JPH0480479B2 - - Google Patents
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- JPH0480479B2 JPH0480479B2 JP58078768A JP7876883A JPH0480479B2 JP H0480479 B2 JPH0480479 B2 JP H0480479B2 JP 58078768 A JP58078768 A JP 58078768A JP 7876883 A JP7876883 A JP 7876883A JP H0480479 B2 JPH0480479 B2 JP H0480479B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/21—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
- G11C11/34—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
- G11C11/40—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
- G11C11/401—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming cells needing refreshing or charge regeneration, i.e. dynamic cells
- G11C11/4063—Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing
- G11C11/407—Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing for memory cells of the field-effect type
- G11C11/409—Read-write [R-W] circuits
- G11C11/4099—Dummy cell treatment; Reference voltage generators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Dram (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(発明の属する技術分野)
本発明は集積回路化されたランダムアクセスメ
モリいわゆる半導体メモリに関する。
モリいわゆる半導体メモリに関する。
(従来技術)
最近、半導体メモリの大容量化の進歩は目覚ま
しく64Kビツトが実用期に入り、更に256Kビツ
トが実用化されようとしている。かゝる大容量化
に際しての主要問題として、ビツト線容量ならび
にその不均衡さの増大等に基因してノイズの発生
が増しメモリの誤動作が多くなること、更に消費
電力が増加することが挙げられる。本発明はまさ
にこの問題の解決に関する。
しく64Kビツトが実用期に入り、更に256Kビツ
トが実用化されようとしている。かゝる大容量化
に際しての主要問題として、ビツト線容量ならび
にその不均衡さの増大等に基因してノイズの発生
が増しメモリの誤動作が多くなること、更に消費
電力が増加することが挙げられる。本発明はまさ
にこの問題の解決に関する。
第1図は従来例の1トランジスタ型MIS(絶縁
ゲート型電界効果トラジスタ)メモリ構成の要部
を示す回路図である。一対のビツト線対B,が
センスアンプSAの節点,にそれぞれ接続さ
れ、ビツト線と直交してワード線W0とダミー
ワード線DW0が配置され、それぞれの交点にメ
モリセルM0及びダミーセルDM0が配置されてい
る。同様にビツト線Bには、ワード線W1とダミ
ーワード線DW1が直交して配置され、それぞれ
の交点にメモリセルM1及びダミーセルDM1が配
置されている。なおワード線W0,W1は簡単化の
ため各1本づつ示したもので実際にはn本づつ配
置される。なおメモリセル及びダミーセルはそれ
ぞれ実質的に同一なセル容量C0と選択用トラン
ジスタQ0とから構成される。
ゲート型電界効果トラジスタ)メモリ構成の要部
を示す回路図である。一対のビツト線対B,が
センスアンプSAの節点,にそれぞれ接続さ
れ、ビツト線と直交してワード線W0とダミー
ワード線DW0が配置され、それぞれの交点にメ
モリセルM0及びダミーセルDM0が配置されてい
る。同様にビツト線Bには、ワード線W1とダミ
ーワード線DW1が直交して配置され、それぞれ
の交点にメモリセルM1及びダミーセルDM1が配
置されている。なおワード線W0,W1は簡単化の
ため各1本づつ示したもので実際にはn本づつ配
置される。なおメモリセル及びダミーセルはそれ
ぞれ実質的に同一なセル容量C0と選択用トラン
ジスタQ0とから構成される。
この従来例の回路で、例えばメモリセルM0を
読み出す場合には、ワード線W0とダミーワード
線DW1に同時にパルスを印加し、メモリセルM0
とダミーセルDM1からの読出し信号として、2
本のビツト線B,に現われる微少な差動信号
を、センスアンプSAをそのラツチ用クロツクφL
により動作させることによつて検出増幅し、読出
しデータが“1”か“0”かを弁別している。と
ころで、ダミーセルDM1の容量C0に印加される
電圧は、基準電圧発生回路Grefによつて、メモ
リセルM0の容量C0に記憶されているデータ
“1”、“0”に対応する電圧のほヾ中間の値に設
定されるので、ダミーセルDM1の読み出しによ
りビツト線Bに現われる電圧は、データ“1”、
“0”のほぼ中間値となる。従つて、この中間値
と、ビツト線に現われるメモリセルM0の読出
し電圧“1”又は“0”に対応する電圧の差が極
性の異なる差動信号出力となる。
読み出す場合には、ワード線W0とダミーワード
線DW1に同時にパルスを印加し、メモリセルM0
とダミーセルDM1からの読出し信号として、2
本のビツト線B,に現われる微少な差動信号
を、センスアンプSAをそのラツチ用クロツクφL
により動作させることによつて検出増幅し、読出
しデータが“1”か“0”かを弁別している。と
ころで、ダミーセルDM1の容量C0に印加される
電圧は、基準電圧発生回路Grefによつて、メモ
リセルM0の容量C0に記憶されているデータ
“1”、“0”に対応する電圧のほヾ中間の値に設
定されるので、ダミーセルDM1の読み出しによ
りビツト線Bに現われる電圧は、データ“1”、
“0”のほぼ中間値となる。従つて、この中間値
と、ビツト線に現われるメモリセルM0の読出
し電圧“1”又は“0”に対応する電圧の差が極
性の異なる差動信号出力となる。
この差動信号出力電圧は、ビツト線容量により
電荷分割され、単純に“1”と“0”に対応する
電圧、例えば5Vと0とのその中間値例えば2.5V
との差±2.5Vとはならないで、はるかに小さな
値例えば約±0.3Vと約1/10の値となる。この差
動信号出力電圧ΔVBは近似的に次式で与えられ
る。
電荷分割され、単純に“1”と“0”に対応する
電圧、例えば5Vと0とのその中間値例えば2.5V
との差±2.5Vとはならないで、はるかに小さな
値例えば約±0.3Vと約1/10の値となる。この差
動信号出力電圧ΔVBは近似的に次式で与えられ
る。
こゝで、VB′,V B ′はワード線を開いた後のビ
ツト線B,の電圧、VB,V B はワード線を開く
前のビツト線B,の電圧、VS,VS′はメモリセ
ルM0及びダミーセルDM1のワード線を開く前の
電圧、CBはビツト線容量で、ビツト線に接続す
るメモリセルのゲート容量、基板との拡散容量、
センスアンプの入力容量及び他の配線とのカツプ
リング容量などで構成されるもので、通常メモリ
セル容量C0の約10倍の値である。これが前述の
差動信号出電圧を微少化している主要因である。
ツト線B,の電圧、VB,V B はワード線を開く
前のビツト線B,の電圧、VS,VS′はメモリセ
ルM0及びダミーセルDM1のワード線を開く前の
電圧、CBはビツト線容量で、ビツト線に接続す
るメモリセルのゲート容量、基板との拡散容量、
センスアンプの入力容量及び他の配線とのカツプ
リング容量などで構成されるもので、通常メモリ
セル容量C0の約10倍の値である。これが前述の
差動信号出電圧を微少化している主要因である。
ところで、ワード線には多数のビツト線が直交
しており、これらのビツト線にそれぞれのメモリ
セルからの読取り信号が発生する。これらのビツ
ト線上の読取り信号は、ビツト線とワード線や、
基板との容量性結合などにより、他のビツト線に
対してノイズを発生する。従つて、ビツト線対
B,の信号バランスに不平衡を来たし、結果と
して検出可能な差動信号電圧値を狭め、センスア
ンプの誤判定を招来する。
しており、これらのビツト線にそれぞれのメモリ
セルからの読取り信号が発生する。これらのビツ
ト線上の読取り信号は、ビツト線とワード線や、
基板との容量性結合などにより、他のビツト線に
対してノイズを発生する。従つて、ビツト線対
B,の信号バランスに不平衡を来たし、結果と
して検出可能な差動信号電圧値を狭め、センスア
ンプの誤判定を招来する。
このように第1図に示す従来回路においては、
ビツト線対結合ノイズの発生により、メモリの安
定性が阻害されると言う問題がある。
ビツト線対結合ノイズの発生により、メモリの安
定性が阻害されると言う問題がある。
これまで、この問題を解決するものとして、い
わゆるフオールデツトビツト線方式と呼ばれる半
導体メモリが特公昭55−39073により開示されて
いる。第2図はこの従来例のメモリ構成の要部を
示す回路図である。なお第1図の回路と同じ機能
のものには同一参照記号を付してある。
わゆるフオールデツトビツト線方式と呼ばれる半
導体メモリが特公昭55−39073により開示されて
いる。第2図はこの従来例のメモリ構成の要部を
示す回路図である。なお第1図の回路と同じ機能
のものには同一参照記号を付してある。
この改良されたメモリは、第2図から明らかな
ように、第1図においてセンスアンプSAの両側
に配置した一対のビツト線B,を、センスアン
プSAの片側に互に平行にかつ近接して配置し、
メモリセル及びダミーセルをビツト線とワード線
の交点に対称的に配置したことを特徴としてい
る。
ように、第1図においてセンスアンプSAの両側
に配置した一対のビツト線B,を、センスアン
プSAの片側に互に平行にかつ近接して配置し、
メモリセル及びダミーセルをビツト線とワード線
の交点に対称的に配置したことを特徴としてい
る。
かくすることにより、第1図のメモリで問題と
されたビツト線対結合ノイズが実質的に解消され
る。なおこの配置によると各ワード線とビート線
との間の結合容量はメモリセルの有無によつて異
なるため、メモリセル選択時に、選択すべきメモ
リセルの接続されていない方のダミーセルを同時
に読み出すことにより、この不平衡が生じないよ
うにしている。
されたビツト線対結合ノイズが実質的に解消され
る。なおこの配置によると各ワード線とビート線
との間の結合容量はメモリセルの有無によつて異
なるため、メモリセル選択時に、選択すべきメモ
リセルの接続されていない方のダミーセルを同時
に読み出すことにより、この不平衡が生じないよ
うにしている。
しかし、これら2つの従来技術では、電源電圧
VDDにビツト線をプリチヤージするので、従来メ
モリのもう一つの大きな問題である消費電力の低
減ができないと言う問題がある。
VDDにビツト線をプリチヤージするので、従来メ
モリのもう一つの大きな問題である消費電力の低
減ができないと言う問題がある。
このメモリの消費電力を低減する方法として
は、ビツト線のプリチヤージ電圧を実質的に
VDD/2として消費電力の半減を図るとともに、
ダミーセルを不用にしたものが、公表特許公報昭
57−501001により開示されている。第3図はこの
半導体メモリ構成の要部を示す回路図である。な
おこれまでと同じ機能のものには同一参照記号を
付してある。
は、ビツト線のプリチヤージ電圧を実質的に
VDD/2として消費電力の半減を図るとともに、
ダミーセルを不用にしたものが、公表特許公報昭
57−501001により開示されている。第3図はこの
半導体メモリ構成の要部を示す回路図である。な
おこれまでと同じ機能のものには同一参照記号を
付してある。
この回路で、メモリセルM0が選択されデータ
の読出しを行なう場合について簡単に説明する。
ビツト線B,の電圧はあらかじめクロツクφPO
によりトランジスタQ10,Q11をオンさせること
により電源電圧VDDと接地電位のほぼ中間の値
(近似的にVDD/2であるが以下の説明はVDD/2
として取り扱うことにする。)にプリチヤージさ
れている。メモリセルM0が選択されると、ビツ
ト線の電圧は、若しもセルに書込まれているデ
ータが“1”であればVDDとVDD/2の中間の値
に上昇し、若しもデータが“0”であればVDD/
2と接地電位の中間の値に低下する。(以下の説
明ではメモリセルM0にはデータ“1”が書き込
まれているものとする。)次いで、クロツクφLを
高レベルから低レベルに引下げると、センスアン
プSAが作動し、低い電圧にあるビツト線Bを接
地電位に導くことで両ビツト線間の差電圧を検出
増幅する。次いで、プルアツプ回路PUによりビ
ツト線はVDDにプリチヤージされデータの再書
き込みが行われる。次いで両ビツト線は浮動状態
にされた後、両ビツト線を接続しそれらの電圧を
初めのVDD/2なる中間値に平衡させる。
の読出しを行なう場合について簡単に説明する。
ビツト線B,の電圧はあらかじめクロツクφPO
によりトランジスタQ10,Q11をオンさせること
により電源電圧VDDと接地電位のほぼ中間の値
(近似的にVDD/2であるが以下の説明はVDD/2
として取り扱うことにする。)にプリチヤージさ
れている。メモリセルM0が選択されると、ビツ
ト線の電圧は、若しもセルに書込まれているデ
ータが“1”であればVDDとVDD/2の中間の値
に上昇し、若しもデータが“0”であればVDD/
2と接地電位の中間の値に低下する。(以下の説
明ではメモリセルM0にはデータ“1”が書き込
まれているものとする。)次いで、クロツクφLを
高レベルから低レベルに引下げると、センスアン
プSAが作動し、低い電圧にあるビツト線Bを接
地電位に導くことで両ビツト線間の差電圧を検出
増幅する。次いで、プルアツプ回路PUによりビ
ツト線はVDDにプリチヤージされデータの再書
き込みが行われる。次いで両ビツト線は浮動状態
にされた後、両ビツト線を接続しそれらの電圧を
初めのVDD/2なる中間値に平衡させる。
以上説明したとおり、第3図の回路によると、
各ビツト線毎に必要なダミーセルは不用となり、
更にビツト線のプリチヤージ電圧が実質的に
VDD/2となることから、消費電力を半減したチ
ツプ面積の小さい半導体メモリが得られる。
各ビツト線毎に必要なダミーセルは不用となり、
更にビツト線のプリチヤージ電圧が実質的に
VDD/2となることから、消費電力を半減したチ
ツプ面積の小さい半導体メモリが得られる。
しかし、このメモリでは、これまでの説明から
も明らかなように、なおいくつかの問題がある。
まず第1に、初めに問題としたビツト線対間の容
量の不平衡が、従来はメモリセルとダミーセルと
で基本的には平衡しておつたものが、ダミーセル
が無くなるために基本的に大きくなり、更にはビ
ツト線とワード線の結合容量に基づくワード線結
合ノイズ対策がないことなどのために、ノイズに
よる誤動作が生じ得る。第2には、このビツト線
対の容量の不平衡のため、センスアンプとビツト
線を直結できないので、トランジスタQ8,Q9を
介して接続したり、やゝ複雑なプルアツプ回路を
必要とすることなどである。
も明らかなように、なおいくつかの問題がある。
まず第1に、初めに問題としたビツト線対間の容
量の不平衡が、従来はメモリセルとダミーセルと
で基本的には平衡しておつたものが、ダミーセル
が無くなるために基本的に大きくなり、更にはビ
ツト線とワード線の結合容量に基づくワード線結
合ノイズ対策がないことなどのために、ノイズに
よる誤動作が生じ得る。第2には、このビツト線
対の容量の不平衡のため、センスアンプとビツト
線を直結できないので、トランジスタQ8,Q9を
介して接続したり、やゝ複雑なプルアツプ回路を
必要とすることなどである。
(発明の目的)
本発明の目的は、かゝる従来技術の問題点にか
んがみて、VDD/2方式でもつてかつビツト線容
量の不平衡によるビツト線対コモンノイズ及びワ
ード線とビツト線の結合容量によるワード線結合
ノイズの発生を無くすることにより、低消費電力
でかつ安定に動作するところの半導体メモリを提
供することにある。
んがみて、VDD/2方式でもつてかつビツト線容
量の不平衡によるビツト線対コモンノイズ及びワ
ード線とビツト線の結合容量によるワード線結合
ノイズの発生を無くすることにより、低消費電力
でかつ安定に動作するところの半導体メモリを提
供することにある。
(発明の構成)
本発明の半導体メモリは、少なくとも一対のビ
ツト線対と、前記ビツト線対に直交しアドレス信
号に応じてそれぞれ所定のタイミングで能動レベ
ル、非能動レベルとなる複数のワード線及び一対
のダミーワード線対と、容量素子、及びゲートに
前記ワード線の1つ、第1端子に前記ビツト線対
のいずれか一方のビツト線、第2端子に前記容量
素子の一端が接続されたトランジスタをそれぞれ
含み、前記接続されたワード線が能動レベルのと
き前記接続されたビツト線に伝達された書込み信
号に応答して第1の電圧状態又は第2の電圧状態
を記憶しかつ記憶されている電圧状態を前記接続
されたビツト線へ伝達する複数のメモリセルと、
ダミー用の容量素子、及びゲートに前記ダミーワ
ード線対の対応する一方のダミーワード線、第1
端子に前記ビツト線対の対応する一方のビツト
線、第2端子に前記ダミー用の容量素子の一端が
接続されたトランジスタをそれぞれ含み、前記対
応するダミーワード線が能動レベルのとき前記対
応するビツト線に伝達された書込み信号に応答し
て第1の電圧状態又は第2の電圧状態を記憶しか
つ記憶されている電圧状態を前記対応するビツト
線へ伝達する一対のダミーセルと、前記ビツト線
対を所定のタイミングにおいて相互に接続して第
3の電圧状態に平衡させる平衡手段と、前記ビツ
ト線対の各ビツト線とそれぞれ対応して接続する
第1及び第2の入出力端を備えこれら第1及び第
2の入出力端の差電圧を所定のタイミングで増幅
するセンスアンプとを有している。
ツト線対と、前記ビツト線対に直交しアドレス信
号に応じてそれぞれ所定のタイミングで能動レベ
ル、非能動レベルとなる複数のワード線及び一対
のダミーワード線対と、容量素子、及びゲートに
前記ワード線の1つ、第1端子に前記ビツト線対
のいずれか一方のビツト線、第2端子に前記容量
素子の一端が接続されたトランジスタをそれぞれ
含み、前記接続されたワード線が能動レベルのと
き前記接続されたビツト線に伝達された書込み信
号に応答して第1の電圧状態又は第2の電圧状態
を記憶しかつ記憶されている電圧状態を前記接続
されたビツト線へ伝達する複数のメモリセルと、
ダミー用の容量素子、及びゲートに前記ダミーワ
ード線対の対応する一方のダミーワード線、第1
端子に前記ビツト線対の対応する一方のビツト
線、第2端子に前記ダミー用の容量素子の一端が
接続されたトランジスタをそれぞれ含み、前記対
応するダミーワード線が能動レベルのとき前記対
応するビツト線に伝達された書込み信号に応答し
て第1の電圧状態又は第2の電圧状態を記憶しか
つ記憶されている電圧状態を前記対応するビツト
線へ伝達する一対のダミーセルと、前記ビツト線
対を所定のタイミングにおいて相互に接続して第
3の電圧状態に平衡させる平衡手段と、前記ビツ
ト線対の各ビツト線とそれぞれ対応して接続する
第1及び第2の入出力端を備えこれら第1及び第
2の入出力端の差電圧を所定のタイミングで増幅
するセンスアンプとを有している。
また、アクセス信号を受けた後、前記平衡手段
により前記ビツト線対を前記第3の電圧状態に平
行させ、この直後に前記アドレス信号により選択
されたダミーワード線を能動レベルから非能動レ
ベルにした後前記アドレス信号により選択された
ワード線を非能動レベルから能動レベルにし、次
いで前記センスアンプにより前記ビツト線対間の
差電圧を増幅し前記選択されたダミーワード線を
非能動レベルから能動レベルにし、選択されない
ダミーワード線は常に能動レベルのままとする構
成を有している。
により前記ビツト線対を前記第3の電圧状態に平
行させ、この直後に前記アドレス信号により選択
されたダミーワード線を能動レベルから非能動レ
ベルにした後前記アドレス信号により選択された
ワード線を非能動レベルから能動レベルにし、次
いで前記センスアンプにより前記ビツト線対間の
差電圧を増幅し前記選択されたダミーワード線を
非能動レベルから能動レベルにし、選択されない
ダミーワード線は常に能動レベルのままとする構
成を有している。
更に、前記平衡手段が、前記各ダミーセルの容
量素子とトランジスタとの接続点間を所定のタイ
ミングで導通状態とするトランジスタにより構成
される。
量素子とトランジスタとの接続点間を所定のタイ
ミングで導通状態とするトランジスタにより構成
される。
(実施例)
以下、本発明について図面を参照して詳細に説
明する。
明する。
第4図は本発明の一実施例の要部を示す回路
図、第5図はそのうちのセンスアンプSAの一実
施例の回路図である。なお従来例と同じ機能のも
のには原則として同一参照記号を付して、詳細な
説明は省くことにする。
図、第5図はそのうちのセンスアンプSAの一実
施例の回路図である。なお従来例と同じ機能のも
のには原則として同一参照記号を付して、詳細な
説明は省くことにする。
本実施例の回路は、ほぼ平行に配置された一対
のビツト線対B,がセンスアンプSAの一方の
側に入力されており、このビツト線対と直交して
ワード線W0,W1(図では2本しか示していない
けれどもn本配列されている。)と、一対のダミ
ーワード線DW0,DW1が配置されている。そし
て選択用トランジスタQ0とメモリ容量C0からな
るメモリセルM0がビツト線とワード線W0との
交点の近傍に配置され、トランジスタQ0のドレ
インはビツト線、ゲートはワード線W0にそれ
ぞれ接続されている。同様にメモリセルM1がビ
ツト線Bとワード線W1との交点、ダミーセル
DM0がビツト線とダミーワード線DW0との交
点、ダミーセルDM1がビツト線Bとダミーワー
ド線DW1との交点にそれぞれ配置されている。
なおダミーセルDM0,DM1は通常はトランジス
タQ0をオン状態となして、それぞれビツト線,
Bに接続された状態にある。更に、トランジスタ
Q21がビツト線B,間に挿入されており、クロ
ツクφPOにより両ビツト線B,を接続する平衡
手段を形成する。
のビツト線対B,がセンスアンプSAの一方の
側に入力されており、このビツト線対と直交して
ワード線W0,W1(図では2本しか示していない
けれどもn本配列されている。)と、一対のダミ
ーワード線DW0,DW1が配置されている。そし
て選択用トランジスタQ0とメモリ容量C0からな
るメモリセルM0がビツト線とワード線W0との
交点の近傍に配置され、トランジスタQ0のドレ
インはビツト線、ゲートはワード線W0にそれ
ぞれ接続されている。同様にメモリセルM1がビ
ツト線Bとワード線W1との交点、ダミーセル
DM0がビツト線とダミーワード線DW0との交
点、ダミーセルDM1がビツト線Bとダミーワー
ド線DW1との交点にそれぞれ配置されている。
なおダミーセルDM0,DM1は通常はトランジス
タQ0をオン状態となして、それぞれビツト線,
Bに接続された状態にある。更に、トランジスタ
Q21がビツト線B,間に挿入されており、クロ
ツクφPOにより両ビツト線B,を接続する平衡
手段を形成する。
第5図に示すセンスアンプは、公知の典型的な
回路を示したものであり、本発明はセンスアンプ
の回路型式により制限を受けることはない。
回路を示したものであり、本発明はセンスアンプ
の回路型式により制限を受けることはない。
次に、第6図に示すタイミングチヤートを参照
して本実施例の動作を説明する。なお説明を分り
やすくするために、データ“1”が書き込まれて
いるメモリセルM0のデータを読み出す場合につ
いて説明する。
して本実施例の動作を説明する。なお説明を分り
やすくするために、データ“1”が書き込まれて
いるメモリセルM0のデータを読み出す場合につ
いて説明する。
行アドレスロツクの活性化(低レベル)
に引続いて、ビツト線対平衡用のクロツクφPOを
印加する。その結果トランジスタQ21がオンし、
ビツト線対B,がQ21を介して接続されるの
で、VDDレベルにあるビツト線と接地電位にあ
るビツト線Bとが電荷共有に基づき、両ビツト線
B,の電圧はVDD/2(正しくはほぼVDD/2で
あるが説明を簡単にするためVDD/2とする。)
となる。この場合同時にダミーセルDM0,DM1
もビツト線に接続されているのでVDD/2の電圧
でプリチヤージされる。次いで、選択されたダミ
ーワード線DW0の電圧を高レベルから低レベル
に引き下げ、ダミーセルDM0とビツト線との
接続を断つ。遂いで、選択されたワード線W0の
電圧を低レベルから高レベルに引き上げることに
より、メモリセルM0とビツト線とを接続する。
この結果ビツト線の電圧は、そのビツト線容量
に貯えられている電荷とセル容量C0に貯えられ
ている電荷との共有によりVDD/2より僅かに高
い電圧となる。一方ビツト線Bはなんらの変化も
ないのでその電圧はVDD/2のままである。かく
してセンスアンプSAの節点には、節点に対
して高い電圧が入力される。次いで、ラツチ用ク
ロツクφLを立ち上げると、トランジスタQ24,
Q23がオンすることによりビツト線Bの電圧は接
地電圧に近い値(第6図では簡単化のため0Vと
している。)になることで、ビツト線B,間の
差電圧を検出する。次いで、先に引き下げていた
ダミーワード線DW0の電圧を引き上げて、再び
ダミーセルDM0をビツト線に接続する。ほぼ
同時にプルアツプ用クロツクφPを立ち上げると、
トランジスタQ25,Q26がオンし、ビツト線の
電圧は、VDDに近いレベル又はブートストラツプ
回路(図示していない)を用いてVDDレベルに、
ビツト線Bの電圧はより接地電圧に近いレベルに
帰還増幅される。この場合同時にダミーセル
DM0もVDDで充電される。(第6図では簡単化の
ためビツト線をVDD、ビツト線Bを0Vと表わし
ている。)そして、メモリセルM0には元の記憶さ
れていた高レベルが書き込まれると共に、この検
出増幅されたビツト線対間の差電圧は、図示され
ていないけれども、各入出力線を経て入出力回路
に伝達され、入出力回路に設けられているメイン
アンプによりメモリセル内に記憶されている電圧
状態が判定され、その電圧状態はデータ出力線を
経て外部に取り出される。次いで、ワード線W0
の電圧を低レベルに引き下げることにより、メモ
リセルM0とビツト線の接続を断つ。かくして
メモリは元の状態に戻り読出し再書込みサイクル
が完了する。
に引続いて、ビツト線対平衡用のクロツクφPOを
印加する。その結果トランジスタQ21がオンし、
ビツト線対B,がQ21を介して接続されるの
で、VDDレベルにあるビツト線と接地電位にあ
るビツト線Bとが電荷共有に基づき、両ビツト線
B,の電圧はVDD/2(正しくはほぼVDD/2で
あるが説明を簡単にするためVDD/2とする。)
となる。この場合同時にダミーセルDM0,DM1
もビツト線に接続されているのでVDD/2の電圧
でプリチヤージされる。次いで、選択されたダミ
ーワード線DW0の電圧を高レベルから低レベル
に引き下げ、ダミーセルDM0とビツト線との
接続を断つ。遂いで、選択されたワード線W0の
電圧を低レベルから高レベルに引き上げることに
より、メモリセルM0とビツト線とを接続する。
この結果ビツト線の電圧は、そのビツト線容量
に貯えられている電荷とセル容量C0に貯えられ
ている電荷との共有によりVDD/2より僅かに高
い電圧となる。一方ビツト線Bはなんらの変化も
ないのでその電圧はVDD/2のままである。かく
してセンスアンプSAの節点には、節点に対
して高い電圧が入力される。次いで、ラツチ用ク
ロツクφLを立ち上げると、トランジスタQ24,
Q23がオンすることによりビツト線Bの電圧は接
地電圧に近い値(第6図では簡単化のため0Vと
している。)になることで、ビツト線B,間の
差電圧を検出する。次いで、先に引き下げていた
ダミーワード線DW0の電圧を引き上げて、再び
ダミーセルDM0をビツト線に接続する。ほぼ
同時にプルアツプ用クロツクφPを立ち上げると、
トランジスタQ25,Q26がオンし、ビツト線の
電圧は、VDDに近いレベル又はブートストラツプ
回路(図示していない)を用いてVDDレベルに、
ビツト線Bの電圧はより接地電圧に近いレベルに
帰還増幅される。この場合同時にダミーセル
DM0もVDDで充電される。(第6図では簡単化の
ためビツト線をVDD、ビツト線Bを0Vと表わし
ている。)そして、メモリセルM0には元の記憶さ
れていた高レベルが書き込まれると共に、この検
出増幅されたビツト線対間の差電圧は、図示され
ていないけれども、各入出力線を経て入出力回路
に伝達され、入出力回路に設けられているメイン
アンプによりメモリセル内に記憶されている電圧
状態が判定され、その電圧状態はデータ出力線を
経て外部に取り出される。次いで、ワード線W0
の電圧を低レベルに引き下げることにより、メモ
リセルM0とビツト線の接続を断つ。かくして
メモリは元の状態に戻り読出し再書込みサイクル
が完了する。
なお、メモリセルM0にデータ“0”が書き込
まれている場合には、第6図の最下段の波形図に
示すとおり、メモリセルM0がワード線W0により
選択接続されると、ビツト線の電圧はVDD/2
と接地電圧の中間で、VDD/2より僅かに低い電
圧となり、センスアンプSAの活性化により接地
電圧に近づく。そしてプルアツプによりビツト線
BはVDDにビツト線はより接地電圧に近づくこ
とで、前と同様にデータの読み出しが行われる。
まれている場合には、第6図の最下段の波形図に
示すとおり、メモリセルM0がワード線W0により
選択接続されると、ビツト線の電圧はVDD/2
と接地電圧の中間で、VDD/2より僅かに低い電
圧となり、センスアンプSAの活性化により接地
電圧に近づく。そしてプルアツプによりビツト線
BはVDDにビツト線はより接地電圧に近づくこ
とで、前と同様にデータの読み出しが行われる。
以上の説明から明らかなとおり、本実施例にお
いては、VDD/2プリチヤージ方式をとると共
に、ビツト線容量のバランスが常に保たれ、しか
もワード線結合ノイズが発生しないように工夫さ
れている。
いては、VDD/2プリチヤージ方式をとると共
に、ビツト線容量のバランスが常に保たれ、しか
もワード線結合ノイズが発生しないように工夫さ
れている。
まずVDD/2プリチヤージは、ダミーセル
DM0,DM1によりVDDレベルと接地電圧に保持さ
れているビツト線対B,を簡単なトランジスタ
スイツチを用い読み出し(又は書き込み)動作の
直前に行うことにより、極めて簡単な回路でしか
も正確なVDD/2レベルの中間電圧状態にビツト
線対B,を平衡させている。このことは、第3
図に示した従来例のように、本発明においても前
もつて、ビツト線対B,を接続してVDD/2レ
ベルに保持しておいてもメモリ動作は変りなく可
能である。(その場合の波形を第6図中の点線で
示す。)しかし、この場合には、VDD/2レベル
を長時間にわたり正確に保持することは相当に困
難である。というのは、リーケージによりレベル
が下つて行くのを維持する手段を持たないからで
ある。従つてこの場合は、正確に保持できるVDD
レベルと接地レベルとを元にして、メモリ動作の
直前にVDD/2レベルにするので、そのレベルは
所要期間中正確に保持されるので、より精度のよ
いメモリ動作ができる、という本発明の特徴が生
きなくなる。
DM0,DM1によりVDDレベルと接地電圧に保持さ
れているビツト線対B,を簡単なトランジスタ
スイツチを用い読み出し(又は書き込み)動作の
直前に行うことにより、極めて簡単な回路でしか
も正確なVDD/2レベルの中間電圧状態にビツト
線対B,を平衡させている。このことは、第3
図に示した従来例のように、本発明においても前
もつて、ビツト線対B,を接続してVDD/2レ
ベルに保持しておいてもメモリ動作は変りなく可
能である。(その場合の波形を第6図中の点線で
示す。)しかし、この場合には、VDD/2レベル
を長時間にわたり正確に保持することは相当に困
難である。というのは、リーケージによりレベル
が下つて行くのを維持する手段を持たないからで
ある。従つてこの場合は、正確に保持できるVDD
レベルと接地レベルとを元にして、メモリ動作の
直前にVDD/2レベルにするので、そのレベルは
所要期間中正確に保持されるので、より精度のよ
いメモリ動作ができる、という本発明の特徴が生
きなくなる。
なお、本実施例では簡単のために、高レベルの
保持はクロツクφPを高レベルに保持しトランジ
スタQ25をオンしつづけることにより行なわれて
いる。消費電力低減のためにはビツト線を高抵抗
で電源VDDに接続し、クロツクφPは点線で示した
ようにビツト線をVDDレベルに持ち上げた後
は、低レベルにしてトランジスタQ25をオフにす
るとよい。
保持はクロツクφPを高レベルに保持しトランジ
スタQ25をオンしつづけることにより行なわれて
いる。消費電力低減のためにはビツト線を高抵抗
で電源VDDに接続し、クロツクφPは点線で示した
ようにビツト線をVDDレベルに持ち上げた後
は、低レベルにしてトランジスタQ25をオフにす
るとよい。
次に、ビツト線容量(前述(1)式中のCB。)の平
衡は以下のようにして十分に保証されている。す
なわち、初めVDD/2プリチヤージ時には、ビツ
ト線にはダミーセルDM0が、ビツト線Bには
ダミーセルDM1が接続されており両ビツト線の
CBは同じであり、次に、メモリセルM0の選択時
には、ビツト線にはメモリセルM0が先のダミ
ーセルDM0に代つて接続され、ビツト線Bには
ダミーセルDM1が接続されたままなのでこの場
合も両ビツト線のCBは同じであるからである。
衡は以下のようにして十分に保証されている。す
なわち、初めVDD/2プリチヤージ時には、ビツ
ト線にはダミーセルDM0が、ビツト線Bには
ダミーセルDM1が接続されており両ビツト線の
CBは同じであり、次に、メモリセルM0の選択時
には、ビツト線にはメモリセルM0が先のダミ
ーセルDM0に代つて接続され、ビツト線Bには
ダミーセルDM1が接続されたままなのでこの場
合も両ビツト線のCBは同じであるからである。
更に、ワード線結合ノイズも以下のようにして
完全に防止できる。すなわち、本実施例の場合
は、前述の第2図に示した従来例の場合と同じ
で、メモリ動作時においては、ワード線W0とビ
ツト線及びダミーワード線DW1とビツト線B
との結合容量が問題となるが、それらはほぼ等し
くかつそれによるノイズは相殺される形となるか
らである。
完全に防止できる。すなわち、本実施例の場合
は、前述の第2図に示した従来例の場合と同じ
で、メモリ動作時においては、ワード線W0とビ
ツト線及びダミーワード線DW1とビツト線B
との結合容量が問題となるが、それらはほぼ等し
くかつそれによるノイズは相殺される形となるか
らである。
又、本実施例によるとセンスアンプSAは第5
図に示すように、ビツト線対と直結しており、第
3図に示す従来例のように、トランスフアゲート
トランジスタ(第3図のQ8,Q9)を必要としな
い。これはビツト線容量の平衡が保たれているた
めで、このように本発明によるとトランスフアゲ
ートの有無にかかわりなくメモリを動作させるこ
とができる。
図に示すように、ビツト線対と直結しており、第
3図に示す従来例のように、トランスフアゲート
トランジスタ(第3図のQ8,Q9)を必要としな
い。これはビツト線容量の平衡が保たれているた
めで、このように本発明によるとトランスフアゲ
ートの有無にかかわりなくメモリを動作させるこ
とができる。
なお又、本実施例においては、ダミーセルはメ
モリセルと実質的に同一構成で良いので、例えば
ダミー容量を1/2にするなどの特別なことは必要
無く作り易い構成となつている。
モリセルと実質的に同一構成で良いので、例えば
ダミー容量を1/2にするなどの特別なことは必要
無く作り易い構成となつている。
第7図は本発明の他の実施例の要部を示す回路
図である。本実施例は本発明をビツト線対がセン
ス増幅器SAの両側に配置した場合(オープンビ
ツトライン方式)に適用したものである。なお第
4,5図と同じ機能のものには同一参照記号を付
し、その詳細な説明は省略する。この実施例は、
第4図のビツト線対接続用のトランジスタQ21
を、センスアンプSAの交差トランジスタQ22,
Q23にそれぞれ並列接続したトランジスタQ27,
Q28に変更している点が異なるだけで、本実施例
の動作はなんら前述の実施例と変ることはない。
図である。本実施例は本発明をビツト線対がセン
ス増幅器SAの両側に配置した場合(オープンビ
ツトライン方式)に適用したものである。なお第
4,5図と同じ機能のものには同一参照記号を付
し、その詳細な説明は省略する。この実施例は、
第4図のビツト線対接続用のトランジスタQ21
を、センスアンプSAの交差トランジスタQ22,
Q23にそれぞれ並列接続したトランジスタQ27,
Q28に変更している点が異なるだけで、本実施例
の動作はなんら前述の実施例と変ることはない。
すなわち、本発明によれば、第2図に示した従
来例のように、ビツト線の配置をセンス増幅器の
片側のみに制限されることなく、条件に応じてフ
オールデツトビツトライン方式及びオープンビツ
トライン方式のいずれにも自由に用いることがで
きる。
来例のように、ビツト線の配置をセンス増幅器の
片側のみに制限されることなく、条件に応じてフ
オールデツトビツトライン方式及びオープンビツ
トライン方式のいずれにも自由に用いることがで
きる。
なお、ビツト線対接続用トランジスタQ27,
Q28の代用又は補助手段として、ダミーセルのト
ランジスタを用いることが可能である。すなわち
第8図に示したようにダミーワード線DW0に接
続する選択用トランジスタQ0のセル容量C0との
接続点と、ダミーワード線DW1に接続する選択
用トランジスタQ0のセル容量C0との接続点とを
トランジスタQ29を介して接続する。本発明では
ダミーワード線が通常高レベルにあり、それぞれ
の選択用トランジスタがオンしているから、クロ
ツクφPOを高レベルにしてトランジスタQ29をオン
にして、ビツト線B,を接続することができ、
短時間にビツト線対を平衡にすることができる。
Q28の代用又は補助手段として、ダミーセルのト
ランジスタを用いることが可能である。すなわち
第8図に示したようにダミーワード線DW0に接
続する選択用トランジスタQ0のセル容量C0との
接続点と、ダミーワード線DW1に接続する選択
用トランジスタQ0のセル容量C0との接続点とを
トランジスタQ29を介して接続する。本発明では
ダミーワード線が通常高レベルにあり、それぞれ
の選択用トランジスタがオンしているから、クロ
ツクφPOを高レベルにしてトランジスタQ29をオン
にして、ビツト線B,を接続することができ、
短時間にビツト線対を平衡にすることができる。
又、以上の説明においては、一対のビツト線と
それに対応するダミーワード線、ダミーセル及び
2本のワード線とそれに対応するメモリセルとか
らなる回路に限定したけれども、本発明は任意の
M行×N列のメモリに適用できることはいうまで
もない。
それに対応するダミーワード線、ダミーセル及び
2本のワード線とそれに対応するメモリセルとか
らなる回路に限定したけれども、本発明は任意の
M行×N列のメモリに適用できることはいうまで
もない。
なお又、第6図にその一実施例を示したタイム
チヤートに従つて回路を動作させるクロツク系に
ついては、その詳細な回路等の説明を省略したけ
れども、これらの手段を実現する回路は、公知の
技術を用いて適切なものを容易に作ることができ
る。
チヤートに従つて回路を動作させるクロツク系に
ついては、その詳細な回路等の説明を省略したけ
れども、これらの手段を実現する回路は、公知の
技術を用いて適切なものを容易に作ることができ
る。
(発明の効果)
以上詳細に説明したとおり、本発明のメモリは
前述の構成をとることにより、簡単な構成で
VDD/2プリチヤージ方式が達成でき、かつビツ
ト線容量の不平衡と、ワード線とビツト線との結
合容量によるワード線結合ノイズを無くすことが
できるので、消費電力が従来のVDDプリチヤージ
方式の約1/2で、かつノイズによる誤動作のない
高安定性の半導体メモリを得ることができ、その
効果は大である。
前述の構成をとることにより、簡単な構成で
VDD/2プリチヤージ方式が達成でき、かつビツ
ト線容量の不平衡と、ワード線とビツト線との結
合容量によるワード線結合ノイズを無くすことが
できるので、消費電力が従来のVDDプリチヤージ
方式の約1/2で、かつノイズによる誤動作のない
高安定性の半導体メモリを得ることができ、その
効果は大である。
第1図、第2図、第3図はそれぞれ従来例の要
部を示す回路図、第4図は本発明の一実施例の要
部を示す回路図、第5図は第4図の回路中のセン
ス増幅器の一実施例の回路図、第6図は第4図の
回路の動作を説明するためのタイムチヤート、第
7図、第8図は本発明の他の実施例の要部を示す
回路図である。 図において、B,……ビツト線、W0,W1…
…ワード線、DW0,DW1……ダミーワード線、
M0,M1……メモリセル、DM0,DM1……ダミ
ーセル、C0……セル容量、Q0〜Q11,Q21〜Q28…
…トランジスタ、SA……センスアンプ、Gref…
…基準電圧発生回路、PU……プルアツプ回路、
φL,φP,φPO……クロツク、VDD……電源(電源
電圧)。
部を示す回路図、第4図は本発明の一実施例の要
部を示す回路図、第5図は第4図の回路中のセン
ス増幅器の一実施例の回路図、第6図は第4図の
回路の動作を説明するためのタイムチヤート、第
7図、第8図は本発明の他の実施例の要部を示す
回路図である。 図において、B,……ビツト線、W0,W1…
…ワード線、DW0,DW1……ダミーワード線、
M0,M1……メモリセル、DM0,DM1……ダミ
ーセル、C0……セル容量、Q0〜Q11,Q21〜Q28…
…トランジスタ、SA……センスアンプ、Gref…
…基準電圧発生回路、PU……プルアツプ回路、
φL,φP,φPO……クロツク、VDD……電源(電源
電圧)。
Claims (1)
- 1 互いに平行に配置されて対をなす第1および
第2のビツト線と、前記ビツト線にそれぞれ直交
する少なくとも各1つの第1および第2のワード
線と、前記ビツト線にそれぞれ直交する第1およ
び第2のダミーワード線と、該第1のワード線と
第1のビツト線に接続した第1のメモリセルと、
該第2のワード線と第2のビツト線に接続した第
2のメモリセルと、該第1のダミーワード線と第
1のビツト線に接続した第1のダミーセルと、該
第2のダミーワード線と該第2のビツト線に接続
した第2のダミーセルと、前記第1および第2の
ビツト線間に接続した電位平衡化手段と、前記第
1および第2のビツト線に接続し、第1および第
2のビツト線の一方を第1の電位に駆動するセン
スアンプと、該第1および第2のビツト線に接続
し、該第1および第2のビツト線の他方を第2の
電位に駆動するプルアツプ回路とを有し、前記第
1および第2のメモリセルならびに第1および第
2のダミーセルは各々同一の値の容量とトランジ
スタとの直列接続体によつて構成され、外部クロ
ツクが非活性レベルの時に第1および第2ダミー
ワード線は選択レベルにあり、第1、第2のワー
ド線の全ては非選択レベルにあり、次いで前記外
部クロツクが活性レベルへと変化すると前記第
1、第2のワード線および第1、第2のダミーワ
ード線の状態を維持したまま所定期間前記電位平
衡化手段を付勢して前記第1および第2のビツト
線を前記第1および第2の電位のほぼ中間である
第3の電位にプリチヤージし、該所定期間経過後
に前記第1(または第2)のダミーワード線を非
選択状態とするとともに前記第1(又は第2)の
ワード線を選択状態とすることにより前記第1
(又は第2)のメモリセルの容量を前記第1(又は
第2)のビツト線に接続するとともに前記第2
(又は第1)のダミーセルの容量を前記第2(又は
第1)のビツト線に接続することにより前記第1
および第2のビツト線間に読み出し信号を発生さ
せ、しかる後前記センスアンプを付勢して前記第
1および第2のビツト線の一方を前記第1の電位
へ駆動し、次いで前記プルアツプ回路を付勢して
前記第1および第2のビツト線の他方を前記第2
の電位へと駆動するとともに前記第1(又は第2)
のダミーワード線を選択状態とした状態で前記第
1および第2のビツト線の電位に応じて読み出し
信号を外部に出力し、この状態を前記外部クロツ
クが活性レベルから非活性レベルに変化するまで
維持するようにしたことを特徴とする半導体メモ
リ。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58078768A JPS59203298A (ja) | 1983-05-04 | 1983-05-04 | 半導体メモリ |
DE8484104947T DE3480242D1 (en) | 1983-05-04 | 1984-05-03 | Semiconductor memory |
EP84104947A EP0124868B1 (en) | 1983-05-04 | 1984-05-03 | Semiconductor memory |
US06/607,026 US4622655A (en) | 1983-05-04 | 1984-05-04 | Semiconductor memory |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58078768A JPS59203298A (ja) | 1983-05-04 | 1983-05-04 | 半導体メモリ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59203298A JPS59203298A (ja) | 1984-11-17 |
JPH0480479B2 true JPH0480479B2 (ja) | 1992-12-18 |
Family
ID=13671080
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58078768A Granted JPS59203298A (ja) | 1983-05-04 | 1983-05-04 | 半導体メモリ |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4622655A (ja) |
EP (1) | EP0124868B1 (ja) |
JP (1) | JPS59203298A (ja) |
DE (1) | DE3480242D1 (ja) |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61110394A (ja) * | 1984-10-31 | 1986-05-28 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体記憶装置 |
JPS62134894A (ja) * | 1985-12-06 | 1987-06-17 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体記憶装置 |
US4761571A (en) * | 1985-12-19 | 1988-08-02 | Honeywell Inc. | Memory circuit enchancement to stablize the signal lines with additional capacitance |
JPH02161686A (ja) * | 1988-12-13 | 1990-06-21 | Oki Electric Ind Co Ltd | Mos型半導体記憶装置 |
JP2721909B2 (ja) * | 1989-01-18 | 1998-03-04 | 三菱電機株式会社 | 半導体記憶装置 |
GB8923037D0 (en) * | 1989-10-12 | 1989-11-29 | Inmos Ltd | Timing control for a memory |
US5283761A (en) | 1992-07-22 | 1994-02-01 | Mosaid Technologies Incorporated | Method of multi-level storage in DRAM |
USRE40075E1 (en) | 1992-07-22 | 2008-02-19 | Mosaid Technologies, Incorporated | Method of multi-level storage in DRAM and apparatus thereof |
EP0698884A1 (en) * | 1994-08-24 | 1996-02-28 | Advanced Micro Devices, Inc. | Memory array for microprocessor cache |
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