JP2536136B2 - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JP2536136B2 JP1068908A JP6890889A JP2536136B2 JP 2536136 B2 JP2536136 B2 JP 2536136B2 JP 1068908 A JP1068908 A JP 1068908A JP 6890889 A JP6890889 A JP 6890889A JP 2536136 B2 JP2536136 B2 JP 2536136B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、内部で書込みパルスを形成する信号形成回
路が備えられた半導体記憶装置に関し、特に、通常のク
ロック周波数の整数倍の周波数の書込み制御クロックパ
ルスを受け、このクロックパルスの周期の整数倍に準拠
したパルス幅の信号を形成する回路が備えられた半導体
記憶装置に関する。
[従来の技術] 書込み制御信号▲▼を受けて書込みパルスを形成
する内部回路を備えた従来の半導体記憶装置としては、
特開昭62−250583号公報に記載されたものが知られてい
る。以下、第6図、第7図を参照してこの従来技術につ
いて説明する。第6図に示したものは、バイポーラSRAM
に関するものであって、同図において、アドレスラッチ
ALTに取り込まれたアドレス信号ADDはデコーダDECに供
給され、デコーダはメモリアレイMA内の1つのメモリセ
ルを選択状態にさせる選択信号を出力する。データ書込
み時には第7図で示すタイミングで書込み制御信号▲
▼が供給されると、この信号は遅延回路DLY1で遅延し
たクロックCLKのタイミングでラッチ回路LTに取り込ま
れる。ラッチ回路LTからは▲▼と逆相の信号Aと同
相の信号Bとが出力され、この同相の信号Bは、遅延回
路DLY2で遅延された信号B′とされる。信号AとB′と
はANDゲートGに供給されここで書込みパルスWPを形成
する。ライトアンプWAは書込みパルスWPの供給を受けて
駆動され、その時、データ入力バッファDIBに入力され
ている入力データに応じた一対の相補的な書込みデータ
信号をメモリアレイMAへ供給し、その時デコーダDECに
よって選択状態とされているメモリセルに対して書込み
を行う。その後ラッチ回路LTは、次のサイクルの動作に
備えて信号B′の遅延回路DLY3(遅延時間:tset)によ
る遅延信号Cによってセットされる。
[発明が解決しようとする問題点] 上述した従来の半導体記憶装置においては、書込みパ
ルス信号WPの幅tWは遅延回路DLY2の遅延時間tDに等しく
なっている。いま、サンプルごとのメモリセルの最小書
込み可能パルス幅tWEminは4.0ns±1.0nsで矩形分布し、
パルス幅tWは設計中心に対して±20%で矩形分布してい
ると仮定する。さらに簡単のためtWEminとtWは独立であ
ると仮定すると、第8図(a)に示すように2つの分布
の重なりでtW<tWEmin、すなわち書込み不能のサンプル
があり、これは不良品となる。例えば、パルス幅が第8
図(a)に示すようにtW=5.0±1.0nsである場合に、1
2.5%の不良が発生する(図の黒塗り部分)。この不良
を発生させないためには第8図(b)のようにtWの設計
中心を6.25nsにすればよい。一方、書込みサイクルタイ
ムtcycはセットアップタイムをtSA、ホールドタイムをt
HAとするとtcyc=tSA+tW+tHAなる関係があり、上述し
た従来の半導体記憶装置においてはtSAおよびtHAはそれ
ぞれ遅延回路DLY1、DLY3の遅延時間により決定される。
いまこれらの遅延時間を例えばそれぞれ1.0nsとし、簡
単のためばらつきはないものとする。第8図(a)の場
合、tcyc=1.0+6.0+1.0=8.0nsが、また、(b)の場
合tcyc=1.0+7.5+1.0=9.5nsが全サンプルの最大値tc
yc maxとなる。第8図(c)にtcycに対する良品率を示
す。第8図(a)の場合、前述の通りパルス幅tWにより
12.5%が不良になるためtcyc≧8.0nsで良品率87.5%と
なる。また、(b)の場合tcyc≧9.5nsで全て良品とな
るが、tcyc=8.0nsでは良品率40%となる。
以上説明したように、従来の半導体記憶装置において
は、書込みパルスのパルス幅tWは個々のサンプルに対し
て固定されており、そしてサンプル間ではばらつきがあ
るため、tWばらつきに対しマージンをとらないとパルス
幅tWが不足する不良が発生する〔第8図(a)の場
合〕。また、tWばらつきに対しマージンをとるとtcyc m
axが増大する〔第8図(b)の場合〕という欠点があ
る。
よって、本発明の目的とするところは、書込みパルス
のパルス幅tWのばらつきを減少せしめることであり、も
って、不良品の発生率を低下せしめ、かつ、サイクルタ
イムの短縮を図ることである。
[問題点を解決するための手段] 本発明の半導体記憶装置は、1サイクルタイム中に複
数回発生する書込み制御クロックパルスが入力される第
1の遅延回路と、該第1の遅延回路の出力信号が入力さ
れる第2の遅延回路と、書込み制御信号と書込みパルス
の否定信号が入力される第1のOR−ゲートと、該第1の
OR−ゲートの出力信号がデータとして入力され前記第1
の遅延回路の出力信号がクロックとして入力される第1
のフリップフロップと、該第1のフリップフロップの順
出力信号がデータとして入力され前記第2の遅延回路の
出力信号がクロックとして入力される第2のフリップフ
ロップと、第1および第2のフリップフロップの出力信
号が入力され書込みパルスと書込みパルスの否定信号を
出力する第2のOR−ゲートと、を備え、外部から供給さ
れるアドレス信号と制御信号とに基づいてデータの随時
読出し・書込みが可能になされたものであって、書込み
制御信号が能動となったときに、第1回目の書込み制御
クロックパルスを受けてから第1の遅延回路の遅延時間
により規定される所定の時間遅れて能動となり、第2回
目以降の書込み制御クロックパルスを受けてから第1の
遅延回路の遅延時間と第2の遅延回路の遅延時間との和
により規定される所定の時間遅れて非能動となる前記書
込みパルスを生成することを特徴とするものである。
[実施例] 次に、本発明の実施例について、図面を参照して説明
する。
第1図は、本発明の一実施例を示す論理回路図であっ
て、同図においてWCLKは通常のクロック周波数(周期tc
yc)の2倍の周波数[周期thcyc=(1/2)tcyc]のクロ
ックパルスであり、これは縦続接続された遅延回路1、
2(遅延時間をそれぞれΔ1、Δ2とする)に入力され
る。遅延回路1、2は遅延クロックパルスWCLK1およびW
CLK2を出力する。3、4はD−タイプフリップフロップ
(以下、FFと記す)であり、各々のクロック入力Cには
WCLK1およびWCLK2が入力される。5、6はOR−ゲートで
あり、OR−ゲート5には書込み制御信号▲▼および
書込み制御パルスの否定信号▲▼が入力され、OR−
ゲート5の出力はFF3のデータ入力Dに入力される。一
方、FF3の出力信号Q3はFF4のデータ入力Dに接続され、
FF3およびFF4の出力信号▲▼および▲▼は、OR
−ゲート6の入力信号となり、書込みパルスWPおよび同
否定信号▲▼を出力する。
次に、第1図の回路の動作について、第2図のタイミ
ングチャートを参照して説明する。書込み制御クロック
パルスWCLKの立下りエッジを基準とすると、WCLK1はΔ
1、WCLK2はΔ1+Δ2だけ遅延されたクロックパルス
信号となる。書込み状態でないときは、WPが“High"、
▲▼が“Low"レベルとなっている。ここで▲▼
が“Low"レベルに下がると、WCLK1の立下りエッジw1で
フリップフロップ3に論理“0"がセットされ、FF3の遅
延時間d3の後、その出力Q3、▲▼は各々“Low"およ
び“High"レベルになる。▲▼がOR−ゲート6に接
続されているから、OR−ゲート6の遅延時間d6の後WPが
“Low"レベルになる。また、Q3はFF4に接続されている
からWCLK2の立下りエッジw2で論理“0"がセットされ
る。以上の経過により、WPは“High"レベルから“Low"
レベルになり、WPの立下りは完了する(書込みパルスWP
は能動となる)。
次に、WPの立上りについて説明する。現時点で▲
▼は“High"レベルであるから、WCLK1の立下りエッジw
1′でFF3に論理“1"がセットされ、Q3、▲▼は各々
“High"および“Low"レベルになる。同様に、WCLK2の立
下りエッジw2′でFF4に論理“1"がセットされ、FF4の遅
延時間d4の後、▲▼は“Low"レベルになる。ここ
で、OR−ゲート6の入力▲▼、▲▼はともに論
理“0"となるので、OR−ゲート6の遅延時間d6の後WPは
“High"レベルになり、▲▼は“Low"レベルにな
る。以上により、WPの立上りは完了する(書込みパルス
WPは非能動となる)。
ここで生成されたWPの立上りおよび立下り時刻を各々
ts、teとすると、 ts=Δ1+d3+d6 te=thcyc+Δ1+Δ2+d4+d6 となる。従ってWPの幅tWは、 tW=te−ts =thcyc+Δ2+d4−d3 ここでd4−d30と仮定すると、 tW=thcyc+Δ2 となる。すなわち、書込みパルスWPのパルス幅tWはWCLK
の周期thcycに依存する形となり、thcycはtcycとともに
可変できるからtWも可変できることになる。ここで、Δ
1=1.0ns、Δ2=1.0nsを設計中心であるとし、さらに
セットアップタイムtSA、ホールドタイムtHAは1.0ns以
上であり、書込みパルスWPのパルス幅tWのみが不良に関
係すると仮定する。また、第3図(a)に示すように、
サンプルごとのメモリセルの最小書込み可能パルス幅t
WEminは4.0ns±1.0nsで矩形分布すると仮定する。パル
ス幅tWはtW=thcyc+Δ2であってばらつき成分はΔ2
にのみ存在するので、Δ2が設計中心に対して±20%の
ばらつき、すなわち±0.2nsのばらつきで矩形分布する
と仮定すると、tWもこのばらつきで矩形分布する。これ
らの仮定は従来技術に対して用いた仮定と同じである。
第3図(a)のtWはthcyc=4.0nsの場合について示し
たものであって、このとき、パルス幅tWはtW=5.0ns±
0.2nsに分布する。この場合、黒塗りの部分がtW<tWEmi
nにより書込み不良となる(不良率2.5%)。このとき書
込みサイクルタイムtcycは、2×thcyc=8.0nsである。
tWによる不良を出さないようにするにはthcycが4.2nsで
あればよく、このときtcycは8.4nsである。第3図
(b)はtcycと良品率の関係を示したものである。同時
に第8図(c)に示したa、bを破線a′、b′で示
す。この図より明らかなように、本実施例によれば、小
さなtcycで良品率を高くすることができる。
次に、第4図および第5図を参照して、本発明の他の
実施例について説明する。第4図は、本実施例の論理回
路図であり、第5図はその動作タイミングチャートであ
って、これらの図において、第1図、第2図と同等の部
分、信号には同一の符号が付せられている。この実施例
は、先の実施例の回路接続の一部を変更して、先の実施
例がQ3とQ4の論理積信号を出力するのに対し、Q3とQ4の
論理和信号を出力するようにしたものである。第5図か
ら明らかなように、書込みパルスWPの立上りおよび立下
りエッジts、teは、 ts=Δ1+Δ2+d4+d6 te=thcyc+Δ1+d3+d6 で与えられる。先の例と同様に、d3−d40とすると、
パルス幅tWは、 tW=thcyc−Δ2 となり、先の実施例に比べて2・Δ2だけ短い書込み制
御パルス信号が得られる。
なお、以上の実施例では、書込み制御クロックパルス
WCLKがクロックパルスCLKの2倍の周波数を有するもの
であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、
例えば、WCLKの周波数をCLKの4倍の周波数とし、1個
目のパルスに基づいて書込みパルスWPを能動とし(立下
らせ)、4個目のパルスを受けてWPを非能動とする(立
上させる)ようにしてもよい。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明の半導体記憶装置は、書
込み制御信号と1サイクルタイム中に複数個のパルスを
有する書込み制御クロックパルスとを受け、書込み制御
信号が能動となったときに書込み制御クロックパルスの
パルス間隔(の整数倍)に準拠した幅を有する書込みパ
ルスを発生する信号形成回路が備えられたものであるの
で、本発明によれば、書込みパルスのパルス幅tWのばら
つきを僅少なものとすることができ、パルス幅tWによっ
て書込み不能となる不良を減少させることができる。ま
た、tWのばらつきを少なくしたことによって書込みサイ
クルタイムを短縮せしめることができる。
さらに付随的な効果として、本発明による製品の書込
み不良とされたものは、サイクルタイムtcycを大きくす
れば良品として動作するものであるので、従来のtWを固
定とした場合と異なって、別規格品として使用すること
ができる。
【図面の簡単な説明】 第1図、第4図は、それぞれ、本発明の実施例を示す論
理回路図、第2図および第3図は、第1図の回路の動作
説明図、第5図は、第4図の回路の動作説明図、第6図
は、従来例のブロック図、第7図および第8図は、その
動作説明図である。 1、2……遅延回路、3、4……D−タイプフリップフ
ロップ、5、6……OR−ゲート、Δ1、Δ2……遅延時
間、WCLK……書込み制御クロックパルス、WCLK1、WCLK2
……遅延クロックパルス、▲▼……書込み制御信
号、WP……書込みパルス。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】1サイクルタイム中に複数回発生する書込
    み制御クロックパルスが入力される第1の遅延回路と、
    該第1の遅延回路の出力信号が入力される第2の遅延回
    路と、書込み制御信号と書込みパルスの否定信号が入力
    される第1のOR−ゲートと、該第1のOR−ゲートの出力
    信号がデータとして入力され前記第1の遅延回路の出力
    信号がクロックとして入力される第1のフリップフロッ
    プと、該第1のフリップフロップの順出力信号がデータ
    として入力され前記第2の遅延回路の出力信号がクロッ
    クとして入力される第2のフリップフロップと、第1お
    よび第2のフリップフロップの出力信号が入力され書込
    みパルスと書込みパルスの否定信号を出力する第2のOR
    −ゲートと、を備え、外部から供給されるアドレス信号
    と制御信号とに基づいてデータの随時読出し・書込みが
    可能になされた半導体記憶装置であって、書込み制御信
    号が能動となったときに、第1回目の書込み制御クロッ
    クパルスを受けてから第1の遅延回路の遅延時間により
    規定される所定の時間遅れて能動となり、第2回目以降
    の書込み制御クロックパルスを受けてから第1の遅延回
    路の遅延時間と第2の遅延回路の遅延時間との和により
    規定される所定の時間遅れて非能動となる書込みパルス
    を生成することを特徴とする半導体記憶装置。
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