JP3544863B2 - Semiconductor memory and semiconductor device having the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、センスアンプの活性化を高速化するために一時的にセンスアンプ用電源電圧を変化させる構成を備えた半導体メモリ及びこれを備えた半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図8は、従来のSDRAMのセンスアンプ10及びこれに関連した回路を示す。
センスアンプ10は、センスアンプ駆動回路11から供給される電源電位VPとVNとの間の電圧により動作する。センスアンプ駆動回路11では、PMOSトランジスタ12及びNMOSトランジスタ13〜15が直列接続されており、NMOSトランジスタ15のゲートに不図示の制御回路からのセンスアンプ制御信号C0が供給され、トランジスタ12〜14のゲートに、この信号と相補的な信号*C0(以下、他の相補信号にも符号に*を付加する。)が供給される。センスアンプ制御信号C0及び*C0がそれぞれ低レベル及び高レベルの場合には、トランジスタ13及び14がオン、トランジスタ12及び15がオフになって、電位Vii/2がトランジスタ13及び14を通りそれぞれVP及びVNとしてセンスアンプ10に供給される。このとき、センスアンプ10は非動作状態となっている。この状態で、転送ゲート16及び17がオンにされ、プリチャージ回路18がプリチャージ信号PRによりオンにされて、ビット線BL01、BL02、*BL01及び*BL02が電位Vii/2にプリチャージされる。メモリセル19のキャパシタのセルプレートには、電位Vii/2が印加されている。
【0003】
例えば、”High”が格納されているメモリセル19からデータを読み出す場合には、ワード線WL0が立ち上げられてメモリセル19からビット線BL01へ正電荷が移動し、ビット線BL01と*BL01との間に100〜200mV程度の電位差が生じる。センスアンプ10を高速動作させるために、行アドレスの変化に応答して、図9に示す如く、電源電位VHが電位ViiからVjjに上昇する。例えば、電位Vii及びVjjはそれぞれ1.5V及び2.0Vである。
【0004】
次に、センスアンプ制御信号C0及び*C0がそれぞれ高レベル及び低レベルに遷移して、トランジスタ15及び12がオン、トランジスタ13及び14がオフになり、電位VH及び0Vがそれぞれトランジスタ12及び15を通りVP及びVNとしてセンスアンプ10に供給される。これにより、センスアンプ10が活性化されてビット線BL01と*BL01との間の電位差が増幅される。この増幅によりビット線BL01と*BL01とが電位Viiと0Vとの間でほぼフルスイングした時点で、電位VHが低下して電位Viiに戻る。
【0005】
読み出しが終了すると、ワード線WL0が低レベルになり、次に、センスアンプ制御信号C0及び*C0がそれぞれ低レベル及び高レベルになって、VP及びVNがいずれも電位Vii/2に戻り、センスアンプ10が非活性になる。また、プリチャージ信号PRによりプリチャージ回路18がオンになって、ビット線電位が電位Vii/2にリセットされる。
【0006】
複数バンクを備えた従来のSDRAMでは、各バンクのセンスアンプ駆動回路に電位VHが共通に供給される。バンク切り替えの際には、切り替え前のバンクの処理を行いながら切り替え後のバンクの処理を並列に行う。このため、例えば図10に示す如くバンク0〜3が順次切り替えられる場合には、電源電位VHが電位Viiに落ちずに電位Vjjを維持することになる。
【0007】
その結果、無駄な電流が消費され、また、高電位期間が必要以上に長くなるためにトランジスタ特性の劣化が早められる。
また、図8のプリチャージ回路18によるプリチャージは、主にビット線BL02と*BL02との短絡により急速に行われ、電位Vii/2の配線からのプリチャージが補助的に緩やかに行われる。このため、バンク3の次に再度バンク0から読み出しが行われ、この読み出しが、前回バンク0で電位差増幅が行われたビット線に接続され且つ前回選択されたメモリセル以外であって”High”が格納されたメモリセルからである場合には、図10に示す如く、プリチャージ電位Vpr2が本来のプリチャージ電位Vpr1=Vii/2より高くなる。メモリセルからの読み出し後増幅前のビット線対間の電位差ΔVは、読み出し前にプリチャージされたビット線の電位Vprに依存し、次式で表される。
【0008】
ΔV=(Vsn−Vpr)・Cs/(CBL+Cs)
ここに、Csはメモリセルの静電容量、CBLはビット線の寄生容量、Vsnは読み出し前のストレージノード191の電位である。
この式から明らかなように、Vsnが一定の下でVprが上昇すると、ΔVが減少する。すなわち、図10のビット線対間の電位差ΔV2がΔV1より小さくなる。ビット線対間の電位差ΔVが小さくなり過ぎると、センスアンプ10の素子特性のばらつきによりセンスアンプ10が誤動作する虞があるので、リフレッシュサイクル時間を短くしてストレージノード電位Vsnを高く維持する必要があり、消費電流が大幅に増大する結果となる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、このような問題点に鑑み、消費電流を低減し、かつ、素子特性劣化が早められるのを防止することが可能な半導体メモリ及びこれを備えた半導体装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段及びその作用効果】
請求項1では、複数のバンクを備え、各バンク内にビット線対間電圧増幅用センスアンプを備えた半導体メモリにおいて、
選択制御信号に応答して、該センスアンプを活性化のための第1電源電位と、該第1電源電位を用いた場合よりも高速に該センスアンプを活性化するための第2電源電位との一方を選択する選択回路と、
バンク活性化信号の活性化に応答して、該第2電源電位を所定時間選択しその後該第1電源電位を選択するための該選択制御信号を生成する選択制御回路と、
該選択回路で選択された電源電位を、センスアンプ制御信号の活性化に応答して該センスアンプに供給するセンスアンプ駆動回路とを、
該複数のバンクの各々に対し備え、該第2電源電位は該第1電源電位よりも高い。
該選択制御回路は、
該バンク活性化信号の活性化に応答してセットパルスを生成する回路と、
該バンク活性化信号を遅延させる遅延回路と、
該遅延回路の出力の活性化に応答してリセットパルスを生成する回路と、
該セットパルス及び該リセットパルスがそれぞれセット入力端及びリセット入力端に供給され、該選択制御信号を出力するフリップフロップ回路と、
を有する。
【0012】
この半導体メモリによれば、バンク活性化信号に基づいて選択制御回路がそれぞれ独立に動作し、選択制御回路の出力によりバンク毎の選択回路が独立に制御されて電源電位が選択回路及びセンスアンプ駆動回路を介しセンスアンプに供給されるので、センスアンプ用電源電位が、対応するバンクの活性化に応じて、活性化の高速化に必要な期間のみ第2電源電位となる。
【0013】
このため、電源回路の出力電流の無駄な消費が省かれるとともに、トランジスタに高電圧が不必要に印加される期間が低減されてその特性劣化が低減されるという効果を奏する。
さらに、メモリセルからの読み出し後増幅前のビット線対間の電位差の低下が防止されるので、リフレッシュサイクル時間をより長くして、消費電流を低減することができるという効果を奏する。
【0014】
請求項2の半導体メモリでは、請求項1において、上記センスアンプ駆動回路は、上記センスアンプ制御信号が非活性になった時に、上記電源電位をビット線プリチャージ電位に切り換えて上記センスアンプに供給する。
請求項3の半導体メモリでは、請求項1又は2において、上記選択回路は、
上記第1電源電位の導体と該選択回路の出力端との間に接続された第1トランジスタスイッチ素子と、
上記第2電源電位の導体と該出力端との間に接続された第2トランジスタスイッチ素子とを有する。
【0015】
請求項4の半導体メモリでは、請求項1又は2において、外部電源電位に基づいて上記第1及び第2電源電位を生成する電源回路をさらに有する。
【0016】
請求項5の半導体メモリでは、請求項1〜4のいずれかにおいて、アクティベイトコマンドの入力に応答して、所定期間活性になる上記バンク活性化信号を生成する回路をさらに有する。
請求項6の半導体メモリでは、請求項1〜4のいずれかにおいて、上記選択回路及び上記選択制御回路は、複数のセンスアンプ列に対し共通に用いられている。
【0017】
請求項7の半導体装置では、請求項1乃至6のいずれか1つに記載の半導体メモリを有する。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態のSDRAM20のセンスアンプに関係した回路を示す概略ブロックである。
【0019】
このSDRAM20は、バンクBNK0〜BNK3を備えており、アドレスの上位2ビット例えばビットA17及びA16により、バンクが選択される。バンク活性化信号生成回路21は、信号BA0〜BA3を生成する。信号BA0〜BA3は、バンクアドレスビットA17及びA16をデコードした信号が活性化した状態で入力される活性コマンドに応答して活性化され、対応するバンクでの同一行のアクセス終了時に非活性化される。バンク切り替えの際には、切り替え前のバンクの処理を行いながら切り替え後のバンクの処理を並列に行うため、例えばバンクBNK0〜BNK3が順次選択された場合には、バンク活性化信号BA0〜BA3は図6に示す如く、活性な期間が部分的に重なる。
【0020】
信号BA0〜BA3はそれぞれ、互いに同一構成の選択制御回路22〜25に供給される。選択制御回路22は、信号BA0の活性化に応答して、所定時間活性になる選択制御信号SC0及びこれと相補的な選択制御信号*SC0を生成し、互いに同一構成の選択回路26〜28の制御入力端へ供給する。
例えば選択回路28では、図2に示す如く、PMOSトランジスタ29のソースが、より高速にセンスアンプを活性化するための電位Vjjの配線に接続され、PMOSトランジスタ29のドレインがPMOSトランジスタ30を介してセンスアンプ活性化のための電位Viiの配線に接続されている。選択制御回路22の出力SC0及び*SC0はそれぞれトランジスタ30及び29のゲートに供給される。PMOSトランジスタ29及び30のNウェルには、例えば電位Vjjが印加されている。
【0021】
選択制御信号*SC0及びSC0がそれぞれ低レベル及び高レベルの場合には、トランジスタ29及び30がそれぞれオン及びオフになって、電位Vjjがトランジスタ29を通りVH0として出力される。逆に選択制御信号*SC0及びSC0がそれぞれ高レベル及び低レベルの場合には、トランジスタ29及び30がそれぞれオフ及びオンになって、電位Viiがトランジスタ30を通りVH0として出力される。電位VH0は、電源電位として図8のセンスアンプ駆動回路11と同一構成のセンスアンプ駆動回路113に供給される。
【0022】
図2において、図8と同一構成要素には同一符号を付してその重複説明を省略する。
図3は、選択制御回路22の構成例を示し、図4はこの回路の動作を示すタイムチャートである。
この回路22では、バンク活性化信号BA0が遅延回路31及び32を通ってナンドゲート33の一方の入力端に供給され、遅延回路31の出力TSがナンドゲート33の他方の入力端に供給される。信号TSは、不図示の制御回路において、図2のセンスアンプ制御信号C0及び*C0をそれぞれ高レベル及び低レベルにしてセンスアンプ10の活性化を開始させるタイミング信号として用いられる。遅延回路31は、インバータ34の出力に遅延用CR積分回路が接続された基本遅延回路が偶数段、例えば2段縦続接続された構成である。遅延回路32についても遅延回路31と同様に、基本遅延回路が偶数段、例えば2段縦続接続された構成である。
【0023】
ナンドゲート33の出力*RSTは、遅延回路32の出力の立ち上がりから信号TSの立ち下がりまでの期間、低レベルになり、RSフリップフロップ回路37のリセット入力端*Rに供給される。リセット信号*RST及びバンク活性化信号BA0はナンドゲート38に供給され、その出力*SETは、バンク活性化信号BA0の立ち上がりからリセット信号*RSTの立ち下がりまでの間、低レベルになり、RSフリップフロップ回路37のセット入力端*Sに供給される。
【0024】
電源投入直後にRSフリップフロップ回路37の出力を初期状態にするため、RSフリップフロップ回路37の反転出力端*Qと電位Vjjの配線との間にPMOSトランジスタ39が接続され、そのゲートにバンク活性化信号BA0が供給されている。バンク活性化信号BA0が低レベルのときには、PMOSトランジスタ39がオンになって反転出力端*Qが高レベルになり、このときセット入力端*Sが高レベルであるので非反転出力端Qは低レベルになる。これにより、RSフリップフロップ回路37の出力の初期状態が確定する。
【0025】
RSフリップフロップ回路37の反転出力端*Qには、駆動能力増幅用のインバータ40及び41が接続され、RSフリップフロップ回路37の非反転出力端Qにも同様に、インバータ42及び43が接続されている。インバータ43及びインバータ41からそれぞれ選択制御信号SC0及び*SC0が取り出される。
このような構成により、選択制御回路22は、バンク活性化信号BA0の活性化に応答して、所定時間活性になる選択制御信号SC0及び*SC0を生成する。
【0026】
図1に戻って、選択回路26〜28には電源回路44から選択用の電位Vii及びVjjが供給される。選択制御回路22の出力に応じて選択回路26〜28で選択された電位ViiとVjjとの一方がそれぞれ、互いに同一構成のセンスアンプ駆動回路111〜113に供給される。センスアンプ駆動回路111〜113にはさらに、電源回路44から電位Vii/2が供給される。
【0027】
図5は、電源回路44の概略構成を示す。
電源回路44では、外部から供給される電源電位VCCがNMOSトランジスタ45のドレインに印加され、トランジスタ45のゲートに定電位生成回路46の出力電位VGが供給されて、NMOSトランジスタ45のソースから電位Vjjが取り出される。PMOSトランジスタの替わりにNMOSトランジスタ45を用いているので、電位VjjをフィードバックしてNMOSトランジスタ45のゲートを制御しなくても、電位Vjjをほぼ一定値(VG−Vth)にすることができ、電源回路44の構成が簡単になっている。ここにVthはNMOSトランジスタ45の敷居値電圧である。定電位生成回路46の出力変動を低減して電位Vjjを安定化させるために、定電位生成回路46の出力端にキャパシタ47が接続されている。
【0028】
電位Viiを生成する回路も電位Vjjを生成する回路と同様に構成されている。電位Vii/2は、プリチャージ電位生成回路48で生成される。
図1に戻って、センスアンプ駆動回路111〜113の出力電位VP及びVNはそれぞれバンクBNK0の第1〜3列のセンスアンプ群に供給される。センスアンプの両側にビット線が接続されたものは、一方側と他方側とで互いに対称的な構成となっている。例えばセンスアンプ駆動回路113からバンクBNK0のセンスアンプ10へ電位VP及びVNを供給するための電源配線接続は、図2の示す如くなっている。
【0029】
図1において、選択制御回路23とバンクBNK1との間、選択制御回路24とバンクBNK2との間及び選択制御回路25とバンクBNK3との間の構成はいずれも、選択制御回路22とバンクBNK0との間の上記構成と同一である。バンクBNK1〜BNK3についての電源電位VH1〜VH3は、バンクBNK0の電源電位VH0と対応している。
【0030】
次に、上記の如く構成された本実施形態の動作を、図6を参照して説明する。
電源投入直後の上記初期状態では、選択制御信号SC0及び*SC0がそれぞれ低レベル及び高レベルとなって図2の選択回路28のPMOSトランジスタ29及び30がそれぞれオフ及びオンになり、電位Viiが選択される。
図6では、図1のバンクBNK0〜BNK3が順次選択される場合を示している。
【0031】
バンクBNK0が選択されてバンク活性化信号BA0が高レベルに遷移すると、これに応答して選択制御回路22の出力SC0及び*SC0がそれぞれ高レベル及び低レベルに遷移し、図2のPMOSトランジスタ29及び30がそれぞれオン及びオフになり、電位VH0がViiからVjjまで上昇する。図4の信号TSが高レベルに遷移するタイミングで、図2のセンスアンプ制御信号C0及び*C0がそれぞれ高レベル及び低レベルに遷移して、電源電位VP及びVNがVii/2からそれぞれVjj及び0Vに変化する。これによりセンスアンプ10が活性化されて、ビット線BL01及び*BL01との間の電位差が増幅される。センスアンプ10の活性化開始から所定時間経過後に、選択制御回路22の出力SC0及び*SC0がそれぞれ低レベル及び高レベルに戻って、図2のPMOSトランジスタ30及び29がそれぞれオン及びオフになり、電位VH0がViiまで降下する。
【0032】
なお、消費電力低減のために、各バンクについて、隣り合うセンスアンプ列及びこのセンスアンプ列で挟まれたメモリセルアレイ領域(選択されたワード線を含むメモリセルアレイ領域)が活性化される。例えば、センスアンプ駆動回路111に供給されるセンスアンプ制御信号C0及び*C0がそれぞれ低レベル及び高レベルの状態で、センスアンプ駆動回路112及び113に供給されるセンスアンプ制御信号C0及び*C0がそれぞれ高レベル及び低レベルに遷移する。このため、センスアンプ駆動回路111〜113を1つのセンスアンプ駆動回路に置き換えて共通に使用することはできない。
【0033】
次にバンクBNK1が選択されてバンク活性化信号BS1が高レベルに遷移し、バンクBNK1に関してもバンクBNK0と同様な動作が行われる。その後のバンクBNK2及びBNK3に関する動作についても同様である。
本第1実施形態では、バンク活性化信号BA0〜BA3に基づいて選択制御回路22〜25がそれぞれ独立に動作し、選択制御回路22〜25の出力によりバンク毎の選択回路が独立に制御されて電源回路44からの電源電位が選択回路及びセンスアンプ駆動回路を介しセンスアンプに供給されるので、電位VH0〜VH3が、対応するバンクの活性化に応じて必要な期間のみ電位Vjjとなる。
【0034】
このため、電源回路44の出力電流の無駄な消費が省かれるとともに、トランジスタに高電圧が不必要に印加される期間が低減されてその特性劣化が低減される。
さらに、メモリセルからの読み出し後増幅前のビット線対間の電位差ΔVの低下が防止されるので、リフレッシュサイクル時間をより長くして、消費電流を低減することができる。
【0035】
[第2実施形態]
図7は、本発明の第2実施形態のSDRAM20Aのセンスアンプに関係した回路を示す。
この回路では、図1の選択回路26〜28の替わりに、選択回路26と同一構成で選択回路26より駆動能力が大きい1つの選択回路26Aを用い、その出力VH0をセンスアンプ駆動回路111〜113に共通に供給している。バンクBNK1〜BNK3に対する構成についてもバンクBNK0に対するそれと同様である。
【0036】
なお、本発明には外にも種々の変形例が含まれる。
例えば、図2中のPMOSトランジスタ29又は30の替わりに他の種類のスイッチ素子を用いてもよい。
また、図1のセンスアンプ駆動回路111で1つのセンスアンプ列を駆動する替わりに、このセンスアンプ列を複数のセンスアンプ群に分け、各センスアンプ群に対し駆動能力がセンスアンプ駆動回路111より小さいセンスアンプ駆動回路を備え、各センスアンプ群に選択回路26の出力を共通に供給し、各センスアンプ群を、対応するセンスアンプ駆動回路で駆動する構成であってもよい。図1の他のセンスアンプ駆動回路及び図7のセンスアンプ駆動回路についても同様である。
【0037】
図1と図7の組み合わせの構成、具体的には図7の選択回路26Aの出力を図1のセンスアンプ駆動回路111〜113に共通に供給する構成であってもよいことは勿論である。
さらに、ビット線プリチャージ電位は電位Vii/2に限定されず、例えば電位Vii又はグランド電位であってもよい。この場合、図2において、センスアンプ駆動回路113に供給されるセンスアンプ非活性化電位は、プリチャージ回路18に供給されるビット線プリチャージ電位と同じである。
【0038】
例えば、ビット線プリチャージ電位が電位Viiの場合には、センスアンプ駆動回路113に、電位Vii/2の替わりに電位Viiが供給される。この場合、電位VH0はViiに固定され、NMOSトランジスタ15のソースに、センスアンプ活性化のためのグランド電位GNDと、センスアンプのより高速な活性化のための負電位との一方が選択回路から供給される。そして、この選択回路を図4の選択制御信号SC0及び*SC0で制御して、信号SC0が高レベル及び低レベルの時にそれぞれ負電位及びグランド電位GNDを選択させる。
【0039】
ビット線プリチャージ電位がグランド電位の場合には、センスアンプ駆動回路113に供給される電源電位VH0が上記実施形態の場合と同じに切換制御される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態のSDRAMのセンスアンプに関係した回路を示す図である。
【図2】図1の回路の一部の構成例を示す図である。
【図3】図2中の選択制御回路の構成例を示す図である。
【図4】図3の回路の動作を示すタイムチャートである。
【図5】図1中の電源回路の構成例を示すが概略図である。
【図6】バンクBNK0〜BNK3が順次選択される場合の図1の回路の動作を示すタイムチャートである。
【図7】本発明の第2実施形態のSDRAMのセンスアンプに関係した回路を示す図である。
【図8】従来のSDRAMのセンスアンプに関係した回路を示す図である。
【図9】図8の回路の動作を示す電圧波形図である。
【図10】バンク0〜3が順次選択された場合のセンスアンプ用電源電圧及び各バンク内のビット線電圧の波形図である。
【符号の説明】
10 センスアンプ
11、11A、111〜113 センスアンプ駆動回路
12、29、30、39 PMOSトランジスタ
13〜15、45 NMOSトランジスタ
18 プリチャージ回路
19 メモリセル
20、20A SDRAM
21 バンク活性化信号生成回路
22〜25 選択制御回路
26〜28 選択回路
31、32 遅延回路
37 RSフリップフロップ回路
44 電源回路
46 定電位生成回路
BNK0〜BNK3 バンク
VCC 外部電源電位
C0、*C0 センスアンプ制御信号
SC0、*SC0 選択制御信号
BL01、*BL01、BL02、*BL02 ビット線[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor memory having a configuration for temporarily changing a power supply voltage for a sense amplifier in order to speed up activation of a sense amplifier, and a semiconductor device including the same.
[0002]
[Prior art]
FIG. 8 shows a
The
[0003]
For example, when data is read from the memory cell 19 in which “High” is stored, the word line WL0 rises, positive charges move from the memory cell 19 to the bit line BL01, and the bit lines BL01 and * BL01 Between about 100 and 200 mV. In order to operate the
[0004]
Next, the sense amplifier control signals C0 and * C0 transition to a high level and a low level, respectively, so that the
[0005]
When reading is completed, the word line WL0 goes low, the sense amplifier control signals C0 and * C0 go low and high, respectively, and both VP and VN return to the potential Vii / 2, and the sense The
[0006]
In a conventional SDRAM having a plurality of banks, the potential VH is commonly supplied to the sense amplifier driving circuits of each bank. At the time of bank switching, processing of the bank after switching is performed in parallel while processing of the bank before switching is performed. Therefore, for example, when the
[0007]
As a result, useless current is consumed, and the high-potential period becomes unnecessarily long, so that deterioration of transistor characteristics is accelerated.
The precharge by the
[0008]
ΔV = (Vsn−Vpr) · Cs / (CBL + Cs)
Here, Cs is the capacitance of the memory cell, CBL is the parasitic capacitance of the bit line, and Vsn is the potential of the storage node 191 before reading.
As is apparent from this equation, when Vpr increases while Vsn is constant, ΔV decreases. That is, the potential difference ΔV2 between the bit line pair in FIG. 10 becomes smaller than ΔV1. If the potential difference ΔV between the bit line pairs becomes too small, the
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a semiconductor memory capable of reducing current consumption and preventing deterioration of element characteristics from being accelerated, and a semiconductor device including the same, in view of the above problems. is there.
[0011]
Means for Solving the Problems and Their Effects
A semiconductor memory according to claim 1, comprising a plurality of banks, and a sense amplifier for amplifying a voltage between a pair of bits in each bank.
In response to a selection control signal, a first power supply potential for activating the sense amplifier and a second power supply potential for activating the sense amplifier faster than when the first power supply potential is used. A selection circuit for selecting one of
A selection control circuit for selecting the second power supply potential for a predetermined time in response to activation of the bank activation signal, and thereafter generating the selection control signal for selecting the first power supply potential;
A sense amplifier driving circuit that supplies the power supply potential selected by the selection circuit to the sense amplifier in response to activation of a sense amplifier control signal;
The second power supply potential is provided for each of the plurality of banks, and the second power supply potential is higher than the first power supply potential.
The selection control circuit includes:
A circuit for generating a set pulse in response to activation of the bank activation signal;
A delay circuit for delaying the bank activation signal;
A circuit for generating a reset pulse in response to activation of an output of the delay circuit;
A flip-flop circuit for supplying the set pulse and the reset pulse to a set input terminal and a reset input terminal, respectively, and outputting the selection control signal;
Having.
[0012]
According to this semiconductor memory, the selection control circuits operate independently based on the bank activation signal, and the selection circuit for each bank is independently controlled by the output of the selection control circuit, so that the power supply potential is adjusted by the selection circuit and the sense amplifier drive. Since the power supply potential for the sense amplifier is supplied to the sense amplifier via the circuit, the power supply potential for the sense amplifier becomes the second power supply potential only during a period necessary for high-speed activation in accordance with the activation of the corresponding bank.
[0013]
Therefore, there is an effect that unnecessary consumption of the output current of the power supply circuit is omitted, and a period in which a high voltage is unnecessarily applied to the transistor is reduced, so that characteristic deterioration is reduced.
Further, since the potential difference between the bit line pair after the reading from the memory cell and before the amplification is prevented from decreasing, the refresh cycle time can be made longer and the current consumption can be reduced.
[0014]
According to a second aspect of the present invention, in the semiconductor memory according to the first aspect, when the sense amplifier control signal becomes inactive, the sense amplifier driving circuit switches the power supply potential to a bit line precharge potential and supplies the same to the sense amplifier. I do.
According to a third aspect of the present invention, in the semiconductor memory according to the first or second aspect, the selection circuit includes:
A first transistor switch element connected between the conductor of the first power supply potential and the output terminal of the selection circuit;
A second transistor switching element connected between the second power supply potential conductor and the output terminal.
[0015]
According to a fourth aspect of the present invention, the semiconductor memory according to the first or second aspect further includes a power supply circuit for generating the first and second power supply potentials based on an external power supply potential .
[0016]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the semiconductor memory according to any one of the first to fourth aspects, further comprising a circuit for generating the bank activation signal which is activated for a predetermined period in response to the input of the activate command.
According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the selection circuit and the selection control circuit are commonly used for a plurality of sense amplifier arrays.
[0017]
A semiconductor device according to a seventh aspect has the semiconductor memory according to any one of the first to sixth aspects.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic block diagram showing a circuit related to a sense amplifier of the SDRAM 20 according to the first embodiment of the present invention.
[0019]
The SDRAM 20 includes banks BNK0 to BNK3, and a bank is selected by upper two bits of an address, for example, bits A17 and A16. Bank activation
[0020]
The signals BA0 to BA3 are supplied to
For example, in the
[0021]
When the selection control signals * SC0 and SC0 are low and high, respectively, the transistors 29 and 30 are turned on and off, respectively, and the potential Vjj passes through the transistor 29 and is output as VH0. Conversely, when the selection control signals * SC0 and SC0 are high and low, respectively, the transistors 29 and 30 are turned off and on, respectively, and the potential Vii passes through the transistor 30 and is output as VH0. The potential VH0 is supplied as a power supply potential to the sense
[0022]
2, the same components as those in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
FIG. 3 shows a configuration example of the
In this
[0023]
The output * RST of the NAND gate 33 becomes low during the period from the rise of the output of the delay circuit 32 to the fall of the signal TS, and is supplied to the reset input terminal * R of the RS flip-flop circuit 37. The reset signal * RST and the bank activating signal BA0 are supplied to the
[0024]
A
[0025]
Inverting output terminals * Q of the RS flip-flop circuit 37 are connected to
With such a configuration,
[0026]
Returning to FIG. 1, the
[0027]
FIG. 5 shows a schematic configuration of the
In the
[0028]
The circuit that generates the potential Vii is configured similarly to the circuit that generates the potential Vjj. The potential Vii / 2 is generated by the precharge potential generation circuit 48.
Returning to FIG. 1, the output potentials VP and VN of the sense
[0029]
In FIG. 1, the configuration between the
[0030]
Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described with reference to FIG.
In the initial state immediately after the power is turned on, the selection control signals SC0 and * SC0 become low level and high level, respectively, so that the PMOS transistors 29 and 30 of the
FIG. 6 shows a case where the banks BNK0 to BNK3 of FIG. 1 are sequentially selected.
[0031]
When bank BNK0 is selected and bank activation signal BA0 transitions to a high level, outputs SC0 and * SC0 of
[0032]
For each bank, adjacent sense amplifier rows and memory cell array areas (memory cell array areas including selected word lines) sandwiched between the sense amplifier rows are activated for each bank. For example, when the sense amplifier control signals C0 and * C0 supplied to the sense
[0033]
Next, the bank BNK1 is selected, the bank activation signal BS1 transitions to a high level, and the same operation as that of the bank BNK0 is performed for the bank BNK1. The same applies to the subsequent operations on the banks BNK2 and BNK3.
In the first embodiment, the
[0034]
For this reason, wasteful consumption of the output current of the
Further, since a decrease in the potential difference ΔV between the bit line pair after reading from the memory cell and before amplification is prevented, the refresh cycle time can be made longer and the current consumption can be reduced.
[0035]
[Second embodiment]
FIG. 7 shows a circuit related to the sense amplifier of the SDRAM 20A according to the second embodiment of the present invention.
In this circuit, instead of the
[0036]
The present invention also includes various modified examples.
For example, another type of switch element may be used instead of the PMOS transistor 29 or 30 in FIG.
Also, instead of driving one sense amplifier row by the sense
[0037]
Of course, the configuration of the combination of FIG. 1 and FIG. 7 , specifically, the configuration of commonly supplying the output of the
Further, the bit line precharge potential is not limited to the potential Vii / 2, and may be, for example, the potential Vii or the ground potential. In this case, in FIG. 2, the sense amplifier deactivation potential supplied to the sense
[0038]
For example, when the bit line precharge potential is the potential Vii, the potential Vii is supplied to the sense
[0039]
When the bit line precharge potential is the ground potential, the power supply potential VH0 supplied to the sense
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a circuit related to a sense amplifier of an SDRAM according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a part of the circuit in FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a selection control circuit in FIG. 2;
FIG. 4 is a time chart illustrating the operation of the circuit of FIG. 3;
FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration example of a power supply circuit in FIG. 1;
FIG. 6 is a time chart showing the operation of the circuit of FIG. 1 when banks BNK0 to BNK3 are sequentially selected.
FIG. 7 is a diagram showing a circuit related to a sense amplifier of an SDRAM according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a circuit related to a sense amplifier of a conventional SDRAM.
FIG. 9 is a voltage waveform diagram showing the operation of the circuit of FIG.
FIG. 10 is a waveform diagram of a sense amplifier power supply voltage and a bit line voltage in each bank when
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
21 bank activation signal generation circuits 22-25 selection control circuits 26-28
Claims (7)
選択制御信号に応答して、該センスアンプを活性化のための第1電源電位と、該第1電源電位を用いた場合よりも高速に該センスアンプを活性化するための第2電源電位との一方を選択する選択回路と、
バンク活性化信号の活性化に応答して、該第2電源電位を所定時間選択しその後該第1電源電位を選択するための該選択制御信号を生成する選択制御回路と、
該選択回路で選択された電源電位を、センスアンプ制御信号の活性化に応答して該センスアンプに供給するセンスアンプ駆動回路とを、
該複数のバンクの各々に対し備え、該第2電源電位は該第1電源電位よりも高く、
該選択制御回路は、
該バンク活性化信号の活性化に応答してセットパルスを生成する回路と、
該バンク活性化信号を遅延させる遅延回路と、
該遅延回路の出力の活性化に応答してリセットパルスを生成する回路と、
該セットパルス及び該リセットパルスがそれぞれセット入力端及びリセット入力端に供給され、該選択制御信号を出力するフリップフロップ回路と、
を有することを特徴とする半導体メモリ。In a semiconductor memory including a plurality of banks, and a sense amplifier for amplifying a voltage between a pair of bit lines in each bank,
In response to a selection control signal, a first power supply potential for activating the sense amplifier and a second power supply potential for activating the sense amplifier faster than when the first power supply potential is used. A selection circuit for selecting one of
A selection control circuit for selecting the second power supply potential for a predetermined time in response to activation of the bank activation signal, and thereafter generating the selection control signal for selecting the first power supply potential;
A sense amplifier driving circuit that supplies the power supply potential selected by the selection circuit to the sense amplifier in response to activation of a sense amplifier control signal;
Providing for each of the plurality of banks, wherein the second power supply potential is higher than the first power supply potential;
The selection control circuit includes:
A circuit for generating a set pulse in response to activation of the bank activation signal;
A delay circuit for delaying the bank activation signal;
A circuit for generating a reset pulse in response to activation of an output of the delay circuit;
A flip-flop circuit for supplying the set pulse and the reset pulse to a set input terminal and a reset input terminal, respectively, and outputting the selection control signal;
A semiconductor memory comprising:
上記第1電源電位の導体と該選択回路の出力端との間に接続された第1トランジスタスイッチ素子と、
上記第2電源電位の導体と該出力端との間に接続された第2トランジスタスイッチ素子と、
を有することを特徴とする請求項1又は2記載の半導体メモリ。The selection circuit,
A first transistor switch element connected between the conductor of the first power supply potential and the output terminal of the selection circuit;
A second transistor switching element connected between the second power supply potential conductor and the output terminal;
The semiconductor memory according to claim 1, further comprising:
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