JPH0765583A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH0765583A
JPH0765583A JP5234012A JP23401293A JPH0765583A JP H0765583 A JPH0765583 A JP H0765583A JP 5234012 A JP5234012 A JP 5234012A JP 23401293 A JP23401293 A JP 23401293A JP H0765583 A JPH0765583 A JP H0765583A
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昇 川又
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ビット線に係る等価的浮遊容量を削減して消
費電流を削減する。 【構成】 1列に配置されたメモリセルの接続されるビ
ット線対を、ビット線対A7、ビット線対B8の2対と
し、リード・ライトバッファ4aの近くに配置されたメ
モリセルはビット線対Aに、遠くに配置されたメモリセ
ルはビット線対Bに接続する。各メモリセルはロウデコ
ーダ6によって選択する。カラムデコーダ5は、トラン
ジスタ9を選択的に導通させて、ビット線対A、ビット
線対Bの内、いずれか一方をリード・ライトバッファ4
aとプリチャージ用トランジスタ9に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体記憶装置に関
し、特に、リード・ライト可能なランダムアクセス半導
体記憶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は、特開平1−241093号公報
に記載された、この種従来の半導体記憶装置の構成図で
ある。同図に示されるように、従来の半導体記憶装置で
は、メモリセルアレイ1内のメモリセルが分割ビット線
12に接続され、分割ビット線12は、クロックφ1
φ2 によって選択される選択トランジスタ15を介して
主ビット線11に接続され、主ビット線11はカラムア
ンプ13に接続され、カラムアンプ13の出力端子は、
カラムデコーダによって選択される選択トランジスタ1
6を介してデータ入力・出力アンプ14に接続されてい
る。
【0003】次に、この従来の半導体記憶装置の動作に
ついて説明する。リード時においては、メモリセルアレ
イ1中の1つのメモリセルが選択され、その記憶データ
が分割ビット線12に出力される。さらに、クロックφ
1 あるいはφ2 により分割ビット線12は主ビット線1
1に接続され、出力された記憶データは、カラムアンプ
13に入力され増幅される。増幅された記憶データは、
カラムデコーダによって選択された選択トランジスタ1
6を介してデータ入力・出力アンプ14に入力され、外
部に出力される。
【0004】次に、ライト時においては、上記とは逆
に、書き込みデータは、データ入力・出力アンプ15に
入力され、カラムデコーダにより選択された選択トラン
ジスタ16を介してカラムアンプ13に出力され、さら
に主ビット線11に出力される。この書き込みデータ
は、選択トランジスタ15によって選択された分割ビッ
ト線12を経由して、メモリセルアレイ内のメモリセル
の1つに記憶される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の半導体
記憶装置では、入・出力データは主ビット線11を必ず
経由する。而して、主ビット線は、メモリセルアレイの
端から端まで布線されており、かなりの浮遊容量を持っ
ている。そして、データのリード・ライト時には、この
浮遊容量を充放電しなければならないため、従来の半導
体記憶装置では、電力消費が多くなるという問題点があ
った。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、本発明によれば、複数のメモリセル(1a)がマト
リックス状に配置されたメモリセルアレイ(1)と、前
記メモリセルアレイのワード線を選択するロウデコーダ
(6)と、メモリセル列毎に配置され、当該列のメモリ
セルからの出力データが入力されその書き込みデータを
出力するリード・ライトバッファ(4a)と、メモリセ
ルアレイのビット線対(7、8)と前記リード・ライト
バッファとの間に接続されたスイッチ手段(3a)と、
前記スイッチ手段を選択的に導通させるカラムデコーダ
(5)と、を備える半導体記憶装置において、同一列に
配置されたメモリセルに対し長さの異なる複数対のビッ
ト線(7、8)を設け、前記カラムデコーダにより選択
的に前記スイッチ手段を導通させて何れかのビット線対
を前記リード・ライトバッファに接続させるようにした
ことを特徴とする半導体記憶装置が提供される。
【0007】
【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。図1は、本発明の一実施例の全体の構成を
示すブロック図である。同図に示されるように、この実
施例の半導体記憶装置は、複数のメモリセルがマトリッ
クス状に配置されたメモリセルアレイ1と、前記メモリ
セルアレイのワード線2を選択するロウデコーダ6と、
メモリセル列毎に配置されたリード・ライトバッファの
全体を含むリード・ライトバッファ群4と、メモリセル
アレイのビット線対と前記リード・ライトバッファとの
間に接続された選択トランジスタの全体を含む選択トラ
ンジスタ群3と、この選択トランジスタ群の中から特定
のトランジスタを選択して導通させるカラムデコーダ5
と、を備えている。
【0008】後述するように、メモリセルアレイ1内の
同一列のメモリセルに対して長さの異なる複数対のビッ
ト線が形成され、それらのビット線対の内特定のものが
カラムデコーダ5によって選択されたトランジスタを介
してリード・ライトバッファ群4の中の1つのリード・
ライトバッファと接続される。また、リード時あるいは
ライト時には、その特定のビット線対は、図外プリチャ
ージ手段によりプリチャージ電位に充電される。
【0009】リード時あるいはライト時には、カラムデ
コーダ5とロウデコーダ6とにより、一組のメモリセル
が選択されるが、その場合に、カラムデコーダ5は、同
一列のメモリセルについては選択すべきメモリセルが接
続されている側のビット線対を選択する。リード時に
は、選択されたビット線対に出力されたリードデータが
リード・ライトバッファ(4)に入力され、該バッファ
を介して外部に出力される。ライト時には、書き込みデ
ータはリード・ライトバッファ(4)に入力され、該バ
ッファから出力された書き込みデータは、カラムデコー
ダ5によって選択されたビット線対を介してロウデコー
ダ6で選択されたメモリセルに書き込まれる。
【0010】図2は、本実施例の半導体記憶装置のメモ
リセル1列分の回路構成を示す回路図である。同図に示
されるように、それぞれ複数のメモリセル1aが接続さ
れたビット線対A7およびビット線対B8は、選択トラ
ンジスタ3aを介してリード・ライトバッファ4aに接
続されている。ビット線対A7の配線はビット線対B8
の配線より短い。そして、ビット線対Aにはリード・ラ
イトバッファ4aからの距離の近いメモリセル1aが接
続され、ビット線対Bにはリード・ライトバッファ4a
から遠くに配置されたメモリセル1aのみが接続されて
いる。選択トランジスタ3aのゲートにはカラムデコー
ダ5の選択信号が入力される。ビット線対A、Bに接続
されたメモリセル1aは、ロウデコーダ6により選択さ
れる。また、リード・ライトバッファ4aの入出力端子
は、プリチャージ信号によって制御されるトランジスタ
9を介して電源VDDに接続されている。
【0011】このように構成された半導体記憶装置で
は、ビット線対に関する等価的に浮遊容量が減少し、そ
の結果消費電流が低減化される。いま、ビット線対A7
の配線長がビット線対B8の配線長の半分であるものと
し、両ビット線対に同数のメモリセルが接続されている
ものとする。ビット線対が1本のときの浮遊容量をCと
すると、接続されたメモリセルにかかる浮遊容量を無視
すれば、ビット線対A7の浮遊容量は1/2・C、ビッ
ト線対B8の浮遊容量はCとなる。ここで、均等にメモ
リセルが選択されるものとすると、等価的浮遊容量CE
は、 CE =(1/2・C+C)÷2=3/4・C となる。また、ビット線対が1本のときの消費電流は、
f・C・Vとなる(f:動作周波数、V:電源電圧)
が、本実施例の場合には、均等にメモリセルが選択され
るものとして、3/4・f・C・となる。なお、各ビッ
ト線対A、Bには、ビット線対が1本のときの半分のメ
モリセルが接続されるだけであるので、実際にビット線
対A、Bに付く浮遊容量は1/2・C、Cより小さいも
のとなる。
【0012】次に、本実施例回路の動作について説明す
る。図3は、図2に示された回路の動作を説明するため
のタイミングチャートである。いま、選択されるメモリ
セル1aがビット線対A7に接続されているものとす
る。プリチャージ信号が‘L’になると、トランジスタ
9はオンし、このとき同時にカラムデコーダ5の出力も
変化し、ビット線対A7に接続された選択トランジスタ
3aがオンするので、ビット線対A7は‘H’となる。
この時ビット線対B8は直前のデータを保持している状
態で、変化はない。また、ロウデコーダ6の出力は
‘L’なので各メモリセル1aは閉じている。
【0013】次に、プリチャージ信号が‘H’になる
と、トランジスタ9はオフする。カラムデコーダ5の出
力は変化しないのでビット線対A7はリード・ライトバ
ッファ4aと接続されている。ここでロウデコーダ6が
ワード線2の1つを選択し、これによりビット線対A7
に接続されたメモリセル1aの1つが開かれる。
【0014】いま、リード時にあるものとすると、選択
されたメモリセル1aの記憶データがビット線対A7を
経由してリード・ライトバッファ4aに入力され、該バ
ッファを介して外部に出力される。また、ライト時にお
いては、書き込みデータがリード・ライトバッファ4a
に入力され、該バッファから出力された書き込みデータ
は、ビット線対A7を介して、ロウデコーダ6により選
択されたメモリセル1aに記憶される。これら一連の動
作中において、ビット線対B8に接続されたメモリセル
1aは全て閉じた状態にあり、ビット線対B8は先のデ
ータを保持し続ける。カラムデコーダ5によりビット線
対B8が選択された時も動作は同様で、この場合には、
ビット線対B8には状態変化が起こるが、ビット線対A
7は直前のデータを保持し続け、状態変化は起きない。
【0015】以上好ましい実施例について説明したが、
本発明は上記実施例に限定されるされるものではなく、
特許請求の範囲に記載された本願発明の要旨内において
各種の変更が可能である。例えば、実施例では、ビット
線対を2つに分けていたが、これを3乃至それ以上に分
けることができる。なお、複数のビット線対を異なる配
線層で形成するようにすれば、本発明を実施することに
よるチップ面積の増加を抑えることができる。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体記
憶装置は、ビット線対を分割し、リード・ライトバッフ
ァの直前にて選択トランジスタを介して各ビット線対を
接続したものであるので、リード・ライトバッファに近
い方のメモリセルの接続されたビット線対の浮遊容量は
小さくなり、それに伴い、リード・ライトバッファから
遠い方のメモリセルの接続されたビット線対を含めた等
価的な浮遊容量が小さくなる。したがって、本発明によ
れば、データ書き込み時およびデータ読み出し時の消費
電流を削減することができる。
【0017】例えば、ビット線対が1本のときに比較し
て、ビット線対を2本とした場合には、等価的浮遊容量
および消費電流を3/4以下とすることができ、また、
ビット線対を3本とした場合には、ビット線対が1本の
ときの浮遊容量をCとして、等価的浮遊容量CE は、 CE =(1/3・C+2/3・C+C)÷3=2/3・
C となり、等価的浮遊容量および消費電流を2/3以下と
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例の全体の構成を示すブロッ
ク図。
【図2】 本発明の一実施例の1メモリセル列分の構成
を示す回路図。
【図3】 本発明の一実施例の動作を説明するためのタ
イミングチャート。
【図4】 従来例の構成を示す図。
【符号の説明】
1 メモリセルアレイ 1a メモリセル 2 ワード線 3 選択トランジスタ群 3a 選択トランジスタ 4 リード・ライトバッファ群 4a リード・ライトバッファ 5 カラムデコーダ 6 ロウデコーダ 7 ビット線対A 8 ビット線対B 9 トランジスタ 11 主ビット線 12 分割ビット線 13 カラムアンプ 14 データ入力・出力アンプ 15、16 選択トランジスタ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のメモリセルがマトリックス状に配
    置されたメモリセルアレイと、前記メモリセルアレイの
    ワード線を選択するロウデコーダと、メモリセル列毎に
    配置され、当該列のメモリセルからの出力データが入力
    されその書き込みデータを出力するリード・ライトバッ
    ファと、メモリセルアレイのビット線対と前記リード・
    ライトバッファとの間に接続されたスイッチ手段と、前
    記スイッチ手段を選択的に導通させるカラムデコーダ
    と、を備える半導体記憶装置において、同一列に配置さ
    れたメモリセルに対し長さの異なる複数対のビット線を
    設け、前記カラムデコーダにより選択的に前記スイッチ
    手段を導通させて何れかのビット線対を前記リード・ラ
    イトバッファに接続させるようにしたことを特徴とする
    半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】 前記複数対のビット線に対し1つのプリ
    チャージ手段が設けられており、該プリチャージ手段と
    前記複数対のビット線との間には前記スイッチ手段が接
    続されていることを特徴とする請求項1記載の半導体記
    憶装置。
  3. 【請求項3】 前記複数対のビット線の内長い配線長の
    ビット線には前記リード・ライトバッファから遠い位置
    に配置されたメモリセルのみが接続されていることを特
    徴とする請求項1記載の半導体記憶装置。
  4. 【請求項4】 前記複数対のビット線の内1または複数
    のビット線対は、他のビット線対とは異なる層の配線に
    よって形成されていることを特徴とする請求項1記載の
    半導体記憶装置。
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JPH0589679A (ja) * 1991-09-30 1993-04-09 Sanyo Electric Co Ltd 半導体メモリ装置

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