JP2585978B2 - ダイナミック型ram - Google Patents

ダイナミック型ram

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JP2585978B2 JP6223171A JP22317194A JP2585978B2 JP 2585978 B2 JP2585978 B2 JP 2585978B2 JP 6223171 A JP6223171 A JP 6223171A JP 22317194 A JP22317194 A JP 22317194A JP 2585978 B2 JP2585978 B2 JP 2585978B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】この発明は、ダイナミック型RA
M(ランダム・アクセス・メモリ)に関するもので、カ
ラム系の選択回路がスタティック型回路によって構成さ
れたものに利用して有効な技術に関するものである。 【0002】 【従来の技術】ダイナミック型RAMとして、カラムア
ドレスバッファ、カラムアドレスデコーダ等のカラム系
選択回路をスタティック型回路により構成したものが開
発されている。このダイナミック型RAMにあっては、
ロウアドレスを固定しておいて、カラムアドレスを順次
切り換えると、それに従ったメモリセルの選択が行える
ものとなる。ところが、このスタティックカラム形式の
RAMにあっては、ライトイネーブル信号がハイレベル
なら、自動的にデータ出力バッファが動作状態になり、
データ出力端子Doutから信号が送出される。このた
め、入力端子Dinと出力端子Doutとを共通の外部
データバスに接続するようなメモリシステムには使用で
きないから、その用途が限定されてしまうものである。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、簡
単な構成によって出力機能の多様化を図ったダイナミッ
ク型RAMを提供することにある。 【0004】この発明の前記ならびにその他の目的と新
規な特徴は、この明細書の記述および添付図面から明ら
かになるであろう。 【0005】 【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、スタティックカラム形式の
ダイナミック型RAMにおいて、共通の外部端子を介し
て多重化されて供給されたアドレス信号のうち、それを
カラムアドレス信号として内部回路に伝えるアドレスス
トローブ信号とライトイネーブル信号との供給タイミン
グを識別するタイミング識別回路により形成されたライ
トイネーブル信号がアドレスストローブ信号より早いタ
イミングで供給されたことの識別出力によって、データ
出力バッファの動作を上記ライトイネーブル信号とは無
関係に禁止させるものである。 【0006】 【実施例】図1には、この発明に係るダイナミック型R
AMの一実施例の回路図が示されている。 【0007】同図に示した実施例回路では、Nチャンネ
ルMOSFETを代表とするIGFET(Insulated Ga
te Field Effect Transistor)を例にして説明する。 【0008】1ビットのメモリセルMCは、その代表と
して示されているようにアドレス選択用MOSFETQ
mと、その一方の電極がQmに結合されその他方の電極
が回路の電源電圧レベルに維持される情報記憶キャパシ
タCsとからなり、論理“1”,“0”の情報はキャパ
シタCsに電荷が有るか無いかの形と対応して記憶され
る。 【0009】情報の読み出しは、MOSFETQmをオ
ン状態にしてキャパシタCsを共通のデータ線DLにつ
なぎ、データ線DLの電位がキャパシタCsに蓄積され
た電荷量に応じてどのような変化が起きるかをセンスす
ることによって行なわれる。 【0010】特に制限されないが、このような微少な信
号を検出するための基準としてダミーセルDCが設けら
れている。このダミーセルDCは、そのキャパシタCd
の容量値がメモリセルMCのキャパシタCsのほぼ半分
であることを除き、メモリセルMCと同じ製造条件、同
じ設計定数で作られている。キャパシタCdは、アドレ
ッシングに先立って発生されたタイミング信号φdを受
け、キャパシタCdと回路の接地点との間に配置された
MOSFETQd´によって電源電圧に充電される。上
記のように、キャパシタCdは、キャパシタCsの約半
分の容量値に設定されているので、メモリセルMCから
の読み出し信号のほぼ半分に等しい基準電圧を形成する
ことになる。 【0011】同図においてSAは、上記アドレッシング
により生じるこのような電位変化の差をタイミング信号
(センスアンプ制御信号)φpaで決まるセンス期間に
拡大するセンスアンプであり、1対の平行に配置された
相補データ線DL,バー(反転記号を示す。以下同じ)
DLにその入出力ノードが結合されている。このセンス
アンプSAは、一対の交差結線されたMOSFETQ
1,Q2を有し、これらの正帰還作用により、相補デー
タ線DL,バーDLに現れた微少な信号を差動的に増幅
する。 【0012】相補データ線DL,バーDLに結合される
メモリセルの数は、検出精度を上げるため等しくされ、
DL,バーDLのそれぞれに1個ずつのダミーセルが結
合されている。また、各メモリセルMCは、1本のワー
ド線WLと相補対データ線の一方との間に結合される。
各ワード線WLは双方のデータ線対と交差しているの
で、ワード線WLに生じる雑音成分が静電結合によりデ
ータ線にのっても、その雑音成分が双方のデータ線対D
L,バーDLに等しく現れ、差動型のセンスアンプSA
によって相殺される。 【0013】上記アドレッシングにおいて、相補データ
線対DL,バーDLの一方に結合されたメモリセルMC
が選択された場合、他方のデータ線には必ずダミーセル
DCが結合されるように一対のダミーワード線DWL,
バーDWLの一方が選択される。 【0014】上記のアドレッシングの際、一旦破壊され
たかかったメモリセルMCの記憶情報は、このセンス動
作によって得られたハイレベル若しくはロウレベルの電
位をそのまま受け取ることによって回復する。しかしな
がら、前述のようにハイレベルが電源電圧Vccに対し
て一定以上落ち込むと、何回かの読み出し、再書込みを
繰り返しているうちに論理“0”として読み取られると
ころの誤動作が生じる。この誤動作を防ぐために設けら
れるのがアクティブリストア回路ARである。このアク
ティブリストア回路ARは、タイミング信号φrsによ
りロウレベルの信号に対して何ら影響を与えずハイレベ
ルの信号にのみ選択的に電源電圧Vccの電位にブース
ト(昇圧)する働きがある。 【0015】同図において代表として示されているデー
タ線対DL,バーDLは、カラムスイッチCWを構成す
るMOSFETQ3,Q4を介してコモン相補データ線
対CDL,バーCDLに接続される。他の代表として示
されているデータ線対についても同様なMOSFETQ
5,Q6を介してコモン相補データ線対CDL,バーC
DLに接続される。このコモン相補データ線対CDL,
バーCDLには、後述するようにメインアンプ及び出力
回路とを含むデータ出力バッファとデータ入力バッファ
とからなる入出力回路I/Oの一方の端子に接続され
る。 【0016】ロウデコーダ及びカラムデコーダR,C−
DCRは、ロウアドレスバッファ及びカラムアドレスバ
ッファR,C−ADBで形成された内部相補アドレス信
号を受けて、1本のワード線及びダミーワード線並びに
カラムスイッチ選択信号を形成してメモリセル及びダミ
ーセルのアドレッシングを行う。すなわち、ロウアドレ
スストローブ信号バーRASにより形成されたタイミン
グ信号φarに同期してロウアドレスバッファR−AD
Bは、外部端子を通して供給されたアドレス信号AX0
〜AXnを取込み、それを保持するとともにロウデコー
ダR−DCRに伝える。ロウデコーダR−DCRは、上
記伝えられたアドレス信号をデコードしてワード線選択
タイミング信号φxにより所定のワード線及びダミーワ
ード線選択動作を行う。 【0017】一方、カラムアドレスバッファC−ADB
は、カラムアドレスストローブ信号バーCASにより形
成されたタイミング信号φacにより動作状態にされる
スタティック型回路により構成される。これにより、外
部端子を通して供給されたアドレス信号AY0〜AYn
に従った内部相補アドレス信号を形成して、同様にスタ
ティック型回路により構成されたカラムデコーダC−D
CRに伝える。カラムデコーダC−DCRは、上記伝え
られたアドレス信号をデコードしてデータ線選択タイミ
ング信号φyによりデータ線の選択動作を行う。 【0018】タイミング制御回路TCは、外部端子を通
して供給されたロウアドレスストローブ信号バーRA
S,カラムアドレスストローブ信号バーCAS及びライ
トイネーブル信号バーWEを受けて、上記各種内部タイ
ミング信号を形成する。この実施例では、上記RAMの
出力機能の多様化を図るため、このタイミング制御回路
TCには、次のようなタイミング識別及び制御回路が設
けられる。 【0019】図2には、上記タイミング識別及び制御回
路の一実施例の論理回路図が示されている。 【0020】この実施例では、2種類の書き込みモード
の設定を行うため、上記ライトイネーブル信号バーWE
(又はライトイネーブル信号バーWEによって形成され
た内部信号でもよい)は、エッジトリガ型のフリップフ
ロップ回路FFの入力端子Dに供給される。また、上記
カラムアドレスストローブ信号バーCAS(又はカラム
アドレスストローブ信号バーCASによって形成された
内部信号でもよい)は、上記フリップフロップ回路FF
のクロック端子CKに供給される。このフリップフロッ
プ回路FFは、上記クロック端子CKに供給されるタイ
ミング信号がハイレベルからロウレベルに変化するエッ
ジに同期して、上記入力端子Dに供給された信号の取り
込みを行うものである。したがって、このフリップフロ
ップ回路FFによって、カラムアドレスストローブ信号
バーCASのロウレベルへの変化タイミングを基準にし
て、それより前にライトイネーブル信号バーWEがロウ
レベルにされたか否かタイミング識別動作を行うものと
なる。 【0021】このフリップフロップ回路FFの出力信号
Qは、アンド(AND)ゲート回路Gの一方の入力端子
にその制御信号として供給される。このアンドゲート回
路Gの他方の入力端子には、ライトイネーブル信号バー
WEのレベルに従って形成されたデータ出力バッファD
OBの動作制御タイミング信号バーφrw´が供給され
る。このゲート回路Gの出力端子からデータ出力バッフ
ァDOBに供給されるタイミング信号φrwが送出され
る。 【0022】次に、図3に示したタイミング図に従っ
て、その動作の一例を説明する。 【0023】ロウアドレスストローブ信号バーRASが
ハイレベルからロウレベルに変化すると、図示しないタ
イミング信号φarが形成され、外部端子から供給され
たアドレス信号をロウアドレス信号AXとしてロウアド
レスバッファC−ADBは取り込み、それを保持する。
この取り込まれたアドレス信号は、ロウデコーダR−D
CRに供給される。ロウデコーダR−DCRは、上記ア
ドレス信号をデコードして、1つのワード線とこれに対
応したダミーワード線の選択信号を形成し、図示しない
ワード線選択タイミング信号φxに同期してその選択動
作を行う。この後、センスアンプのタイミング信号φp
a1,φpa2(図示せず)が形成され、相補データ線
DL,バーDLに読み出されたメモリセルの記憶情報の
増幅動作が行われる。 【0024】次に、カラムアドレスストローブ信号バー
CASがハイレベルからロウレベルに変化すると、図示
しないタイミング信号φacが形成され、外部端子から
供給されたアドレス信号をカラムアドレス信号としてカ
ラムアドレスバッファC−ADBは取り込む。このアド
レスバッファC−ADBは、スタティック型回路により
構成されているので、上記カラムアドレスストローブ信
号バーCASがロウレベルであり続ける間、上記タイミ
ング信号φacによって動作状態とされる。したがっ
て、外部端子のアドレス信号が切り替わると直ちにこれ
に応答して、内部相補アドレス信号を形成してカラムデ
コーダC−DCRに供給する。 【0025】カラムデコーダC−DCRは、カラムアド
レスバッファC−ADBから供給された内部相補アドレ
ス信号をデコードして、データ線の選択信号を形成す
る。これにより、選択されたデータ線と共通データ線と
が結合される。 【0026】いま、図示しないが、ライトイネーブル信
号バーWEがハイレベルのままならば、上記アドレス信
号の切り換えに従って、次々にデータ線の切り換えが行
われるので、選択されたデータ線に結合されたメモリセ
ルの記憶情報が次々に読み出される。 【0027】同図に実線で示すように、上記カラムアド
レスストローブ信号バーCASより遅れてライトイネー
ブル信号バーWEがロウレベルになる書き込み動作モー
ドでは、図2に示したフリップフロップ回路FFの出力
信号Qは、上記ライトイネーブル信号バーWEのハイレ
ベルを保持するのでハイレベル(論理“1”)となる。
これによってゲート回路Gは、開いた状態にされる。し
たがって、ライトイネーブル信号バーWEのレベルに従
って形成されたデータ出力バッファDOBの動作タイミ
ング信号バーφrw´は、そのままタイミング信号バー
φrwとしてデータ出力バッファDOBに伝えられる。
したがって、図示のように、ライトイネーブル信号バー
WEがロウレベルになる前のハイレベルの期間は、タイ
ミング信号バーφrwが形成されてデータ出力バッファ
DOBは動作状態になるので出力端子Doutからデー
タが出力される。 【0028】次にライトイネーブル信号バーWEがロウ
レベルにされると、上記タイミング信号バーφrwに代
え、タイミング信号φrwが形成されるので、データ入
力バッファDIBが動作状態になり入力端子Dinから
供給されたデータは、選択されたメモリセルに書き込ま
れる。 【0029】以後、アドレス信号と書き込みデータを供
給しながら、ライトイネーブル信号バーWEをロウレベ
ルにするたびに選択されたメモリセルに次々に書き込み
が行われる。この時、上記選択されたメモリセルの記憶
情報は、ライトイネーブル信号バーWEのハイレベルの
毎に出力端子Doutから出力される。このような動作
モードでは、入力端子Dinには書き込みデータが次々
に供給されるので、出力端子Doutからの読み出しデ
ータとの競合を避けるため、上記入力端子Dinと出力
端子Doutとは、それぞれ設けられた外部データバス
に接続するというメモリシステムに使用される。 【0030】一方、同図に点線で示すようにカラムアド
レスストローブ信号バーCASのロウレベルの変化に先
立ってライトイネーブル信号バーWEがロウレベルにさ
れるという書き込み動作モードでは、図2のフリップフ
ロップ回路FFは、上記ライトイネーブル信号バーWE
のロウレベルを取り込むのでその出力信号Qをロウレベ
ル(論理“0”)にする。したがって、ゲート回路Gは
閉じさせられるため、ライトイネーブル信号バーWEに
従って形成されるタイミング信号バーφrw´とは、無
関係にデータ出力バッファDOBに供給されるタイミン
グ信号φrwはロウレベルにされる。これによってデー
タ出力バッファDOBは、その出力をハイインピーダン
ス状態とする。この状態においては、ライトイネーブル
信号バーWEのロウレベルの毎に形成されるタイミング
信号φrwによってデータ入力バッファDIBは動作状
態にされるので、上記同様なカラムスタティック動作に
よる連続書き込みを行うことができる。このような動作
モードでは、データ出力バッファDOBの出力がハイイ
ンピーダンス状態であることより、入力端子Dinと出
力端子Doutとを共通の外部バスに接続するというメ
モリシステムを構成することができる。 【0031】また、読み出し動作ならば、データ入力バ
ッファDIBは、ライトイネーブル信号バーWEのハイ
レベルに従って、その出力をハイインピーダンス状態に
するものであり、上記入力端子Dinと出力端子Dou
tとが共通接続された外部データバスには書き込みデー
タが供給されることはない。 【0032】なお、図示しないが、カラムアドレススト
ローブ信号バーCASが一旦ハイレベルのチップ非選択
状態になると、上記フリップフロップ回路FFは、リセ
ットされるものである。 【0033】 【発明の効果】 (1)カラムアドレスストローブ信号の変化タイミング
を基準にして、ライトイネーブル信号の変化タイミング
を識別してデータ出力バッファの動作を制御することに
より、2種類の書き込み動作モードを実現することがで
きる。これによって、入力端子Dinと出力端子Dou
tとを別々の外部データバスに接続して使用するという
メモリシステムと共通の外部データバスに接続して使用
するというメモリシステムの双方に利用することができ
るという効果が得られる。 【0034】(2)上記(1)により、ダイナミック型
RAMの用途の拡大が図られるから、その量産性の向上
を達成することができるという効果が得られる。 【0035】(3)上記(1)により、スタティックカ
ラム形式のRAMをその入力端子と出力端子とを共通の
外部データバスに接続したメモリシステムに利用でき
る。これにより、このような共通外部データバス形式の
メモリシステムでもスタティックカラム形式のRAMの
特徴である連続書き込み/読み出しが可能になるため、
メモリ機能の向上を図ることができるという効果が得ら
れる。 【0036】(4)エッジトリガ型のフリップフロップ
回路を用いてカラムアドレスストローブ信号とライトイ
ネーブル信号とのタイミング関係を識別できるから、極
めて簡単な回路を追加するだけで上記(1)〜(3)の
効果が得られる。 【0037】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、この発明は上記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、
カラムアドレスストローブ信号CASとライトイネーブ
ル信号WEのタイミング判定を行う回路は、種々の実施
形態を採ることができるものである。また、カラムアド
レスストローブ信号の名称は、実質的に共通の外部端子
から多重化された供給されるアドレス信号の識別を行う
ものであれば何であってもよい。 【0038】この発明は、スタティックカラム形式のダ
イナミック型RAMに広く利用できるものものである。
【図面の簡単な説明】 【図1】この発明に係るダイナミック型RAMの一実施
例を示す回路図、 【図2】そのタイミング制御回路に含まれるタイミング
識別制御回路の一実施例を示す論理回路図、 【図3】その動作の一例を示すタイミング図である。 【符号の説明】 MARY…メモリアレイ、MC…メモリセル、DC…ダ
ミーセル、CW…カラムスイッチ、SA…センスアン
プ、AR…アクティブリストア回路、R,C−DCR…
ロウ/カラムデコーダ、R,C−ADB…ロウ/カラム
アドレスバッファ、DOB…データ出力バッファ、DI
B…データ入力バッファ、TC…タイミング制御回路、
FF…フリップフロップ回路、G…ゲート回路。

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1. ダイナミック型メモリセルがマトリックス配置さ
    れて構成されたメモリアレイと、 外部から受けるカラムアドレスストローブ信号に基づい
    て動作状態にされるカラムアドレスバッファ及びカラム
    アドレスデコーダと、 タイミング識別回路の出力信号によって制御されて、外
    部端子からのデータを内部へ取り込むデータ入力バッフ
    ァ並びに上記メモリセルに記憶されているデータを外部
    へ出力するデータ出力バッファと、 上記カムラアドレスストローブ信号がロウレベルに変化
    するときに外部から受けるライトイネーブル信号の電圧
    レベルを検出するタイミング識別回路を含み、 上記タイミング識別回路は、その入力端子に上記ライト
    イネーブル信号を受け、かつそのクロック端子に上記カ
    ラムアドレスストローブ信号を受けるエッジトリガ型フ
    リップフロップ回路と、上記エッジトリガ型フリップフ
    ロップ回路の出力及び上記ライトイネーブル信号に基づ
    いて上記出力信号を形成するゲート回路とからなり、 このタイミング識別回路が、 上記カラムアドレスストロ
    ーブ信号がロウレベルに変化するときの上記ライトイネ
    ーブル信号の電圧レベルがロウレベルである場合には、
    上記カムラアドレスストローブ信号がハイレベルに変化
    するまでの間、ライトイネーブル信号の電圧レベルとは
    無関係にデータ出力バッファの出力をハイインピーダン
    ス状態とし、かつその間上記ライトイネーブル信号のハ
    イレベルからロウレベルへの変化に応答して上記メモリ
    アレイへのデータの連続書き込みを可能とし、上記カラ
    ムアドレスストローブ信号がロウレベルに変化するとき
    の上記ライトイネーブル信号の電圧レベルがハイレベル
    である場合には、上記データ入力バッファ及びデータ出
    力バッファを制御し、かつ連続して書き込み読み出しを
    可能とするものであることを特徴とするダイナミック型
    RAM。
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