substrate region 102 and reduces the threshold voltage Vth of the capacitanceless floating body transistor memory cell.
Bei
einem Schreibvorgang von Daten mit dem Wert „0" fällt
die Drainspannung Vd auf eine negative Spannung ab, um eine Durchlassvorspannungsbedingung
am Übergang
zwischen dem floatenden Kanalsubstratbereich 102 und dem
Drainbereich 104 zu erzeugen. Die Durchlassvorspannungsbedingung
bewirkt, dass im floatenden Kanalsubstratbereich 102 enthaltene
Löcher
in den Drainbereich 104 wandern. Dies reduziert das Potential
des floatenden Kanalsubstratbereichs 102 und erhöht die Schwellenspannung
Vth.In a write operation of data of "0", the drain voltage Vd drops to a negative voltage to a forward bias condition at the junction between the floating channel substrate region 102 and the drain area 104 to create. The forward bias condition causes the floating channel substrate region 102 contained holes in the drainage area 104 hike. This reduces the potential of the floating channel substrate region 102 and increases the threshold voltage Vth.
Bei
einem Lesevorgang werden Vorspannungsbedingungen so gesetzt, dass
Vgs>Vth und Vgd>Vth gilt, so dass die
Transistorzelle in ihrem linearen Bereich arbeitet. Ein Drainstrom
wird gemessen und mit einem Referenzzellenstrom verglichen, um zu
unterscheiden, ob die kapazitätslose
Floating-Body-Transistor-Speicherzelle in einem hohen, d.h. logischen
Zustand „0", oder einem niedrigen,
d.h. logischen Zustand „1", Zustand der Schwellenspannung
Vth ist. Insbesondere wird ein logischer Zustand „0" gelesen, wenn der
gemessene Drainstrom niedriger als der Referenzstrom ist. Wenn der
gemessene Drainstrom höher
als der Referenzstrom ist, wird ein logischer Wert „1" gelesen.In a read operation, bias conditions are set such that Vgs> Vth and Vgd> Vth, so that the transistor cell operates in its linear region. A drain current is measured and compared with a reference cell current to distinguish whether the capacitive floating body transistor memory cell is in a high, ie logic "0", or a low, ie logic "1", state is the threshold voltage Vth. Specifically, a logic state "0" is read when the measured drain current is lower than the reference current, and when the measured drain current is higher than the reference current, a logical value "1" is read.
Herkömmlicherweise
wird der Referenzzellenstrom unter Verwendung von Referenz- oder
Dummytransistorzellen erzeugt, die jeweils mit einem Zustand „0" oder „1" programmiert sind.
Zusätzlich
werden Referenzspannungsgeneratoren oder andere Schaltungen verwendet,
um einen Referenzstrom zu erzeugen, der zwischen den Drainströmen von Referenztransistorzellen
mit dem Zustand „0" und dem Zustand „1" liegt. Siehe beispielsweise
US-Patent 6,567,330 vom 20. Mai 2003 von Fujita et al.traditionally,
is the reference cell current using reference or
Dummy transistor cells are generated, each programmed with a state "0" or "1".
additionally
reference voltage generators or other circuits are used,
to generate a reference current between the drain currents of reference transistor cells
with the state "0" and the state "1". See for example
U.S. Patent 6,567,330 issued May 20, 2003 to Fujita et al.
Das
Lesen der kapazitätslosen
Floating-Body-Transistor-Speicherzellen ist für eine Vielzahl von Fehlern
anfällig.
Beispiele für
solche Fehler werden nun unter Bezugnahme auf 2A bis 2C beschrieben.Reading the capacitive floating body transistor memory cells is prone to a variety of errors. Examples of such errors will now be made with reference to 2A to 2C described.
2A und 2B zeigen Stromverteilungen 201 und 202 eines
Zustands „0" und eines Zustands „1" einer Anzahl von
kapazitätslosen
Floating-Body-Transistor-Speicherzellen
und eine Referenzzellenstromverteilung 203, die mit mehreren
Lesevorgängen
assoziiert ist. 2A zeigt
den Fall, in dem die Referenzzellenstromverteilung 203 im
Bereich 210 mit der Drainstromverteilung 201 des
Zustands „0" überlappt, und 2B zeigt den Fall, in dem die Referenzzellenstromverteilung 203 im
Bereich 211 mit der Drainstromverteilung 202 des
Zustands „1" überlappt. In beiden Fällen können Lesefehler
auftreten. Die Überlappungsbedingungen 210 und 211 der 2A und 2B können
aus einer Anzahl von Faktoren resultieren, die Prozessvariationen,
Temperaturvariationen usw. umfassen. 2A and 2 B show current distributions 201 and 202 a state "0" and a state "1" of a number of capacitive floating body transistor memory cells and a reference cell current distribution 203 that is associated with multiple reads. 2A shows the case where the reference cell current distribution 203 in the area 210 with the drain current distribution 201 of state "0" overlaps, and 2 B shows the case where the reference cell current distribution 203 in the area 211 with the drain current distribution 202 In both cases, read errors may occur 210 and 211 of the 2A and 2 B may result from a number of factors including process variations, temperature variations, and so on.
2C zeigt den Fall, in dem
die Drainstromverteilungen 201 und 202 der Zustände „0" und „1" der Transistorzelle
einander im Bereich 212 überlappen. Dies kann aus der
flüchtigen
Natur der kapazitätslosen Floating-Body-Transistor-Speicherzellen
resultieren. Das bedeutet, dass Lecks im floatenden Kanalsubstratbereich
verursachen, dass die Schwellenspannungen Vth der Zellentransistoren
driften. Es ist daher erforderlich, die kapazitätslosen Floating-Body-Transistor-Speicherzellen
periodisch im Wesentlichen auf die gleiche Weise aufzufrischen,
wie herkömmliche
DRAM-Zellen vom Kapazitätstyp
aufgefrischt werden. 2C shows the case where the drain current distributions 201 and 202 the states "0" and "1" of the transistor cell in the range 212 overlap. This may result from the transient nature of the floating body-transistor capacitance memory cells. That is, leaks in the floating channel substrate area cause the threshold voltages Vth of the cell transistors to drift. It is therefore necessary to periodically refresh the floating body transistorless memory cells in substantially the same way as conventional capacitance type DRAM cells are refreshed.
Zusätzlich zur
Neigung zu den oben beschriebenen Lesefehlern weist das herkömmliche
DRAM mit kapazitätslosen
Floating-Body-Transistor-Speicherzellen
die Unzuglänglichkeit
auf, dass ein Referenzstromgenerator, Referenzspeicherzellen und
andere Schaltungen zur Erzeugung des Referenzstroms erforderlich sind.
Dies kann zu Schwierigkeiten führen,
wenn versucht wird, die Dichte des Speicherbauelements zu erhöhen. Zudem
wird durch die Auffrischungsvorgänge
zur Auffrischung der Referenzspeicherzellen zusätzliche Zeit verbraucht.In addition to
The tendency to read errors described above is conventional
DRAM with no capacity
Floating body transistor memory cell
the inaccessibility
on that a reference current generator, reference memory cells and
other circuits are required to generate the reference current.
This can lead to difficulties
when trying to increase the density of the memory device. moreover
is through the refreshing processes
consumes additional time to refresh the reference memory cells.
Der
Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Halbleiterspeicherbauelement,
ein Verfahren zum Schreiben von Daten in ein Halbleiterspeicherbauelement
und ein Verfahren zum Lesen von Daten aus einem Halbleiterspeicherbauelement
bereitzustellen, die eine Erhöhung
der Dichte des Speicherbauelements ermöglichen und schnelle Auffrischungsvorgänge zum
Auffrischen von Referenzspeicherzellen erlauben.Of the
Invention is based on the technical problem of a semiconductor memory device,
a method of writing data into a semiconductor memory device
and a method of reading data from a semiconductor memory device
to provide an increase
allow the density of the memory device and fast refresh operations for
Allow refresh of reference memory cells.
Die
Erfindung löst
dieses Problem durch Bereitstellung eines Halbleiterspeicherbauelements
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, eines Verfahrens zum Schreiben
von Daten in ein Halbleiterspeicherbauelement mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 33 und eines Verfahrens zum Lesen von Daten
aus einem Halbleiterspeicherbauelement mit den Merkmalen des Patentanspruchs
34.The
Invention solves
this problem by providing a semiconductor memory device
with the features of claim 1, a method of writing
of data in a semiconductor memory device having the features
of claim 33 and a method of reading data
from a semiconductor memory device having the features of the claim
34th
Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben,
deren Wortlaut hiermit durch Bezugnahme in die Beschreibung aufgenommen
wird, um unnötige
Textwiederholungen zu vermeiden.advantageous
Further developments of the invention are specified in the subclaims,
the text of which is hereby incorporated by reference into the description
will be unnecessary
To avoid repeated text.
Vorteilhafte,
nachfolgend beschriebene Ausführungsformen
der Erfindung sowie die zu deren besserem Verständnis oben erläuterten,
her kömmlichen
Ausführungsbeispiele
sind in den Zeichnungen dargestellt.Advantageous,
Embodiments described below
of the invention as well as those explained above for their better understanding,
usual
embodiments
are shown in the drawings.
Es
zeigen:It
demonstrate:
1 eine
Querschnittsdarstellung einer herkömmlichen kapazitätslosen
Floating-Body-Transistor-Speicherzelle, 1 a cross-sectional view of a conventional capacitive floating body transistor memory cell,
2A bis 2C Kennlinien
von Zellenstromverteilungen von herkömmlichen kapazitätslosen
Floating-Body-Transistor-Speicherzellen, 2A to 2C Characteristics of cell current distributions of conventional capacitive Floa ting body transistor memory cells,
3 ein
Blockdiagramm eines Speicherbauelements mit kapazitätslosen
Floating-Body-Transistor-Speicherzellen gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, 3 10 is a block diagram of a memory device with capacitive floating body transistor memory cells according to an embodiment of the present invention,
4A und 4B Schaltbilder
eines geraden bzw. ungeraden Bitleitungsauswahlschaltkreises gemäß Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung, 4A and 4B Wiring diagrams of an odd bit line selection circuit according to embodiments of the present invention,
5 ein
Schaltbild eines Abtastblocks gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, 5 a circuit diagram of a sample block according to an embodiment of the present invention,
6 ein
Schaltbild eines Abtastverstärkers
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, 6 a circuit diagram of a sense amplifier according to an embodiment of the present invention,
7 ein
Blockdiagramm eines Speicherbauelements mit kapazitätslosen
Floating-Body-Transistor-Speicherzellen gemäß einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, 7 10 is a block diagram of a memory device with capacitance-free floating body transistor memory cells according to another embodiment of the present invention,
8 ein
Schaltbild eines Abtastblocks gemäß einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, 8th a circuit diagram of a sample block according to another embodiment of the present invention,
9 ein
Blockdiagramm eines Speicherbauelements mit kapazitätslosen
Floating-Body-Transistor-Speicherzellen gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, 9 10 is a block diagram of a memory device with capacitive floating body transistor memory cells according to an embodiment of the present invention,
10A und 10B ein
Schaltbild eines nicht negierten (true) bzw. eines negierten (bar)
Bitleitungsauswahlschaltkreises bzw. Bitleitungsselektors gemäß anderen
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung und 10A and 10B a circuit diagram of a non-negated (true) and a negated (bar) Bitleitungsauswahlschaltkreises or Bitleitungsselektors according to other embodiments of the present invention and
11 ein
Blockdiagramm eines Speicherbauelements mit kapazitätslosen
Floating-Body-Transistor-Speicherzellen gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 11 a block diagram of a memory device with capacitive floating body transistor memory cells according to an embodiment of the present invention.
In
den Zeichnungen können
Abmessungen und relative Abmessungen von Schichten und Bereichen aus
Gründen
der Klarheit hervorgehoben und/oder vereinfacht dargestellt werden.
Zudem versteht es sich, dass ein Element oder eine Schicht direkt
auf oder mit einem anderen Element oder mit einer anderen Schicht oder über Zwischenelemente
oder Zwischenschichten auf oder mit dem anderen Element oder der
anderen Schicht angeordnet, verbunden oder gekoppelt sein kann,
wenn in der Beschreibung angegeben ist, dass ein Element oder eine
Schicht „auf" oder mit einem anderen
Element oder einer anderen Schicht „angeordnet", „verbunden" oder „gekoppelt" ist.In
the drawings can
Dimensions and relative dimensions of layers and areas
establish
Clarity highlighted and / or simplified.
In addition, it is understood that an element or a layer directly
on or with another element or with another layer or via intermediate elements
or intermediate layers on or with the other element or the
can be arranged, connected or coupled to another layer,
if the description indicates that an element or a
Layer "on" or with another
Element or other layer is "arranged", "connected" or "coupled".
3 ist
ein Blockdiagramm eines Speicherbauelements mit kapazitätslosen
Floating-Body-Transistor-Speicherzellen gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 3 FIG. 10 is a block diagram of a memory device with floating-body-capacitance floating-capacitor memory cells according to one embodiment of the present invention. FIG.
Das
Speicherbauelement gemäß 3 umfasst
einen Speicherzellenfeldblock BLK1, der eine Mehrzahl von Subfeldblöcken SBLK<1:m> umfasst, eine Mehrzahl
von geraden und ungeraden Bitleitungsauswahlschaltkreisen bzw. Bitleitungsselektoren 20-1<1:m> und 20-2<1:m> (BL: Bitleitung),
eine Mehrzahl von Abtastblöcken 22-1<1:m> und 22-2<1:m>, einen Zeilendecoder 24,
einen Spaltendecoder 26, einen Bitleitungsauswahlsignalgenerator 28,
einen Steuersignalgenerator 30 und einen Befehlsdecoder 32.The memory device according to 3 comprises a memory cell array block BLK1 comprising a plurality of subfield blocks SBLK <1: m>, a plurality of even and odd bit line selection circuits and bit line selectors, respectively 20-1 <1: m> and 20-2 <1: m> (BL: bit line), a plurality of sample blocks 22-1 <1: m> and 22-2 <1: m> , a row decoder 24 , a column decoder 26 , a bit line select signal generator 28 , a control signal generator 30 and a command decoder 32 ,
Jeder
Subfeldblock SBLK des Speicherzellenfeldblocks BLK1 umfasst eine
Mehrzahl von kapazitätslosen
Floating-Body-Transistor-Speicherzellen
MC. Es sei angemerkt, dass in 3 zur Vereinfachung
ein einzelner Speicherzellenfeldblock BLK1 dargestellt ist und das
Speicherbauelement mehrere Blöcke
BLK mit der gleichen Konfiguration umfasst.Each subfield block SBLK of the memory cell array block BLK1 comprises a plurality of capacitive floating body transistor memory cells MC. It should be noted that in 3 For simplicity, a single memory cell array block BLK1 is shown and the memory device includes a plurality of blocks BLK having the same configuration.
Wie
oben ausgeführt,
umfasst jeder Speicherzellenfeldblock BLK1 eine Mehrzahl von Subfeldblöcken SBLK<1:m>. Die Subfeldblöcke SBLK<1:m> teilen sich die gleichen
Wortleitungen WL. In 3 ist zur Vereinfachung nur
eine einzelne Wortleitung WL1 dargestellt.As stated above, each memory cell array block BLK1 includes a plurality of subfield blocks SBLK <1: m>. The subfield blocks SBLK <1: m> share the same word lines WL. In 3 For simplicity, only a single word line WL1 is shown.
Jeder
Subfeldblock SBLK umfasst eine Mehrzahl von Bitleitungen BL<1:k> und eine Mehrzahl
von komplementären
Bitleitungen BLB<1:k>. Die Bitleitungen
BL<1:k> und die komplementären Bitleitungen BLB<1:k> sind alternierend
angeordnet, wie aus 3 ersichtlich ist. Jede Bitleitungen
BL und ihre komplementäre
Bitleitung BLB werden hier zusammengefasst als „Bitleitungspaar" BL/BLB bezeichnet.
Entsprechend dem Ausführungsbeispiel
sind „k" Bitleitungspaare
BL/BLB pro Subfeldblock SBLK vorhanden.Each subfield block SBLK comprises a plurality of bit lines BL <1: k> and a plurality of complementary bit lines BLB <1: k>. The bit lines BL <1: k> and the complementary bit lines BLB <1: k> are arranged alternately, as shown 3 is apparent. Each bit line BL and its complementary bit line BLB are collectively referred to herein as "bit line pair" BL / BLB. According to the embodiment, "k" bit line pairs BL / BLB are present per subfield block SBLK.
Eine „Einheitsspeicherzelle" bzw. "Speicherzelleneinheit" ist in diesem Ausführungsbeispiel
durch eine erste kapazitätslose
Floating-Body-Transistor-Speicherzelle,
die zwischen einer Bitleitungen BL und einem Referenzpotential,
z.B. Masse, eingeschleift ist, und durch eine zweite kapazitätslose Floating-Body-Transistor-Speicherzelle
definiert, die zwischen einer komplementären Bitleitung BLB und dem
Referenzpotential eingeschleift ist. Die Einheitsspeicherzelle speichert
einen logischen Wert, der durch komplementäre Schwellenspannungswerte
der ersten und zweiten kapazitätslosen
Floating-Body-Transistor-Speicherzelle angezeigt wird. Das bedeutet,
dass jede der Einheitsspeicherzellen komplementäre erste und zweite kapazitätslose Floating-Body-Transistor-Speicherzellen umfasst,
die entgegengesetzte Schwellenspannungswerte aufweisen. In diesem
Ausführungsbeispiel
sind die kapazitätslosen
Floating-Body-Transistor-Speicherzellen NMOS-Typ-Transistoren.A "unit memory cell" or "memory cell unit" is in this embodiment
through a first capacity-less
Floating body transistor memory cell,
between a bit line BL and a reference potential,
e.g. Ground, and by a second capacitive floating body transistor memory cell
defined between a complementary bit line BLB and the
Reference potential is looped. The unit memory cell stores
a logical value, which by complementary threshold voltage values
the first and second capacity-less
Floating body transistor memory cell is displayed. That means,
each of the unit memory cells comprises complementary first and second floating body transistorless capacitance memory cells,
have the opposite threshold voltage values. In this
embodiment
are the capacity-less
Floating-body transistor memory cells NMOS-type transistors.
Die
komplementären
ersten und zweiten kapazitätslosen
Floating-Body-Transistor-Speicherzellen
jeder Einheitsspeicherzelle werden durch die gleiche Wortleitung
WL gesteuert.The
complementary
first and second capacity-less
Floating body transistor memory cell
each unit memory cell are driven by the same word line
WL controlled.
Die
geraden Bitleitungsauswahlschaltkreise bzw. Bitleitungsselektoren 20-1<1:m> und die ungeraden Bitleitungsauswahlschaltkreise
bzw. Bitleitungsselektoren 20-2<1:m> sind
auf entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden
Seiten des entsprechenden Subfeldblocks SBLK<1:m> angeordnet.
Jeder gerade Bitleitungsauswahlschaltkreis 20-1 ist mit
den k/2 geradzahligen Bitleitungen BL und mit den k/2 geradzahligen komplementären Bitleitungen
BLB des entsprechenden Subfeldblocks SBLK verbunden. Analog ist
jeder ungerade Bitleitungsauswahlschaltkreis 20-2 mit den k/2
ungeradzahligen Bitleitungen BL und mit den k/2 ungeradzahligen
komplementären
Bitleitungen BLB des entsprechenden Subfeldblocks SBLK verbunden.The even bit line selection circuits or bit line selectors 20-1 <1: m> and the odd bit line selection circuits and bit line selectors, respectively 20-2 <1: m> are arranged on opposite sides of the corresponding subfield block SBLK <1: m>. Each even bit line selection circuit 20-1 is connected to the k / 2 even-numbered bit lines BL and to the k / 2 even-numbered complementary bit lines BLB of the corresponding subfield block SBLK. Analog is any odd bit line selection circuit 20-2 is connected to the k / 2 odd-numbered bit lines BL and to the k / 2 odd-numbered complementary bit lines BLB of the corresponding sub-field block SBLK.
Weiter
bezugnehmend auf 3 sind die Abtastblöcke 22-1<1:m> mit den entsprechenden
geraden Bitleitungsauswahlschaltkreisen 20-1<1:m> verbunden und
die Abtastblöcke 22-2<1:m> sind mit den
entsprechenden ungeraden Bitleitungsauswahlschaltkreisen 20-2<1:m> verbunden. Insbesondere
sind komplementäre
Abtastbitleitungen SBL1<1:m> und SBL1B<1:m> zwischen jedem ungeraden
Bitleitungsauswahlschaltkreis 20-2<1:m> und
seinem korrespondierenden Abtastblock 22-2<1:m> eingeschleift.
Analog sind komplementäre
Abtastbitleitungen SBL2<1:m> und SBL2B<1:m> zwischen jedem geraden
Bitleitungsauswahlschaltkreis 20-1<1:m> und
seinem korrespondierenden Abtastblock 22-1<1:m> eingeschleift.Further referring to 3 are the sample blocks 22-1 <1: m> with the corresponding even bit line selection circuits 20-1 <1: m> connected and the sampling blocks 22-2 <1: m> are with the corresponding odd bit line selection circuits 20-2 <1: m> connected. In particular, complementary scan bit lines SBL1 <1: m> and SBL1B <1: m> are between each odd bit line selection circuit 20-2 <1: m> and its corresponding sample block 22-2 <1: m> looped. Similarly, complementary sense bit lines SBL2 <1: m> and SBL2B <1: m> are between each even bit line selection circuit 20-1 <1: m> and its corresponding sample block 22-1 <1: m> looped.
Ausführungsbeispiele
von geraden und ungeraden Bitleitungsauswahlschaltkreisen bzw. Bitleitungsselektoren 20-1 und 20-2 und
den Abtastblöcken 22-1 und 22-2 werden
später
detaillierter beschrieben.Embodiments of even and odd bit line selection circuits or bit line selectors 20-1 and 20-2 and the sample blocks 22-1 and 22-2 will be described in more detail later.
Der
Befehlsdecoder 32 erzeugt einen Aktivierungsbefehl ACT,
einen Lesebefehl RD und einen Schreibbefehl WD in Reaktion auf ein
Befehlssignal COM.The command decoder 32 generates an activation command ACT, a read command RD, and a write command WD in response to a command signal COM.
Der
Zeilendecoder 24 reagiert auf den Aktivierungsbefehl ACT,
um eine erste Zeilenadresse RA1 zu decodieren, um eine korrespondierende
Wortleitungen WL zu aktivieren.The row decoder 24 responds to the activation command ACT to decode a first row address RA1 to activate a corresponding word line WL.
Der
Bitleitungsauswahlsignalgenerator 28 reagiert auf den Aktivierungsbefehl
ACT, um eine zweite Zeilenadresse RA2 zu decodieren, um eines der
Bitleitungsauswahlsignale BS<1:k/2> zu aktivieren. Wie
bereits ausgeführt,
ist „k" die Anzahl von Bitleitungspaaren
BL/BLB pro Subfeldblock SBLK. Die Bitleitungsauswahlsignale BS<1:k/2> werden an die geraden
und ungeraden Bitleitungsauswahlschaltkreise 20-1<1:m> und 20-2<1:m> angelegt, wie
aus 3 ersichtlich ist.The bit line select signal generator 28 responds to the activation command ACT to decode a second row address RA2 to activate one of the bit line selection signals BS <1: k / 2>. As already stated, "k" is the number of bit line pairs BL / BLB per subfield block SBLK. The bit line selection signals BS <1: k / 2> are applied to the even and odd bit line selection circuits 20-1 <1: m> and 20-2 <1: m> Created, like out 3 is apparent.
Der
Spaltendecoder 26 reagiert auf den Lese- und Schreibbefehl
RD und WD, um eine Spaltenadresse CA zu decodieren, um ein korrespondierendes
oder mehrere korrespondierende der Spaltenauswahlsignale CSL<1:m> zu aktivieren. Die
Spaltenauswahlsignale CSL<1:m> werden an die entsprechenden
Abtastblöcke 22-1<1:m> und die entsprechenden
Abtastblöcke 22-2<1:m> angelegt, wie
aus 3 hervorgeht.The column decoder 26 responds to the read and write commands RD and WD to decode a column address CA to activate a corresponding one or more of the column select signals CSL <1: m>. The column select signals CSL <1: m> are applied to the corresponding sample blocks 22-1 <1: m> and the corresponding sample blocks 22-2 <1: m> Created, like out 3 evident.
Der
Steuersignalgenerator 30 reagiert auf den Aktivierungsbefehl
ACT, um selektiv ein Abtastverstärkerfreigabesignal
SEN und eine Rückschreibsignal
WB zu aktivieren. Insbesondere wird das Rückschreibsignal WB eine vorbestimmte
Zeitspanne nach der Aktivierung des Abtastverstärkerfreigabesignals SEN aktiviert. Wie
aus 3 ersichtlich ist, werden diese Signale an die
Abtastblöcke 22-1<1:m> und 22-2<1:m> angelegt.The control signal generator 30 responds to the activation command ACT to selectively activate a sense amplifier enable signal SEN and a write-back signal WB. Specifically, the write-back signal WB is activated a predetermined period of time after the activation of the sense amplifier enable signal SEN. How out 3 As can be seen, these signals are sent to the sample blocks 22-1 <1: m> and 22-2 <1: m> created.
Zudem
sind in 3 erste komplementäre Datenleitungen
D1 und D1B und zweite komplementäre Datenleitungen
D2 und D2B dargestellt. Die ersten komplementären Datenleitungen D1 und D1B
sind mit den Abtastblöcken 22-2<1:m> verbunden und
die zweiten komplementären
Datenleitungen D2 und D2B sind mit den Abtastblöcken 22-1<1:m> verbunden.In addition, in 3 first complementary data lines D1 and D1B and second complementary data lines D2 and D2B. The first complementary data lines D1 and D1B are with the sample blocks 22-2 <1: m> and the second complementary data lines D2 and D2B are connected to the sample blocks 22-1 <1: m> connected.
Dem
Fachmann sind verschiedene Möglichkeiten
zum Implementieren des Zeilendecoders 24, des Spaltendecoders 26,
des Bitleitungsauswahlschaltkreises 28, des Steuersignalgenerators 30 und
des Befehlsdecoders 32 bekannt. Entsprechend wird hier
zur Verkürzung
auf detaillierte Schaltungskonfigurationen dieser Komponenten verzichtet.Those skilled in the art will appreciate various ways to implement the row decoder 24 , the column decoder 26 , the bit line selection circuit 28 , the control signal generator 30 and the command decoder 32 known. Accordingly, here is omitted for brevity on detailed circuit configurations of these components.
Beispiele
des geraden und ungeraden Bitleitungsauswahlschaltkreises 20-1 und 20-2 aus 3 werden
nun unter Bezugnahme auf 4A und 4B beschrieben.
Insbesondere zeigt 4A ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels
eines geraden Bitleitungsauswahlschaltkreises 20-1, und 4B zeigt
ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels
eines ungeraden Bitleitungsauswahlschaltkreises 20-2.Examples of even and odd bit line selection circuit 20-1 and 20-2 out 3 are now referring to 4A and 4B described. In particular shows 4A a circuit diagram of an embodiment of a straight bit line selection circuit 20-1 , and 4B shows a circuit diagram of an embodiment of an odd bit line selection circuit 20-2 ,
Wie
aus 4A hervorgeht, umfasst der gerade Bitleitungsauswahlschaltkreis
in diesem Beispiel geradzahlige NMOS-Transistorpaare N18-2, N18-4, ..., N18-k,
die zwischen entsprechenden geradzahligen Bitleitungspaaren BL2/BLB2,
BL4/BLB4, ..., BLk/BLBk und den komplementären Abtastbitleitungen SBL2
und SBL2B eingeschleift sind. Wie oben bereits ausgeführt, sind
die komplementären
Abtastbitleitungen SBL2/SBL2B mit einem korrespondierenden Abtastblock 22-1 verbunden.
Die geradzahligen NMOS-Transistorpaare N18-2, N18-4, ..., N18-k
werden entsprechend von den Bitleitungsauswahlsignalen BS<1:k/2> gesteuert. Wie oben
bereits ausgeführt,
werden die Bitleitungsauswahlsignale BS<1:k/2> durch
den Bitleitungsauswahlsignalgenerator 28 erzeugt. Der gerade
Bitleitungsauswahlschaltkreis gemäß 4A reagiert
auf die Bitleitungsauswahlsignale BS<1:k/2>,
um selektiv ein beliebiges der geradzahligen Bitleitungspaare BL2/BLB2,
BL4/BLB4, ..., BLk/BLBk mit den komplementären Abtastbitleitungen SBL2/SBL2B
zu verbinden.How out 4A 4, the even bit-line selection circuit in this example comprises even-numbered NMOS transistor pairs N18-2, N18-4,..., N18-k connected between corresponding even-numbered bit line pairs BL2 / BLB2, BL4 / BLB4,..., BLk / BLBk and the complementary sense bit lines SBL2 and SBL2B are looped. As already stated above, the complementary sample bit lines are SBL2 / SBL2B with a corresponding sample block 22-1 connected. The even-numbered NMOS transistor pairs N18-2, N18-4, ..., N18-k are respectively controlled by the bit line selection signals BS <1: k / 2>. As already stated above, the bit line selection signals BS <1: k / 2> are generated by the bit line selection signal generator 28 generated. The even bit line selection circuit according to 4A is responsive to the bitline selection signals BS <1: k / 2> to selectively connect any of the even-numbered bitline pairs BL2 / BLB2, BL4 / BLB4, ..., BLk / BLBk to the complementary sense bitlines SBL2 / SBL2B.
Der
ungerade Bitleitungsauswahlschaltkreis aus 4B umfasst
ungeradzahlige NMOS-Transistorpaare N18-1, N18-3, ..., N18-(k-1),
die zwischen entsprechenden ungeradzahligen Bitleitungspaaren BL1/BLB1,
BL3/BLB3, ..., BL(k-1)/BLB(k-1) und den komplementären Abtastbitleitungen
SBL1 und SBL1B eingeschleift sind. Wie oben bereits ausgeführt, sind
die komplementären
Abtastbitleitungen SBL1/SBL1B mit einem korrespondierenden Abtastblock 22-2 verbunden.
Die ungeradzahligen NMOS-Transistorpaare N18-1, N18-3, ..., N18-(k-1)
werden entsprechend von den Bitleitungsauswahlsignalen BS<1:k/2> gesteuert, die durch den
Bitleitungsauswahlsignalgenerator 28 erzeugt werden. Der
ungerade Bitleitungsauswahlschaltkreis gemäß 4B reagiert
auf die Bitleitungsauswahlsignale BS<1:k/2>,
um selektiv ein beliebiges der ungeradzahligen Bitleitungspaare
BL1/BLB1, BL3/BLB3, ..., BL(k- 1)/BLB(k-1)
mit den komplementären
Abtastbitleitungen SBL1/SBL1B zu verbinden.The odd bit line selection circuit off 4B includes odd-numbered NMOS transistor pairs N18-1, N18-3, ..., N18- (k-1) connected between respective odd-numbered bit line pairs BL1 / BLB1, BL3 / BLB3, ..., BL (k-1) / BLB (k-1) and the complementary sample bit lines SBL1 and SBL1B are looped. As stated above, the complementary sample bit lines SBL1 / SBL1B are with a corresponding sample block 22-2 connected. The odd-numbered NMOS transistor pairs N18-1, N18-3, ..., N18- (k-1) are respectively controlled by the bit line select signals BS <1: k / 2>, which are inputted by the bit line select signal generator 28 be generated. The odd bit line selection circuit according to 4B is responsive to the bitline select signals BS <1: k / 2> for selectively selecting any one of the odd-numbered bitline pairs BL1 / BLB1, BL3 / BLB3, ..., BL (k-1) / BLB (k-1) with the complementary sense bitlines SBL1 / SBL1B to connect.
5 ist
ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels
eines der Abtastblöcke 22-1<1:m> von 3.
Die Abtastblöcke 22-2<1:m> von 3 sind
jeweils entsprechend konfiguriert, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen
hier auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet wird. 5 Fig. 12 is a circuit diagram of an embodiment of one of the sample blocks 22-1 <1: m> from 3 , The sample blocks 22-2 <1: m> from 3 are each configured accordingly, so that a detailed description is omitted here to avoid repetition.
Wie
aus 5 hervorgeht, ist der Abtastblock 22-1 zwischen
den komplementären
Abtastbitleitungen SBL2/SBL2B eingeschleift, siehe 3 und 4, und umfasst Pegelbegrenzer LM1 und LM2,
einen Abtastverstärker
SA, ein Rückschreibgatter
WBG, einen Zwischenspeicher LA und ein Spaltenauswahlgatter CSG.How out 5 is apparent, is the sample block 22-1 between the complementary sense bit lines SBL2 / SBL2B, see 3 and 4 , and comprises level limiters LM1 and LM2, a sense amplifier SA, a write-back gate WBG, a latch LA, and a column select gate CSG.
Der
Pegelbegrenzer LM1 umfasst einen Komparator COM2, der eine Spannung
auf der Abtastbitleitung SBL2 mit einer Begrenzungsspannung VBLR
vergleicht, und einen NMOS-Transistor N10, der auf die Ausgabe des
Komparators COM2 reagiert, um die Spannung auf der Abtastbitleitung
SBL2 zu begrenzen, so dass diese die Begrenzungsspannung VBLR nicht übersteigt.
Analog umfasst der Pegelbegrenzer LM2 einen Komparator COM3, der
eine Spannung auf der Abtastbitleitung SBL2B mit der Begrenzungsspannung
VBLR vergleicht, und einen NMOS-Transistor N11, der auf die Ausgabe
des Komparators COM3 reagiert, um die Spannung auf der Abtastbitleitung
SBL2B zu begrenzen, so dass diese die Begrenzungsspannung VBLR nicht übersteigt.Of the
Level limiter LM1 comprises a comparator COM2, which is a voltage
on sense bit line SBL2 with a clamp voltage VBLR
and an NMOS transistor N10 responsive to the output of the
Comparator COM2 responds to the voltage on the sense bit line
SBL2 so that it does not exceed the limiting voltage VBLR.
Similarly, the level limiter LM2 comprises a comparator COM3, the
a voltage on the sense bit line SBL2B with the clamp voltage
VBLR compares, and an NMOS transistor N11, to the output
of the comparator COM3 responds to the voltage on the sense bit line
SBL2B so that it does not exceed the limiting voltage VBLR.
Der
Abtastverstärker
SA wird durch das Abtastverstärkerfreigabesignal
SEN freigegeben und erzeugt Spannungen, die mit Strömen Ic und
Icb der Abtastbitleitungen SBL2 und SBL2B korrespondieren. Die Spannungen
werden verglichen und ein Vergleichsergebnis wird als logischer
Wert an einem Knoten „a" aus 5 ausgegeben.
Wenn beispielsweise eine kapazitätslose
Floating-Body-Transistor-Speicherzelle (MC), die mit der Abtastbitleitung
SBL2 verbunden ist, den Zustand „1" aufweist, und die komplementäre Transistorzelle (MCB),
die mit der Abtastbitleitung SBL2B verbunden ist, den Zustand „0" aufweist, ist der
Strom Ic größer als der
Strom Icb. Dies resultiert daraus, dass die Schwellenspannung der
Transistorzelle MC niedriger als die Schwellenspannung der komplementären Transistorzelle
MCB ist. In diesem Fall wird ein logischer Spannungswert von „0" an den Knoten „a" angelegt.The sense amplifier SA is enabled by the sense amplifier enable signal SEN and generates voltages corresponding to currents Ic and Icb of the sense bit lines SBL2 and SBL2B. The voltages are compared and a comparison result is output as a logical value at a node "a" 5 output. For example, if a capacitive floating body transistor memory cell (MC) connected to the sense bit line SBL2 has the state of "1", and the complementary transistor cell (MCB) connected to the sense bit line SBL2B has the state of "0 ", the current Ic is greater than the current Icb. This results from the fact that the threshold voltage of the transistor cell MC is lower than the threshold voltage of the complementary transistor cell MCB. In this case, a logic voltage value of "0" is applied to the node "a".
Die
Zwischenspeicherschaltung LA umfasst Inverter I3 und I4, die durch
Versorgungsspannungen V1 und V2 getrieben werden und bewirken, dass
der Zwischenspeicherknoten „b" auf einen entgegengesetzten Pegel
des Zwischenspeicherknotens „a" getrieben wird.
Die Versorgungsspannung V1 ist eine positive Spannung, die verwendet
wird, um Daten mit dem Wert „1" in eine der komplementären Transistorzellen
MC und MCB zu schreiben, und die Versorgungsspannung V2 ist eine
negative Spannung, die verwendet wird, um Daten mit dem Wert „0" in die andere der
komplementären
Transistorzellen MCB zu schreiben, siehe beispielsweise die Werte
der Drainspannung Vd zum Schreiben des Werts „1" und des Werts „0", die im Zusammenhang mit Tabelle 1
beschrieben wurden. Mit diesen Beispielen entspricht die Spannung
V1 ungefähr
1,5V und V2 entspricht ungefähr –1,5V.The latch circuit LA comprises inverters I3 and I4, which are supplied by supply voltages V1 and V2, causing the cache node "b" to be driven to an opposite level of the cache node "a". The supply voltage V1 is a positive voltage which is used to write data of value "1" into one of the complementary transistor cells MC and MCB, and the supply voltage V2 is a negative voltage which is used to generate data of the value " 0 "into the other of the complementary transistor cells MCB, see, for example, the values of the drain voltage Vd for writing the value" 1 "and the value" 0 "described in connection with Table 1. With these examples, the voltage V1 is about 1.5V and V2 is about -1.5V.
Das
Rückschreibgatter
WBG umfasst einen NMOS-Transistor N12, der zwischen dem Knoten „a" und der Abtastbitleitung
SBL2B eingeschleift ist, und einen NMOS-Transistor N13, der zwischen
dem Knoten „b" und der Abtastbitleitung
SBL2 eingeschleift ist. Das Rückschreibgatter
WBG wird während
eines Schreibvorgangs durch das Rückschreibsignal WB vom Steuersignalgenerator 30 aus 3 freigegeben,
um jeweils Daten von den Knoten „a" und „b" an die Abtastbitleitungen SBL2B bzw.
SBL2 zu übertragen.The write-back gate WBG comprises an NMOS transistor N12 connected between the node "a" and the sense bit line SBL2B, and an NMOS transistor N13 connected between the node "b" and the sense bit line SBL2. The write-back gate WBG is written by the control signal generator during a write operation by the write-back signal WB 30 out 3 is enabled to transfer data from the nodes "a" and "b" to the sense bit lines SBL2B and SBL2, respectively.
Das
Spaltenauswahlgatter CSG umfasst einen NMOS-Transistor N14, der
zwischen dem Knoten „a" und der Datenleitung
D2B eingeschleift ist, und einen NMOS-Transistor N15, der zwischen
dem Knoten „b" und der Datenleitung
D2 eingeschleift ist. Das Spaltenauswahlgatter CSG wird während Lese-
und Schreibvorgängen
durch das Spaltenauswahlsignal CSL vom Spaltendecoder 26 aus 3 freigegeben,
um jeweils Daten von den Knoten „a" und „b" zu und von den Datenleitungen D2B und
D2 zu übertragen.The column selection gate CSG comprises an NMOS transistor N14 connected between the node "a" and the data line D2B, and an NMOS transistor N15 connected between the node "b" and the data line D2. The column select gate CSG is read by the column select signal CSL from the column decoder during reads and writes 26 out 3 is enabled to transfer data from nodes "a" and "b" to and from data lines D2B and D2, respectively.
6 ist
ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels
des Abtastverstärkers
SA aus 5. Wie dargestellt, umfasst der Abtastverstärker SA
Spannungskonverter CV1 und CV2 und einen Komparator COM4. Ein Knoten „b1" des Spannungskonverters
CV1 ist mit dem Pegelbegrenzer LM1 aus 5 verbunden
und ein Knoten „b2" des Spannungskonverters
CV2 ist mit dem Pegelbegrenzer LM2 aus 5 verbunden. 6 is a circuit diagram of an embodiment of the sense amplifier SA 5 , As shown, the sense amplifier SA includes voltage converters CV1 and CV2 and a comparator COM4. A node "b1" of the voltage converter CV1 is off with the level limiter LM1 5 and a node "b2" of the voltage converter CV2 is connected to the level limiter LM2 5 connected.
Jeder
der Spannungskonverter CV1 und CV2 umfasst einen PMOS-Transistor P1, der
als Stromquelle wirkt, die vom Abtastfreigabesignal SEN freigegeben
wird, PMOS-Transistoren P2 und P3, die als Stromspiegel wirken,
und einen NMOS-Transistor N16, der als Diode wirkt. Wie dem Fachmann
verständlich
ist, werden die Abtastbitleitungsströme Ic und Icb als Spannungen
an den entsprechenden Eingängen
Sn und SnB des Komparators COM4 abgebildet. Der Komparator COM4
gibt ein Vergleichsergebnis, d.h. einen logischen Wert „1" oder einen logischen
Wert „0", am Knoten „a" von 5 aus,
wie bereits ausgeführt.Each of the voltage converters CV1 and CV2 includes a PMOS transistor P1 acting as a current source enabled by the sample enable signal SEN, PMOS transistors P2 and P3 acting as a current mirror, and a NMOS transistor N16 acting as a diode. As will be understood by those skilled in the art, the sample bitline currents Ic and Icb are mapped as voltages at the respective inputs Sn and SnB of the comparator COM4. The comparator COM4 outputs a comparison result, ie a logical value "1" or a logic value "0", at the node "a" of 5 off, as already stated.
Eine
Funktionsweise des Speicherbauelements von 3 bis 6 wird
nun beschrieben. Insbesondere wird zuerst ein „Aktivierungsvorgang" beschrieben, in
dem eine Wortleitung WL aktiviert ist und Abtastbitleitungen SBL1
und SBL2 ausgewählt
sind. Der Aktivierungsvorgang wird vor der Ausführung eines Schreib- oder Lesevorgangs
ausgeführt.
Dann werden die Schreib- und Lesevorgänge der Reihe nach beschrieben.An operation of the memory device of 3 to 6 will now be described. Specifically, an "activation operation" in which a word line WL is activated and sense bit lines SBL1 and SBL2 are selected is first described, and the activation process is executed before a write or read operation is performed.
Während des
Aktivierungsvorgangs aktiviert der Zeilendecoder 24 eine
der Wortleitungen WL in Reaktion auf den Aktivierungsbefehl ACT
und dem ersten Zeilenadressensignal RA1 auf einen hohen Pegel HIGH.
Zudem aktiviert der Bitleitungsauswahlsignalgenerator 28 eines
der Bitleitungsauswahlsignale BS<1:k/2> in Reaktion auf den
Aktivierungsbefehl ACT und die zweite Zeilenadresse RA2. Als Ergebnis
verbindet der gerade Bitleitungsauswahlschaltkreis 20-1 eines
der geradzahligen Bitleitungspaare BL/BLB mit den Abtastbitleitungen
SBL2 und SBL2B, und der ungerade Bitleitungsauswahlschaltkreis 20-2 verbindet
eines der ungeradzahligen Bitleitungspaare BL/BLB mit den Abtastbitleitungen
SBL1 und SBL1B. Der Steuersignalgenerator 30 aktiviert
das Abtastfreigabesignal SEN und das Rückschreibsignal WB. In Reaktion
auf das aktivierte Abtastfreigabesignal SEN wird der Abtastverstärker SA
in jedem Abtastblock 22-1 und 22-2 freigegeben,
wodurch Stromunterschiede zwischen den ausgewählten Abtastbitleitungspaaren
SBL/SBLB verstärkt und
als komplementäre
Spannungen an den Knoten „a" und „b" der Zwischenspeicherschaltung
LA dargestellt werden. In Reaktion auf das aktivierte Rückschreibsignal
WB speichern die Abtastblöcke 22-1 und 22-2 die komplementären Spannungen
auf die ausgewählten
Abtastbitleitungspaaren SBL/SBLB zurück. Auf diese Weise wird ein
Auffrischungsvorgang ausgeführt.During the activation process, the row decoder activates 24 one of the word lines WL in response to the activation command ACT and the first row address signal RA1 to a high level HIGH. In addition, the bit line selection signal generator activates 28 one of the bit line selection signals BS <1: k / 2> in response to the activation command ACT and the second row address RA2. As a result, the even bit line selecting circuit connects 20-1 one of the even-numbered bit line pairs BL / BLB with the sense bit lines SBL2 and SBL2B, and the odd bit line selection circuit 20-2 connects one of the odd-numbered bit line pairs BL / BLB to the sense bit lines SBL1 and SBL1B. The control signal generator 30 activates the scan enable signal SEN and the write-back signal WB. In response to the activated scan enable signal SEN, the sense amplifier SA in each sample block 22-1 and 22-2 enabled, whereby current differences between the selected Abtastbitleitungspaaren SBL / SBLB amplified and represented as complementary voltages at the nodes "a" and "b" of the latch circuit LA. In response to the activated write-back signal WB, the sample blocks store 22-1 and 22-2 the complementary voltages back to the selected sample bit line pairs SBL / SBLB. In this way, a refresh operation is performed.
Während eines
Schreibvorgangs decodiert der Befehlsdecoder 32 einen Schreibbefehl
WR und der Spaltendecoder 26 aktiviert eine der Spaltenauswahlleitungen
CSL<1:m> in Reaktion auf den
Schreibbefehl WR und eine Spaltenadresse CA. Als Ergebnis werden
die korrespondierenden Spaltenauswahlgatter CSG geöffnet und
komplementäre
Schreibdaten auf den Datenleitungen D1/D1B und D2/D2B werden zu
den Knoten „a" und „b" der Zwischenspeicher
LA der Abtastblöcke 22-1 und 22-2 übertragen,
die mit den aktivierten Auswahlleitungen CSL verbunden sind. Zusätzlich wird
das Rückschreibsignal
WB freigegeben, um die komplementären Schreibdaten von den Knoten „a" und „b" der Zwischenspeicher
LA der Abtastblöcke 22-1 und 22-2 an
die ausgewählten
Abtastbitleitungspaare SBL/SBLB zu übertragen.During a write operation, the command decoder decodes 32 a write command WR and the column decoder 26 activates one of the column selection lines CSL <1: m> in response to the write command WR and a column address CA. As a result, the corresponding column selection gates CSG are opened and complementary write data on the data lines D1 / D1B and D2 / D2B become the nodes "a" and "b" of the latches LA of the sample blocks 22-1 and 22-2 transmitted, which are connected to the activated selection lines CSL. In addition, the write-back signal WB is enabled to receive the complementary write data from the nodes "a" and "b" of the latches LA of the sample blocks 22-1 and 22-2 to the selected sampling bit line pairs SBL / SBLB.
Wenn
beispielsweise Daten mit dem Wert „1" in eine ausgewählte Einheitsspeicherzelle
geschrieben werden, die mit einem ungeradzahligen Bitleitungspaar
BL/BLB verbunden ist, wird eine hohe Spannung HIGH an die Datenleitung
D1 angelegt und eine niedrige Spannung LOW wird an die Datenleitung
D1B angelegt. Dadurch wird eine hohe Spannung HIGH an den Knoten „b" des korrespondierenden
Zwischenspeichers LA angelegt und eine niedrige Spannung LOW wird
an den Knoten „a" des korrespondierenden
Zwischenspeichers LA angelegt. Die Versorgungsspannung V1, die größer als
die hohe Spannung HIGH sein kann, wird dann an die Abtastbitleitung
SBL1 angelegt und die Versorgungsspannung V2, die niedriger als
die niedrige Spannung LOW sein kann, wird dann an die Abtastbitleitung
SBL1B angelegt. Daher speichert die kapazitätslose Floating-Body-Transistor-Speicherzelle
MC, die mit der Abtastbitleitung SBL1 verbunden ist, Daten mit dem
Wert „1" und die kapazitätslose Floating-Body-Transistor-Speicherzelle
MC, die mit der Abtastbitleitung SBL1B verbunden ist, speichert
Daten mit dem Wert „0". Bei diesem Ausführungsbeispiel
repräsentieren
diese komplementären
Daten den Datenwert „1" in der Einheitsspeicherzelle.If
For example, data with the value "1" in a selected unit memory cell
written with an odd bit line pair
BL / BLB is connected, a high voltage is HIGH to the data line
D1 is applied and a low voltage LOW is applied to the data line
D1B created. As a result, a high voltage HIGH to the node "b" of the corresponding
Latch LA is applied and a low voltage becomes LOW
at the node "a" of the corresponding one
Cached LA created. The supply voltage V1, which is greater than
the high voltage may be HIGH is then sent to the sense bit line
SBL1 is applied and the supply voltage V2 is lower than
the low voltage may be LOW is then sent to the sense bit line
SBL1B created. Therefore, the capacitive floating body transistor memory cell stores
MC, which is connected to the sense bit line SBL1, data with the
Value "1" and the capacitive floating body transistor memory cell
MC connected to the sense bit line SBL1B stores
Data with the value "0." In this embodiment
represent
these complementary ones
Data is the data value "1" in the unit memory cell.
Während eines
Lesevorgangs decodiert der Befehlsdecoder 32 einen Lesebefehl
RD und der Spaltendecoder 26 aktiviert eine der Spaltenauswahlleitungen
CSL<1:m> in Reaktion auf den
Lesebefehl RD und die Spaltenadresse CA. Als Ergebnis werden die
korrespondierenden Spaltenauswahlgatter CSG geöffnet und komplementäre Lesedaten
werden von den Knoten „a" und „b" der Zwischenspeicher
LA der Abtastblöcke 22-1 und 22-2,
die mit der aktivierten Auswahlleitung CSL verbunden sind, zu den
Datenleitungen D1/D1B und D2/D2B übertragen.During a read, the command decoder decodes 32 a read command RD and the column decoder 26 activates one of the column selection lines CSL <1: m> in response to the read command RD and the column address CA. As a result, the corresponding column selection gates CSG are opened, and complementary read data from the nodes "a" and "b" become the latches LA of the sample blocks 22-1 and 22-2 , which are connected to the activated select line CSL, transmitted to the data lines D1 / D1B and D2 / D2B.
Bei
dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
werden komplementäre
kapazitätslose
Floating-Body-Transistor-Speicherzellen verwendet, um jede Einheitsspeicherzelle
zu definieren. Daher bietet die Ausführungsform den Vorteil einer
kapazitätslosen
Speicherzellenstruktur mit einer hohen Dichte, während gleichzeitig der Bedarf
an Referenz- oder Dummyzellen, Referenzstromgeneratoren und anderen
herkömmlichen
Schaltkreisen vermieden wird, die zum Lesen von logischen Werten
der Transistorzellen erforderlich sind. Zudem wird durch das Vermeiden
der Bereitstellung von Referenzzellen die Verarbeitungszeit durch
die Auffrischung der Referenzzellen nicht vergrößert.at
the embodiment described above
become complementary
capacity-less
Floating body transistor memory cells used to each unit memory cell
define. Therefore, the embodiment offers the advantage of
capacity-less
Memory cell structure with a high density, while at the same time the need
on reference or dummy cells, reference current generators and others
usual
Circuitry is avoided, which is used to read logical values
the transistor cells are required. In addition, by avoiding
the provision of reference cells through the processing time
the refresher of the reference cells is not increased.
Bei
dem im Zusammenhang mit 3 bis 6 beschriebenen
Ausführungsbeispiel
werden die Datenleitungen DL1/DL1B und DL2/DL2B verwendet, um sowohl
Lese- als auch Schreibdaten von und zu den komplementären kapazitätslosen
Floating-Body-Transistor-Speicherzellen zu übertragen. Eine alternative Ausführungsform
wird nun unter Bezugnahme auf 7 und 8 beschrieben,
bei der getrennte Lese- und Schreibdatenleitungen bereitgestellt
werden.When related to 3 to 6 described embodiment, the data lines DL1 / DL1B and DL2 / DL2B are used to transmit both read and write data from and to the complementary floating body transistorless memory cells. An alternative embodiment will now be described with reference to FIG 7 and 8th in which separate read and write data lines are provided.
7 ist
ein Blockdiagramm eines Speicherbauelements gemäß einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 7 entspricht 3 außer, dass
(a) 7 Multispeicherblöcke BLK<1:i> und
damit assoziierte Schaltkreise zeigt, (b) 7 eine andere
Datenleitungsstruktur, nämlich
Lesedatenleitungen RD1/RD1B und RD2/RD2B und Schreibdatenleitungen
WD1 und WD2 zeigt, und (c) eine Spaltenauswahlschaltung bzw. ein
Spaltendecoder 26' aus 7 getrennte
Lesespaltenauswahlleitungen RCSL<1:m> und Schreibspaltenauswahlleitungen
WCSL<1:m> aufweist. 7 FIG. 10 is a block diagram of a memory device according to another embodiment of the present invention. FIG. 7 corresponds to 3 except that (a) 7 Multi-Memory Blocks BLK <1: i> and Associated Circuits Show, (b) 7 another data line structure, namely, read data lines RD1 / RD1B and RD2 / RD2B and write data lines WD1 and WD2, and (c) a column selection circuit and a column decoder, respectively 26 ' out 7 separate read column selection lines RCSL <1: m> and write column selection lines WCSL <1: m>.
Die
Ausführungsform
gemäß 7 ist
bis auf die nachfolgenden detaillierten Ausführungen ähnlich zur Ausführungsform
gemäß 3.
Gleiche Elemente sind in den beiden Zeichnungen mit den gleichen
Be zugszeichen bezeichnet, und um Wiederholungen zu vermeiden, wird
auf eine detaillierte Beschreibung von Gemeinsamkeiten der beiden
Ausführungsformen
verzichtet.The embodiment according to 7 is similar to the embodiment according to except the following detailed embodiments 3 , Like elements are denoted by the same reference numerals in the two drawings, and to avoid repetition, a detailed description of commonalities of the two embodiments will be omitted.
Unter
Bezugnahme auf 7 umfasst das Speicherbauelement
Abtastblöcke 22-1<1:m>' und Abtastblöcke 22-2<1:m>', die auf entgegengesetzten bzw.
gegenüberliegenden
Seiten eines jeweiligen Speicherblocks BLK<1:i> angeordnet
sind. Wie im Ausführungsbeispiel
gemäß 3 sind
die Abtastblöcke 22-1<1:m>' mit korrespondierenden geraden
Bitleitungsauswahlschaltkreisen 20-1<1:m> verbunden
und die Abtastblöcke 22-2<1:m>' sind mit korrespondierenden ungeraden
Bitleitungsauswahlschaltkreisen 20-2<1:m> verbunden. Zudem
sind die Abtastblöcke 22-1<1:m>' im Unterschied zur Ausführungsform
gemäß 3 mit
den Lesedatenleitungen RD2/RD2B und der Schreibdatenleitung WD2
verbunden und die Abtastblöcke 22-2<1:m>' sind mit den Lesedatenleitungen
RD1/RD1B und der Schreibdatenleitung WD1 verbunden.With reference to 7 For example, the memory device includes sample blocks 22-1 <1: m>' and sample blocks 22-2 <1: m>' which are arranged on opposite sides of a respective memory block BLK <1: i>. As in the embodiment according to 3 are the sample blocks 22-1 <1: m>' with corresponding even bitline selection circuits 20-1 <1: m> connected and the sampling blocks 22-2 <1: m>' are with corresponding odd bit line selection circuits 20-2 <1: m> connected. In addition, the sample blocks 22-1 <1: m>' in contrast to the embodiment according to 3 connected to the read data lines RD2 / RD2B and the write data line WD2 and the sample blocks 22-2 <1: m>' are connected to the read data lines RD1 / RD1B and the write data line WD1.
8 ist
ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels
des in 7 dargestellten Abtastblocks 22-11'. Die verbleibenden
Abtastblöcke 22-1<2:m>' und 22-2<1:m>' eines jeden
Speicherblocks BLK sind analog konfiguriert. 8th is a circuit diagram of an embodiment of the in 7 illustrated sample block 22-11 ' , The remaining sample blocks 22-1 <2: m>' and 22-2 <1: m>' of each memory block BLK are configured analogously.
Unter
Bezugnahme auf 8 umfasst der Abtastblock 22-11' Pegelbegrenzer
LM1 und LM2, einen Abtastverstärker
SA, einen Zwischenspeicher LA und ein Rückschreibgatter WBG. Diese
Elemente sind ähnlich
zu den gleich bezeichneten Elementen der vorher beschriebenen 5 ausgeführt.With reference to 8th includes the sample block 22-11 ' Level limiter LM1 and LM2, a sense amplifier SA, a latch LA and a write-back gate WBG. These elements are similar to the like labeled elements of those previously described 5 executed.
Zusätzlich umfasst
der Abtastblock 22-11' ein
Lesespaltenauswahlgatter RCSG und ein Schreibspaltenauswahlgatter
WCSG.In addition, the sample block includes 22-11 ' a read column selection gate RCSG and a write column selection gate WCSG.
Das
Lesespaltenauswahlgatter RCSG umfasst NMOS-Transistoren N19 und
N20, die zwischen der Lesedatenleitung RD2 und einem Referenzpotential,
z.B. Masse, eingeschleift sind, und NMOS-Transistoren N21 und N22,
die zwischen der Lesedatenleitung RD2B und dem Referenzpotential
eingeschleift sind. Die NMOS-Transistoren N19 und N21 werden durch
das Lesespaltenauswahlsignal RCSL gesteuert. Der NMOS-Transistor N20 wird
von einem Knoten „b" der Zwischenspeicherschaltung
LA gesteuert und der NMOS-Transistor N22 wird von einem Knoten „a" der Zwischenspeicherschaltung
LA gesteuert.The
Read column selection gate RCSG includes NMOS transistors N19 and
N20, between the read data line RD2 and a reference potential,
e.g. Ground, and NMOS transistors N21 and N22,
between the read data line RD2B and the reference potential
are looped. The NMOS transistors N19 and N21 are turned on
the read column selection signal RCSL is controlled. The NMOS transistor N20 becomes
from a node "b" of the latch circuit
LA and the NMOS transistor N22 is driven by a node "a" of the latch circuit
LA controlled.
Das
Schreibspaltenauswahlgatter WCSG umfasst einen NMOS-Transistor N23, der
zwischen der Schreibdatenleitung WD2 und dem Knoten „b" der Zwischenspeicherschaltung
LA eingeschleift ist. Der NMOS-Transistor N23 wird durch das Schreibspaltenauswahlsignal
WCSL gesteuert.The
Write column selection gate WCSG comprises an NMOS transistor N23 which
between the write data line WD2 and the node "b" of the latch circuit
LA is looped. The NMOS transistor N23 is turned on by the write column select signal
WCSL controlled.
Eine
Funktionsweise des Speicherbauelements aus 7 bis 8 wird
nun beschrieben.An operation of the memory device 7 to 8th will now be described.
Während des
Aktivierungsvorgangs, aktiviert der Zeilendecoder 24 eine
der Wortleitungen WL in Reaktion auf den Aktivierungsbefehl ACT
und das erste Zeilenadressensignal RA1 auf einen hohen Pegel HIGH. Zudem
aktiviert der Bitleitungsauswahlsignalgenerator 28 eines
der Bitleitungsauswahlsignale BS<1:k/2> in Reaktion auf den
Aktivierungsbefehl ACT und die zweite Zeilenadresse RA2. Als Ergebnis
verbindet der gerade Bitleitungsauswahlschaltkreis 20-1 eines
der geradzahligen Bitleitungspaare BL/BLB mit den Abtastbitleitungen
SBL2 und SBL2B und der ungerade Bitleitungsauswahlschaltkreis 20-2 verbindet
eines der ungeradzahligen Bitleitungspaare BL/BLB mit den Abtastbitleitungen
SBL1 und SBL1B. Der Steuersignalgenerator 30 aktiviert
das Abtastfreigabesignal SEN und das Rückschreibsignal WB. In Reaktion
auf das aktivierte Abtastfreigabesignal SEN wird der Abtastverstärker SA
in jedem Ab tastblock 22-1<1:m>' und 22-2<1:m>' freigegeben,
wodurch Stromunterschiede zwischen den ausgewählten Abtastbitleitungspaaren
SBL/SBLB verstärkt und
als komplementäre
Spannungen an den Knoten „a" und „b" der Zwischenspeicherschaltung
LA dargestellt werden. In Reaktion auf das aktivierte Rückschreibsignal
WB speichern die Abtastblöcke 22-1<1:m>' und 22-2<1:m>' die komplementären Spannungen auf die ausgewählten Abtastbitleitungspaaren
SBL/SBLB zurück.
Auf diese Weise wird ein Auffrischungsvorgang ausgeführt.During the activation process, the row decoder activates 24 one of the word lines WL in response to the activation command ACT and the first row address signal RA1 to a high level HIGH. In addition, the bit line selection signal generator activates 28 one of the bit line selection signals BS <1: k / 2> in response to the activation command ACT and the second row address RA2. As a result, the even bit line selecting circuit connects 20-1 one of the even-numbered bit line pairs BL / BLB with the sense bit lines SBL2 and SBL2B and the odd bit line selection circuit 20-2 connects one of the odd-numbered bit line pairs BL / BLB to the sense bit lines SBL1 and SBL1B. The control signal generator 30 activates the scan enable signal SEN and the write-back signal WB. In response to the activated scan enable signal SEN, the sense amplifier SA is scanned in each scan block 22-1 <1: m>' and 22-2 <1: m>' enabled, whereby current differences between the selected Abtastbitleitungspaaren SBL / SBLB amplified and represented as complementary voltages at the nodes "a" and "b" of the latch circuit LA. In response to the activated write-back signal WB, the sample blocks store 22-1 <1: m>' and 22-2 <1: m>' the complementary voltages back to the selected sample bit line pairs SBL / SBLB. In this way, a refresh operation is performed.
Während eines
Schreibvorgangs decodiert der Befehlsdecoder 32 einen Schreibbefehl
WR und der Spaltendecoder 26 aktiviert eine der Schreibspaltenauswahlleitungen
WCSL<1:m> in Reaktion auf den Schreibbefehl
WR und eine Spaltenadresse CA. Als Ergebnis werden die korrespondierenden
Schreibspaltenauswahlgatter WCSG geöffnet und Schreibdaten auf
den Schreibdatenleitungen WD1 und WD2 werden zum Knoten „b" der Zwischenspeicher
LA der Abtastblöcke 22-1<1:m>' und 22-2<1:m>' übertragen,
die mit der aktivierten Schreibauswahlleitung WCSL verbunden sind.
Komplementäre
Daten werden durch den Betrieb der Zwischenspeicherschaltung LA
automatisch an den Knoten „a" geschrieben. Zusätzlich wird
das Rückschreibsignal
WB aktiviert, um die komplementären
Schreibdaten von den Knoten „a" und „b" der Zwischenspeicherschaltungen
LA der Abtastblöcke 22-1<1:m>' und 22-2<1:m>' an die ausgewählten Abtastbitleitungspaare SBL/SBLB
zu übertragen.During a write operation, the command decoder decodes 32 a write command WR and the column decoder 26 activates one of the write column selection lines WCSL <1: m> in response to the write command WR and a column address CA. As a result, the corresponding write column selection gates WCSG are opened and write data on the write data lines WD1 and WD2 become the node "b" of the latches LA of the sample blocks 22-1 <1: m>' and 22-2 <1: m>' transmitted, which are connected to the activated write selection line WCSL. Complementary data is automatically written to the node "a" by the operation of the latch circuit LA Additionally, the write-back signal WB is activated to receive the complementary write data from the nodes "a" and "b" of the latch circuits LA of the sample blocks 22-1 <1: m>' and 22-2 <1: m>' to the selected sampling bit line pairs SBL / SBLB.
Während eines
Lesevorgangs decodiert der Befehlsdecoder 32 einen Lesebefehl
RD und der Spaltendecoder 26 aktiviert eine der Lesespaltenauswahlleitungen
RCSL<1:m> in Reaktion auf den
Lesebefehl RD und die Spaltenadresse CA. Als Ergebnis werden die
korrespondierenden Lesespaltenauswahlgatter RCSG geöffnet und
komplementäre
Lesedaten werden von den Knoten „a" und „b" der Zwischenspeicherschaltungen LA
der Abtastblöcke 22-1<1:m>' und 22-2<1:m>', die mit der
ak tivierten Lesespaltenauswahlleitung RCSL verbunden sind, zu den
Lesedatenleitungen RD1/RD1B und RD2/RD2B übertragen.During a read, the command decoder decodes 32 a read command RD and the column decoder 26 activates one of the read column selection lines RCSL <1: m> in response to the read command RD and the column address CA. As a result, the corresponding read column selection gates RCSG are opened and complementary read data are obtained from the nodes "a" and "b" of the latch circuits LA of the sample blocks 22-1 <1: m>' and 22-2 <1: m>' , which are connected to the activated read column selection line RCSL, are transmitted to the read data lines RD1 / RD1B and RD2 / RD2B.
Bei
dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
sind die komplementären
kapazitätslosen
Floating-Body-Transistor-Speicherzellen MC, welche jede Einheitsspeicherzelle
bilden, abwechselnd auf komplementären Bitleitungen BL/BLB innerhalb
eines jeden Speicherblocks angeordnet. 9 zeigt
eine alternative „offene
Bitleitungskonfiguration",
in der die komplementären
kapazitätslosen
Floating-Body-Transistor-Speicherzellen in verschiedenen Speicherblöcken angeordnet
sind.In the above-described embodiment, the complementary floating body transistor memory cells MC constituting each unit memory cell are alternately arranged on complementary bit lines BL / BLB within each memory block. 9 shows an alternative "open bit line configuration" in which the complementary floating body transistorless memory cells are arranged in different memory blocks.
9 ist
ein Blockdiagramm eines Speicherbauelements mit kapazitätslosen
Floating-Body-Transistor-Speicherzellen gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 9 FIG. 10 is a block diagram of a floating-body transisitorless memory device. FIG tor memory cells according to an embodiment of the present invention.
Das
Speicherbauelement gemäß 9 umfasst
einen Speicherzellenfeldblock BLK1, der eine Mehrzahl von Subfeldblöcken SBLK1 <1:m> umfasst, einen Speicherzellenfeldblock
BLK2, der eine Mehrzahl von Subfeldblöcken SBLK2<1:m> umfasst,
eine Mehrzahl von nicht negierten (TRUE) und negierten (BAR) Bitleitungsauswahlschaltkreisen
oder Bitleitungsselektoren 20-1<1:m>' und 20-2<1:m>' (BL: Bitleitung), eine Mehrzahl
von Abtastblöcken 22-2<1:m>, einen Zeilendecoder 24,
einen Spaltendecoder 26, einen Bitleitungsauswahlsignalgenerator 28', einen Steuersignalgenerator 30 und
einen Befehlsdecoder 32.The memory device according to 9 comprises a memory cell array block BLK1 comprising a plurality of subfield blocks SBLK1 <1: m>, a memory cell array block BLK2 comprising a plurality of subfield blocks SBLK2 <1: m>, a plurality of non-negated (TRUE) and negated (BAR) bitline selection circuits or Bitleitungsselektoren 20-1 <1: m>' and 20-2 <1: m>' (BL: bit line), a plurality of sample blocks 22-2 <1: m> , a row decoder 24 , a column decoder 26 , a bit line select signal generator 28 ' , a control signal generator 30 and a command decoder 32 ,
Die
Speicherzellenfeldblöcke
BLK1 und BLK2 bilden gemeinsam einen einzelnen Speicherblock. Obwohl
zur Vereinfachung ein einzelner Speicherblock in 9 dargestellt
ist, umfasst das Speicherbauelement mehrere Blöcke mit der gleichen Konfiguration.The memory cell array blocks BLK1 and BLK2 together form a single memory block. Although for simplicity a single memory block in 9 is shown, the memory device comprises a plurality of blocks with the same configuration.
Jeder
Subfeldblock SBLK des Speicherzellenfeldblocks BLK1 weist eine Mehrzahl
von „wahren
(true)" bzw. nicht
negierten oder nicht komple mentären
kapazitätslosen
Floating-Body-Transistor-Speicherzellen MC auf, während jeder
Subfeldblock SBLK des Speicherzellenfeldblocks BLK2 eine korrespondierende
Mehrzahl von „komplementären" kapazitätslosen
Floating-Body-Transistor-Speicherzellen MC aufweist. Das bedeutet, dass
im Unterschied zu den vorherigen Ausführungsbeispielen die wahren
und komplementären
kapazitätslosen
Floating-Body-Transistor-Speicherzellen
MC, die jede Einheitsspeicherzelle definieren, in verschiedenen Speicherzellenfeldblöcken BLK1
und BLK2 angeordnet sind.Everyone
Subfield block SBLK of the memory cell array block BLK1 has a plurality
from "true
(true) "or not
negated or not complementary
capacity-less
Floating body transistor memory cells MC on, while each
Subfield block SBLK of the memory cell array block BLK2 has a corresponding one
Plurality of "complementary" capacity-less
Floating body transistor memory cells MC has. It means that
unlike the previous embodiments, the true ones
and complementary
capacity-less
Floating body transistor memory cell
MC defining each unit memory cell in different memory cell array blocks BLK1
and BLK2 are arranged.
Die
Subfeldblöcke
SBLK<1:m> des Speicherzellenfeldblocks
BLK1 teilen sich die gleiche wahre Wortleitung WL1, während sich
die Subfeldblöcke
SBLK<1:m> des Speicherzellenfeldblocks
BLK2 die gleiche komplementäre
Wortleitung WL2 teilen.The
Subfeldblöcke
SBLK <1: m> of the memory cell array block
BLK1 share the same true wordline WL1 while themselves
the subfield blocks
SBLK <1: m> of the memory cell array block
BLK2 the same complementary
Divide word line WL2.
Jeder
Subfeldblock SBLK des Speicherzellenfeldblocks BLK1 umfasst eine
Mehrzahl von wahren Bitleitungen BL<1:k>,
und jeder Subfeldblock SBLK des Speicherzellenfeldblocks BLK2 umfasst
eine Mehrzahl von komplementären
Bitleitungen BLB<1:k>. Jede Bitleitungen
BL und ihre komplementäre
Bitleitung BLB werden hier zusammengefasst als „Bitleitungspaar" BL/BLB bezeichnet.
Entsprechend dem Ausführungsbeispiel
sind „k" Bitleitungspaare
BL/BLB pro Subfeldblockpaar SBLK vorhanden.Everyone
Subfield block SBLK of the memory cell array block BLK1 includes a
Plurality of true bitlines BL <1: k>,
and each subfield block SBLK of the memory cell array block BLK2
a plurality of complementary ones
Bit lines BLB <1: k>. Every bitlines
BL and its complementary
Bit line BLB are collectively referred to herein as "bit line pair" BL / BLB.
According to the embodiment
are "k" bit line pairs
BL / BLB per subfield block pair SBLK available.
Wie
in den vorherigen Ausführungsbeispielen
wird eine „Einheitsspeicherzelle" durch eine erste
kapazitätslose
Floating-Body-Transistor-Speicherzelle,
die zwischen einer Bitleitungen BL und einem Referenzpotential,
z.B. Masse, eingeschleift ist, und durch eine zweite kapazitätslose Floating-Body-Transistor-Speicherzelle
definiert, die zwischen einer komplementären Bitleitung BLB und dem
Referenzpotential eingeschleift ist. Die Einheitsspeicherzelle speichert
einen logischen Wert, der durch komplementäre Schwellenspannungswerte
der ersten und zweiten ka pazitätslosen
Floating-Body-Transistor-Speicherzelle dargestellt wird. Das bedeutet,
dass jede der Einheitsspeicherzellen komplementäre erste und zweite kapazitätslose Floating-Body-Transistor-Speicherzellen
umfasst, die entgegengesetzte Schwellenspannungszustände aufweisen.
In diesem Ausführungsbeispiel
sind die kapazitätslosen
Floating-Body-Transistor-Speicherzellen
NMOS-Typ-Transistoren.As
in the previous embodiments
becomes a "unit memory cell" by a first
capacity-less
Floating body transistor memory cell,
between a bit line BL and a reference potential,
e.g. Ground, and by a second capacitive floating body transistor memory cell
defined between a complementary bit line BLB and the
Reference potential is looped. The unit memory cell stores
a logical value, which by complementary threshold voltage values
the first and second ka pazitätslosen
Floating body transistor memory cell is shown. That means,
each of the unit memory cells is complementary to first and second floating body transistorless capacitance memory cells
comprising opposite threshold voltage states.
In this embodiment
are the capacity-less
Floating body transistor memory cell
NMOS-type transistors.
Die
komplementären
ersten und zweiten kapazitätslosen
Floating-Body-Transistor-Speicherzellen
von jeder Einheitsspeicherzelle werden jeweils durch die wahre Wortleitung
WL1 und die komplementäre
Wortleitung WL2 gesteuert.The
complementary
first and second capacity-less
Floating body transistor memory cell
from each unit memory cell are respectively represented by the true word line
WL1 and the complementary
Word line WL2 controlled.
Die
wahren bzw. nicht negierten Bitleitungsauswahlschaltkreise 20-1<1:m>' und die negierten
Bitleitungsauswahlschaltkreise 20-2<1:m>' sind auf entgegengesetzten
bzw. gegenüberliegenden
Seiten des korrespondierenden Abtastblocks 22-1<1:m> und zwischen
den Speicherblöcken
BLK1 und BLK2 angeordnet. Jeder wahre Bitleitungsauswahlschaltkreis 20-1' ist mit den
wahren Bitleitungen BL verbunden und jeder negierte Bitleitungsauswahlschaltkreis 20-2 ist
mit komplementären
Bitleitungen BLB verbunden.The true and non-negated bit-line selection circuits 20-1 <1: m>' and the negated bit line selection circuits 20-2 <1: m>' are on opposite sides of the corresponding sample block 22-1 <1: m> and disposed between the memory blocks BLK1 and BLK2. Any true bitline selection circuit 20-1 ' is connected to the true bit lines BL and each negated bit line selection circuit 20-2 is connected to complementary bit lines BLB.
Weiter
bezugnehmend auf 9 sind die Abtastblöcke 22-1<1:m> mit den entsprechenden
wahren und negierten Bitleitungsauswahlschaltkreisen 20-1<1:m>' und 20-2<1:m>' verbunden.
Insbesondere sind komplementäre
Abtastbitleitungen SBL1<1:m> und SBL1B<1:m> zwischen jedem wahren
und negierten Bitleitungsauswahlschaltkreis 20-2<1:m>' und 20-1<1:m>' und seinem korrespondierenden
Abtastblock 22-2<1:m> eingeschleift.Further referring to 9 are the sample blocks 22-1 <1: m> with the corresponding true and negated bit-line selection circuits 20-1 <1: m>' and 20-2 <1: m>' connected. In particular, complementary sample bit lines SBL1 <1: m> and SBL1B <1: m> are between each true and negated bit-line selection circuit 20-2 <1: m>' and 20-1 <1: m>' and its corresponding sample block 22-2 <1: m> looped.
Ausführungsbeispiele
von wahren und negierten Bitleitungsauswahlschaltkreisen 20-1' und 20-2' und den Abtastblöcken 22-1 und 22-2 werden
später
detaillierter beschrieben.Embodiments of true and negated bit-line selection circuits 20-1 ' and 20-2 ' and the sample blocks 22-1 and 22-2 will be described in more detail later.
Der
Befehlsdecoder 32 erzeugt einen Aktivierungsbefehl ACT,
einen Lesebefehl RD und einen Schreibbefehl WD in Reaktion auf ein
Befehlssignal COM.The command decoder 32 generates an activation command ACT, a read command RD, and a write command WD in response to a command signal COM.
Der
Zeilendecoder 24 reagiert auf den Aktivierungsbefehl ACT,
um eine erste Zeilenadresse RA1 zu decodieren, um eine korrespondierende
der Wortleitungen WL zu aktivieren.The row decoder 24 responds to the activation command ACT to decode a first row address RA1 to activate a corresponding one of the word lines WL.
Der
Bitleitungsauswahlsignalgenerator 28' reagiert auf den Aktivierungsbefehl
ACT, um eine zweite Zeilenadresse RA2 zu decodieren, um eines der
Bitleitungsauswahlsignale BS<1:k> zu aktivieren. Die
Bitleitungsauswahlsignale BS<1:k> werden an die wahren
und negierten Bitleitungsauswahlschaltkreise 20-1<1:m>' und 20-2<1:m>' angelegt, wie
aus 9 hervorgeht.The bit line select signal generator 28 ' responds to the activation command ACT to decode a second row address RA2 to activate one of the bit line selection signals BS <1: k>. The bit line selection signals BS <1: k> are applied to the true and negated bit line selection circuits 20-1 <1: m>' and 20-2 <1: m>' Created, like out 9 evident.
Der
Spaltendecoder 26 reagiert auf den Lese- und den Schreibbefehl
RD und WR, um eine Spaltenadresse CA zu decodieren, um ein korrespondierendes
oder mehrere korrespondierende der Spaltenauswahlsignale CSL<1:m> zu aktivieren. Die
Spaltenauswahlsignale CSL<1:m> werden an die entsprechenden
Abtastblöcke 22-1<1:m> angelegt, wie
aus 9 hervorgeht.The column decoder 26 is responsive to the read and write commands RD and WR to decode a column address CA to activate a corresponding one or more of the column select signals CSL <1: m>. The column select signals CSL <1: m> are applied to the corresponding sample blocks 22-1 <1: m> Created, like out 9 evident.
Der
Steuersignalgenerator 30 reagiert auf den Aktivierungsbefehl
ACT, um selektiv ein Abtastverstärkerfreigabesignal
SEN und eine Rückschreibsignal
WB zu aktivieren. Insbesondere wird das Rückschreibsignal WB eine vorbestimmte
Zeitspanne nach der Aktivierung des Abtastverstärkerfreigabesignals SEN aktiviert. Wie
aus 9 hervorgeht, werden diese Signale an die Abtastblöcke 22-1<1:m> angelegt.The control signal generator 30 responds to the activation command ACT to selectively activate a sense amplifier enable signal SEN and a write-back signal WB. Specifically, the write-back signal WB is activated a predetermined period of time after the activation of the sense amplifier enable signal SEN. How out 9 As can be seen, these signals are sent to the sample blocks 22-1 <1: m> created.
Zudem
sind in 9 komplementäre Datenleitungen D1 und D1B
dargestellt, die mit den Abtastblöcken 22-2<1:m> verbunden sind.In addition, in 9 complementary data lines D1 and D1B shown with the sample blocks 22-2 <1: m> are connected.
Beispiele
des wahren und negierten Bitleitungsauswahlschaltkreises 20-1' und 20-2' aus 9 werden
nun unter Bezugnahme auf 10A und 10B beschrieben. Insbesondere zeigt 10A ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels eines wahren
bzw. nicht negierten Bitleitungsauswahlschaltkreises 20-1', und 10B zeigt ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels
eines negierten Bitleitungsauswahlschaltkreises 20-2'.Examples of the true and negated bit line selection circuit 20-1 ' and 20-2 ' out 9 are now referring to 10A and 10B described. In particular shows 10A a circuit diagram of an embodiment of a true and not negated Bitleitungsauswahlschaltkreises 20-1 ' , and 10B shows a circuit diagram of an embodiment of a negated bit line selection circuit 20-2 ' ,
Wie
aus 10A hervorgeht, umfasst der
wahre Bitleitungsauswahlschaltkreis 20-1 in diesem Beispiel
NMOS-Transistoren N19-<1:k>, die zwischen entsprechenden
wahren bzw. nicht negierten Bitleitungspaaren BL<1:k> und
der wahren bzw. nicht negierten Abtastbitleitung SBL eingeschleift
sind. Die NMOS-Transistoren N19-<1:k> werden entsprechend
von den Bitleitungsauswahlsignalen BS<1:k> gesteuert,
die vom Bitleitungsauswahlsignalgenerator 28' erzeugt werden. Der wahre Bitleitungsauswahlschaltkreis 20-1 reagiert auf
die Bitleitungsauswahlsignale BS<1:k>, um selektiv eine
beliebige der wahren Bitleitungen BL<1:k> mit
der wahren Abtastbitleitungen SBL zu verbinden.How out 10A As can be seen, the true bit line selection circuit comprises 20-1 in this example NMOS transistors N19- <1: k> which are connected between respective true and non-negated bit line pairs BL <1: k> and the true and non-negated sense bit line SBL, respectively. The NMOS transistors N19- <1: k> are respectively controlled by the bit line select signals BS <1: k> received from the bit line select signal generator 28 ' be generated. The true bit line selection circuit 20-1 is responsive to the bit line select signals BS <1: k> to selectively connect any one of the true bit lines BL <1: k> to the true sample bit lines SBL.
Der
negierte Bitleitungsauswahlschaltkreis 20-2 aus diesem
Ausführungsbeispiel
umfasst NMOS-Transistoren N19-<1:k>, die zwischen entsprechenden
komplementären
Bitleitungspaaren BLB<1:k> und der komplementären Abtastbitleitung
SBLB eingeschleift sind. Die NMOS-Transistoren N19-<1:k> werden entsprechend
von den Bitleitungsauswahlsignalen BS<1:k> gesteuert,
die vom Bitleitungsauswahlsignalgenerator 28' erzeugt werden. Der negierte Bitleitungsauswahlschaltkreis 20-2 reagiert auf
die Bitleitungsauswahlsignale BS<1:k>, um selektiv eine
beliebige der komplementären
Bitleitungen BLB<1:k> mit der komplementären Abtastbitleitungen
SBLB zu verbinden.The negated bit line selection circuit 20-2 from this embodiment includes NMOS transistors N19- <1: k>, which are looped between corresponding complementary bit line pairs BLB <1: k> and the complementary Abtastbitleitung SBLB. The NMOS transistors N19- <1: k> are respectively controlled by the bit line select signals BS <1: k> received from the bit line select signal generator 28 ' be generated. The negated bit line selection circuit 20-2 is responsive to the bitline selection signals BS <1: k> to selectively connect any one of the complementary bitlines BLB <1: k> to the complementary sense bitline SBLB.
Der
Abtastverstärkerblock 22-1<1:m> kann auf die
gleiche Weise konfiguriert sein wie der oben im Zusammenhang mit 5 und 6 beschriebene
Abtastverstärkerblock.The sense amplifier block 22-1 <1: m> can be configured in the same way as the one above 5 and 6 described sample amplifier block.
Eine
Funktionsweise des Speicherbauelements aus 9, 10A und 10B wird
nun beschrieben.An operation of the memory device 9 . 10A and 10B will now be described.
Während des
Aktivierungsvorgangs aktiviert der Zeilendecoder 24 eine
der Wortleitungen WL in Reaktion auf den Aktivierungsbefehl ACT
und das erste Zeilenadressensignal RA1 auf einen hohen Pegel HIGH. Zudem
aktiviert der Bitleitungsauswahlsignalgenerator 28 eines
der Bitleitungsauswahlsignale BS<1:k> in Reaktion auf den
Aktivierungsbefehl ACT und die zweite Zeilenadresse RA2. Als Ergebnis
verbindet der wahre Bitleitungsauswahlschaltkreis 20-1 eine
der wahren Bitleitungen BL mit einer wahren Abtastbitleitung SBL
und der negierte Bitleitungsauswahlschaltkreis 20-2 verbindet
eine korrespondierende der komplementären Bitleitungen BLB mit der
komplementären
Abtastbitleitung SBLB. Der Steuersignalgenerator 30 aktiviert
das Abtastfreigabesignal SEN und das Rückschreibsignal WB. In Reaktion
auf das aktivierte Abtastfreigabesignal SEN wird der Abtastverstärker SA
in jedem Abtastblock 22-1 freigegeben, wodurch Stromunterschiede
zwischen den ausgewählten
Abtastbitleitungspaaren SBL/SBLB verstärkt und als komplementäre Spannungen
an den Knoten „a" und „b" der Zwischenspeicherschaltung
LA dargestellt werden, siehe 5. In Reaktion
auf das aktivierte Rückschreibsignal
WB speichern die Abtastblöcke 22-1 die
komplementären
Spannungen auf die ausgewählten
Abtastbitleitungspaare SBL/SBLB zurück. Auf diese Weise wird ein
Auffrischungsvorgang ausgeführt.During the activation process, the row decoder activates 24 one of the word lines WL in response to the activation command ACT and the first row address signal RA1 to a high level HIGH. In addition, the bit line selection signal generator activates 28 one of the bit line selection signals BS <1: k> in response to the activation command ACT and the second row address RA2. As a result, the true bit line selection circuit connects 20-1 one of the true bit lines BL having a true sense bit line SBL and the negated bit line selection circuit 20-2 connects a corresponding one of the complementary bit lines BLB to the complementary sense bit line SBLB. The control signal generator 30 activates the scan enable signal SEN and the write-back signal WB. In response to the activated sample enable signal SEN becomes the sense amplifier SA in every sample block 22-1 enabled, whereby current differences between the selected Abtastbitleitungspaaren SBL / SBLB amplified and represented as complementary voltages at the nodes "a" and "b" of the latch circuit LA, see 5 , In response to the activated write-back signal WB, the sample blocks store 22-1 the complementary voltages back to the selected sample bit line pairs SBL / SBLB. In this way, a refresh operation is performed.
Während eines
Schreibvorgangs decodiert der Befehlsdecoder 32 einen Schreibbefehl
WR und der Spaltendecoder 26 aktiviert eine der Spaltenauswahlleitungen
CSL<1:m> in Reaktion auf den
Schreibbefehl WR und eine Spaltenadresse CA. Als Ergebnis werden
die korrespondierenden Spaltenauswahlgatter CSG geöffnet, siehe 5,
und komplementäre
Schreibdaten auf den Datenleitungen D1/D1B werden zu den Knoten „a" und „b" der Zwischenspeicher
LA der Abtastblöcke 22-1 übertragen,
die mit den aktivierten Auswahlleitungen CSL verbunden sind. Zusätzlich wird
das Rückschreibsignal
WB freigegeben, um die komplementären Schreibdaten von den Knoten „a" und „b" der Zwischenspeicher
LA der Abtastblöcke 22-1 an
die ausgewählten Abtastbitleitungspaare
SBL/SBLB zu übertragen.During a write operation, the command decoder decodes 32 a write command WR and the column decoder 26 activates one of the column selection lines CSL <1: m> in response to the write command WR and a column address CA. As a result, the corresponding column selection gates CSG are opened, see 5 and complementary write data on the data lines D1 / D1B become the nodes "a" and "b" of the latches LA of the sample blocks 22-1 transmitted, which are connected to the activated selection lines CSL. In addition, the write-back signal WB is enabled to receive the complementary write data from the nodes "a" and "b" of the latches LA of the sample blocks 22-1 to the selected sampling bit line pairs SBL / SBLB.
Während eines
Lesevorgangs decodiert der Befehlsdecoder 32 einen Lesebefehl
RD und der Spaltendecoder 26 aktiviert eine der Spaltenauswahlleitungen
CSL<1:m> in Reaktion auf den
Lesebefehl RD und die Spaltenadresse CA. Als Ergebnis werden die
korrespondierenden Spaltenauswahlgatter CSG geöffnet und komplementäre Lesedaten
werden von den Knoten „a" und „b" der Zwischenspeicher
LA der Abtastblöcke 22-1,
die mit der aktivierten Auswahlleitung CSL verbunden sind, zu den
Datenleitungen D1/D1B übertragen.During a read, the command decoder decodes 32 a read command RD and the column decoder 26 activates one of the column selection lines CSL <1: m> in response to the read command RD and the column address CA. As a result, the corresponding column selection gates CSG are opened, and complementary read data from the nodes "a" and "b" become the latches LA of the sample blocks 22-1 , which are connected to the activated selection line CSL, transmitted to the data lines D1 / D1B.
Ein
anderes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf das Schaltbild
gemäß 11 beschrieben.
Die Ausführungsform
gemäß 11 ist
eine Modifikation der Ausführungsform
von 9, so wie die die Ausführungsform gemäß 7 eine
Modifikation der Ausführungsform von 3 ist.Another embodiment of the present invention will now be described with reference to the circuit diagram of FIG 11 described. The embodiment according to 11 is a modification of the embodiment of FIG 9 as well as the embodiment according to FIG 7 a modification of the embodiment of 3 is.
Das
bedeutet, dass 11 der 9 entspricht
außer,
dass (a) 11 mehrere Speicherblockpaare BLK<1:i> und damit assoziierte
Schaltkreise zeigt, (b) 11 eine
andere Datenleitungsstruktur, nämlich
Lesedatenleitungen RD1/RD1B und RD2/RD2B und eine Schreibdatenleitung
WD1 zeigt, und (c) eine Spaltenauswahlschaltung 26' aus 11 getrennte
Lesespaltenauswahlleitungen RCSL<1:m> und Schreibspaltenauswahlleitungen
WCSL<1:m> aufweist.It means that 11 of the 9 except that (a) 11 several memory block pairs BLK <1: i> and associated circuits, (b) 11 another data line structure, namely, read data lines RD1 / RD1B and RD2 / RD2B and a write data line WD1, and (c) a column selection circuit 26 ' out 11 separate read column selection lines RCSL <1: m> and write column selection lines WCSL <1: m>.
Die
Ausführungsform
gemäß 11 ist
außer
den nachfolgenden detaillierten Ausführungen ähnlich zur Ausführungsform
gemäß 9.
Gleiche Elemente sind in den beiden Zeichnungen mit den gleichen
Bezugszeichen bezeichnet und um Wiederholungen zu vermeiden, wird
auf eine detaillierte Beschreibung von Gemeinsamkeiten der beiden
Ausführungsformen
verzichtet.The embodiment according to 11 is similar to the embodiment according to the following detailed embodiments 9 , Like elements are denoted by the same reference numerals in the two drawings, and to avoid repetition, a detailed description of similarities of the two embodiments will be omitted.
Unter
Bezugnahme auf 11 umfasst das Speicherbauelement
Abtastblöcke 22-2<1:m>', die zwischen korrespondierenden
wahren bzw. nicht negierten und negierten Bitleitungsauswahlschaltkreisen 20-1<1:m>' und 20-2<1:m>' eingeschleift sind. Wie im Ausführungsbeispiel
gemäß 9 sind
die Abtastblöcke 22-1<1:m>' mit korrespondierenden wahren
bzw. nicht negierten oder nicht komplementären Abtastbitleitungen SBL
und komplementären
Abtastbitleitungen SBLB verbunden. Zudem sind die Abtastblöcke 22-2<1:m>' im Unterschied zur Ausführungsform
gemäß 9 mit
den Lesedatenleitungen RD1 und RD1B und der Schreibdatenleitung
WD1 verbunden.With reference to 11 For example, the memory device includes sample blocks 22-2 <1: m>' between corresponding true and non-negated and negated bit-line selection circuits 20-1 <1: m>' and 20-2 <1: m>' are looped. As in the embodiment according to 9 are the sample blocks 22-1 <1: m>' are connected to corresponding true and non-negated or non-complementary sense bit lines SBL and complementary sense bit lines SBLB, respectively. In addition, the sample blocks 22-2 <1: m>' in contrast to the embodiment according to 9 connected to the read data lines RD1 and RD1B and the write data line WD1.
Die
Abtastblöcke 22-2<1:m> aus 11 können auf
die gleiche Weise wie die vorher im Zusammenhang mit 8 beschriebenen
Abtastblöcke
ausgeführt
sein.The sample blocks 22-2 <1: m> out 11 can work in the same way as the previously related 8th be executed described sample blocks.
Eine
Funktionsweise des Speicherbauelements aus 11 wird
nun beschrieben.An operation of the memory device 11 will now be described.
Während des
Aktivierungsvorgangs aktiviert der Zeilendecoder 24 eine
der Wortleitungen WL in Reaktion auf den Aktivierungsbefehl ACT
und die erste Zeilenadresse RA1 auf einen hohen Pegel HIGH. Zudem aktiviert
der Bitleitungsauswahlsignalgenerator 28' eines der Bitleitungsauswahlsignale
BS<1:k> in Reaktion auf den
Aktivierungsbefehl ACT und die zweite Zeilenadresse RA2. Als Ergebnis
verbindet der wahre Bitleitungsauswahlschaltkreis 20-1' eine der wahren
Bitleitungen BL mit der wahren Abtastbitleitung SBL und der negierte
Bitleitungsauswahlschaltkreis 20-2' verbindet eine korrespondierende
der komplementären
Bitleitungen BLB mit der komplementären Abtastbitleitungen SBLB.
Der Steuersignalgenerator 30 aktiviert das Abtastfreigabesignal
SEN und das Rückschreibsignal
WB. In Reaktion auf das aktivierte Abtastfreigabesignal SEN wird
der Abtastverstärker
SA in jedem Abtastblock 22-2 freigegeben, wodurch Stromunterschiede
zwischen den ausgewählten
Abtastbitleitungspaaren SBL/SBLB verstärkt und als komplementäre Spannungen
an den Knoten „a" und „b" der Zwischenspeicherschaltung
LA repräsentiert
werden, siehe 5. In Reaktion auf das aktivierte
Rückschreibsignal
WB speichern die Abtastblöcke 22-2 die
komplementären
Spannungen auf die ausgewählten
Abtastbitleitungspaare SBL/SBLB zurück. Auf diese Weise wird ein
Auffrischungsvorgang ausgeführt.During the activation process, the row decoder activates 24 one of the word lines WL in response to the activation command ACT and the first row address RA1 to a high level HIGH. In addition, the bit line selection signal generator activates 28 ' one of the bit line selection signals BS <1: k> in response to the activation command ACT and the second row address RA2. As a result, the true bit line selection circuit connects 20-1 ' one of the true bit lines BL having the true sense bit line SBL and the negated bit line selection circuit 20-2 ' connects a corresponding one of the complementary bit lines BLB to the complementary sample bit lines SBLB. The control signal generator 30 activates the scan enable signal SEN and the write-back signal WB. In response to the activated scan enable signal SEN, the sense amplifier SA in each sample block 22-2 released, reducing power differences between the selected sample bit line pairs SBL / SBLB are amplified and represented as complementary voltages at the nodes "a" and "b" of the latch circuit LA, see 5 , In response to the activated write-back signal WB, the sample blocks store 22-2 the complementary voltages back to the selected sample bit line pairs SBL / SBLB. In this way, a refresh operation is performed.
Während eines
Schreibvorgangs decodiert der Befehlsdecoder 32 einen Schreibbefehl
WR und der Spaltendecoder 26 aktiviert eine der Schreibspaltenauswahlleitungen
WCSL<1:m> in Reaktion auf den Schreibbefehl
WR und eine Spaltenadresse CA. Als Ergebnis werden die korrespondierenden
Schreibspaltenauswahlgatter WCSG geöffnet, siehe 8,
und Schreibdaten auf der Schreibdatenleitung WD1 werden zum Knoten „b" der Zwischenspeicherschaltungen
LA der Abtastblöcke 22-2 übertragen,
die mit der aktivierten Schreibspaltenauswahlleitungen WCSL verbunden
sind. Komplementäre
Schreibdaten werden durch den Betrieb der Zwischenspeicherschaltung
LA automatisch an den Knoten „a" geschrieben. Zusätzlich wird
das Rückschreibsignal
WB aktiviert, um die komplementären
Schreibdaten von den Knoten „a" und „b" der Zwischenspeicher
LA der Abtastblöcke 22-2 an
die ausgewählten
Abtastbitleitungspaare SBL/SBLB zu übertragen.During a write operation, the command decoder decodes 32 a write command WR and the column decoder 26 activates one of the write column selection lines WCSL <1: m> in response to the write command WR and a column address CA. As a result, the corresponding write column selection gates WCSG are opened, see 8th , and write data on the write data line WD1 becomes the node "b" of the latch circuits LA of the sample blocks 22-2 transmitted, which are connected to the activated write column selection lines WCSL. Complementary write data is automatically written to the node "a" by the operation of the latch circuit LA In addition, the write-back signal WB is activated to receive the complementary write data from the nodes "a" and "b" of the latches LA of the sample blocks 22-2 to the selected sampling bit line pairs SBL / SBLB.
Während eines
Lesevorgangs decodiert der Befehlsdecoder 32 einen Lesebefehl
RD und der Spaltendecoder 26 aktiviert eine der Lesespaltenauswahlleitungen
RCSL<1:m> in Reaktion auf den
Lesebefehl RD und die Spaltenadresse CA. Als Ergebnis werden die
korrespondierenden Lesespaltenauswahlgatter RCSG geöffnet, siehe 8,
und komplementäre
Lesedaten werden von den Knoten „a" und „b" der Zwischenspeicherschaltungen LA
der Abtastblöcke 22-2,
die mit der aktivierten Leseauswahlleitung RCSL verbunden sind, zu
den Lesedatenleitungen RD1/RD1B übertragen.During a read, the command decoder decodes 32 a read command RD and the column decoder 26 activates one of the read column selection lines RCSL <1: m> in response to the read command RD and the column address CA. As a result, the corresponding read column selection gates RCSG are opened, see 8th and complementary read data are obtained from the nodes "a" and "b" of the latch circuits LA of the sample blocks 22-2 which are connected to the activated read select line RCSL, are transferred to the read data lines RD1 / RD1B.
Die
oben beschriebenen Ausführungsbeispiele
sind teilweise durch die Verwendung von komplementären kapazitätslosen
Floating-Body-Transistor-Speicherzellen
gekennzeichnet, welche eine jeweilige Einheitsspeicherzelle eines
Speicherbauelements, beispielsweise eines DRAMs, definieren. Daher
bieten die Ausführungsbeispiele
den Vorteil einer kapazitätslosen
Speicherzellenstruktur mit einer hohen Dichte, während gleichzeitig der Bedarf
an Referenz- oder Dummyzellen, Referenzstromgeneratoren und anderen
herkömmlichen
Schaltkreisen vermieden wird, die zum Lesen von logischen Werten
der Transistorzellen erforderlich sind. Zudem wird durch den Verzicht
auf Referenzzellen die Verarbeitungszeit durch die Auffrischung
der Referenzzellen nicht verlängert.The
Embodiments described above
are partly due to the use of complementary capacitive
Floating body transistor memory cell
which is a respective unit memory cell of a
Memory device, such as a DRAM define. Therefore
offer the embodiments
the advantage of a capacity-free
Memory cell structure with a high density, while at the same time the need
on reference or dummy cells, reference current generators and others
usual
Circuitry is avoided, which is used to read logical values
the transistor cells are required. In addition, by the waiver
on reference cells, the processing time through the refresh
the reference cells are not extended.