JPH03222183A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH03222183A
JPH03222183A JP2018254A JP1825490A JPH03222183A JP H03222183 A JPH03222183 A JP H03222183A JP 2018254 A JP2018254 A JP 2018254A JP 1825490 A JP1825490 A JP 1825490A JP H03222183 A JPH03222183 A JP H03222183A
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Yoshio Otsuki
大槻 欣男
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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Static Random-Access Memory (AREA)
  • Dram (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

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、高集積化され分割動作が行なわれるダイナミ
ック・ランダム・アクセス・メモリ(以下、DRAMと
いう)等において、外部入力アドレス変化時に発生する
電源ノイズを減少する半導体記憶装置に関するものであ
る。
(従来の技術〉 従来、このような分野の技術としては、例えば第2図の
ようなものがあった。以下、その構成を図を用いて説明
する。
第2図は、従来の半導体記憶装置の一構成例を示す要部
のブロック図である。なあ、この第2図では、説明を簡
単にするために、多数のアドレスのうちの2つのアドレ
ス系のみが図示されている。
この半導体記憶装置は、2分割された箒1と第2のメモ
リセルブロック群10−1.10−2と、第1のメモリ
セルブロック群10−1のアドレス入力側に接続された
複数のプリデコーダ入力信号A31L、A32Lからな
る第1のプリデコーダ入力信号群12−1と、第2のメ
モリセルブロック群10−2のアドレス入力側に接続さ
れた複数のプリデコーダ入力信号AB1R,AB2Rか
らなる第2のプリデコーダ入力信号群12−2と、その
第1.第2のプリデコーダ入力信号群12−1.12−
2に接続されたプリデコーダ入力信号発生回路20と、
そのプリデコーダ入力信号発生回路20に複数のアドレ
スバスAB1.AB2を介して接続された複数のアドレ
スバッファ301.30−2とを、備えている。
第1.第2のメモリセルブロック群10−1゜10−2
は、それぞれ複数のメモリセルブロック11で構成され
ている。各メモリセルブロック1]は、デコーダ及びセ
ンスアンプ等を有するメモリセルアレイ11aと、プリ
デコーダ入力信号AB1 L、AB2L、ABlR,A
B2Rをそれぞれプリデコードするプリデコーダ11b
とを、備えている。
プリデコーダ入力信号発生回路20は、ブロック選択信
号φ1.φ、により第1または第2のプリデコーダ入力
信号群12−1.12−2のいずれか一方を選択してそ
れを活性化する回路であり、ブロック選択信号φ1.φ
1とアドレスバスAB1、AB2とを入力とする複数の
ゲート回路21゜22で構成され、そのゲート回路21
.22の出力側がプリデコーダ入力信号群12−1.1
2−2に接続されている。ゲート回路21は、2人力の
ナントゲート(以下、NANDゲートという〉21a及
びインバータ21bで構成され、同じくゲート回路22
も、2人力NANDゲート22a及びインバータ22b
で構成されている。
複数のアドレスバッファ30−1.30−2は、複数の
外部入力アドレスA1.A2を入力してそれをアドレス
バスAB1.AB2を介してプリデコーダ入力信号発生
回路20へ与える機能を有している。
なお、第2図中のC1L、C2L、CIR,C2Rは、
プリデコーダ入力信号A81 L、AB2L、ABIR
,AB2Rをそれぞれ伝送するアドレスバスの配線負荷
である。
第3図は第2図の配線負荷部分の要部を示す回路図であ
る。
この図では、プリデコーダ入力信号ABIL。
ABlR側の配線負荷CIL、C1Rと、インバータ2
1b、22bのみが示されている。インバータ21bは
Pチャネル型MOSトランジスタ(以下、PMO3とい
う>21b−1とNチャネル型MOSトランジスタ(以
下、NMO3という〉21b−2との相補形MOSトラ
ンジスタ(以下、0MO3という)で構成されている。
同様に、インバータ22bも、PMO322b−1及び
NMO322b−2からなる0MO3で構lj、されて
いる。
第4図は第2図の動作を示すタイミングチャートであり
、この図を参照しつつ第2図及び第3図の動作を説明す
る。
外部からの装置活性化信号によって本半導体記憶装置が
活性化状態になったときの、外部入力アドレスA1.A
2に対する本装置の動作を以下説明する。
例えば、第1.第2のメモリセルブロック群10−1.
10−2のいずれか一方を選択するためのブロック選択
信号φ1.φ、が、選択的に“1ルベル ブロック選択信号φ1が“1ルベルの時は、第1のメモ
リセルブロック群10−1が、図示しない非選択/選択
手段を介して非選択状態にセットされると共に、第1の
プリデコーダ入力信号群12−1が、外部入力アドレス
A1,A2の情報に無関係に、ゲート回路21を介して
“ビルベルにクランプされる。一方、ブロック選択信号
φ。は“日″レベルであるから、第2のメモリセルブロ
ック群10−2は図示しない非選択/選択手段を介して
選択状態にセットされると共に、第2のプリデコーダ入
力信号群12−2は、外部入力アドレス八1,A2の情
報に基づいてゲート回路22を介して゛日″レベルまた
は“ビルベル2値論理をとる。
次に、外部入力アドレスA1.A2が“ビルベルと“口
″レベルに変化する時の動作を説明する。
先ず、外部入力アドレスA1が“L″レベル外部入力ア
ドレスA2が“口″レベルの時は、その情報がアドレス
バッファ30−1.30−2に取込まれて時間的に少し
遅れてアドレスバスAB1、AB2上に表われ、そのア
ドレスバスAB”l。
AB2上のアドレスが各ゲート回路22を介して送られ
るため、時間的に少し遅れてプリデコーダ入力信号AB
1Rが゛′L″レベル、AB2Rが“日″レベルとなる
。そのため、プリデコーダ入力信号ABlR側の配線負
荷C1Rは第3図のNMO322b−2を介して゛[ル
ベルに放電され、プリデコーダ入力信号AB2R側の配
線負荷C2Rは電源VCCからPMO8(22b−1)
を通して“目パレベルに充電される。
次いで、外部入力アドレスA1が″ビレベルから“口″
レベル、外部入力アドレスA2が“口″レベルから“L
 IIレベルに変化すると、プリデコーダ入力信号AB
1Rがパビルベルから“′口′”レベル、AB2Rが“
口″レベルから“L”レベルに変化する。これにより、
配線負荷C1Rは電源VccからPMO822b−1を
通して“′口″レベルに充電され、配線負荷C2RはN
MO3(22b−2>を通して電源vss (−〇)側
の“′ドルレベルに放電される。
以上のように、選択状態にあるプリデコーダ入力信号群
12−2は、外部入力アドレスA1.A2の情報に基づ
いて2値論理をとる。この2値論理は、プリデコーダ1
1bでプリレコードされた後、メモリセルアレイ11a
中のデコーダでレコードされて外部入力アドレスA1.
A2に対応するメモリが選択される。そして、この選択
されたメモリセルに対して、図示しない書込み/読出し
回路によってデータのアクセスが行なわれる。
(発明か解決しようとする課題) しかしながら、上記構成の半導体記憶装置では、次のよ
うな課題かあった。
従来の半導体記憶装置では、外部入力アドレスA1.A
2が“日″レベルから゛L11レベル、または“LIT
レベルからパロ″レベルに一斉に変化すると、選択状態
にある第2のプリデコーダ入力信号群12−2の電圧変
化によって生じる電源Vcc、vssノイズの差が大き
くなるという問題があった。
即ち、外部入力アドレスA1.A2が一斉に″日″レベ
ルから“′ドルレベルに変化したとき(ケース1)、配
線負荷C1R,C2Rの充電電荷がインバータ22bを
介して一斉に電源yssに放電される。このとき、非選
択状態にある第1のプリデコーダ入力信号群12−1は
、“L”レベルにクランプされているので、配線負荷C
1L。
C2Lは電源Vssのデカップリング(decompl
ing、減結合)キャパシタとして作用し、その作用に
よって前記放電による電源VSSノイズが緩和される。
一方、外部人力アドレスA1.A2が一斉に゛′L″レ
ベルから“日″レベルに変化したとき(ケース2〉、配
線負荷C1R,C2Rはインバータ22bを介して一斉
に電源vCCから充電されるため、その充電電流による
電源Vccのノイズか生じる。このとき、非選択状態に
ある第1のプリデコーダ人力信号群12−1は、ケース
1と同様に、“ビルベルにクランプされているので、配
線負荷C1L、C2Lは電源VCCのデカップリングキ
ャパシタとしては作用しない。そのため、ケース1に比
へてケース2のときの電源VCCノイズが大きくなって
しまう。
半導体記憶装置はメモリ容量の増大に伴って高集積化さ
れ、それによって配線長が長くなる等の理由により、プ
リデコーダ入力信号群の配線負荷が増大する傾向にある
。その上、この配線負荷に供給される電源vcc、vs
sは図示しない続出し回路及び書込み回路等にも供給さ
れるので、前記のように電源ノイズが大きくなると、他
の回路動作が安定に動作しなくなったり、応答速度か遅
くなったりする等の問題を生じる。
本発明は前記従来技術か持っていた課題として、高集積
化に伴って電源ノイズが大きくなるという点について解
決した半導体記憶装置を提供するものである。
(課題を解決するための手段〉 本発明は前記課題を解決するために、プリデコーダ入力
信号群を入力とするプリデコーダを有する複数のメモリ
セルブロックがそれぞれ設けられた分割動作可能な複数
のメモリセルブロック群と前記メモリセルブロック群を
分割動作させるためのブロック選択信号に基づき、前記
各メモリセルブロック群にそれぞれ入力される各プリデ
コーダ入力信号群を選択的に活性化し、該選択されたプ
リデコーダ入力信号群を外部アドレスの情報に従って“
HITレベルまたは゛LITレベルに設定するプリデコ
ーダ入力信号発生回路とを、備えた半導体記憶装置にお
いて、前記ブロック選択信号に基づき、前記プリデコー
ダ入力信号発生回路による非選択のプリデコーダ入力信
号群に対してそのほぼ半数を“日゛ルベルに、残る半数
を“ビ°レベルにクランプするクランプ手段を、設けた
ものである。
〈作 用〉 本発明によれば、以上のように半導体記憶装置を構成し
たので、プリデコーダ入力信号発生回路は、ブロック選
択信号に基づき各メモリセルブロック群にそれぞれ入力
される各プリデコーダ入力信号群を選択し、それを活性
化して外部アドレスの情報に従ってその選択されたプリ
デコーダ入力信号群を“口″レベルまたは゛L゛レベル
に設定する。すると、選択されたメモリセルブロック群
中のプリデコーダは、プリデコーダ入力信号群の“口゛
′または゛ビルレベルの2値論理をプリデコードしてメ
モリセルを選択させる。この際、クランプ手段は、非選
択状態のプリデコーダ入力信号群に対してそのほぼ半数
を“口″レベルに、残る半数を“[″レベルにクランプ
するように動く。
これにより、非選択状態のプリデコーダ入力信号群側に
存在する配線負荷は、電源変動を抑制するデカップリン
グキャパシタとして動作し、電源ノイズを低減する。従
って、前記課題を解決できるのである。
(実施例) 第1図は、本発明の実施例を示す半導体記憶装置の要部
の構成ブロック図であり、従来の第2図中の要素と同一
の要素には同一の符号が付されている。なお、この第1
図では、従来と同様に、複数ビットのアドレスのうち、
説明を簡単にするために省略して2つのアドレス系のみ
が示されている。
この半導体記憶装置が従来の第2図のものと異なる点は
、プリデコーダ入力信号発生回路40に、クランプ手段
を設ける等して他の回路構成にした点であり、その他の
点は従来の第2図と同一である。
プリデコーダ入力信号発生回路40は、ブロック選択信
号φD、φ1によってオン/オフ制御されるトランスミ
ッションゲート41−1.41−2.42−1.42−
2と、クランプ手段であるレベルクランプトランジスタ
43−1.43−2゜44〜1.44−2と、2段のイ
ンバータからなる信号増幅用のリピータ45−1.45
−2.46−1.46−2と、反転信号生成用のインバ
ータ47−1.47−2とで構成されている。
トランスミッションゲート41−1.41−2゜42−
1.42−2の各ソースには、アドレスバスAB1.A
B2がそれぞれ接続され、ざらに各トレインには、レベ
ルクランプトランジスタ43−1.43−2.44−1
.44−2が接続されると共に、リピータ45−1.4
5−2.46−1.46−2を介して第1.第2のプリ
デコーダ入力信号群12−1.12−2がそれぞれ接続
されている。ここで、リピータ45−1は2個の縦続接
続されたインバータ45a、45bで構成され、同じく
リピータ46−1は2個の縦続接続されたインバータ4
6a、46bで構成されている。
第5図は、第1図のプリデコーダ入力信号AB1L側の
配線負荷01L及びプリデコーダ入力信号ABlR側の
配線負荷C1R付〜近の要部回路図である。
この図において、インバータ45bG、tPMO345
b−1及びNMO345b−2からなるCMO3で構成
され、同じくインバータ46bはPMO346b−1及
びNMO346b−2からなる0MO3で構成されてい
る。
第6図は第1図の動作を示すタイミングチャートであり
、この図を参照しつつ第1図及び第5図の動作を説明す
る。
ここでは、ブロック選択信号φ1が゛L?+レベル、φ
、が“目′°レベルの時を例にとって動作説明を行なう
先ず、ブロック選択信号φ1が゛ビルレベルの時は、図
示しない非選択/選択手段を介して第1のメモリセルブ
ロック群10−1が非選択状態にセットされると共に、
第1のプリデコーダ入力信号群12−1は、外部入力ア
ドレスA1.A2の情報に無関係に゛ロ゛ルベルと゛L
t!レベルにクランプされる。即ち、トランスミッショ
ンゲート41−1.41−2は、ブロック選択信号φ1
が“ドレベルの時にオフ状態であるので、プリデコーダ
入力信号AB1Lかレベルクランプトランジスタ43−
1によりリピータ45−1を介して″“口″レベルにク
ランプされ、プリデコーダ入力信号A32Lはレベルク
ランプトランジスタ432によりリピータ45−2を介
して゛ビルレベルにクランプされる。
一方、ブロック選択信号φ、は“目″レベルであるから
、第2のメモリセルブロック群10−2は、図示しない
非選択/選択手段を介して選択状態にセットされると共
に、第2のプリデコーダ入力信号群12−2は、外部入
力アドレスA1.A2の情報に基づいて“口″レベルと
゛LFルベルの2値論理をとる。即ち、トランスミッシ
ョンゲート42’−1,42−2は、ブロック選択信号
φ1が“′口″レベルの時はオン状態、レベルクランプ
トランジスタ44−1.44−2はオフ状態であるので
、外部入力アドレス八1.A2の2値論理はアドレスバ
ッファ30−1.30−2、アドレスバスAB1.AB
2、トランスミッションゲート42−1.42−2、及
びリピータ46−1゜46−2を介して所定時間遅れて
プリデコーダ入力信号AB1R,AB2Rとして伝達さ
れる。
次に、外部入力アドレスA1.A2が゛′L′ルベルか
ら一斉に゛目パレベルに変化するときの動作を説明する
先ず、外部入力アドレスAl、A2が“L”レベルの時
は、アドレスバッファ30−1.30−2を介して所定
時間遅れてアドレスバスAB1゜AB2も“L”レベル
となり、さらに少し遅れてプリデコーダ入力信号AB1
R,AB2Rが共に“L IIレベルになる。そのため
、プリデコーダ入力信QAB1R,AB2R側ノ配線負
荷C1R。
C2Rは、リピータ46−1.46−2におけるインバ
ータ中のNMO3(46b−2)を介して電源Vssレ
ベルに放電される。
外部入力アドレスA1.A2が“L゛ルベルら″目パレ
ベルに変化すると、一定時間違れてアドレスバスAB1
.AB2も“目パレベルに変化し、ざらに所定時間遅れ
てプリデコーダ入力信号AB1R,AB2Rも共に“ド
ルベル レベルに変化する。これにより、配線負荷C1R。
C2Rは、リピータ46−1.46−2におけるインバ
ータ中のPMOS (46b−1 )を介して電源Vc
c側のパロ″レベルに充電される。このときの充電電流
は、電源vcCが供給源なので、その電源Vccのノイ
ズを発生させることになる。
しかし、非選択状態にあるプリデコーダ入力信号ABl
L側の配線負荷CILがインバータ45b中のPMOS
45b−1を介して電源VCC側の“■″レベル充電さ
れているので、この配線負荷01Lか前記型WAvCC
のデカップリングキャパシタとして作用し、前記充電電
流による電源VCCノイズを緩和するように働く。
次に、外部入力アドレスA1,A2が“日″レベルから
“′ビルレベルに変化するときは、プリデコーダ入力信
号AB1R,AB2Rが“日″レベルから“Ll+レベ
ルに変化し、配線負荷C1R。
C2Rが電源Vss側の“ビルベルに放電される。この
ときの放電電流は、電源VSSが放電光なので、その電
源VSSのノイズを発生させることになる。しかし、非
選択状態にあるプリデコーダ入力信号AB2L側の配線
負荷02Lかりピータ45−2中のインバータを介して
電源Vss側の゛ビレベルに放電されているので、この
配線負荷C2Lが前記電源VSSのデカップリングキャ
パシタとして作用し、前記放電電流による電源yssノ
イズを緩和するように働く。
本実施例では、レベルクランプトランジスタ43−1.
43−2により、非選択状態にある第1のプリデコーダ
入力信号群12−1のうちの半数(ABIL>をDC的
に゛日″レベル、残る半数(A82L)をDC的に“L
etレベルにクランプするので、第1のプリデコーダ入
力信号群12−1の各配線負荷CIL、C2Lが電源V
CC,vSSのデカップリングキャパシタとして作用す
る。
そのため、選択状態にある第2のプリデコーダ入力信号
群12−2側の各配線負荷C1R,C2Rの充放糟電流
による電源vcc、vssノイズを小さくすることがで
きる。そのため、半導体記憶装置全体としてのパフォー
マンス(安定動作、応答速度等〉を向上できる。
第7図は、本発明の他の実施例を示すもので、プリデコ
ーダ入力信号発生回路40Aの回路図である。
この実施例では、2段の2人力NANDゲート48a、
48bからなるゲート回路48−1.48−2.48−
3.48−4を用いてプリデコーダ入力信号発生回路4
0Aを構成することにより、第1図のプリデコーダ入力
信号発生回路40と同様の機能を持たせている。
即ち、例えばゲート回路48−1において、ブロック選
択信号φDが“ビルベルのとき、NANDゲート48a
、48bが共にオフ状態となってアドレスバスAB1.
AB2の信号とは無関係にプリデコーダ入力信号ABI
Lが“H”レベルにクランプされる。一方、ブロック選
択信号φgが410″レベルの時、NANDゲート48
a、48bがオン状態となってアドレスバスAB1.A
B2の信号が所定時間遅れてそのままプリデコーダ入力
信号A31Lの形で伝達される。ここで、NANDゲー
ト48a及び48bは、信号選択機能を有すると共にク
ランプ機能も有しており、これにより、回路構成のより
簡単化が図れる。
なお、本発明は図示の実施例に限定されず、種々の変形
が可能である。その変形例としては、例えば次のような
ものがある。
(a)  上記実施例では、例えばブロック選択信号φ
1が“ビレベルの時は第1のメモリセルブロック群10
−1が図示しない非選択/選択手段を介して非選択状態
にセットされるようになっているが、この非選択状態に
セットする構成は、ブロック選択信号φpに基づきメモ
リセルブロック11と図示しない入出力データパスとの
間のスイッチ回路をオフ状態にする等、種々の方法が採
用できる。ここで、非選択/選択手段によって第1のメ
モリセルブロック群10−1を非選択状態にセットする
のは、消費電力の低減や、あるいはノイズの低減、ざら
には安定動作の向上等の点において望ましいからである
なお、第1図では第1と第2のメモリセルブロック群1
0−1と10−2を分割動作させる構成になっているが
、このメモリセルブロック群10−1.10−2を他の
数〈2n〉に増やし、それに対応してブロック選択信号
φp、φ6の数も増加する構成にすることも可能である
。ざらに、外部入力アドレスAI、A2は第1図では2
個示されているが、これは通常は複数の任意の数だけ備
え、それに応じてプリデコーダ入力信号AB1L。
A32L、ABlR,AB2Rの数及びメモリセルブロ
ック11の数も2fllよりも多くの数が設けられるこ
とになる。
(b)  上記実施例において、プリデコーダ入力信号
群12−1.12−2が奇数本(2n+1本〉のときは
、はぼ半数にあたるn本またはn+1本をDC的に゛ロ
バレベル、残るn本またはn+1本をDC的に“Lパレ
ベルにクランプすれば、上記実施例とほぼ同様の利点が
得られる。
(C)  第1図及び第7図のプリデコーダ入力信号発
生回路40.40Aは、図示以外の回路で構成したり、
ざらにその中に設けられるクランプ手段を他のゲート回
路やスイッチ等で構成する等の変形も可能である。
(d)  第1図のリピータ45−1.45−2゜46
−1.46−2は、大きな負荷を駆動するための手段で
あるが、これを単に1段のインバータや、あるいはバッ
ファ等の他の回路で構成してもよい。
(発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明によれば、クランプ
手段を用いて、非選択状態のプリデコーダ入力信号群の
レベルを、その信号群中の半数をDC的に“口″レベル
、残る半数をDC的に“ビレベルにクランプする構成に
したので、非選択状態側のプリデコーダ入力信号群側の
配線負荷が電源に対するデカップリングキャパシタとし
て作用する。この作用により、選択状態にあるプリデコ
ーダ入力信号群側の各配線負荷の充放電電流による電源
ノイズを小さくすることが可能となる。従って、半導体
記憶装置全体としての安定動作や応答速度等のパフォー
マンスを著しく向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す半導体記憶装置の要部の
構成ブロック図、第2図は従来の半導体記憶装置の要部
の構成ブロック図、第3図は第2図の要部の回路図、第
4図は第2図のタイミングチャート、第5図は第1図の
要部の回路図、第6図は第1図のタイミングチャート、
第7図は本発明の他の実施例を示すプリデコーダ入力信
号発生回路の回路図である。 10−1.10−2・・・・・・第1.第2のメモリセ
ルブロック群、11・・・・・・メモリセルブロック、
11a・・・・・・メモリセルアレイ、11b・・・・
・・プリデコーダ、12−1.12−2・・・・・・第
1.第2のプリデコーダ入力信号群、30−’1.30
−2・・・・・・アドレスバッファ、40.40A・・
・・・・プリデコーダ入力信号発生回路、41−1.4
1−2.42−1.42−2・・・・・・トランスミッ
ションゲート、43−1.43−2.44−1.44−
2・・・・・・レベルクランプトランジスタ、48−1
.48−2゜48−3.48−4・・・・・・ゲート回
路、C1L、C2L、C1R,C2R・・・・・・配線
負荷、φp、φ。 ・・・・・・ブロック選択信号。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 プリデコーダ入力信号群を入力とするプリデコーダを有
    する複数のメモリセルブロックがそれぞれ設けられた分
    割動作可能な複数のメモリセルブロック群と、 前記メモリセルブロック群を分割動作させるためのブロ
    ック選択信号に基づき、前記各メモリセルブロック群に
    それぞれ入力される各プリデコーダ入力信号群を選択的
    に活性化し、該選択されたプリデコーダ入力信号群を外
    部アドレスの情報に従つて“H”レベルまたは“L”レ
    ベルに設定するプリデコーダ入力信号発生回路とを、備
    えた半導体記憶装置において、 前記ブロック選択信号に基づき、前記プリデコーダ入力
    信号発生回路による非選択のプリデコーダ入力信号群に
    対してそのほぼ半数を“H”レベルに、残る半数を“L
    ”レベルにクランプするクランプ手段を、 設けたことを特徴とする半導体記憶装置。
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