JP2000195264A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JP2000195264A
JP2000195264A JP10370975A JP37097598A JP2000195264A JP 2000195264 A JP2000195264 A JP 2000195264A JP 10370975 A JP10370975 A JP 10370975A JP 37097598 A JP37097598 A JP 37097598A JP 2000195264 A JP2000195264 A JP 2000195264A
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JP
Japan
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transistor
column
sub
terminal
switch means
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JP10370975A
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English (en)
Inventor
Toshiro Sasaki
俊郎 佐々木
Yuichi Matsushita
裕一 松下
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Oki Electric Industry Co Ltd
Oki Micro Design Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
Oki Micro Design Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C7/00Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • G11C7/10Input/output [I/O] data interface arrangements, e.g. I/O data control circuits, I/O data buffers
    • G11C7/1006Data managing, e.g. manipulating data before writing or reading out, data bus switches or control circuits therefor

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ビット線対とサブデータバスとの間の貫通電
流の発生を防止することによって消費電力が低減され,
かつ,チップのコンパクト化が可能な半導体記憶装置を
提供する。 【解決手段】 ビット線対BLn/BLnbとサブデー
タバスSDBn/SDBnbとを接続するカラムスイッ
チ回路CSC1nは,4つのNトランジスタN15,N
16,N17,N18から構成されている。Nトランジ
スタN15,N17は,ビット線BLnに対して直列に
接続されており,NトランジスタN16,N18は,ビ
ット線BLnbに対して直列に接続されている。Nトラ
ンジスタN15のゲートおよびNトランジスタN16の
ゲートは,カラムスイッチ選択信号CSELnが共通入
力されるように接続されている。NトランジスタN17
のゲートおよびNトランジスタN18のゲートは,カラ
ム線CLに共通接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は,半導体記憶装置に
かかり,特に複数バンクを有する半導体記憶装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】近年,メモリセルへの高速アクセスを目
的として,複数のバンクを備えた半導体記憶装置として
のDRAM(以下,「マルチバンクDRAM」とい
う。)が広く採用されてきている。通常,マルチバンク
DRAMによれば,ワード線によって選択されるバンク
(以下,「ロウアクティブバンク」という。)とカラム
線によって選択されるバンク(以下,「カラムアクティ
ブバンク」という。)が一対一に対応しない。すなわ
ち,マルチバンクDRAMにおけるカラム線は,複数の
バンクに共通とされているため,一のバンクがワード線
によってロウアクティブバンクとされ,かかる一のバン
クを含むすべてのバンクがカラム線によってカラムアク
ティブバンクとされる。
【0003】マルチバンクDRAMの場合,メモリセル
へのアクセスの高速化を図る目的で,一のワード線を他
のワード線と同時に論理的低レベル(以下,「Lレベ
ル」という。)から論理的高レベル(以下,「Hレベ
ル」という。)に変化させ,一のビット線対のイコライ
ズを解除する。このイコライズ解除によって,一のビッ
ト線対に対応するメモリセルに格納されたデータが一の
ビット線対に読み出されることになり,読み出されたデ
ータは,センスアンプによって電源電位VDD,VSS
に増幅される。ただし,このとき,カラムスイッチを介
して一のビット線対に接続されているサブデータバスの
イコライズが解除されていないため,センスアンプにお
いて増幅されたデータは,このサブデータバスに転送さ
れることなく,一のビット線対に保持されることにな
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら,メモリ
セルから読み出したデータは,電源電位VDD,VSS
に増幅され,一のビット線対に保持されているため,一
のビット線対とこのビット線対に対応するサブデータバ
スとの間に,電源電位VDDと電位1/2VDDとの
差,および,電位1/2VDDと電源電位VSSとの差
による貫通電流が生じていた。
【0005】かかる問題に対して,従来,マルチバンク
DRAMは,各バンク毎にカラムデコーダおよびカラム
線を備えることによって貫通電流の発生を防止しようと
してたが,多数のカラムデコーダによって回路規模が増
大してしまっていた。
【0006】複数のバンクに対してカラムデコーダおよ
びカラム線を共通化し,カラムアクティブバンクに一致
していないロウアクティブバンクにおけるサブデータバ
スのイコライズを解除することによって,貫通電流の発
生を防止することが可能である。しかし,カラムアクテ
ィブバンクではないバンクにおいて,メモリセルに格納
されていたデータがサブデータバスまで転送されること
になるため,かかる転送動作に伴う消費電力の増加が問
題となる。
【0007】本発明は,上記のような問題点に鑑みてな
されたものであり,その目的は,ビット線対とサブデー
タバスとの間の貫通電流の発生を防止することによって
消費電力が低減され,かつ,チップのコンパクト化が可
能な半導体記憶装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に,複数のメモリセルを有する複数のバンクから成る半
導体記憶装置が提供される。そして,この半導体記憶装
置における各バンクは,請求項1に記載のように,メモ
リセルに格納されているデータが読み出されるビット線
対とデータバスとを接続するスイッチ手段を備えたこと
を特徴としている。さらに,各スイッチ手段は,各スイ
ッチ手段に割り当てられたスイッチ手段選択信号によっ
て制御される第1ゲート部と,複数のバンクに共通のカ
ラムデコーダによって制御される第2ゲート部とを備え
ており,第1ゲート部および第2ゲート部は,ビット線
対に対して直列に接続されたことを特徴としている。
【0009】かかる構成によれば,スイッチ手段選択信
号,または,カラムデコーダのいずれか一方によって,
ビット線対とデータバスとを電気的に切断することが可
能となる。すなわち,スイッチ手段選択信号を用いるこ
とによって,所定のバンクのみビット線対とデータバス
が接続され,データの転送が実行されることになる。し
たがって,カラムデコーダを複数のバンクに共用させた
回路構成であっても,データ転送の必要がないバンクに
おいて,ビット線対とデータバスの間に貫通電流が生じ
ることがなくなり,結果的に消費電力が低減されること
になる。
【0010】請求項2に記載のように,第1ゲート部
は,第1トランジスタおよび第2トランジスタから構成
され,第2ゲート部は,第3トランジスタおよび第4ト
ランジスタから構成されることが好ましい。そして,第
1トランジスタの制御端子および第2トランジスタの制
御端子には,スイッチ手段選択信号が入力され,第3ト
ランジスタの制御端子および第4トランジスタの制御端
子には,カラムデコーダから出力されるカラムデコーダ
出力信号が入力されるように構成する。さらに,第1ト
ランジスタの第1端子および第2トランジスタの第1端
子が,ビット線対に接続され,第1トランジスタの第2
端子が,第3トランジスタの第1端子に接続され,第2
トランジスタの第2端子が,第4トランジスタの第1端
子に接続され,第3トランジスタの第2端子および第4
トランジスタの第2端子が,データバスに接続されるよ
うに構成する。かかる構成によれば,スイッチ手段選択
信号,または,カラムデコーダのいずれか一方に基づ
き,ビット線対とデータバスとを電気的に切断すること
が単純な回路で実現されることになる。
【0011】請求項3によれば,複数のメモリセルを有
する複数のバンクから成る半導体記憶装置が提供され
る。そして,この半導体記憶装置に備えられた各バンク
は,メモリセルに格納されているデータが読み出される
ビット線対とデータバスとを接続するスイッチ手段と,
スイッチ手段を制御するサブスイッチ手段とを備えたこ
とを特徴としている。さらに,サブスイッチ手段は,各
スイッチ手段に割り当てられたスイッチ手段選択信号が
一の論理レベルのとき,複数のバンクに共通のカラムデ
コーダから出力されるカラムデコーダ出力信号を通過さ
せスイッチ手段に供給するトランスファゲートと,スイ
ッチ手段選択信号が他の論理レベルのとき,所定の電位
をスイッチ手段に供給するトランジスタとを備えたこと
を特徴としている。
【0012】かかる構成によれば,スイッチ手段選択信
号,または,カラムデコーダ出力信号のいずれか一方に
よって,ビット線対とデータバスとを電気的に切断する
ことが可能となる。すなわち,スイッチ手段選択信号を
用いることによって,所定のバンクのみビット線対とデ
ータバスが接続され,データの転送が実行されることに
なる。したがって,カラムデコーダを複数のバンクに共
用させた回路構成であっても,データ転送の必要がない
バンクにおいて,ビット線対とデータバスの間に貫通電
流が生じることがなくなり,結果的に消費電力が低減さ
れることになる。
【0013】請求項4によれば,複数のメモリセルを有
する複数のバンクから成る半導体記憶装置が提供され
る。そして,この半導体記憶装置に備えられた各バンク
は,メモリセルに格納されているデータが読み出される
ビット線対とデータバスとを接続するスイッチ手段と,
スイッチ手段を制御するサブスイッチ手段とを備えたこ
とを特徴としている。さらに,サブスイッチ手段は,複
数のバンクに共通のカラムデコーダから出力されるカラ
ムデコーダ出力信号に基づき,スイッチ手段との接続ノ
ードに対して,所定の電位,または,各スイッチ手段に
割り当てられたスイッチ手段選択信号の電位のいずれか
一方を供給する電位選択供給部と,電位選択供給部の状
態に関わらず接続ノードの電位を所定の電位に固定する
ことが可能なトランジスタとを備えたことを特徴として
いる。
【0014】かかる構成によれば,スイッチ手段選択信
号,または,カラムデコーダ出力信号のいずれか一方に
よって,ビット線対とデータバスとを電気的に切断する
ことが可能となる。すなわち,スイッチ手段選択信号を
用いることによって,所定のバンクのみビット線対とデ
ータバスが接続され,データの転送が実行されることに
なる。したがって,カラムデコーダを複数のバンクに共
用させた回路構成であっても,データ転送の必要がない
バンクにおいて,ビット線対とデータバスの間に貫通電
流が生じることがなくなり,結果的に消費電力が低減さ
れることになる。また,カラムデコーダは,サブスイッ
チ手段によって間接的にスイッチ手段に接続されるた
め,例えば,各バンクにおけるメモリセルの数が増加
し,これに伴うスイッチ手段の負荷増加が生じた場合で
あっても,カラムデコーダに対して影響を与えることは
ない。したがって,カラムデコーダ出力信号を短時間で
活性化させることが可能となり,半導体記憶装置の高速
化が実現する。
【0015】請求項5に記載のように,電位選択供給部
は,Pチャネル型トランジスタとNチャネル型トランジ
スタから構成されることが好ましい。そして,Pチャネ
ル型トランジスタのドレインとNチャネル型トランジス
タのドレインは,接続ノードに接続され,Pチャネル型
トランジスタのソースには,スイッチ手段選択信号が入
力され,Nチャネル型トランジスタのソースには,所定
の電位が供給されるように構成する。これによって,単
純な回路で電位選択供給部が構成されることになる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照しながら,
本発明にかかる半導体記憶装置の好適な実施の形態につ
いて詳細に説明する。なお,以下の説明において,略同
一の機能および構成を有する構成要素については,同一
符号を付することにより,重複説明を省略する。
【0017】(第1の実施の形態)本発明の第1の実施
の形態にかかるDRAM1の回路構成を図1に示す。
【0018】このDRAM1は,n+1個(nは,自然
数である。)のバンクBK10,・・・,BK1nを備
えるものである。
【0019】そして,各バンクBK10,・・・,BK
1nは,Xアドレス信号Xaddressによって選択
されるロウデコーダ(row decoder)rd
0,・・・,rdn,これらロウデコーダrd0,・・
・,rdnによって選択されるワード線WL0,・・
・,WLn,メモリセルMCを備えワード線WL0,・
・・,WLnとカラム線CLによって選択されるメモリ
セルバンクブロックMBB10,・・・,MBB1n,
サブデータバスSDB0/SDB0b,・・・,SDB
n/SDBnbとビット線対BL0/BL0b,・・
・,BLn/BLnbの間のデータ転送を制御するカラ
ムスイッチ回路CSC10,・・・,CSC1n,サブ
データバスSDB0/SDB0b,・・・,SDBn/
SDBnbの電位を電源電位VDDの1/2(以下,
「電位1/2VDD」という。)にイコライズするイコ
ライズ回路EQ0,・・・,EQn,およびメモリセル
MCに格納されているデータを増幅するセンスアンプS
A0,・・・,SAnから構成されている。
【0020】また,DRAM1は,各バンクBK10,
・・・,BK1n共通のカラムデコーダ(column
decoder)cdを備えており,このカラムデコ
ーダcdは,Yアドレス信号Yaddressに基づき
カラム線CLを活性化する。
【0021】各イコライズ回路EQ0,・・・,EQn
は,図6に示すように,3個のNチャネル型トランジス
タ(以下,「Nトランジスタ」という。)N101,N
102,N103から構成されている。各Nトランジス
タN101,N102,N103のゲートは,イコライ
ズ信号Seqが入力されるように共通化されている。ま
た,NトランジスタN103およびNトランジスタN1
02のドレインは,電源電位VDDの1/2の電位が印
加されるように共通化されている。そして,Nトランジ
スタN102のソースと,NトランジスタN101のド
レインは,サブデータバスSDBnに共通接続され,N
トランジスタN103のソースと,NトランジスタN1
01のソースは,サブデータバスSDBnbに共通接続
されている。
【0022】各カラムスイッチ回路CSC10,・・
・,CSC1nは,相互に略同一の回路構成を有するも
のであり,ここでは,カラムスイッチ回路CSC10お
よびカラムスイッチ回路CSC1nを代表的に説明す
る。
【0023】カラムスイッチ回路CSC10は,4つの
NトランジスタN11,N12,N13,N14から構
成されている。NトランジスタN11およびNトランジ
スタN13は,ビット線BL0に対して直列に接続され
ており,NトランジスタN12およびNトランジスタN
14は,ビット線BL0bに対して直列に接続されてい
る。そして,NトランジスタN11のゲートおよびNト
ランジスタN12のゲートは,カラムスイッチ選択信号
CSEL0が共通入力されるように接続されている。ま
た,NトランジスタN13のゲートおよびNトランジス
タN14のゲートは,カラム線CLに共通接続されてい
る。
【0024】カラムスイッチ回路CSC1nは,4つの
NトランジスタN15,N16,N17,N18から構
成されている。NトランジスタN15およびNトランジ
スタN17は,ビット線BLnに対して直列に接続され
ており,NトランジスタN16およびNトランジスタN
18は,ビット線BLnbに対して直列に接続されてい
る。そして,NトランジスタN15のゲートおよびNト
ランジスタN16のゲートは,カラムスイッチ選択信号
CSELnが共通入力されるように接続されている。ま
た,NトランジスタN17のゲートおよびNトランジス
タN18のゲートは,カラム線CLに共通接続されてい
る。
【0025】以上のような構成を有する第1の実施の形
態にかかるDRAM1の動作について,図2に基づいて
説明する。
【0026】DRAM1に備えられたバンクBK10,
・・・,BK1nが非動作状態であるとき,サブデータ
バスSDB0/SDB0b,・・・,SDBn/SDB
nb,および,ビット線対BL0/BL0b,・・・,
BLn/BLnbは,電位1/2VDDにイコライズさ
れている。
【0027】ビット線対BLn/BLnbのイコライズ
を解除し,ワード線WLnをLレベルからHレベルに変
化させることによって,バンクBK1nに備えられたメ
モリセルMCへのアクセスが開始する。そして,かかる
メモリセルMCに格納されていたデータは,ビット線対
BLn/BLnbに出力され,センスアンプSAnによ
って増幅される。
【0028】次に,イコライズ回路EQnによるサブデ
ータバスSDBn/SDBnbのイコライズが解除され
る。ここで,従来のマルチバンクDRAMの場合は,カ
ラム線CLをLレベルからHレベルに変化させることに
よって,センスアンプSAnにおいて増幅されたデータ
がサブデータバスSDBn/SDBnbに転送されるこ
とになる。
【0029】本発明の第1の実施の形態にかかるDRA
M1の場合,非動作状態,および,ロウアクティブ状態
にあるときは,従来のマルチバンクDRAMと略同一に
動作する。これに対して,カラムアクティブ状態におい
ては,以下のように特徴的な動作を行なう。
【0030】このカラムアクティブ状態において,カラ
ム線CLがLレベルからHレベルに変化する前に,Lレ
ベルにあるカラムスイッチ選択信号CSEL0,・・
・,CSELnのうち,カラムアクティブバンクに対応
するカラムスイッチ選択信号のみLレベルからHレベル
に切り替える。なお,以下,バンクBK10,バンクB
K1nをロウアクティブバンクとし,バンクBK1nを
カラムアクティブアクティブバンクとする場合に即して
説明する。
【0031】次に,カラムスイッチ選択信号CSELn
がHレベルとされ,カラムスイッチ回路CSC1nに備
えられたNトランジスタN15,N16が活性化され
る。一方,カラムスイッチ選択信号CSEL0は,Lレ
ベルを維持するため,カラムスイッチ回路CSC10に
備えられたNトランジスタN11,N12は,不活性状
態を維持する。このため,カラム線CLがLレベルから
Hレベルに変化したとき,バンクBK1nに備えられた
カラムスイッチ回路CSC1nは,活性化されるもの
の,バンクBK10に備えられたカラムスイッチ回路C
SC10は,活性化されない。したがって,バンクBK
1nにおいて,ビット線対BLn/BLnbとサブデー
タバスSDBn/SDBnbは,カラムスイッチ回路C
SC1nを介して接続され,メモリセルバンクブロック
MBB1nに備えられたメモリセルMCに格納されてい
るデータは,サブデータバスSDBn/SDBnbに転
送されることになる。これに対して,バンクBK10に
おいて,ビット線対BL0/BL0bとサブデータバス
SDB0/SDB0bは,カラムスイッチ回路CSC1
0によって電気的に切り離されることになる。
【0032】以上のように,第1の実施の形態にかかる
DRAM1によれば,カラムデコーダcdおよびカラム
線CLが複数のバンクBK10,・・・,BK1nに共
通とされているため,チップのコンパクト化が実現され
る。しかも,データの転送を必要としないバンクにおい
て,ビット線対とサブデータバスが電気的に切断される
ため,データの転送が行われず,電力消費が低減される
ことになる。
【0033】(第2の実施の形態)本発明の第2の実施
の形態にかかるDRAM2の回路構成を図3に示す。こ
のDRAM2は,第1の実施の形態にかかるDRAM1
に対して,バンクBK10,・・・,BK1nがバンク
BK20,・・・,BK2nに置き換えられた構成を有
するものである。そして,各バンクBK20,・・・,
BK2nは,バンクBK10,・・・,BK1nそれぞ
れに対して,カラムスイッチ回路CSC10,・・・,
CSC1nがカラムスイッチ回路CSC20,・・・,
CSC2nに置き換えられ,さらに,サブスイッチ手段
としてのサブカラムスイッチ回路SCSC20,・・
・,SCSC2nおよびインバータI20,・・・,I
2nが追加された構成を有するものである。
【0034】各カラムスイッチ回路CSC20,・・
・,CSC2nは,相互に略同一の回路構成を有するも
のであり,ここでは,カラムスイッチ回路CSC20,
CSC2nを代表的に説明する。
【0035】カラムスイッチ回路CSC20は,2つの
NトランジスタN21,N22から構成されている。N
トランジスタN21は,ビット線BL0に対して直列に
接続されており,NトランジスタN22は,ビット線B
L0bに対して直列に接続されている。そして,Nトラ
ンジスタN21のゲートおよびNトランジスタN22の
ゲートは,サブカラム線SCL0に共通接続されてい
る。
【0036】カラムスイッチ回路CSC2nは,2つの
NトランジスタN25,N26から構成されている。N
トランジスタN25は,ビット線BLnに対して直列に
接続されており,NトランジスタN26は,ビット線B
Lnbに対して直列に接続されている。そして,Nトラ
ンジスタN25のゲートおよびNトランジスタN26の
ゲートは,サブカラム線SCLnに共通接続されてい
る。
【0037】各サブカラムスイッチ回路SCSC20,
・・・,SCSC2nは,相互に略同一の回路構成を有
するものであり,ここでは,サブカラムスイッチ回路S
CSC20,SCSC2nを代表的に説明する。
【0038】サブカラムスイッチ回路SCSC20は,
2つのNトランジスタN23,N24,および,Pチャ
ネル型トランジスタ(以下,「Pトランジスタ」とい
う。)P21から構成されている。PトランジスタP2
1のドレインとNトランジスタN23のドレインは,サ
ブカラム線SCL0に共通接続されている。Pトランジ
スタP21のソースは,カラム線CLに接続されてお
り,NトランジスタN23のソースは,グランドに接続
されている。また,PトランジスタP21のゲートとN
トランジスタN23のゲートは,インバータI20の出
力端子に共通接続されている。NトランジスタN24の
ソースおよびドレインは,それぞれ,PトランジスタP
21のドレインおよびソースに接続されている。Nトラ
ンジスタN24のゲートとインバータI20の入力端子
は,カラムスイッチ選択信号CSEL0が共通入力され
るように接続されている。
【0039】サブカラムスイッチ回路SCSC2nは,
2つのNトランジスタN27,N28,および,Pトラ
ンジスタP22から構成されている。PトランジスタP
22のドレインとNトランジスタN27のドレインは,
サブカラム線SCLnに共通接続されている。Pトラン
ジスタP22のソースは,カラム線CLに接続されてお
り,NトランジスタN27のソースは,グランドに接続
されている。また,PトランジスタP22のゲートとN
トランジスタN27のゲートは,インバータI2nの出
力端子に共通接続されている。NトランジスタN28の
ソースおよびドレインは,それぞれ,PトランジスタP
22のドレインおよびソースに接続されており,Nトラ
ンジスタN28およびPトランジスタP22によってト
ランスファゲートが構成されることになる。Nトランジ
スタN28のゲートとインバータI2nの入力端子は,
カラムスイッチ選択信号CSELnが共通入力されるよ
うに接続されている。
【0040】以上のような構成を有する第2の実施の形
態にかかるDRAM2の動作について,図2に基づいて
説明する。
【0041】DRAM2は,非動作状態,および,ロウ
アクティブ状態にあるときは,従来のマルチバンクDR
AMと略同一に動作する。これに対して,カラムアクテ
ィブ状態においては,以下のように特徴的な動作を行な
う。
【0042】このカラムアクティブ状態において,カラ
ム線CLがLレベルからHレベルに変化する前に,Lレ
ベルにあるカラムスイッチ選択信号CSEL0,・・
・,CSELnのうち,カラムアクティブバンクに対応
するカラムスイッチ選択信号のみLレベルからHレベル
に切り替える。なお,以下,バンクBK20,バンクB
K2nをロウアクティブバンクとし,バンクBK2nを
カラムアクティブアクティブバンクとする場合に即して
説明する。
【0043】次に,カラムスイッチ選択信号CSELn
がHレベルとされ,,サブカラムスイッチ回路SCSC
2nに備えられたPトランジスタP22およびNトラン
ジスタN28は活性状態とされ,NトランジスタN27
は不活性状態とされる。
【0044】カラム線CLのLレベルからHレベルへの
変化に伴い,NトランジスタN28およびPトランジス
タP22によって,サブカラム線SCLnはHレベルと
され,カラムスイッチ回路CSC2nに備えられたNト
ランジスタN25,N26は活性化されることになる。
【0045】ここで,NトランジスタN28は,カラム
線CLがLレベルであるとき,NトランジスタN25,
N26のゲートに対してLレベルの電位を供給するもの
であり,PトランジスタP22は,カラム線CLがHレ
ベルであるとき,NトランジスタN25,N26のゲー
トに対してHレベルの電位を供給するものである。これ
らNトランジスタN28およびPトランジスタP22に
よれば,カラム線CLに発生する電位をNトランジスタ
N25,N26のゲートに対してフルレベルで供給する
ことが可能となる。
【0046】カラムスイッチ回路CSC2nに備えられ
たNトランジスタN25,N26が活性化されることに
よって,ビット線対BLn/BLnbとサブデータバス
SDBn/SDBnbは,カラムスイッチ回路CSC2
nを介して接続され,メモリセルバンクブロックMBB
1nに備えられたメモリセルMCに格納されているデー
タは,サブデータバスSDBn/SDBnbに転送され
ることになる。
【0047】一方,カラムスイッチ選択信号CSEL0
は,Lレベルを維持するため,サブカラムスイッチ回路
SCSC20に備えられたPトランジスタP21および
NトランジスタN24は不活性状態とされ,Nトランジ
スタN23は活性状態とされる。このため,カラム線C
Lの電位レベルに関わらずカラムスイッチ回路CSC2
0に備えられたNトランジスタN21,N22は,不活
性状態を維持する。したがって,ビット線対BL0/B
L0bとサブデータバスSDB0/SDB0bは,カラ
ムスイッチ回路CSC20によって,電気的に切断さ
れ,メモリセルバンクブロックMBB1nに備えられた
メモリセルに格納されているデータがサブデータバスS
DBn/SDBnbに転送されることはない。
【0048】以上のように,第2の実施の形態にかかる
DRAM2によれば,イコライズされているサブデータ
バスと,データを増幅して待機中とされているビット線
対は,カラムスイッチ選択信号によって動作するサブカ
ラムスイッチ回路およびカラムスイッチ回路によって電
気的に切断されるため,貫通電流の発生が防止され,電
力消費が低減されることになる。
【0049】(第3の実施の形態)本発明の第3の実施
の形態にかかるDRAM3の回路構成を図4に示す。こ
のDRAM3は,第1の実施の形態にかかるDRAM1
に対して,バンクBK10,・・・,BK1nがバンク
BK30,・・・,BK3nに置き換えられた構成を有
するものである。そして,各バンクBK30,・・・,
BK3nは,バンクBK10,・・・,BK1nそれぞ
れに対して,カラムスイッチ回路CSC10,・・・,
CSC1nがカラムスイッチ回路CSC30,・・・,
CSC3nに置き換えられ,メモリセルバンクブロック
MBB10,・・・,MBB1nがメモリセルバンクブ
ロックMBB30,・・・,MBB3nに置き換えら
れ,さらに,サブカラムスイッチ回路SCSC30,・
・・,SCSC3nおよびインバータI30,・・・,
I3nが追加された構成を有するものである。そして,
各バンクBK30,・・・,BK3nには,2個のセン
スアンプ,すなわち,センスアンプSA00/SA1
0,・・・,SA0n/SA1nが備えられている。第
3の実施の形態にかかるDRAM3には,すべてのバン
クBK30,・・・,BK3nに共通のインバータI4
0が備えられている。
【0050】各カラムスイッチ回路CSC30,・・
・,CSC3nは,相互に略同一の回路構成を有するも
のであり,ここでは,カラムスイッチ回路CSC30,
CSC3nを代表的に説明する。
【0051】カラムスイッチ回路CSC30は,4つの
NトランジスタN31,N32,N33,N34から構
成されている。NトランジスタN31は,ビット線BL
00に対して直列に接続されており,NトランジスタN
32は,ビット線BL00bに対して直列に接続されて
おり,NトランジスタN33は,ビット線BL10に対
して直列に接続されており,NトランジスタN34は,
ビット線BL10bに対して直列に接続されている。そ
して,NトランジスタN31,NトランジスタN32,
NトランジスタN33,およびNトランジスタN34の
ゲートは,サブカラム線SCL0に共通接続されてい
る。
【0052】カラムスイッチ回路CSC3nは,4つの
NトランジスタN37,N38,N39,N40から構
成されている。NトランジスタN37は,ビット線BL
0nに対して直列に接続されており,NトランジスタN
38は,ビット線BL0nbに対して直列に接続されて
おり,NトランジスタN39は,ビット線BL1nに対
して直列に接続されており,NトランジスタN40は,
ビット線BL1nbに対して直列に接続されている。そ
して,NトランジスタN37,NトランジスタN38,
NトランジスタN39,およびNトランジスタN40の
ゲートは,サブカラム線SCLnに共通接続されてい
る。
【0053】各サブカラムスイッチ回路SCSC30,
・・・,SCSC3nは,相互に略同一の回路構成を有
するものであり,ここでは,サブカラムスイッチ回路S
CSC30,SCSC3nを代表的に説明する。
【0054】サブカラムスイッチ回路SCSC30は,
2つのNトランジスタN35,N36,および,Pトラ
ンジスタP31から構成されている。PトランジスタP
31のドレインとNトランジスタN35のドレインは,
サブカラム線SCL0に共通接続されている。Pトラン
ジスタP31のソースとインバータI30の入力端子
は,カラムスイッチ選択信号CSEL0が共通入力され
るように接続されている。NトランジスタN35のソー
スは,グランドに接続されている。また,Pトランジス
タP31のゲートとNトランジスタN35のゲートは,
インバータI40の出力端子に共通接続されている。N
トランジスタN36のソースおよびドレインは,それぞ
れ,NトランジスタN35のソースおよびドレインに接
続されており,NトランジスタN36のゲートは,イン
バータI30の出力端子に接続されている。
【0055】サブカラムスイッチ回路SCSC3nは,
2つのNトランジスタN41,N42,および,Pトラ
ンジスタP32から構成されている。PトランジスタP
32のドレインとNトランジスタN41のドレインは,
サブカラム線SCLnに共通接続されている。Pトラン
ジスタP32のソースとインバータI3nの入力端子
は,カラムスイッチ選択信号CSELnが共通入力され
るように接続されている。NトランジスタN41のソー
スは,グランドに接続されている。また,Pトランジス
タP32のゲートとNトランジスタN41のゲートは,
インバータI40の出力端子に共通接続されている。か
かる構成によって,PトランジスタP32およびNトラ
ンジスタN41は,グランド電位およびカラムスイッチ
選択信号CSELnの電位のいずれか一方を選択してサ
ブカラム線SCLnに供給する電位選択供給部として機
能することになる。また,NトランジスタN42のソー
スおよびドレインは,それぞれ,NトランジスタN41
のソースおよびドレインに接続されており,Nトランジ
スタN42のゲートは,インバータI3nの出力端子に
接続されている。
【0056】各メモリセルバンクブロックMBB30,
・・・,MBB3nは,相互に略同一の回路構成を有す
るものであり,ここでは,メモリセルバンクブロックM
BB30,MBB3nを代表的に説明する。
【0057】メモリセルバンクブロックMBB30は,
2個のメモリセルMC00,MC10を備えている。メ
モリセルMC00は,ビット線BL00およびワード線
WL0に接続されており,メモリセルMC10は,ビッ
ト線BL10およびワード線WL0に接続されている。
【0058】メモリセルバンクブロックMBB3nは,
2個のメモリセルMC0n,MC1nを備えている。メ
モリセルMC0nは,ビット線BL0nおよびワード線
WLnに接続されており,メモリセルMC1nは,ビッ
ト線BL1nおよびワード線WLnに接続されている。
【0059】以上のような構成を有する第3の実施の形
態にかかるDRAM3の動作について,図5に基づいて
説明する。
【0060】DRAM3は,非動作状態,および,ロウ
アクティブ状態にあるときは,従来のマルチバンクDR
AMと略同一に動作する。これに対して,カラムアクテ
ィブ状態においては,以下のように特徴的な動作を行な
う。
【0061】このカラムアクティブ状態において,カラ
ム線CLがLレベルからHレベルに変化する前に,Lレ
ベルにあるカラムスイッチ選択信号CSEL0,・・
・,CSELnのうち,カラムアクティブバンクに対応
するカラムスイッチ選択信号のみLレベルからHレベル
に切り替える。なお,以下,バンクBK30,バンクB
K3nをロウアクティブバンクとし,バンクBK3nを
カラムアクティブアクティブバンクとする場合に即して
説明する。
【0062】次に,カラムスイッチ選択信号CSELn
がHレベルとされ,,サブカラムスイッチ回路SCSC
3nに備えられたNトランジスタN42は不活性状態と
される。また,PトランジスタP32のソースはHレベ
ルとされる。一方,カラムスイッチ選択信号CSEL0
はLレベルを維持するため,サブカラムスイッチ回路S
CSC30に備えられたNトランジスタN36は活性状
態とされる。また,PトランジスタP31のソースはL
レベルとされる。
【0063】カラム線CLのLレベルからHレベルへの
変化に伴い,インバータI40は,カラム線CLbをH
レベルからLレベルとする。カラム線CLbがLレベル
とされると,サブカラムスイッチ回路SCSC3nに備
えられたPトランジスタP32は活性状態とされ,Nト
ランジスタN41は不活性状態とされる。同様に,サブ
カラムスイッチ回路SCSC30に備えられたPトラン
ジスタP31は活性状態とされ,NトランジスタN35
は不活性状態とされる。
【0064】以上のように,サブカラムスイッチ回路S
CSC3nに備えられたPトランジスタP32が活性状
態とされ,NトランジスタN41,N42が不活性状態
とされ,PトランジスタP32のソースがHレベルとさ
れることによって,サブカラム線SCLnはHレベルと
される。したがって,カラムスイッチ回路CSC3nに
備えられたNトランジスタN37,N38,N39,N
40は活性化されることになる。
【0065】カラムスイッチ回路CSC3nに備えられ
たNトランジスタN37,N38が活性化されることに
よって,ビット線対BL0n/BLn0bとサブデータ
バスSDBn/SDBnbは,カラムスイッチ回路CS
C3nを介して接続されることになる。したがって,メ
モリセルバンクブロックMBB3nに備えられたメモリ
セルMC0nに格納されているデータは,サブデータバ
スSDBn/SDBnbに転送可能となる。同様に,カ
ラムスイッチ回路CSC3nに備えられたNトランジス
タN39,N40が活性化されることによって,ビット
線対BL1n/BLn1bとサブデータバスSDBn/
SDBnbは,カラムスイッチ回路CSC3nを介して
接続されることになる。したがって,メモリセルバンク
ブロックMBB3nに備えられたメモリセルMC1nに
格納されているデータは,サブデータバスSDBn/S
DBnbに転送可能となる。
【0066】一方,サブカラムスイッチ回路SCSC3
0に備えられたPトランジスタP31およびNトランジ
スタN36が活性状態とされ,NトランジスタN35が
不活性状態とされ,PトランジスタP31のソースがL
レベルとされることによって,サブカラム線SCL0は
Lレベルとされる。このため,カラムスイッチ回路CS
C30に備えられたNトランジスタN31,N32,N
33,N34は,不活性状態を維持することになる。し
たがって,メモリセルバンクブロックMBB30に備え
られたメモリセルMC00,MC10に格納されている
データがサブデータバスSDB0/SDB0bに転送さ
れることはない。
【0067】以上のように,第3の実施の形態にかかる
DRAM3によれば,第1,2の実施の形態にかかるD
RAM1,2と同様に,イコライズされているサブデー
タバスと,データを増幅して待機中とされているビット
線対は,カラムスイッチ選択信号によって動作するサブ
カラムスイッチ回路およびカラムスイッチ回路によって
電気的に切断されるため,貫通電流の発生が防止され,
電力消費が低減されることになる。
【0068】さらに,第3の実施の形態にかかるDRA
M3によれば,カラム線CLbは,各バンクBK30,
・・・,BK3nに備えられたカラムスイッチ回路CS
C30,・・・,CSC3nに対して,サブカラムスイ
ッチ回路SCSC30,・・・,SCSC3nを介して
接続される。図4に示すように,各カラムスイッチ回路
CSC30,・・・,CSC3nにおいて,2個のNト
ランジスタN31/N32,N33/N34,・・・か
らなるスイッチ手段が複数備えられた場合であっても,
カラム線CLに接続される負荷の増加が防止される。し
たがって,カラム線CLを短時間で活性化/非活性化さ
せることが可能となり,結果的にDRAM3の高速動作
が実現する。
【0069】以上,添付図面を参照しながら本発明の好
適な実施形態について説明したが,本発明はかかる例に
限定されない。当業者であれば,特許請求の範囲に記載
された技術的思想の範疇内において各種の変更例または
修正例に想到し得ることは明らかであり,それらについ
ても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解され
る。
【0070】
【発明の効果】以上説明したように,本発明にかかる半
導体記憶装置によれば,チップサイズの増大を抑えつ
つ,データ転送の必要がないバンクにおいて,ビット線
対とデータバスの間に貫通電流の発生を防止することが
可能となる。したがって,省電力化が実現することにな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態にかかるDRAMの
構成を示す回路図である。
【図2】図1のDRAMの動作を示すタイミングチャー
トである。
【図3】本発明の第2の実施の形態にかかるDRAMの
構成を示す回路図である。
【図4】本発明の第3の実施の形態にかかるDRAMの
構成を示す回路図である。
【図5】図4のDRAMの動作を示すタイミングチャー
トである。
【図6】図1,図3,図4のDRAMに備えられたイコ
ライズ回路の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
1 DRAM BK1n バンク BLn/BLnb ビット線対 CL カラム線 CSC2n カラムスイッチ回路 CSELn カラムスイッチ選択信号 EQn イコライズ回路 MBB1n メモリセルバンクブロック MC メモリセル SAn センスアンプ SCLn サブカラム線 SCSC2n サブカラムスイッチ回路 SDBn/SDBnb サブデータバス WLn ワード線 Xaddress Xアドレス信号 Yaddress Yアドレス信号 cd カラムデコーダ rdn ロウデコーダ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松下 裕一 宮崎県宮崎郡清武町大字木原7083番地 株 式会社沖マイクロデザイン宮崎内 Fターム(参考) 5B024 AA01 BA15 BA18 CA07 CA16

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のメモリセルを有する複数のバンク
    から成る半導体記憶装置において,前記各バンクは,前
    記メモリセルに格納されているデータが読み出されるビ
    ット線対とデータバスとを接続するスイッチ手段を備
    え,前記各スイッチ手段は,前記各スイッチ手段に割り
    当てられたスイッチ手段選択信号によって制御される第
    1ゲート部と,前記複数のバンクに共通のカラムデコー
    ダによって制御される第2ゲート部とを備え,前記第1
    ゲート部および第2ゲート部は,前記ビット線対に対し
    て直列に接続されたことを特徴とする半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】 前記第1ゲート部は,第1トランジスタ
    および第2トランジスタから構成され,前記第2ゲート
    部は,第3トランジスタおよび第4トランジスタから構
    成され,前記第1トランジスタの制御端子および前記第
    2トランジスタの制御端子には,前記スイッチ手段選択
    信号が入力され,前記第3トランジスタの制御端子およ
    び前記第4トランジスタの制御端子には,前記カラムデ
    コーダから出力されるカラムデコーダ出力信号が入力さ
    れ,前記第1トランジスタの第1端子および前記第2ト
    ランジスタの第1端子は,前記ビット線対に接続され,
    前記第1トランジスタの第2端子は,前記第3トランジ
    スタの第1端子に接続され,前記第2トランジスタの第
    2端子は,前記第4トランジスタの第1端子に接続さ
    れ,前記第3トランジスタの第2端子および前記第4ト
    ランジスタの第2端子は,前記データバスに接続された
    ことを特徴とする請求項1に記載の半導体記憶装置。
  3. 【請求項3】 複数のメモリセルを有する複数のバンク
    から成る半導体記憶装置において,前記各バンクは,前
    記メモリセルに格納されているデータが読み出されるビ
    ット線対とデータバスとを接続するスイッチ手段と,前
    記スイッチ手段を制御するサブスイッチ手段とを備え,
    前記サブスイッチ手段は,前記各スイッチ手段に割り当
    てられたスイッチ手段選択信号が一の論理レベルのと
    き,前記複数のバンクに共通のカラムデコーダから出力
    されるカラムデコーダ出力信号を通過させ前記スイッチ
    手段に供給するトランスファゲートと,前記スイッチ手
    段選択信号が他の論理レベルのとき,所定の電位を前記
    スイッチ手段に供給するトランジスタとを備えたことを
    特徴とする半導体記憶装置。
  4. 【請求項4】 複数のメモリセルを有する複数のバンク
    から成る半導体記憶装置において,前記各バンクは,前
    記メモリセルに格納されているデータが読み出されるビ
    ット線対とデータバスとを接続するスイッチ手段と,前
    記スイッチ手段を制御するサブスイッチ手段とを備え,
    前記サブスイッチ手段は,前記複数のバンクに共通のカ
    ラムデコーダから出力されるカラムデコーダ出力信号に
    基づき,前記スイッチ手段との接続ノードに対して,所
    定の電位,または,前記各スイッチ手段に割り当てられ
    たスイッチ手段選択信号の電位のいずれか一方を供給す
    る電位選択供給部と,前記電位選択供給部の状態に関わ
    らず前記接続ノードの電位を前記所定の電位に固定する
    ことが可能なトランジスタとを備えたことを特徴とする
    半導体記憶装置。
  5. 【請求項5】 前記電位選択供給部は,Pチャネル型ト
    ランジスタとNチャネル型トランジスタから構成され,
    前記Pチャネル型トランジスタのドレインと前記Nチャ
    ネル型トランジスタのドレインは,前記接続ノードに接
    続され,前記Pチャネル型トランジスタのソースには,
    前記スイッチ手段選択信号が入力され,前記Nチャネル
    型トランジスタのソースには,前記所定の電位が供給さ
    れることを特徴とする請求項4に記載の半導体記憶装
    置。
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