JP3274728B2 - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JP3274728B2 JP33647192A JP33647192A JP3274728B2 JP 3274728 B2 JP3274728 B2 JP 3274728B2 JP 33647192 A JP33647192 A JP 33647192A JP 33647192 A JP33647192 A JP 33647192A JP 3274728 B2 JP3274728 B2 JP 3274728B2
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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、ダイナミック・ランダ
ム・アクセス・メモリ(以下、DRAMという)等の半
導体集積回路装置、例えばDRAMのダミーワード線駆
動方式に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば特開昭60−242591号公報等に記載される
ものがあり、以下その構成を図を用いて説明する。図2
は、前記文献等に記載されたDRAMにおけるメモリセ
ル部の一構成例を示す概略の回路図である。このメモリ
セル部では、相補的な第1及び第2のビット線BLa
BLb と、該ビット線BLa ,BLb に対して交差配置
された複数のワード線WL0 ,WL1 と、該ビット線B
a ,BLb に対して交差配置された複数のダミーワー
ド線DWL0 ,DWL1 とを、備えている。ビット線B
b とワード線WL0 との交差箇所には、ダイナミック
型のメモリセル101 が接続され、さらにビット線BL
a とワード線WL1 との交差箇所にも、ダイナミック型
のメモリセル102 が接続されている。各メモリセル1
1 ,102 は、電荷蓄積用のキャパシタ11と電荷転
送用のNチャネルMOSトランジスタ(以下、NMOS
という)12とを有し、それらが1/2・VCC(但
し、VCCは電源電位)とビット線BLb,BLa との
間に直列に接続されている。
【0003】ビット線BLb とダミーワード線DWL0
との交差箇所には、ダミーセル201 が接続され、さら
にビット線BLa とダミーワード線DWL1 との交差箇
所にも、ダミーセル202 が接続されている。各ダミー
セル201 ,202 は、NMOSで構成されている。ビ
ット線BLa ,BLb の一端には、該ビット線BLa
BLb を例えば1/2・VCCにイコライズ(均等化)
するイコライズ回路30が接続されている。イコライズ
回路30は、ビット線BLa と1/2・VCC間に接続
されたNMOS31と、ビット線BLb と1/2・VC
C間に接続されたNMOS32と、該ビット線BLa
BLb 間に接続されたNMOS33とで構成され、それ
らがイコライズ信号EQによってオン,オフ動作するよ
うになっている。
【0004】ビット線BLa ,BLb の他端には、該ビ
ット線BLa ,BLb 上の電位差を検知、増幅するセン
スアンプ40が接続されると共に、カラム線Y−DEC
によってオン,オフ動作するデータ転送用NMOS5
1,52を介して相補的なデータ線Da ,Db が接続さ
れている。センスアンプ40は、ビット線BLa とBL
b 間にたすき掛け接続されたNMOS41,42とPM
OS43,44とで構成され、そのNMOS41,42
が活性化信号φa でオン,オフ動作し、そのPMOS4
3,44が活性化信号φa に対して逆相の活性化信号φ
b によってオン,オフ動作するようになっている。
【0005】図3は、図2の“0”情報読出し動作のタ
イミングチャートであり、この図を参照しつつ図2の動
作を説明する。例えば、メモリセル101 に記憶された
“0”情報を読出す場合の動作を説明する。イコライズ
信号EQがVCCレベルのとき、イコライズ回路30内
のNMOS31,32,33がオン状態のため、ビット
線BLa とBLb が1/2・VCCにイコライズされて
いる。又、センスアンプ活性化信号φa ,φb も1/2
・VCCにイコライズされている。イコライズ信号EQ
がVCCレベルからグランドGNDレベルに立下がる
と、イコライズ回路30内のNMOS31,32,33
がオフ状態となり、次いで、図示しないデコーダで選択
されたワード線WL0 が立上がり、メモリセル101
のNMOS12がオンし、キャパシタ11に記憶された
“0”情報がビット線BLb へ出力される。この際、ワ
ード線WL0 はGNDレベルから(VCC+VT +α)
レベル(但し、VT ;NMOSの閾値電圧)まで立上が
り、ダミーワード線DWL0 がVCCレベルからGND
レベルへ立下がる。ダミーワード線DWL1 はVCCレ
ベルのままである。
【0006】次に、センスアンプ活性化信号φa が1/
2・VCCレベルからVCCレベルへ除々に上昇すると
共に、センスアンプ活性化信号φb が1/2・VCCレ
ベルからGNDレベルへ下降する。すると、センスアン
プ40が動作し、ビット線BLa はVCCレベルに、ビ
ット線BLb はGNDレベルへ増幅される。その後、カ
ラム線Y−DECがGNDレベルからVCCレベルへ立
上がり、データ転送用NMOS51,52がオン状態と
なり、ビット線BLa ,BLb の情報がデータ線Da
b へ伝送される。このようなハーフプリチャージ方式
のメモリセル部では、本来的に不要なダミーセル2
1 ,202 を設けることにより、ワード線WL0 ,W
1 によるビット線BLa ,BLb への結合電圧によっ
て生じるビット線対電位のアンバランスを避けることが
でき、動作マージンが大きくなって誤動作を防止でき
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の装置では、次のような課題があった。メモリセル1
1 の情報読出し時にワード線WL0 がGNDレベルか
ら(VCC+VT +α)レベルへ遷移し、ダミーワード
線DWL0 がVCCレベルからGNDレベルへ遷移する
際、電圧振幅差ΔV=VT +αがあるため、ワード線W
0 とビット線BLb 、及びダミーワード線DWL0
ビット線BLb 間のゲート容量の容量結合により、ビッ
ト線BLa とBLb 間にオフセット電圧ΔVsを生じ
る。そのため、読出し信号量の損失が生じ、センスアン
プ40が誤動作するという問題がある。
【0008】又、例えば16MビットのDRAMに使用
しているVCC=3.3Vよりさらに低電圧レベルを使
用するDRAMで、VCC=1.5Vになると、ワード
線WL0 ,WL1 の活性化レベルに占める(VT +α)
の割合が高くなる。そのため、読出し信号量の損失がさ
らに大きくなり、従来のようなダミーワード線駆動方式
が使用できないという問題があり、それらを解決するこ
とが困難であった。本発明は、前記従来技術が持ってい
た課題として、選択されたワード線WL0がGNDレベ
ルから(VCC+VT +α)レベルへ遷移し、ダミーワ
ード線DWL0 がVCCレベルからGNDレベルへ遷移
する際、電圧振幅差ΔV=VT +αを生じて読出し信号
量の損失が起こるという点について解決したDRAM等
の半導体集積回路装置を提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、前記課題
を解決するために、相補的な第1及び第2のビット線
と、前記第1及び第2のビット線に対して交差配置され
たワード線と、前記第1及び第2のビット線に対して交
差配置された第1のダミーワード線と、前記第1又は第
2のビット線と前記ワード線との交差箇所に接続された
メモリセルと、前記第1又は第2のビット線と前記第1
のダミーワード線との交差箇所に接続された第1のダミ
ーセルとを、備えた半導体集積回路装置において、前記
第1及び第2のビット線に対して交差配置される第2の
ダミーワード線と、前記第2又は第1のビット線と前記
第2のダミーワード線との交差箇所に接続される第2の
ダミーセルとを設ける。そして、前記メモリセルからの
データ読出し時に、前記ワード線を活性化レベルへ、前
記第1のダミーワード線をプリチャージレベルから第1
の電源電位レベル(例えば、GNDレベル)へ、前記第
2のダミーワード線をプリチャージレベルから前記ワー
ド線の活性化レベルへ、それぞれ遷移させる構成にして
いる。第2の発明では、第1の発明と同様に第2のダミ
ーワード線及び第2のダミーセルを設ける。そして、前
記メモリセルからのデータ読出し時に、前記ワード線を
第2の電源電位レベル(例えば、VCCレベル)のほぼ
2倍のレベルへ、前記第1のダミーワード線を第2の電
源電位レベルから第1の電源電位レベルへ、前記第2の
ダミーワード線を第1の電源電位レベルから第2の電源
電位レベルへ、それぞれ遷移させる構成にしている。
【0010】
【作用】第1の発明によれば、以上のように半導体集積
回路装置を構成したので、データ読出し時に、ワード線
と第1のダミーワード線には電圧振幅差があるので、例
えば該ワード線と第2のビット線間、及び第1のダミー
ワード線と第2のビット線間の容量結合により、該第2
のビット線にオフセット電圧が生じる。このとき、第2
のワード線と第1のビット線間の容量結合により、該第
1のビット線にオフセット電圧が生じる。そのため、第
1と第2のビット線に生じているオフセット電圧が互い
に相殺され、メモリセルからビット線へ伝達される信号
量の変化がない。
【0011】第2の発明によれば、第1の発明と同様
に、データ読出し時に、ワード線と第2のビット線間、
及び第1のワード線と第2のビット線間の容量結合によ
って生じる該第2のビット線のオフセット電圧と、第2
のダミーワード線と第1のビット線間の容量結合によっ
て生じる第1のビット線のオフセット電圧とが、互いに
相殺され、メモリセルからビット線へ伝達される信号量
の変化がない。従って、前記課題を解決できるのであ
る。
【0012】
【実施例】図1は、本発明の実施例を示すDRAMにお
けるメモリセル部の概略の回路図であり、従来の図2中
の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。こ
のメモリセル部では、相補的な第1及び第2のビット線
BLa ,BLb に対して交差配置された複数の第1のダ
ミーワード線DWL0 ,DWL1 の近傍に、複数の第2
のダミーワード線DWL2 ,DWL3 が設けられてい
る。第1のダミーワード線DWL0 と第2のビット線B
b との交差箇所には、ゲートが該ダミーワード線DW
0 に、ソースが該ビット線BLb に接続されたNMO
Sからなる第1のダミーセル201 が設けられている。
第1のダミーワード線DWL1 と第1のビット線BLa
との交差箇所には、ゲートが該ダミーワード線DWL1
に、ソースが該ビット線BLa に接続されたNMOSか
らなる第1のダミーセル201 が設けられている。
【0013】同様に、第2のダミーワード線DWL2
第1のビット線BLa との交差箇所には、ゲートが該ダ
ミーワード線DWL2 に、ソースが該ビット線BLa
接続された第2のダミーセル203 が設けられている。
第2のダミーワード線DWL3 と第2のビット線BLb
との交差箇所には、ゲートが該ダミーワード線DWL3
に、ソースが該ビット線BLb に接続された第2のダミ
ーセル204 が設けられている。その他の構成は従来の
図2と同一である。
【0014】即ち、第1,第2のビット線BLa ,BL
b と複数のワード線WL0 ,WL1との交差箇所には、
メモリセル101 ,102 がそれぞれ接続されている。
メモリセル101 は、電荷蓄積用のキャパシタ11と電
荷転送用のNMOS12とが1/2・VCCとビット線
BLb との間に直列接続され、そのNMOS12のゲー
トがワード線WL0 に接続されている。メモリセル10
2 も、電荷蓄積用のキャパシタ11と電荷転送用のNM
OS12とが1/2・VCCとビット線BLaとの間に
直列接続され、そのNMOS12のゲートがワード線W
1 に接続されている。第1,第2のビット線BLa
BLb の一端には、NMOS31,32,33からなる
イコライズ回路30が接続され、該ビット線BLa ,B
b の他端には、NMOS41,42及びPMOS4
3,44からなるセンスアンプ40が接続されると共
に、データ転送用のNMOS51,52を介して相補的
なデータ線Da ,Db が接続されている。
【0015】図4は、ワード線WL0 ,WL1 の昇圧レ
ベルが(VCC+VT +α)で、メモリセル101 に記
憶された“0”情報読出し動作のタイミングチャートで
ある。図5は、ワード線WL0 ,WL1 の昇圧レベルが
2VCCで、メモリセル101 に記憶された“0”情報
読出し動作のタイミングチャートである。これらの図を
参照しつつ、図1の読出し動作(1),(2)を説明す
る。
【0016】(1) 図4の動作 イコライズ信号EQがVCCレベルのとき、イコライズ
回路30内のNMOS31,32,33がオン状態のた
め、ビット線BLa とBLb が1/2・VCCにイコラ
イズされている。又、センスアンプ活性化信号φa ,φ
b も1/2・VCCにイコライズされているため、セン
スアンプ40内のNMOS41,42及びPMOS4
3,44がオフ状態となっている。イコライズ信号EQ
がVCCレベルからGNDレベルへ遷移すると、イコラ
イズ回路30内のNMOS31,32,33がオフ状態
となり、次いで、図示しないデコーダによって選択され
たワード線WL0 が“H”レベルに立上がり、それに接
続されたメモリセル101 内のNMOS12がオン状態
となり、該メモリセル101 に記憶された“0”情報が
ビット線BLb へ出力される。
【0017】この際、ワード線WL0 はGNDレベルか
ら(VCC+VT +α)レベルまで遷移し、ダミーワー
ド線DWL0 がVCCレベルからGNDレベルへ遷移す
る。このとき、ワード線WL0 とダミーワード線DWL
0 には電圧振幅差ΔV=VT+αがあるため、該ワード
線WL0 とビット線BLb 間、及びダミーワード線DW
0 とビット線BLb 間のゲート容量の容量結合によ
り、該ビット線BLb にオフセット電圧ΔVsが生じ
る。又、ダミーワード線DWL0 に対し、ダミーワード
線DWL2 がVCCレベルから(VCC+VT +α)レ
ベルへ遷移するため、該ダミーワード線DWL2 とビッ
ト線BLa 間のゲート容量の容量結合により、該ビット
線BLa にオフセット電圧ΔVsが生じる。そのため、
ビット線BLb とBLa に生じているオフセット電圧Δ
Vsが互いに相殺され、メモリセル101 からビット線
BLb へ伝達される信号量に変化がない。
【0018】従って、センスアンプ40が動作するまで
にビット線BLa ,BLb 間の電位差が十分大きくな
り、その後、センスアンプ活性化信号φa が1/2・V
CCレベルからVCCレベルへ上昇すると共に、センス
アンプ活性化信号φb が1/2・VCCレベルからGN
Dレベルへ下降し、該センスアンプ40が動作してビッ
ト線BLa とBLb 間の電位差が増幅される。そして、
カラム線Y−DECがGNDレベルからVCCレベルへ
上昇し、データ転送用のNMOS51,52がオン状態
となり、ビット線BLa ,BLb 上の読出し情報“0”
が、データ線Da,Db へ正確に読出される。
【0019】(2) 図5の動作 イコライズ信号EQがVCCレベルのとき、イコライズ
回路30によってビット線BLa ,BLb が1/2・V
CCにイコライズされ、センスアンプ活性化信号φa
φb も1/2・VCCにイコライズされてセンスアンプ
40がオフ状態となっている。イコライズ信号EQがV
CCレベルからGNDレベルへ遷移すると、イコライズ
回路30がオフ状態となり、次いで、図示しないデコー
ダによって選択されたワード線WL0 が“H”レベルに
立上がり、それに接続されたメモリセル101内のNM
OS12がオン状態となり、該メモリセル101 に記憶
された“0”情報がビット線BLb へ出力される。
【0020】この際、ワード線WL0 はGNDレベルか
ら2VCCレベルまで遷移し、ダミーワード線DWL0
がVCCレベルからGNDレベルへ遷移する。ワード線
WL0 とダミーワード線DWL0 には電圧振幅差ΔV=
VCCがあるので、ワード線WL0 とビット線BL
b 間、及びダミーワード線DWL0 とビット線BLb
のゲート容量の容量結合により、該ビット線BLb にオ
フセット電圧ΔVsを生じる。このとき、ダミーワード
線DWL0 に対し、ダミーワード線DWL2 がGNDレ
ベルからVCCレベルへ遷移するので、該ダミーワード
線DWL2 とビット線BLa 間のゲート容量の容量結合
により、該ビット線BLa にオフセット電圧ΔVsを生
じる。そのため、ビット線BLb とBLa に生じている
オフセット電圧ΔVsが互いに相殺され、メモリセル1
1 からビット線BLb へ伝達される信号量に変化がな
い。従って、センスアンプ40が動作するまでに、ビッ
ト線BLa とBLb 間の電位差が十分大きくなり、その
後、該センスアンプ40が動作してビット線BLa,B
b 間の電位差が増幅され、カラム線Y−DECによっ
てNMOS51,52がオン状態となり、該ビット線B
a ,BLb 上の読出し情報“0”が、データ線Da
b へ正確に読出される。
【0021】以上のように、本実施例では次のような利
点を有している。 (a) ワード線WL0 がGNDレベルから(VCC+
T +α)レベルへ遷移する場合、第1のダミーワード
線DWL0 をVCCレベルからGNDレベルへ遷移させ
ると共に、第2のダミーワード線DWL2 をVCCレベ
ルから(VCC+VT +α)レベルへ遷移するようにし
たので、ビット線BLa とBLb 間に生じるオフセット
電圧ΔVsが相殺されて0となる。これにより、メモリ
セル101からビット線BLb へ伝達される信号量に変
化がなくなり、正しい情報を読出すことができる。
【0022】(b) ワード線WL0 がGNDレベルか
ら2VCCへ遷移する場合、第1のダミーワード線DW
0 をVCCレベルからGNDレベルへ遷移させ、第2
のダミーワード線DWL2 をGNDレベルからVCCレ
ベルへ遷移するようにしたので、ビット線BLa とBL
b 間に生じるオフセット電圧ΔVsが相殺されて0とな
る。これにより、メモリセル101 からビット線BLb
へ伝達される信号量に変化がなくなり、正しい情報を読
出すことができる。
【0023】(c) 前記(a),(b)においてビッ
ト線BLa とBLb 間に生じるオフセット電圧ΔVsが
0となるので、低電圧を使用したDRAM、例えばVC
C=1.5Vの場合においても、読出し信号量が損失す
ることなく、正しい情報を読出すことができる。なお、
本発明は上記実施例に限定されず、種々の変形が可能で
ある。例えば、図1のメモリセル部のビット線BLa
BLb 、ワード線WL0 ,WL1 、及びダミーワード線
DWL0 ,DWL1 ,DWL2 ,DWL3 を任意の数に
したり、メモリセル101 ,102 やダミーセル2
1 ,202 ,203 ,204 を他の回路で構成した
り、あるいはイコライズ回路30、センスアンプ40、
及びデータ転送用NMOS51,52を他のトランジス
タ構成にしてもよい。又、上記実施例を他の半導体メモ
リ等の半導体集積回路装置に適用することも可能であ
る。
【0024】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、第1の発明
によれば、メモリセルからのデータ読出し時に、ワード
線を活性化レベルへ遷移する場合、第1のダミーワード
線をプリチャージレベルから第1の電源電位レベルへ遷
移し、第2のダミーワード線をプリチャージレベルから
ワード線の活性化レベルへ遷移するようにしたので、第
1と第2のビット線に生じるオフセット電圧が相殺され
て0となる。これにより、メモリセルからビット線へ伝
達される信号量に変化がなくなり、正しい情報を読出す
ことができる。しかも、第1と第2のビット線に生じる
オフセット電圧が0となるので、低電圧を使用したDR
AM等の半導体集積回路装置においても、読出し信号量
の損失がなく、正しい情報を読出すことができる。
【0025】第2の発明によれば、メモリセルからのデ
ータ読出し時に、ワード線を第2の電源電位レベルのほ
ぼ2倍のレベルへ遷移する場合、第1のダミーワード線
を第2の電源電位レベルから第1の電源電位レベルへ遷
移し、第2のダミーワード線を第1の電源電位レベルか
ら第2の電源電位レベルへ遷移するようにしたので、第
1と第2のビット線に生じるオフセット電圧が相殺され
て0となる。従って、第1の発明と同様に、メモリセル
からビット線へ伝達される信号量に変化がなくなり、正
しい情報を読出すことができるばかりか、低電圧を使用
したDRAM等の半導体集積回路装置においても、読出
し信号量の損失がなく、正しい情報を読出すことができ
る。従って、半導体メモリ等の種々の半導体集積回路装
置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示すDRAMにおけるメモリ
セル部の概略の回路図である。
【図2】従来のDRAMにおけるメモリセル部の概略の
回路図である。
【図3】図2の“0”情報読出し動作のタイミングチャ
ートである。
【図4】図1の“0”情報読出し動作のタイミングチャ
ートである。
【図5】図1の“0”情報読出し動作のタイミングチャ
ートである。
【符号の説明】
101 ,102 メモリセル 201 ,202 ,203 ,204 ダミーセル 30 イコライズ回路 40 センスアンプ 51,52 データ転送用NM
OS BLa ,BLb 第1,第2のビッ
ト線 Da ,Db データ線 DWL0 ,DWL1 第1のダミーワー
ド線 DWL2 ,DWL3 第2のダミーワー
ド線

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 相補的な第1及び第2のビット線と、前
    記第1及び第2のビット線に対して交差配置されたワー
    ド線と、前記第1及び第2のビット線に対して交差配置
    された第1のダミーワード線と、前記第1又は第2のビ
    ット線と前記ワード線との交差箇所に接続されたメモリ
    セルと、前記第1又は第2のビット線と前記第1のダミ
    ーワード線との交差箇所に接続された第1のダミーセル
    とを、備えた半導体集積回路装置において、 前記第1及び第2のビット線に対して交差配置される第
    2のダミーワード線と、前記第2又は第1のビット線と
    前記第2のダミーワード線との交差箇所に接続される第
    2のダミーセルとを設け、 前記メモリセルからのデータ読出し時に、前記ワード線
    を活性化レベルへ、前記第1のダミーワード線をプリチ
    ャージレベルから第1の電源電位レベルへ、前記第2の
    ダミーワード線をプリチャージレベルから前記ワード線
    の活性化レベルへ、それぞれ遷移させる構成にしたこと
    を特徴とする半導体集積回路装置。
  2. 【請求項2】 相補的な第1及び第2のビット線と、前
    記第1及び第2のビット線に対して交差配置されたワー
    ド線と、前記第1及び第2のビット線に対して交差配置
    された第1のダミーワード線と、前記第1又は第2のビ
    ット線と前記ワード線との交差箇所に接続されたメモリ
    セルと、前記第1又は第2のビット線と前記第1のダミ
    ーワード線との交差箇所に接続された第1のダミーセル
    とを、備えた半導体集積回路装置において、 前記第1及び第2のビット線に対して交差配置される第
    2のダミーワード線と、前記第2又は第1のビット線と
    前記第2のダミーワード線との交差箇所に接続される第
    2のダミーセルとを設け、 前記メモリセルからのデータ読出し時に、前記ワード線
    を第2の電源電位レベルのほぼ2倍のレベルへ、前記第
    1のダミーワード線を第2の電源電位レベルから第1の
    電源電位レベルへ、前記第2のダミーワード線を第1の
    電源電位レベルから第2の電源電位レベルへ、それぞれ
    遷移させる構成にしたことを特徴とする半導体集積回路
    装置。
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