JP2765856B2 - Memory circuit - Google Patents

Memory circuit

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JP2765856B2
JP2765856B2 JP63148104A JP14810488A JP2765856B2 JP 2765856 B2 JP2765856 B2 JP 2765856B2 JP 63148104 A JP63148104 A JP 63148104A JP 14810488 A JP14810488 A JP 14810488A JP 2765856 B2 JP2765856 B2 JP 2765856B2
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lines
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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MOS−DRAMの低消費電力化と高S/N化を同時に
満足するメモリ回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a memory circuit that simultaneously satisfies low power consumption and high S / N of a MOS-DRAM.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来のDRAM回路は、特公昭61−61479に記載のように
信号を蓄積する複数のメモリセルから成るメモリアレー
(メモリセルマトリクス)、複数のメモリセルのうち1
つを選択するXデコーダ,Yデコーダ,メモリセルから読
み出された信号を増幅するセンスアンプ等から成つてい
る。メモリセルマトリクスはビツト線(データ線)とそ
れに交差するように設けたワード線、その交点に設けた
メモリセルから成つている。メモリセルは1つのMOS−F
ETと1つのコンデンサから成り、MOS−FETのドレイン端
子はデータ線に、ソース端子をコンデンサの一端に、ゲ
ート端子はワード線に各々つながつている。これらの回
路でのメモリセルへの信号の書き込みは、次の様に行な
う。ある1本ワード線電圧を高電位にし、メモリセルに
蓄積していた信号(以下メモリセル信号という)をデー
タ線に読み出す。読み出した信号はセンスアンプで増幅
し、対となるデータ線を高電位と低電位とする。この電
圧が選択されているメモリセルに再び書き込まれ、メモ
リセルには再び同じ信号が書き込まれる。この後選択さ
れていたワード線の電位を高電位から少し下げる。この
電位の低下量は高電位を書き込んだメモリセルのトラン
スフアゲート(MOS−FET)がOFFとなる程度である。こ
の後、メモリセルを構成するコンデンサのMOS−FETのソ
ース端子につながつてない端子(ここではプレートとい
う)の電位を低電位から高電位にする。これによりメモ
リセル信号のうち高電位のものは電位をさらに高くす
る。一方、低電位のものはその電位がセンスアンプによ
つて保持されているため電位は変わらない。したがつ
て、メモリセルに蓄積する信号量を大きくでき、高S/N
化が図れる。また、プレート配線をワード線毎に配置し
たものとしては、公知例として特開昭55−45170号公
報、特開昭58−62893号公報、特開昭58−62894号公報及
び特開昭62−223884号公報、先願として特開昭63237287
号公報がある。
A conventional DRAM circuit includes a memory array (memory cell matrix) composed of a plurality of memory cells for storing signals and one of a plurality of memory cells as described in JP-B-61-61479.
And a sense amplifier for amplifying a signal read from a memory cell. The memory cell matrix is composed of bit lines (data lines), word lines provided so as to intersect them, and memory cells provided at the intersections. Memory cell is one MOS-F
The MOS-FET has a drain terminal connected to a data line, a source terminal connected to one end of the capacitor, and a gate terminal connected to a word line. Writing of signals to the memory cells in these circuits is performed as follows. A certain word line voltage is set to a high potential, and a signal (hereinafter, referred to as a memory cell signal) stored in a memory cell is read out to a data line. The read signal is amplified by a sense amplifier, and a pair of data lines is set to a high potential and a low potential. This voltage is written again to the selected memory cell, and the same signal is written again to the memory cell. Thereafter, the potential of the selected word line is slightly lowered from the high potential. The amount of decrease in the potential is such that the transfer gate (MOS-FET) of the memory cell in which the high potential is written is turned off. Thereafter, the potential of a terminal (here, referred to as a plate) not connected to the source terminal of the MOS-FET of the capacitor constituting the memory cell is changed from a low potential to a high potential. As a result, among the memory cell signals, those having a high potential further increase the potential. On the other hand, the potential of a low potential does not change because the potential is held by the sense amplifier. Therefore, the signal amount stored in the memory cell can be increased, and high S / N
Can be achieved. Also, plate wirings arranged for each word line include known examples of Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 55-45170, 58-62893, 58-62894 and 62-62894. No. 223884, JP 63237287 as prior application
There is an official gazette.

近年、メモリの高集積化にともない一度に充放電する
データ線数が増大し、それによる消費電力の増大が問題
となつてきている。しかし上記メモリ回路はこれらの点
については配慮されていなかつた。
In recent years, the number of data lines to be charged / discharged at one time has increased along with the high integration of memories, and an increase in power consumption due to the increase has become a problem. However, the above-mentioned memory circuit has not considered these points.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

上記従来技術はメモリの高集積化にともなつて生じ
る、消費電力の増大に対する配慮がされておらず、メモ
リの情報保持時間の低下,雑音の増大,信頼度の低下等
の問題があつた。
The prior art described above does not take into account the increase in power consumption caused by the high integration of memories, and has problems such as a decrease in information retention time of the memory, an increase in noise, and a decrease in reliability.

消費電力の増大に対する対策としてはメモリで使う電
圧を低くする方法がある。しかし、メモリセルに蓄積す
る電圧は情報保持時間や耐α線ソフトエラーの関係から
むやみに低くはできない。したがつて上記メモリで使う
電圧もあまり下げることはできず大幅に消費電力を低減
することはむづかしい。
As a measure against the increase in power consumption, there is a method of lowering the voltage used in the memory. However, the voltage stored in the memory cell cannot be unnecessarily reduced due to the relationship between the information retention time and the α-ray soft error. Therefore, the voltage used in the memory cannot be reduced so much, and it is difficult to greatly reduce the power consumption.

本発明の目的は、メモリセルの蓄積電圧を十分確保し
つつ消費電力を大幅に低減することにある。
An object of the present invention is to significantly reduce power consumption while sufficiently securing a storage voltage of a memory cell.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上記目的は、複数のデータ線と、上記複数のデータ線
と交差するように配置された複数のワード線と、上記複
数のデータ線と上記複数のワード線との交点に配置さ
れ、それぞれ上記複数のワード線の対応するワード線の
電圧でオン・オフが制御されるスイッチング手段とその
一方の電極が上記スイッチング手段を介して上記複数の
データ線の対応するデータ線に接続されたコンデンサと
を有する複数のメモリセルと、上記複数のメモリセルの
各コンデンサの他方の電極の電位を制御する制御回路と
を有するメモリ回路において、上記制御回路の出力の最
大電圧振幅は、上記複数のデータ線の最大電圧振幅以上
であり、上記複数のメモリセルへの読み書き動作の待機
期間中、上記複数のデータ線の各データ線の電位は、上
記複数の各データ線のロウレベルの電位とハイレベルの
電位とのほぼ中間の電位としたことを特徴とするメモリ
回路により達成される。
The object is to provide a plurality of data lines, a plurality of word lines arranged to cross the plurality of data lines, and an intersection of the plurality of data lines and the plurality of word lines. Switching means whose on / off is controlled by the voltage of the corresponding word line of the word line, and a capacitor whose one electrode is connected to the corresponding data line of the plurality of data lines via the switching means. In a memory circuit having a plurality of memory cells and a control circuit for controlling the potential of the other electrode of each capacitor of the plurality of memory cells, a maximum voltage amplitude of an output of the control circuit is a maximum voltage amplitude of the plurality of data lines. Voltage amplitude or more, and during the standby period of the read / write operation to the plurality of memory cells, the potential of each data line of the plurality of data lines becomes the potential of the plurality of data lines. Is achieved by a memory circuit, characterized in that a substantially intermediate potential between the Ureberu potential and high level potential.

また、上記目的は、複数のデータ線と、上記複数のデ
ータ線と交差するように配置された複数のワード線と、
上記複数のデータ線と上記複数のワード線との交点に配
置され、それぞれが上記複数のワード線の対応するワー
ド線の電圧でオン・オフが制御されるスイッチング手段
とその一方の電極が上記スイッチング手段を介して上記
複数のデータ線の対応するデータ線に接続されたコンデ
ンサとを有する複数のメモリセルと、上記複数のメモリ
セルの各コンデンサの他方の電極の電位を制御する制御
回路と、上記複数のデータ線の各データ線に読み出され
た信号を第1の電位又は上記第1の電位より低い第2の
電位の何れかに増幅する複数のセンスアンプとを有する
メモリ回路において、上記第2の電位は、上記複数のワ
ード線の非選択時の電位より、上記制御回路の出力の最
大電圧振幅以上高いことを特徴とするメモリ回路により
達成される。
Further, the object is to provide a plurality of data lines, a plurality of word lines arranged to intersect the plurality of data lines,
A switching means disposed at an intersection of the plurality of data lines and the plurality of word lines, each of which is controlled to be turned on / off by a voltage of a corresponding word line of the plurality of word lines, and one of the electrodes is connected to the switching means; A plurality of memory cells each having a capacitor connected to a corresponding one of the plurality of data lines via a means, a control circuit for controlling the potential of the other electrode of each capacitor of the plurality of memory cells, A memory circuit having a plurality of sense amplifiers for amplifying a signal read to each of the plurality of data lines to a first potential or a second potential lower than the first potential; The potential of 2 is achieved by a memory circuit characterized in that the potential is higher than the potential when the plurality of word lines are not selected by the maximum voltage amplitude of the output of the control circuit or more.

また、上記目的は、複数のデータ線と、上記複数のデ
ータ線と交差するように配置された複数のワード線と、
上記複数のデータ線と上記複数のワード線との交点に配
置され、それぞれが上記複数のワード線の対応するワー
ド線の電圧でオン・オフが制御される第1のスイッチン
グ手段とその一方の電極が上記第1のスイッチング手段
を介して上記複数のデータ線の対応するデータ線に接続
されたコンデンサとを有する複数のメモリセルと、上記
複数のメモリセルの各コンデンサの他方の電極が上記複
数のワード線の各ワード線毎に分割され、上記分割され
た他方の電極の電位を選択されるワード線に対応して制
御する制御回路とを有するメモリ回路において、電圧発
生回路(WD)と、上記電圧発生回路の出力と上記複数の
ワード線のとの間の接続が上記制御回路の出力で制御さ
れる複数のスイッチング手段(TP63,TP65)とを更に有
することを特徴とするメモリ回路により達成される。
Further, the object is to provide a plurality of data lines, a plurality of word lines arranged to intersect the plurality of data lines,
A first switching means disposed at an intersection of the plurality of data lines and the plurality of word lines, each of which is turned on / off by a voltage of a corresponding word line of the plurality of word lines, and one electrode thereof; A plurality of memory cells each having a capacitor connected to the corresponding data line of the plurality of data lines via the first switching means, and the other electrode of each capacitor of the plurality of memory cells is connected to the plurality of memory cells. A memory circuit having a control circuit divided for each word line of the word lines and controlling the potential of the other electrode corresponding to the selected word line; and characterized in that the connection between the city of output and said plurality of word lines of the voltage generating circuit further includes a plurality of switching means (T P63, T P65) that is controlled by the output of the control circuit It is achieved by that the memory circuit.

〔作用〕[Action]

メモリセルを構成するコンデンサの一方の電極の電位
はその他方の電極の電位を制御回路で制御することによ
り、メモリセル信号時のデータ線電圧振幅を小さくで
き、データ線の充放電電流を大幅に低減できるととも
に、データ線電圧振幅を小さくしても情報保持時間、耐
α線ソフトエラー特性、S/Nを低下を招くことはない。
By controlling the potential of one electrode of the capacitor constituting the memory cell by controlling the potential of the other electrode by the control circuit, the data line voltage amplitude at the time of the memory cell signal can be reduced, and the charge / discharge current of the data line can be significantly increased. In addition to being able to reduce, even if the data line voltage amplitude is reduced, the information retention time, the α-ray soft error resistance, and the S / N are not reduced.

また、データ線のロウレベルの電位を、ワード線の非
選択時の電位より、制御回路の出力の最大電圧振幅以上
高くするので、非選択のワード線につながるメモリセル
の信号が破壊されることはない。
Further, since the low-level potential of the data line is made higher than the potential of the word line when the word line is not selected by the maximum voltage amplitude of the output of the control circuit, the signal of the memory cell connected to the non-selected word line is not destroyed. Absent.

また、メモリセルを構成するコンデンサの電極の一端
をワード線毎に分割し、その分割された電極の電位を制
御する制御回路の出力によって、ワード線と電圧発生回
路の出力との接続を制御するスイッチング手段により、
制御回路がコンデンサの他方の電極を駆動するのと略同
時にそれに対応するワード線も選択される。その結果、
メモリの高速化が図れる。
Further, one end of the electrode of the capacitor constituting the memory cell is divided for each word line, and the connection between the word line and the output of the voltage generation circuit is controlled by the output of the control circuit for controlling the potential of the divided electrode. By switching means,
At about the same time that the control circuit drives the other electrode of the capacitor, the corresponding word line is also selected. as a result,
The speed of the memory can be increased.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。第
1図(a)でMAはメモリセルアレーで、複数のデータ線
D0,▲▼〜Dn,▲▼、ワード線W0〜Wm、および
メモリセルMCから成る。XDはXデコーダで複数のワード
線のうちの1本を選択する。YDはYデコーダで複数のデ
ータ対線のうちの1対を選択する。Y0はデータ線選択信
号線でYデコーダの出力信号を伝える。PDはメモリセル
を構成するコンデンサの片側の端子(ここではプレート
という)P0〜Pmの電圧を制御するプレート駆動回路であ
る。プレート配線P0〜Pmはワード線毎に配置している。
SA0〜SAnはセンスアンプでメモリセルから読み出された
信号を増幅する。1はデータ線プリチヤージ電圧VDP
伝える信号線、2はデータ線プリチヤージ信号線でプリ
チヤージ信号▲▼を伝える。3,4はセンスアンプ駆
動信号線で、各々センスアンプ駆動信号φSP,▲
▼を伝える。I/O,▲▼はデータ入出力線で、メモ
リセルへの書き込み信号、メモリセルからの読み出し信
号を伝える。なお、ここではデータ入出力線へのプリチ
ヤージ回路は省略している。AMPは出力アンプで、メモ
リセルから読み出した信号を増幅し、出力信号Doutとす
る。DiBはデータ入力バツフアで外部からの入力信号
(書き込み信号)をチツプ内の信号レベルに変換する回
路である。φは書き込み制御信号である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 1 (a), MA is a memory cell array and a plurality of data lines.
D 0 , ▼ to D n , ▼, word lines W 0 to W m , and memory cells MC. XD selects one of a plurality of word lines by an X decoder. YD selects one of a plurality of data pairs in a Y decoder. Y 0 conveys the output signal of the Y decoder in the data line selection signal lines. PD is a plate drive circuit which controls the one side of the terminal voltage (referred to herein as plate) P 0 to P m of the capacitor constituting the memory cell. Plate wiring P 0 to P m are arranged for each word line.
SA 0 -SA n amplifies the signal read from the memory cell by the sense amplifier. 1 is a signal line for transmitting the data line Purichiyaji voltage V DP, 2 conveys Purichiyaji signal ▲ ▼ the data line Purichiyaji signal line. Reference numerals 3 and 4 denote sense amplifier drive signal lines, which are sense amplifier drive signals φ SP and ▲, respectively.
Tell ▼ I / O and ▲ ▼ are data input / output lines for transmitting write signals to memory cells and read signals from memory cells. Here, a precharge circuit to the data input / output line is omitted. AMP is an output amplifier that amplifies a signal read from the memory cell and sets it as an output signal D out . DiB is a circuit for converting an external input signal (write signal) into a signal level in the chip by a data input buffer. φ W is a write control signal.

第1図(a)に示す回路の読み出し動作を第1図
(b)に示す動作波形を用いて説明する。なお、第1図
(b)では説明を容易にするために、各波形の電圧値の
一例を示している。
The read operation of the circuit shown in FIG. 1A will be described with reference to the operation waveforms shown in FIG. FIG. 1B shows an example of the voltage value of each waveform for ease of description.

データ線プリチヤージ信号▲▼が高電位、ここで
は4Vの間、データ線D0,▲▼(Dn,▲▼)はプ
リチヤージ電位、ここでは1Vとなつている。この時セン
スアンプ駆動信号φSP,▲▼は1Vとなつており、
センスアンプはOFF状態にある。▲▼が低電位、こ
こでは0Vになつた後、ワード線が選択される。ワード線
W0が選択されたとする。W0が低電位(0V)から高電位
(4V)になると各データ線にはメモリセル信号が現われ
る。ここではデータ線D0,Dnにつながるメモリセルには
いづれも高電位の信号が蓄積されていたとする。したが
つてデータ線D0(Dn)の電位が▲▼(▲▼)よ
り少し高くなる。次にφSPが1Vから2Vに、▲▼が
1Vから0Vに変化すると、センスアンプSA0〜SAnが動作し
メモリセル信号を増幅する。これによりデータ線D0は2V
に、▲▼は0Vになる。この後YデコーダYDにより1
対のデータ線が選択される。ここではD0,▲▼が選
択されるとする。したがつてデータ線選択信号線Y0の電
位が高電位(4V)となり、データ入出力線I/O,▲
▼にメモリセル信号が読み出される。この信号は出力ア
ンプAMPにより増幅され、出力信号Doutとなる。次にメ
モリセルへの信号の再書き込み動作を説明する。センス
アンプが動作した後、メモリセルを構成するコンデンサ
の片側端子である蓄積端子10の電位はD0と同じ電位の2V
となつている(第1図(b)で端子10が高電位の場
合)。この時、プレートP0の電位が4Vから0Vにかわる
が、ワード線W0の電位が4Vであるのでデータ線,蓄積端
子の電位はセンスアンプによつて保持される。その後ワ
ード線W0の電位が4Vから2Vまで低下する。ここでメモリ
セルを構成するトランジスタのしきい電圧を1Vとする
と、この時、蓄積端子10の電位は2V、データ線D0の電位
は2VとなつているためトランジスタT0はOFF状態とな
る。したがつて、次にプレートP0の電位が0Vから4Vにか
わると蓄積端子10の電位は2Vからほぼ6Vまで上昇する。
これによりメモリセルにほぼ6Vが書き込まれることにな
る。一方、メモリセルに低電位の信号が蓄積されていた
場合は次の様な動作となる。第1図(b)の端子10が低
電位の場合の動作波形を用いて説明する。センスアンプ
が動作した後データ線D0が0V、蓄積端子10も0Vとなつて
いる。したがつてこの後、ワード線W0の電位が4Vから2V
まで低下してもメモリセルを構成するトランジスタT0
ON状態である。したがつて、次にプレートP0の電位が0V
から4Vにかわつても、センスアンプにより蓄積端子10の
電位は0Vに保持される。これによりメモリセルには0Vが
書き込まれることになる。
The data line precharge signal ▼ is at a high potential, here 4 V, while the data lines D 0 , ((D n , ▼) are at the precharge potential, here 1 V. At this time, the sense amplifier drive signals φ SP and ▲ ▼ are 1V,
The sense amplifier is off. The word line is selected after ▲ ▼ has reached a low potential, here 0V. Word line
It is assumed that W 0 is selected. When W 0 goes from low potential (0 V) to high potential (4 V), a memory cell signal appears on each data line. Here, it is assumed that a high-potential signal is accumulated in each of the memory cells connected to the data lines D 0 and D n . Therefore, the potential of the data line D 0 (D n ) becomes slightly higher than ▲ ▼ (▲ ▼). Next, φ SP changes from 1V to 2V, ▲ ▼
When changes to 0V from 1V, to amplify the memory cell signal sense amplifier SA 0 -SA n is operated. As a result, the data line D 0 is set to 2 V
▲ ▼ becomes 0V. Thereafter, 1 is set by the Y decoder YD.
A pair of data lines is selected. Here, it is assumed that D 0 and ▲ ▼ are selected. The potential of the but connexion data line selection signal lines Y 0 is a high potential (4V), and the data input and output line I / O, ▲
The memory cell signal is read at ▼. This signal is amplified by the output amplifier AMP and becomes an output signal D out . Next, an operation of rewriting a signal to a memory cell will be described. After the sense amplifier is operated, the potential of the storage terminal 10 is a side terminal of the capacitor constituting the memory cell is the same potential as the D 0 2V
(When the terminal 10 is at a high potential in FIG. 1B). At this time, the potential of the plate P 0 is changed to 0V from 4V, the potential of the word line W 0 is because it is 4V data line, the potential of the storage terminal is by connexion held in the sense amplifier. Then the potential of the word line W 0 is decreased from 4V to 2V. Here, assuming that the threshold voltage of the transistor constituting the memory cell is 1 V, at this time, the potential of the storage terminal 10 is 2 V, and the potential of the data line D 0 is 2 V, so that the transistor T 0 is turned off. It was but connexion, then the potential of the plate P 0 is the potential of the storage terminal 10 replaces 4V from 0V to rise to approximately 6V from 2V.
As a result, almost 6 V is written to the memory cell. On the other hand, when a low-potential signal is stored in the memory cell, the following operation is performed. The operation will be described with reference to an operation waveform when the terminal 10 in FIG. 1B is at a low potential. Data lines D 0 after the sense amplifier is operated is 0V, the storage terminal 10 is also summer and 0V. After the go-between, but this, 2V potential of the word line W 0 is from 4V
The transistor T 0 constituting the memory cell is
ON state. Therefore, the potential of the plate P0 is then 0 V
, The potential of the storage terminal 10 is maintained at 0 V by the sense amplifier. As a result, 0 V is written to the memory cell.

次にワード線W0が0Vとなりメモリセルへの再書き込み
が終了する。その後φSP,▲▼が1Vとなる。ま
た、▲▼が4Vとなりデータ線を1Vにプリチヤージす
る。
Next, the word line W 0 is re-writing to 0V next to the memory cells is completed. Thereafter, φ SP and ▲ ▼ become 1V. Also, ▲ ▼ becomes 4V and the data line is precharged to 1V.

次に書き込み動作を第1図(c)の動作波形を用いて
説明する。読み出し動作と同様にしてメモリセル信号を
センスアンプで増幅した後、書き込み信号Din(第1図
(c)では図示せず)がデータ入力バツフアにとりこま
れる。次に書き込み制御信号φ(第1図(c)では図
示せず)が4Vになると、データ入出力線I/O,▲▼
の電位がDinに応じて高電位,低電位に分かれる。ここ
ではI/Oが0V、▲▼が2Vになつたとする。その後
YデコーダYDにより1対のデータ線が選択される。ここ
ではD0,▲▼が選択されたとする。したがつてデー
タ線選択信号線Y0が4Vになる。これにより▲▼が2
V,D0が0Vになり、メモリセルの蓄積端子10には低電位の
0Vが書き込まれる(端子10が高電位の場合の動作波
形)。一方、低電位が蓄積されたメモリセルに高電位を
書き込む動作は次の様に行なう。センスアンプが動作し
た後D0は0V、▲▼は2Vとなつている。I/O,▲
▼の電位はDinにより各々2V,0Vにされる。その後Y0が4V
に上昇し、D0が2V、▲▼が0Vとなり、メモリセルの
蓄積端子10には2Vが書き込まれる(端子10が低電位の場
合の動作波形)。
Next, the write operation will be described with reference to the operation waveforms of FIG. After the memory cell signal is amplified by the sense amplifier in the same manner as in the read operation, the write signal D in (not shown in FIG. 1C) is incorporated into the data input buffer. Next, when the write control signal φ W (not shown in FIG. 1 (c)) becomes 4V, the data input / output line I / O,
High potential potential of in accordance with the D in, divided into low potential. Here, it is assumed that I / O becomes 0V and ▲ ▼ becomes 2V. Thereafter, a pair of data lines is selected by the Y decoder YD. Here, it is assumed that D 0 and ▲ ▼ have been selected. The While connexion data line selection signal lines Y 0 becomes 4V. This changes ▲ ▼ to 2
V and D 0 become 0 V, and the storage terminal 10 of the memory cell
0V is written (operation waveform when the terminal 10 is at a high potential). On the other hand, the operation of writing a high potential to a memory cell storing a low potential is performed as follows. D 0 after the sense amplifier is operated is 0V, ▲ ▼ is 2V and summer. I / O, ▲
▼'s potential is by D in each 2V, to 0V. Then Y 0 becomes 4V
Rose to, D 0 is 2V, ▲ ▼ is 2V is written in the storage terminal 10 becomes 0V, the memory cell (operation waveform when the terminal 10 is a low potential).

以上のようにしてメモリセルに信号が書き込まれた後
の動作は読み出し動作と同一である。すなわち、メモリ
セルの信号のうち高電位のものは昇圧されほぼ6V、低電
位のものは0Vで蓄積される。
The operation after the signal is written to the memory cell as described above is the same as the read operation. That is, among the signals of the memory cells, those having a high potential are boosted and stored at approximately 6V, and those having a low potential are stored at 0V.

以上述べたように、本実施例によればデータ線の電圧
振幅とメモリセルへの書き込み電圧は独立に決めること
ができる。したがつてメモリの消費電力に関係するデー
タ線の電圧振幅は小さくし、メモリセル信号に関係する
プレートの電圧振幅は大きくすることによりメモリの低
消費電力化と高S/N化が図れる。本実施例ではデータ線
の電圧振幅に比べ、プレートの電圧振幅を大きくしてい
る。このようにすればメモリセル信号の大部分はプレー
トから書き込むことができるのでデータ線の電圧振幅は
センスアンプの動作限界近くまで小さくできる。これに
よりメモリセルの信号電圧を十分確保しつつ消費電力を
大幅に低減できる。
As described above, according to the present embodiment, the voltage amplitude of the data line and the write voltage to the memory cell can be determined independently. Accordingly, by reducing the voltage amplitude of the data line related to the power consumption of the memory and increasing the voltage amplitude of the plate related to the memory cell signal, the power consumption and the S / N of the memory can be reduced. In this embodiment, the voltage amplitude of the plate is larger than the voltage amplitude of the data line. In this way, most of the memory cell signal can be written from the plate, so that the voltage amplitude of the data line can be reduced to near the operating limit of the sense amplifier. As a result, power consumption can be significantly reduced while sufficiently securing the signal voltage of the memory cell.

また、本実施例ではデータ線のプリチヤージ時の電位
をデータ線の電圧振幅の高電位と低電位の中間にしてい
る。これにより消費電力はさらに低減できる。なお、デ
ータ線の電圧振幅はセンスアンプを構成しているMOS−F
ETのしきい電圧近傍まで小さくできるが動作の安定性を
考慮するとセンスアンプを構成するN−MOSTrとP−MOS
Trのしきい電圧の絶対値の和より少し大きい程度が良
い。ここでN−MOSTr,P−MOSTrのしきい電圧を各々0.7
V,−0.7Vと仮定し、データ線電圧振幅を2Vとすると、5V
振幅の場合に比べ充放電電流は1/2.5に低減できること
になる。なお、プレートを駆動することによる消費電力
の増大が考えられるが256ワード線×1024データ対線の
アレーを考えた場合、一度に充放電するデータ線容量は
200〜300pFであるのに対しプレートの容量は2〜3pFと
なり無視できる。
In this embodiment, the potential of the data line at the time of precharging is set between the high potential and the low potential of the voltage amplitude of the data line. This can further reduce power consumption. Note that the voltage amplitude of the data line is the MOS-F that constitutes the sense amplifier.
N-MOS Tr and P-MOS that make up the sense amplifier can be reduced to near the threshold voltage of ET, but considering the stability of operation.
It is better to be slightly larger than the sum of the absolute values of the threshold voltages of the Trs. Here, the threshold voltages of N-MOSTr and P-MOSTr are set to 0.7
V, −0.7V, and if the data line voltage amplitude is 2V, 5V
The charge / discharge current can be reduced to 1 / 2.5 compared to the case of the amplitude. It is possible to increase the power consumption by driving the plate.However, when considering an array of 256 word lines × 1024 data pairs, the data line capacity that is charged and discharged at one time is
The plate capacity is 2-3 pF, whereas 200-300 pF, and can be ignored.

以上述べたように本実施例によればメモリセルへの書
き込み電圧を確保しつつデータ線の電圧振幅を小さくで
きるのでメモリの低消費電力化と高S/N化を両立でき
る。
As described above, according to the present embodiment, the voltage amplitude of the data line can be reduced while securing the write voltage to the memory cell, so that both low power consumption and high S / N of the memory can be achieved.

なお、プレートの電位は第1図(b),(c)に示す
ように、メモリの待機時、メモリセルの2種の蓄積電位
の間の電位にしておけば、メモリセルを構成するコンデ
ンサに加わる電界は小さくなる。したがつてコンデンサ
の信頼性が向上する。
As shown in FIGS. 1 (b) and 1 (c), when the potential of the plate is set at a potential between two kinds of storage potentials of the memory cell during standby of the memory, the potential of the capacitor constituting the memory cell is reduced. The applied electric field becomes smaller. Therefore, the reliability of the capacitor is improved.

本実施例ではメモリセルに蓄積される信号は高電位側
の方が低電位側に比べ大きくなつている。情報保持時間
やα線ソフトエラーに対するマージンを大きくするには
高電位側のメモリセル信号を大きくする必要がある。し
たがつて本実施例によればこれらのマージンの大きなメ
モリを得ることができる。
In this embodiment, the signal stored in the memory cell is higher on the high potential side than on the low potential side. To increase the information retention time and the margin for α-ray soft error, it is necessary to increase the memory cell signal on the high potential side. Therefore, according to the present embodiment, a memory having a large margin can be obtained.

本発明の別の実施例を第2図を用いて説明する。本実
施例は、データ線の電圧振幅とプレートの電圧振幅を同
じにしたものである。その他の動作および回路構成は第
1図に示す実施例と同一である。第2図(a)はメモリ
の読み出し動作を、(b)は書き込み動作を示す。本実
施例ではデータ線の電圧振幅とプレートの電圧振幅を同
じにし、プレートの電位をメモリの待機時、メモリセル
の2種の蓄積電位の中間電位にしている。これによりメ
モリセルのコンデンサに加わる電圧はメモリセルに蓄積
される電位が高電位の場合と低電位の場合で同じにな
り、コンデンサの信頼性を向上させることができる。
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the voltage amplitude of the data line and the voltage amplitude of the plate are the same. Other operations and circuit configurations are the same as those of the embodiment shown in FIG. 2A shows a read operation of the memory, and FIG. 2B shows a write operation. In this embodiment, the voltage amplitude of the data line and the voltage amplitude of the plate are set to be the same, and the potential of the plate is set to an intermediate potential between the two kinds of storage potentials of the memory cell during standby of the memory. As a result, the voltage applied to the capacitor of the memory cell becomes the same when the potential stored in the memory cell is high and low, and the reliability of the capacitor can be improved.

第3図はプレート配線をワード線毎に設ける場合のメ
モリセル構成の実施例である。同図で(a)が等価回
路、(b)が平面構造を示している。従来のメモリセル
構成としては、アイ,エス,エス,シー,シー 86,ダ
イジエスト,オブ,テクニカル,ペーパー,頁263(ISS
CC86,Digest of Technical Papers P263)やアイ,エ
ス,エス,シー,シー 85,ダイジエスト,オブ,テク
ニカルペーパー,頁245(ISSCC85,Digest of Technical
Papers P245)に示すものがある。これらのメモリセル
を用いたメモリセルアレーではブレートはワード線毎に
分離されない。第3図(b)は上記従来のメモリセルを
もとにプレートをワード線毎に分離したものである。同
図で1がメモリセルを構成するトランジスタのソース
(ドレイン)端子となるn+拡散層で4のスルーホールを
介してデータ線につながる。ここでは図面が複雑になる
のをさけるためにデータ線は示してない。データ線はた
とえばAL層などでワード線に対して垂直に配置する。2
は第1のポリシリコン層で形成したプレートで同図に示
すように各ワード線に対応して分離している。5の部分
はコンデンサ部である。3は第2のポリシリコン層で形
成したワード線で、6の部分がトランジスタ部である。
第3図のメモリセル構成から明らかなように、ワード線
毎にプレート配線を設けるとプレート配線間でスペース
が必要となりチツプサイズが大きくなる。次に複数のワ
ード線でプレート配線を共用する方式を示す。
FIG. 3 shows an embodiment of a memory cell configuration in which a plate wiring is provided for each word line. In the figure, (a) shows an equivalent circuit, and (b) shows a planar structure. Conventional memory cell configurations include: I, S, S, C, C 86, Digest, Ob, Technical, Paper, page 263 (ISS
CC86, Digest of Technical Papers P263) and Eye, S, S, S, C, Sea 85, Digest, Ob, Technical Papers, p. 245 (ISSCC85, Digest of Technical Papers)
Papers P245). In a memory cell array using these memory cells, the blade is not separated for each word line. FIG. 3 (b) shows a plate in which the plate is separated for each word line based on the conventional memory cell. In the figure, reference numeral 1 denotes an n + diffusion layer serving as a source (drain) terminal of a transistor constituting a memory cell, which is connected to a data line via four through holes. Here, data lines are not shown to avoid complicating the drawing. The data lines are arranged perpendicular to the word lines in, for example, the AL layer. 2
Is a plate formed of a first polysilicon layer and is separated corresponding to each word line as shown in FIG. The portion 5 is a capacitor portion. Reference numeral 3 denotes a word line formed of a second polysilicon layer, and reference numeral 6 denotes a transistor portion.
As is apparent from the memory cell configuration shown in FIG. 3, if a plate wiring is provided for each word line, a space is required between the plate wirings and the chip size becomes large. Next, a method of sharing a plate wiring with a plurality of word lines will be described.

本発明の別の実施例を第4図を用いて説明する。第4
図(a)に示すメモリ構成は、第1図(a)に示すもの
とプレート配線の構成が異なる以外は同じである。第1
図(a)と同一の符号は同一のものを示す。
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4th
The memory configuration shown in FIG. 1A is the same as that shown in FIG. 1A except that the configuration of the plate wiring is different. First
The same reference numerals as those in FIG.

第1図に示す実施例ではワード線毎にプレート配線を
設けていたが、本実施例では2本のワード線で1本のプ
レート配線を共用する構成となつている。
In the embodiment shown in FIG. 1, a plate wiring is provided for each word line. However, in this embodiment, one plate wiring is shared by two word lines.

第4図(a)に示す回路の読み出し動作を第4図
(b)に示す動作波形を用いて説明する。
The read operation of the circuit shown in FIG. 4A will be described with reference to the operation waveforms shown in FIG.

データ線プリチヤージ信号▲▼(第4図(b)で
は図示してない)が高電位の間、データ線D0,▲▼
(Dn,▲▼)は4Vにプリチヤージされている。この
時センスアンプ駆動信号φSP,▲▼は4Vとなつて
おりセンスアンプはOFF状態となつている。▲▼が0
Vになつた後、ワード線が選択される。ここではワード
線W0が選択されたとする。W0が0Vから7Vになると各デー
タ線にはメモリセル信号が現われる。ここではデータ線
D0,Dnにつながるメモリセルにはいづれも高電位の信号
が蓄積されていたとする。したがつて、D0,Dnの電位が
▲▼,▲▼より少し高くなる。次にφSPが4Vか
ら5Vに、▲▼が4Vから3Vに変化すると、センスア
ンプSA0〜SAnが動作し、メモリセル信号を増幅する。こ
れによりデータ線D0は5V,▲▼は3Vになる。この後
YデコーダYDにより1対のデータ線が選択される。ここ
ではD0,▲▼が選択されるとする。したがつて、デ
ータ線選択信号線Y0(第4図(b)では図示してない)
が高電位となり、データ入出力線I/O,▲▼(第4
図(b)では図示してない)にメモリセル信号が読み出
される。この信号は出力アンプAMPにより増幅され、出
力信号Doutとなる(第4図(b)には図示せず)。次に
メモリセルへの信号の再書き込み動作を説明する。セン
スアンプが動作するとD0は高電位の5V、▲▼は低電
位の3Vになつている。この時メモリセルの蓄積端子10は
D0と同じ高電位の5Vとなる(第4図(b)で端子10が高
電位の場合)。次にプレートP0′が6Vから3Vにかわる
が、データ線,蓄積端子の電位はセンスアンプによつて
保持されているので変化しない。その後ワード線W0の電
位が7Vから5Vまで低下する。ここでメモリセルを構成す
るトランジスタのしきい電圧を1Vとすると、蓄積端子10
は5V、データ線D0は5VとなつているためトランジスタT0
はOFF状態となる。したがつて、次にプレートP0′が3V
から6Vにかわると蓄積端子10の電位は5Vからほぼ8Vまで
上昇する。これによりメモリセルにほぼ8Vの高電位が書
き込まれることになる。一方、メモリセルに低電位の信
号が蓄積されていた場合は次の様な動作となる。第4図
(b)の端子10が低電位の場合の動作波形を用いて説明
する。センスアンプが動作した後データ線D0が低電位の
3V、蓄積端子10も3Vとなつている。したがつて、この後
ワード線W0の電位が7Vから5Vまで低下してもメモリセル
を構成するトランジスタT0はON状態である。したがつ
て、次にプレートP0′が3Vから6Vにかわつても、センス
アンプにより蓄積端子10の電位は3Vに保持される。これ
によりメモリセルには再び低電位の3Vが書き込まれるこ
とになる。さて、本実施例では非選択のワード線につな
がるメモリセルのプレートも電位が変わる。次に非選択
ワード線W1につながるメモリセルの蓄積端子11のふるま
いを説明する。まず、蓄積端子11に高電位が書き込まれ
ている場合の動作は次の様になる。待機時、プレート
P0′が6V、蓄積端子11が8Vになつている。センスアンプ
がメモリセル信号を増幅した後、P0′が3Vとなると蓄積
端子11は5Vとなる。この時ワード線W1は0V、データ線▲
▼は3Vもしくは5VとなるのでトランジスタT1がON状
態となることはなくメモリセル内の信号が破壊されるこ
とはない。その後、P0′が6Vになり、蓄積端子11の電位
は8Vにもどる。蓄積端子11に低電位が書き込まれている
場合の動作は次の様になる。待機時、プレトP0′が6V、
蓄積端子11が3Vになつている。センスアンプがメモリセ
ル信号を増幅した後、P0′が3Vとなると蓄積端子11は0V
となる。この時ワード線W1は0V、データ線▲▼は3V
もしくは5VとなるのでトランジスタT1がON状態となるこ
とはなくメモリセル内の信号が破壊されることはない。
その後、P0′が6Vになり、蓄積端子11の電位は3Vにもど
る。
While the data line precharge signal ▼ (not shown in FIG. 4B) is at a high potential, the data lines D 0 , ▼
(D n , ▲ ▼) is precharged to 4V. At this time, the sense amplifier drive signals φ SP and ▲ ▼ are at 4 V, and the sense amplifier is in the OFF state. ▲ ▼ is 0
After going to V, the word line is selected. Here, it is assumed that the word line W 0 is selected. W 0 is the memory cell signal appears on the data line to become 7V from 0V. Here is the data line
It is assumed that a high-potential signal is stored in each of the memory cells connected to D 0 and D n . Accordingly, the potentials of D 0 and D n are slightly higher than ▲ ▼ and ▲ ▼. Next, when φ SP changes from 4 V to 5 V and ▲ changes from 4 V to 3 V, the sense amplifiers SA 0 to SA n operate to amplify the memory cell signal. Thus, the data lines D 0 is 5V, ▲ ▼ it becomes 3V. Thereafter, a pair of data lines is selected by the Y decoder YD. Here, it is assumed that D 0 and ▲ ▼ are selected. Accordingly, the data line selection signal line Y 0 (not shown in FIG. 4 (b))
Becomes high potential, and the data input / output line I / O,
The memory cell signal is read out as shown in FIG. This signal is amplified by the output amplifier AMP and becomes an output signal D out (not shown in FIG. 4B). Next, an operation of rewriting a signal to a memory cell will be described. When the sense amplifier to operate D 0 is of high potential 5V, ▲ ▼ is summer to the low potential 3V. At this time, the storage terminal 10 of the memory cell is
The potential is 5 V, which is the same high potential as D 0 (when the terminal 10 is at a high potential in FIG. 4B). Next, the plate P 0 ′ changes from 6V to 3V, but does not change because the potentials of the data line and the storage terminal are held by the sense amplifier. Then the potential of the word line W 0 is reduced from 7V to 5V. Here, assuming that the threshold voltage of the transistor constituting the memory cell is 1 V, the accumulation terminal 10
Is 5 V and the data line D 0 is 5 V, so that the transistor T 0
Is turned off. Therefore, the plate P 0 ′ is then set to 3V
When the voltage changes from 5V to 6V, the potential of the storage terminal 10 increases from 5V to almost 8V. As a result, a high potential of approximately 8 V is written to the memory cell. On the other hand, when a low-potential signal is stored in the memory cell, the following operation is performed. This will be described with reference to an operation waveform when the terminal 10 in FIG. 4B is at a low potential. Data lines D 0 after the sense amplifier is operating is at a low potential
3V and the storage terminal 10 are also at 3V. It was but connexion, transistor T 0 that constitutes the memory cell the potential of the word line W 0 After this is reduced from 7V to 5V is ON state. Therefore, the potential of the storage terminal 10 is maintained at 3 V by the sense amplifier even when the plate P 0 ′ changes from 3 V to 6 V next time. As a result, the low potential of 3 V is written into the memory cell again. In this embodiment, the potential of the plate of the memory cell connected to the unselected word line also changes. Next will be described the behavior of the storage terminal 11 of the memory cells connected to the unselected word lines W 1. First, the operation when a high potential is written to the storage terminal 11 is as follows. Standby, plate
P 0 ′ is 6 V, and the storage terminal 11 is 8 V. After P 0 ′ becomes 3 V after the sense amplifier amplifies the memory cell signal, the storage terminal 11 becomes 5 V. At this time, the word line W 1 is 0V, the data line ▲
▼ transistor T 1 is never signal in the memory cell not be turned ON is destroyed because the 3V or 5V. Thereafter, P 0 ′ becomes 6V, and the potential of the storage terminal 11 returns to 8V. The operation when a low potential is written to the storage terminal 11 is as follows. During standby, pret P 0 ′ is 6V,
The storage terminal 11 is at 3V. After the sense amplifier amplifies the memory cell signal, when P 0 ′ becomes 3V, the storage terminal 11 becomes 0V
Becomes At this time, the word line W 1 is 0V, the data line ▲ ▼ is 3V
Or not the signal in the memory cell never transistor T 1 is turned ON is destroyed since the 5V.
Thereafter, P 0 ′ becomes 6V, and the potential of the storage terminal 11 returns to 3V.

次にワード線W0が0Vとなりメモリセルへの再書き込み
が終了する。その後φSP,▲▼が4Vとなる。ま
た、▲▼が高電位となりデータ線を4Vにプリチヤー
ジする。
Next, the word line W 0 is re-writing to 0V next to the memory cells is completed. After that, φ SP and ▲ ▼ become 4V. In addition, ▲ ▼ becomes high potential and the data line is precharged to 4V.

次に書き込み動作を第4図(c)の動作波形を用いて
説明する。読み出し動作と同様にしてメモリセル信号を
センスアンプで増幅した後、書き込み信号Dinがデータ
入力バツフアにとりこまれる。次に書き込み制御信号φ
(第4図(c)では図示せず)が高電位になると、デ
ータ入出力線がDinに応じて高電位、低電位に分かれ
る。ここではI/Oが3V、▲▼が5Vになつたとす
る。その後YデコーダYDにより1対のデータ線が選択さ
れる。ここではD0,▲▼が選択されたとする。した
がつてデータ線選択信号線Y0が6Vになる。これにより▲
▼が5V、D0が3Vになり、メモリセルの蓄積端子10に
は低電位の3Vが書き込まれる(端子10が高電位の場合の
動作波形)。一方、低電位が蓄積されたメモリセルに高
電位を書き込む動作は次の様に行なう。センスアンプが
動作した後D0は3V、▲▼は5Vとなつている。I/O,▲
▼の電位はDinにより各々5V,3Vにされる。その後
Y0が6Vになり、D0が5V、▲▼が3Vとなる。したがつ
て、メモリセルの蓄積端子10には5Vが書き込まれる(端
子10が低電位の場合の動作波形)。
Next, the write operation will be described with reference to the operation waveforms of FIG. After amplifying memory cell signals in the sense amplifier in the same manner as the read operation, a write signal D in is taken into the data input buffer. Next, the write control signal φ
When W (in Fig. 4 (c) not shown) becomes a high potential, the high potential data input line in response to D in, divided into a low potential. Here, it is assumed that I / O becomes 3V and ▲ ▼ becomes 5V. Thereafter, a pair of data lines is selected by the Y decoder YD. Here, it is assumed that D 0 and ▲ ▼ have been selected. The While connexion data line selection signal lines Y 0 is 6V. This makes ▲
▼ becomes 5 V, D 0 becomes 3 V, and a low potential of 3 V is written to the storage terminal 10 of the memory cell (operation waveform when the terminal 10 is at a high potential). On the other hand, the operation of writing a high potential to a memory cell storing a low potential is performed as follows. D 0 after the sense amplifier is operated is 3V, ▲ ▼ is summer and 5V. I / O, ▲
▼ potential is by D in each 5V, to 3V. afterwards
Y 0 becomes 6V, D 0 becomes 5V, and ▲ ▼ becomes 3V. Therefore, 5 V is written to the storage terminal 10 of the memory cell (operation waveform when the terminal 10 is at a low potential).

以上のようにしてメモリセルに信号が書き込まれた後
の動作は読み出し動作と同一である。すなわち、メモリ
セル信号のうち高電位のものは昇圧されほぼ8V、低電位
のものは3Vで蓄積される。
The operation after the signal is written to the memory cell as described above is the same as the read operation. That is, of the memory cell signals, the high potential signal is boosted and stored at approximately 8V, and the low potential signal is stored at 3V.

以上述べたように本実施例でキヤンスアンプ動作時の
データ線電圧振幅が小さくなるのでデータ線充放電電流
を小さくでき消費電力を低減できる。また、プレートか
らの書き込みによりメモリセルへ十分な電圧を書き込む
ので情報保持時間,耐α線ソフトエラー特性の向上が図
れる。また、2本のワード線で1本のプレート配線を共
用するのでプレート配線間のスペースが少なくなり、チ
ツプサイズを小さくできる。なお、本実施例で示すよう
に、複数のワード線でプレート配線を共用する場合は、
データ線の低電位を、ワード線の低電位より、プレート
電圧振幅以上に高くしておけば非選択のワード線につな
がるメモリセルの信号を破壊することはない。
As described above, in this embodiment, the data line voltage amplitude during the operation of the cancel amplifier is reduced, so that the data line charge / discharge current can be reduced and the power consumption can be reduced. Further, since a sufficient voltage is written to the memory cell by writing from the plate, the information retention time and the α-ray soft error resistance can be improved. Further, since one plate wiring is shared by two word lines, the space between the plate wirings is reduced, and the chip size can be reduced. As shown in this embodiment, when a plate wiring is shared by a plurality of word lines,
If the low potential of the data line is higher than the low potential of the word line by at least the plate voltage amplitude, the signal of the memory cell connected to the unselected word line will not be destroyed.

本発明の別の実施例を第5図を用いて説明する。本実
施例は、データ線の電圧振幅とプレートの電圧振幅を同
じにしたものである。その他の動作および回路構成は第
4図に示す実施例と同一である。第5図(a)はメモリ
の読み出し動作を、(b)は書き込み動作を示す。本実
施例ではデータ線の電圧振幅とプレートの電気振幅を同
じにし、プレートの電位をメモリの待機時メモリセルの
2種の蓄積電位の中間電位にしている。これによりメモ
リセルのコンデンサに加わる電圧は、メモリセルに蓄積
される電位が高電位の場合と、低電位の場合で同じにな
り、コンデンサの信頼性を向上させることができる。
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the voltage amplitude of the data line and the voltage amplitude of the plate are the same. Other operations and circuit configurations are the same as those of the embodiment shown in FIG. FIG. 5A shows a memory read operation, and FIG. 5B shows a write operation. In the present embodiment, the voltage amplitude of the data line and the electric amplitude of the plate are set to be the same, and the potential of the plate is set to an intermediate potential between the two types of storage potentials of the memory cell during standby of the memory. As a result, the voltage applied to the capacitor of the memory cell becomes the same when the potential stored in the memory cell is high and low, and the reliability of the capacitor can be improved.

第6図は2本のワード線で1本のプレート配線を共用
する場合のメモリセル構成の実施例である。同図で1は
メモリセルを構成するトランジスタのソース(ドレイ
ン)端子となるn+拡散層で、4のスルーホールを介して
データ線につながる。ここでは図面が複雑になるのをさ
けるためデータ線は示してない。データ線はたとえばAL
層などでワード線に対して垂直に配置する。2は第1の
ポリシリコン層で形成したプレート配線で同図に示すよ
うに2本のワード線で共用している。3は第2のポリシ
リコン層で形成したワード線である。本実施例に示すよ
うに2本のワード線で1本のプレート配線を共用するこ
とにより、プレート配線間のスペースの数を少なくで
き、チツプサイズを小さくできる。
FIG. 6 shows an embodiment of the memory cell configuration in the case where one plate wiring is shared by two word lines. In the figure, reference numeral 1 denotes an n + diffusion layer serving as a source (drain) terminal of a transistor constituting a memory cell, which is connected to a data line via a through hole 4. Here, the data lines are not shown to avoid complicating the drawing. Data line is for example AL
The layers are arranged perpendicular to the word lines. Reference numeral 2 denotes a plate wiring formed of the first polysilicon layer, which is shared by two word lines as shown in FIG. Reference numeral 3 denotes a word line formed of the second polysilicon layer. By sharing one plate wiring with two word lines as shown in this embodiment, the number of spaces between the plate wirings can be reduced, and the chip size can be reduced.

第7図は4本のワード線で1本のプレート配線を共用
する場合のメモリセル構成の実施例である。本実施例に
よれば、さらにプレート配線間のスペース数を少なくで
き、チツプサイズを小さくできる。
FIG. 7 shows an embodiment of a memory cell configuration in which one word line is shared by four word lines. According to this embodiment, the number of spaces between the plate wirings can be further reduced, and the chip size can be reduced.

第8図は1つのサブアレー(例えばワード線128本,
データ線512対)でプレート配線を共用する場合の実施
例である。同図ではサブアレーの端部に特別な配線領域
を設けている。この領域にワード線と並行して低抵抗の
金属配線を通し、プレート配線の第1ポリシリコン層と
接続すれば、プレート配線の抵抗を下げることができ
る。これによりプレート配線での応答速度を速くするこ
とができる。
FIG. 8 shows one sub-array (for example, 128 word lines,
This is an embodiment in which plate wiring is shared by 512 pairs of data lines). In the figure, a special wiring area is provided at the end of the sub-array. If a low-resistance metal wiring is passed through this region in parallel with the word line and connected to the first polysilicon layer of the plate wiring, the resistance of the plate wiring can be reduced. Thereby, the response speed in the plate wiring can be increased.

第9図はワード線毎にプレート配線を設ける場合のメ
モリセル構成の実施例である。同図で1はメモリセルを
構成するトランジスタのソース(ドレイン)端子となる
n+拡散層で、4のスルーホールを介してデータ線につな
がる。この実施例でも図面を複雑にしないためにデータ
線は省略している。なお、データ線は先に示した実施例
と同様にワード線と垂直に配置している。2は第1ポリ
シリコン層で形成されるプレート配線でワード線毎に分
離している。3は第2ポリシリコン層で形成されるワー
ド線である。このメモリセル構成の場合、2つのデータ
線構成が考えられる。1つはオープン型データ線(ビツ
ト線)構成、もう1つはおり返し型データ線(ビツト
線)構成である。第9図(b)はオープン型データ線構
成で、となりあうデータ線は異なるセンスアンプにつな
がつている。第9図(c)はおり返し型データ線構成
で、となりあうデータ線は同じセンスアンプにつながつ
ている。この場合、1本のワード線を選択すると対とな
るデータ線各々につながるメモリセルが選択される。す
なわち1ビツト1/2セルのメモリセルアレー構成とな
る。したがつてデータ線に現われるメモリセル信号は1
ビツト/1セルのメモリセルアレーに比べ2倍の信号を得
ることができる。
FIG. 9 shows an embodiment of a memory cell configuration in which a plate wiring is provided for each word line. In the figure, reference numeral 1 denotes a source (drain) terminal of a transistor constituting a memory cell.
The n + diffusion layer is connected to the data line through the through hole 4. Also in this embodiment, data lines are omitted in order not to complicate the drawing. Note that the data lines are arranged perpendicular to the word lines as in the embodiment described above. Reference numeral 2 denotes a plate wiring formed of the first polysilicon layer, which is separated for each word line. 3 is a word line formed of the second polysilicon layer. In the case of this memory cell configuration, two data line configurations are possible. One is an open type data line (bit line) configuration, and the other is a return type data line (bit line) configuration. FIG. 9 (b) shows an open data line configuration in which adjacent data lines are connected to different sense amplifiers. FIG. 9 (c) shows a flip-back data line configuration in which adjacent data lines are connected to the same sense amplifier. In this case, when one word line is selected, a memory cell connected to each paired data line is selected. That is, a memory cell array configuration of 1 bit 1/2 cell is obtained. Therefore, the memory cell signal appearing on the data line is 1
It is possible to obtain twice as many signals as a bit / cell memory cell array.

本発明の別の一実施例を第10図を用いて説明する。第
10図は第4図(a)に示すメモリ回路のプレート配線の
別の駆動方式を示す動作波形である。第10図で示す動作
は出力信号Doutが出るまでの読み出し動作が第5図に示
す実施例と同一で、再書き込み動作が異なる。再書き込
み動作は次の様に行なう。センスアンプが動作するとD0
は高電位の4V、▲▼は低電位の2Vになつている。こ
の時メモリセルの蓄積端子10はD0と同じ高電位の4Vとな
る(第10図で端子10が高電位の場合)。その後ワード線
W0の電位が5Vから4Vまで低下する。ここでメモリセルを
構成するトランジスタのしきい電圧を1Vとすると、蓄積
端子10は4V、データ線D0は4Vとなつているためトランジ
スタT0はOFF状態となる。したがつて、次にプレート
P0′が2Vから4Vにかわると蓄積端子10の電位は4Vからほ
ぼ6Vまで上昇する。一方、メモリセルに低電位の信号が
蓄積されていた場合は、センスアンプが動作した後、D0
が2V、蓄積端子10が2Vとなつているので、ワード線が4V
に低下しても、メモリセルで構成しているトランジスタ
T0はON状態である。したがつて、P0′が2Vから4Vにかわ
つても蓄積端子の電位はセンスアンプによつて2Vの電位
を保持する。その後ワード線W0が0Vになつた後、プレー
トP0′が4Vから2Vにかわる。これによりメモリセルの蓄
積端子の電位は、高電位が蓄積されていた場合ほぼ6Vか
ら4Vに、低電位が蓄積されていた場合2Vから0Vになる。
したがつて、メモリセルには高電位側に4V、低電位側に
0Vの電位が蓄積されることになる。次に非選択ワード線
W1につながるメモリセルの蓄積端子11のふるまいを説明
する。蓄積端子11に高電位が書き込まれている場合、待
機時、プレートP0′が2V、蓄積端子11が4Vになつてい
る。センスアンプがメモリセル信号を増幅した後、P0
が4Vになると、蓄積端子11はほぼ6Vとなる。その後、
P0′が2Vになり蓄積端子11の電位は4Vにもどる。この間
ワード線W1は0V、データ線▲▼は2V以上となつてい
るのでトランジスタT1がON状態となることはなく、メモ
リセル内の信号が破壊されることはない。蓄積端子11に
低電位が書き込まれている場合、待機時、プレートP0
が2V、蓄積端子11が0Vになつている。センスアンプがメ
モリセル信号を増幅した後、P0′が4Vになると蓄積端子
11はほぼ2Vになる。その後P0′が2Vになり蓄積端子11の
電位は0Vにもどる。この間、ワード線W1は0V、データ線
▲▼は2V以上となつているのでトランジスタT1がON
状態となることはなく、メモリセル内の信号が破壊され
ることはない。
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. No.
FIG. 10 is an operation waveform showing another driving method of the plate wiring of the memory circuit shown in FIG. 4 (a). The operation shown in FIG. 10 is the same as the embodiment shown in FIG. 5 in the read operation until the output signal D out is output, and the rewrite operation is different. The rewriting operation is performed as follows. When the sense amplifier operates, D 0
Indicates a high potential of 4V, and ▲ ▼ indicates a low potential of 2V. Storage terminal 10 in this case the memory cell is 4V of the same high potential as the D 0 (if terminal 10 is a high potential in Figure 10). Then word line
Potential of W 0 is reduced from 5V to 4V. Here, assuming that the threshold voltage of the transistor constituting the memory cell is 1 V, the storage terminal 10 is at 4 V and the data line D 0 is at 4 V, so that the transistor T 0 is in the OFF state. Therefore, the plate
When P 0 ′ changes from 2V to 4V, the potential of the storage terminal 10 increases from 4V to almost 6V. On the other hand, when a low-potential signal is stored in the memory cell, D 0 after the sense amplifier operates.
Is 2V and the storage terminal 10 is 2V, so the word line is 4V
The transistor that is composed of memory cells
T 0 is in the ON state. Therefore, even if P 0 ′ changes from 2 V to 4 V, the potential of the storage terminal is maintained at 2 V by the sense amplifier. Then after word line W 0 has decreased to 0V, the plate P 0 'is changed from 4V to 2V. As a result, the potential of the storage terminal of the memory cell changes from approximately 6 V to 4 V when a high potential is stored, and from 2 V to 0 V when a low potential is stored.
Therefore, the memory cell has 4 V on the high potential side and 4 V on the low potential side.
The potential of 0 V will be accumulated. Next, unselected word line
The behavior of the storage terminal 11 of the memory cells connected to W 1 will be described. When a high potential is written to the storage terminal 11, the plate P 0 ′ is at 2V and the storage terminal 11 is at 4V during standby. After the sense amplifier amplifies the memory cell signal, P 0
Becomes 4V, the storage terminal 11 becomes almost 6V. afterwards,
P 0 ′ becomes 2V, and the potential of the storage terminal 11 returns to 4V. During this time the word lines W 1 to 0V, since the data lines ▲ ▼ is summer and 2V or not the transistor T 1 is turned ON, no signal in the memory cell is destroyed. When a low potential is written to the storage terminal 11, the plate P 0
Is 2V and the storage terminal 11 is 0V. After the sense amplifier amplifies the memory cell signal, when P 0 ′ becomes 4V, the storage terminal
11 is almost 2V. Thereafter, P 0 ′ becomes 2V, and the potential of the storage terminal 11 returns to 0V. During this time, the word line W 1 is 0V, the data line ▲ ▼ the transistor T 1 is ON so that more and summer 2V
No state occurs, and no signal in the memory cell is destroyed.

以上述べたように本実施例においてもデータ線電圧振
幅を小さくできるので低消費電力化が図れる。また、本
実施例の場合は高電位側のメモリセル信号に比べ、低電
位側のメモリセル信号を大きくできる。
As described above, also in this embodiment, since the data line voltage amplitude can be reduced, power consumption can be reduced. In the case of this embodiment, the memory cell signal on the low potential side can be made larger than the memory cell signal on the high potential side.

本発明の別の一実施例を第11図を用いて説明する。第
11図はメモリ回路のうちデータ線とデータ入出力線の接
続関係を示すもので、その他の回路構成は第4図(a)
に示す回路と同一である。第11図の回路はデータ線D0
▲▼上の信号をMOS−FET,T2,T3のゲートでうけ、
それをドレイン電流としてデータ入出力線I/O,▲
▼に伝えるものである。データ入出力線に伝える信号を
大きくするにはT2,T3をgmの大きい領域で使うことが重
要である。第4図に示す実施例ではデータ線の電位を高
くしているのでT2,T3はgmの大きい領域で動作すること
になり信号を大きくできる。したがつて、データ線電位
を高くして動作させるメモリでは本実施例の回路方式を
用いると高S/N化が図れる。
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. No.
FIG. 11 shows a connection relationship between a data line and a data input / output line in the memory circuit, and other circuit configurations are shown in FIG.
Is the same as the circuit shown in FIG. The circuit of FIG. 11 includes data lines D 0 ,
▲ ▼ The above signal is received by the gate of MOS-FET, T 2 , T 3 ,
Using that as the drain current, the data I / O line I / O, ▲
▼ To increase the signal to transmit to the data output line is important to use T 2, T 3 with a large area of g m. In the embodiment shown in FIG. 4 T 2, T 3 since the high potential of the data line can be increased signal it would operate at a large area of g m. Therefore, in a memory operated by increasing the potential of the data line, the use of the circuit method of this embodiment can achieve a high S / N.

本発明の別の実施例を第12図を用いて説明する。本実
施例ではワード線の電圧を2値にしている。これ以外の
動作および回路構成は第1図に示す実施例と同一であ
る。データ線プリチヤージ信号▲▼が4Vの間、デー
タ線は1Vにプリチヤージされる。▲▼が0Vになつた
後、ワード線W0が2V+Vt(VtはMOS−FETのしきい電圧)
に上昇する。これによりメモリセル信号がデータ線に読
み出される。次にセンスアンプ駆動信号φSPが1Vから2
V、▲▼が1Vから0Vになり、メモリセル信号を増
幅する。この場合、ワード線W0につながるメモリセルに
高電位の信号が蓄積されていたとすると、データ線D
0(Dn)は2V、▲▼(▲ ▼)は0Vとなる。この
時、ワード線W0の電位は2V+Vt、データ線D0は2V、メモ
リセルの蓄積端子10は2Vとなるのでメモリセルを構成す
るトランジスタT0はOFFとなる。次にプレートP0の電位
が4Vから0Vに低下すると、端子10の電位が少し低下し、
上記トランジスタT0はONとなり、端子10の2Vの電位はセ
ンスアンプにより保持される。その後、プレートP0の電
位が0Vから4Vに上昇すると、トランジスタT0はOFFとな
り、端子10の電位はほぼ6Vまで上昇する。一方、メモリ
セルに低電位の信号が蓄積されていた場合の動作は次の
ようになる(第12図で端子10が低電位の場合の波形)。
メモリセル信号をセンスアンプで増幅した後、データ線
D0は0V、メモリセルの蓄積端子10は0V、ワード線W0は2V
+Vtとなつているのでメモリセルを構成するトランジス
タT0はONとなる。したがつて、次にプレートP0の電位が
4Vから0V、あるいは0Vから4Vに変化しても、端子10の電
位は0Vを保持する。以上のようにしてメモリセルに信号
が蓄積された後、ワード線W0が0Vとなる。また、その後
▲▼が4V、φSP,▲▼が1Vとなり、データ線
は1Vにプリチヤージされる。
 Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Real truth
In this embodiment, the voltage of the word line is binary. Other than this
The operation and circuit configuration are the same as those of the embodiment shown in FIG.
You. While the data line precharge signal ▲ ▼ is 4V,
The line is precharged to 1V. ▲ ▼ became 0V
Later, word line W0Is 2V + Vt(VtIs the threshold voltage of the MOS-FET
To rise. This allows the memory cell signal to be read on the data line.
Is spilled out. Next, the sense amplifier drive signal φSPFrom 1V to 2
V and ▲ ▼ change from 1V to 0V, increasing the memory cell signal
Width. In this case, the word line W0Memory cells that lead to
If a high-potential signal is stored, the data line D
0(Dn) Is 2V, ▲ ▼ (▲ ▼) becomes 0V. this
Hour, word line W0Potential is 2V + Vt, Data line D0Is 2V, note
Since the storage terminal 10 of the recell becomes 2 V, it constitutes a memory cell.
Transistor T0Becomes OFF. Then plate P0Potential of
Decreases from 4V to 0V, the potential of the terminal 10 slightly decreases,
The above transistor T0Turns ON, and the 2V potential at terminal 10 is
Held by the sense amplifier. Then plate P0No electricity
When the voltage rises from 0V to 4V, the transistor T0Is off
As a result, the potential of the terminal 10 rises to approximately 6V. Meanwhile, memory
The operation when a low-potential signal is stored in the cell is as follows.
(The waveform when the terminal 10 is at a low potential in FIG. 12).
After the memory cell signal is amplified by the sense amplifier, the data line
D0Is 0 V, the storage terminal 10 of the memory cell is 0 V, the word line W0Is 2V
+ VtTransistors that make up memory cells
T0Turns ON. Therefore, plate P0Potential of
Even if the voltage changes from 4V to 0V or from 0V to 4V,
The position holds 0V. As described above, the signal is applied to the memory cell.
Is accumulated, the word line W0Becomes 0V. And then
▲ ▼ is 4V, φSP, ▲ ▼ becomes 1V, data line
Is precharged to 1V.

以上述べたように本実施例によればワード線電圧が2
値でも第1図に示す実施例と同様の動作を行うことがで
きる。したがつて、ワード線電圧の制御回路が簡単とな
り、設計が容易となる。
As described above, according to this embodiment, the word line voltage is 2
The same operation as the embodiment shown in FIG. 1 can be performed with the value. Accordingly, the word line voltage control circuit is simplified, and the design is facilitated.

本発明の別の実施例を第13図を用いて説明する。本実
施例は第1図に示した実施例とダミーワード線WD0,WD1
を設けた点が異なる。その他の回路構成,動作は第1図
に示す実施例と同一である。第1図に示す実施例では、
ワード線を高電位にしてメモリセル信号をデータ線に読
み出した時の信号(メモリセル信号)は、メモリセルに
高電位を蓄積していた場合の方が低電位を蓄積していた
場合に比べて大きくなる。したがつて、本実施例ではそ
の差を小さくなるようにした。例えば、ワード線W0が選
択され高電位になつたとする。この場合データ線D
0(Dn)にメモリセル信号が現われる。この時、ダミー
ワード線WD0を低電位から高電位にする。これにより参
照用信号となるデータ線▲▼(▲▼)の電位は
少し上昇する。これにより、メモリセルに高電位が蓄積
されていた場合は、等価的にメモリセル信号は小さくな
り、低電位が蓄積されていた場合は大きくなる。したが
つて、高電位を蓄積した場合と低電位を蓄積した場合の
メモリセル信号の差を小さくできる。これによりノイズ
マージの平均化ができ、S/Nの向上が図れる。なお、ワ
ード線Wmが選択された時は、ダミーワード線はWD1が低
電位から高電位になる。
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is different from the embodiment shown in FIG. 1 in that dummy word lines WD 0 , WD 1
Is different. Other circuit configurations and operations are the same as those of the embodiment shown in FIG. In the embodiment shown in FIG.
The signal (memory cell signal) when the memory cell signal is read to the data line with the word line at a high potential is higher when the high potential is stored in the memory cell than when the low potential is stored in the memory cell. It becomes bigger. Therefore, in this embodiment, the difference is reduced. For example, the word lines W 0 is selected and Natsuta to a high potential. In this case, data line D
A memory cell signal appears at 0 (D n ). At this time, the high potential of the dummy word line WD 0 from the low potential. As a result, the potential of the data line ▲ ▼ (▲ ▼) serving as a reference signal slightly increases. As a result, when a high potential is stored in the memory cell, the memory cell signal is equivalently reduced, and when a low potential is stored, the signal is increased. Therefore, the difference between the memory cell signal when the high potential is stored and the memory cell signal when the low potential is stored can be reduced. As a result, noise merge can be averaged, and S / N can be improved. Incidentally, when the word line W m is selected, the dummy word line WD 1 is made from a low potential to a high potential.

第14図はセンスアンプ駆動信号φSP,▲▼の発
生回路の一例である。同図でA1は差動増幅回路で、トラ
ンジスタT211,抵抗R211,Vr1とともにφSPの高電位を
決める。A2も差動増幅回路で、トランジスタT212,抵抗
R212,Vr2とともに▲▼の低電位を決める。この
回路の動作を第14図(b)の動作波形を用いて説明す
る。信号▲▼が5Vの間、トランジスタT261,T262
T263がONとなり、φSP,▲▼を3Vにする。この
時、信号φが5V、φが0VでトランジスタT22,T24
OFFである。▲▼が0Vになつた後、φが0V、φ
が5Vとなる。これにより、φSPはVr1と同じ電位の4V、
▲▼はVr2と同じ電位の2Vとなる。その後φが5
V、φが0VとなりトランジスタT22,T24がOFFとなる。
次に▲▼が5Vとなり、トランジスタT261,T262,T
263がONとなり、φSP,▲▼を3Vにする。
FIG. 14 is an example of a circuit for generating the sense amplifier drive signal φ SP , ▲ ▼. A 1 in the figure by a differential amplifier circuit, determines the high potential of the transistor T 211, resistor R 211, V r1 with phi SP. A 2 in the differential amplifier circuit, the transistors T 212, resistor
Determine the low potential of ▲ ▼ together with R 212 and V r2 . The operation of this circuit will be described with reference to the operation waveform of FIG. While the signal ▲ ▼ is 5V, the transistors T 261 , T 262 ,
T 263 is turned ON and φ SP and ▲ ▼ are set to 3V. At this time, the signal phi 2 is 5V, phi 3 the transistor T 22, T 24 in 0V is
OFF. ▲ ▼ After has decreased to 0V, φ 2 is 0V, φ 3
Becomes 5V. As a result, φ SP has the same potential as V r1 of 4 V,
▲ ▼ is the 2V of the same potential as the V r2. Then φ 2 is 5
V, phi 3 to 0V transistor T 22, T 24 is turned OFF.
Next, ▲ ▼ becomes 5V, and the transistors T 261 , T 262 , T
263 turns ON, and φ SP and ▲ ▼ are set to 3V.

以上述べたように本回路では、Vr1,Vr2の大きさを変
えることにより、φSPの高電位、▲▼の低電位を
任意に決めることができる。
As described above, in this circuit, the high potential of φ SP and the low potential of ▲ ▼ can be arbitrarily determined by changing the magnitudes of V r1 and V r2 .

第15図はワード線電圧発生回路の一例である。同図で
33がワード線、36がXデコーダ、34がアドレス信号線で
ある。A3は差動増幅回路で、トランジスタT30,抵抗
R30,Vr3とともにワード線電圧の中間電位を決めてい
る。この回路の動作を第15図(b)の動作波形を用いて
説明する。メモリが待機時、Xデコーダの出力端子35は
高電位の5Vになつている。この時、信号φは低電位の
0Vになつている。したがつて、トランジスタT311,T352
はON、T312,T351はOFFとなり、ワード線は0Vとなる。
この後ワード線W0が選択されると端子35は0Vになる。こ
れによりトランジスタT351はON、T352はOFFとなり、ワ
ード線の電圧は5Vに上昇する。次にφが5Vになると、
トランジスタT311がOFF、T312がONとなり、ワード線の
電圧はVr3と同じ4Vとなる。その後、端子35の電位が5V
になるとワード線の電圧は0Vになる。
FIG. 15 is an example of a word line voltage generation circuit. In the figure
33 is a word line, 36 is an X decoder, and 34 is an address signal line. A 3 is a differential amplifier circuit, which includes a transistor T 30 and a resistor
Together with R 30, V r3 are determined an intermediate potential of the word line voltage. The operation of this circuit will be described with reference to the operation waveform of FIG. When the memory is on standby, the output terminal 35 of the X decoder is at a high potential of 5V. At this time, the signal phi 4 is a low potential
It is 0V. Therefore, transistors T 311 and T 352
Is ON, T 312 and T 351 are OFF, and the word line is at 0V.
Thereafter the word line W 0 is selected terminal 35 becomes 0V. Thus the transistor T 351 is ON, T 352 is the voltage of the turned OFF, the word line is raised to 5V. Then φ 4 and is 5V,
Transistor T 311 is OFF, next T 312 is ON, the voltage of the word line is the same 4V and V r3. After that, the potential of terminal 35 becomes 5V
Then, the word line voltage becomes 0V.

以上述べたように第15図に示すような回路でもワード
線電圧の3値レベルは作ることができる。
As described above, the ternary level of the word line voltage can be produced by the circuit as shown in FIG.

本発明の一実施例を第16図により説明する。第16図
(a)でMAはメモリセルアレーで、複数のデータ線D0
▲▼,〜Dn,▲▼,ワード線W0〜Wm,ダミーワ
ード線▲▼,▲▼,プレート配線P0〜Pm
よびメモリセルMCから成る。XDはXデコーダで複数のワ
ード線のうちの一本を選択する。YDはYデコーダで複数
のデータ対線のうちの一対を選択する。Y0〜Ynはデータ
線選択信号線でYデコーダの出力信号を伝える。PDはメ
モリセルを構成するコンデンサの片側の端子(ここでは
プレートという)P0〜Pmの電圧を制御するプレート駆動
回路である。この回路もXデコーダと同様にアドレス信
号に応じて複数のプレート線のうちの1本を選択する。
SA0〜SAnはセンスアンプで、第16図(b)に示すような
回路と成つておりメモリセルから読みだされた信号を増
幅する。なお、本実施例で矢印の付いたトランジスタは
PチヤネルMOSFET(P−MOSFET)で、矢印の付いてない
ものはNチヤネルMOSFET(N−MOSFET)である。1はデ
ータ線プリチヤージ電圧VdPを伝える信号線。2はデー
タ線プリチヤージ信号線でプリチヤージ信号▲▼を
伝える。3,4はセンスアンプ駆動信号線で、それぞれセ
ンスアンプ駆動信号φSP,▲▼を伝える。I/O,▲
▼はデータ入出力線で、メモリセルへの書き込み
信号、メモリセルからの読みだし信号を伝える。なお、
ここでは示してないがデータ入出力線には第16図(c)
に示すプリチヤージ回路IOP、バイアス回路IOBを設けて
いる。AMPは出力アンプで、メモリセルから読みだした
信号を増幅し、出力信号Doutとする。Dibはデータ入力
バツフアで外部からの入力信号(書き込み信号)をチツ
プ内の信号レベルに変換する回路である。φは書き込
み制御信号である。
One embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 16A, MA is a memory cell array, and a plurality of data lines D 0 ,
▲, 〜D n , ▼, word lines W 0 to W m , dummy word lines ▼, ▼, plate wires P 0 to P m, and memory cells MC. XD selects one of a plurality of word lines by an X decoder. YD selects one of a plurality of data pair lines by a Y decoder. Y 0 to Y n conveys the output signal of the Y decoder in the data line selection signal lines. PD is a plate drive circuit which controls the one side of the terminal voltage (referred to herein as plate) P 0 to P m of the capacitor constituting the memory cell. This circuit also selects one of a plurality of plate lines according to an address signal, similarly to the X decoder.
SA 0 to SA n are sense amplifiers, which are configured as a circuit as shown in FIG. 16 (b), and amplify signals read from the memory cells. In this embodiment, the transistor with an arrow is a P-channel MOSFET (P-MOSFET), and the transistor without an arrow is an N-channel MOSFET (N-MOSFET). 1 is a signal line for transmitting the data line Purichiyaji voltage V dP. Reference numeral 2 denotes a data line precharge signal line for transmitting a precharge signal ▲. Reference numerals 3 and 4 denote sense amplifier drive signal lines for transmitting sense amplifier drive signals φ SP and ▲ ▼, respectively. I / O, ▲
▼ denotes a data input / output line for transmitting a write signal to the memory cell and a read signal from the memory cell. In addition,
Although not shown here, FIG. 16 (c) shows data input / output lines.
The precharge circuit IOP and the bias circuit IOB shown in FIG. AMP is an output amplifier that amplifies the signal read from the memory cell and sets it as an output signal D out . Dib is a data input buffer for converting an external input signal (write signal) into a signal level in the chip. φ w is the write control signal.

第16図(a)に示す回路の読みだし動作を第16図
(d)に示す動作波形を用いて説明する。第16図(d)
では説明を容易にするために、各波形の電圧値の一例を
示している。
The reading operation of the circuit shown in FIG. 16A will be described with reference to the operation waveforms shown in FIG. Fig. 16 (d)
Here, for ease of explanation, an example of the voltage value of each waveform is shown.

データ線プリチヤージ信号▲▼が4Vの間、データ
線D0,▲▼(Dn,▲▼)はプリチヤージ電位、
1Vとなつている。この時センスアンプ駆動信号φSP,▲
▼は1Vとなつており、センスアンプはOFF状態に
ある。▲▼が0Vになつた後、複数のプレート信号線
の内、P0が選択されたとする。P0が4Vから0Vに変化する
と、各データ線にはメモリセル信号が現われる。ここで
データ線D0につながるメモリセルには低電位の信号0Vが
蓄積されていたとする。P0が4Vから0Vに変わると、メモ
リセルの0Vは−4Vに向かつて低下する。この時ワード線
W0は0Vであるためその低下量がMOS−FETのしきい電圧を
超えると、メモリセルの蓄積端子10とデータ線がつなが
る。これによりデータ線からメモリセルに電流がなが
れ、データ線D0にメモリセル信号が現われる。この時、
ダミーワード線▲▼が4Vから0Vになる。これによ
りデータ線▲▼には参照用信号が現われる。なお、
蓄積端子10に高電位の信号6Vが蓄積されていた場合に
は、10の電位はP0の電圧変化により2Vになる。この場合
はメモリセルを構成するトランジスタT0がOFF状態であ
るためデータ線の電位は変わらない。
While the data line precharge signal ▲ ▼ is 4V, the data lines D 0 , ▲ ▼ (D n , ▲ ▼) are at the precharge potential,
It is 1V. At this time, the sense amplifier drive signal φ SP , ▲
▼ is 1 V, and the sense amplifier is in the OFF state. ▲ ▼ it is after has decreased to 0V, and the plurality of plate signal line, and P 0 is selected. When P 0 is changed to 0V from 4V, the memory cell signal appears on the data lines. Here the memory cells connected to the data lines D 0 and the signal 0V of low potential is accumulated. When P 0 changes from 4V to 0V, 0V of the memory cell decreases toward −4V. At this time the word line
Since W 0 is 0 V, when the amount of decrease exceeds the threshold voltage of the MOS-FET, the storage terminal 10 of the memory cell is connected to the data line. Thus current flows from the data line to the memory cell, the memory cell signal appears on the data line D 0. At this time,
The dummy word line ▲ ▼ changes from 4V to 0V. As a result, a reference signal appears on the data line ▲ ▼. In addition,
If the signal 6V high potential is accumulated in the storage terminal 10, the potential of 10 becomes 2V by the voltage change of the P 0. This does not change the potential of the data line for the transistor T 0 in the memory cell is in the OFF state when.

さて、データ線にメモリセル信号、参照用信号が現わ
れた後、φSPが1Vから2Vに、▲▼が1Vから0Vに変
化する。これによりセンスアンプSA0〜SAnが動作しメモ
リセル信号を増幅する。したがつてデータ線D0は0Vに、
▲▼は2Vになる。この後、ワード線W0が0Vから4Vに
なりメモリセルへ0V(高電位読みだしの場合には2V)の
書き込みが行われる。次にYデコーダYDにより1対のデ
ータ線が選択される。ここではD0,▲▼が選択され
たとする。したがつてデータ線選択信号線Y0の電位が4V
となり、データ入出力線I/O,▲▼にメモリセル信
号が読みだされる。この信号は出力アンプAMPにより増
幅され、出力信号Doutとなる。次にワード線W0を4Vから
2Vに低下させる。この後プレートP0を0Vから4Vにする。
この時メモリセルには低電位の0Vが書き込まれているの
でメモリセルを構成するトランジスタT0はON状態であ
る。従つてメモリセルの電圧0Vは変わらない。なお、メ
モリセルに高電位の2Vが書き込まれていた場合トランジ
スタT0はOFF状態である。従つてメモリセルの電位は2V
から6Vに上昇する。その後ワード線W0が0Vになりメモリ
セルへの書き込みが終了する。また、ダミーワード線▲
▼は0Vから4Vに変わる。次にφSP,▲▼が
1V、▲▼が4Vとなり、データ線を1Vにプリチヤージ
する。
Now, the memory cell signal to the data lines, after the reference signal appears, the 2V phi SP from 1V, ▲ ▼ is changed to 0V from 1V. Thus the sense amplifier SA 0 -SA n operates to amplify the memory cell signal. Therefore, the data line D 0 is set to 0 V,
▲ ▼ becomes 2V. Thereafter, the word line W0 changes from 0 V to 4 V, and 0 V (2 V in the case of high potential reading) is written to the memory cell. Next, a pair of data lines is selected by the Y decoder YD. Here, it is assumed that D 0 and ▲ ▼ have been selected. The While 4V potential of connexion data line selection signal lines Y 0
And the memory cell signal is read out to the data input / output line I / O, ▲ ▼. This signal is amplified by the output amplifier AMP and becomes an output signal D out . Next, the word line W 0 from 4V
Reduce to 2V. The plate P 0 after this to 4V from 0V.
Transistor T 0 that constitutes the memory cell because of low potential 0V is written in this case the memory cell is in the ON state. Therefore, the voltage 0V of the memory cell does not change. The transistor T 0 if 2V high potential is written into the memory cell is in the OFF state. Therefore, the potential of the memory cell is 2V
To 6V. Then word line W 0 is to write to the memory cell to 0V to the end. Also, the dummy word line ▲
▼ changes from 0V to 4V. Next, φ SP and ▲ ▼
1V, ▲ ▼ becomes 4V, and the data line is precharged to 1V.

次にメモリセルへの書き込み動作を第16図(e)に示
す動作波形を用いて説明する。読みだし動作と同様にし
てメモリセル信号をセンスアンプで増幅した後、書き込
み信号Dinがデータ入力バツフアに取り込まれる。次に
書き込み制御信号φが4Vになると、データ入出力線I/
O,▲▼の電位がDinに応じて高電位,低電位に分
かれる。ここではI/Oが2V、▲▼が0Vになつたと
する。その後YデコーダYDにより1対のデータ線が選択
される。ここではD0が選択されたとする。したが
つてデータ線選択信号線Y0が4Vになる。D0が2V、▲
▼が0Vになり、メモリセルの蓄積端子10には高電位の2V
が書き込まれる(端子10が低電位の場合の動作波形)。
一方、高電位が蓄積されたメモリセルに低電位を書き込
む動作は次のように行う。センスアンプが動作した後D0
は2V、▲▼は0Vとなつている。I/O,▲▼の電
位はDinによりそれぞれ0V,2Vにされる。その後Y0が4Vに
上昇し、D0が0V、▲▼が2Vとなり、メモリセルの蓄
積端子10には0Vが書き込まれる(端子10が高電位の場合
の動作波形)。
Next, a write operation to the memory cell will be described using operation waveforms shown in FIG. After amplifying memory cell signals in the sense amplifier in the same manner as read operation, the write signal D in is taken into the data input buffer. Next, when the write control signal phi w is 4V, the data input and output lines I /
O, ▲ ▼ of potential is in accordance with the D in high-potential, divided into low potential. Here, it is assumed that I / O becomes 2V and ▲ ▼ becomes 0V. Thereafter, a pair of data lines is selected by the Y decoder YD. Here, the D 0, 0 is selected. The While connexion data line selection signal lines Y 0 becomes 4V. D 0 is 2V, ▲
▼ becomes 0V and the high potential 2V is applied to the storage terminal 10 of the memory cell.
Is written (operation waveform when the terminal 10 is at a low potential).
On the other hand, an operation of writing a low potential to a memory cell storing a high potential is performed as follows. D 0 after the sense amplifier operates
Is 2V and ▲ ▼ is 0V. I / O, ▲ ▼ potentials are respectively 0V, 2V by D in. Then Y 0 is increased to 4V, D 0 is 0V, ▲ ▼ is 0V is written to the storage terminal 10 of 2V, and the memory cells (operation waveform when the terminal 10 is high potential).

以上のようにしてメモリセルに信号が書き込まれた後
の動作は読みだし動作と同一である。すなわち、メモリ
セル信号のうち高電位のものは昇圧され6V、低電位のも
のは0Vで蓄積される。
The operation after the signal is written in the memory cell as described above is the same as the read operation. That is, of the memory cell signals, those with high potential are boosted and accumulated at 6V, and those with low potential are accumulated at 0V.

以上述べたように、本実施例によればデータ線の電圧
振幅とメモリセルへの書き込み電圧は独立に決めること
ができる。したがつて、メモリセルの情報保持時間に関
係するメモリセルの高電位信号の電圧を決定するプレー
トの電圧振幅は大きくし、メモリの消費電力に関係する
データ線の電圧振幅(センスアンプ動作時の電圧振幅)
を小さくできる。本実施例ではプレートの電圧振幅に比
べ、データ線の電圧振幅を小さくしている。これにより
メモリセルの信号電圧を十分に確保しつつ消費電力を大
幅に低減できる。したがつて、メモリの低消費電力化と
高S/N化を両立できる。また、本実施例ではデータ線の
プリチヤージ時の電位を、データ線の電圧振幅の高電位
側と低電位側の中間にしている。これにより消費電力は
さらに低減できる。このデータ線の電圧振幅はセンスア
ンプを構成するN−NOSトランジスタとP−MOSトランジ
スタのしきい電圧の絶対値の和、程度まで小さくでき
る。しきい電圧は通常0.5Vから1Vであるからデータ線の
電圧振幅を2Vとすると5V振幅の場合に比べ充放電電流は
1/2.5に低減できることになる。また、本実施例ではプ
レートP0を4Vから0Vにすることによりメモリセルから信
号を読みだしている。通常MOSFETにより信号線を駆動す
る場合、放電動作の方が充電動作に比べて高速である。
したがつて、ワード線を低電位から高電位にする読みだ
し動作に比べメモリセルからの読みだし動作の高速化が
図れる。
As described above, according to the present embodiment, the voltage amplitude of the data line and the write voltage to the memory cell can be determined independently. Accordingly, the voltage amplitude of the plate for determining the voltage of the high potential signal of the memory cell related to the information retention time of the memory cell is increased, and the voltage amplitude of the data line related to the power consumption of the memory (the voltage during the sense amplifier operation). Voltage amplitude)
Can be reduced. In this embodiment, the voltage amplitude of the data line is smaller than the voltage amplitude of the plate. As a result, the power consumption can be significantly reduced while sufficiently securing the signal voltage of the memory cell. Therefore, both low power consumption and high S / N of the memory can be achieved. In this embodiment, the potential of the data line at the time of precharging is set to an intermediate value between the high potential side and the low potential side of the voltage amplitude of the data line. This can further reduce power consumption. The voltage amplitude of this data line can be reduced to the sum of the absolute values of the threshold voltages of the N-NOS transistor and the P-MOS transistor constituting the sense amplifier. Since the threshold voltage is usually 0.5V to 1V, if the voltage amplitude of the data line is 2V, the charging / discharging current is smaller than that of 5V amplitude.
It can be reduced to 1 / 2.5. Further, in the present embodiment are read out signal from the memory cell by a 0V plate P 0 from 4V. Normally, when a signal line is driven by a MOSFET, the discharging operation is faster than the charging operation.
Accordingly, the speed of the read operation from the memory cell can be increased as compared with the read operation of changing the word line from a low potential to a high potential.

第17図はワード線駆動回路の一実施例である。同図で
MAはメモリセルアレーで、D0,▲▼はデータ線、
W0,Wmはワード線、P0,Pmはプレートである。WDはワー
ド線の中間電位設定回路で、差動アンプA20,トランジ
スタT60,抵抗R60,基準電圧Vr10とともにワード線電圧
の中間値を設定する。この回路の動作を第17図(b)の
動作波形を用いて説明する。メモリの待機時、信号φ20
が0V、φ21が4V、プレート駆動信号φPl0,φPlmが4Vと
なつている。したがつて、トランジスタT611,T63,T65
はON、T612,Tp63,Tp65はOFFとなり、ワード線W0,Wm
が0V、端子64が4Vとなつている。その後、信号φ21が0V
となりトランジスタT63,T65がOFFとなる。次に、φpl0
が0Vになると、トランジスタTp63がONとなり、ワード線
W0の電圧は4Vになる。次に、信号φ20が4Vになると、ト
ランジスタT611がOFF、T612がONとなる。これにより、
端子64およびワード線W0の電圧は2Vになる。その後、φ
Pl0が4Vになり、次にφ21が4Vになるとワード線W0の電
圧は0Vになる。
FIG. 17 shows an embodiment of the word line drive circuit. In the figure
MA is a memory cell array, D 0 , ▲ ▼ are data lines,
W 0 and W m are word lines, and P 0 and P m are plates. WD is an intermediate potential setting circuit of the word line, the differential amplifier A 20, the transistor T 60, resistors R 60, sets the intermediate value of the word line voltage with the reference voltage V r10. The operation of this circuit will be described with reference to the operation waveform of FIG. During memory standby, signal φ 20
Is 0 V, φ 21 is 4 V, and the plate drive signals φ P10 and φ Plm are 4 V. Therefore, the transistors T 611 , T 63 , T 65
Is ON, T 612 , T p63 , T p65 are OFF, and the word lines W 0 , W m
Is 0V and the terminal 64 is 4V. After that, the signal φ 21 becomes 0V
Thus, the transistors T 63 and T 65 are turned off. Next, φ pl0
Becomes 0V, the transistor Tp63 turns on and the word line
Voltage of W 0 is to 4V. Next, when the signal phi 20 is 4V, the transistor T 611 is OFF, T 612 is turned ON. This allows
Voltage at terminal 64 and word line W 0 becomes 2V. Then, φ
Pl0 becomes 4V, then phi 21 is the voltage of the word line W 0 comes to 4V becomes 0V.

以上述べたように、本実施例によればプレートを選択
することによりワード線を選択することができるので、
ワード線の選択回路が不必要になる。また、プレートと
ワード線をほぼ同時に選択することができるのでメモリ
の高速化が図れる。
As described above, according to the present embodiment, a word line can be selected by selecting a plate.
The word line selection circuit becomes unnecessary. Further, since the plate and the word line can be selected almost simultaneously, the speed of the memory can be increased.

本発明の別の実施例を第18図を用いて説明する。この
メモリ回路は第16図(a)に示す回路とは2セル/ビツ
トとなつていること、ダミーワード線がないこと以外は
同一である。2セル/ビツトであるので対となるデータ
線それぞれに同時にメモリセル信号が読みだされる。こ
の2つ信号は常に相補の関係になつているのでダミーセ
ルは必要なくなる。この回路の動作を第18図(b)の動
作波形を用いて説明する。
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This memory circuit is the same as the circuit shown in FIG. 16 (a) except that it has 2 cells / bit and that there is no dummy word line. Since there are 2 cells / bit, a memory cell signal is read out simultaneously to each pair of data lines. Since these two signals are always in a complementary relationship, a dummy cell is not required. The operation of this circuit will be described with reference to the operation waveform of FIG.

データ線プリチヤージ信号▲▼が4Vの間、データ
線D0,▲▼(Dn,▲▼)は1Vにプリチヤージさ
れている。この時センスアンプ駆動信号φSP,▲
▼は1Vとなつており、センスアンプSA0〜SAnはOFF状態
となつている。次に、プレートP0が選択され4Vから0Vに
なる。これによりP0につながるメモリセルの信号が各デ
ータ線に読みだされる。例えば、メモリセルの蓄積端子
10に高電位の6V、11に低電位の0Vが蓄積されていたとす
る。プレートP0が4Vから0Vになると、端子10の電位は6V
から2Vになる。この時、データ線D0は1V、ワード線W0
0VとなつているのでトランジスタT01はOFFでありデータ
線D0の電圧は変化しない。一方、端子11の電位は0Vから
−4Vに向かつて低下する。この時、データ線▲▼は
1V、ワード線W0は0Vであるので端子11の電位がMOSFETの
しきい電圧Vtよりも低くなるとトランジスタT02はONと
なり、データ線▲▼から端子11に向かつて電流がな
がれる。これによりデータ線▲▼の電位は少し低下
する。これによりデータ線D0,▲▼両方にメモリセ
ル信号がよみだされたことになる。次に、センスアンプ
駆動信号φSPが1Vから2Vに、▲▼が1Vから0Vにな
り、センスアンプが動作し、D0は2Vに、▲▼は0Vに
なる。次に、ワード線W0の電圧が4Vになり、メモリセル
の蓄積端子10には2Vが、11には0Vが再書き込みされる。
この後、YデコーダYDによりデータ線D0,▲▼が選
択され、データ線選択信号線Y0が4Vになる。これにより
メモリセル信号はデータ入出力線I/O,▲▼に読み
だされる。この信号は出力アンプAMPにより増幅されて
出力信号Doutとなる。この後、ワード線W0の電位が2Vに
低下する。この時、データ線D0の電位は2V、▲▼の
電位は0V、メモリセルの蓄積端子10の電位は2V、11の電
位は0VであるのでトランジスタT01がOFF、T02がONとな
る。次に、プレートP0が0Vから4Vに上昇すると、メモリ
セルの蓄積端子10の電位はほぼ6Vになり、11の電位は0V
を保持する。この後、ワード線の電位は0Vになりメモリ
セルへの書き込みが終了する。従つて、メモリセルの蓄
積端子10には約6Vが、11には0Vが再び書き込まれること
になると、次に、データ線プリチヤージ信号▲▼が
4V、センスアンプ駆動信号φSPが1V、▲▼が1Vに
なりデータ線は1Vにプリチヤージされる。
While the data line precharge signal ▼ is 4 V, the data lines D 0 , ((D n , ▼) are precharged to 1 V. At this time, the sense amplifier drive signal φ SP , ▲
▼ is 1 V, and the sense amplifiers SA 0 to SA n are in the OFF state. Then, the plate P 0 becomes 0V from the selected 4V. Thus the signal of the memory cells connected to P 0 is read out to the data lines. For example, the storage terminal of a memory cell
Suppose that a high potential of 6 V is stored in 10 and a low potential of 0 V is stored in 11. When the plate P 0 changes from 4V to 0V, the potential of the terminal 10 becomes 6V
To 2V. At this time, the data line D 0 is 1 V, and the word line W 0 is
Since 0V and has summer transistor T 01 is the voltage of is the data line D 0 is OFF does not change. On the other hand, the potential of the terminal 11 decreases from 0 V to −4 V. At this time, the data lines ▲ ▼
1V, the word lines W 0 is the potential of the terminal 11 is lower than the threshold voltage V t of the MOSFET transistor T 02 is turned ON, and One unsuitable data line ▲ from ▼ to terminal 11 current flows because at 0V. This slightly lowers the potential of the data line ▲ ▼. This means that the memory cell signal has been read out to both the data lines D 0 and ▲ ▼. Next, 2V sense amplifier driving signal phi SP from 1V, ▲ ▼ becomes 0V from 1V, the sense amplifier operates, D 0 to 2V, ▲ ▼ becomes 0V. Then, the voltage of the word line W 0 becomes 4V, 2V is the accumulation terminal 10 of the memory cell, 0V is rewritten to 11.
Thereafter, the data lines D 0 and ▲ are selected by the Y decoder YD, and the data line selection signal line Y 0 is set to 4V. Thereby, the memory cell signal is read out to the data input / output line I / O, ▲ ▼. This signal is amplified by the output amplifier AMP and becomes an output signal D out . After this, the potential of the word line W 0 is reduced to 2V. At this time, the potential of the data line D 0 is 2V, ▲ ▼ is potential 0V, the potential the potential of 2V, 11 of the storage terminal 10 of the memory cell transistor T 01 because it is 0V OFF, T 02 is turned ON . Then, when the plate P 0 is increased to 4V from 0V, the potential of the storage terminal 10 of the memory cell is approximately 6V, 11 the potential 0V
Hold. Thereafter, the potential of the word line becomes 0 V, and the writing to the memory cell ends. Therefore, when about 6 V is written to the storage terminal 10 of the memory cell and 0 V is written again to 11, the data line precharge signal
4V, the sense amplifier drive signal φ SP becomes 1V, and ▲ ▼ becomes 1V, and the data line is precharged to 1V.

次にメモリセルへの書き込み動作を第18図(c)に示
す動作波形を用いて説明する。読みだし動作と同様にし
て、メモリセル信号をセンスアンプで増幅した後、書き
込み信号Dinがデータ入力バツフアに取り込まれる。次
に、書き込み制御信号φが4Vになると、データ入出力
線I/O,▲▼の電位がDinに応じて、高電位,低電
位に分かれる。ここではI/Oが0V、▲▼が2Vにな
つたとする。その後、YデコーダYDにより1対のデータ
線が選択される。ここではD0,▲▼が選択されたと
する。従つて、データ線選択信号線Y0が4Vになる。これ
によりD0が0V、▲▼が2Vになり、メモリセルの蓄積
端子10には0Vが蓄積端子11には2Vが書き込まれる。この
後の動作は読みだし動作と同一である。すなわち、メモ
リセルの蓄積端子11の電位は昇圧され6Vとなり、10の電
位は0Vのままで蓄積される。
Next, a write operation to the memory cell will be described using operation waveforms shown in FIG. In the same manner as the read operation, after amplifying memory cell signals in the sense amplifier, a write signal D in is taken into the data input buffer. Next, when the write control signal phi w is 4V, the data input and output lines I / O, ▲ ▼ potentials in response to D in, divided high potential, a low potential. Here, it is assumed that I / O becomes 0V and ▲ ▼ becomes 2V. Thereafter, a pair of data lines is selected by the Y decoder YD. Here, it is assumed that D 0 and ▲ ▼ have been selected. Accordance connexion, the data line selection signal lines Y 0 is 4V. Thus D 0 is 0V, ▲ ▼ it becomes 2V, the storage terminal 10 of the memory cell 2V is written 0V is the accumulation terminal 11. The subsequent operation is the same as the reading operation. That is, the potential of the storage terminal 11 of the memory cell is boosted to 6 V, and the storage of the potential of 10 is kept at 0 V.

以上述べたように本実施例においてもデータ線の電圧
振幅とメモリセルへの書き込み電圧は独立に決めること
ができる。従つて、データ線充放電電流を小さくでき、
メモリの背費電力を低減できる。また、データ線電圧振
幅を小さくしたことによるメモリセルへの書き込み電圧
の減少は、プレートからの書き込みによつて補償してい
る。従つて、情報保持時間,耐α線ソフトエラー特性の
向上が図れる。本実施例は2ビツト/セルの構成を用い
ているのでメモリセルの読みだし信号が1ビツト/セル
にくらべ2倍となり、高S/N化が図れる。また、ダミー
セルが不要となる。
As described above, also in this embodiment, the voltage amplitude of the data line and the write voltage to the memory cell can be determined independently. Therefore, the data line charge / discharge current can be reduced,
The power consumption of the memory can be reduced. The decrease in the write voltage to the memory cell due to the reduction in the data line voltage amplitude is compensated by writing from the plate. Accordingly, the information retention time and the α-ray soft error resistance can be improved. Since the present embodiment uses the configuration of 2 bits / cell, the read signal of the memory cell is doubled as compared with 1 bit / cell, and a high S / N can be achieved. Further, a dummy cell becomes unnecessary.

本発明の別の実施例を第19図を用いて説明する。この
回路はデータ線からのメモリセル信号の読みだしにバイ
ポーラトランジスタを使つている点が第16図(a)に示
す回路と異なる。従つて、データ入出力線は信号読みだ
し用配線O,と信号書き込み用配線I,の2種設けてい
る。ここではデータ線とデータ入出力線の関係のみ示し
ているが、この他の回路構成は第16図(a)に示すもの
と同じである。この回路の動作はメモリセル信号の読み
だしにバイポーラトランジスタを使つているのでデータ
線の電位、及びそれに関係する電位が異なる以外は、第
16図に示すものと同じである。この回路の読みだし動作
を第19図(b)の動作波形を用いて説明する。
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This circuit differs from the circuit shown in FIG. 16A in that a bipolar transistor is used to read a memory cell signal from a data line. Accordingly, two types of data input / output lines are provided: a signal reading wiring O and a signal writing wiring I. Here, only the relationship between the data lines and the data input / output lines is shown, but the other circuit configuration is the same as that shown in FIG. 16 (a). The operation of this circuit uses a bipolar transistor to read out the memory cell signal.
It is the same as that shown in FIG. The reading operation of this circuit will be described with reference to the operation waveform of FIG. 19 (b).

バイポートランジスタのベース,エミツタ間の順方向
電圧をVBEとすると、データ線プリチヤージ信号▲
▼が4Vの間、データ線D,は2・VBEにプリチヤージさ
れている。この時、センスアンプ駆動信号φSP,▲
▼は2・VBEとなつており、センスアンプはOFF状態と
なつている。次に、プレートPが4Vから0Vになり、メモ
リセルの信号がデータ線に読みだされる。メモリセルの
蓄積端子10に低電位のVBEが蓄積されていたとする。プ
レートPが4Vから0Vになると、端子10の電位はVBEから
−(4−VBE)に向かつて低下する。この時、データ線
Dは2・VBE、ワード線Wは0Vとなつているので端子10
の電位が−Vtよりも低くなるとメモリセルを構成するト
ランジスタTはONとなり、データ線Dから端子10に向か
つて電流が流れる。これによりデータ線Dにメモリセル
信号が読みだされる。一方、この時ダミーワード線▲
▼が4Vから0Vになり、データ線に参照用信号が現れ
る。なお、ここでは説明を簡単にするためダミーワード
線は用のみ示したが実際のメモリではD用も設けてい
る。また、メモリセルの蓄積端子10に高電位の3・VBE
+4Vが蓄積されていた場合、Pが4Vから0Vになると、端
子10の電位は3・VBEとなる。この時、データ線Dは2
・VBE、ワード線Wは0Vとなつているのでトランジスタ
TはOFFであり、データ線Dの電位は変わらない。さ
て、データ線にメモリセル信号と参照用信号が現れた
後、センスアンプ駆動信号φSPが2・VBEから3・VBE
に、▲▼が2・VBEからVBEにかわる。これにより
センスアンプが動作しDはVBEに、は3・VBEになる。
次にワード線Wの電位が4Vになり、端子10にはVBEが再
び書き込まれる。この後、データ線選択信号線のYrが4V
になり、データ線上のメモリセル信号がバイポーラトラ
ンジスタを介して信号読みだし用配線O,に読みだされ
る。この信号は出力アンプにより増幅され出力信号Dout
となる。この後、ワード線Wの電位が3・VBEに低下す
る。この時、データ線Dの電位はVBE、端子10の電位もV
BEであるのでトランジスタTはON状態であり、プレート
Pが0Vから4Vになつても端子10の電位はVBEで変わらな
い。なお、メモリセルに高電位の信号が蓄積されていた
場合、ワード線の電位が3・VBEになつたとき、データ
線Dの電位は3・VBE、端子10の電位も3・VBEである。
したがつて、トランジスタTはOFF状態となり、プレー
トPが0Vから4Vになると、端子10の電位は3・VBE+4V
に上昇する。この後、ワード線の電位が0Vになりメモリ
セルへの書き込みが終了する。また、ダミーワード線▲
▼が0Vから4Vになる。その後、データ線プリチヤー
ジ信号▲▼が4V、センスアンプ駆動信号φSPが2・
VBE、▲▼が2・VBEになりデータ線は2・VBEに
プリチヤージされる。
Assuming that the forward voltage between the base and the emitter of the bipolar transistor is VBE, the data line precharge signal ▲
While ▼ is 4V, the data line D, is precharged to 2 · VBE. At this time, the sense amplifier drive signal φ SP , ▲
▼ indicates 2 · VBE, and the sense amplifier is in the OFF state. Next, the plate P changes from 4V to 0V, and the signal of the memory cell is read out to the data line. It is assumed that low potential VBE has been stored in the storage terminal 10 of the memory cell. When the plate P changes from 4V to 0V, the potential of the terminal 10 decreases from VBE toward − (4-VBE). At this time, since the data line D is 2 · VBE and the word line W is 0 V, the terminal 10
When the potential of lower than -V t transistor T constituting a memory cell current flows One unsuitable turned ON, the data line D to the terminal 10. As a result, a memory cell signal is read out to the data line D. On the other hand, at this time, the dummy word line ▲
▼ changes from 4V to 0V, and a reference signal appears on the data line. Here, for the sake of simplicity, only the dummy word line is shown, but the actual memory is also provided for D. Also, a high potential 3 · VBE is applied to the storage terminal 10 of the memory cell.
When +4 V is stored, when P changes from 4 V to 0 V, the potential of the terminal 10 becomes 3 · VBE. At this time, the data line D is 2
Since VBE and the word line W are at 0 V, the transistor T is OFF and the potential of the data line D does not change. Now, after the memory cell signal and the reference signal appear on the data line, the sense amplifier drive signal φ SP is changed from 2 · VBE to 3 · VBE.
▲ ▼ changes from VBE to VBE. As a result, the sense amplifier operates, and D becomes VBE and becomes 3 · VBE.
Next, the potential of the word line W becomes 4 V, and VBE is written to the terminal 10 again. Thereafter, Y r of the data line selection signal lines 4V
, And the memory cell signal on the data line is read out to the signal readout wiring O, via the bipolar transistor. This signal is amplified by the output amplifier and the output signal D out
Becomes Thereafter, the potential of the word line W drops to 3 · VBE. At this time, the potential of the data line D is VBE, and the potential of the terminal 10 is also VBE.
Since it is BE, the transistor T is in the ON state, and the potential of the terminal 10 does not change with VBE even when the plate P changes from 0V to 4V. When a high-potential signal is stored in the memory cell, when the potential of the word line becomes 3 · VBE, the potential of the data line D is 3 · VBE and the potential of the terminal 10 is 3 · VBE.
Therefore, when the transistor T is turned off and the plate P changes from 0V to 4V, the potential of the terminal 10 becomes 3 · VBE + 4V
To rise. Thereafter, the potential of the word line becomes 0 V, and the writing to the memory cell ends. Also, the dummy word line ▲
▼ changes from 0V to 4V. Thereafter, the data line Purichiyaji signal ▲ ▼ is 4V, the sense amplifier driving signal φ SP is 2 ·
VBE and ▲ ▼ become 2 · VBE, and the data line is precharged to 2 · VBE.

次にメモリセルへの書き込み動作を第19図(c)に示
す動作波形を用いて説明する。読みだし動作と同様にし
て、メモリセル信号をセンスアンプで増幅した後、書き
込み信号Dinがデータ入力バツフアに取り込まれる。こ
の信号に応じて信号書き込み用配線I,の電位が高電
位、低電位に分かれる。ここではIが3・VBE、がVBE
になつたとする。その後、YデコーダYDによりデータ線
選択信号線Ywが4Vになる。これによりDが3・VBE、
がVBEになり、端子10には3・VBEが書き込まれる。この
後の動作は読みだし動作と同一である。すなわち、メモ
リセルの蓄積端子10の電位は昇圧され3・VBE+4Vとな
り、蓄積される。
Next, a write operation to the memory cell will be described using operation waveforms shown in FIG. In the same manner as the read operation, after amplifying memory cell signals in the sense amplifier, a write signal D in is taken into the data input buffer. In accordance with this signal, the potential of the signal writing wiring I, is divided into a high potential and a low potential. Here, I is 3 · VBE and VBE
Let's say Thereafter, the data line selection signal lines Y w becomes 4V by Y decoder YD. This gives D 3 · VBE,
Becomes VBE, and 3 · VBE is written to the terminal 10. The subsequent operation is the same as the reading operation. That is, the potential of the storage terminal 10 of the memory cell is boosted to 3 · VBE + 4V and stored.

以上述べたように本実施例においても十分なメモリセ
ル信号を確保しつつデータ線電圧振幅を小さくできるの
でメモリの消費電力を低減できる。また、本実施例では
データ線の電位をバイポーラトランジスタのベース,エ
ミツタ間の順方向電圧を基準に決めているのでMOSFETと
バイポーラトランジスタを混在させたメモリLSIの設計
が容易になる。
As described above, also in this embodiment, since the data line voltage amplitude can be reduced while securing a sufficient memory cell signal, the power consumption of the memory can be reduced. Further, in this embodiment, since the potential of the data line is determined based on the forward voltage between the base and the emitter of the bipolar transistor, it becomes easy to design a memory LSI in which MOSFETs and bipolar transistors are mixed.

本発明の別の実施例を第20図を用いて説明する。本実
施例は第4図(a)に示す回路の別の動作例である。本
実施例はチツプ外部からの書き込み命令の信号がアドレ
スストローブ信号に対して大幅に遅延してチツプに入力
される場合の動作波形を示している。本実施例は第4図
(c)に示す動作波形とはメモリセルの蓄積端子をプレ
ートにより2度昇圧している点が異なる。その他は第4
図(c)の動作波形と同じである。なお、第20図で▲
▼はロウ(X)アドレスストローブ信号、▲
▼はカラム(Y)アドレスストローブ信号、▲▼は
書き込み命令の信号である。
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is another operation example of the circuit shown in FIG. This embodiment shows operation waveforms when a signal of a write command from the outside of the chip is input to the chip with a considerable delay with respect to the address strobe signal. This embodiment is different from the operation waveform shown in FIG. 4C in that the storage terminal of the memory cell is boosted twice by a plate. Others are 4th
This is the same as the operation waveform in FIG. Note that in FIG.
▼ is a row (X) address strobe signal, ▲
▼ is a column (Y) address strobe signal, and ▲ is a write command signal.

メモリセル信号の読み出しから蓄積端子のプレートに
よる昇圧までの動作は第4図(b)に示す動作と同じで
ある。本実施例ではプレートによる昇圧の後▲▼信
号が高電位から低電位にかわり、書き込み動作となる。
これにより、ワード線W0の電位が再び7Vに上昇する。一
方、データ線選択信号線Y0が0Vから6Vにかわり、データ
入出力線を介して、データ線D0,▲▼に信号が書き
込まれる。ここではD0に3V、▲▼に5Vが書き込まれ
るとする。これによりメモリセルの蓄積端子10には3Vが
書き込まれる。次にプレートP0′が再び6Vから3Vに変化
する。この時ワード線W0の電位が7Vであるため蓄積端子
10の電位はセンスアンプで保持される。その後ワード線
W0の電位が5Vに低下する。次にプレートP0′が3Vから6V
に変化する。この場合、ワード線W0の電位は5V、データ
線D0の電位は3Vであるのでメモリセルを構成するトラン
ジスタT0はON状態であり、蓄積端子10の電位3Vはセンス
アンプで保持される。なお、蓄積端子10に高電位の5Vが
書き込まれている場合は、ワード線W0の電位が5Vになる
ことによりトランジスタT0がOFF状態となる。したがつ
てプレートP0′が3Vから6Vに変化すると蓄積端子10の電
位は5Vからほぼ8Vまで上昇する(第20図で端子10が低電
位の場合)。以上の動作の後ワード線W0の電位が0Vとな
り、メモリセルへの信号の書き込みが終了する。その後
データ線D0,▲▼はプリチヤージされ4Vとなる。ま
たφSP,▲▼も4Vになる。
The operation from the reading of the memory cell signal to the boosting by the plate of the storage terminal is the same as the operation shown in FIG. In this embodiment, after the voltage is boosted by the plate, the signal changes from a high potential to a low potential, and a write operation is performed.
As a result, the potential of the word line W 0 is increased to again 7V. On the other hand, the data line selection signal lines Y 0 is changed to 6V from 0V, through the data input and output lines, the data lines D 0, ▲ ▼ the signal is written. Here, it is 3V, ▲ ▼ to 5V is written into D 0. As a result, 3 V is written to the storage terminal 10 of the memory cell. Next, the plate P 0 ′ changes again from 6V to 3V. Storage terminal for the potential of this time word line W 0 is 7V
The potential of 10 is held by the sense amplifier. Then word line
Potential of W 0 is reduced to 5V. Next, plate P 0 ′ is changed from 3V to 6V
Changes to In this case, the potential of the word line W 0 is 5 V and the potential of the data line D 0 is 3 V, so that the transistor T 0 constituting the memory cell is in the ON state, and the potential 3 V of the storage terminal 10 is held by the sense amplifier. . Incidentally, if the 5V high potential is written to the storage terminal 10, the transistor T 0 is turned OFF by the potential of the word line W 0 is to 5V. Accordingly, when the plate P 0 ′ changes from 3 V to 6 V, the potential of the storage terminal 10 rises from 5 V to almost 8 V (when the terminal 10 is at a low potential in FIG. 20). Potential of the word line W 0 After the above operation is 0V and the write signal to the memory cells is completed. Thereafter, the data lines D 0 and ▲ ▼ are precharged to 4V. Φ SP and ▲ ▼ also become 4V.

以上述べたように本実施例によれば書き込み命令がお
そく入力される動作モードにおいてもデータ線の電圧振
幅を小さくできるので低消費電力化が図れる。
As described above, according to the present embodiment, the voltage amplitude of the data line can be reduced even in the operation mode in which the write command is almost input, so that the power consumption can be reduced.

本発明の別の実施例を第21図を用いて説明する。第21
図の動作波形は、ワード線の電圧波形を2値にしている
点が第20図の動作波形と異なり、その他は同一である。
ワード線の電位を2値にする場合は第12図の実施例で示
したように、高電位側の電位をデータ線の高電位よりMO
SFETのしきい電圧分だけ高い値としておけば、プレート
による蓄積端子の昇圧が可能となる。したがつて、本実
施例では書き込み命令がおそく入力されても、ワード線
の電圧はそのままで、プレートによる蓄積端子の昇圧の
み再度行なう。したがつて、本実施例によれば書き込み
時にワード線電圧を昇圧する必要がなくなり回路設計が
容易となる。
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 21st
The operation waveforms in the figure differ from the operation waveforms in FIG. 20 in that the voltage waveform of the word line is binary, and are otherwise the same.
When the potential of the word line is binary, as shown in the embodiment of FIG. 12, the potential on the high potential side is higher than the high potential of the data line by MO.
If the value is set higher by the threshold voltage of the SFET, the storage terminal can be boosted by the plate. Therefore, in this embodiment, even if a write command is input shortly, only the boosting of the storage terminal by the plate is performed again without changing the voltage of the word line. Therefore, according to the present embodiment, it is not necessary to boost the word line voltage at the time of writing, and the circuit design becomes easy.

本発明の他実施例を第22図により説明する。第22図
(a)でMAはメモリセルアレーで、複数のデータ線D0
▲▼,〜Dn,▲▼、ワード線W0,W1〜Wm、ダミ
ーワード線WD0,WD1、プレート配線P0,P1〜Pm、ダミー
セルDMCおよびメモリセルMCから成る。MCは、MOSトラン
ジスタT0と記憶容量CSで構成される。DMCは、参照電圧
を発生するためのダミーセルでMOSトランジスタT3,T4
と記憶容量CSDで構成される。8は、ダミーセルに蓄積
電圧DVを書き込むための信号線で、ダミーセル書き込み
信号DCをつたえる。XDはXデコーダで複数のワード線の
うちの一本とダミーワード線を外部アドレス信号に対応
して選択する。このワード線とダミーワード線の関係
は、メモリセルがデータ線D0に接続されるワード線W0
選択された場合は、ダミーセルが▲▼に接続される
DW1が選択されるようになつている。YDはYデコーダで
複数のデータ対線のうちの一対を選択する。Y0〜Ynはデ
ータ線選択信号線でYデコーダの出力信号を伝える。PD
はメモリセルを構成するコンデンサの片側の端子(ここ
ではプレートという)P0〜Pmの電圧を制御するプレート
駆動回路である。この回路もXデコーダと同様にアドレ
ス信号に応じて複数のプレート線のうちの1本を選択す
る。SA0〜SAnはPチヤンネルMOSトランジスタとNチヤ
ンネルMOSトランジスタのフリツプフロツプで構成され
る通常のセンスアンプであり、メモリセルから読みださ
れた信号を増幅する。1はデータ線プリチヤージ電圧V
dPを伝える信号線。2はデータ線プリチヤージ信号線で
プリチヤージ信号▲▼を伝える。3,4はセンスアン
プ駆動信号線で、それぞれセンスアンプ駆動信号φSP
▲▼を伝える。I/O,▲▼はデータ入出力線
で、メモリセルへの書き込み信号、メモリセルからの読
みだし信号を伝える。なお、ここでは示してないがデー
タ入出力線にはプリチヤージ回路を設けている。AMPは
出力アンプで、メモリセルから読みだした信号を増幅
し、出力信号Doutとする。Dibはデータ入力バツフアで
外部からの入力信号(書き込み信号)をチツプ内の信号
レベルに変換する回路である。φは書き込み制御信号
である。
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 22 (a), MA is a memory cell array, and a plurality of data lines D 0 ,
, 〜D n , ▼, word lines W 0 , W 1 to W m , dummy word lines WD 0 , WD 1 , plate wires P 0 , P 1 to P m , dummy cells DMC and memory cells MC. MC is composed of storage capacity C S of the MOS transistor T 0. DMC is a dummy cell for generating a reference voltage and is a MOS transistor T 3 , T 4
To be composed of storage capacity C SD. Reference numeral 8 denotes a signal line for writing the storage voltage DV to the dummy cell, and supplies a dummy cell write signal DC. XD is an X decoder that selects one of a plurality of word lines and a dummy word line according to an external address signal. The relationship between the word line and the dummy word line, when the word line W 0 of the memory cell is connected to the data line D 0 is selected and connected to the dummy cell ▲ ▼
DW 1 is now selected. YD selects one of a plurality of data pair lines by a Y decoder. Y 0 to Y n conveys the output signal of the Y decoder in the data line selection signal lines. PD
Is a plate drive circuit which controls the one side of the terminal voltage (referred to herein as plate) P 0 to P m of the capacitor constituting the memory cell. This circuit also selects one of a plurality of plate lines according to an address signal, similarly to the X decoder. SA 0 -SA n is the normal sense amplifier composed of flip-flops of the P-channel MOS transistor and N-channel MOS transistor, it amplifies a signal read from the memory cell. 1 is the data line precharge voltage V
Signal line that communicates dP . Reference numeral 2 denotes a data line precharge signal line for transmitting a precharge signal ▲. Reference numerals 3 and 4 denote sense amplifier drive signal lines, which are sense amplifier drive signals φ SP and
Tell ▲ ▼. I / O and ▲ ▼ are data input / output lines for transmitting write signals to memory cells and read signals from memory cells. Although not shown here, a precharge circuit is provided for the data input / output line. AMP is an output amplifier that amplifies the signal read from the memory cell and sets it as an output signal D out . Dib is a data input buffer for converting an external input signal (write signal) into a signal level in the chip. φ w is the write control signal.

第22図(a)に示す回路の読みだし動作を第22図
(b)に示す動作波形を用いて説明する。第22図(b)
では説明を容易にするために、各波形の電圧値の一例を
示している。各波形の電圧値はこの値に限定されるもの
ではない。
The read operation of the circuit shown in FIG. 22A will be described with reference to the operation waveforms shown in FIG. FIG. 22 (b)
Here, for ease of explanation, an example of the voltage value of each waveform is shown. The voltage value of each waveform is not limited to this value.

データ線プリチヤージ信号▲▼が4Vの間、データ
線D0,▲▼(Dn,▲▼)はプリチヤージ電位、
2VBE(1.6V)となつている。この時センスアンプ駆動
信号φSP,▲▼は2VBEとなつており、センスン
プはOFF状態にある。▲▼が0Vになつた後、複数の
ワード線の内、W0が選択されたとする。W0が0Vから5V
BE(4V)に変化すると、各データ線にはメモリセル信号
が現われる。ここでデータ線D0につながるメモリセルの
蓄積端子10には高電位3VBE+5VBE=8VBE(6.4V)が
蓄積されていたとする。W0が0Vから5VBE(4V)に変わ
ると、データ線容量CDと記憶容量CSに対応した読みだし
信号電圧がデータ線D0に現われる。この読み出し信号量
ΔVSは、 ΔVS(′1′)=CS/(CD+CS)×VS(′1′) ここで、CS:記憶容量 CD:データ線容量 VBE:バイポーラトランジスタのベース,エミツタ間
順方向電圧(0.8V) VS(′1′):蓄積電圧(8VBE−2VBE=6VBE(4.8
V)) また、蓄積端子10に低電位の信号VBEが蓄積されていた
場合の読みだし信号電圧ΔVS(′0′)は、 ΔVS(′0′)=CS/(CD+CS)×VS(′0′) VS(′0′):蓄積電圧(2VBE−VBE=VBE(0.8
V)) と現わされる。
While the data line precharge signal ▲ ▼ is 4V, the data lines D 0 , ▲ ▼ (D n , ▲ ▼) are at the precharge potential,
It is 2V BE (1.6V). At this time, the sense amplifier drive signals φ SP and ▲ ▼ are at 2V BE, and the sense amplifier is in the OFF state. It is assumed that W0 is selected from a plurality of word lines after ▲ ▼ becomes 0V. W 0 is 5V from 0V
When the signal changes to BE (4 V), a memory cell signal appears on each data line. Here the storage terminal 10 of the memory cells connected to the data lines D 0 to the high potential 3V BE + 5V BE = 8V BE (6.4V) is accumulated. If W 0 is changed to 5V BE (4V) from 0V, the signal voltage read corresponding to the data line capacitance C D and the storage capacitance C S appears on the data line D 0. The read signal amount [Delta] V S is, ΔV S ( '1') = C S / (C D + C S) × V S ( '1') where, C S: storage capacity C D: Data line capacitance V BE: Forward voltage between base and emitter of bipolar transistor (0.8V) V S ('1'): Storage voltage (8V BE -2V BE = 6V BE (4.8
V)) The read signal voltage ΔV S ('0') when the low potential signal V BE is stored in the storage terminal 10 is ΔV S ('0') = C S / (C D + C S ) × V S ('0') V S ('0'): Storage voltage (2V BE -V BE = V BE (0.8
V)).

このような電圧関係にすると、上述したように、読み
出し信号電圧は′1′と′0′で大きく異なる。このア
ンバランスを解消するためにダミーセルが設けられてい
る。ダミーセルは、メモリセルとは逆のデータ線に接続
されるセルが選択される。すなわち、ワード線W0選択さ
れた場合は、ダミーワード線WD1が選択され、データ線
▲▼に参照用読みだし信号電圧ΔVSDが現われる。
このΔVSDの値はダミーセルの蓄積電圧、すなわちDVの
電圧値で決められる。通常DVの電圧値は、′1′と′
0′の中間値、すなわち4.5VBE(3.6V)に設定してい
る。α線ソフトエラーやリフレツシユの問題で′1′側
のマージンを多くしたい場合は、VDの電圧値を低くすれ
ばよい。
With such a voltage relationship, as described above, the read signal voltage greatly differs between '1' and '0'. A dummy cell is provided to eliminate this imbalance. The cell connected to the data line opposite to the memory cell is selected as the dummy cell. That is, if it is word line W 0 selected, the dummy word line WD 1 is selected, the data line ▲ ▼ signal voltage [Delta] V SD read reference appears to.
The value of ΔV SD is determined by the storage voltage of the dummy cell, that is, the voltage value of DV. Usually, the voltage value of DV is' 1 'and'
The intermediate value of 0 ', that is, 4.5V BE (3.6V) is set. If it is desired to increase the margin on the '1' side due to the problem of α-ray soft error or refresh, the voltage value of VD may be lowered.

さて、データ線にメモリセル信号,参照用信号が現わ
れた後、φSPが2VBE(1.6V)から3VBE(2.4V)に、▲
▼が2VBEからVBEに変化する。これによりセンス
アンプSA0〜SAnが動作しメモリセル信号を増幅する。し
たがつてデータ線D0は3VBEに、▲▼はVBEになる。
次にプレートP0を5VBE(4V)から0Vに低下させる。こ
の時ワード線電圧は5VBE(4V)であるためプレート電
圧が変化してもメモリセルの端子10は、3VBE(2.4V)
のデータ線電圧となる。次にYデコーダYDにより1対の
データ線が選択される。ここではD0,▲▼が選択さ
れたとする。したがつて、データ線選択信号線Y0の電位
が4Vとなり、データ入出力線I/O,▲▼にメモリセ
ル信号が読みだされる。この信号は出力アンプAMPによ
り増幅され、出力信号Doutとなる。次にワード線W0を5
VBE(4V)から3VBE(2.4V)に低下させる。この後プレ
ートP0を0Vから5VBE(4V)にする。この時メモリセル
には高電位の3VBEが書き込まれているのでメモリセル
を構成するトランジスタT0はOFF状態である。従つてメ
モリセルの端子10の電圧は3VBEから3VBE+5VBE(6.4
V)に上昇する。なお、メモリセルに低電位のVBEが書き
込まれていた場合トランジスタT0はON状態である。従つ
てメモリセルの端子10の電位はVBEのままである。その
後ワード線W0が0Vになりメモリセルへの書き込みが終了
する。次にφSP,▲▼が2VBE、▲▼が4Vと
なり、データ線を2VBEにプリチヤージする。
Now, after the memory cell signal and the reference signal appear on the data line, φ SP changes from 2V BE (1.6V) to 3V BE (2.4V), and ▲
▼ changes from 2V BE to V BE . Thus the sense amplifier SA 0 -SA n operates to amplify the memory cell signal. The While connexion data lines D 0 to 3V BE, ▲ ▼ becomes V BE.
Then lowered to 0V and the plate P 0 from 5V BE (4V). At this time, the word line voltage is 5V BE (4V), so even if the plate voltage changes, the terminal 10 of the memory cell remains at 3V BE (2.4V).
Data line voltage. Next, a pair of data lines is selected by the Y decoder YD. Here, it is assumed that D 0 and ▲ ▼ have been selected. It was but connexion, potential 4V next data line selection signal lines Y 0, the data input and output lines I / O, ▲ ▼ memory cell signal is read out to. This signal is amplified by the output amplifier AMP and becomes an output signal D out . Next, the word line W 0 5
Reduce V BE (4V) to 3V BE (2.4V). The plate P 0 after this to 5V BE (4V) from 0V. Transistor T 0 in the memory cell because 3V BE high potential is written in this case the memory cell is in the OFF state. Therefore, the voltage at the terminal 10 of the memory cell is changed from 3V BE to 3V BE + 5V BE (6.4
V) to rise. The transistor T 0 if the low potential V BE is written in the memory cell is in the ON state. Therefore, the potential of the terminal 10 of the memory cell remains at V BE . Then word line W 0 is to write to the memory cell to 0V to the end. Next, φ SP , ▲ ▼ becomes 2V BE and ▲ ▼ becomes 4V, and the data line is precharged to 2V BE .

次にメモリセルへの書き込み動作を第22図(c)に示
す動作波形を用いて説明する。読みだし動作と同様にし
てメモリセル信号をセンスアンプで増幅した後、書き込
み信号Dinがデータ入力バツフアに取り込まれる。次に
書き込み制御信号φが4Vになると、データ入出力線I/
O,▲▼の電位がDinに応じて高電位,低電位に分
かれる。ここではI/OがVBE、▲▼が3VBEになつ
たとする。その後YデコーダYDにより1対のデータ線が
選択される。ここではD0,▲▼が選択されたとす
る。データ線選択信号線Y0が4VになるとD0がVBE、▲
▼が3VBEになり、メモリセルの蓄積端子10には低高
電位のVBEが書き込まれる(最初端子10に高電位が記憶
されていた場合の動作波形)。一方、低電位が蓄積され
たメモリセルに高電位に書き込む動作は次のように行
う。センスアンプが動作した後D0はVBE、▲▼は3V
BEとなつている。I/O,▲▼の電位はDinによりそ
れぞれ3VBE,VBEにされる。その後Y0が4Vに上昇し、D0
が3VBE、▲▼がVBEとなり、メモリセルの蓄積端子
10には3VBEが書き込まれる(最初端子10に低電位が記
憶されていた場合の動作波形)。
Next, a write operation to a memory cell will be described using operation waveforms shown in FIG. After amplifying memory cell signals in the sense amplifier in the same manner as read operation, the write signal D in is taken into the data input buffer. Next, when the write control signal phi w is 4V, the data input and output lines I /
O, ▲ ▼ of potential is in accordance with the D in high-potential, divided into low potential. Here I / O is V BE, ▲ ▼ is to Natsuta to 3V BE. Thereafter, a pair of data lines is selected by the Y decoder YD. Here, it is assumed that D 0 and ▲ ▼ have been selected. Data line selection signal lines Y 0 is 4V when D 0 is V BE,
▼ becomes 3V BE , and the low and high potential V BE is written to the storage terminal 10 of the memory cell (operation waveform when the high potential is stored in the terminal 10 first). On the other hand, an operation of writing a high potential to a memory cell in which a low potential is stored is performed as follows. After the sense amplifier operates, D 0 is V BE and ▲ ▼ is 3 V
Be connected with BE . The potentials of I / O and ▲ ▼ are set to 3V BE and V BE respectively by D in . Then Y 0 rises to 4V and D 0
Is 3V BE , ▲ ▼ is V BE , and the storage terminal of the memory cell
3V BE is written to 10 (operation waveform when a low potential is stored in the terminal 10 first).

以上のようにしてメモリセルに信号が書き込まれた後
の動作は読みだし動作と同一である。すなわち、メモリ
セル信号のうち高電位のものは昇圧され3VBE+5VBE
8VBE(6.4V)、低電位のものはVBEに蓄積される。ま
た、ダミーセルには、MOSトランジスタT3を介してダミ
ーセル書き込み信号DCにより一定電圧DVが書き込まれ
る。
The operation after the signal is written in the memory cell as described above is the same as the read operation. That is, the high potential of the memory cell signal is boosted to 3V BE + 5V BE =
8V BE (6.4V), those with low potential are stored in V BE . Further, the dummy cell, a constant voltage DV is written by the dummy cell write signal DC via the MOS transistor T 3.

以上述べたように、本実施例によればデータ線の電圧
振幅とメモリセルへの書き込み電圧は独立に決めること
ができる。したがつて、メモリセルの情報保持時間に関
係するメモリセルの高電位信号の電圧を決定するプレー
トの電圧振幅は大きくし、メモリの消費電力に関係する
データ線の電圧振幅(センスアンプ動作時の電圧振幅)
を小さくできる。本実施例ではプレートの電圧振幅に比
べ、データ線の電圧振幅を小さくしている。これにより
メモリセルの信号電圧を十分に確保しつつ消費電力を大
幅に低減できる。したがつて、メモリの低消費電力化と
高S/N化を両立できる。また、本実施例ではデータ線の
プリチヤージ時の電位を、データ線の電圧振幅の高電位
側と低電位側の中間にしている。これにより消費電力は
さらに低減できる。このデータ線の電圧振幅はセンスア
ンプを構成するN−MOSトランジスタとP−MOSトランジ
スタのしきい電圧の絶対値の和、程度まで小さくでき
る。しきい電圧は通常0.5Vから1Vであるからデータ線の
電圧振幅を2VBE(1.6V)Vとすると5V振幅の場合に比
べ充放電電流は約1/3に低減できることになる。また、
本実施例ではダミーセルを設けその記憶電圧を自由に制
御出来るようにしてあるため′1′′0′の読みだし信
号量を自由に制御することが出来、α線ソフトエラーに
強くリフレツシユ特性に悪影響がなく低消費電力のメモ
リを設計することが可能である。また、本実施例ではデ
ータ線の電位など各動作電圧をバイポーラトランジスタ
のベース,エミツタ間の順方向電圧を基準に決めている
のでMOSFETとバイポーラトランジスタを混在させたメモ
リLSIの設計が容易になる。
As described above, according to the present embodiment, the voltage amplitude of the data line and the write voltage to the memory cell can be determined independently. Accordingly, the voltage amplitude of the plate for determining the voltage of the high potential signal of the memory cell related to the information retention time of the memory cell is increased, and the voltage amplitude of the data line related to the power consumption of the memory (the voltage during the sense amplifier operation). Voltage amplitude)
Can be reduced. In this embodiment, the voltage amplitude of the data line is smaller than the voltage amplitude of the plate. As a result, the power consumption can be significantly reduced while sufficiently securing the signal voltage of the memory cell. Therefore, both low power consumption and high S / N of the memory can be achieved. In this embodiment, the potential of the data line at the time of precharging is set to an intermediate value between the high potential side and the low potential side of the voltage amplitude of the data line. This can further reduce power consumption. The voltage amplitude of this data line can be reduced to the sum of the absolute values of the threshold voltages of the N-MOS transistor and the P-MOS transistor forming the sense amplifier. Since the threshold voltage is usually 0.5 V to 1 V, if the voltage amplitude of the data line is 2 V BE (1.6 V) V, the charge / discharge current can be reduced to about 1/3 as compared with the case of 5 V amplitude. Also,
In the present embodiment, the dummy cell is provided so that the storage voltage thereof can be freely controlled, so that the read signal amount of "1""0" can be freely controlled, which is resistant to α-ray soft error and adversely affects the refresh characteristic. Therefore, it is possible to design a memory with low power consumption. Further, in the present embodiment, since each operating voltage such as the potential of the data line is determined based on the forward voltage between the base of the bipolar transistor and the emitter, it becomes easy to design the memory LSI in which the MOSFET and the bipolar transistor are mixed.

第23図は、ダミーセル書き込み電圧DVの具体的実施例
である。バイポーラトランジスタQ0と抵抗R1,R2,R3
構成されている。端子21の電圧値DVは VBE:Q0のベース,エミツタ間電圧 と現わされ、R2とR3の抵抗値により電圧値を自由に設定
することが出来る。
FIG. 23 is a specific embodiment of the dummy cell write voltage DV. It comprises a bipolar transistor Q 0 and resistors R 1 , R 2 and R 3 . The voltage value DV of the terminal 21 is V BE : expressed as the voltage between the base and emitter of Q 0 , and the voltage value can be set freely by the resistance values of R 2 and R 3 .

本発明の別の実施例を第24図(a)に示すメモリ回路
を用いて説明する。このメモリ回路は第22図(a)に示
す回路とはメモリセルの記憶容量のプレート電極が2ワ
ード線毎に共通になつていること以外は同一である。プ
レート電極を2ワード線で共通にしているため第1図の
場合より高集積化を図ることが出来る。この回路の動作
を第24図(b)の動作波形を用いて説明する。
Another embodiment of the present invention will be described using a memory circuit shown in FIG. This memory circuit is the same as the circuit shown in FIG. 22 (a) except that the plate electrode of the storage capacity of the memory cell is common for every two word lines. Since the plate electrode is shared by the two word lines, higher integration can be achieved than in the case of FIG. The operation of this circuit will be described with reference to the operation waveform of FIG.

データ線プリチヤージ信号▲▼が4Vの間、データ
線D0,▲▼(Dn,▲▼)は4VBE(3.2V)にプ
リチヤージされている。この時センスアンプ駆動信号φ
SP,▲▼は4VBEとなつており、センスアンプSA0
〜SAnはOFF状態となつている。▲▼が0Vになつた
後、ワード線が選択される。ここではワード線W0が選択
されたとする。ワード線W0が選択され0Vから5.5Vになる
とW0につながるメモリセルの信号が各データ線に読みだ
される。ここではワード線W0につながるメモリセルに
は、いずれも高電位(8BE)の信号が蓄積されていたと
する。従つて、D0,Dnには、′1′情報が、▲▼,
▲▼には参照電圧がダミーセルから読みだされる。
次に、センスアンプ駆動信号φSPが4VBEから5VBEに、
▲▼が4VBEから3VBEになり、センスアンプが動
作し、D0は5VBEに、▲▼は3VBEに増幅するこの
後、YデコーダYDにより1対のデータ線D0,▲▼が
選択され、データ線選択信号Y0が個電位になり、データ
入出力線I/O,▲▼にメモリセル信号が読みだされ
る。この信号は、出力AMPにより増幅され、出力信号D
outとなり外部に出力される。
While the data line precharge signal ▼ is 4V, the data lines D 0 , ▲ (D n , ▼) are precharged to 4V BE (3.2V). At this time, the sense amplifier drive signal φ
SP and ▲ ▼ are 4V BE and sense amplifier SA 0
~ SA n is in the OFF state. After ▲ ▼ becomes 0V, the word line is selected. Here, it is assumed that the word line W 0 is selected. Signal of the memory cells connected to W 0 when the word line W 0 is 5.5V from the selected 0V is read out to the data lines. Here, the memory cells connected to the word line W 0 is both a signal of a high potential (8 BE) is accumulated. Therefore, D 0 and D n contain “1” information, ▲ ▼,
At ▲ ▼, the reference voltage is read from the dummy cell.
Next, the sense amplifier drive signal φ SP is changed from 4V BE to 5V BE ,
▲ ▼ becomes 3V BE from 4V BE, sense amplifier operates, D 0 to 5V BE, ▲ ▼ Thereafter be amplified 3V BE, the data lines D 0 of a pair by the Y decoder YD, ▲ ▼ is is selected, the data line selection signal Y 0 is the number potential, data input and output line I / O, ▲ ▼ memory cell signal is read out to. This signal is amplified by the output AMP and the output signal D
out and output to the outside.

次に、メモリセルへの信号の再書き込み動作を説明す
る。センスアンプによりD0は高電位の5VBEに▲▼
は低電位の3VBEになつている。この時メモリセルの蓄
積端子10はワード線W0が高電位であるためD0と同じ5V
BEとなる。次に、プレートP0′が5.5VBE(4.4V)から2.
5VBE(2V)に変わるが、データ線、及び蓄積端子10の電
位は、センスアンプにより5VBEに保持されているため
変化しない。その後、ワード線W0の電位が5.5Vから5V
BEまで低下する。ここでメモリセルを構成するトランジ
スタのしきい電圧を1Vとすると、蓄積端子10は5VBE
データ線D0は5VBE、ワード線W0は5VBEとなつているた
めトランジスタT0はOFF状態である。従つて、次にP0
が2.5VBEから5.5VBEの変わると蓄積端子10の電位は5V
BEからほぼ8VBE(6.4V)まで上昇する。これによりメ
モリセルには、ほぼ8VBEの高電位が書き込まれること
になる。一方、メモリセルの低電位の信号が蓄積されて
いた場合は、次のような動作となる。第24図(b)の端
子10が低電位の場合の動作波形を用いて説明する。セン
スアンプが動作した後データ線D0が低電位の3VBE、端
子10の電位も3VBEとなつている。したがつて、この
後、ワード線W0の電位が5.5Vから5VBE(4V)まで低下
してもメモリセルを構成するトランジスタT0はON状態で
ある。従つて、プレートP0′がどのように変化してもセ
ンスアンプによりデータ線電位が固定されているため蓄
積端子10の電位は、3VBEに保持される。これによりメ
モリセルには再び低電位の3VBEが書き込まれることに
なるさて、本実施例では、非選択ワード線につながるメ
モリセルの電位も変わる。この非選択ワード線W1につな
がるメモリセルの蓄積端子11のふるまいについて説明す
る。まず、蓄積端子11に高電位が書き込まれている場合
の動作は次のようになる。待機時、プレートP0′が5.5V
BE、蓄積端子11が8VBEになつている。センスアンプが
メモリセル信号を増幅した後、P0′が2.5VBEになると蓄
積端子11は5VBEとなる。この時ワード線W1は0V、デー
タ線▲▼は3VBEであるのでトランジスタT1がON状
態になることはなくメモリセル内の情報が破壊されるこ
とわない。その後、P0′が5.5VBEになり、蓄積端子11の
電位は8VBEにもどる。蓄積端子11に低電位が書き込ま
れている場合の動作は次のようになる。待機時、プレー
トP0′が5.5VBE、蓄積端子11が3VBEになつている。セ
ンスアンプがメモリセル信号を増幅した後、P0′が2.5V
BEになると地区急きたし11は0Vとなる。この時ワード線
W1は0V、データ線▲▼は5VBEとなるのでトランジ
スタT1がON状態になることはなくメモリセル内の情報が
破壊されることはない。その後、P0′が5.5VBEになり蓄
積端子11の電位は8VBEにもどる。次に、ワード線W0が0
Vとなりメモリセルへの再書き込みが終了する。その
後、φSP,▲▼が4VBEとなり、▲▼が高電
位となりデータ線4VBEにプリチヤージする。
Next, an operation of rewriting a signal to a memory cell will be described. By the sense amplifier D 0 is in the high-potential 5V BE ▲ ▼
Has a low potential of 3V BE . The same 5V and D 0 for storing terminal 10 at this time memory cell word lines W 0 is high potential
BE . Next, plate P 0 ′ is changed from 5.5V BE (4.4V) to 2.
Although it changes to 5V BE (2V), the potential of the data line and the storage terminal 10 does not change because it is held at 5V BE by the sense amplifier. Then, 5V potential of the word line W 0 is from 5.5V
It drops to BE . Here, assuming that the threshold voltage of the transistor constituting the memory cell is 1 V, the storage terminal 10 has 5 V BE ,
Since the data line D 0 is 5 V BE and the word line W 0 is 5 V BE , the transistor T 0 is in the OFF state. Therefore, then P 0
Changes from 2.5V BE to 5.5V BE , the potential of the storage terminal 10 becomes 5V
It rises from BE to almost 8V BE (6.4V). As a result, a high potential of approximately 8 V BE is written to the memory cell. On the other hand, when the low potential signal of the memory cell is stored, the following operation is performed. Description will be made using operation waveforms when the terminal 10 in FIG. 24B is at a low potential. Data lines D 0 after the sense amplifier is operated is low potential 3V BE, and the potential of the terminal 10 also and 3V BE summer. It was but connexion, thereafter, transistors T 0 the potential of the word line W 0 constitute a memory cell is also reduced from 5.5V to 5V BE (4V) is in the ON state. Therefore, no matter how the plate P 0 ′ changes, the potential of the storage terminal 10 is maintained at 3 V BE because the data line potential is fixed by the sense amplifier. As a result, a low potential of 3V BE is written into the memory cell again. In this embodiment, the potential of the memory cell connected to the unselected word line also changes. The behavior of the storage terminal 11 of the memory cells connected to the unselected word lines W 1 will be described. First, the operation when a high potential is written to the storage terminal 11 is as follows. During standby, plate P 0 ′ is 5.5V
BE , the storage terminal 11 is at 8V BE . After P 0 ′ becomes 2.5 V BE after the sense amplifier amplifies the memory cell signal, the storage terminal 11 becomes 5 V BE . At this time the word lines W 1 to 0V, information of the data line ▲ ▼ in the memory cell never transistor T 1 is turned ON since it is 3V BE is not adversely be destroyed. Thereafter, P 0 ′ becomes 5.5 V BE , and the potential of the storage terminal 11 returns to 8 V BE . The operation when a low potential is written to the storage terminal 11 is as follows. During standby, the plate P 0 ′ is at 5.5 V BE and the storage terminal 11 is at 3 V BE . After the sense amplifier amplifies the memory cell signal, P 0 ′ becomes 2.5V
When it comes to BE , the area rushes and 11 becomes 0V. At this time the word line
W 1 to 0V, data lines ▲ ▼ transistor T 1 is never the information in the memory cell not to become ON state is destroyed since the 5V BE. Thereafter, P 0 ′ becomes 5.5 V BE and the potential of the storage terminal 11 returns to 8 V BE . Next, the word line W 0 is set to 0
V, and the rewriting to the memory cell is completed. Thereafter, φ SP and ▲ ▼ become 4V BE , and ▲ ▼ becomes high potential and precharges to the data line 4V BE .

次にメモリセルへの書き込み動作を第24図(c)に示
す動作波形を用いて説明する。まず、高電位が蓄積され
ているメモリセルに低電位を書か込む動作について説明
する。読みだし動作と同様にして、メモリセル信号をセ
ンスアンプで増幅した後、書き込み信号Dinがデータ入
力バツフアに取り込まれる。次に、書き込み制御信号φ
が高電位になると、データ入出力線I/O,▲▼の
電位がDinに応じて、高電位,低電位に分かれる。ここ
ではI/Oが3VBE、▲▼が5VBEになつたとする。
その後、YデコーダYDにより1対のデータ線が選択され
る。ここではD0,▲▼が選択されたとする。従つ
て、データ線選択信号線Y0が高電位になる。これにより
D0が3VBE、▲▼が5VBEになり、メモリセルの蓄積
端子10には低電位3VBEが書き込まれる。この後の動作
は読みだし動作と同一である。
Next, a write operation to a memory cell will be described using operation waveforms shown in FIG. First, an operation of writing a low potential to a memory cell storing a high potential will be described. In the same manner as the read operation, after amplifying memory cell signals in the sense amplifier, a write signal D in is taken into the data input buffer. Next, the write control signal φ
When w becomes a high potential, the potentials of the data input / output lines I / O and ▼ are divided into a high potential and a low potential according to D in . Here, it is assumed that I / O is 3V BE and ▲ ▼ is 5V BE .
Thereafter, a pair of data lines is selected by the Y decoder YD. Here, it is assumed that D 0 and ▲ ▼ have been selected. Accordance connexion, the data line selection signal lines Y 0 is at a high potential. This
D 0 becomes 3V BE and ▲ becomes 5V BE , and the low potential 3V BE is written to the storage terminal 10 of the memory cell. The subsequent operation is the same as the reading operation.

以上述べたように本実施例においてもデータ線の電圧
振幅とメモリセルへの書き込み電圧は独立に決めること
ができる。従つて、データ線充放電電流を小さくでき、
メモリの消費電力を低減できる。また、データ線電圧振
幅を小さくしたことによるメモリセルへの書き込み電圧
の減少は、プレートからの書き込みによつて補償してい
る。従つて、情報保持時間,耐α線ソフトエラー特性の
向上が図れる。また、本実施例ではダミーセルを設けそ
の記憶電圧を自由に制御出来るようにしてあるため′
1′′0′の読みだし信号量を自由に制御することが出
来、α線ソフトエラーに強くリフレツシユ特性に悪影響
がなく低消費電力のメモリを設計することが可能であ
る。また、本実施例ではデータ線の電位など各動作電圧
をバイポーラトランジスタのベース,エミツタ間の順方
向電圧VBEを基準に決めているのでMOSFETとバイポーラ
トランジスタを混在させたメモリLSIの設計が容易にな
る。
As described above, also in this embodiment, the voltage amplitude of the data line and the write voltage to the memory cell can be determined independently. Therefore, the data line charge / discharge current can be reduced,
The power consumption of the memory can be reduced. The decrease in the write voltage to the memory cell due to the reduction in the data line voltage amplitude is compensated by writing from the plate. Accordingly, the information retention time and the α-ray soft error resistance can be improved. Further, in this embodiment, a dummy cell is provided so that its storage voltage can be freely controlled.
It is possible to freely control the readout signal amount of 1 "0", and it is possible to design a low power consumption memory which is resistant to α-ray soft error and has no adverse effect on the refresh characteristics. Further, in the present embodiment, since each operating voltage such as the potential of the data line is determined based on the forward voltage V BE between the base of the bipolar transistor and the emitter, it is easy to design a memory LSI in which MOSFETs and bipolar transistors are mixed. Become.

さらに、プレートを二本のワード線W0,W1で共通に配
線しているため、チツプ面積を小さくすることが出来
る。
Further, since the plate is commonly wired by the two word lines W 0 and W 1 , the chip area can be reduced.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によればセンスアンプ動作時のデータ線電圧振
幅を従来より大幅に低減できるので、データ線充放電電
流を低減でき、メモリセルアレーでの消費電力を従来の
1/2〜1/3に低減できる。また、メモリセル信号のうち高
電位のものをプレートから昇圧することによりメモリセ
ル信号を大きくできる。したがつて、本発明はメモリの
低消費電力化,高S/N化に効果がある。すなわち、情報
保持時間,耐α線ソフトエラー特性の向上,雑音の低
減,信頼度の向上が図れる。
According to the present invention, the data line voltage amplitude during the operation of the sense amplifier can be greatly reduced compared to the conventional case, so that the data line charge / discharge current can be reduced and the power consumption in the memory cell array can be reduced.
It can be reduced to 1/2 to 1/3. In addition, by boosting a high-potential memory cell signal from the plate, the memory cell signal can be increased. Therefore, the present invention is effective in reducing the power consumption and increasing the S / N of the memory. That is, it is possible to improve the information retention time, the α-ray soft error characteristic, the noise, and the reliability.

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

第1図は本発明の一実施例の回路図と動作波形図、第2
図は本発明の一実施例の動作波形図、第3図は本発明の
一実施例のメモリセル構成を示す図、第4図は本発明の
一実施例の回路図と動作波形図、第5図は本発明の一実
施例の動作波形図、第6図は本発明の一実施例のメモリ
セル構成を示す図、第7図は本発明の一実施例のメモリ
セル構成を示す図、第8図は本発明の一実施例のメモリ
セル構成を示す図、第9図は本発明の一実施例のメモリ
セル構成を示す図、第10図は本発明の一実施例の動作波
形図、第11図は本発明の一実施例の回路図、第12図は本
発明の一実施例の動作波形図、第13図は本発明の一実施
例の回路図、第14図は本発明の一実施例の回路図と動作
波形図、第15図は本発明の一実施例の回路図と動作波形
図、第16図は本発明の一実施例の回路図と動作波形図、
第17図は本発明の一実施例の回路図と動作波形図、第18
図は本発明の一実施例の回路図と動作波形図、第19図は
本発明の一実施例の回路図と動作波形図、第20図は本発
明の一実施例の動作波形図、第21図は本発明の一実施例
の動作波形図、第22図は本発明の一実施例の回路図と動
作波形図、第23図は本発明の一実施例の回路図、第24図
は本発明の一実施例の回路図と動作波形図である。 MA……メモリセルアレー、XD……Xデコーダ、YD……Y
デコーダ、PD……プレート駆動回路、AMP……出力アン
プ、DiB……データ入力バツフア、P0,Pm……プレート
配線、D0,▲▼,Dn,▲▼……データ線、W0
Wm……ワード線。
FIG. 1 is a circuit diagram and an operation waveform diagram of one embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is an operation waveform diagram of one embodiment of the present invention, FIG. 3 is a diagram showing a memory cell configuration of one embodiment of the present invention, FIG. 4 is a circuit diagram and operation waveform diagram of one embodiment of the present invention, 5 is an operation waveform diagram of one embodiment of the present invention, FIG. 6 is a diagram showing a memory cell configuration of one embodiment of the present invention, FIG. 7 is a diagram showing a memory cell configuration of one embodiment of the present invention, FIG. 8 is a diagram showing a memory cell configuration of one embodiment of the present invention, FIG. 9 is a diagram showing a memory cell configuration of one embodiment of the present invention, and FIG. 10 is an operation waveform diagram of one embodiment of the present invention. FIG. 11 is a circuit diagram of one embodiment of the present invention, FIG. 12 is an operation waveform diagram of one embodiment of the present invention, FIG. 13 is a circuit diagram of one embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 15 is a circuit diagram and operation waveform diagram of one embodiment of the present invention, FIG. 16 is a circuit diagram and operation waveform diagram of one embodiment of the present invention,
FIG. 17 is a circuit diagram and an operation waveform diagram of one embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 19 is a circuit diagram and operation waveform diagram of one embodiment of the present invention, FIG. 19 is a circuit diagram and operation waveform diagram of one embodiment of the present invention, FIG. 20 is an operation waveform diagram of one embodiment of the present invention, FIG. 21 is an operation waveform diagram of one embodiment of the present invention, FIG. 22 is a circuit diagram and operation waveform diagram of one embodiment of the present invention, FIG. 23 is a circuit diagram of one embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 2 is a circuit diagram and an operation waveform diagram of one embodiment of the present invention. MA: memory cell array, XD: X decoder, YD: Y
Decoder, PD ...... plate drive circuit, AMP ...... output amplifier, DiB ...... data input buffer, P 0, P m ...... plate wiring, D 0, ▲ ▼, D n, ▲ ▼ ...... data line, W 0 ,
W m ... word line.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−25882(JP,A) 特開 昭56−140591(JP,A) 衛藤他、「DRAMの低電圧動作方式 の提案」 電子情報通信学会春季全国大 会予稿集 (1989) C−360 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G11C 11/407──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-63-25882 (JP, A) JP-A-56-14091 (JP, A) Eto et al., "Proposal of low-voltage operation method for DRAM" Proceedings of the National Meeting of Spring Meeting (1989) C-360 (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G11C 11/407

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】複数のデータ線対と、上記複数のデータ線
対と交差するように配置された複数のワード線と、上記
複数のデータ線対と上記複数のワード線との交点に配置
され、それぞれ上記複数のワード線の対応するワード線
の電圧でオン・オフが制御されるスイッチング手段とそ
の一方の電極が上記スイッチング手段を介して上記複数
のデータ線対の対応するデータ線に接続されたコンデン
サとを有する複数のメモリセルと、上記複数のメモリセ
ルの各コンデンサの他方の電極の電位を制御する制御回
路と、上記複数のデータ線対のそれぞれに対応して設け
られた複数のセンスアンプとを有するメモリ回路におい
て、 上記制御回路の最大振幅は、上記複数のデータ線対間の
最大の電位差よりも大きい振幅であり、 上記複数のセンスアンプにより増幅される際の対応する
データ線対間の電位差は、上記センスアンプを構成して
いるN形MOSトランジスタ及びP形MOSトランジスタのそ
れぞれのしきい電圧の絶対値の和より少し大きい程度で
あり、 上記複数のメモリセルへの読み書き動作中の待機期間
中、上記複数のデータ線対の各データ線の電位は、上記
複数の各データ線のロウレベルの電位とハイレベルの電
位とのほぼ中間の電位としたことを特徴とするメモリ回
路。
A plurality of data line pairs; a plurality of word lines arranged to intersect with the plurality of data line pairs; and a plurality of data line pairs arranged at intersections of the plurality of word lines. A switching unit whose on / off is controlled by a voltage of a corresponding word line of the plurality of word lines, and one electrode of the switching unit is connected to a corresponding data line of the plurality of data line pairs via the switching unit; A plurality of memory cells having a plurality of capacitors, a control circuit for controlling the potential of the other electrode of each capacitor of the plurality of memory cells, and a plurality of sense circuits provided for each of the plurality of data line pairs. And a maximum amplitude of the control circuit is larger than a maximum potential difference between the plurality of data line pairs. The potential difference between the corresponding data line pair at the time of amplification is slightly larger than the sum of the absolute values of the respective threshold voltages of the N-type MOS transistor and the P-type MOS transistor constituting the sense amplifier. During the standby period during the read / write operation to the plurality of memory cells, the potential of each data line of the plurality of data line pairs is substantially intermediate between the low level potential and the high level potential of the plurality of data lines. A memory circuit having a potential.
【請求項2】上記複数のセンスアンプにより増幅される
際の対応するデータ線対間の電位差は、2Vであることを
特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のメモリ回路。
2. The memory circuit according to claim 1, wherein a potential difference between a corresponding pair of data lines when amplified by said plurality of sense amplifiers is 2V.
【請求項3】複数のデータ線と、上記複数のデータ線と
交差するように配置された複数のワード線と、上記複数
のデータ線と上記複数のワード線との交点に配置され、
それぞれが上記複数のワード線の対応するワード線の電
圧でオン・オフが制御されるスイッチング手段とその一
方の電極が上記スイッチング手段を介して上記複数のデ
ータ線の対応するデータ線に接続されだコンデンサとを
有する複数のメモリセルと、上記複数のメモリセルの各
コンデンサの他方の電極の電位を制御する制御回路と、
上記複数のデータ線の各データ線に読み出された信号を
第1の電位又は上記第1の電位よりも低い第2の電位の
何れかに増幅する複数のセンスアンプとを有するメモリ
回路において、 上記第2の電位は、上記複数のワード線の非選択時の電
位より、上記制御回路の出力の最大電圧振幅以上高いこ
とを特徴とするメモリ回路。
A plurality of data lines, a plurality of word lines arranged to intersect with the plurality of data lines, and an intersection of the plurality of data lines and the plurality of word lines;
Switching means, each of which is turned on / off by a voltage of a corresponding word line of the plurality of word lines, and one electrode thereof is connected to a corresponding data line of the plurality of data lines via the switching means. A plurality of memory cells having a capacitor, a control circuit for controlling the potential of the other electrode of each capacitor of the plurality of memory cells,
A memory circuit having a plurality of sense amplifiers for amplifying a signal read out to each of the plurality of data lines to a first potential or a second potential lower than the first potential; The memory circuit according to claim 1, wherein the second potential is higher than a potential when the plurality of word lines are not selected by a maximum voltage amplitude of an output of the control circuit.
【請求項4】上記第1の電位と上記第2の電位との差の
絶対値は2Vであることを特徴とする特許請求の範囲第3
項に記載のメモリ回路。
4. The method according to claim 3, wherein an absolute value of a difference between said first potential and said second potential is 2V.
The memory circuit according to the paragraph.
【請求項5】上記第1の電位と上記第2の電位との差の
絶対値は上記制御回路の出力の最大電圧振幅以下である
ことを特徴とする特許請求の範囲第3項又は第4項の何
れかに記載のメモリ回路。
5. An apparatus according to claim 3, wherein an absolute value of a difference between said first potential and said second potential is smaller than a maximum voltage amplitude of an output of said control circuit. The memory circuit according to any one of the above items.
【請求項6】上記複数のデータ線に上記第1の電位と上
記第2の電位とのほぼ中間電位を供給するプリチャージ
回路を有することを特徴とする特許請求の範囲第3項乃
至第5項の何れかに記載のメモリ回路。
6. The semiconductor device according to claim 3, further comprising a precharge circuit for supplying a substantially intermediate potential between said first potential and said second potential to said plurality of data lines. The memory circuit according to any one of the above items.
【請求項7】複数のデータ線と、上記複数のデータ線と
交差するように配置された複数のワート線と、上記複数
のデータ線と上記複数のフード線との交点に配置され、
それぞれが上記複数のワード線の対応するワード線の電
圧でオン・オフが制御されるスイッチング手段とその一
方の電極が上記スイッチング手段を介して上記複数のデ
ータ線の対応するデータ線に接続されたコンデンサとを
有する複数のメモリセルと、上記複数のメモリセルの各
コンデンサの他方の電極が上記複数のワード線の各ワー
ド線毎に分割され、上記分割された他方の電極の電位を
選択されるワード線に対応して制御する制御回路とを有
するメモリ回路において、 電圧発生回路と、上記電圧発生回路の出力と上記複数の
ワード線との間の接続が上記制御回路の出力で制御され
る複数のスイッチング手段を更に有することを特徴とす
るメモリ回路。
7. A plurality of data lines, a plurality of wort lines arranged so as to intersect with the plurality of data lines, and an intersection point between the plurality of data lines and the plurality of hood lines,
Switching means, each of which is turned on / off by a voltage of a corresponding word line of the plurality of word lines, and one electrode thereof is connected to a corresponding data line of the plurality of data lines via the switching means. A plurality of memory cells having a capacitor, and the other electrode of each capacitor of the plurality of memory cells is divided for each word line of the plurality of word lines, and the potential of the other divided electrode is selected. In a memory circuit having a control circuit for controlling a word line, a voltage generation circuit, and a plurality of connections between an output of the voltage generation circuit and the plurality of word lines controlled by an output of the control circuit A memory circuit, further comprising: switching means.
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