JP2003100079A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JP2003100079A
JP2003100079A JP2001289315A JP2001289315A JP2003100079A JP 2003100079 A JP2003100079 A JP 2003100079A JP 2001289315 A JP2001289315 A JP 2001289315A JP 2001289315 A JP2001289315 A JP 2001289315A JP 2003100079 A JP2003100079 A JP 2003100079A
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JP2001289315A
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Hiroaki Tanizaki
弘晃 谷崎
Tsukasa Oishi
司 大石
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Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd
Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノイズに強く、書込動作が速く、消費電流が
小さな半導体記憶装置を提供する。 【解決手段】 DRAMにおいて、リードゲート15の
NチャネルMOSトランジスタ17,18のゲートにそ
れぞれビット線/BL,BLを接続し、ライトゲート1
6のNチャネルMOSトランジスタ23,24のゲート
にそれぞれライトデータ線WDL,/WDLを接続す
る。したがって、リードデータ線対RDL,/RDLお
よびライトデータ線対WDL,/WDLとビット線対B
L,/BLとは直接接続されないので、データ線対RD
L,/RDL;WDL,/WDLに生じたノイズによっ
てビット線対BL,/BLのデータ信号が破壊されるこ
とがない。

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、特にデータ信号の書換が可能な半導体記憶装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】図20は、従来のダイナミックランダム
アクセスメモリ(以下、DRAMと称す)の要部を示す
回路ブロック図である。
【0003】図20において、このDRAMは、2つの
メモリセルアレイMA1,MA2を備える。メモリセル
アレイMA1,MA2の各々は、ワード線WLとビット
線対BL,/BLとの交差部に配置されたメモリセルM
Cを含む。メモリセルMCは、1つのデータ信号を記憶
する。
【0004】メモリセルアレイMA1,MA2のビット
線対BL,/BLには、それぞれビット線イコライズ回
路82,83が配置される。ビット線イコライズ回路8
2,83は、それぞれビット線イコライズ信号BLEQ
L,BLEQRが活性化レベルの「L」レベルにされた
ことに応じて活性化され、対応のビット線対BL,/B
Lをビット線プリチャージ電位VBL(=VCC/2)
にプリチャージする。
【0005】メモリセルアレイMA1のビット線BL,
/BLとノードN81,N82との間には転送ゲート8
0が設けられ、メモリセルアレイMA2のビット線B
L,/BLとノードN81,N82との間には転送ゲー
ト81が設けられる。転送ゲート80,81は、それぞ
れ信号BLIL,BLIRが「L」レベルにされたこと
に応じて非導通になる。
【0006】ノードN81,N82には、センスアンプ
84が接続される。センスアンプ84は、センスアンプ
活性化信号SE,/SEがそれぞれ「H」レベルおよび
「L」レベルにされたことに応じて活性化され、ノード
N81,N82間に生じた微小電位差を電源電圧VCC
に増幅する。ノードN81,N82は、列選択ゲート8
5を介してグローバルIO線対GIO,/GIOの一方
端に接続される。列選択ゲート85は、対応の列選択線
CSLが選択レベルの「H」レベルにされたことに応じ
て導通する。
【0007】グローバルIO線対GIO,/GIOの他
方端には、GIO線イコライズ回路86、リードアンプ
87およびライトドライバ88が接続されている。GI
O線イコライズ回路86は、GIO線イコライズ信号G
IOEQが活性化レベルの「L」レベルにされたことに
応じて活性化され、グローバルIO線GIO,/GIO
を電源電位VCCにプリチャージする。リードアンプ8
7は、信号PAEが活性化レベルの「H」レベルにされ
たことに応じて活性化され、グローバルIO線GIOと
/GIOの電位の高低を比較し、比較結果に応じた論理
レベルの読出データ信号RDを出力する。
【0008】ライトドライバ88は、ライトドライバ活
性化信号WDEが活性化レベルの「H」レベルにされた
ことに応じて活性化され、書込データ信号WDの論理レ
ベルに従って、グローバルIO線GIO,/GIOのう
ちのいずれか一方を「H」レベルにするとともに他方を
「L」レベルにする。
【0009】すなわちライトドライバ88は、図21に
示すように、NANDゲート91,92、インバータ9
3〜97、PチャネルMOSトランジスタ98,99お
よびNチャネルMOSトランジスタ100,101を含
む。PチャネルMOSトランジスタ98,99は電源電
位VCCのラインとグローバルIO線GIO,/GIO
との間にそれぞれ接続され、NチャネルMOSトランジ
スタ100,101はそれぞれグローバルIO線GI
O,/GIOと接地電位GNDのラインとの間に接続さ
れる。
【0010】ライトドライバ活性化信号WDEは、NA
NDゲート91,92の一方入力ノードに入力される。
書込データ信号WDは、NANDゲート91の他方入力
ノードに直接入力されるとともに、インバータ93を介
してNANDゲート92の他方入力ノードに入力され
る。NANDゲート91の出力信号は、インバータ9
4,95を介してPチャネルMOSトランジスタ98の
ゲートに入力されるとともに、インバータ94を介して
NチャネルMOSトランジスタ101のゲートに入力さ
れる。NANDゲート92の出力信号は、インバータ9
6を介してNチャネルMOSトランジスタ100のゲー
トに入力されるとともに、インバータ96,97を介し
てPチャネルMOSトランジスタ99のゲートに入力さ
れる。
【0011】書込動作時であり、かつライトマスク信号
によってデータの書換が禁止されていない場合は、ライ
トドライバ活性化信号WDEは活性化レベルの「H」レ
ベルにされ、NANDゲート91,92の各々はインバ
ータとして動作する。書込データ信号WDが「H」レベ
ルの場合は、MOSトランジスタ98,101が導通す
るともにMOSトランジスタ99,100が非導通にな
り、グローバルIO線GIO,/GIOはそれぞれ
「H」レベルおよび「L」レベルにされる。書込データ
信号WDが「L」レベルの場合は、MOSトランジスタ
99,100が導通するとともにMOSトランジスタ9
8,101が非導通になり、グローバルIO線GIO,
/GIOはそれぞれ「L」レベルおよび「H」レベルに
される。
【0012】次に、図20および図21に示したDRA
Mの動作について説明する。ただし、メモリセルアレイ
MA1,MA2のうちのメモリセルアレイMA1が選択
されたものとする。
【0013】読出動作時は、まず、ビット線イコライズ
信号BLEQLが非活性化レベルの「H」レベルに立上
げられてビット線イコライズ回路82が非活性化される
とともに、アレイ選択信号BLIRが「L」レベルにさ
れて転送ゲート81が非導通にされる。次いでワード線
WLが選択レベルの「H」レベルにされ、メモリセルM
Cが活性化され、メモリセルMCの記憶データに従って
ビット線対BL,/BL間に微小電位差が発生する。
【0014】次に、センスアンプ活性化信号SE,/S
Eがそれぞれ「H」レベルおよび「L」レベルにされて
センスアンプ84が活性化され、一方のビット線(たと
えばBL)が「H」レベルにされるとともに他方のビッ
ト線(この場合は/BL)が「L」レベルにされる。次
いで、GIO線イコライズ信号GIOEQが非活性化レ
ベルの「H」レベルにされてGIO線イコライズ回路8
6が非活性化され、グローバルIO線対GIO,/GI
Oのイコライズが停止される。
【0015】次に、列選択線CSLが選択レベルの
「H」レベルに立上げられて列選択ゲート85が導通
し、ビット線BL,/BLの電位がそれぞれグローバル
IO線GIO,/GIOに伝達される。リードアンプ8
7は、信号PAEが活性化レベルの「H」レベルにされ
たことに応じて活性化され、グローバルIO線GIOと
/GIOの電位の高低を比較し、比較結果に応じた論理
レベルの読出データ信号RDを出力する。
【0016】書込動作時は、読出動作時と同様にして、
ビット線イコライズ回路82が非活性化され、転送ゲー
ト81が非導通にされ、センスアンプ84が活性化され
て一方のビット線が「H」レベルにされるとともに他方
のビット線が「L」レベルにされ、GIO線イコライズ
回路86が非活性化されてグローバルIO線対GIO,
/GIOのイコライズが停止される。
【0017】次に、ライトドライバ活性化信号WDEが
活性化レベルの「H」レベルにされてライトドライバ8
8が活性化され、書込データ信号WDの論理レベルに応
じて、グローバルIO線GIO,/GIOのうちの一方
が「H」レベルにされ他方が「L」レベルにされる。次
いで、列選択線CSLが選択レベルの「H」レベルにさ
れて列選択ゲート85が導通し、グローバルIO線GI
O,/GIOの電位がビット線BL,/BLに伝達さ
れ、ビット線(図ではBL)の電位がメモリセルMCに
書込まれる。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のDRA
Mでは、ビット線対BL,/BLとグローバルIO線対
GIO,/GIOとが列選択ゲート85を介して直接接
続されるので、グローバルIO線対GIO,/GIOの
プリチャージが不完全であった場合、あるいはグローバ
ルIO線対GIO,/GIOに他の配線の干渉によるノ
イズが発生した場合に、ビット線対BL,/BLに読出
されたデータ信号が破壊されるという問題があった。ビ
ット線対BL,/BLに読出されたデータ信号が破壊さ
れるのを防止する方法としてセンスアンプ84の電流駆
動力を大きくする方法もあるが、センスアンプ84のレ
イアウト面積が増大する問題がある。
【0019】また、データ信号WDをメモリセルMCに
書込むごとにグローバルIO線対GIO,/GIOを
「H」レベルにプリチャージする必要があったので、プ
リチャージするための期間が必要となり、書込動作の高
速化が困難であった。
【0020】また、ライトマスク動作を行なう場合に、
グローバルIO線対GIO,/GIOを「H」レベルに
プリチャージした後に列選択ゲート85を導通させてい
たので、「H」レベルにされたグローバルIO線GIO
または/GIOから「L」レベルにされたビット線BL
または/BLに電流が流出し、電流が無駄に消費されて
いた。
【0021】それゆえに、この発明の主たる目的は、ノ
イズに強く、書込動作が速く、消費電流が小さな半導体
記憶装置を提供することである。
【0022】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体記
憶装置は、データ信号の書換が可能な半導体記憶装置で
あって、複数行複数列に配置された複数のメモリセル
と、それぞれ複数行に対応して設けられた複数のワード
線と、それぞれ複数列に対応して設けられた複数のビッ
ト線対とを含むメモリブロックと、各ビット線対に対応
して設けられ、対応のビット線対間に生じた電位差を増
幅するセンスアンプと、行アドレス信号に従って複数の
ワード線のうちのいずれかのワード線を選択し、そのワ
ード線に対応する各メモリセルを活性化させる行デコー
ダと、列アドレス信号に従って複数のビット線対のうち
のいずれかのビット線対を選択する列デコーダと、複数
のビット線対に共通に設けられた読出データ線対と、複
数のビット線対に共通に設けられた書込データ線対と、
読出データ線対の一方端に接続され、データ信号の読出
を行なうための読出回路と、書込データ線対の一方端に
接続され、データ信号の書込を行なうための書込回路
と、読出動作時は列デコーダによって選択されたビット
線対と読出データ線対の他方端とを結合し、書込動作時
は列デコーダによって選択されたビット線対と書込デー
タ線対の他方端とを結合する入出力制御回路とを備えた
ものである。ここで、入出力制御回路は、各ビット線対
に対応して設けられ、それらの入力電極がそれぞれ対応
のビット線対に含まれる第1および第2のビット線に接
続された第1および第2のトランジスタと、各ビット線
対に対応して設けられ、読出動作時に列デコーダによっ
て対応のビット線対が選択されたことに応じて、対応の
第1および第2のトランジスタをそれぞれ読出データ線
対に含まれる第1および第2の読出データ線と第1の基
準電位のラインとの間に接続する第1の切換回路と、各
ビット線対に対応して設けられ、それらの入力電極がそ
れぞれ書込データ線対に含まれる第1および第2の書込
データ線に接続された第3および第4のトランジスタ
と、各ビット線対に対応して設けられ、書込動作時に列
デコーダによって対応のビット線対が選択されたことに
応じて、対応の第3および第4のトランジスタをそれぞ
れ対応のビット線対に含まれる第1および第2のビット
線と第2の基準電位のラインとの間に接続する第2の切
換回路とを含む。
【0023】好ましくは、第1および第2のトランジス
タの各々はNチャネルMOSトランジスタであり、第1
の基準電位は接地電位である。
【0024】また好ましくは、読出回路は、第1および
第2の読出データ線を予め電源電位に充電するプリチャ
ージ回路と、第1および第2の読出データ線の電位の高
低を比較し、比較結果に応じた論理レベルのデータ信号
を出力するリードアンプとを含む。
【0025】また好ましくは、第3および第4のトラン
ジスタの各々はNチャネルMOSトランジスタであり、
第2の基準電位は接地電位である。
【0026】また好ましくは、書込回路は、書込データ
信号の論理レベルに従って第1および第2の書込データ
線のうちのいずれか一方の書込データ線を電源電位にす
るとともに他方の書込データ線を接地電位にし、データ
の書換を禁止するライトマスクモード時は第1および第
2の書込データ線をともに接地電位にする。
【0027】また好ましくは第3および第4のトランジ
スタの各々はPチャネルMOSトランジスタであり、第
2の基準電位は電源電位である。
【0028】また好ましくは、書込回路は、書込データ
信号の論理レベルに従って第1および第2の書込データ
線のうちのいずれか一方の書込データ線を電源電位にす
るとともに他方の書込データ線を接地電位にし、データ
の書換を禁止するライトマスクモード時は第1および第
2の書込データ線をともに電源電位にする。
【0029】
【発明の実施の形態】[実施の形態1]図1は、この発
明の実施の形態1によるDRAM1の全体構成を示すブ
ロック図である。図1において、このDRAMは、行/
列アドレスバッファ+クロック発生回路2、行/列デコ
ード回路3、メモリマット4およびデータ入出力回路5
を備える。このDRAM1では、同時に8k個(ただ
し、kは1以上の整数である)のデータ信号DQ1〜D
Q8kの入出力が可能となっており、8つのデータ信号
ごとに1つのライトマスク信号WMの入力端子が設けら
れている。
【0030】行/列アドレスバッファ+クロック発生回
路には、外部アドレス信号A0〜Am(ただし、mは0
以上の整数である)および外部制御信号/RAS,/C
AS,/WEに従って、行アドレス信号RA0〜RA
m、列アドレス信号CA0〜CAm、リードクロック信
号CLKRおよびライトクロック信号CLKWなどを生
成し、DRAM1全体を制御する。
【0031】メモリマット4は、複数(図では3つ)の
センスアンプ帯SA1〜SA3と、それらの間に配置さ
れたメモリセルアレイMA1,MA2とを含む。メモリ
セルアレイMA1,MA2は、それぞれが1つのデータ
信号を記憶する複数のメモリセルを含む。複数のメモリ
セルは、予め定められた数8kずつグループ化されてい
る。各メモリセルグループは、行アドレスおよび列アド
レスによって決定される所定のアドレスに配置される。
【0032】行/列デコード回路3は、行/列アドレス
バッファ+クロック発生回路2から与えられる行アドレ
ス信号RA0〜RAmおよび列アドレス信号CA0〜C
Amに従って、メモリセルアレイMA1,MA2のアド
レスを指定する。センスアンプ帯SA1,SA2には、
後述するセンスアンプ+入出力制御回路群が設けられて
いる。センスアンプ+入出力制御回路群は、行/列デコ
ード回路3によって指定されたアドレスの8k個のメモ
リセルをデータ入出力回路5に接続する。データ入出力
回路5は、ライトドライバ+リードアンプ帯6および入
出力バッファ群7を含む。ライトドライバ+リードアン
プ帯6には、ライトドライバ群およびリードアンプ群が
設けられている。
【0033】リードアンプ群は、リードクロック信号C
LKRに同期して動作し、選択された8k個のメモリセ
ルからの読出データ信号Q1〜Q8kを入出力バッファ
群7に与える。入出力バッファ群7は、外部制御信号/
OEに応答してリードアンプ群からの読出データ信号Q
1〜Q8kを外部に出力する。ライトドライバ群は、ラ
イトクロック信号CLKWに同期して動作し、外部から
の書込データ信号D1〜D8kを選択された8k個のメ
モリセルに書込む。ただし、8k個のメモリセルのうち
ライトマスク信号WM1〜WMkによって指定されたメ
モリセルにはデータは書込まれない。
【0034】図2は、図1に示したメモリマット4の構
成を示すブロック図である。図2において、メモリセル
アレイMA1,MA2の各々は、それぞれデータ信号D
Q1〜DQ8kに対応する8k個のメモリブロックMB
に分割されている。またセンスアンプ帯SA1〜SA3
の各々は、それぞれデータ信号DQ1〜DQ8kに対応
する8k個のセンスブロックSBに分割されている。
【0035】メモリマット4には、それぞれデータ信号
Q1〜Q8kを読出すための8k個の読出データ線対R
DL,/RDLと、それぞれデータ信号D1〜D8kを
書込むための8k個の書込データ線対WDL,/WDL
とが設けられている。読出データ線対RDL,/RDL
および書込データ線対WDL,/WDLは、対応の3つ
のセンスブロックSBおよび2つのメモリブロックMB
を横切るように配置され、それらの一方端はライトドラ
イバ+リードアンプ帯6に接続されている。
【0036】メモリブロックMBは、図3に示すよう
に、複数行複数列に配置された複数のメモリセルMC
と、それぞれ複数行に対応して設けられた複数のワード
線WLと、それぞれ複数列に対応して設けられた複数の
ビット線対BL,/BLとを含む。メモリセルMCは、
アクセス用のNチャネルMOSトランジスタQと情報記
憶用のキャパシタCとを含む周知のものである。
【0037】ワード線WLを選択レベルの「H」レベル
にすると、ワード線WLに対応する行の各メモリセルM
Cが活性化され、各メモリセルMCのデータの書込/読
出が可能になる。書込動作時は、1本のワード線WLを
選択レベルの「H」レベルにしてメモリセルMCを活性
化させた後、対応の書込データ信号(たとえばD1)に
従って1つのビット線対BL,/BLのうちの一方のビ
ット線を「H」レベルにし他方のビット線を「L」レベ
ルにする。これにより、ビット線の電位が所望のメモリ
セルMCに書込まれる。読出動作時は、ビット線対B
L,/BLの電位をビット線プリチャージ電位VBL
(=VCC/2)にイコライズした後、1本のワード線
WLを選択レベルの「H」レベルにしてメモリセルMC
を活性化させる。これにより、各ビット線対BL,/B
L間にメモリセルMCの記憶データに応じた微小電位差
が生じる。各ビット線対間の微小電位差を電源電圧VC
Cに増幅した後、1つのビット線対の電位差を検出する
ことにより所望のメモリセルMCのデータ信号を読出す
ことができる。
【0038】センスアンプ帯SA2のセンスブロックS
Bは、図4に示すように、上記2つのメモリブロックM
B,MBの各奇数番のビット線対BL,/BLに共通に
設けられたセンスアンプ+入出力制御回路8を含む。セ
ンスアンプ帯SA1,SA3のセンスブロックSBは、
隣接するメモリブロックMBの各偶数番のビット線対B
L,/BLに対応して設けられたセンスアンプ+入出力
制御回路9を含む。
【0039】センスアンプ+入出力制御回路8は、図5
に示すように、転送ゲート10,11、ビット線イコラ
イズ回路12,13、センスアンプ14、リードゲート
15、およびライトゲート16を含む。転送ゲート10
は、メモリセルアレイMA1のメモリブロックMBの対
応のビット線対BL,/BLとノードN1,N2との間
にそれぞれ接続され、それらのゲートがともに信号BL
ILを受ける1対のNチャネルMOSトランジスタを含
む。転送ゲート11は、メモリセルアレイMA2のメモ
リブロックMBの対応のビット線対BL,/BLとノー
ドN1,N2との間にそれぞれ接続され、それらのゲー
トがともに信号BLIRを受ける1対のNチャネルMO
Sトランジスタを含む。
【0040】行/列デコード回路3によって信号BLI
L,BLIRのうちの信号BLILが「L」レベルにさ
れると、転送ゲート10の2つのNチャネルMOSトラ
ンジスタが非導通になり、メモリセルアレイMA1のビ
ット線対BL,/BLとノードN1,N2とが切離され
る。行/列デコード回路3によって信号BLIL,BL
IRのうちの信号BLIRが「L」レベルにされると、
転送ゲート11の2つのNチャネルMOSトランジスタ
が非導通になり、メモリセルアレイMA2のビット線対
BL,/BLとノードN1,N2とが切離される。
【0041】ビット線イコライズ回路12は、メモリセ
ルアレイMA1のビット線対BL,/BLに接続され、
ビット線イコライズ信号BLEQLが活性化レベルの
「L」レベルにされたことに応じて対応のビット線対B
L,/BLをビット線プリチャージ電位VBLにイコラ
イズする。
【0042】すなわちビット線イコライズ回路12は、
図6に示すように、PチャネルMOSトランジスタ25
〜27を含む。PチャネルMOSトランジスタ25はビ
ット線BLと/BLの間に接続され、PチャネルMOS
トランジスタ26,27はビット線BLと/BLの間に
直列接続される。PチャネルMOSトランジスタ25〜
27のゲートには、ビット線イコライズ信号BLEQL
が与えられる。PチャネルMOSトランジスタ26と2
7の間のノードには、ビット線プリチャージ電位VBL
が与えられる。
【0043】行/列デコード回路3によってビット線イ
コライズ信号BLEQLが活性化レベルの「L」レベル
にされると、PチャネルMOSトランジスタ25〜27
が導通してビット線BL,/BLがともにビット線プリ
チャージ電位VBLにされる。行/列デコード回路3に
よってビット線イコライズ信号BLEQLが非活性化レ
ベルの「H」レベルにされると、PチャネルMOSトラ
ンジスタ25〜27が非導通になってビット線BL,/
BLのイコライズが停止される。
【0044】ビット線イコライズ回路13は、メモリセ
ルアレイMA2のビット線対BL,/BLに接続され、
ビット線イコライズ信号BLEQRが活性化レベルの
「L」レベルにされたことに応じて対応のビット線対B
L,/BLをビット線プリチャージ電位VBLにイコラ
イズする。ビット線イコライズ回路13は、ビット線イ
コライズ回路12と同様の構成である。
【0045】センスアンプ14は、センスアンプ活性化
信号SE,/SEがそれぞれ「H」レベルおよび「L」
レベルにされたことに応じて活性化され、ノードN1,
N2間に生じた微小電位差を電源電圧VCCに増幅す
る。すなわちセンスアンプ14は、図7に示すように、
PチャネルMOSトランジスタ28〜30およびNチャ
ネルMOSトランジスタ31〜33を含む。Pチャネル
MOSトランジスタ28は、電源電位VCCのラインと
ノードN28との間に接続され、そのゲートは信号/S
Eを受ける。PチャネルMOSトランジスタ29,30
は、ノードN28とノードN1,N2との間にそれぞれ
接続され、それらのゲートはそれぞれノードN2,N1
に接続される。NチャネルMOSトランジスタ31,3
2は、それぞれノードN1,N2とノードN33との間
に接続され、それらのゲートはそれぞれノードN2,N
1に接続される。NチャネルMOSトランジスタ33
は、ノードN33と接地電位GNDのラインとの間に接
続され、そのゲートは信号SEを受ける。
【0046】行/列デコード回路3によってセンスアン
プ活性化信号SE,/SEがそれぞれ「L」レベルおよ
び「H」レベルにされている場合は、PチャネルMOS
トランジスタ28およびNチャネルMOSトランジスタ
33が非導通になり、センスアンプ14は非活性化され
る。行/列デコード回路3によってセンスアンプ活性化
信号SA,/SAがそれぞれ「H」レベルおよび「L」
レベルにされると、PチャネルMOSトランジスタ28
およびNチャネルMOSトランジスタ33が導通してセ
ンスアンプ14が活性化される。
【0047】ノードN1の電位がノードN2の電位より
も高い場合は、MOSトランジスタ29,32の抵抗値
がMOSトランジスタ30,31の抵抗値よりも小さく
なり、ノードN1の電位が電源電位VCCまで引上げら
れるとともにノードN2の電位が接地電位GNDまで引
下げられる。ノードN2の電位がノードN1の電位より
も高い場合は、MOSトランジスタ30,31の抵抗値
がMOSトランジスタ29,32の抵抗値よりも小さく
なり、ノードN2の電位が電源電位VCCまで引上げら
れるともにノードN1の電位が接地電位GNDまで引下
げられる。
【0048】図5に戻って、リードゲート15は、Nチ
ャネルMOSトランジスタ17〜19を含む。Nチャネ
ルMOSトランジスタ17,19は接地電位GNDのラ
インと対応のリードデータ線RDLとの間に直列接続さ
れ、NチャネルMOSトランジスタ18,20は接地電
位GNDのラインと対応のリードデータ線/RDLとの
間に直列接続される。NチャネルMOSトランジスタ1
7,18のゲートはそれぞれノードN2,N1に接続さ
れ、NチャネルMOSトランジスタ19,20のゲート
はともに対応の列のリード列選択線RCSLに接続され
る。リード列選択線RCSLは、各センスアンプ+入出
力制御回路8に対応して、センスアンプ帯SA2の8k
個のセンスブロックSBに共通に設けられている。
【0049】読出動作時は、まずリードデータ線RD
L,/RDLが「H」レベル(電源電位VCC)にプリ
チャージされる。行/列デコード回路3によってリード
列選択線RCSLが選択レベルの「H」レベルにされる
と、NチャネルMOSトランジスタ19,20が導通す
る。ノードN1,N2がそれぞれ「H」レベルおよび
「L」レベルの場合は、NチャネルMOSトランジスタ
18が導通するともにNチャネルMOSトランジスタ1
7が非導通になり、リードデータ線RDL,/RDLが
それぞれ「H」レベルおよび「L」レベルになる。ノー
ドN1,N2がそれぞれ「L」レベルおよび「H」の場
合は、NチャネルMOSトランジスタ17が導通すると
もにNチャネルMOSトランジスタ18が非導通にな
り、リードデータ線RDL,/RDLがそれぞれ「L」
レベルおよび「H」レベルになる。
【0050】ライトゲート16は、NチャネルMOSト
ランジスタ21〜24を含む。NチャネルMOSトラン
ジスタ21,23はノードN2と接地電位GNDのライ
ンとの間に直列接続され、NチャネルMOSトランジス
タ22,24はノードN1と接地電位GNDのラインと
の間に直列接続される。NチャネルMOSトランジスタ
21,22のゲートはともに対応の列のライト列選択線
WCSLに接続される。NチャネルMOSトランジスタ
23,24のゲートは、それぞれライトデータ線WD
L,/WDLに接続される。ライト列選択線WCSL
は、各センスアンプ+入出力制御回路8に対応して、セ
ンスアンプ帯SA2の8k個のセンスブロックSBに共
通に設けられている。
【0051】行/列デコード回路3によってライト列選
択線WCSLが選択レベルの「H」レベルにされると、
NチャネルMOSトランジスタ21,22が導通する。
ライトデータ線WDL,/WDLがそれぞれ「H」レベ
ルおよび「L」レベルの場合は、NチャネルMOSトラ
ンジスタ23,24のうちのNチャネルMOSトランジ
スタ23が導通してノードN2が「L」レベルにされ、
ノードN1はセンスアンプ14によって「H」レベルに
される。ライトデータ線WDL,/WDLがそれぞれ
「L」レベルおよび「H」レベルの場合は、Nチャネル
MOSトランジスタ23,24のうちのNチャネルMO
Sトランジスタ24が導通してノードN1が「L」レベ
ルにされ、ノードN2はセンスアンプ14によって
「H」レベルにされる。
【0052】センスアンプ帯SA1のセンスアンプ+入
出力制御回路9は、センスアンプ帯SA2のセンスアン
プ+入出力制御回路8から転送ゲート10,11および
メモリセルアレイMA2用のビット線イコライズ回路1
3を除去したものである。センスアンプ帯SA3のセン
スアンプ+入出力制御回路9は、センスアンプ帯SA2
のセンスアンプ+入出力制御回路8から転送ゲート1
0,11およびメモリセルアレイMA1用のビット線イ
コライズ回路12を除去したものである。なお、センス
アンプ帯SA1用の列選択線RCSL,WCSLとセン
スアンプ帯SA3用の列選択線RCSL,WCSLと
は、別個に設けられている。
【0053】各リードデータ線対RDL,/RDLに
は、図8に示すように、データ線イコライズ回路35お
よびリードアンプ40が設けられている。データ線イコ
ライズ回路35は、データ線イコライズ信号DLEQが
活性化レベルの「L」レベルにされたことに応じて対応
のリードデータ線対RDL,/RDLを「H」レベル
(電源電位VCC)にイコライズする。
【0054】すなわちデータ線イコライズ回路35は、
PチャネルMOSトランジスタ36〜38を含む。Pチ
ャネルMOSトランジスタ36,37はリードデータ線
RDLと/RDLの間に直列接続され、PチャネルMO
Sトランジスタ38はリードデータ線RDLと/RDL
の間に接続される。PチャネルMOSトランジスタ36
〜38のゲートには、データ線イコライズ信号DLEQ
が与えられる。PチャネルMOSトランジスタ36,3
7の間のノードには、電源電位VCCが与えられる。
【0055】信号DLEQが活性化レベルの「L」レベ
ルにされると、PチャネルMOSトランジスタ36〜3
8が導通してリードデータ線RDL,/RDLがともに
電源電位VCCにされる。信号DLEQが非活性化レベ
ルの「H」レベルにされると、PチャネルMOSトラン
ジスタ36〜38が非導通になってリードデータ線RD
L,/RDLのイコライズが停止される。
【0056】リードアンプ40は、プリアンプ活性化信
号PAEが活性化レベルの「H」レベルにされたことに
応じて活性化され、リードデータ線RDLと/RDLの
電位の高低を比較し、比較結果に応じた内部データ信号
RDを出力する。
【0057】すなわちリードアンプ40は、図9に示す
ように、プリアンプ41、ORゲート49,50、NA
NDゲート51,52およびインバータ54を含み、N
ANDゲート51,52はフリップフロップ53を構成
する。プリアンプ41は、PチャネルMOSトランジス
タ42〜45およびNチャネルMOSトランジスタ46
〜48を含む。PチャネルMOSトランジスタ42は、
リードデータ線/RDLとノードN42との間に接続さ
れ、そのゲートはプリアンプ活性化信号PAEを受け
る。PチャネルMOSトランジスタ43は、リードデー
タ線RDLとノードN43との間に接続され、そのゲー
トはプリアンプ活性化信号PAEを受ける。
【0058】PチャネルMOSトランジスタ44,45
は、電源電位VCCのラインとノードN42,N43と
の間にそれぞれ接続され、それらのゲートはそれぞれノ
ードN43,N42に接続される。NチャネルMOSト
ランジスタ46,47は、それぞれノードN42,N4
3とノードN48との間に接続され、それらのゲートは
それぞれノードN43,N42に接続される。Nチャネ
ルMOSトランジスタ48は、ノードN48と接地電位
GNDのラインとの間に接続され、そのゲートはプリア
ンプ活性化信号PAEを受ける。
【0059】読出動作時は、まず信号PAEが非活性化
レベルの「L」レベルにされる。これにより、Pチャネ
ルMOSトランジスタ42,43が導通してリードデー
タ線RDL,/RDLの電位がそれぞれノードN43,
N42に取込まれるとともに、NチャネルMOSトラン
ジスタ48が非導通になってプリアンプ41が非活性化
される。
【0060】次いで信号PAEが活性化レベルの「H」
レベルにされる。これにより、PチャネルMOSトラン
ジスタ42,43が非導通になるとともにNチャネルM
OSトランジスタ48が導通し、プリアンプ41が活性
化される。ノードN42の電位がノードN43の電位よ
りも高い場合は、MOSトランジスタ44,47の抵抗
値がMOSトランジスタ45,46の抵抗値よりも小さ
くなり、ノードN42が「H」レベルに引上げられると
もにノードN43が「L」レベルに引下げられる。ノー
ドN43の電位がノードN42の電位よりも高い場合
は、MOSトランジスタ45,46の抵抗値がMOSト
ランジスタ44,47の抵抗値よりも小さくなり、ノー
ドN43が「H」レベルに引上げられるとともにノード
N42が「L」レベルに引下げられる。
【0061】ノードN42,N43は、それぞれORゲ
ート50,49の一方入力ノードに接続される。プリア
ンプ活性化信号PAEは、インバータ54を介してOR
ゲート49,50の他方入力ノードに入力される。OR
ゲート49,50の出力信号は、それぞれフリップフロ
ップ53のセット端子53aおよびリセット端子53b
に入力される。フリップフロップ53の出力信号は、リ
ードアンプ42の出力信号RDとなる。フリップフロッ
プ53は、読出動作ごとに、リセット信号(図示せず)
によりリセットされるものとする。
【0062】読出動作時は、まず信号PAEが非活性化
レベルの「L」レベルにされる。これにより、ORゲー
ト49,50の出力信号はともに「H」レベルに固定さ
れる。次いで信号PAEが活性化レベルの「H」レベル
にされる。これにより、ノードN42,N43のレベル
がそれぞれフリップフロップ53のリセット端子53b
およびセット端子53aに与えられる。ノードN42,
N43がそれぞれ「H」レベルおよび「L」レベルの場
合は、フリップフロップ53がセットされ、内部データ
信号RDが「H」レベルになる。ノードN42,N43
がそれぞれ「L」レベルおよび「H」レベルの場合は、
フリップフロップ53がリセットされて内部データ信号
RDが「L」レベルになる。内部データ信号RDは、入
出力バッファにより、読出データ信号Qとして外部に出
力される。
【0063】各ライトデータ線対WDL,/WDLに
は、図10に示すように、ライトドライバ60が設けら
れている。ライトドライバ60は、NANDゲート6
1,62およびインバータ63〜65を含む。入出力バ
ッファによって外部データ信号Dに基づいて生成された
書込データ信号WDは、NANDゲート61の一方入力
ノードに入力されるとともに、インバータ63を介して
NANDゲート62の一方入力ノードに入力される。ラ
イトドライバ活性化信号WDEは、NANDゲート6
1,62の他方入力ノードに入力される。NANDゲー
ト61の出力信号は、インバータ64で反転されてライ
トデータ線WDLに与えられる。NANDゲート62の
出力信号は、インバータ65で反転されてライトデータ
線/WDLに与えられる。
【0064】書込動作時であり、かつ対応のライトマス
ク信号WMが非活性化レベルの「L」レベルであるとき
は、信号WDEが活性化レベルの「H」レベルにされ、
NANDゲート61,62の各々はインバータとして動
作する。信号WDが「H」レベルの場合はライトデータ
線WDL,/WDLがそれぞれ「H」レベルおよび
「L」レベルにされ、信号WDが「L」レベルの場合は
ライトデータ線WDL,/WDLがそれぞれ「L」レベ
ルおよび「H」レベルにされる。
【0065】書込動作時以外のとき、および書込動作時
であっても対応のライトマスク信号WMが活性化レベル
の「H」レベルにされているときは、信号WDEが非活
性化レベルの「L」レベルにされる。これにより、NA
NDゲート61,62の出力ノードがともに「H」レベ
ルに固定され、ライトデータ線WDL,/WDLがとも
に「L」レベルに固定される。ライトデータ線WDL,
/WDLがともに「L」レベルにされると、図5のNチ
ャネルMOSトランジスタ23,24がともに非導通に
なり、ライト列選択線WCSLが選択レベルの「H」レ
ベルにされてもデータ信号の書換は行なわれない。
【0066】図11は、図1〜図10で示したDRAM
1の読出動作を示すタイムチャートである。ただし、メ
モリセルアレイMA1およびセンスアンプ帯SA2が選
択されたものとし、1つのデータ信号の読出についての
み説明する。
【0067】まず、ある時刻t1において、ビット線イ
コライズ信号BLEQLが「L」レベルから「H」レベ
ルに立上げられるとともにアレイ選択信号BLIRが
「H」レベルから「L」レベルに立下げられる。これに
より、図5のビット線イコライズ回路12が非活性化さ
れるとともに転送ゲート11の1対のNチャネルMOS
トランジスタが非導通になる。
【0068】次に、時刻t2において、行アドレス信号
RA0〜RAmに応じた行のワード線WLが選択レベル
の「H」レベルに立上げられ、その行の各メモリセルM
Cが活性化されて各ビット線対BL,/BL間に微小電
位差が発生する。次いで時刻t3において、センスアン
プ活性化信号SEが「L」レベルから「H」レベルに立
上げられるとともに信号/SEが「H」レベルから
「L」レベルに立下げられてセンスアンプ14が活性化
され、ビット線(たとえばBL)が「H」レベルにされ
るとともにビット線(この場合は/BL)が「L」レベ
ルにされる。たとえばビット線BL,/BLがそれぞれ
「H」レベルおよび「L」レベルにされると、図5のN
チャネルMOSトランジスタ17が非導通になるととも
にNチャネルMOSトランジスタ18が導通する。
【0069】次に、時刻t4において、データ線イコラ
イズ信号DLEQが「L」レベルから「H」レベルに立
上げられ、図8のデータ線イコライズ回路35が非活性
化されてリードデータ線対RDL,/RDLのイコライ
ズが停止される。次いで、時刻t5において、列アドレ
ス信号CA0〜CAmに応じた列のリード列選択線RC
SLが選択レベルの「H」レベルに立上げられ、図5の
NチャネルMOSトランジスタ19,20が導通し、リ
ードデータ線/RDLからNチャネルMOSトランジス
タ20,18を介して接地電位GNDのラインに電流が
流出し、リードデータ線/RDLの電位が徐々に低下す
る。
【0070】次に、時刻t6において、リード列選択線
RCSLが非選択レベルの「L」レベルに立下げられ、
NチャネルMOSトランジスタ19,20が非導通にさ
れてリードデータ線対RDL,/RDLと接地電位GN
Dのラインとが切離される。また、プリアンプ活性化信
号PAEが所定時間だけパルス的に「H」レベルにさ
れ、リードアンプ40が活性化されて読出データ信号R
Dのレベルが確定する。次いで時刻t7においてデータ
線イコライズ信号DLEQが活性化レベルの「L」レベ
ルに立下げられ、リードデータ線RDL,/RDLが電
源電位VCCにプリチャージされて、1回の読出動作が
終了する。
【0071】図12は、図1〜図10に示したDRAM
1の書込動作を示すタイムチャートである。ただし、メ
モリセルアレイMA1およびセンスアンプ帯SA2が選
択されたものとし、1つのデータ信号の書込についての
み説明する。またライトマスク信号WMは、「L」レベ
ルに固定されているものとする。
【0072】まず、図11で示した時刻t1〜t3にお
ける読出動作と同様にして、図5のビット線イコライズ
回路12が非活性化され、転送ゲート11の1対のNチ
ャネルMOSトランジスタが非導通にされ、ワード線W
Lが選択レベルの「H」レベルにされ、センスアンプ1
4が活性化されてビット線対BL,/BL間の電位差が
電源電位VCCに増幅される。
【0073】次いで時刻t11において、書込データ信
号WDのレベルが確定するとともにライトデータ線WD
L,/WDLのレベルが確定する。たとえば、ライトデ
ータ線WDL,/WDLが、それぞれ「H」レベルおよ
び「L」レベルにされたものとする。これにより、図5
のNチャネルMOSトランジスタ23が導通するととも
にNチャネルMOSトランジスタ24が非導通になる。
【0074】次に、時刻t12において、列アドレス信
号CA0〜CAmに応じた列のライト列選択線WCSL
が所定時間だけ選択レベルの「H」レベルにされ、図5
のNチャネルMOSトランジスタ21,22が導通す
る。これにより、ビット線/BLがNチャネルMOSト
ランジスタ21,23を介して接地され、センスアンプ
14によってビット線BL,/BLがそれぞれ「H」レ
ベルおよび「L」レベルにされる。この後、ワード線W
Lが非選択レベルの「L」レベルにされ、センスアンプ
14が非活性化され、ビット線イコライズ回路12が活
性化されて、書込動作が終了する。
【0075】図13は、図1〜図10に示したDRAM
1の書込動作を示す他のタイムチャートである。ただ
し、メモリセルアレイMA1およびセンスアンプ帯SA
2が選択されたものとし、1つのデータ信号の書込につ
いてのみ説明する。初期状態は、図12で説明した書込
動作と同じである。
【0076】まず時刻t11において、ライトマスク信
号WMが活性化レベルの「H」レベルに立上げられてラ
イトドライバ活性化信号WDEが非活性化レベルの
「L」レベルに立下げられる。また、書込データ信号W
Dのレベルが確定するが、ライトドライバ活性化信号W
DEが「L」レベルにされているので、図10のライト
ドライバ60が非活性化されてライトデータ線WDL,
/WDLがともに「L」レベルに固定され、図5のNチ
ャネルMOSトランジスタ23,24がともに非導通に
なる。
【0077】次に、時刻t12において、ライト列選択
線WCSLが所定時間だけパルス的に「H」レベルに立
上げられて図5のNチャネルMOSトランジスタ21,
22が導通するが、NチャネルMOSトランジスタ2
3,24が非導通になっているので、ビット線BL,/
BLのレベルは変化せず、データの書換は行なわれな
い。この後、ワード線WLが非選択レベルの「L」レベ
ルにされ、センスアンプ14が非活性化され、ビット線
イコライズ回路12が活性化されて、書込動作が終了す
る。
【0078】この実施の形態1では、リードゲート15
およびライトゲート16をともにゲート受けタイプにし
たので、リードデータ線対RDL,/RDLとビット線
対BL,/BLとが直接接続されず、ライトデータ線対
WDL,/WDLとビット線対BL,/BLとが直接接
続されることもない。したがって、データ線対RDL,
/RDL;WDL,/WDLに生じたノイズによってビ
ット線対BL,/BLのデータ信号が破壊されることが
ない。
【0079】また、書込動作時はライトデータ線WD
L,/WDLをプリチャージしないので、書込動作毎に
グローバルIO線対GIO,/GIOを電源電位VCC
にプリチャージしていた従来に比べ、書込動作の高速化
を図ることができる。
【0080】また、ライトマスク信号WMを「H」レベ
ルにしてデータの書換を禁止する場合は、ライトデータ
線WDL,/WDLをともに「L」レベルにしてライト
ゲート16のNチャネルMOSトランジスタ23,24
を非導通にするので、ライトデータ線対WDL,/WD
Lおよびビット線対BL,/BLから電流が流出するこ
とがない。したがって、消費電流の低減化を図ることが
できる。また、これらの効果により、センスアンプ14
の動作の安定化を図ることができる。
【0081】なお、図5のライトゲート16では、ノー
ドN1と接地電位GNDのラインとの間にNチャネルM
OSトランジスタ22,24を直列接続するとともに、
ノードN2と接地電位GNDのラインとの間にNチャネ
ルMOSトランジスタ21,23を直列接続したが、図
14に示すように、ノードN1と接地電位GNDのライ
ンとの間にNチャネルMOSトランジスタ24,22を
直列接続するとともに、ノードN2と接地電位GNDの
ラインとの間にNチャネルMOSトランジスタ23,2
1を直列接続しても同じ効果が得られることは言うまで
もない。
【0082】[実施の形態2]図15は、この発明の実
施の形態2によるDRAMの要部を示す回路ブロック図
であって、図5と対比される図である。図15を参照し
て、このDRAMが実施の形態1のDRAM1と異なる
点は、ライトゲート16がライトゲート70で置換され
るとともに、ライト列選択線WCSLがライト列選択線
/WCSLで置換されている点である。列アドレス信号
CA0〜CAmに応じた列のライト列選択線/WCSL
は、行/列デコード回路3によって選択レベルの「L」
レベルに立下げられる。
【0083】ライトゲート70は、PチャネルMOSト
ランジスタ71〜74を含む。PチャネルMOSトラン
ジスタ71,73はノードN2と電源電位VCCのライ
ンとの間に直列接続され、PチャネルMOSトランジス
タ72,74はノードN1と電源電位VCCのラインと
の間に直列接続される。PチャネルMOSトランジスタ
71,72のゲートはともにライト列選択線/WCSL
に接続され、PチャネルMOSトランジスタ73,74
のゲートはそれぞれライトデータ線WDL,/WDLに
接続される。
【0084】行/列デコード回路3によってライト列選
択線/WCSLが選択レベルの「L」レベルにされる
と、PチャネルMOSトランジスタ71,72が導通す
る。ライトデータ線WDL,/WDLがそれぞれ「H」
レベルおよび「L」レベルである場合は、PチャネルM
OSトランジスタ73,74のうちのPチャネルMOS
トランジスタ74が導通してノードN1が「H」レベル
にされ、ノードN2はセンスアンプ14によって「L」
レベルにされる。ライトデータ線WDL,/WDLがそ
れぞれ「L」レベルおよび「H」レベルである場合は、
PチャネルMOSトランジスタ73,74のうちのPチ
ャネルMOSトランジスタ73が導通してノードN2が
「H」レベルにされ、ノードN1はセンスアンプ14に
よって「L」レベルにされる。
【0085】また、このDRAMでは、ライトドライバ
60がライトドライバ75で置換されている。ライトド
ライバ75は、図16に示すように、ライトドライバ6
0にインバータ76,77を追加したものである。イン
バータ76は、インバータ64の出力信号を反転させて
ライトデータ線/WDLに与える。インバータ77は、
インバータ65の出力信号を反転させてライトデータ線
WDLに与える。
【0086】書込動作時であり、かつライトマスク信号
WMが非活性化レベルの「L」レベルであるときは、信
号WDEが活性化レベルの「H」レベルにされ、NAN
Dゲート61,62はインバータとして動作する。信号
WDが「H」レベルの場合はライトデータ線WDL,/
WDLがそれぞれ「H」レベルおよび「L」レベルにさ
れ、信号WDが「L」レベルの場合はライトデータ線W
DL,/WDLがそれぞれ「L」レベルおよび「H」レ
ベルにされる。
【0087】書込動作時以外のとき、および書込動作時
であってもライトマスク信号WMが活性化レベルの
「H」レベルにされているときは、信号WDEが非活性
化レベルの「L」レベルにされ、NANDゲート61,
62の出力ノードがともに「H」レベルに固定され、ラ
イトデータ線WDL,/WDLがともに「H」レベルに
固定される。ライトデータ線WDL,/WDLがともに
「H」レベルにされると、図15のPチャネルMOSト
ランジスタ73,74がともに非導通になり、ライト列
選択線/WCSLが選択レベルの「L」レベルにされて
もデータ信号の書換は行なわれない。
【0088】図17は、図15および図16に示される
DRAMの書込動作を示すタイムチャートである。ただ
し、ライトマスク信号WMは「L」レベルに固定されて
いるものとする。
【0089】まず時刻t11において、書込データ線W
Dのレベルが確定するとともに、ライトデータ線WD
L,/WDLのレベルが確定する。たとえば、ライトデ
ータ線WDL,/WDLは、それぞれ「H」レベルおよ
び「L」レベルにされたものとする。これにより、図1
5のPチャネルMOSトランジスタ74が導通するとと
もにPチャネルMOSトランジスタ73が非導通にな
る。
【0090】次に、時刻t12において、列アドレス信
号CA0〜CAmに応じた列のライト列選択線/WCS
Lが所定時間だけパルス的に選択レベルの「L」レベル
にされ、図15のPチャネルMOSトランジスタ71,
72が導通する。これにより、ビット線BLがPチャネ
ルMOSトランジスタ72,74を介して電源電位VC
Cのラインに接続され、センスアンプ14によってビッ
ト線BL,/BLがそれぞれ「H」レベルおよび「L」
レベルにされる。ビット線BLまたは/BLの電位は、
選択されたメモリセルMCに与えられる。
【0091】図18は、図15および図16に示したD
RAMの書込動作を示す他のタイムチャートである。時
刻t11において、ライトマスク信号WMが活性化レベ
ルの「H」レベルに立上げられてライトドライバ活性化
信号WDEが非活性化レベルの「L」レベルに立下げら
れる。また、書込データ信号WDのレベルが確定する
が、ライトドライバ活性化信号WDEが「L」レベルに
されているので、図16のライトドライバ75が非活性
化されてライトデータ線WDL,/WDLがともに
「H」レベルに固定される。これにより、図15のPチ
ャネルMOSトランジスタ73,74が非導通になる。
【0092】次いで時刻t12において、ライト列選択
線/WCSLが所定時間だけパルス的に「L」レベルに
立下げられて図15のPチャネルMOSトランジスタ7
1,72が導通するが、PチャネルMOSトランジスタ
73,74が非導通になっているので、ビット線BL,
/BLのレベルは変化せず、データ信号の書換は行なわ
れない。他の構成および動作は実施の形態1と同じであ
るので、その説明は繰返さない。
【0093】同一サイズのPチャネルMOSトランジス
タとNチャネルMOSトランジスタでは、PチャネルM
OSトランジスタの電流駆動力はNチャネルMOSトラ
ンジスタの電流駆動力に比べて小さい。しかるに実施の
形態1では、ライトゲート16によってビット線BL,
/BLのうちの一方のビット線を「L」レベルにし、セ
ンスアンプ14のPチャネルMOSトランジスタ28〜
30によって他方のビット線を「H」レベルにしていた
ので、センスアンプ14のPチャネルMOSトランジス
タ28〜30のサイズを大きくする必要があり、センス
アンプ14のレイアウト面積が大きくなる。しかし、こ
の実施の形態2では、ライトゲート70によってビット
線BL,/BLのうちの一方のビット線を「H」レベル
にし、センスアンプ14のNチャネルMOSトランジス
タ31〜33によって他方のビット線を「L」レベルに
するので、センスアンプ14のPチャネルMOSトラン
ジスタ28〜30のサイズを大きくする必要はない。し
たがって、実施の形態1に比べてセンスアンプ14のレ
イアウト面積が小さくて済む。
【0094】なお、図15のライトゲート70では、ノ
ードN1と電源電位VCCのラインとの間にPチャネル
MOSトランジスタ72,74を直列接続するととも
に、ノードN2と電源電位VCCのラインとの間にPチ
ャネルMOSトランジスタ71,73を直列接続した
が、図19に示すように、ノードN1と電源電位VCC
のラインとの間にPチャネルMOSトランジスタ74,
72を直列接続するとともに、ノードN2と電源電位V
CCのラインとの間にPチャネルMOSトランジスタ7
3,71を直列接続しても同じ効果が得られることは言
うまでもない。
【0095】今回開示された実施の形態はすべての点で
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。
【0096】
【発明の効果】以上のように、この発明に係る半導体記
憶装置では、複数のメモリセル、複数のワード線および
複数のビット線対とを含むメモリブロックと、ビット線
対間に生じた電位差を増幅するセンスアンプと、行アド
レス信号に従って複数のワード線のうちのいずれかのワ
ード線を選択する行デコーダと、列アドレス信号に従っ
て複数のビット線対のうちのいずれかのビット線対を選
択する列デコーダと、読出データ線対と、書込データ線
対と、読出データ線対の一方端に接続された読出回路
と、書込データ線対の一方端に接続された書込回路と、
読出動作時は列デコーダによって選択されたビット線対
と読出データ線対の他方端とを結合し、書込動作時は列
デコーダによって選択されたビット線対と書込データ線
対の他方端とを結合する入出力制御回路とが設けられ
る。入出力制御回路は、各ビット線対に対して設けら
れ、それらの入力電極がそれぞれ対応のビット線対に含
まれる第1および第2のビット線に接続された第1およ
び第2のトランジスタと、各ビット線対に対して設けら
れ、読出動作時に列デコーダによって対応のビット線対
が選択されたことに応じて、対応の第1および第2のト
ランジスタをそれぞれ読出データ線対に含まれる第1お
よび第2の読出データ線と第1の基準電位のラインとの
間に接続する第1の切換回路と、各ビット線対に対応し
て設けられ、それらの入力電極がそれぞれ書込データ線
対に含まれる第1および第2の書込データ線に接続され
た第3および第4のトランジスタと、各ビット線対に対
応して設けられ、書込動作時に列デコーダによって対応
のビット線対が選択されたことに応じて、対応の第3お
よび第4のトランジスタをそれぞれ対応のビット線対に
含まれる第1および第2のビット線と第2の基準電位の
ラインとの間に接続する第2の切換回路とを含む。した
がって、読出動作時は、ビット線対と読出データ線対と
を第1および第2のトランジスタの入力電極を介して間
接的に接続するので、読出動作中に読出データ線対にノ
イズが発生した場合でも、ビット線対に読出されたデー
タ信号が破壊されることはない。また、書込動作時は、
書込データ線対を介して第3および第4のトランジスタ
の入力電位を制御するので、書込データ線対を電源電位
にプリチャージする必要はない。したがって、書込動作
の高速化を図ることができる。
【0097】好ましくは、第1および第2のトランジス
タの各々はNチャネルMOSトランジスタであり、第1
の基準電位は接地電位である。この場合は、第1および
第2のビット線のうちの電源電位側のビット線に対応す
る第1または第2のトランジスタが導通し、導通した第
1または第2のトランジスタに対応する第1または第2
の読出データ線が接地電位にされる。
【0098】また好ましくは、読出回路は、第1および
第2の読出データ線を予め電源電位に充電するプリチャ
ージ回路と、第1および第2の読出データ線の電位の高
低を比較し、比較結果に応じた論理レベルのデータ信号
を出力するリードアンプとを含む。この場合は、読出回
路を容易に構成できる。
【0099】また好ましくは、第3および第4のトラン
ジスタの各々はNチャネルMOSトランジスタであり、
第2の基準電位は接地電位である。この場合は、第1お
よび第2の読出データ線のうちの電源電位側の読出デー
タ線に対応する第3または第4のトランジスタが導通
し、導通した第3または第4のトランジスタに対応する
第1または第2のビット線が接地電位にされる。
【0100】また好ましくは、書込回路は、書込データ
信号の論理レベルに従って第1および第2の書込データ
線のうちのいずれか一方の書込データ線を電源電位にす
るとともに他方の書込データ線を接地電位にし、データ
の書換を禁止するライトマスクモード時は第1および第
2の書込データ線をともに接地電位にする。この場合
は、ライトマスクモード時においてビット線対および読
出データ線対から電流が流出しないので、消費電流が小
さくて済む。
【0101】また好ましくは、第3および第4のトラン
ジスタの各々はPチャネルMOSトランジスタであり、
第2の基準電位は電源電位である。この場合は、第1お
よび第2の読出データ線のうちの接地電位側の読出デー
タ線に対応する第3または第4のトランジスタが導通
し、導通した第3または第4のトランジスタに対応する
第1または第2のビット線が電源電位にされる。
【0102】また好ましくは、書込回路は、書込データ
信号の論理レベルに従って第1および第2の書込データ
線のうちのいずれか一方の書込データ線を電源電位にす
るとともに他方の書込データ線を接地電位にし、データ
の書換を禁止するライトマスクモード時は第1および第
2の書込データ線をともに電源電位にする。この場合
は、ライトマスクモード時においてビット線対および読
出データ線対から電流が流出しないので、消費電流が小
さくて済む。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1によるDRAMの全
体構成を示すブロック図である。
【図2】 図1に示したメモリマットの構成を示すブロ
ック図である。
【図3】 図2に示したメモリブロックの構成を示す回
路ブロック図である。
【図4】 図2に示したセンスブロックの構成を示すブ
ロック図である。
【図5】 図4に示したセンスアンプ+入出力制御回路
8の構成を示す回路ブロック図である。
【図6】 図5に示したビット線イコライズ回路の構成
を示す回路図である。
【図7】 図5に示したセンスアンプの構成を示す回路
図である。
【図8】 図5に示したリードデータ線対に接続された
データ線イコライズ回路およびリードアンプの構成を示
す回路ブロック図である。
【図9】 図8に示したリードアンプの構成を示す回路
図である。
【図10】 図5に示したライトデータ線対に接続され
たライトドライバの構成を示す回路図である。
【図11】 図1〜図10に示したDRAMの読出動作
を示すタイムチャートである。
【図12】 図1〜図10に示したDRAMの書込動作
を示すタイムチャートである。
【図13】 図1〜図10に示したDRAMの書込動作
を示す他のタイムチャートである。
【図14】 実施の形態1の変更例を示す回路図であ
る。
【図15】 この発明の実施の形態2によるDRAMの
要部を示す回路ブロック図である。
【図16】 図15に示したライトデータ線対に接続さ
れたライトドライバの構成を示す回路図である。
【図17】 図15および図16に示したDRAMの書
込動作を示すタイムチャートである。
【図18】 図15および図16に示したDRAMの書
込動作を示す他のタイムチャートである。
【図19】 実施の形態2の変更例を示す回路図であ
る。
【図20】 従来のDRAMの要部を示す回路ブロック
図である。
【図21】 図20に示したライトドライバの構成を示
す回路図である。
【符号の説明】
1 DRAM、2 行/列アドレスバッファ+クロック
発生回路、3 行/列デコード回路、4 メモリマッ
ト、5 データ入出力回路、6 ライトドライバ+リー
ドアンプ帯、7 入出力バッファ群、MA1,MA2
メモリセルアレイ、SA1〜SA3 センスアンプ帯、
MB メモリブロック、SA センスブロック、MC
メモリセル、WL ワード線、BL,/BL ビット線
対、8,9センスアンプ+入出力制御回路、10,1
1,80,81 転送ゲート、12,13,82,83
ビット線イコライズ回路、14,84 センスアン
プ、15 リードゲート、16,16′,70,70′
ライトゲート、17〜24,31〜33,46〜4
8,100,101 NチャネルMOSトランジスタ、
RDL,/RDL リードデータ線対、WDL,/WD
L ライトデータ線対、25〜30,36〜38,42
〜45,71〜74,98,99 PチャネルMOSト
ランジスタ、35 データ線イコライズ回路、40,8
7 リードアンプ、41 プリアンプ、49,50 O
Rゲート、51,52,61,62,91,92 NA
NDゲート、53 フリップフロップ、54,63〜6
5,76,77,93〜97 インバータ、60,88
ライトドライバ、85 列選択ゲート、86 GIO
線イコライズ回路、GIO,/GIO グローバルIO
線対。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大石 司 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 Fターム(参考) 5M024 AA16 AA22 AA49 AA50 BB13 BB17 BB35 BB36 CC62 CC65 CC70 DD20 DD85 JJ30 JJ40 LL01 LL04 LL05 LL06 PP01 PP02 PP03 PP07 PP10

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 データ信号の書換が可能な半導体記憶装
    置であって、 複数行複数列に配置された複数のメモリセルと、それぞ
    れ前記複数行に対応して設けられた複数のワード線と、
    それぞれ前記複数列に対応して設けられた複数のビット
    線対とを含むメモリブロック、 各ビット線対に対応して設けられ、対応のビット線対間
    に生じた電位差を増幅するセンスアンプ、 行アドレス信号に従って前記複数のワード線のうちのい
    ずれかのワード線を選択し、そのワード線に対応する各
    メモリセルを活性化させる行デコーダ、 列アドレス信号に従って前記複数のビット線対のうちの
    いずれかのビット線対を選択する列デコーダ、 前記複数のビット線対に共通に設けられた読出データ線
    対、 前記複数のビット線対に共通に設けられた書込データ線
    対、 前記読出データ線対の一方端に接続され、データ信号の
    読出を行なうための読出回路、 前記書込データ線対の一方端に接続され、データ信号の
    書込を行なうための書込回路、および読出動作時は前記
    列デコーダによって選択されたビット線対と前記読出デ
    ータ線対の他方端とを結合し、書込動作時は前記列デコ
    ーダによって選択されたビット線対と前記書込データ線
    対の他方端とを結合する入出力制御回路を備え、 前記入出力制御回路は、 各ビット線対に対応して設けられ、それらの入力電極が
    それぞれ対応のビット線対に含まれる第1および第2の
    ビット線に接続された第1および第2のトランジスタ、 各ビット線対に対応して設けられ、読出動作時に前記列
    デコーダによって対応のビット線対が選択されたことに
    応じて、対応の第1および第2のトランジスタをそれぞ
    れ前記読出データ線対に含まれる第1および第2の読出
    データ線と第1の基準電位のラインとの間に接続する第
    1の切換回路、各ビット線対に対応して設けられ、それ
    らの入力電極がそれぞれ前記書込データ線対に含まれる
    第1および第2の書込データ線に接続された第3および
    第4のトランジスタ、および各ビット線対に対応して設
    けられ、書込動作時に前記列デコーダによって対応のビ
    ット線対が選択されたことに応じて、対応の第3および
    第4のトランジスタをそれぞれ対応のビット線対に含ま
    れる第1および第2のビット線と第2の基準電位のライ
    ンとの間に接続する第2の切換回路を含む、半導体記憶
    装置。
  2. 【請求項2】 前記第1および第2のトランジスタの各
    々はNチャネルMOSトランジスタであり、 前記第1の基準電位は接地電位である、請求項1に記載
    の半導体記憶装置。
  3. 【請求項3】 前記読出回路は、前記第1および第2の
    読出データ線を予め電源電位に充電するプリチャージ回
    路、および前記第1および第2の読出データ線の電位の
    高低を比較し、比較結果に応じた論理レベルのデータ信
    号を出力するリードアンプを含む、請求項2に記載の半
    導体記憶装置。
  4. 【請求項4】 前記第3および第4のトランジスタの各
    々はNチャネルMOSトランジスタであり、 前記第2の基準電位は接地電位である、請求項1から請
    求項3のいずれかに記載の半導体記憶装置。
  5. 【請求項5】 前記書込回路は、 書込データ信号の論理レベルに従って第1および第2の
    書込データ線のうちのいずれか一方の書込データ線を電
    源電位にするとともに他方の書込データ線を接地電位に
    し、 データの書換を禁止するライトマスクモード時は前記第
    1および第2の書込データ線をともに接地電位にする、
    請求項4に記載の半導体記憶装置。
  6. 【請求項6】 前記第3および第4のトランジスタの各
    々はPチャネルMOSトランジスタであり、 前記第2の基準電位は電源電位である、請求項1から請
    求項3のいずれかに記載の半導体記憶装置。
  7. 【請求項7】 前記書込回路は、 書込データ信号の論理レベルに従って前記第1および第
    2の書込データ線のうちのいずれか一方の書込データ線
    を電源電位にするとともに他方の書込データ線を接地電
    位にし、 データの書換を禁止するライトマスクモード時は前記第
    1および第2の書込データ線をともに電源電位にする、
    請求項6に記載の半導体記憶装置。
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