JP3108505B2 - デコーダ回路 - Google Patents
デコーダ回路Info
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- G11C8/10—Decoders
Description
ば半導体メモリに有利に適用されるデコーダ回路に関す
る。
の確保および消費電流の低減のために、たとえば複数の
サブアレイから構成され、サブアレイで分割動作される
のが一般的である。
モリにおけるデコーダ回路の従来技術を示す構成図(以
後これを従来例1と称す)である。この半導体メモリ
は、ロウプリデコーダPDEC1,PDEC2、セルア
レイセレクタMCS1 〜MCSi 、ロウデコーダアレイ
DEC1 〜DECi およびセルアレイMCA1 〜MCA
i により構成される。
は、複数ビットの入力アドレスA0〜A5をデコード
し、ロウプリデコード信号として出力するデコード回路
である。また、セルアレイセレクタMCS1 〜MCSi
は、複数ビットの入力アドレスA6〜A9をデコード
し、セルアレイ選択信号として出力するデコード回路で
あ。ロウデコーダアレイDEC1 〜DECi は、ロウプ
リデコード信号をデコードしてワード線を選択する複数
のロウデコーダDn-m (n=1〜i,m=1〜64)か
ら構成される。セルアレイMCA1 〜MCAi は、ワー
ド線により選択される複数のメモリセルから構成される
メモリ回路である。
ドレスを伝えるロウアドレス信号線A0,A1,A2が
接続され、ロウプリデコーダPDEC2にはロウアドレ
ス信号線A3,A4,A5が接続される。また、ロウプ
リデコーダPDEC1およびPDEC2は各々が8本で
構成されるロウプリデコード信号線A012 1〜A0
12 8,A345 1〜A345 8によって、複数
のロウデコーダアレイに接続されている。
i)にはロウアドレス信号線A6,A7,A8,A9が
接続される。また、セルアレイセレクタMCSn (n=
1〜i)はセルアレイ選択信号線Sn (n=1〜i)に
よって、対応するロウデコーダアレイDECn (n=1
〜i)と接続されている。
i)を構成するロウデコーダDn-m (n=1〜i,m=
1〜64)の各々には、ロウプリデコード信号線A01
2 1〜A012 8の1本と、ロウプリデコード信号
線A345 1〜A345 8の1本およびセルアレイ
選択信号線Sn (n=1〜i)のいずれかが接続され
る。また、ロウデコーダDn-m の各々にはワード線WL
n-m によってセルアレイMCAn と接続されている。
すように、たとえばロウデコーダD1-1 は、ロウプリデ
コード信号線A012 1、ロウプリデコード信号線A
345 1およびセルアレイ選択信号線S1 に接続さ
れ、ワード線WL1-1 を出力する。
ード線が選択される迄の従来例1の動作について述べ
る。ロウアドレス信号A0〜A8がロウアドレス信号線
A6,A7,A8,A9に伝わると、それを受けてセル
アレイセレクターの1個、たとえばセルアレイMCS2
が活性化し、セルアレイ選択信号線S2 が接地電位から
電源電位に立ち上り、ロウデコーダアレイDEC2 が活
性化する。
号線A0,A1,A2およびA3,A4,A5に伝わる
と、ロウプリデコーダPDEC1およびPDEC2が活
性化し、ロウプリデコード信号A012 1〜A012
8,A345 1〜A345 8の各々1本、たとえ
ばA012 1,A345 1が接地電位から電源電位
に立ち上る。
たロウデコーダアレイDEC2 ではA012 1〜A0
12 8とA345 1〜A345 8の論理積をと
り、その結果A012 1,A345 1の接続するロ
ウデコーダD2 1の出力であるワード線WL2 1を
選択する。
(以後これを従来例2と称す)である。
1の構成要素であるロウプリデコーダPDEC1,PD
EC2、セルアレイセレクターMCSn 、ロウデコーダ
アレイDECn およびセルアレイMCAn の他に、各々
が16ケのリピータRn-l (n=1〜i,l=1〜1
6)で構成される複数のリピータアレイPREPn (n
=1〜i)で構成される。
レス信号線A0,A1,A2が接続され、ロウプリデコ
ーダPDEC2にはロウアドレス信号線A3,A4,A
5が接続される。また、ロウプリデコーダPDEC1お
よびPDEC2はロウプリデコード信号線A012 1
〜A012 8,A345 1〜A345 8によっ
て、複数のリピータアレイPREPに接続されている。
i)にはロウアドレス信号線A6,A7,A8,A9が
接続される。また、セルアレイセレクターMCSn (n
=1〜i)は、セルアレイ選択信号Sn (n=1〜i)
によって、対応するリピータアレイPREPn (n=1
〜i)と接続されている。
を構成するリピータRn-l (n=1〜i,l=1〜1
6)の各々には、ロウプリデコード信号線(A012+
A345)16本の内の1本と、セルアレイ選択信号線
Sn (n=1〜i)が接続される。また、リピータR
n-l の各々はサブデコード信号線S012 1−1〜S
012 n 8,S345 n 1〜S345 n 8
(n=1〜i)によって対応するロウデコーダアレイD
ECn (n=1〜i)と接続されている。
i)を構成するロウデコーダDn-m の各々には、サブデ
コード信号線S012 n 1〜S012 n 8の1
本と、S345 n 1〜S345 n 8の1本が接
続される。またロウデコーダDn-m の各々は、ワード線
WLn-m によってセルアレイMCAn と接続されてい
る。
る。同図に示すように、たとえばリピータアレイPRE
P1 のリピータR1-1 は、セルアレイ選択信号線S1 、
ロウプリデコード信号線A012_1に接続されてい
る。また、たとえばロウデコーダD1-1 はサブデコード
信号線S012 n 1とS345 n 1に接続され
る。
ード線が選択される迄の従来例2の動作について述べ
る。ロウアドレス信号がロウアドレス信号線A6,A
7,A8,A9に伝わると、それを受けてセルアレイセ
レクタの1個、たとえばセルアレイセレクタMCS2が
活性化し、セルアレイ選択信号線S2が接地電位(VS
S)から電源電位(VCC)に立ち上り、リピータアレ
イPREP2 が活性化する。
号線A0,A1,A2およびA3,A4,A5に伝わる
と、ロウプリデコーダPDEC1およびPDEC2が活
性化し、ロウプリデコード信号線A012〜A012
8,A345 1〜A345 8の各々1本、たとえばS
012 1,A345 1が接地電位(VSS)から電
源電位(VCC)に立ち上る。電源電位になったロウプ
リデコード信号線A012 1,A345 1をセルア
レイ選択信号線S2により活性化されたリピータアレイ
PREP2 が受け、サブデコード信号S012 2
1,S345 2 1が接地電位(VSS)から電源電位
(VCC)に立ち上る。
i)ではA012 n 1〜A012 n 8とA345
n 1〜A345 n 8の論理積をとり、その結果
A012 2 1,A345 2 1の接続するロウデ
コーダD2 1の出力であるワード線WL2 1のみを
選択する。
メモリの大容量化に伴うチップサイズおよびロウデコー
ダ数の増大を考えた場合、従来例1の構成ではロウプリ
デコード信号が活性化されないロウデコーダアレイを含
む全てのロウデコーダアレイを駆動するため、ロウプリ
デコード信号の時定数(RC)が大きなものとなり、配
線遅延が大きくなる上、消費電流も大きいという問題点
があった。
タRを配置したことにより、ロウプリデコード信号の時
定数が低減し配線遅延が緩和されるとともに、セルアレ
イ選択信号線をリピータアレイPREPに接続すること
により、活性化されないロウデコーダアレイを駆動しな
いため消費電流も低減できる。しかしながらこの構成で
は、分割動作を行う場合、ロウデコーダアレイDECご
とに16ケのリピータRを配置しなければならないた
め、レイアウト面積の増大を招くという問題点があっ
た。
号線の時定数による配線遅延の増大および消費電流の増
大を、僅かな回路付加により解消することでレイアウト
面積の増大を招かないデコーダ回路を提供することを目
的とする。
決するために、第1の信号、第2の信号および第3の信
号により構成される入力信号をデコードするデコーダ回
路は、第1の信号をデコードして第1のデコード信号を
出力する第1のデコード手段と、第2の信号をデコード
して第2のデコード信号を出力する第2のデコード手段
と、第3の信号をデコードして第3のデコード信号を出
力する第3のデコード手段と、第1のデコード信号と第
2のデコード信号を入力して第4のデコード信号を出力
する複数の第4のデコード手段と、第1のデコード信号
と第3のデコード信号を入力して第5のデコード信号を
出力する複数の第5のデコード手段と、第4のデコード
信号および第5のデコード信号を入力して第6のデコー
ド信号を出力する複数の第6のデコード手段とを有す
る。
力されると、その第1の信号が第1のデコード手段によ
り、第2の信号が第2のデコード手段により、第3の信
号が第3のデコード手段によりそれぞれデコードされ
る。そして、第1のデコード手段によりデコードされた
第1のデコード信号と第2のデコード手段でデコードさ
れた第2のデコード信号が第4のデコード手段に入力さ
れ、第1のデコード信号と第3のデコード手段でデコー
ドされた第3のデコード信号が第5のデコード手段に入
力される。入力信号により、ある第4のデコード手段お
よび第5のデコードが活性化されると、これらデコード
手段はそれぞれ複数、例えば2つの第6のデコード手段
に活性化された旨の信号を出力する。そして、第4のデ
コード手段および第5のデコード手段により指定された
第6のデコーダ手段より入力信号のデコード出力が送出
される。
ダ回路の実施例を詳細に説明する。
体メモリのロウアドレスを指定する半導体メモリデコー
ダ回路に適用した実施例を示す構成図である。本実施例
におけるデコーダ回路は、A0〜A2,A3〜A5,A
6〜A9で構成されるロウアドレス信号100を入力
し、この信号で指定されるセルアレイMCAのワード線
WLを活性化するデコーダ回路である。
ロウプリデコーダPDEC1,PDEC2、複数のセル
アレイセレクターMCSn (n=1〜i)、複数のリピ
ータアレイセレクターREPSn (n=1〜i−1)、
ロウデコーダアレイDECn(n=1〜i)およびリピ
ータアレイREPn (n=0〜i)で構成される。
レス信号線A0,A1,A2よりロウアドレス信号A
0,A1,A2を入力し、これを8ビットのロウプリデ
コード信号A012_1〜A012_8として、対応す
る参照符号のロウブリデコード信号線に出力するデコー
ダ回路である。同様に、ロウプリデコーダPDEC2
は、ロウアドレス信号線A3,A4,A5よりロウアド
レス信号A3,A4,A5を入力し、これを8ビットの
ロウプリデコード信号A345_1〜A345_8とし
て、対応する参照符号のロウブリデコード信号線に出力
するデコーダ回路である。このようにロウプリデコーダ
PDECは、入力したアドレス信号よりロウプリデコー
ド信号106を出力する。
i は、ロウアドレス信号線A6〜A9よりロウアドレス
信号A6〜A9を入力し、この信号が自セレクタを示し
ている場合にセルアレイ選択信号線104(S1 〜
Si )に選択信号を出力するデコーダ回路である。セル
アレイセレクタMCSはそれぞれ、その出力側がリピー
タアレイセレクタREPS1 〜PREPSi-1 に接続さ
れている。
n (n=2〜i−1)はそれぞれ、セルアレイ選択信号
線Sn (n=2〜i−1)を介して、リピータアレイセ
レクターREPSn (n=1,3,...,i−2)お
よびREPSn-1 (n=2,4,...,i−1)と接
続される。また、MCS1 はセルアレイ選択信号S1 に
よりリピータアレイセレクターREPS1 とリピータア
レイREP0 に、セレクタMCSi はセルアレイ選択信
号Si によりREPSn-1 とREPn に接続される。
EPSi-1 はそれぞれ、2入力1出力のORゲートであ
り、リピータアレイ選択信号線RSn (n=1〜i−
1)によってリピータアレイREPn (n=1〜i−
1)と接続される。リピータアレイセレクタREPS
は、セルアレイ選択信号104により活性化されると、
接続されているリピータアレイ選択信号線RS1 〜RS
i-1 を介しリピータアレイREPにリピータアレイ選択
信号Sを出力する。
ぞれ、たとえば図7の部分拡大図に示すように、8ケの
リピータRn-P (n=0〜i,P=1〜8)で構成され
ている。リピータアレイREPn (n=1,3,5…i
−1)を構成するリピータRn-l (n=1,3,5…n
−1,P=1〜8)の各々は、ロウプリデコード信号線
A345−1〜A345−8の1本とリピータアレイ選
択信号線RSn (n=1,3,5…i−1)が接続され
ている。また、リピータアレイREPn (n=2,4,
6…i−2)を構成するリピータRn-P (n=2,4,
6…i−2,P=1〜8)の各々には、ロウプリデコー
ド信号線A012−1〜A012−8の1本と、リピー
タアレイ選択信号線RSn (n=1,3,5…i−1)
が接続される。
リピータR0-P (P=1〜8)の各々には、A012
1〜A012 8の1本とセルアレイ選択信号線S1が
接続される。また、リピータアレイREPi を構成する
リピータRi-P (P=1〜8)の各々には、A012
1〜A012 8の1本とセルアレイ選択信号線Siが
接続される。さらに、リピータアレイREPi を構成す
るリピータRi-P (P=1〜8)の各々には、A012
1〜A012 8の1本とセルアレイ選択信号線Si
が接続される。
i−1,P=1〜8)の各々は、サブデコード信号S3
45 n 1〜S345 n 8(n=1,3,5…i
−1)によって、ロウデコーダアレイDECn とDEC
n+1 (n=1,3,5…n−1)に接続されている。リ
ピータRn-P (n=2,4,6…n−2,P=1)の各
々は、サブデコード信号線S012 n 1〜S012
n 8(n=2,4,6…i=2)によって、ロウデ
コーダアレイDECn とDECn+1 (n=2,4,6…
n−2)に接続されている。
々は、サブデコード信号線S012 0 1〜S012
0 8によってロウデコーダアレイDEC0 に接続され
ており、Ri-P (1=P〜8)の各々はサブデコード信
号線S012_i_1〜S012_i_8によってロウ
デコーダアレイDECiに接続されている。
れぞれ、たとえば図7に示すように、ワード線WLを選
択する複数のロウデコーダロウデコーダDn-m (n=1
〜i,m=1〜64)から構成されている。ロウデコー
ダアレイDECn (n=1〜i)を構成するこれらロウ
デコーダDn-m (n=1〜i,m=1〜6)の各々に
は、サブコード信号線S012 n 1 1〜S012
n 1 8の1本とS345 n 1〜S345 n
8の1本、もしくはS012 n 1〜S012 n
8の1本とS345 n 1 1〜S345 n 1
の1本が接続される。またロウデコーダDn-m の各々は
ワード線WLn-m によってセルアレイMCAn (n=1
〜i)と接続されている。
れ、1ビットを記憶する複数のメモリセルが2次元に配
列されたメモリセルアレイである。各セルアレイMCA
は、本実施例におけるロウデコーダ回路によりそのロウ
側が指定され、カラムデコーダ回路(図示せず)により
カラム側が指定されることにより、メモリセルの指定が
行われる。
り、ワード線が選択される迄の動作について述べる。ロ
ウアドレスと信号がロウアドレス信号線A6,A7,A
8,A9に伝わると、それを受けてセルアレイセレクタ
ーの1ケたとえばMCS2 が活性化し、セルアレイ選択
信号線S2 が接地電位(VSS)から電源電位(VC
C)に立ち上る。リピータアレイセレクターは、セルア
レイ選択信号線S2 が電源電位になると、セルアレイ選
択信号Sn とSn+1 (n=1〜i)の論理和をとる。そ
の結果、リピータ選択信号線RS1 ,RS2 が接地電位
(VSS)から電源電位(VCC)に立ち上がり、リピ
ータアレイREP1 ,REP2 が活性化する。
号線A0,A1,A2およびA3,A4,A5に伝わる
と、ロウプリデコーダPDEC1 ,PDEC2 が活性化
し、ロウプリデコード信号A012 1〜A012
8,およびA345 1〜A345 8の各々1本、た
とえばA012 1,A345 1が接地電位(VS
S)から電源電位(VCC)に立ち上る。
びRS2 により活性化されたリピータアレイREP1 ,
REP2 の内、リピータR1−1がロウプリデコード信
号A345 1の、リピータR2−1がロウプリデコー
ド信号A12 1の立ち上りをそれぞれ受け、サブデコ
ード信号S345 1 1およびS012 2 1が接
地電位(VSS)から電源電位に立ち上る。ロウデコー
ダアレイDECn (n=1〜i)では、それを構成する
ロウデコーダの各々が、接続されたサブデコード信号の
論理積をとる。
S012 2 1〜S012 2 8およびS345 1
1〜S345 1 8は、各々隣接する2ケのロウデ
コーダアレイDEC1 ,DEC2 およびDEC2 ,DE
C3 に入力される。このため、たとえばサブデコード信
号S012 2 1とS345 1 1を入力するロウ
デコーダDECは、ロウデコーダアレイDEC2のデコ
ーダD 2 1となる。これにより、サブデコード信号
S012 2 1とS345 1 1が立ち上った場
合、論理積の結果選択されるワード線WLはロウデコー
ダアレイDEC2の中のWL2 1となる。
コーダ回路のロウプリデコード信号A012 1および
A345 1の立ち上りは、リピータを配置することに
より、ロウプリデコード信号線A012 1およびA3
45 1の時定数、すなわちA012 1およびA34
5 1に寄生するゲート容量を低減できる。したがっ
て、従来例1に比べ配線遅延が生ずることがなく動作が
速くなる。この効果は、ロウプリデコード信号の時定数
の大きい大容量半導体メモリの場合に特に大きく、リピ
ータRによるゲート遅延を考慮してもワード線WLの選
択に必要な時間は短縮される。
はロウデコードアレイDEC2 とDEC3 を、S345
1はロウデコードアレイDEC1 とDEC2 を駆動す
るため、ロウプリデコード信号が全てのロウデコーダア
レイを駆動する従来例1に比べ消費電流も低減出来る。
さらに、1ケのリピータアレイREPに必要なリピータ
数が8ケであるため、1ケのリピータアレイに16ケの
リピータを必要とした従来例2に比べ、リピータの配置
が容易であり、レイアウト面積の増大も抑えられる。
リデコード信号のリピータをそれぞれ配置し、これらリ
ピータをリピータアレイ選択信号により活性化する。そ
して、2系統のプリデコード信号を2系統のサブデコー
ド信号として出力し、接続される2系統のサブデコード
信号が共に活性化されるデコーダアレイと、接続される
2系統のサブデコード信号の一方のみが活性化されるデ
コーダアレイが存在するようにサブデコード信号線を接
続した。これにより、従来例1に比べプリデコード信号
の時定数が低減し、ワード線選択すなわちデコードの時
間短縮が出来るとともに、動作時に駆動するデコーダ数
すなわちゲート容量が減少するため消費電流も低減出来
る。また、従来例2に比べリピータ数が半減するため
に、レイアウト面積の増大を抑えることが出来る。
のデコーダ回路に適用したときを説明したが、勿論カラ
ムアドレスのデコーダ回路にも適用可能である。また、
本発明は、本実施例で説明したように半導体メモリに有
利に適用されるが、通常の電子回路におけるデコーダ回
路としても適用可能である。
第3のデコード信号を出力するロウプリデコード信号線
の時定数による配線遅延の増大および消費電流の増大
を、少ない回路付加により実現できる。したがって、例
えば大容量の半導体メモリ等に本発明を適用すれば、低
消費電力で小型な半導体メモリを実現することが可能と
なる。
図、
図、
形図、
形図、
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 第1の信号、第2の信号および第3の信
号により構成される入力信号をデコードするデコーダ回
路において、 前記第1の信号をデコードして第1のデコード信号を出
力する第1のデコード手段と、 前記第2の信号をデコードして第2のデコード信号を出
力する第2のデコード手段と、 前記第3の信号をデコードして第3のデコード信号を出
力する第3のデコード手段と、 前記第1のデコード信号と第2のデコード信号を入力し
て第4のデコード信号を出力する複数の第4のデコード
手段と、 前記第1のデコード信号と第3のデコード信号を入力し
て第5のデコード信号を出力する複数の第5のデコード
手段と、 前記第4のデコード信号および第5のデコード信号を入
力して第6のデコード信号を出力する複数の第6のデコ
ード手段とを有し、 前記第4のデコード手段および第5のデコード手段はそ
れぞれ、少なくとも1つが複数の第6のデコード手段に
接続され、前記第4のデコード信号および第5のデコー
ド信号により前記第6のデコード手段が選択されること
を特徴とするデコーダ回路。 - 【請求項2】 請求項1に記載のデコーダ回路におい
て、前記第1のデコーダ手段は、複数のセルアレイセレ
クタと、このセルアレイセレクタに接続される複数のリ
ピータアレイセレクタとを有し、 前記リピータアレイセレクタは、少なくとも2つの前記
セルアレイセレクタに接続され、これらセルアレイセレ
クタのいずれか1つが活性化されると第1のデコード信
号を出力することを特徴とするデコーダ回路。 - 【請求項3】 請求項1に記載のデコーダ回路におい
て、この回路は半導体メモリに適用されることを特徴と
するデコーダ回路。
Priority Applications (3)
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