JP2006134567A - 電圧発生回路及びこの回路を備えた半導体メモリ装置 - Google Patents

電圧発生回路及びこの回路を備えた半導体メモリ装置 Download PDF

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Abstract

【課題】所定レベルの電圧を必要とする動作が連続的に行われる場合、これを検知し、前記電圧を補償することができる電圧発生回路を提供する。
【解決手段】本発明は、電圧発生回路及びこの回路を備えた半導体メモリ装置を開示する。本発明の電圧発生回路は、外部から入力される信号に応答して内部電圧を発生する内部電圧発生部と、前記外部から信号が所定の時間内に連続的に入力されると、検知信号を出力する検知部と、前記検知信号に応答して制御信号を出力する制御信号発生部と、前記制御信号に応答して前記内部電圧を補償する補償部とを備える。
【選択図】図7

Description

本発明は、半導体メモリ装置に関し、特に、所定の大きさの出力電圧を必要とする動作を連続的に行う場合に、前記出力電圧を補償して出力することができる電圧発生回路及びこれを備えた半導体メモリ装置に関する。
一般に、半導体メモリ装置において、多量のデータ入出力過程をより早くするために、メモリセルアレイをマルチバンク(multibank)で構成する。前記データ入出力過程は、ワードラインを活性化したり、プリチャージする過程と、ビットライン対の信号を検知し増幅する過程などにより進行される。
また、マルチバンクで構成される半導体メモリ装置では、バンクの数が増加することに伴って、半導体メモリ装置の大きさが過度に大きくなるのを防止するために、前記複数のバンクは、前記ワードラインを活性化する高電圧発生回路と、プリチャージするプリチャージ回路、及びビットライン検知動作を行うための内部電圧発生回路などを共有する。ところが、従来の半導体メモリ装置においては、半導体メモリ装置が高速で動作することによって、前記高電圧発生回路、プリチャージ回路、及び内部電圧発生回路などが動作に必要な充分の電圧を供給することができない場合が発生する問題点があった。
図1は、一般的なマルチバンク構造を有する半導体メモリ装置を示す図である。図1に示すように、半導体メモリ装置は、メモリセルアレイ10、ロウデコーダ部20、コラムデコーダ部30、及び内部電源電圧出力部40などで構成されている。また、メモリセルアレイ10は、複数のバンクBANK0、BANK1、…、BANKnで構成され、各バンクは、複数のビットラインセンスアンプBLSAを備える。
図1で、AIVCは、メモリセルのデータを検知し増幅するのに必要な内部電源電圧を示し、PSE0〜PSEnは、ビットラインセンスアンプBLSAを動作させるためのビットラインセンスイネーブル信号を示し、RASBは、外部から入力されるロウ活性化命令を示し、BA0〜BAmは、外部から入力されるバンクアドレス信号を示す。
以下、図1に示すブロック各々の機能を説明する。
メモリセルアレイ10は、複数のメモリセル(図示せず)で構成され、外部から入力される命令語及びアドレス信号などに応答してデータを格納したり出力する。メモリセルアレイ10内のビットラインセンスアンプBLSAは、ビットラインセンスイネーブル信号PSE0〜PSEnに応答してメモリセル(図示せず)へ/から転送されたデータを検知し増幅する。ロウデコーダ部20は、ロウ活性化命令RASB及びバンクアドレス信号BA0〜BAmに応答してビットラインセンスアンプBLSAを動作させるためのビットラインセンスイネーブル信号PSE0〜PSEnを出力する。コラムデコーダ30は、外部から入力されるコラムアドレス信号に応答してコラム選択信号を活性化させる。内部電圧発生部30は、前記ビットラインセンスイネーブル信号PSE0〜PSEnに応答して複数のビットラインセンスアンプBLSAに内部電源電圧AIVCを供給する。
図1には、内部電源電圧出力部40がコラムデコーダ部30の内部に設けられる場合を例示したが、 内部電源電圧出力部40は、ロウデコーダ部20とコラムデコーダ部30とが会う接合(conjunction)領域に設けられてもよい。
また、図1には示していないが、前記コラムデコーダ部30の下方には、ワードラインを活性化させるために必要な高電圧を出力する高電圧発生回路と、前記ワードラインをプリチャージさせるために必要なプリチャージ電圧を出力するプリチャージ電圧発生回路などを備えた周辺回路領域が配置される。上述した通り、前記高電圧発生回路から出力される高電圧及び前記プリチャージ電圧発生回路から出力されるプリチャージ電圧は、複数のバンクBANK0〜BANKnに共通に印加される。
図2は、半導体メモリ装置のメモリセルアレイの一部分を示す図である。図2で、BL及びBLBは、ビットライン対を示し、WLは、ワードラインを示し、MCは、メモリセルを示し、BLSAは、ビットラインセンスアンプを示し、WDRは、ワードラインドライバを示し、PRECHは、プリチャージ回路を示す。また、AIVCは、内部電源電圧出力部40から出力された内部電源電圧を示し、Vppは、高電圧発生回路から出力された高電圧を示し、Vbbは、プリチャージ電圧発生回路から出力されたプリチャージ電圧を示し、PSE0は、ビットラインセンスイネーブル信号を示し、PRC0は、プリチャージ信号を示す。
以下、図2に示すブロックの機能及びメモリセルアレイの動作を説明する。
ワードラインドライバWDRは、ビットラインセンスイネーブル信号PSE0に応答してワードラインWLを高電圧Vppに活性化させる。ビットラインセンスアンプBLSAは、前記ビットラインセンスイネーブル信号PSE0に応答して内部電源電圧AIVCを用いてビットライン対BL、BLBのデータを検知及び増幅する。プリチャージ回路PRECHは、プリチャージ信号PRC0に応答して前記ワードラインWLをプリチャージ電圧Vbbにプリチャージする。
すなわち、センスイネーブル信号PSE0が活性化されると、ワードラインWLは、高電圧Vppに活性化され、メモリセルMCのデータは、ビットライン対BL、BLBを介して出力される。また、センスイネーブル信号PSE0が活性化されると、ビットラインセンスアンプBLSAに内部電源電圧AIVCが供給され、ビットラインセンスアンプBLSAは、前記内部電源電圧AIVCを用いて前記データを検知及び増幅するようになる。次に、プリチャージ信号PRC0が活性化されると、ワードラインは、プリチャージ電圧Vbbにプリチャージされる。
図3は、メモリセルアレイが4つのバンクで構成される場合の従来の半導体メモリ装置の内部電源電圧発生回路を示すブロック図である。図3に示すように、 内部電源電圧発生回路は、バンクアドレスデコーダ22、4つの検知信号発生部24−1〜24−4、及び内部電源電圧出力部40で構成されている。また、内部電源電圧出力部40は、ORゲート42、波形発生部44、及び内部電圧駆動部46で構成されている。
以下、図3に示すブロック各々の機能を説明する。
バンクアドレスデコーダ22は、外部から入力されるバンクアドレス信号BA0、BA1に応答してバンク選択信号BS0〜BS3を出力する。4つの検知信号発生部24−1〜24−4の各々は、外部から入力されるロウ活性化命令RASB及び各々に入力されるバンク選択信号BS0、BS1、BS2、またはBS3に応答してビットラインセンスイネーブル信号PSE0〜PSE3を各々出力する。内部電源電圧出力部40は、前記ビットラインセンスイネーブル信号PSE0〜PSE3に応答してデータを検知し増幅するのに必要な内部電源電圧AIVCを出力する。
ORゲート42は、前記ビットラインセンスイネーブル信号PSE0〜PSE3に応答してセンスマスタ信号PSE−mを出力する。すなわち、前記ビットラインセンスイネーブル信号PSE0〜PSE3のうちいずれか1つでも活性化されると、前記センスマスタ信号PSE−mを活性化させる。波形発生部44は、前記センスマスタ信号PSE−mに応答して第1制御信号P1を出力する。すなわち、前記センスマスタ信号PSE−mを所定の時間遅延させ、所定のパルス幅を有するようにした第1制御信号P1を出力する。内部電圧駆動部46は、前記第1制御信号P1に応答して内部電源電圧AIVCを出力する。
図4は、図3に示す従来の半導体メモリ装置の内部電源電圧発生回路の動作を説明するための動作タイミング図である。図4で、RASBは、ロウ活性化命令を示し、PSE0及びPSE1は、各々バンク0BANK0及びバンク1BANK1内部のビットラインセンスアンプBLSAを活性化させるためのビットラインセンスイネーブル信号を示し、P1は、第1制御信号を示す。
図4を参照して、図3に示す従来の半導体メモリ装置の内部電源電圧発生回路の動作を説明する。
t1時点で、ロウ活性化命令RASBが入力され、この時、バンクアドレス信号としては、バンク0に該当するアドレス信号が入力されると仮定する。また、t2時点で、さらにロウ活性化命令RASBが入力され、この時、バンクアドレス信号としては、バンク1に該当するアドレス信号が入力されると仮定する。すると、t1時点に入力されたロウ活性化命令RASBに応答して所定の時間が経過すれば、ビットラインセンスイネーブル信号PSE0が活性化され、t2時点に入力されたロウ活性化命令RASBに応答して所定の時間が経過すれば、ビットラインセンスイネーブル信号PSE1が活性化される。
ビットラインセンスイネーブル信号PSE0が活性化されると、所定の時間が経過した後、所定のパルス幅を有する第1制御信号P1が出力され、さらにビットラインセンスイネーブル信号PSE1が活性化されると、所定の時間が経過した後、所定のパルス幅を有する第1制御信号P1が出力される。
前記第1制御信号P1により内部電圧駆動部46が動作し、ビットラインセンスアンプBLSAに内部電源電圧AIVCを供給するようになる。
ところが、従来の半導体メモリ装置の内部電源電圧発生回路は、半導体メモリ装置が高速で動作すれば、前記内部電源電圧発生回路40で内部電源電圧AIVCを所望のレベルに上げることができないという問題点があった。
すなわち、内部電源電圧発生回路から内部電源電圧AIVCを出力し、これを用いてビットラインセンスアンプBLSAで検知及び増幅動作を行う場合、前記内部電源電圧AIVCのレベルが瞬間的に下降するようになる。すなわち、内部電源電圧AIVCにディップ(dip)が発生するようになる。ところが、バンク0BANK0に対するロウ活性化命令RASBが入力された後、バンク1BANK1に対するロウ活性化命令RASBが入力されるまでかかる時間が減少すれば、前記ディップにより、バンク1BANK1に位置するビットラインセンスアンプBLSAに印加される内部電源電圧AIVCは、十分に高いレベルにならない。したがって、データを検知及び増幅するのに多くの時間がかかり、これにより、半導体メモリ装置が高速で動作することができない。
図5は、従来の半導体メモリ装置の高電圧発生回路を示すブロック図である。図5に示すように、 高電圧発生回路50は、ORゲート52、波形発生部54、及び高電圧駆動部56で構成されている。PSE0〜PSE3は、ビットラインセンスイネーブル信号を示し、Vppは、高電圧を示す。
以下、図5に示すブロック各々の機能を説明する。
ORゲート52は、ビットラインセンスイネーブル信号PSE0〜PSE3に応答してマスタ信号PRDを出力する。すなわち、ビットラインセンスイネーブル信号PSE0〜PSE3のうちいずれか1つが活性化されると、マスタ信号PRDを活性化させる。波形発生部54は、マスタ信号PRDに応答して第2制御信号P2を出力する。すなわち、マスタ信号PRDを所定の時間遅延させ、所定のパルス幅を有するようにした第2制御信号P2を出力する。高電圧駆動部56は、前記第2制御信号P2に応答して高電圧Vppを出力する。前記高電圧Vppは、ワードラインを活性化するのに必要である。
ところが、この場合にも同様に、前記高電圧を用いて任意の1つのワードライン又は複数のワードラインを活性化させると、前記高電圧Vppには、ディップが発生し、したがって、続いて他の1つのワードライン又は複数のワードラインを活性化しようとすれば、2番目以後には、前記高電圧Vppのレベルを十分に上げることができないという問題点があった。
図6は、メモリセルアレイが4つのバンクで構成される場合の従来のプリチャージ電圧発生回路を示すブロック図であり、バンクアドレスデコーダ22、4つのプリチャージ信号発生部26−1〜26−4、プリチャージ電圧発生部60で構成されている。また、プリチャージ電圧発生部60は、ORゲート62、波形発生部64、プリチャージ電圧ポンプ66で構成されている。
以下、図6に示すブロック各々の機能を説明する。
図6に示すプリチャージ電圧発生回路は、ロウ活性化命令RASBがプリチャージ命令PRECHに変わったことを除いて、図3に示す内部電源電圧発生回路と同様である。
すなわち、バンクアドレスデコーダ22は、外部から入力されるバンクアドレス信号BA0、BA1に応答してバンク選択信号BS0〜BS3を出力する。プリチャージ信号発生部26−1〜26−4は、各々該当する前記バンク選択信号BS0、BS1、BS2、またはBS3及び外部から入力されるプリチャージ命令PRECHに応答してプリチャージ信号PRC0〜PRC3を各々出力する。プリチャージ電圧発生部60は、前記プリチャージ信号PRC0〜PRC3に応答してプリチャージ電圧Vbbを出力する。
ORゲート62は、前記プリチャージ信号PRC0〜PRC3のうちいずれか1つが活性化されると、プリチャージマスタ信号PRC−mを出力する。波形発生部64は、前記プリチャージマスタ信号PRC−mに応答して第3制御信号P3を出力する。プリチャージ電圧ポンプ66は、前記第3制御信号P3に応答してプリチャージ電圧Vbbを出力する。前記プリチャージ電圧Vbbは、0より小さいレベルを有し、ワードラインをプリチャージするのに用いられる。
ところが、この場合にも同様に、複数のワードラインを続いてプリチャージする場合には、前記プリチャージ電圧Vbbのレベルを所望のレベルにすることができないという問題点があった。
すなわち、従来のマルチバンク構造の半導体メモリ装置では、所定レベルの電圧を必要とする動作が連続的に行われる場合、電圧のレベルが所望のレベルに至らず、半導体メモリ装置の動作速度を低下させるという問題点があった。
本発明の目的は、所定レベルの電圧を必要とする動作が連続的に行われる場合、これを検知し、前記電圧を補償することができる電圧発生回路を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、前記目的を達成するための半導体メモリ装置を提供することにある。
前記目的を達成するために、本発明の一態様に係る電圧発生回路は、外部から入力される信号に応答して内部電圧を発生する内部電圧発生部と、前記外部から信号が所定の時間内に連続的に入力されると、検知信号を出力する検知部と、前記検知信号に応答して制御信号を出力する制御信号発生部と、前記制御信号に応答して前記内部電圧を補償する補償部とを備えることを特徴とする。
本発明の電圧発生回路において、前記検知部は、前記外部から信号が入力されると、所定のパルス幅を有するパルス信号を出力するパルス発生部と、前記パルス信号と前記外部から入力される信号とを組み合わせて前記検知信号を出力する検知信号出力部とを備える。
本発明の電圧発生回路において、前記補償部は、目標とする前記内部電圧のレベルがポジティブ(positive)レベルを有する場合には、前記内部電圧を増加させる。
本発明の電圧発生回路において、前記補償部は、目標とする前記内部電圧のレベルがネガティブ(negative)レベルを有する場合には、前記内部電圧を減少させる。
また、本発明の他の態様に係る半導体メモリ装置は、複数のバンクで構成されるメモリセルアレイと、外部から入力される命令語及び外部から入力されるバンクアドレス信号に応答して前記複数のバンクに共通に印加される内部電圧を出力する電圧出力回路と、前記命令語が所定の時間内に連続的に入力される場合、前記出力電圧を所定のレベルに作る電圧補償回路とを備えることを特徴とする。
本発明に係る半導体メモリ装置において、前記電圧補償回路は、前記命令語が所定の時間内に連続的に入力されると、検知信号を出力する検知部と、前記検知信号に応答して制御信号を出力する制御信号発生部と、前記制御信号に応答して前記出力電圧を所定のレベルに変化させる補償部とを備える。
本発明に係る半導体メモリ装置において、前記検知部は、前記命令語が入力されると、所定のパルス幅を有するパルス信号を出力するパルス発生部と、前記パルス信号と前記命令語とを組み合わせて前記検知信号を出力する検知信号出力部とを備える。
本発明に係る半導体メモリ装置において、前記メモリセルアレイは、ワードラインとビットライン対との間に連結されるメモリセルと、プリチャージ信号に応答して前記ワードラインをプリチャージするワードラインプリチャージ部と、ビットラインセンスイネーブル信号に応答して前記ビットライン対の信号を検知し増幅するビットラインセンスアンプとを備える。
本発明に係る半導体メモリ装置において、前記出力電圧は、前記ビットラインセンスアンプがデータを検知及び増幅するのに必要な内部電源電圧であるか、又は 前記ワードラインを活性化させるのに必要な高電圧であるか、又は前記ワードラインをプリチャージするのに必要なプリチャージ電圧である。
本発明に係る半導体メモリ装置において、第1実施様態の前記電圧出力回路は、外部から入力されるロウ活性化命令と前記バンクアドレス信号とを組み合わせて前記ビットラインセンスイネーブル信号を各々出力する複数の検知信号発生部と、前記複数のビットラインセンスイネーブル信号のうちいずれか1つが活性化されると、前記ビットラインセンスアンプを駆動するための内部電源電圧を出力する内部電源電圧発生回路とを備える。
本発明に係る半導体メモリ装置において、第1実施様態の前記電圧補償回路は、前記ロウ活性化命令が所定の時間内に連続的に入力される場合、前記内部電源電圧を増加させる内部電源電圧補償回路を備える。
本発明に係る半導体メモリ装置において、第2実施様態の前記電圧出力回路は、外部から入力されるロウ活性化命令と前記バンクアドレス信号とを組み合わせて前記ビットラインセンスイネーブル信号を各々出力する複数の検知信号発生部と、前記複数のビットラインセンスイネーブル信号のうちいずれか1つが活性化されると、前記ワードラインを活性化するための高電圧を出力する高電圧発生回路とを備える。
本発明に係る半導体メモリ装置において、第2実施様態の前記電圧補償回路は、前記ロウ活性化命令が所定の時間内に連続的に入力される場合、前記高電圧を増加させる高電圧補償回路を備える。
本発明に係る半導体メモリ装置において、第3実施様態の前記電圧出力回路は、外部から入力されるプリチャージ命令と前記バンクアドレス信号とを組み合わせて前記プリチャージ信号を各々出力する複数のプリチャージ信号発生部と、前記複数のプリチャージ信号のうちいずれか1つが活性化されると、前記ワードラインをプリチャージするためのプリチャージ電圧を出力するプリチャージ電圧発生回路とを備える。
本発明に係る半導体メモリ装置において、第3実施様態の前記電圧補償回路は、前記プリチャージ命令が所定の時間内に連続的に入力される場合、前記プリチャージ電圧を減少させるプリチャージ電圧補償回路を備える。
したがって、本発明に係る半導体メモリ装置の電圧補償回路は、半導体メモリ装置が高速で動作することができるようにする。
以下、添付の図面を参照して、本発明に係る半導体メモリ装置の電圧補償回路を説明する。
図7は、本発明の第1実施形態であり、本発明に係る半導体メモリ装置の電圧補償回路が内部電源電圧発生回路に適用される場合を示すブロック図であり、バンクアドレスデコーダ22、4つの検知信号発生部24−1〜24−4、内部電源電圧出力部40、及び電圧補償回路70で構成されている。また、内部電源電圧出力部40は、ORゲート42、パルス発生部44、及び内部電圧駆動部46で構成されている。また、電圧補償回路70は、検知部72、パルス発生部74、及び内部電圧補償部76で構成されている。すなわち、図3に示す従来の内部電源電圧発生回路に電圧補償回路70が追加されている。
以下、図7に示すブロック各々の機能を説明する。
図7に示すブロックのうち図3に示すブロックと同じ符号のブロックの機能は、図3で説明した通りである。
検知部72は、外部から入力されるロウ活性化命令RASBに応答して検知信号を出力する。すなわち、前記ロウ活性化命令RASBが所定の時間内に連続的に入力されると、検知信号SENを出力する。パルス発生部74は、前記検知信号に応答して第4制御信号P4を出力する。すなわち、前記検知信号SENが入力されると、所定の時間が遅延した後、所定のパルス幅を有する第4制御信号P4を出力する。内部電圧補償部76は、前記第4制御信号P4に応答して内部電源電圧AIVCを所定のレベルに上昇させる。
図8は、図7に示す本発明の電圧補償回路70の検知部72を示すブロック図である。検知部72は、パルス発生部722及びNORゲート724で構成されている。
以下、図8に示すブロック各々の機能を説明する。
パルス発生部722は、ロウ活性化命令RASBに応答してパルス信号RADを出力する。すなわち、ロウ活性化命令RASBが入力されると、所定のパルス幅を有するパルス信号RADを出力する。NORゲート724は、前記パルス信号RAD及び前記ロウ活性化命令RASBをNOR演算して、検知信号SENを出力する。
図9は、図7及び図8に示す本発明の内部電源電圧発生回路の電圧補償回路70の動作を説明するための動作タイミング図である。図9で、RASBは、ロウ活性化命令を示し、PSE0及びPSE1は、ビットラインセンスイネーブル信号を示し、P1は、第1制御信号を示し、RADは、パルス信号を示し、SENは、検知信号を示し、P4は、第4制御信号を示す。
図9を参照して、図7及び図8に示す本発明の電圧補償回路70の動作を説明する。
t1時点で、ロウ活性化命令RASBが入力され、この時、バンクアドレス信号としては、バンク0に該当するアドレス信号が入力されると仮定する。また、t2時点で、さらにロウ活性化命令RASBが入力され、この時、バンクアドレス信号としては、バンク1に該当するアドレス信号が入力されると仮定する。すると、t1時点に入力されたロウ活性化命令RASBに応答して所定の時間が経過すれば、ビットラインセンスイネーブル信号PSE0が活性化され、t2時点に入力されたロウ活性化命令RASBに応答して所定の時間が経過すれば、ビットラインセンスイネーブル信号PSE1が活性化される。
ビットラインセンスイネーブル信号PSE0が活性化されると、所定の時間が経過した後、所定のパルス幅を有する第1制御信号P1が出力され、さらにビットラインセンスイネーブル信号PSE1が活性化されると、所定の時間が経過した後、所定のパルス幅を有する第1制御信号P1が出力される。
また、ロウ活性化命令RASBが入力されると、検知部72のパルス発生部722は、所定の幅を有するパルス信号RADを出力する。前記パルス信号RAD及び前記ロウ活性化命令RASBをNOR演算すれば、すなわち、前記パルス信号RADがロウレベルである時、さらにロウ活性化命令RASBが入力されると、検知信号SENがハイレベルになる。電圧補償回路70のパルス発生部74は、 前記検知信号SENに応答して第4制御信号P4を出力し、内部電圧補償部76は、前記第4制御信号P4に応答して内部電源電圧AIVCを上昇させる。
すなわち、内部電源電圧AIVCにディップが発生する理由は、前記内部電源電圧AIVCを用いてビットラインセンスアンプBLSAが検知及び増幅動作を行うことで、電荷を消耗するようになり、 消耗した電荷を内部電圧駆動部46が補充するのに時間が必要であるからである。この時、さらにロウ活性化命令RASBが入力されると、内部電源電圧AIVCが充分のレベルに上昇せずに、下降する。したがって、さらに減少した内部電源電圧AIVCを用いて検知及び増幅動作を行うと、その分、所要時間がさらに増大するので、半導体メモリ装置が高速で動作することができない。
本発明では、ロウ活性化命令RASBが所定の時間内に連続的に入力される場合、内部電圧補償部76を用いて消耗した電荷を補充することで、前記内部電源電圧AIVCのレベルを引き上げ、したがって、半導体メモリ装置が高速で動作することができるようにする。
図10は、本発明の第2実施形態であり、電圧補償回路が高電圧発生回路に適用される場合を示すブロック図であり、高電圧発生回路50及び高電圧補償回路80で構成されている。また、高電圧発生回路50は、ORゲート52、波形発生部54、及び高電圧駆動部56で構成されている。また、高電圧補償回路80は、検知部82、パルス発生部84、及び高電圧補償部86で構成されている。
以下、図10に示すブロック各々の機能を説明する。
また、高電圧発生回路50及び内部ブロックの機能は、図5で説明した通りである。
高電圧補償回路80の機能は、図7で説明した電圧補償回路70の動作と類似している。すなわち、検知部82は、外部から入力されるロウ活性化命令RASBに応答して検知信号を出力する。前記検知部82の構成は、図7に示すものと同様である。パルス発生部84は、前記検知信号に応答して第5制御信号P5を出力する。高電圧補償部86は、前記第5制御信号P5に応答して高電圧Vppを上昇させる。
すなわち、従来の場合には、ロウ活性化命令RASBが所定の時間内に連続的に入力されると、ワードラインを活性化させるための高電圧Vppは、上述した内部電源電圧と同じ理由で、充分のレベルに上昇するのに長時間を必要とする。したがって、本発明では、前記ロウ活性化命令RASBが所定の時間内に連続的に入力される場合にのみ動作する高電圧補償回路80を具備することによって、高電圧Vppを速い時間内に充分のレベルに上昇させることができるので、半導体メモリ装置が高速で動作することができるようになる。
図11は、本発明の第3実施形態であり、本発明に係る半導体メモリ装置の電圧補償回路がプリチャージ電圧発生回路に適用される場合を示すブロック図であり、プリチャージ電圧発生回路60及びプリチャージ電圧補償回路90で構成されている。また、前記プリチャージ電圧発生回路60は、ORゲート62、波形発生部64、及びプリチャージ電圧ポンプ66で構成されている。また、前記プリチャージ電圧補償回路90は、検知部92、パルス発生部94、及びプリチャージ電圧補償部96で構成されている。
以下、図11に示すブロック各々の機能を説明する。
プリチャージ電圧発生回路60及び内部のブロックは、図6で説明した通りである。
プリチャージ電圧補償回路90の機能は、図7で説明した電圧補償回路70の動作と類似している。すなわち、検知部92は、外部から入力されるプリチャージ命令PRECHに応答して検知信号を出力する。前記検知部92の構成は、図7に示すものと同様である。パルス発生部94は、前記検知信号に応答して第6制御信号P6を出力する。プリチャージ電圧補償部96は、前記第6制御信号P6に応答してプリチャージ電圧Vbbを下降させる。
すなわち、従来の場合には、プリチャージ命令PRECHが所定の時間内に連続的に入力されると、ワードラインをプリチャージさせるためのプリチャージ電圧Vbbは、上述した内部電源電圧と同じ理由で、充分のレベルに下降するのに長時間を必要とする。したがって、本発明では、前記プリチャージ命令PRECHが所定の時間内に連続的に入力される場合にのみ動作するプリチャージ電圧補償回路90を具備することによって、プリチャージ電圧Vppを速い時間内に充分のレベルに下降させることができるので、半導体メモリ装置が高速で動作することができるようになる。
図12は、従来の半導体メモリ装置と本発明に係る半導体メモリ装置の動作を比較するための図であり、本発明の電圧発生回路が内部電源電圧発生回路に適用された場合を示す図である。図12で、RASBは、ロウ活性化命令を示し、AIVCは、内部電源電圧を示し、dataは、半導体メモリ装置のビットライン対のデータを示し、tRRは、ロウ活性化命令RASBが入力されてから、他のバンクに対するロウ活性化命令RASBがさらに入力されるまでの時間を意味する。
すなわち、図12(b1)及び(c1)は、従来の半導体メモリ装置における内部電源電圧及びビットライン対のデータの変化を示す図であり、図12(b2)及び(c2)は、本発明に係る半導体メモリ装置における内部電源電圧及びビットライン対のデータの変化を示す図である。
図12を参照して、従来の半導体メモリ装置と本発明に係る半導体メモリ装置の動作を比較して説明する。
t1時点で、ロウ活性化命令RASBが入力され、この時、バンクアドレス信号としては、バンク0に該当するアドレス信号が入力されると仮定する。また、t2時点で、さらにロウ活性化命令RASBが入力され、この時、バンクアドレス信号としては、バンク1に該当するアドレス信号が入力されると仮定する(図12(a))。
図12(b1)に示すように、t1時点で入力されたロウ活性化命令RASBにより、t3時点で内部電源電圧AIVCを用いてバンク0のデータを検知及び増幅するので、前記内部電源電圧AIVCは減少するようになる。t2時点で入力されたロウ活性化命令RASBにより、t4時点でさらに前記内部電源電圧AIVCを用いてバンク1のデータを検知及び増幅するようになるが、この場合、図12(b1)に示すように、内部電源電圧AIVCは、充分のレベルに供給されることができない。
しかしながら、図12(b2)に示すように、本発明に係る半導体メモリ装置では、所定の時間内にさらにロウ活性化命令が入力された場合には、電圧補償回路を用いて内部電源電圧AIVCを補償することによって、内部電源電圧AIVCが図12(b1)に示すような従来の半導体メモリ装置の場合より上昇するようになる。
したがって、検知及び増幅されるビットライン対のデータdataは、従来の半導体メモリ装置では、図12(c1)に示すように、バンク1B1のデータは、バンク0B0のデータに比べて十分に増幅しない。すなわち、t4時点で出力されるバンク1B1のデータは、t3時点で出力されるバンク0B0のデータよりdVだけ低いレベルに増幅される。したがって、tRRを短くするのに限界がある。すなわち、半導体メモリ装置を高速で動作させることができない。
しかしながら、本発明に係る半導体メモリ装置では、図12(c2)に示すように、バンク1B1のデータをもバンク0B0のデータとほぼ同じレベルに増幅することができる。したがって、従来の半導体メモリ装置よりtRRを短くすることができ、その結果、半導体メモリ装置を高速で動作させることができる。
高電圧及びプリチャージ電圧もまた、上述した内部電源電圧と同じ効果を得ることができる。
すなわち、本発明に係る半導体メモリ装置の電圧補償回路は、所定レベルの電圧を必要とする動作が連続的に行われる場合、外部から入力される命令語に応答して、すなわち前記命令語が所定の時間内に連続的に入力される場合に、前記電圧補償回路が動作するようにすることによって、必要なレベルの電圧を速い時間内に作ることができ、これにより、半導体メモリ装置が高速で動作することができるようになる。
以上において説明した本発明は、本発明が属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形及び変更が可能であるので、上述した実施形態及び添付された図面に限定されるものではない。
一般的なマルチバンク半導体メモリ装置を示す図である。 半導体メモリ装置のメモリセルアレイの一部分を示す図である。 従来の半導体メモリ装置の内部電源電圧発生回路を示すブロック図である。 図2に示す従来の内部電源電圧発生回路の動作を説明するための動作タイミング図である。 従来の半導体メモリ装置の高電圧発生回路を示すブロック図である。 従来の半導体メモリ装置のプリチャージ電圧発生回路を示すブロック図である。 本発明の第1実施形態であって、本発明の電圧補償回路が内部電源電圧発生回路に適用された場合を示すブロック図である。 図6に示す本発明の電圧補償回路の検知部を示すブロック図である。 図6及び図7に示す本発明の第1実施形態の動作を説明するための動作タイミング図である。 本発明の第2実施形態であって、本発明の電圧補償回路が高電圧発生回路に適用された場合を示すブロック図である。 本発明の第3実施形態であって、本発明の電圧補償回路がプリチャージ電圧発生回路に適用された場合を示すブロック図である。 従来の半導体メモリ装置と本発明に係る半導体メモリ装置の動作を比較説明するための図である。
符号の説明
22…バンクアドレスデコーダ
24−1…検知信号発生部
24−2…検知信号発生部
24−3…検知信号発生部
24−4…検知信号発生部
40…内部電源電圧発生部
42…ORゲート
44…波形発生部
46…内部電圧駆動部
70…電圧補償回路
72…検知部
74…パルス発生部
76…内部電圧補償部
722…パルス発生部
724…NORゲート

Claims (19)

  1. 外部から入力される信号に応答して内部電圧を発生する内部電圧発生部と、
    前記外部から入力される信号が所定の時間内に連続的に入力されると、検知信号を出力する検知部と、
    前記検知信号に応答して制御信号を出力する制御信号発生部と、
    前記制御信号に応答して前記内部電圧を補償する補償部と
    を備えることを特徴とする電圧発生回路。
  2. 前記検知部は、
    前記外部から信号が入力されると、所定のパルス幅を有するパルス信号を出力するパルス発生部と、
    前記パルス信号と前記外部から入力される信号とを組み合わせて前記検知信号を出力する検知信号出力部と
    を備えることを特徴とする請求項1に記載の電圧発生回路。
  3. 前記補償部は、
    目標とする前記内部電圧のレベルがポジティブレベルを有する場合には、前記内部電圧を増加させることを特徴とする請求項1に記載の電圧発生回路。
  4. 前記補償部は、
    目標とする前記内部電圧のレベルがネガティブレベルを有する場合には、前記内部電圧を減少させることを特徴とする請求項1に記載の電圧発生回路。
  5. 複数のバンクで構成されるメモリセルアレイと、
    外部から入力される命令語及び外部から入力されるバンクアドレス信号に応答して前記複数のバンクに共通に印加される内部電圧を出力する電圧出力回路と、
    前記命令語が所定の時間内に連続的に入力される場合、前記出力電圧を所定のレベルに作る電圧補償回路と
    を備えることを特徴とする半導体メモリ装置。
  6. 前記電圧補償回路は、
    前記命令語が所定の時間内に連続的に入力されると、検知信号を出力する検知部と、
    前記検知信号に応答して制御信号を出力する制御信号発生部と、
    前記制御信号に応答して前記出力電圧を所定のレベルに変化させる補償部と
    を備えることを特徴とする請求項5に記載の半導体メモリ装置。
  7. 前記検知部は、
    前記命令語が入力されると、所定のパルス幅を有するパルス信号を出力するパルス発生部と、
    前記パルス信号と前記命令語とを組み合わせて前記検知信号を出力する検知信号出力部と
    を備えることを特徴とする請求項6に記載の半導体メモリ装置。
  8. 前記メモリセルアレイは、
    ワードラインとビットライン対との間に連結されるメモリセルと、
    プリチャージ信号に応答して前記ワードラインをプリチャージするワードラインプリチャージ部と、
    ビットラインセンスイネーブル信号に応答して前記ビットライン対の信号を検知し増幅するビットラインセンスアンプと
    を備えることを特徴とする請求項5に記載の半導体メモリ装置。
  9. 前記出力電圧は、
    前記ビットラインセンスアンプがデータを検知及び増幅するのに必要な内部電源電圧であることを特徴とする請求項8に記載の半導体メモリ装置。
  10. 前記出力電圧は、
    前記ワードラインを活性化させるのに必要な高電圧であることを特徴とする請求項8に記載の半導体メモリ装置。
  11. 前記出力電圧は、
    前記ワードラインをプリチャージするのに必要なプリチャージ電圧であることを特徴とする請求項8に記載の半導体メモリ装置。
  12. 前記電圧出力回路は、
    外部から入力されるロウ活性化命令と前記バンクアドレス信号とを組み合わせて前記ビットラインセンスイネーブル信号を各々出力する複数の検知信号発生部と、
    前記複数のビットラインセンスイネーブル信号のうちいずれか1つが活性化されると、前記ビットラインセンスアンプを駆動するための内部電源電圧を出力する内部電源電圧発生回路と
    を備えることを特徴とする請求項8に記載の半導体メモリ装置。
  13. 前記電圧補償回路は、
    前記ロウ活性化命令が所定の時間内に連続的に入力される場合、前記内部電源電圧を増加させる内部電源電圧補償回路を備えることを特徴とする請求項12に記載の半導体メモリ装置。
  14. 前記電圧出力回路は、
    外部から入力されるロウ活性化命令と前記バンクアドレス信号とを組み合わせて前記ビットラインセンスイネーブル信号を各々出力する複数の検知信号発生部と、
    前記複数のビットラインセンスイネーブル信号のうちいずれか1つが活性化されると、前記ワードラインを活性化するための高電圧を出力する高電圧発生回路と
    を備えることを特徴とする請求項8に記載の半導体メモリ装置。
  15. 前記電圧補償回路は、
    前記ロウ活性化命令が所定の時間内に連続的に入力される場合、前記高電圧を増加させる高電圧補償回路を備えることを特徴とする請求項14に記載の半導体メモリ装置。
  16. 前記電圧出力回路は、
    外部から入力されるプリチャージ命令と前記バンクアドレス信号とを組み合わせて前記プリチャージ信号を各々出力する複数のプリチャージ信号発生部と、
    前記複数のプリチャージ信号のうちいずれか1つが活性化されると、前記ワードラインをプリチャージするためのプリチャージ電圧を出力するプリチャージ電圧発生回路と
    を備えることを特徴とする請求項8に記載の半導体メモリ装置。
  17. 前記電圧補償回路は、
    前記プリチャージ命令が所定の時間内に連続的に入力される場合、前記プリチャージ電圧を減少させるプリチャージ電圧補償回路を備えることを特徴とする請求項16に記載の半導体メモリ装置。
  18. 前記電圧出力回路は、
    外部から入力されるロウ活性化命令及び前記バンクアドレス信号を組み合わせて前記ビットラインセンスイネーブル信号を各々出力する複数の検知信号発生部と、
    前記複数のビットラインセンスイネーブル信号のうちいずれか1つが活性化されると、前記ビットラインセンスアンプを駆動するための内部電源電圧を出力する内部電源電圧発生回路と、
    前記複数のビットラインセンスイネーブル信号のうちいずれか1つが活性化されると、前記ワードラインを活性化するための高電圧を出力する高電圧発生回路と、
    外部から入力されるプリチャージ命令及び前記バンクアドレス信号を組み合わせて前記プリチャージ信号を各々出力する複数のプリチャージ信号発生部と、
    前記複数のプリチャージ信号のうちいずれか1つが活性化されると、前記ワードラインをプリチャージするためのプリチャージ電圧を出力するプリチャージ電圧発生回路と
    を備えることを特徴とする請求項8に記載の半導体メモリ装置。
  19. 前記電圧補償回路は、
    前記ロウ活性化命令が所定の時間内に連続的に入力される場合、前記内部電源電圧を増加させる内部電源電圧補償回路と、
    前記ロウ活性化命令が所定の時間内に連続的に入力される場合、前記高電圧を増加させる高電圧補償回路と、
    前記プリチャージ命令が所定の時間内に連続的に入力される場合、前記プリチャージ電圧を減少させるプリチャージ電圧補償回路と
    を備えることを特徴とする請求項18に記載の半導体メモリ装置。
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