JPH0554648A - 半導体メモリ - Google Patents

半導体メモリ

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JPH0554648A
JPH0554648A JP3217666A JP21766691A JPH0554648A JP H0554648 A JPH0554648 A JP H0554648A JP 3217666 A JP3217666 A JP 3217666A JP 21766691 A JP21766691 A JP 21766691A JP H0554648 A JPH0554648 A JP H0554648A
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JP
Japan
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signal
circuit
temperature range
refresh
decode
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Application number
JP3217666A
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English (en)
Inventor
Takashi Obara
▲隆▼ 小原
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NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd
Original Assignee
NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】第1のデコード信号DEC1より長い周期の第
2のデコード信号DEC2を発生する温度範囲限定デコ
ード回路5を設ける。リフレッシュ制御信号RFSH及
び書込み制御信号WEが低レベルのとき活性化レベルと
なる温度範囲限定モード信号TRMを発生する温度範囲
限定モード制御回路3を設ける。デコード回路4を温度
範囲限定モード信号TRMにより活性化させる。リセッ
ト信号発生回路6aを、第1,第2のデコード信号DE
C1,DEC2からリセット信号CRSTを作りだす回
路とする。リセット信号CRSTによりカウンタ回路2
を初期化しリフレッシュ要求信号REFを発生させる。 【効果】リフレッシュ周期を適正に設定することができ
消費電流を低減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体メモリに関し、特
にMOS型電界効果トランジスタによって構成され、D
RAM型のメモリセルの内部自動リフレッシュ機能を備
えた半導体メモリに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の半導体メモリは擬似スタ
ティックRAMと呼ばれ、1トランジスタ1キャパシタ
型のダイナミックセルを用い、SRAMコンパチブルパ
ッケージとし、SRAMに対してはコスト低下と高集積
化を、DRAMに関してはリフレッシュ動作の容易さを
もつという特徴を有し、DRAM,SRAMの中間的存
在として、最近注目をあびつつある。
【0003】この様なRAMを実現する上での課題は、
データ保持を必要とする場合には、スタンバイ状態であ
るか、書込み,読出し等のアクティブ状態であるかにか
かわらず、必ず実施しなければならない、1トランジス
タ1キャパシタ型のメモリセルを用いたDRAMの宿命
となる一定時間ごとのリフレッシュ動作を、いかにSR
AMに近づけた扱いやすいものにするかということにあ
る。SRAMのスタンバイ状態に相当するモードが擬似
SRAMでのセルフリフレッシュ又はオートリフレッシ
ュと呼ばれるモードであり、又、SRAMのアクティブ
状態に相当するモードが特開昭58−045693(特
願昭56−142740)等で紹介されているラッチド
リフレッシュモードである。
【0004】擬似SRAMのもう1つの課題は、SRA
Mスタンバイ時に相当するセルフリフレッス動作時の消
費電流の低減である。セルフリフレッシュモードは、ダ
イナミックセルのデータを保持するため、一定周期ごと
のリフレッシュを実施している。この時の電流は、リフ
レッシュに要するAC成分電流と、スタンバイ状態での
DC成分とからなり、この電流の低減のためには、D
C,AC両成分の絶対値の低減と、AC成分の周期を長
くとる、すなわち内部リフレッシュ要求信号の発生周期
を極力伸ばすことにある。従って、擬似SRAMの要求
データ保持時間は、通常のDRAMに比べ長くなってし
まうという、製造側から見たデメリットも存在する。従
って、擬似SRAM等において、セルフリフレッシュ時
の内部自動リフレッシュ要求信号の発生タイミングは、
長く設定した場合にはデータのホールド不良、短かすぎ
る場合には電流の増大をきたし、電流不良となる可能性
があり、厳重な制御が必要となる。
【0005】次にセルフリフレッシュ機能を備えた従来
の半導体メモリについて図面を参照して説明する。
【0006】図5は従来の半導体メモリの一例を示すブ
ロック図である。
【0007】この半導体メモリは、スタート信号STT
により活性化し所定の周波数で発振しクロック信号CK
を発生する発振回路1と、2進カウンタ素子BC1〜B
C6を備え発振回路1からのクロック信号CKをカウン
トして6桁のカウント信号1Q〜6Qを出力し、リセッ
ト信号CRSTが入力されると初期化されて初期値から
のカウントを再開するカウンタ回路2と、このカウンタ
回路2からのカウント信号1Q〜6Qの値が予め設定さ
れた値になると1パルスのデコード信号DECを出力す
るデコード回路4aと、デコード信号DECに従ってリ
セット信号CRSTを発生するリセット信号発生回路6
aと、発振回路1からのクロック信号CKとカウント信
号1Q〜6Qを入力し、リセット信号CRSTの発生に
伴って1パルスのリフレッシュ要求信号REFを発生す
るリフレッシュ発生回路7とを有する構成となってい
る。このリフレッシュ要求信号REFにより、メモリセ
ルのリフレッシュ動作が行なわれる。
【0008】なお、デコード回路4a,リセット信号発
生回路6a,リフレッシュ要求信号発生回路7の具体的
な回路例をそれぞれ図6,図7,図8に示す。
【0009】次にこの半導体メモリの動作について説明
する。図9はこの半導体メモリの動作を説明するための
各部信号のタイミング図である。
【0010】スタート信号STTは、外部からのリフレ
ッシュ制御信号RFSHが活性化レベルの低レベルにな
ると(時刻t1)高レベルになり(時刻t2)、発振回
路1を活性化し、発振回路1は所定の周波数のクロック
信号CKを出力する。
【0011】カウンタ回路2は一般的な2進カウンタで
あり、カウントアップクロック入力Cの高レベルから低
レベルへの変化時に、カウンタ出力Qが変化し、リセッ
ト信号CRSTにより全2進カウンタ素子BC1〜BC
6の出力が低レベルとなるリセット付きの6桁カウンタ
を構成している。デコード回路4aは、カウント信号1
Q〜6Qの値が予め設定された値(この場合は“100
011”)になることにより、その出力(DEC)を変
化させるデコード回路で、図9中、時刻t3において、
設定値の“100011”となる組み合わせに各桁がな
ることにより、時刻t4においてその出力のデコード信
号DECは高レベルとなる。
【0012】このデコード回路4aは、スイッチ回路S
1〜S6により入力の組み合わせを変えることにより、
最小で発振回路1の出力信号OSCの周波数のステップ
でデコード信号DECの発生タイミングを変えることが
でき、設定の難かしいセルフリフレッシュ時のリフレッ
シュ要求信号REFの発生に最適である。
【0013】リセット信号発生回路6a及びリフレッシ
ュ要求信号発生回路7は、デコード回路4aの出力信号
(DEC)を直接リフレッシュ要求信号REFとして用
いる場合に発生するハザードを防ぐことを目的とした回
路であり、デコード信号DECによって決定されるリフ
レッシュ要求の基本サイクルを基に、カウント信号1Q
〜6Qの値を一時ゼロクリアし、これを受けて、カウン
ト信号1Q〜6Qの各レベルが全て低レベルであること
により、リフレッシュ要求信号REFを発生する回路で
あり、数種のリフレッシュ要求タイミング設定に対して
も、容易に対応できる回路となっている。すなわち、時
刻t4におけるデコード信号DECの発生を受けてリセ
ット信号発生回路6a内のディレイ回路D61により設
定されるディレイ時間分のワンショット低レベル発生部
により、カウンタ回路2の出力低レベルリセットが時刻
t6において実行され、これにより、時刻t7において
セルフリフレッシュ時のリフレッシュ要求信号REFが
発生し、内部リフレッシュ動作を開始することになる。
【0014】内部リフレッシュ動作は、内部で自動的に
インクリメント又はディクリメントされる内部発生アド
レスを取り込み、これにより指定されたワード線上のメ
モリセルをリフレッシュする。この内部リフレッシュ動
作は、内部タイマーにより自動的にリセットされ、次の
リフレッシュ要求信号の発生までの間に動作を完了し、
再び動作が開始される様待機状態に自動的にもどってい
る。
【0015】リフレッシュ要求信号発生回路7の入力信
号のうちOSCは、カウンタ回路2のカウントアップの
際に発生するハザード防止用に入力された同期信号であ
る。この様な動作をくり返し、リフレッシュ制御信号R
FSHの活性化時間中動き続ける発振回路1により順次
カウントアップされるカウンタ回路2の出力により、一
定周期ごとにリフレッシュ要求信号REFが発生して各
ワード線上のメモリセルをリフレッシュし、リフレッシ
ュ制御信号RFSHのリセットまでの間データを保持し
続けることが可能となる。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】この従来の半導体メモ
リにおいては、セルフリフレッシュ時のリフレッシュ要
求信号発生周期が、内部回路によって予め設定されてお
り、使用者の意図や、周囲環境の違いにより変更できな
いものとなっている。このセルフリフレッシュ時のリフ
レッシュ周期の設定に際しては、メモリセルのデータの
ホールド時間を考慮し、このホールド時間以内にリフレ
ッシュが行なわれる様にしなければならないが、メモリ
セルのデータのホールド時間は温度異存が大きく、温度
の違い(△Tとする)によりその間のホールド時間の違
いは約2の(△T/10)乗倍となり、高温時が最も厳
しくなる。従って、内部リフレッシュ要求周期は、高温
時に合わせて設定しなければならない。
【0017】一方、DRAMや擬似SRAMの電圧範
囲,温度範囲内においての周辺回路、特に発振周期は1
0%から30%の変化しかないため、高温時に合わせて
設定しているリフレッシュ周期では、常温での実使用時
に、必要以上にリフレッシュ周期が短く、その分電流の
増大を招くという問題点があった。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体メモリ
は、スタート信号により活性化し所定の周波数のクロッ
ク信号を発生する発振回路と、複数段の2進カウンタ素
子を備え前記クロック信号をカウントして複数ビットの
カウント信号を各段の出力端から出力し、リセット信号
により初期化されて初期値からのカウントを再開するカ
ウンタ回路と、外部からの制御信号が第1の状態にある
ときは第1のレベル,第2の状態にあるときは第2のレ
ベルとなる温度範囲限定モード信号を発生する温度範囲
限定モード制御回路と、前記温度範囲限定モード信号が
第1のレベルのとき活性化し前記カウント信号の値が予
め設定された第1の値になると1パルスの第1のデコー
ド信号を発生する第1のデコード回路と、前記カウント
信号の値が前記第1の値より大きい第2の値になると1
パルスの第2のデコード信号を発生する第2のデコード
回路と、前記第1及び第2のデコード信号を基に前記リ
セット信号を発生するリセット信号発生回路と、前記ク
ロック信号及びカウント信号を入力し前記リセット信号
の発生に伴ってリフレッシュ要求信号を発生するリフレ
ッシュ要求信号発生回路とを有している。
【0019】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。
【0020】図1は本発明の一実施例を示すブロック図
である。
【0021】この実施例が図5に示された従来の半導体
メモリと相違する点は、インバータIV1,IV2及び
論理ゲートG1を備え低レベルが活性化レベルの外部か
らのリフレッシュ制御信号RFSH及び他の特定の制御
信号、例えば書込み制御信号WEが活性化レベルのとき
第1のレベル(低レベル)となる温度範囲限定モード信
号TRMを発生する温度範囲限定モード制御回路3を設
けて、この温度範囲限定モード信号TRMが第1のレベ
ルのとき(第1の)デコード回路4を活性化して(第1
の)デコード信号DEC1を発生させるようにし、カウ
ント信号1Q〜6Qの値がデコード回路4の設定値より
大きい(第2の)値になると1パルスの(第2の)デコ
ード信号DEC2を発生する温度範囲限定(第2の)デ
コード回路5を設け、リセット信号発生回路6を、第1
及び第2のデコード信号DEC1,DEC2を基にして
リセット信号CRSTを発生する回路とした点にある。
【0022】なお、デコード回路4,温度範囲限定デコ
ード回路5,及びリセット信号発生回路6の具体的な回
路例を図2,図3,図4に示す。
【0023】次にこの実施例の動作について説明する。
【0024】デコード回路4と温度範囲限定デコード回
路5とは基本的にほぼ同一の構成となっているが、デコ
ード信号の発生の周期は、スイッチ回路S51〜S56
により、温度範囲限定デコード回路5の方が十分長く設
定してある。又、デコード回路4には温度範囲限定モー
ド制御回路3の出力信号が入力されており、この出力信
号の温度範囲限定モード信号TRMが高レベルの時に
は、デコード信号DEC1は発生しない。すなわち、温
度範囲を限定せず、通常の温度範囲で使用する際には、
外部からのリフレッシュ制御信号RFSHを低レベルと
してセルフリフレッシュモードに入る際に、他の外部か
らの制御例えば書込み制御信号WEを低レベルとする。
この制御により、温度範囲限定モード信号TRMは低レ
ベルを保つためデコード回路4からのデコード信号DE
C1はイネーブル状態となり、短い周期での内部リフレ
ッシュが温度にかかわりなく実行される。
【0025】この際、温度範囲限定デコード回路5も活
性化しているが、スイッチ回路の組合わせでデコード回
路4の設定値より上位に設定されているため、デコード
信号DEC1の方が必ず先に活性化され、ひき続きリセ
ット信号発生回路6からリセット信号CRSTが発生し
て、カウンタ回路2がリセットされる。このリセットさ
れることによりリフレッシュ要求信号発生回路7により
発生したリフレッシュ要求信号REFにより内部リフレ
ッシュが開始される。
【0026】従って、温度範囲限定デコード回路5から
は、温度範囲限定モード信号TRMが低レベルである限
り、デコード信号DEC2が出力されることはない。
【0027】次に温度範囲を限定し、常温での使用に限
った場合には、リフレッシュ制御信号RFSHを低レベ
ルとしてセルフリフレッシュモードに入る際に、書込み
制御信号WEを高レベルとすることにより、温度範囲限
定モード信号TRMを高レベルとする。
【0028】この外部からの制御信号のレベルの組合せ
により、温度範囲を限定してやることによりデコード回
路4からのデコード信号DEC1は低レベルのままとな
り、デコード回路5の設定値までカウントアップを続
け、デコード信号DEC2が出力されるとカウンタ回路
2をリセットし、リフレッシュ要求信号REFを発生し
て、内部リフレッシュ動作を開始することになる。従っ
て、温度範囲限定モードに設定すれば、内部リフレッシ
ュ周期が十分長くなり、消費電流を少なくすることがで
きる。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、第1のデ
コード信号より長い周期の第2のデコード信号を発生す
る第2のデコード回路を設け、外部からの制御信号によ
り第1,第2のデコード信号を選択してこの選択された
デコード信号によりカウンタ回路をリセットしてこのタ
イミングでリフレッシュ要求信号を発生する構成とする
ことにより、使用温度範囲に応じて適正な周期のリフレ
ッシュ要求信号を発生することができるので、必要以上
にリフレッシュすることがなくなり、消費電流を低減す
ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図2】図1に示された実施例のデコード回路の具体例
を示す回路図である。
【図3】図1に示された実施例の温度範囲限定デコード
回路の具体例を示す回路図である。
【図4】図1に示された実施例のリセット信号発生回路
の具体例を示す回路図である。
【図5】従来の半導体メモリの一例を示すブロック図で
ある。
【図6】図5に示された半導体メモリのデコード回路の
具体例を示す回路図である。
【図7】図5に示された半導体メモリのリセット信号発
生回路の具体例を示す回路図である。
【図8】図5に示された半導体メモリのリフレッシュ要
求信号発生回路の具体例を示す回路図である。
【図9】図5〜図8に示された半導体メモリの動作を説
明するための各部信号のタイミング図である。
【符号の説明】
1 発振回路 2 カウンタ回路 3 温度範囲限定モード制御回路 4,4a デコード回路 5 温度範囲限定デコード回路 6,6a リセット信号発生回路 7 リフレッシュ要求信号発生回路 D61 ディレイ回路 G1,G41〜G44,G51〜G53,G61〜G6
4,G71〜G75論理ゲート IV1,IV2,IV41〜IV46,IV51〜IV
56,IV61〜IV64,IV71〜IV79 イ
ンバータ S41〜S46,S51〜S56 スイッチ回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スタート信号により活性化し所定の周波
    数のクロック信号を発生する発振回路と、複数段の2進
    カウンタ素子を備え前記クロック信号をカウントして複
    数ビットのカウント信号を各段の出力端から出力し、リ
    セット信号により初期化されて初期値からのカウントを
    再開するカウンタ回路と、外部からの制御信号が第1の
    状態にあるときは第1のレベル,第2の状態にあるとき
    は第2のレベルとなる温度範囲限定モード信号を発生す
    る温度範囲限定モード制御回路と、前記温度範囲限定モ
    ード信号が第1のレベルのとき活性化し前記カウント信
    号の値が予め設定された第1の値になると1パルスの第
    1のデコード信号を発生する第1のデコード回路と、前
    記カウント信号の値が前記第1の値より大きい第2の値
    になると1パルスの第2のデコード信号を発生する第2
    のデコード回路と、前記第1及び第2のデコード信号を
    基に前記リセット信号を発生するリセット信号発生回路
    と、前記クロック信号及びカウント信号を入力し前記リ
    セット信号の発生に伴ってリフレッシュ要求信号を発生
    するリフレッシュ要求信号発生回路とを有することを特
    徴とする半導体メモリ。
  2. 【請求項2】 スタート信号が、外部からのリフレッシ
    ュ制御信号が活性化レベルになると活性化レベルになる
    請求項1記載の半導体メモリ。
  3. 【請求項3】 温度範囲限定モード制御回路が、外部か
    らのリフレッシュ制御信号及び他の特定の制御信号が活
    性化レベルのとき第1のレベルとなる温度範囲限定モー
    ド信号を発生する回路である請求項1記載の半導体メモ
    リ。
JP3217666A 1991-08-29 1991-08-29 半導体メモリ Pending JPH0554648A (ja)

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Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19980714