JPH10188555A - 半導体記憶装置とデータ読み出し及び書き込み方法 - Google Patents

半導体記憶装置とデータ読み出し及び書き込み方法

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JPH10188555A
JPH10188555A JP8337204A JP33720496A JPH10188555A JP H10188555 A JPH10188555 A JP H10188555A JP 8337204 A JP8337204 A JP 8337204A JP 33720496 A JP33720496 A JP 33720496A JP H10188555 A JPH10188555 A JP H10188555A
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pulse
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latch
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、半導体記憶装置に於て、データ読み
出し動作期間の長さ及びデータ書き込み動作期間の長さ
に対する相反する要求を解消し、高い周波数での高速な
動作を可能にすることを目的とする。 【解決手段】半導体記憶装置は、データ書き込み時及び
データ読み出し時に導通してデータを通過させるゲート
と、ゲートの導通期間をデータ書き込み時及びデータ読
み出し時で変化させる制御手段を含むことを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は一般に半導体記憶装
置に関し、詳しくはセンスアンプに対するデータの読み
出し及び書き込み動作が内部生成されたパルスによって
制御される半導体記憶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】DRAM(dynamic random access memo
ry)或いはSDRAM(synchronousDRAM)等の半
導体記憶装置に於ては、メモリセルに対するデータ読み
出し及び書き込み動作をセンスアンプを介して行う。デ
ータ読み出しの場合には、ワード撰択線を選択すること
によって、選択したメモリセルからデータをビットライ
ンに読み出し、ビットラインのデータをセンスアンプに
書き込んで増幅する。この増幅されたデータを、コラム
撰択線を選択することにより選択したコラムゲートを開
いて、データバスに読みだす。データ書き込みの場合に
は、コラム撰択線を選択することにより選択したコラム
ゲートを開いて、データバス上のデータをセンスアンプ
に書き込む。センスアンプに書き込まれたデータは、ワ
ード撰択線によって選択されたメモリセルに、ビットラ
インを介して書き込まれる。
【0003】ビットライン及びデータバスは1ビットの
データに対して一対の信号線を有しており、この一対の
信号線は、データを伝送する前に所定の電圧にチャージ
され(プリチャージ)、短絡によって互いに同電位に設
定される(イコライズ)。このプリチャージ及びイコラ
イズされた一対の信号線間で、電位差としてデータが伝
送されることにより、高速なデータ伝送が可能となる。
【0004】このプリチャージ動作及びイコライズ動作
は同時に実行されるが、伝送するデータを信号線に与え
る前に完了している必要がある。読み出し/書き込み動
作が連続して行われる場合、ある読み出し/書き込み動
作が終了した後、次の読み出し/書き込み動作が開始さ
れるまでの短期間の間に、ビットライン及びデータバス
のプリチャージ及びイコライズを完了しなければならな
い。
【0005】従ってクロックの1サイクルの間で、まず
データ読み出し/書き込み動作を行い、残りの時間内に
プリチャージ及びイコライズ動作を行う必要がある。こ
こでデータバス及びセンスアンプ間に於けるコラムゲー
トを介したデータ読み出し/書き込み動作を考えると、
データ読み出し/書き込み動作は、コラムゲートを選択
して開く(導通させる)ことに相当する。コラムゲート
はトランジスタで構成され、このトランジスタのゲート
にパルス入力を与えてトランジスタを導通させることで
コラムゲートを開き、データ読み出し/書き込み動作を
行う。従ってクロックの1サイクルを、コラムゲートト
ランジスタへのパルス入力の期間とイコライズの期間
(プリチャージは同時に行われる)とで、適当に分割す
ることになる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】データ書き込み動作を
行う場合には、センスアンプのデータを上書きする必要
があるため、データバスに大きな電圧振幅を与える必要
がある。ところが大きな電圧振幅をデータバスに与える
と、次のサイクルに備えてイコライズする際に、一対の
信号線間の大きな電位差を同電位にまで戻す必要がある
ため、イコライズにかなりの時間を必要としてしまう。
従って、書き込み動作を行うためのパルス幅をそれ程長
くすることが出来ない。
【0007】一方データ読み出し動作は、微小電圧増幅
回路である読み出しアンプでデータバスの小さな電圧振
幅を増幅しながらデータを読みだすので、データバスは
比較的小さな電圧振幅を持てば十分である。従って、デ
ータバスのイコライズにはそれ程の時間を必要としな
い。しかしながら微小電圧増幅回路で小さな電圧振幅を
増幅しながらデータを読み出すので、データバスにデー
タが出力されている時間が長いほうが、より電圧振幅が
増幅されると共にデータ読み出しタイミングのマージン
が大きくなる。従って、読み出し動作を行うためのパル
ス幅はなるべく長いほうが好ましい。
【0008】従来、コラムゲートへのパルス入力は、デ
ータ読み出し動作であるかデータ書き込み動作であるか
に関わらず一定のパルス幅となっている。従って、書き
込み動作に適切なようにパルス幅を短く設定すると、読
み出し動作に於てデータ読み出しには不十分な長さとな
り、逆に読み出し動作に適切なようにパルス幅を長く設
定すると、書き込み動作に於てイコライズに十分な時間
が取れないことになる。クロックの1サイクルの時間が
ある程度長ければこの相反する要求は問題とならない
が、1サイクルの時間を短くして動作速度を上げようと
すると、この問題が顕在化してくる。従って、半導体記
憶装置の動作周波数を高くすることが出来ず、高速な動
作を実現することが出来ない。
【0009】従って本発明の目的は、半導体記憶装置に
於て、データ読み出し動作期間の長さ及びデータ書き込
み動作期間の長さに対する相反する要求を解消し、高い
周波数での高速な動作を可能にすることである。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に於て
は、半導体記憶装置は、データ書き込み時及びデータ読
み出し時に導通してデータを通過させるゲートと、該ゲ
ートの導通期間をデータ書き込み時及びデータ読み出し
時で変化させる制御手段を含むことを特徴とする。
【0011】請求項2の発明に於ては、請求項1記載の
半導体記憶装置に於て、複数のメモリセルに対するデー
タ読み出し及びデータ書き込みを行う複数のセンスアン
プを更に含み、前記ゲートはコラムゲートトランジスタ
であって、該ゲートを選択的に導通させることによって
該複数のセンスアンプから少なくとも一つのセンスアン
プを選択し、該少なくとも一つのセンスアンプと外部と
の間のデータ読み出し及びデータ書き込みを該ゲートを
介して行うことを特徴とする。
【0012】請求項3の発明に於ては、請求項2記載の
半導体記憶装置に於て、前記制御手段は、前記コラムゲ
ートトランジスタのゲート入力に供給するパルス信号を
生成し、データ書き込み時及びデータ読み出し時で該パ
ルス信号のパルス幅を変化させるパルス生成手段を含む
ことを特徴とする。請求項4の発明に於ては、請求項3
記載の半導体記憶装置に於て、前記パルス生成手段は、
データ書き込み時の前記パルス幅を、データ読み出し時
の該パルス幅よりも短くすることを特徴とする。
【0013】請求項5の発明に於ては、請求項3記載の
半導体記憶装置に於て、前記ゲートを介して前記センス
アンプに接続されたデータバスを更に含み、前記パルス
信号が前記ゲートを導通させる期間以外の期間に前記デ
ータバスに対するプリチャージ動作及びイコライズ動作
を行うことを特徴とする。請求項6の発明に於ては、請
求項3記載の半導体記憶装置に於て、前記パルス生成手
段は、前記パルス信号を保持するラッチと、書き込み動
作時と読み出し動作時とで異なったタイミングで該ラッ
チをリセットするリセット回路を含むことを特徴とす
る。
【0014】請求項7の発明に於ては、請求項6記載の
半導体記憶装置に於て、前記リセット回路は、前記ラッ
チの出力を遅延させる遅延回路と、書き込み動作である
か読み出し動作であるかを指定する識別信号に基づい
て、該遅延回路から異なった遅延時間を有する遅延信号
を取り出す回路を含み、該遅延信号によって前記ラッチ
をリセットすることを特徴とする。
【0015】請求項8の発明に於ては、請求項3記載の
半導体記憶装置に於て、前記パルス生成手段は、前記パ
ルス信号を保持する第1のラッチと、第1の所定のタイ
ミングで該第1のラッチをリセットする第1のリセット
回路と、該パルス信号を保持する第2のラッチと、第2
の所定のタイミングで該第2のラッチをリセットする第
2のリセット回路と、書き込み動作であるか読み出し動
作であるかを指定する識別信号に基づいて、該第1のラ
ッチ及び該第1のリセット回路或いは該第2のラッチ及
び該第2のリセット回路の何れかを動作させる手段を含
むことを特徴とする。
【0016】請求項9の発明に於ては、請求項8記載の
半導体記憶装置に於て、第1のリセット回路と第2のリ
セット回路の各々は、対応するラッチの出力を遅延させ
遅延信号を出力する遅延回路を含み、該遅延信号によっ
て該対応するラッチをリセットすることを特徴とする。
請求項10の発明に於ては、半導体記憶装置に於てメモ
リセルと外部との間でコラムゲートトランジスタを介し
てデータ読み出し及びデータ書き込みを行う方法は、デ
ータ読み出し時に該コラムゲートトランジスタを第1の
所定の期間導通させ、データ書き込み時に該コラムゲー
トトランジスタを第2の所定の期間導通させる各段階を
含むことを特徴とする。
【0017】請求項11の発明に於ては、請求項10記
載の方法に於て、前記第1の所定の期間は、前記第2の
所定の期間より長いことを特徴とする。請求項12の発
明に於ては、請求項10記載の方法に於て、前記第1の
所定の期間及び前記第2の所定の期間以外の期間に、プ
リチャージ動作及びイコライズ動作を行うことを特徴と
する。
【0018】上記発明に於ては、ゲートの導通期間をデ
ータ書き込み時及びデータ読み出し時で変化させる制御
手段が設けられているので、データ読み出し動作期間の
長さ及びデータ書き込み動作期間の長さに対する相反す
る要求を解消し、高い周波数での高速な動作を可能にす
ることが出来る。即ち、書き込みのために必要なデータ
信号の電圧波形は大きな電圧振幅を有するために、イコ
ライズによってデータバスを同電位にするためには比較
的長い時間を必要とする。上記発明に於ては、書き込み
動作時には比較的短いゲート導通時間を用いることが出
来るので、次サイクルに移る前に大きな電圧振幅を完全
にイコライズすることが出来る。また読み出し動作の際
にはデータ信号の電圧振幅が徐々に増幅されるために、
十分な電圧振幅まで増幅するためには比較的長い時間を
必要とし、更に長い期間データ信号が保持されたほう
が、十分な動作タイミングのマージンを提供できるので
好ましい。上記発明に於ては、読み出し動作時には比較
的長いゲート導通時間を用いることが出来るので、読み
出し動作に対して十分に長い動作時間を設定することが
出来る。
【0019】仮に書き込み動作時及び読み出し動作時の
パルス幅を同一にしようとすると、書き込み動作時に十
分なイコライズ時間が取れないか、読み出し動作時に十
分な読み出し動作時間が取れないことになる。しかし上
記本発明に於ては、書き込み動作時のゲート導通時間と
読み込み動作時のゲート導通時間とを変えることで、従
来よりも短いサイクルでの動作を可能とし、高速な読み
出し及び書き込み動作を実現できる。
【0020】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を添付の図
面を参照して説明する。図1は、本発明によるDRAM
の実施例を示す。図1のDRAMは、複数のワード撰択
線10、複数のメモリセル11、複数のセルトランジス
タ12、センスアンプ13、コラムゲートトランジスタ
14及び15、複数のコラム撰択線16、ワードデコー
ダ20、コラムデコーダ21、読み出しアンプ/書き込
みバッファ22、センスアンプ制御ユニット23、コラ
ムアクセスパルス生成ユニット24、データ入出力バッ
ファ25、コマンド制御ユニット26、アドレスバッフ
ァ27、データパッド28、コントロールパッド29、
アドレスパッド30、信号線31、一対のビットライン
BL及び/BL、及び一対のデータバスDB及び/DB
を含む。ここで/BL或いは/DB等のシンボルの前
の" /" は、反転データを示す。
【0021】図1のDRAMに於て、コラムアクセスパ
ルス生成ユニット24は、従来技術のDRAMのものと
は異なり、コマンド制御ユニット26から信号線31を
介して、現在の動作が読み出し動作であるか書き込み動
作であるかを示す読み出し/書き込み信号を受け取る。
コラムアクセスパルス生成ユニット24は、コマンド制
御ユニット26からコラムアクセス信号を受け取るとパ
ルス信号を生成するが、読み出し/書き込み信号が示す
現在の動作が読み出し動作であるか書き込み動作である
かによって、異なったパルス幅のパルス信号を生成し、
コラムデコーダ21に供給する。コラムデコーダ21
は、供給されたパルスを選択されたコラム選択線16に
供給し、選択されたコラムゲートトランジスタ14或い
は15を導通させる。
【0022】このようにして、データ読み出し或いはデ
ータ書き込みを行うためのコラムゲートトランジスタ1
4或いは15は、データ読み出し時とデータ書き込み時
とで異なった長さの期間オンとなりデータを転送するこ
とが出来る。従って、書き込み動作の時には、コラムア
クセスパルス生成ユニット24が生成するパルスのパル
ス幅を比較的短くしてイコライズに十分な時間的余裕を
与え、読み出し動作の時には、コラムアクセスパルス生
成ユニット24が生成するパルスのパルス幅を比較的長
くしてデータ読み出しに十分な時間的余裕を与えること
が出来る。従って、クロックサイクルを短縮して、高い
クロック周波数による高速なデータ読み出し/書き込み
動作を行うことが出来る。
【0023】図1のDRAMに於て上記以外の動作は、
従来のDRAMと同様である。なおプリチャージ動作及
びイコライズ動作は、コラムアクセスパルス生成ユニッ
ト24が生成するパルスがHIGHの時にコラムゲート
が開かれるとすると、このパルスがLOWである期間に
行えばよい。これもまた従来のDRAMと同様の構成で
ある。
【0024】図1のDRAMの動作について以下に説明
する。なお図1のDRAMに於ては図面の簡略化のため
に、一対のデータバス及び一つのデータパッドのみが示
されるが、複数対のデータバス及び複数のデータパッド
を有する構成でよい。データ読み出しの場合、アドレス
パッド30にアドレス信号が供給される。アドレス信号
はアドレスバッファ27に格納されて、ワードデコーダ
20とコラムデコーダ21に供給される。
【0025】ワードデコーダ20は、アドレス信号で指
定されたワード線10を選択してHIGHとし、対応す
るセルトランジスタ12を導通させる。これによって、
選択されたメモリセル11のデータが、セルトランジス
タ12を介してビットラインBL及び/BLに供給され
る。ビットラインBL及び/BLのデータ信号は、セン
スアンプ制御ユニット23によって制御されるセンスア
ンプ13によって増幅される。
【0026】コラムデコーダ21は、アドレスバッファ
27からのアドレス信号と共に、コラムアクセスパルス
生成ユニット24からパルス信号を受け取る。コラムデ
コーダ21は、アドレス信号で選択されたコラム撰択線
16に、このパルス信号を供給する。選択されたコラム
撰択線16に対応するコラムゲートトランジスタ14或
いは15がオンされ、センスアンプ13で増幅されたデ
ータ信号がデータバスDB及び/DBに供給される。デ
ータバスDB及び/DB上のデータ信号は、読み出しア
ンプ/書き込みバッファ22に読み込まれて増幅され、
データ入出力バッファ25に供給される。データ入出力
バッファ25は、データ信号をデータパッド28に出力
する。このようにして記憶されたデータを、アドレス信
号によって指定されたアドレスから読みだすことが出来
る。
【0027】上述の読み出し動作に於て、コラムゲート
トランジスタ14或いは15の導通期間を決定するパル
ス信号のパルス幅は、コラムアクセスパルス生成ユニッ
ト24によって、読み出し動作に十分な電圧増幅時間と
十分な動作マージンを与えるように長いパルス幅に設定
される。従って、クロックサイクルを短縮して、高いク
ロック周波数による高速なデータ読み出し動作を行うこ
とが出来る。
【0028】データ書き込みの場合、データパッド28
及びアドレスパッド30に、データ信号及びアドレス信
号が供給される。データ信号はデータ入出力バッファ2
5を介して、読み出しアンプ/書き込みバッファ22に
供給される。読み出しアンプ/書き込みバッファ22に
供給されたデータ信号は、データバスDB及び/DB上
に電位差信号として現われる。またアドレスパッド30
に与えられたアドレス信号はアドレスバッファ27に格
納されて、ワードデコーダ20とコラムデコーダ21に
供給される。
【0029】コラムデコーダ21は、アドレスバッファ
27からのアドレス信号と共に、コラムアクセスパルス
生成ユニット24からパルス信号を受け取る。コラムデ
コーダ21は、アドレス信号で選択されたコラム撰択線
16に、このパルス信号を供給する。選択されたコラム
撰択線16に対応するコラムゲートトランジスタ14或
いは15がオンされ、データバスDB及び/DB上のデ
ータ信号がセンスアンプ13に供給され、センスアンプ
13内のデータを書き換える。センスアンプ13に供給
されたデータは、データ信号としてビットラインBL及
び/BL上に現われる。
【0030】ワードデコーダ20は、アドレス信号で指
定されたワード線10を選択してHIGHとし、対応す
るセルトランジスタ12を導通させる。これによって、
選択されたメモリセル11に、導通されたセルトランジ
スタ12を介して、ビットラインBL及び/BL上のデ
ータが電荷として記憶される。このようにして、入力し
たデータを、アドレス信号によって指定したアドレスに
記憶させることが出来る。
【0031】上述の読み出し動作に於て、コラムゲート
トランジスタ14或いは15の導通期間を決定するパル
ス信号のパルス幅は、コラムアクセスパルス生成ユニッ
ト24によって、書き込み動作後のイコライズ動作に十
分な時間的余裕を与えるような短いパルス幅に設定され
る。従って、クロックサイクルを短縮して、高いクロッ
ク周波数による高速なデータ読み出し動作を行うことが
出来る。
【0032】図2(A)及び(B)は、図1のコラムア
クセスパルス生成ユニット24が生成するパルス信号を
示す。図2(A)は、書き込み動作の場合に生成される
パルス信号を示し、図2(B)は、読み出し動作の場合
に生成されるパルス信号を示す。また各パルス信号に重
ねて、データバスDB及び/DB上のデータ信号の電圧
波形を示す。
【0033】図2(A)と図2(B)を比較すれば明ら
かなように、書き込み動作時のパルス信号と読み込み動
作時のパルス信号は同一のサイクルであるが、読み込み
動作時のパルスの方が長いパルス幅(信号がHIGHの
期間)を有する。図2(A)に示されるように、書き込
みのために必要なデータ信号の電圧波形は大きな電圧振
幅を有するために、イコライズによってデータバスDB
及び/DBを同電位にするためには比較的長い時間を必
要とする。本発明に於ては、書き込み動作時には比較的
短いパルス幅を有するパルス信号を用いるので、次サイ
クルに移る前に大きな電圧振幅を完全にイコライズする
ことが出来る。
【0034】また図2(B)に示されるように、読み出
し動作の際にはデータ信号の電圧振幅が徐々に増幅され
るために、十分な電圧振幅まで増幅するためには比較的
長い時間を必要とする。またデータバスDB及び/DB
から次段へのデータ読み出しのタイミングを考えると、
長い期間データ信号が保持されたほうが、十分な動作タ
イミングのマージンを提供できるので好ましい。本発明
に於ては、読み出し動作時には比較的長いパルス幅を有
するパルス信号を用いるので、読み出し動作に対して十
分に長い動作時間を設定することが出来る。
【0035】図2(A)及び(B)に示されるクロック
サイクルで、書き込み動作時及び読み出し動作時のパル
ス幅を同一にしようとすると、書き込み動作時に十分な
イコライズ時間が取れないか、読み出し動作時に十分な
読み出し動作時間が取れないことになる。つまり本発明
によって図2(A)及び(B)に示されるように、書き
込み動作時のパルス幅と読み込み動作時のパルス幅とを
変えることで、従来よりも短いサイクルでの動作を可能
とし、高速な読み出し及び書き込み動作を実現できるこ
とになる。
【0036】図3は、本発明によるコラムアクセスパル
ス生成ユニット24の第1の実施例を示す。図3のコラ
ムアクセスパルス生成ユニット24は、NAND回路4
0及び41、インバータ42乃至48、NMOSトラン
ジスタ50及び51、PMOSトランジスタ52及び5
3、及び複数対の抵抗R及び容量Cを含む。NAND回
路40及び41はRSフリップフロップを形成し、また
抵抗R及び容量Cの対は遅延素子を形成する。
【0037】図4は、図3のコラムアクセスパルス生成
ユニット24の動作を説明するためのタイミングチャー
トを示す。以下に図3及び図4を参照して、図3のコラ
ムアクセスパルス生成ユニット24の動作を説明する。
初期状態に於て、NAND回路40及び41からなるR
Sフリップフロップの一方の入力ノードN1はHIGH
であり、もう一方の入力ノードn01もHIGHであ
る。またノードn02及びn03は各々、HIGH及び
LOWの状態にある。従って初期状態に於て、コラムア
クセスパルス生成ユニット24の出力ノードN3には、
ノードn02のHIGHをインバータ42で反転したL
OW信号が現われる。
【0038】この初期状態で、コラムアクセス信号とし
て、ノードN1にLOWのパルスが入力される。従っ
て、RSフリップフロップの入力ノードN1及びn01
は各々LOW及びHIGHとなるので、RSフリップフ
ロップの出力であるノードn02及びn03は、各々L
OW及びHIGHとなる。ノードn02の反転であるコ
ラムアクセスパルス生成ユニット24の出力ノードN3
は、LOWからHIGHに変化する。
【0039】以後の動作は書き込み動作の場合と読み出
し動作の場合によって異なる。まず書き込み動作の場合
について説明する。書き込み動作の場合には、ノードN
2に供給される読み出し/書き込み信号はHIGHであ
る。従って、NMOSトランジスタ50及びPMOSト
ランジスタ52がオンとなり導通される。またNMOS
トランジスタ51及びPMOSトランジスタ53はオフ
である。
【0040】ノードn03のLOWからHIGHへの変
化は、インバータ43乃至46及び抵抗Rと容量Cから
なる遅延素子列を伝播していく。従ってノードn04の
電位は、ノードn03の変化に遅延して、LOWからH
IGHへ変化する。このノードn04のLOWからHI
GHからへの変化は、NMOSトランジスタ50及びP
MOSトランジスタ52を介して、インバータ47に供
給される。これによって、インバータ47の出力である
ノードn01の電位は、HIGHからLOWに変化す
る。
【0041】この時点では既に、ノードN1に供給され
るコラムアクセス信号は、HIGHに戻っている。従っ
て、RSフリップフロップの入力ノードN1及びn01
は各々HIGH及びLOWとなるので、RSフリップフ
ロップの出力であるノードn02及びn03は、各々H
IGH及びLOWとなる。ノードn02の反転であるコ
ラムアクセスパルス生成ユニット24の出力ノードN3
は、HIGHからLOWに変化する。
【0042】このようにして書き込み動作の場合には、
コラムアクセスパルス生成ユニット24は、ノードn0
3及びn04の間を信号が伝達する時間に等しいパルス
幅を有したパルス信号を生成することになる。以下に読
み出し動作の場合について説明する。読み出し動作の場
合には、ノードN2に供給される読み出し/書き込み信
号はLOWである。従って、NMOSトランジスタ51
及びPMOSトランジスタ53がオンとなり導通され
る。またNMOSトランジスタ50及びPMOSトラン
ジスタ52はオフである。
【0043】ノードn03のLOWからHIGHへの変
化は、インバータ43乃至46及び抵抗Rと容量Cから
なる遅延素子列を伝播していく。従ってノードn05の
電位は、ノードn03の変化に遅延して、LOWからH
IGHへ変化する。このノードn05のLOWからHI
GHからへの変化は、NMOSトランジスタ51及びP
MOSトランジスタ53を介して、インバータ47に供
給される。これによって、インバータ47の出力である
ノードn01の電位は、HIGHからLOWに変化す
る。
【0044】この時点では既に、ノードN1に供給され
るコラムアクセス信号は、HIGHに戻っている。従っ
て、RSフリップフロップの入力ノードN1及びn01
は各々HIGH及びLOWとなるので、RSフリップフ
ロップの出力であるノードn02及びn03は、各々H
IGH及びLOWとなる。ノードn02の反転であるコ
ラムアクセスパルス生成ユニット24の出力ノードN3
は、HIGHからLOWに変化する。
【0045】このようにして読み出し動作の場合には、
コラムアクセスパルス生成ユニット24は、ノードn0
3及びn05の間を信号が伝達する時間に等しいパルス
幅を有したパルス信号を生成することになる。上述のよ
うにコラムアクセスパルス生成ユニット24の第1の実
施例に於ては、RSフリップフロップをリセットする信
号をインバータ、抵抗、及び容量より構成される遅延素
子列から取り出して供給する際に、その取り出し位置を
変化させることによって、読み出し動作時と書き込み動
作時とでパルス幅を変化させることが出来る。
【0046】図5は、本発明によるコラムアクセスパル
ス生成ユニットの第2の実施例を示す。図5のコラムア
クセスパルス生成ユニット24Aは、書き込み用パルス
生成ユニット90、読み出し用パルス生成ユニット9
1、NMOSトランジスタ80及び81、PMOSトラ
ンジスタ82乃至85、インバータ86、NOR回路8
7、インバータ88を含む。
【0047】書き込み用パルス生成ユニット90は、N
AND回路60及び61、インバータ62乃至65、及
び複数対の抵抗R及び容量Cを含む。NAND回路60
及び61はRSフリップフロップを形成し、また抵抗R
及び容量Cの対は遅延素子を形成する。読み出し用パル
ス生成ユニット91は、NAND回路70及び71、イ
ンバータ72乃至77、及び複数対の抵抗R及び容量C
を含む。NAND回路70及び71はRSフリップフロ
ップを形成し、また抵抗R及び容量Cの対は遅延素子を
形成する。
【0048】図5のコラムアクセスパルス生成ユニット
24Aに於ては、書き込み用パルス生成ユニット90或
いは読み出し用パルス生成ユニット91が、書き込み動
作或いは読み出し動作に応じて選択的に動作する。NM
OSトランジスタ80及び81、PMOSトランジスタ
82乃至85、及びインバータ86が、ノードN2に入
力される読み出し/書き込み信号に応じて、書き込み用
パルス生成ユニット90或いは読み出し用パルス生成ユ
ニット91の何れかに、ノードN1に入力されるコラム
アクセス信号を供給する。
【0049】書き込み動作の場合、ノードN2に入力さ
れる読み出し/書き込み信号はHIGHである。この時
NMOSトランジスタ80及びPMOSトランジスタ8
2がオンとなり導通され、またPMOSトランジスタ8
4はオフであるので、読み出し/書き込み信号が、書き
込み用パルス生成ユニット90に供給される。またNM
OSトランジスタ81及びPMOSトランジスタ83は
オフであり、PMOSトランジスタ85がオンであるの
で、読み出し用パルス生成ユニット91へは常時HIG
H電位が供給される。従って書き込み用パルス生成ユニ
ット90が動作し、読み出し用パルス生成ユニット91
は非動作となる。
【0050】読み出し動作の場合、ノードN2に入力さ
れる読み出し/書き込み信号はLOWである。この時N
MOSトランジスタ81及びPMOSトランジスタ83
がオンとなり導通され、またPMOSトランジスタ85
はオフであるので、読み出し/書き込み信号が、読み出
し用パルス生成ユニット91に供給される。またNMO
Sトランジスタ80及びPMOSトランジスタ82はオ
フであり、PMOSトランジスタ84がオンであるの
で、書き込み用パルス生成ユニット90へは常時HIG
H電位が供給される。従って書き込み用パルス生成ユニ
ット90は非動作であり、読み出し用パルス生成ユニッ
ト91が動作する。
【0051】図6は、図5のコラムアクセスパルス生成
ユニット24Aの動作を説明するためのタイミングチャ
ートを示す。以下に図5及び図6を参照して、図5のコ
ラムアクセスパルス生成ユニット24Aの動作を説明す
る。まず書き込み動作の場合について、書き込み用パル
ス生成ユニット90の動作を説明する。
【0052】初期状態に於て、NAND回路60及び6
1からなるRSフリップフロップの一方の入力ノードn
01はHIGHであり、もう一方の入力ノードn05も
HIGHである。またノードn02及びn03は各々、
HIGH及びLOWの状態にある。従って初期状態に於
て、書き込み用パルス生成ユニット90の出力は、ノー
ドn02のHIGHをインバータ62で反転したLOW
信号が現われる。
【0053】この初期状態で、コラムアクセス信号とし
て、ノードn01にLOWのパルスが入力される。従っ
て、RSフリップフロップの入力ノードn01及びn0
5は各々LOW及びHIGHとなるので、RSフリップ
フロップの出力であるノードn02及びn03は、各々
LOW及びHIGHとなる。ノードn02の反転である
書き込み用パルス生成ユニット90の出力は、従って、
LOWからHIGHに変化する。
【0054】ノードn03のLOWからHIGHへの変
化は、インバータ63及び64と抵抗R及び容量Cから
なる遅延素子の列を伝播していく。従ってノードn04
の電位は、ノードn03の変化に遅延して、LOWから
HIGHへ変化する。このノードn04のLOWからH
IGHからへの変化は、インバータ65によって反転さ
れるので、インバータ65の出力であるノードn05の
電位は、HIGHからLOWに変化する。
【0055】この時点では既に、ノードn01に供給さ
れるコラムアクセス信号は、HIGHに戻っている。従
って、RSフリップフロップの入力ノードn01及びn
05は各々HIGH及びLOWとなるので、RSフリッ
プフロップの出力であるノードn02及びn03は、各
々HIGH及びLOWとなる。ノードn02の反転であ
る書き込み用パルス生成ユニット90の出力は、従っ
て、HIGHからLOWに変化する。
【0056】以下に、読み出し動作の場合について、読
み出し用パルス生成ユニット91の動作を説明する。初
期状態に於て、NAND回路70及び71からなるRS
フリップフロップの一方の入力ノードn11はHIGH
であり、もう一方の入力ノードn15もHIGHであ
る。またノードn12及びn13は各々、HIGH及び
LOWの状態にある。従って初期状態に於て、読み出し
用パルス生成ユニット91の出力は、ノードn12のH
IGHをインバータ72で反転したLOW信号が現われ
る。
【0057】この初期状態で、コラムアクセス信号とし
て、ノードn11にLOWのパルスが入力される。従っ
て、RSフリップフロップの入力ノードn11及びn1
5は各々LOW及びHIGHとなるので、RSフリップ
フロップの出力であるノードn12及びn13は、各々
LOW及びHIGHとなる。ノードn12の反転である
読み出し用パルス生成ユニット91の出力は、従って、
LOWからHIGHに変化する。
【0058】ノードn13のLOWからHIGHへの変
化は、インバータ73乃至76と抵抗R及び容量Cから
なる遅延素子の列を伝播していく。従ってノードn14
の電位は、ノードn13の変化に遅延して、LOWから
HIGHへ変化する。このノードn14のLOWからH
IGHからへの変化は、インバータ75によって反転さ
れるので、インバータ75の出力であるノードn15の
電位は、HIGHからLOWに変化する。
【0059】この時点では既に、ノードn11に供給さ
れるコラムアクセス信号は、HIGHに戻っている。従
って、RSフリップフロップの入力ノードn11及びn
15は各々HIGH及びLOWとなるので、RSフリッ
プフロップの出力であるノードn12及びn13は、各
々HIGH及びLOWとなる。ノードn12の反転であ
る読み出し用パルス生成ユニット91の出力は、従っ
て、HIGHからLOWに変化する。
【0060】書き込み用パルス生成ユニット90と読み
出し用パルス生成ユニット91の出力は、NOR回路8
7及びインバータ88によって、OR論理が取られる。
従って、書き込み用パルス生成ユニット90と読み出し
用パルス生成ユニット91とのうちで動作しているほう
のユニットからの出力が、コラムアクセスパルス生成ユ
ニット24Aの出力としてノードN3に与えられる。
【0061】このようにして書き込み動作の場合には、
コラムアクセスパルス生成ユニット24Aは、ノードn
03及びn04の間を信号が伝達する時間に等しいパル
ス幅を有したパルス信号を生成することになる。また読
み出し動作の場合には、コラムアクセスパルス生成ユニ
ット24Aは、ノードn13及びn14の間を信号が伝
達する時間に等しいパルス幅を有したパルス信号を生成
することになる。
【0062】上述のようにコラムアクセスパルス生成ユ
ニットの第2の実施例に於ては、異なったパルス幅のパ
ルス信号を生成する書き込み用パルス生成ユニット及び
読み出し用パルス生成ユニットを設け、何れかのユニッ
トを選択的に動作させることによって、読み出し動作時
と書き込み動作時とでパルス幅を変化させることが出来
る。
【0063】上述のようにして図3或いは図5の回路に
よって生成されたパルス信号が、図1のコラムデコーダ
21に供給される。図7はコラムデコーダ21の回路構
成の一例を示す。図7のコラムデコーダ21は従来技術
の範囲内であり、供給されるパルス信号のパルス幅が、
書き込み動作時と読み出し動作時で変化する点だけが従
来とは異なる。
【0064】図7のコラムデコーダ21は、NAND回
路101−1乃至101−n、インバータ102−1乃
至102−n、及びインバータ103乃至106を含
む。インバータ103乃至106は、アドレス信号Y0
乃至Y3を受け取り、それらの信号を反転する。アドレ
ス信号Y0乃至Y3とそれらの反転信号との適当な組み
合わせが、NAND回路101−1乃至101−nの各
々に入力される。またNAND回路101−1乃至10
1−nの各々は更に、コラムアクセスパルス生成ユニッ
ト24(或いは24A)からのパルス信号を入力として
受け取る。
【0065】例えばNAND回路101−2は、アドレ
ス信号(Y3,Y2,Y1,Y0)が(0,0,0,
1)の場合に選択される。選択されたNAND回路10
1−2は更なる入力であるパルス信号を通過させ、この
パルス信号が図1のコラム撰択線16を介してコラムゲ
ートトランジスタに供給される。図8(A)は、アドレ
ス信号のタイミングとパルス信号のタイミングとを示
し、図8(B)は、コラムデコーダ21から出力される
コラム撰択のためのパルス信号を示す。図8(A)に示
されるように、パルス信号はアドレス信号が有効である
期間内に収まるように生成される。即ち、読み出し動作
時であっても書き込み動作時であっても、パルス信号は
アドレス信号の有効期間内に収まるようにHIGHとな
るので、パルス信号は元のパルス幅を保ったままでコラ
ム選択線16に供給される。
【0066】図9はコラムデコーダ21の回路構成の別
の一例を示す。図9のコラムデコーダ21は従来技術の
範囲内であり、供給されるパルス信号のパルス幅が、書
き込み動作時と読み出し動作時で変化する点だけが従来
とは異なる。図9のコラムデコーダ21は、NAND回
路111−1乃至111−n、インバータ112−1乃
至112−n、NAND回路113−1乃至113−
8、インバータ114−1乃至114−8、及びインバ
ータ115乃至118を含む。インバータ115乃至1
18は、アドレス信号Y0乃至Y3を受け取り、それら
の信号を反転する。アドレス信号Y0乃至Y3とそれら
の反転信号との適当な組み合わせが、NAND回路11
3−1乃至113−8の各々に入力される。これによっ
てアドレス信号Y0及びY1の2ビットのデコード結果
が、NAND回路113−1乃至113−4のうちの一
つを選択し、アドレス信号Y2及びY3の2ビットのデ
コード結果が、NAND回路113−5乃至113−8
のうちの一つを選択する。
【0067】NAND回路113−1乃至113−4は
更に、コラムアクセスパルス生成ユニット24(或いは
24A)からのパルス信号を入力として受け取る。従っ
てパルス信号がHIGHの場合のみ、NAND回路11
3−1乃至113−4のうちのデコード選択された回路
が、パルス信号(の反転)を出力する。NAND回路1
13−1乃至113−8の出力は、インバータ114−
1乃至114−8によって反転される。インバータ11
4−1乃至114−8の出力の適当な組み合わせが、N
AND回路111−1乃至111−nに供給される。従
って、アドレス信号Y0乃至Y3のデコード結果に基づ
いて、NAND回路111−1乃至111−nのうちの
一つが選択される。この選択されたNAND回路の出力
は、パルス信号の反転となり、これがインバータ112
−1乃至112−nの一つによって更に反転されて、パ
ルス信号としてコラム撰択線16(図1)に供給され
る。
【0068】図9の回路に於ても、図8(A)に示され
るように、パルス信号はアドレス信号が有効である期間
内に収まるように生成される。即ち、読み出し動作時で
あっても書き込み動作時であっても、パルス信号はアド
レス信号の有効期間内に収まるようにHIGHとなるの
で、パルス信号は元のパルス幅を保ったままでコラム選
択線16に供給される。
【0069】上述の説明は実施例に基づいて説明された
が、本発明は実施例に限定されることなく、特許請求の
範囲に示される範囲内で、様々な修正・変更を加えるこ
とが出来る。
【0070】
【発明の効果】本発明に於ては、ゲートの導通期間をデ
ータ書き込み時及びデータ読み出し時で変化させる制御
手段が設けられているので、データ読み出し動作期間の
長さ及びデータ書き込み動作期間の長さに対する相反す
る要求を解消し、高い周波数での高速な動作を可能にす
ることが出来る。
【0071】即ち、書き込みのために必要なデータ信号
の電圧波形は大きな電圧振幅を有するために、イコライ
ズによってデータバスを同電位にするためには比較的長
い時間を必要とする。本発明に於ては、書き込み動作時
には比較的短いゲート導通時間を用いることが出来るの
で、次サイクルに移る前に大きな電圧振幅を完全にイコ
ライズすることが出来る。
【0072】また読み出し動作の際にはデータ信号の電
圧振幅が徐々に増幅されるために、十分な電圧振幅まで
増幅するためには比較的長い時間を必要とし、更に長い
期間データ信号が保持されたほうが、十分な動作タイミ
ングのマージンを提供できるので好ましい。本発明に於
ては、読み出し動作時には比較的長いゲート導通時間を
用いることが出来るので、読み出し動作に対して十分に
長い動作時間を設定することが出来る。
【0073】仮に書き込み動作時及び読み出し動作時の
パルス幅を同一にしようとすると、書き込み動作時に十
分なイコライズ時間が取れないか、読み出し動作時に十
分な読み出し動作時間が取れないことになる。しかし上
記本発明に於ては、書き込み動作時のゲート導通時間と
読み込み動作時のゲート導通時間とを変えることで、従
来よりも短いサイクルでの動作を可能とし、高速な読み
出し及び書き込み動作を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるDRAMの実施例を示す図である
【図2】(A)は、書き込み動作の場合に生成されるパ
ルス信号を示す図であり、(B)は、読み出し動作の場
合に生成されるパルス信号を示す図である。
【図3】図1のコラムアクセスパルス生成ユニットの第
1の実施例を示す図である。
【図4】図3のコラムアクセスパルス生成ユニットの動
作を説明するためのタイミングチャートである。
【図5】図1のコラムアクセスパルス生成ユニットの第
2の実施例を示す図である。
【図6】図5のコラムアクセスパルス生成ユニットの動
作を説明するためのタイミングチャートである。
【図7】図1のコラムデコーダの回路構成の一例を示す
図である。
【図8】(A)はアドレス信号のタイミングとパルス信
号のタイミングとを示すタイムチャートであり、(B)
はコラムデコーダから出力されるコラム撰択のためのパ
ルス信号を示すタイムチャートである。
【図9】図1のコラムデコーダの回路構成の別の一例を
示す図である。
【符号の説明】
10 ワード撰択線 11 メモリセル 12 セルトランジスタ 13 センスアンプ 14、15 コラムゲートトランジスタ 16 コラム撰択線 20 ワードデコーダ 21 コラムデコーダ 22 読み出しアンプ/書き込みバッファ 23 センスアンプ制御ユニット 24 コラムアクセスパルス生成ユニット 25 データ入出力バッファ 26 コマンド制御ユニット 27 アドレスバッファ 28 データパッド 29 コントロールパッド 30 アドレスパッド 31 信号線

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】データ書き込み時及びデータ読み出し時に
    導通してデータを通過させるゲートと、 該ゲートの導通期間をデータ書き込み時及びデータ読み
    出し時で変化させる制御手段を含むことを特徴とする半
    導体記憶装置。
  2. 【請求項2】複数のメモリセルに対するデータ読み出し
    及びデータ書き込みを行う複数のセンスアンプを更に含
    み、前記ゲートはコラムゲートトランジスタであって、
    該ゲートを選択的に導通させることによって該複数のセ
    ンスアンプから少なくとも一つのセンスアンプを選択
    し、該少なくとも一つのセンスアンプと外部との間のデ
    ータ読み出し及びデータ書き込みを該ゲートを介して行
    うことを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装置。
  3. 【請求項3】前記制御手段は、前記コラムゲートトラン
    ジスタのゲート入力に供給するパルス信号を生成し、デ
    ータ書き込み時及びデータ読み出し時で該パルス信号の
    パルス幅を変化させるパルス生成手段を含むことを特徴
    とする請求項2記載の半導体記憶装置。
  4. 【請求項4】前記パルス生成手段は、データ書き込み時
    の前記パルス幅を、データ読み出し時の該パルス幅より
    も短くすることを特徴とする請求項3記載の半導体記憶
    装置。
  5. 【請求項5】前記ゲートを介して前記センスアンプに接
    続されたデータバスを更に含み、前記パルス信号が前記
    ゲートを導通させる期間以外の期間に前記データバスに
    対するプリチャージ動作及びイコライズ動作を行うこと
    を特徴とする請求項3記載の半導体記憶装置。
  6. 【請求項6】前記パルス生成手段は、 前記パルス信号を保持するラッチと、 書き込み動作時と読み出し動作時とで異なったタイミン
    グで該ラッチをリセットするリセット回路を含むことを
    特徴とする請求項3記載の半導体記憶装置。
  7. 【請求項7】前記リセット回路は、 前記ラッチの出力を遅延させる遅延回路と、 書き込み動作であるか読み出し動作であるかを指定する
    識別信号に基づいて、該遅延回路から異なった遅延時間
    を有する遅延信号を取り出す回路を含み、該遅延信号に
    よって前記ラッチをリセットすることを特徴とする請求
    項6記載の半導体記憶装置。
  8. 【請求項8】前記パルス生成手段は、 前記パルス信号を保持する第1のラッチと、 第1の所定のタイミングで該第1のラッチをリセットす
    る第1のリセット回路と、 該パルス信号を保持する第2のラッチと、 第2の所定のタイミングで該第2のラッチをリセットす
    る第2のリセット回路と、 書き込み動作であるか読み出し動作であるかを指定する
    識別信号に基づいて、該第1のラッチ及び該第1のリセ
    ット回路或いは該第2のラッチ及び該第2のリセット回
    路の何れかを動作させる手段を含むことを特徴とする請
    求項3記載の半導体記憶装置。
  9. 【請求項9】第1のリセット回路と第2のリセット回路
    の各々は、対応するラッチの出力を遅延させ遅延信号を
    出力する遅延回路を含み、該遅延信号によって該対応す
    るラッチをリセットすることを特徴とする請求項8記載
    の半導体記憶装置。
  10. 【請求項10】半導体記憶装置に於て、メモリセルと外
    部との間でコラムゲートトランジスタを介してデータ読
    み出し及びデータ書き込みを行う方法であって、 デー
    タ読み出し時に、該コラムゲートトランジスタを第1の
    所定の期間導通させ、 データ書き込み時に、該コラムゲートトランジスタを第
    2の所定の期間導通させる各段階を含むことを特徴とす
    る方法。
  11. 【請求項11】前記第1の所定の期間は、前記第2の所
    定の期間より長いことを特徴とする請求項10記載の方
    法。
  12. 【請求項12】前記第1の所定の期間及び前記第2の所
    定の期間以外の期間に、プリチャージ動作及びイコライ
    ズ動作を行うことを特徴とする請求項10記載の方法。
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