JP3186204B2 - 半導体ダイナミックram - Google Patents

半導体ダイナミックram

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JP3186204B2
JP3186204B2 JP11945192A JP11945192A JP3186204B2 JP 3186204 B2 JP3186204 B2 JP 3186204B2 JP 11945192 A JP11945192 A JP 11945192A JP 11945192 A JP11945192 A JP 11945192A JP 3186204 B2 JP3186204 B2 JP 3186204B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体ダイナミックRA
Mに関し、特にビット線を所定のタイミングでプリチャ
ージしてメモリセルのデータを読出す構成の大容量の半
導体ダイナミックRAMに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の半導体ダイナミックRA
Mの一例を図4に示す。
【0003】この半導体ダイナミックRAMは、選択状
態のとき記憶しているデータを読出す1トランジスタ1
キャパシタ型の複数のメモリセルMCを備えたメモリセ
ルアレイMAと、選択レベルのとき複数のメモリセルM
Cのうちの対応するメモリセルを選択状態とする複数の
ワード線WLと、所定のタイミングで活性化し外部から
のアドレス信号ADを取込み出力するアドレスバッファ
1aと、このアドレスバッファ1aの出力信号をデコー
ドする行アドレスデコーダ2aと、所定のタイミングで
活性化しワード線駆動電位Vwを発生するワード線コン
トローラ3と、ワード線駆動電位Vwを受け行アドレス
デコーダ2aの出力信号に従って複数のワード線WLの
うちの所定のワード線をワード線駆動電位Vwによる選
択レベルに駆動するワードドライバ回路4と、選択状態
のメモリセルMCから読出されたデータを伝達する対を
なすビット線BL1,BL2と、所定のタイミングで活
性化しビット線BL1,BL2に伝達されたデータを増
幅するセンス増幅器6と、所定のタイミングで活性化し
ビット線BL1,BL2をバランスさせると共にプリチ
ャージするビット線バランス・プリチャージ回路5と、
複数のセンサ増幅器6(図4では1つのみ表示)のうち
の1つを選択するセレクタ7と、選択されたセンス増幅
器6の出力データを増幅して外部へ出力するデータ増幅
器8及び出力バッファ9と、遅延・ゲート回路13a〜
13hを備え行アドレスストローブ信号RASbxを含
む外部からの制御信号(図4ではRASbxのみ表示)
に従ってアドレスバッファ1a,行アドレスデコーダ2
a,ワード線コントローラ3,ビット線バランス・プリ
チャージ回路5,センス増幅器6等の動作を制御するタ
イミング制御回路10bとを有する構成となっている。
【0004】なお、図4には示されていないが、タイミ
ング制御回路10bは、セレクタ7,データ増幅器8,
出力バッファ9等の動作も直接または間接的に制御す
る。
【0005】次に、この半導体ダイナミックRAMの動
作について説明する。図5はこの半導体ダイナミックR
AMの動作を説明するための各部信号のタイミング図で
ある。
【0006】この半導体ダイナミックRAMにおいて
は、1メモリサイクルが、行アドレスストローブ信号R
ASbxが低レベルのアクティブ期間Trasと高レベ
ルのプリチャージ期間Trpとから成り、アクティブ期
間Tras中に列アドレスストローブ信号CASb,読
出し制御信号OEb,書込み制御信号WEb等が所定の
タイミングでアクティブレベルとなって読出し,書込み
動作が実行される(CASb,OEb,WEbは図4で
は省略されている)。
【0007】まず、プリチャージ期間Trpにおける動
作について説明する。行アドレスストローブ信号RAS
bxの立上りで遅延・ゲート回路13aからリセットタ
イミング信号RSTxを発生する(t1のタイミン
グ)。このリセットタイミング信号RSTxを基に、ま
ずワード線コントローラ3がリセット(非活性化)され
て選択レベルにあったワード線WLがリセット(非選択
レベル化)される(t2からt3のタイミング)。これ
によりメモリセルMCにデータがリストアされる。
【0008】この後、内部制御信号(アドレスリセット
信号)RSADによりアドレスバッファ1a,行アドレ
スデコーダ2aがリセット(非活性化)されてアドレス
信号ADがリセットされ(t3からt4のタイミン
グ)、続いて内部制御信号SARxによりセンス増幅器
6の非活性化、ビット線バランス・プリチャージ回路5
の活性化が行なわれ(t4からt5のタイミング)、ビ
ット線BL1,BL2のバランス,プリチャージが行な
われる。こうしてプリチャージ期間Trpにおける基本
動作が完了する。
【0009】次に、アクティブ期間における動作につい
て説明する。行アドレスストローブ信号RASbxがア
クティブレベル(低レベル)に変化する(t5)ことに
よって遅延・ゲート回路13eでセットタイミング信号
SETを発生する(t5a)。このセットタイミング信
号SETを基に、まずアドレスバッファ1を活性化して
(t6〜t7)アドレス信号ADを取込み、続いて内部
制御信号DECにより行アドレスデコーダ2aを活性化
することによりアドレス信号ADをデコードする(t7
〜t8)。この後、ビット線バランス・プリチャージ回
路5を非活性化すると共にワード線コントローラ3を活
性化しアドレス信号ADで指定されるワード線WLを選
択レベルに駆動する(t8〜t9)。この結果、ビット
線BL1,BL2に、選択状態のメモリセルMCに記憶
されていたデータによる電位差が生じる。
【0010】この後、内部制御信号SAAxによりセン
ス増幅器6を活性化してビット線BL1,BL2間のデ
ータを増幅する(t9〜t10)。この後、セレクタ7
によるセンス増幅器6の選択、選択されたセンス増幅器
6の出力データのデータ増幅器8による再増幅(t10
〜t11)、出力バッファ9によるデータ増幅器8から
のデータの外部への出力(t11〜t12)が行なわれ
る。こうしてアクティブ期間における基本動作が完了す
る。
【0011】このように、この半導体ダイナミックRA
Mにおいては、行アドレスストローブ信号RASbxの
インアクティブレル(高レベル)への変化(t1)で遅
延・ゲート回路13aによりリセットタイミング信号R
STxを発生してこれを基にして遅延・ゲート回路13
b〜13dにより各種の内部制御信号を発生し、プリチ
ャージ期間Trp中の各動作を順次遂行し、行アドレス
ストローブ信号RASbxのアクティブレベル(低レベ
ル)への変化(t5)で遅延・ゲート回路13eにより
セットタイミング信号SETを発生してこれを基にして
遅延・ゲート回路13f〜13hにより各種の内部制御
信号を発生し、アクティブ期間Tras中の各動作を順
次遂行するようになっている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】この従来の半導体ダイ
ナミックRAMでは、行アドレスストローブ信号RAS
bxのインアクティブレベルへの変化でリセットタイミ
ング信号を発生しこれを基に各種内部制御信号を発生し
てプリチャージ期間Trpにおける各動作を順次遂行
し、行アドレスストローブ信号RASbxのアクティブ
レベルへの変化でセットタイミング信号を発生しこれを
基に各種内部制御信号を発生してアクティブ期間Tra
sにおける各動作を順次遂行する構成となっており、し
かもこの中にはアドレスバッファ1a,行アドレスデコ
ーダ2aの活性化及びリセットの制御も行うようになっ
ているので、これら各動作を同時に並行させることが困
難なため、1メモリサイクルの時間が長くなるという欠
点があった。
【0013】本発明の目的は、1メモリセイクルの時間
を短縮することができる半導体ダイナミックRAMを提
供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体ダイナミ
ックRAMは、選択状態のとき記憶しているデータを読
出す複数のメモリセルを備えたメモリセルアレイと、選
択レベルのとき前記複数のメモリセルのうちの対応する
メモリセルを選択状態とする複数のワード線と、所定の
タイミングで活性化し外部からのアドレス信号を取込み
出力するアドレスバッファ回路と、前記アドレスバッフ
ァ回路の出力信号をデコードするアドレスデコーダと、
所定のタイミングで活性化しワード線駆動電位を発生す
るワード線コントローラと、前記ワード線駆動電位を受
け前記アドレスデコーダの出力信号に従って前記複数の
ワード線のうちの所定のワード線を前記ワード線駆動電
位による選択レベルに駆動するワードドライバ回路と、
前記選択状態のメモリセルから読出されたデータを伝達
するビット線と、所定のタイミングで活性化し前記ビッ
ト線に伝達されたデータを増幅するセンス増幅器と、所
定のタイミングで活性化し前記ビット線をプリチャージ
するプリチャージ回路と、前記アドレスバッファ回路,
アドレスデコーダ,ワード線コントローラ,センス増幅
器,及ひプリチャージ回路の動作の制御を含む各部動作
の制御を行うタイミング制御回路とを有する半導体ダイ
ナミックRAMにおいて、前記タイミング制御回路が、
前記クロック信号の所定のレベル変化のタイミングに行
アドレスストローブ信号がアクティブレベルであること
を検知し、前記行アドレスストローブ信号の1つのアク
ティブレベルに対して1つの内部リセット信号を発生
し、この内部リセット信号を基に複数の内部制御信号を
発生し、これら複数の内部制御信号により、前記ワード
線コントローラを非活性化した後、プリチャージ回路を
活性化すると共にセンス増幅器を非活性化する期間に、
アドレスバッファ回路を活性化して常時活性化状態とさ
れるアドレスデコーダによりアドレス信号のデコードを
行い、この後、前記ワード線コントローラを活性化する
と共に前記プリチャージ回路を非活性化し、この後、前
記センス増幅器を活性化する構成である。
【0015】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。
【0016】図1は本発明の第1の実施例を示すブロッ
ク図、図2はこの実施例の動作を説明するための各部信
号のタイミング図である。
【0017】この実施例が図4及び図5に示された従来
の半導体ダイナミックRAMと相違する点は、行アドレ
スデコーダ2を常時活性化状態とし、タイミング制御回
路10を、クロック信号CLKの高レベルへの変化のタ
イミングに行アドレスストローブ信号RASbがアクテ
ィブレベル(低レベル)であることを検知しこの行アド
レスストローブ信号RASbの1つのアクティブレベル
に対して1つの内部リセット信号RSTを発生し、この
内部リセット信号RSTを基に複数の内部制御信号(S
AR,SAA,…)を発生しこれら複数の内部制御信号
によりワード線コントローラ3を非活性化した後、アド
レスバッファ1及びビット線バランス・プリチャージ回
路5を活性化すると共にセンス増幅器6を非活性化し、
この後ワード線コントローラ3を活性化すると共にビッ
ト線バランス・プリチャージ回路5を非活性化し、この
後センス増幅器6を活性化する回路とした点にある。
【0018】次にこの実施例の動作について説明する。
【0019】この実施例においては、行アドレスストロ
ーブ信号RASbは外部からのクロック信号CLKによ
ってレベルラッチされるコマンド信号とみなされる。ま
ず、クロック信号CLKの高レベルへの変化タイミング
(t1)で遅延・ゲート回路11aにより行アドレスス
トローブ信号RASbが低レベルであることを検知し内
部リセット信号RSTを発生する。これが1メモリサイ
クルの開始点である。
【0020】タイミング制御回路10は、遅延・ゲート
回路11aのほか遅延・ゲート回路11b〜11eを備
えており、内部リセット信号RSTを基に各種内部制御
信号(SAR,SAA,…)を発生し各部の動作を制御
する。
【0021】まず、遅延・ゲート回路11bの出力の内
部制御信号によってワード線コントローラ3がリセット
(非活性化)されて選択レベルにあったワード線WLが
リセット(非選択レベル化)される(t2〜t3)。
【0022】次に遅延・ゲート回路11cの出力の内部
制御信号SARによってアドレスバッファ1及びビット
線バランス・プリチャージ回路5が活性化されると共に
センス増幅器6が非活性化される(t3〜t5)。この
結果、ビット線BL1,BL2のバランス,プリチャー
ジが行なわれ、一方、行アドレスデコーダ2は常時活性
化状態にあるので、アドレスバッファ1が活性化される
と行アドレスデコーダ2によるアドレス信号ADのデコ
ーダが直ちに行なわれる(t4〜t5)。
【0023】この後、遅延・ゲート回路11dの出力の
内部制御信号によってワード線コントローラ3が活性化
すると共にビット線バランス・プリチャージ回路5が非
活性化し、アドレス信号ADによって指定されたワード
線WLが選択レベルに駆動され(t5〜t6)、ビット
線BL1,BL2間に選択状態のメモリセルMCによる
電位差が生じる。
【0024】この後、遅延・ゲート回路11eの出力の
内部制御信号SAAによりセンス増幅器6が活性化し、
ビット線BL1,BL2間のデータが増幅される。この
後の動作は図4,図5に示された従来例と同一である。
こうして1メモリサイクルの動作が完了する。
【0025】この実施例においては、行アドレスデコー
ダ2の活性化,非活性化制御を行なわなくて済み、また
セットタイミング信号SETを発生しなくて済む上、ビ
ット線バランス・プリチャージ回路5の活性化及びセン
ス増幅器6の非活性化と、アドレスバッファ1の活性化
及び行アドレスデコーダ2によるアドレス信号ADのデ
コードとを同時に並行して行っているので、その分1メ
モリサイクルの時間を短縮することができる。この実施
例の1メモリサイクルの時間は、従来例の2/3程度と
なる。
【0026】図3は本発明の第2の実施例を示すブロッ
ク図である。
【0027】この実施例は、メモリセルアレイMAが複
数設けられ(図3では1つのみ表示)、これら各メモリ
セルアレイMAとそれぞれ対応して、アドレスバッファ
1,行アドレスデコーダ2,ワード線コントローラ3,
ワードドライバ回路4,ビット線バランス・プリチャー
ジ回路5,センス増幅器6,及びセレクタ7を含む複数
(図3では1つのみ表示)の周辺回路が設けられいる場
合の例であり、この場合、ゲート回路12a〜12cを
設けて、これら各メモリセルアレイMC及びその周辺回
路の動作を、互いに不都合が生じないように制御する構
成となっている。
【0028】これら各メモリセルアレイMA及びその周
辺回路の基本的な動作及びこの実施例の効果は第1の実
施例と同様である。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、クロック
信号の所定のタイミングで内部リセット信号を発生し、
この内部リセット信号を基に各種内部制御信号を発生
し、これら内部制御信号によりセンス増幅器の非活性化
及びプリチャージ回路の活性化と、アドレスバッファ回
路の活性化及びアドレス信号のデコードとを同時に並行
して実行し、かつ行アドレスデコーダを常時活性化状態
にする構成とすることにより、従来のプリチャージ期間
及びアクティブ期間における各種動作の順次遂行に対
し、動作制御の省略及び並行動作ができるので、その分
1メモリサイクルの時間を短縮することができる効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示すブロック図であ
る。
【図2】図1に示された実施例の動作を説明するための
各部信号のタイミング図である。
【図3】本発明の第2の実施例を示すブロック図であ
る。
【図4】従来の半導体ダイナミックRAMの一例を示す
ブロック図である。
【図5】図4に示された半導体ダイナミックRAMの動
作を説明するための各部信号のタイミング図である。
【符号の説明】
1,1a アドレスバッファ 2,2a 行アドレスデコーダ 3 ワード線コントローラ 4 ワードドライバ回路 5 ビット線バランス・プリチャージ回路 6 センス増幅器 7 セレクタ 8 データ増幅器 9 出力バッファ 10,10a,10b タイミング制御回路 11a〜11e 遅延・ゲート回路 12a〜12c ゲート回路 13a〜13h 遅延・ゲート回路 BL1,BL2 ビット線 MA メモリセルアレイ MC メモリセル WL ワード線

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 選択状態のとき記憶しているデータを読
    出す複数のメモリセルを備えたメモリセルアレイと、選
    択レベルのとき前記複数のメモリセルのうちの対応する
    メモリセルを選択状態とする複数のワード線と、所定の
    タイミングで活性化し外部からのアドレス信号を取込み
    出力するアドレスバッファ回路と、前記アドレスバッフ
    ァ回路の出力信号をデコードするアドレスデコーダと、
    所定のタイミングで活性化しワード線駆動電位を発生す
    るワード線コントローラと、前記ワード線駆動電位を受
    け前記アドレスデコーダの出力信号に従って前記複数の
    ワード線のうちの所定のワード線を前記ワード線駆動電
    位による選択レベルに駆動するワードドライバ回路と、
    前記選択状態のメモリセルから読出されたデータを伝達
    するビット線と、所定のタイミングで活性化し前記ビッ
    ト線に伝達されたデータを増幅するセンス増幅器と、所
    定のタイミングで活性化し前記ビット線をプリチャージ
    するプリチャージ回路と、前記アドレスバッファ回路,
    アドレスデコーダ,ワード線コントローラ,センス増幅
    器,及ひプリチャージ回路の動作の制御を含む各部動作
    の制御を行うタイミング制御回路とを有する半導体ダイ
    ナミックRAMにおいて、 前記タイミング制御回路が、前記クロック信号の所定の
    レベル変化のタイミングに行アドレスストローブ信号が
    アクティブレベルであることを検知し、前記行アドレス
    ストローブ信号の1つのアクティブレベルに対して1つ
    の内部リセット信号を発生し、 この内部リセット信号を
    基に複数の内部制御信号を発生し、これら複数の内部制
    御信号により、前記ワード線コントローラを非活性化し
    た後、プリチャージ回路を活性化すると共にセンス増幅
    器を非活性化する期間に、アドレスバッファ回路を活性
    化して常時活性化状態とされるアドレスデコーダにより
    アドレス信号のデコードを行い、この後、前記ワード線
    コントローラを活性化すると共に前記プリチャージ回路
    を非活性化し、この後、前記センス増幅器を活性化する
    ことを特徴とした半導体ダイナミックRAM。
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US7154795B2 (en) * 2004-07-30 2006-12-26 United Memories, Inc. Clock signal initiated precharge technique for active memory subarrays in dynamic random access memory (DRAM) devices and other integrated circuit devices incorporating embedded DRAM

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