JPH06259961A - Semiconductor memory device - Google Patents

Semiconductor memory device

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Publication number
JPH06259961A
JPH06259961A JP5047734A JP4773493A JPH06259961A JP H06259961 A JPH06259961 A JP H06259961A JP 5047734 A JP5047734 A JP 5047734A JP 4773493 A JP4773493 A JP 4773493A JP H06259961 A JPH06259961 A JP H06259961A
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JP
Japan
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memory device
semiconductor memory
data line
memory cell
mth
Prior art date
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Pending
Application number
JP5047734A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Kawahara
尊之 河原
Kazuhiko Kajitani
一彦 梶谷
Shinji Horiguchi
真志 堀口
Masayuki Nakamura
正行 中村
Shigetoshi Sakomura
茂俊 迫村
Goro Kitsukawa
五郎 橘川
Masakazu Aoki
正和 青木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH06259961A publication Critical patent/JPH06259961A/en
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Abstract

PURPOSE:To reduce current consumption by providing a connecting means between the mth driving signal wire and the nth driving signal wire, and using a charge again by another wire. CONSTITUTION:The mth driving signal wire and the nth driving signal wire driving a memory cell respectively, are connected by connecting means. For instance, a data line pair DIi in the block AR1 of a memory cell MC, becomes a high level or a low level according to a read-out signal. The rewriting-in of each memory cell to which a word wire W11 in the AR1 is connected, is performed. Then, the word wire W11 becomes a low level, and RP1 and RN1 are reversed again. A part of the rewriting-in operation of another memory cell MC, is performed through the above connecting means by using a charge required for amplification. At this time, the rewriting-in operation is performed to 1/2 potential according to the number of the data wires of each block, and after that, an usual sense amplifier operation is performed. Consequently, since amplification is performed to the half of an original amplitude, the quantity of a through current is small, and a current consumption can be reduced.

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関し、
特にその低消費電流化の技術に係わる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device,
Particularly, it relates to the technology of reducing the current consumption.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来例を以下に述べる。なお、以下の説
明において図面で記号にオーバーラインを付けて表した
コンプリメンタリ信号は記号の前に/を付けて示し、ま
た特に断らない限り端子名を表す記号は同時に配線名、
信号名も兼ね電源の場合はその電圧値も兼ねるものとす
る。
2. Description of the Related Art A conventional example will be described below. In the following description, complementary signals represented by overlining the symbols in the drawings are indicated by / before the symbol, and unless otherwise specified, the symbol indicating the terminal name is the wiring name at the same time,
In the case of a power supply that also serves as a signal name, it also serves as its voltage value.

【0003】従来のダイナミック形ランダムアクセスメ
モリ(DRAM)は図23のような構成をしている。す
なわち、メモリセルアレーARではワード線W1〜W4
とデータ線D1〜/D2の交点に1トランジスタ・1キ
ャパシタのメモリセルMCが置かれる。RA1及びRA
2はこのメモリセルの信号の読み出し及び再書き込みを
行うセンスアンプであり、コモンソース(センスアンプ
駆動信号線)PN及びPPで駆動される。コモンソース
の信号は、PP及びPNをショートしHVの電圧にプリ
チャージするPC0と、PPを高電圧VDへ充電するp
チャネルMOSトランジスタDP及びPNを低電圧VS
へ放電するnチャネルMOSトランジスタDNとで発生
される。このDPの駆動信号がRPであり、DNの駆動
信号がRNである。また、PC1及びPC2はデータ線
対をショートしHVにプリチャージする回路であり、こ
れらとPC0の制御信号がFPである。DA1及びDA
2はデータ線対に現れた信号を後段の回路に転送し、ま
たデータ線を介してメモリセルに書き込む信号を後段か
ら転送する回路であり、I/Oと/I/Oの対がその入
出力にあたる。転送の開閉をYS1及びYS2で制御す
る。このようなDRAMではメモリセルに蓄えられた電
荷は様々なリーク電流によって消失してしまうため、一
定の期間ごとに同じ情報を再書き込みしなければならず
これはリフレッシュとよばれる。このリフレッシュ動作
を図24を用いて説明する。R1はこの動作を制御する
クロック信号であり、/RASなどの外部クロックで与
えたり或いは発振回路によって内部で発生したりする。
まず、最初の状態においては、CKは低レベルであり、
RPは高レベルでありRNは低レベルであるためDP及
びDNはオフしている。また、FPは高レベルVDとな
っているため、データ線対及びPP及びPNはショート
されHVの電位となっている。また、YS1及びYS2
は低レベルであり、DA1及びDA2はオフしている。
リフレッシュ動作では、YS1及びYS2は常に低レベ
ルである。ワード線はVSである。ここで、R1が低レ
ベルから高レベルへと変化すると、まず、FPが低レベ
ルVSとなり、データ線対及びPN及びPPはHVの電
位でフローティングとなる。ここでワード線W1が選択
され、高レベルVCHとなるため、データ線対D1及び
/D1上にメモリセルからの情報に対応した微小な電圧
差が生じる。次に、RP及びRNがそれぞれ反転するた
め、DNがオンしPNはVSへ向けて放電され、またD
PがオンしPPはVDへ向けて充電される。これによっ
て、センスアンプRA1及びRA2が動作し、微小な電
圧信号差はデータ線対上で大振幅VD−VSに増幅され
る。増幅が終わると、ワード線が低レベルVSとなり、
RP及びRNが反転し、DP及びDNはオフする。この
後、従来例と本発明との差異で重要なことであるが、F
Pが高レベルVDとなり、データ線対及びPNとPPは
ショートされ、HVとなる。以上が従来のDRAMにお
けるリフレッシュ動作である。
A conventional dynamic random access memory (DRAM) has a structure as shown in FIG. That is, in the memory cell array AR, word lines W1 to W4
A memory cell MC of one transistor and one capacitor is placed at the intersection of the data lines D1 and / D2. RA1 and RA
Reference numeral 2 denotes a sense amplifier for reading and rewriting the signal of this memory cell, which is driven by common sources (sense amplifier drive signal lines) PN and PP. The signal of the common source is PC0 that short-circuits PP and PN and precharges to the voltage of HV, and p that charges PP to the high voltage VD.
The channel MOS transistors DP and PN are set to the low voltage VS.
It is generated by an n-channel MOS transistor DN discharging to. The drive signal of DP is RP and the drive signal of DN is RN. Also, PC1 and PC2 are circuits that short-circuit the data line pair and precharge to HV, and the control signal for these and PC0 is FP. DA1 and DA
Reference numeral 2 is a circuit for transferring the signal appearing on the data line pair to the circuit at the subsequent stage and transferring the signal to be written in the memory cell through the data line from the subsequent stage. The pair of I / O and / I / O is the input circuit. It corresponds to the output. The transfer opening / closing is controlled by YS1 and YS2. In such a DRAM, the charge stored in the memory cell is lost by various leak currents, and therefore the same information must be rewritten at regular intervals, which is called refresh. This refresh operation will be described with reference to FIG. R1 is a clock signal for controlling this operation, which is given by an external clock such as / RAS, or internally generated by an oscillation circuit.
First, in the initial state, CK is low level,
Since RP is high and RN is low, DP and DN are off. Further, since FP is at high level VD, the data line pair and PP and PN are short-circuited to have HV potential. Also, YS1 and YS2
Is low and DA1 and DA2 are off.
In the refresh operation, YS1 and YS2 are always low level. The word line is VS. Here, when R1 changes from the low level to the high level, FP first becomes the low level VS, and the data line pair and PN and PP become floating at the potential of HV. Since the word line W1 is selected and becomes the high level VCH here, a minute voltage difference corresponding to the information from the memory cell is generated on the data line pair D1 and / D1. Next, since RP and RN are inverted, DN is turned on, PN is discharged toward VS, and D
P is turned on and PP is charged toward VD. As a result, the sense amplifiers RA1 and RA2 operate and the minute voltage signal difference is amplified to a large amplitude VD-VS on the data line pair. When amplification is completed, the word line becomes low level VS,
RP and RN are inverted and DP and DN are turned off. After this, it is important to note that the difference between the conventional example and the present invention is F
P becomes high level VD, the data line pair and PN and PP are short-circuited, and become HV. The above is the refresh operation in the conventional DRAM.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】DRAMの情報を電池
バックアップで保持しようとする場合、いわゆる待機時
の電源電流は主にリフレッシュ電流で決まりこれをいか
に小さくするかが課題である。待機時においては、メモ
リセルは順番にリフレッシュされる。このリフレッシュ
電流は、リフレッシュ制御回路の動作電流とデータ線充
放電電流とからなる。このうちリフレッシュ制御回路の
電流低減については回路的に最小の動作素子数にする検
討などが進んでいる。しかしながら、データ線電流につ
いては、特開昭60−45997号公報に記載されてい
るような、待機時は低電圧にすること又はリフレッシュ
周期を長くすること等により、電源供給側からの消費電
流を抑える方法が開示されていた。
When it is attempted to retain the information in the DRAM by battery backup, the so-called standby power supply current is mainly determined by the refresh current, and how to reduce this is a problem. During standby, the memory cells are refreshed in order. This refresh current consists of the operating current of the refresh control circuit and the data line charging / discharging current. Among these, with respect to reduction of the current of the refresh control circuit, studies are underway to minimize the number of operating elements in the circuit. However, as for the data line current, the current consumption from the power supply side is reduced by setting a low voltage in the standby state or lengthening the refresh cycle as described in JP-A-60-45997. A method of suppressing was disclosed.

【0005】しかし、図25に示すように、集積度が世
代毎に4倍となるため、リフレッシュ動作で充放電する
総電荷量QDは、たとえデータ線電圧を下げたとしても
増大する。また、メモリセルトランジスタのリーク電流
からの制約のため、リフレッシュ周期を長くすることに
も限界がある。
However, as shown in FIG. 25, since the degree of integration is quadrupled for each generation, the total charge amount QD charged and discharged in the refresh operation increases even if the data line voltage is lowered. Further, there is a limit to the lengthening of the refresh cycle due to the restriction from the leak current of the memory cell transistor.

【0006】従って、本発明の目的は、低消費電流の半
導体記憶装置を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor memory device of low current consumption.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明では、一旦電源か
ら供給された電流をすぐに接地に流してしまうことな
く、他の回路に再利用することにより、低消費電流の半
導体記憶装置を提供する。このために、以下の手段を設
ける。すなわち、本発明は、第1のメモリセルと、上記
第1のメモリセルが接続された第1のデータ線対と、上
記第1のデータ線対に読み出された微小信号を増幅する
第1のセンスアンプと、第2のメモリセルと、上記第2
のメモリセルが接続された第2のデータ線対と、上記第
2のデータ線対に読み出された微小信号を増幅する第2
のセンスアンプと、上記第1のセンスアンプを駆動する
第1の駆動信号線と、上記第1の駆動信号線と電源線と
を接続する第1のスイッチ手段と、上記第2のセンスア
ンプを駆動する第2の駆動信号線と、上記第2の駆動信
号線と電源線とを接続する第2のスイッチ手段とを有す
る半導体記憶装置において、上記第1の駆動信号線と上
記第2の駆動信号線との間に接続手段を設けることを特
徴とする。
According to the present invention, a semiconductor memory device of low current consumption is provided by reusing the current once supplied from a power supply to another circuit without immediately flowing it to the ground. To do. For this purpose, the following means are provided. That is, according to the present invention, a first memory cell, a first data line pair to which the first memory cell is connected, and a first signal amplifying a minute signal read to the first data line pair are provided. Sense amplifier, a second memory cell, and the second
Second data line pair connected to the second memory line and a second data line pair for amplifying a minute signal read to the second data line pair.
Of the first sense amplifier, the first drive signal line for driving the first sense amplifier, the first switch means for connecting the first drive signal line and the power supply line, and the second sense amplifier. A semiconductor memory device having a second drive signal line for driving and a second switch means for connecting the second drive signal line and a power supply line, wherein the first drive signal line and the second drive are provided. It is characterized in that a connecting means is provided between the signal line and the signal line.

【0008】[0008]

【作用】上記構成とすることにより、第1の駆動信号線
側に蓄えられている電荷が、接続手段を介して第2の駆
動信号線側に流れ込む。この流れ込んだ電荷の分だけ、
第2の駆動信号線に電圧を印加した時に流れる電流を抑
えることができる。すなわち従来、単にショートするだ
けで捨ててしまっていた電荷を別の線に流して再利用す
ることによって、消費電流を従来よりも低減できる。
With the above structure, the electric charge stored on the first drive signal line side flows into the second drive signal line side through the connecting means. As much as this flowing charge,
A current flowing when a voltage is applied to the second drive signal line can be suppressed. That is, the current consumption can be reduced as compared with the conventional case by flowing the electric charge, which has been discarded by simply short-circuiting in the past, to another line and reuse it.

【0009】[0009]

【実施例】図1は、本発明の第1の実施例を示す図であ
る。記号などは、ほとんど従来例で説明したものと同じ
であるが、スイッチSPとスイッチSN(合わせてスイ
ッチS)とで接続された2系統のコモンソース(センス
アンプ駆動信号線)PP1及びPP2とPN1及びPN
2があり、これに同様な回路が接続している。スイッチ
SPとスイッチSNの制御端子がTP及びTNである。
MCはメモリセルであり、W11〜W22はワード線で
あり、D11〜/D2nはデータ線対である。ワード線
W11及びW12とデータ線対D11〜/D1nで選択
されるメモリセルMCのブロックがAR1、ワード線W
21及びW22とデータ線対D21〜/D2nで選択さ
れるメモリセルMCのブロックがAR2である。ワード
線及びデータ線対は図1では各ブロック2つずつしか示
していないが、実際の構成では多数設ける。VD及びV
Sはそれぞれデータ線の高レベル及び低レベル用の電源
であり、HVはデータ線対及びコモンソース対のプリチ
ャージ用の電源(ここではHV=(VD+VS)/2)
である。アレー関連回路AM1及びAM2は、以下の回
路からなる。PC10、PC20はコモンソース対のシ
ョート(プリチャージ)回路であり、PC11〜PC1
n、PC21〜PC2nはデータ線対のショート(プリ
チャージ)回路であり、RA11〜RA2nはセンスア
ンプである。また、DP11はPP1をVDに充電する
pチャネルMOSトランジスタでありその制御端子がR
P1、DP21はこれのPP2用でありその制御端子が
RP2である。DN11はPN11をVSに放電するn
チャネルMOSトランジスタでありその制御端子がRN
1、DN21はこれのPN2用でありその制御端子がR
N2である。本発明では、これらメモリセルの構造及び
データ線並びにコモンソース線の例えば途中で交差させ
る等を特定するものではない。
1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention. Although the symbols and the like are almost the same as those described in the conventional example, two systems of common sources (sense amplifier drive signal lines) PP1 and PP2 and PN1 connected by the switch SP and the switch SN (together with the switch S) are connected. And PN
2 to which a similar circuit is connected. The control terminals of the switches SP and SN are TP and TN.
MC is a memory cell, W11 to W22 are word lines, and D11 to / D2n are data line pairs. The block of the memory cell MC selected by the word lines W11 and W12 and the data line pair D11 to / D1n is AR1, and the word line W.
The block of the memory cell MC selected by 21 and W22 and the data line pair D21 to / D2n is AR2. Although only two word lines and two data line pairs are shown in each block in FIG. 1, many pairs are provided in the actual configuration. VD and V
S is a power supply for high level and low level of the data line, and HV is a power supply for precharging the data line pair and the common source pair (here, HV = (VD + VS) / 2).
Is. The array-related circuits AM1 and AM2 are composed of the following circuits. PC10 and PC20 are common source pair short-circuit (precharge) circuits, and PC11 to PC1
n and PC21 to PC2n are short-circuit (precharge) circuits for data line pairs, and RA11 to RA2n are sense amplifiers. DP11 is a p-channel MOS transistor that charges PP1 to VD, and its control terminal is R
P1 and DP21 are for PP2, and their control terminals are RP2. DN11 discharges PN11 to VS n
Channel MOS transistor whose control terminal is RN
1, DN21 is for PN2, and its control terminal is R
N2. The present invention does not specify the structure of these memory cells, the data line, and the common source line, for example, intersecting in the middle.

【0010】この回路の動作例を図2を用いて説明す
る。なお、以下の説明においてワード線高レベル電圧V
CH以外の高レベル電圧はすべてVDと表すが、これら
の電位は同じである必要はない。最初の状態ではワード
線はW11〜W22は低レベルVSである。また、RP
1及びRP2がVDでありRN1及びRN2がVSであ
るためDP11〜DN21はオフし、FP1及びFP2
がVDであるためPC10〜PC2n内のnチャネルM
OSトランジスタがオンしているため、データ線D11
〜/D21及びコモンソース対PP1〜PN2はHVに
プリチャージされている。まず、FP1が低レベルVS
となるとこれと接続されるショート回路がオフし、PP
1及びPN1及びデータ線D11〜/D1nはHVの電
位でフローティングとなる。この後、ワード線W11が
高レベルVCHとなるとメモリセルMC内のトランジス
タがオンしデータ線に微小電圧が発生する。この微小電
圧はRP1及びRN1が反転すると増幅される。この動
作は従来例の動作と同じである。なお、RP1及びRN
1が反転する前一時的にTP及びTNをオンさせてHV
であるPP2及びPN2とPP1及びPN1とを各々接
続しても変化は起こらないため後述の動作と同じにする
ためにTP及びTNをオンさせても良い。AR1内のデ
ータ線対D1i及び/D1i(i=1〜n)は読み出し
信号に応じて各々VD及びVSとなる。これによってA
R1内のワード線W11に接続された各メモリセルの再
書き込みが行われる。この後、ワード線W11が低レベ
ルとなり、また、RP1及びRN1が再反転しPP1及
びPN1は各々VD及びVSの電位でフローティングと
なる。ここまでの動作は従来と同じである。従来は、こ
の後PC10〜PC1nをオンし、PP1とPN1及び
これで駆動されるセンスアンプと接続するデータ線対を
ショートしHVの電位にプリチャージしていた。すなわ
ちせっかく増幅に要した電荷をショートして捨ててしま
っていたものである。本発明ではこの電荷を用いて他の
メモリセルの再書き込み動作の一部を行うものである。
次のサイクルでは以下に示すように、AR2内のメモリ
セルの再書き込みに上述のAR1の再書き込みで用いた
電荷を利用する。まず、FP2が低レベルVSとなりこ
れと接続するショート回路がオフし、PP2及びPN2
及びデータ線D21〜/D2nはHVの電位でフローテ
ィングとなる。ワード線W21が高レベルVCHとな
り、メモリセルMC内のトランジスタがオンし図中では
データ線D21及び/D21にメモリセルの信号に応じ
た微小電圧が発生する。この微小信号が発生した後、本
発明では、TP及びTNによってスイッチSP及びSN
をオンさせる。これによって、PP1とPP2及びPN
1とPN2とが各々ショートされる。これによって、V
DであるPP1及びこれと電気的に接続しているデータ
線の電荷が、HVであるPP2に流れ込み、PP2に接
続しているセンスアンプのpチャネルMOSトランジス
タを動作させる。同様に、VSであるPN1及びこれと
電気的に接続しているデータ線へ、HVであるPN2の
電荷が流れ込み、PN2に接続しているセンスアンプの
nチャネルMOSトランジスタを動作させる。これによ
って、データ線D21〜D2n上の微小信号は増幅され
ることになる。この増幅は、AR1とAR2内のデータ
線数が同じならばその総容量は等しいので本来の振幅の
半分まで行われる。すなわち、データ線の高レベル側は
VD+HVの2分の1倍の電位であるVM1まで、低レ
ベル側はVS+HVの2分の1倍の電位であるVM2ま
でである。このためAR1側のデータ線対の電位も同様
になる。この後TP及びTNを反転しスイッチSP及び
SNをオフする。
An operation example of this circuit will be described with reference to FIG. In the following description, the word line high level voltage V
All high level voltages other than CH are designated as VD, but their potentials need not be the same. In the initial state, the word lines W11 to W22 are at the low level VS. Also, RP
1 and RP2 are VD and RN1 and RN2 are VS, DP11 to DN21 are turned off, and FP1 and FP2
Is VD, so n channel M in PC10-PC2n
Since the OS transistor is on, the data line D11
~ / D21 and the common source pair PP1 to PN2 are precharged to HV. First, FP1 is low level VS
Then, the short circuit connected to this turns off and PP
1 and PN1 and the data lines D11 to / D1n become floating at the potential of HV. After that, when the word line W11 becomes the high level VCH, the transistor in the memory cell MC is turned on and a minute voltage is generated in the data line. This minute voltage is amplified when RP1 and RN1 are inverted. This operation is the same as the operation of the conventional example. RP1 and RN
Before 1 is inverted, TP and TN are temporarily turned on and HV
Even if the PP2 and PN2, which are the same as the above, are connected to the PP1 and PN1, respectively, no change occurs. The data line pairs D1i and / D1i (i = 1 to n) in AR1 become VD and VS, respectively, according to the read signal. This makes A
Rewriting of each memory cell connected to the word line W11 in R1 is performed. After this, the word line W11 becomes low level, RP1 and RN1 are re-inverted, and PP1 and PN1 become floating at the potentials of VD and VS, respectively. The operation up to this point is the same as the conventional one. Conventionally, after that, PC10 to PC1n are turned on to short-circuit the data line pair connected to PP1 and PN1 and the sense amplifier driven thereby, and precharged to the potential of HV. In other words, the charge required for amplification was short-circuited and discarded. In the present invention, this charge is used to perform a part of the rewriting operation of another memory cell.
In the next cycle, as described below, the charges used in the rewriting of AR1 described above are used for rewriting the memory cells in AR2. First, FP2 becomes low level VS, the short circuit connected to this turns off, and PP2 and PN2
The data lines D21 to / D2n become floating at the potential of HV. The word line W21 becomes the high level VCH, the transistor in the memory cell MC is turned on, and a minute voltage corresponding to the signal of the memory cell is generated in the data lines D21 and / D21 in the figure. After this minute signal is generated, in the present invention, the switches SP and SN are switched by TP and TN.
Turn on. This allows PP1, PP2 and PN
1 and PN2 are short-circuited. By this, V
The charges of PP1 which is D and the data line electrically connected to PP1 flow into PP2 which is HV to operate the p-channel MOS transistor of the sense amplifier connected to PP2. Similarly, the electric charge of PN2 which is HV flows into PN1 which is VS and the data line which is electrically connected to this, and the n-channel MOS transistor of the sense amplifier connected to PN2 is operated. As a result, the minute signals on the data lines D21 to D2n are amplified. If the number of data lines in AR1 and AR2 is the same, this amplification is performed up to half the original amplitude because the total capacitance is the same. That is, the high-level side of the data line is up to VM1 which is a potential of ½ of VD + HV, and the low-level side is up to VM2 which is a potential of ½ of VS + HV. Therefore, the potential of the data line pair on the AR1 side is also the same. After this, TP and TN are inverted and the switches SP and SN are turned off.

【0011】次に、RP2及びRN2を反転し、通常の
センスアンプ動作を行う。この時は、既に本来の振幅の
半分まで増幅されているため電源端子VD及びVSから
DP21及びDN21を介して補う電荷は通常の半分で
良い。また、本来の振幅の半分まで増幅されているため
通常のセンスアンプ動作での貫通電流も小さい。本来の
振幅の半分となったAR1側ではFP1が高レベルVD
となってショート回路がオンし、ショートされる。すな
わち、ショートして捨ててしまう電荷は従来の半分とな
ったのである。さて、通常のセンスアンプ動作によって
本来の振幅となったAR2側では、ワード線W21に接
続された各メモリセルの再書き込みが行われる。次に、
ワード線W21が低レベルVSとなりメモリセル内のト
ランジスタはオフする。続いて、RP2及びRN2がオ
フし、PP2及びPN2は各々VD及びVSの電位でフ
ローティングとなる。次のサイクルではこの状態でAR
1内の別のワード線W12を選択しD11及び/D11
に微小信号を読み出せば、再び、スイッチSP及びSN
をオンすることによって同様な動作を行うことができ
る。今度は、AR1内のデータ線上でPP2及びPN2
及びこれと接続するデータ線の電荷によって本来の振幅
の半分まで増幅を行うのである。このような動作を最初
と最後のサイクルを除いた図2でCCRで示した期間全
てのワード線について繰り返し行う。最後のサイクルで
は、図2ではAR2を例に示したように従来と同様にH
Vにショートする。これによって全てのメモリセルをリ
フレッシュすることができる。最初と最後のサイクルを
除いては互いに反対側のアレーの電荷を利用できるの
で、本発明では、従来と比べてデータ線の充放電電流を
およそ半分にすることができる。すなわち、ワード線の
本数を2m(AR1及びAR2に各m本)、1本のワー
ド線あたりのデータ線対数n、データ線容量をCDとす
ると、データ線の高レベルをVD、低レベルをVSとす
ると従来方式での充放電電流は、 (1/2)×n×CD×(VD−VS)×2m となるが、本発明を用いれば、 (1/2)×n×CD×(VD−VS)+(1/2)×
(1/2)×n×CD×(VD−VS)×(2m−1) となり、ほぼ従来方式の半分となる。
Next, RP2 and RN2 are inverted and a normal sense amplifier operation is performed. At this time, since the amplitude has already been amplified to half of the original amplitude, the charge to be supplemented from the power supply terminals VD and VS via DP21 and DN21 may be half the normal amount. Further, since the amplitude is amplified to half of the original amplitude, the shoot-through current in the normal sense amplifier operation is also small. On the AR1 side where the original amplitude is half, FP1 is at high level VD
Then, the short circuit is turned on and short-circuited. That is, the amount of electric charge that is short-circuited and discarded is half that in the conventional case. Now, on the AR2 side where the original amplitude is obtained by the normal sense amplifier operation, rewriting of each memory cell connected to the word line W21 is performed. next,
The word line W21 becomes low level VS, and the transistor in the memory cell is turned off. Subsequently, RP2 and RN2 are turned off, and PP2 and PN2 become floating at the potentials of VD and VS, respectively. AR in this state in the next cycle
Select another word line W12 in 1 and select D11 and / D11
If a minute signal is read out to the switch SP and SN,
A similar operation can be performed by turning on. This time, PP2 and PN2 on the data line in AR1
Also, amplification is performed up to half of the original amplitude by the charge of the data line connected to this. Such an operation is repeated for all word lines during the period indicated by CCR in FIG. 2 except the first and last cycles. In the last cycle, as in the case of AR2 in FIG.
Short to V. This allows all memory cells to be refreshed. Since the charges of the arrays on the opposite sides can be utilized except for the first and last cycles, the charge / discharge current of the data line can be halved in the present invention as compared with the conventional case. That is, assuming that the number of word lines is 2 m (each m in AR1 and AR2), the number of data line pairs per word line is n, and the data line capacity is CD, the high level of the data lines is VD and the low level is VS. Then, the charging / discharging current in the conventional method is (1/2) × n × CD × (VD-VS) × 2 m, but if the present invention is used, (1/2) × n × CD × (VD -VS) + (1/2) x
(1/2) * n * CD * (VD-VS) * (2m-1), which is almost half of the conventional method.

【0012】図3は、本発明を更に具体的に示した本発
明の第2の実施例である。本実施例では、メモリセルア
レイAR11及びAR12とAR21及びAR22との
組についてそれらに対応するPP及びPN間をスイッチ
で接続して前述の動作を行う。AM11〜AM22は2
組のデータ線対で共用されており、SH11〜SH22
で制御されるnチャネルMOSトランジスタによってど
ちらのデータ線と電気的に接続するかを決める。このよ
うな構成とすると、メモリセルのレイアウトピッチより
もゆるいピッチでAM11〜AM22のレイアウトを行
うことができる。また、PP11とPP21とを接続す
るスイッチSP11はpチャネルMOSトランジスタで
構成した。同様にSN11はnチャネルMOSトランジ
スタで構成したPN11とPN21とを接続するスイッ
チであり、SP12はPP12とPP22とを接続する
pチャネルMOSトランジスタのスイッチ、SN12は
PN12とPN22とを接続するnチャネルMOSトラ
ンジスタのスイッチである。なお、これらのスイッチは
それぞれpチャネルMOSトランジスタとnチャネルM
OSトランジスタ両方を用いたいわゆるアナログスイッ
チとしてもよい。
FIG. 3 is a second embodiment of the present invention which shows the present invention more specifically. In this embodiment, for the sets of the memory cell arrays AR11 and AR12 and AR21 and AR22, the corresponding PP and PN are connected by a switch to perform the above operation. AM11-AM22 is 2
Shared by a pair of data lines, SH11-SH22
Which data line is electrically connected is determined by an n-channel MOS transistor controlled by. With such a configuration, the layout of AM11 to AM22 can be performed at a pitch smaller than the layout pitch of the memory cells. Further, the switch SP11 connecting the PP11 and PP21 is composed of a p-channel MOS transistor. Similarly, SN11 is a switch that connects PN11 and PN21 formed of n-channel MOS transistors, SP12 is a p-channel MOS transistor switch that connects PP12 and PP22, and SN12 is an n-channel MOS that connects PN12 and PN22. It is a transistor switch. Note that these switches are a p-channel MOS transistor and an n-channel M, respectively.
A so-called analog switch using both OS transistors may be used.

【0013】この動作例を、図4を用いて説明する。R
1はこの実施例の回路の動作を制御するチップ内クロッ
ク信号である。ここでは、AR11及びAR21が交互
に選択される場合を例にする。このため、SH112及
びSH121及びSH212及びSH221は常に高レ
ベルであり、これと接続するnチャネルMOSトランジ
スタは常にオンしている。SH111及びSH122及
びSH211及びSH222は動作に応じて低レベルV
Sとなり選択しないメモリセルアレイを電気的に切り離
す。R1が低レベルから高レベルとなると、まず、SH
111及びSH122が低レベルVSとなり、AM11
及びAM12はメモリセルアレイAR11とのみ電気的
に接続された状態となる。また、FP11およびFP1
2が高レベルVDから低レベルVSとなりデータ線及び
PP11〜PN12のショート及びHVへのプリチャー
ジが解除される。この後、ワード線W11が選択され高
レベルVCHとなり、データ線D11及び/D11上に
微小信号が発生する。ここで、TP1及びTP2及びT
N1及びTN2が反転しPP11とPP21、PP12
とPP22及びPN11とPN21、PN12とPN2
2とがショートされるがこれは同電位であるためなんの
変化も生じない。TP1〜TN2がまた反転した後、R
P11及びRP12が高レベルVDから低レベルVSと
なりまたRN11及びRN12が低レベルVSから高レ
ベルVDとなるとセンスアンプRA11〜RA2nが動
作し、データ線上の微小信号は増幅される。増幅が終わ
ると、RP11及びRP12及びRN11及びRN12
は反転し、PP11及びPP12及びPN11及びPN
12はフローティング状態となる。また、ワード線W1
1は低レベルVSとなる。ここでクロックR1の次のサ
イクルによってワード線W21が選択されデータ線D2
1及び/D21に微小信号が発生する。この後、TP1
及びTP2及びTN1及びTN2が反転し、PP11と
PP21及びPP12とPP22及びPN11とPN2
1及びPN12とPN22とがショートされるのであ
る。これによって、図1及び図2で説明したように本来
のデータ線振幅の半分の振幅まで増幅される。この後、
RP11及びRP12及びRN11及びRN12が反転
し、データ線対はVD−VSの振幅まで増幅される。そ
の後、FP11及びFP12が高レベルとなりD11及
び/D11はショートされる。以降の説明はこの繰返し
であるので省略するが、このように本発明を用いれば、
データ線の充放電電流を従来のおよそ半分にすることが
できる。本発明では3系統以上のコモンソース対間で互
いに電荷を転送することにより、データ線の充放電電流
をさらに減じることもできる。
An example of this operation will be described with reference to FIG. R
Reference numeral 1 is an on-chip clock signal that controls the operation of the circuit of this embodiment. Here, the case where AR11 and AR21 are selected alternately is taken as an example. Therefore, SH112, SH121, SH212, and SH221 are always at high level, and the n-channel MOS transistor connected to them is always on. SH111 and SH122 and SH211 and SH222 are at a low level V depending on the operation.
The memory cell array that becomes S and is not selected is electrically disconnected. When R1 changes from low level to high level, first SH
111 and SH122 become low level VS, AM11
And AM12 are electrically connected only to the memory cell array AR11. Also, FP11 and FP1
2 goes from the high level VD to the low level VS, and the data line and PP11 to PN12 are short-circuited and the precharge to HV is released. After that, the word line W11 is selected and becomes the high level VCH, and a minute signal is generated on the data lines D11 and / D11. Where TP1 and TP2 and T
N1 and TN2 are inverted and PP11, PP21, PP12
And PP22 and PN11 and PN21, PN12 and PN2
2 and 2 are short-circuited, but since they have the same potential, no change occurs. After TP1 and TN2 are inverted again, R
When P11 and RP12 change from the high level VD to the low level VS and RN11 and RN12 change from the low level VS to the high level VD, the sense amplifiers RA11 to RA2n operate and the minute signal on the data line is amplified. After amplification, RP11 and RP12 and RN11 and RN12
Is inverted and PP11 and PP12 and PN11 and PN
12 is in a floating state. Also, the word line W1
1 is a low level VS. Here, the word line W21 is selected and the data line D2 is selected in the next cycle of the clock R1.
A minute signal is generated at 1 and / D21. After this, TP1
And TP2 and TN1 and TN2 are inverted, and PP11 and PP21, PP12 and PP22 and PN11 and PN2
1 and PN12 and PN22 are short-circuited. As a result, the amplitude is amplified to half the original data line amplitude as described with reference to FIGS. After this,
RP11 and RP12 and RN11 and RN12 are inverted, and the data line pair is amplified to the amplitude of VD-VS. After that, FP11 and FP12 become high level, and D11 and / D11 are short-circuited. Since the following description is a repetition of this, it will be omitted, but by using the present invention in this way,
The charge / discharge current of the data line can be reduced to about half that of the conventional one. In the present invention, the charge / discharge current of the data line can be further reduced by transferring charges between the common source pairs of three or more systems.

【0014】図5は4系統のコモンソース対PP1〜P
N4を用いてデータ線の充放電電流を従来の1/4にす
る本発明の第3の実施例である。SPmn及びSNmn
(m=1〜4、n=1〜4)はそれぞれコモンソースP
PmとPPn、PNmとPNnを接続するスイッチを構
成するpチャネルMOS又はnチャネルMOSトランジ
スタであり、TPmn及びTNmnは対応するスイッチ
のオンオフ用の端子である。これらのスイッチは他の手
段を用いてもよい。他の記号は図1の対応する記号を単
に4系統用に数字を付けて表したものであり構成は同じ
である。
FIG. 5 shows four common source pairs PP1-P.
It is a third embodiment of the present invention in which the charge / discharge current of the data line is reduced to 1/4 of that of the conventional case by using N4. SPmn and SNmn
(M = 1 to 4, n = 1 to 4) are common sources P, respectively.
These are p-channel MOS or n-channel MOS transistors forming a switch that connects Pm and PPn and PNm and PNn, and TPmn and TNmn are terminals for turning on / off the corresponding switches. Other means may be used for these switches. The other symbols are the corresponding symbols in FIG. 1 simply added with numbers for the four systems and have the same configuration.

【0015】この動作例を図6を用いて説明する。TP
mn及びRPmの信号は単にTNmn及びRNmの反転
信号であるので、図にはTNmn及びRNmのみを示し
TPmn及びRPmは示していない。図6では図2又は
図4での説明と異なり、繰返し動作の期間のみを示し最
初と最後のサイクルを省略している。この図での最初の
状態では、AR1内のデータ線対D1、/D1及びコモ
ンソースPP1、PN1はHVの電位にプリチャージさ
れており、AR2内のデータ線対D2、/D2及びコモ
ンソースPP2、PN2とAR4内のデータ線対D4、
/D4及びコモンソースPP4、PN4ではそれぞれそ
の高レベルがHV+(1/2)×(VD−HV)であ
り、その低レベルがHV−(1/2)×(HV−VS)
である。AR3内のデータ線対D3、/D3及びコモン
ソースPP3、PN3では増幅が完了し、その高レベル
がVD、その低レベルがVSとなっており、ワード線を
非選択状態に戻すことができる。また、FP1〜FP4
ではFP1のみが高レベルであり、よってPC10及び
PC11はオンしており、他のPC20〜PC41はオ
フしている。また、TNmn及びTPmnはスイッチを
オフする状態としている。RNm及びRPmもこれらが
駆動するトランジスタをオフする状態となっている。
An example of this operation will be described with reference to FIG. TP
Since the signals of mn and RPm are simply the inverted signals of TNmn and RNm, only TNmn and RNm are shown in the figure and TPmn and RPm are not shown. In FIG. 6, unlike the description in FIG. 2 or 4, only the period of the repetitive operation is shown and the first and last cycles are omitted. In the first state in this figure, the data line pair D1, / D1 and common source PP1, PN1 in AR1 are precharged to the potential of HV, and the data line pair D2, / D2 and common source PP2 in AR2 are precharged. , Data line pair D4 in PN2 and AR4,
In / D4 and common sources PP4 and PN4, the high level is HV + (1/2) * (VD-HV), and the low level is HV- (1/2) * (HV-VS).
Is. Amplification is completed in the data line pair D3, / D3 and common sources PP3, PN3 in AR3, the high level of which is VD and the low level of which is VS, and the word line can be returned to the non-selected state. Also, FP1 to FP4
Then, only FP1 is at a high level, so that PC10 and PC11 are on, and the other PC20 to PC41 are off. Further, TNmn and TPmn are in a state of turning off the switches. RNm and RPm are also in a state of turning off the transistors they drive.

【0016】図7に本発明を用いて構成した回路のシミ
ュレーション波形例を示す。図1の実施例の回路と図2
の動作例に対応している。コモンソースとデータ線の電
圧波形と、コモンソースに流れる電流波形を示してい
る。最初、コモンソースPP1とPN1は0.75Vに
プリチャージされている。同様に0.75Vにプリチャ
ージされたデータ線対D11、/D11に読み出し信号
電圧が現われた後、図1で示したDP11及びDN11
によって、PP1は1.5Vの電源VDにPN1は0V
の電源VSと電気的に接続される。これによって、図1
のセンスアンプRA11が動作してデータ線対D11、
/D11は1.5V−0Vの振幅まで増幅される。この
時、図7に示したような電流が1.5V電源VDからP
P1へ、またPN1から0V電源VSへ流れる。次に、
図1のAR2中のデータ線対D21、/D21がセンス
アンプを介して接続するコモンソースPP2とPN2が
それぞれPP1及びPN1とS内のスイッチで接続され
る。このため、本発明固有の動作によって、図7に示し
たようにD21とPP2は1.5Vと0.75Vのおよ
そ中間の電圧となり、/D21とPN2は0.75Vと
0Vのおよそ中間の電圧となる。この時、電源VD、V
Sからの電流は流れない。その後、図1で示したDP2
1及びDN21によって、PP2は1.5V電源VDに
PN2は0V電源VSと電気的に接続される。このた
め、データ線対は1.5V−0Vの振幅まで増幅され
る。この時は、すでにおよそ半分の振幅まで増幅された
後なので、電流は図7に示すように、直接データ線対を
1.5V−0Vの振幅まで増幅する場合と比べて小さく
なる。このため、実際のLSIチップでの電源線のバウ
ンスも小さくなる。
FIG. 7 shows an example of a simulation waveform of a circuit constructed by using the present invention. The circuit of the embodiment of FIG. 1 and FIG.
It corresponds to the operation example of. The voltage waveforms of the common source and the data line and the current waveform flowing in the common source are shown. Initially, common sources PP1 and PN1 are precharged to 0.75V. Similarly, after the read signal voltage appears on the pair of data lines D11 and / D11 precharged to 0.75V, DP11 and DN11 shown in FIG.
Therefore, PP1 is 1.5V power supply VD and PN1 is 0V
Is electrically connected to the power source VS. As a result, FIG.
Sense amplifier RA11 operates to operate the data line pair D11,
/ D11 is amplified to an amplitude of 1.5V-0V. At this time, the current as shown in FIG.
Flow to P1 and from PN1 to 0V power supply VS. next,
The common sources PP2 and PN2, to which the data line pair D21 and / D21 in AR2 of FIG. 1 are connected via a sense amplifier, are connected to PP1 and PN1 by switches in S, respectively. Therefore, due to the operation peculiar to the present invention, as shown in FIG. 7, D21 and PP2 have a voltage intermediate between 1.5V and 0.75V, and / D21 and PN2 have a voltage intermediate between 0.75V and 0V. Becomes At this time, the power supplies VD, V
No current flows from S. After that, DP2 shown in FIG.
1 and DN21 electrically connect PP2 to the 1.5V power supply VD and PN2 to the 0V power supply VS. Therefore, the data line pair is amplified to the amplitude of 1.5V-0V. At this time, since the amplitude has already been amplified to about half, the current becomes smaller than that in the case where the direct data line pair is amplified to the amplitude of 1.5V-0V as shown in FIG. Therefore, the bounce of the power supply line in the actual LSI chip also becomes small.

【0017】図8に、AR2内でデータ線の充放電に消
費される電荷のうちAR1内の電荷を本発明を用いて再
利用した比率のS内のスイッチをオンしておく時間依存
性を、図1のS内のスイッチを構成するMOSのゲート
幅をパラメータとして示す。理想的には50%となる。
ゲート幅をpMOSが250μm、nMOSが125μ
mとし、S内のスイッチをオンしておく時間を60ns
以上にすると50%に近い。
FIG. 8 shows the time dependence of turning on the switch in S of the ratio of the charge consumed in charging and discharging the data line in AR2 to the charge in AR1 reused by the present invention. , The gate width of the MOS constituting the switch in S of FIG. 1 is shown as a parameter. Ideally, it will be 50%.
Gate width is 250μm for pMOS and 125μ for nMOS
m, the time to turn on the switch in S is 60 ns
With the above, it is close to 50%.

【0018】図9に本発明の動作及び効果を検証するた
めに0.25μm加工技術を用いて作成した実験チップ
の写真を示す。AR1とAR2は32Kビットのメモリ
セルアレーであり、電源と電気的に接続するDP11、
DN11、DP21、DN21とスイッチSの部分を白
枠で囲って示した。
FIG. 9 shows a photograph of an experimental chip prepared by using the 0.25 μm processing technique in order to verify the operation and effect of the present invention. AR1 and AR2 are a 32K-bit memory cell array, DP11 electrically connected to the power supply,
The parts of DN11, DP21, DN21 and the switch S are shown surrounded by a white frame.

【0019】図10に図9の実験チップを用いて測定し
た波形を示す。図1のTN、PP1、PN1、PP2、
PN2の波形が示される。図10に示すように図2のC
CRの期間の同様のPP1〜PN2の動作波形が得ら
れ、本発明が有効であることが示された。
FIG. 10 shows a waveform measured using the experimental chip of FIG. TN, PP1, PN1, PP2 of FIG.
The waveform of PN2 is shown. As shown in FIG. 10, C in FIG.
Similar operation waveforms of PP1 to PN2 during the CR period were obtained, indicating that the present invention is effective.

【0020】図11に本発明を用いたDRAMの構成例
を示す。/RASはロウアドレスストローブ信号であり
ロウ系の回路を起動し、/CASはカラムアドレススト
ローブ信号でありカラム系の回路を起動する。/WEは
書き込み動作を行うか否かの選択信号、/OEは多ビッ
ト構成において外部へ信号出力を出すか否かの選択信
号、/RFSHはリフレッシュ動作を行うか否かの選択
信号である。これはアドレス信号をロウ系とカラム系と
に時分割して入力する方式(アドレスマルチプレクス)
の場合であるが、時分割しない方式(アドレスノンマル
チプレクス)の場合は/RAS、/CASのかわりに/
CEが起動信号となる。CLKはこれら外部信号の入力
バッファ及びこれら外部信号から様々な内部制御信号を
発生する回路である。A1〜Anはアドレス信号であ
り、ADBufはアドレスバッファである。AR1及び
AR2はメモリセルアレーである。この2つのアレーは
互いに独立に選択可能ないわゆるバンク(以下AR1を
バンク1、AR2をバンク2と呼ぶ)として用いても良
い。Row Decはロウデコーダ及びワードドライバ
であり、Colomn Decはカラムデコーダ及びド
ライバである。AM1、AM2はセンスアンプやデータ
線プリチャージ回路などのデータ線関連回路である。D
in Bufはデータ入力バッファ、Dout Buf
はデータ出力バッファ、Dinはデータ入力端子、Do
utはデータ出力信号端子である。Sは、本発明固有の
これまでの実施例で説明したショート回路である。RF
はリフレッシュ制御回路であり、ADCはアドレスカウ
ンタである。これらの回路が、このDRAMがリフレッ
シュを始めることを判断し、本発明を用いたリフレッシ
ュ動作がADCで発生したリフレッシュアドレス信号A
iRを用いて行われる。他に図面には示していないが、
本発明のDRAMの種々の動作モードで必要な情報を蓄
えておくための外部から修正可能なレジスタを持つ場合
もある。また、/RAS〜An、Din等の入力信号や
Dout信号は専用のピンを設けて入出力する場合や、
幅の狭いバス配線を介して時分割で入力する場合や、予
め全ての入力信号を受け取りその後このDRAMチップ
が選択されたことをチップが判断した後に読み出しや書
き込み動作を行うような場合がある。このようにDRA
Mを構成することにより、リフレッシュ電流の小さなD
RAMを実現できる。
FIG. 11 shows an example of the structure of a DRAM using the present invention. / RAS is a row address strobe signal which activates a row system circuit, and / CAS is a column address strobe signal which activates a column system circuit. / WE is a selection signal as to whether or not to perform a write operation, / OE is a selection signal as to whether or not to output a signal to the outside in a multi-bit configuration, and / RFSH is a selection signal as to whether or not to perform a refresh operation. This is a method of inputting address signals in time division into row system and column system (address multiplex)
However, in the case of the method that does not time-share (address non-multiplex), / RAS, / CAS instead of /
CE becomes the activation signal. CLK is an input buffer for these external signals and a circuit for generating various internal control signals from these external signals. A1 to An are address signals, and ADBuf is an address buffer. AR1 and AR2 are memory cell arrays. These two arrays may be used as so-called banks (hereinafter, AR1 is referred to as bank 1 and AR2 is referred to as bank 2) that can be selected independently of each other. Row Dec is a row decoder and word driver, and Colomb Dec is a column decoder and driver. AM1 and AM2 are data line related circuits such as a sense amplifier and a data line precharge circuit. D
in Buf is a data input buffer, Dout Buf
Is a data output buffer, Din is a data input terminal, Do
ut is a data output signal terminal. S is the short circuit described in the above embodiments specific to the present invention. RF
Is a refresh control circuit, and ADC is an address counter. These circuits determine that this DRAM starts refreshing, and the refresh operation using the present invention causes the refresh address signal A generated by the ADC.
done using iR. Although not shown in the other drawings,
It may have an externally modifiable register for storing the necessary information in various operating modes of the DRAM of the present invention. In addition, input signals such as / RAS to An and Din and Dout signals are input / output by providing dedicated pins,
There are cases where time-divisional input is performed via a narrow bus line, and cases where a read or write operation is performed after the chip has received all input signals in advance and then has determined that this DRAM chip has been selected. DRA like this
By configuring M, the refresh current D is small.
RAM can be realized.

【0021】本発明のリフレッシュ動作は、いくつかの
入力信号のタイミングや電圧レベルの関係によって開始
される。これを実現するために必要なコントロール回路
のブロック構成の第1の例を図12に示す。図11と同
じ記号のブロックは同様の機能を持つブロックを示す。
CLK回路ブロックは外部信号の入力バッファ及びこれ
ら外部信号から様々な内部制御信号を発生する回路であ
り、ここでは入力信号として/RASと/CASのみを
示した。RFはリフレッシュ制御回路ブロックであり、
CBR検出回路ブロックは特定の入力信号間のタイミン
グ関係(ここでは例として/RASの立ち下がりの前に
/CASが立ち下がること)を検出する回路ブロックで
ある。タイマは、このCBR検出回路ブロックが例えば
前述のタイミング関係を検知すると動作し始め、これか
ら一定時間tR後にその出力信号CRRを切り替える回
路ブロックである。クロック発生回路ブロックは、この
CRRが切り替わると内部クロック信号CKiを発生す
る。ADCはこの内部クロックCKiによって、リフレ
ッシュ動作に必要なリフレッシュアドレス信号AiRを
発生する。このような回路ブロック構成を用いれば、入
力信号のタイミング関係を検知し、この検知から一定時
間が経過すると本発明の動作を開始することができる。
The refresh operation of the present invention is initiated by the timing and voltage level relationships of several input signals. FIG. 12 shows a first example of the block configuration of the control circuit necessary to realize this. Blocks having the same symbols as in FIG. 11 indicate blocks having similar functions.
The CLK circuit block is an input buffer for external signals and a circuit for generating various internal control signals from these external signals. Here, only / RAS and / CAS are shown as input signals. RF is a refresh control circuit block,
The CBR detection circuit block is a circuit block that detects a timing relationship between specific input signals (here, as an example, / CAS falls before / RAS falls). The timer is a circuit block that starts operating when the CBR detection circuit block detects the timing relationship described above, and switches the output signal CRR after a certain time tR from this time. The clock generation circuit block generates the internal clock signal CKi when the CRR is switched. The ADC generates the refresh address signal AiR necessary for the refresh operation by the internal clock CKi. By using such a circuit block configuration, the timing relationship of the input signals can be detected, and the operation of the present invention can be started when a certain time has elapsed from this detection.

【0022】図13を用いて、図12の回路ブロックを
用いた図11のDRAMの動作を説明する。まず、最初
は/RASと/CASは高レベルである。ここで、時刻
t1で/CASが低レベルに切り替わり、その後t2で
今度は/RASが切り替わる。この/RASと/CAS
が両方共に低レベルの状態が時間tR(例えば8マイク
ロ秒)続くと、この時間が経過したことをタイマが検知
して、その出力信号CRRをこの図の例では低レベルか
ら高レベルに切り替える。このCRRの切り替わりによ
って、内部クロックCKiが図に示すように発生され
る。このCKiを基準にして、図1〜図6で説明した本
発明のリフレッシュ動作のための制御信号及びリフレッ
シュアドレス信号AiRが発生される。これによって、
図11のDRAMのAR1内の例えばワード線W1及び
データ線D1、/D1とAR2内の例えばワード線W2
及びデータ線D2、/D2との間で、図13に示したよ
うな本発明によるリフレッシュ動作が行われる。この動
作は、/RASと/CASが共に低レベルの間は一定間
隔毎に全てのメモリセルに対して順に行われる。また、
本動作状態を終了するためには、/RASと/CASを
順番は問わないが高レベルとする。
The operation of the DRAM of FIG. 11 using the circuit block of FIG. 12 will be described with reference to FIG. First, / RAS and / CAS are at a high level at first. Here, / CAS switches to a low level at time t1, and then / RAS switches at this time at t2. This / RAS and / CAS
When both of them are at the low level for the time tR (for example, 8 microseconds), the timer detects that this time has elapsed and switches the output signal CRR from the low level to the high level in the example of this figure. By this switching of CRR, the internal clock CKi is generated as shown in the figure. Based on this CKi, the control signal and the refresh address signal AiR for the refresh operation of the present invention described in FIGS. 1 to 6 are generated. by this,
For example, the word line W1 in AR1 and the data lines D1, / D1 and the word line W2 in AR2 of the DRAM of FIG.
13 and the data lines D2 and / D2, the refresh operation according to the present invention as shown in FIG. 13 is performed. This operation is sequentially performed on all the memory cells at regular intervals while / RAS and / CAS are both low. Also,
In order to end this operation state, / RAS and / CAS are set to the high level in any order.

【0023】図12の回路を用いたDRAMの動作タイ
ミングの他の例を図14に示す。(1)で、/RAS
(アドレスノンマルチプレクスの場合は/CE)が高レ
ベルの状態で、リフレッシュ制御信号/RFSHを例え
ば高レベルから低レベルに切り替えるとタイマが動作し
時間tRを計測し、tRが経過するとCRRが切り替わ
り、図9と同様に本発明によるリフレッシュ動作が行わ
れる。終わりは/RFSHを再び高レベルに戻せばよ
い。(2)では、規定した単独の信号、例えば/CEが
切り替わることによって、タイマが動作し時間tRを計
測し、tRが経過するとCRRが切り替わり、図9と同
様にリフレッシュ動作が行なわれるというものである。
通常の動作に戻るには、/CEを立ち上げてリフレッシ
ュ動作終了後、時間tPだけ経ってから次の動作に入
る。また、(3)では、/CEが高レベル、かつ/OE
が低レベルであることを検知して、タイマが動作し時間
tRを計測し、tRが経過するとCRRが切り替わり本
発明のリフレッシュ動作を開始する。通常の動作に戻る
には、/OEを立ち上げてリフレッシュ動作終了後、時
間tSだけ経ってから次の動作に入る。なお、(2)や
(3)の/CEは例えば/RASでも良い。
FIG. 14 shows another example of the operation timing of the DRAM using the circuit of FIG. In (1), / RAS
When the refresh control signal / RFSH is switched from a high level to a low level while (/ CE in the case of address non-multiplex) is at a high level, the timer operates and measures the time tR, and when tR elapses, the CRR is switched. The refresh operation according to the present invention is performed as in FIG. At the end, / RFSH can be returned to the high level again. In (2), the timer operates and the time tR is measured by switching the specified single signal, for example, / CE, and when tR elapses, the CRR is switched and the refresh operation is performed as in FIG. is there.
In order to return to the normal operation, / CE is started, the refresh operation is completed, and after the lapse of time tP, the next operation is started. In (3), / CE is at a high level and / OE
Is detected to be low level, the timer operates and measures the time tR, and when tR elapses, the CRR is switched to start the refresh operation of the present invention. In order to return to the normal operation, / OE is raised to complete the refresh operation, and after a lapse of time tS, the next operation is started. Note that / CE in (2) and (3) may be / RAS, for example.

【0024】次に、図11のDRAM中のコントロール
回路の第2の例を図15に示す。図12と異なり、タイ
マが無くリフレッシュ制御回路RFはCBR検出回路ブ
ロックとCRR判定回路ブロックとで構成される。CB
R検出回路ブロックは、前述のようにタイミング関係を
検知し、ここではリフレッシュ動作のための内部クロッ
クCKiを発生する。また、CRR判定回路ブロック
は、タイミング関係や電圧関係を判定し、本発明による
リフレッシュ動作を行うか否かの信号CRRを発生す
る。例えば、CRRが高レベルの時は本発明のリフレッ
シュ動作、CRRが低レベルの時は通常のリフレッシュ
動作が行われる。ADCはアドレスカウンタであり、リ
フレッシュアドレス信号AiRを発生する。
Next, FIG. 15 shows a second example of the control circuit in the DRAM of FIG. Unlike FIG. 12, the refresh control circuit RF has no timer and is composed of a CBR detection circuit block and a CRR determination circuit block. CB
The R detection circuit block detects the timing relationship as described above, and here, generates the internal clock CKi for the refresh operation. The CRR determination circuit block determines the timing relationship and the voltage relationship, and generates a signal CRR indicating whether or not the refresh operation according to the present invention is performed. For example, the refresh operation of the present invention is performed when CRR is at a high level, and the normal refresh operation is performed when CRR is at a low level. The ADC is an address counter and generates a refresh address signal AiR.

【0025】この図15の構成を用いた図11のDRA
Mの第1のタイミング例を図16に示す。まず、時刻t
1に/CASが高レベルから低レベルに切り替わり、そ
の後時刻t2で/RASが高レベルから低レベルに切り
替わる。これをCBR検出回路が検出し、リフレッシュ
アドレス信号AiRが発生され、リフレッシュ動作が始
まる。さらに、時刻t3で、/CASが低レベルのまま
で、/RASが変化すると、CRR検出回路がこれを検
出し、CRRが低レベルから高レベルに切り替わり、本
発明の動作が始まる。なお、最初のサイクル#1の前半
では本発明の動作でも通常の動作でも同じであるので、
この時刻t3でCRRが切り替わればよい。よって、も
し/CASを立ち上げてから/RASを立ち上げれば、
通常のリフレッシュ動作になる。最後のサイクル#nで
は、/CASをまず時刻t4で高レベルとし、その後t
5で/RASを高レベルとする。これによりCRRが低
レベルとなり、本発明によるリフレッシュ動作が終了す
る。なお、リフレッシュアドレス信号は外部から/RA
Sに同期させて入力してもよい。こうすれば、チップ内
部にアドレス発生回路は必要ない。
DRA of FIG. 11 using the configuration of FIG.
FIG. 16 shows a first timing example of M. First, time t
1 / CAS switches from the high level to the low level, and then / RAS switches from the high level to the low level at time t2. The CBR detection circuit detects this, the refresh address signal AiR is generated, and the refresh operation is started. Further, at time t3, when / CAS remains at the low level and / RAS changes, the CRR detection circuit detects this and CRR is switched from the low level to the high level, and the operation of the present invention starts. In the first half of the first cycle # 1, the operation of the present invention is the same as that of the normal operation.
The CRR may be switched at this time t3. Therefore, if you start / CAS and then / RAS,
Normal refresh operation is performed. In the last cycle #n, / CAS is first set to a high level at time t4 and then t
At 5 / RAS goes high. As a result, CRR becomes low level, and the refresh operation according to the present invention ends. The refresh address signal is externally / RA
It may be input in synchronization with S. In this way, no address generation circuit is needed inside the chip.

【0026】図17に第2のタイミング例を示す。ここ
では、内部の動作は図16と同様であるため/RASと
/CASとCRRのみを示した。図16との違いは、図
16が/RASをクロックとして用いたのに対して、図
17では/CASをクロックとして用いた点である。す
なわち、まず、時刻t1で/CASが高レベルから低レ
ベルに切り替わることでリフレッシュ動作が始まり内部
回路が動作を始める。図16と異なり本発明の動作を開
始する信号CRRの切り替わりは、時刻t3において/
RASが低レベルのままで/CASが高レベルに切り替
わることによって行われる。よって、もし/RASを立
ち上げてから/CASを立ち上げれば通常のリフレッシ
ュ動作が行われる。最後のサイクル#nでは、/RAS
をまず時刻t4で高レベルとし、その後t5で/CAS
を高レベルとする。
FIG. 17 shows a second timing example. Here, since the internal operation is similar to that of FIG. 16, only / RAS, / CAS and CRR are shown. 16 is different from FIG. 16 in that / RAS is used as a clock in FIG. 16 and / CAS is used as a clock in FIG. That is, first, at time t1, / CAS is switched from the high level to the low level to start the refresh operation and the internal circuit starts to operate. Unlike FIG. 16, the switching of the signal CRR that starts the operation of the present invention is performed at time t3 /
This is done by keeping RAS low and / CAS switching high. Therefore, if / RAS is raised and then / CAS is raised, a normal refresh operation is performed. In the last cycle #n, / RAS
First becomes high level at time t4, and then at / 5 / CAS
To a high level.

【0027】図18は、第3のタイミング例であり、/
RASと/CAS両方をクロックとして用いる。まず/
CASを時刻t1で立ち下げ、次いで/RASを時刻t
2で立ち下げる。ついで、t3で/RASを立ち上げ、
t4で/CASを立ち上げれば本発明のリフレッシュ動
作が行なわれ、図示しないが、反対にt3で/CASを
立ち上げ、t4で/RASを立ち上げれば従来のリフレ
ッシュ動作が行なわれる。/RASを先に立ち上げる動
作をn−1回繰返して行ない、最後のサイクルでは/C
ASを先に立ち上げる。この時、アドレス信号は内部の
発生回路で発生しても良いし、外部から与えても良い。
このようにすれば、本発明のリフレッシュ動作を行うこ
とができる。また、図18の#1で示したように/RA
Sと/CASを一回だけ変化させると、その後は/RA
S、/CASを変化させなくても自動的に一定回数本発
明のリフレッシュ動作が行われるように構成することも
できる。回数はチップ内部に設けた外部より書き換え可
能なレジスタ内に格納しておけば良い。
FIG. 18 shows a third timing example,
Both RAS and / CAS are used as clocks. First /
CAS is stopped at time t1, then / RAS is set at time t
Stop at 2. Then, at t3, / RAS is launched,
If / CAS rises at t4, the refresh operation of the present invention is performed. Although not shown, conversely, if / CAS rises at t3 and / RAS rises at t4, the conventional refresh operation is performed. The operation of starting / RAS is repeated n-1 times, and / C is executed in the last cycle.
Start AS first. At this time, the address signal may be generated by an internal generation circuit or may be externally applied.
By doing so, the refresh operation of the present invention can be performed. Also, as indicated by # 1 in FIG. 18, / RA
If S and / CAS are changed only once, then / RA
The refresh operation of the present invention may be automatically performed a certain number of times without changing S and / CAS. The number of times may be stored in an externally rewritable register provided inside the chip.

【0028】DRAMには、システムのクロックに同期
して動作するいわゆるシンクロナスDRAMがある。こ
のDRAMでは、クロックが入ったときの入力信号が高
レベルか低レベルかを読み取りこの組合せで動作モード
を指定し動作する。なお、シンクロナスDRAMについ
ては、日経エレクトロニクス、1992年5月11日
号、第143頁〜第147頁に記載されている。図19
に本発明を適用したシンクロナスDRAMの動作タイミ
ングの例を示す。ここでは、クロックCKの立ち上がり
時の入力信号のレベルの組合せで動作モードを指定する
場合である。なお、図中でハッチングを施した部分はど
ちらのレベルでもかまわないドントケアの状態を示す。
クロックCKのある立上り時に、クロックイネーブル信
号/CKE、/RAS、/CAS、及びチップ選択信号
CSが低レベルであり、/WE及び特定のアドレス信号
AnとAn−1が両方高レベルである時に、本発明のリ
フレッシュ動作を行う。これを図14の場合と同様にn
−1回繰り返す。最後のn回めはAnとAn−1を両方
低レベルにして、本発明のリフレッシュ動作の終了を指
定する。AnとAn−1以外のアドレス信号は外部から
入力しても良いし、チップ内にアドレス発生回路を設け
て、この動作ごとの必要なアドレスを発生しても良い。
また、一回の上記指定で複数回の本発明のリフレッシュ
動作を行っても良く、この回数の情報も内部レジスタに
格納しておいても良い。
The DRAM includes a so-called synchronous DRAM which operates in synchronization with the system clock. In this DRAM, whether the input signal when the clock is input is high level or low level is read, and the operation mode is designated by this combination to operate. The synchronous DRAM is described in Nikkei Electronics, May 11, 1992, pages 143 to 147. FIG. 19
An example of the operation timing of the synchronous DRAM to which the present invention is applied is shown in FIG. Here, the operation mode is designated by a combination of input signal levels at the rising edge of the clock CK. The hatched portions in the figure show the state of don't care at any level.
At one rising edge of the clock CK, when the clock enable signals / CKE, / RAS, / CAS, and the chip select signal CS are low level, and / WE and the specific address signals An and An-1 are both high level, The refresh operation of the present invention is performed. This is n as in the case of FIG.
-Repeat once. At the last nth time, both An and An-1 are set to the low level to specify the end of the refresh operation of the present invention. Address signals other than An and An-1 may be input from the outside, or an address generating circuit may be provided in the chip to generate a necessary address for each operation.
Further, the refresh operation of the present invention may be performed plural times by the above-mentioned designation once, and the information of this number may be stored in the internal register.

【0029】本発明における通常動作時とリフレッシュ
動作時の動作マット数の例を図20に示す。リフレッシ
ュ時には、AR1内のサブアレーとAR2内のサブアレ
ー間で本発明の動作を行う。本発明を用いれば、リフレ
ッシュ時のデータ線の充放電電流を1/2以下にできる
が、周辺回路の動作電流もできるだけ小さくすることが
望ましい。このためには、全メモリセルのリフレッシュ
に必要な周辺回路の動作回数を少なくするためリフレッ
シュ動作時には通常動作時よりも多くのサブアレーを動
作させると良い。図20の例では、通常の動作時には、
例えば、アレーAR1内のサブアレーSR11とアレー
2内のサブアレーSR25のみを動作させるが、リフレ
ッシュ動作時にはその4倍のサブアレーを動作させる。
これによって、通常動作の消費電流を抑えると共に、リ
フレッシュ動作時には本発明を用いて電流を小さくする
ことができる。
FIG. 20 shows an example of the number of operation mats in the normal operation and the refresh operation in the present invention. At the time of refreshing, the operation of the present invention is performed between the sub-array in AR1 and the sub-array in AR2. According to the present invention, the charging / discharging current of the data line at the time of refreshing can be reduced to 1/2 or less, but it is desirable to reduce the operating current of the peripheral circuit as much as possible. To this end, in order to reduce the number of operations of peripheral circuits necessary for refreshing all memory cells, it is advisable to operate a larger number of subarrays during the refresh operation than during the normal operation. In the example of FIG. 20, during normal operation,
For example, only the sub-array SR11 in the array AR1 and the sub-array SR25 in the array 2 are operated, but four times as many sub-arrays are operated during the refresh operation.
As a result, the current consumption in the normal operation can be suppressed and the current can be reduced by using the present invention during the refresh operation.

【0030】図21に本発明に用いるアレー構成の例を
示す。図面の記号のアルファベット部分は図1とで同じ
アルファベット部分を持つ記号の回路もしくは信号と同
じ内容を示す。このアレー構成の特長は、図1のアレー
AR1、AR2をそれぞれ4分割し、ひとつのセンスア
ンプに接続されるデータ線対例えばD111、/D11
1対とD112、/D112対との間に信号FC1で制
御されるスイッチングnMOSを挿入したことにある。
このようにすると、例えば、D112、/D112対に
接続されたメモリセルが選択された時はD111、/D
111対とD112、/D112対両方を充放電しなけ
ればならないが、D111、/D111対に接続された
メモリセルが選択された時は、このスイッチングnMO
Sをオフするとデータ線対の充放電電流を半分にでき
る。図21のサブアレーAR111内のワード線W11
1とサブアレーAR122内のW122を同時に選択す
るようにする。あるいは、サブアレーAR112内のワ
ード線W112とサブアレーAR121内のW121を
同時に選択するようにする。このように決めておけば、
必ず片方のワード線で選択されるメモリセルが接続する
データ線対の充放電電流は、スイッチングnMOSをオ
フすることにより他方の半分となる。これによって、デ
ータ線の充放電電流を全体で3/4にすることができ
る。この技術の詳細は特開昭60−202596号公報
に記載されている。よって、本発明でこのようなアレー
構成を用いれば、さらにデータ線充放電電流を低減する
ことができる。このためには、図に示したようにこのよ
うなアレーを2組設け、この間にスイッチ回路SNとS
Pを設ける。こうすれば、3/4となった充放電電流
を、図1〜図6で説明したようにさらに1/2以下に、
すなわち従来の3/8以下にできるのである。
FIG. 21 shows an example of the array structure used in the present invention. The alphabetical portions of the symbols in the drawings show the same contents as the circuits or signals of the symbols having the same alphabetical portions as in FIG. The feature of this array configuration is that the arrays AR1 and AR2 in FIG. 1 are each divided into four, and data line pairs such as D111 and / D11 connected to one sense amplifier are divided.
This is because a switching nMOS controlled by the signal FC1 is inserted between the pair 1 and the pair D112 and / D112.
By doing so, for example, when a memory cell connected to a pair of D112 and / D112 is selected, D111 and / D112 are selected.
Both the 111 pair and the D112, / D112 pair must be charged and discharged, but when a memory cell connected to the D111, / D111 pair is selected, this switching nMO
When S is turned off, the charge / discharge current of the data line pair can be halved. Word line W11 in sub-array AR111 of FIG.
1 and W122 in the sub-array AR122 are selected at the same time. Alternatively, the word line W112 in the sub array AR112 and the W121 in the sub array AR121 are selected at the same time. If you decide like this,
The charge / discharge current of the data line pair to which the memory cell selected by one word line is necessarily connected becomes half of the other by turning off the switching nMOS. As a result, the charging / discharging current of the data line can be reduced to 3/4 as a whole. Details of this technique are described in JP-A-60-202596. Therefore, by using such an array structure in the present invention, the data line charging / discharging current can be further reduced. For this purpose, two such arrays are provided as shown in the figure, and the switch circuits SN and S are provided between them.
P is provided. By doing so, the charging / discharging current that becomes 3/4 is further reduced to 1/2 or less as described with reference to FIGS.
That is, it can be reduced to 3/8 or less of the conventional one.

【0031】以上、DRAMの待機時のリフレッシュ動
作に本発明を用いた例を主に述べたが、擬似SRAMの
待機時のリフレッシュ動作にも同様に適用できる。本発
明は他にメモリセルを読み出す順番があらかじめ決まっ
ている画像メモリのようなシリアルアクセスメモリの読
み出し動作にも適用できる。予め、読みだす情報を2系
統以上のPP及びPNがショートできるようにしたメモ
リセルアレイに順番に書き込んでおけば良い。また、D
RAMにおいて、1991 SYMPOSIUM ON VLSI CIRCUITSの
ダイジェストの第65頁〜第66頁に記載の一つのキャ
パシタに2ヶのトランジスタを並列に接続して読み出し
と平行してリフレッシュを行う方式にも適用することが
できる。さらに、1991 ISSCCのダイジェストの第106
頁〜第107頁に記載のDRAMメモリセルを直列に接
続して、これを順に読み出す方式にも適用可能である。
特願平4−11727号公報における階層化データ線方
式にも適用できる。また、DRAMの通常の読み出し動
作においても本発明の本質を変えずに適用できるような
場合もありえるし、制御回路の中にも本発明が適用可能
な場合もありえる。
Although the example in which the present invention is used for the refresh operation during standby of the DRAM is mainly described above, the present invention can be similarly applied to the refresh operation during standby of the pseudo SRAM. The present invention can also be applied to the read operation of a serial access memory such as an image memory in which the order of reading the memory cells is predetermined. Information to be read may be sequentially written in advance in a memory cell array in which PP and PN of two or more systems can be short-circuited. Also, D
In RAM, it can also be applied to a method of connecting two transistors in parallel to one capacitor and refreshing in parallel with reading, as described on pages 65 to 66 of the digest of 1991 SYMPOSIUM ON VLSI CIRCUITS. it can. In addition, the 1991 ISSCC digest 106th
The present invention is also applicable to a method in which the DRAM memory cells described in pages 107 to 107 are connected in series and are sequentially read.
It can also be applied to the hierarchical data line system in Japanese Patent Application No. 4-11727. Further, the present invention can be applied to the normal read operation of the DRAM without changing the essence of the present invention, and the present invention can be applied to the control circuit.

【0032】図22は本発明を用いたシステム構成を示
す図である。矢印は信号の流れを表わす。Mは本発明を
用いたDRAMを示し、CPUはシステム全体を制御す
る処理装置を、RAGはリフレッシュアドレス発生装置
を、TCは本発明を用いた記憶装置部分の制御信号発生
装置を、SLCTはCPUから送られてくるアドレス信
号とRAGから送られてくるリフレッシュアドレス信号
を切り換えるセレクト装置を示す。また、PFYはシス
テム内の他の装置であり、例えば外部記憶装置、表示装
置、数値演算装置等であり、無線を含む通信回線を通し
て他の情報処理装置と接続される場合もある。DATA
はCPUとMとの間でやりとりされるデータを表わし、
AicはCPUで発生するアドレス信号を、AirはR
AGで発生するリフレッシュアドレス信号を示し、Ai
はSLCTで選択されMに送られるアドレス信号を示
す。STはCPUからRAGに送られるステイタス信
号、BSはTCからCPUへのビジイ信号である。SE
はTCから送られるSLCTの起動をかける信号であ
り、/RAS及び/CAS及びCKは本発明を用いたD
RAMの起動をかける信号である。SGはCPUとシス
テム内の他の装置との信号のやりとりをまとめて表わし
たものである。Mとしては擬似SRAM等も考えられ
る。この時はもちろんそれに応じた起動信号や制御信号
が存在する。本発明を用いた半導体装置を用いれば待機
時におけるリフレシュ動作時にデータ線の充放電電流を
ほぼ半分にすることができるため待機時の電流を小さく
することができる。このため、電池駆動可能な小さな待
機時電流を実現することができる。また、本発明の考え
方を他の装置にも適用し、CPUからのスリープ信号等
によって、図22内の他の装置も待機時電流の小さな動
作とすることも可能である。
FIG. 22 is a diagram showing a system configuration using the present invention. Arrows indicate the flow of signals. M is a DRAM using the present invention, CPU is a processing device for controlling the entire system, RAG is a refresh address generating device, TC is a control signal generating device of a memory device portion using the present invention, and SLCT is a CPU. 1 shows a select device for switching between an address signal sent from the RAG and a refresh address signal sent from the RAG. The PFY is another device in the system, for example, an external storage device, a display device, a numerical operation device, or the like, and may be connected to another information processing device through a communication line including wireless communication. DATA
Represents data exchanged between the CPU and M,
Aic is the address signal generated by the CPU, Air is R
A refresh address signal generated in AG is shown.
Indicates an address signal selected by SLCT and sent to M. ST is a status signal sent from the CPU to the RAG, and BS is a busy signal from the TC to the CPU. SE
Is a signal sent from TC for activating SLCT, and / RAS and / CAS and CK are D using the present invention.
This signal activates the RAM. SG collectively represents the exchange of signals between the CPU and other devices in the system. The M may be a pseudo SRAM or the like. At this time, of course, there are corresponding start signals and control signals. When the semiconductor device according to the present invention is used, the charging / discharging current of the data line can be almost halved during the refresh operation during standby, so that the current during standby can be reduced. Therefore, it is possible to realize a small standby current that can be driven by a battery. It is also possible to apply the idea of the present invention to other devices so that the other devices in FIG. 22 can also operate with a small standby current by a sleep signal or the like from the CPU.

【0033】[0033]

【発明の効果】第1のデータ線対及びこれと接続する第
1のPN及びPPと第2のデータ線対及びこれと接続す
る第2のPN及びPPにおいて、第1及び第2のPP及
びPNをショートする手段を設けたことにより、第2の
データ線上の微小信号は本来の半分の振幅まで第1のデ
ータ線対及びこれと接続する第1のPN及びPPの電荷
によって増幅できることになる。すなわち従来、単にシ
ョートするだけで捨ててしまっていた電荷によって本来
の半分の振幅までの増幅を行うのである。この後通常通
りのセンスアンプによる増幅を行い本来の振幅を得る。
これを繰り返すことによって、データ線電流を従来のお
よそ半分にできる。
According to the first data line pair and the first PN and PP connected thereto and the second data line pair and the second PN and PP connected thereto, the first and second PP and By providing the means for short-circuiting PN, the minute signal on the second data line can be amplified up to half the original amplitude by the charge of the first data line pair and the first PN and PP connected thereto. . That is, in the conventional technique, the electric charge that has been discarded by simply short-circuiting is used to perform amplification up to half the original amplitude. After that, amplification is performed by a normal sense amplifier to obtain the original amplitude.
By repeating this, the data line current can be reduced to about half that in the conventional case.

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

【図1】本発明の第1の実施例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】第1の実施例の動作例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an operation example of the first embodiment.

【図3】本発明の第2の実施例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図4】第2の実施例の動作例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an operation example of a second embodiment.

【図5】本発明の第3の実施例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図6】第3の実施例の動作例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an operation example of the third embodiment.

【図7】シミュレーション波形例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of a simulation waveform.

【図8】本発明の効果を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an effect of the present invention.

【図9】本発明を検証する実験チップ写真を示す図であ
る。
FIG. 9 is a view showing an experimental chip photograph for verifying the present invention.

【図10】実測で得られた本発明の動作波形を示す図で
ある。
FIG. 10 is a diagram showing operation waveforms of the present invention obtained by actual measurement.

【図11】本発明を用いたDRAMの構成例を示す図で
ある。
FIG. 11 is a diagram showing a configuration example of a DRAM using the present invention.

【図12】コントロール回路のブロック構成の第1の例
を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a first example of a block configuration of a control circuit.

【図13】図11及び図12の構成でのタイミング例で
ある。
FIG. 13 is a timing example in the configurations of FIGS. 11 and 12.

【図14】時間tRの計測を開始するタイミング例であ
る。
FIG. 14 is an example of timing for starting measurement of time tR.

【図15】コントロール回路のブロック構成の第2の例
を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing a second example of the block configuration of the control circuit.

【図16】図11及び図15の構成での第1のタイミン
グ例である。
16 is a first timing example in the configurations of FIGS. 11 and 15. FIG.

【図17】図11及び図15の構成での第2のタイミン
グ例である。
FIG. 17 is a second timing example in the configurations of FIGS. 11 and 15.

【図18】図11及び図15の構成での第3のタイミン
グ例である。
FIG. 18 is a third timing example in the configurations of FIGS. 11 and 15;

【図19】本発明の動作開始の他の入力信号条件例を示
す図である。
FIG. 19 is a diagram showing another example of input signal conditions for starting the operation of the present invention.

【図20】動作マット数を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing the number of operation mats.

【図21】本発明のアレー構成例を示す図である。FIG. 21 is a diagram showing an example of the array configuration of the present invention.

【図22】本発明を用いたシステム構成を示す図であ
る。
FIG. 22 is a diagram showing a system configuration using the present invention.

【図23】従来例を示す図である。FIG. 23 is a diagram showing a conventional example.

【図24】従来例のリフレッシュ動作例を示す図であ
る。
FIG. 24 is a diagram showing an example of a refresh operation of a conventional example.

【図25】従来例の問題点を示す図である。FIG. 25 is a diagram showing a problem of the conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

AR,AR1〜AR4…メモリセルアレー、MC…メモ
リセル、DMC…ダミーメモリセル、W11〜W2m…
ワード線、DW11〜DW22…ダミーワード線、D1
1〜/D1(2n)…データ線、PC0〜PC2,PC
10〜PN2n〜ショート回路、RA11〜RA2n…
センスアンプ、PP,PN,PP1〜PN4,PP11
〜PN22…コモンソース線、DA1,DA2…入出力
ゲート、S,SP,SN,SP11〜SN12…スイッ
チ回路、AM…データ線関連回路、CLK…制御回路、
RF…リフレッシュ制御回路、ADC…アドレスカウン
タ、ADC…Y系アドレス発生回路、ADBuf…アド
レスバッファ、Din Buf…Dinバッファ、Do
ut Buf…Doutバッファ、Row Dec…X
デコーダ,ワードドライバ、Column Dec…Y
デコーダ・ドライバ。
AR, AR1 to AR4 ... Memory cell array, MC ... Memory cell, DMC ... Dummy memory cell, W11 to W2m ...
Word line, DW11 to DW22 ... Dummy word line, D1
1- / D1 (2n) ... data line, PC0-PC2, PC
10-PN2n-short circuit, RA11-RA2n ...
Sense amplifier, PP, PN, PP1 to PN4, PP11
-PN22 ... Common source line, DA1, DA2 ... Input / output gate, S, SP, SN, SP11 to SN12 ... Switch circuit, AM ... Data line related circuit, CLK ... Control circuit,
RF ... Refresh control circuit, ADC ... Address counter, ADC ... Y system address generation circuit, ADBuf ... Address buffer, Din Buf ... Din buffer, Do
ut Buf ... Dout buffer, Row Dec ... X
Decoder, word driver, Column Dec ... Y
Decoder driver.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 正行 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 迫村 茂俊 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 橘川 五郎 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 青木 正和 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Masayuki Nakamura 2326 Imai, Ome City, Tokyo, Hitachi, Ltd. Device Development Center (72) Inventor Shigenori Sakomura 2326 Imai, Ome City, Tokyo Hitachi, Ltd. Device Development Inside the Center (72) Inventor Goro Tachibagawa 1-280 Higashi Koigokubo, Kokubunji, Tokyo Inside Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Masakazu Aoki 1-280 Higashi Koikeku, Kokubunji, Tokyo Inside Central Research Laboratory, Hitachi Ltd.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】メモリセルに記憶されている情報と同じ記
憶情報を該メモリセルに書き込む動作を行うための手段
と該動作の開始を判断する手段とを有する半導体記憶装
置において、 第m番目のメモリセルと、 該第m番目のメモリセルが接続された第m番目のデータ
線対と、 該第m番目のデータ線対に読み出された微小信号を増幅
する第m番目のセンスアンプと、 第n番目のメモリセルと、 該第n番目のメモリセルが接続された第n番目のデータ
線対と、 該第n番目のデータ線対に読み出された微小信号を増幅
する第n番目のセンスアンプと、 上記第m番目のセンスアンプを駆動する第m番目の駆動
信号線と、 該第m番目の駆動信号線と電源線とを接続する第m番目
のスイッチ手段と、 上記第n番目のセンスアンプを駆動する第n番目の駆動
信号線と、 該第n番目の駆動信号線と電源線とを接続する第n番目
のスイッチ手段とを有し、 上記第m番目の駆動信号線と上記第n番目の駆動信号線
との間に接続手段を設けたことを特徴とする半導体記憶
装置。
1. A semiconductor memory device having a means for performing an operation of writing the same stored information as the information stored in a memory cell into the memory cell and a means for determining the start of the operation, in the m-th semiconductor memory device. A memory cell, an mth data line pair to which the mth memory cell is connected, an mth sense amplifier for amplifying a minute signal read to the mth data line pair, An n-th memory cell, an n-th data line pair to which the n-th memory cell is connected, and an n-th data line pair for amplifying a minute signal read to the n-th data line pair. A sense amplifier; an mth drive signal line for driving the mth sense amplifier; an mth switch means for connecting the mth drive signal line and a power supply line; Drive the sense amplifier of the nth A driving signal line and an n-th switch means for connecting the n-th driving signal line and the power supply line, wherein the m-th driving signal line and the n-th driving signal line are connected to each other. A semiconductor memory device characterized in that a connecting means is provided between them.
【請求項2】請求項1に記載の半導体記憶装置におい
て、 上記動作の開始を判断する手段は、第1の入力信号が第
1の電位から第2の電位に切り替わった後の時間を計測
する手段と、所定の時間が経つと該動作を開始する信号
を発生する手段を含むことを特徴とする半導体記憶装
置。
2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the means for determining the start of the operation measures the time after the first input signal switches from the first potential to the second potential. A semiconductor memory device comprising means and means for generating a signal for starting the operation when a predetermined time has passed.
【請求項3】請求項1に記載の半導体記憶装置におい
て、 上記動作の開始を判断する手段は、第1の入力信号が第
1の電位から第2の電位に切り替わった後に第2の入力
信号が第1の電位から第2の電位に切り替わったことを
検出する手段を含むことを特徴とする半導体記憶装置。
3. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the means for determining the start of the operation is the second input signal after the first input signal is switched from the first potential to the second potential. 2. A semiconductor memory device comprising: means for detecting that the first potential has been switched to the second potential.
【請求項4】請求項1から請求項3までの何れかに記載
の半導体記憶装置において、 メモリセルを選択するためのアドレス情報発生手段を有
することを特徴とする半導体記憶装置。
4. The semiconductor memory device according to claim 1, further comprising address information generating means for selecting a memory cell.
【請求項5】請求項1から請求項4までの何れかに記載
の半導体記憶装置において、 上記動作の開始を判断する手段を用いて該動作行なう場
合に該動作が行われるメモリセルの数は、該動作の開始
を判断する手段を用いないで該動作行なう場合に該動作
が行われるメモリセルの数よりも多いことを特徴とする
半導体記憶装置。
5. The semiconductor memory device according to any one of claims 1 to 4, wherein the number of memory cells in which the operation is performed when the operation is performed using a means for determining the start of the operation is A semiconductor memory device characterized in that, when the operation is performed without using a means for determining the start of the operation, the number is larger than the number of memory cells in which the operation is performed.
【請求項6】請求項1から請求項5までの何れかに記載
の半導体記憶装置において、 上記第m番目のスイッチ手段をオフにする期間と上記第
n番目のスイッチ手段をオフにする期間とが重なる期間
があり、該重なる期間中に上記接続手段によって上記第
m番目の駆動信号線と上記第n番目の駆動信号線は接続
されることを特徴とする半導体記憶装置。
6. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein a period for turning off the m-th switch means and a period for turning off the n-th switch means. The semiconductor memory device is characterized in that there is an overlapping period, and the m-th driving signal line and the n-th driving signal line are connected by the connecting means during the overlapping period.
【請求項7】請求項6に記載の半導体記憶装置におい
て、 上記第m番目のデータ線対に読み出された微小信号を上
記第m番目のセンスアンプが増幅し、かつ上記第m番目
のスイッチ手段をオフにした後、上記接続手段によって
上記第m番目の駆動信号線と上記第n番目の駆動信号線
を一旦接続してから切り離し、しかる後上記第n番目の
スイッチ手段をオンにして上記第n番目のセンスアンプ
により上記第n番目のデータ線対に読み出された微小信
号を増幅することを特徴とする半導体記憶装置。
7. The semiconductor memory device according to claim 6, wherein the m-th sense amplifier amplifies a minute signal read to the m-th data line pair, and the m-th switch. After turning off the means, the connection means once connects and disconnects the mth drive signal line and the nth drive signal line, and then turns on the nth switch means to turn on the above. A semiconductor memory device characterized in that an infinitesimal signal read to the nth data line pair is amplified by an nth sense amplifier.
【請求項8】請求項6に記載の半導体記憶装置におい
て、 上記第n番目のデータ線対に読み出された微小信号を増
幅した後、上記第n番目のスイッチ手段をオフにし、さ
らに上記接続手段によって上記第m番目の駆動信号線と
上記第n番目の駆動信号線を一旦接続してから切り離
し、しかる後上記第m番目のスイッチ手段をオンにして
上記第m番目のセンスアンプにより上記第m番目のデー
タ線対に読み出された微小信号を増幅することを特徴と
する半導体記憶装置。
8. The semiconductor memory device according to claim 6, wherein after amplifying the minute signal read to the n-th data line pair, the n-th switch means is turned off and the connection is further established. Means for connecting the m-th drive signal line and the n-th drive signal line once and then disconnecting them, and then turning on the m-th switch means to turn on the m-th sense amplifier by the m-th sense amplifier. A semiconductor memory device characterized by amplifying a minute signal read to an m-th data line pair.
【請求項9】請求項1から請求項8までの何れかに記載
の半導体記憶装置において、 上記第m番目のメモリセルと第n番目のメモリセルはそ
れぞれ1つのトランジスタと1つのキャパシタからなる
ことを特徴とする半導体記憶装置。
9. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the mth memory cell and the nth memory cell each include one transistor and one capacitor. A semiconductor memory device characterized by:
【請求項10】請求項1乃至請求項9の何れかに記載の
半導体記憶装置において、 チップに入力するクロックに同期させて、他の制御信号
又はアドレス信号又はデータのチップ内への取り込み及
びチップからのデータの取り出しを行なうことを特徴と
する半導体記憶装置。
10. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein another chip control signal, an address signal, or data is taken into the chip and the chip is synchronized with a clock input to the chip. A semiconductor memory device characterized in that data is taken out from the semiconductor memory device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09128964A (en) * 1995-10-13 1997-05-16 Lg Semicon Co Ltd Refreshing method reutilizing electric charge
US7206246B2 (en) 2002-02-25 2007-04-17 Fujitsu Limited Semiconductor memory device, refresh control method thereof, and test method thereof

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09128964A (en) * 1995-10-13 1997-05-16 Lg Semicon Co Ltd Refreshing method reutilizing electric charge
US7206246B2 (en) 2002-02-25 2007-04-17 Fujitsu Limited Semiconductor memory device, refresh control method thereof, and test method thereof
US7764559B2 (en) 2002-02-25 2010-07-27 Fujitsu Semiconductor Limited Semiconductor memory device, refresh control method thereof, and test method thereof
US8023353B2 (en) 2002-02-25 2011-09-20 Fujitsu Semiconductor Limited Semiconductor memory device, refresh control method thereof, and test method thereof

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