JPH09282891A - Semiconductor apparatus - Google Patents

Semiconductor apparatus

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JPH09282891A
JPH09282891A JP8083424A JP8342496A JPH09282891A JP H09282891 A JPH09282891 A JP H09282891A JP 8083424 A JP8083424 A JP 8083424A JP 8342496 A JP8342496 A JP 8342496A JP H09282891 A JPH09282891 A JP H09282891A
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JP
Japan
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wiring
bit line
cell
bit
vcc
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JP8083424A
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Japanese (ja)
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Hiroshi Watabe
博士 渡部
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/56Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using storage elements with more than two stable states represented by steps, e.g. of voltage, current, phase, frequency
    • G11C11/565Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using storage elements with more than two stable states represented by steps, e.g. of voltage, current, phase, frequency using capacitive charge storage elements

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a constitution enabling a semiconductor device using a multi-value memory cell storing 2-bit or more information to be compact. SOLUTION: A bit line pair consisting of a bit line BL1 and a bit line BLB1 is separated to an area 1 and an area 2 by a transfer gate 1. Accordingly, the bit line BL1 is electrically divided to a bit line A1 of the area 1 and a bit line B1 of the area 2. At the same time, the bit line BLB1 is electrically separated to a bit line A2 of the area 1 and a bit line B2 of the area 2. A couple capacitor CC is set between the bit lines A1 and B2, and a couple capacitor CC is installed between the bit lines A2 and B1.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に関
し、特に多値メモリセルのための半導体記憶装置に関す
る。
The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly, to a semiconductor memory device for a multi-valued memory cell.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置においては、近年、さらに小
型化が進み、この傾向はますます強まる一方である。こ
のため、半導体装置の一種である記憶装置においても装
置の小型化を図るべく、1つのメモリセルに多ビットの
情報を蓄えることができる多値メモリが開発された。
2. Description of the Related Art In recent years, the size of semiconductor devices has been further reduced, and this tendency has been increasing. For this reason, a multi-valued memory capable of storing multi-bit information in one memory cell has been developed in order to reduce the size of a storage device which is a kind of semiconductor device.

【0003】この多値メモリには、EEP−ROMにお
いてメモリセルの閾値を多段階に変化させ、1つのメモ
リセルの1ビット以上の情報を格納可能とするもの、D
RAMにおいてメモリセルの蓄積する電荷を多段階に分
けて、1つのメモリセルの1ビット以上の情報を格納可
能とするもの等、種々の方式がある。
In this multi-valued memory, the threshold value of a memory cell is changed in multiple steps in an EEP-ROM so that information of 1 bit or more of one memory cell can be stored, D
There are various methods such as a method in which a charge stored in a memory cell in a RAM is divided into multiple stages so that information of one bit or more in one memory cell can be stored.

【0004】そして、これら多値メモリセルを用いた半
導体記憶装置は、1つのセルに多値の情報を格納できる
ので、1つのセルに1ビットの情報しか格納し得なかっ
たセル(以下、1ビットセルという。)からなる従来の
記憶装置に比べ、メモリセル数を減少させることがで
き、従って、記憶装置、ひいては記憶装置を1構成要素
とする半導体装置の小型化を可能とすることができると
いうものである。
Since the semiconductor memory device using these multi-valued memory cells can store multi-valued information in one cell, cells that can store only 1-bit information in one cell (hereinafter referred to as 1 It is possible to reduce the number of memory cells as compared with a conventional memory device including a bit cell), and thus to reduce the size of the memory device, and thus the semiconductor device having the memory device as one component. It is a thing.

【0005】しかしながら、多値セルを用いた半導体記
憶装置は、そのセルの特異性から、従来の1ビットセル
を駆動する回路構成と異なる回路構成を用いなければな
らない。
However, a semiconductor memory device using a multi-valued cell must use a circuit configuration different from the conventional circuit configuration for driving a 1-bit cell due to the peculiarity of the cell.

【0006】例えば、1ビットセルでは、通常、1つの
ビット線当たり1つのセンスアンプが設けられている
が、4値の多値セルを用いたDRAMには、特開昭63
−149900号公報に記載されているように1つのビ
ット線当たり3つのセンスアンプが必要であった。これ
を図7に示す。
[0006] For example, in a 1-bit cell, one sense amplifier is usually provided for each bit line, but a DRAM using a 4-value multi-valued cell is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. Sho 63-63.
As described in JP-A-149900, three sense amplifiers are required for one bit line. This is shown in FIG.

【0007】以下に、図7に示した従来例の動作につい
て簡単に説明する。
The operation of the conventional example shown in FIG. 7 will be briefly described below.

【0008】ワード線WL0〜WL255に接続された
各メモリセルには、電源電圧をVccとすると、0、
(1/3)Vcc、(2/3)Vcc、Vcc、の計4
つの情報のいずれかが格納されている。また、ダミーワ
ード線DWL1、DWL2に接続されたダミーセルには
(1/6)Vcc、ダミーワード線DWL3、DWL4
に接続されたダミーセルには(1/2)Vcc、ダミー
ワード線DWL5、DWL6に接続されたダミーセルに
は(5/6)Vccが予め格納されている。
For each memory cell connected to the word lines WL0 to WL255, 0 when the power supply voltage is Vcc,
(1/3) Vcc, (2/3) Vcc, Vcc, total 4
Information is stored. The dummy cells connected to the dummy word lines DWL1 and DWL2 have (1/6) Vcc and the dummy word lines DWL3 and DWL4.
And (5/6) Vcc are stored in advance in the dummy cells connected to the dummy word lines DWL5 and DWL6.

【0009】ここで、n型MOSトランジスタとコンデ
ンサからなるセル1に格納されているデータの読み出し
動作を説明する。なお、ダミーセルも含め、図中のセル
はセル1と同一構成である。
Here, the read operation of the data stored in the cell 1 composed of the n-type MOS transistor and the capacitor will be described. The cells in the figure, including the dummy cells, have the same configuration as the cell 1.

【0010】まずゲート選択線TGがハイレベル(以
下、Hレベルという。)となり、ワード線WL0〜85
とダミーワード線DWL1〜2からなる領域1、ワード
線WL86〜171とダミーワード線DWL3〜4から
なる領域2、ワード線WL172〜255とダミーワー
ド線DWL5〜6からなる領域3のすべての領域が、ビ
ット線BL1とBLB1に接続される。
First, the gate selection line TG becomes high level (hereinafter referred to as H level), and the word lines WL0 to 85.
And region 1 consisting of dummy word lines DWL1 and DWL2, region 2 consisting of word lines WL86-171 and dummy word lines DWL3-4, and region 3 consisting of word lines WL172-255 and dummy word lines DWL5-6. , Are connected to bit lines BL1 and BLB1.

【0011】プリチャージ後、ワード線WL0がHレベ
ルになり、セル1内の情報がビット線BL1に読み出さ
れる。ここで、セル1内の情報は例えば(2/3)Vc
cであるとする。
After precharging, the word line WL0 becomes H level, and the information in the cell 1 is read to the bit line BL1. Here, the information in the cell 1 is, for example, (2/3) Vc
c.

【0012】この後、ゲート選択線TGがロウレベル
(以下、Lレベルという。)となり、領域1、2および
3は各々電気的に分離される。
After that, the gate selection line TG becomes low level (hereinafter referred to as L level), and the regions 1, 2 and 3 are electrically isolated from each other.

【0013】その後、セル1の接続されたビット線BL
1に対応するビット線BLB1に接続されたダミーセル
が活性化され、ダミーセルの情報が読み出される。すな
わち、ダミーワード線DWL2、DWL4、DWL6が
Hレベルになる。
After that, the bit line BL to which the cell 1 is connected is connected.
The dummy cell connected to the bit line BLB1 corresponding to 1 is activated, and the information of the dummy cell is read. That is, the dummy word lines DWL2, DWL4, DWL6 go to the H level.

【0014】次に、センスアンプ活性化信号SENがH
レベルになり、センスアンプSA11、SA12、SA
13が活性化される。これにより、領域1では、ビット
線BL1のデータは(2/3)Vccであり、ビット線
BLB1のデータはダミーセルのデータである(1/
6)Vccであるので、センスアンプSA11はデータ
線D1にHレベルを出力し、データ線D1バーにLレベ
ルを出力する。同様に、領域2では、ビット線BL1の
データは(2/3)Vccであり、ビット線BLB1の
データはダミーセルのデータである(1/2)Vccで
あるので、センスアンプSA12はデータ線D2にHレ
ベルを出力し、データ線D2バーにLレベルを出力す
る。また、領域3では、ビット線BL1のデータは(2
/3)Vccであり、ビット線BLB1のデータはダミ
ーセルのデータである(5/6)Vccであるので、セ
ンスアンプSA13はデータ線D3にLレベルを出力
し、データ線D3バーにHレベルを出力する。すなわ
ち、データ線D1、D2、D3には、それぞれH、H、
Lレベルの信号が出力される。
Next, the sense amplifier activation signal SEN is set to H.
Level, and the sense amplifiers SA11, SA12, SA
13 is activated. Thus, in the area 1, the data of the bit line BL1 is (2/3) Vcc, and the data of the bit line BLB1 is the data of the dummy cell (1/1).
6) Since it is Vcc, the sense amplifier SA11 outputs an H level to the data line D1, and outputs an L level to the data line D1 bar. Similarly, in the region 2, the data on the bit line BL1 is (2/3) Vcc and the data on the bit line BLB1 is (1/2) Vcc, which is the data of the dummy cell. Therefore, the sense amplifier SA12 is connected to the data line D2. Output an H level and output an L level to the data line D2 bar. In the area 3, the data of the bit line BL1 is (2
/ 3) Vcc and the data on the bit line BLB1 is (5/6) Vcc, which is the data of the dummy cell. Therefore, the sense amplifier SA13 outputs an L level to the data line D3 and an H level to the data line D3 bar. Output. That is, the data lines D1, D2, and D3 respectively have H, H,
An L-level signal is output.

【0015】そして、これらデータ線上のデータは、デ
ータ出力回路により3ビット情報から2ビット情報に処
理され、2ビット情報として外部装置に出力される。メ
モリセルの蓄える情報量は4値であるので、本来2ビッ
トでその情報を表すことができるからである。
Then, the data on these data lines are processed from the 3-bit information to 2-bit information by the data output circuit and output to the external device as 2-bit information. This is because the amount of information stored in the memory cell is quaternary, and the information can be originally expressed by 2 bits.

【0016】以上の説明で、図7に示した従来例の読み
出し動作は完了する。なお、書き込み動作等の説明は省
略する。
With the above description, the read operation of the conventional example shown in FIG. 7 is completed. The description of the write operation and the like is omitted.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】ところで、多値セルが
開発されたといえど、センスアンプは従来と同様の感度
のものが現在のところ利用されている。すなわち、1ビ
ットセルのDRAMにおいて使用していたセンスアンプ
がそのまま利用されている。従って、このセンスアンプ
においてメモリセル情報とダミーセル情報の差がΔV以
上の場合にセンス可能であるとすると、多値セルのコン
デンサの容量は、例えば4値セルの場合は1ビットセル
の3倍の容量が必要となる。
By the way, although a multi-valued cell has been developed, a sense amplifier having the same sensitivity as that of the conventional one is currently used. That is, the sense amplifier used in the 1-bit cell DRAM is used as it is. Therefore, assuming that the sense amplifier can sense when the difference between the memory cell information and the dummy cell information is equal to or more than ΔV, the capacity of the capacitor of the multi-level cell is, for example, three times the capacity of the 1-bit cell in the case of the 4-level cell. Is required.

【0018】この3倍の容量を実現するにあたっては、
図9のような構成が考えられる。これを図8に示した1
ビットセルの構成と比較して述べる。
In order to realize this triple capacity,
A configuration as shown in FIG. 9 can be considered. This is shown in FIG.
It will be described in comparison with the configuration of the bit cell.

【0019】図8では、1つのセルに対して2×2の面
積が確保されている。そして、このうち、1×1の面積
がコンデンサとなる。なお、各コンデンサの間隔は1の
長さだけ確保されている。このセル配置をそのまま利用
して、3倍の容量を実現したものが図9の構成である。
すなわち、図8における1ビットセル2つ分のセル面積
で1つの4値セルを実現している。ここでは、コンデン
サの面積は1×3であり、従って、1ビットセルの3倍
の容量を得ることができる。
In FIG. 8, an area of 2 × 2 is secured for one cell. And, of these, the area of 1 × 1 becomes the capacitor. Note that the distance between the capacitors is set to one. The configuration of FIG. 9 realizes triple capacity by using this cell arrangement as it is.
That is, one quaternary cell is realized with a cell area of two 1-bit cells in FIG. Here, the area of the capacitor is 1 × 3, and therefore, a capacity three times as large as one bit cell can be obtained.

【0020】しかし、この構成では、装置の小型化を図
る上では不十分である。すなわち、図10のような構成
であれば、コンデンサの容量が√3×√3であり、しか
も、1つのセル面積が、(1+√3)×(1+√3)、
つまり約7.5の面積となる。これは図9における1つ
のセル面積2×4に比べ、小さいものとなり、装置の小
型化に貢献することになる。
However, this structure is not sufficient to reduce the size of the device. That is, with the configuration shown in FIG. 10, the capacitance of the capacitor is √3 × √3, and one cell area is (1 + √3) × (1 + √3),
That is, the area is about 7.5. This is smaller than one cell area of 2 × 4 in FIG. 9, which contributes to downsizing of the device.

【0021】ところが、この図9のセル構成を用いて
も、センスアンプを1つのビット線に3つ設けていた図
7の構成では、逆に面積の増大を招き、多値セルを用い
ることのメリットが充分に発揮されていなかった。
However, even if the cell structure of FIG. 9 is used, in the structure of FIG. 7 in which three sense amplifiers are provided for one bit line, on the contrary, the area is increased and the multi-value cell is used. The merit was not fully exerted.

【0022】これを図11および図12を用いて、以下
に説明する。図11は、1ビットセルを用いて、4値の
情報を格納する場合の構成概略図である。この場合は、
1ビットセル群を2つ形成し、センスアンプを2つ設け
ている。ここで、通常、セルアレイ部の面積とセンスア
ンプ部およびI/O取り出し口を含めた面積との比率は
5:1〜3:1であるので、その比率を反映するよう記
載している。図12は、4値のセルにより、図11と同
じ情報量を実現する場合の構成概略図である。図12で
は、1つのビット線に3つのセンスアンプが必要である
ので、3つのセンスアンプが設けられている。なお、図
11と図12のセル面積の比率は、図8と図10のセル
面積の比率と同じであり、センスアンプは、図11と図
12のいずれも同じセンスアンプを用いている。
This will be described below with reference to FIGS. 11 and 12. FIG. 11 is a schematic configuration diagram in the case of storing 4-level information using a 1-bit cell. in this case,
Two 1-bit cell groups are formed, and two sense amplifiers are provided. Here, since the ratio of the area of the cell array section to the area including the sense amplifier section and the I / O outlet is usually 5: 1 to 3: 1, the ratio is described so as to be reflected. FIG. 12 is a schematic configuration diagram in the case where the same amount of information as in FIG. 11 is realized by a 4-level cell. In FIG. 12, three sense amplifiers are provided because one bit line requires three sense amplifiers. Note that the cell area ratios in FIGS. 11 and 12 are the same as the cell area ratios in FIGS. 8 and 10, and the sense amplifier uses the same sense amplifier in both FIGS. 11 and 12.

【0023】図11、図12を比較すると明らかなよう
に、図11の面積は、(4×1)×2+(1×1)×2
=10であり、図12の面積は、7.5+(1×1)×
3=10.5となる。
As is clear from comparing FIGS. 11 and 12, the area of FIG. 11 is (4 × 1) × 2 + (1 × 1) × 2.
= 10, and the area of FIG. 12 is 7.5+ (1 × 1) ×
3 = 10.5.

【0024】すなわち、4値の情報が必要な場合には、
1ビットセルを用いて装置を構成した方が、装置が小型
になる場合があることがわかる。
That is, when 4-valued information is required,
It can be seen that the device may be downsized when the device is configured using 1-bit cells.

【0025】つまり、従来の多値セルを用いたDRAM
では、そもそも多値セルが開発された目的に反して装置
の大型化を招く場合があった。
That is, a DRAM using a conventional multi-valued cell
Then, in some cases, the size of the apparatus may be increased contrary to the purpose of developing the multi-value cell.

【0026】そこで、本発明では、多値セルの開発目的
に沿う半導体装置、すなわち、多値セルを用いて、1ビ
ットセルによる半導体装置よりも小型な半導体装置を提
供することを目的とする。
Therefore, it is an object of the present invention to provide a semiconductor device which meets the development purpose of a multi-valued cell, that is, a semiconductor device which uses a multi-valued cell and is smaller than a semiconductor device using a 1-bit cell.

【0027】[0027]

【課題を解決するための手段】かかる目的のために、本
発明による半導体装置は、第1の配線と第2の配線との
間に導電経路を形成すべく接続された第1の導電手段
と、第3の配線と第4の配線との間に導電経路を形成す
べく接続された第2の導電手段と、一端が前記第1の配
線に接続され、他端が前記第4の配線に接続された第1
のコンデンサと、一端が前記第2の配線に接続され、他
端が前記第3の配線に接続された第2のコンデンサと、
第1の入力端が前記第1の配線に接続され、第2の入力
端が前記第3の配線に接続され、第1の信号に応じて前
記第1および第2の入力端に印加される電位を比較し、
その結果を前記第1の配線に出力し、前記結果の反転信
号を前記第3の配線に出力する第1の比較手段と、第3
の入力端が前記第2の配線に接続され、第4の入力端が
前記第4の配線に接続され、第2の信号に応じて前記第
3および第4の入力端に印加される電位を比較し、その
結果を前記第2の配線に出力し、前記結果の反転信号を
前記第4の配線に出力する第2の比較手段とを有し、前
記第1および第2の導電手段は、第3の信号に応じて、
前記導電経路を形成することを特徴とする。
To this end, a semiconductor device according to the present invention comprises a first conductive means connected to form a conductive path between a first wiring and a second wiring. A second conductive means connected to form a conductive path between the third wiring and the fourth wiring, one end connected to the first wiring, and the other end connected to the fourth wiring. Connected first
A second capacitor having one end connected to the second wiring and the other end connected to the third wiring;
A first input terminal is connected to the first wiring, a second input terminal is connected to the third wiring, and applied to the first and second input terminals according to a first signal. Compare the potentials,
First comparing means for outputting the result to the first wiring and outputting an inverted signal of the result to the third wiring;
Is connected to the second wiring, a fourth input terminal is connected to the fourth wiring, and a potential applied to the third and fourth input terminals in response to a second signal is Comparing the result to the second wiring, and outputting an inverted signal of the result to the fourth wiring, the first and second conductive means comprising: In response to the third signal,
The method is characterized in that the conductive path is formed.

【0028】[0028]

【作用】かかる構成により、本発明による半導体装置
は、電気的に接続されている第1の配線と第2の配線お
よび同じく電気的に接続されている第3の配線と第4の
配線を第1および第2の導電手段で各々電気的に分離す
る。このため、第1の信号に応じて第1の比較手段が比
較動作を行うと、第1および第2のコンデンサによっ
て、第4の配線と第2の配線の電位が変化する。
With this structure, the semiconductor device according to the present invention has the first wiring and the second wiring electrically connected and the third wiring and the fourth wiring electrically connected similarly. The first and second conductive means electrically separate each other. Therefore, when the first comparison means performs the comparison operation in response to the first signal, the potentials of the fourth wiring and the second wiring are changed by the first and second capacitors.

【0029】すなわち、第1の配線の電位が上昇すれば
第4の配線の電位も上昇し、第3の配線の電位が下降す
れば第2の配線の電位も下降する。この変化の後、第2
の比較手段を動作させることで、第1および第2の配線
上の情報から即2ビット情報が得られる。
That is, if the potential of the first wiring rises, the potential of the fourth wiring also rises, and if the potential of the third wiring falls, the potential of the second wiring also falls. After this change, the second
The 2-bit information can be immediately obtained from the information on the first and second wirings by operating the comparison means.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】以下に、本発明について図面を参
照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings.

【0031】図1は、本発明の第1の実施の形態を示す
メモリセル部およびセンスアンプ部の回路構成である。
ここでは、従来例と同様、4値のメモリセルのよる構成
を示す。従って、各メモリセルには、電源電圧をVcc
とすると、0、(1/3)Vcc、(2/3)Vcc、
Vcc、の計4つの情報のいずれかが格納されている。
すなわち、これらが、外部装置に対する0、1、2、3
の4つの情報に対応する。また、従来例では存在してい
たダミーセルは存在していない。
FIG. 1 is a circuit configuration of a memory cell section and a sense amplifier section showing a first embodiment of the present invention.
Here, as in the case of the conventional example, a configuration having a 4-level memory cell is shown. Therefore, the power supply voltage is Vcc for each memory cell.
Then, 0, (1/3) Vcc, (2/3) Vcc,
Any one of four pieces of information of Vcc is stored.
That is, these are 0, 1, 2, 3 for the external device.
It corresponds to four pieces of information. In addition, the dummy cells that existed in the conventional example do not exist.

【0032】複数のビット線対(BL1,BLB1)〜
(BLn,BLBn)(nは整数を表す。)および複数
のワード線WLには、複数のメモリセルが接続されてい
る。メモリセルの構成は、セル1に示すようにn型MO
Sトランジスタとコンデンサからなる構成である。セル
1以外の他のメモリセルも同様の構成である。
A plurality of bit line pairs (BL1, BLB1)-
A plurality of memory cells are connected to (BLn, BLBn) (n represents an integer) and a plurality of word lines WL. The memory cell has an n-type MO as shown in cell 1.
It is composed of an S transistor and a capacitor. The memory cells other than the cell 1 have the same configuration.

【0033】図1では、各ビット線対に計2つのセンス
アンプが設けられている。また、各ビット線対はゲート
選択線TGにゲートが接続されたn型MOSトランジス
タT1により領域1と領域2に分けられる。領域1のビ
ット線に生じる浮遊容量CS1と領域2のビット線に生
じる浮遊容量CS2の容量の比は、2:1となるように
設計されている。このような容量比を実現するために、
各領域のワード線数に差をつける方法や、各領域のワー
ド線数は同数であるが、実際にビット線にコンデンサを
設ける方法等がある。
In FIG. 1, a total of two sense amplifiers are provided for each bit line pair. Each bit line pair is divided into a region 1 and a region 2 by an n-type MOS transistor T1 whose gate is connected to the gate selection line TG. The stray capacitance CS1 generated in the bit line in the region 1 and the stray capacitance CS2 generated in the bit line in the region 2 are designed to have a ratio of 2: 1. To achieve such a capacity ratio,
There are a method of making a difference in the number of word lines in each area, and a method of actually providing a capacitor in a bit line although the number of word lines in each area is the same.

【0034】また、各ビット線対には、カップルコンデ
ンサCCが設けられている。この接続関係は、図1に示
す通りである。
A coupling capacitor CC is provided for each bit line pair. This connection relationship is as shown in FIG.

【0035】図2は、図1に示した回路を用いて、1チ
ップに形成した半導体記憶装置の例を示す装置概略図で
ある。本図における多値メモリセルアレイ1が、図1に
示した回路に相当している。
FIG. 2 is a device schematic diagram showing an example of a semiconductor memory device formed on one chip by using the circuit shown in FIG. The multi-valued memory cell array 1 in this figure corresponds to the circuit shown in FIG.

【0036】本半導体記憶装置は、外部装置、例えばマ
イクロプロセッサのCPUからRAS信号、CAS信
号、ライトイネーブル信号WE、アウトプットイネーブ
ル信号OEを受け、メモリセルアレイ1からのデータ読
み出し、または、メモリセルアレイ1へのデータの書き
込みを行う。
This semiconductor memory device receives an RAS signal, a CAS signal, a write enable signal WE, and an output enable signal OE from an external device, for example, a CPU of a microprocessor, and reads data from the memory cell array 1 or the memory cell array 1 Write data to.

【0037】以下に、本半導体記憶装置の動作について
詳述する。
The operation of the semiconductor memory device will be described in detail below.

【0038】まず、データ読み出しの場合について説明
する。ここでは、説明の簡単化のため、データ読み出し
は、図1のセル1の情報を読み出すものとする。また、
セル1には、(2/3)Vccの情報が格納されている
とする。
First, the case of reading data will be described. Here, in order to simplify the explanation, it is assumed that the data reading is to read the information of the cell 1 in FIG. Also,
It is assumed that the cell 1 stores information on (2/3) Vcc.

【0039】まず、制御回路6はビット線対を(1/
2)Vccにプリチャージしている。このとき、ゲート
選択線TGはハイアクティブレベルになっており、従っ
て、MOSトランジスタT1は動作し、領域1と領域2
は電気的に接続されている。
First, the control circuit 6 sets the bit line pair to (1 /
2) It is precharged to Vcc. At this time, the gate selection line TG is at the high active level, and therefore the MOS transistor T1 operates and the regions 1 and 2 are operated.
Are electrically connected.

【0040】RAS信号がローアクティブレベルとなる
ことで、アドレス入力端子11に入力されたアドレス情
報をロウアドレスバッファ7、カラムアドレスバッファ
8がラッチする。ロウアドレスバッファ7は、ラッチし
たロウアドレスを即座にロウデコーダ5に出力する。こ
のとき、RAS信号がローアクティブレベルとなること
で、制御回路6はビット線対のプリチャージ動作を停止
する。
When the RAS signal becomes low active level, the address information input to the address input terminal 11 is latched by the row address buffer 7 and the column address buffer 8. The row address buffer 7 immediately outputs the latched row address to the row decoder 5. At this time, the RAS signal becomes the low active level, so that the control circuit 6 stops the precharge operation of the bit line pair.

【0041】制御回路6は、RAS信号がアクティブレ
ベルになると同時にロウデコーダ活性化信号SS1をハ
イアクティブレベルとするので、ロウデコーダ5は、ロ
ウアドレスバッファ7がラッチしたロウアドレスをデコ
ードする。これにより、多値メモリセルアレイ1では、
ワード線WL1がハイアクティブレベルとなり、セル1
の情報である(2/3)Vccがビット線BL1に出力
される。
Since the control circuit 6 sets the row decoder activation signal SS1 to the high active level at the same time that the RAS signal becomes the active level, the row decoder 5 decodes the row address latched by the row address buffer 7. As a result, in the multi-valued memory cell array 1,
Word line WL1 goes to high active level, and cell 1
Information (2/3) Vcc is output to the bit line BL1.

【0042】なお、セル1の情報がビット線BL1に出
力されたときに、ビット線BL1の電位はその情報の電
位にはならない点に注意を要する。すなわち、セル1の
情報である(2/3)Vccがビット線BL1に出力さ
れたとき、ビット線BL1の電位は(2/3)Vccに
はならない。プリチャージされている電位から微少電位
ΔVだけ変動し、{(1/2)Vcc+ΔV}となる。
図1では、センスアンプは従来例と同じセンスアンプを
用いているため、この電位ΔVはセンスアンプが比較動
作を行うことができる電圧であるように設計されてい
る。ちなみに、セル1の情報が0、(1/3)Vcc、
Vccであるときは、ビット線BL1の電位は、各々、
{(1/2)Vcc−3ΔV}、{(1/2)Vcc−
ΔV}、{(1/2)Vcc+3ΔV}となる。
It should be noted that when the information of the cell 1 is output to the bit line BL1, the potential of the bit line BL1 does not become the potential of that information. That is, when (2/3) Vcc which is the information of the cell 1 is output to the bit line BL1, the potential of the bit line BL1 does not become (2/3) Vcc. It changes from the precharged potential by a minute potential ΔV to be {(1/2) Vcc + ΔV}.
In FIG. 1, since the sense amplifier uses the same sense amplifier as the conventional example, this potential ΔV is designed to be a voltage at which the sense amplifier can perform a comparison operation. By the way, the information of cell 1 is 0, (1/3) Vcc,
When it is Vcc, the potential of the bit line BL1 is
{(1/2) Vcc-3ΔV}, {(1/2) Vcc-
ΔV}, {(1/2) Vcc + 3ΔV}.

【0043】制御回路6は、セル1から情報をビット線
に出力後、ゲート選択線TGをローインアクティブレベ
ルにして、MOSトランジスタT1を非動作とし、領域
1と領域2を電気的に分離する。従って、ビット線BL
1はビット線A1とビット線B1に分割され、ビット線
BLB1はビット線A2とビット線B2とに分割され
る。さらに、制御回路6は、ゲート選択線TGをインア
クティブレベルにすると同時に、センスアンプ1活性化
信号SA1をハイアクティブレベルにして、領域1のセ
ンスアンプSA11を動作させる。これにより、センス
アンプSA11は、ビット線Alの{(1/2)Vcc
+ΔV}と、ビット線A2の(1/2)Vccとを比較
し、ビット線A1の方が電位が大きいので、結果として
ビット線A1をVccとし、ビット線A2を0とする。
すなわち、ΔVは微少であるので、ビット線A1、ビッ
ト線A2ともにほぼ(1/2)Vccだけ電位が増減す
ることになる。
After outputting the information from the cell 1 to the bit line, the control circuit 6 sets the gate selection line TG to the low inactive level to make the MOS transistor T1 inoperative and electrically separate the region 1 from the region 2. . Therefore, the bit line BL
1 is divided into bit line A1 and bit line B1, and bit line BLB1 is divided into bit line A2 and bit line B2. Further, the control circuit 6 sets the gate selection line TG to the inactive level and simultaneously sets the sense amplifier 1 activation signal SA1 to the high active level to operate the sense amplifier SA11 in the region 1. As a result, the sense amplifier SA11 outputs {(1/2) Vcc of the bit line Al.
+ ΔV} is compared with (1/2) Vcc of the bit line A2. Since the potential of the bit line A1 is larger, the bit line A1 is set to Vcc and the bit line A2 is set to 0 as a result.
That is, since .DELTA.V is very small, the potentials of both bit line A1 and bit line A2 increase or decrease by approximately (1/2) Vcc.

【0044】従って、この電位の増減により、カップル
コンデンサCCによって、ビット線A1の電位上昇に伴
い、ビット線B2の電位はΔVだけ上昇し、また、ビッ
ト線A2の電位下降に伴い、ビット線B1の電位はΔV
だけ下降する。すなわち、ビット線B2の電位は{(1
/2)Vcc+ΔV}となり、ビット線B1の電位は
(1/2)Vccとなる。
Therefore, as the potential of the bit line A1 rises, the potential of the bit line B2 rises by ΔV due to the increase / decrease of this potential, and the potential of the bit line A2 falls and the bit line B1 rises. Potential is ΔV
Just descend. That is, the potential of the bit line B2 is {(1
/ 2) Vcc + ΔV}, and the potential of the bit line B1 becomes (1/2) Vcc.

【0045】ここで、領域2のビット線B1、B2の電
位変化ΔVは、カップルコンデンサCCの容量を予め調
整しておくことにより得られるものである。
Here, the potential change ΔV of the bit lines B1 and B2 in the area 2 is obtained by previously adjusting the capacitance of the couple capacitor CC.

【0046】具体的には、メモリの容量をCs、分割ビ
ット線B1の容量をCB1、セルに蓄える最高の電圧を
VCC、最低電圧をGNDとすれば、セルから読み出さ
れる電圧の信号差Vrは、読み出し時トランスファース
イッチT1はONしているため、実効のビット線容量は
3CB1となり、Vr=VCC/(1+3CB1/C
s)で得られる。従って各レベル間の信号差2ΔVは、
2ΔV=VCC/(3×(1+3CB1/Cs))とな
る。カップル容量CCでVCC/2の電位のビット線が
VCC/2の振幅によって得られる電位変化xVは、x
V=VCC/2(2CB/Cc+1)であり、これがΔ
Vに等しくなるために必要なCcはxV=ΔVより、2
CB1/Cc+1=3(1+3CB1/Cs)よりCB
1/Cs>>1、CB1/Cc>>1なので2CB1/
Cc=9CB1/Cs、Cc=Cs/18となる。よっ
てビット線間のカップル容量はセル容量の概ね1/18
を付ければよい。
Specifically, if the memory capacity is Cs, the capacity of the divided bit line B1 is CB1, the highest voltage stored in the cell is VCC, and the lowest voltage is GND, the signal difference Vr of the voltage read from the cell is Since the transfer switch T1 is turned on during reading, the effective bit line capacitance is 3CB1, and Vr = VCC / (1 + 3CB1 / C
s). Therefore, the signal difference 2ΔV between each level is
2ΔV = VCC / (3 × (1 + 3CB1 / Cs)). The potential change xV obtained by the bit line having the potential of VCC / 2 with the amplitude of VCC / 2 in the couple capacitance CC is x
V = VCC / 2 (2CB / Cc + 1), which is Δ
Cc required to be equal to V is 2 from xV = ΔV
From CB1 / Cc + 1 = 3 (1 + 3CB1 / Cs), CB
1 / Cs >> 1, CB1 / Cc >> 1, so 2CB1 /
Cc = 9CB1 / Cs and Cc = Cs / 18. Therefore, the coupling capacitance between bit lines is about 1/18 of the cell capacitance.
Should be attached.

【0047】次に、制御回路6は、センスアンプ2活性
化信号SA2を、ハイアクティブレベルにし、センスア
ンプSA12を動作させる。なお、制御回路は、ビット
線A1とA2の電位が安定した後、センスアンプ2活性
化信号SA2をアクティブレベルにする。これには、例
えばタイマー、遅延回路等の手段を用いてセンスアンプ
1活性化信号SA1のアクティブレベルへの変化時から
一定時間後に、センスアンプ2活性化信号SA2をアク
ティブレベルにするように制御すればよい。
Next, the control circuit 6 sets the sense amplifier 2 activation signal SA2 to a high active level to operate the sense amplifier SA12. The control circuit sets the sense amplifier 2 activation signal SA2 to the active level after the potentials of the bit lines A1 and A2 are stabilized. For this purpose, it is possible to control the sense amplifier 2 activation signal SA2 to an active level after a certain time elapses from the time when the sense amplifier 1 activation signal SA1 is changed to an active level using a means such as a timer and a delay circuit. Good.

【0048】これにより、センスアンプSA12は、ビ
ット線B2の{(1/2)Vcc+ΔV}と、ビット線
B1の{(1/2)Vcc+ΔV−ΔV}=(1/2)
Vccとを比較し、ビット線B1の方が電位が小さいの
で、結果としてビット線B1の電位を0とし、ビット線
B2の電位をVccとする。
As a result, the sense amplifier SA12 has {(1/2) Vcc + ΔV} of the bit line B2 and {(1/2) Vcc + ΔV-ΔV} = (1/2) of the bit line B1.
Since the potential of the bit line B1 is smaller than that of Vcc, the potential of the bit line B1 is set to 0 and the potential of the bit line B2 is set to Vcc.

【0049】この後、CAS信号がローアクティブレベ
ルとなることで、カラムアドレスバッファ8は、ラッチ
していたカラムアドレスをカラムデコーダ4へ出力す
る。カラムデコーダ4は、SS2信号がハイアクティブ
レベルになることにより、カラムアドレスをデコードし
て、ビット線選択線CSLのうち、ビット線対(BL
1,BLB1)に対応したCSL1をハイアクティブレ
ベルにする。これによりデータ線D1、D2に接続され
たn型MOSトランジスタT2が動作し、ビット線対
(BL1,BLB1)上のデータをデータ出力バッファ
10ヘ出力する。このときデータ線D2、D1には、
(Vcc、0)すなわち、(1、0)の情報が出力され
る。
After that, the CAS signal becomes low active level, and the column address buffer 8 outputs the latched column address to the column decoder 4. The column decoder 4 decodes the column address when the SS2 signal becomes the high active level, and the bit line pair (BL) among the bit line selection lines CSL is decoded.
1, BLB1) is set to a high active level. As a result, the n-type MOS transistor T2 connected to the data lines D1 and D2 operates and outputs the data on the bit line pair (BL1, BLB1) to the data output buffer 10. At this time, the data lines D2 and D1 are
(Vcc, 0), that is, the information of (1,0) is output.

【0050】データ出力バッファ10は、アウトプット
イネーブル信号OEがローアクティブレベルである間、
端子12からデータを外部装置へ出力する。また、CA
S信号のハイインアクティブレベルへの変化に応じて、
制御回路6は、センスアンプ1活性化信号SA1および
センスアンプ2活性化信号SA2を共にローインアクテ
ィブレベルとして、センスアンプSA11、SA12を
非動作とする。
The data output buffer 10 keeps the output enable signal OE at the low active level while the output enable signal OE is at the low active level.
Data is output from the terminal 12 to an external device. Also, CA
In response to the change of the S signal to the high inactive level,
The control circuit 6 sets both the sense amplifier 1 activation signal SA1 and the sense amplifier 2 activation signal SA2 to the low inactive level, and deactivates the sense amplifiers SA11 and SA12.

【0051】次に、制御回路6は、ゲート選択信号線T
Gをアクティブレベルとし、領域1と領域2が電気的に
接続される。すなわち、ビット線A1とビット線B1が
電気的に接続され、ビット線A2とビット線B2が電気
的に接続される。これにより、浮遊容量CS1とCS2
に蓄えられていた電荷が移動し、浮遊容量CS1とCS
2の電位が等しくなる。浮遊容量CS1とCS2の容量
比は、2:1であるので、各々の容量を2C、1Cとす
ると、このときの電位Vaは以下の式で表される。
Next, the control circuit 6 controls the gate selection signal line T
The area 1 and the area 2 are electrically connected to each other by setting G to an active level. That is, the bit line A1 and the bit line B1 are electrically connected, and the bit line A2 and the bit line B2 are electrically connected. As a result, the stray capacitances CS1 and CS2 are
The electric charge stored in the stray capacitances CS1 and CS
The potentials of 2 become equal. Since the capacitance ratio of the stray capacitances CS1 and CS2 is 2: 1, if the respective capacitances are 2C and 1C, the potential Va at this time is represented by the following formula.

【0052】 Va={2C×Vcc+1C×0}÷{2C+1C} =(2/3)Vcc すなわち、読み出し動作が行われる前に、セル1に格納
されていた情報が得られる。
Va = {2C × Vcc + 1C × 0} ÷ {2C + 1C} = (2/3) Vcc That is, the information stored in the cell 1 before the read operation is obtained.

【0053】この後、制御回路6はロウデコーダ活性化
信号SS1をロウインアクティブレベルとしてロウデコ
ーダ5を非動作とし、セル1に(2/3)Vccの情報
を書き込んでワード線WL1をインアクティブレベルと
する。
Thereafter, the control circuit 6 sets the row decoder activation signal SS1 to the row inactive level to deactivate the row decoder 5, writes the information of (2/3) Vcc to the cell 1 and inactivates the word line WL1. Level.

【0054】その後、制御回路6はビット線対のプリチ
ャージを行う。
After that, the control circuit 6 precharges the bit line pair.

【0055】以上で、メモリセルからのデータ読み出し
サイクルが終了する。
This completes the data read cycle from the memory cell.

【0056】上述の説明では、セル1について説明を行
ったが、他のセルからのデータの読み出しも同様の動作
により行うことができることは言うまでもない。
In the above description, the cell 1 has been described, but it goes without saying that data can be read from other cells by the same operation.

【0057】なお、上述の例では、メモリセルの情報
は、(2/3)Vccであるとして説明したが、0(0
V、すなわちグランドレベルを意味する。)、(1/
3)Vcc、Vccの場合も同様に動作する。これを以
下に簡単に説明する。
In the above example, the information of the memory cell is described as (2/3) Vcc, but 0 (0
V, that is, the ground level. ), (1 /
3) The same operation is performed in the case of Vcc and Vcc. This will be briefly described below.

【0058】〔セル1の情報が(1/3)Vccの場
合〕セルの情報をビット線BL1に読み出すと、ビット
線BL1の電位は{(1/2)Vcc−ΔV}となる。
[When Information of Cell 1 is (1/3) Vcc] When the information of the cell is read to the bit line BL1, the potential of the bit line BL1 becomes {(1/2) Vcc-ΔV}.

【0059】ここで、センスアンプSA11が活性化す
ることにより、ビット線A1は0となり、ビット線A2
はVccとなる。よって、電気的に領域1と接続されて
いない領域2においては、カップリングコンデンサCC
により、ビット線B1は{(1/2)Vcc−ΔV+Δ
V}=(1/2)Vccとなり、ビット線B2は{(1
/2)Vcc−ΔV}となる。よって、この後、センス
アンプSA12が動作することで、ビット線B1はVc
cとなり、ビット線B2は0となる。よって、このとき
ビット線BL1に接続されているデータ線D1、D2に
は、(0、Vcc)すなわち、(0、1)の情報が出力
される。
When the sense amplifier SA11 is activated, the bit line A1 becomes 0, and the bit line A2.
Becomes Vcc. Therefore, in the region 2 that is not electrically connected to the region 1, the coupling capacitor CC
Therefore, the bit line B1 becomes {(1/2) Vcc-ΔV + Δ
V} = (1/2) Vcc, and the bit line B2 is {(1
/ 2) Vcc-ΔV}. Therefore, after that, the sense amplifier SA12 operates so that the bit line B1 becomes Vc.
c, and the bit line B2 becomes 0. Therefore, at this time, (0, Vcc), that is, (0, 1) information is output to the data lines D1 and D2 connected to the bit line BL1.

【0060】また、領域1と領域2が電気的に接続され
た場合のビット線BL1の電位Vaは、 Va={2C×0+1C×Vcc}÷{2C+1C} =(1/3)Vcc より、セル1は読み出し前の情報を再び格納できる。
The potential Va of the bit line BL1 when the regions 1 and 2 are electrically connected is: Va = {2C × 0 + 1C × Vcc} ÷ {2C + 1C} = (1/3) Vcc 1 can store the information before reading again.

【0061】〔セル1の情報が0の場合〕セルの情報を
ビット線BL1に読み出すと、ビット線BL1の電位は
{(1/2)Vcc−3ΔV}となる。
[When Information of Cell 1 is 0] When the information of the cell is read to the bit line BL1, the potential of the bit line BL1 becomes {(1/2) Vcc-3ΔV}.

【0062】センスアンプSA11により、ビット線A
1は0となり、ビット線A2はVccとなる。よって、
電気的に領域1と接続されていない領域2においては、
ビット線B1は{(1/2)Vcc−3ΔV+ΔV}=
{(1/2)Vcc−2ΔV}となり、ビット線B2は
{(1/2)Vcc−ΔV}となる。よって、この後、
センスアンプSA12が動作することで、ビット線B1
は0となり、ビット線B2はVccとなる。よって、こ
のときビット線BL1に接続されているデータ線D1、
D2には、(0、0)の情報が出力される。
By the sense amplifier SA11, the bit line A
1 becomes 0, and the bit line A2 becomes Vcc. Therefore,
In the area 2 which is not electrically connected to the area 1,
The bit line B1 is {(1/2) Vcc-3ΔV + ΔV} =
{(1/2) Vcc-2ΔV}, and the bit line B2 becomes {(1/2) Vcc-ΔV}. So after this,
The bit line B1 is activated by the operation of the sense amplifier SA12.
Becomes 0, and the bit line B2 becomes Vcc. Therefore, at this time, the data line D1, which is connected to the bit line BL1,
Information (0, 0) is output to D2.

【0063】また、領域1と領域2が電気的に接続され
た場合のビット線BL1の電位Vaは、 Va={2C×0+1C×0}÷{2C+1C} =0 より、セル1は読み出し前の情報を再び格納できる。
The potential Va of the bit line BL1 when the region 1 and the region 2 are electrically connected is Va = {2C × 0 + 1C × 0} ÷ {2C + 1C} = 0. Information can be stored again.

【0064】〔セル1の情報がVccの場合〕セルの情
報をビット線BLに読み出すと、ビット線BLの電位は
{(1/2)Vcc+3ΔV}となる。
[When Information of Cell 1 is Vcc] When the information of the cell is read to the bit line BL, the potential of the bit line BL becomes {(1/2) Vcc + 3ΔV}.

【0065】センスアンプSA11により、ビット線A
1はVccとなり、ビット線A2は0となる。よって、
電気的に領域1と接続されていない領域2においては、
ビット線B1は{(1/2)Vcc+3ΔV−ΔV}=
{(1/2)Vcc+2ΔV}となり、ビット線B2は
{(1/2)Vcc+ΔV}となる。
By the sense amplifier SA11, the bit line A
1 becomes Vcc, and the bit line A2 becomes 0. Therefore,
In the area 2 which is not electrically connected to the area 1,
Bit line B1 is {(1/2) Vcc + 3ΔV−ΔV} =
It becomes {(1/2) Vcc + 2ΔV}, and the bit line B2 becomes {(1/2) Vcc + ΔV}.

【0066】よって、この後、センスアンプSA12が
動作することで、ビット線B1はVccとなり、ビット
線B2は0となる。よって、このときビット線BL1に
接続されているデータ線D1、D2には、(Vcc、V
cc)なすわち、(1、1)の情報が出力される。
Therefore, after that, the sense amplifier SA12 operates so that the bit line B1 becomes Vcc and the bit line B2 becomes 0. Therefore, at this time, the data lines D1 and D2 connected to the bit line BL1 have (Vcc, V
cc) That is, the information of (1, 1) is output.

【0067】また、領域1と領域2が電気的に接続され
た場合のビット線BL1の電位Vaは、 Va={2C×Vcc+1C×Vcc}÷{2C+1C} =Vcc より、セル1は読み出し前の情報を再び格納できる。
The potential Va of the bit line BL1 when the regions 1 and 2 are electrically connected is Va = {2C × Vcc + 1C × Vcc} ÷ {2C + 1C} = Vcc Information can be stored again.

【0068】以上のように、本実施の形態においては、
データ線D1のデータをMSB、データ線D2のデータ
をLSBとすると、セル1の情報が0、1、2、3の各
々の場合に、(D1、D2)=(0、0)、(0、
1)、(1、0)、(1、1)の情報がそれぞれ読み出
されることになる。すなわち、データ出力の際に、デー
タ線の情報をそのまま出力できる。従って、従来例のよ
うに、データ出力の際に3ビットから2ビットにデータ
を変換する必要がない。
As described above, in the present embodiment,
If the data on the data line D1 is MSB and the data on the data line D2 is LSB, (D1, D2) = (0, 0), (0 ,
Information of 1), (1, 0), and (1, 1) will be read, respectively. That is, when outputting data, the information of the data line can be output as it is. Therefore, unlike the conventional example, it is not necessary to convert data from 3 bits to 2 bits when outputting data.

【0069】以上の動作は、図3のビット線A1とビッ
ト線A2の電位変化図により、より容易に理解される。
The above operation can be more easily understood from the potential change diagram of the bit line A1 and the bit line A2 in FIG.

【0070】次に、データ書き込みの場合について説明
する。ここでは、説明の簡単化のため、データ書き込み
は、図1のセル1へ情報を書き込むものとする。また、
セル1には、(2/3)Vccの情報が格納されるもの
とする。
Next, the case of writing data will be described. Here, in order to simplify the explanation, it is assumed that data is written in the cell 1 in FIG. Also,
Information on (2/3) Vcc is stored in the cell 1.

【0071】RAS信号がローアクティブレベルとなる
ことで、アドレス入力端子11に入力されたアドレス情
報をロウアドレスバッファ7、カラムアドレスバッファ
8がラッチする。ロウアドレスバッファ7は、ラッチし
たロウアドレスを即座にロウデコーダ5に出力する。こ
のとき、RAS信号がローアクティブレベルとなること
で、制御回路6はビット線対のプリチャージ動作を停止
する。
When the RAS signal goes low active level, the row address buffer 7 and the column address buffer 8 latch the address information input to the address input terminal 11. The row address buffer 7 immediately outputs the latched row address to the row decoder 5. At this time, the RAS signal becomes the low active level, so that the control circuit 6 stops the precharge operation of the bit line pair.

【0072】制御回路6はRAS信号がアクティブレベ
ルになると同時にロウデコーダ活性化信号SS1をハイ
アクティブレベルとするので、ロウデコターダ5はロウ
アドレスバッファ7がラッチしたロウアドレスをデコー
ドする。これにより、多値メモリセルアレイ1では、ワ
ード線WL1がハイアクティブレベルとなり、セル1が
ビット線BL1に電気的に接続される。
Since the control circuit 6 sets the row decoder activation signal SS1 to the high active level at the same time that the RAS signal becomes the active level, the row decoder 5 decodes the row address latched by the row address buffer 7. As a result, in the multi-valued memory cell array 1, the word line WL1 becomes the high active level, and the cell 1 is electrically connected to the bit line BL1.

【0073】制御回路6は、ライトイネーブル信号WE
がローインアクティブレベルになると、ゲート選択線T
Gをローインアクティブレベルにして、トランジスタT
1を非動作とし、領域1と領域2を電気的に分離する。
従って、ビット線BL1はビット線A1とビット線B1
に分割され、ビット線BLB1はビット線A2とビット
線B2とに分割される。
The control circuit 6 controls the write enable signal WE.
Goes to the low inactive level, the gate select line T
G is set to low inactive level and transistor T
Area 1 and area 2 are electrically separated from each other.
Therefore, the bit line BL1 is the bit line A1 and the bit line B1.
The bit line BLB1 is divided into the bit line A2 and the bit line B2.

【0074】データ入力バッファ9は、ライトイネーブ
ル信号WEがローアクティブレベルであると、外部装置
から入力されるデータ端子12上の情報をラッチする。
そして即座にデータ線D1、D2にそのラッチした情報
を出力する。
When the write enable signal WE is at the low active level, the data input buffer 9 latches the information on the data terminal 12 input from the external device.
Then, the latched information is immediately output to the data lines D1 and D2.

【0075】カラムアドレスバッファ8は、CAS信号
がローアクティブレベルとなることで、ラッチしていた
カラムアドレスをカラムデコーダ4へ出力する。カラム
デコーダ4は、CAS信号がローアクティブレベルにな
ることにより活性化され、カラムアドレスをデコード
し、ビット線選択線CSLのうち、ビット線対(BL
1、BLB1)に対応したCSL1をハイアクティブレ
ベルにする。これによりデータ線D1、D2に接続され
たトランジスタT2が動作し、データ線上の情報、すな
わち(D1,D2)=(1,0)は、ビット線B1、A
l上へ各々取り込まれる。
The column address buffer 8 outputs the latched column address to the column decoder 4 when the CAS signal becomes low active level. The column decoder 4 is activated when the CAS signal becomes low active level, decodes the column address, and selects the bit line pair (BL) among the bit line selection lines CSL.
1, CBL1 corresponding to BLB1) is set to a high active level. As a result, the transistor T2 connected to the data lines D1 and D2 operates, and the information on the data lines, that is, (D1, D2) = (1,0), is transferred to the bit lines B1 and A.
each of the above is incorporated.

【0076】次に、制御回路6は、センスアンプ1活性
化信号SA1をアクティブレベルとして、センスアンプ
SA11を動作させる。
Next, the control circuit 6 sets the sense amplifier 1 activation signal SA1 to the active level to operate the sense amplifier SA11.

【0077】そして、制御回路6は、読み出し動作と同
様に、一定時間後にセンスアンプ2活性化信号SA2を
アクティブレベルとし、センスアンプSA12を動作さ
せる。
Then, like the read operation, the control circuit 6 sets the sense amplifier 2 activation signal SA2 to the active level after a fixed time to operate the sense amplifier SA12.

【0078】制御回路6は、CAS信号がインアクティ
ブレベルとなることでセンスアンプ活性化信号SA1、
SA2をインアクティブとし、センスアンプSA11、
SA12を非動作とする。
The control circuit 6 causes the sense amplifier activating signal SA1, when the CAS signal becomes inactive level,
SA2 is made inactive, and sense amplifier SA11,
SA12 is set to non-operation.

【0079】この後、RAS信号がインアクティブレベ
ルになることにより、ゲート選択線TGはアクティブレ
ベルとなり、トランジスタT1が動作して領域1と領域
2が電気的に接続される。よって、ビット線BL1の電
位Vaは読み出し動作時と同様、以下の式で表される。
After that, the RAS signal becomes inactive level, the gate selection line TG becomes active level, and the transistor T1 operates to electrically connect the region 1 and the region 2. Therefore, the potential Va of the bit line BL1 is expressed by the following equation, as in the read operation.

【0080】 Va={2C×Vcc+1C×0}÷{2C+1C} =(2/3)Vcc その後、制御回路6はロウデコーダ活性化信号SS1を
ロウアクティブレベルとして、ロウデコーダ5を非動作
とする。これにより、ロウデコーダ5は、選択していた
ワード線WL1をロウインアクティブレベルとするの
で、ビット線BL1上のデータである(2/3)Vcc
はセル1のコンデンサに蓄積された後、セル1はビット
線BL1から電気的に分離される。
Va = {2C × Vcc + 1C × 0} ÷ {2C + 1C} = (2/3) Vcc After that, the control circuit 6 sets the row decoder activation signal SS1 to the row active level and deactivates the row decoder 5. As a result, the row decoder 5 sets the selected word line WL1 to the row inactive level, so that the data on the bit line BL1 is (2/3) Vcc.
After being stored in the capacitor of cell 1, cell 1 is electrically isolated from bit line BL1.

【0081】そして、制御回路6はプリチャージを行
う。
Then, the control circuit 6 performs precharge.

【0082】以上で、メモリセルからのデータ書き込み
サイクルが終了する。
With the above, the data write cycle from the memory cell is completed.

【0083】上述の説明では、セル1について説明を行
ったが、他のセルへのデータの書き込みも同様の動作に
より行うことができることは言うまでもない。
In the above description, the cell 1 has been described, but it goes without saying that data can be written in other cells by the same operation.

【0084】なお、上述の例では、メモリセルへ書き込
む情報は、(2/3)Vccであるとして説明したが、
データ入力バッファ9のデータ線への出力が、(D1,
D2)=(0,0)、(D1,D2)=(0,1)、
(D1,D2)=(1,1)である場合には、上述の動
作と同様に、各々0(0V、すなわちグランドレベルを
意味する。)、(1/3)Vcc、Vccがセル1に書
き込まれる。
In the above example, the information to be written in the memory cell is described as (2/3) Vcc.
The output to the data line of the data input buffer 9 is (D1,
D2) = (0,0), (D1, D2) = (0,1),
When (D1, D2) = (1, 1), 0 (0 V, that is, ground level), (1/3) Vcc, and Vcc are set in the cell 1 as in the above-described operation. Written.

【0085】次に、リフレッシュ動作の場合について説
明する。ここでは、説明の簡単化のため、図1のワード
線WL1の情報をリフレッシュするものとする。なお、
本図に示す例では、CAS BEFORE RAS方式
のリフレッシュ動作を示す。
Next, the case of the refresh operation will be described. Here, for simplification of description, it is assumed that the information on the word line WL1 in FIG. 1 is refreshed. In addition,
In the example shown in this figure, the refresh operation of the CAS BEFORE RAS system is shown.

【0086】CAS信号がローアクティブレベルとなる
ことで、制御回路6は、制御回路6内にあるリフレッシ
ュアドレスカウンタから、ワード線WL1のアドレス情
報RAをロウデコーダ5に出力する。また、制御回路6
は、このとき同時にロウデコーダ活性化信号SS1をハ
イアクティブレベルにするので、ロウデコーダ5はアド
レス情報RAをデコードし、ワード線WL1をハイアク
ティブレベルにする。これにより、ワード線WL1に接
続されたセル1、セル2等の情報が各々に対応するビッ
ト線BL1、BL2等に出力される。
When the CAS signal becomes low active level, the control circuit 6 outputs the address information RA of the word line WL1 to the row decoder 5 from the refresh address counter in the control circuit 6. In addition, the control circuit 6
Simultaneously sets the row decoder activation signal SS1 to the high active level, so that the row decoder 5 decodes the address information RA and sets the word line WL1 to the high active level. As a result, information on the cells 1 and 2 connected to the word line WL1 is output to the corresponding bit lines BL1 and BL2.

【0087】その後、RAS信号がローアクティブとな
ることで、制御回路6はゲート選択線TGをローインア
クティブとする。よって、領域1と領域2は電気的に分
離される。そして、同時に、制御回路6は、センスアン
プ1活性化信号SA1をハイアクティブとして、センス
アンプSA11、センスアンプSA21等を動作させ
る。
After that, the RAS signal becomes low active, so that the control circuit 6 makes the gate selection line TG low inactive. Therefore, the region 1 and the region 2 are electrically separated. At the same time, the control circuit 6 activates the sense amplifier 1 activation signal SA1 to activate the sense amplifier SA11, the sense amplifier SA21, and the like.

【0088】次に、制御回路6は、読み出し動作、書き
込み動作と同じく、予め定められた所定時間後にセンス
アンプSA12、SA22等を活性化する。
Next, the control circuit 6 activates the sense amplifiers SA12, SA22, etc. after a predetermined time, as in the read operation and the write operation.

【0089】その後、RAS信号がハイインアクティブ
レベルとなることで、制御回路6は、センスアンプ活性
化信号SA1、SA2をローインアクティブレベルとし
て、センスアンプを非動作とする。また、この時、制御
回路6は、ゲート選択線TGをハイアクティブレベルと
するので、領域1と領域2は電気的に接続される。
Thereafter, when the RAS signal becomes the high inactive level, the control circuit 6 sets the sense amplifier activating signals SA1 and SA2 to the low inactive level, and deactivates the sense amplifier. Further, at this time, the control circuit 6 sets the gate selection line TG to the high active level, so that the regions 1 and 2 are electrically connected.

【0090】最後に、CAS信号がハイインアクティブ
レベルとなることで、制御回路6はロウデコーダ活性化
信号SS1をロウインアクティブレベルとする。ロウデ
コーダ5は非動作となるので、ワード線WL1はロウイ
ンアクティブレベルとなる。よって、ワード線WL1上
の各メモリセルの情報はリフレッシュされて、再び格納
されることになる。また、このとき、制御回路6は、内
部のリフレッシュアドレスカウンタの内容を1だけ増加
し、次のワード線WL2のアドレス番地を示す情報とな
る。なお、ここでは、リフレッシュカウンタの内容は1
つづ増加するとしたが、1づつ減少するものでもよい。
Finally, since the CAS signal becomes the high inactive level, the control circuit 6 sets the row decoder activation signal SS1 to the low inactive level. Since the row decoder 5 is inoperative, the word line WL1 is at the row inactive level. Therefore, the information of each memory cell on the word line WL1 is refreshed and stored again. Further, at this time, the control circuit 6 increments the content of the internal refresh address counter by 1 to obtain the information indicating the address address of the next word line WL2. Here, the content of the refresh counter is 1
Although it is assumed that the number increases one by one, it may decrease one by one.

【0091】以上で、リフレッシュサイクルが終了す
る。
This completes the refresh cycle.

【0092】以上のように、図1、図2に示す構成によ
れば、データ線に2ビット情報を即座に入出力できる。
これにより、3ビット情報を2ビット情報に変換する従
来例のデータ出力回路が不要となる。また、ダミーメモ
リセルを必要としないので、さらに装置の小型化が促進
される。
As described above, according to the configurations shown in FIGS. 1 and 2, 2-bit information can be immediately input / output to / from the data line.
This eliminates the need for the conventional data output circuit for converting 3-bit information into 2-bit information. Further, since no dummy memory cell is required, further miniaturization of the device is promoted.

【0093】次に、本発明の第2の実施の形態について
図面を参照して説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0094】図4は、本発明の第2の実施の形態を示す
メモリセル部およびセンスアンプ部の回路構成である。
第1の実施の形態においては、多値メモリセルは4値の
情報を格納可能なセルであったが、ここではmビット
(mは2以上の整数である。)の情報を格納可能な場合
の構成を示す。従って、各メモリセルには、電源電圧を
Vccとすると、0、{1/(m−1)}Vcc、{2
/(m−1)}Vcc、…、{(m−2)/(m−
1)}、Vcc、の計m個の情報のいずれかが格納され
ている。また、第1の実施の形態と同様、ダミーセルは
存在していない。
FIG. 4 is a circuit configuration of a memory cell section and a sense amplifier section showing a second embodiment of the present invention.
In the first embodiment, the multi-valued memory cell is a cell capable of storing 4-level information, but here it is possible to store m-bit (m is an integer of 2 or more) information. Shows the configuration of. Therefore, assuming that the power supply voltage is Vcc, 0, {1 / (m-1)} Vcc, {2
/ (M-1)} Vcc, ..., {(m-2) / (m-
1)}, Vcc, and a total of m pieces of information are stored. Further, as in the first embodiment, no dummy cell exists.

【0095】複数のビット線対(BL1,BLB1)〜
(BLn,BLBn)(nは整数を表す。)および複数
のワード線WLには、複数のメモリセルが接続されてい
る。メモリセルの構成は、第1の実施の形態における図
1のセル1に示すようにn型MOSトランジスタとコン
デンサからなる構成である。なお、図4では説明の簡単
のため、n番目のビット線対のみに対応する構成を示し
ており、さらに複数存在するワード線およびメモリセル
は省略して記載している。
A plurality of bit line pairs (BL1, BLB1) to
A plurality of memory cells are connected to (BLn, BLBn) (n represents an integer) and a plurality of word lines WL. The memory cell has a structure including an n-type MOS transistor and a capacitor as shown in the cell 1 of FIG. 1 in the first embodiment. It should be noted that FIG. 4 shows a configuration corresponding to only the n-th bit line pair for simplification of description, and further illustrates a plurality of word lines and memory cells that are omitted.

【0096】第1の実施の形態の図1における構成と基
本的な構成は同じであるが、トランジスタT1により区
画される領域が、領域1〜領域mまで存在する。また、
浮遊容量CS1、CS2、〜、CSmの容量比は、m:
m−1:〜:1という比率である。さらにビット線対あ
たり各領域にセンスアンプSAn1、SAn2、〜SA
nmのm個のセンスアンプが設けられ、また、各領域に
対応してデータ線D1〜Dmが設けられている。このよ
うな容量比を実現するために、各領域のワード線数に差
をつける方法や、各領域のワード線数は同数であるが、
実際にビット線にコンデンサを設ける方法等がある。
Although the basic configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1, there are regions 1 to m defined by the transistor T1. Also,
The capacitance ratio of the stray capacitances CS1, CS2, ..., CSm is m:
The ratio is m-1: to: 1. Further, the sense amplifiers SAn1, SAn2, ...
m sense amplifiers of nm are provided, and data lines D1 to Dm are provided corresponding to each region. In order to realize such a capacity ratio, the method of making the number of word lines in each region different and the number of word lines in each region are the same,
There is a method of actually providing a capacitor on the bit line.

【0097】また、各領域には、カップルコンデンサC
Cが設けられている。この接続関係は、図4に示す通り
である。
In each area, a couple capacitor C
C is provided. This connection relationship is as shown in FIG.

【0098】図4に示す回路を用いて、第1の実施の形
態における図2に示した半導体記憶装置と同様の構成の
半導体記憶装置を実現できる。相違点は、以下のとおり
である。
Using the circuit shown in FIG. 4, a semiconductor memory device having the same structure as the semiconductor memory device shown in FIG. 2 in the first embodiment can be realized. The differences are as follows.

【0099】制御回路61は、センスアンプ活性化信号
SA1、…、SAmを順次、一定時間ごとに活性化す
る。
Control circuit 61 sequentially activates sense amplifier activation signals SA1, ..., SAm at regular time intervals.

【0100】センスアンプSAn1、…、SAnmの各
々の動作は、図1のセンスアンプSA11、SA12と
同様である。
The operation of each of the sense amplifiers SAn1, ..., SAnm is similar to that of the sense amplifiers SA11, SA12 in FIG.

【0101】データ出力バッファ101とデータ入力バ
ッファ91は、データ線D1〜Dmに接続されている点
で、図2のデータ出力バッファ10とデータ入力バッフ
ァ9と異なる。
The data output buffer 101 and the data input buffer 91 are different from the data output buffer 10 and the data input buffer 9 of FIG. 2 in that they are connected to the data lines D1 to Dm.

【0102】以上の差異以外は、図7の半導体記憶装置
は図2の半導体記憶装置と同様の動作を行う。
Except for the above differences, the semiconductor memory device of FIG. 7 operates similarly to the semiconductor memory device of FIG.

【0103】この構成により、本実施の形態において
は、データ線に2ビット以上の多ビット情報を即座に入
出力できる。このような多ビット情報を多値メモリセル
を用いて実現する場合は、多値メモリセルの特徴が顕著
になり、従来の1ビットセルを用いて同様の情報量の半
導体記憶装置を実現する場合に比べて、大幅に装置の小
型化を図ることができる。また、ダミーメモリセルを必
要としないので、さらに装置の小型化が促進される。
With this structure, in the present embodiment, multi-bit information of 2 bits or more can be immediately input / output to / from the data line. When such multi-bit information is realized by using multi-valued memory cells, the characteristics of multi-valued memory cells become remarkable, and when realizing a semiconductor memory device having a similar information amount by using conventional 1-bit cells. In comparison, the size of the device can be significantly reduced. Further, since no dummy memory cell is required, further miniaturization of the device is promoted.

【0104】最後に、本発明の第3の実施の形態につい
て説明する。
Finally, a third embodiment of the present invention will be described.

【0105】図5は、本発明の第3の実施の形態を示す
メモリセル部およびセンスアンプ部の回路構成である。
ここでは、従来例と同様、4値のメモリセルのよる構成
を示す。従って、各メモリセルには、電源電圧をVcc
とすると、0、(1/3)Vcc、(2/3)Vcc、
Vcc、の計4つの情報のいずれかが格納されている。
また、従来例では存在していたダミーセルは存在してい
ない。
FIG. 5 is a circuit configuration of a memory cell section and a sense amplifier section showing a third embodiment of the present invention.
Here, as in the case of the conventional example, a configuration having a 4-level memory cell is shown. Therefore, the power supply voltage is Vcc for each memory cell.
Then, 0, (1/3) Vcc, (2/3) Vcc,
Any one of four pieces of information of Vcc is stored.
In addition, the dummy cells that existed in the conventional example do not exist.

【0106】複数のビット線対(BL1,BLB1)〜
(BLn,BLBn)(nは整数を表す。)および複数
のワード線WLには、複数のメモリセルが接続されてい
る。メモリセルの構成は、第1の実施の形態における図
1のセル1に示すようにn型MOSトランジスタとコン
デンサからなる構成である。
A plurality of bit line pairs (BL1, BLB1) to
A plurality of memory cells are connected to (BLn, BLBn) (n represents an integer) and a plurality of word lines WL. The memory cell has a structure including an n-type MOS transistor and a capacitor as shown in the cell 1 of FIG. 1 in the first embodiment.

【0107】図5では、ビット線対(BLn,BLB
n)にセンスアンプSAn1、SAn2の計2つのセン
スアンプが設けられている。また、各ビット線対はゲー
ト選択線TGにゲートが接続されたn型MOSトランジ
スタT1により領域1と領域2に分けられる。また、領
域1は、ゲート選択線TGiにゲートが接続されたn型
MOSトランジスタT3により、さらに領域11と領域
12に分けられる。同様に、領域2は、ゲート選択線T
Gjにゲートが接続されたn型MOSトランジスタT4
により、さらに領域21と領域22に分けられる。
In FIG. 5, the bit line pair (BLn, BLB
n) is provided with a total of two sense amplifiers SAn1 and SAn2. Each bit line pair is divided into a region 1 and a region 2 by an n-type MOS transistor T1 whose gate is connected to the gate selection line TG. The region 1 is further divided into a region 11 and a region 12 by the n-type MOS transistor T3 whose gate is connected to the gate selection line TGi. Similarly, the region 2 includes the gate selection line T
N-type MOS transistor T4 whose gate is connected to Gj
Is further divided into a region 21 and a region 22.

【0108】従って、ビット線BLnは、ビット線AB
1、AA1、BB1、BA1の4つに分離され、ビット
線BLBnは、ビット線AB2、AA2、BB2、BA
2の4つに分離される。領域11、12、21、22の
ビット線に生じる浮遊容量は全ての領域で同一の容量C
SCとしている。このような容量比を実現するために、
各領域のワード線数を同一にする方法や、ビット線にコ
ンデンサを設けて調節する方法等がある。本図では、領
域2にWL0〜WL255のワード線を設け、領域1に
WL256〜WL511のワード線を設け、少なくとも
領域1と領域2のワード線数は同一としている例を示
す。
Therefore, the bit line BLn is connected to the bit line AB.
1, AA1, BB1, BA1 are separated into four, and the bit line BLBn is divided into bit lines AB2, AA2, BB2, BA.
It is separated into 4 of 2. The stray capacitance generated on the bit lines in the regions 11, 12, 21, and 22 has the same capacitance C in all regions.
SC. To achieve such a capacity ratio,
There are a method of making the number of word lines in each region the same, a method of providing a capacitor for a bit line and adjusting the same. In this figure, the word lines WL0 to WL255 are provided in the region 2, the word lines WL256 to WL511 are provided in the region 1, and at least the number of word lines in the regions 1 and 2 is the same.

【0109】また、各ビット線対には、カップルコンデ
ンサCCが設けられている。この接続関係は、図5に示
す通りである。
A coupling capacitor CC is provided for each bit line pair. This connection relationship is as shown in FIG.

【0110】図6は、図5に示した回路を用いて、1チ
ップに形成した半導体記憶装置の例を示す装置概略図で
ある。本図における多値メモリセルアレイ111が、図
5に示した回路に相当している。
FIG. 6 is a device schematic diagram showing an example of a semiconductor memory device formed in one chip by using the circuit shown in FIG. The multi-valued memory cell array 111 in this figure corresponds to the circuit shown in FIG.

【0111】本半導体記憶装置では、第1の実施の形態
における図2に示した半導体記憶装置と同じ動作を行う
構成要素については同一符号を付してある。従って、図
2と異なる構成要素、すなわちアドレス判別回路131
につき、以下に説明する。
In this semiconductor memory device, the same reference numerals are given to the components that perform the same operations as those of the semiconductor memory device shown in FIG. 2 in the first embodiment. Therefore, a component different from that of FIG. 2, that is, the address discrimination circuit 131.
This will be described below.

【0112】アドレス判別回路131は、ロウアドレス
バッファ7または制御回路6からのリフレッシュアドレ
ス情報RAを受け、そのアドレス情報が領域1または領
域2のいずれかのワード線に対応するものかを判断す
る。そして、受けたアドレス情報が領域1のワード線で
ある場合には、データ読み出し、データ書き込み、リフ
レッシュの各サイクルの間、ゲート選択線TGjをロー
インアクティブレベルとして領域21と領域22を電気
的に分離し、ゲート選択線TGiはハイアクティブレベ
ルとして領域11と領域12を電気的に接続する。ま
た、受けたアドレス情報が領域2のワード線である場合
には、データ読み出し、データ書き込み、リフレッシュ
の各サイクルの間、ゲート選択線TGjをハイアクティ
ブレベルとして領域21と領域22を電気的に接続し、
ゲート選択線TGiをローインアクティブレベルとして
領域11と領域12を電気的に分離する。
The address discrimination circuit 131 receives the refresh address information RA from the row address buffer 7 or the control circuit 6 and determines whether the address information corresponds to either the area 1 or the area 2 word line. When the received address information is the word line in the area 1, the gate selection line TGj is set to the low inactive level and the areas 21 and 22 are electrically connected during each of the data read, data write, and refresh cycles. The gate select line TGi is separated, and the regions 11 and 12 are electrically connected to each other at a high active level. When the received address information is the word line of the area 2, the gate selection line TGj is set to the high active level and the areas 21 and 22 are electrically connected during each cycle of data read, data write, and refresh. Then
The region 11 and the region 12 are electrically separated by setting the gate selection line TGi to the low inactive level.

【0113】これにより、領域22と領域21が電気的
に分離された場合には、ゲート選択線TGにより分離さ
れる領域は領域1と領域21となり、これらの領域の浮
遊容量の比は2:1となる。また、領域11と領域12
が電気的に分離された場合には、ゲート選択線TGによ
り分離される領域は領域2と領域12となり、これらの
領域の浮遊容量の比は2:1となる。
As a result, when the region 22 and the region 21 are electrically separated, the regions separated by the gate selection line TG are the region 1 and the region 21, and the floating capacitance ratio of these regions is 2 :. It becomes 1. In addition, the areas 11 and 12
Are electrically separated, the regions separated by the gate selection line TG are the regions 2 and 12, and the ratio of the stray capacitances of these regions is 2: 1.

【0114】従って、多値メモリセルアレイ111とア
ドレス判別回路131以外の構成は、第1の実施の形態
で示した図2の構成と同一でよい。
Therefore, the configuration other than the multi-valued memory cell array 111 and the address discrimination circuit 131 may be the same as the configuration of FIG. 2 shown in the first embodiment.

【0115】本実施の形態においては、データ線に2ビ
ット情報を即座に出力できる。これにより、3ビット情
報を2ビット情報に変換する従来例のデータ出力回路が
不要となる。また、ダミーメモリセルを必要としないの
で、さらに装置の小型化が促進される。また、各領域に
設けるワード線数等を適宜調節して、各領域の浮遊容量
の比を調整する必要がないため、設計が容易であるとい
う長所もある。
In the present embodiment, 2-bit information can be immediately output to the data line. This eliminates the need for the conventional data output circuit for converting 3-bit information into 2-bit information. Further, since no dummy memory cell is required, further miniaturization of the device is promoted. Further, it is not necessary to adjust the number of word lines provided in each region and adjust the ratio of the stray capacitance in each region, which is an advantage that the design is easy.

【0116】以上、第1、第2および第3の実施の形態
においては、本願発明の基本概念に反しない限り、各信
号に応答して動作する各構成要素において、ハイアクテ
ィブである構成要素をローアクティブとし、ローインア
クティブをハイインアクティブとし、または、それらの
逆をとることは構わない。また、同様に、n型MOSト
ランジスタをp型としても構わない。
As described above, in the first, second and third embodiments, as long as it does not violate the basic concept of the present invention, among the constituent elements which operate in response to each signal, the constituent elements which are high active are It does not matter to make it low active, make low inactive high inactive, or vice versa. Similarly, the n-type MOS transistor may be a p-type.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態の半導体記憶装置の
メモリ部およびセンスアンプ部を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a memory unit and a sense amplifier unit of a semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施の形態を実現する半導体記
憶装置のブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram of a semiconductor memory device implementing the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明のビット線A1、A2の電位変化を示す
タイミングチャートである。
FIG. 3 is a timing chart showing potential changes of bit lines A1 and A2 of the present invention.

【図4】本発明の第2の実施の形態の半導体記憶装置の
メモリ部およびセンスアンプ部を示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a memory section and a sense amplifier section of a semiconductor memory device according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3の実施の形態の半導体記憶装置の
メモリ部よびセンスアンプ部を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a memory section and a sense amplifier section of a semiconductor memory device according to a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第3の実施の形態を実現する半導体記
憶装置のブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram of a semiconductor memory device that realizes a third embodiment of the present invention.

【図7】従来例の半導体記憶装置のメモリ部およびセン
スアンプ部を示す回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a memory section and a sense amplifier section of a conventional semiconductor memory device.

【図8】従来の1ビットセルの構成概略図である。FIG. 8 is a schematic diagram of the configuration of a conventional 1-bit cell.

【図9】2ビットセルの構成概略図である。FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a 2-bit cell.

【図10】他の2ビットセルの構成概略図である。FIG. 10 is a schematic diagram of the configuration of another 2-bit cell.

【図11】従来の1ビットセルを利用して2ビット情報
を得る構成概略図である。
FIG. 11 is a schematic configuration diagram for obtaining 2-bit information using a conventional 1-bit cell.

【図12】従来例の2ビットメモリセルアレイ半導体記
憶装置の構成概略図である。
FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a conventional 2-bit memory cell array semiconductor memory device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 多値メモリセルアレイ 2 センスアンプ1 3 センスアンプ2 4 カラムデコーダ 5 ロウデコーダ 7 ロウアドレスバッファ 8 カラムアドレスバッファ 9 データ入力バッファ 10 データ出力バッファ 11 アドレス端子 12 データ端子 111 多値メモリセルアレイ 131 アドレス判別回路2 1 Multilevel Memory Cell Array 2 Sense Amplifier 1 3 Sense Amplifier 2 4 Column Decoder 5 Row Decoder 7 Row Address Buffer 8 Column Address Buffer 9 Data Input Buffer 10 Data Output Buffer 11 Address Terminal 12 Data Terminal 111 Multilevel Memory Cell Array 131 Address Discrimination Circuit Two

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の配線と第2の配線との間に導電経
路を形成すべく接続された第1の導電手段と、第3の配
線と第4の配線との間に導電経路を形成すべく接続され
た第2の導電手段と、一端が前記第1の配線に接続さ
れ、他端が前記第4の配線に接続された第1のコンデン
サと、一端が前記第2の配線に接続され、他端が前記第
3の配線に接続された第2のコンデンサと、第1の入力
端が前記第1の配線に接続され、第2の入力端が前記第
3の配線に接続され、第1の信号に応じて前記第1およ
び第2の入力端に印加される電位を比較し、その結果を
前記第1の配線に出力し、前記結果の反転信号を前記第
3の配線に出力する第1の比較手段と、第3の入力端が
前記第2の配線に接続され、第4の入力端が前記第4の
配線に接続され、第2の信号に応じて前記第3および第
4の入力端に印加される電位を比較し、その結果を前記
第2の配線に出力し、前記結果の反転信号を前記第4の
配線に出力する第2の比較手段とを有し、前記第1およ
び第2の導電手段は、第3の信号に応じて、前記導電経
路を形成することを特徴とする半導体集積回路。
1. A conductive path is formed between a first conductive means connected to form a conductive path between a first wiring and a second wiring, and a third wiring and a fourth wiring. Second conductive means connected to form, a first capacitor having one end connected to the first wiring and the other end connected to the fourth wiring, and one end connected to the second wiring. A second capacitor connected to the third wiring, the other end connected to the third wiring, a first input end connected to the first wiring, and a second input end connected to the third wiring. , Comparing the potentials applied to the first and second input terminals according to the first signal, outputting the result to the first wiring, and outputting the inverted signal of the result to the third wiring. A first comparing means for outputting and a third input end connected to the second wiring, a fourth input end connected to the fourth wiring, a second Comparing the potentials applied to the third and fourth input terminals according to the signal of No. 3, outputting the result to the second wiring, and outputting an inverted signal of the result to the fourth wiring. 2. The semiconductor integrated circuit according to claim 2, wherein the first and second conductive means form the conductive path according to a third signal.
【請求項2】 前記第1および第2の導電手段は、ゲー
トに前記第3の信号を受ける第1導電型のMOSトラン
ジスタであることを特徴とする請求項1記載の半導体集
積回路。
2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the first and second conductive means are first conductivity type MOS transistors which receive the third signal at their gates.
【請求項3】 前記第1および第3の配線にはさらに各
々第3のコンデンサが接続され、前記第2および第4の
配線にはさらに各々第4のコンデンサが接続され、前記
第3のコンデンサの容量と前記第4のコンデンサの容量
は異なることを特徴とする請求項2記載の半導体集積回
路。
3. A third capacitor is further connected to each of the first and third wirings, and a fourth capacitor is further connected to each of the second and fourth wirings. 3. The semiconductor integrated circuit according to claim 2, wherein the capacitance of the second capacitor and the capacitance of the fourth capacitor are different.
【請求項4】 前記第1の配線と第3の配線との浮遊容
量は第1の容量であり、前記第2の配線と第4の配線と
の浮遊容量は第2の容量であり、前記第1の容量と前記
第2の容量とは異なることを特徴とする請求項2記載の
半導体集積回路。
4. A stray capacitance between the first wiring and the third wiring is a first capacitance, and a stray capacitance between the second wiring and a fourth wiring is a second capacitance, 3. The semiconductor integrated circuit according to claim 2, wherein the first capacitance and the second capacitance are different.
【請求項5】 前記第1の信号の後に、前記第2の信号
が印加されることを特徴とする請求項1乃至4記載の半
導体集積回路。
5. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the second signal is applied after the first signal.
【請求項6】 前記第1乃至第4の配線には各々複数の
多値メモリセルが接続されたことを特徴とする請求項1
乃至5記載の半導体集積回路。
6. A plurality of multi-valued memory cells are connected to each of the first to fourth wirings.
6. The semiconductor integrated circuit according to any one of 5 to 6.
【請求項7】 多値メモリセルアレイと、第1および第
2のセンスアンプと、制御回路とを有し、前記制御回路
は、前記第1のセンスアンプを活性化させた後に、前記
第2のセンスアンプを活性化させ、前記多値メモリセル
アレイのセル情報のセンスを行うことを特徴とする半導
体装置。
7. A multi-valued memory cell array, first and second sense amplifiers, and a control circuit, wherein the control circuit activates the first sense amplifier and then activates the second sense amplifier. A semiconductor device characterized in that a sense amplifier is activated to sense cell information of the multi-valued memory cell array.
【請求項8】 1セルにNビットのデータを蓄えるメモ
リにおいて、各ビットのセンスをMSBからLSBへ順
次センスを行い上位ビットのセンス結果を用いて下位ビ
ットのセンスレベルを変えることを特徴とする多値メモ
リ。
8. A memory for storing N-bit data in one cell, wherein the sense of each bit is sequentially sensed from MSB to LSB, and the sense level of the lower bit is changed by using the sense result of the upper bit. Multi-valued memory.
【請求項9】 請求項8においてセルはダイナミックセ
ルであり、下位ビットのセンスレベルを変化させる手段
を、ビット線間の容量をカップルで行うことを特徴とす
る多値DRAM。
9. The multi-valued DRAM according to claim 8, wherein the cell is a dynamic cell, and the means for changing the sense level of the lower bit is performed by coupling the capacitance between bit lines.
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Effective date: 19990518