JP2574444B2 - Semiconductor storage device - Google Patents

Semiconductor storage device

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JP2574444B2
JP2574444B2 JP1013818A JP1381889A JP2574444B2 JP 2574444 B2 JP2574444 B2 JP 2574444B2 JP 1013818 A JP1013818 A JP 1013818A JP 1381889 A JP1381889 A JP 1381889A JP 2574444 B2 JP2574444 B2 JP 2574444B2
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    • G11C7/06Sense amplifiers; Associated circuits, e.g. timing or triggering circuits
    • G11C7/08Control thereof

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、半導体記憶装置に関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a semiconductor memory device.

従来の技術 現在、ダイナミックRAM(以下DRAM)は、最も記憶容
量の大きな半導体記憶装置として用いられており、さら
に高集積化が要求されている。DRAMは、その主要部分で
あるメモリセルの構造上の問題によって、リフレッシュ
動作を行なわなければ、記憶しているデータを失なう事
になり、またDRAMの高集積化に伴なってリフレッシュを
行なう時間が長くなってきており、リフレッシュ時間の
短縮が重要な課題となっている。
2. Description of the Related Art At present, a dynamic RAM (hereinafter, DRAM) is used as a semiconductor memory device having the largest storage capacity, and further higher integration is required. Due to the structural problem of the memory cell, which is the main part of the DRAM, if the refresh operation is not performed, the stored data will be lost, and the refresh will be performed with the high integration of the DRAM. As the time is getting longer, shortening the refresh time is an important issue.

DRAMのリフレッシュ動作を第11図、第12図を用いて簡
単に説明する。第11図はDRAMのリフレッシュ動作のタイ
ミングチャート図で、第12図はDRAMのメモリセルとその
周辺の回路図である。MAはメモリセル、SAセンスアン
プ、Wはワード線、b,はビット線対、PLCはセンスア
ンプ制御回路、PLCLはセンスアンプ制御回路制御信号線
である。第11図に示す様にワード線Wが立ち上がってメ
モリセルMAのデータがビット線対b,に読み出されると
センスアンプSAが活性化され、ビット線対b,上に読み
出されたデータが増幅される。その増幅されたデータが
メモリセルMAに再び書き込まれてDRAMのリフレッシュが
終了する。以上に示した様にリフレッシュはワード線W
に接続されているメモリセルMA毎に行われている為、ワ
ード線の本数が少なくなればその分リフレッシュ時間は
短くなる。
The refresh operation of the DRAM will be briefly described with reference to FIGS. FIG. 11 is a timing chart of a DRAM refresh operation, and FIG. 12 is a circuit diagram of a DRAM memory cell and its periphery. MA is a memory cell, an SA sense amplifier, W is a word line, b, is a bit line pair, PLC is a sense amplifier control circuit, and PLCL is a sense amplifier control circuit control signal line. As shown in FIG. 11, when the word line W rises and the data of the memory cell MA is read to the bit line pair b, the sense amplifier SA is activated, and the data read on the bit line pair b is amplified. Is done. The amplified data is written into the memory cell MA again, and the refresh of the DRAM ends. As described above, the refresh operation is performed on the word line W.
Is performed for each memory cell MA connected to the memory cell MA, the refresh time becomes shorter as the number of word lines decreases.

従来の半導体記憶装置を第13図、第14図、第15図、第
16図を用いて説明する。第13図は従来の技術によるDRAM
のブロック図、第14図は従来の技術によるDRAMのメモリ
ブロック内の回路図、第15図は従来の技術によるDRAMの
記憶容量によるリフレッシュ時間の割合を比較した図、
第16図は従来の技術による画像メモリの書き込み・読み
出しとリフレッシュを行なうタイミングを画像メモリの
記憶容量の大きさによって比較した図である。
FIG. 13, FIG. 14, FIG. 15, and FIG.
This will be described with reference to FIG. FIG. 13 shows a DRAM according to the prior art.
FIG. 14 is a circuit diagram in a memory block of a conventional DRAM, and FIG. 15 is a diagram comparing a refresh time ratio depending on a storage capacity of the DRAM according to the conventional technology.
FIG. 16 is a diagram comparing the timing of performing writing / reading and refreshing of the image memory according to the conventional technique with the magnitude of the storage capacity of the image memory.

1/0は入出力回路、D,はデータ線対、MBAはメモ
リブロック、ROCはロウデコーダ制御回路、COCはコラム
デコーダ制御回路、RAはロウデコーダ制御信号線、CAは
コラムデコーダ制御信号線、PLCLはセンスアンプ電源制
御回路制御信号線、COはコラムデコーダ、ROWはロウデ
コーダ、PLCはセンスアンプ電源制御回路、SA1はセ
ンスアンプ、SW1はスイッチ素子、SWC1はスイ
ッチ素子制御線、b1、▲▼〜はビット線対、
PL1は第1のセンスアンプ電源線、PL2は第2のセンスア
ンプ電源線である。
1/0 is an input / output circuit, D, is a data line pair, MB A to D are memory blocks, ROC is a row decoder control circuit, COC is a column decoder control circuit, RA is a row decoder control signal line, CA is a column decoder control signal lines, PLCL sense amplifier power control circuit control signal line, CO is a column decoder, rOW row decoder, PLC sense amplifier power control circuit, SA 1 ~ n the sense amplifier, SW 1 ~ n switch elements, SWC 1 To n are switch element control lines, b 1 to n , ▲ ▼ to n are bit line pairs,
PL 1 is first sense amplifier power supply line, PL 2 is a second sense amplifier power supply line.

第13図、第14図に示したDRAMにおいてリフレッシュ
は、ワード線W1に接続されているメモリセルMAからワー
ド線Wnに接続されているメモリセルMAまで順次行なって
おり、これを単位時間内に行なう事によってメモリセル
のデータを保持し続けている。しかし、第15図に示す様
に記憶容量が大きくなるとリフレッシュを行なう時間が
長くなり、実際にデータを読み書きを行なう時間が短く
なってしまう。すなわち、第15図において(1.従来例)
の4倍の記憶容量を持つ(2.従来例)はリフレッシュ時
間も4倍必要になりその分、読み書きを行なう時間が短
くなっている。特にDRAMの特殊なタイプである画像メモ
リなどの様にメモリセルのデータをすべて順次、書き込
み・読み出しを行なうメモリは必ずすべてのメモリセル
の書き込み・読み出しを行なう為、記憶容量が小さい場
合は第16図の(1.従来例)に示す様に特にリフレッシュ
を行なう時間を設ける必要はないが、記憶容量が大きく
なると(2.従来例)に示す様にメモリセルがデータを保
持する事ができる時間内にすべてのメモリセルをアクセ
スする事ができなくなる為、特にリフレッシュを行なう
時間を設ける必要が出てきている。
Figure 13, refresh the DRAM shown in FIG. 14, and sequentially performed from the memory cell MA, which is connected to the word line W 1 until the memory cell MA, which is connected to a word line Wn, which within a unit time To keep the data in the memory cell. However, as shown in FIG. 15, when the storage capacity is increased, the time for performing the refresh becomes longer, and the time for actually reading and writing the data becomes shorter. That is, in FIG. 15 (1. Conventional example)
With a storage capacity four times as large as that of (2. Conventional example), the refresh time is also required four times, and the reading and writing time is shortened accordingly. In particular, memories that write and read all memory cells sequentially, such as image memory, which is a special type of DRAM, always write and read all memory cells. As shown in (1. Conventional example), there is no need to provide a time for refreshing, but when the storage capacity increases, the time during which the memory cell can hold data as shown in (2. Conventional example) Since it becomes impossible to access all the memory cells within the memory, it is necessary to provide a time for performing refreshing.

発明が解決しようとする課題 以上に述べてきた様にDRAMの高集積化が進むにつれて
メモリセルの数が増加する為に、外部から見て無駄なリ
フレッシュ時間が長くなってきている。これを緩和する
為、高集積化が進むにつれてリフレッシュの回数を少な
くしているがこれは、メモリセルの性能を向上させるす
なわち、メモリセルのデータの保持時間を長くする事に
よって実現されている。しかし高集積化が大幅に進んだ
現在、これ以上メモリセルの性能を向上させる事は不可
能になってきておりそこで、リフレッシュ時間を短くす
る工夫が求められている。特に画像メモリなどの様にメ
モリセルのデータをすべて順次アクセスするメモリにつ
いては、記憶容量が小さいならば、メモリセルがデータ
を保持していられる時間内にすべてのメモリセルをアク
セスできたのだが、記憶容量が大きくなってくると、メ
モリセルがデータを保持していられる時間内にすべての
メモリセルをアクセスする事が不可能になる為、リフレ
ッシュを行なう必要がでてきている。
Problems to be Solved by the Invention As described above, as the number of memory cells increases as the degree of integration of DRAMs increases, the useless refresh time from the outside becomes longer. To alleviate this, the number of refreshes is reduced as the degree of integration increases, but this is realized by improving the performance of the memory cell, that is, by increasing the data retention time of the memory cell. However, with the recent progress of high integration, it has become impossible to further improve the performance of the memory cell. Therefore, a device for shortening the refresh time is required. Especially for memories that sequentially access all data in memory cells, such as image memories, if the storage capacity was small, all memory cells could be accessed within the time that the memory cells could hold data. When the storage capacity becomes large, it becomes impossible to access all the memory cells within a time period in which the memory cells can hold data, so that it is necessary to perform refresh.

本発明の目的は、記憶容量が大きくなってもリフレッ
シュを行なう必要のない画像メモリ等の半導体記憶装置
を提供する事であり、記憶容量が大きくなってもリフレ
ッシュ時間が短かいDRAM等の半導体記憶装置を提供する
事である。
An object of the present invention is to provide a semiconductor memory device such as an image memory which does not need to be refreshed even when the storage capacity is increased, and a semiconductor memory such as a DRAM which has a short refresh time even when the storage capacity is increased. It is to provide equipment.

課題を解決するための手段 本発明は上述の課題を解決するため、マトリックス配
列された複数のメモリセルと、これらのメモリセルを選
択的に駆動する複数本のワード線と、各メモリセルとの
間で情報のやりとりを行う複数対のビット線とを配置し
たメモリアレイ部と、前記ワード線を選択するロウデコ
ーダ回路と、前記ビット線対を選択するコラムデコーダ
回路と、各対のビット線間の電位差を検知するセンスア
ンプ回路と、書き込み・読み出し用の電流供給源と、前
記書き込み・読み出し用の電流供給源より電流供給能力
が低いリフレッシュ用の電流供給源とを有したセンスア
ンプ制御回路のを具備するブロックを複数個設け、同時
に活性化される複数ブロックの一部のブロックは書き込
み・読み出しを行なうブロックとし、残りのブロックは
リフレッシュ行なうブロックとし、前記書き込み・読み
出しを行なうブロックでは前記書き込み・読み出し用の
電流供給源が使用され、前記リフレッシュを行なうブロ
ックでは前記リフレッシュ用の電流供給源を使用する
か、または前記リフレッシュ用の電流供給源を使用し
て、複数のブロックを全ブロック同時にリフレッシュさ
せることを特徴とする半導体記憶装置である。
Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a plurality of memory cells arranged in a matrix, a plurality of word lines for selectively driving these memory cells, and a plurality of memory cells. A memory array portion in which a plurality of pairs of bit lines for exchanging information between the memory cells are arranged; a row decoder circuit for selecting the word lines; a column decoder circuit for selecting the bit line pairs; Of a sense amplifier control circuit having a sense amplifier circuit for detecting a potential difference between the current supply source, a write / read current supply source, and a refresh current supply source having a lower current supply capability than the write / read current supply source. Are provided, and some of the blocks activated simultaneously are blocks for writing and reading, and the remaining blocks are The block is a block that performs refreshing. The block that performs writing and reading uses the current supply source for writing and reading, and the block that performs refreshing uses the current supply source for refreshing. A plurality of blocks are refreshed at the same time by using a current supply source for the semiconductor memory device.

作用 本発明は上述の構成によって、センスアンプ制御回路
は書き込み・読み出し用と前記書き込み・読み出し用よ
り電流供給能力が低いリフレッシュ用の2系統を備えて
いる。また同時に活性化される複数ブロックの一部のブ
ロックは書き込み・読み出しを行なうブロックとし、残
りのブロックはリフレッシュを行なうブロックとする場
合、前記書き込み・読み出しを行なうブロックでは前記
書き込み・読み出し用が使用され、前記リフレッシュを
行なうブロックでは前記リフレッシュ用を使用するの
で、特に画像メモリなどの様にメモりセルを順次アクセ
スするメモリについては、リフレッシュを行う時間を設
けることなく大容量のものを実現できると共に動作時の
ピーク電流を低減できる。
According to the present invention, the sense amplifier control circuit has two systems for writing / reading and refreshing, which have lower current supply capability than the above-mentioned writing / reading. In addition, when some blocks of a plurality of blocks that are simultaneously activated are blocks for writing and reading, and the remaining blocks are blocks for refreshing, the blocks for writing and reading use the blocks for writing and reading. Since the refreshing block uses the refreshing operation, especially for a memory such as an image memory which sequentially accesses memory cells, a memory having a large capacity can be realized without providing a time for performing the refreshing operation. The peak current at the time can be reduced.

また前記リフレッシュ用の電流供給源を使用して、複
数のブロックを全ブロック同時にリフレッシュさせるの
で、リフレッシュの回数を少なくすることなしにリフレ
ッシュ時間を短くすることが可能になると共に動作時の
ピーク電流を低減できる。
Further, since a plurality of blocks are simultaneously refreshed using the refresh current supply source, the refresh time can be reduced without reducing the number of refreshes, and the peak current during operation can be reduced. Can be reduced.

実施例 本発明による第1の実施例を第1図、第2図、第3
図、第4図、第5図を用いて説明する。第1図は本発明
の第1の実施例における半導体記憶装置のブロック図、
第2図は本発明の第1の実施例における半導体記憶装置
のメモリブロック内の回路図、第3図はセンスアンプ電
源制御回路の回路図、第4図はセンスアンプ回路の回路
図、第5図は本発明と従来例とのタイミングの比較図で
ある。
Embodiment A first embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. 4, FIG. 4 and FIG. FIG. 1 is a block diagram of a semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention,
2 is a circuit diagram of a memory block of the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention, FIG. 3 is a circuit diagram of a sense amplifier power supply control circuit, FIG. 4 is a circuit diagram of a sense amplifier circuit, and FIG. The figure is a comparison diagram of the timing between the present invention and the conventional example.

1/0は入出力回路、D,はデータ線対、MBAはメモ
リブロック、ROCはロウデコーダ制御回路、COCはコラム
デコーダ制御回路、RAはロウデコーダ制御信号線、CAは
コラムデコーダ制御信号線、PLCLはセンスアンプ電源制
御回路制御信号線、COはコラムデコーダ、ROWはロウデ
コーダ、PLCはセンスアンプ電源制御回路、SA1はセ
ンスアンプ、SW1はスイッチ素子、SWC1はスイ
ッチ素子制御線、b1、▲▼〜はビット線対、
PL1は第1のセンスアンプ電源線、PL2は第2のセンスア
ンプ電源線、W1はワード線、MAはメモリセル、MP1
はP形MOSトランジスタ、MN1はN形MOSトラン
ジスタ、VCCは第1の電源、VSSは第2の電源、l1はイン
バータである。
1/0 is an input / output circuit, D, is a data line pair, MB A to D are memory blocks, ROC is a row decoder control circuit, COC is a column decoder control circuit, RA is a row decoder control signal line, CA is a column decoder control signal lines, PLCL sense amplifier power control circuit control signal line, CO is a column decoder, rOW row decoder, PLC sense amplifier power control circuit, SA 1 ~ n the sense amplifier, SW 1 ~ n switch elements, SWC 1 To n are switch element control lines, b 1 to n , ▲ ▼ to n are bit line pairs,
PL 1 is a first sense amplifier power line, PL 2 is a second sense amplifier power line, W 1 to n are word lines, MA is a memory cell, MP 1
1-4 is P-type MOS transistor, MN 1 to 4 N-type MOS transistor, VCC is the first power supply, VSS second power supply, l 1 is an inverter.

第1図において各メモリブロックMBAは、それぞ
れコラムアドレスバスCAの信号機が1本ずつ接続されか
つ、各ブロックとも共通の信号であるロウアドレスバス
RAの信号線がm本とセンスアンプ制御信号線PLCLが接続
されている。コラムアドレスバスCAの信号線は全部で41
本あり、またコラムアドレスバスCAの信号はコラムデコ
ーダ制御回路COCの出力、ロウアドレスバスRAの信号は
ロウデコーダ制御回路ROCの出力である。また、各メモ
リブロックMBAは、それぞれデータ線対D,を介し
て入出力回路1/0と接続されている。
In FIG. 1, each of the memory blocks MB A to D is connected to a signal of a column address bus CA one by one, and a row address bus which is a common signal to each block.
The number of RA signal lines is connected to the sense amplifier control signal line PLCL. The signal lines of the column address bus CA are 41 in total
The signal on the column address bus CA is the output of the column decoder control circuit COC, and the signal on the row address bus RA is the output of the row decoder control circuit ROC. Further, each of the memory blocks MB A and B is connected to the input / output circuit 1/0 via the data line pair D.

各メモリブロックMBAは第2図に示す様な構成に
なっている。第2図においてビット線対b1、▲
▼〜はワード線W1と直交配置され、その交点には
メモリセルMAが配置されている。ワード線W1はロウ
デコーダROWにより制御され、W1の中から1本が選
択される。ビット線対b1、▲▼〜はセンスア
ンプSA1の入力となり、センスアンプSAの出力はコ
ラムデコーダCOの出力SWC1によって制御されるスイ
ッチ素子SW1を介してデータ線対D,に接続され
る。またセンスアンプSA1の第1、第2の電源線P
L1,PL2は、センスアンプ電源制御回路PLCによって制御
されており、このPL1,PL2の制御を行なう事によってセ
ンスアンプの制御を行なっている。
Each of the memory blocks MB A ~ D is in the structure as shown in Figure 2. In FIG. 2, bit line pairs b 1 to n , ▲
▼ to n are arranged orthogonally to the word lines W 1 to n, and a memory cell MA is arranged at the intersection. The word lines W 1 to n are controlled by the row decoder ROW, and one of the word lines is selected from W 1 to n . The bit line pairs b 1 to n and ▲ ▼ to n serve as inputs to the sense amplifiers SA 1 to n , and the outputs of the sense amplifiers SA pass through switch elements SW 1 to n controlled by outputs SWC 1 to n of the column decoder CO. Connected to the data line pair D. The first and second power supply lines P of the sense amplifiers SA 1 to SA n
L 1 and PL 2 are controlled by a sense amplifier power supply control circuit PLC, and the sense amplifier is controlled by controlling the PL 1 and PL 2 .

次に第1の実施例における半導体記憶装置の動作につ
いて説明する。本実施例の半導体記憶装置を画像メモリ
の様にメモリセルのデータを順次書き込み・読み出しを
行なうメモリとし、第1図においてたとえば、メモリブ
ロックMBAを書き込み・読み出しを行なうブロック、残
りのメモリブロックMBBをリフレッシュを行なうブ
ロックとすると、第1図に示すように各メモリブロック
MBAのワード線とセンスアンプは共通に制御されて
いる為、第5図の(3.本発明)に示す様にメモリブロッ
クMBAの書き込み・読み出しを行なっている間に、残り
のメモリブロックMBBは自動的にリフレッシュされ
るので記憶容量が4倍になっても(2.従来例)の様に特
にリフレッシュを行なう時間を設ける事なく、メモリセ
ルのデータを保持する事が可能になる。すなわち、各メ
モリブロックMBAは第2図に示す様にロウアドレス
バスRAの信号とセンスアンプ電源制御回路制御信号線PL
CLが共通である為、各メモリブロックMBA内のロウ
デコーダROWと電源制御回路PLCが共通で制御される事に
なり、共通のアドレスを持つあるワード線Wmが選択さ
れ、センスアンプSA1が活性化される。センスアン
プSA1が活性化される事により各メモリブロックMBA
においてビット線対b1、b1に読み出された
データは、センスし増幅される。増幅されたデータはメ
モリブロックMBAのみ、スイッチ素子SW1を通してデ
ータ線対D,Dに転送され、残りのメモリブロックMBB
はメモリセルMAに再書き込みされる為、リフレッシュが
自動的に行われる事になる。ここでセンスアンプ電源制
御回路PLCは、第3図に示す様な構成になっており、セ
ンスアンプ電源制御回路制御信号線PLCLがHi状態になっ
たときにMOSトランジスタMP3,MN3がONして、電源線PL1,
PL2に電力が供給される。また、センスアンプSA1
第4図に示す構成になっており、電源線PL1,PL2に電力
が供給されると活性化されビット線対bn、▲▼に読
み出されたデータをセンスし増幅を行なう。
Next, the operation of the semiconductor memory device according to the first embodiment will be described. The semiconductor memory device of the present embodiment is a memory for sequentially writing and reading data of a memory cell like an image memory. In FIG. 1, for example, a memory block MB A is a block for writing and reading, and a remaining memory block MB is a memory block MB. Assuming that B to D are refreshing blocks, as shown in FIG.
Since the word lines and the sense amplifiers of MB A to D are controlled in common, the remaining blocks are written and read while the memory block MB A is being written and read as shown in FIG. 5 (3. The present invention). memory blocks MB B ~ D is automatically since it is refreshed even memory capacity becomes four times without particularly providing the time for the refresh as the (2 conventional example), that holds the data of the memory cell Becomes possible. That is, as shown in FIG. 2, each of the memory blocks MB A to D is connected to the signal of the row address bus RA and the sense amplifier power supply control circuit
Because CL is common, will be the row decoder ROW and the power control circuit PLC of each memory block MB A ~ in D are controlled by a common, some word line W m is selected with a common address, sense amplifier SA 1 -n are activated. Each of the memory blocks MB A is activated by the activation of the sense amplifiers SA 1 to SA n.
~ Bit line pairs b 1-n in D, data read out in b 1-n is the sense amplifies. Amplified data memory block MB A only, are forwarded through the switch elements SW 1 ~ n data lines D, and D, the remaining memory blocks MB B ~ D
Is rewritten to the memory cell MA, so that the refresh is automatically performed. Here a sense amplifier power supply control circuit PLC is adapted to such as shown in FIG. 3 arrangement, MOS transistors MP3, MN3 when the sense amplifier power control circuit control signal line PLCL becomes H i state to ON , Power line PL 1 ,
Power is supplied to PL 2 . Further, the sense amplifiers SA 1 to SA n have the configuration shown in FIG. 4, and are activated when power is supplied to the power supply lines PL 1 and PL 2 and read out to the bit line pair b n and ▲ ▼. Data is sensed and amplified.

なお、本実施例は記憶容量が4倍の時を説明したが、
記憶容量が増加してメモリブロック数がいくら増えよう
ともリフレッシュを行なう時間を特に設ける必要はな
い。
In this embodiment, the case where the storage capacity is four times has been described.
No matter how much the number of memory blocks increases due to the increase in storage capacity, it is not necessary to provide any time for performing refresh.

実施例2 第6図は本発明をDRAMに用いた場合の書き込み・読み
出し時間とリフレッシュ時間の割合を本発明の第2の実
施例と従来例において比較した図である。第1図と第2
図に示す構成をとるDRAMにおいて、メモリブロックMBA
を全部リフレッシュを行なうブロックとすると、ワ
ード線4本分をまとめてリフレッシュする事となり、ワ
ード線の本数が見かけ上1/4に減ったのと同様であるの
で第6図の(3.本発明)に示す様にメモリ容量を4倍に
しても第6図の(2.従来例)の様にリフレッシュ時間は
増加せず、単位時間内において書き込み・読み出しを行
なう時間が減少する事はなく、リフレッシュの回数を少
なくする必要がなくなる為、メモリセルの保持時間など
の条件を緩和できる。つまり、以下の式が成り立つ事に
なり、ブロック数を増やせば、リフレッシュ時間が減少
する事がわかる。
Embodiment 2 FIG. 6 is a diagram comparing the ratio between the write / read time and the refresh time when the present invention is used in a DRAM in the second embodiment of the present invention and the conventional example. Figures 1 and 2
In DRAM to take the structure shown in FIG., The memory block MB A
Assuming that D is a block for performing all refreshes, four word lines are collectively refreshed, which is the same as apparently reducing the number of word lines to 1/4. Even if the memory capacity is quadrupled as shown in the present invention), the refresh time does not increase as shown in FIG. 6 (2. Conventional example), and the time for writing / reading per unit time is reduced. In addition, since it is not necessary to reduce the number of refreshes, conditions such as the retention time of the memory cell can be relaxed. That is, the following equation holds, and it can be seen that the refresh time is reduced by increasing the number of blocks.

実施例3 本発明による第3の実施例を第7図、第8図、第9
図、第10図を用いて説明する。第7図は本発明の第3の
実施例における半導体記憶装置のブロック図で本発明の
第1の実施例における半導体記憶装置に改良を加えたも
の、第8図は本発明の第3の実施例における半導体記憶
装置のメモリブロック内の回路図で本発明の第1の実施
例における半導体記憶装置のメモリブロックに改良を加
えたもの、第9図は本発明の第3の実施例における半導
体記憶装置のセンスアンプ電源制御回路の回路図、第10
図は従来例と本発明の第1の実施例における半導体記憶
装置と本発明の第3の実施例における半導体記憶装置の
消費電流の比較図である。PLCLAはセンスアンプ電
源制御回路制御信号線、RPLCLAはリフレッシュ用セ
ンスアンプ電源制御回路制御信号線、I2、I3はインバー
タ、MP4,MP5はP形MOSトランジスタ、MN4,MN5はN形MOS
トランジスタ、PLCAは書き込み・読み出し用センスアン
プ電源制御回路、PLCBはリフレッシュ用センスアンプ電
源制御回路である。
Embodiment 3 FIGS. 7, 8 and 9 show a third embodiment according to the present invention.
This will be described with reference to FIG. 10 and FIG. FIG. 7 is a block diagram of a semiconductor memory device according to a third embodiment of the present invention, in which the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention is improved, and FIG. 8 is a third embodiment of the present invention. FIG. 9 is a circuit diagram of a memory block of a semiconductor memory device according to an example, in which the memory block of the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention is improved; Circuit diagram of sense amplifier power supply control circuit of device, 10th
The figure is a comparison diagram of the current consumption of the semiconductor memory device according to the conventional example and the first embodiment of the present invention and the semiconductor memory device according to the third embodiment of the present invention. PLCL A to D are sense amplifier power control circuit control signal lines, RPLCL A to D are sense amplifier power control circuit control signal lines for refresh, I 2 and I 3 are inverters, MP 4 and MP 5 are P-type MOS transistors, MN 4 , MN 5 is N-type MOS
The transistor and PLCA are a write / read sense amplifier power control circuit, and PLCB is a refresh sense amplifier power control circuit.

第1の実施例における半導体記憶装置の構成において
は4つのメモリブロックを同時に活性化する為すなわ
ち、ワード線が立ち上がってセンスアンプが活性化され
る為に第10図に示す様に消費電流が従来に比べると4倍
になってしまう。消費電流の増加はそれ自体問題である
が、電源配線における電圧降下による誤動作、動作マー
ジンの劣化の原因ともなると共に、ダウンコンバータな
どの電源回路の設計にも悪影響を与える為避けなければ
ならない問題である。そこで、第9図に示す様に第3図
に示す第1の実施例のセンスアンプ電源制御回路PLCを
改良する。即ち、センスアンプ電源制御回路PLCを書き
込み・読み出し用とリフレッシュ用の2系統設け、書き
込み・読み出し用を行なうメモリブロックにおいては書
き込み・読み出し用センスアンプ電源制御回路PLCAを使
用し、リフレッシュを行なうメモリブロックにおいては
リフレッシュ用センスアンプ電源制御回路PLCBを使用す
る。第9図においてインバータI2、P形MOSトランジス
タMP4、N形MOSトランジスタMN4が書き込み・読み出し
用センスアンプ電源制御回路PLCAであり、インバータ
l3、P形MOSトランジスタMP5、N形MOSトランジスタMN5
がリフレッシュ用センスアンプ電源制御回路PLCBであ
る。ここでMP5,MN5はMP4,MN4と比べてサイズが小さくな
っており、リフレッシュを行なう時に消費電流を小さく
抑える様にしている。なお、書き込み・読み出し用のセ
ンスアンプ電源制御回路PLCAはセンスアンプSA1
後に接続されているデータ線対D,などの負荷容量を単
位時間内にセンスアンプSA1が充電する必要がある
のである程度大きなサイズが必要となる。画像メモリな
どの様にメモリセルのデータを順次アクセスしていく様
なメモリにおいてたとえば、第7図においてメモリブロ
ックMB4をアクセスするブロック、残りのメモリブロッ
クMBBをリフレッシュを行なうブロックとすると、M
BAにおいては書き込み・読み出し用センスアンプ電源制
御回路PLCA、MBBにおいては、リフレッシュ用のセ
ンスアンプ電源制御回路PLCBを使用する。1本のワード
線には第8図に示す様に多数のメモリセルMAが接続され
ており、メモリブロックMBAにおいては1本のワード線W
nに接続されているメモリセルMAを順次アクセスしてい
く為、1本のワード線Wnに接続されているメモリセルMA
をすべてアクセスするのに充分な時間が必要になる。一
方リフレッシュは一本のワード線Wnに接続されているメ
モリセルMAを同時に行なう為、メモリブロックMBB
においてはメモリブロックMBAにおいて順次メモリアレ
イMAをアクセスしている間にゆっくりとリフレッシュを
行なう事が可能である。よって、消費電流の増加をさけ
る為にサイズの小さいセンスアンプ電源制御回路を使用
する事が可能であり、第10図に示す様に消費電流を低減
する事が可能になる。
In the configuration of the semiconductor memory device according to the first embodiment, since four memory blocks are simultaneously activated, that is, a word line rises and a sense amplifier is activated, as shown in FIG. It is four times as large as. Although the increase in current consumption is a problem in itself, it causes malfunction due to a voltage drop in the power supply wiring, deteriorates the operation margin, and adversely affects the design of power supply circuits such as down converters. is there. Therefore, as shown in FIG. 9, the sense amplifier power supply control circuit PLC of the first embodiment shown in FIG. 3 is improved. That is, a sense amplifier power supply control circuit PLC is provided in two systems for writing / reading and refreshing. In a memory block for writing / reading, a memory block for refreshing is used by using a sense / amplifier power supply control circuit PLCA for writing / reading. Uses a refresh sense amplifier power supply control circuit PLCB. In FIG. 9, an inverter I 2 , a P-type MOS transistor MP 4 , and an N-type MOS transistor MN 4 are a write / read sense amplifier power supply control circuit PLCA.
l 3 , P-type MOS transistor MP 5 , N-type MOS transistor MN 5
Is a refresh sense amplifier power supply control circuit PLCB. Here, the sizes of MP 5 and MN 5 are smaller than those of MP 4 and MN 4 , so that the current consumption when refreshing is suppressed. Incidentally, the sense amplifier power control circuit PLCA for write and read necessary sense amplifiers SA 1 ~ n is charged in the sense amplifier SA 1 ~ data line pair D, which is connected after the n, the load capacity per unit time, such as Therefore, a somewhat large size is required. In the memory, such as successively accesses data of the memory cells as such as an image memory, for example, blocks of accessing the memory block MB 4 in FIG. 7, when a block to be refreshed remaining memory blocks MB B ~ D , M
In B A , a sense amplifier power control circuit PLCA for writing / reading is used, and in MB B to D , a sense amplifier power control circuit PLCB for refresh is used. The one word line is connected to a number of memory cells MA as shown in FIG. 8, in the memory block MB A one word line W
for sequentially accessing the memory cell MA, which is connected to the n, the memory cell MA, which is connected to one word line W n
It will take enough time to access all of them. Meanwhile refresh order to perform the memory cell MA, which is connected to the word line W n of a single time, the memory blocks MB B ~ D
It is possible to perform slowly refreshed while accessing the sequential memory array MA in the memory block MB A in. Therefore, it is possible to use a small-sized sense amplifier power supply control circuit in order to prevent an increase in current consumption, and it is possible to reduce current consumption as shown in FIG.

以上に示した様に書き込み・読み出し様のセンスアン
プ電源制御回路とリフレッシュ用のセンスアンプ制御回
路を設ける事により、複数のメモリブロックのリフレッ
シュを同時に行なっても消費電力を低く抑える事が可能
になる。
By providing the sense amplifier power supply control circuit for writing / reading and the sense amplifier control circuit for refreshing as described above, it is possible to reduce power consumption even when refreshing a plurality of memory blocks simultaneously. .

発明の効果 以上の様に本発明によれば、順次アクセスするメモリ
において記憶容量が増加した場合でも、特にリフレッシ
ュを行なう時間を設ける必要がない為メモリの設計が簡
単になると共に、このメモリを使用する機器の設計も簡
単になるという効果がある。
As described above, according to the present invention, even if the storage capacity of a memory to be sequentially accessed is increased, it is not necessary to provide a time for performing a refresh operation. This has the effect of simplifying the design of the device to be used.

また、メモリ−セルアレイを分割した複数のブロック
において、同時にリフレッシュを行なう事が可能となる
為リフレッシュ時間を短縮する事が可能となり、リフレ
ッシュの回数を少なくする必要がなくなるという効果が
あり、メモリ−セルの保持時間などの条件を緩和でき
る。
In addition, since refresh can be simultaneously performed in a plurality of blocks obtained by dividing the memory cell array, the refresh time can be reduced, and there is an effect that it is not necessary to reduce the number of refreshes. Conditions, such as the retention time of the material, can be relaxed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の第1,2の実施例における半導体記憶装
置のブロック図、第2図は本発明の第1,2の実施例にお
ける半導体記憶装置のメモリブロック内の回路図、第3
図は半導体記憶装置のセンスアンプ電源制御回路の回路
図、第4図は半導体記憶装置のセンスアンプの回路図、
第5図は本発明の第1の実施例と従来例とのタイミング
の比較図、第6図は本発明をDRAMに用いた場合の書き込
み・読み出し時間とリフレッシュ時間の割合を本発明の
第2の実施例と従来例において比較した図、第7図は本
発明の第3の実施例における半導体記憶装置のブロック
図、第8図は本発明の第3の実施例における半導体記憶
装置のメモリブロック内の回路図、第9図は本発明の第
3の実施例における半導体記憶装置のセンスアンプ電源
制御回路の回路図、第10図は従来例の半導体記憶装置と
本発明の第1の実施例における半導体記憶装置と本発明
の第3の実施例における半導体記憶装置の消費電流の比
較を行なった図、第11図はDRAMのリフレッシュ動作のタ
イミングチャート図、第12図はDRAMのメモリセルとその
周辺の回路図、第13図は従来の技術によるDRAMのブロッ
ク図、第14図は従来の技術によるDRAMのメモリブロック
内の回路図、第15図は従来の技術によるDRAMの記憶容量
によるリフレッシュ時間の割合を比較した図、第16図は
従来の技術による画像メモリの書き込み・読み出しとリ
フレッシュを行なうタイミングを画像メモリの記憶容量
の大きさによって比較した図である。
FIG. 1 is a block diagram of a semiconductor memory device according to the first and second embodiments of the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram in a memory block of the semiconductor memory device according to the first and second embodiments of the present invention.
FIG. 4 is a circuit diagram of a sense amplifier power control circuit of the semiconductor memory device, FIG. 4 is a circuit diagram of a sense amplifier of the semiconductor memory device,
FIG. 5 is a comparison diagram of the timing between the first embodiment of the present invention and the conventional example, and FIG. 6 is a graph showing the ratio of the write / read time and the refresh time when the present invention is used in the DRAM. FIG. 7 is a block diagram of a semiconductor memory device according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a memory block of the semiconductor memory device according to the third embodiment of the present invention. FIG. 9 is a circuit diagram of a sense amplifier power supply control circuit of a semiconductor memory device according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a conventional semiconductor memory device and a first embodiment of the present invention. FIG. 11 is a timing chart of a DRAM refresh operation, and FIG. 12 is a DRAM memory cell and its semiconductor memory device according to the third embodiment of the present invention. Peripheral circuit diagram, Fig. 13 FIG. 14 is a block diagram of a DRAM according to a conventional technology, FIG. 14 is a circuit diagram in a memory block of the DRAM according to the conventional technology, FIG. 15 is a diagram comparing refresh time ratios depending on the storage capacity of the DRAM according to the conventional technology, and FIG. FIG. 1 is a diagram in which the timing of writing / reading and refreshing of an image memory according to the conventional technique is compared according to the storage capacity of the image memory.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−203290(JP,A) 特開 昭63−86193(JP,A) 特開 昭60−696(JP,A) 特開 昭63−282998(JP,A) 特開 昭61−259294(JP,A) 特開 昭62−68797(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-57-203290 (JP, A) JP-A-63-86193 (JP, A) JP-A-60-696 (JP, A) JP-A 63-86193 282998 (JP, A) JP-A-61-259294 (JP, A) JP-A-62-68797 (JP, A)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】マトリックス配列された複数のメモリセル
と、これらのメモリセルを選択的に駆動する複数本のワ
ード線と、各メモリセルとの間で情報のやりとりを行う
複数対のビット線とを配置したメモリアレイ部と、前記
ワード線を選択するロウデコーダ回路と、前記ビット線
対を選択するコラムデコーダ回路と、各対のビット線間
の電位差を検知するセンスアンプ回路と、書き込み・読
み出し用の電流供給源と、前記書き込み・読み出し用の
電流供給源より電流供給能力が低いリフレッシュ用の電
流供給源とを有したセンスアンプ制御回路のを具備する
ブロックを複数個設け、同時に活性化される複数ブロッ
クの一部のブロックは書き込み・読み出しを行なうブロ
ックとし、残りのブロックはリフレッシュを行なうブロ
ックとし、前記書き込み・読み出しを行なうブロックで
は前記書き込み・読み出し用の電流供給源が使用され、
前記リフレッシュを行なうブロックでは前記リフレッシ
ュ用の電流供給源を使用することを特徴とする半導体記
憶装置。
A plurality of memory cells arranged in a matrix, a plurality of word lines for selectively driving these memory cells, and a plurality of pairs of bit lines for exchanging information with each memory cell. , A row decoder circuit for selecting the word line, a column decoder circuit for selecting the bit line pair, a sense amplifier circuit for detecting a potential difference between each pair of bit lines, and a write / read circuit. And a plurality of blocks each including a sense amplifier control circuit having a current supply source for refresh and a current supply source for refresh having a lower current supply capability than the current supply source for writing / reading. Some of the plurality of blocks are blocks for writing / reading, and the remaining blocks are blocks for refreshing. In block for the write-read current source for the write and read is used,
2. A semiconductor memory device according to claim 1, wherein said refreshing block uses said refreshing current supply source.
【請求項2】前記書き込み・読み出しを行なうブロック
のデータの書き込み・読み出しが終了した時点では前記
残りのブロックのリフレッシュが終了していることを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体記憶装置。
2. The semiconductor memory according to claim 1, wherein refresh of said remaining blocks has been completed at the time of completion of writing / reading of data of said block to be written / read. apparatus.
【請求項3】マトリックス配列された複数のメモリセル
と、これらのメモリセルを選択的に駆動する複数本のワ
ード線と、各メモリセルとの間で情報のやりとりを行う
複数対のビット線とを配置したメモリアレイ部と、前記
ワード線を選択するロウデコーダ回路と、前記ビット線
対を選択するコラムデコーダ回路と、各対のビット線間
の電位差を検知するとセンスアンプ回路と、書き込み・
読み出し用の電流供給源と、前記書き込み・読み出し用
の電流供給源より電流供給能力が低いリフレッシュ用の
電流供給源とを有したセンスアンプ制御回路とを具備す
るブロックを複数個設け、前記リフレッシュ用の電流供
給源を使用して、複数のブロックを全ブロック同時にリ
フレッシュさせることを特徴とする半導体記憶装置。
3. A plurality of memory cells arranged in a matrix, a plurality of word lines for selectively driving these memory cells, and a plurality of pairs of bit lines for exchanging information with each memory cell. , A row decoder circuit for selecting the word line, a column decoder circuit for selecting the bit line pair, a sense amplifier circuit when detecting a potential difference between the bit lines of each pair, and a write / read circuit.
A plurality of blocks each including a read current supply source and a sense amplifier control circuit having a refresh current supply source having a lower current supply capability than the write / read current supply source are provided. A plurality of blocks are refreshed at the same time by using the current supply sources described above.
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