JPH05128857A - Semiconductor memory - Google Patents

Semiconductor memory

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JPH05128857A
JPH05128857A JP3288754A JP28875491A JPH05128857A JP H05128857 A JPH05128857 A JP H05128857A JP 3288754 A JP3288754 A JP 3288754A JP 28875491 A JP28875491 A JP 28875491A JP H05128857 A JPH05128857 A JP H05128857A
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Abstract

PURPOSE:To reduce the power consumption at the time of data writing and to make fast the data writing by providing a writing amplifying circuit to limit the amplitude level of an I/O line and a sense amplifying circuit to operate in response to a control signal. CONSTITUTION:At the time of data writing to a memory cell, a writing amplifying circuit W/Ai amplifies input data Di, and outputs them to complementary data lines (I/O line) DBi and DBXi. Then, the level of the data line is limited to voltage levels (Vcc-Vth and Vss+Vth) smaller than the voltage of the power line. As the result, the charging discharging current of the I/O line can be reduced and the power consumption at the time of the data writing can be reduced. By timing (operation of a control signal WC) of the data writing starting and synchronizing to a column selecting signal CL and stopping and restarting the action of a sense amplifying circuit S/Ai, the delaying of the writing time is limited. Then, the data writing can be made fast.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体記憶装置に係
り、特に、ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ
(DRAM)においてデータ書き込み時の性能を向上さ
せる技術に関する。近年のDRAMにおいては、その高
速動作と低消費電力化が要求されてきており、またメモ
リの大容量化に伴い複数ビットの同時書き込みおよび同
時読み出しが求められてきている。そのため、多数のデ
ータ線すなわち入出力(I/O)線を用意し、これらの
I/O線を介してデータの読み出しおよび書き込みを行
う必要がある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly to a technique for improving the performance of data writing in a dynamic random access memory (DRAM). In recent DRAMs, high-speed operation and low power consumption have been demanded, and simultaneous writing and reading of a plurality of bits have been demanded with the increase in memory capacity. Therefore, it is necessary to prepare a large number of data lines, that is, input / output (I / O) lines, and read and write data via these I / O lines.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来知られているDRAMのI/O回路
では、データ書き込み時およびデータ読み出し時のいず
れの場合にも、I/O線のレベルを電源電圧Vccおよび
Vssのレベルの間で最大限に振幅(つまりフルスィン
グ)させ、それによって情報の伝達を行っている。
2. Description of the Related Art In a conventionally known DRAM I / O circuit, the level of the I / O line is maximized between the levels of the power supply voltages Vcc and Vss in both data writing and data reading. Amplitude (that is, full swing) is carried out to the limit, and information is transmitted by it.

【0003】ところが、高速ページモード等の高速サイ
クルでメモリを動作させると、I/O線の充放電電流が
デバイスの消費電力の大部分を占めるようになるので、
何らかの対応策が必要となる。これに対処するため、従
来の典型的なDRAMでは、読み出し時に、カレントミ
ラー型の増幅回路を用いたり、あるいはI/O線の情報
を増幅する際に当該I/O線と増幅回路を分離したりす
ることで、I/O線のレベル自体を増幅しないようにし
ている。
However, when the memory is operated in a high-speed cycle such as a high-speed page mode, the charge / discharge current of the I / O line occupies most of the power consumption of the device.
Some kind of countermeasure is required. To deal with this, in a typical conventional DRAM, a current mirror type amplifier circuit is used at the time of reading, or the I / O line and the amplifier circuit are separated when amplifying the information of the I / O line. By doing so, the level of the I / O line itself is not amplified.

【0004】しかしデータ書き込み時には、依然とし
て、図5の波形図に示されるようにI/O線(相補デー
タ線DB,DBX)のレベルを電源電圧VccおよびVssのレベ
ルの間で振幅させているため、低消費電力化の妨げとな
っていた。この傾向は、特に近年の大容量化に伴うI/
O線の増加により、ますます大きくなってきている。
However, at the time of data writing, the levels of the I / O lines (complementary data lines DB, DBX) are still oscillated between the levels of the power supply voltages Vcc and Vss as shown in the waveform diagram of FIG. , Which has been an obstacle to reducing power consumption. This tendency is especially due to the I / O accompanying the recent increase in capacity.
It is getting bigger and bigger with the increase of O line.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
DRAMでは、データ書き込み時に、I/O線のレベル
を電源電圧のレベルまで最大限に振幅(フルスィング)
させているので、デバイスの低消費電力化を推進できな
いという課題がある。また、データ書き込みに際してI
/O線のレベルをフルスィングさせることに起因してデ
ータ書き込みの時間が相対的に長くなるという欠点もあ
る。そのために、近年要求されている多ビット化(複数
ビットの同時書き込み/読み出し)にも応えることがで
きないという不都合が生じる。
As described above, in the conventional DRAM, when writing data, the level of the I / O line is maximized to the level of the power supply voltage (full swing).
Therefore, there is a problem that it is not possible to promote low power consumption of the device. When writing data, I
There is also a drawback that the data writing time becomes relatively long due to the full swing of the / O line level. Therefore, there is a disadvantage that it is not possible to meet the multi-bitization (simultaneous writing / reading of a plurality of bits) which has been required in recent years.

【0006】本発明は、かかる従来技術における課題に
鑑み創作されたもので、データ書き込み時の消費電力を
低減すると共に、そのデータ書き込みを高速に行うこと
ができる半導体記憶装置を提供することを目的としてい
る。
The present invention was created in view of the above problems in the prior art, and an object of the present invention is to provide a semiconductor memory device capable of reducing power consumption at the time of writing data and performing the data writing at high speed. I am trying.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の半導体記憶装置は、読み出しデータまたは
書き込みデータを伝達する相補データ線と、メモリセル
から読み出されたデータを伝達する相補ビット線と、該
相補ビット線に接続され、制御信号に応答して作動する
センス増幅回路と、前記メモリセルが選択された時に前
記相補ビット線を前記相補データ線に接続するトランス
ファゲートと、電源ラインに接続され、外部からの入力
データを増幅して前記相補データ線に出力する書き込み
増幅回路とを具備し、前記メモリセルへのデータ書き込
み時に、前記書き込み増幅回路は前記相補データ線のレ
ベルを前記電源ラインの電圧よりも小さな電圧レベルに
縮小し、且つ、前記センス増幅回路は前記制御信号の所
定の論理レベル設定によりその動作を停止することを特
徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, a semiconductor memory device of the present invention has a complementary data line for transmitting read data or write data and a complementary bit line for transmitting data read from a memory cell. Line, a sense amplifier circuit connected to the complementary bit line and operating in response to a control signal, a transfer gate connecting the complementary bit line to the complementary data line when the memory cell is selected, and a power supply line A write amplifier circuit for amplifying input data from the outside and outputting the amplified data to the complementary data line, wherein the write amplifier circuit sets the level of the complementary data line to the above-mentioned level when writing data to the memory cell. The voltage is reduced to a voltage level lower than the voltage of the power supply line, and the sense amplifier circuit sets a predetermined logic level of the control signal. It is characterized by stopping the further operation.

【0008】[0008]

【作用】上述した構成によれば、データ書き込み時に、
書き込みのための相補データ線すなわちI/O線のレベ
ルの変化量(つまり振幅)が書き込み増幅回路によって
制限されるので、当該I/O線の充放電電流を減少する
ことができ、ひいてはデータ書き込み時の消費電力を低
減することができる。
According to the above configuration, when writing data,
Since the amount of change (that is, the amplitude) of the level of the complementary data line for writing, that is, the I / O line is limited by the write amplifier circuit, the charging / discharging current of the I / O line can be reduced, and consequently the data writing Power consumption can be reduced.

【0009】また、データ書き込みの期間中、書き込み
が行われるセル(すなわち選択されたメモリセル)に対
応するセンス増幅回路の動作が停止されるので、書き込
み時のI/O線レベルの振幅制限により書き込み時間の
遅延が抑制される。これは、データ書き込みの高速化に
寄与するものである。なお、本発明の他の構成上の特徴
および作用の詳細については、添付図面を参照しつつ以
下に記述される実施例を用いて説明する。
Further, during the data writing period, the operation of the sense amplifier circuit corresponding to the cell to be written (that is, the selected memory cell) is stopped, so that the amplitude limitation of the I / O line level at the time of writing causes a limitation. The writing time delay is suppressed. This contributes to speeding up data writing. Details of other structural features and operations of the present invention will be described using embodiments described below with reference to the accompanying drawings.

【0010】[0010]

【実施例】図1に本発明の一実施例としてのDRAMの
構成が示される。同図において、1は4M容量のダイナ
ミック型メモリセルアレイ、2はそれぞれ外部からのア
クティブ・ローのロウアドレスストローブ信号RASXおよ
びコラムアドレスストローブ信号CASXに応答して第1の
クロックを発生するクロックジェネレータ、3はコラム
アドレスストローブ信号CASXの反転信号および上記第1
のクロックに応答するアンドゲート、4は該アンドゲー
トの出力に応答して第2のクロックを発生するクロック
ジェネレータ、5は第2のクロックおよび外部からのア
クティブ・ローのライトイネーブル信号WEX に応答して
ライトクロックWCを発生するジェネレータ、6はコラム
アドレスストローブ信号CASXおよび第1のクロックに応
答して通常動作モードまたはテストモードの設定を行う
モードコントローラ、7は該モードコントローラでテス
トモードが設定された時にリフレッシュ用アドレスをカ
ウントするカウンタ、8は該カウンタのカウント値およ
び外部からの10ビットのアドレス信号A0 〜A9 と上記
第2のクロックに応答してアドレスのバッファリングお
よびプリデコーディングを行う回路、9および10はプリ
デコードされたアドレス情報に基づきそれぞれ第1およ
び第2のクロックに応答してメモリセルアレイ1内の複
数のワード線および複数のビット線(つまりコラム線)
のいずれかをそれぞれ選択するロウデコーダおよびコラ
ムデコーダ、11は選択されたビット線を対応するデータ
線(I/O線)に接続すると共に、選択セルから読み出
されたデータを第1のクロックおよびライトクロックWC
に応答してセンスおよび増幅するセンスアンプ(S/
A)回路およびI/Oゲート、12は該S/A回路および
I/Oゲートを介して読み出されたデータを第2のクロ
ックおよび外部からのアクティブ・ローの出力イネーブ
ル信号OEX に応答して外部に出力するデータ出力バッフ
ァ(4ビットのデータDQ1 〜DQ4)、13は外部からの4ビ
ットのデータをライトクロックWCに応答して取り込むデ
ータ入力バッファ、14は取り込まれた入力データを増幅
してI/Oゲートに接続するライトアンプ(W/A)回
路、そして、15は基板バイアスを発生するジェネレータ
を示す。
FIG. 1 shows the structure of a DRAM as an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a dynamic memory cell array having a capacity of 4M, 2 is a clock generator which generates a first clock in response to an active low row address strobe signal RASX and a column address strobe signal CASX, respectively. Is the inverted signal of the column address strobe signal CASX and the first signal
AND gate responsive to the output of the AND gate, 4 is a clock generator for generating a second clock in response to the output of the AND gate, and 5 is responsive to the second clock and an external active low write enable signal WEX. Generating a write clock WC, 6 is a mode controller for setting the normal operation mode or the test mode in response to the column address strobe signal CASX and the first clock, and 7 is the mode controller for setting the test mode A counter for counting the refresh address sometimes, 8 performs buffering and predecoding of the address in response to the count value of the counter and the external 10-bit address signals A 0 to A 9 and the second clock. Circuits, 9 and 10 are predecoded addresses A plurality of word lines and a plurality of bit lines (that is, column lines) in the memory cell array 1 in response to the first and second clocks, respectively, based on the information.
A row decoder and a column decoder for selecting any one of the above, and 11 connects the selected bit line to the corresponding data line (I / O line) and outputs the data read from the selected cell to the first clock and Write clock WC
Sense amplifier (S /
A) circuit and I / O gate, 12 responds to the data read through the S / A circuit and I / O gate in response to a second clock and an external active low output enable signal OEX. External data output buffer (4-bit data DQ 1 to DQ 4 ), 13 is a data input buffer that captures external 4-bit data in response to the write clock WC, and 14 amplifies the captured input data. And a write amplifier (W / A) circuit connected to the I / O gate, and 15 denotes a generator for generating a substrate bias.

【0011】なお、DRAM内の各回路には高電位の電
源電圧Vccと低電位の電源電圧Vssが供給されている。
次に、図1におけるS/A回路およびI/Oゲート11と
W/A回路14の構成について図2および図3を参照しな
がら説明する。まず、図2を参照すると、S/A回路は
n個(nは8の倍数)のセンスアンプS/A1〜S/Anから成
り、それぞれ相補ビット線BL1,BLX1〜BLn,BLXnを介して
メモリセルアレイに接続されると共に、それぞれ1対の
コラムゲートトランジスタ(I/Oゲート)を介して8
対の相補I/O線DB1,DBX1〜DB8,DBX8に順次接続されて
いる。つまり、センスアンプS/A1,S/A9,………は同じI
/O線DB1,DBX1に接続され、センスアンプS/A2,S/A10,
……は同じI/O線DB2,DBX2に接続され、以下、同様に
して順次接続されている。
A high-potential power supply voltage Vcc and a low-potential power supply voltage Vss are supplied to each circuit in the DRAM.
Next, the configurations of the S / A circuit and the I / O gate 11 and the W / A circuit 14 in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. First, referring to FIG. 2, the S / A circuit is composed of n (n is a multiple of 8) sense amplifiers S / A 1 to S / An, and complementary bit lines BL 1 , BLX 1 to BLn, BLXn, respectively. Connected to the memory cell array via a pair of column gate transistors (I / O gates)
The pair of complementary I / O lines DB 1 , DBX 1 to DB 8 , DBX 8 are sequentially connected. In other words, the sense amplifiers S / A 1 , S / A 9 , ...
/ O lines DB 1 and DBX 1 connected to sense amplifiers S / A 2 and S / A 10 ,
... are connected to the same I / O lines DB 2 and DBX 2 , and so on, and so on.

【0012】一方、W/A回路14は8個のライトアンプ
W/A1〜W/A8から成り、それぞれデータ入力バッファから
のデータD1 〜D8 を増幅し、それぞれ対応する相補I
/O線DB1,DBX1〜DB8,DBX8に接続している。図3にはS
/A回路およびW/A回路の1コラム分(つまり、各セ
ンスアンプS/Aiおよび各ライトアンプW/Ai)の回路構成
が示される。
On the other hand, the W / A circuit 14 has eight write amplifiers.
Consist W / A 1 ~W / A 8 , respectively amplify the data D 1 to D 8 from the data input buffer, respectively corresponding complementary I
/ O lines DB 1 , DBX 1 to DB 8 , DBX 8 are connected. In FIG. 3, S
A circuit configuration of one column of the / A circuit and the W / A circuit (that is, each sense amplifier S / Ai and each write amplifier W / Ai) is shown.

【0013】まず、ライトアンプW/Aiは、対応する入力
データDi にそれぞれ応答するインバータ20および21
と、インバータ20の出力に応答するインバータ22と、電
源ラインVccと電源ラインVssの間に直列に接続された
nチャネルトランジスタ23、pチャネルトランジスタ2
4、nチャネルトランジスタ25およびnチャネルトラン
ジスタ26と、同じく電源ラインVccと電源ラインVssの
間に直列に接続されたnチャネルトランジスタ27、pチ
ャネルトランジスタ28、nチャネルトランジスタ29およ
びnチャネルトランジスタ30とから構成されている。こ
こで、トランジスタ23,26,27および30の各ゲートはそれ
ぞれのドレインに接続されており、トランジスタ24,25,
28および29の各ゲートにはそれぞれインバータ21の出
力、インバータ20の出力、インバータ22の出力および入
力データDi が印加される。また、トランジスタ24およ
び25の各ドレインは対応するI/O線DBi,DBXiの一方(D
Bi) に接続され、トランジスタ28および29の各ドレイン
は当該I/O線の他方(DBXi)に接続されている。
First, the write amplifier W / Ai includes inverters 20 and 21 which respond to the corresponding input data Di, respectively.
, An inverter 22 responsive to the output of the inverter 20, an n-channel transistor 23 and a p-channel transistor 2 connected in series between the power supply line Vcc and the power supply line Vss.
4. From n-channel transistor 25 and n-channel transistor 26, and n-channel transistor 27, p-channel transistor 28, n-channel transistor 29 and n-channel transistor 30 which are also connected in series between power supply line Vcc and power supply line Vss It is configured. Here, the gates of the transistors 23, 26, 27 and 30 are connected to their respective drains, and the transistors 24, 25,
The output of the inverter 21, the output of the inverter 20, the output of the inverter 22 and the input data Di are applied to the gates of 28 and 29, respectively. The drains of the transistors 24 and 25 are connected to one of the corresponding I / O lines DBi and DBXi (D
Bi), and the drains of the transistors 28 and 29 are connected to the other I / O line (DBXi).

【0014】一方、センスアンプS/Aiは、ライト信号
(ライトクロックWC)とコラム選択信号CLに応答するナ
ンドゲート40と、該ナンドゲートの出力に応答するイン
バータ41と、交差接続された4個のトランジスタ(pチ
ャネルトランジスタ42,44 およびnチャネルトランジス
タ43,45)から成り、前述の第1のクロック(センスアン
プ活性化信号)に応答して対応する相補ビット線BLi,BL
Xiのレベルを所定レベルまで拡大するフリップフロップ
と、該フリップフロップと一方のセンスアンプ活性化信
号用ラインPSA の間に接続され、インバータ41の出力に
応答してオンオフするpチャネルトランジスタ46と、同
じくフリップフロップと他方のセンスアンプ活性化信号
用ラインNSA の間に接続され、ナンドゲート40の出力に
応答してオンオフするnチャネルトランジスタ47とから
構成されている。また、相補ビット線BLi,BLXiとそれに
対応するI/O線DBi,DBXiは1対のトランスファゲート
用nチャネルトランジスタ51および52を介して接続さ
れ、該トランジスタ51,52 はコラム選択信号CLに応答し
てオンオフする。
On the other hand, the sense amplifier S / Ai includes a NAND gate 40 that responds to a write signal (write clock WC) and a column selection signal CL, an inverter 41 that responds to the output of the NAND gate, and four cross-connected transistors. (P channel transistors 42, 44 and n channel transistors 43, 45) and corresponding complementary bit lines BLi, BL in response to the above-mentioned first clock (sense amplifier activation signal).
A flip-flop for expanding the level of Xi to a predetermined level, a p-channel transistor 46 connected between the flip-flop and one of the sense amplifier activation signal lines PSA and turned on / off in response to the output of the inverter 41, and An n-channel transistor 47 connected between the flip-flop and the other sense amplifier activation signal line NSA and turned on / off in response to the output of the NAND gate 40. The complementary bit lines BLi, BLXi and the corresponding I / O lines DBi, DBXi are connected via a pair of transfer gate n-channel transistors 51 and 52, and the transistors 51, 52 respond to the column selection signal CL. And turn it on and off.

【0015】以下、図3の回路の動作について図4の信
号波形図も併せて参照しながら説明する。なお、初期状
態として相補I/O線DBi,DBXiのレベルが“H”レベル
(Vccのレベル)にあり、相補ビット線BLi,BLXiのレベ
ルがそれぞれ“L”レベル(Vssのレベル)、“H”レ
ベル(Vccのレベル)にあるものとする。
The operation of the circuit of FIG. 3 will be described below with reference to the signal waveform diagram of FIG. In the initial state, the complementary I / O lines DBi and DBXi are at the "H" level (Vcc level), and the complementary bit lines BLi and BLXi are at the "L" level (Vss level) and "H" level, respectively. It is assumed to be at the "level (Vcc level).

【0016】まず、ライトアンプW/Aiに関しては、入力
データDi が“H”レベルの時、インバータ20,21 の各
出力は“L”レベル、インバータ22の出力は“H”レベ
ルとなるので、トランジスタ25,28 はそれぞれカットオ
フし、トランジスタ24,29 はそれぞれターンオンする。
これによってトランジスタ24,25 のドレイン端(DBi)の
レベルは“H”レベルに上昇し、トランジスタ28,29 の
ドレイン端(DBXi)のレベルは“L”レベルに低下する。
First, regarding the write amplifier W / Ai, when the input data Di is at "H" level, the outputs of the inverters 20 and 21 are at "L" level and the output of the inverter 22 is at "H" level. Transistors 25 and 28 are cut off, and transistors 24 and 29 are turned on.
As a result, the level of the drain ends (DBi) of the transistors 24 and 25 rises to "H" level, and the level of the drain ends (DBXi) of the transistors 28 and 29 falls to "L" level.

【0017】ただし、pチャネルトランジスタ24のソー
スと電源ラインVccの間にはnチャネルトランジスタ23
(そのゲートはドレインに接続されている)が接続され
ているので、I/O線DBi のレベルは、電源電圧Vccか
らトランジスタ23のスレッショルドレベルVthだけ低下
したレベルに最終的に安定する(図4参照)。同様に相
補I/O線DBXiのレベルについても、nチャネルトラン
ジスタ29のドレインと電源ラインVssの間にはnチャネ
ルトランジスタ30(そのゲートはドレインに接続されて
いる)が接続されているので、最終的には、電源電圧V
ssよりもトランジスタ30のスレッショルドレベルVthだ
け高いレベルに安定する。
However, an n-channel transistor 23 is provided between the source of the p-channel transistor 24 and the power supply line Vcc.
Since (the gate is connected to the drain) is connected, the level of the I / O line DBi finally stabilizes at a level lower than the power supply voltage Vcc by the threshold level Vth of the transistor 23 (FIG. 4). reference). Similarly, regarding the level of the complementary I / O line DBXi, since the n-channel transistor 30 (its gate is connected to the drain) is connected between the drain of the n-channel transistor 29 and the power supply line Vss, Power supply voltage V
It stabilizes at a level higher than ss by the threshold level Vth of the transistor 30.

【0018】また、入力データDi が“L”レベルの場
合には、相補I/O線DBi,DBXiのレベルの関係は図4に
示す論理と逆になり、その動作形態については上記説明
から容易に類推されるので、その説明は省略する。この
ように、ライトアンプW/Aiにおけるトランジスタ23,26,
27および30は、データ書き込み時に相補I/O線DBi,DB
Xiのレベルの変化幅(つまり振幅)を従来の(Vcc−V
ss)の電位差から(Vcc−Vss−2Vth)の電位差に制
限する機能を有している。
When the input data Di is at "L" level, the level relationship between the complementary I / O lines DBi and DBXi is opposite to the logic shown in FIG. 4, and its operation mode is easy from the above description. The explanation is omitted here. Thus, in the write amplifier W / Ai, the transistors 23, 26,
27 and 30 are complementary I / O lines DBi and DB when writing data
The change width (that is, amplitude) of the level of Xi is set to the conventional (Vcc-V
It has a function of limiting the potential difference of (ss) to the potential difference of (Vcc-Vss-2Vth).

【0019】一方、センスアンプS/Aiに関しては、デー
タ書き込み動作が開始され(つまりライトクロックWCが
“H”レベル)、且つ、書き込みが行われるメモリセル
に対応するビット線対BLi,BLXiすなわちコラムが選択さ
れた時(つまりコラム選択信号CLが“H”レベル)、ナ
ンドゲート40の出力は“L”レベル、インバータ41の出
力は“H”レベルとなるので、トランジスタ46および47
はそれぞれカットオフする。これによって、フリップフ
ロップ42〜45はセンスアンプ活性化信号用ラインPSA,NS
A から電気的に切り離される。つまり、データ書き込み
時に選択されたセルに対応するセンスアンプS/Aiはその
機能を停止する(非活性状態)。
On the other hand, with respect to the sense amplifier S / Ai, the data write operation is started (that is, the write clock WC is at "H" level) and the bit line pair BLi, BLXi corresponding to the memory cell to be written, that is, the column. Is selected (that is, the column selection signal CL is at "H" level), the output of the NAND gate 40 is at "L" level and the output of the inverter 41 is at "H" level.
Cut off each. As a result, the flip-flops 42 to 45 are connected to the sense amplifier activation signal lines PSA, NS.
Electrically disconnected from A. That is, the sense amplifier S / Ai corresponding to the cell selected at the time of data writing stops its function (inactive state).

【0020】この時、“H”レベルのコラム選択信号CL
によりI/Oゲート51,52 は開いているので、振幅レベ
ルが制限された相補I/O線DBi,DBXiは当該I/Oゲー
トを介して相補ビット線BLi,BLXiに接続される。データ
書き込みが終了し(つまりライトクロックWCが“L”レ
ベル)、あるいは当該ビット線対以外のビット線対が選
択されると(つまりコラム選択信号CLが“L”レベ
ル)、ナンドゲート40の出力は“H”レベル、インバー
タ41の出力は“L”レベルとなるので、トランジスタ4
6,47 はそれぞれターンオンする。これによって、フリ
ップフロップ42〜45はセンスアンプ活性化信号用ライン
PSA,NSAに接続され、電源供給を受ける。つまり、セン
スアンプS/Aiはその動作を再開する(活性状態)。
At this time, the "H" level column selection signal CL
As a result, the I / O gates 51, 52 are opened, so that the complementary I / O lines DBi, DBXi whose amplitude level is limited are connected to the complementary bit lines BLi, BLXi via the I / O gate. When data writing is completed (that is, the write clock WC is at "L" level) or a bit line pair other than the bit line pair is selected (that is, the column selection signal CL is at "L" level), the output of the NAND gate 40 is Since the "H" level and the output of the inverter 41 are the "L" level, the transistor 4
6,47 each turn on. As a result, the flip-flops 42 to 45 are connected to the sense amplifier activation signal line.
It is connected to PSA and NSA and receives power supply. That is, the sense amplifier S / Ai restarts its operation (active state).

【0021】このセンスアンプの再動作により、それま
で振幅レベルが制限されていた相補ビット線BLi,BLXi上
のデータは、それぞれVccおよびVssの電位までレベル
増幅され、その結果、書き込み動作は正常に行われる。
本実施例の回路構成による動作タイミング波形(図4参
照)を図5に示す従来形の動作タイミング波形と比較す
ると、図5の場合にはビット線BL,BLXに情報を書き込む
ためにI/O線DB,DBXのレベルを電源電圧VssとVccの
間で振幅(フルスィング)させていたが、本実施例(図
4)ではI/O線DBi,DBXiのレベルの振幅を制限し(図
示の例ではVthと(Vcc−Vth)の間のレベル)、それ
によってI/O線の充放電電流を低減している。これに
よって、データ書き込み時の消費電力を低減することが
できる。
By the re-operation of the sense amplifier, the data on the complementary bit lines BLi and BLXi, whose amplitude levels have been limited until then, are level-amplified to the potentials of Vcc and Vss, respectively, and as a result, the write operation becomes normal. Done.
Comparing the operation timing waveform (see FIG. 4) by the circuit configuration of this embodiment with the conventional operation timing waveform shown in FIG. 5, in the case of FIG. 5, I / O for writing information to the bit lines BL, BLX is performed. Although the levels of the lines DB and DBX are made to swing (full swing) between the power supply voltages Vss and Vcc, in the present embodiment (FIG. 4), the level amplitude of the I / O lines DBi and DBXi is limited (see the figure). In the example, a level between Vth and (Vcc-Vth)), thereby reducing the charge / discharge current of the I / O line. As a result, power consumption at the time of writing data can be reduced.

【0022】また、データ書き込み開始のタイミングと
コラム選択信号CLに同期させてセンスアンプS/Aiの動作
を停止および再開させているので、従来形に比して書き
込み時間の遅延を抑制することができる。これは、デー
タ書き込みの高速化に寄与するものである。なお、本実
施例ではnチャネルトランジスタ23,26,27および30を用
いてI/O線DBi,DBXiの振幅レベルを制限した場合につ
いて説明したが、これは、例えばpチャネルトランジス
タを用いて振幅制限を行うように構成してもよい。
Since the operation of the sense amplifier S / Ai is stopped and restarted in synchronization with the data write start timing and the column selection signal CL, the delay of the write time can be suppressed as compared with the conventional type. it can. This contributes to speeding up data writing. In the present embodiment, the case where the amplitude levels of the I / O lines DBi and DBXi are limited by using the n-channel transistors 23, 26, 27 and 30 has been described. May be configured to perform.

【0023】また、上述した実施例では振幅制限を電源
電圧の高電位側(Vcc)および低電位側(Vss)の両方
で制御するようにしたが、これは、いずれか一方の電源
電位側で制御するようにしてもよい。このためには、図
3の構成において、例えばトランジスタ23および26のい
ずれか一方を省略し、あるいはトランジスタ27および30
のいずれか一方を省略すればよい。
Further, in the above-mentioned embodiment, the amplitude limitation is controlled on both the high potential side (Vcc) and the low potential side (Vss) of the power source voltage, but this is controlled on either one of the power source potential sides. It may be controlled. To this end, in the configuration of FIG. 3, for example, either one of the transistors 23 and 26 may be omitted, or the transistors 27 and 30 may be omitted.
Either one of them may be omitted.

【0024】さらに、振幅制限されるレベルについて
も、本実施例ではトランジスタ1段分のスレッショルド
レベルVth(図4参照)に設定したが、例えば図3の構
成においてトランジスタ23(または26,27,30)を2段、
3段、………、直列接続することにより、それぞれ2V
th、3Vth、………、のレベルに適宜変更設定できるこ
とはもちろんである。
Further, the level at which the amplitude is limited is also set to the threshold level Vth (see FIG. 4) for one transistor in this embodiment. For example, in the configuration of FIG. 3, the transistor 23 (or 26, 27, 30) is used. ) Two steps,
3 stages, ............ 2V each by connecting in series
Of course, it is possible to appropriately change and set the levels of th, 3Vth, ...

【0025】[0025]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、消
費電力を低減して高速の多ビットデータ書き込みを実現
することができる。これによって。メモリ(特にDRA
M)の特性を向上させることが可能となる。
As described above, according to the present invention, power consumption can be reduced and high-speed multi-bit data writing can be realized. by this. Memory (especially DRA
It is possible to improve the characteristics of M).

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例としてのDRAMの構成を示
すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a DRAM as an embodiment of the present invention.

【図2】図1におけるS/A回路およびI/Oゲートと
W/A回路の構成を概略的に示した図である。
FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration of an S / A circuit, an I / O gate, and a W / A circuit in FIG.

【図3】図2におけるS/A回路およびW/A回路の1
コラム分の構成を示す回路図である。
FIG. 3 is one of the S / A circuit and W / A circuit in FIG.
It is a circuit diagram which shows the structure for columns.

【図4】図3の回路の動作を説明するための信号波形図
である。
FIG. 4 is a signal waveform diagram for explaining the operation of the circuit of FIG.

【図5】従来形における書き込みおよび読み出し動作を
説明するための信号波形図である。
FIG. 5 is a signal waveform diagram for explaining write and read operations in a conventional type.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

BL1,BLX1〜BLn,BLXn…相補ビット線 DB1,DBX1〜DB8,DBX8…相補データ線(I/O線) Di …入力データ(書き込みデータ) S/Ai…センス増幅回路 Vcc,Vss…電源ライン(電源電圧) W/Ai…書き込み増幅回路 WC…制御信号(ライトクロック) 23〜30, 42〜47…(MOS)トランジスタ 40…ナンドゲート 41…インバータ 51,52 …I/Oゲート(トランスファゲート)BL 1 , BLX 1 to BLn, BLXn ... Complementary bit lines DB 1 , DBX 1 to DB 8 , DBX 8 ... Complementary data lines (I / O lines) Di ... Input data (write data) S / Ai ... Sense amplifier circuit Vcc , Vss ... Power supply line (power supply voltage) W / Ai ... Write amplification circuit WC ... Control signal (write clock) 23 to 30, 42 to 47 ... (MOS) transistor 40 ... NAND gate 41 ... Inverter 51, 52 ... I / O gate (Transfer gate)

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 読み出しデータまたは書き込みデータを
伝達する相補データ線(DBi,DBXi)と、 メモリセルから読み出されたデータを伝達する相補ビッ
ト線(BLi,BLXi)と、 該相補ビット線に接続され、制御信号(WC)に応答して作
動するセンス増幅回路(S/Ai)と、 前記メモリセルが選択された時に前記相補ビット線を前
記相補データ線に接続するトランスファゲート(51,52)
と、 電源ライン(Vcc,Vss) に接続され、外部からの入力デー
タ(Di)を増幅して前記相補データ線に出力する書き込み
増幅回路(W/Ai)とを具備し、 前記メモリセルへのデータ書き込み時に、前記書き込み
増幅回路は前記相補データ線のレベルを前記電源ライン
の電圧よりも小さな電圧レベル(Vcc−Vth,Vss+Vth)に
縮小し、且つ、前記センス増幅回路は前記制御信号の所
定の論理レベル設定によりその動作を停止することを特
徴とする半導体記憶装置。
1. Complementary data lines (DBi, DBXi) for transmitting read data or write data, complementary bit lines (BLi, BLXi) for transmitting data read from a memory cell, and connected to the complementary bit lines. And a sense amplifier circuit (S / Ai) that operates in response to a control signal (WC), and a transfer gate (51, 52) that connects the complementary bit line to the complementary data line when the memory cell is selected.
And a write amplifier circuit (W / Ai) that is connected to a power supply line (Vcc, Vss) and amplifies input data (Di) from the outside and outputs the amplified data to the complementary data line. When writing data, the write amplifier circuit reduces the level of the complementary data line to a voltage level (Vcc-Vth, Vss + Vth) smaller than the voltage of the power supply line, and the sense amplifier circuit sets a predetermined level of the control signal. A semiconductor memory device characterized in that its operation is stopped by setting a logic level.
【請求項2】 前記書き込み増幅回路(W/Ai)は、前記入
力データに応答するCMOS構成の1対のトランジスタ
(24,25;28,29) と、該1対のトランジスタの少なくとも
一方のソース側と前記電源ラインの間に接続されたレベ
ルシフト手段(23,26,27,30) とを有し、該レベルシフト
手段による電圧シフト量によって前記相補データ線のレ
ベル縮小量を決定するようにしたことを特徴とする請求
項1に記載の半導体記憶装置。
2. The write amplifier circuit (W / Ai) is a pair of transistors having a CMOS structure that responds to the input data.
(24,25; 28,29) and level shift means (23,26,27,30) connected between the source side of at least one of the pair of transistors and the power supply line, 2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the level reduction amount of the complementary data line is determined by the voltage shift amount of the level shift means.
【請求項3】 前記レベルシフト手段は、そのゲートが
ドレインに接続されたnチャネル型もしくはpチャネル
型のトランジスタによって構成されることを特徴とする
請求項2に記載の半導体記憶装置。
3. The semiconductor memory device according to claim 2, wherein the level shift means is composed of an n-channel type or p-channel type transistor whose gate is connected to the drain.
【請求項4】 前記センス増幅回路(S/Ai)は、前記相補
ビット線のレベルを所定レベルまで拡大するフリップフ
ロップ(42 〜45) と、前記メモリセルの選択時に前記制
御信号の論理レベルに応じて該フリップフロップを活性
状態または非活性状態に制御するゲート手段(40,41,46,
47) とを有することを特徴とする請求項1に記載の半導
体記憶装置。
4. The sense amplifier circuit (S / Ai) includes a flip-flop (42 to 45) for expanding the level of the complementary bit line to a predetermined level, and a logic level of the control signal when the memory cell is selected. Gate means (40, 41, 46, 40, 41, 46, for controlling the flip-flop to an active state or an inactive state according to
47) The semiconductor memory device according to claim 1, further comprising:
【請求項5】 前記メモリセルはダイナミック型メモリ
セルであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに
記載の半導体記憶装置。
5. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the memory cell is a dynamic memory cell.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997024729A1 (en) * 1995-12-28 1997-07-10 Hitachi, Ltd. Dynamic ram, semiconductor storage device, and semiconductor integrated circuit device
US6343046B1 (en) * 1999-03-15 2002-01-29 Nec Corporation Semiconductor integrated circuit device

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997024729A1 (en) * 1995-12-28 1997-07-10 Hitachi, Ltd. Dynamic ram, semiconductor storage device, and semiconductor integrated circuit device
US6201728B1 (en) 1995-12-28 2001-03-13 Hitachi, Ltd. Dynamic RAM, semiconductor storage device, and semiconductor integrated circuit device
US6411543B2 (en) 1995-12-28 2002-06-25 Hitachi, Ltd. Dynamic random access memory (RAM), semiconductor storage device, and semiconductor integrated circuit (IC) device
US6343046B1 (en) * 1999-03-15 2002-01-29 Nec Corporation Semiconductor integrated circuit device
US6535448B2 (en) 1999-03-15 2003-03-18 Nec Corporation Semiconductor integrated circuit device having bidirectional data transfer between a main memory unit and an auxiliary
US6690615B2 (en) 1999-03-15 2004-02-10 Nec Electronics Corporation Semiconductor integrated circuit device

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