JPH01296490A - Device and method for driving sense amplifier for semiconductor memory - Google Patents

Device and method for driving sense amplifier for semiconductor memory

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JPH01296490A
JPH01296490A JP63126150A JP12615088A JPH01296490A JP H01296490 A JPH01296490 A JP H01296490A JP 63126150 A JP63126150 A JP 63126150A JP 12615088 A JP12615088 A JP 12615088A JP H01296490 A JPH01296490 A JP H01296490A
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line
signal
sense amplifier
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potential
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Yoichi Hida
洋一 飛田
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Abstract

PURPOSE:To prevent a voltage noise from being generated in a power source line and a grounding line at the time of sense operation by controlling the sense operation, which is executed through coupling capacity, through first and second opening and closing means. CONSTITUTION:Respective nodal points 27 and 28 in the both sides of coupling capacity 29 are caused to be in a floating condition through P and N type FET24 and 28 in a second opening and closing means 70 and held to a power source potential Vcc and a grounding potential GND. In such a condition, when the amplifying operation of a sense amplifier 50 is started and P and N type FET22 and 25 in a first opening and closing means 60 are turned on, the charge of parasitic capacity 21 in a low potential bit line 7 is moved through an N type FET19, a second signal line 17, the FET25, the capacity 29, a node 27 and the FET22 to a second signal line 14 and accumulated through a P type FET15 to the parasitic capacity of a high potential bit line 2. Then, the potential of the bit line 2 rises up and the potential of the bit line 7 falls down. By this amplifying operation, charging and discharging currents do not flow to the power source line and grounding line, and the noise is prevented from being generated in the power source line and grounding line. Then, the sense amplifier can be obtained not to generate mulfunction in the other circuit.

Description

【発明の詳細な説明】 「産業−4二の利用分野] この発明は半導体メモリにおいて用いられるセンスアン
プ回路の駆動装置及び駆動方法の改良に関し、特に、セ
ンス動作時における電源及び接地回路の充・放電々流の
低減を図ったものに関する。
Detailed Description of the Invention [Field of Application in Industry-42] The present invention relates to an improvement in a driving device and a driving method for a sense amplifier circuit used in a semiconductor memory, and particularly relates to improvements in the charging and driving of a power supply and grounding circuit during sensing operation. This relates to a device designed to reduce electrical discharge current.

[従来の技術] 第3図は従来から用いられ、かつこの発明が適用される
夕゛イナミック・ランダム・アクセス・メモリの読出し
部の全体の概略構成を示ず図てあり、図において、MA
は情報を記憶するための下記メモリセルか複数個、行及
び列状に配列されたメモリセルアレイ、八Bはアドレス
ハ・ソファてあり、外部から与えられる外部アドレスを
受けて内部アドレスを発生する。
[Prior Art] FIG. 3 does not show the overall schematic structure of a reading section of an dynamic random access memory that has been used conventionally and to which the present invention is applied.
8B is an address sofa, which receives an external address given from the outside and generates an internal address.

八〇XはXデコーダてあり、アドレスハ・ソファABか
らの内部アドレス信号をデコードして、対応するメモリ
セルアレイMAの行を選択する。ADYはYデコーダて
あり、アドレスバッファAIIからの内部アドレスをデ
コートして、対応するメモリセルアレイMAの列を選択
する。
80X is an X decoder, which decodes the internal address signal from the address sofa AB and selects the corresponding row of the memory cell array MA. ADY is a Y decoder, which decodes the internal address from the address buffer AII and selects the corresponding column of the memory cell array MA.

Slは(センスアンプ+ T10)であり、メモリセル
アレイMAの選択さ、l]た下記メモリセルの有する情
報を検知、かつ増幅し、YデコーダADYからの信号に
応答して下記出力バッファへ伝達1)−る。
Sl is (sense amplifier + T10), which detects and amplifies information possessed by the following memory cells selected in the memory cell array MA, and transmits it to the following output buffer in response to a signal from the Y decoder ADY. )-ru.

OBは出力バッファであり、ST(センスアンプ+■1
0)から伝達された読出しテークを受りて出カテータD
outを出力する。
OB is an output buffer, and ST (sense amplifier +■1
In response to the read take transmitted from 0), output data D
Output out.

CGは制御信号発生系周辺回路であり、ダイナミック・
ランタム・アクセス・メモリの各種動作のタイミングを
制御するだめの制御信号(Vll、RN。
CG is a peripheral circuit for control signal generation, and is a dynamic
Control signals (Vll, RN) that control the timing of various operations of the random access memory.

φや、φ2.φ8・・・・・・φR)を発住する。φ, φ2. φ8...φR) is issued.

第4図は、第3図に示されたメモリセルアレイ部の構成
の概略を示す図である。図において、Wl、1.Wll
、、 、−・−・−W L。はワード線、BLo、BL
o、Bl+ +’lN71゜・・・・・・B L、、 
、 B L、、はビット線である。
FIG. 4 is a diagram schematically showing the configuration of the memory cell array section shown in FIG. 3. In the figure, Wl, 1. Wll
,, ,-・-・-W L. is word line, BLo, BL
o, Bl+ +'lN71゜・・・・・・B L,,
, BL, , are bit lines.

ワード線WL、、・・・・・・Wl−nの各々には、下
記メモリセルの1行が接続される。ビット線BLo、・
・・・・・BLmは折返しビット線を構成し、2本のビ
ット線が1対のビット線対を構成する。
One row of the following memory cells is connected to each of the word lines WL, . . . Wl-n. Bit line BLo,・
...BLm constitutes a folded bit line, and two bit lines constitute a bit line pair.

即ち、ビット線BLo了りが1対のヒツト線対を構成し
、ビット線BL、、B口が1対のビット線を構成し、以
十−同様にしてヒツト線BLm、B口、がビット線対を
構成する。(1)は情報を記憶するメモリセルであり各
ビット線BL。、・・・・・・Lには1木おきのワード
線との交点にメモリルセル(1)が接続される。即ち、
各ビット線対においては、1木のワード線と1対のビッ
ト線のいずれかのビット線との交点にメモリセル(1)
が接続される構成となる。
That is, the bit line BLo ends constitutes a pair of bit lines, the bit lines BL, . Configure a wire pair. (1) is a memory cell for storing information, and each bit line BL. , . . ., memory cells (1) are connected to the intersections with every other word line. That is,
In each bit line pair, a memory cell (1) is placed at the intersection of one word line and one of the bit lines of one pair.
is connected.

(+50)はプリチャージ/イコライズ回路であり、各
ビット線対の電位を平衡化し、かつ所定の電位VBにプ
リチャージするため、各ビット線対毎に設けられている
。(14)は第1の信号線、(17)は第2の信号線、
(50)はセンスアンプであり、センスアンプ(50)
は各ビット線対毎に設けられ、第1及び第2の信号線(
14) 、 (17)を介して伝達されるセンスアンプ
(50)を駆動する第1及び第2の信号φ6.φ8に応
じて活性化され、接続されているヒツト線対の電位差を
検知し差動的に増幅する。 Ilo、Iloはデータ人
出力バス、1゛。。
(+50) is a precharge/equalize circuit, which is provided for each bit line pair in order to equalize the potential of each bit line pair and precharge to a predetermined potential VB. (14) is the first signal line, (17) is the second signal line,
(50) is a sense amplifier, and sense amplifier (50)
is provided for each bit line pair, and the first and second signal lines (
14), the first and second signals φ6. which drive the sense amplifier (50) are transmitted via (17). It is activated in response to φ8, detects the potential difference between the connected human line pair, and differentially amplifies it. Ilo, Ilo is the data output bus, 1゛. .

To′、・・・・・・T1.、、T、、、′はトランス
ファゲートてあり、各ヒツト線旧4゜、・・・・・・酉
;は、YテコータへDYからのアドレスデコーダ信号に
応答してトランスファゲートT。、’ro′・・・・・
・T□、T、′により選択的にデータ人出力バス Il
o、 Iloへ接続される。即ち、ビット線BLo、B
L、はそれぞれトランスファゲートT。、To′を介し
てデータ人出力パス Ilo、 1刀に接続される。同
様にして、ヒツト線B1.1゜BL、はそれぞれトラン
スファゲートT、、T、′を介してデータ人出力バス 
Ilo、 Iloへ接続され、ビット線B L−、B 
L−はそれぞれトランスファゲートT、、、、 T。′
を介してデータ人出力バス T10.−へ接続される。
To',...T1. , , T, , ,' are transfer gates, and each hit line old 4°, . , 'ro'...
・Selectively output data bus Il by T□, T,′
o, connected to Ilo. That is, bit lines BLo, B
L, respectively, are transfer gates T. , To' are connected to the data output path Ilo, 1. Similarly, the human lines B1.1°BL, are connected to the data output bus through transfer gates T, ,T,', respectively.
Ilo, connected to Ilo, bit line B L-, B
L- are transfer gates T, , , T, respectively. ′
Data output bus T10. – is connected to.

各トランスファゲートT。、1゛。′、・・・・・・T
□、T−′のゲートには、YデコーダADYからのアド
レスデコーダ信号が伝達され、これにより上記各1対の
ビット線がデータ人出力バス Ilo、 Iloへ接続
されることとなる。
Each transfer gate T. , 1゛. ',...T
An address decoder signal from the Y decoder ADY is transmitted to the gates of □ and T-', thereby connecting each pair of bit lines to the data output buses Ilo and Ilo.

第5図は、第4図に示すビット線対のうちの1対のビッ
ト線に接続された従来の一実施例を小才ダイナミック・
ランダム・アクセス・メモリのセンスアンプ駆動装置の
回路図である。
FIG. 5 shows a conventional embodiment connected to one of the bit line pairs shown in FIG.
FIG. 2 is a circuit diagram of a sense amplifier driving device for a random access memory.

図において、(2) 、 (7)はピッ1−線、(3)
はワード線、(4)はメモリセル(1)の記憶ノード、
(5)はメモリセル(1)の選択トランジスタであり、
nチャンネル絶縁ゲート電界効果トランジスタ(以下n
−FETと称す)からなり、そのゲートはワード線(3
)に、そのソースはビット線(2)に接続されている。
In the figure, (2) and (7) are pitch 1- lines, (3)
is a word line, (4) is a storage node of memory cell (1),
(5) is a selection transistor of memory cell (1),
n-channel insulated gate field effect transistor (n
-FET), whose gate is a word line (3
), its source is connected to the bit line (2).

(6)はメモリセル(1)の情報が記憶されるメモリ容
量であり、その一方は記憶ノード(4)を介して選択ト
ランジスタ(5)のドレインへ、他方は下記接地線へ接
続されている。(8)はビット線(2) 、 (7)の
電源線であり、電源電圧の約半分の一定の電圧が供給さ
れる。(9) 、 (10)は電源線(8)の電圧をヒ
ツト線(2) 、 (7)へ投入するn−FET 、(
11)はn−FET (9) 、 (10)の動作タイ
ミングを制御する信号が人力される信号線、(12)は
ビット線(2> 、 (7)間に設けられたn−FIi
Tてあり、メモリセル(1)が待期状態の最初に動作し
てビット線(2) 、 (7)の電位を平衡化する。(
13)はn−FET(12)の動作夕〜(ミンクを制御
する信号が人力される信号線、(1,5) 、 (16
)はセンスアンプ(50)を構成するpチャンネル絶縁
ゲー1〜電界効果トランジスタ(以下p−FETと称す
)、 (18)、(19)はセンスアンプ(50)を構
成するn−FliTてあり、センスアンプ(50)はゲ
ート電極とその一方の電極が交叉接続されてビット線(
2) 、 (7)へそれぞれ接続された一対のp−FE
T(15) 、 (1B)と、その一方の電極とケート
電極とが交叉接続されてビット線(2) 、 (7)へ
それぞれ接続される一対のn−FET(18) 、 (
19)とから構成されている。そうして、p−FET 
(15) 、 (16)の他方の電極は共に第1の信号
線(14)に接続され活性化信号φ9を受ける。また、
n−FET(18) 、 (19)の他方の電極は第2
の信号線(17)に接続され活性化信号φ1、を受ける
。(20) 、 (21)はそれぞれ、ビット線(2>
 、 (7)の寄生容量、(22)は第1の信号線(1
4)に電源電圧を伝達するp−FET、(23)はp−
FIiT(22)の動作を制御する信号の入力端子、(
24)は第1の信号線(14)へ電源電圧か供給される
電源端子、(25)は第2の信号線07)と接地線間を
導通するn−FET 、 (2[i)は、n−FET(
25)の動作を制御する信号の入力端子、VCCは電源
電圧、v8はビット線(2) 、 (7)の電源線の電
圧であり、 1/2・VCCに保たれる。
(6) is the memory capacity in which the information of the memory cell (1) is stored, one of which is connected to the drain of the selection transistor (5) via the storage node (4), and the other to the ground line shown below. . (8) is a power supply line for the bit lines (2) and (7), to which a constant voltage of about half the power supply voltage is supplied. (9) and (10) are n-FETs, (
11) is a signal line to which signals controlling the operation timing of n-FETs (9) and (10) are manually input, and (12) is an n-FIi provided between bit lines (2> and (7)).
The memory cell (1) operates at the beginning of the standby state to balance the potentials of the bit lines (2) and (7). (
13) is the signal line where the signal to control the mink is input manually, (1,5), (16)
) are p-channel insulated gates 1 to field effect transistors (hereinafter referred to as p-FETs) constituting the sense amplifier (50), (18) and (19) are n-FliTs constituting the sense amplifier (50), The sense amplifier (50) has its gate electrode and one electrode cross-connected to the bit line (
2) A pair of p-FEs connected to (7), respectively
T(15), (1B), and a pair of n-FETs (18), (1B) whose one electrode and gate electrode are cross-connected and connected to bit lines (2), (7), respectively.
19). Then p-FET
The other electrodes (15) and (16) are both connected to the first signal line (14) and receive the activation signal φ9. Also,
The other electrode of n-FET (18), (19) is the second
It is connected to the signal line (17) of and receives the activation signal φ1. (20) and (21) are bit lines (2>
, (7) parasitic capacitance, (22) is the first signal line (1
4) is a p-FET that transmits the power supply voltage, (23) is a p-FET that transmits the power supply voltage to
An input terminal for a signal that controls the operation of FIiT (22), (
24) is a power supply terminal that supplies the power supply voltage to the first signal line (14), (25) is an n-FET that conducts between the second signal line 07) and the ground line, and (2[i) is n-FET (
25), VCC is the power supply voltage, and v8 is the voltage of the power supply line of the bit lines (2) and (7), which is maintained at 1/2·VCC.

φ1・はn−FIET (9) 、 (10)の動作タ
イミングを制御する信号、φ9は所定のビット線対の電
位を平衡化するタイミンクを制御するイコライズ信号、
Rnは所定の、メモリセルを選択するタイミングを制御
するワード線駆動信号、正、、φ3はそれぞれp−NE
T (22) 、n−FET (25)の動作タイミン
グを制御する第1及び第2の信号、GNDは接地線、v
’rpはp−FET (1,5) 、 (16)のしき
い値電圧、V T nはn−FET(18) 、 (1
9)のしきい値電圧である。
φ1 is a signal that controls the operation timing of n-FIETs (9) and (10), φ9 is an equalize signal that controls the timing to equalize the potentials of a predetermined bit line pair,
Rn is a predetermined word line drive signal that controls the timing of selecting a memory cell, positive, and φ3 is p-NE, respectively.
T (22), the first and second signals that control the operation timing of n-FET (25), GND is the ground line, v
'rp is the threshold voltage of p-FET (1,5), (16), V Tn is n-FET (18), (1
9) is the threshold voltage.

第6図は、第5図に示す回路構成のものの動作を説明す
るだめのタイミングチャートであり、第6図においては
、メモリセル(1)に論理” 1 ”の情報が記憶され
ており、この記憶情報” 1 ”を読出す場合の動作か
示されている。
FIG. 6 is a timing chart for explaining the operation of the circuit configuration shown in FIG. 5. In FIG. 6, information of logic "1" is stored in memory cell (1); The operation when reading stored information "1" is shown.

時刻toから11の間において、ビット線(2) 、 
(7)はそれぞれn−FET (9) 、 (1,0)
により電源線(8)と結合し、その電位はV、=  V
、C/2に保持されると共に、n−FliT(12)に
より両ヒツト線(2) 、 (7)間の電位の平衡化か
図られている。このとき、センスアンプ駆動用第1及び
第2の信号線(+4) 、 (17)の電位は、それぞ
れVcr、/ 2 + IV7p  l 、Vcc/ 
2−VTNに保持されている。
Between time to and 11, bit line (2),
(7) are n-FETs (9) and (1,0), respectively.
is connected to the power supply line (8), and its potential is V, = V
, C/2, and the potentials between the two human lines (2) and (7) are balanced by the n-FliT (12). At this time, the potentials of the first and second signal lines (+4) and (17) for driving the sense amplifier are Vcr, /2 + IV7pl, and Vcc/, respectively.
2-VTN.

時刻t2になって、制御信号φ2.φ、が低レベルにな
りn−FET (9) 、 (I O)がOFF シた
後、時刻し3になってワード線駆動信号Rnか人力され
ると、n−FET(5)がONt、て記憶ノート(4)
に蓄えられていた電荷がビット線(2)に移動しビット
線(2)の電位が僅か(△V)に上昇する。この上昇値
はメモリ容量(6)の容量値C6とビット線(2)の寄
生容量(20)の容量値C20、及び記憶ノード(4)
の記憶電圧■4とによって決り、通常100〜200m
V程度の値となる。
At time t2, control signal φ2. After φ becomes a low level and n-FET (9) and (IO) are turned off, when the word line drive signal Rn is inputted at time 3, n-FET (5) turns on and off. Memories notes (4)
The charges stored in the bit line (2) move to the bit line (2), and the potential of the bit line (2) increases slightly (ΔV). This increase value is the capacitance value C6 of the memory capacitor (6), the capacitance value C20 of the parasitic capacitance (20) of the bit line (2), and the capacitance value C20 of the storage node (4).
Depends on the storage voltage ■4, usually 100 to 200 m
The value is approximately V.

次に、時刻t4となって制御信号φ3か上昇、φ8が下
降しp−FET(22)、n−FET(25) h)O
Nすると、第1の信号線(14)の電位が上昇、第2の
信号線(17)の電位か)〜降を始める。そうして、こ
の第1及び第2の(8号線(14) 、 (17)の電
位の上昇及び下降により、p−FET (15) 、 
(]Ii)及びn−FET(18)。
Next, at time t4, control signal φ3 rises and φ8 falls, p-FET (22), n-FET (25) h)O
When the potential of the first signal line (14) rises, the potential of the second signal line (17) starts to fall. Then, due to the rise and fall of the potentials of the first and second (line 8 (14), (17)), the p-FET (15),
(]Ii) and n-FET (18).

(19)からなるフリップフロップ回路がセンス動作を
始めて、ビット線(2) 、 (7)間の微小電位差△
Vの増幅を行なう。
The flip-flop circuit consisting of (19) starts sensing operation, and the minute potential difference △ between bit lines (2) and (7)
Amplify V.

この場合、ヒツト線(2)が△Vたけ電位上昇したこと
によりn−FET(+9)かONすると、第2の信号線
(17)の電位下降に伴ない、ビット線(7)の寄生容
量(21)に蓄えられていた電荷がn−FET(19)
を介して放電され、時刻t5になるとばぼoVまで放電
される。
In this case, when the n-FET (+9) is turned on because the potential of the bit line (2) increases by △V, the parasitic capacitance of the bit line (7) increases as the potential of the second signal line (17) decreases. The charge stored in (21) is transferred to n-FET (19)
The voltage is discharged to 0V at time t5.

一方、ビット線(7)の電位下降によりp−FET(1
5)がONシ、ビット線(2)の電位が■。Cレベルま
で引にげられて記憶ノート(4)は再び高レベル(Vc
c  VTN)となり、論理レベルが再生される。
On the other hand, due to the potential drop of the bit line (7), the p-FET (1
5) is ON, and the potential of the bit line (2) is ■. The memory note (4) has been raised to the C level and is again at a high level (Vc
c VTN) and the logic level is reproduced.

以上がメモリセル(1)からの情報の読出し、増幅及び
再生まての動作である。これら一連の動作が終了すると
、次の動作に備えて待機状態に人る。
The above is the operation of reading, amplifying, and reproducing information from the memory cell (1). When these series of operations are completed, the machine goes into a standby state in preparation for the next operation.

まず、時刻t8になってワード線駆動信−号[(11が
十降を始め時刻t9になってn−FET(5)かLI 
F +・すると、メモリセル(1)は待機状態となる。
First, at time t8, the word line drive signal [(11) starts to fall, and at time t9, either n-FET (5) or LI
F + . Then, the memory cell (1) enters the standby state.

次に、時刻L+oになって制御信号φ3.■、がト降、
ト昇をし始め、時刻1,11てそれそわ低、高レベルと
なり、p−FET(22) 、n−FfiT(25)は
OF Fする。
Next, at time L+o, the control signal φ3. ■, it's raining,
The voltage starts to rise, and at times 1 and 11 the level becomes low and then high, and the p-FET (22) and n-FfiT (25) are turned off.

次に、時刻t12となって制御信号φ。か」−昇を始め
n−FET(12)がONすると、ビット線(2) 、
 (7)が連結され、電位レベルの高いビット線(2)
から電位レベルの低いビット線(7)に電荷が移動して
、はぼ時刻t13で両ビット線(2) 、 (7)とも
同電位V、−Vcc/2となる。また、このとき同時に
、p−11T(22) 、 n−FET (25)の旧
7Fにより高インピータンス状態となっている第1及び
第2の信号線(+4) 、 (+7)とビット線(2)
 、 (7)との間に電荷の移動が起こり、両信号線(
1,4)、(17)の各電位レベルは、それぞれV。c
/2 +l VTP l、VCC/2  VTNとなる
Next, at time t12, the control signal φ is activated. When the n-FET (12) starts to rise, the bit line (2),
(7) is connected to the bit line (2) with a high potential level.
The charge moves from there to the bit line (7) having a lower potential level, and at about time t13, both bit lines (2) and (7) have the same potential V, -Vcc/2. At the same time, the first and second signal lines (+4) and (+7), which are in a high impedance state due to the old 7F of the p-11T (22) and n-FET (25), and the bit line ( 2)
, (7), and both signal lines (
Each potential level of 1, 4) and (17) is V. c.
/2 +l VTP l, VCC/2 VTN.

次に、時刻t14となって制御信号φ、が上昇を始めn
−FET(9) 、 (10)がONすると、電源線(
8)とビット線(2) 、 (7)とは結合され、ヒツ
ト線(2)。
Next, at time t14, the control signal φ starts to rise.
- When FETs (9) and (10) are turned on, the power line (
8) and the bit lines (2) and (7) are coupled to form the bit line (2).

(7)の電位レベルが安定化されて次の読出し動作に備
えることとなる。
The potential level of (7) is stabilized to prepare for the next read operation.

[発明が解決しようとする課題] 以上説明したとおり、読出し動作においては1対のビッ
ト線のうち、一方はVcc/2+△VレベルからVCC
レベルに充電され、他方はV。C/2レベルからOレベ
ルに放電される。そうして、メモリセルの記憶情報の読
出し速度を速くするためにこの動作は比較的速く行なう
必要があり、通常、この充・放電は+5ns程度の短い
時間内に行なわれる。このため、比較的に大きな充・放
電々°−流が電源線及び接地線を流れることとなる。
[Problems to be Solved by the Invention] As explained above, in the read operation, one of the pair of bit lines is connected to the VCC level from the Vcc/2+△V level.
level and the other is V. It is discharged from C/2 level to O level. In order to increase the reading speed of information stored in the memory cell, this operation must be performed relatively quickly, and normally, this charging and discharging is performed within a short time of about +5 ns. Therefore, relatively large charging/discharging currents flow through the power supply line and the grounding line.

そうして、この充・放電々流をjとすると。次の(1式
)で現わされる。
Then, let this charging/discharging current be j. It is expressed by the following (formula 1).

△ t ここで、C:ビット線の容量値 △V:ビット線の電圧変化分 △t:ビット線か充・放電に要した時問いま、−例とし
゛r4Mビットの記憶容量をもつ標準のダイナミック・
ランタム・アクセス・メモリについて考えると、1本の
ビット線当りの容量は0 、5 P l”てあり、1回
の動作により4096木のヒツト線が動作をするので、 C= 0.5PF x 4096= 2048PFまた
、ビット線は 1/2 VoCに充電されているので、
■cc−5Vとすると、 △V=  5/2 =2.5V △tは15nsとすると、 5ns となり、この比較的大きな電流が電源線と接地線を流れ
るため、これら各線において寄生抵抗による電圧ノイス
の発生をもたらし、これか、これら各線に共通接続され
た他の回路の動作に影響を及ぼすこととなる。このため
、最悪の場合には、これら他の回路を誤動作させるとい
う問題点かあった。、 この発明は−上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、センス動作時において、電源線及び接地線
に電圧ノイスを発生しないり′イナミック・ランダム・
アクセス・メモリのセンスアンプ駆動装置及びその駆動
方法を得ることを目的とする。
△t Here, C: Capacitance value of the bit line △V: Voltage change of the bit line △t: Time required for charging and discharging the bit line.・
Considering random access memory, the capacity per bit line is 0.5 Pl'', and 4096 human lines operate in one operation, so C = 0.5PF x 4096. = 2048PF Also, since the bit line is charged to 1/2 VoC,
■If cc-5V, △V = 5/2 = 2.5V If △t is 15ns, it will be 5ns, and since this relatively large current flows through the power supply line and grounding line, voltage noise due to parasitic resistance in each of these lines , which may affect the operation of other circuits commonly connected to these lines. Therefore, in the worst case, there is a problem that these other circuits may malfunction. This invention was made in order to solve the above-mentioned problems, and it does not generate voltage noise on the power supply line and ground line during sensing operation, and does not generate 'dynamic random noise' on the power supply line and ground line.
An object of the present invention is to obtain a sense amplifier driving device for an access memory and a driving method thereof.

[課題を解決するだめの手段] この発明に係る半導体メモリのセンスアンプ駆動装置は
、センスアンプの活性化信号を伝達する第1及び第2の
信号線を充・放電して上記センスアンプを活性化する結
合容量と、第1の電位の端子と」−記結合容量間に設け
られた第1のスイッチング素子、第2の電位の端子と上
記結合容量間に設けられた第2のスイッチング素子及び
該第1、第2のスイッチング素子の動作を制御する信号
を発生ずる第1の制御信号発生手段とを有する第1の開
閉手段と、上記結合容量の上記第1のスイッチング素子
−側と上記第1の信号線間に設けらねだ第3のスイッチ
ング素子、上記結合容量の上記第2のスイッチング素子
側と上記第2の信号線間に設けられた第4のスイッチン
グ素子及び該第3、第4のスイッチング素子の動作を制
御1−る信号を発生ずる第2の制御信号発生手段とを有
する第2の開閉手段とを備えて形成したものてあり、そ
の駆動方法は、−上記第2の開閉手段をオフ状態、上記
第1の開閉手段をオン状態として上記結合容量をプリチ
ャージした後、上記第1の開閉手段をオフ状態として上
記結合容量をフローディング状態とするステップと、−
上記ビット線対及び上記第1、第2の信号線をプリチャ
ージし、上記メモリセルを選択してその記憶、信号を−
に記ビット線に伝達した後、上記第2の開閉手段をオン
状態として、上記プリチャージされた結合容量を上記第
1及び第2の信号線間に接続するものである。
[Means for Solving the Problem] A sense amplifier driving device for a semiconductor memory according to the present invention activates the sense amplifier by charging and discharging first and second signal lines that transmit activation signals of the sense amplifier. a first switching element provided between the first potential terminal and the coupling capacitance; a second switching element provided between the second potential terminal and the coupling capacitance; a first switching means having a first control signal generating means for generating a signal for controlling the operation of the first and second switching elements; a third switching element provided between the first signal line, a fourth switching element provided between the second switching element side of the coupling capacitance and the second signal line; and a second opening/closing means having a second control signal generating means for generating a signal for controlling the operation of the switching element No. 4, and the driving method thereof is as follows: After precharging the coupling capacitance by setting the opening/closing means in an OFF state and the first switching means in an ON state, setting the first switching means in an OFF state and bringing the coupling capacitance into a floating state;
The bit line pair and the first and second signal lines are precharged, the memory cell is selected, and its storage and signal are -
After transmitting the signal to the bit line, the second switching means is turned on to connect the precharged coupling capacitance between the first and second signal lines.

[実施例コ 第1図は、この発明の一実施例を示すダイナミック・ラ
ンダム・アクセス・メモリのセンスアンプ駆動装置の回
路図であり、従来例を示す第5図の符号と同一符号は従
来におけるものと相当のものである。
[Example 1] FIG. 1 is a circuit diagram of a sense amplifier driving device for a dynamic random access memory showing an embodiment of the present invention, and the same reference numerals as those in FIG. It is equivalent to that.

図において、(27) 、 (28)はそれぞれノート
であり、ノード(27)にはn−FET(22)及びp
−FET(30)のソース電極、ノード(28)にはn
−FET(25)のソース電極及びn−FIET(32
)のトレイン電極がそれぞれ接続されている。(29)
はノード(27) 、 (28)間に設けられた結合容
量、(30)は電源端子(24)に印加された電圧■。
In the figure, (27) and (28) are respectively nodes, and the node (27) has an n-FET (22) and a p-FET.
- Source electrode of FET (30), node (28) has n
- Source electrode of FET (25) and n-FIET (32)
) are connected to each other. (29)
is the coupling capacitance provided between nodes (27) and (28), and (30) is the voltage ■ applied to the power supply terminal (24).

Cをノード(27)に投入するp−FET、(31)は
p−FET(30)の動作タイミングを制御する信号<
6pの入力端子、(32)はノート(28)の電位を接
地線GNDレベルに放電させるn−F ET、(33)
 、 (34)はそれぞれ、ノート(27) 、 (2
8)の寄生容量、(35)は第1の信号線(14)に電
源電圧VCcを投入するp−FET、(36)はp−F
ET(35)の動作タイミングを制御する信号の入力端
子、(37)は第2の信号線(17)の電位を接地線G
NDのレベルに放電させるn−FET 、(38)はn
−NET(37)を制御する信号の入力端子、(60)
は第1の開閉手段であり、p−FET (22) 。
The p-FET that inputs C into the node (27), (31) is the signal that controls the operation timing of the p-FET (30).
6p input terminal, (32) is an n-FET that discharges the potential of the note (28) to the ground line GND level, (33)
, (34) are respectively notes (27) and (2
8) parasitic capacitance, (35) is a p-FET that supplies the power supply voltage VCc to the first signal line (14), (36) is a p-F
The input terminal (37) of the signal that controls the operation timing of the ET (35) connects the potential of the second signal line (17) to the ground line G.
The n-FET discharged to the level of ND, (38) is n
- Input terminal for signals that control NET (37), (60)
is the first opening/closing means, and is a p-FET (22).

n−FET(25) 、入力端子(23) 、 (26
)及び制御信号φ8.φ8の制御信号発生系CGよりな
る。(70)は第2の開閉手段であり、p−FET(3
0) 、n−FET(32)、入力端子(II)、(2
4)、(31,)及び制御信号φ2.φ2の制御信号発
生系CGよりなる。φSD+φsnはそれぞれp−FE
T (35) 、n−FET (37)の動作タイミン
グを制御する信号である。
n-FET (25), input terminal (23), (26
) and control signal φ8. It consists of a control signal generation system CG of φ8. (70) is the second opening/closing means, and p-FET (3
0), n-FET (32), input terminal (II), (2
4), (31,) and control signal φ2. It consists of a control signal generation system CG of φ2. φSD+φsn are each p-FE
T (35) is a signal that controls the operation timing of n-FET (37).

第2図は、第1図に示す回路構成のものの動作を説明す
るためのタイミングチャートであり、第6図の従来例に
おけると同様、メモリセル(1,)の記憶情報“1′′
を読出す場合の動作を示す。
FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the circuit configuration shown in FIG. 1, and as in the conventional example shown in FIG.
The operation when reading is shown below.

以下、第2図を基に動作を説明する。なお、時間し。〜
1,4まての動作は上記従来例におけるものと同一であ
るので説明は省略するが、この場合、時間t1まては低
インピーダンスで、ノート(27)が電源電圧V。Cへ
、ノート(28)が接地線GNDへそれぞれ接続された
おり、時間t2以降はノード(27)。
The operation will be explained below based on FIG. In addition, it takes time. ~
Since the operations up to 1 and 4 are the same as those in the conventional example, the explanation will be omitted, but in this case, up to time t1, the impedance is low and the note (27) is at the power supply voltage V. C, the node (28) is connected to the ground line GND, and the node (27) after time t2.

(28)とも高インピータンス(フローディング状態)
となってそれまでの電位レベルに保たれている。そうし
て、時間t4で増幅動作が始まり、信号φs + ’<
” sが人力されてp−FliT(22) 、n−FE
T(25)がONし始めると、センスアンプ(50)の
働きにより寄生容ffl (21)の電荷はn−FET
(19) 、第2の信号線(17)、n−FET(25
) 、結合容量(29)、ノード(27)、p−FET
(22)を経て第1の信号線(14)に移動し、更に、
p−FET(15)を経て寄生容量(20)に蓄積され
ることとなり、この蓄積された電荷の分たけヒツト線(
2)の電位か上昇し、逆にヒツト線(7)の電位は放出
した電荷に対応して降下する。しかし、実際には寄生容
量(33) 、 (34)が存在するためこれによる損
失を生じ、上記寄生容量(21)の全電荷が寄生容量(
20)へ移動する訳ではない。したがって、ビット線(
2) 、 (7)の電位は最後レベル(vcc、ov)
にまでは至らず、若干の差(△vH9△■1.)が生じ
る。
(28) High impedance (floating state)
The voltage is maintained at the previous potential level. Then, the amplification operation starts at time t4, and the signal φs + '<
” s is manually converted to p-FliT (22), n-FE
When T(25) starts to turn ON, the charge of the parasitic capacitance ffl(21) is reduced by the function of the sense amplifier (50).
(19), second signal line (17), n-FET (25
), coupling capacitance (29), node (27), p-FET
(22) to the first signal line (14), and further,
It will be accumulated in the parasitic capacitance (20) via the p-FET (15), and the division of this accumulated charge will be
The potential of line 2) increases, and conversely, the potential of line (7) decreases in response to the released charge. However, in reality, the presence of parasitic capacitances (33) and (34) causes losses, and the total charge of the parasitic capacitance (21) is reduced by the parasitic capacitance (
20). Therefore, the bit line (
2) The potentials in (7) are at the final level (vcc, ov)
However, a slight difference (△vH9△■1.) occurs.

このため、信号T、φ3の遅延信号73D、φsnを時
間t7で入力端子(36) 、 (38)から人力して
p−FET(35)及びn−FET(37)をONさせ
ることにより、上記損失分を補償してビット線(2) 
、 (7)の電位を最終レベルのvCo、OVに設定す
るようにしている。たたし、このときには△v、1.△
v1.に対応する充−放電々流が電源線或は接地線に流
れるか、その値は従来装置におけるものに比へてはるか
に小さく、他の回路を誤動作させるようにものではない
Therefore, by manually inputting the delayed signals 73D and φsn of the signals T and φ3 from the input terminals (36) and (38) at time t7 to turn on the p-FET (35) and n-FET (37), the above-mentioned Bit line with compensation for loss (2)
, (7) are set to the final level vCo, OV. However, in this case, △v, 1. △
v1. The charging/discharging current corresponding to the current flowing through the power supply line or the ground line is much smaller than that in the conventional device, and does not cause malfunction of other circuits.

この際、時間t7における第2の信−帰線(17)の電
位変化(高→低へ△V、分たけ)により、ノート(28
)、結合容量(2g)、ノート(27)、p−FET(
22) 。
At this time, due to the change in potential of the second signal-return wire (17) at time t7 (△V from high to low, by the same amount), the note (28
), coupling capacity (2g), notebook (27), p-FET (
22).

(15)を介してヒツト線(2)が電位低下するのを防
止するため、上記電位変化の不足分か補償される前にp
−FET(22)及びn−FET(25)をOFFする
必要があり、このため、時間t6で信号φ8.φ8を上
昇、或は下降させている。
In order to prevent the potential of the human wire (2) from decreasing through (15), the p
-FET (22) and n-FET (25) must be turned off, and therefore, at time t6, the signal φ8. φ8 is raised or lowered.

なお、上記実施例におイテ、F1ミ゛r (22) 、
 (30) 。
In addition, in accordance with the above example, F1mir (22),
(30).

(35)はp−NETのものをボしたが、これに限らず
、ケート電極に人力される各信号φ8.φ13.φ、0
の極性を逆にしてその高レベルをVcc+ V TN(
n−1’E’「のしきい値電圧)以上にずれは、n−F
ETを用いて構成させてもよい。
(35) excludes that of p-NET, but this is not limited to each signal φ8. φ13. φ, 0
Reverse the polarity of and convert its high level to Vcc+VTN(
A deviation of more than n-1'E' (threshold voltage) is n-F
It may also be configured using ET.

同様に、n−FET(25) 、 (32) 、 (:
]7)についてもケート電極に人力される信号φ3φ2
.φsnの極性と電圧値を選ぶことにより、p−FET
を用いて構成することかてきる。
Similarly, n-FET (25), (32), (:
] Regarding 7), the signal φ3φ2 that is manually applied to the gate electrode
.. By selecting the polarity and voltage value of φsn, p-FET
You can configure it using .

[発明の効果] この発明は上記のように、センス動作時に、センスアン
プのプリチャージされた第1及び第2の信号線間をプリ
チャージされた容量で結合して、ビット線対のうち低レ
ベル側に蓄積されていた電荷を高レベル側へ転送するよ
うにしたので、センス動作時における充・放電々流はほ
とんど電源線及び接地線を流れず、したがって、これら
の線での電圧ノイズの発生をなくすることができるので
、他の回路を誤動作させることのない半導体メモリのセ
ンスアンプ駆動装置及びその駆動方法が得られるという
効果がある。
[Effects of the Invention] As described above, the present invention connects the precharged first and second signal lines of the sense amplifier with the precharged capacitance during the sense operation, so that the lower of the bit line pair Since the charge accumulated on the level side is transferred to the high level side, almost no charging/discharging current flows through the power supply line and ground line during sensing operation, and therefore voltage noise on these lines is reduced. Since the occurrence can be eliminated, it is possible to obtain a sense amplifier driving device for a semiconductor memory and a driving method thereof that do not cause other circuits to malfunction.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例のセンスアンプ駆動装置を
示す回路図、第2図は、第1図に示す動作を説明するだ
めのタイミングチャート、第3図は夕“イナミック・ラ
ンダム・アクセス・メモリの読出し部の全体の概略構成
を示す図、第4図は、第3図に示されたメモリセルアレ
イ部の構成の概略を示す図、第5図は、従来例のセンス
アンプ駆動装置を示す回路図、第6図は、第5図に示す
回路の動作を説明するためのタイミングチャートである
。 図において、(1)はメモリセル、(2) 、 (7)
はビット線、(3)はワード線、(14)は第1の信号
線、(17)は第2の信号線、(22) 、 (30)
はp型′肛界効果トランジスタ(p−FET)、(25
) 、 (32)はn型電界効果トランジスタ(n−F
ET)、(24)は電源端子、(29)は結合容量、(
50)はセンスアンプ、(60)は第1の開閉手段、(
70)は第2の開閉手段、(150)はプリチャージ/
イコライズ回路、GNDは接地端子、CGは制御信号発
生系周辺回路である。 なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a sense amplifier driving device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation shown in FIG.・A diagram showing the overall general configuration of the memory readout section, FIG. 4 is a diagram showing the outline of the configuration of the memory cell array section shown in FIG. 3, and FIG. 5 is a diagram showing the general configuration of the memory cell array section shown in FIG. The circuit diagram shown in FIG. 6 is a timing chart for explaining the operation of the circuit shown in FIG. 5. In the figure, (1) is a memory cell, (2), (7)
is the bit line, (3) is the word line, (14) is the first signal line, (17) is the second signal line, (22), (30)
is a p-type field effect transistor (p-FET), (25
), (32) are n-type field effect transistors (n-F
ET), (24) is the power supply terminal, (29) is the coupling capacitance, (
50) is a sense amplifier, (60) is a first switching means, (
70) is the second opening/closing means, and (150) is the precharge/closing means.
In the equalization circuit, GND is a ground terminal, and CG is a control signal generation peripheral circuit. In each figure, the same reference numerals indicate the same or equivalent parts.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)メモリセルが接続された複数のビット線対毎に設
けられ、第1及び第2の信号線からの活性化信号を受け
て上記メモリセルの読出し信号を差動的に増幅する半導
体メモリのセンスアンプの駆動装置であって、 上記第1及び第2の信号線を充・放電して上記センスア
ンプを活性化する結合容量と、 第1の電位の端子と上記結合容量間に設けられた第1の
スイッチング素子、第2の電位の端子と上記結合容量間
に設けられた第2のスイッチング素子及び該第1、第2
のスイッチング素子の動作を制御する信号を発生する第
1の制御信号発生手段とを有する第1開閉手段と、 上記結合容量の上記第1のスイッチング素子側と上記第
1の信号線間に設けられた第3のスイッチング素子、上
記結合容量の上記第2のスイッチング素子側と上記第2
の信号線間に設けられた第4のスイッチング素子及び該
第3、第4のスイッチング素子の動作を制御する信号を
発生する第2の制御信号発生手段と を有する第2の開閉手段とを備えていることを特徴とす
る半導体メモリのセンスアンプ駆動装置。
(1) Semiconductor memory that is provided for each of a plurality of bit line pairs to which memory cells are connected, and differentially amplifies read signals of the memory cells in response to activation signals from first and second signal lines. A sense amplifier driving device comprising: a coupling capacitor for activating the sense amplifier by charging and discharging the first and second signal lines; and a coupling capacitor provided between a first potential terminal and the coupling capacitor. a first switching element provided between the second potential terminal and the coupling capacitor; and the first and second switching elements.
a first switching means having a first control signal generating means for generating a signal for controlling the operation of the switching element; and a first switching means provided between the first switching element side of the coupling capacitor and the first signal line. a third switching element, which connects the coupling capacitance to the second switching element side and the second switching element side;
and a second switching means having a fourth switching element provided between the signal lines and a second control signal generating means for generating a signal for controlling the operation of the third and fourth switching elements. A semiconductor memory sense amplifier driving device characterized by:
(2)第1項記載の半導体メモリのセンスアンプ駆動装
置において、上記第2の開閉手段をオフ状態、上記第1
の開閉手段をオン状態として上記結合容量をプリチャー
ジした後、上記第1の開閉手段をオフ状態として上記結
合容量をフローティング状態とするステップと、上記ビ
ット線対及び上記第1、第2の信号線をプリチャージし
、上記メモリセルを選択してその記憶信号を上記ビット
線に伝達した後、上記第2の開閉手段をオン状態として
、上記プリチャージされた結合容量が上記第1及び第2
の信号線間に接続されるステップとを含むことを特徴と
する半導体メモリのセンスアンプ駆動方法。
(2) In the semiconductor memory sense amplifier driving device according to item 1, the second opening/closing means is in an OFF state, and the first opening/closing means is in an OFF state.
After precharging the coupling capacitance by turning on the switching means of the switch, turning the first switching means off to put the coupling capacitance in a floating state, and controlling the bit line pair and the first and second signals. After precharging the line, selecting the memory cell, and transmitting its storage signal to the bit line, the second opening/closing means is turned on, and the precharged coupling capacitance is connected to the first and second
A method for driving a sense amplifier of a semiconductor memory, the method comprising: connecting between signal lines of a semiconductor memory.
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US6034391A (en) * 1996-06-21 2000-03-07 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device including capacitance element having high area efficiency
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