JPH08249885A - Dynamic semiconductor storage - Google Patents

Dynamic semiconductor storage

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JPH08249885A
JPH08249885A JP7050977A JP5097795A JPH08249885A JP H08249885 A JPH08249885 A JP H08249885A JP 7050977 A JP7050977 A JP 7050977A JP 5097795 A JP5097795 A JP 5097795A JP H08249885 A JPH08249885 A JP H08249885A
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JP
Japan
Prior art keywords
vcc
sense amplifier
drive line
bit line
switch element
Prior art date
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Pending
Application number
JP7050977A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Daizaburo Takashima
大三郎 高島
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

PURPOSE: To reduce power required for charging and discharging and to enable random access by inserting large capacitors of intermediate potentials between each of power sources VCC and VSS and a precharge potential and charging and discharging bit lines through these capacitors. CONSTITUTION: Large capacitors C2 , C1 are connected to sense amplifier driver lines/SAN. SAN through switching elements SEN,/SEN to be held at an intermediate potential Vm2 between VSS and 1/2VCC and at an intermediate potential Vm1 between VCC and 1/2VCC respectively. If, this time, Vm1 is set at 3/4VCC and Vm2 at 1/4VCC, power consumption for bit line charging and discharging in all cases of bit line sensing, memory cell writing, bit line equalizing and bit line precharge becomes 1/32CBtotal.VCC<2> . Consequently the energy consumption at one cycle becomes 1/4CBtotal.VCC<2> . Like this, power consumption is reduced and array can be arbitrarily selected, enabling random access.

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、ダイナミック型半導体
記憶装置(DRAM)に係わり、特にビット線の充放電
電流の低減をはかったDRAMに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dynamic semiconductor memory device (DRAM), and more particularly to a DRAM for reducing charge / discharge current of bit lines.

【0002】[0002]

【従来の技術】DRAMにおいては、メモリセルキャパ
シタに蓄積された電荷は時間がたつとリークしてしまう
し、読み出すと破壊してしまうために、データの再書き
込みが必要で、再書き込み時には読み出し後にビット線
対をフルスイングさせてデータをメモリに戻してやる必
要がある。
2. Description of the Related Art In a DRAM, the charge accumulated in a memory cell capacitor leaks over time and is destroyed when read, so that rewriting of data is necessary. It is necessary to fully swing the bit line pair and return the data to the memory.

【0003】この動作の従来例を、図11及び図12に
示す。図11は汎用のDRAM回路を示す回路構成図、
図12はその動作タイミング図である。ワード線WLの
選択後、ビット線BLに読み出されたデータはセンス回
路S/Aで増幅され、この例ではビット線/BL0 ,B
L0 がVcc,Vssにまで回復される。
A conventional example of this operation is shown in FIGS. FIG. 11 is a circuit configuration diagram showing a general-purpose DRAM circuit,
FIG. 12 is an operation timing chart thereof. After the word line WL is selected, the data read to the bit line BL is amplified by the sense circuit S / A. In this example, the bit lines / BL0, B
L0 is restored to Vcc and Vss.

【0004】このとき消費されるエネルギーは、ビット
線/BL0 ,BL0 が (1/2)VccからVcc,Vssに充電
又は放電されるのに各々、1本のビット線容量をCB
すると (1/2)CB {Vcc− (1/2)Vcc}2 = (1/8)CB Vcc2 (1/2)CB { (1/2)Vcc−Vss}2 = (1/8)CB Vcc2 となる。このエネルギーは速度に関係なく一定であり、
キャパシタの電位変化と容量に依存している。
The energy consumed at this time is assumed to be one bit line capacitance C B when the bit lines / BL0, BL0 are charged or discharged from (1/2) Vcc to Vcc, Vss, respectively. 1/2) C B {Vcc- (1/2 ) Vcc} 2 = (1/8) C B Vcc 2 (1/2) C B {(1/2) Vcc-Vss} 2 = (1/8 ) It becomes C B Vcc 2 . This energy is constant regardless of speed,
It depends on the potential change and capacitance of the capacitor.

【0005】また、/EQLがHighレベルになりビ
ット線対BL0 ,/BL0 をショートして (1/2)Vccに
する場合も、ビット線対/BL0 ,BL0 がVcc,Vss
から(1/2)Vccに変化することにより各々、消費エネル
ギーは (1/2)CB {Vcc− (1/2)Vcc}2 = (1/8)CB Vcc
2 , (1/2)CB { (1/2)Vcc−Vss}2 = (1/8)CB Vcc2 となり、1つのサイクルで1つのカラム,1ビット線対
/BLo ,BLo あたり(1/2)CB Vcc2 の消費エネル
ギーを必要とする。
Also, when / EQL becomes High level and the bit line pair BL0, / BL0 is shorted to (1/2) Vcc, the bit line pair / BL0, BL0 is Vcc, Vss.
Energy consumption changes from (1/2) Vcc to (1/2) Vcc, (1/2) C B {Vcc- (1/2) Vcc} 2 = (1/8) C B Vcc
2, (1/2) C B { (1/2) Vcc-Vss} 2 = (1/8) C B Vcc 2 , and the one column in one cycle, one bit line pair / BL o, BL o requiring energy consumption per (1/2) C B Vcc 2.

【0006】通常、DRAMはロウアドレスでワード線
を、カラムアドレスでカラムであるビット線対を選択す
るため、カラムアドレス分のビット線対は一度に充放電
される。このため、1サイクルあたりカラム数× (1/2)
B Vcc2 のエネルギーを消費してしまい、チップの消
費電力の大部分を占めてしまう。さらに世代が進むにつ
れ、容量は4倍、カラム数2倍となり、ビット線の充放
電に要するパワーは益々大きくなる。
Normally, a DRAM selects a word line with a row address and a column bit line pair with a column address, so that bit line pairs corresponding to column addresses are charged and discharged at one time. Therefore, the number of columns per cycle × (1/2)
It consumes the energy of C B Vcc 2 and occupies most of the power consumption of the chip. Further, as the generation advances, the capacity will be quadrupled and the number of columns will be doubled, and the power required for charging / discharging the bit lines will be further increased.

【0007】そこで最近、上記の問題をリフレッシュ時
においてのみ解決する手法が提案されている(特開平5
−135580号公報)。この従来例を、図13及び図
14に示す。図13はDRAM回路を示す回路構成図、
図14はその動作タイミング図である。
Therefore, recently, a method for solving the above-mentioned problem only at the time of refreshing has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 5 (1999) -53977).
-135580). This conventional example is shown in FIGS. FIG. 13 is a circuit configuration diagram showing a DRAM circuit,
FIG. 14 is an operation timing chart thereof.

【0008】アレイAのビット線D11,/D11がVcc,
Vssに回復した後、2つのセルアレイのセンス駆動線P
P1とPP2の間のスイッチSP、PN1とPN2の間
のスイッチSNをショートすることにより、アレイAの
ビット線の電荷をアレイBに流し、これを用いてアレイ
Bのビット線/D21,D21を (1/2)Vccから (1/4)Vc
c, (3/4)Vccにセンスさせる。その後、上記スイッチ
をオフして、/D21,D21をVcc,Vssに回復させる。
同様に、アレイAのビット線D11,/D11はショートに
よりVcc,Vssから (3/4)Vcc, (1/4)Vccになった
後、 (1/2)Vccにイコライズされる。
The bit lines D11 and / D11 of the array A are Vcc,
After recovering to Vss, the sense drive lines P of the two cell arrays
By shorting the switch SP between P1 and PP2 and the switch SN between PN1 and PN2, the charge of the bit line of array A is passed to the array B, and by using this, the bit lines / D21 and D21 of array B are connected. From (1/2) Vcc to (1/4) Vc
c, sense to (3/4) Vcc. Then, the switch is turned off to restore / D21 and D21 to Vcc and Vss.
Similarly, the bit lines D11, / D11 of the array A are equalized to (1/2) Vcc after Vcc, Vss are changed to (3/4) Vcc, (1/4) Vcc by a short circuit.

【0009】即ち、Vccと (1/2)Vccのショートにより
(3/4)Vccとなり、Vssと (1/2)Vccのショートにより
(1/4)Vccとなり、チャージをリサイクルして行うこと
により消費エネルギーは1カラムあたり従来の (1/2)C
B Vcc2 の半分の (1/4)CBVcc2 に低減される。
That is, due to a short circuit between Vcc and (1/2) Vcc
(3/4) Vcc, due to a short between Vss and (1/2) Vcc
It becomes (1/4) Vcc, and energy consumption per column is (1/2) C of the conventional one by recycling the charge.
B half (1/4) of Vcc 2 is reduced to C B Vcc 2.

【0010】しかしながら、この種の方式にあっては次
のような問題があった。第1に、アレイAを選択後、必
ず次の他のアレイBのワード線を上げてセンスを行う必
要がある。つまり、アレイAのイコライズをアレイBの
センス動作と同時に行わなければならず、常に順に動作
していなくては効果がない。第2に、アレイAの選択
後、イコライズして、同じアレイAが選択できない。つ
まり、同じアレイ内の他のワード線が選択できないし、
ランダムアクセスができない。
However, this type of system has the following problems. First, after selecting the array A, it is necessary to raise the word line of the next other array B for sensing. That is, the equalization of the array A must be performed at the same time as the sensing operation of the array B, and it is not effective if they are not always operated in sequence. Second, the same array A cannot be selected by equalizing after selecting the array A. In other words, you can't select another word line in the same array,
Random access is not possible.

【0011】さらに、アレイ間にスイッチがある所しか
適用できず、アレイ選択の自由度が下がる等の問題があ
り、パワーは減るが特別なセルフリフレッシュ等のリフ
レッシュ方式にしか適用できず、外部からアドレスを入
れる通常のランダムアクセスができない問題点があっ
た。
Further, it can be applied only where there is a switch between the arrays, and there is a problem that the degree of freedom in array selection is reduced. Although the power is reduced, it can be applied only to a refresh method such as a special self-refresh, and it is externally applied. There was a problem that normal random access to put an address was not possible.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】このように従来のDR
AMにおいては、ビット線の充放電に要するパワーが大
きいという問題がある。これを解決するために特開平5
−135580号公報のような方式を採用すると、ビッ
ト線の充放電によるパワーは半減できる半面、DRAM
で重要なランダムアクセス機能が損なわれる問題点があ
った。
As described above, the conventional DR
In AM, there is a problem that the power required for charging and discharging the bit line is large. To solve this, Japanese Patent Laid-Open No. Hei 5
If the method as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 135580 is adopted, the power required for charging / discharging the bit lines can be reduced to half, while the DRAM is used.
However, there was a problem that the important random access function was impaired.

【0013】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、ビット線の充放電に要
するパワーを低減しつつランダムアクセスができるDR
AMを提供することにある。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances. An object of the present invention is to provide a DR capable of random access while reducing the power required for charging and discharging the bit line.
To provide AM.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、次のような構成を採用している。即ち、本
発明は、複数のビット線と複数のワード線の各交点の少
なくとも2個に1個の割合で配置される複数のメモリセ
ルと、ビット線の各対に接続される複数のnMOSセン
スアンプ回路及びpMOSセンスアンプ回路と、nMO
Sセンスアンプ回路を駆動する第1の駆動線と、pMO
Sセンスアンプ回路を駆動する第2の駆動線とからなる
メモリセルアレイを備えたダイナミック型半導体記憶装
置において、第1の駆動線は、第1のスイッチ素子を介
して第1の電源に接続され、かつ第2のスイッチ素子を
介して第1の電源より電位の高い第2の電源に接続さ
れ、第2の駆動線は、第3のスイッチ素子を介して第3
の電源に接続され、かつ第4のスイッチ素子を介して第
3の電源より電位の低い第4の電源に接続されてなるこ
とを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following configurations. That is, according to the present invention, a plurality of memory cells arranged at a ratio of one to at least two intersections of a plurality of bit lines and a plurality of word lines, and a plurality of nMOS senses connected to each pair of bit lines. Amplifier circuit and pMOS sense amplifier circuit, and nMO
A first drive line for driving the S sense amplifier circuit and pMO
In a dynamic semiconductor memory device including a memory cell array including a second drive line that drives an S sense amplifier circuit, the first drive line is connected to a first power supply via a first switch element, The second drive line is connected to the second power supply having a higher potential than the first power supply via the second switch element, and the second drive line is connected to the third power supply via the third switch element.
And a fourth power source having a lower potential than that of the third power source through the fourth switch element.

【0015】また、本発明(請求項2)は、複数のビッ
ト線と複数のワード線の各交点の少なくとも2個に1個
の割合で配置される複数のメモリセルと、ビット線の各
対に接続される複数のnMOSセンスアンプ回路及びp
MOSセンスアンプ回路と、nMOSセンスアンプ回路
を駆動する第1の駆動線と、pMOSセンスアンプ回路
を駆動する第2の駆動線とからなるメモリセルアレイを
備えたダイナミック型半導体記憶装置において、第1の
駆動線は、第1のスイッチ素子を介して又は直接第1の
電源に接続され、第2の駆動線は第3のスイッチ素子を
介して第3の電源に接続され、かつ第4のスイッチ素子
を介して第3の電源より電位の低い第4の電源に接続さ
れてなることを特徴とする。
According to the present invention (claim 2), a plurality of memory cells arranged at a ratio of at least two intersections of a plurality of bit lines and a plurality of word lines, and each pair of bit lines. NMOS sense amplifier circuits and p connected to
A dynamic semiconductor memory device including a memory cell array including a MOS sense amplifier circuit, a first drive line for driving an nMOS sense amplifier circuit, and a second drive line for driving a pMOS sense amplifier circuit is provided. The drive line is connected to the first power source via the first switch element or directly, the second drive line is connected to the third power source via the third switch element, and the fourth switch element. And a fourth power source having a lower potential than the third power source.

【0016】また、本発明(請求項3)は、複数のビッ
ト線と複数のワード線の各交点の少なくとも2個に1個
の割合で配置される複数のメモリセルと、ビット線の各
対に接続される複数のnMOSセンスアンプ回路及びp
MOSセンスアンプ回路と、nMOSセンスアンプ回路
を駆動する第1の駆動線と、pMOSセンスアンプ回路
を駆動する第2の駆動線とからなるメモリセルアレイを
備えたダイナミック型半導体記憶装置において、第1の
駆動線は、第1のスイッチ素子を介して第1の電源に接
続され、かつ第2のスイッチ素子を介して第1の電源よ
り電位の高い第2の電源に接続され、第2の駆動線は、
第3のスイッチ素子を介して又は直接第3の電源に接続
されてなることを特徴とする。
According to the present invention (claim 3), a plurality of memory cells arranged at a ratio of at least two intersections of a plurality of bit lines and a plurality of word lines, and each pair of bit lines. NMOS sense amplifier circuits and p connected to
A dynamic semiconductor memory device including a memory cell array including a MOS sense amplifier circuit, a first drive line for driving an nMOS sense amplifier circuit, and a second drive line for driving a pMOS sense amplifier circuit is provided. The drive line is connected to the first power supply via the first switch element, and is connected to the second power supply having a higher potential than the first power supply via the second switch element. Is
It is characterized in that it is connected to the third power source directly or through the third switch element.

【0017】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は、次のものがあげられる。 (1) 第1の電源はVssであり、第3の電源はVccである
こと。 (2) 第2の電源の電位をビット線プリチャージ電位(例
えば (1/2)Vcc)と第1の電源(Vss)の中間の電位
(例えば (1/4)Vcc)とすること。 (3) 第4の電源の電位をビット線プリチャージ電位(例
えば (1/2)Vcc)と第3の電源(Vcc)の中間の電位
(例えば (3/4)Vcc)とすること。 (4) 第2,第4の電源はチップ内で第1,第3の電源よ
り発生すること。 (5) 第2,第4の電源の発生は、第3,第4スイッチ素
子がオフしている2つの期間、即ちビット線再書き込み
時間、又はビット線イコライズからビットセンス前まで
のどちらか一方の時間で発生すること。 (6) 第2,第4の電源は、各々一度に活性化するセルア
レイのビット線容量の半分以上の安定化キャパシタが接
続されていること。 (7) 安定化キャパシタはメモリセルキャパシタと同一絶
縁膜で形成されていること。 (8) 第1の駆動線にさらに複数のスイッチ素子及びそれ
を介して第1,第2と異なる電位の複数の電源がつなが
り、第2の駆動線にさらに複数のスイッチ素子及びそれ
を介して第3,第4と異なる電位の複数の電源がつなが
ること。
The preferred embodiments of the present invention are as follows. (1) The first power supply is Vss and the third power supply is Vcc. (2) The potential of the second power supply is set to an intermediate potential (eg (1/4) Vcc) between the bit line precharge potential (eg (1/2) Vcc) and the first power supply (Vss). (3) The potential of the fourth power source should be an intermediate potential (eg (3/4) Vcc) between the bit line precharge potential (eg (1/2) Vcc) and the third power source (Vcc). (4) The second and fourth power supplies should be generated from the first and third power supplies in the chip. (5) The second and fourth power supplies are generated in two periods in which the third and fourth switch elements are off, that is, one of the bit line rewriting time or the bit line equalization to before bit sensing. Can occur in the time of. (6) Each of the second and fourth power supplies is connected to a stabilizing capacitor that is more than half the bit line capacitance of the cell array that is activated at one time. (7) The stabilizing capacitor is formed of the same insulating film as the memory cell capacitor. (8) A plurality of switch elements and a plurality of power sources having different potentials from the first and second power sources are connected to the first drive line, and a plurality of switch elements and a plurality of switch elements and the same are connected to the second drive line. Connecting multiple power supplies with different potentials from the third and fourth.

【0018】[0018]

【作用】本発明において、例えばビット線のプリチャー
ジ電位を (1/2)Vcc、第1の電源をVss、第3の電源を
Vccとする。また、第2の電源としてVssと (1/2)Vcc
の中間電位Vm2の容量の大きなキャパシタC2 を有し、
第4の電源としてVccと(1/2)Vccの中間電位Vm1の容
量の大きなキャパシタC1 を有するものとする。さら
に、第1の駆動線を/SAN、第2の駆動線をSAPと
する。
In the present invention, the bit line precharge potential is (1/2) Vcc, the first power source is Vss, and the third power source is Vcc. Also, Vss and (1/2) Vcc are used as the second power source.
Has a large capacitor C2 having an intermediate potential Vm2 of
It is assumed that the fourth power supply has a capacitor C1 having a large capacity of an intermediate potential Vm1 between Vcc and (1/2) Vcc. Further, the first drive line is / SAN and the second drive line is SAP.

【0019】この場合、プリチャージを例えば (1/2)V
ccとし、Vm1を (3/4)Vcc,Vm2を(1/4)Vccとする
と、ビット線センス時はまず、センス駆動線/SANと
Vm1とがショートされ、キャパシタC1 から/SANを
通してビット線に電荷分配により電流が流れ、ビット線
対/BL0 ,BL0 の一方の電位が上がる。ここで、一
度に充放電するビット線の半分、即ち“1”になるビッ
ト線の全容量(CB total )よりC1 が大きいほど、シ
ョート後にVm1に近づく。このとき消費されるエネルギ
ーはC1 >>CB total 時、Vm1と (1/2)Vccの電位差が
(1/4)Vccしかないため、抵抗を介して発生する消費エ
ネルギーは (1/2)CB total {(3/4)Vcc− (1/2)Vcc}2 =(1/32)CB total ・Vcc2 となる。同時に、センス駆動線SAPとVm2をショート
させるため、キャパシタC2 がCB total に対して大き
い時、“0”になるビット線はC2 とCB total間の電
荷分配により (1/2)Vccから (1/4)Vccに下がり、同様
に消費エネルギーは (1/2)CB total {(1/2)Vcc− (1/4)Vcc}2 =(1/32)CB total ・Vcc2 となる。
In this case, the precharge is, for example, (1/2) V
When cc is set, Vm1 is set to (3/4) Vcc, and Vm2 is set to (1/4) Vcc, the sense drive line / SAN and Vm1 are short-circuited at the time of bit line sensing, and the bit line is passed through capacitors C1 to / SAN. A current flows due to the charge distribution, and the potential of one of the bit line pair / BL0, BL0 rises. Here, as C1 is larger than half of the bit lines that are charged and discharged at one time, that is, the total capacitance (C B total) of the bit lines that becomes "1", Vm1 approaches after the short circuit. The energy consumed at this time is the potential difference between Vm1 and (1/2) Vcc when C1 >> C B total.
Since there is only (1/4) Vcc, the energy consumed through the resistor is (1/2) C B total {(3/4) Vcc- (1/2) Vcc} 2 = (1/32) C B total ・ Vcc 2 . At the same time, since the sense drive line SAP and Vm2 are short-circuited, when the capacitor C2 is larger than C B total, the bit line which becomes “0” starts from (1/2) Vcc due to the charge distribution between C 2 and C B total. (1/4) Vcc, and the energy consumption is (1/2) C B total {(1/2) Vcc- (1/4) Vcc} 2 = (1/32) C B total · Vcc 2 Becomes

【0020】次に、/SAN,SAPを各々Vss,Vcc
線に接続を切り換えてビット線/BL0 (RL)をVs
s,Vccにまで回復させ、メモリセルに電位を書き込
む。このときの消費エネルギーは各々、(1/32)CB to
tal となる。
Next, / SAN and SAP are set to Vss and Vcc, respectively.
Switch the connection to the line and set the bit line / BL0 (RL) to Vs
It is restored to s and Vcc, and the potential is written in the memory cell. The energy consumption at this time is (1/32) C B to
It becomes tal.

【0021】次に、ワード線を下げた後、ビット線をイ
コライズする時は、まずSAPとVm1をショート、/S
ANとVm2をショートさせるとすると、SAP及びそれ
につながるビット線からVm1のキャパシタC1 に電流が
流れ、その電位は (3/4)Vccになる。センス時流れた電
荷分、この時電荷が入ってくるため元の (3/4)Vccに戻
るため、Vm1電位は一定を保つ。従って電源投入時 (3/
4)Vccにして、あとは例えばプリチャージにリークで変
動した分補正するするだけでよい。このときの消費エネ
ルギーは(1/32)CB total ・Vcc2 である。
Next, after lowering the word line, when equalizing the bit line, first, SAP and Vm1 are short-circuited, / S
If AN and Vm2 are short-circuited, a current will flow from the SAP and the bit line connected thereto to the capacitor C1 of Vm1, and the potential will be (3/4) Vcc. At this time, the charge flows in at the time of sensing, and since the charge is input at this time, it returns to the original (3/4) Vcc, so that the Vm1 potential is kept constant. Therefore, when the power is turned on (3 /
4) It is only necessary to set the voltage to Vcc and then correct the amount of fluctuation due to leakage in precharge, for example. The energy consumption at this time is (1/32) C B total · Vcc 2 .

【0022】同様に、/SAN及びそれにつながるビッ
ト線にVm2のキャパシタC2 から電流が流れ、その電位
は (1/4)Vccとなる。センス時に入った電荷分、この時
出るため、元の (1/4)Vccに戻り、Vm2は一定電位を保
つ。従って電源投入時に一度(1/4)Vccにして、あとは
プリチャージ時にリークで変動した分補正するだけでよ
い。このときの消費エネルギーは(1/32)CB total ・
Vcc2 である。
Similarly, a current flows from the capacitor C2 of Vm2 to / SAN and the bit line connected thereto, and its potential becomes (1/4) Vcc. Since the amount of charge that has entered during sensing is discharged at this time, it returns to the original (1/4) Vcc, and Vm2 maintains a constant potential. Therefore, it is only necessary to set (1/4) Vcc once when the power is turned on, and then correct the fluctuation due to the leak at the precharge. The energy consumption at this time is (1/32) C B total ・
It is Vcc 2 .

【0023】次に、/SAN,SAPをショートするよ
うに切り換えて、/SAN,SAPを (1/2)Vccにし、
ビット線対も全部 (1/2)Vccにプリチャージする。この
ときのパワーも共に(1/32)CB total ・Vcc2 とな
る。
Then, / SAN and SAP are switched to be short-circuited, and / SAN and SAP are set to (1/2) Vcc,
Precharge all bit line pairs to (1/2) Vcc. The power at this time is also (1/32) C B total · Vcc 2 .

【0024】よって、1サイクルの消費エネルギーは
(1/4)CB total ・Vcc2 となり、従来の (1/2)Vccプ
リチャージ方式の半分に低減できる。さらに、従来の他
のアレイ間でチャージをリサイクルしてやる方式に対し
て、本発明は1サイクルでエネルギーを低減できる。即
ち、センスとイコライズで電荷をリサイクルしているの
で、本発明は同じセルアレイを毎回選んでもよいし、他
のアレイを任意に選べるし、アレイ活性化する時間と次
のアレイを活性化する時間に間があいてもよい。つま
り、通常のランダムアクセスが可能となる。
Therefore, the energy consumption of one cycle is
(1/4) C B total · Vcc 2 next can be reduced to half the conventional (1/2) Vcc precharge scheme. Further, the present invention can reduce energy in one cycle, as compared with the conventional method of recycling charge between other arrays. That is, since the charge is recycled by the sense and the equalize, the present invention may select the same cell array every time, arbitrarily select another array, and set the time to activate the array and the time to activate the next array. There may be a gap. That is, normal random access is possible.

【0025】[0025]

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を説
明する。 (実施例1)図1及び図2は本発明の第1の実施例に係
わるDRAMを説明するためのもので、図1は回路構成
図、図2は動作波形図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (Embodiment 1) FIGS. 1 and 2 are for explaining a DRAM according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a circuit configuration diagram and FIG. 2 is an operation waveform diagram.

【0026】通常の1トランジスタ,1キャパシタのメ
モリセルと、ワード線WL及びビット線対/BL0 ,B
L0 ,…,/BLm-1 ,BLm-1 と、ビット線対につな
がるnMOSからなるセンスアンプと、pMOSからな
るセンスアンプと、nMOSセンスアンプを駆動するセ
ンスアンプ駆動線(第1の駆動線)/SANと、pMO
Sセンスアンプを駆動するセンスアンプ駆動線(第2の
駆動線)SAPと、/SANとVss(第1の電源)を接
続する第1のスイッチ素子(SEN10,…,SEN1(k-
1))と、SAPとVcc(第3の電源)を接続する第3の
スイッチ素子(/SEP10,…,/SEP1(k-1))とか
らセルアレイが構成され、このセルアレイが複数配列さ
れている。
A normal one-transistor / one-capacitor memory cell, word line WL and bit line pair / BL0, B
L0, ..., / BLm-1, BLm-1, a sense amplifier composed of nMOS connected to a bit line pair, a sense amplifier composed of pMOS, and a sense amplifier drive line (first drive line) for driving the nMOS sense amplifier. / SAN and pMO
Sense amplifier drive line (second drive line) SAP for driving the S sense amplifier, and first switch elements (SEN10, ..., SEN1 (k−) connecting / SAN and Vss (first power supply)
1)) and a third switch element (/ SEP10, ..., / SEP1 (k-1)) that connects SAP and Vcc (third power supply), and a plurality of cell arrays are arranged. There is.

【0027】ここまでの構成は従来のDRAMと同様で
あるが、本実施例ではこれに加えて次のスイッチ素子及
び電源が設けられている。即ち、センスアンプ駆動線/
SANに対して、第2のスイッチ素子(SEN00,…,
SEN0(k-2),SEN0(k-1))を介して、Vssと (1/2)
Vccプリチャージの間の電位Vm2の大きな容量C2 を持
つ電源が接続されている。さらに、センスアンプ駆動線
SAPに対して、第4のスイッチ素子(/SEP00,
…,/SEP0(k-2),/SEP0(k-1))を介して、Vcc
と (1/2)Vccプリチャージの間の電位Vm1の大きな容量
C1 を持つ電源が接続されている。
The structure up to this point is the same as that of the conventional DRAM, but in the present embodiment, in addition to this, the following switch element and power supply are provided. That is, the sense amplifier drive line /
For SAN, the second switch element (SEN00, ...,
SEN0 (k-2), SEN0 (k-1)) and Vss and (1/2)
A power source having a large capacitance C2 having a potential Vm2 during Vcc precharge is connected. Further, for the sense amplifier drive line SAP, a fourth switch element (/ SEP00,
,, / SEP0 (k-2), / SEP0 (k-1)) via Vcc
A power source having a large capacitance C1 having a potential Vm1 between (1/2) Vcc precharge and is connected.

【0028】ここで、安定化キャパシタC1 ,C2 はメ
モリセルキャパシタと同一絶縁膜で形成されているのが
望ましい。また本実施例では、ビット線プリチャージ電
位が(1/2)Vccの場合、Vm1= (3/4)Vcc,Vm2= (1/
4)Vccが望ましい。
Here, the stabilizing capacitors C1 and C2 are preferably formed of the same insulating film as the memory cell capacitors. In this embodiment, when the bit line precharge potential is (1/2) Vcc, Vm1 = (3/4) Vcc, Vm2 = (1 /
4) Vcc is desirable.

【0029】動作としては、セルアレイ0を動作させる
時、まずビット線プリチャージを止め、ビット線をフロ
ーティングした後にワード線WL0 を選択する。メモリ
セルからビット線に読み出された微少な信号をセンスア
ンプで増幅するセンス動作をする場合、まず/SEP00
をLow,SEN00をHighにすると、センス駆動線
/SANとVm1がショートされ、キャパシタC1 から/
SANを通してビット線に電荷分配により電流が流れ、
ビット線対/BL0 ,BL0 の一方の電位が上がり、C
1 が一度に充放電するビット線の半分、即ち“1”にな
るビット線の全容量(CB total )より大きいほどショ
ート後にVm1に近づく。このとき、消費されるエネルギ
ーはC1 >>CB total 時、Vm1と (1/2)Vccの電圧差が
(1/4)Vccしかないため、抵抗を介して発生する消費エ
ネルギーは (1/2)CB total {(3/4)Vcc− (1/2)Vcc}2 =(1/32)CB total ・Vcc2 となる。同時に、SAPとVm2をショートさせるためキ
ャパシタC2 がCB に対して大きい時、“0”になるビ
ット線はC2 とCB total 間の電荷分配により (1/2)V
ccから (1/4)Vccに下がり、同様に消費エネルギーは (1/2)CB total {(1/2)Vcc− (1/4)Vcc)2 =(1/32)CB total ・Vcc2 となる。
In operation, when the cell array 0 is operated, first the bit line precharge is stopped, the bit line is floated, and then the word line WL0 is selected. When performing the sense operation of amplifying the minute signal read from the memory cell to the bit line by the sense amplifier, first, / SEP00
LOW and SEN00 High, the sense drive line / SAN and Vm1 are short-circuited and the capacitor C1 to /
Current flows through the SAN to the bit lines due to charge distribution,
The potential of one of the bit line pair / BL0, BL0 rises, and C
1 approaches Vm1 half the bit line charge and discharge, i.e. after a short larger than the total volume of "1" becomes the bit line (C B total) once. At this time, the energy consumed is the voltage difference between Vm1 and (1/2) Vcc when C1 >> C B total.
Since there is only (1/4) Vcc, the energy consumed through the resistor is (1/2) C B total {(3/4) Vcc- (1/2) Vcc} 2 = (1/32) C B total ・ Vcc 2 . At the same time, when the capacitor C2 for shorting the SAP and Vm2 is large relative to C B, "0" becomes bit lines by the charge distribution between C2 and C B total (1/2) V
From cc to (1/4) Vcc, the energy consumption is also (1/2) C B total {(1/2) Vcc- (1/4) Vcc) 2 = (1/32) C B total ・It becomes Vcc 2 .

【0030】次に、/SEP00をHigh、SEN00を
Lowに戻し、/SEP10をLow、SEN10をHig
hにする。即ち、/SAN,SAPを各々Vss,Vcc線
に接続を切り換えてビット線/BL0 RLをVss,Vcc
にまで回復させ、メモリセルに電位を書き込む。このと
きの消費エネルギーは各々、(1/32)CB total ・Vcc
2 となる。
Next, return / SEP00 to High and SEN00 to Low, set / SEP10 to Low and SEN10 to High.
set to h. That is, / SAN and SAP are switched to the Vss and Vcc lines respectively to switch the bit line / BL0 RL to Vss and Vcc.
And the potential is written in the memory cell. The energy consumption at this time is (1/32) C B total · Vcc
It becomes 2 .

【0031】次に、ワード線を下げた後、ビット線をイ
コライズする場合、/SEP10をHigh、SEN10を
Lowに戻した後、/SEP00をLow、SEN00をH
ighにする。即ち、ビット線をイコライズする時はま
ず、SAPとVm1をショート、/SANとVm2をショー
トさせる。すると、SAP及びそれにつながるビット線
からVm1のキャパシタに電流が流れ、その電位は (3/4)
Vccになる。センス時流れた電荷分、この時電荷が入っ
てくるため元の (3/4)Vccに戻るため。Vm1電位は一定
を保つ。従って電源投入時、 (3/4)Vccにして、あとは
例えばプリチャージにリークで変動した分補正するだけ
でよい。このときの消費エネルギーは(1/32)CB tota
l ・Vcc2 である。
Next, when equalizing the bit lines after lowering the word lines, / SEP10 is set to High and SEN10 is set to Low, then / SEP00 is set to Low and SEN00 is set to H.
Turn to high. That is, when equalizing the bit lines, first, SAP and Vm1 are short-circuited, and / SAN and Vm2 are short-circuited. Then, current flows from SAP and the bit line connected to it to the capacitor of Vm1, and the potential is (3/4)
It becomes Vcc. Because the charge flows in at the time of sensing, the charge comes in at this time, so it returns to the original (3/4) Vcc. The Vm1 potential remains constant. Therefore, when the power is turned on, it is only necessary to set it to (3/4) Vcc and then correct the amount of fluctuation due to leakage in precharge, for example. Energy consumption at this time is (1/32) C B tota
l · Vcc 2 .

【0032】同様に、/SAN及びそれにつながるビッ
ト線にVm2のキャパシタから電流が流れ、その電位は
(1/4)Vccとなる。センス時に入った電荷分、この時出
るため、元の (1/4)Vccに戻り、Vm2は一定電位を保
つ。従って電源投入時一度 (1/4)Vccにして、あとはプ
リチャージ時にリークで変動した分補正するだけでよ
い。このときの消費エネルギーは(1/32)CB total ・
Vcc2 である。
Similarly, a current flows from the Vm2 capacitor to / SAN and the bit line connected to it, and its potential is
It becomes (1/4) Vcc. Since the amount of charge that has entered during sensing is discharged at this time, it returns to the original (1/4) Vcc, and Vm2 maintains a constant potential. Therefore, it is only necessary to set it to (1/4) Vcc once when the power is turned on, and then correct the amount that has changed due to leakage during precharge. The energy consumption at this time is (1/32) C B total ・
It is Vcc 2 .

【0033】次に/SEP00をHigh、SEN00をL
owに戻し、/EQL0 をHighにする。即ち、/S
AN,SAPをショートするように切り換えて/SA
N,SAPを (1/2)Vccにし、ビット線対も全部 (1/2)
Vccにプリチャージする。この時のパワーも共に、(1/
32)CB total ・Vcc2 となる。
Next, / SEP00 is set to High and SEN00 is set to L.
Return to ow and set / EQL0 to High. That is, / S
Switch to short between AN and SAP / SA
Set N and SAP to (1/2) Vcc, and all bit line pairs (1/2)
Precharge to Vcc. The power at this time is also (1 /
32) C B total ・ Vcc 2 .

【0034】よって、1サイクルの消費エネルギーは
(1/4)CB total ・Vcc2 となり、従来の (1/2)Vccプ
リチャージ方式の半分に低減できる。さらに、従来の他
アレイ間でチャージをリサイクルしてやる方式に対し
て、本実施例は1サイクルでエネルギーを低減できる。
即ち、センスとイコライズで電荷をリサイクルしている
ので、本実施例は同じセルアレイを毎回選んでもよい
し、他のアレイを任意に選べるし、アレイ活性化する時
間と次のアレイを活性化する時間に間があいてもよいの
で、通常のランダムアクセスが可能となる。
Therefore, the energy consumption of one cycle is
(1/4) C B total · Vcc 2 next can be reduced to half the conventional (1/2) Vcc precharge scheme. Further, in the present embodiment, the energy can be reduced in one cycle as compared with the conventional method in which the charge is recycled between the arrays.
That is, since the charges are recycled by the sense and the equalize, the present embodiment may select the same cell array every time, other arrays may be arbitrarily selected, and the time for activating the array and the time for activating the next array may be selected. Ordinary random access can be performed because it may take a while.

【0035】図2の動作には同じアレイである(セルア
レイ0)の同じワード線を2回続けて読み出し書き込み
を行い、次に別のアレイ(セルアレイ2)のあるワード
線を選択し読み出し書き込みを行った例を示している。
これから、ランダムアクセスできることが分かる。
In the operation of FIG. 2, the same word line of the same array (cell array 0) is read and written twice in succession, and then a certain word line of another array (cell array 2) is selected and read and written. An example is shown.
From this, it can be seen that random access is possible.

【0036】また、電力を最小にするためにはVm1=
(3/4)Vcc,Vm2= (1/4)Vccとすればよい。安定容量
C1 ,C2 は大きいほどVm1,Vm2は安定する。この容
量はセルキャパシターを用いた場合小面積で実現でき
る。
In order to minimize the power, Vm1 =
(3/4) Vcc, Vm2 = (1/4) Vcc. The larger the stable capacitors C1 and C2, the more stable Vm1 and Vm2. This capacitance can be realized in a small area when a cell capacitor is used.

【0037】通常メモリセルアレイは1本のビット線に
対して128〜256個のメモリセルが接続され、メモ
リセル容量CS とビット線容量CB の容量比は5〜10
であるため、メモリセルキャパシタだけでビット線容量
を同等の容量を実現するにはメモリセル5〜10個分、
即ち面積で言うと最大10/128〜最小5/256で
実現できる。例えばC1 ,C2 をビット線容量の5倍と
しても最大(10×5)/128〜最小(5×5)/2
56で実現できる。このC1 ,C2 は他の複数の動作さ
せないアレイと共通で利用でき、しかも図10に示すよ
うにDRAMの世代が進むにつれて、一度に活性化され
るセルアレイは半分,半分と低減される。即ち、本発明
で共用できるセルアレイの数が増大し、結果としてチッ
プに占める容量C1 ,C2 を実現する面積の割合も低減
できる。
In the normal memory cell array, 128 to 256 memory cells are connected to one bit line, and the capacity ratio of the memory cell capacity C S to the bit line capacity C B is 5 to 10.
Therefore, in order to realize the same bit line capacitance with only the memory cell capacitors, 5 to 10 memory cells are required.
In other words, in terms of area, it can be realized with a maximum of 10/128 to a minimum of 5/256. For example, even if C1 and C2 are set to 5 times the bit line capacity, the maximum (10 × 5) / 128 to the minimum (5 × 5) / 2
Can be realized with 56. These C1 and C2 can be used in common with a plurality of other non-operating arrays, and as the DRAM generation progresses, as shown in FIG. 10, the number of cell arrays activated at one time is reduced to half or half. That is, the number of cell arrays that can be shared by the present invention is increased, and as a result, the ratio of the area occupied by the capacitors C1 and C2 in the chip can be reduced.

【0038】例えば、1GビットDRAMで1/64セ
ルアレイ活性化の場合C1 ,C2 をビット線容量の5倍
とし、チップに占めるメモリセル面積の割合を50%と
するとC1 ,C2 のキャパシタのチップに占める割合は
最大(10×5)/(128×64)×0.5〜最小
(5×5)/(256×64)×0.5と0.3%〜
0.1%となりチップのオーバーヘッドは小さい。
For example, in the case of activating 1/64 cell array in a 1 Gbit DRAM, if C1 and C2 are set to 5 times the bit line capacitance and the ratio of the memory cell area to the chip is 50%, the chip of the C1 and C2 capacitors is The occupying ratio is maximum (10 × 5) / (128 × 64) × 0.5 to minimum (5 × 5) / (256 × 64) × 0.5 and 0.3% to
The chip overhead is small at 0.1%.

【0039】また、Vm1,Vm2の電位とは異なる複数の
電位及びスイッチを持たせることにより、例えばVccか
ら (1/2)VccにSAPを下げる時、電源の高い方から低
い方に順に切り換えて行くことにより、原理的にパワー
を1/nに低減できる(n分割して下げる時)。 (実施例2)図3は、本発明の第2の実施例に係わるD
RAMを示す回路構成図である。なお、図1と同一部分
には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。ま
た、動作波形図は図2と同一であるので省略する。
Further, by providing a plurality of potentials and switches different from the potentials of Vm1 and Vm2, for example, when SAP is lowered from Vcc to (1/2) Vcc, the power source is switched from higher to lower. In principle, the power can be reduced to 1 / n by going (when dividing into n and lowering). (Embodiment 2) FIG. 3 shows the D according to the second embodiment of the present invention.
It is a circuit block diagram which shows RAM. The same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The operation waveform diagram is the same as that in FIG.

【0040】本実施例が第1の実施例と異なる点は、C
1 ,C2 のキャパシタの逆の端子の電源が、第1の実施
例ではVcc又はVssに接続されているのに対し、本実施
例ではC1 にはVss、C2 にはVccが接続されているこ
とである。
This embodiment is different from the first embodiment in that C
In the first embodiment, the power supplies at the opposite terminals of the capacitors C1 and C2 are connected to Vcc or Vss, whereas in this embodiment, C1 is connected to Vss and C2 is connected to Vcc. Is.

【0041】キャパシタの充電にはチップ外部から電流
が流れ、放電にはチップ外部から電流が流れないため、
第1の実施例と本実施例では電流が流れる時間が異な
る。第1の実施例ではセンスとイコライズでチップ外か
ら電流が流れ、本実施例ではセンス時C1 ,C2 にチッ
プ外部から電流が流れる。これらは、チップのピーク電
流の設計により選択できる。 (実施例3)図4は、本発明の第3の実施例に係わるD
RAMを示す回路構成図である。なお、図1と同一部分
には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。ま
た、動作波形図は図2と同一であるので省略する。
A current flows from outside the chip for charging the capacitor, and no current flows from outside the chip for discharging.
The time during which the current flows is different between the first embodiment and this embodiment. In the first embodiment, a current flows from the outside of the chip due to sensing and equalization, and in this embodiment, a current flows from the outside of the chip at the time of sensing C1 and C2. These can be selected by designing the peak current of the chip. (Embodiment 3) FIG. 4 shows the D according to the third embodiment of the present invention.
It is a circuit block diagram which shows RAM. The same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The operation waveform diagram is the same as that in FIG.

【0042】本実施例が第1の実施例と異なる点は、C
1 ,C2 のキャパシタの逆の端子の電源が、第1の実施
例ではVcc又はVssに接続されているのに対し、本実施
例ではC1 にはVcc、C2 にはVssが接続されているこ
とである。
The difference of this embodiment from the first embodiment is that
In the first embodiment, the power supplies at the opposite terminals of the capacitors C1 and C2 are connected to Vcc or Vss, whereas in this embodiment V1 is connected to C1 and Vss is connected to C2. Is.

【0043】キャパシタの充電にはチップ外部から電流
が流れ、放電にはチップ外部から電流が流れないため、
第1の実施例と本実施例では電流が流れる時間が異な
る。第1の実施例ではセンスとイコライズでチップ外か
ら電流が流れ、本実施例ではイコライズ時にチップ外部
から電流が流れる。これらは、チップのピーク電流の設
計により選択できる。 (実施例4)図5は、本発明の第4の実施例に係わるD
RAMを示す回路構成図である。なお、図1と同一部分
には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。ま
た、動作波形図は図2と同一であるので省略する。
A current flows from outside the chip for charging the capacitor, and no current flows from outside the chip for discharging.
The time during which the current flows is different between the first embodiment and this embodiment. In the first embodiment, current flows from the outside of the chip due to sensing and equalization, and in the present embodiment, current flows from outside the chip during equalization. These can be selected by designing the peak current of the chip. (Embodiment 4) FIG. 5 shows a D according to a fourth embodiment of the present invention.
It is a circuit block diagram which shows RAM. The same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The operation waveform diagram is the same as that in FIG.

【0044】本実施例では、Vm1とVm2の間にキャパシ
タC0 を挿入している。これにより、見かけ上C0 の容
量にも拘らず、Vm1側に2C0 ,Vm2側に2C0 容量が
あるように見えて安定容量の面積を半減できる。 (実施例5)ところで、 (1/2)Vccビット線プリチャー
ジ方式に対し、256kビットDRAM以下の前世代に
おいては、Vccプリチャージ方式が適用されていた。こ
の方式は、 (1/2)Vccプリチャージ方式に比べパワーを
2倍必要とする。この以前の方式、Vccプリチャージ方
式、又は逆のVssプリチャージ方式に、本発明を適用し
た実施例を以下に示す。
In this embodiment, the capacitor C0 is inserted between Vm1 and Vm2. As a result, despite the apparent capacitance of C0, it appears that there is 2C0 capacitance on the Vm1 side and 2C0 capacitance on the Vm2 side, and the area of the stable capacitance can be halved. (Embodiment 5) By the way, in contrast to the (1/2) Vcc bit line precharge system, the Vcc precharge system was applied in the previous generation of 256 kbit DRAM or less. This method requires twice as much power as the (1/2) Vcc precharge method. An embodiment in which the present invention is applied to the previous method, the Vcc precharge method, or the reverse Vss precharge method will be described below.

【0045】図6は本発明の第5の実施例に係わるDR
AMを示す回路構成図、図7はその動作波形図である。
なお、図1と同一部分には同一符号を付して、その詳し
い説明は省略する。
FIG. 6 shows a DR according to the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a circuit configuration diagram showing the AM, and FIG. 7 is an operation waveform diagram thereof.
The same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0046】第1のセンスアンプ駆動線/SANは、第
1のスイッチ素子(SEN10,…,SEN1(k-1))を介
してVssと接続され、イコライズのためのスイッチ素子
(EQL0 ,…,EQLk-1 )を介してVccと接続さ
れ、さらに第2のスイッチ素子(SEN00,…,SEN
0(k-1))を介してVssとVccプリチャージの間の電位V
m2の大きな容量C2 を持つ電源に接続されている。第2
のセンスアンプ駆動線SAPは直接Vccに接続されてい
るが、スイッチ素子を介してVccに接続してもよい。
The first sense amplifier drive line / SAN is connected to Vss via the first switch elements (SEN10, ..., SEN1 (k-1)), and the switch elements (EQL0, ..., Equal) for equalization. It is connected to Vcc via EQLk-1) and further has a second switch element (SEN00, ..., SEN).
0 (k-1)) via Vss and Vcc precharge potential V
It is connected to a power supply with a large capacity C2 of m2. Second
Although the sense amplifier drive line SAP is directly connected to Vcc, it may be connected to Vcc through a switch element.

【0047】本実施例は、Vccプリチャージ方式であ
り、その中間電源Vm は (1/2)Vccが望ましい。Vccプ
リチャージ後ワード線を選択してセンスする時、/SA
NとVm をショートし、 (1/2)Vcc近くまで下げ、次に
Vssと/SANをショートし、Vssにする。イコライズ
時は/SANとVm をショートし、 (1/2)Vccまで上げ
/SANとVccをショートして、Vccまで上げる。
In this embodiment, the Vcc precharge system is used, and the intermediate power source Vm is preferably (1/2) Vcc. When selecting and sensing the word line after Vcc precharge, / SA
Short N and Vm and lower them to near (1/2) Vcc, then short Vss and / SAN to Vss. At the time of equalization, / SAN and Vm are shorted and raised to (1/2) Vcc. / SAN and Vcc are shorted and raised to Vcc.

【0048】本実施例においても、従来のVccプリチャ
ージ方式のパワーを半減できる。 (実施例6)図8は本発明の第6の実施例に係わるDR
AMを示す回路構成図、図9はその動作波形図である。
なお、図1と同一部分には同一符号を付して、その詳し
い説明は省略する。
Also in this embodiment, the power of the conventional Vcc precharge system can be reduced by half. (Sixth Embodiment) FIG. 8 shows a DR according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a circuit configuration diagram showing the AM, and FIG. 9 is an operation waveform diagram thereof.
The same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0049】第2のセンスアンプ駆動線SAPは、第3
のスイッチ素子(SEP10,…,SEP1(k-1))を介し
てVccと接続され、イコライズのためのスイッチ素子
(EQL0 ,…,EQLk-1 )を介してVssと接続さ
れ、さらに第4のスイッチ素子(SEP00,…,SEP
0(k-1))を介してVssとVccプリチャージの間の電位V
m2の大きな容量C1 を持つ電源に接続されている。第1
のセンスアンプ駆動線/SANは直接Vssに接続されて
いるが、スイッチ素子を介してVssに接続してもよい。
The second sense amplifier drive line SAP has a third
, SEP1 (k-1), and Vss via the switch elements (EQL0, ..., EQLk-1) for equalization, and further connected to Vss. Switch element (SEP00, ..., SEP
0 (k-1)) via Vss and Vcc precharge potential V
It is connected to a power supply with a large capacity C1 of m2. First
Although the sense amplifier drive line / SAN is directly connected to Vss, it may be connected to Vss via a switch element.

【0050】本実施例は、Vssプリチャージ方式であ
り、その中間電源Vm は第5の実施例と同様に (1/2)V
ccが望ましく、センス時SAPとVm をショートし (1/
2)Vccにして、次にSAPとVccをショートしてVccま
でセンスする。イコライズ時はSAPとVm をショート
して (1/2)Vccにし、SAPとVssをショートしてVss
にする。
This embodiment is of the Vss precharge type, and its intermediate power source Vm is (1/2) V as in the fifth embodiment.
cc is desirable, and SAP and Vm are shorted at the time of sensing (1 /
2) Set to Vcc, then short-circuit SAP and Vcc to sense up to Vcc. When equalizing, short SAP and Vm to (1/2) Vcc, short SAP and Vss to Vss
To

【0051】本実施例においても、単にVssにプリチャ
ージした方式のパワーを半減できる利点がある。このV
ccプリチャージ,Vssプリチャージ方式は逆にDRAM
世代がさらに進みVccが低電圧化し、 (1/2)Vccよりし
きい値電圧が下げられない時有効でこの時でもパワーを
低減できる。
Also in the present embodiment, there is an advantage that the power of the system simply precharged to Vss can be halved. This V
The cc precharge and Vss precharge methods are opposite to DRAM
This is effective when the generation advances and Vcc becomes lower and the threshold voltage cannot be lowered below (1/2) Vcc, and power can be reduced even at this time.

【0052】なお、本発明は上述した各実施例に限定さ
れるものではない。第2,第4の電源としてのキャパシ
タは大きい方が望ましいが、各々一度に活性化するセル
アレイのビット線容量の半分以上の容量であればよい。
また、第1の駆動線にさらに複数のスイッチ素子及びそ
れを介して第1,第2と異なる電位の複数の電源を接続
し、第2の駆動線にさらに複数のスイッチ素子及びそれ
を介して第3,第4と異なる電位の複数の電源を接続す
るようにしてもよい。これにより、ビット線充放電に要
するパワーをより低減することが可能となる。その他、
本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施す
ることができる。
The present invention is not limited to the above embodiments. It is desirable that the capacitors as the second and fourth power supplies are large, but it is sufficient that the capacitors each have a capacitance of at least half the bit line capacitance of the cell array activated at one time.
In addition, a plurality of switch elements and a plurality of power sources having different potentials from the first and second terminals are connected to the first drive line, and a plurality of switch elements and a plurality of switch elements are connected to the second drive line. You may make it connect several power supply of the electric potential different from the 3rd and 4th. As a result, the power required for charging / discharging the bit line can be further reduced. Other,
Various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、V
ccとプリチャージ電位,Vssとプリチャージ電位の間に
中間の大きなキャパシタを持つ電位を持たせて、ビット
線の充放電を一度このキャパシタを介して行うことによ
り、従来方式に比べビット線の充放電に要するパワーを
低減しつつ、かつランダムアクセスすることが可能なD
RAMを実現することができる。
As described above in detail, according to the present invention, V
By charging the cc and the precharge potential, and the potential with a large intermediate capacitor between Vss and the precharge potential, and charging and discharging the bit line once through this capacitor, the charge of the bit line is increased as compared with the conventional method. D that enables random access while reducing the power required for discharge
A RAM can be realized.

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

【図1】第1の実施例に係わるDRAMを示す回路構成
図。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing a DRAM according to a first embodiment.

【図2】第1の実施例における動作波形図。FIG. 2 is an operation waveform diagram in the first embodiment.

【図3】第3の実施例に係わるDRAMを示す回路構成
図。
FIG. 3 is a circuit configuration diagram showing a DRAM according to a third embodiment.

【図4】第3の実施例に係わるDRAMを示す回路構成
図。
FIG. 4 is a circuit configuration diagram showing a DRAM according to a third embodiment.

【図5】第4の実施例に係わるDRAMを示す回路構成
図。
FIG. 5 is a circuit configuration diagram showing a DRAM according to a fourth embodiment.

【図6】第5の実施例に係わるDRAMを示す回路構成
図。
FIG. 6 is a circuit configuration diagram showing a DRAM according to a fifth embodiment.

【図7】第5の実施例における動作波形図。FIG. 7 is an operation waveform diagram in the fifth embodiment.

【図8】第6の実施例に係わるDRAMを示す回路構成
図。
FIG. 8 is a circuit configuration diagram showing a DRAM according to a sixth embodiment.

【図9】第6の実施例における動作波形図。FIG. 9 is an operation waveform diagram in the sixth embodiment.

【図10】DRAMの世代と一度に動作させるセルアレ
イの割合との関係を示す図。
FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the generation of DRAM and the ratio of cell arrays operated at one time.

【図11】従来のDRAMを示す回路構成図。FIG. 11 is a circuit configuration diagram showing a conventional DRAM.

【図12】図11のDRAMの動作タイミング図。12 is an operation timing chart of the DRAM of FIG.

【図13】ビット線の充放電パワーを低減した従来のD
RAMを示す回路構成図。
FIG. 13 is a conventional D in which the charge / discharge power of the bit line is reduced.
FIG. 3 is a circuit configuration diagram showing a RAM.

【図14】図13のDRAMの動作タイミング図。14 is an operation timing chart of the DRAM of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

BL…ビット線 WL…ワード線 Vss…第1の電源 Vcc…第3の電源 Vm1…第4の電源 Vm2…第2の電源 SAP…センスアンプ駆動線(第2の駆動線) /SAN…センスアンプ駆動線(第1の駆動線) SEN10〜SEN1(k-1)…第1のスイッチ素子 SEN00〜SEN0(k-1)…第2のスイッチ素子 /SEP10〜/SEP1(k-1)…第3のスイッチ素子 /SEP00〜/SEP0(k-1)…第4のスイッチ素子 BL ... bit line WL ... word line Vss ... first power supply Vcc ... third power supply Vm1 ... fourth power supply Vm2 ... second power supply SAP ... sense amplifier drive line (second drive line) / SAN ... sense amplifier Drive line (first drive line) SEN10 to SEN1 (k-1) ... First switch element SEN00 to SEN0 (k-1) ... Second switch element / SEP10 to / SEP1 (k-1) ... Third Switch element / SEP00 to / SEP0 (k-1) ... Fourth switch element

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数のビット線と複数のワード線の各交点
の少なくとも2個に1個の割合で配置される複数のメモ
リセルと、ビット線の各対に接続される複数のnMOS
センスアンプ回路及びpMOSセンスアンプ回路と、n
MOSセンスアンプ回路を駆動する第1の駆動線と、p
MOSセンスアンプ回路を駆動する第2の駆動線とから
なるメモリセルアレイを備えたダイナミック型半導体記
憶装置において、 第1の駆動線は、第1のスイッチ素子を介して第1の電
源に接続され、かつ第2のスイッチ素子を介して第1の
電源より電位の高い第2の電源に接続され、第2の駆動
線は、第3のスイッチ素子を介して第3の電源に接続さ
れ、かつ第4のスイッチ素子を介して第3の電源より電
位の低い第4の電源に接続されてなることを特徴とする
ダイナミック型半導体記憶装置。
1. A plurality of memory cells arranged at a ratio of one to at least two intersections of a plurality of bit lines and a plurality of word lines, and a plurality of nMOSs connected to each pair of bit lines.
A sense amplifier circuit and a pMOS sense amplifier circuit, and n
A first drive line for driving the MOS sense amplifier circuit, p
In a dynamic semiconductor memory device including a memory cell array including a second drive line that drives a MOS sense amplifier circuit, the first drive line is connected to a first power supply via a first switch element, And the second drive line is connected to the second power supply having a higher potential than the first power supply via the second switch element, the second drive line is connected to the third power supply via the third switch element, and A dynamic semiconductor memory device, characterized in that it is connected to a fourth power source having a lower potential than the third power source via a switch element of No. 4.
【請求項2】複数のビット線と複数のワード線の各交点
の少なくとも2個に1個の割合で配置される複数のメモ
リセルと、ビット線の各対に接続される複数のnMOS
センスアンプ回路及びpMOSセンスアンプ回路と、n
MOSセンスアンプ回路を駆動する第1の駆動線と、p
MOSセンスアンプ回路を駆動する第2の駆動線とから
なるメモリセルアレイを備えたダイナミック型半導体記
憶装置において、 第1の駆動線は、第1のスイッチ素子を介して又は直接
第1の電源に接続され、第2の駆動線は第3のスイッチ
素子を介して第3の電源に接続され、かつ第4のスイッ
チ素子を介して第3の電源より電位の低い第4の電源に
接続されてなることを特徴とするダイナミック型半導体
記憶装置。
2. A plurality of memory cells arranged at a ratio of one to at least two intersections of a plurality of bit lines and a plurality of word lines, and a plurality of nMOSs connected to each pair of bit lines.
A sense amplifier circuit and a pMOS sense amplifier circuit, and n
A first drive line for driving the MOS sense amplifier circuit, p
In a dynamic semiconductor memory device including a memory cell array including a second drive line that drives a MOS sense amplifier circuit, the first drive line is directly connected to a first power supply via a first switch element. The second drive line is connected to the third power supply via the third switch element, and is connected to the fourth power supply having a lower potential than the third power supply via the fourth switch element. A dynamic semiconductor memory device characterized by the above.
【請求項3】複数のビット線と複数のワード線の各交点
の少なくとも2個に1個の割合で配置される複数のメモ
リセルと、ビット線の各対に接続される複数のnMOS
センスアンプ回路及びpMOSセンスアンプ回路と、n
MOSセンスアンプ回路を駆動する第1の駆動線と、p
MOSセンスアンプ回路を駆動する第2の駆動線とから
なるメモリセルアレイを備えたダイナミック型半導体記
憶装置において、 第1の駆動線は、第1のスイッチ素子を介して第1の電
源に接続され、かつ第2のスイッチ素子を介して第1の
電源より電位の高い第2の電源に接続され、第2の駆動
線は、第3のスイッチ素子を介して又は直接第3の電源
に接続されてなることを特徴とするダイナミック型半導
体記憶装置。
3. A plurality of memory cells arranged at a ratio of one to at least two intersections of a plurality of bit lines and a plurality of word lines, and a plurality of nMOSs connected to each pair of bit lines.
A sense amplifier circuit and a pMOS sense amplifier circuit, and n
A first drive line for driving the MOS sense amplifier circuit, p
In a dynamic semiconductor memory device including a memory cell array including a second drive line that drives a MOS sense amplifier circuit, the first drive line is connected to a first power supply via a first switch element, Further, the second drive line is connected to the second power source having a higher potential than the first power source via the second switch element, and the second drive line is directly connected to the third power source via the third switch element. And a dynamic semiconductor memory device.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6717880B2 (en) 2001-12-24 2004-04-06 Hynix Semiconductor Inc Current reducing device in sense amplifier over driver scheme of semiconductor memory chips and its method
US6845051B2 (en) 2001-12-06 2005-01-18 Fujitsu Limited Semiconductor memory device and data access method for semiconductor memory device
JP2013251529A (en) * 2012-04-30 2013-12-12 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device, semiconductor device operation method and electronic apparatus
US8971139B2 (en) 2010-06-09 2015-03-03 Ps4 Luxco S.A.R.L. Semiconductor device and data processing system

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