JPH03219491A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH03219491A
JPH03219491A JP2015391A JP1539190A JPH03219491A JP H03219491 A JPH03219491 A JP H03219491A JP 2015391 A JP2015391 A JP 2015391A JP 1539190 A JP1539190 A JP 1539190A JP H03219491 A JPH03219491 A JP H03219491A
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JP
Japan
Prior art keywords
sense amplifier
potential
bit line
transistor
turned
Prior art date
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Pending
Application number
JP2015391A
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English (en)
Inventor
Mikio Asakura
幹雄 朝倉
Shigeru Mori
茂 森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH03219491A publication Critical patent/JPH03219491A/ja
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体記憶装置に関し、特にデータを高速に読
出せるダイナミック型半導体記憶装置を提案するもので
ある。
〔従来の技術〕
第2図は従来のダイナミック・ランダム・アクセス・メ
モリ (以下DRAMという)の主要部を示す構成図で
ある。
複数のワード線WL、WL・・・と交差するように複数
のビット線対BL、肛が配置されている。ビット線BL
とワードfly’iWLとの交点及び反転ビット線孔と
ワード線孔との各交点には、ビット線BLとワード線孔
とに、また反転ビット線■とワード線WLとに各接続さ
れたメモリセノ叶C・・・が配置されている。各メモリ
セルMCは、Nチャネル)IO3)ランジスタからなる
トランスファゲートTGと“H″又は” L ”のデー
タが蓄積される容量C8とを有している。
またビット線BL、反転ビット線■に交差するようにダ
ミーワード綿DWLo 、DWL+が配置されている。
ダミーワード線DWL。 とビット線Bしとの交点には
ダミーセルDCOが設けられ、ダミーワード線DWL。
と反転ビット線孔との交点にはダミーセルrJc、が設
けられている。ダミーセルDC,及びDC,は電源電位
と接地電位との中間電位を保持している。まタヒット線
BLと反転ビット線■間にはセンスアンプ舒が接続され
ている。複数のワード線引7及びダミーワード線DWL
、 、 DWL、 はロウデコーダRDに接続されてい
る。ビット線BL、反転ビット線孔はNチャネルMO3
)ランジスタからなるトランスファゲートQ+ 、Q2
を介して入出力線I10 、反転入出力線■「と接続さ
れている。トランスフアゲ−)Q+ 、  Qzのゲー
トはコラムデコーダCDと接続されている。またセンス
アンプSAの共通ノードNcは、センスアンプ活性化信
号φSAが与えられるトランジスタTr3を介して接地
できるようになっている。
次にこのDRAMの動作を説明する。データの読出し時
には、ロウデコーダIIDにより1つのワード線孔を選
択して、その電位が”H”に立上げられる。
これにより、そのワード線孔に接続されたメモリセル肛
のデータがビット線BL又は反転ビット線■に続出され
る。例えばビット線BLにデータが読出されるときには
、ダミーワード線DWL、の電位が“H”に立上げられ
てダミーセルDC,の電荷により反転ビット線孔が基準
電位V refになる。一方、データを読出したビット
線BLの電位は、読出されたデータが“H″ じL”)
のときは反転ビット線孔の基準電位V refより僅か
に高く (低く)なる。このようにしてヒツト線BLに
データが読出された場合には、センスアンプ活性化信号
φSA/’l’“H″になりトランジスタTい、がオン
して、センスアンプSAは読出したデータを増幅する。
増幅されたデータは、データを増幅したセンスアンプS
Aと接続されている1組のトランスファゲートQQ2を
介して入出力線I10、反転入出力線■「へ出力される
第3図はNチャネルトランジスタQ3 、 Qaを用い
ているセンスアンプSA及びその周りの回路図である。
センスアンプ活性化信号φ、AをトランジスタTr3に
与えてそれをオンさせると、ピント線11L又は反転ビ
ット線孔の電荷がトランジスタTr3を介して引き抜か
れて、ビット線BL又は反転ピント線[の寄生容量CB
が放電し始めセンスアンプSAの増幅動作が始まる。
それによってセンスアンプ録の共通ノードN。
の電位が、トランジスタQ3 、 Qaのしきい値電位
より低下した場合は、ビットvABL(反転ビット線■
)が“H”レベルにあるときはトランジスタQ3(Q4
.)がオンして、反転ビット線孔(ビット線BL)が接
地電位になり、センスアンプSAの増幅動作が終了する
このようにセンスアンプSAの増幅動作に要する時間は
、寄生容量C3によりセンスアンプSAの共通ノードN
cの電位が降下する速度に依存する。
したがって、増幅動作に要する時間は、ビット線BL及
び反転ビット線■の寄生容量CBが大きい程、共通ノー
ドN、の電位降下が緩慢になって長くなる。そのため、
大容量メモリではセンスアンプSAの増幅動作時間が長
くなって、データの読出し速度が低下する。
このような問題を解決するために、1989年電子情報
通信学会秋季全国大会C−156において第4図に示す
回路が提案されている。
この回路はセンスアンプSAの近くのビット線BL。
反転ビット線孔にトランスファゲートたるPチャネルト
ランジスタQs 、Qaを介装させており、Pチャネル
トランジスタQs 、  Qbの一側、つまりセンスア
ンプSAを設けていない側のビット、vilBL、反転
ビット肛には寄生容量CIl、CBが存在している。P
チャネルトランジスタQ、、Q、の夫々のゲートには基
準電位V refを与えている。基準電位■、、□はメ
モリセルから“L″のデータがビット線BL又は反転ビ
ット線孔に読出されたときのビット線BL又は反転ビッ
ト′7a肛の電位■、とPチャネルトランジスタQ5.
Qaのしきい値電位Vthとの和より僅かに低い電位に
設定している。PチャネルトランジスタQs 、Qaの
他側にあるビット線BL、反転ビット線孔間にはNチャ
ネルトランジスタQ、、Q、からなるセンスアンプSA
が接続されており、NチャネルトランジスタQ3 、 
Qaの共通ノードNCは、センスアンプ活性化信号φ3
Aが与えられるトランジスタT、、3を介して接地され
る。
ここでPチャネルトランジスタQs 、  Qbのゲー
トには基準電位■、、、が与えられてオンしている状態
で反転ビット線孔に“H”のデータが読出された場合を
考える。反転ビット線孔にメモリセルの“H″のデータ
が読出された後、センスアンプ活性化信号φsnの電位
がH″になる。それによりトランジスタTrlがオンし
てセンスアンプSAは増幅動作を始める。この場合、P
チャネル1−ランジスクQ!、、Q6がオンしているた
め出力ノード■。UTI +VOII7□には、反転ビ
ット線孔、ビット線BLの寄生容量CB力月・ランジス
タQ5.Q6を介して接続されている状態にあり、寄生
容量CI+は徐々に放電することになり、第3図の場合
と同様にセンスアンプSAの共通ノードN、の電位は徐
々に低下していく。そして出力ノード■。6,2の電位
が、データ“L”を読出したときの電位■、より僅かに
低下するとPチャネルトランジスタQ6がオフして、出
力ノードV。uT□はビット線BLの寄生容量CBと切
離される。その後、共通ノードNcの電位が低下してN
チャネルトランジスタQ4がオンすると、出力ノード■
。llTlの電位は急激に低下して接地電位になってセ
ンスアンプSAの増幅動作が終了する。よってセンスア
ンプS^の増幅動作時間が短縮する。
〔発明が解決しようとする課題〕
前述したように反転ピッI−vA肛、ビット線BLにP
チャネルトランジスタQ、、Qbを介装しているDRA
Mは、出力ノード■。LIT、(Voutz)の電位が
所定電位に低下した場合にPチャネルトランジスタQ5
(Qb)をオフさせて、反転ビット線[(ビ・ノド線B
L)の寄生容量C11を切離し、出力ノード■。IIT
I(VOUT2)の電位を急速に低下させることによっ
てセンスアンプSAの増幅動作時間の短縮を図り得る。
しかし乍ら、PチャネルI−ランジスタQ5゜Qbのゲ
ートには、反転ビット線孔又はビ・ノド線BLに“L”
のデータが読出された電位■、とPチャネルトランジス
タQ−、、Qbのしきい値電位Vthとの和の電位より
僅かに低い電位に設定した基準電位■、。、を与えてい
るためPチャネルトランジスタQs 、Q6夫々のオン
抵抗が高い。したがって、読出されたデータの電位を出
力ノード■。U。
VOLIT11!側へ伝達するのに時間を要してセンス
アンプの増幅動作の開始が遅れる。また出力ノード■。
UTIvouTzの電位が所定電位に低下するまでは、
寄生容量CBの放電はPチャネルトランジスタQ、又は
Qbのオン抵抗を介して行われるから、Pチャネルトラ
ンジスタQ5又はQbがオフするまでの時間が長くセン
スアンプSAの増幅動作時間が長くなるという問題があ
る。
本発明は斯かる問題に鑑み、センスアンプの増幅動作の
高速化を図り得る半導体記憶装置を提供することを目的
とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明に係る半導体記憶装置は、異なる2つの電位を発
生する電位発生部を設け、その電位発生部の一方の電位
で、読出されたデータをセンスアンプに与えるゲートを
開いてデータを読出し、他方の電位でゲートを閉じて読
出したデータを増幅する構成にする。
〔作用〕
読出したデータをゲートを介してセンスアンプに与える
。電位発生部は異なる2つの電位を発生する。ゲートは
データを読出す場合に開き、読出したデータを増幅する
場合に閉じる。
これにより読出したデータの電位を速やかにセンスアン
プに伝え、またセンスアンプの共通ノード電位が急速に
低下する。よって、センスアンプの増幅動作時間が短縮
する。
〔実施例〕
以下本発明をその実施例を示す図面によって詳述する。
第1図は本発明に係る半導体記憶装置の要部構成図であ
る。ビット線BL、反転ビット線孔にはPチャネルトラ
ンジスタQ9. Ql、が各別に介装しており、Pチャ
ネルトランジスタQs 、 Qbの一側のビット線BL
、反転ビットvA肛の夫々に寄生容量CI、CBが存在
する。PチャネルトランジスタQS’、Qbの他側のビ
ット線BL、反転ビット線孔間には、Pチャネルトラン
ジスタQs 、 Qbに接近してトランジスタQ3 、
 QsからなるセンスアンプSAが接続されている。セ
ンスアンプSAの共通ノードNcはトランジスタTr3
を介して接地される。トランジスタTr3のゲートには
クロックによるセンスアンプ活性化信号φ、Aが与えら
れ、またそのセンスアンプ活性化信号φ8.は縦続接続
されたインバータIL 、IV2を介して直列接続して
いるトランジスタT、、、Tr2のトランジスタTrの
ゲートに与えられ、またインバータIV、を介して前記
トランジスタT、□のゲートに与えられる。
直列接続のトランジスタ’rr++ ’rrz間には基
準電位V rafを与えている。
これらのインバータIV+ 、rVz及びトランジスタ
Trl、 Tr2により基準電位発生部Aを構成してい
る。基準電位V rafは、反転ビット線■、ビットv
ABLと出力ノードvou’r+ (VOLIT2) 
とを切離すべき時点の出力ノード■。LITI (Vo
urz)の電位と、PチャネルトランジスタQS(Q6
)のしきい値電位Vtl、との和の電位に設定している
トランジスタTr、、T、3との接続部電位V ll+
fcは前記PチャネルトランジスタQ5.Qbの夫々の
ゲートに与えられる。
次にこのように構成した半導体記憶装置の動作を説明す
る。ここでビット線BLに“H″のデータが読出される
場合を考える。
いま、図示しないワード線を立上げてピント線BLに図
示しないメモリセルからデータが読出されるときは、セ
ンスアンプ活性化信号φ、Aは“L”になっており、ト
ランジスタTr3はオフになる。
一方、トランジスタTrZがオンし、l・ランジスタT
r+がオフして、接続部電位V rafcは” L”に
なる。そのためPチャネルトランジスタQ5.Q6は導
通し、そのオン抵抗はともに低く、ビット線BLに読出
されたデータ“H”の電位を速やかに出力ノード■。U
T2へ伝達する。その後読出されたデータを増幅するた
めにセンスアンプ活性化信号φいを“H”にすると、ト
ランジスタTrlがオンし、トランジスタTr2がオフ
して接続部電位V rGfCは基準電位V rllfに
上昇する。一方、トランジスタT、、3がオンしセンス
アンプSAは増幅動作を開始する。基準電位V Par
は反転ビンH%[(ビット線BL)と出力ノードV 0
IIT I (V 0IIT2) とを切離すべき時点
の出力ノード■。LITI (Vout□)の電位と、
PチャネルトランジスタQ5(Ql、)のしきい値電位
Vthとの和の電位に設定されているから、Pチャネル
トランジスタQs 、Q6に、基準電位■rllf1 である接続都電・・V refcが与えられると、Pチ
ャネルトランジスノQ5がオフして、反転ビット線孔と
出力ノード■。LITIとが切離されて、出力ノード■
。Uア、は反転ビット線孔の寄生容量CBと切離される
。そして共通ノードN、の電位が所定電位に低下すると
出力ノードV。LITIの電位でNチャネルトランジス
タQ3がオンして、出力ノード■。LITいつまり共通
ノードNCの電位は急速に接地電位に低下し、高速度で
センスアンプSAの増幅動作が終了することになる。
このようにして、読出されたデータは速やかにセンスア
ンプSAに与えられ、読出されたデータとセンスアンプ
SAが増幅するときは、その共通ノードNcの電位を急
速に低下させて増幅動作時間が短縮する。
本発明では接続部電位V rafeをセンスアンプ活性
化信号φ8.により発生させたが、それに限定されるも
のではない。即ち、ワード線が立上りビット線にデータ
が読出されたときに所定電位となり、センスアンプを増
幅動作させるときに所定電位と2 異なる電位が出力される回路であればよい。
また本実施例ではビット線にPチャネルトランジスタを
介装し、センスアンプにNチャネルトランジスタを用い
たが、ビット線にNチャネルトランジスタを介装し、セ
ンスアンプにPチャネルトランジスタを用いて、Nチャ
ネルトランジスタにH”のゲート電圧を与える構成にし
てもよい。
〔発明の効果〕
以上詳述したように本発明は、読出したデータをセンス
アンプに与えるゲートを開いてデータを読出し、ゲート
を閉じて読出したデータを増幅するように構成したので
、読出されたデータの電位を速やかにセンスアンプに与
え得、またセンスアンプの共通ノードの電位を急速に低
下させることができる。したがって、センスアンプの増
幅動作を高速化して続出速度が速い半導体記憶装置を提
供できる優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る半導体記憶装置の要部構成図、第
2図は従来のグイナミソク型半導体装置装置の要部構成
図、第3図はそのセンスアンプ周りの回路図、第4図は
センスアンプ周りの他の回路図である。 Q3 、Q4・・・NチャネルトランジスタQs 、Q
b・・・PチャネルトランジスタTr1.Tr2.Tr
3・・・トランジスタ IVI、 IVZ・・・インバ
ータ C,・・・寄生容量 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)読出したデータを、ゲートを介してセンスアンプ
    に与える半導体記憶装置において、 異なる2つの電位を出力する電位発生部を 備え、前記電位発生部の一方の電位で前記ゲートを開い
    てデータを読出し、他方の電位でゲートを閉じて読出し
    たデータを増幅すべく構成してあることを特徴とする半
    導体記憶装置。
JP2015391A 1990-01-24 1990-01-24 半導体記憶装置 Pending JPH03219491A (ja)

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JP2015391A JPH03219491A (ja) 1990-01-24 1990-01-24 半導体記憶装置

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JP2015391A JPH03219491A (ja) 1990-01-24 1990-01-24 半導体記憶装置

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JP2015391A Pending JPH03219491A (ja) 1990-01-24 1990-01-24 半導体記憶装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05128856A (ja) * 1991-10-31 1993-05-25 Nec Ic Microcomput Syst Ltd 半導体記憶装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05128856A (ja) * 1991-10-31 1993-05-25 Nec Ic Microcomput Syst Ltd 半導体記憶装置

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