JP2000132965A - 同期型半導体記憶装置 - Google Patents

同期型半導体記憶装置

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JP2000132965A
JP2000132965A JP10305407A JP30540798A JP2000132965A JP 2000132965 A JP2000132965 A JP 2000132965A JP 10305407 A JP10305407 A JP 10305407A JP 30540798 A JP30540798 A JP 30540798A JP 2000132965 A JP2000132965 A JP 2000132965A
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JP10305407A
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Hisashi Iwamoto
久 岩本
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 データの書込速度が改善された同期型半導体
記憶装置を提供する。 【解決手段】 メモリブロック内のセンスアンプ帯部分
において、入出力線LIO、/LIOとビット線BL、
/BLとの接続部に入出力線LIO、/LIOの振幅を
増幅してビット線BL、/BLに出力する書込増幅回路
54を設ける。入出力線の配線長が長くなり抵抗値や容
量値が大きくなった場合や入出力線LIO、/LIOの
振幅が小さくなった場合でも、安定して記憶データの高
速な書込動作が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体記憶装置
に関し、特に、外部から周期的に与えられるクロック信
号に同期して外部信号の取込を行なう同期型半導体記憶
装置に関する。より特定的には、この発明は高い周波数
で毎クロックサイクル書込動作が可能な同期型ダイナミ
ックランダムアクセスメモリ(以下、SDRAMと称す
る)に関する。
【0002】
【従来の技術】近年高速MPU(マイクロプロセッサ
ユニット)のための主記憶として、クロック信号に同期
して動作するSDRAMが採用されている。SDRAM
においては、高速でアクセスするために、システムクロ
ック信号に同期して連続したデータの入出力が行なわれ
る。
【0003】従来のDRAMでは、ロウアドレスストロ
ーブ信号/RASおよびコラムアドレスストローブ信号
/CASという外部制御信号に同期して、アドレス信号
および入力データ等を取込んで動作が行なわれる。この
方式と異なり、SDRAMにおいては、外部から与えら
れるクロック信号CLK(たとえばシステムクロック)
の立上がりエッジでアドレスストローブ信号/RAS、
/CAS、アドレス信号および入力データ等の外部信号
を取込む。
【0004】外部からのクロック信号に同期させて外部
からの制御信号およびデータを取込むこと、すなわち同
期動作を実行することの利点は、アドレス信号のスキュ
ー(アドレス確定までのタイミングのずれ)によるデー
タ入出力タイミングのずれを吸収するためのデータ入出
力タイミングマージンを確保する必要がなく、このため
サイクルタイムを短縮することができること等である。
【0005】つまり、クロック信号に同期して連続デー
タの書込および読出を実行することにより、連続アクセ
ス時のアクセスタイムをさらに高速化することが可能と
なる。
【0006】SDRAMではデータの連続書込を可能に
するために、1クロックサイクル内でデータをメモリセ
ルに書込まなければならない。したがって、アレイへの
データ書込時間が長くなれば、動作の高速化を律速する
ことになる。
【0007】図12は、従来のSDRAMのアレイ部の
一般的な構成を説明するための図である。
【0008】図12を参照して、このアレイ部は、列選
択線CSL0に対応して設けられるIOゲートおよびセ
ンスアンプ部602と、ビット線BLL0、/BLL0
に対応して設けられるメモリセルアレイ604とを含
む。図示はしないがビット線BLR0、/BLR0に対
応してメモリセルアレイ604と同様なメモリセルアレ
イが設けられる。
【0009】メモリセルアレイ604は、ビット線BL
L0とワード線WL0との交点に対応して設けられるメ
モリセル621と、ビット線/BLL0とワード線WL
1の交点に対応して設けられるメモリセル625とを含
む。メモリセルアレイ604はワード線WL0、WL1
の他にも図示しない複数本のワード線を含んでいる。こ
れらの他のワード線に対応しても同様のメモリセルを含
んでいるが、ここでは代表してメモリセル621、62
5を図示している。
【0010】メモリセル621は、一方の電極であるス
トレージノードにデータを蓄積し、他方の電極をセルプ
レートCPに接続されたキャパシタ624と、ワード線
WL0によって活性化され、キャパシタ624のストレ
ージノードとビット線BLL0とを電気的に接続するア
クセストランジスタ622とを含む。
【0011】メモリセル625は、一方の電極であるス
トレージノードにデータを蓄積し、他方の電極をセルプ
レートCPに接続されたキャパシタ626と、ワード線
WL1によって活性化され、キャパシタ626のストレ
ージノードとビット線/BLL0とを電気的に接続する
アクセストランジスタ628とを含む。
【0012】IOゲートおよびセンスアンプ602は、
ビット線分離制御信号BLILがH(ハイ)レベルの時
に導通してビット線BLL0とビット線BLとを接続す
るビット線分離ゲート630と、ビット線分離制御信号
BLILがH(ハイ)レベルの時に導通してビット線/
BLL0とビット線/BLとを接続するビット線分離ゲ
ート632と、ビット線分離制御信号BLIRがH(ハ
イ)レベルの時に導通してビット線BLR0とビット線
BLとを接続するビット線分離ゲート642と、ビット
線分離制御信号BLIRがHレベルの時に導通してビッ
ト線/BLR0とビット線/BLとを接続するビット線
分離ゲート644と、センスアンプ活性化信号SAEに
よって活性化されてビット線BLとビット線/BLとの
間の電位差を増幅するセンスアンプ634とを含む。
【0013】IOゲートおよびセンスアンプ602は、
さらに、列選択線CSL0の電位がHレベルの時に導通
してビット線BLとローカル入出力線LIOとを接続す
る入出力線分離ゲート636と、列選択線CSL0の電
位がHレベルの時に導通してビット線/BLとローカル
入出力線/LIOとを接続する入出力線分離ゲート63
8と、イコライズ信号BLEQがHレベルの時に活性化
されビット線BLとビット線/BLとを接続し所定の電
位VBLとするイコライズ回路640とを含む。
【0014】イコライズ回路640は、ビット線BLと
ビット線/BLとの間に接続されゲートにイコライズ信
号BLEQを受けるnチャネルMOSトランジスタ64
6と、イコライズ信号BLEQによって活性化され所定
の電位VBLをビット線BLに与えるnチャネルMOS
トランジスタ648と、イコライズ信号BLEQによっ
て活性化され所定の電位VBLをビット線/BLに与え
るnチャネルMOSトランジスタ650とを含む。
【0015】このアレイ部は、さらに、列選択線CSL
1に対応して設けられるIOゲートおよびセンスアンプ
606と、ビット線BLL1、/BLL1に対応して設
けられるメモリセルアレイ608と、列選択線CSLn
−1に対応して設けられるIOゲートおよびセンスアン
プ610と、ビット線BLLn−1、/BLLn−1に
対応して設けられるメモリセルアレイ612と、列選択
線CSLnに対応して設けられるIOゲートおよびセン
スアンプ614と、ビット線BLLn、/BLLnに対
応して設けられるメモリセルアレイ616とをさらに含
む。図示しないが列選択線CSL2〜CSLn−2に対
応して同様なIOゲートおよびセンスアンプとメモリセ
ルアレイが設けられる。
【0016】IOゲートおよびセンスアンプ606、6
10、614は、IOゲートおよびセンスアンプ602
と同様の構成を有するので説明は繰返さない。またメモ
リセルアレイ608、612、616はメモリセルアレ
イ604と同様の構成を有するため説明は繰返さない。
【0017】このアレイ部は、さらに、ロウ系の活性化
信号φS0がHレベルの時に導通してローカル入出力線
LIOをグローバル入出力線GIOに接続する入出力線
分離ゲート620と、活性化信号φS0がHレベルの時
に導通してローカル入出力線/LIOとグローバル入出
力線/GIOとを接続する入出力線分離ゲート618
と、ゲートに活性化信号φS0を受け電源ノードとロー
カル入出力線LIOとの間に接続されるPチャネルMO
Sトランジスタ622と、ゲートに活性化信号φS0を
受け電源ノードとローカル入出力線/LIOとの間に接
続されるPチャネルMOSトランジスタ624とを含
む。
【0018】グローバル入出力線GIO、/GIOはラ
イトドライバ&プリアンプ626に接続されている。図
12では、接続関係を明確にするためにライトドライバ
&プリアンプ626も図中に示している。
【0019】このライトドライバ&プリアンプ626は
周辺回路の近傍に配置され、グローバル入出力線、ロー
カル入出力線を通ってライトドライバ&プリアンプ62
6からビット線にデータが伝わり、そのデータはメモリ
セルに書込まれる。
【0020】図13は、図12に示した従来のSDRA
Mの読出動作を説明するための動作波形図である。
【0021】図12、13を参照して、時刻t1におい
て、ロウ系の回路を活性化する活性化信号φS0のレベ
ルが0Vから電源電位Vccまで立上がる。応じてワー
ド線WL0が活性化されメモリセルがビット線に接続さ
れビット線対に微小な電位差が生じる。
【0022】次に時刻t2において、ビット線対に接続
されたセンスアンプ634が活性化されビット線間の電
位差の増幅が開始される。
【0023】時刻t3において、列選択線CSL0〜C
SLnのいずれか1本が活性化され、応じてビット線対
に出力されている記憶情報はローカル入出力線LIOに
伝達され、続いてグローバル入出力線GIOに伝達され
る。
【0024】時刻t4において、列選択線が不活性化さ
れると、ローカル入出力線LIO、/LIOはセンスア
ンプ634と分離されるため外部にデータの読出が完了
する。その後、ローカル入出力線対LIO、/LIOの
電位は図示しないイコライズ回路によってイコライズさ
れ、既にプリチャージされているグローバル入出力線対
の電位に応じてプリチャージされる。このときNチャネ
ルMOSトランジスタ618、620による電圧降下に
よりローカル入出力線対のプリチャージの電位はVcc
−Vtnとなる(VtnはNチャネルMOSトランジス
タのしきい値)。
【0025】時刻t5において、ロウ系の活性化信号φ
S0が0Vに立下がり、応じてローカル入出力線対LI
O、/LIOはPチャネルMOSトランジスタ622、
624の働きにより電源電位Vccにプリチャージされ
る。
【0026】図14は、図12に示した従来のSDRA
Mの書込動作を説明するための動作波形図である。
【0027】図14を参照して、時刻t1において、ロ
ウ系の活性化信号φS0が0Vから電源電位Vccへと
立上がる。応じてビット線BL、/BLにはメモリセル
に蓄積されている情報が読出され電位差が生じ、時刻t
2においてセンスアンプの働きによりその電位差の増幅
が開始される。
【0028】時刻t3においてメモリセルに書込むデー
タが外部よりグローバル入出力線対GIO、/GIOに
伝達され、そのデータはローカル入出力線対LIO、/
LIOに伝達される。
【0029】時刻t4において、列選択線CSLが活性
化されるとローカル入出力線対に伝達されているデータ
がビット線対にさらに伝達される。このとき選択されて
いない列のビット線対は時刻t4までに読出されたデー
タを保持している。
【0030】データの書換に必要な時間Tr1が経過し
た後、時刻t5において列選択線が非活性化され、その
後、ローカル入出力線対LIO、/LIOの電位は図示
しないイコライズ回路によってイコライズされグローバ
ル入出力線対GIO、/GIOの電位に従いプリチャー
ジされる。
【0031】時刻t6においてロウ系の活性化信号φS
0が立下がり、ローカル入出力線対GIO、/GIOは
グローバル入出力線対GIO、/GIOと分離されPチ
ャネルMOSトランジスタ622、624の働きにより
電源電位Vccにプリチャージされる。またビット線B
L、/BLは、イコライズ回路640の働きにより1/
2Vccにその電位がプリチャージされる。
【0032】ライトドライバが周辺回路の近辺に配置さ
れ、アレイ部と離れた配置となる場合には、書込データ
が伝わる経路であるグローバル入出力線、ローカル入出
力線の配線長が長くなる。このため、それぞれの配線に
おいて抵抗値または容量値が大きくなるため書込時間が
長くなってしまう。このような場合はそれぞれの配線を
接続するトランジスタのサイズを大きくするなど、接続
部での抵抗値、容量値を小さくする対策が必要となる。
【0033】以下、入出力線の配線長が長くなった場合
に有効である、読出速度を改善した従来技術の回路につ
いて説明する。
【0034】図15は、特開平5−36267号公報に
記載されたアレイ部のIOゲートおよびセンスアンプ部
分の構成を示す回路図である。
【0035】図15に示した回路は、所定のデータを記
憶するメモリセル761、762と、メモリセル76
1、762に共通して設けられる1対のビット線76
5、766と、メモリセル761、762を分離する分
離トランジスタ767、768、769、770と、ビ
ット線765、766の電位差を増幅するセンスアンプ
773と、データの伝送が相補的に行なわれる1対の入
出力線771、772と、入出力線772とビット線7
65との間にチャネルが連結され、書込用コラム選択線
WCSLにゲートが接続された入力用トランジスタ77
7と、入出力線771とビット線766との間にチャネ
ルが連結され、書込用コラム選択線WCSLにゲートが
接続された入力用トランジスタ778と、接地電圧端に
チャネルの一端が接続され、読出用コラム選択線RCS
Lにゲートが接続された放電用トランジスタ774と、
放電用トランジスタ774のチャネルの他端と入出力線
772との間にチャネルが連結され、ビット線765に
ゲートが接続された出力用トランジスタ775と、放電
用トランジスタ774のチャネルの他端と入出力線77
1との間にチャネルが連結され、ビット線766にゲー
トが接続された出力用トランジスタ776とを含む。図
15において、図示されていないが、メモリセル76
1、762は各々隣接したメモリセルアレイに存在して
おり、1つのIOゲートおよびセンスアンプが2つのメ
モリセルアレイを担当するようになっている。
【0036】図16は、図15に示した回路の動作を説
明するための動作波形図である。まず、読出動作を説明
する。ワード線763が選択されてメモリセル761の
データがビット線765に伝送され、これにより生じた
ビット線765、766の電位差をセンスアンプ773
が増幅する。
【0037】同時に、読出用コラム選択線RCSLが選
択されると、放電用トランジスタ774が導通状態とな
り、出力用トランジスタ775、776は電流センスア
ンプのように動作する。すなわち、図12に示すよう
に、入出力線771の電位は出力用トランジスタ776
が非導通状態となっているので、そのまま維持され、入
出力線772の電位は出力用トランジスタ775が導通
状態となっているので、放電用トランジスタ774を通
じて接地電圧端に放電される。その後、入出力線77
1、772の電位差はセンスアンプ779によりさらに
増幅されてチップ外部に出力される。
【0038】このような読出動作は、ビット線の電位が
入出力用トランジスタのチャネルを通じて入出力線に伝
送される場合よりも高速に行なわれる。
【0039】
【発明が解決しようとする課題】図15に示した回路
は、読出速度を速くするために提案されたセンスアンプ
帯と入出力線との接続部である。しかしながら、この構
成では、ローカル入出力線およびグローバル入出力線の
配線長が長くなったことに対する書込速度の改善の対策
は何ら施されていない。
【0040】この発明の目的は、高い周波数で書込動作
が可能な同期型半導体記憶装置を提供することである。
【0041】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の半導体
記憶装置は、記憶データが与えられる主入出力線対と、
記憶データを保持する複数のメモリブロックと、複数の
メモリブロックのいずれかを選択する主選択回路とを備
え、各メモリブロックは、複数のメモリセルが行列状に
配列されるメモリセルアレイと、複数のメモリセルに記
憶データを与えるための複数のビット線対と、複数のビ
ット線対に対して共通に設けられ、主選択回路によって
選択された場合に主入出力線対から複数のビット線対に
むけてデータを伝達するための副入出力線対と、ビット
線対に生ずる電位差を拡大するセンスアンプ帯とを含
み、センスアンプ帯は、複数のビット線対間の電位差を
それぞれ増幅するための複数のセンスアンプと、複数の
ビット線対のうちいずれかを選択的に副入出力線対に結
合する副選択回路とを有し、副選択回路は、記憶データ
を書込む際に活性化され、副入出力線対間に生ずる電位
差を拡大して増幅しメモリセルに対応するビット線対に
出力する、センスアンプより駆動力の大きい書込増幅回
路を有する。
【0042】請求項2に記載の半導体記憶装置は、請求
項1に記載の同期型半導体記憶装置の構成に加えて、各
ビット線対は、第1のビット線と、第1のビット線と相
補的に設けられる第2のビット線とを有し、各副入出力
線対は、第1の入出力線と、第1の入出力線と相補的に
設けられる第2の入出力線とを有し、書込増幅回路は、
書込時に複数のビット線対のいずれかを選択する書込列
選択信号により活性化され第1の内部ノードを接地電位
と結合する第1のゲート回路と、書込列選択信号によっ
て活性化され第2の内部ノードを電源電位と結合する第
2のゲート回路と、第1の内部ノードと第1のビット線
との間に接続され、ゲートが第2の入出力線に接続され
た第1のMOSトランジスタと、第1の内部ノードと第
2のビット線との間に接続され、ゲートが第1の入出力
線に接続された第2のMOSトランジスタと、第2の内
部ノードと第1のビット線との間に接続され、ゲートが
第1の入出力線に接続された第3のMOSトランジスタ
と、第2の内部ノードと第2のビット線との間に接続さ
れ、ゲートが第2の入出力線に接続された第4のMOS
トランジスタとを有する。
【0043】請求項3に記載の半導体記憶装置は、請求
項1に記載の同期型半導体記憶装置の構成に加えて、副
選択回路は、メモリセルに記憶された記憶データを読出
す際に活性化されビット線対間に生ずる電位差を拡大し
て増幅し副入出力線対に出力する読出増幅回路をさらに
有する。
【0044】請求項4に記載の半導体記憶装置は、記憶
データが与えられる主入出力線対と、記憶データを保持
する複数のメモリブロックとを備え、各メモリブロック
は、複数のメモリセルが行列状に配列されるメモリセル
アレイと、複数のメモリセルに記憶データを与えるため
の複数のビット線対と、複数のビット線対に対して共通
に設けられ、主入出力線から複数のビット線対にむけて
データを伝達するための副入出力線対と、ビット線対に
生ずる電位差を拡大するセンスアンプ帯とを含み、セン
スアンプ帯は、複数のビット線対間の電位差をそれぞれ
増幅するための複数のセンスアンプと、複数のビット線
対のうちいずれかを選択的に副入出力線対に結合する副
選択回路とを有し、複数のメモリブロックのいずれかを
選択し副入出力線対と主入出力線対とを結合する主選択
回路をさらに備え、主選択回路は、主入出力線対間に生
ずる電位差を拡大して増幅し副入出力線対に出力する、
センスアンプより駆動力の大きい書込増幅回路を含む。
【0045】請求項5に記載の半導体記憶装置は、請求
項4に記載の同期型半導体記憶装置の構成に加えて、各
副入出力線対は、第1の入出力線と、第1の入出力線と
相補的に設けられる第2の入出力線とを有し、各主入出
力線対は、第3の入出力線と、第3の入出力線と相補的
に設けられる第4の入出力線とを含み、主選択回路は、
第1、第2の入出力線をプリチャージするプリチャージ
回路をさらに含み、書込増幅回路は、書込時にメモリブ
ロックを選択する書込ブロック選択信号により活性化さ
れ第1、第2の内部ノードをそれぞれ接地電位と結合す
る第1、第2のゲート回路と、第1の内部ノードと第1
の入出力線との間に接続され、ゲートが第4の入出力線
に接続された第1のMOSトランジスタと、第2の内部
ノードと第2のビット線との間に接続され、ゲートが第
3の入出力線に接続された第2のMOSトランジスタと
を有する。
【0046】請求項6に記載の半導体記憶装置は、請求
項4に記載の同期型半導体記憶装置の構成に加えて、主
選択回路は、記憶データを読出す際に活性化され副入出
力線対間に生ずる電位差を拡大して増幅し主入出力線対
に出力する読出増幅回路をさらに含む。
【0047】請求項7に記載の半導体記憶装置は、請求
項6に記載の同期型半導体記憶装置の構成に加えて、各
副入出力線対は、第1の入出力線と、第1の入出力線と
相補的に設けられる第2の入出力線とを含み、各主入出
力線対は、第3の入出力線と、第3の入出力線と相補的
に設けられる第4の入出力線とを含み、第1、第2の入
出力線をプリチャージするプリチャージ回路をさらに備
え、読出増幅回路は、読出時にメモリブロックを選択す
る読出ブロック選択信号により活性化され第1、第2の
内部ノードをそれぞれ接地電位と結合する第1、第2の
ゲート回路と、第1の内部ノードと第3の入出力線との
間に接続され、ゲートが第2の入出力線に接続された第
1のMOSトランジスタと、第2の内部ノードと第4の
ビット線との間に接続され、ゲートが第1の入出力線に
接続された第2のMOSトランジスタとを有する。
【0048】
【発明の実施の形態】以下において、本発明の実施の形
態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中
同一符号は同一または相当部分を示す。
【0049】[実施の形態1]図1は、この発明の実施
の形態1の同期型半導体記憶装置の構成を概略的に示す
図である。
【0050】図1では、1ビットのデータ授受に関連す
る部分および周辺回路の構成が示されており、このデー
タ授受に関連する部分はデータ入出力端子それぞれに対
応して設けられる。
【0051】図1を参照して、この同期型半導体記憶装
置(以下SDRAMと称する)は、各々が行列状に配列
される複数のメモリセルを有するメモリアレイ1aa、
1ab、1baおよび1bbを含む。
【0052】このSDRAMは、2つのバンクを有し、
メモリアレイ1aaおよび1abがバンクAを構成し、
メモリアレイ1baおよび1bbがバンクBを構成す
る。
【0053】このバンクAおよびBそれぞれにおいて、
メモリアレイ1aaがサブバンクA0を構成し、メモリ
アレイ1abがサブバンクA1を構成し、メモリアレイ
1baがサブバンクB0を構成し、メモリアレイ1bb
がサブバンクB1を構成する。
【0054】このSDRAMは、2バンクSDRAMと
して機能する。バンクAおよびBは、それぞれ互いに独
立に活性/非活性状態へ駆動することができる。バンク
の指定は、各コマンドと同時に与えられるバンクアドレ
スにより行なわれる。
【0055】メモリアレイ1aaに対し、バンクアドレ
ス信号BXにより活性化され、ロウアドレス信号X0−
Xj(X0−j)をデコードし、メモリアレイ1aaの
アドレス指定された行を選択状態へ駆動するXデコーダ
群2aaと、センスアンプ活性化信号φSAAにより活
性化され、メモリアレイ1aaの選択行に接続されるメ
モリセルデータの検知、増幅およびラッチを行なうセン
スアンプ群3aaと、バンクアドレス信号BYにより活
性化され、コラムアドレス信号YE0−YEk(YE0
−k)をデコードし、メモリアレイ1aaのアドレス指
定された列を選択するYデコーダ群4aaとが設けられ
る。
【0056】このYデコーダ群4aaにより選択された
列上のメモリセルは、内部データバス5aaに結合され
る。バンクアドレス信号BXは、アクティブコマンドま
たはプリチャージ状態への復帰を指示するプリチャージ
コマンドと同時に与えられるバンクアドレス信号であ
り、またバンクアドレス信号BYは、リードコマンドま
たはライトコマンドと同時に与えられるバンクアドレス
信号である。
【0057】メモリアレイ1abに対し、バンクアドレ
ス信号BXにより活性化され、ロウアドレス信号X0−
Xj(X0−j)をデコードし、メモリアレイ1abの
アドレス指定された行を選択状態へと駆動するXデコー
ダ群2abと、センスアンプ活性化信号φSAAにより
活性化されメモリアレイ1abの選択行に接続されるメ
モリセルに対するデータの検知、増幅およびラッチを行
なうセンスアンプ群3abと、バンクアドレス信号BY
により活性化され、コラムアドレス信号YO0−YOk
(YO0−k)をデコードし、メモリアレイ1abのア
ドレス指定された列を選択するYデコーダ群4abが設
けられる。
【0058】このYデコーダ群4abにより選択された
列上のメモリセルは、内部データバス5abに結合され
る。
【0059】メモリアレイ1baに対し、バンクアドレ
ス信号/BXにより活性化され、ロウアドレス信号X0
−Xj(X0−j)をデコードし、メモリアレイ1ba
のアドレス指定された行を選択状態へと駆動するXデコ
ーダ群2baと、センスアンプ活性化信号φSABによ
り活性化され、メモリアレイ1baの選択行に接続され
るメモリセルに対するデータの検知、増幅およびラッチ
を行なうセンスアンプ群3baと、バンクアドレス信号
/BYにより活性化され、コラムアドレス信号YE0−
YEk(YE0−k)をデコードし、メモリアレイ1b
aのアドレス指定された列を選択するYデコーダ群4b
aが設けられる。
【0060】このYデコーダ群4baにより選択された
列上のメモリセルは、内部データバス5baに結合され
る。
【0061】メモリアレイ1bbに対し、バンクアドレ
ス信号/BXにより活性化され、ロウアドレス信号X0
−Xj(X0−j)をデコードし、メモリアレイ1bb
のアドレス指定された行を選択状態へと駆動するXデコ
ーダ群2bbと、センスアンプ活性化信号φSABによ
り活性化され、メモリアレイ1bbの選択行に接続され
るメモリセルに対するデータの検知、増幅およびラッチ
を行なうセンスアンプ群3bbと、バンクアドレス信号
/BYにより活性化され、コラムアドレス信号YO0−
YOk(YO0−k)をデコードし、メモリアレイ1b
bのアドレス指定された列を選択するYデコーダ群4b
bが設けられる。
【0062】このYデコーダ群4bbにより選択された
列上のメモリセルは、内部データバス5bbに結合され
る。ここで、Xデコーダ群、センスアンプ群およびYデ
コーダ群と称しているのは、Xデコーダ群は、各行に対
応して配置されるXデコーダを備え、センスアンプ群
は、対応のメモリアレイの各列に対応して設けられるセ
ンスアンプを有し、Yデコーダ群は、各列に対応して設
けられるYデコーダを含むためである。
【0063】メモリアレイ1aaおよび1abにおいて
バンクアドレス信号BXおよびBYに従って同時にメモ
リセル選択動作が行なわれ、一方、メモリアレイ1ba
および1bbではバンクアドレス信号/BXおよび/B
Yに従って同時に選択動作が行なわれる。
【0064】メモリアレイ1aaからデータを読出すた
めに、ライトドライバ&プリアンプ9aaが設けられ
る。ライトドライバ&プリアンプ9aaは、レジスタ活
性化信号φRBA0の活性化に応答して、センスアンプ
群3aaによって内部データバス5aa上に読出された
メモリアレイ1bbからのデータを受けて増幅しラッチ
する。また、ライトドライバ&プリアンプ9aaは、メ
モリアレイ1aaへとデータを書込むために、レジスタ
活性化信号φWBA0の活性化に応じてバンクセレクタ
8aから与えられるデータを受けてラッチし内部データ
バス5aaに対して出力する。
【0065】メモリアレイ1abからデータを読出すた
めに、ライトドライバ&プリアンプ9abが設けられ
る。ライトドライバ&プリアンプ9abは、レジスタ活
性化信号φRBA1の活性化に応答して、センスアンプ
群3abによって内部データバス5ab上に読出された
メモリアレイ1abからのデータを受けて増幅しラッチ
する。また、ライトドライバ&プリアンプ9abは、メ
モリアレイ1abへとデータを書込むために、レジスタ
活性化信号φWBA1の活性化に応じてバンクセレクタ
8bから与えられるデータを受けてラッチし内部データ
バス5abに対して出力する。
【0066】メモリアレイ1baからデータを読出すた
めに、ライトドライバ&プリアンプ9baが設けられ
る。ライトドライバ&プリアンプ9baは、レジスタ活
性化信号φRBB0の活性化に応答して、センスアンプ
群3baによって内部データバス5ba上に読出された
メモリアレイ1baからのデータを受けて増幅しラッチ
する。また、ライトドライバ&プリアンプ9baは、メ
モリアレイ1baへとデータを書込むために、レジスタ
活性化信号φWBB0の活性化に応じてバンクセレクタ
8aから与えられるデータを受けてラッチし内部データ
バス5baに対して出力する。
【0067】メモリアレイ1bbからデータを読出すた
めに、ライトドライバ&プリアンプ9bbが設けられ
る。ライトドライバ&プリアンプ9bbは、レジスタ活
性化信号φRBB1の活性化に応答して、センスアンプ
群3bbによって内部データバス5bb上に読出された
メモリアレイ1bbからのデータを受けて増幅しラッチ
する。また、ライトドライバ&プリアンプ9bbは、メ
モリアレイ1bbへとデータを書込むために、レジスタ
活性化信号φWBB1の活性化に応じてバンクセレクタ
8bから与えられるデータを受けてラッチし内部データ
バス5bbに対して出力する。
【0068】ライトドライバ&プリアンプ9aaおよび
9baに対しては、バンクセレクタ8aが設けられる。
バンクセレクタ8aはデータ選択信号BA0、BA1に
従ってライトドライバ&プリアンプ9aaおよび9ba
が出力するデータ信号のいずれかを選択し出力する。
【0069】ライトドライバ&プリアンプ9abおよび
9bbに対しては、バンクセレクタ8bが設けられる。
バンクセレクタ8bはデータ選択信号BA0、BA1に
従ってライトドライバ&プリアンプ9abおよび9bb
が出力するデータ信号のいずれかを選択し出力する。
【0070】バンクセレクタ8a、8bに対しては、デ
ータの読出時に選択信号φSEO、φSEEに応じてバ
ンクセレクタ8a、8bからいずれかの出力を選択する
セレクタ26と、セレクタ26の出力を受けて増幅する
入出力バッファ28と、入出力バッファ28の出力信号
を外部に出力するデータ入出力端子6とが設けられる。
【0071】データの書込時においては、書込選択信号
φWSEE、φWSEOに応じてセレクタ26は、入出
力バッファ28を介して外部よりクロック信号CLKに
同期して入力されるデータをバンクセレクタ8aまたは
8bに対して出力する。
【0072】このSDRAMは、さらに、入力端子12
a、12b、12cおよび12dにそれぞれ与えられる
外部制御信号ext./RAS、ext./CAS、e
xt./CSおよびext./WEをクロック信号CL
Kの立上がりに同期して取込み、かつその状態を判定し
て内部制御信号φxa、φya、φW、φCS、φRお
よびφCAを生成する制御信号発生回路13とを含む。
【0073】信号ext./CSは、チップセレクト信
号であり、このチップセレクト信号ext./CSが活
性化状態のときにこのSDRAMはデータ授受を行な
う。
【0074】クロック信号CLKは、外部からクロック
バッファ20を介して入出力される外部クロック信号e
xt.CLKに従って内部クロック発生回路22で生成
されるクロック信号である。
【0075】信号φxaは、アクティブコマンドが与え
られたときに活性化され、ロウアドレス信号の取込を指
示する。信号φyaは、リードコマンドまたはライトコ
マンドが与えられたときに活性化され、コラムアドレス
信号の取込を指示する。信号φWは、ライトコマンドが
与えられたときに活性化され、データ書込を指示する。
信号φRは、アクティブコマンドが与えられたときに活
性化され、行選択に関連する部分の回路を活性化する。
信号φCAは、リードコマンドまたはライトコマンドが
与えられたときに活性化され、列選択およびデータ出力
に関連する部分の回路(コラム系回路)を活性化する。
【0076】このSDRAMは、さらに、ロウアドレス
取込指示信号φxaの活性化に応答して外部アドレス信
号ext.A0−Ai(A0−i)を取込み、内部ロウ
アドレス信号X0−Xj(X0−j)およびバンクアド
レス信号BXを生成するXアドレスバッファ14と、コ
ラムアドレス取込指示信号φyaの活性化時に活性化さ
れ、外部アドレス信号ext.A0−Aiを取込み内部
コラムアドレス信号を発生するYアドレスバッファ15
と、このYアドレスバッファ15から与えられる内部コ
ラムアドレス信号を先頭アドレスとして、クロック信号
CLKに同期して所定のシーケンスでこのアドレスを変
化させて偶数コラムアドレス信号YE0−YEk(YE
0−k)および奇数コラムアドレス信号YO0−YOk
(YO0−k)およびバンクアドレス信号BY、BA
0、BA1(BA0、1)を発生するYアドレスオペレ
ーション回路16とを含む。
【0077】このYアドレスオペレーション回路16
は、バーストアドレスカウンタを含み、2クロックサイ
クルごとにコラムアドレス信号を変化させる。
【0078】このSDRAMは、さらに、コラム系活性
化信号φCAの活性化に従って内部クロック信号CLK
をカウントし、そのカウント値に従って所定のタイミン
グでカウントアップ信号を生成するクロックカウンタ1
7と、クロックカウンタ17のカウントアップ信号と、
バンクアドレス信号BXおよびBYと、コラムアドレス
信号の最下位ビットY0を受け、各種内部制御信号φR
BB0、φRBB1、φRBA0、φRBA1、φSA
A、φSAB、φSEO、φSEE、φWBB0、φW
BB1、φWBA0、φWBA1、φWSEO、φWS
EEを生成する制御信号発生回路32を含む。
【0079】バンクアドレス信号BXおよびBYに従っ
て、指定されたバンクに対する制御信号が活性状態とさ
れる。最下位コラムアドレス信号ビットY0は、1つの
バンクに含まれる2つのメモリアレイのうちいずれのメ
モリアレイに先にアクセスするかを示すために用いられ
る。
【0080】クロックカウンタ17は、CASレイテン
シおよびバースト長をカウントするカウンタを含み、指
定された動作モードに従って所定のタイミングでカウン
トアップ信号を生成する。
【0081】図2は、実施の形態1のSDRAMの連続
アクセスの使用を満たす標準的なタイミングを説明する
ための波形図である。図2においては、データ入出力端
子DQ0〜DQ7の8ビットのデータ(バイトデータ)
の入力および出力が可能なSDRAMにおいて、連続し
て8つのデータ(8×8の合計64ビット)を書込みま
たは読出す動作を示す。連続して読出されるデータのビ
ット数はバースト長と呼ばれ、SDRAMでは通常モー
ドレジスタによって変更することが可能である。
【0082】図2を参照して、時刻t1において、外部
からのクロック信号ext.CLK(たとえばシステム
クロック)の立上がりエッジで外部からの制御信号(ロ
ウアドレスストローブ信号/RAS、コラムアドレスス
トローブ信号/CAS、アドレス信号ADDなど)が取
込まれる。ロウアドレスストローブ信号/RASが活性
状態のLレベルにあるため、このときのアドレス信号A
DDは行アドレスXaとして取込まれる。
【0083】時刻t2において、コラムアドレスストロ
ーブ信号/CASが活性状態のLレベルとなり、クロッ
ク信号ext.CLKの立上がりに同期して内部に取込
まれる。このときのアドレス信号ADDは列アドレスY
として取込まれる。この取込まれた行アドレスXaおよ
び列アドレスYbに従ってSDRAM内において行およ
び列の選択動作が実施される。
【0084】D/Qは、入出力端子DQiから入出力さ
れるデータ信号を示す。行アドレスストローブ信号/R
ASがLレベルに立下がってから所定のクロック周期
(図2においては6クロックサイクル)が経過した後時
刻t3において最初のデータq0が出力され、データq
0に引き続きデータq1〜q7が連続して出力される。
このデータの出力はクロック信号ext.CLKの立下
がりに応答して出力される。
【0085】時刻t4以降は書込動作を示す。時刻t4
において、行アドレスXcが取込まれる。時刻t5にお
いて、コラムアドレスストローブ信号/CASおよびラ
イトイネーブル信号/WEがともに活性状態のLレベル
であれば、そのときのクロック信号ext.CLKの立
上がりエッジにおいて列アドレスYdが取込まれるとと
もに、そのときに与えられていたデータd0が最初の書
込データとして取込まれる。ロウアドレスストローブ信
号/RASおよびコラムアドレスストローブ信号/CA
Sの立下がりに応答して、SDRAM内部においては行
および列選択動作が実施される。以降クロック信号ex
t.CLKに同期して順次入力データd1〜d7が取込
まれ、対応するメモリセルに書込まれる。
【0086】図3は、SDRAMの一般的なブロック配
置を示す図である。図3を参照して、ライトドライバW
Bは周辺回路の脇に配置され、グローバル入出力線、ロ
ーカル入出力線を通ってビット線にデータが伝わり、そ
のデータはメモリセルに書込まれる。このため、それぞ
れの配線において、抵抗値が高くなればもしくは寄生容
量値が大きくなれば書込に要する時間が長くなってしま
う。
【0087】図4は、図1におけるセンスアンプ群3a
aが含まれるセンスアンプ帯のビット線対1対分に相当
する部分の構成を示す回路図である。
【0088】図4を参照して、センスアンプ帯52は、
イコライズ信号BLEQが活性化したときにビット線B
L、/BLを所定の電位VBLにするイコライズ回路1
40と、ビット線BL、/BLとビット線BLL、/B
LLとをビット線分離制御信号BLILがLレベルのと
きにそれぞれ切り離し、ビット線分離制御信号BLIL
がHレベルのときにそれぞれ接続するビット線分離ゲー
ト130、132と、活性化信号SAEによって活性化
され、ビット線分離ゲート130、132を介してビッ
ト線BL、/BL上に読出されたメモリセルのデータに
対応する微小な電位を増幅するセンスアンプ134と、
列選択線CSLRの活性化時に活性化されてビット線B
L、/BLに生じる電位差を増幅してローカルIO線L
IO、/LIOに増幅して出力する読出用アンプ56
と、列選択線CSLWの活性化時に活性化されローカル
IO線LIO、/LIOに外部から送られてきたデータ
をビット線BL、/BLに増幅して出力する書込用アン
プ54とを含む。
【0089】書込用アンプ54は、列選択線CSLWが
ゲートに接続されソースが接地ノードに接続されるNチ
ャネルMOSトランジスタ62と、ビット線BLとNチ
ャネルMOSトランジスタ62のドレインとの間に接続
されゲートにローカル入出力線/LIOが接続されるN
チャネルMOSトランジスタ58と、ビット線/BLと
NチャネルMOSトランジスタ62との間に接続されゲ
ートにローカル入出力線LIOが接続されるNチャネル
MOSトランジスタ60とを含む。
【0090】書込用アンプ54は、さらに、電源ノード
にドレインが接続されゲートに列選択線CSLWが接続
されるNチャネルMOSトランジスタ64と、Nチャネ
ルMOSトランジスタ64のソースとビット線/BLと
の間に接続されゲートにローカル入出力線/LIOが接
続されるNチャネルMOSトランジスタ66と、Nチャ
ネルMOSトランジスタ64のソースとビット線BLと
の間に接続されゲートにローカル入出力線LIOが接続
されるNチャネルMOSトランジスタ68とを含む。
【0091】読出用アンプ56は、ソースが接地ノード
に接続されゲートに列選択線CSLRが接続されるNチ
ャネルMOSトランジスタ74と、NチャネルMOSト
ランジスタ74のドレインとローカル入出力線/LIO
との間に接続されゲートにビット線BLが接続されるN
チャネルMOSトランジスタ70と、NチャネルMOS
トランジスタ74のドレインとローカル入出力線LIO
との間に接続されゲートにビット線/BLが接続される
NチャネルMOSトランジスタ72とを含む。
【0092】イコライズ回路140は、ビット線BLと
ビット線/BLとの間に接続されゲートにイコライズ信
号BLEQを受けるNチャネルMOSトランジスタ14
6と、イコライズ信号BLEQがHレベルのときに導通
し所定の電位VBLをビット線BLに与えるNチャネル
MOSトランジスタ148と、イコライズ信号BLEQ
がHレベルのときに導通しビット線/BLに所定の電位
VBLを与えるNチャネルMOSトランジスタ150と
を含む。
【0093】図15のセンスアンプ帯との相違点は、読
出用アンプ56を備えた上でさらに書込用アンプ54を
備えている点である。
【0094】図5は、図4に示したセンスアンプ帯52
の読出時の動作を説明するための動作波形図である。
【0095】図4、図5を参照して、時刻t1におい
て、ロウ系の活性化信号φS0が立上がり応じてワード
線が活性化されると、図4には示されていないがメモリ
セルに蓄えられていた電荷が放出されビット線BL、/
BLの間に微小電位差が生じる。ビット線分離ゲート1
30、132が導通しセンスアンプ134の働きにより
時刻t2において微小な電位差の増幅動作が開始され
る。時刻t3においては、ビット線BL、/BL間の電
位差の増幅動作はまだ終了していないが、読出用アンプ
56が列選択線CSLRの活性化と同時に活性化される
ので、ローカル入出力線LIO、/LIOにビット線B
L、/BL上に増幅されつつあるデータが並行して増幅
され読出される。読出されたデータは図示しないグロー
バル入出力線GIO、/GIOに読出され外部に読出さ
れる。
【0096】時刻t4において、列選択線CSLRが非
活性化されると、ローカル入出力線LIO、/LIOは
ビット線BL、/BLから切り離され、図示しないロー
カル入出力線に対応して設けられるイコライズ回路によ
りイコライズされ、グローバル入出力線GIO、/GI
Oの電位に従いプリチャージされる。
【0097】時刻t5において、ロウ系の活性化信号φ
S0が立下がると、ローカル入出力線LIO、/LIO
は図示しないプリチャージ用トランジスタにより電源電
位Vccまでプリチャージされる。
【0098】読出時においては、図15に示した回路と
同様ビット線に対応した読出用アンプを設けることによ
り、時刻t2から開始されるビット線対の電位差の増幅
動作と並行してローカル入出力線対にデータを読出す動
作が可能である。したがって、時刻t3から開始される
ローカル入出力線へのデータ読出動作を時刻t2に近づ
けることができる。
【0099】図6は、センスアンプ帯52の書込動作を
説明するための動作波形図である。図4、図6を参照し
て、時刻t1においてロウ系の活性化信号φS0が活性
化されビット線対にデータが読出され、時刻t2以降セ
ンスアンプにより電位差が増幅される点は読出時と同様
である。
【0100】時刻t3において、列選択線CSLWが活
性化されると、グローバル入出力線、ローカル入出力線
を介して外部から伝達されていた書込用データがビット
線に与えられる。時刻t1〜t3において読出されてい
たメモリセルのデータと外部から送られてきたデータと
が異なる場合は図6に示すように書換時間Tr2が経過
後にビット線BL、/BLのデータは反転する。時刻t
4において列選択線CSLWの電位は立下がり、時刻t
5においてロウ系の活性化信号φS0が立下がることに
よりデータの書換動作は完了する。
【0101】従来においては、図12、図14に示した
ように、グローバル入出力線GIO、/GIOやローカ
ル入出力線LIO、/LIOの長さが長い場合には抵抗
成分や容量成分の増加によりライトドライバがビット線
を駆動するための時間Tr1が大きくなってしまう。最
悪の場合は、ライトドライバの駆動能力よりもセンスア
ンプの増幅能力が優ってしまい、ビット線の電位を反転
できない場合も生ずる。
【0102】実施の形態1では、ビット線に近接した部
分に書込用アンプ54を設けているため、書換に要する
時間Tr2を短くすることができるとともに、書込用ア
ンプ54の駆動能力をセンスアンプの駆動能力より大き
な適切な値にしておけば入出力線の長さに関係なく安定
な動作をすることができる。また、入出力線の振幅が小
さい場合でもデータの書込が可能である。
【0103】[実施の形態2]図7は、実施の形態2の
同期型半導体記憶装置におけるメモリアレイとグローバ
ル入出力線との接続関係を示す回路図である。
【0104】図7を参照して、このアレイ部は、列選択
線CSL0に対応して設けられるIOゲートおよびセン
スアンプ部102と、ビット線BLL0、/BLL0に
対応して設けられるメモリセルアレイ104とを含む。
図示はしないがビット線BLR0、/BLR0に対応し
てメモリセルアレイ104と同様なメモリセルアレイが
設けられる。
【0105】メモリセルアレイ104は、ビット線BL
L0とワード線WL0との交点に対応して設けられるメ
モリセル121と、ビット線/BLL0とワード線WL
1の交点に対応して設けられるメモリセル125とを含
む。メモリセルアレイ104はワード線WL0、WL1
の他にも図示しない複数本のワード線を含んでいる。こ
れらの他のワード線に対応しても同様のメモリセルを含
んでいるが、ここでは代表してメモリセル121、12
5を図示している。
【0106】メモリセル121は、一方の電極であるス
トレージノードにデータを蓄積し、他方の電極をセルプ
レートCPに接続されたキャパシタ124と、ワード線
WL0によって活性化され、キャパシタ124のストレ
ージノードとビット線BLL0とを電気的に接続するア
クセストランジスタ122とを含む。
【0107】メモリセル125は、一方の電極であるス
トレージノードにデータを蓄積し、他方の電極をセルプ
レートCPに接続されたキャパシタ126と、ワード線
WL1によって活性化され、キャパシタ126のストレ
ージノードとビット線/BLL0とを電気的に接続する
アクセストランジスタ128とを含む。
【0108】IOゲートおよびセンスアンプ102は、
ビット線分離制御信号BLILがH(ハイ)レベルの時
に導通してビット線BLL0とビット線BLとを接続す
るビット線分離ゲート130と、ビット線分離制御信号
BLILがH(ハイ)レベルの時に導通してビット線/
BLL0とビット線/BLとを接続するビット線分離ゲ
ート132と、ビット線分離制御信号BLIRがH(ハ
イ)レベルの時に導通してビット線BLR0とビット線
BLとを接続するビット線分離ゲート142と、ビット
線分離制御信号BLIRがHレベルの時に導通してビッ
ト線/BLR0とビット線/BLとを接続するビット線
分離ゲート144と、センスアンプ活性化信号SAEに
よって活性化されてビット線BLとビット線/BLとの
間の電位差を増幅するセンスアンプ134と、列選択線
CSL0の電位がHレベルの時にビット線BL、/BL
をローカル入出力線LIO、/LIOと結合する選択回
路135と、イコライズ信号BLEQがHレベルの時に
活性化されビット線BLとビット線/BLとを接続し所
定の電位VBLとするイコライズ回路140とを含む。
【0109】選択回路135は、列選択線CSL0の電
位がHレベルの時に導通してビット線BLとローカル入
出力線LIOとを接続する入出力線分離ゲート136
と、列選択線CSL0の電位がHレベルの時に導通して
ビット線/BLとローカル入出力線/LIOとを接続す
る入出力線分離ゲート138とを含む。
【0110】イコライズ回路140は、ビット線BLと
ビット線/BLとの間に接続されゲートにイコライズ信
号BLEQを受けるnチャネルMOSトランジスタ14
6と、イコライズ信号BLEQによって活性化され所定
の電位VBLをビット線BLに与えるnチャネルMOS
トランジスタ148と、イコライズ信号BLEQによっ
て活性化され所定の電位VBLをビット線/BLに与え
るnチャネルMOSトランジスタ150とを含む。
【0111】このアレイ部は、さらに、列選択線CSL
1に対応して設けられるIOゲートおよびセンスアンプ
106と、ビット線BLL1、/BLL1に対応して設
けられるメモリセルアレイ108と、列選択線CSLn
−1に対応して設けられるIOゲートおよびセンスアン
プ110と、ビット線BLLn−1、/BLLn−1に
対応して設けられるメモリセルアレイ112と、列選択
線CSLnに対応して設けられるIOゲートおよびセン
スアンプ114と、ビット線BLLn、/BLLnに対
応して設けられるメモリセルアレイ116とをさらに含
む。図示しないが列選択線CSL2〜CSLn−2に対
応して同様なIOゲートおよびセンスアンプとメモリセ
ルアレイが設けられる。
【0112】IOゲートおよびセンスアンプ106、1
10、114は、IOゲートおよびセンスアンプ102
と同様の構成を有するので説明は繰返さない。これらは
隣接して配列されセンスアンプ帯を形成している。また
メモリセルアレイ108、112、116はメモリセル
アレイ104と同様の構成を有するため説明は繰返さな
い。
【0113】このアレイ部は、さらに、ゲートに活性化
信号φS0を受け電源ノードとローカル入出力線LIO
との間に接続されるPチャネルMOSトランジスタ12
2と、ゲートに活性化信号φS0を受け電源ノードとロ
ーカル入出力線/LIOとの間に接続されるPチャネル
MOSトランジスタ124とを含む。
【0114】このアレイ部は、さらに、書込用アンプ1
28を含み、グローバル入出力線とローカル入出力線と
を接続するNチャネルMOSトランジスタ118、12
0をデータ読出時のみ活性化させるためのANDゲート
130とを含む点が図12に示した従来の構成と異な
る。
【0115】書込用アンプ128は、活性化信号φS0
と書込を示す信号WRITEとを受けるAND回路13
2と、AND回路132の出力をゲートに受けソースが
接地ノードに接続されるNチャネルMOSトランジスタ
136、140と、ローカル入出力線LIOとNチャネ
ルMOSトランジスタ136のドレインとの間に接続さ
れゲートがグローバル入出力線/GIOに接続されるN
チャネルMOSトランジスタ134と、ローカル入出力
線/LIOとNチャネルMOSトランジスタ140のド
レインとの間に接続されゲートがグローバル入出力線G
IOに接続されるNチャネルMOSトランジスタ138
とを含む。
【0116】グローバル入出力線GIO、/GIOはラ
イトドライバ&プリアンプ126に接続されている。図
7では、接続関係を明確にするためにライトドライバ&
プリアンプ126も図中に示している。
【0117】このライトドライバ&プリアンプ126は
周辺回路の近傍に配置され、グローバル入出力線、ロー
カル入出力線を通ってライトドライバ&プリアンプ12
6からビット線にデータが伝わり、そのデータはメモリ
セルに書込まれる。また、ライトドライバ&プリアンプ
126はデータの読出しや書込みのされていない間はグ
ローバル入出力線GIO、/GIOを所定の電位にプリ
チャージしている。
【0118】図8は、図7に示した回路のデータ書込時
における動作を説明するための動作波形図である。
【0119】図7、図8を参照して、時刻t1において
ロウ系の活性化信号φS0の活性化に応じてワード線が
活性化され、メモリセルに記憶されていたデータに応じ
てビット線に微小な電位差が生じる。時刻t2におい
て、センスアンプ134によりビット線BL、/BL間
の電位差の増幅が開始される。
【0120】時刻t3において、書込を示す信号WRI
TEが活性化され、グローバル入出力線に外部からのデ
ータが伝達され、続いてローカル入出力線LIO、/L
IOに書込データが伝達される。次に時刻t4におい
て、データを書込む列の列選択線が活性化され、ローカ
ル入出力線まで伝達されていた書込データはビット線に
伝達される。書換時間Tr3が経過してその後に時刻t
5において列選択線が非活性化される。続いてグローバ
ル入出力線はプリチャージ状態へとなり、また書込を示
す信号WRITEは非活性化されグローバル入出力線と
ローカル入出力線は分離される。
【0121】時刻t7において、書込を動作が終了しロ
ウ系の活性化信号φS0は0Vへと立下がる。そしてロ
ーカル入出力線はPチャネルMOSトランジスタ12
2、124の働きにより電源電位Vccにプリチャージ
される。
【0122】実施の形態2の構成をとれば、データの書
換に要する時間Tr3は実施の形態1における場合と同
様に小さくすることができる。したがって、書込の高速
化を図ることができる。また、入出力線の振幅が小さい
場合でもデータの書込が可能である。さらに、実施の形
態1の構成の場合では、ビット線対ごとに書込増幅回路
を設けるためセンスアンプ帯の面積が大きくなってしま
うが、実施の形態2の構成であればローカル入出力線と
グローバル入出力線の接続部のみの回路追加であるた
め、実施の形態1の構成と比較して面積増加は少なくて
済む。
【0123】[実施の形態3]図9は、実施の形態3の
同期型半導体記憶装置のメモリアレイとグローバル入出
力線との接続部分の構成を示す回路図である。
【0124】図9を参照して、実施の形態3の同期型半
導体記憶装置はAND回路130、NチャネルMOSト
ランジスタ118、120に代えて、読出用アンプ15
0を備える点が実施の形態2の同期型半導体記憶装置と
異なる。他の構成は図7に示した回路と同様であるため
説明は繰返さない。
【0125】読出用アンプ150は、ロウ系の活性化信
号φS0と読出を示す信号READとを受けるAND回
路160と、AND回路160の出力をゲートに受けソ
ースが接地ノードに接続されるNチャネルMOSトラン
ジスタ152、154と、NチャネルMOSトランジス
タ154のドレインとグローバル入出力線/GIOとの
間に接続されゲートにローカル入出力線LIOが接続さ
れるNチャネルMOSトランジスタ158と、Nチャネ
ルMOSトランジスタ152のドレインとグローバル入
出力線GIOとの間に接続されゲートにローカル入出力
線/LIOが接続されるNチャネルMOSトランジスタ
156とを含む。
【0126】図10は、図9に示した回路のデータ読出
の動作を説明するための動作波形図である。
【0127】図9、図10を参照して、時刻t1におい
て、ロウ系の活性化信号φS0の活性化に応じてビット
線BL、/BLに電位差が生じる。時刻t2において、
センスアンプが活性化しビット線BL、/BL間の電位
差の増幅が開始される。時刻t3において、ビット線B
L、/BLの増幅と並行して読出アンプ150の働きに
よりビット線上のデータがローカル入出力線LIO、/
LIOに読出され、続いてグローバル入出力線GIO、
/GIOにデータが伝達される。
【0128】時刻t4において、列選択線CSLは非活
性化され、ローカル入出力線LIO、/LIOはビット
線BL、/BLと分離される。時刻t5においてロウ系
の活性化信号φS0は非活性化され、ローカル入出力線
は電源電位Vccにプリチャージされる。
【0129】図11は、図9に示した回路の書込動作を
説明するための動作波形図である。図9、図11を参照
して、時刻t1において、ロウ系の活性化信号φS0が
立上がり応じてビット線BL、/BL間に電位差が生じ
る。時刻t2においてセンスアンプの働きによりこの電
位差の増幅が開始される。
【0130】時刻t3において、列選択信号CSLの活
性化に従い選択された列のビット線では、それまでに伝
達されていたローカル入出力線上の書込用データの値に
応じてビット線BL、/BL上に現われているデータの
書換が行なわれる。
【0131】時刻t4において、列選択線CSLの非活
性化に伴い、ローカル入出力線はビット線と分離され
る。
【0132】時刻t5においてロウ系の活性化信号φS
0が立下がり応じてローカル入出力線LIO、/LIO
は電源電位Vccにプリチャージされる。
【0133】実施の形態3においては、ローカル入出力
線からグローバル入出力線にデータを増幅して伝達する
読出用アンプを設けた。したがって読出時にもグローバ
ル入出力線の長さに影響されることなくデータを読出す
ことが可能である。また読出用アンプはローカル入出力
線とグローバル入出力線の接続部のみに設けられるた
め、実施の形態2の場合と同様センスアンプ帯の面積増
加は少なくて済む。
【0134】なお、今回開示された実施の形態は全ての
点で例示であって、制限的なものではないと考えられる
べきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特
許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の
意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意
図される。
【0135】
【発明の効果】請求項1〜2に記載の同期型半導体記憶
装置は、メモリアレイの書込経路である入出力線の長さ
に影響を受けにくいため、高速でデータを書込むことが
可能である。
【0136】請求項3に記載の同期型半導体記憶装置
は、請求項1に記載の同期型半導体記憶装置が奏する効
果に加えて、高速でデータを読み出すことが可能であ
る。
【0137】請求項4〜5に記載の同期型半導体記憶装
置は、ローカル入出力線とグローバル入出力線との間の
接続部に増幅回路を共通して設ける。したがって、メモ
リアレイの書込経路である入出力線の長さに影響を受け
にくいため、高速でデータを書込むことが可能であると
ともに、チップ面積の増加を抑えることができる。
【0138】請求項6〜7に記載の同期型半導体記憶装
置は、請求項4に記載の同期型半導体記憶装置が奏する
効果に加えて、高速でデータを読み出すことが可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1の同期型半導体記憶
装置の構成を概略的に示す図である。
【図2】 実施の形態1のSDRAMの連続アクセスの
使用を満たす標準的なタイミングを説明するための波形
図である。
【図3】 SDRAMの一般的なブロック配置を示す図
である。
【図4】 図1におけるセンスアンプ群3aaが含まれ
るセンスアンプ帯のビット線対1対分に相当する部分の
構成を示す回路図である。
【図5】 図4に示したセンスアンプ帯52の読出時の
動作を説明するための動作波形図である。
【図6】 センスアンプ帯52の書込動作を説明するた
めの動作波形図である。
【図7】 実施の形態2の同期型半導体記憶装置におけ
るメモリアレイとグローバル入出力線との接続関係を示
す回路図である。
【図8】 図7に示した回路のデータ書込時における動
作を説明するための動作波形図である。
【図9】 実施の形態3の同期型半導体記憶装置のメモ
リアレイとグローバル入出力線との接続部分の構成を示
す回路図である。
【図10】 図9に示した回路のデータ読出の動作を説
明するための動作波形図である。
【図11】 図9に示した回路の書込動作を説明するた
めの動作波形図である。
【図12】 従来のSDRAMのアレイ部の一般的な構
成を説明するための図である。
【図13】 図12に示した従来のSDRAMの読出動
作を説明するための動作波形図である。
【図14】 図12に示した従来のSDRAMの書込動
作を説明するための動作波形図である。
【図15】 特開平5−36267号公報に記載された
アレイ部のIOゲートおよびセンスアンプ部分の構成を
示す回路図である。
【図16】 図15に示した回路の動作を説明するため
の動作波形図である。
【符号の説明】
LIO,/LIO ローカル入出力線、GIO,/GI
O グローバル入出力線、RD ロウデコーダ、CD
コラムデコーダ、PA プリアンプ、WB ライトバッ
ファ、PCIR 周辺回路、MB1〜MB4 メモリブ
ロック、CSLW,CSLR 列選択線、54,128
書込用アンプ、56 読出用アンプ、102,10
6,110,114 センスアンプ帯、104,10
8,112,116 メモリセルアレイ、140 イコ
ライズ回路、134 センスアンプ、121,125
メモリセル、130,132 AND回路、134〜1
40NチャネルMOSトランジスタ、150 読出用ア
ンプ、160 AND回路、152〜158 Nチャネ
ルMOSトランジスタ、126 ライトドライバ&プリ
アンプ。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 記憶データが与えられる主入出力線対
    と、 前記記憶データを保持する複数のメモリブロックと、 前記複数のメモリブロックのいずれかを選択する主選択
    回路とを備え、 各前記メモリブロックは、 複数のメモリセルが行列状に配列されるメモリセルアレ
    イと、 前記複数のメモリセルに前記記憶データを与えるための
    複数のビット線対と、 前記複数のビット線対に対して共通に設けられ、前記主
    選択回路によって選択された場合に前記主入出力線対か
    ら前記複数のビット線対にむけてデータを伝達するため
    の副入出力線対と、 前記ビット線対に生ずる電位差を拡大するセンスアンプ
    帯とを含み、 前記センスアンプ帯は、 複数のビット線対間の電位差をそれぞれ増幅するための
    複数のセンスアンプと、 複数のビット線対のうちいずれかを選択的に前記副入出
    力線対に結合する副選択回路とを有し、 前記副選択回路は、 前記記憶データを書込む際に活性化され、前記副入出力
    線対間に生ずる電位差を拡大して増幅し前記メモリセル
    に対応する前記ビット線対に出力する、前記センスアン
    プより駆動力の大きい書込増幅回路を有する、同期型半
    導体記憶装置。
  2. 【請求項2】 各前記ビット線対は、 第1のビット線と、 前記第1のビット線と相補的に設けられる第2のビット
    線とを有し、 各前記副入出力線対は、 第1の入出力線と、 前記第1の入出力線と相補的に設けられる第2の入出力
    線とを有し、 前記書込増幅回路は、 書込時に前記複数のビット線対のいずれかを選択する書
    込列選択信号により活性化され第1の内部ノードを接地
    電位と結合する第1のゲート回路と、 前記書込列選択信号によって活性化され第2の内部ノー
    ドを電源電位と結合する第2のゲート回路と、 前記第1の内部ノードと前記第1のビット線との間に接
    続され、ゲートが前記第2の入出力線に接続された第1
    のMOSトランジスタと、 前記第1の内部ノードと前記第2のビット線との間に接
    続され、ゲートが前記第1の入出力線に接続された第2
    のMOSトランジスタと、 前記第2の内部ノードと前記第1のビット線との間に接
    続され、ゲートが前記第1の入出力線に接続された第3
    のMOSトランジスタと、 前記第2の内部ノードと前記第2のビット線との間に接
    続され、ゲートが前記第2の入出力線に接続された第4
    のMOSトランジスタとを有する、請求項1に記載の同
    期型半導体記憶装置。
  3. 【請求項3】 前記副選択回路は、 前記メモリセルに記憶された前記記憶データを読出す際
    に活性化され前記ビット線対間に生ずる電位差を拡大し
    て増幅し前記副入出力線対に出力する読出増幅回路をさ
    らに有する、請求項1に記載の同期型半導体記憶装置。
  4. 【請求項4】 記憶データが与えられる主入出力線対
    と、 前記記憶データを保持する複数のメモリブロックとを備
    え、 各前記メモリブロックは、 複数のメモリセルが行列状に配列されるメモリセルアレ
    イと、 前記複数のメモリセルに前記記憶データを与えるための
    複数のビット線対と、 前記複数のビット線対に対して共通に設けられ、前記主
    入出力線から前記複数のビット線対にむけてデータを伝
    達するための副入出力線対と、 前記ビット線対に生ずる電位差を拡大するセンスアンプ
    帯とを含み、 前記センスアンプ帯は、 前記複数のビット線対間の電位差をそれぞれ増幅するた
    めの複数のセンスアンプと、 前記複数のビット線対のうちいずれかを選択的に前記副
    入出力線対に結合する副選択回路とを有し、 前記複数のメモリブロックのいずれかを選択し前記副入
    出力線対と前記主入出力線対とを結合する主選択回路を
    さらに備え、 前記主選択回路は、 前記主入出力線対間に生ずる電位差を拡大して増幅し前
    記副入出力線対に出力する、前記センスアンプより駆動
    力の大きい書込増幅回路を含む、同期型半導体記憶装
    置。
  5. 【請求項5】 各前記副入出力線対は、 第1の入出力線と、 前記第1の入出力線と相補的に設けられる第2の入出力
    線とを有し、 各前記主入出力線対は、 第3の入出力線と、 前記第3の入出力線と相補的に設けられる第4の入出力
    線とを含み、 前記主選択回路は、 前記第1、第2の入出力線をプリチャージするプリチャ
    ージ回路をさらに含み、 前記書込増幅回路は、 書込時に前記メモリブロックを選択する書込ブロック選
    択信号により活性化され第1、第2の内部ノードをそれ
    ぞれ接地電位と結合する第1、第2のゲート回路と、 前記第1の内部ノードと前記第1の入出力線との間に接
    続され、ゲートが前記第4の入出力線に接続された第1
    のMOSトランジスタと、 前記第2の内部ノードと前記第2のビット線との間に接
    続され、ゲートが前記第3の入出力線に接続された第2
    のMOSトランジスタとを有する、請求項4に記載の同
    期型半導体記憶装置。
  6. 【請求項6】 前記主選択回路は、 前記記憶データを読出す際に活性化され前記副入出力線
    対間に生ずる電位差を拡大して増幅し前記主入出力線対
    に出力する読出増幅回路をさらに含む、請求項4に記載
    の同期型半導体記憶装置。
  7. 【請求項7】 各前記副入出力線対は、 第1の入出力線と、 前記第1の入出力線と相補的に設けられる第2の入出力
    線とを含み、 各前記主入出力線対は、 第3の入出力線と、 前記第3の入出力線と相補的に設けられる第4の入出力
    線とを含み、 前記第1、第2の入出力線をプリチャージするプリチャ
    ージ回路をさらに備え、 前記読出増幅回路は、 読出時に前記メモリブロックを選択する読出ブロック選
    択信号により活性化され第1、第2の内部ノードをそれ
    ぞれ接地電位と結合する第1、第2のゲート回路と、 前記第1の内部ノードと前記第3の入出力線との間に接
    続され、ゲートが前記第2の入出力線に接続された第1
    のMOSトランジスタと、 前記第2の内部ノードと前記第4のビット線との間に接
    続され、ゲートが前記第1の入出力線に接続された第2
    のMOSトランジスタとを有する請求項6に記載の同期
    型半導体記憶装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004192803A (ja) * 2004-03-02 2004-07-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体記憶装置
JP2004199867A (ja) * 2004-03-02 2004-07-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体記憶装置
JP2010108549A (ja) * 2008-10-30 2010-05-13 Elpida Memory Inc 半導体記憶装置

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JP2004199867A (ja) * 2004-03-02 2004-07-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体記憶装置
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