JPH0512873A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH0512873A
JPH0512873A JP3164797A JP16479791A JPH0512873A JP H0512873 A JPH0512873 A JP H0512873A JP 3164797 A JP3164797 A JP 3164797A JP 16479791 A JP16479791 A JP 16479791A JP H0512873 A JPH0512873 A JP H0512873A
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JP
Japan
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JP3164797A
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English (en)
Inventor
Takashi Maki
隆志 巻
Junichi Shikatani
順一 鹿谷
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】選択メモリセルだけをビット線に接続し、その
線だけをプリチャージでき、プリチャージ電流を抑制す
るとともに、非選択メモリセルに流れる電流をなくす。 【構成】同一カラム内のメモリセルはM1,a、……、M
n,b、共通のビット線によって接続されると共に、行方
向のワード線にも接続されており、選択ビット線と選択
ワード線の交差点に位置するメモリセルがアクセスされ
る。20a、20bは、プリチャージ回路Pa、Pbに
内蔵若しくは外付けされる論理回路で、これらは、プリ
チャージ信号PRとカラム選択信号CDa(又はCD
b)との論理を取り、その結果によりプリチャージ回路
Pa、Pbのプリチャージ動作をコントロールする。2
1a1、21b1、……、21an、21bnは、メモリセ
ルに内蔵若しくは外付けされる論理回路であり、これら
は、カラム選択信号とワード線選択信号SW1(又は〜S
Wn)との論理を取り、その結果によりメモリセルを選択
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体記憶装置、特に
ビット線に対してプリチャージ動作又はイコライズ動作
を行う半導体記憶装置に関する。一般に、半導体記憶装
置では、メモリセルの内容(電位)をビット線上に読み
出したりビット線上の電位をメモリセルに書き込んだり
するが、半導体記憶装置が大規模化してビット線につく
静電容量が増大すると、その容量に蓄積される電荷が増
えるために上記読み出し動作や書き込み動作に支障をき
たす恐れがある。
【0002】
【従来の技術】そこで、従来からビット線に対するプリ
チャージ動作又はイコライズ動作が行われている。図1
1は従来の半導体記憶装置の要部ブロック図である。こ
の図において、M1,1、M1,2、……、Mn,2はメモリセ
ル、P1、P2はプリチャージ回路、11はカラム(列)
選択回路、12はセンスアンプである。なお、PRはプ
リチャージ信号、SW1〜SWnはワード線WL1〜WLn
選択するワード線選択信号、CD1、CD2はカラム選択
信号、Dmは読み出しデータである。
【0003】CD1又はCD2の何れか一方がアクティブ
になると、カラム(列)選択回路11内のアクティブ側
のトランジスタ11a及び11b(又は11c及び11
d)が導通して1つのカラムを選択する。例えばCD1
がアクティブになったとすると、トランジスタ11a及
び11bが導通してそのカラムのビット線がセンスアン
プ12に接続され、この選択ビット線とSW1〜SWnの何
れかによって選択されたワード線との交差点に繋がるメ
モリセルの内容が読み出しデータDmとして取り出され
る。
【0004】他方、プリチャージ信号PRが入力する
と、プリチャージ回路P1及びP2のそれぞれに備えられ
た3つのトランジスタ10a、10b及び10cが導通
し、トランジスタ10a及び10bを介してビット線が
一定電位の電源線Vcに接続され、さらに、トランジス
タ10cを介してビット線同士が接続される。すなわ
ち、ビット線の電位がVcの電位に向けて「プリチャー
ジ」されると共に、ビット線同士の電位差がほぼゼロと
なるように「イコライズ」される。なお、説明の便宜
上、以下ではプリチャージとイコライズを同義語として
取り扱う。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の半導体記憶装置にあっては、全てのビット線をプ
リチャージし、しかも選択されたワード線に繋がる全て
のメモリセルをビット線に接続する構成となっていたた
め、プリチャージ電流が大きく、また非選択セルに無駄
な電流が流れる結果、電力消費が増大するという問題点
があった。
【0006】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、選択メモリセルだけをビット線に接続し、
かつそのビット線だけをプリチャージすることができ、
プリチャージ電流を抑制するとともに、非選択メモリセ
ルに流れる電流をなくして消電力化を図ることを目的と
する。
【0007】
【課題を解決するための手段】図1は、本発明の原理図
である。M1,a、……、Mn,bはメモリセル、Pa、Pb
はプリチャージ回路、SELa、SELbはカラム選択
回路、SAはセンスアンプであり、縦方向(列方向)に
並んだPa、M1,a、……、Mn,aで第a番目のカラムを
構成し、同じくPb、M1,b、……、Mn,bで第b番目の
カラムを構成する。
【0008】同一カラム内のメモリセルは、カラム内共
通のビット線によって相互に接続されると共に、カラム
を横断する方向(行方向)のワード線にも接続されてお
り、選択ビット線と選択ワード線の交差点に位置するメ
モリセルがアクセスされる。20a、20bは、プリチ
ャージ回路Pa、Pbに内蔵若しくは外付けされる論理
回路であり、これらの論理回路は、プリチャージ信号P
Rとカラム選択信号CDa(又はCDb)との論理を取
り、その論理結果に従ってプリチャージ回路Pa、Pb
のプリチャージ動作をコントロールするものである。
【0009】21a1、21b1、……、21an、21
nは、メモリセルM1,a、……、Mn ,bに内蔵若しくは
外付けされる論理回路であり、これらの論理回路は、カ
ラム選択信号CDa(又はCDb)とワード線選択信号
W1(又は〜SWn)との論理を取り、その論理結果に従
ってメモリセルを選択するものである。
【0010】
【作用】本発明では、プリチャージ信号PRがアクティ
ブで、かつカラム選択信号CDaがアクティブのとき
は、第aカラムのビット線だけがプリチャージされる。
また、例えばCDaがアクティブで、かつワード線選択
信号SW1がアクティブのときは、第aカラムの1つのメ
モリセルM1,aだけがビット線に接続される。
【0011】したがって、特定のメモリセルだけを限定
的にアクセスでき、かつそのメモリセルの存在するカラ
ムのビット線だけをプリチャージできる。その結果、プ
リチャージ電流を少なくできると共に、無駄な電流をな
くすことができ、低電力化を達成できる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図2〜図5は本発明に係る半導体記憶装置の一実
施例を示す図である。まず、図2を参照しながら全体の
システム構成を説明する。20は外部からのアドレス信
号Aiを取り込んでカラム(列)アドレスとロウ(行)
アドレスに振り分けるアドレスバッファ、21はカラム
アドレスをデコードしてカラム選択信号CDfを発生す
るカラムデコーダ、22はアドレス信号Aiの変化を検
出してATD信号を発生するATD回路(ATD回路と
はアドレス・トランジェント・デテクタ回路の略で例え
ば特開昭53−11734号公報に記載の回路を適用で
きる)、23はロウアドレスをデコードしてワード線選
択信号SWnを発生するロウデコーダ、24はATD信号
及びカラム選択信号CDfに応答してビット線をプリチ
ャージ(又は/及びイコライズ)するプリチャージ回
路、25は列方向に延びる多数のビット線と行方向に延
びる多数のワード線とを交差状に配列して各交差点にメ
モリセルを接続するメモリセルアレイ、26はカラム選
択信号CDfに従ってメモリセルアレイ25のカラムを
選択(すなわちビット線を選択)するカラムセレクタ、
27は選択ビット線の電位を増幅し読み出しデータOm
として外部に出力するセンスアンプ、28は外部からの
書き込みデータImを増幅して選択ビット線に与えるラ
イトアンプである。なお、29はイネーブル信号バッフ
ァであり、このバッファ29は読み出しイネーブル信号
REの入力時にカラムデコーダ21、ATD回路22、
ロウデコーダ23及びセンスアンプ27の動作を許容す
る一方、書き込みイネーブル信号WEの入力時にカラム
デコーダ21、ATD回路22、ロウデコーダ23及び
ライトアンプ28の動作を許容するものである。
【0013】図3は図2の要部ブロック図であり、2つ
のカラムC1、C2を示す図である。第1のカラムC
1は、プリチャージ回路ブロック241、メモリセルブロ
ックM1, 1〜Mn,1、カラムセレクタ回路ブロック261
及びビット線BL1、XBL1やワード線WL1、XWL1
を含み、第2のカラムC2も第1のカラムC1と同様に、
プリチャージ回路ブロック242、メモリセルブロック
1,2〜Mn,2、カラムセレクタ回路ブロック262及び
ビット線BL2、XBL2やワード線WL2、XWL2を含
む。
【0014】メモリセルブロック(例えばM1,1)の構
成は、図4に示すように、2つのインバータ30、31
をループ状に接続したフリップフロップ型の記憶セル
と、この記憶セルの一方の端子32とビット線BL1
間に直列接続されたトランスファトランジスタ33、3
4と、同じく記憶セルの他方の端子35とビット線XB
1の間に直列接続されたトランスファトランジスタ3
6、37とを含み、トランスファトランジスタ33、3
4、36、37は、それぞれのゲートに与えられるカラ
ム選択信号CD1及びワード線選択信号SW1が共にハイ
アクティブのときに導通してメモリブロックM1,1の記
憶セルをビット線BL1及びXBL1に接続する。したが
って、トランスファトランジスタ33、34、36、3
7は、カラム選択信号とワード線選択信号との論理を取
り、その論理結果に従ってメモリセルを選択するセル選
択手段として機能する。
【0015】プリチャージブロック(例えばブロック2
1)の構成は、図5に示すように、ビット線BL1、X
BL1と一定電位Vcの間に接続されたプリチャージトラ
ンジスタ40、41と、ビット線BL1、XBL1の間に
接続されたイコライズトランジスタ42と、プリチャー
ジ信号PR及びカラム選択信号CD1の論理結果に従っ
てプリチャージトランジスタ40、41及びイコライズ
トランジスタ42を導通させるアンドゲート43とを含
み、アンドゲート43は、プリチャージ信号PR及びカ
ラム選択信号CD1が共にハイアクティブのときにプリ
チャージトランジスタ40、41を導通してビット線B
1及びXBL1の電位を一定電位Vcでプリチャージす
ると共に、イコライズトランジスタ42を導通してビッ
ト線BL1、XBL1の電位を平衡化する。したがって、
アンドゲート43は、プリチャージ信号とカラム選択信
号の論理を取り、その論理結果に従ってプリチャージ動
作(及び/又はイコライズ動作)を行わせるプリチャー
ジ起動手段として機能する。
【0016】以上の構成において、例えばワード線選択
信号SW1がハイアクティブの場合を考える。この場合、
W1によってワード線WL1が活性化され、そのワード
線WL1に繋がる複数のメモリセル(図3のM1,1及びM
1,2参照)のトランスファトランジスタ34、36(図
4参照)が導通する。ここで、第1のカラムC1を指定
するカラム選択信号CD1がハイアクティブになると、
ワード線WL1に繋がる複数のメモリセルの中の1つの
メモリセル、すなわちメモリセルM1,1の残りのトラン
スファトランジスタ33、37が導通し、第1のカラム
1のメモリセルM1,1の記憶セルだけがビット線B
1、XBL1に接続される。したがって、アクセス対象
外の非選択メモリセル(この場合第2のカラムC2のメ
モリセルM1,2)をビット線BL2、XBL2から切り離
すことができ、非選択メモリセルに流れる無駄な電流を
なくすことができる。
【0017】一方、第1のカラムC1のプリチャージブ
ロック241には、上記のカラム選択信号CD1とプリチ
ャージ信号PRが与えられており、これらの信号が共に
ハイアクティブになったとき、そのカラム(この場合第
1のカラムC1)のビット線BL1、XBL1がプリチャ
ージされる。したがって、この場合は、第2のカラムC
2が非選択でありそのカラム選択信号CD2がローレベル
であるから、カラムC 2のビット線BL2、XBL2のプ
リチャージを禁止でき、プリチャージ電流の削減を図る
ことができる。
【0018】以上述べたように、本実施例では、特定の
メモリセルだけをビット線に接続することができ、ま
た、特定のビット線だけをプリチャージすることができ
る。したがって、非選択メモリセルに流れる無駄な電流
をなくすことができると共に、プリチャージ電流を必要
最小限に抑えることができ、半導体記憶装置全体の消電
力かを図ることができる。
【0019】図6〜図9は本発明に係る半導体記憶装置
の他の実施例を示す図であり、図6は2ポートRAMへ
の適用例、図7は3ポートRAMへの適用例、図8はリ
ード/ライトが独立しているメモリセルへの適用例、図
9はROMへの適用例である。図6において、50Aは
ポートA用のプリチャージ回路、50BはポートB用の
プリチャージ回路、51AはポートA用のセンスアン
プ、51BはポートB用のセンスアンプ、BLA、XB
LAはポートA用のビット線、BLB、XBLBはポー
トB用のビット線、52A、53A、54A及び55A
はポートA用のトランスファトランジスタ、52B、5
3B、54B及び55BはポートB用のトランスファト
ランジスタ、PRAはポートA用のプリチャージ信号、
PRBはポートB用のプリチャージ信号、CDA1はポー
トA用の第1のカラムC1の選択信号、CDB1はポート
B用の第1のカラムC1の選択信号、CWA1はポートA用
のワード線WL1選択信号、CWB1はポートB用のワード
線WL1選択信号である。ここで、CDA1とCWA1が共に
ハイアクティブであれば、ポートB用のトランスファト
ランジスタ52A、53A、54A及び55Aが導通
し、メモリセル56がポートA用のビット線BLA、X
BLAに接続される。また、同時にプリチャージ信号P
Aがハイアクティブであれば、ポートA用のプリチャ
ージ回路50Aのアンドゲート57Aの出力がハイレベ
ルとなり、プリチャージトランジスタ58A及び59A
とイコライズトランジスタ60Aが導通し、ポートAの
ビット線BLA、XBLAがプリチャージされる。
【0020】図7において、70A、71A、72A及
び73AはポートA用のトランスファトランジスタ、7
0B、71B、72B及び73BはポートB用のトラン
スファトランジスタ、70C、71C、72C及び73
CはポートC用のトランスファトランジスタ、BLA、
XBLAはポートA用のビット線、BLB、XBLBは
ポートB用のビット線、BLC、XBLCはポートC用
のビット線である。
【0021】ポートA用のワード線選択信号SWA1とカ
ラム選択信号CDA1が共にハイアクティブのときに、ポ
ートA用のトランスファトランジスタ70A、71A、
72A及び73Aが導通し、ポートB用のワード線選択
信号SWB1とカラム選択信号CDB1が共にハイアクティ
ブのときに、ポートB用のトランスファトランジスタ7
0B、71B、72B及び73Bが導通し、ポートC用
のワード線選択信号S WC1とカラム選択信号CDC1が共
にハイアクティブのときに、ポートC用のトランスファ
トランジスタ70C、71C、72C及び73Cが導通
する。
【0022】図8において、80W、81W、82W及
び83Wはライト用のトランスファトランジスタ、82
R及び83Rはリード用のトランスファトランジスタで
あり、ライト用のカラム選択信号WCD及びワード線選
択信号WWLが共にハイアクティブのときに、トランス
ファトランジスタ80W、81W、82W及び83Wが
導通してメモリセルへの書き込みが行われ、あるいは、
リード用のカラム選択信号RCD及びワード線選択信号
RWLが共にハイアクティブのときに、トランスファト
ランジスタ82R及び83Rが導通してメモリセルから
の読み出しが行われる。
【0023】図9において、90、91、92及び93
はトランスファトランジスタであり、これらのトランス
ファトランジスタは、カラム選択信号CD及びワード線
選択信号WLが共にハイアクティブのときに導通して、
高電位側または低電位側にプログラムされたメモリセル
94をビット線BL、XBLに接続する。図6〜図9の
トランスファトランジスタは何れも、カラム選択信号と
ワード線選択信号との論理を取り、その論理結果に従っ
てメモリセルを選択するセル選択手段として機能する。
【0024】なお、前述の実施例ではプリチャージ回路
の内部にプリチャージ起動手段(アンドゲート)を内蔵
しているが、これに限るものではない。例えば図10に
示すようにプリチャージ回路の外に設けても構わない。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、プリチャージ信号又は
イコライズ信号とカラム選択信号の論理を取り、その論
理結果に従ってプリチャージ動作を行わせるプリチャー
ジ起動手段と、カラム選択信号とワード線選択信号との
論理を取り、その論理結果に従ってメモリセルを選択す
るセル選択手段とを備えたので、選択メモリセルだけを
ビット線に接続し、かつそのビット線だけをプリチャー
ジすることができ、プリチャージ電流を抑制するととも
に、非選択メモリセルに流れる電流をなくして消電力化
を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理図である。
【図2】一実施例の全体構成図である。
【図3】一実施例の要部構成図である。
【図4】一実施例のメモリセル構成図である。
【図5】一実施例のプリチャージ回路構成図である。
【図6】2ポートRAMに適用した他の実施例の要部構
成図である。
【図7】3ポートRAMに適用した他の実施例のメモリ
セル構成図である。
【図8】リード/ライトの分かれたRAMに適用した他
の実施例のメモリセル構成図である。
【図9】ROMに適用した他の実施例のメモリセル構成
図である。
【図10】プリチャージ回路の外にプリチャージ起動手
段を設けた他の実施例の要部構成図である。
【図11】従来例の要部構成図である。
【符号の説明】
1,a、……、Mn,b:メモリセル Pa、Pb:プリチャージ回路 SELa、SELb:カラム選択回路 SA:センスアンプ 20a、20b:論理回路(プリチャージ起動手段) 21a1、21b1、……、21an、21bn:論理回路
(セル選択手段) BL2、XBL2:ビット線 WL2、XWL2:ワード線 M1,2〜Mn,2:メモリセル PR:プリチャージ信号 SWn:ワード線選択信号 CDf:カラム選択信号 43:アンドゲート(プリチャージ起動手段) 33、34、36、37:トランスファトランジスタ
(セル選択手段)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】列方向のビット線と行方向のワード線との
    交差点にメモリセルを接続して構成する半導体記憶装置
    であって、 プリチャージ信号又はイコライズ信号に応答してビット
    線を所定電位にプリチャージ又はイコライズし、 また、ワード線選択信号に応答して選択ワード線を活性
    化し、 さらに、カラム選択信号に応答して列を選択する半導体
    記憶装置において、 前記プリチャージ信号又はイコライズ信号とカラム選択
    信号の論理を取り、その論理結果に従ってプリチャージ
    動作を行わせるプリチャージ起動手段と、 前記カラム選択信号とワード線選択信号との論理を取
    り、その論理結果に従ってメモリセルを選択するセル選
    択手段と、を備えたことを特徴とする半導体記憶装置。
JP3164797A 1991-07-05 1991-07-05 半導体記憶装置 Withdrawn JPH0512873A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006040431A (ja) * 2004-07-28 2006-02-09 Sony Corp 半導体記憶装置
JP2013037760A (ja) * 2006-07-07 2013-02-21 S Aqua Semiconductor Llc フロントエンドプリチャージを有するメモリ

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Effective date: 19981008