JPH10283783A - 節電機能付き半導体メモリ装置 - Google Patents
節電機能付き半導体メモリ装置Info
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Abstract
るとき、 相対的に長い時間の間メモリセル及び周辺回路
を高電圧で動作させ、正確なバーンインを行って、該バ
ーンインの効率を向上し得るようにしようとするもので
ある。 【解決手段】メモリセルのデータ入出力制御時にワード
ライン及びビットラインを活性化させるパワーダウン信
号PDを発生するパワーダウンタイマー40を備え、パ
ワーダウン信号PDの消滅でワードライン及びビットラ
インを非活性にさせて電力消耗を抑制するようにした半
導体メモリ装置であって、バーンインモード時に、バー
ンイン電圧が所定レベル以上になるとバーンイン電圧感
知信号BIVを発生するバーンイン電圧感知部100を
設けると共に、バーンイン電圧感知信号BIVが入力し
ている間、パワーダウン信号PDが継続して発生するよ
うパワーダウンタイマー40を構成した。
Description
体メモリ装置に係るもので、詳しくは、低電力消耗のス
タティックランダムアクセスメモリ(stastic random a
ccess memory;以下、SRAMと略す)において、正常
動作モードのときは節電機能をイネーブルさせ、バーン
インモードのときは節電機能をディスエーブルさせて、
バーンインモードの効果を向上し得る節電機能付き半導
体メモリ装置に関するものである。
有無に拘わらず、パッケージ化した後、或いは、ウエハ
(wafer)を製作した後、初期の不良品を除去するためバ
ーンイン(Burn-in)を行うが、該バーンインを行うとき
は多くの場合高電圧を印加してメモリセル及びその周辺
回路を動作させ、半導体メモリ装置の試験を施してい
た。
ードの場合と同様にバーンインモードの場合にも読取り
及び書入れの各サイクルの間に直流電圧が継続して流れ
るため、SRAMにおける電力の消耗が多くなり、従っ
て、SRAMの電力消耗を低減させる多様な方法が提案
されていた。その1例として、「1990年10月9 日付の米
国特許第4,947,487 号」には、書入れサイクル間の消耗
電流を低減させる方法が記載され、実際の書入れ動作を
行う期間は、制御信号により決定される書入れサイクル
期間に従わず、パルス信号発生手段が所定パルスを発生
する期間により決定させて、実際の書入れ動作が完了さ
れると前記のパルス信号発生手段による書入れサイクル
中であってもパワーダウンモード(Power-down mode)に
転換するようになっていた。
9 号(1990年8 月7 日) 」には、複数のワードラインと
複数のビットラインとに連結されたデータ出力回路を、
ワードライン活性化パルス及びセンスアンプ活性化パル
スが終了した後に非活性化させ、読取りサイクルでの電
流消耗を低減させるようになっていた。また、最近提示
された従来の節電機能付き半導体メモリ装置の例を図7
に示す。
MCn1)〜(MC1m〜MCnm)に各ビットライン
対(BL1,BL1B)〜(BLm,BLmB)及び各
ワードラインWL1〜WLnが接続されてデータを貯蔵
するメモリセルアレイと、該メモリセルアレイのビット
ライン対(BL1,BL1B)〜(BLm,BLmB)
をプルアップさせる各ビットラインプルアップ部(BP
1〜BPm)と、各アドレス信号A1〜Akを受けてロ
ーデコーダ3及びコラムデコーダ7に伝送するアドレス
入力回路1と、該アドレス入力回路1を介して入力する
アドレス信号A1〜Akのレベル遷移を感知するアドレ
ス遷移感知部5と、前記ローデコーダ3の出力信号を反
転する各インバータI1〜Inと、パワーダウン信号P
D及び前記各インバータI1〜Inの出力信号を否定論
理和して前記ワードラインWL1〜WLnに出力する各
NORゲートNOR1〜NORnと、読取りモードのと
き前記メモリセルアレイからデータを読み入れて出力バ
ッファー37及びデータ入出力バス39を経て外部に出
力するセンス増幅器35と、書入れモード時に外部から
データ入出力バス39を介して入力するデータDATA
を各インバータ25、27を経てデータ入力ライン対D
IN,DINB及びデータライン対DL,DLBからメ
モリセルアレイに出力するデータ入力回路29と、該デ
ータ入力回路29に入力するデータレベルの遷移を感知
してデータ入力感知信号DTDj(j=1〜n)を出力
するデータ遷移感知部33と、チップ選択信号CSB、
書入れ活性化信号WEB及び出力活性化信号OEBが印
加する読取り/書入れ制御回路11の出力信号を受けて
チップ選択感知信号CSD及び書入れモード感知信号W
TDを出力するチップ選択/書入れモード感知部13
と、書入れモード時に前記読取り/書入れ制御回路11
の制御信号WEを反転するインバータ19の出力がロー
であるときパワーダウン信号PDを受けて書入れ切換信
号SWEを出力するNORゲート17と、前記パワーダ
ウン信号PD及び読取り/書入れ制御回路11からの制
御信号WEを受けてセンス増幅器活性化信号SAEを出
力するNORゲート31と、前記アドレス遷移感知部5
から各アドレス遷移感知信号ATDi(i=1〜k)、
前記チップ選択/書入れモード感知部13からチップ選
択感知信号CSD及び書入れモード感知信号WTD、前
記データ遷移感知部33からデータ入力感知信号DTD
j(j=1〜n)を夫々受けて論理演算し予め設定され
たパルス幅を有するパワーダウン信号PDを発生するパ
ワーダウンタイマー15と、を備えて構成されていた。
は、図8に示したように、各アドレス遷移感知信号AT
D1〜ATDkを否定論理和するNORゲート42と、
データ入力感知信号DTD1〜DTDnを否定論理和す
るNORゲート44と、チップ選択信号CSD及び書入
れモード感知信号WTDを否定論理和するNORゲート
46と、それらNORゲート42、44、46の出力信
号を否定論理積するNANDゲート48と、該NAND
ゲート48の出力信号を受けてパルス幅を拡張するパル
ス延長回路50と、該パルス延長回路50の出力信号を
反転してパワーダウン信号PDを前記各NORゲートN
OR1〜NORn、17、31及びデータ入力回路29
に夫々出力するインバータ52と、を備えていた。
時に各インバータ25、27から入力するデータ入力回
路29からの入力データDIN,DINBをメモリセル
アレイに出力するスイッチングトランジスタを示し、
(N1〜N1B)〜(Nm〜NmB)は、読取り/書入
れモード時にコラムデコーダ7の出力信号CSL1〜C
SLmにより動作するスイッチングトランジスタを示し
たものである。
半導体メモリ装置の動作を説明すると次のようであっ
た。図7に示したように、パワーダウンタイマー15
は、アドレス遷移感知部5から各アドレス遷移感知信号
ATD1〜ATDkを、チップ選択/書入れモード感知
部13からチップ選択感知信号CSD及び書入れモード
感知信号WTDを、データ遷移感知部33からデータ入
力感知信号DTD1〜DTDnを夫々受けて予め設定さ
れたパルス幅を有するパワーダウン信号PDを発生す
る。
図8に示したように、アドレス遷移ATD1〜ATDk
及びデータ入力感知信号DTD1〜DTDnとチップ選
択感知信号CSD及び書入れモード感知信号WTDとが
各NORゲート42、44、46に印加し、それらNO
Rゲート42、44、46の出力信号がNANDゲート
48に印加して否定論理積された出力信号がパルス延長
回路50に印加し、該パルス延長回路50からインバー
タ52を介して前記各感知信号中何れか1つの遷移に応
答してパワーダウン信号PDが発生される。
タ入力回路29を制御する一方、NORゲートNOR1
〜NORnに印加して各ワードラインWL1〜WLnを
活性化させ、NORゲート17に印加してデータ入力回
路29をデータライン対DL、DLBに連結するための
書入れ切換信号SWEを活性化させ、又は、NORゲー
ト31に印加してセンス増幅器活性化信号SAEを発生
させる。
図9を用いて説明する。先ず、書入れサイクル動作の場
合、図9(A)、(C)に示したように、チップ選択信
号CSB及び書入れ活性化信号WEBはローレベルを維
持し、出力活性化信号OEBはハイレベルを維持する。
即ち、書入れサイクルが開始されると、読取り/書入れ
制御回路11からのローレベルのチップ選択信号CSB
及び書入れ活性化信号WEBを受けてチップ選択/書入
れモード感知部13から、図9(F)、(G)に示すハ
イレベルのパルス信号のチップ選択感知信号CSD及び
書入れモード感知信号WTDが発生する。また、読取り
/書入れ制御回路11は、制御信号WE(書入れ活性化
信号WEBの否定論理信号)を出力すると共に、別のチ
ップ選択信号CS(チップ選択信号CSBの否定論理信
号)をアドレス入力回路1に出力し、これに基づいてア
ドレス入力回路1からアドレス信号Aiがローデコーダ
3、アドレス遷移感知部5及びコラムデコーダ7に出力
される。そして、アドレス遷移感知部5はアドレス信号
Aiの遷移に応答して図9(H)に示したようなパルス
信号のアドレス遷移感知信号ATDiを出力する。
TDiとローレベルのデータ入力感知信号DTDjの入
力により、パワーダウンタイマー15から図9(J)に
示したようなローレベルのパワーダウン信号PDが出力
される。次いで、該パワーダウン信号PDがパルス延長
回路50により所定パルス幅を有してローレベルを維持
する間、ワードラインWL1〜WLnのうちの選択され
たワードラインは対応するNORゲートNORiの出力
によって活性化される。
データ遷移感知部33からハイレベルのデータ入力感知
信号DTDjがパワーダウンタイマー15に入力する
と、パワーダウン信号PDがローレベルに遷移し、NO
Rゲート17からの書入れ切替信号SWEが図9(N)
に示すようにハイレベルになって、スイッチングトラン
ジスタ21,23がターンオンする。これにより、デー
タ入力ライン対DIN,DINB及びデータライン対D
L,DLBからコラムデコーダ7によってスイッチング
トランジスタ(N1〜N1B)〜(Nm〜NmB)の選
択されたスイッチングトランジスタを介して選択された
メモリセル内にデータDATDが書き込まれる。その
後、パワーダウン信号PDがハイレベルになるとワード
ラインWLh(h=1〜n)は非活性となり、データ入
力回路29も非活性化状態になり、書入れ切換信号SW
Eがローレベルになって、データ入力回路29から各メ
モリセルに印加する電流が遮断される。
プ選択信号CSB,書入れ活性化信号WEB及び出力活
性化信号OEBが夫々図9(A)、(C)、(D)に示
したように、ロー、ハイ及びローレベルを維持し、制御
信号WEがローレベルを維持する。そして、パワーダウ
ンタイマー15からは図9(J)に示すように設定され
たパルス幅だけローレベルのパワーダウン信号PDが出
力し、NORゲート31からのセンス増幅器活性化信号
SAEが、図9(O)に示すように設定パルス幅だけハ
イレベルとなり、センス増幅器35が活性化される。こ
れにより、選択されたメモリセルからのデータが出力バ
ッファー37に読込まれラッチされた後、パワーダウン
信号PDのハイレベルへの遷移に応答してセンス増幅器
35は非活性化され、電流経路を遮断する。
モリ装置ではバーンインモードの場合も、書入れサイク
ル及び読取りサイクル時に電流経路を遮断させて電力消
耗を減らしていた。
成された従来の節電機能付き半導体メモリ装置において
は、メモリをパッケージ化した後、又はウエハを制作し
た後、初期に不良製品を除去するためバーンインを行う
とき、半導体素子の短所であるトランジスタのゲートオ
キサイド(Gate Oxide)の欠陥は克服するが、節電機能
を備えたメモリの場合に、相対的に短い時間の間メモリ
セル及び周辺回路の一部のみをバーンインするようにな
って、回路全体的のバーンインが行われず、よってバー
ンイン効果が低下するという不都合な点があった。
対的に長い時間の間メモリセル及び周辺回路を高電圧で
動作させ、回路全体に正確なバーンインを行って該バー
ンインの効率を向上し得る節電機能を備えた半導体メモ
リ装置を提供しようとするものである。
るため、本発明の請求項1に係る節電機能付き半導体メ
モリ装置においては、メモリセルのデータ入出力制御時
にワードライン及びビットラインを活性化させるパワー
ダウン信号(PD)を発生するパワーダウンタイマー
(40)を備え、上記パワーダウン信号(PD)の消滅
でワードライン及びビットラインを非活性にさせて電力
消耗を抑制するようにした節電機能付き半導体メモリ装
置であって、バーンインモード時に、バーンイン電圧が
所定レベル以上になるとバーンイン電圧感知信号(BI
V)を発生するバーンイン電圧感知部(100)を設け
ると共に、前記バーンイン電圧感知信号(BIV)が入
力している間、前記パワーダウン信号(PD)を継続し
て発生させるよう上記パワーダウンタイマー(40)を
構成した。
バーンイン電圧感知部からのバーンイン電圧感知信号
(BIV)によって、パワーダウンタイマーからパワー
ダウン信号が継続して発生するようになる。これによ
り、バーンインモード時に回路全体に正確なバーンイン
を行うことができ、バーンインの効率を向上し得る。ま
た、請求項2に記載の発明では、上記バーンイン電圧感
知部(100)のバーンイン電圧感知信号(BIV)
が、ハイレベルで発生するように構成した。
(100)は、請求項3に記載のように、制御信号(C
TL)により選択的にバーンイン電圧を感知する電圧感
知手段(111)と、該電圧感知手段(111)の出力
信号を反転するインバータ手段(109)と、該インバ
ータ手段(109)の出力信号をラッチしてバーンイン
電圧感知信号(BIV)を出力するラッチ手段(11
0)と、から構成される。
に記載のように、制御信号(CTL)がハイレベルにな
ってバーンインモードが設定されるとバーンイン電圧を
感知するように構成される。請求項4に記載の上記電圧
感知手段(111)は、具体的には請求項5に記載のよ
うに、制御信号(CTL)を順次反転する第1、第2イ
ンバータ(101、107)と、バーンイン電圧端子と
接地端子間に順次直列連結されたPMOSトランジスタ
(102)、複数個のダイオード(103〜105)及
び第1NMOSトランジスタ(106)と、上記最終段
のダイオード(105)と第1NMOSトランジスタ
(106)の接続点と接地間に直列接続される第2NM
OSトランジスタ(108)と、から構成され、上記第
1インバータ(101)の出力信号を上記PMOSトラ
ンジスタ(102)と第1NMOSトランジスタ(10
6)の各ゲートにそれぞれ入力し、上記第2インバータ
(107)の出力を上記第2NMOSトランジスタ(1
08)のゲートに入力し、上記ダイオード(105)と
第1NMOSトランジスタ(106)の接続点と第2N
MOSトランジスタ(108)の接続点から出力する構
成である。
NMOSトランジスタ(106)のターンオン量は、上
記第2NMOSトランジスタ(108)のターンオン量
より大きくなるように構成される。上記インバータ手段
(109)は、請求項7に記載のように、上記電圧感知
手段の出力電圧が所定レベル以上になった時にローレベ
ルの電圧をラッチ手段(110)に印加するように構成
される。
記載のように、上記インバータ手段(109)の出力信
号が入力され、該出力信号が遷移されるまでは以前の出
力レベルを維持するように構成される。
て図面を用いて説明する。図1に、本発明に係る節電機
能付き半導体メモリ装置の一実施形態を示す。尚、図7
の従来装置と同一部分には同一符号を付して説明を省略
する。図1において、本実施形態の節電機能付き半導体
メモリ装置は、メモリセルアレイ内の各メモリセル(M
C11〜MCn1)〜(MC1m〜MCnm)に対する
データの書入れ/読取りを制御するため、図7の従来装
置と同様に、アドレス入力回路1、ローデコーダ3、ア
ドレス遷移感知部5、コラムデコーダ7、チップ選択/
書入れモード感知部13、読取り/書入れ制御回路1
1、データ入力回路29及びデータ遷移感知部33等を
備えている。
CTLによりバーンイン電圧を感知してバーンイン電圧
感知信号BIVをパワーダウンタイマー40に出力する
バーンイン電圧感知部100と、該バーンイン電圧感知
部100からのバーンイン電圧感知信号BIVが入力し
ている間、パワーダウン信号PDを継続して発生するよ
う構成されたパワーダウンタイマー40と、を備えて構
成されている。
においては、図3に示したように、電圧感知手段111
と、インバータ手段109及びラッチ手段110を備え
て構成されている。前記電圧感知手段111は、制御信
号CTLが印加する第1インバータ101の出力端子
を、電源電圧Vccがソースに印加するPMOSトラン
ジスタ102のゲートと接地電圧Vssがソースに印加
する第1NMOSトランジスタ106のゲートとに共通
接続し、これらPMOSトランジスタ102と第1NM
OSトランジスタ106間にドレインとゲートとが共通
接続された複数のダイオード103〜105を直列接続
する。更に、上記第1インバータ101の出力信号が印
加する第2インバータ107の出力端子を、接地電圧V
ssがソースに印加する第2NMOSトランジスタ10
8のゲートに接続し、 該第2NMOSトランジスタ10
8のドレインを最終段のダイオード105と第1NMO
Sトランジスタ106との接続点に接続して構成されて
いる。
ccと接地電圧Vssとの間に直列接続されるPMOS
トランジスタとNMOSトランジスタとからなり、これ
らPMOSトランジスタとNMOSトランジスタの中間
点に、電圧感知手段111の第2NMOSトランジスタ
108のドレインが接続して、電圧感知手段111の出
力信号を反転するよう構成されている。
タが相互反対方向に並列接続されてなり、インバータ手
段109からの出力信号をラッチしてバーンイン電圧感
知信号(BIV)を出力するように構成されている。上
記パワーダウンタイマー40においては、図2に示した
ように、従来と同様の構成を有する、各アドレス遷移感
知信号ATD1,..,ATDkが入力されるNORゲ
ート42と、各データ入力感知信号DTD1,..,D
TDnが入力されるNORゲート44と、チップ選択感
知信号CSD及び書入れモード感知信号WTDが入力さ
れるNORゲート46と、上記各NORゲート42、4
4、46の出力信号が入力されるパルス延長回路50に
加え、図8に示す従来のインバータ52に代えて、前記
バーンイン電圧感知部100から出力されたバーンイン
電圧感知信号BIVが入力されている間(本実施形態で
はハイレベルである間)、上記パルス延長回路50の出
力信号の入力によりパワーダウン信号PDを出力するN
ORゲート54を設けて構成されている。
リ装置において、前記パワーダウンタイマー40とバー
ンイン電圧感知部100とを除いたその他の構成は、図
7に示した従来装置の構成と同様である。このように構
成される本実施形態の半導体メモリ装置の動作を図面を
用いて説明すると次のようである。
号CSB、書入れ活性化信号WEB及び出力活性化信号
OEBの入力により、読取り/書入れ制御回路11は、
別のチップ選択信号(CS;前記CSBの否定論理信
号)をアドレス入力回路1に印加し、 書入れ活性化信号
(WE;前記WEBの否定論理信号)をデータ入力回路
29に印加する。
13は、読取り/書入れ制御回路11からのチップ選択
信号CSB及び書入れ活性化信号WEBの遷移状態に応
答しチップ選択感知信号CSDと書入れモード感知信号
WTDとをパワーダウンタイマー40に印加する。且
つ、複数個のアドレス信号A1,..,Akが入力され
るアドレス入力回路1は、ローデコーダ3とコラムデコ
ーダ7とにアドレス信号A1,..,Akを提供し、ア
ドレス遷移感知部5は各アドレス遷移感知信号ATD
1,..,ATDkを上記パワーダウンタイマー40に
提供する。
ローデコーディング信号を対応する各インバータI
1,..,Inを通して対応する各NORゲートNOR
1,..,NORnに印加する。これらNORゲートN
OR1,..,NORnの他方の入力端子には、上記パ
ワーダウンタイマー40からのパワーダウン信号PDが
入力し、その出力端子は、複数個のメモリセル(MC1
1,..,MCn1)〜(MC1m,..,MCn
m);以下、MC11,..,MCnmと略す)が接続
する対応する各ワードラインWL1,..,WLnに連
結される。
数個のコラム選択信号CSL1〜CSLmはビットライ
ン対(BL1,BL1B),..,(BLm,BLm
B)とデータライン対DL,DLB間に連結された対応
する各コラム選択用のスイッチングトランジスタ対(N
1,N1B),..,(Nm,NmB)の各ゲートに印
加される。NORゲート31は、データ読取りモード時
にはパワーダウン信号PDと制御信号WEとを受けてセ
ンス増幅器活性化信号SAEを発生する。
より制御されるセンス増幅器35は、データライン対D
L,DLB上のデータ信号を受けてセンス増幅器出力信
号SAO,SAOBをデータ出力バッファー37を経て
データ入出力バス39に伝送する。書入れモード時に
は、上記制御信号WEはインバータ19を通してNOR
ゲート17に印加され、該NORゲート17は、インバ
ータ19からの出力信号と一緒にパワーダウン信号PD
を受けて書入れ活性化信号SWEを、データライン対D
L,DLBとデータ入力ライン対DIN,DINB間に
連結されたスイッチングトランジスタ21,23のゲー
トに印加する。上記データ入力ライン対DIN,DIN
B上にはデータ入力回路29からの入力データ信号がイ
ンバータ25,27を通ってメモリセルアレイ内に入力
される。
入力回路29内での複数の入力データビットの遷移に応
答してパワーダウンタイマー40に供給される複数個の
データ入力感知信号DTD1,.,DTDnを発生し、
データ入力感知信号DTD1,.,DTDnの発生によ
りデータの書入れが実行される。本発明の正常モードの
場合とバーンインモードの場合とのタイミングにおいて
は、図5及び図6に示したように、書入れ及び読取りサ
イクル動作のとき、 各感知信号ATDi,DTDj,C
SD、WTD及びバーンイン電圧感知部100から発生
されたバーンイン電圧感知信号BIVにより、パワーダ
ウンタイマー40から発生されるパワーダウン信号PD
のレベルが制御され、 メモリセルMC11,..,MC
nmに対するデータの入出力が制御されている。
合、バーンイン電圧感知部100の電圧感知手段111
は、制御信号CTLがローレベルであるため第1インバ
ータ101の出力信号がハイレベルになり、PMOSト
ランジスタ102がターンオフすると共に第1NMOS
トランジスタ106がターンオンし、第2インバータ1
07の出力信号がローレベルになり、第2NMOSトラ
ンジスタ108がターンオフする。よって、インバータ
手段109の入力がローレベル(接地電圧Vss)とな
り、電源電圧Vccの供給される状態でPMOSトラン
ジスタがターンオンしNMOSトランジスタがターンオ
フしてインバータ手段109の出力信号がハイになり、
該ハイレベルの信号が入力されるラッチ手段110か
ら、バーンイン電圧感知信号BIVが、図5(P)に示
したようにローレベルで発生されてパワーダウンタイマ
ー40に入力される。
ドの場合、バーンイン電圧感知部100の電圧感知手段
111は、制御信号CTLがハイレベルであるため第1
インバータ101の出力信号がローレベルになり、PM
OSトランジスタ102がターンオンすると共に第1N
MOSトランジスタ106がターンオフし、上記第1イ
ンバータ101の出力信号が入力する第2インバータ1
07のハイ出力信号により第2NMOSトランジスタ1
08がターンオンする。よって、上記PMOSトランジ
スタ102を通って印加されたバーンイン電圧Vccが
各ダイオード103〜105を順次通って降圧され、該
降圧された電圧がPMOSトランジスタとNMOSトラ
ンジスタとからなるインバータ手段109に印加され
る。そして、図4に示したように、バーンイン電圧Vc
cが徐々に増加して上記インバータ手段109に印加さ
れる電圧が所定レベルになると、上記インバータ手段1
09のNMOSトランジスタのターンオン量が増加し始
めて、以後、上記インバータ手段109に印加するバー
ンイン感知電圧が論理ゲートを駆動させるレベル
(V 0 )になると、図6に示したように、ラッチ手段1
10からバーンイン電圧感知信号BIVがハイレベルで
発生されて、パワーダウンタイマー40に出力される。
尚、第2NMOSトランジスタ108のターンオン量
は、インバータ手段109のNMOSトランジスタのタ
ーンオン量に比べて少量である。
ダウンタイマー40は、各感知信号ATDi,DTD
j,CSD,WTDが各NORゲート42、44、46
に入力され、これらNORゲート42、 44、 46の各
出力端子はNANDゲート48の入力端子に連結され、
該NANDゲート48の出力端子はパルス延長回路50
に連結され、該パルス延長回路50の出力信号はパワー
ダウン信号PDを発生するNORゲート54の一方側入
力端に入力され、該NORゲート54の他方側入力端に
はバーンイン感知信号BIVが入力される。
パワーダウン信号PDは、バーンイン電圧感知部100
でバーンイン電圧感知信号BIVがローレベルに印加さ
れる正常モードの場合のみに、図5(J)に示したよう
に、従来と同様にパルス延長回路50の出力に従う有効
な値として発生されて節電機能が発揮される。従って、
正常モード時の書入れ及び読取りサイクルでは、図5に
示したように、先ず、書入れサイクル及び読取りサイク
ルでは、バーンイン電圧感知部100にはローレベルの
制御信号CTLが入力され、図5(P)に示したよう
に、ローレベルでバーンイン電圧感知信号BIVをパワ
ーダウンタイマー40に出力される。このとき、該パワ
ーダウンタイマー40ではNORゲート54がパルス延
長回路50の出力信号に応答するため、各感知信号AT
Di,DTDj,CSD,WTDの論理状態により、図
5(J)に示したような、パワーダウン信号PDを出力
し、該パワーダウン信号PDが所定パルス幅でローレベ
ルを維持する間、選択されたワードラインWLhが活性
化される。そして、読取りサイクルの場合は、データ入
力回路29をデータライン対DL,DLBに連結する書
入れ切替信号SWEが活性化され、書入れサイクルの場
合は、センス増幅器活性化信号SAEを発生させてセン
ス増幅器35を活性化させる。
レベルになると、 データ入力回路29又はセンス増幅器
35が非活性化され、書入れサイクル間にはメモリセル
から上記データ入力回路29に流れる電流を遮断し、
又、読取りサイクル間にはメモリセルから上記センス増
幅器35に流れる電流を遮断するようになる。即ち、本
実施形態の節電機能付き半導体メモリ装置では、正常モ
ードの場合は従来と同じようにして、書入れサイクルの
ときはメモリセルにデータの書入れを行った後ワードラ
インWLhをディスエーブルさせ、読取りサイクルのと
きはメモリセルからデータの読取りを行った後ワードラ
インWLhとセンス増幅器35とをディスエーブルさせ
て、電流経路を遮断して電力消耗を低減させる。
は、図9のタイミング図に示した従来装置の場合と同様
に動作する。一方、バーンインモードの場合において
は、図6に示したように、書入れサイクル及び読取りサ
イクルでバーンイン電圧感知部100にはハイレベルの
制御信号CTLが入力され、図6(P)に示したよう
に、バーンイン電圧感知信号BIVがハイレベルで発生
されてパワーダウンタイマー40に出力し、該パワーダ
ウンタイマー40はNORゲート54にハイレベルのバ
ーンイン電圧感知信号BIVが入力するため、図6
(J)に示したように、パワーダウン信号PDがローレ
ベルになる。
ーデコーダ3から発生されたローデコーディング信号に
よりNORゲートNOR1,..,NORnから発生す
るワードライン信号WLhは、図6(K)に示したよう
に、アドレス信号Aiの遷移区間の間ハイレベルに維持
され、読取り/書入れ制御回路11から発生されたハイ
レベルの制御信号WE(図6(C)に示すWEBの反転
信号)を反転したインバータ19のローレベルの出力信
号によりNORゲート17が書入れ切替信号SWEを、
図6(N)に示したように、ハイレベルで発生してデー
タ入力ライン対DIN,DINBとデータライン対D
L,DLB間に連結されたトランジスタ21、23のゲ
ートに印加し、 上記ハイレベルの制御信号WEが入力さ
れたNORゲート31はセンス増幅器活性化信号SAE
を、図6(O)に示したように、ローレベルで発生して
センス増幅器35をディスエーブルさせる。
力回路1の出力信号により選択されたコラム選択信号を
発生して、対応するビットライン対とデータライン対間
に連結されたスイッチトランジスタのゲートに印加す
る。よって、図6(K)、(N)に示したように、選択
されたワードラインWLhと書入れ切替信号SWEがハ
イレベルを維持するため、メモリセル及び周辺回路の一
部が高レベルのバーンイン電圧により充分な時間の間、
書入れ動作を行うようになる。
デコーダ3から発生されたローデコーディング信号によ
りNORゲートNOR1,..,NORnのうちの選択
されたゲートから発生するワードライン信号WLhは、
図6(K)に示したように、アドレス信号Aiの遷移区
間の間ハイレベルで発生され、読取り/書入れ制御回路
11から発生されたローレベルの制御信号WEを反転し
たインバータ19のハイレベルの出力信号によりNOR
ゲート17からの書入れ切替信号SWEは、図6(N)
に示したように、ローレベルで発生されてトランジスタ
21,23のゲートに印加され、上記ローレベルの制御
信号WEによりNORゲート31が出力するセンス増幅
器活性化信号SAEは、図6(O)に示したように、ハ
イレベルで発生されてセンス増幅器35をイネーブルさ
せる。
力回路1の出力信号により選択されたコラム選択信号を
発生し、対応するビットライン対とデータライン対間に
連結されたスイッチングトランジスタのゲートに印加す
る。よって、図6(K)、(O)に示したように、選択
されたワードラインWLhとセンス増幅器活性化信号S
AEとがハイレベルを維持するため、 メモリセル及び周
辺回路の一部が高レベルのバーンイン電圧により読取り
動作を行うようになる。
モリ装置においては、 バーンインモードの場合、 バーン
イン電圧感知部100に所定レベル以上の電圧が印加す
るとバーンイン電圧であると判断し、図6(P)に示し
たように、 バーンイン電圧感知信号BIVをハイレベル
で発生して節電機能を無効にするため、 メモリセル及び
周辺回路の一部が充分な時間の間、書入れ/読取り動作
を行って、バーンインの効率を向上し得る効果がある。
機能付き半導体メモリ装置においては、 正常モードの場
合、 書入れサイクルの時はメモリセルにデータの書入れ
を行った後ワードラインをディスエーブルさせ、読取り
サイクルのときはメモリセルでデータの読取りを行った
後ワードラインとセンス増幅器とをディスエーブルさせ
るため、従来と同様に電流経路を遮断して電力消耗を低
減し得るという効果がある。
能の有無に拘わらず、長い時間の間高電圧を印加して書
入れ及び読取りサイクルを進行させて半導体メモリ装置
の初期不良を除去するので、製品の信頼性を向上し得る
という効果がある。
一実施形態を示したブロック図である。
した回路図である。
した回路図である。
タ手段印加電圧の関係を示したグラフである。
ード時のタイミング図である。
インモード時のタイミング図である。
ある。
ある。
ング図である。
ダ 11:読取り/書入れ制御回路 13:チップ選択
/書入れモード感知部 29:データ入力回路 33:データ遷移
感知部 35:センス増幅器 37:出力バッフ
ァー 40:パワーダウンタイマー 100:バーンイ
ン電圧感知部 109:インバータ手段 110:ラッチ手
段 111:電圧感知手段
Claims (8)
- 【請求項1】メモリセルのデータ入出力制御時にワード
ライン及びビットラインを活性化させるパワーダウン信
号(PD)を発生するパワーダウンタイマー(40)を
備え、上記パワーダウン信号(PD)の消滅でワードラ
イン及びビットラインを非活性にさせて電力消耗を抑制
するようにした節電機能付き半導体メモリ装置であっ
て、 バーンインモード時に、バーンイン電圧が所定レベル以
上になるとバーンイン電圧感知信号(BIV)を発生す
るバーンイン電圧感知部(100)を設けると共に、前
記バーンイン電圧感知信号(BIV)が入力している
間、前記パワーダウン信号(PD)が継続して発生する
よう上記パワーダウンタイマー(40)を構成したこと
を特徴とする節電機能付き半導体メモリ装置。 - 【請求項2】上記バーンイン電圧感知部(100)のバ
ーンイン電圧感知信号(BIV)が、ハイレベルで発生
するように構成されたことを特徴とする請求項1記載の
節電機能付き半導体メモリ装置。 - 【請求項3】上記バーンイン電圧感知部(100)は、
制御信号(CTL)により選択的にバーンイン電圧を感
知する電圧感知手段(111)と、該電圧感知手段(1
11)の出力信号を反転するインバータ手段(109)
と、該インバータ手段(109)の出力信号をラッチし
てバーンイン電圧感知信号(BIV)を出力するラッチ
手段(110)と、から構成されたことを特徴とする請
求項1又は2記載の節電機能付き半導体メモリ装置。 - 【請求項4】上記電圧感知手段(111)は、制御信号
(CTL)がハイレベルになってバーンインモードが設
定されるとバーンイン電圧を感知するように構成された
ことを特徴とする請求項3記載の節電機能付き半導体メ
モリ装置。 - 【請求項5】上記電圧感知手段(111)は、制御信号
(CTL)を順次反転する第1、第2インバータ(10
1、107)と、バーンイン電圧端子と接地端子間に順
次直列連結されたPMOSトランジスタ(102)、複
数個のダイオード(103〜105)及び第1NMOS
トランジスタ(106)と、上記最終段のダイオード
(105)と第1NMOSトランジスタ(106)の接
続点と接地間に直列接続される第2NMOSトランジス
タ(108)と、から構成され、上記第1インバータ
(101)の出力信号を上記PMOSトランジスタ(1
02)と第1NMOSトランジスタ(106)の各ゲー
トにそれぞれ入力し、上記第2インバータ(107)の
出力を上記第2NMOSトランジスタ(108)のゲー
トに入力し、上記ダイオード(105)と第1NMOS
トランジスタ(106)の接続点と第2NMOSトラン
ジスタ(108)の接続点から出力する構成としたこと
を特徴とする請求項4記載の節電機能付き半導体メモリ
装置。 - 【請求項6】上記第1NMOSトランジスタ(106)
のターンオン量は、上記第2NMOSトランジスタ(1
08)のターンオン量より大きくなるように構成された
ことを特徴とする請求項5記載の節電機能付きメモリ装
置。 - 【請求項7】上記インバータ手段(109)は、上記電
圧感知手段の出力電圧が所定レベル以上になった時にロ
ーレベルの電圧をラッチ手段(110)に印加するよう
に構成されたことを特徴とする請求項4記載の節電機能
付き半導体メモリ装置。 - 【請求項8】上記ラッチ手段(110)は、上記インバ
ータ手段(109)の出力信号が入力され、該出力信号
が遷移されるまでは以前の出力レベルを維持するように
構成されたことを特徴とする請求項3記載の節電機能付
き半導体メモリ装置。
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