JP4309483B2 - マルチバンクメモリ装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はバンクアドレス指定時にラインローディングによるコラム選択ライン駆動電圧の減少を補充するセルフ電圧ブースティング機能を備えたマルチバンクメモリ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近時のメモリ装置は、高速化及び高集積化を実現するためにバンクが集合したマルチバンク構造が多く採用されている。このマルチバンク構造は、多数個のセルアレイを多数個のブロックで構成し、そのブロックを列方向及び行方向に配列して一つのバンクを形成している。このように多数のバンクを結合することによって発生する負荷効果を低減して安定してデータをアクセスできるように、その研究が進められている。すなわち、メモリ装置の動作の安定性の向上を図る研究が進められている。
【0003】
図4は従来のマルチバンク構造を有する半導体メモリ装置の全体的なブロック図である。図4において、このマルチバンク構造では複数のバンクダミーと複数のバンクダミーとが併設され、かつ、データ入力DQ1〜DQn別に独立して設けられる複数のコラムデコーダCD0〜CDnを有している。さらに、このマルチバンク構造では、各バンク別に有する複数のローデコーダBD0〜BDn及びコラムデコーダCD0〜CDnの出力信号を多数のバンクが使用するためのグローバルコラム選択ラインaを有している。
【0004】
図5は従来のマルチバンクメモリ装置を説明するための詳細な回路図である。図5において、このマルチバンクメモリ装置は左右同形の部分回路が集合した第1バンクと第2バンクとを有して構成されている。部分回路100はグローバルコラム選択ラインaとソース電圧源との間に接続され、二本のラインで構成された第1、第2バンク選択ラインbを通じて伝達される正・負のバンク情報Bank0,BankOBに応答してコラム選択制御信号を発生するローカルコラム選択ライン駆動回路110を有している。なお、ここでは正のバンク情報が電圧VPPのレベルでスイッチングし、負のバンク情報はCMOSレベルでスイッチングする。
【0005】
また、このマルチバンクメモリ装置は、複数本のローカル入出力(LOCAL I/O) ラインcとバンクメモリのビットラインとのそれぞれに対応して接続され、コラム選択制御信号に応答して同時に駆動される複数のNMOSトランジスタM3〜M6を備えるコラム選択部120とを備え、かつ、複数本のローカル入出力ラインcのそれぞれに対応して接続され、ローカル入出力ラインから伝達されるビット信号を増幅する図示しないセンスアンプを含む複数本のグローバル入出力(GLOVAL I/O)ラインdとを備えて構成されている。
【0006】
図6は図5に示した従来のローカルコラム選択ライン駆動回路110の詳細な回路図である。図6において、このローカルコラム選択ライン駆動回路110は、第1端子がグローバルコラム選択ラインG(GLOVAL)CSLに接続され、かつ、第2端子がローカルコラム選択ラインL(LOCAL) CSLに接続されるとともに、第1バンク選択ラインL1に第3端子が接続されたNMOSトランジスタM1を有している。さらに、ローカルコラム選択ラインLCSLに第1端子が接続され、かつ、第2端子が接地されるとともに第2バンク選択ラインL2に第3端子が接続されたNMOSトランジスタM2を有して構成されている。
【0007】
次に、上記のように構成されたマルチバンクメモリ装置の一般的な動作について説明する。
図4から図6において、まず、コラムデコーダCD0〜CDnによってグローバルコラム選択ラインGCSLが指定されて、バンク選択ラインを通じて正のバンク情報Bank0が入力された場合、ローカルコラム選択ライン駆動回路110におけるNMOSトランジスタM1の第1端子に電圧VDDが印加され、第3端子には電圧VPPが印加されて、NMOSトランジスタM1がターンオンする。この際、NMOSトランジスタM2はオフ状態となるので、ローカルコラム選択ライン駆動回路110が電圧VDDのレベルにプルアップされる。
【0008】
このプルアップ電圧によって複数のNMOSトランジスタM1〜M4が同時にターンオンしてバンクのビット信号が図5に示すローカル入出力ラインcを経由してグローバル入出力ラインdにロードされる。この後、図示しないセンス増幅器で増幅して出力される。
【0009】
図7は、この従来のマルチバンクメモリ装置の動作のタイミング図である。図7において、行アドレスストローブ信号RASBがローレベルであるアクティブ状態に変化した後に、長いアクティブ区間にバンクアドレス(列アドレス)CASBが変化する度にバンク情報ADD,BANK1の電圧VPPレベルが一定量で低減する。すなわち、データアクセスの失敗が発生するレベルに低減してしまう。
【0010】
前記のように電圧VPPレベルでスイッチングするバンク情報の電荷がバンク選択ラインのローディングによって消滅し、バンクアドレスが変化するごとに電圧VPPのレベルが一定量ずつ低減する。したがって、セルデータ読み出し時にバンク情報の電圧レベルが減少してデータアクセスの失敗が発生する。換言すれば、低電圧マージンが劣化する。
【0011】
また、電圧VPP発生器は長い行アドレスストローブのアクティブ区間内でバンクアドレスが変化し続けるときに消耗される電圧VPPの電荷を補償できないため、データアクセスの失敗を誘発する。
【0012】
また、長い行アドレスストローブのアクティブ区間において、列アドレスストローブによって制御されるバンク情報の電圧VPP発生器を構成するためにはVPP発生器のポンピングキャパシタンスのポンピングとプリチャージ動作を行うサイクルタイムを十分に減少させる必要がある。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来の技術における課題を解決するものであり、バンクアドレス指定時にラインローディングによるコラム選択ライン駆動電圧の減少を補充できるセルフ電圧ブースティング機能を備えて、バンク情報ラインの負荷効果を最小にしてバンクアドレスのセットアップタイムマージンが改善できるとともに、確実なデータアクセスの失敗発生の阻止が可能になり、安定した動作が得られるマルチバンクメモリ装置の提供を目的としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、複数個のメモリセルアレイを組合せたメモリブロックを構成し、そのメモリブロックを複数個行方向及び列方向に配列して形成された複数個のメモリバンク(バンク0,バンク1)と、いずれかの行にあるメモリバンクの1つを選択するために、CMOSレベルの第1及び第2バンク選択信号(BANK0,BANK0B;BANK1,BNNK1B)を第1及び第2バンク選択ライン(b;L1,L2)に発生して送出すると共に、選択されたメモリバンクに属するメモリセルアレイのワードラインを選択する複数個のローデコーダ(BD0〜BDn)と、同一列にあるメモリブロックを選択するために、CMOSレベルのグローバルコラム選択信号をグローバルコラム選択ライン(a)に発生して送出すると共に、選択されたメモリブロックに属するメモリセルアレイのビットラインを選択する複数個のコラムデコーダ(CD0〜CDn)と、同一列にあるメモリセルアレイとの間でデータの入出力を行うために、同一列にある複数のメモリブロックと共有するように配置された複数のグローバル入出力ライン(d)と、複数のメモリブロックのうちいずれか1つのメモリブロックに属するメモリセルアレイの対応するビットラインと複数のグローバル入出力ライン(d)の対応するライン同士をコラム選択手段(120)を介して接続する複数のローカル入出力ライン(c)と、各々が複数のコラム選択手段(120)のいずれか1つを制御する複数のローカルコラム選択ライン(LOCAL CSL)と、複数のグローバルコラム選択ライン(a)のいずれか1つを複数のローカルコラム選択ライン(LOCAL CSL)の対応するいずれか1つに接続するとともに、第1及び第2バンク選択信号(BANK0,BANK0B;BANK1,BANK1B)のいずれか1つの対応する組に応答してコラム選択手段(120)を駆動するコラム選択制御信号を発生し、コラム選択を行う複数のローカルコラム選択ライン駆動手段(110)とを備え、複数のローカルコラム選択ライン駆動手段(110)は、複数のローカルコラム選択ライン(LOCAL CSL)のうち対応するいずれか1つに接続された第1端子と、接地された第2端子と、第2バンク選択ライン(b;L2)に接続されたゲート端子とを有し、第2バンク選択信号(BANK0B,BANK1B)に応答してローカルコラム選択ライン(LOCAL CSL)の電圧レベルをプルダウンする第1NMOSトランジスタ(M1)と、グローバルコラム選択ライン(a)のうち対応するいずれか1つに接続された第1端子と、複数のローカルコラム選択ライン(LOCAL CSL)のうち対応するいずれか1つに接続された第2端子と、セルフブースティングノードNに接続されたゲート端子とを有し、グローバルコラム選択信号のアクティブ先端部に応答してローカルコラム選択ライン(LOCAL CSL)の電圧レベルをプルアップする第2NMOSトランジスタ(M3)と、第1バンク選択ライン(b;L1)に接続された第1端子と、セルフブースティングノードNを介して第2NMOSトランジスタ(M3)のゲート端子に接続された第2端子と、所定の電圧(VDD)を受信するためのゲート端子とを有する第3NMOSトランジスタ(M2)とを備え、第3NMOSトランジスタ(M2)は、第1バンク選択信号(BANK0,BANK1)のアクティブ先端部に応答してセルフブースティングノードNを所定の電圧(VDD)よりも第3NMOSトランジスタ(M2)のスレッショルド電圧Vtnだけ低い電圧レベルにプリチャージし、セルフブースティングノードNは、複数のグローバルコラム選択ライン(a)のいずれかに印加される電圧が所定の電圧(VDD)に変化するとセルフブースティングされ、所定の電圧(VDD)よりも第3NMOSトランジスタ(M2)のスレッショルド電圧Vtn以上高い電圧レベルにブースティングされると、グローバルコラム選択ライン(a)の前記所定の電圧(VDD)がローカルコラム選択ライン(LOCAL CSL)に伝達されることを特徴とするマルチバンクメモリ装置である。
【0016】
この発明の構成では、バンクアドレス指定時にラインローディングによるコラム選択ライン駆動電圧の減少を補充できるセルフ電圧ブースティング処理機能を備えている。したがって、バンク情報ラインの負荷効果を最小にしてバンクアドレスのセットアップタイムマージンが改善され、かつ、データアクセスの失敗発生の阻止が確実に可能になり、安定に動作する。
【0017】
【発明の実施の形態】
次に、本発明のマルチバンクメモリ装置の実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の文及び図面にあって従前の図4から図7に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付した。また、以下、マルチバンクメモリ装置の全体構成を示す図5を重複して用いて説明するとともに、この重複した説明は省略する。
【0018】
図1は本発明のマルチバンクメモリ装置の詳細な構成を示す回路図である。図1において、このマルチバンクメモリ装置は、左右同形の部分回路を集合した第1バンクと第2バンクとを有している。バンクの部分回路100はグローバルコラム選択ラインaとソース電圧源との間に接続され、二本のラインからなる第1、第2バンク選択ラインbを通じて伝達される正・負のバンク情報Bank0,BankOBに応答してコラム選択制御信号を発生するローカルコラム選択ライン駆動回路110を有している。
【0019】
さらに、このマルチバンクメモリ装置は、複数のローカル入出力ラインcとバンクメモリのビットラインのそれぞれに対応して接続され、コラム選択制御信号に応答して同時に駆動される複数のトランジスタM3〜M6を備えるコラム選択部120と、複数のローカル入出力ラインcのそれぞれに対応して接続され、ローカル入出力ラインから伝達されるビット信号を増幅する図示しないセンスアンプを備える複数のグローバル入出力ラインdとを有して構成されている。
【0020】
図2は図1中のローカルコラム選択ライン駆動回路110の詳細な構成を示す回路図である。図2において、このローカルコラム選択ライン駆動回路110は、ローカルコラム選択ラインLCSLと接地との間に接続され、第2バンク選択ラインL2を通じて伝送された第2バンク選択信号に応答してローカルコラム選択ラインLCSLをプルダウンするためのプルダウン手段111を有し、さらに、第1バンク選択ラインL1とセルフブースティングノードNとの間に接続され、第1バンク選択信号のアクティブ先端部に応答してセルフブースティングノードをCMOSレベルの電源電圧レベルより低い電圧にプリチャージするためのプリチャージ手段112を有している。
【0021】
さらに、このローカルコラム選択ライン駆動回路110は、グローバルコラム選択ラインGCSLとローカルコラム選択ラインLCSLとの間に接続され、グローバルコラム選択信号のアクティブ先端部に応答してセルフブースティングノードNを電源電圧レベルより高い電圧レベルでセルフブースティングするローカルコラム選択ラインLCSLを電源電圧に十分にプルアップするためのプルアップ手段114を有している。
【0022】
なお、プルダウン手段111、プリチャージ手段112及びプルアップ手段114はそれぞれNMOSトランジスタM1,M2,M3で構成され、請求項における第1、第2及び第3NMOSトランジスタに対応するものである。
【0023】
次に、こような実施形態の構成の動作について説明する。
NMOSトランジスタM2の第1端子に電圧VDDのレベルが印加されると、セルフブースティングノードNが、0Vから「電圧VDD−Vtn」にプリチャージされる。その後、グローバルコラム選択ラインGCSLの電圧が0Vから電圧VDDに変化すると、セルフブースティングノードNが十分なレベルでセルフブースティングされる。そして、セルフブースティングノードNが「電圧VDD+Vtn」以上にブースティングされるとグローバルコラム選択ラインのCMOSレベルがローカルコラム選択ラインLCSLに伝達される。
【0024】
図3はこの実施形態のマルチバンクメモリ装置の動作のタイミング図である。図3において、行アドレスストローブ信号RASBがローレベルであるアクティブ状態に変化した後に、長いアクティブ区間にバンクアドレス(列アドレス)CASBが変化してもバンク情報ADD,BANK1の電圧VPPのレベルが一定に保持される。なお、従来例では図7に示すように電圧VPPレベルが一定量ずつデータアクセスの失敗が発生するレベルに低減する。
【0025】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ローカルコラム選択ライン駆動回路を駆動するためのバンク情報電圧を不要にし、セルフ電圧ブースティング機能によって、バンクアドレス変化時のバンク指定ラインのローディングでバンク情報電圧の電荷が確実に除去できるようになる。この結果、バンク情報ラインの負荷効果を最小にしてバンクアドレスのセットアップタイムマージンを改善できるとともに、データアクセスの失敗発生が確実に阻止できるようになり、その安定した動作が得られるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のマルチバンクメモリ装置の構成を示す回路図。
【図2】図1中のローカルコラム選択ライン駆動回路の詳細な構成を示す回路図。
【図3】実施形態のマルチバンクメモリ装置の動作状態を示すタイミング図。
【図4】従来のマルチバンク構造を有する半導体メモリ装置の全体的なブロック図。
【図5】従来のマルチバンクメモリ装置を説明するための詳細な回路図。
【図6】従来のローカルコラム選択ライン駆動回路を説明するための要部回路図。
【図7】従来例のマルチバンクメモリ装置の動作のタイミング図。
【符号の説明】
110 ローカルコラム選択ライン駆動回路
111 プルダウン手段
112 プリチャージ手段
114 プルアップ手段
LCSL ローカルコラム選択ライン
GCSL グローバルコラム選択ライン
Claims (1)
- 複数個のメモリセルアレイを組合せたメモリブロックを構成し、そのメモリブロックを複数個行方向及び列方向に配列して形成された複数個のメモリバンク(バンク0,バンク1)と、
いずれかの行にある前記メモリバンクの1つを選択するために、CMOSレベルの第1及び第2バンク選択信号(BANK0,BANK0B;BANK1,BNNK1B)を第1及び第2バンク選択ライン(b;L1,L2)に発生して送出すると共に、選択された前記メモリバンクに属する前記メモリセルアレイのワードラインを選択する複数個のローデコーダ(BD0〜BDn)と、
同一列にある前記メモリブロックを選択するために、CMOSレベルのグローバルコラム選択信号をグローバルコラム選択ライン(a)に発生して送出すると共に、選択された前記メモリブロックに属する前記メモリセルアレイのビットラインを選択する複数個のコラムデコーダ(CD0〜CDn)と、
同一列にある前記メモリセルアレイとの間でデータの入出力を行うために、前記同一列にある複数の前記メモリブロックと共有するように配置された複数のグローバル入出力ライン(d)と、
前記複数のメモリブロックのうちいずれか1つのメモリブロックに属する前記メモリセルアレイの対応するビットラインと前記複数のグローバル入出力ライン(d)の対応するライン同士をコラム選択手段(120)を介して接続する複数のローカル入出力ライン(c)と、
各々が複数の前記コラム選択手段(120)のいずれか1つを制御する複数のローカルコラム選択ライン(LOCAL CSL)と、
複数の前記グローバルコラム選択ライン(a)のいずれか1つを前記複数のローカルコラム選択ライン(LOCAL CSL)の対応するいずれか1つに接続するとともに、前記第1及び第2バンク選択信号(BANK0,BANK0B;BANK1,BANK1B)のいずれか1つの対応する組に応答して前記コラム選択手段(120)を駆動するコラム選択制御信号を発生し、コラム選択を行う複数のローカルコラム選択ライン駆動手段(110)とを備え、
前記複数のローカルコラム選択ライン駆動手段(110)は、
前記複数のローカルコラム選択ライン(LOCAL CSL)のうち対応するいずれか1つに接続された第1端子と、接地された第2端子と、前記第2バンク選択ライン(b;L2)に接続されたゲート端子とを有し、前記第2バンク選択信号(BANK0B,BANK1B)に応答して前記ローカルコラム選択ライン(LOCAL CSL)の電圧レベルをプルダウンする第1NMOSトランジスタ(M1)と、
前記グローバルコラム選択ライン(a)のうち対応するいずれか1つに接続された第1端子と、前記複数のローカルコラム選択ライン(LOCAL CSL)のうち対応するいずれか1つに接続された第2端子と、セルフブースティングノードNに接続されたゲート端子とを有し、
前記グローバルコラム選択信号のアクティブ先端部に応答して前記ローカルコラム選択ライン(LOCAL CSL)の電圧レベルをプルアップする第2NMOSトランジスタ(M3)と、
前記第1バンク選択ライン(b;L1)に接続された第1端子と、前記セルフブースティングノードNを介して前記第2NMOSトランジスタ(M3)のゲート端子に接続された第2端子と、所定の電圧(VDD)を受信するためのゲート端子とを有する第3NMOSトランジスタ(M2)とを備え、
前記第3NMOSトランジスタ(M2)は、前記第1バンク選択信号(BANK0,BANK1)のアクティブ先端部に応答して前記セルフブースティングノードNを前記所定の電圧(VDD)よりも前記第3NMOSトランジスタ(M2)のスレッショルド電圧Vtnだけ低い電圧レベルにプリチャージし、
前記セルフブースティングノードNは、複数の前記グローバルコラム選択ライン(a)のいずれかに印加される電圧が所定の電圧(VDD)に変化するとセルフブースティングされ、前記所定の電圧(VDD)よりも前記第3NMOSトランジスタ(M2)のスレッショルド電圧Vtn以上高い電圧レベルにブースティングされると、前記グローバルコラム選択ライン(a)の前記所定の電圧(VDD)が前記ローカルコラム選択ライン(LOCAL CSL)に伝達されることを特徴とするマルチバンクメモリ装置。
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