JP2557835B2 - 半導体記憶装置の初段制御回路 - Google Patents

半導体記憶装置の初段制御回路

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【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 半導体記憶装置の初段制御回路であって、ゲート
(2)とこのゲートを通してアドレス信号(ADD)が入
力される内部回路(1)とを備え、チップ非選択信号
(▲▼)のパルス幅が所定の時間よりも短い場合に
制御回路(3)からの制御により該ゲート(2)を開け
る(初段制御を行わない)ことにより、アクセスの遅れ
の防止を可能とする。
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体記憶装置、特に高速のスタティック形
半導体記憶装置(以下SRAMと称する)の初段制御回路に
関する。本発明の回路を備えた半導体記憶装置は、例え
ばコンピュータ等の情報機器、電子装置等に用いられ
る。
〔従来の技術〕
一般に半導体記憶装置においては、アクセス時間すな
わちメモリセルからの情報の読出し時間を短縮するため
に、メモリセルに接続されたビット線対の電位をチップ
非選択時に等電位にすることが行われている。この場
合、チップ非選択信号のパルス幅の長短にかかわらず、
確実にビット線対の電位をリセットできることが要望さ
れる。
第5図にはSRAMの回路構成の一例が示される。図中、
Q1,Q2はそれぞれビット線BL,▲▼の負荷用トランジ
スタ、Q3,Q4はワード線WLの電位によってオン・オフさ
れる転送ゲート用トランジスタ、Q5,Q6はメモリセルの
フリップフロップを構成するトランジスタ、そしてQ7は
リセット信号φによってビット線BL,▲▼の間を短
絡させて該ビット線の電位を等しくするためのリセット
用トランジスタである。
第6図は第5図に示される回路の動作を説明するため
の波形図である。図中、C1,C2は読出しサイクルを示し
ており、読出しサイクルC1においては充分に長いパルス
幅をもつチップ非選択信号▲▼が与えられ、読出し
サイクルC2においては比較的短いパルス幅をもつチップ
非選択信号▲▼が与えられている。そしてリセット
信号φは、同図に示されるようにチップ非選択信号▲
▼のパルス幅に相応して得られている。
従って、充分に長いパルス幅をもつチップ非選択信号
▲▼が与えられる読出しサイクルC1においては、メ
モリセルのスタンバイ期間はtSB1であり、リセット信号
φによりビット線BLと▲▼は等しい電位に確実にリ
セットされるので、ワード線WL(第5図参照)の立上り
により、ビット線BLと▲▼の間に情報の読出しに必
要な電位差ΔVが短時間t1の間に得られる。しかしなが
ら、比較的短いパルス幅をもつチップ非選択信号▲
▼が与えられる読出しサイクルC2においては、メモリセ
ルのスタンバイ期間tSB2はtSB1より短く、すなわち幅の
短いリセット信号φに起因してビット線BLと▲▼が
等しい電位に充分にリセットされないままでワード線WL
が立上ってしまうことがあり、その結果として、ビット
線BLと▲▼の間に情報の読出しに必要な電位差ΔV
が得られるまでに長い時間t2を必要とすることになる。
一方、スタンバイ期間中における消費電流低減のた
め、素子内のデコーダ回路等の定常的直流電流の流れ得
る回路部分にはチップ非選択信号▲▼により制御さ
れるスイッチトランジスタを挿入して、スタンバイ期間
中の直流電流消費を0にする対策を講じるのが普通であ
り、その結果スタンバイ期間中の消費電流はメモリセル
中の負荷抵抗に流れる微小電流のみに低減され得る。し
かし、このようなSRAMを多数使用するシステムでは、各
SRAMのアドレス端子を共通のアドレスバスに接続し、チ
ップ非選択信号▲▼による制御により、所要SRAM素
子の選択動作をなす構成とする場合がしばしばある。こ
のようなシステムでは、各SRAMについて見ると、スタン
バイ期間中にアドレス信号端子への入力信号が変化する
ことになる。良く知られるように、CMOS回路では、定常
状態での消費電流は極めて小さいのに対し、入力信号が
高速に変化したときの消費電流は相当大きい。そのため
上記構成のシステムでは、アドレス信号入力端子に入力
側が接続されている初段CMOS回路と、それにより駆動さ
れる以降のCMOSバッファ回路での消費電流が無視し得な
い程の大きさとなり得る。特に大容量SRAMではアドレス
入力端子数も多いので、それに対応した数だけ設けら
れ、アドレス変化に常に応答して動作する初段及び以降
のバッファ回路全体での電流消費は、スタンバイ期間中
の消費電流全体から見ても無視できない大きさとなる。
これに対処するために従来より、CS(チップ選択)初段
制御が行われている。
このCS初段制御は、従来形の1つの形態においてはCS
バッファとアドレスバッファを備え、チップ非選択信号
▲▼に応答してCSバッファからの制御により、アド
レス信号の変化がアドレスバッファ以降の内部回路(メ
モリセルを含む)に伝達されないようにして消費電力の
低減化を図るようにしたものである。このようなCS初段
制御を行う場合には、必然的に、CSバッファ内において
チップ非選択信号▲▼の入力時からアドレスバッフ
ァへの制御を行う時点までの遅延が伴うことになる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述した従来技術によれば、チップ非選択信号▲
▼のパルス幅が短い場合にはビット線電位が充分にリセ
ットされず、メモリセルがスタンバイ状態になるまでの
時間が長くかかり、しかもそれを助長する形で上述のCS
初段制御に起因する遅延時間が加算されることになるの
で、アクセスという点から見て不利であり、特に高速の
SRAMに関しては極めて不利であった。
本発明は、上述の従来技術における問題点に鑑み創作
されたもので、チップ非選択信号のパルス幅の長短にか
かわらずアクセスの遅れを防止することができる半導体
記憶装置の初段制御回路を提供することを目的としてい
る。
〔問題点を解決するための手段〕
第1図に本発明による半導体記憶装置の初段制御回路
の原理ブロック図が示される。
第1図において1は内部回路であって、複数のメモリ
セルを有するチップを選択するためのアクセスとアドレ
ス指定のためのアクセスが行われる回路である。2はゲ
ートであり、アドレス指定のためのアドレス信号ADDを
入力し、内部回路1に出力可能となっている。
3は制御回路であって、チップ非選択信号▲▼に
応答し、ゲート2の制御すなわちゲート2を閉じたり
(初段制御)あるいは開けたりする制御を行うと共に、
チップ選択用アクセスを内部回路1に対して行い、上述
のチップ非選択信号▲▼のパルス幅が上述のメモリ
セルに接続されたビット線の電位のリセットに必要な時
間よりも短い場合にはゲート2を開けるように、すなわ
ち初段制御を行わないように制御する機能を有してい
る。
〔作 用〕
本発明による半導体記憶装置の初段制御回路において
は、チップ非選択信号▲▼のパルス幅が上述した所
定の時間よりも短い場合には制御回路3からの制御によ
りゲート2が開けられ、アドレス信号ADDの変化がこの
ゲート2を通して内部回路1に伝達されるようになって
おり、すなわち初段制御が行われないようになってい
る。これによって、制御回路3内における初段制御に起
因する遅延が無くなる。
従って、チップ非選択信号▲▼のパルス幅が短い
ことに起因してビット線電位が充分にリセットされず、
それによってメモリセルがスタンバイ状態になるまでの
時間が長くかかるような場合には、制御回路3内におけ
る初段制御に起因する遅延が無い分だけアクセスの遅れ
を防止することができる。
〔実施例〕
第2図に本発明の一実施例としての半導体記憶装置の
初段制御回路がブロック的に示される。
第2図において3はCS(チップ選択用)バッファであ
り、CTC(チップ選択信号CSの変化に基づくクロック)
発生回路4と、ATC(アドレス信号ADDの変化に基づくク
ロック)発生回路5と、ノアゲート2の一方の入力と、
情報読出し用のセンスアンプ6と、アドレスバッファ11
とに接続されている。CSバッファ3は、チップ非選択信
号▲▼を入力してこの信号の反転および遅延を適宜
行い、上述の各回路に供給する機能を有し、特にノアゲ
ート2に対しては、チップ非選択信号▲▼のパルス
幅がメモリセルアレイに接続されているビット線の電位
のリセットに必要な時間より長い場合には初段制御信号
を出力して該ゲート2を閉じるように制御し、逆に短い
場合には初段制御信号を出力しないように、すなわちゲ
ート2を開けるように制御する機能を有している。この
ノアゲート2の他方の入力にはアドレス信号ADDが入力
されるようになっている。
アドレスバッファ11には、このアドレスバッファ11を
介して入力されるアドレス信号ADDの解読を行うデコー
ダ12が接続され、さらにその後段には、デコーダ12で解
読されたアドレスに基づいてアドレスアクセスが行われ
るメモリセルアレイ13が接続されている。アドレスバッ
ファ11、デコーダ12およびメモリセルアレイ13により内
部回路1が構成される。
CTC発生回路4からのクロックCTCとATC発生回路5か
らのクロックATCはリセット信号発生回路7に入力され
るようになっている。このリセット信号発生回路7は、
2種類のクロックCTCおよびATCを論理的に加算し、メモ
リセルアレイ13に接続されているビット線(第5図のB
L,▲▼)の電位をリセットするためのリセット信号
φを出力する。
第3図には第2図に示されるCSバッファ3の具体的な
回路の一例が示される。第3図において31,35,36,37お
よび38はC MOS(相補形金属酸化物半導体)で形成され
たインバータは、電源Vcc側に接続された負荷用のPチ
ャネルMOSトランジスタと電源Vss側に接続された増幅用
のNチャネルMOSトランジスタとで構成され、入力され
た信号を反転させて幾分遅延させる機能を有している。
32は遅延回路であって、インバータ31の出力側点の信
号の変化に対して所定の時間tだけ遅れて追従し始め、
別の所定の時間t′(t′<t)だけ遅れて追従し終る
ように機能する。ここでtは、メモリセルアレイをスタ
ンバイ状態に設定するのに必要とする時間、言い換える
とメモリセルアレイに接続されているビット線対の電位
をリセットするのに必要とする時間を表わす。33は2個
のC MOSで形成されたノアゲートであり、遅延回路32の
出力側点の信号とインバータ31の出力側点の信号が
共にローレベルにある時のみ点にハイレベルの信号、
すなわち初段制御信号を出力する。34はATC制御回路で
あって、点の信号がローレベルの時はATC発生回路5
に対してクロックATCをリセット信号発生回路7に供給
するよう制御し、点の信号がハイレベルの時はリセッ
ト信号発生回路7へのクロックATCの供給を禁止するよ
う制御する機能を有している。
点の信号は、インバータ35および36を介して遅延さ
れ、CTC発生回路4に供給されるようになっている。従
って、クロックCTCは3個のインバータ31,35,36を通過
した分だけ、チップ非選択信号CSが変化する時点から遅
延されて発生されることになる。さらに点の信号は、
インバータ35,36,37および38を介して遅延され、センス
アンプ6およびアドレスバッファ11に供給されるように
なっている。
一方、第2図に戻って、ATC発生回路5におけるクロ
ックATCはノアゲート2およびアドレスバッファ11を通
過した分だけ、アドレス信号ADDが変化する時点から遅
延されて発生されることになる。このクロックATCの発
生と上述のクロックCTCの発生との間にはタイミングの
ずれがあるため、点の信号がローレベルの時、すなわ
ちチップ非選択信号▲▼のパルス幅が短い時は、ク
ロックATCがクロックCTCに加算され、リセット信号φの
パルス幅はクロックCTCのみが入力された場合に比べて
長くなる。
アドレス信号ADDあるいはその変化は、d点の信号が
ローレベルの時、言い換えるとCSバッファ3からの初段
制御が行われていない時のみ、ノアゲート2を介して内
部回路1に伝達されるようになっている。
第4図(a),(b)には以上の説明に基づく第2図
および第3図の各部の信号波形が示される。第4図
(a)はチップ非選択信号▲▼のパルス幅が前述の
所定の時間tよりも短い場合を示し、第4図(b)は前
述の所定の時間tよりも長い場合を示している。
第4図(a)においては、点の信号はローレベルに
あり、従って初段制御が行われていない状態が示されて
いる。この場合、チップ非選択信号▲▼のパルス幅
は短いので、メモリセルがスタンバイ状態になるまでの
時間は長くかかる。それ故、CSバッファ3内における初
段制御に起因する遅延が無い分だけ、アクセスの遅れを
防止することができる。
一方、第4図(b)においては点の信号はハイレベ
ルにあり、従って通常の初段制御が行われている状態が
示されている。この場合にはゲート2が閉じているの
で、アドレス信号ADDあるいはその変化は内部回路1側
に伝達されず、それ故、該内部回路における消費電力を
低減することができる。また、CSバッファ3内における
初段制御に起因する遅延は有るが、この場合、チップ▲
▼のパルス幅は長く、その分ビット線電位が充分に
リセットされて予めメモリセルがスタンバイ状態で準備
されているので、次のアクセス時には通常のアドレスア
クセスよりは早く動作しうる。すなわち、上述の初段制
御に起因する遅延は問題とはならない。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、高速SRAMにおい
て初段制御を実施してもアクセスの遅れを防止すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による半導体記憶装置の初段制御回路の
原理ブロック図、 第2図は本発明の一実施例を示すブロック図、 第3図は第2図に示されるCSバッファの一例を示す具体
的な回路図、 第4図は第2図および第3図の各部の信号波形図、 第5図はSRAMの一例を示す回路図、 第6図は第5図に示される回路の動作を説明するための
波形図、 である。 1……内部回路、2……ゲート(ノアゲート)、 3……制御回路(CSバッファ)、 ▲▼……チップ非選択信号、ADD……アドレス信
号。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数のメモリセルを有するチップを選択す
    るためのアクセスとアドレス指定のためのアクセスが行
    われる内部回路(1)と、 該アドレス指定のためのアドレス信号(ADD)を入力
    し、該内部回路(1)に出力可能なゲート(2)と、 チップ非選択信号(▲▼)に応答して該ゲート
    (2)を制御すると共に該チップ選択用アクセスを該内
    部回路(1)に対して行い、該チップ非選択信号(▲
    ▼)のパルス幅が該メモリセルに接続されたビット線
    の電位のリセットに必要な時間よりも短い場合には該ゲ
    ート(2)を開けるように制御する制御回路(3)と、 を備えた半導体記憶装置の初段制御回路。
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