DE69023556T2 - Halbleiterspeicher mit einem verbesserten Datenleseschema. - Google Patents

Halbleiterspeicher mit einem verbesserten Datenleseschema.

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DE69023556T2
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sense amplifier
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signal
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Description

    HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung betrifft einen Halbleiterspeicher und insbesondere eine Ausleseschaltung eines statischen Speichers.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Eine bekannte Daten-Ausleseschaltung für einen statischen Speicher, die in dem US-Patent 4,766,572 offenbart ist, ist auf der Basis des Wissens aufgebaut, daß ein Signal, das aus einer Speicherzelle ausgelesen und durch einen Leseverstärker verstärkt wird, über eine Daten-(Zwischen-)Speicherschaltung zu einer Ausgangsschaltung übertragen wird, und die bei der Aktivierung der Daten- (Zwischen-)Speicherschaltung auftretende Verzögerung auf eine solche Weise der Hauptgrund für die Verzögerung einer Datenausgabe ist, daß sowohl das durch den Leseverstärker verstärkte Signal als auch das Ausgangssignal der Daten- (Zwischen-)Speicherschaltung einer Umschaltschaltung zugeführt werden, und dann die Ausgabe der Umschaltschaltung zur Ausgangsschaltung geführt wird. Während der Leseverstärker in Betrieb gehalten wird, läßt die Umschaltschaltung eine Übertragung und Ausgabe des verstärkten Signals zu. Wenn der Leseverstärker einmal deaktiviert ist, überträgt er die Ausgabe der Daten- (Zwischen-)Speicherschaltung, um sie zur Ausgangsschaltung auszugeben. Somit wird das Ausgangssignal am Datenausgangsanschluß des Speichers gehalten. Anders ausgedrückt wird das verstärkte Signal vom Leseverstärker zur Ausgangsschaltung geführt, bevor die Daten-(Zwischen-)Speicherschaltung in Betrieb versetzt wird, und demgemäß tritt ein Ausgangssignal früher am Ausgangsanschluß auf, was bewirkt, daß die Zeitperiode zwischen einem Zuordnen einer Adresse zum Speicher und einem Auftreten einer Datenausgabe, d.h. die Zugriffszeit, kürzer wird. Während die Ausgabe der Daten-(Zwischen-)Speicherschaltung übertragen wird, trennt die Umschaltschaltung ihren Ausgangsanschluß vom Ausgangsanschluß des Leseverstärkers, um zu verhindern, daß die Potentialänderung am Ausgangsanschluß des Leseverstärkers, die aus der Deaktivierung des Leseverstärkers resultiert, die Ausgabe der Umschaltschaltung nachteilig beeinflußt, d.h. die zur Ausgangsschaltung geführte Ausgabe der Daten-(Zwischen-)Speicherschaltung.
  • Ein Erhöhen der Speicherkapazität und ein Verbessern der Arbeitsgeschwindigkeit sind ohne Ende erforderlich. Auch ist die Auslesegeschwindigkeit des oben angegebenen Standes der Technik heutzutage nicht zufriedenstellend.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG Aufgaben der Erfindung
  • Es ist eine Aufgabe, einen Halbleiterspeicher zu schaffen, der Daten mit hoher Geschwindigkeit auslesen kann.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Halbleiterspeicher mit einem verbesserten Aufbau einer Ausleseschaltung zu schaffen.
  • Die vorliegende Erfindung basiert auf der Kenntnis der in dem US-Patent 4,766,572 offenbarten Auseseschaltung, die dann, wenn das verstärkte Signal vom Leseverstärker über die Umschaltschaltung zur Ausgangsschaltung übertragen wird, wegen der Umschaltschaltung eine beachtenswerte Verzögerung zum Ergebnis hat. Die Umschaltschaltung führt zu einer Verlängerung der Daten-(Ausgangs-)Auslesezeit um die Zeit, die für das Umschaltgatter benötigt wird, das die Übertragung des verstärkten Signals zuläßt, um auf EIN zu schalten, addiert mit der Zeit, die das verstärkte Signal dazu benötigt, durch das Übertragungsgatter zu laufen.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind Einrichtungen zum Trennen des Ausgangsanschlusses des Leseverstärkers von einer Leistungsversorgung vorgesehen, wenn sie deaktiviert ist, um zu verhindern, daß eine Veränderung des Potentials des Ausgangsanschlusses induziert wird. Die Trenneinrichtung macht es unnötig, ein Umschaltgatter zwischen dem Ausgangsanschluß des Leseverstärkers und dem Eingangsanschluß der Ausgangsschaltung vorzusehen. Daher ist der Ausgangsanschluß des Leseverstärkers direkt mit dem Eingangsanschluß der Ausgangsschaltung verbunden, ohne daß ein Umschaltgatter dazwischengeschaltet ist. Der Ausgangsanschluß des Leseverstärkers ist einerseits mit dem Eingangsanschluß der Daten-(Zwischen-)Speicherschaltung verbunden, und der Ausgang der Daten-(Zwischen-)Speicherschaltung ist mit dem Eingangsanschluß der Ausgangsschaltung über das Umschaltgatter der Umschaltschaltung verbunden. Wenn das Umschaltgatter der Umschaltschaltung in einem EIN-Zustand ist, wird daher ein Zustand hoher Impedanz zwischen dem Ausgangsanschluß des Leseverstärkers und zwei Anschlüssen der Leistungsversorgung hergestellt.
  • Der Halbleiterspeicher gemäß der Erfindung ist im Anspruch 1 definiert.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist im Anspruch 2 definiert.
  • Die Erfindung hat den Vorteil, daß das Ausgangssignal des Leseverstärkers ohne irgendeine Verzögerung an die Ausgangsschaltung angelegt werden kann, und dies nicht nur zu einem Verkürzen der Zeit beiträgt, die es dauert, bis das Auslesedatum am Ausgangsanschluß der Ausgangsschaltung oder dem Datenausgangsanschluß erscheint, sondern dadurch auch ein schnelleres Datenauslesen ermöglicht.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die oben angegebenen und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden klarer durch Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung der Erfindung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen, wobei:
  • Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Halbleiterspeichers gemäß dem Stand der Technik ist;
  • Fig. 2 ein schematisches Diagramm der Umschaltschaltung in Fig. 1 ist;
  • Fig. 3 ein schematisches Diagramm der Speicherzellenmatrix in Fig. 1 ist;
  • Fig. 4 ein Zeitdiagramm ist, das eine Ausleseoperation aus dem Halbleiterspeicher nach dem Stand der Technik darstellt;
  • Fig. 5 ein Blockdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels des die vorhegende Erfindung verkörpernden Halbleiterspeichers ist;
  • Fig. 6 ein schematisches Schaltungsdiagramm der Speicherzellenmatrix in Fig. 5 ist;
  • Fig. 7 ein schematisches Diagramm der Umschaltschaltung in Fig. 5 ist;
  • Fig. 8 ein Zeitdiagramm ist, das eine Ausleseoperation aus dem Halbleiterspeicher in Fig. 5 darstellt;
  • Fig. 9 ein Schaltungsdiagramm ist, das schematisch die Speicherzellenmatrix darstellt, die ein Bauteil eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung ist;
  • Fig. 10 ein schematisches Diagramm der Daten-(Zwischen-)Speicherschaltung ist, die ein Bauteil des zweiten Ausführungsbeispiels ist; und
  • Fig. 11 ein schematisches Diagramm der Umschaltschaltung ist, die ein Bauteil des zweiten Ausführungsbeispiels ist.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Nachfolgend wird anhand des Betriebs der Speicher-Ausleseschaltung nach dem Stand der Technik, die im US-Patent 4,766,572 offenbart ist, der die vorliegende Erfindung enthaltende Teil unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 beschrieben. Der andere Teil ist im selben US-Patent detailliert dargestellt. Gemäß den Fig. 1 und 4 erfaßt ein Adressenpuffer 101 eine Änderung eines Adressensignals Ai und gibt ein Adressenänderungs-Erfassungssignal φi für eine gewisse Periode, wie beispielsweise 10 ns, zu einem Taktgenerator 113 aus, und gibt zur selben Zeit komplementäre Adressenpuffersignale Ai' und zu einem X-Decodierer 105 und einem Y- Decodierer 106 aus. Ein Chip-Auswahlpuffer 102 gibt auf ein Empfangen eines Chip-Auswahlsignals hin ein Chipauswahl-Änderungssignal φCS für eine gewisse Periode zum Taktgenerator 113 aus und gibt gleichzeitig ein Chipauswahl- Puffersignal zu einer Dateneingangs-Steuerschaltung 108 und einer Datenausgangs-Steuerschaltung 112 aus. Wenn kein Schreib-Freigabesignal WE eingegeben wird, aktivieren ein Signal WE' von einem Schreib-Freigabepuffer und das Signal die Daten-Steuerschaltung 112, die das Eingangssignal ausgibt, das an ihrem Eingangsende von ihrem Ausgangsanschluß DOUT empfangen wird. Wenn ein Schreib-Freigabesignal eingegeben wird, gibt ein Schreib-Freigabepuffer 104 aus, ohne WE' auszugeben. Somit ist die Datenausgangs-Steuerschaltung 112 nicht in Betrieb. Statt dessen ist die Dateneingangs-Steuerschaltung 108 in Betrieb und an einen Dateneingangsanschluß DIN angelegt. Die komplementären Dateneingangs-Puffersignale D'IN und , die in einem Dateneingangspuffer 103 erzeugt werden, werden von dort zur Speicherzellenmatrix 109 geführt. Ein Taktgenerator 113 empfängt zwei Änderungs-Erfassungssignale φi und φCS und erzeugt in Folge vier Steuersignale φX, φS, φSW und φL, wie es in Fig. 4 gezeigt ist. Der Taktgenerator erzeugt zuerst ein Wortleitungs-Aktivierungssignal φX, das zu einer Wortleitungs- Treiberschaltung 107 geführt wird. Nach dem Verstreichen einer gewissen Periode, erzeugt er ein Lese-Freigabesignal φS, das einen Leseverstärker in der Speicherzellen matrix 109 aktiviert. Nach dem Verstreichen einer weiteren gewissen Periode veranlaßt er auch, daß ein Umschaltsignal φSW ansteigt und führt das resultierende Signal zur Umschaltschaltung 114. Nach dem Verstreichen einer weiteren gewissen Periode gibt er schließlich ein Daten-(Zwischen-)Speichersignal φL zur Daten(Zwischen-)Speicherschaltung 110 aus, die in Betrieb ist. Die vier Steuersignale φL, φS, φSW und φX fallen in Folge ab.
  • Die Wortleitungs-Treiberschaltung 107 führt so lange, wie das Wortleitungs- Aktivierungssignal φX auf hohem Pegel bleibt, ein X-Adressensignal Xi von einem X- Adressendecodierer 105 zu einer Worteitung Wi. Gemäß Fig. 3 wird in der Speicherzellenmatrix 109 jedes Bitleitungspaar BL0, , ..., BLi, , ... über einen p- Kanal-Vorladetransistor Q&sub9;&sub1; von einer Leistungsversorgung Vcc auf einen hohen Pegel vorgeladen. Ein Y-Adressensignal Y vom Y-Adressendecodierer 106 veranlaßt, daß eines der CMOS-Übertragungsgatter 902, 902 EIN-schaltet und eines der Bitleitungspaare (bei diesem Stand der Technik BI&sub1; und BL&sub1;) mit einem Paar von Datenleitungen DB und des Leseverstärkers 903 verbunden wird. Als Ergebnis schalten beide Eingangstransistoren Q&sub8;&sub0; und Q&sub8;&sub1; einen Leseverstärker 903 EIN. Da jedoch das Aktivierungssignal φS auf niedrigem Pegel ist, ist ein n-Kanal-Transistor Q&sub8;&sub2; in einem AUS-Zustand, und somit fließt kein Strom. Eine elektrische Ladung wird von der Leistungsversorgung Vcc über p-Kanal-Transistoren Q&sub8;&sub3; und Q&sub8;&sub4; zugeführt, die verbunden sind, um eine Stromspiegelschaltungs-Ausgabe zu bilden, und somit ist der Ausgangsanschluß des Eingangstransistors Q&sub8;&sub0; auf hohem Pegel. Diese wird von einem n-Kanal-Transistor Q&sub8;&sub6; eines Inverters empfangen, der in einem EIN-Zustand ist. Demgemäß ist der Ausgangsanschluß des Inverters, d.h. der Ausgangsanschluß RB des Leseverstärkers 903, auf niedrigem Pegel. Der Anstieg des Wortleitungs-Aktivierungssignals φX veranlaßt, daß ein X-Adressensignal Xi zur Worteitung W&sub1; geführt wird, und in Folge wird eine Speicherzelle 901 ausgewählt. In Antwort auf diese Speicherinhalte ändert sich ein Paar von Bitleitungen BLi und bezüglich des Potentials. Nimmt man nun an, daß sich BLi zu einem niedrigen Pegel ändert, und daß BLi auf hohem Pegel gehalten wird, dann veranlaßt, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, eine Änderung von φX eine Änderung der Biteitung . Während die Datenleitung DB des Leseverstärkers 903 auf hohem Pegel bleibt, geht zu einem niedrigen Pegel über, der Eingangstransistor Q&sub8;&sub0; schaltet EIN, und der Eingangstransistor Q&sub8;&sub1; schaltet AUS. Dann steigt das Leseverstärker- Aktivierungssignal φS an, was zu einem Aktivieren des Transistors Q&sub8;&sub2; führt, um auf EIN zu schalten, was in Folge in einer Änderung des Ausgangsanschlusses des Eingangstransistors Q&sub8;&sub0; auf einen niedrigen Pegel, einem Ausschalten des n-Kanal- Transistors Q&sub8;&sub6; und einem Einschalten des p-Kanal-Transistors Q&sub8;&sub5; des lnverters und einem Anlegen des hohen Pegels der Leistungsversorgung Vcc an den Ausgangsanschluß RB resultiert. Auf diese Weise werden die Ausgangsdaten der ausgewählten Zelle innerhalb der Speicherzellenmatrix 109 durch den Leseverstärker 903 verstärkt und als verstärktes Signal RB ausgegeben. Das Ausgangssignal RB des Leseverstärkers wird sowohl zur Daten-(Zwischen-)Speicherschaltung 110 als auch zur Umschaltschaltung 114 geführt. In Antwort auf das Daten- (Zwischen-)Speichersignal φL wird die Daten-(Zwischen-)Speicherschaltung 110 aktiviert, und ihre Ausgabe LB steigt an. Auch gemäß Fig. 2 werden sowohl die Ausgabe RB des Leseverstärkers als auch die Ausgabe LB der Daten- (Zwischen-)Speicherschaltung in die Umschaltschaltung 114 eingegeben. In der Umschaltschaltung 114 wird jede Eingabe mit einer gemeinsamen Ausgabe SB über das erste CMOS-Übertragungsgatter verbunden, das aus einem n-Kanal- Transistor Q&sub2;&sub0; und einem p-Kanal-Transistor Q&sub2;&sub1; besteht, und über das zweite CMOS-Übertragungsgatter, das aus einem n-Kanal-Transistor Q&sub2;&sub3; und einem p- Kanal-Tranistor Q&sub2;&sub4; besteht. Während das Umschalt-Steuersignals auf niedrigem Pegel gehalten wird (bevor es ansteigt), ist das zweite CMOS- Übertragungsgatter in einem EIN-Zustand, und somit wird das Signal LB von der Daten-(Zwischen-)Speicherschaltung als Umschaltausgabe SB zur Datenausgangsschaltung 112 geführt. Ein Ansteigen (eine Änderung auf hohen Pegel) des Umschalt-Steuersignals φSW veranlaßt das zweite CMOS-Übertragungsgatter AUS zu schalten, und statt dessen schaltet das erste CMOS-Übertragungsgatter EIN, und somit wird ein Signal RB von dem Leseverstärker als Umschaltausgabe SB zur Datenausgangsschaltung 112 geführt. Wie es in Fig. 4 gezeigt ist, steigt in Antwort auf die Leseverstärkerausgabe RB die Umschaltausgabe SB an, und in Folge steigen auch Ausgangsdaten DOUT an und werden als Daten hohen Pegels ausgegeben. Nachdem ein Daten-(Zwischen-)Speichersignal φL abgefallen ist, hält die Daten-(Zwischen-)Speicherschaltung 110 ihre Ausgabe LB noch auf hohem Pegel. Dann veranlaßt ein nacheilendes Umschalt-Steuersignal φSW, daß das erste und das zweite CMOS-Übertragungsgatter der Umschaltschaltung 114 auf AUS bzw. EIN schaltet, und somit wird die Umschaltausgabe SB (die Eingaben in die Datenausgangsschaltung 110 entspricht) von der Leseverstärkerausgabe RB in die (Zwischen-)Speicherschaltungsausgabe LB umgeschaltet. Ihre Dateninhalte (hoher Pegel) bleiben jedoch unverändert. Dann fällt das Leseverstärker-Aktivierungssignal φS ab und veranlaßt, daß der Transistor Q&sub8;&sub2; im Leseverstärker 903 (Fig. 3) AUS schaltet, was in einem Zurückkehren der Ausgabe des Transistors Q&sub8;&sub0; zu einem hohen Pegel resultiert, was dazu führt, daß die Leseverstärkerausgabe RB zu einem niedrigen Pegel übergeht. Durch diese Änderung von RB wird jedoch aufgrund dessen, daß das erste CMOS-Übertragungsgatter der Umschaltschaltung 114 in einem AUS-Zustand ist, die Umschaltschaltungsausgabe SB nicht beeinflußt, und daher bleiben sowohl die (Zwischen-)Speicherausgabe LB als auch die Datenausgangsschaltung 112 unverändert.
  • Gemäß Fig. 4 beginnt ein Auslesen der Datenausgabe DOUT unter der Zeitgabe, die durch die Zeit bestimmt wird, wenn eine Eingabe der Datenausgangsschaltung (Umschaltausgabe SB bei diesem Stand der Technik) beginnt, sich zu ändern. Eine Ausleseausgabe aus der Speicherzellenmatrix, d.h. eine Leseverstärkerausgabe RB, beginnt, sich eine Periode D&sub0; früher zu ändern, als es die Umschaltausgabe SB tut. Anders ausgedrückt hat dieser Stand der Technik einen Nachteil, der darin besteht, daß eine Eingabe in die Datenausgangsschaltung in bezug auf das Datenauslesen vom Leseverstärker um eine Periode D&sub0; verzögert ist. Diese Verzögerung D wird als D&sub1; + D&sub4; ausgedrückt, wobei D&sub1; die Verzögerung bis zum Anstieg des Umschaltsignals φSW ist, und D&sub4; die Zeit ist, die es dauert, bis das erste CMOS- Transistorgatter der Umschaltschaltung 114 auf EIN schaltet und darauffolgend für die Leseverstärkerausgabe RB für eine Übertragung dadurch. Unter der Annahme, daß der Ersatz- bzw. Verlustwiderstand, wenn beide Transistoren Q&sub2;&sub0; und Q&sub2;&sub1; in Fig. 2, die das erste CMOS-Übertragungsgatter bilden, im EIN-Zustand sind, 1 kΩ ist, und die Kapazität der Umschaltausgangs-Busleitung SB 3 pF ist, dann beläuft sich die Verzögerungszeit, die durch das Laufen des Signals durch das erste CMOS-Übertragungsgatter induziert wird, auf etwa 3 ns. Es ist zu beachten, daß beim Vergleichen der Zugriffszeit des Halbleiterspeichers die Verzögerung D&sub0; unter der Annahme von beispielsweise 30 ns beachtlich ist.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Unter Bezugnahme auf die Fig. 5 bis 8 wird nachfolgend ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
  • Gemäß den Fig. 5 und 6 ist das erste Ausführungsbeispiel vom in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Stand der Technik bezüglich folgender Aspekte unterschiedlich: Der Aufbau eines Leseverstärkers 503 innerhalb einer Speicherzellenmatrix 509, der Aufbau einer Umschaltschaltung 514 und die direkte Verbindung des Leseverstärkerausgangs RB mit einer Datenausgangsschaltung 112. Entsprechende Teile oder Komponenten sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und ihre Beschreibung ist weggelassen.
  • Der Leseverstärker 503 des ersten Ausführungsbeispiels, das diagrammäßig schematisch in Fig. 6 gezeigt ist, besteht aus Eingangs-n-Kanal-Transistoren Q&sub5;&sub0; und Q&sub5;&sub1;, deren Gate-Anschlüsse mit einem Paar von Daten leitungen DB bzw. verbunden sind; Eingangs-p-Kanal-Transistoren Q&sub5;&sub3; und Q&sub5;&sub4;, die mit den Ausgängen der Transistoren Q&sub5;&sub0; bzw. Q&sub5;&sub1; verbunden sind und eine Stromspiegelschaltung bilden; und einem Aktivierungs-n-Kanal-Transistor Q&sub5;&sub2;, dessen Gate-Anschluß ein Leseverstärker-Aktivierungssignal φS empfängt, und dessen andere Elektroden jeweils mit dem gemeinsamen Anschluß der Eingangstransistoren Q&sub5;&sub0; und Q&sub5;&sub1; bzw. Erde verbunden sind; und einem Unterbrechungs-p-Kanal-Transistor Q&sub5;&sub5;, dessen Gate-Anschluß das Leseverstärker-Aktivierungssignal φS über einen Inverter 400 empfängt, und dessen andere Elektroden jeweils mit dem gemeinsamen Source- Anschluß der p-Kanal-Transistoren Q&sub5;&sub3; und Q&sub5;&sub4; bzw. der Leistungsversorgung Vcc verbunden sind. Somit erfolgt eine Verstärkerausgabe RB vom Ausgangsanschluß des Eingangstransistors Q&sub5;&sub1;. Wenn ein Freigabesignal φS auf hohem Pegel gehalten wird, sind die Transistoren Q&sub5;&sub2; und Q&sub5;&sub4; im EIN-Zustand, und somit wird der Leseverstärker im aktivierten Zustand gehalten, während welchem Auslesedaten von den Speicherzellen auf Datenbusleitungen DB und verstärkt werden, und die verstärkten Daten werden am Leseverstärker-Ausgang RB ausgegeben. Wenn das Lese-Freigabesignal φS auf niedrigem Pegel gehalten wird, sind sowohl der n-Kanal- Transistor Q&sub5;&sub2; als auch der p-kanal-Transistor Q&sub5;&sub5; im AUS-Zustand, so daß eine hohe lmpedanz zwischen dem Leseverstärkerausgang RB und der Leistungsversorgung Vcc bzw. Erde GND steht. Das Potential des Leseverstärkerausgangs RB bleibt daher unverändert, selbst wenn sich φS auf einen niedrigen Pegel ändert, und in Folge wird die Datenausgangsschaltung 112 nicht beeinflußt. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann aus diesem Grund der Leseverstärkerausgang RB direkt mit der Datenausgangsschaltung 112 verbunden werden, ohne daß es nötig ist, sie über das Übertragungsgatter zu verbinden. Die Umschaltschaltung 514 besteht daher, wie es in Fig. 7 gezeigt ist, nur aus Transistoren Q&sub2;&sub3;, Q&sub2;&sub4;, die das zweite CMOS-Übertragungsgatter bilden, und einem Inverter 250, d.h. jene verbleiben als Ergebnis des Entfernens von Q&sub2;&sub3;, Q&sub2;&sub4;, die das zweite CMOS-Übertragungsgatter von der in Fig. 2 gezeigten Umschaltschaltung nach dem Stand der Technik bilden.
  • Im folgenden wird auch die Ausleseoperation dieses Beispiels unter Bezugnahme auf das in Fig. 8 gezeigte Zeitdiagramm beschrieben.
  • Wenn der Halbleiterspeicher eine Auswahl auf einen niedrigen Pegel für das Chipauswahl-Eingangssignals ausführt, ändern sich ein Adressendecodierer- Ausgangssignal Xi und ein Adressendecodierer-Ausgangssignal Yj mit einem sich ändernden Adressensignal A&sub1;. Ändert sich das Adressensignal Ai einmal, wird ein Adressenänderungs-Erfassungssignal φi erzeugt, was in einem sequentiellen Anstieg (von niedrigem Pegel zu hohem Pegel) des Wortleitungs-Taktsignals φX, was ein Steuersignal φSW ein Lese-Freigabesignals φS und ein Daten- (Zwischen-)Speichersignals φL umschaltet. Ein Anstieg des Wortleitungs- Aktivierungssignals φX führt dazu, daß die Wortleitung Wi, zu der ein Adressendecodierer-Ausgangssignal Xi, und sonst keines, zugeführt wird, von niedrigem Pegel zu hohem Pegel ansteigt, wodurch in der Speicherzelle 901 gehaltene Daten beginnen, auf Bitleitungen BL, zu erscheinen. Andererseits wird nur ein Adressendecodierer-Ausgangssignal Yj ausgewählt, und in Folge wird das einzige Übertragungsgatter 902 geöffnet. Als Ergebnis werden nur die Daten der Speicherzelle 901 zu den Datenbusleitungen DB, des Leseverstärkers 503 übertragen. Ein Ansteigen des Lese-Freigabesignals φS führt zu einem Aktivieren des Leseverstärkers 503, und in Folge erscheinen Daten, die den Speicherzellendaten entsprechen, an den Auslesedaten RB des Leseausgangs.
  • Etwas vor dem Auftreten der Speicherdaten bei Auslesedaten RB steigt ein Umschalt-Steuersignal φSW an, was veranlaßt, daß Übertragungsgatter-Transistoren Q&sub2;&sub3;, Q&sub2;&sub4; zwischen dem Ausgang LB des Daten-(Zwischen-)Speichers 110 und dem (Zwischen-)Speicherausgang SB, d.h. ein Eingang der Datenausgangsschaltung 112, auf AUS schalten. Demgemäß treten Auslesedaten über den Leseverstärker 503 auf Auslesedaten RB vom Leseverstärker auf und werden direkt zu der Datenausgangs-Steuerschaltung 112 geführt, ohne daß sie durch (Zwischen-)Speicherdaten LB gestört werden. Dann werden Daten DOUT mit derselben Phase wie jener der Auslesedaten RB an den Datenausgangsanschluß ausgegeben. Andererseits steigt ein Daten-(Zwischen-)Speichersignal φL nach Verstreichen einer ausreichenden Zeit an, die dem Auftreten von Auslesedaten an Ausesedaten RB folgt. Ein Grund für ein Verzögern der Zeit des Daten-(Zwischen-)Speichersignals φL besteht darin, einen Fehler aufgrund von Rauschimpulsen zu vermeiden, die möglicherweise beim Adressensignal Ai auftreten können. Ein Ansteigen des Daten- (Zwischen-)Speichersignals φL führt im Daten-(Zwischen-)Speicher 110 dazu, daß sich das Übertragungsgatter 226 öffnet, und ausgelesene Leseverstärker- Ausgangsdaten RB werden in eine Flip-Flop-Schaltung 227 (zwischen-)gespeichert, und Daten mit derselben Phase wie die Ausesedaten RB werden zu (Zwischen-)Speicherdaten LB ausgegeben. Dann werden, nachdem die oben angegebenen Ausseschritte des Datenausgangs DOUT beendet sind, ein sequentieller Abfall des Daten-(Zwischen-)Speichersignals φL, des Lese-Freigabesignals φS, des Umschalt-Steuersignals φSW und des Wortleitungs-Aktivierungssignals φX veranlaßt, wodurch eine serielle Ausleseoperation beendet wird. Der Abfall des Lese- Freigabesignals φS schaltet die Transistoren Q&sub5;&sub2; und Q&sub5;&sub5; AUS, so daß der Leseverstärker 503 wieder in einen Zustand hoher Impedanz gelangt. Darauffolgend veranlaßt ein Abfall des Umschalt-Steuersignals φSW, daß die Übertragungsgatter- Transistoren Q&sub2;&sub3;, Q&sub2;&sub4; der Umschaltschaltung 514 auf EIN schalten, so daß die Daten-(Zwischen-)Speicherausgabe LB mit dem Eingang der Datenausgangsschaltung 112 verbunden wird. Die Übertragungsgatter-Transistoren Q&sub2;&sub3;, Q&sub2;&sub4; sind im EIN- Zustand, und somit wird der (Zwischen-)Speicherausgang LB auch mit dem Leseverstärkerausgang RB verbunden. Im Leseverstärker 503 ist jedoch der Ausgangsanschluß RB in einem getrennten Zustand gegenüber Erde GND und der Leistungsversorgung Vcc und somit unverändert bezüglich des Potentials, und in Folge werden die (Zwischen-)Speicherdaten LB nicht beeinflußt. Als Ergebnis kann der Leseverstärkerausgang RB direkt an die Datenausgangsschaltung angelegt werden, was zuläßt, daß eine Verzögerung D&sub0; der Zugriffszeit aufgrund eines Zwischenschaltens des Übertragungsgatters der Umschaltschaltung nach dem Stand der Technik verschwindet.
  • Wie es oben beschrieben ist, kann gemäß der vorliegenden Erfindung eine Halbleiterspeichervorrichtung hoher Geschwindigkeit, die eine kurze Zugriffszeit zuläßt, durch den Aufbau realisiert werden, daß, während ein Leseverstärker im Nichtbetriebszustand bleibt, gleichzeitig ein Leseverstärker in einem Zustand hoher Impedanz gehalten wird, wie es oben beschrieben ist, um das Übertragungsgatter auf der Leitung zu eliminieren, das ein Zeitverzögerungselement oder -faktor ist, das bzw. der in der Zugriffszeit enthalten ist.
  • Unter Bezugnahme auf die Fig. 9 bis 11 wird ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
  • Dafür, daß ein duales Auslesen zugelassen wird, weist das zweite Ausführungsbeispiel einen Leseverstärker 1202 (Fig. 9) der Speicherzellenmatrix 1201, einen Daten-(Zwischen-)Speicher 1301 (Fig. 10) und eine Umschaltschaltung 1401 (Fig. 11) auf, die jeweils anstelle des Leseverstärkers 503 der Speicherzellenmatrix 509, des Daten-(Zwischen-)Speichers 110 bzw. der Umschaltschaltung 514 im Beispiel 1 vorgesehen sind. Der Leseverstärker 1202, wie er diagrammäßig schematisch in Fig. 9 dargestellt ist, ist eine Paralelschaltung aus zwei Leseverstärkern 503, die im ersten Ausführungsbeispiel angegeben sind, so daß zwei Typen von Datenleitungen DB, in invertierter Beziehung verbunden sind, um zuzulassen, daß Auslesedaten von dem Leseverstärker, komplementäre Signale bilden, d.h. eine positive Phase RB und eine inverse Phase . Dieser Aufbau läßt, verglichen mit Beispiel 1, eine Realisierung einer schnellen Zugriffszeit zu. Ähnlich dazu sind der Daten(Zwischen-)Speicher 1301 und die Umschaltschaltung 1401, wie sie diagrammäßig schematisch in Fig. 10 bzw. 11 dargestellt sind, Parallelschaltungen aus zwei Daten-(Zwischen-)Speichern 110 bzw. Umschaltschaltungen 514, wie sie im ersten Ausführungsbeispiel angegeben sind. Die Leseverstärker-Auslesedaten RB, werden parallel an die (Zwischen-)Speicherschaltung 1301 angelegt und mit Umschaltausgängen SB, verbunden. (Zwischen-)Speicherausgänge LB, werden parallel in die Umschaltschaltung 1401 eingegeben. Wie das erste Ausführungsbeispiel erlaubt das zweite Ausführungsbeispiel eine Realisierung einer Halbleiterspeichervorrichtung mit einer Zugriffszeit hoher Geschwindigkeit durch den Aufbau zum Erzeugen eines derartigen Zustandes, daß Übertragungsgatter auf den Leitungen entfernt sind, die die Zugriffszeit beeinträchtigen.
  • Wie es oben beschrieben ist, erlaubt die Erfindung eine Realisierung einer kürzeren Zugriffszeit mittels des Aufbaus, daß, während Daten eines Daten- (Zwischen-)Speichers ausgegeben werden, ein Leseverstärker in einem solchen Zustand hoher Impedanz gehalten wird, so daß Übertrag ungsgatter auf den Leitungen, die ein Zeitverzögerungselement oder ein -faktor, das bzw. der bei der Zugriffszeit eine Rolle spielt, im wesentlichen eliminiert wurden.

Claims (2)

1. Halbleiterspeicher mit einem Leseverstärker (503, 1202) zum Verstärken eines aus einer ausgewählten Speicherzelle (901) ausgelesenen Datensignals, einer (Zwischen-)Speicherschaltung (110) zum (Zwischen-)Speichern des Ausgangssignals (RB, ) des Leseverstärkers, einer Umschaltschaltung (514, 1401), die mit dem Ausgangsanschluß der (Zwischen-)Speicherschaltung verbunden ist, und einer Ausgangsschaltung (112) mit einem mit dem Ausgangsanschluß der Umschaltschaltung (514, 1401) verbundenen Eingangsanschluß und einem Ausgangsanschluß zum Ausgeben eines Datenausgangssignals (DOUT), dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangsanschluß der Ausgangsschaltung weiterhin direkt mit dem Ausgangsanschluß des Leseverstärkers (503, 1202) verbunden ist, und dadurch, daß die Ausgangsschaltung geeignet ist, das Ausgangssignal (RB, ) vom Leseverstärker (503, 1202) und/oder das Ausgangssignal der Umschaltschaltung (514, 1401) zu empfangen, und dadurch, daß der Leseverstärker (503, 1202) eine Einrichtung (Q52, Q55, 400) enthält, um eine hohe Impedanz zwischen dem Ausgangsanschluß des Leseverstärkers und zwei Anschlüssen einer Leistungsversorgung bereitzustellen.
2. Halbleiterspeichervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Leseverstärker (503, 1202) ein Datensignal (DB, ) in Antwort auf ein erstes Steuersignal (φS) verstärkt und das verstärkte Datensignal (RB, ) zu seinem Ausgangsanschluß iberträgt, und wobei die (Zwischen-)Speicherschaltung (110) das verstärkte Datensignal (RB, WB) in Antwort auf ein zweites Steuersignal (φL) (zwischen-)speichert, das erzeugt wird, während das erste Steuersignal (φS) vorhanden ist; und wobei die Umschaltschaltung auf EIN schaltet und das Ausgangssignal (LB, ) der (Zwischen-)Speicherschaltung in Antwort auf ein drittes Steuersignal (φSW) während einer gewünschten Periode zur Ausgangsschaltung (112) führt, außer während der Periode, in der das erste Steuersignal (φS) vorhanden ist, wobei die hohe Impedanz zwischen dem Ausgangsanschluß des Leseverstärkers und den zwei Anschlüssen der Leistungsversorgung während einer gewünschten Zeitperiode beibehalten wird, außer während der Periode, in der das erste Steuersignal vorhanden ist.
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