JP2892216B2 - 半導体メモリ - Google Patents

半導体メモリ

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体メモリに係わ
り、特に動作速度を改善した半導体メモリに関する。
【0002】
【従来の技術】コンピュ−タの世界においては、中央演
算処理装置(CPU)の動作速度にメモリの動作速度の
向上が追いつけず、両者の動作速度の差が年々開いてゆ
く傾向にある。そこで、デ−タアクセスタイムの速いメ
モリが望まれている。
【0003】動作の高速化を狙った動作モ−ドとして、
ペ−ジモ−ドとよばれるモ−ドがある。ペ−ジモ−ドと
は、一つのロウ・アドレスを一定としたまま、カラム・
アドレスを指定する方法である。この方法であると、一
つのロウを選択状態にしておくので、カラム・アドレス
を指定するだけでデ−タを読み出すことができ、ロウを
選択するのに要する時間が節約され、デ−タのアクセス
タイムを速くできる。しかしながら、ペ−ジモ−ドでは
選択されるロウは一つだけであり、常にそのロウにデ−
タアクセス要求がくるとは限らない。このため、異なる
ロウが選択される度に、その選択からデ−タをメモリか
ら出力するまでに時間を要している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、ペ−ジ
・モ−ドでは、選択状態にあるロウへデ−タアクセス要
求がくる(これを以下“ヒット”と称す)確率(ヒット
レ−ト)が悪い。このため、選択状態にあるロウへデ−
タアクセス要求がこない(これを以下“ミス”と称す)
場合とヒットした場合との平均値、すなわち、デ−タア
クセスタイム全体の平均値は悪くなり、結果として、デ
−タのアクセスタイムの短縮の効果は、さほど上がらな
い、という欠点がある。
【0005】この発明は、上記のような点に鑑み為され
たもので、その目的は、ヒットレ−トを向上できるとと
もに、デ−タアクセスタイムを短縮できる半導体メモリ
を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明に係わる半導体
メモリは、メモリ領域と、ビット線に接続され、このビ
ット線に流れる信号を増幅する増幅器とにより構成され
たサブアレイを複数有する。そして、増幅器がサブアレ
イ毎に、互いに異なるアドレスに対応するロウから抽出
されたセルデ−タを保持できるように構成されているこ
とを特徴としている。
【0007】
【作用】上記半導体メモリにあっては、複数のサブアレ
イ毎に、増幅器が互いに異なるアドレスに対応するロウ
から抽出されたデ−タを保持できるので、選択状態にあ
るロウへデ−タアクセス要求がくる確率、すなわち、ヒ
ットレ−トを向上できる。従って、ヒット、ミスの両者
を含むデ−タアクセスタイム全体の平均値を小さくでき
る。
【0008】さらに、ロウから抽出されたセルデ−タが
増幅器に保持され、読み出されるべきデ−タが増幅器に
て待機された状態となっている。このため、アクセス要
求があってからメモリからデ−タを読み出して出力する
方式に比べ、デ−タを出力するまでの時間(デ−タアク
セスタイム)を大幅に短縮することができる。
【0009】
【実施例】以下、図面を参照してこの発明を実施例によ
り説明する。この説明において、全図に渡り同一の部分
には同一の参照符号を付すことにより、重複する説明は
避けることにする。図1〜図2はそれぞれ、この発明の
第1の実施例に関わるDRAMのフロアプランを示す図
である。
【0010】まず、図2に示すように、メモリセル(11)
〜(nn)が行列状に配置されたメモリセルアレイ10があ
り、ワ−ド線WL1 〜WLn は、同一行のセル(11)〜(1
n)、(21)〜(2n)および(31)〜(3n)にそれぞれ共通に接続
され、ビット線BL1 〜BLn は、同一列のセル(11)〜
(n1)、(12)〜(n2)および(13)〜(n3)にそれぞれ共通に接
続されている。ワ−ド線WL1 〜WLn はロウデコ−ダ
12に接続され、ビット線BL1 〜BLn は増幅器群1
4に接続されている。増幅器群14は、ビット線BL1
〜BLn 毎に、セル(11)〜(nn)より取り出したセルデ−
タを増幅する増幅器161 〜16n から成る。ビット線
BL1 〜BLn はそれぞれ、増幅器161 〜16n を介
してカラムデコ−ダ18に接続されている。ロウデコ−
ダ12には所定のロウアドレスを記憶できるレジスタ8
0が接続されている。レジスタ80にはロウアドレスが
取り込まれるとともに、比較器100に接続されてい
る。
【0011】この発明に係わる半導体メモリは、所望の
ロウ(ワ−ド線)を選択(図中では、WL2が選択され
ている)し、この選択されたロウに接続されているセル
(図中では、セル(21)、 (22) 、(2n)に保持されていた
セルデ−タをそれぞれ、増幅器161 〜16n に保持さ
せ、増幅器群14を出力待機状態とする。選択されてい
るロウに対応したロウアドレスはレジスタ80に記憶さ
れており、アクセス要求がメモリに来た時、比較器10
0は、アクセス要求が含んでいるロウアドレスと、レジ
スタ80に記憶されているロウアドレスとを比較して、
互いのロウアドレスが一致した場合にはヒットした旨を
知らせるヒット信号を出力し、不一致の場合にはミスし
た旨を知らせるミス信号を出力する。比較器100か
ら、ヒット信号が出力された時にはロウの選択を行わず
に、カラムアドレスによるカラムの選択のみでデ−タを
出力する。また、比較器100から、ミス信号が出力さ
れた時には、レジスタ80に記憶されているロウアドレ
スを、アクセス要求が含むロウアドレスに書き替え、こ
の書き替えられたロウアドレスによるロウの選択と、カ
ラムアドレスによるカラムの選択とを行ってデ−タを出
力する。
【0012】このような動作方式であると、デ−タのア
クセス要求があってから、ロウを選択して、さらにカラ
ムを選択してデ−タを出力するような方式に比べ、ロウ
を選択するのに必要な時間を節約することができ、アク
セス要求があってからデ−タを出力するまでの時間(ア
クセスタイム)を短縮できる。上記のように、必ずしも
選択状態のロウにアクセス要求が来る(ヒット)とは限
らないが、メモリでは一つのロウに連続してアクセス要
求が来る確率が非常に高く、非選択状態のロウにアクセ
ス要求が来た(ミス)ことを考慮しても、ヒット・ミス
の両者を含んだメモリ全体のアクセスタイムの平均値は
短縮される。さらに、レジスタ80を設け、このレジス
タ80に選択されているロウのロウアドレスを記憶させ
ておくことにより、増幅器群14が、どのロウアドレス
のデ−タを保持しているかを瞬時に知ることができ、更
なるアクセスタイムの高速化を実現できる。
【0013】尚、ミスとなった場合には、新たにロウを
選択し直すことになるが、次回のアクセス要求を考慮し
て、選択し直したロウに接続されている各セルのセルデ
−タをそれぞれ増幅器161 〜16n に保持させて、増
幅器14を出力待機状態としておく。また、新たなロウ
アドレスはそのままレジスタ80に記憶しておく。これ
により、次回のアクセス要求が、ヒットとなる確率を高
めることができる。
【0014】さらに、この発明では、ヒットする確率を
高めるために、図2に示すようなメモリ部を、図1に示
すように1チップに複数設け、サブアレイという概念を
取り入れている。サブアレイAとサブアレイBとではそ
れぞれ、異なるアドレスに対応したロウのセルデ−タを
増幅器161 A〜16n A、161 B〜16n Bに保持
させておくことが可能である。これにより増幅器群14
A、14Bはそれぞれ、異なるアドレスに対応したロウ
のセルデ−タを出力待機状態とできる。図中に示すよう
に、サブアレイAではワ−ド線WL2 Aが選択状態にあ
り、ワ−ド線WL2 Aに接続されているセルのデ−タが
増幅器161 A〜16n Aに保持され、サブアレイBで
はワ−ド線WL1 Bが選択状態にあり、ワ−ド線WL1
Bに接続されているセルのデ−タが増幅器161 B〜1
n Bに保持されている。このように、選択状態のロウ
を複数設けるとともに、かつこれらが同時に互いに異な
るアドレスに対応するロウを選択状態とすることによっ
て、選択状態のロウにアクセス要求がヒットする確率を
高めることができる。尚、選択状態のロウのロウアドレ
スを記憶しておくレジスタも、各サブアレイ毎にレジス
タ80A、80Bを設けておく。また、比較器も、各サ
ブアレイ毎に比較器100A、100Bを設けておく。
【0015】さらに、図1に示す構成であれば、ミスと
なった場合に、ミスとなったロウのみを選択し直すこと
が可能である。これによれば、ミスの度に全てのロウを
再選択する必要がなく、また、全てのロウを選択し直す
よりも、増幅器161 B〜16n Bのデ−タ保持状態に
様々なバリエ−ションを持たせることができ、アクセス
要求がヒットする確率を高めることができる。
【0016】また、図3に示すように、複数設けられた
サブアレイでは、ロウのセルデ−タの保持を行わないサ
ブアレイCが設けられても構わない。この時、レジスタ
80A〜80Cとロウデコ−ダ12A〜12Cとの間に
ゲ−ト102A〜102Cを設け、これらのゲ−トを、
レジスタ〜デコ−ダ間接続許可信号、許可A〜許可Cに
よって制御する。これらのゲ−ト102A〜102Cを
使用して、レジスタとデコ−ダとを電気的に接続した
り、または切断したりすることによって、サブアレイ群
中に、デ−タの保持を行わないサブアレイを設けること
ができる。
【0017】次に、図3〜図5を参照して、この発明の
実施例に係わるDRAMの動作について説明する。図4
は図3に示すメモリの動作を示すタイミング波形図で、
図5(a)〜(h)はそれぞれ図4に示すタイミング毎
の装置の状態を模式的に示した図である。図5では、斜
線が引かれたブロックは活性化状態、斜線が引かれてい
ないブロックは非活性あるいはプリチャ−ジ状態にある
ことを示すものとする。また、ワ−ド線については選択
状態にあるもののみを図示することにする。
【0018】図4において、時刻t1〜t4の期間は、
初期設定動作の期間を示している。即ち、電源投入時に
アドレスレジスタに書かれているアドレスA1に基いて
所望のロウを選択し、このロウに属するセルからのデ−
タを増幅器群に保持させ、サブアレイ毎にそれぞれ初期
状態を設定する。まず、サブアレイAでは時刻t1にお
いて、アドレスレジスタに書かれているアドレスA1に
基き、アドレスA1に対応したロウ(ワ−ド線WL
1 A)が立ち上がり、時刻t2において増幅器群14A
が活性化され、ロウ(WL1 A)に属するセルのデ−タ
がそれぞれ増幅器群14Aに保持されて出力待機状態と
なる。サブアレイBにおいても時刻t3〜t4に示され
るように、時刻t1〜t2と同様な動作が行われ、アド
レスB1のロウ(WL1 B)に属するセルのデ−タがそ
れぞれ増幅器群14Bに保持されて出力待機状態とな
る。尚、サブアレイCの増幅器群14Cでは、アドレス
レジスタにアドレスC1が書き込まれているいるが、レ
ジスタ〜デコ−ダ間の電気的接続を許可する信号(許可
C)を“L”レベルとし、ゲ−ト102Cをオフさせて
おくことにより、増幅器群14Cへのデ−タの保持が行
なわれないようにしている。
【0019】図4において、時刻t5〜t7の期間はデ
−タの読み出し動作の期間を示している。時刻t5にお
ける装置の状態を図5(a)に示す。時刻t6において
サブアレイAにロウアドレスA1を含むアクセス要求が
来たとする。比較器100Aは、このロウアドレスA1
とレジスタ80Aに書き込まれているロウアドレスとを
比較し、一致していることを認識してから、ヒットとな
った旨を知らせる信号を出力する。このヒット信号を受
けて、アクセス要求が含むカラムデ−タに基き、カラム
デコ−ダで所望のカラムを選択する動作のみで、時刻t
7において出力Dout A1を出力する(図5(b))。
これらの動作が行われている時、増幅器群14Bが保持
しているセルのデ−タは、増幅器群14Aの動作に関係
なく保持されたままである。
【0020】さらに、時刻t8においてサブアレイBに
アドレスB2を含むアクセス要求が来たとする。比較器
100Bは、このロウアドレスB2とレジスタ80Bに
書き込まれているロウアドレスとを比較する。レジスタ
80BにはロウアドレスB1が書き込まれているため不
一致である。比較器100Bはこの不一致であることを
認識し、ミスとなった旨を知らせる信号を出力する。こ
のミス信号を受けて、レジスタ80Bはプリチャ−ジさ
れ、時刻t10においてレジスタ80Bには新たなロウア
ドレスB2が書き込まれ、記憶される。この間の時刻t
9においてワ−ド線WL1 Bは立ち下がる。さらにワ−
ド線WL1 Bの立ち下がりを受け、時刻t11において増
幅器群14Bがプリチャ−ジされる(図5(c))。そ
して、時刻t12においてロウアドレスB2に対応したロ
ウ(ワ−ド線WL2 B)を立ち上げ、時刻t13において
増幅器群14Bを再度活性化させる(図5(d))。こ
の後、時刻t14においてロウアドレスB2を含むアクセ
ス要求が再度来る。比較器100Bは、このロウアドレ
スB2とレジスタ80Bに書き込まれているロウアドレ
スとを比較し、一致していることを認識してから、ヒッ
トとなった旨を知らせる信号を出力する。このヒット信
号を受けて、アクセス要求が含むカラムデ−タに基き、
カラムデコ−ダで所望のカラムを選択して、時刻t15に
おいて出力Dout B2を出力する(図5(e))。これ
らの動作が行われている時、増幅器群14Aが保持して
いるセルのデ−タは、増幅器群14Bの動作に関係なく
保持されたままである。また、新たに立ち上げられたロ
ウ(WL2 B)に属するデ−タはそれぞれ、増幅器群1
4Bに保持され、次回のアクセス要求に備えて待機状態
とされる。
【0021】さらに、時刻t16においてサブアレイCに
アドレスC1を含むアクセス要求が来たとする。比較器
100Cは、このロウアドレスC1とレジスタ80Cに
書き込まれているロウアドレスとを比較し、一致してい
ることを認識してから、ヒットとなった旨を知らせる信
号を出力する。さらに、レジスタ80Cとデコ−ダ12
Cとの電気的な接続を許可する信号(許可C)が立ち上
がることにより、デコ−ダ12Cとレジスタ80Cとが
電気的に接続され、レジスタ80Cよりロウアドレスが
デコ−ダ12Cに取り込まれる。これにより、時刻t17
においてアドレスC1に対応したロウが立ち上がり、時
刻t18において増幅器群14Cが活性化される(図5
(f))。この後、アドレス要求が含むカラムデ−タに
基いてカラムを選択し、時刻t19において出力Dout C
1を出力する(図5(g))。上記一連の動作を終えた
時刻t20における装置の状態を図5(h)に示す。以
上のようなタイミングで、この発明の実施例に係わるD
RAMは動作する。
【0022】次に、上記実施例の変形例について説明す
る。図6(a)〜(h)はそれぞれ、上記実施例の変形
例に関わる装置のフロアプランを、図4に示すタイミン
グ毎に示した図である。
【0023】上記実施例で一つのメモリセルアレイ10
A〜10Cがそれぞれ、一つの増幅器群14A〜14C
に接続されているが、これを二つのメモリセルアレイ1
1A、102 A〜101 C、102 Cでそれぞれ、一
つの増幅器群14A〜14Cを共有する形であっても良
い。図6(a)〜(h)それぞれにおいては、図5
(a)〜(h)と同一の部分に同一の参照符号を付する
ことにより、その説明は省略する。図7は増幅器群14
の具体的な一構成を示すブロック図、図8は図7に示す
増幅器群の回路図である。
【0024】図7に示すように増幅器161 A…、16
1 B…はセンスアンプであり、セルアレイから、ビット
線BL1 A…、BL1 Bおよび反転信号ビット線BBL
1 A…、BBL1 Bによって伝達されてきたセルデ−タ
を差動増幅し、この差動増幅されたデ−タを、カラムデ
コ−ダによって所望のカラムを選択して出力するもので
ある。増幅器161 A…、161 B…はそれぞれ、ビッ
ト線対BL、BBLに接続されたセンス回路201
…、201 B…と、これらのセンス回路201 A…、2
1 B…に高電位、低電位の電源を供給し、かつこれら
の電位を保持する電位保持/供給回路221 A…、22
1 B…と、高電位および低電位の電位をイコライズして
増幅器161 A…、161 B…をプリチャ−ジするプリ
チャ−ジ回路241 A…、241 B…と、で構成されて
いる。このような構成の増幅器161 A…、161 B…
の集まりで増幅器群14Aおよび14Bが構成されてい
る。
【0025】電位供給/保持回路221 A…、221
…には、活性化させる増幅器群を選択する信号BLKSELA
(BLKSELB)、この信号BLKSELA(BLKSELB)を受け入れるタ
イミングを決定する信号RBACPA(RBACPB)、および増幅
器161 A…、161 B…をプリチャ−ジする信号RSTA
(RSTB)がそれぞれ供給される。また、信号RSTA(RST
B)はプリチャ−ジ回路241 A…、241 B…にもそ
れぞれ供給される。
【0026】図8に示すように、センス回路201
は、ビット線BL1 A、反転信号ビットBBL1 Aとの
間に直列に接続されたNチャネル型MOSFET(以下
NMOSと称す)30A、31Aと、Pチャネル型MO
SFET(以下PMOSと称す)32A、33Aとによ
り構成されている。ビット線BL1 Aに一端を接続した
NMOS30Aのゲ−トはビット線BBL1 Aに接続さ
れ、ビット線BBL1 Aに一端を接続したNMOS31
Aのゲ−トはビット線BL1 Aに接続されている。ビッ
ト線BL1 Aに一端を接続したPMOS32Aのゲ−ト
はビット線無BBL1 Aに接続され、ビット線BBL1
Aに一端を接続したPMOS33Aのゲ−トはビット線
BL1 Aに接続されている。NMOS30A、31Aの
相互接続点は電源線BSAN1 Aに接続され、PMOS
32A、33Aの相互接続点は電源線SAP1 Aに接続
されている。ビット線BL1 A、BBL1 Aの一端は、
図示せぬメモリセルアレイに接続されている。ビット線
BL1 A、BBL1 Aの他端はNMOSで成るカラム選
択ゲ−ト281 A、282 Aを介してデ−タ線DATA
1に接続されている。尚、センス回路201 Bの構成
は、センス回路201 Aと略同一構成であり、対応する
素子および信号線にはそれぞれ、同一の参照符号でその
末尾にBの符号を付すことにより、その説明は省略す
る。
【0027】電位保持/供給回路221 Aの入力部は、
活性化させるセンスアンプ群を選択する信号BLKSELA が
供給されるインバ−タ34Aと、高電位〜低電位(例え
ば接地)間に直列に接続されたPMOS35A,36
A、NMOS37A、38Aと、信号BLKSELA を受け入
れるタイミング信号RBACPAが供給されるインバ−タ39
Aとにより構成されている。インバ−タ34Aの出力は
PMOS35A、NMOS38Aのゲ−トに接続され、
インバ−タ39Aの出力はPMOS36Aのゲ−トに接
続されている。また、信号RBACPAはPMOS37Aのゲ
−トに供給される。PMOS36AとNMOS37Aと
の相互接続点はインバ−タ40Aの出力とインバ−タ4
1Aの入力との相互接続点に接続されている。インバ−
タ40Aの出力と、インバ−タ41Aの入力との相互接
続点にはNMOS42Aの一端が接続されている。NM
OS42Aのゲ−トにはリセット信号RSTAが供給され、
NMOS42Aの他端は低電位(例えば接地)に接続さ
れている。インバ−タ41Aの出力とインバ−タ40A
の入力との相互接続点はPMOS43Aのゲ−ト、およ
びインバ−タ44Aを介してPMOS45Aのゲ−トに
接続されている。PMOS43Aの一端は高電位に接続
され、その他端は電源線SAP1 Aに接続されている。
PMOS45Aの一端は低電位(例えば接地)に接続さ
れ、その他端は電源線BSAN1 Aに接続されている。
尚、電位保持/供給回路221 Bの構成は、電位保持/
供給回路221 Aと略同一構成であり、対応する素子お
よび信号線には同一の参照符号で末尾にBの符号を付す
ことにより、その説明は省略する。
【0028】プリチャ−ジ回路241 Aは、電源線SA
1 Aと電源線BSAN1 Aとの間に接続されたNMO
S46Aと、NMOS46Aと電源線SAP1 Aとの相
互接続点に一端を接続し他端を電源線VBLに接続した
NMOS47Aと、NMOS46Aと電源線BSAN1
Aとの相互接続点に一端を接続し他端を電源線VBLに
接続したNMOS48Aと、により構成されている。N
MOS46A、47A、48Aのゲ−トにはそれぞれ、
リセット信号RSTAが供給される。尚、プリチャ−ジ回路
241 Bの構成は、プリチャ−ジ回路241 Bと略同一
構成であり、対応する素子および信号線には同一の参照
符号で末尾にBの符号を付すことにより、その説明は省
略する。図9は、この発明の第2の実施例に関わるDR
AMのフロアプランを示す図である。
【0029】図9に示すように、第2の実施例に関わる
DRAMは、所望のロウが選択されている状態を継続さ
せる一つの手段として、サブアレイA、B毎にワ−ド線
の電位を保持するワ−ド線電位保持回路50A、50B
を備えたものである。ワ−ド線電位50A、50Bはワ
−ド線の一端に接続され、このワ−ド線の他端はロウデ
コ−ダ12A、12Bに接続される。図10は、図9に
示すワ−ド線電位保持回路の回路図である。
【0030】図10に示すように、ワ−ド線駆動電位WD
RVN0〜低電位(例えば接地)間にはNMOS520 、5
0 が直列に接続されており、NMOS520 とNMO
S540 との相互接続点にはワ−ド線WL0 が接続され
ている。NMOS520 のゲ−トはインバ−タ56の出
力とインバ−タ58の入力との相互接続点に接続され、
NMOS540 のゲ−トはインバ−タ58の出力とイン
バ−タ56の入力との相互接続点に接続されている。イ
ンバ−タ56とインバ−タ58とは、互いに入力を出力
に接続することによってラッチ回路60を構成してい
る。ワ−ド線の電位は、このラッチ回路60のデ−タ保
持状態により決定される。ワ−ド線電位保持回路には、
アドレス信号Ad0 〜Ad2 およびワ−ド線ラッチ信号WLT
C、BWLTC (WLTCの反転信号)に基づいてラッチ回路6
0にラッチデ−タを転送する入力部62が設けられてい
る。入力部62は、高電位〜低電位(例えば接地)間に
直列に接続されたPMOS64、65、NMOS66、
NMOS67、NMOS68、NMOS69で成る。P
MOS64のゲ−トにはワ−ド線ラッチ信号BWLTC が供
給され、PMOS65のゲ−トにはプリチャ−ジ信号PR
CHが供給され、NMOS66〜68のゲ−トにはそれぞ
れ、アドレス信号Ad0 〜Ad2 が供給され、NMOS69
のゲ−トにはワ−ド線ラッチ信号WLTCが供給される。図
11は、この発明の第3の実施例に関わるDRAMのフ
ロアプランを示す図である。
【0031】図11に示すように、第3の実施例に関わ
るDRAMは、増幅器の動作を、ビット線に電位等に関
わらず独立して行えるように、ビット線と増幅器との間
にビット線ゲ−ト群70A、70Bを備えたものであ
る。増幅器群14A、14B一つに対して一つのセルア
レイ10A、10Bが設けられる場合には、図10
(a)に示すように、これらの間に一つのビット線ゲ−
ト群70A、70Bが設けられる。また、一つの増幅器
群14A、14Bに対して複数のセルアレイ101 A、
102 A、および101 B、102 Bが設けられる場合
には、図10(b)に示すように、セルアレイ101
と増幅器群14Aとの間、並びにセルアレイ102 Aと
増幅器群14Aとの間というように複数設けられる。ビ
ット線ゲ−ト群70A、70Bは、各ビット線毎に接続
されたゲ−ト721 A〜72n A、ゲ−ト721 B〜7
n Bで構成される。ゲ−ト721 A〜72n Aにはビ
ット線と増幅器群14Aとを電気的に切り離す制御信号
BLGAが供給され、ゲ−ト721 B〜72n Bにはビット
線と増幅器群14Bとを電気的に切り離す制御信号BLGB
が供給される。図12は、図11に示すビット線ゲ−ト
の回路図である。
【0032】図12に示すように、ゲ−ト群70Aはゲ
−ト721 A〜72n Aで成る。特にゲ−ト721 Aに
着目して説明すると、ビット線対BL1 A、BBL1
にそれぞれ接続されたNMOS741 A、742 Aで構
成される。その他のゲ−トも同様の構成であり、ゲ−ト
722 Aはビット線対BL2 A、BBL2 Aにそれぞれ
接続されたNMOS743 A、744 Aで構成され、ゲ
−ト72n Aはビット線対BLn A、BBLn Aにそれ
ぞれ接続されたNMOS745 A、746 Aで構成され
る。NMOS741 A〜746 Aのゲ−トにはそれぞれ
共通に、ビット線と増幅器群とを電気的に切り離す制御
信号BLGAが供給される。尚、ゲ−ト群70Bの構成は、
ゲ−ト群70Aと略同一構成であり、対応する素子およ
び信号線には同一の参照符号で末尾にBの符号を付すこ
とにより、その説明は省略する。図13は、この発明の
第4の実施例に関わるDRAMのフロアプランを示す図
である。
【0033】図13に示すように、第4の実施例に関わ
るDRAMは、ワ−ド線電位保持回路50A、50B、
およびビット線ゲ−ト群70A、70Bをそれぞれ備え
たものである。以下、図13に示すDRAMのDRAM
の動作について説明する。尚、図13に示す装置の増幅
器群14A、14Bはセンスアンプの集まりであるの
で、動作の説明においては増幅器群という名称に代えて
センスアンプ群と称することにする。
【0034】図13に示すDRAMでは、比較器100
Aおよび100Bから出力されるヒット信号、ミス信号
がそれぞれ、異なる配線を介して出力されるように構成
されている。ヒット信号、ミス信号は、比較器100A
から異なる配線を使用して、ヒット信号、ミス信号をそ
れぞれ分離して出力されることも可能で、また、図1に
示したDRAMのように、同一の配線を使用して、ヒッ
ト信号、ミス信号を出力することも可能である。同一の
配線を使用してヒット信号、ミス信号を出力する場合に
は、複数本の配線層、例えば4本の配線を使い、ヒット
信号ならば、各配線に順に“1,0,1,0”の信号を
流し、ミス信号ならば、各配線に順に“0,1,0,
1”の信号を流すようにして、ヒット信号とミス信号と
を、信号レベルの違いを利用して判断する。図14〜図
18はそれぞれ、動作を示すタイミング波形図である。
図14〜図18はそれぞれ、時間的に連続しているもの
とする。
【0035】図14に示す時刻t1〜t6の期間は、初
期設定動作の期間を示している。まず、時刻t1におい
て、電源投入時にレジスタ80Aに書き込まれているロ
ウアドレスA1に基いて、ワ−ド線ラッチ信号WLTCA が
立ち上がり、この立ち上がりを受けてワ−ド線WL1
が立ち上がる。さらに時刻t2においてセンスアンプ群
を選択する信号BLKSELA が立ち上がり、この立ち上がり
を受けて時刻t3においてセンスアンプ群の電源線SAP1
A およびSAN1A の電位がそれぞれ所定の電源電位にセッ
トされる。このようにしてサブアレイAでは、ロウアド
レスA1に対応したワ−ド線WL1 Aが活性化され、ワ
−ド線WL1 Aに属したロウのセルデ−タがセンスアン
プ群14Aに保持されて出力待機状態とされる。サブア
レイBにおいても時刻t1〜t3と同様な動作が、時刻
t4〜t6にて行なわれ、レジスタ80Bに書き込まれ
ていたロウアドレスB1に基いて、ロウアドレスB1に
対応したワ−ド線WL1 Bが活性化される。これによ
り、ワ−ド線WL1 Bに属したロウのセルデ−タがセン
スアンプ群14Bに保持されて出力待機状態とされる。
【0036】図14に示す時刻t7〜t8の期間は、デ
−タ読み出しの期間を示している。時刻t7においてサ
ブアレイAに、カラムアドレスCA1、ロウアドレスA
1を含むアドレス要求が来たとする。比較器100A
は、ロウアドレスA1とレジスタ80Aに書き込まれて
いるロウアドレスとを比較し、一致していることを認識
してから、ヒット信号を出力する。このヒット信号を受
けて、アクセス要求が含むカラムアドレスCA1に基
き、カラムデコ−ダ18AでこのカラムアドレスCA1
に対応したカラムを選択する。これにより時刻t8にお
いてデ−タDout CA1,A1が出力される。
【0037】図15に示す時刻t9〜t19の期間は、ワ
−ド線再ラッチの期間を示している。時刻t9において
サブアレイBに、ロウアドレスB2を含む要求が来たと
する。これはミスとなった状態であり、このため、ワ−
ド線の再ラッチが行なわれる。再ラッチについて以下に
説明する。まず、比較器100Bは、このロウアドレス
B2とレジスタ80Bに書き込まれているロウアドレス
とを比較する。レジスタ80BにはロウアドレスB1が
書き込まれているため不一致である。比較器100Bは
この不一致であることを認識し、ミス信号を出力する。
このミス信号を受けて、レジスタ80Bはプリチャ−ジ
される。時刻t10においてワ−ド線プリチャ−ジ反転信
号BPRCHBが立ち下がり、反転信号BPRCHBが立ち下がった
状態で時刻t10において信号WLTCB を立ち上げ、ワ−ド
線WL1 Bを立ち下げる。次いで、ワ−ド線WL1 Bが
立ち下がった状態で時刻t12において、レジスタ80B
にロウアドレスB2を取り込む。これにより、レジスタ
80BにはロウアドレスB1に代わり、ロウアドレスB
2が書き込まれる。次いで、時刻t14において反転信号
BPRCHBを立ち上げる。次いで、時刻t15においてリセッ
ト信号RSTBを立ち上げ、電源線SAP1B およびSAN1B の電
位をプリチャ−ジ電位にリセットする。次いで、時刻t
16においてリセット信号RSTBを立ち上げる。次いで、時
刻t17において信号WLTCB を立ち上げ、レジスタ80B
に書き込まれているロウアドレスB2に対応したワ−ド
線WL2 Bを立ち上げる。次いで、時刻t18において信
号BLKSELB を立ち上げ、時刻t19において、タイミング
信号RBACPBを立ち上げることにより、電源線SAP1B およ
びSAN1B の電位がそれぞれ所定の電源電位にセットされ
る。このようにして、新しいロウアドレスB2に基いた
ワ−ド線の再ラッチが行なわれる。
【0038】図16に示す時刻t20〜t25の期間は、そ
の他の方法によったワ−ド線再ラッチの期間を示してい
る。時刻t20においてサブアレイAに、ロウアドレスA
2を含む要求が来たとする。これはミスとなった状態で
あり、このため、ワ−ド線の再ラッチが行なわれる。ま
ず、比較器100Aは、このロウアドレスA2とレジス
タ80Aに書き込まれているロウアドレスとを比較す
る。レジスタ80AにはロウアドレスA1が書き込まれ
ているため不一致である。比較器100Aはこの不一致
であることを認識し、ミス信号を出力する。このミス信
号を受けて、レジスタ80Aはプリチャ−ジされる。時
刻t21においてサブアレイAで、ワ−ド線プリチャ−ジ
反転信号BPRCHAが立ち下がり、反転信号BPRCHAが立ち下
がった状態で時刻t22において信号WLTCA を立ち上げ、
ワ−ド線WL1 Aを立ち下げる。次いで、ワ−ド線WL
1 Aが立ち下がった状態で時刻t23において、レジスタ
80AにロウアドレスA2を取り込む。これにより、レ
ジスタ80AにはロウアドレスA1に代わり、ロウアド
レスA2が書き込まれる。次いで、時刻t24において反
転信号BPRCHAを立ち上げる。次いで、ワ−ド線WL1
が立ち下がった状態で時刻t25においてビット線ゲ−ト
制御信号BLGAを立ち下げ、センスアンプ群とビット線と
を電気的に切り離す。次いで、センスアンプ群とビット
線とが電気的に切り離された状態で時刻t26において、
信号WLTCA を立ち上げ、レジスタ80Aに書き込まれて
いるロウアドレスA2に対応したワ−ド線WL2 Aを立
ち上げる。この状態では、ラッチされているワ−ド線
と、センスアンプ群が保持しているロウのデ−タとは別
個のものとなっている。このようにビット線ゲ−ト70
Aを設けることにより、ラッチされているワ−ド線に属
するデ−タと、センスアンプ群が保持しているデ−タと
をそれぞれ、別個のロウのデ−タとすることが可能であ
る。これによれば、センスアンプ群14Aがデ−タ出力
動作等の途中で、センスアンプ群14Aをプリチャ−ジ
状態とできない場合でも、センスアンプ群14Aがプリ
チャ−ジされる前に、次のデ−タをビット線まで読み出
すことができ、より素早いデ−タアクセスが可能とな
る。また、その他の効果として、ミスとなった場合、即
座にデ−タを保持し直すのではなく、ミスとなった前回
のロウのデ−タをセンスアンプ群に保持したままとし、
ワ−ド線のみを新たなロウに保持し直す、という方法も
可能となり、デ−タの読み出しかたに様々なバリエ−シ
ョンを持たせることも可能である。
【0039】図17に示す時刻t27〜t30の期間は、セ
ンスアンプ群再ラッチの期間を示している。ビット線ゲ
−ト制御信号BLGAが立ち下がることにより、センスアン
プ群14Aとビット線とが電気的に切り離されている状
態の時刻t27において、リセット信号RSTAを立ち上げ、
電源線SAP1A およびSAN1A の電位をプリチャ−ジ電位に
リセットする。次いで、電源線SAP1A およびSAN1A の電
位がプリチャ−ジ電位にリセットされた状態で、時刻t
28においてビット線ゲ−ト制御信号BLGAを立ち上げ、セ
ンスアンプ群14Aとビット線とを電気的に接続する。
次いで、センスアンプ群14Aとビット線とが電気的に
接続された状態で時刻t28において信号BLKSELA を立ち
上げ、この立ち上がりを受けて時刻t30において電源線
SAP1A およびSAN1A の電位がそれぞれ所定の電源電位に
セットされる。このようにして、ビット線ゲ−トをオン
させてセンスアンプ群14Aとビット線とを電気的に接
続することによって、ワ−ド線WL2 Aに接続されたセ
ルのデ−タがセンスアンプ群14Aにラッチされる。
【0040】図18に示す時刻t31〜t36の期間は、そ
の他の方法によったデ−タの読み出しの期間を示してい
る。時刻t31においてサブアレイAで、ワ−ド線プリチ
ャ−ジ反転信号BPRCHAが立ち下がり、これと同時に許可
信号(許可A)を立ち下げ、レジスタ80Aに書き込ま
れるロウアドレスをワ−ド線に読み込む動作を禁止す
る。次いで、反転信号BPRCHAおよび許可Aが立ち下がっ
た状態で時刻t32において信号WLTCA を立ち上げ、ワ−
ド線WL2 Aを立ち下げる。次いで、ワ−ド線WL2
が立ち下がった状態で時刻t33において反転信号BPRCHA
を立ち上げる。次いで、反転信号BPRCHAが立ち上がった
状態で時刻t33においてリセット信号RSTAを立ち上げ、
電源線SAP1A およびSAN1A の電位をプリチャ−ジ電位に
リセットする。このようにサブアレイAのセンスアンプ
群がリセット状態となっている時刻t35において、サブ
アレイBに、カラムアドレスCB2、ロウアドレスB2
を含むアクセス要求が来たとする。これはロウアドレス
がヒットした状態であり、ヒット信号が立ち上り、ワ−
ド線の選択なしに、カラムアドレスCB2によって一つ
のカラムが選ばれ、時刻t36においてデ−タDout CB
2,B2が出力される。このようにサブアレイAのセン
スアンプ群14Aがプリチャ−ジ状態となっていても、
サブアレイBではデ−タの読み出しを行うことができ
る。このように、サブアレイAとBとではそれぞれ、同
時に異なる動作を並列して行うことが可能であり、並列
処理による動作の高速化も実現することができる。以
下、この発明の実施に有用な各種の変形例について説明
する。図19は、第1の変形例の概略的なフロアプラン
を示す図であり、(a)、(b)はそれぞれ、異なる時
刻における状態を示している。
【0041】図19(a)、(b)に示すように、サブ
アレイAにのみ着目して説明すると、2つのメモリセル
アレイ101 A、102 Aで共有されたセンスアンプ群
14P A、14N1A、14N2Aが設けられている。セン
スアンプ群14P はセルアレイ101 A、102 Aで共
有されている。(a)に示すように、セルアレイ101
Aに属しているワ−ド線WL1 Aが選ばれた時には、セ
ンスアンプ群14P と14N1Aとのペアが活性化され、
ワ−ド線WL1 Aが属するロウのデ−タは、センスアン
プ群14P と14N1Aとのペアに保持され、出力待機状
態となる。また、(b)に示すようにセルアレイ102
Aに属しているワ−ド線WL2 Aが選ばれた時には、セ
ンスアンプ群14P と14N2Aとのペアが活性化され、
ワ−ド線WL2 Aが属するロウのデ−タは、センスアン
プ群14P と14N2Aとのペアに保持され、出力待機状
態となる。このように、選択されたワ−ド線が属するセ
ルアレイによてセンスアンプ群の構成メンバ−が替わる
ようなDRAMにも、この発明は適用することができ
る。図20は、第2の変形例の概略的なフロアプランを
示す図であり、(a)、(b)はそれぞれ、異なる時刻
における状態を示している。
【0042】図20(a)に示すように、センスアンプ
群14A〜14Eにそれぞれ、ワ−ド線WL1 A、WL
1 B、WL1 C、WL1 D、WL1 Eに対応するロウの
デ−タが保持されている。また、センスアンプ群14F
〜14Hはそれぞれ、プリチャ−ジ状態にある。
【0043】(a)に示す状態にあるセンスアンプ群が
それぞれ(b)に示す状態へ移る動作が、並行してまた
は連続に前後して行われている。(b)に示す状態では
センスアンプ群14Aに保持されていたデ−タの一部、
または全部が出力されている。また、センスアンプ群1
4B、14Dではそれぞれ、ワ−ド線WL1 B、WL1
Dに対応するロウのデ−タが破棄されて、代わってそれ
ぞれ、WL2 B、WL2 Dに対応するロウのデ−タが保
持されている。また、センスアンプ群14Cでは、他の
センスアンプ群の動作の影響を受けずに、ワ−ド線WL
1 Cに対応するロウのデ−タが保持されたままである。
また、センスアンプ群14Eはワ−ド線WL1 Eに対応
するロウのデ−タを破棄し、プリチャ−ジ状態となって
いる。また、センスアンプ群14F、14Hではそれぞ
れ、ワ−ド線WL1 F、WL1 Hに対応するロウのデ−
タを新たに保持している。また、センスアンプ群Gで
は、他のセンスアンプ群の動作の影響を受けずに、プリ
チャ−ジ状態を保っている。このように、サブアレイが
3種類以上となっていても、サブアレイは他のサブアレ
イの動作状態とは無関係に、独自の動作を維持できる。
図21は、第3の変形例の概略的なフロアプランを示す
図である。
【0044】図21に示すように、サブアレイAにのみ
着目して説明すると、1つのメモリセルアレイ10Aに
対して、2つのセンスアンプ群14L A、14R Aが設
けられている。ビット線は、センスアンプ群14L Aあ
るいは14R Aのいずれかに接続されている。センスア
ンプ群14L A、14R Aはそれぞれ、ワ−ド線WL1
Aが属するロウのデ−タを保持する。図22は、第4の
変形例の概略的なフロアプランを示す図である。
【0045】図22に示すように、サブアレイAにのみ
着目して説明すると、2つのメモリセルアレイ10
L A、10R Aに対して一つのセンスアンプ群14LR
が設けられている。センスアンプ群14LRAに接続され
るビット線が2つのメモリセルアレイに入るため、1つ
のセンスアンプ群14LRAがセルアレイ10L A、10
RAで共有される形となっている。この形の装置では、
セルアレイ10L Aに属したワ−ド線WL1 Aとセルア
レイ10R Aに属したワ−ド線WL2 との2つのロウの
デ−タを、センスアンプ群14LRAに同時に保持するこ
とができる。図23は、第5の変形例の概略的なフロア
プランを示す図である。
【0046】図23に示すように、サブアレイAにのみ
着目して説明すると、2つのメモリセルアレイ10
L A、10R Aが設けられており、セルアレイ10L
はセンスアンプ群14P Aと14NLAとのペアに、セル
アレイ10R Aはセンスアンプ群14P Aと14NRAと
のペアにそれぞれ接続される形となっている。この形の
装置では、セルアレイ10L Aに属したワ−ド線WL1
Aとセルアレイ10R Aに属したワ−ド線WL2 との2
つのロウのデ−タをそれぞれ、センスアンプ群14P
と14NLAとのペア、14P Aと14NRAとのペアに同
時に保持することができる。図24は、第6の変形例の
概略的なフロアプランを示す図である。
【0047】図24に示すように、サブアレイAにのみ
着目して説明すると、一つのセンスアンプ群14LRAに
対して、4つのメモリセルアレイ10L1A、10L2A、
10R1A、10R2Aが設けられている。ワ−ド線WL1
A、WL2 Aが属するセルアレイ10L1A、10R1Aが
活性化される一方で、その他のセルアレイ10L2A、1
R2Aはプリチャ−ジ状態となっている。この形の装置
では、セルアレイ10L1A、10L2Aのいずれかに属し
たワ−ド線の一つと、セルアレイ10R1A、10R2Aの
いずれかに属したワ−ド線の一つとの合計2つのロウの
デ−タを、センスアンプ群14LRAに同時に保持するこ
とができる。
【0048】図25は、第8の変形例の概略的なフロア
プランを示す図である。この例は、ビット線ゲ−トを用
いた、センスアンプ群へのデ−タ保持動作に関してお
り、図25(a)〜(d)はそれぞれ、動作タイミング
毎の装置の状態を示している。
【0049】図25に示すように、2つのメモリセルア
レイ10L 、10R には一つのセンスアンプ群14LR
設けられている。セルアレイ10L とセンスアンプ群1
LRとはビット線ゲ−ト群701 を介して接続され、セ
ルアレイ10R とセンスアンプ群14LRとはビット線ゲ
−ト群702 を介して接続されている。まず、図22
(a)に示す状態では、ワ−ド線WL1 に対応するロウ
が選択され、セルアレイ10L が活性化され、センスア
ンプ群14LRにワ−ド線WL1 に属するセルのデ−タが
保持される。この時、ビット線ゲ−ト群うち、ゲ−ト群
701 のみがオンしている。次いで、図22(b)に示
す状態のように、ゲ−ト群701 もオフされる。この
時、センスアンプ群14LRはワ−ド線WL1 に属するセ
ルのデ−タを保持し続けている。次いで、図22(c)
に示すように、ゲ−ト群701 、702 をともにオフさ
せた状態で、ワ−ド線WL2 に対応するロウを選択し、
セルアレイ10R を活性化する。この時、センスアンプ
群14LRはワ−ド線WL1 に属するセルのデ−タを保持
し続けている。次いで、図22(d)に示すように、ビ
ット線ゲ−ト702 をオンさせ、センスアンプ群14LR
にワ−ド線WL2 に属するセルのデ−タを保持させる。
このような動作によれば、センスアンプ群14LRがプリ
チャ−ジされる前に、次のデ−タがビット線まで来てい
ることにより、より素早いデ−タアクセスが可能とな
る。図26は、第9の変形例の概略的なフロアプランを
示す図である。この例は、デ−タ出力部に関している。
【0050】図26に示すように、センスアンプ群14
は、例えば8個ずつの組みで2つに分かれ、分割された
2つのうちの一つがデ−タ線に接続される。つまり、8
個のセンスアンプに保持されていたデ−タがデ−タ線に
パラレルに出力される。この出力されたデ−タがコンバ
−タ90でパラレル/シリアル変換を受けて高速に外部
に出力される。これにより大きなバンドワイス(時間当
り伝送デ−タ量)を達成することができる。
【0051】以上のように上記各実施例にて説明した半
導体メモリによれば、ロウを選択し、そのロウのデ−タ
をセンスアンプに保持してデ−タアクセスの待機状態を
実現することにより、メモルのデ−タアクセスタイムを
格段に小さくすることができる。また、メモリ領域を複
数のサブアレイに分け、サブアレイ毎のセンスアンプ
に、異なる時刻で異なるアドレスに対応するロウのデ−
タを保持できるように構成することにより、より速いデ
−タアクセスが可能となる。これによりCPU等のデ−
タ処理速度にメモリのアクセス速度が追いつくことが可
能となるとともに、コンピュ−タ自体の動作速度も格段
に向上させることができる。図27は、第10の変形例
の概略的なフロアプランを示す図である。この例は、デ
−タ取り出し方式に関している。
【0052】図27に示すように、複数のセンスアンプ
群14A〜14Dを、等価並列的に見て、デ−タDout
A〜Dout Dを、サブアレイA〜D毎に並列して1ビッ
トずつ取り出すことにより、I/O数が×4といった、
複数のI/Oを備えるメモリとして構成することができ
る。
【0053】このような方式によれば、複数のI/Oを
備えるメモリにおいて、パタ−ン的にメモリ領域の出力
部とI/Oとを近接させることが可能となり、デ−タ信
号のチップ内遅延を軽減できる。従って、上記実施例に
より説明したメモリのデ−タアクセスタイムが向上する
という効果に加え、デ−タ信号のチップ内遅延の軽減を
も同時に得ることができ、メモリの動作の更なる高速化
を達成できる。
【0054】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、デ−タアクセスタイムを短縮できる半導体メモリを
提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はこの発明の第1の実施例に関わる半導体
メモリのフロアプランを示す図。
【図2】図2はこの発明の第1の実施例に関わる半導体
メモリの要部を示す図。
【図3】図3はこの発明の第1の実施例に関わる半導体
メモリの変形例を示す図。
【図4】図4は図3に示すメモリの動作を示すタイミン
グ波形図。
【図5】図5(a)〜(h)はそれぞれ図4に示すタイ
ミング毎のメモリの状態を示した図。
【図6】図6(a)〜(h)はそれぞれ図4に示すタイ
ミング毎のその他の例に係わるメモリの状態を示した
図。
【図7】図7は増幅器群のー構成を示すブロック図。
【図8】図8は図7に示す増幅器群の回路図。
【図9】図9はこの発明の第2の実施例に関わる半導体
メモリのフロアプランを示す図。
【図10】図10は図9に示すワ−ド線電位保持回路の
回路図。
【図11】図11はこの発明の第3の実施例に関わる半導
体メモリのフロアプランを示す図。
【図12】図12は図11に示すビット線ゲ−トの回路図。
【図13】図13はこの発明の第4の実施例に関わる半導
体メモリのフロアプランを示す図。
【図14】図14は図13に示す半導体メモリの動作を示す
タイミング波形図。
【図15】図15は図13に示す半導体メモリの動作を示す
タイミング波形図。
【図16】図16は図13に示す半導体メモリの動作を示す
タイミング波形図。
【図17】図17は図13に示す半導体メモリの動作を示す
タイミング波形図。
【図18】図18は図13に示す半導体メモリの動作を示す
タイミング波形図。
【図19】図19はこの発明の第1の変形例に係わる半導
体メモリのフロアプランを示す図で、(a)、(b)は
それぞれ異なる時刻におけるメモリの状態を示す図。
【図20】図20はこの発明の第2の変形例に係わる半導
体メモリのフロアプランを示す図で、(a)、(b)は
それぞれ異なる時刻におけるメモリの状態を示す図。
【図21】図21はこの発明の第3の変形例に係わる半導
体メモリのフロアプランを示す図。
【図22】図22はこの発明の第4の変形例に係わる半導
体メモリのフロアプランを示す図。
【図23】図23はこの発明の第5の変形例に係わる半導
体メモリのフロアプランを示す図。
【図24】図24はこの発明の第6の変形例に係わる半導
体メモリのフロアプランを示す図。
【図25】図25はこの発明の第8の変形例に係わる半導
体メモリのフロアプランを示す図で、(a)〜(d)は
それぞれ異なる時刻におけるメモリの状態を示す図。
【図26】図26はこの発明の第9の変形例に係わる半導
体メモリのフロアプランを示す図。
【図27】図27はこの発明の第10の変形例に係わる半導
体メモリのフロアプランを示す図。
【符号の説明】
10…メモリセルアレイ、12…ロウデコ−ダ、14…
増幅器群(センスアンプ群)、16…増幅器、18…カ
ラムデコ−ダ、20…センス回路、22…電位供給/保
持回路、24…プリチャ−ジ回路、50…ワ−ド線保持
回路、70…ビット線ゲ−ト群、80…アドレスレジス
タ、100…比較器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G11C 11/34 301D (72)発明者 ドナルド チャールズ スターク 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株式会社東芝総合研究所内 (72)発明者 古山 透 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株式会社東芝総合研究所内 (72)発明者 大島 成夫 神奈川県川崎市幸区堀川町580番1号 株式会社東芝半導体システム技術センタ ー内 (72)発明者 櫻井 清史 神奈川県川崎市川崎区駅前本町25番地1 東芝マイクロエレクトロニクス株式会 社内 (72)発明者 野路 宏行 神奈川県川崎市川崎区駅前本町25番地1 東芝マイクロエレクトロニクス株式会 社内 (56)参考文献 特開 昭64−14795(JP,A) 特開 平4−53084(JP,A) 特開 平5−250867(JP,A) 特開 平5−182452(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G11C 11/407

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 メモリセルが行列状に配置されたメモリ
    セルアレイと、 前記メモリセルアレイの同一行のメモリセルそれぞれに
    共通に接続された複数のワ−ド線と、 前記メモリセルアレイの同一列のメモリセルそれぞれに
    共通に接続された複数のビット線と、 所望のワ−ド線に接続された各セルのデ−タを保持して
    いる状態をとることが可能な、各ビット線に流れるデ−
    タを増幅する増幅器の集まりで成る増幅器群と、を含む
    複数のメモリ領域を有する半導体メモリであって、 前記複数のメモリ領域毎に、前記メモリ領域のどのワー
    ド線が選択されているかの情報を記憶する記憶部、この
    記憶部に記憶された情報とアクセス要求とを比較し、こ
    のアクセス要求が前記記憶部に記憶された情報にヒット
    したかミスしたかを示す信号を出力する比較部、および
    この比較部から出力された信号がヒットを示したとき、
    前記ワード線を選択し続け、前記信号がミスを示したと
    き、アクセス要求があった前記メモリ領域のワード線を
    アクセス要求に応じた他のワード線に選択し直すワード
    線電位保持部を具備し、前記複数のメモリ領域毎に、増
    幅器群が同時に互いに異なるアドレスに対応するワード
    線に接続された各セルのデ−タを保持している状態を少
    なくともとる ことを特徴とする半導体メモリ。
  2. 【請求項2】 前記ビット線と前記増幅器群とを所定の
    タイミングで電気的に切り離すことのできるビット線ゲ
    −トをさらに具備することを特徴とする請求項1に記載
    の半導体メモリ。
  3. 【請求項3】 前記複数のメモリ領域それぞれに設けら
    れた前記増幅器群のうち、少なくとも2つがそれぞれ所
    定のデ−タを保持している状態から、少なくとも1つの
    増幅器群のみ、デ−タを出力することが可能なように構
    成されていることを特徴とする請求項1および請求項2
    いずれかに記載の半導体メモリ。
  4. 【請求項4】 前記複数のメモリ領域それぞれに設けら
    れた前記増幅器群のうち、少なくとも2つがそれぞれ所
    定のデ−タを保持している状態から、少なくとも1つの
    増幅器群のみ、プリチャ−ジすることが可能なように構
    成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3い
    ずれかに記載の半導体メモリ。
  5. 【請求項5】 前記複数のメモリ領域それぞれに設けら
    れた前記増幅器群のうち、少なくとも2つがそれぞれ所
    定のデ−タを保持している状態から、少なくとも1つの
    増幅器群でプリチャ−ジが行われた後、所定のアドレス
    指定に基づき、このアドレスに対応するワ−ド線に接続
    された各セルのデ−タを新たに保持することが可能なよ
    うに構成されていることを特徴とする請求項1乃至請求
    項4いずれかに記載の半導体メモリ。
  6. 【請求項6】 前記複数のメモリ領域それぞれに設けら
    れた前記増幅器群のうち、少なくとも1つが所定のデ−
    タを保持している状態から、この増幅器群以外の少なく
    とも1つの増幅器群が、所定のアドレス指定に基づき、
    このアドレスに対応するワ−ド線に接続された各セルの
    デ−タを保持することが可能なように構成されている
    とを特徴とする請求項1乃至請求項5いずれかに記載の
    半導体メモリ。
  7. 【請求項7】 前記複数のメモリ領域それぞれに設けら
    れた前記増幅器群のうち、少なくとも2つがデ−タを保
    持していない状態にあり、これらの増幅器群が所定のア
    ドレス指定に基づいた、このアドレスに対応するワ−ド
    線に接続された各セルのデ−タの保持動作を、並行して
    または連続的に前後して行うことが可能なように構成さ
    れていることを特徴とする請求項1乃至請求項6いずれ
    かに記載の半導体メモリ。
  8. 【請求項8】 前記複数のメモリ領域それぞれに設けら
    れた前記増幅器群のうち、少なくとも1つが動作状態に
    あり、少なくとも1つがデ−タを保持していない状態に
    あり、前記動作が行われている間、デ−タを保持してい
    ない状態にある増幅器群はデ−タが保持されないままで
    あることを特徴とする請求項1乃至請求項7いずれかに
    記載の半導体メモリ。
  9. 【請求項9】 複数の前記メモリ領域のうち、少なくと
    も2つ以上のメモリ領域でそれぞれ異なるアドレスに対
    応するワ−ド線をラッチすることができ、これらのラッ
    チされているワ−ド線のうち、1つだけをプリチャ−ジ
    して他のアドレスに対応するワ−ド線に再ラッチするこ
    とができ、この時、他のワ−ド線はラッチされたままで
    あることを特徴とする請求項に記載の半導体メモリ。
  10. 【請求項10】 前記複数のメモリ領域それぞれに設け
    られた前記増幅器群 のうち、少なくとも1つの増幅器群
    がデ−タを保持している状態の時に、ワ−ド線電位を所
    定の電位とすることにより新たなロウに対応するデ−タ
    の選択する動作ができ、この時、前記ビット線ゲ−トに
    より前記ビット線と増幅器群とを電気的に切り離すこと
    により、前記増幅器群が保持しているデ−タおよび新た
    なロウに対応するデ−タはともに破壊しないで上記動作
    を行うことを特徴とする請求項に記載の半導体メモ
    リ。
  11. 【請求項11】 前記複数のメモリ領域それぞれに設け
    られた前記増幅器群のうち、少なくとも1つの増幅器群
    がデ−タを保持している状態から新たなロウに対応する
    デ−タに書き替える時に、前記ビット線ゲ−トにより前
    記ビット線と増幅器群とを電気的に切り離し、ワ−ド線
    電位を所定の電位とすることにより新たなロウに対応す
    るデ−タを選択し、前記増幅器群をプリチャ−ジし、前
    記ビット線ゲ−トにより前記ビット線と増幅器群とを電
    気的に接続して前記新たなロウに対応するデ−タを前記
    増幅器群に保持させるように構成されていることを特徴
    とする請求項に記載の半導体メモリ。
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