JP2002358785A - バンクアドレス信号を利用する半導体メモリ素子のアドレス制御装置 - Google Patents

バンクアドレス信号を利用する半導体メモリ素子のアドレス制御装置

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JP2002358785A
JP2002358785A JP2002103799A JP2002103799A JP2002358785A JP 2002358785 A JP2002358785 A JP 2002358785A JP 2002103799 A JP2002103799 A JP 2002103799A JP 2002103799 A JP2002103799 A JP 2002103799A JP 2002358785 A JP2002358785 A JP 2002358785A
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address signal
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Abstract

(57)【要約】 【課題】メモリコンパイラを利用した2M〜64Mとい
う範囲の半導体メモリ素子のメモリデザイン時間を短縮
することができる、バンクアドレス信号を利用するアド
レス制御装置を提供すること。 【解決手段】ローアドレス信号をバッファリングして出
力するローアドレスバッファ100、バンクアドレス信号
をバッファリングして出力するバンクアドレスバッファ
200、バッファリングされたバンクアドレス信号に応じ
て選択されたバンクを活性化させるバンク制御部400、
バンクアドレス信号を、付加ローアドレス信号に変換し
て出力するアドレス制御部500、及びローアドレスバッ
ファ100でバッファリングされたローアドレス信号と、
アドレス制御部500で変換された付加ローアドレス信号
とをプリデコーディングし、複合ローアドレス信号を出
力するロープリデコーダ300を装備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、バンクアドレス信
号を利用する半導体メモリ素子のアドレス制御装置に関
し、特に、MML(Merged Memory and Logic)型の半
導体メモリ素子において、メモリコンパイラを利用した
2M〜64Mという範囲の多くの種類のDRAMのマク
ロセットを発生させることができ、メモリのデザインに
要する時間を短縮することができる、バンクアドレス信
号を利用する半導体メモリ素子のアドレス制御装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】一般に、DRAMにおけるアドレスバッ
ファは、メモリのデータ格納位置を指定する情報である
アドレスが入力されるチャネルである。
【0003】このようなアドレスバッファに入力される
A0〜Anのアドレスビットは、それぞれ独立したバッ
ファとアドレスバスラインとを備えている。したがっ
て、それぞれ独立したバッファを介して入力されるアド
レスのビットは、内部クロックに同期してアドレスレジ
スタに格納される。
【0004】一方、アドレスバッファにおいて、アドレ
スは通常ローアクティブ命令またはリード・ライト命令
と共に入力されるが、マルチプレクシングの場合、命令
の種類によってはローアドレスとなることもあり、カラ
ムアドレスになることもある。
【0005】そして、デマルチプレクシングの場合に
は、アドレスは、ローアドレスとカラムアドレスをそれ
ぞれ有しており、ロー信号とカラム信号がアクティブの
ときに、ローアドレス及びカラムアドレスがアドレスバ
ッファに入力される。
【0006】このとき、アドレスバッファに入力された
ローアドレスは、ローアドレスプリデコーダでプリデコ
ーディングされ、カラムアドレスはカラムアドレスプリ
デコーダでプリデコーディングされる。
【0007】図1は、半導体メモリ素子に用いられてい
る従来のデマルチプレクシングアドレス制御装置の構成
を示すブロック図である。
【0008】その構成は次のとおりである。従来のアド
レス制御装置は、前述のように、ローアドレスバッファ
10とカラムアドレスバッファ30とバンクアドレスバ
ッファ50とが、相互に独立した経路を有している。
【0009】ローアドレスバッファ10は、ローアドレ
ス信号RAN<0:10>を受信すると、信号ra<
0:10>及び/ra<0:10>をバッファリングし
て出力し、出力された信号はロープリデコーダ20に伝
送されプリデコーディングされる。
【0010】このとき、第1リフレッシュ制御部15
は、クロック信号CLKを受信し、リフレッシュを制御
するための制御信号rcnt<0:10>及び/rcn
t<0:10>をロープリデコーダ20に出力する。
【0011】カラムアドレスバッファ30は、CAN<
0:4>のカラムアドレス信号を受信すると、信号ca
<0:4>及び/ca<0:4>をバッファリングして
出力し、出力された信号はカラムデコーダ40に伝送さ
れ、デコーディングされる。
【0012】バンクアドレスバッファ50は、バンクア
ドレス信号BAN<0:1>を受信すると、信号ba<
0:1>及び/ba<0:1>をバッファリングして出
力し、出力された信号はバンク制御部60に伝送され
る。ここで、バンクアドレス信号は、DRAMのマルチ
バンクの内、選択されたバンクを活性化する役割を果た
す。
【0013】ところが、前述の従来のアドレス制御装置
では、ローアドレスバッファ10、カラムアドレスバッ
ファ30及びバンクアドレスバッファ50がそれぞれ独
立した経路を持っており、それぞれの経路を介して受信
したアドレスをバッファリングする。そのため、DRA
Mのマクロセットを発生させる場合に、デザインに要す
る時間が長く、ターンアラウンド時間内にデザインを終
えることができなくなるという問題が生じる。
【0014】すなわち、アドレスバッファが、それぞれ
の独立した経路を介して受信したアドレスを個々にバッ
ファリングするので、デザインに要する時間が長くな
る。そのために、2M〜64Mという範囲の多くの種類
の半導体メモリ素子のメモリを短時間にデザインできな
いという問題点がある。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記のよう
な問題点を解決するためになされたものであり、2M〜
64Mという多くの種類のDRAMのデザインに要する
時間を短縮することができる、バンクアドレス信号を利
用する半導体メモリ素子のアドレス制御装置を提供する
ことを目的としている。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明に係るバンクアド
レス信号を利用する半導体メモリ素子のアドレス制御装
置は、ローアドレス信号をバッファリングして出力する
ローアドレスバッファ、バンクアドレス信号をバッファ
リングして出力するバンクアドレスバッファ、該バンク
アドレスバッファでバッファリングされたバンクアドレ
ス信号に応じて選択されたバンクを活性化させるバンク
制御部、前記バンクアドレスバッファでバッファリング
された前記バンクアドレス信号を、付加ローアドレス信
号に変換して出力するアドレス制御部、及び前記ローア
ドレスバッファでバッファリングされたローアドレス信
号と、前記アドレス制御部で変換された前記付加ローア
ドレス信号とをプリデコーディングし、複合ローアドレ
ス信号を出力するロープリデコーダを備えることを特徴
とする。
【0017】通常、コンパイラ構造を持つDRAMのメ
モリ容量及びバンク構成は、バンクアドレス信号とロー
アドレス信号の使用の可否によって変わる。
【0018】本発明に係るアドレス制御装置では、ロー
アドレス<0:10>を固定した後、2M〜64Mとい
う範囲の多くの種類のメモリ素子)を発生させるため
に、バンクアドレス信号をローアドレス信号として用い
る。具体的には、マルチバンクではバンク数に応じてバ
ンクアドレス信号BAN<0:1>を用い、シングルバ
ンク又は特定のメモリ素子ではローアドレス信号とバン
クアドレス信号を併用する。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照し、本発明の実
施の形態に係るバンクアドレス信号を利用する半導体メ
モリ素子のアドレス制御装置について、詳しく説明す
る。
【0020】図2は、本発明の実施の形態に係るバンク
アドレス信号を利用する半導体メモリ素子のアドレス制
御装置の構成を示すブロック図である。図2に示されて
いるように、本実施の形態に係るマクロセットを発生さ
せるための半導体メモリ素子のアドレス制御装置は、図
1に示した従来のアドレス制御装置の構成に比べて、カ
ラムアドレスバッファ30が除かれ、アドレス制御部5
00が追加されている。さらに、アドレス制御部500
に備えられたバンクアドレスラッチ510及び第2リフ
レッシュ制御部520が、ロープリデコーダ300を共
用するように構成されている。
【0021】図2に示されているように、ローアドレス
バッファ100は、ローアドレス信号RAN<0:10
>を受信してバッファリングし、信号ra<0:10>
及び/ra<0:10>をロープリデコーダ300に出
力する。
【0022】第1リフレッシュ制御部250は、クロッ
ク信号CLK及び/CLKを受信し、信号rcnt<
0:10>及び/rcnt<0:10>をロープリデコ
ーダ300に出力する。ロープリデコーダ300に伝送
された信号rcnt<0:10>及び/rcnt<0:
10>は、ローアドレスバッファ100を介してロープ
リデコーダ300に伝送された信号ra<0:10>及
び/ra<0:10>をリフレッシュする。
【0023】そして、バンクアドレスバッファ200
は、バンクアドレス信号BAN<0:1>を受信してバ
ッファリングし、信号ba<0:1>及び/ba<0:
1>をバンク制御部400に出力する。ここで、バンク
アドレス信号(BA0〜BA1)は、DRAMのマルチ
バンクの内、どのバンクを活性化させるかを選択するア
ドレス信号である。
【0024】バンク制御部400は、バンクアドレスバ
ッファ200から信号ba<0:1>及び/ba<0:
1>を受信し、選択されたバンクを活性化させるための
信号及びプリチャージ信号を出力する。
【0025】本実施の形態に係るバンクアドレス信号を
利用する半導体メモリ素子のアドレス制御装置では、レ
イアウトと構成を考慮して、従来用いられているバンク
アドレス信号を、バンクの構成に応じてローアドレス信
号としても利用する。したがって、従来のバンクアドレ
ス信号を、付加ローアドレス信号RAN<11:12>
にも用いることができるようにするために、バンクアド
レスバッファ200を介して出力されるバンクアドレス
信号をラッチする、バンクアドレスラッチ510を用い
る。
【0026】例えば、A0〜A12のローアドレス信号
を受信し、バンクアドレス信号とローアドレス信号の両
方を用いる場合には、A0〜A10までのアドレスには
ローアドレス信号を用い、残りのA11とA12の付加
ローアドレス信号にはバンクアドレス信号を用いる。
【0027】すなわち、ローアドレス信号RAN<0:
10>は、ローアドレスバッファ100を介してロープ
リデコーダ300に伝送され、残るA11とA12の付
加ローアドレス信号は、バンクアドレスバッファ200
を介してロープリデコーダ300に伝送される。
【0028】このように、バンクアドレス信号BAN<
0:1>が付加ローアドレス信号として用いられるの
で、バンクアドレスバッファ200から出力された信号
ba<0:1>及び/ba<0:1>は、アドレス制御
部500内のバンクアドレスラッチ510に伝送され
る。バンクアドレスラッチ510は、伝送されたバンク
アドレス信号をラッチし、付加ローアドレス信号ra<
11:12>及び/ra<11:12>を生成する。
【0029】このように生成された付加ローアドレス信
号ra<11:12>及び/ra<11:12>は、ロ
ープリデコーダ300に伝送され、デコーディングされ
る。
【0030】一方、アドレス制御部500内の第2リフ
レッシュ制御部520は、クロック信号CLK及び/C
LKを受信し、バンクアドレスラッチ510を介してロ
ープリデコーダ300に伝送された信号ra<11:1
2>及び/ra<11:12>をリフレッシュするた
め、信号rcnt<11:12>及び/rcnt<1
1:12>をロープリデコーダ300に出力する。ロー
プリデコーダ300は、受信した信号ra<0:12>
及び/ra<0:12>をプリデコーディングし、複合
ローアドレス信号axbc<0:3>を出力する。
【0031】このように、本実施の形態に係るアドレス
制御装置におけるバンクアドレスバッファ200は、メ
モリコンパイラタイリングを行うための基本メモリブロ
ック単位以下のビルディングブロックを選択する役割を
果たすことになる。
【0032】したがって、従来のPX選択、メモリコア
セルブロック選択に用いられるファースト信号RAN<
0:1>、RAN<9:10>を、バンクアドレスラッ
チ510のファースト制御信号として用いることにな
る。
【0033】本実施の形態に係るアドレス制御装置で
は、メモリコンパイラの4Mコアセルのビルディングブ
ロックをタイリングする場合、バンクアドレスバッファ
200を利用してローアドレス信号を生成することによ
り、ビルディングブロックを選択する。ただし、2Mコ
アセルのビルディングブロックをタイリングする場合に
は、3つのバンクアドレス信号BAN<0:2>に対
し、それぞれバンクアドレスラッチ510が追加され
る。
【0034】図3は、本実施の形態に係るバンクアドレ
ス信号を利用した半導体メモリ素子に用いられるバンク
アドレスラッチを示す回路図である。
【0035】バンクアドレスラッチ510は、フリップ
フロップ部513及び遅延部514で構成されている。
フリップフロップ部513は、バンクアドレスバッファ
200から、バッファリングされたバンクアドレス信号
ba<0:1>及び/ba<0:1>を受信し、それぞ
れの信号は、第1ORゲート511、第2ORゲート5
12への入力信号となる。
【0036】ここで、第1ORゲート511からの出力
信号は第2ORゲート512の入力信号となり、第2O
Rゲート512からの出力信号は第1ORゲート511
の入力信号となる。そして、フリップフロップ部513
では、上記のバッファリングされたバンクアドレス信号
ba<0:1>及び/ba<0:1>が論理演算され、
フリップフロップ部513から、付加ローアドレス信号
ra<11:12>及び/ra<11:12>が出力さ
れる。
【0037】出力された付加ローアドレス信号は、それ
ぞれ遅延部514の非反転インバータ(IV1、IV
2、及びIV3、IV4)に伝送される。そして、遅延
部514は、信号を遅延させた後、遅延した付加ローア
ドレス信号ra<11:12>及び/ra<11:12
>を出力する。
【0038】上述のように、外部からのアドレス信号B
AN<0:1>がバンクアドレス信号のときには、信号
ba<0:1>、/ba<0:1>が用いられ、外部か
らのアドレス信号BAN<0:2>がバンクアドレス信
号のときには、信号ba<0:2>、/ba<0:2>
が用いられる。ただし、2バンクのメモリ素子をデザイ
ンする場合には、BAN<0>はバンクアドレス信号、
BAN<1>は付加ローアドレス信号として用いられ
る。
【0039】それに対して、シングルバンクのメモリ素
子の場合には、BAN<0:1>が全て付加ローアドレ
ス信号として用いられ、4Mコアのセルビルディングブ
ロックが選択される場合には、BAN<0:1>が付加
ローアドレス信号ra<11:12>、/ra<11:
12>として用いられる。
【0040】図4は、本実施の形態に係る半導体メモリ
素子のアドレス制御装置に用いられるロープリデコーダ
を示す詳細な回路図であり、メモリコンパイラのタイリ
ングユニットのビルディングブロックを選択(2M/4
M)するためのロープリデコーダ300を示す回路図で
ある。
【0041】ロープリデコーダ300は、ローアクティ
ブ命令信号によりバッファリングされたローアドレス信
号と、付加ローアドレス信号とをプリデコーディングし
て出力するデコーディング部301、リフレッシュ命令
信号によりローアドレスバッファから伝送されるリフレ
ッシュ信号と、アドレス制御部500から伝送されるリ
フレッシュ信号とをプリデコーディングして出力するリ
フレッシュ部302、ローアクティブ命令信号とリフレ
ッシュ命令信号により、デコーディング部301とリフ
レッシュ部302の出力を選択的に制御する制御部30
3、制御部303の命令信号に応じてプリデコーディン
グされた信号をラッチして出力する駆動部304、及び
駆動部304の出力信号を論理演算し、複合ローアドレ
ス信号を出力する論理演算部305を備えている。
【0042】デコーディング部301は、直列に接続さ
れたnMOSトランジスタ(スイッチング素子とも呼
ぶ)N1、N2及びN3と、これらのnMOSトランジ
スタと並列に接続されたnMOSトランジスタN4とで
構成されている。なお、図4に示した例の場合には、n
MOSトランジスタN2及びN3と、nMOSトランジ
スタN4とが並列に接続されている。
【0043】そして、nMOSトランジスタN1、N2
及びN3のそれぞれのゲート端子には、ローアクティブ
命令信号rowatv、ローアドレスバッファ100及
びバンクアドレスバッファ200から出力されたローア
ドレス信号ra<0:12>及び/ra<0:12>
が、それぞれ入力される。また、nMOSトランジスタ
N4のゲート端子には、ウェーハバーンイン信号Wbi
が入力される。
【0044】リフレッシュ部302は、デコーディング
部301と並列に接続さており、nMOSトランジスタ
N1と並列に接続されたnMOSトランジスタN5を備
え、そのゲート端子には、リフレッシュ命令信号int
xatが入力される。
【0045】なお、リフレッシュ部302では、nMO
SトランジスタN5と接地電圧端との間に、nMOSト
ランジスタN6とN7が直列に接続されており、それら
のゲート端子には、それぞれ第1リフレッシュ制御部2
50、第2リフレッシュ制御部520から出力されるリ
フレッシュ信号rcnt<0:12>、/rcnt<
0:12>が入力される。
【0046】さらに、制御部303は、電源電圧端とn
MOSトランジスタN1及びnMOSトランジスタN5
の共通ドレイン端子との間に直列接続されたpMOSト
ランジスタ(スイッチング素子とも呼ぶ)P1及びP2
を備え、このpMOSトランジスタP1、P2のゲート
端子には、それぞれリフレッシュ命令信号int xa
tとローアクティブ命令信号Rowatvが入力され
る。このpMOSトランジスタは、デコーディング部3
01及びリフレッシュ部302の出力を選択する制御機
能を持っている。
【0047】さらに、駆動部304は、nMOSトラン
ジスタN1とN5の共通ドレイン端子に接続されたイン
バータIV5を備え、このインバータIV5の出力端子
を介して、論理演算部305へプリデコーディング信号
axm<0:12>を出力する。ここで、インバータI
V5の両端には、pMOSトランジスタP3のドレイン
端子、ゲート端子がそれぞれ接続されている。
【0048】駆動部304を介して出力されたプリデコ
ーディング信号axm<0:12>は、論理演算部30
5に伝送され、複合ローアドレス信号axbc<0:3
>として出力される。
【0049】ここで、ノーマルオペレーションのブロッ
クが選択された場合には、デコーディング部301で直
列に接続されているnMOSトランジスタN1、N2、
N3により、ra<0:12>、/ra<0:12>及
びローアクティブ命令信号rowatvの順に接続され
るようにし、動作時に電荷配分効果が最小になるように
する。
【0050】さらに、ウェーハバーンインモード時に
は、全てのブロックを活性化させるために、nMOSト
ランジスタN4を並列に配置する。
【0051】
【発明の効果】前述のように、本発明に係るバンクアド
レス信号を利用する半導体素子のアドレス制御装置は、
2M〜64Mという範囲のエンベッデッドDRAMのマ
クロセットをフレキシブルに発生させることができ、メ
モリコンパイラを利用したメモリのデザインに要する時
間を短縮することができる。
【0052】すなわち、本発明に係るアドレス制御装置
によれば、コンパイラを利用したDRAMに最適なレイ
アウトの決定及び最少限の回路変更により、従来のバン
クアドレス信号と、バンク構成に応じたローアドレス信
号を併用することができるため、メモリのデザインに要
する時間を著しく短縮することができるという優れた効
果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】半導体メモリ素子に用いられている従来のデマ
ルチプレクシングアドレス制御装置の構成を示すブロッ
ク図である。
【図2】本発明の実施の形態に係るバンクアドレス信号
を利用する半導体メモリ素子のアドレス制御装置を示す
ブロック図である。
【図3】本実施の形態に係るバンクアドレス信号を利用
する半導体メモリ素子のアドレス制御装置に用いられる
バンクアドレスラッチを示す詳細な回路図である。
【図4】本実施の形態に係るバンクアドレス信号を利用
する半導体メモリ素子のアドレス制御装置に用いられる
ロープリデコーダを示す詳細な回路図である。
【符号の説明】
100 ローアドレスバッファ 200 バンクアドレスバッファ 250 第1リフレッシュ制御部 300 ロープリデコーダ 400 バンク制御部 500 アドレス制御部

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ローアドレス信号をバッファリングして出
    力するローアドレスバッファ、 バンクアドレス信号をバッファリングして出力するバン
    クアドレスバッファ、 該バンクアドレスバッファで、バッファリングされたバ
    ンクアドレス信号に応じて選択されたバンクを活性化さ
    せるバンク制御部、 前記バンクアドレスバッファで、前記バッファリングさ
    れたバンクアドレス信号を、付加ローアドレス信号に変
    換して出力するアドレス制御部、及び前記ローアドレス
    バッファで前記バッファリングされたローアドレス信号
    と、前記アドレス制御部で変換された前記付加ローアド
    レス信号とをプリデコーディングし、複合ローアドレス
    信号を出力するロープリデコーダを備えることを特徴と
    するバンクアドレス信号を利用する半導体メモリ素子の
    アドレス制御装置。
  2. 【請求項2】前記アドレス制御部が、 前記バンクアドレスバッファで前記バッファリングされ
    たバンクアドレス信号をラッチし、前記付加ローアドレ
    ス信号を出力するバンクアドレスラッチを備えることを
    特徴とする請求項1に記載のバンクアドレス信号を利用
    する半導体メモリ素子のアドレス制御装置。
  3. 【請求項3】前記アドレス制御部が、 前記バンクアドレスラッチで変換された前記付加ローア
    ドレス信号のリフレッシュを制御するための制御信号を
    出力するリフレッシュ制御部をさらに備えることを特徴
    とする請求項2に記載のバンクアドレス信号を利用する
    半導体メモリ素子のアドレス制御装置。
  4. 【請求項4】前記ロープリデコーダが、 ローアクティブ命令信号により前記バッファリングされ
    たローアドレス信号と、前記付加ローアドレス信号とを
    プリデコーディングして出力するデコーディング部、 リフレッシュ命令信号により前記ローアドレスバッファ
    から伝送されるリフレッシュ信号と、前記アドレス制御
    部から伝送されるリフレッシュ信号とをプリデコーディ
    ングして出力するリフレッシュ部、 前記ローアクティブ命令信号と前記リフレッシュ命令信
    号により、前記デコーディング部とリフレッシュ部の出
    力を選択的に制御する制御部、 該制御部の命令信号に応じて前記プリデコーディングさ
    れた信号をラッチして出力する駆動部、及び該駆動部の
    出力信号を論理演算し、前記複合ローアドレス信号を出
    力する論理演算部を備えることを特徴とする請求項1に
    記載のバンクアドレス信号を利用する半導体メモリ素子
    のアドレス制御装置。
  5. 【請求項5】前記デコーディング部が、 直列に接続され、前記ローアドレス信号とローアクティ
    ブ命令信号がそれぞれそのゲート端子に入力される複数
    個のスイッチング素子、及びこれら複数個のスイッチン
    グ素子と並列に接続され、ゲート端子を介してウェーハ
    バーンイン信号を受信するスイッチング素子を備えるこ
    とを特徴とする請求項4に記載のバンクアドレス信号を
    利用する半導体メモリ素子のアドレス制御装置。
  6. 【請求項6】前記リフレッシュ部が、 直列に接続され、前記リフレッシュ信号とリフレッシュ
    命令信号がそれぞれのゲート端子に入力される複数個の
    スイッチング素子を備えることを特徴とする請求項4に
    記載のバンクアドレス信号を利用する半導体メモリ素子
    のアドレス制御装置。
  7. 【請求項7】前記制御部が、 リフレッシュ命令信号とローアクティブ命令信号がそれ
    ぞれのゲート端子に入力され、前記デコーディング部及
    び前記リフレッシュ部の出力を選択的に制御する複数個
    のスイッチング素子を備えることを特徴とする請求項4
    に記載のバンクアドレス信号を利用する半導体メモリ素
    子のアドレス制御装置。
  8. 【請求項8】前記バンクアドレスラッチが、 前記バッファリングされたバンクアドレス信号を論理演
    算し、前記付加ローアドレス信号を出力するフリップフ
    ロップ部、及び該フリップフロップ部から出力された付
    加ローアドレス信号を遅延させて出力する遅延部を備え
    ることを特徴とする請求項2に記載のバンクアドレス信
    号を利用する半導体メモリ素子のアドレス制御装置。
  9. 【請求項9】前記フリップフロップ部が、 前記バンクアドレスバッファから出力されたバンクアド
    レス信号をそれぞれの入力信号とし、かつ出力した信号
    を相互の入力信号とするORゲートを備えることを特徴
    とする請求項8に記載のバンクアドレス信号を利用する
    半導体メモリ素子のアドレス制御装置。
  10. 【請求項10】前記遅延部が、 非反転インバータを備えることを特徴とする請求項8に
    記載のバンクアドレス信号を利用する半導体メモリ素子
    のアドレス制御装置。
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