JP2004014021A - Semiconductor memory device - Google Patents
Semiconductor memory device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004014021A JP2004014021A JP2002166583A JP2002166583A JP2004014021A JP 2004014021 A JP2004014021 A JP 2004014021A JP 2002166583 A JP2002166583 A JP 2002166583A JP 2002166583 A JP2002166583 A JP 2002166583A JP 2004014021 A JP2004014021 A JP 2004014021A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bit line
- dummy
- potential
- memory device
- semiconductor memory
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Dram (AREA)
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体記憶装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図5は、従来の半導体記憶装置の構成を示す回路図である。図5に示されるように、従来の半導体記憶装置はビット線対BL0,/BL0とダミービット線対DBL,/DBL、ワード線WL0、プリチャージ線PRE、イコライズ線EQ、カラムセレクト線WR、センスイネーブル線SE、メモリセルMC、ダミーメモリセルDMC、センスアンプSA,ダミーセンスアンプDSA、ラッチ回路51,52、及び書き込みドライバ53を備える。
【0003】
このような構成を有する半導体記憶装置の書き込み動作においては、まずプリチャージ線PREが活性化されることによりビット線対BL0,/BL0がプリチャージされ、イコライズ線EQが活性化されることによりビット線BL0と相補ビット線/BL0の電位が等しくされる。
【0004】
その後、入力データDIがラッチ回路52に格納されてカラムセレクト線WRが活性化されると、該入力データはセンスアンプSAが活性化された状態において書き込みドライバ53によりビット線対BL0,/BL0へ供給され、メモリセルMCへ書き込まれる。
【0005】
一方、読み出し動作においては、まずプリチャージ線PREが活性化されることによりビット線対BL0,/BL0がプリチャージされ、イコライズ線EQが活性化されることによりビット線BL0と相補ビット線/BL0の電位が等しくされる。
【0006】
そして、ワード線WL0が活性化されるとメモリセルMCに記憶されたデータがビット線対BL0,/BL0に読み出され、該ビット線対BL,/BL0に生じた差電圧がセンスアンプSAにより増幅される。このとき、該増幅により得られた読み出しデータはラッチ回路51に格納され、ラッチ回路51から出力データDOとして外部へ出力される。
【0007】
ここで一般的に、データ読み出し時に保持データが破壊されるDRAMのような半導体記憶装置では、ビット線対BL0,/BL0の電位差が増幅されて最大化された後にメモリセルMCへデータが再書き込みされ、その後に次サイクルにおけるビット線対BL0,/BL0のプリチャージ動作が許可されることにより正常な動作が実現される。
【0008】
そして、プリチャージ動作の実行許可タイミングは、プリチャージ実行許可信号/PREが活性化されることにより決定されるが、プリチャージ実行許可信号/PREは、例えば図6に示されるように、センスアンプSAを起動させるセンスアンプイネーブル信号/SAEを反転回路41,42や容量素子C1,C2を含むタイミング調整回路40により所定時間遅延させることによって生成される。
【0009】
このとき、プリチャージ動作の実行許可タイミングを決定するための該遅延量は、反転回路41,42を構成するトランジスタの駆動能力や容量素子C1,C2の容量の大きさに依存する。一方、ビット線対BL0,/BL0の電位差が最大化される(フル振幅する)タイミングは、主にビット線対BL0,/BL0の配線抵抗や配線容量、あるいはビット線対BL0,/BL0に接続されたアクセストランジスタの駆動能力に依存する。
【0010】
従って、上記両タイミングは別個独立に形成された部位によりそれぞれ決定されるため、プリチャージ動作の実行許可タイミングを決定するための該遅延量は、該部位におけるプロセスばらつきまでも考慮した十分なマージンを取る必要があるため、半導体記憶装置の高速動作を妨げているという問題があった。
【0011】
このような問題を考慮して、図5に示された従来の半導体記憶装置では、メモリセルMCやビット線対BL0,/BL0と同じプロセスにおいてダミーメモリセルDMCやダミービット線対DBL,/DBLが形成される。そして、ダミーメモリセルDMCからダミービット線対DBL,/DBLへ読み出されたデータをダミーセンスアンプDSAでセンシングすることにより得られたダミー出力データDSを基準として、プリチャージ動作の実行許可タイミングが決定される。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図5に示された従来の半導体記憶装置においては、上記のようにプリチャージタイミングがダミービット線対DBL,/DBLの電位差により決定され、ダミービット線DBLあるいは相補ダミービット線/DBLの電位の絶対値に関係なく決定されるため、ダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)のように読み出し時にデータが破壊されるメモリでは、正常なデータ読み出しがなされないいわゆるリテンション不良が発生してしまうという問題がある。以下において、この問題をより詳しく説明する。
【0013】
図7は、図5に示された従来の半導体記憶装置の動作を示すタイミング図である。ここで、図7(a)はイコライズ線EQとセンスイネーブル線SE、及びワード線WL0の電位変化を示し、図7(b)はメモリセルMCのセル電位とビット線対BL0,/BL0の電位の時間変化を示し、図7(c)はダミーメモリセルDMCのセル電位とダミービット線対DBL,/DBLの電位の時間変化をそれぞれ示す。
【0014】
図5に示された従来の半導体記憶装置では、図7(a)及び図7(c)に示されるように、ダミービット線対DBL,/DBLの電位差がフル振幅する前の時刻T1においてワード線WL0が不活性化されると、図7(b)に示されるように、時刻T2においてメモリセルMCには電源電圧VCCより低いデータが再書き込みされる。
【0015】
このとき、DRAM等の揮発性メモリにおいては、メモリセルMCに蓄積された電荷はリークすることから、再書き込み時に電源電圧VCCとなるまで充電されない場合には、反転データが読み出されてしまうというリテンション不良が発生する恐れがある。
【0016】
また、図5に示された従来の半導体記憶装置では、ダミービット線対DBL,/DBLや、ワード線WL0に接続されるダミーメモリセルDMCをメモリセルアレイと同じプロセスにより形成する必要があるという問題もある。
【0017】
本発明は上記のような問題を解消するためになされたもので、簡易な構成により高速なデータの読み書きを確実に実現する半導体記憶装置を提供することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、複数のメモリセルとメモリセルに接続されたビット線対と、メモリセルからビット線対に読み出されたデータを増幅する増幅手段とを備えた半導体記憶装置であって、ダミービット線と、増幅手段を活性化させるイネーブル信号に応じて、ダミービット線を駆動するダミービット線駆動手段と、予め設定された参照電位とダミービット線の電位とを比較する比較手段と、比較手段による比較において、ダミービット線の電位が参照電位に到達したと判断された後に、ビット線対に対するプリチャージ動作を許可する制御手段とを備えたことを特徴とする半導体記憶装置を提供することにより達成される。
【0019】
このような手段によれば、増幅手段によりビット線対の電位差が最大限増幅されメモリセルへデータが再書き込みされるタイミングが、プロセスばらつきに起因するマージンを見越すことなく決定されるため、ビット線対に対するプリチャージ動作の実行を許可するタイミングを簡易な構成により確実に最速化することができる。
【0020】
ここで、ダミービット線がビット線対の一方と同じ配線抵抗及び配線容量を有し、あるいはダミービット線駆動手段が、増幅手段がビット線対を駆動する場合と同じ駆動力によりダミービット線を駆動するものとすれば、ダミービット線の電位変動をビット線対の一方の電位変動に近似させることができるため、該プリチャージ動作の理想的な実行許可タイミングを精度良く決定することができる。
【0021】
また、比較手段を、制御手段がビット線対に対するプリチャージ動作を許可するときに不活性化されるものとすれば、一旦プリチャージ動作が許可された後における比較手段の消費電力を低減することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下において、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
【0023】
図1は、本発明の実施の形態に係る半導体記憶装置の全体構成を示すブロック図である。図1に示されるように、本発明の実施の形態に係る半導体記憶装置1は、コラム部2とデータバス3、センスアンプ部4、メモリセル部5、制御部6、ロウデコーダ7、外部回路10とを備える。なお、コラム部2はコラムアドレスデコーダや、データバス3に読み出されたデータを増幅する読み出しアンプを含む。
【0024】
ここで、制御部6は外部回路10に接続され、コラム部2とセンスアンプ部4及びロウデコーダ7は共に制御部6に接続される。また、コラム部2とセンスアンプ部4はデータバス3により接続されると共に、メモリセル部5のビット線対BL,/BLはセンスアンプ部4に接続され、ワード線WLはロウデコーダ7に接続される。
【0025】
図2は、図1に示されたメモリセル部5の構成を示す回路図である。図2に示されるように、メモリセル部5は例えば揮発性のDRAMとされ、ワード線WL0〜WLnとビット線対BL0,/BL0〜BLm,/BLm、ビット線対のいずれか一方及びワード線に接続されたメモリセルMC00〜MCnmとを含むものとすることができる。なお、各メモリセルMC00〜MCnmは、例えば図2に示されるように、一つのトランジスタと一つの容量素子とにより構成される。
【0026】
以下において、上記のような構成を有する半導体記憶装置の動作の概要を説明する。
【0027】
まず、外部回路10から制御部6へアクティブコマンドCd及びアドレスADが供給されると、制御部6は該コマンド及びアドレスに応じてロウデコーダ7へロウアドレスRADを供給し、センスアンプ部4へ不活性のビット線イネーブル信号BLEを供給する。なお、センスアンプ部4は制御部6から供給されるビット線イネーブル信号BLEが活性化された場合にビット線対BL,/BLをイコライズし、不活性化された場合にビット線対BL,/BL間の電気的接続を切断する。
【0028】
次に、ロウデコーダ7は供給されたロウアドレスRADをデコードし、該ロウアドレスRADに応じて選択的にワード線WLをハイレベルに活性化する。ここで、図2に示されるワード線WL0〜WLnが選択的に活性化されると、活性化されたワード線に接続されるメモリセルの保持するデータに応じてビット線対BL0,/BL0〜BLm,/BLmに電位差が生じる。
【0029】
そして、該電位差が生じた後に制御部6はセンスアンプ部4へ活性化されたセンスアンプイネーブル信号/SAEを供給し、センスアンプ部4は該センスアンプイネーブル信号/SAEに応じてビット線対BL0,/BL0〜BLm,/BLm間に生じた該電位差を増幅して0又は1のデータを生成する。
【0030】
このような一連の動作により、図1に示された半導体記憶装置1はスタンバイ状態からアクティブ状態に遷移する。そして、読み出し動作では、アクティブ状態となった後に、センスアンプ部4により生成された該データをコラム部2がコラムアドレスCADに応じて選択的にデータバス3へ転送し、制御部6を介して外部回路10へ出力する。
【0031】
一方、書き込み動作では、該アクティブ状態になった後に、制御部6により外部回路10から受領された書き込みデータをコラム部2がコラムアドレスCADに応じて選択的にデータバス3へ転送し、メモリセル部5に該書き込みデータを書き込む。
【0032】
そして、上記のような読み出しあるいは書き込み動作が終了した後は、外部回路10から制御部6へプリチャージコマンドが供給され、該コマンドに応じてワード線WLがロウレベルに不活性化され、センスアンプイネーブル信号/SAEがハイレベルに不活性化される。さらに、ビット線イネーブル信号BLEがハイレベルに活性化されて、半導体記憶装置1はアクティブ状態からスタンバイ状態へ遷移する。
【0033】
ここで、プリチャージを自動的に実行するいわゆる自動プリチャージ式半導体記憶装置の場合には、アクティブ状態からスタンバイ状態に遷移する際に、外部回路10から上記のようなプリチャージコマンドが供給されることを必要としないものの、制御部6内で該プリチャージコマンドに代わる自動プリチャージ実行許可信号/PREが生成される。このとき、この自動プリチャージ実行許可信号/PREは、制御部6に含まれたタイミング調整回路20によりセンスアンプイネーブル信号/SAE等に基づいて生成される。以下において、図3を参照しつつ、このタイミング調整回路20について詳しく説明する。
【0034】
図3に示されるように、タイミング調整回路20はダミービット線22とカレントミラー回路25、NチャネルMOSトランジスタNT1、PチャネルMOSトランジスタPT1、反転回路21,28,31、NOR回路27、及びNAND回路29,30とを含む。そして、カレントミラー回路25は、NチャネルMOSトランジスタNT2〜NT4及びPチャネルMOSトランジスタPT2,PT3を含む。
【0035】
なお、カレントミラー回路25においては、PチャネルMOSトランジスタPT2,PT3のソースが電源電圧ノードに共通接続され、PチャネルMOSトランジスタPT2,PT3のゲートは相互接続されると共に、PチャネルMOSトランジスタPT2のドレインに接続される。また、PチャネルMOSトランジスタPT2にはNチャネルMOSトランジスタNT2が接続され、PチャネルMOSトランジスタPT3にはNチャネルMOSトランジスタNT3が接続される。さらに、NチャネルMOSトランジスタNT2,NT3のソースはNチャネルMOSトランジスタNT4のドレインに共通接続され、NチャネルMOSトランジスタNT4のソースは接地ノードに接続される。
【0036】
一方、反転回路21及びNOR回路27にはセンスアンプを活性化させるためのセンスアンプイネーブル信号/SAEが供給され、反転回路21の出力ノードはダミービット線22に接続される。また、反転回路21の出力ノードと接地ノードの間にNチャネルMOSトランジスタNT1が接続され、NチャネルMOSトランジスタNT1のゲート及び反転回路28にはビット線イネーブル信号BLEが供給される。
【0037】
また、ダミービット線22の他端はNチャネルMOSトランジスタNT3のゲートに接続され、NチャネルMOSトランジスタNT2のゲートには参照電圧Vrefが供給される。また、NOR回路27の出力ノードはNチャネルMOSトランジスタNT4のゲート及びPチャネルMOSトランジスタPT1のゲートに接続される。
【0038】
上記のような構成を有するタイミング調整回路20において、ダミービット線22はメモリセル部5に形成されたビット線対BL,/BLと同一の材質で同じ配線抵抗及び配線容量を持つものとされる。また、ダミービット線22は反転回路21を構成するトランジスタにより駆動されるが、該トランジスタのトランジスタサイズはセンスアンプ部4を構成するトランジスタのトランジスタサイズと同じものとされる。これによって、ダミービット線22にメモリセル部5内のビット線対BL,/BLと同じ電気的特性を持たせることができる。
【0039】
以下において、図4のタイミング図を参照しつつ、図3に示されたタイミング調整回路20の動作を詳しく説明する。なお、図4(a)はビット線イネーブル信号BLEとセンスアンプイネーブル信号/SAE及びワード線WL0の電位変化を示し、図4(b)はメモリセルMCのセル電位とビット線対BL0,/BL0の電位の時間変化を示し、図4(c)はダミービット線22の電位変化を示し、図4(d)は自動プリチャージ実行許可信号/PREを示す。
【0040】
時刻T1までの初期状態においては、図4(a)に示されるように、ビット線イネーブル信号BLEがハイレベル(H)とされ、ビット線対の電位がイコライズされる。このとき、図4(c)に示されるように、NチャネルMOSトランジスタNT1がオンすることによってダミービット線22の電位が接地レベルとされると共に、反転回路28からロウレベル(L)の信号がNAND回路30へ供給されるため、図4(d)に示されるように自動プリチャージ実行許可信号/PREはハイレベル(H)とされる。
【0041】
そして、時刻T1においてビット線イネーブル信号BLEがロウレベルに遷移することにより、ビット線対の電気的接続が切断される。その後、図4(a)及び図4(b)に示されるように、時刻T2においてワード線WL0が活性化されると、メモリセルMCに保持されたデータがビット線BL0に読み出され、時刻T3においてセンスアンプイネーブル信号/SAEがロウレベルに活性化されることによりビット線対BL0,/BL0の電位差が増幅される。
【0042】
なお、図4(a)に示されるように、時刻T1から時刻T7までの間においてビット線イネーブル信号BLEはロウレベルとされるため、NチャネルMOSトランジスタNT1がオフされると共に、反転回路28からはハイレベルの信号がNAND回路30へ供給される。しかしながら、時刻T3まではセンスアンプイネーブル信号/SAEがハイレベルとされるため、反転回路21からはロウレベルの信号がダミービット線22へ供給される。このため、図4(c)に示されるようにダミービット線22の電位は時刻T3まで接地レベル(GND)とされる。
【0043】
また、時刻T3まではNOR回路27からロウレベルの信号が出力されるため、PチャネルMOSトランジスタPT1がオンするため、カレントミラー回路25の出力ノードはハイレベルとされる。このことから、NAND回路29の出力信号はロウレベルとなるため、図4(d)に示されるように自動プリチャージ実行許可信号/PREはハイレベルにラッチされる。
【0044】
ここで、上記のように時刻T3においてセンスアンプイネーブル信号/SAEがロウレベルに活性化されると、反転回路21の出力信号はハイレベルとされるため、図4(c)に示されるようにダミービット線22の電位は上昇する。
【0045】
なお、センスアンプイネーブル信号/SAEがロウレベルに活性化されると、NOR回路27から出力される信号はハイレベルとされるため、PチャネルMOSトランジスタPT1がオフされるが、カレントミラー回路25の出力ノードはハイレベルに保持されるため、図4(d)に示されるように自動プリチャージ実行許可信号/PREはハイレベルとされる。また、NOR回路27から出力される信号がハイレベルとされることにより、NチャネルMOSトランジスタNT4がオンし、カレントミラー回路25が活性化される。
【0046】
ここで、図4(c)に示されるように、時刻T4においてダミービット線22の電位が参照電圧Vrefを超えると、カレントミラー回路25においてはNチャネルMOSトランジスタNT3及びNチャネルMOSトランジスタNT4を介して接地ノードに電流が流れるため、カレントミラー回路25の出力ノードはロウレベルとなる。このとき、NAND回路29の出力はハイレベルとなることから、図4(d)に示されるように自動プリチャージ実行許可信号/PREはロウレベルに遷移して活性化される。
【0047】
そして、自動プリチャージ実行許可信号/PREが活性化された後における時刻T5において、図4(a)に示されるようにワード線WL0が不活性化されるが、このタイミングにおいては図4(b)に示されるようにビット線対BL0,/BL0の電位差はフル振幅しているため、メモリセルMCには電源電圧VCCのデータが再書き込みされる。
【0048】
この後、図4(a)に示されるように、時刻T6においてセンスアンプイネーブル信号/SAEはハイレベルに遷移するが、NAND回路29の出力はハイレベルとされるため、図4(d)に示されるように自動プリチャージ実行許可信号/PREはロウレベルにラッチされる。
【0049】
そして、図4(a)に示されるように、時刻T7においてビット線イネーブル信号BLEがハイレベルに活性化されると、図4(b)に示されるようにビット線対BL0,/BL0の電位がイコライズされると共に、NチャネルMOSトランジスタNT1がオンされるため、図4(c)に示されるようにダミービット線22の電位が接地レベルへ低下する。またこのとき、反転回路28からNAND回路30へはロウレベルの信号が供給されるため、図4(d)に示されるように自動プリチャージ実行許可信号/PREはハイレベルに遷移する。
【0050】
以上より、図3に示されたタイミング調整回路20においては、自動プリチャージ実行許可信号/PREの活性タイミングは、センスアンプイネーブル信号/SAEが活性化される時刻T3の所定時間後の時刻T4と調整される。ここで、自動プリチャージ実行許可信号/PREは、ダミービット線22の電位が参照電圧Vrefを超えたときに初めて活性化されるため、時刻T4から時刻T5までの間にメモリセルMCへデータを再書き込みする時点においてはビット線対BL0,/BL0もフル振幅しており、その結果として電源電圧レベル(VCC)のデータをメモリセルMCへ確実に再書き込みすることができる。このことは、DRAM等のようにデータ読み出し時に保持データの破壊を引き起こすメモリにおいて、リテンション不良を回避する上で有効なこととなる。そして、該再書き込みがなされた後において、ビット線対は次サイクルの動作のためにプリチャージされることになる。
【0051】
さらに、図3に示されたタイミング調整回路20においては、カレントミラー回路25を構成するNチャネルMOSトランジスタNT2のゲートに供給される参照電圧Vrefの大きさを変えて、ダミービット線22の電位の参照電圧Vrefへの到達時間を変化させることにより、自動プリチャージ実行許可信号/PREの活性タイミングを調整することができる。
【0052】
また、図3に示されたタイミング調整回路20においては、一旦自動プリチャージ実行許可信号/PREがロウレベルに活性化されると、NOR回路27の出力はロウレベルとなるため、NチャネルMOSトランジスタNT4がオフされてカレントミラー回路25が不活性化される。これより、自動プリチャージ実行許可信号/PREが活性化された後においては、カレントミラー回路25での無駄な消費電流が低減される。
【0053】
以上より、本発明の実施の形態に係る半導体記憶装置によれば、ダミービット線22の電位を参照電圧Vrefと比較することにより自動プリチャージ実行許可信号/PREの活性タイミングが決定されるため、ビット線対BL,/BL等のプロセスばらつきにより要求されるマージンを考慮する必要やリテンション不良が回避され、自動プリチャージ実行許可信号/PREの活性タイミングを確実に最速化することができる。
【0054】
従って、このことから、本発明の実施の形態に係る半導体記憶装置によれば、ダミーメモリセルを必要としない簡易な構成により高速なデータの読み書きを確実に実現することができる。
【0055】
【発明の効果】
本発明に係る半導体記憶装置によれば、ビット線対に対するプリチャージ動作の実行許可タイミングを簡易な構成により確実に最速化することができ、メモリセルに対する高速なデータの読み書きを確実に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る半導体記憶装置の全体構成を示すブロック図である。
【図2】図1に示されたメモリセル部の構成を示す回路図である。
【図3】図1に示された制御部に含まれるタイミング調整回路の構成を示す回路図である。
【図4】図1に示された半導体記憶装置の動作を示すタイミング図である。
【図5】従来の半導体記憶装置の構成を示す回路図である。
【図6】従来のタイミング調整回路の構成を示す回路図である。
【図7】図5に示された半導体記憶装置の動作を示すタイミング図である。
【符号の説明】
1 半導体記憶装置、2 コラム部、3 データバス、4 センスアンプ部、5メモリセル部、6 制御部、7 ロウデコーダ、10 外部回路、20,40タイミング調整回路、21,28,31,41,42 反転回路、22,DBL ダミービット線、25 カレントミラー回路、27 NOR回路、29,30 NAND回路、51,52 ラッチ回路、53 書き込みドライバ、MC00,MC10,MCn0,MC0m,MC1m,MCnm,MC メモリセル、BL0,BLm ビット線、/BL0,/BLm 相補ビット線、WL0〜WLn ワード線、/DBL 相補ダミービット線、NT1〜NT4 NチャネルMOSトランジスタ、PT1〜PT3 PチャネルMOSトランジスタ、C1,C2 容量素子、DMC ダミーメモリセル、DSA ダミーセンスアンプ、SAセンスアンプ、PRE プリチャージ線、EQ イコライズ線、WR カラムセレクト線、SE センスイネーブル線。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor memory device.
[0002]
[Prior art]
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional semiconductor memory device. As shown in FIG. 5, the conventional semiconductor memory device includes a pair of bit lines BL0 and / BL0 and a pair of dummy bit lines DBL and / DBL, a word line WL0, a precharge line PRE, an equalize line EQ, a column select line WR, and a sense. It includes an enable line SE, a memory cell MC, a dummy memory cell DMC, a sense amplifier SA, a dummy sense amplifier DSA,
[0003]
In the write operation of the semiconductor memory device having such a configuration, the bit line pair BL0 and / BL0 is precharged by activating the precharge line PRE, and the bit line is activated by activating the equalize line EQ. The potential of the line BL0 and the potential of the complementary bit line / BL0 are made equal.
[0004]
Thereafter, when the input data DI is stored in the
[0005]
On the other hand, in the read operation, the bit line pair BL0, / BL0 is precharged by activating the precharge line PRE, and the bit line BL0 and the complementary bit line / BL0 are activated by activating the equalize line EQ. Are made equal.
[0006]
When the word line WL0 is activated, the data stored in the memory cell MC is read out to the bit line pair BL0, / BL0, and the difference voltage generated on the bit line pair BL, / BL0 is sensed by the sense amplifier SA. Amplified. At this time, the read data obtained by the amplification is stored in the
[0007]
Here, in general, in a semiconductor memory device such as a DRAM in which held data is destroyed at the time of data reading, data is rewritten to the memory cell MC after the potential difference between the pair of bit lines BL0 and / BL0 is amplified and maximized. Thereafter, the precharge operation of the bit line pair BL0, / BL0 in the next cycle is permitted, thereby realizing a normal operation.
[0008]
Then, the execution permission timing of the precharge operation is determined by activating the precharge execution permission signal / PRE. The precharge execution permission signal / PRE is, for example, as shown in FIG. The sense amplifier enable signal / SAE for activating SA is generated by delaying the sense amplifier enable signal / SAE for a predetermined time by the
[0009]
At this time, the amount of delay for determining the execution permission timing of the precharge operation depends on the driving capability of the transistors forming the inverting
[0010]
Therefore, since the above-mentioned timings are respectively determined by the independently formed portions, the delay amount for determining the execution permission timing of the precharge operation has a sufficient margin in consideration of the process variation in the portion. Therefore, there is a problem that high-speed operation of the semiconductor memory device is hindered.
[0011]
In consideration of such a problem, in the conventional semiconductor memory device shown in FIG. 5, in the same process as memory cell MC and bit line pair BL0, / BL0, dummy memory cell DMC and dummy bit line pair DBL, / DBL are used. Is formed. Then, based on dummy output data DS obtained by sensing data read from dummy memory cell DMC to dummy bit line pair DBL, / DBL by dummy sense amplifier DSA, execution permission timing of the precharge operation is determined. It is determined.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional semiconductor memory device shown in FIG. 5, the precharge timing is determined by the potential difference between the pair of dummy bit lines DBL and / DBL as described above, and the timing of the dummy bit line DBL or the complementary dummy bit line / DBL is determined. Since the potential is determined irrespective of the absolute value of the potential, in a memory such as a dynamic random access memory (DRAM) in which data is destroyed at the time of reading, there is a problem that a so-called retention failure occurs in which normal data reading is not performed. is there. Hereinafter, this problem will be described in more detail.
[0013]
FIG. 7 is a timing chart showing an operation of the conventional semiconductor memory device shown in FIG. Here, FIG. 7A shows the potential changes of the equalize line EQ, the sense enable line SE, and the word line WL0, and FIG. 7B shows the cell potential of the memory cell MC and the potential of the bit line pair BL0, / BL0. FIG. 7C shows a time change of the cell potential of the dummy memory cell DMC and a time change of the potential of the dummy bit line pair DBL and / DBL, respectively.
[0014]
In the conventional semiconductor memory device shown in FIG. 5, as shown in FIGS. 7 (a) and 7 (c), the word at time T1 before the potential difference between the pair of dummy bit lines DBL and / DBL becomes full amplitude. When the line WL0 is inactivated, as shown in FIG. 7B, at time T2, data lower than the power supply voltage VCC is rewritten in the memory cell MC.
[0015]
At this time, in a volatile memory such as a DRAM, the charge stored in the memory cell MC leaks, and if the charge is not performed until the power supply voltage VCC is reached during rewriting, inverted data is read. Retention defects may occur.
[0016]
Further, in the conventional semiconductor memory device shown in FIG. 5, there is a problem that the dummy memory cell DMC connected to the dummy bit line pair DBL, / DBL and the word line WL0 needs to be formed by the same process as the memory cell array. There is also.
[0017]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problem, and has as its object to provide a semiconductor memory device that reliably realizes high-speed data reading and writing with a simple configuration.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
An object of the present invention is a semiconductor memory device comprising a plurality of memory cells and a bit line pair connected to the memory cells, and an amplifying means for amplifying data read from the memory cells to the bit line pairs, A dummy bit line, a dummy bit line driving unit that drives the dummy bit line according to an enable signal that activates the amplification unit, a comparison unit that compares a preset reference potential with a potential of the dummy bit line, A semiconductor memory device comprising: control means for permitting a precharge operation on a pair of bit lines after it is determined in comparison by a comparing means that the potential of a dummy bit line has reached a reference potential. This is achieved by:
[0019]
According to such means, the timing at which the potential difference between the bit line pair is amplified to the maximum by the amplifying means and the data is rewritten to the memory cell is determined without anticipating the margin due to the process variation. The timing at which the execution of the precharge operation for the pair is permitted can be reliably made the fastest with a simple configuration.
[0020]
Here, the dummy bit line has the same wiring resistance and the same wiring capacitance as one of the bit line pairs, or the dummy bit line driving means drives the dummy bit line with the same driving force as when the amplifying means drives the bit line pair. If driving is performed, the potential change of the dummy bit line can be approximated to the potential change of one of the bit line pairs, so that the ideal execution permission timing of the precharge operation can be accurately determined.
[0021]
Further, if the comparing means is deactivated when the control means permits the precharge operation for the bit line pair, it is possible to reduce the power consumption of the comparing means once the precharge operation is permitted. Can be.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
[0023]
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a
[0024]
Here, the
[0025]
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of the
[0026]
Hereinafter, an outline of the operation of the semiconductor memory device having the above configuration will be described.
[0027]
First, when the active command Cd and the address AD are supplied from the
[0028]
Next, the
[0029]
After the potential difference is generated, the
[0030]
By such a series of operations, the
[0031]
On the other hand, in the write operation, after the active state, the
[0032]
After the above-described read or write operation is completed, a precharge command is supplied from the
[0033]
Here, in the case of a so-called automatic precharge type semiconductor memory device that automatically executes precharge, the above-described precharge command is supplied from the
[0034]
As shown in FIG. 3, the
[0035]
In
[0036]
On the other hand, a sense amplifier enable signal / SAE for activating the sense amplifier is supplied to the
[0037]
The other end of the
[0038]
In the
[0039]
Hereinafter, the operation of the
[0040]
In the initial state until time T1, as shown in FIG. 4A, the bit line enable signal BLE is set to the high level (H), and the potential of the bit line pair is equalized. At this time, as shown in FIG. 4C, when the N-channel MOS transistor NT1 is turned on, the potential of the
[0041]
Then, at time T1, the bit line enable signal BLE transitions to the low level, whereby the electrical connection between the bit line pair is disconnected. Thereafter, as shown in FIGS. 4A and 4B, when the word line WL0 is activated at time T2, the data held in the memory cell MC is read out to the bit line BL0, At T3, the sense amplifier enable signal / SAE is activated to a low level to amplify the potential difference between the pair of bit lines BL0 and / BL0.
[0042]
As shown in FIG. 4A, the bit line enable signal BLE is at a low level from time T1 to time T7, so that the N-channel MOS transistor NT1 is turned off and the inversion circuit 28 A high-level signal is supplied to the
[0043]
Further, since a low-level signal is output from NOR
[0044]
Here, when the sense amplifier enable signal / SAE is activated to the low level at the time T3 as described above, the output signal of the inverting
[0045]
When the sense amplifier enable signal / SAE is activated to a low level, the signal output from the NOR
[0046]
Here, as shown in FIG. 4C, when the potential of the
[0047]
Then, at time T5 after activation of the automatic precharge execution permission signal / PRE, the word line WL0 is inactivated as shown in FIG. 4 (a). ), The potential difference between the pair of bit lines BL0 and / BL0 has a full amplitude, so that the data of the power supply voltage VCC is rewritten in the memory cell MC.
[0048]
Thereafter, as shown in FIG. 4A, at time T6, the sense amplifier enable signal / SAE transitions to the high level, but the output of the
[0049]
Then, as shown in FIG. 4A, when the bit line enable signal BLE is activated to a high level at time T7, as shown in FIG. 4B, the potential of the bit line pair BL0, / BL0 Is equalized and the N-channel MOS transistor NT1 is turned on, so that the potential of the
[0050]
As described above, in the
[0051]
Further, in the
[0052]
In the
[0053]
As described above, according to the semiconductor memory device of the embodiment of the present invention, the activation timing of automatic precharge execution permission signal / PRE is determined by comparing the potential of
[0054]
Therefore, from this, according to the semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention, high-speed data reading and writing can be reliably realized with a simple configuration that does not require a dummy memory cell.
[0055]
【The invention's effect】
According to the semiconductor memory device of the present invention, the execution permission timing of the precharge operation for the bit line pair can be reliably maximized with a simple configuration, and high-speed reading and writing of data from and to the memory cell can be reliably realized. Can be.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a memory cell unit shown in FIG.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a timing adjustment circuit included in a control unit shown in FIG.
FIG. 4 is a timing chart showing an operation of the semiconductor memory device shown in FIG. 1;
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional semiconductor memory device.
FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional timing adjustment circuit.
FIG. 7 is a timing chart showing an operation of the semiconductor memory device shown in FIG. 5;
[Explanation of symbols]
Claims (4)
ダミービット線と、
前記増幅手段を活性化させるイネーブル信号に応じて、前記ダミービット線を駆動するダミービット線駆動手段と、
予め設定された参照電位と前記ダミービット線の電位とを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較において、前記ダミービット線の電位が前記参照電位に到達したと判断された後に、前記ビット線対に対するプリチャージ動作を許可する制御手段とを備えたことを特徴とする半導体記憶装置。A semiconductor memory device comprising: a plurality of memory cells, a bit line pair connected to the memory cell, and amplification means for amplifying data read from the memory cell to the bit line pair,
A dummy bit line;
A dummy bit line driving unit that drives the dummy bit line according to an enable signal that activates the amplification unit;
Comparing means for comparing a preset reference potential with the potential of the dummy bit line;
Control means for permitting a precharge operation on the bit line pair after it is determined in the comparison by the comparing means that the potential of the dummy bit line has reached the reference potential. apparatus.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002166583A JP4192504B2 (en) | 2002-06-07 | 2002-06-07 | Semiconductor memory device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002166583A JP4192504B2 (en) | 2002-06-07 | 2002-06-07 | Semiconductor memory device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004014021A true JP2004014021A (en) | 2004-01-15 |
JP4192504B2 JP4192504B2 (en) | 2008-12-10 |
Family
ID=30434090
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002166583A Expired - Fee Related JP4192504B2 (en) | 2002-06-07 | 2002-06-07 | Semiconductor memory device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4192504B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006107017A (en) * | 2004-10-04 | 2006-04-20 | Nitto Electric Works Ltd | Product selecting method of electric apparatus housing board by computer |
-
2002
- 2002-06-07 JP JP2002166583A patent/JP4192504B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006107017A (en) * | 2004-10-04 | 2006-04-20 | Nitto Electric Works Ltd | Product selecting method of electric apparatus housing board by computer |
JP4548775B2 (en) * | 2004-10-04 | 2010-09-22 | 日東工業株式会社 | Product selection method by computer of electrical equipment storage panel |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4192504B2 (en) | 2008-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6552944B2 (en) | Single bitline direct sensing architecture for high speed memory device | |
US7298660B2 (en) | Bit line sense amplifier control circuit | |
US7505341B2 (en) | Low voltage sense amplifier and sensing method | |
US7379378B2 (en) | Over driving control signal generator in semiconductor memory device | |
JP2004039204A (en) | Word line driving circuit | |
TWI785578B (en) | Memory device including bitline sense amplifier and operating method thereof | |
KR100695524B1 (en) | Semiconductor memory device and operation method thereof | |
JP4043060B2 (en) | Transistor threshold correction circuit, semiconductor memory device, and threshold correction method | |
JPH0352187A (en) | Dynamic type random access memory | |
KR20100052885A (en) | Semiconductor memory device | |
JP2007149296A (en) | Nonvolatile memory apparatus, and its read-out method | |
US20090021995A1 (en) | Early Write Method and Apparatus | |
JP2004234810A (en) | Semiconductor memory | |
KR20050040970A (en) | Boost-writing method of memory cell data and memory device implementing the method | |
KR100318464B1 (en) | Stactic random access memory device having re-write circuit | |
JP4192504B2 (en) | Semiconductor memory device | |
US6781894B2 (en) | Semiconductor memory device achieving fast random access | |
US6229744B1 (en) | Semiconductor memory device with function of equalizing voltage of dataline pair | |
JPH0737387A (en) | Semiconductor integrated circuit | |
JP4406527B2 (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
KR100886182B1 (en) | Sense Amplifier of Semiconductor Memory Device and Method for Operating Sense Amplifier | |
KR20040102725A (en) | The method to store rapidly data to the cell without voltage loss and the memory device therefor | |
KR200334728Y1 (en) | Bitline Precharge Circuit | |
JP2000293984A (en) | Semiconductor memory | |
KR20030047023A (en) | Memory device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20050413 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050415 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080410 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080617 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080718 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080826 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080908 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111003 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121003 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131003 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |