JPH11110969A - スタティック型半導体記憶装置 - Google Patents

スタティック型半導体記憶装置

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JPH11110969A
JPH11110969A JP9272757A JP27275797A JPH11110969A JP H11110969 A JPH11110969 A JP H11110969A JP 9272757 A JP9272757 A JP 9272757A JP 27275797 A JP27275797 A JP 27275797A JP H11110969 A JPH11110969 A JP H11110969A
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output
signal
circuit
input
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JP9272757A
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Hideaki Nagaoka
英昭 長岡
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 回路占有面積および消費電力を低減し高速ア
クセスするスタティック型半導体記憶装置を提供する。 【解決手段】 データ入出力ビット(DQ0,DQ1)
それぞれに対応して互いに独立にワード線(WL0〜W
Lk)が選択状態へ駆動されるメモリブロック(55♯
0,55♯1)を設ける。メモリセル(1)は、バイポ
ーラトランジスタ(BP1,BP2)とMOSトランジ
スタ(Q1〜Q6)を含む。メモリブロックにおいては
選択列においてのみビット線に電流が流れ、各メモリブ
ロックにおいて1ビットのメモリセルに対するアクセス
が行なわれる。したがって、センスアンプおよび書込ド
ライバの数がデータビットの数と同じだけでよく、回路
占有面積が低減されるとともに、消費電流が低減され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明はスタティック型半
導体記憶装置に関し、特に、このスタティック型半導体
記憶装置における消費電力、チップ占有面積およびアク
セス時間を低減するための構成に関する。
【0002】
【従来の技術】図28は、従来のスタティック型半導体
記憶装置の全体の構成を概略的に示す図である。図28
においては、1ビットのデータDQを入出力する1ビッ
トワード構成のスタティック型半導体記憶装置の全体の
構成が一例として示される。
【0003】図28において、スタティック型半導体記
憶装置は、行列状に配列される複数のスタティック型メ
モリセルを有するメモリアレイ100を含む。このメモ
リアレイ100は、その内部構成は後に詳細に説明する
が、メモリセルの各行に対応して配設され、各々に対応
の行のメモリセルが接続する複数のワード線と、メモリ
セルの各列に対応して配置され、各々に対応の列のメモ
リセルが接続される複数のビット線対とを含む。このメ
モリアレイ100は、各々が行(ワード線)を共有する
複数のメモリブロック101a、101b、101cお
よび101dに行方向に沿って分割される。
【0004】このメモリアレイ100においてメモリセ
ルを選択するために、メモリアレイ100の行を指定す
るXアドレス信号ビットAX0〜AXmを受けるXアド
レスバッファ102と、メモリブロック101a〜10
1dそれぞれにおける列を指定するYアドレス信号ビッ
トAY0〜AYnを受けるYアドレスバッファ103
と、メモリブロック101a〜101dのうちの1つの
メモリブロックを指定するZアドレス信号ビットAZ0
およびAZ1を受けるZアドレスバッファ104と、X
アドレスバッファ102からの内部アドレス信号をデコ
ードし、メモリアレイ100における行を選択するXデ
コーダ105と、Yアドレスバッファ103からの内部
アドレス信号をデコードし、メモリブロック101a〜
101dそれぞれにおいて列を選択する列選択信号を生
成するYデコーダ106と、Zアドレスバッファ104
からの内部アドレス信号を受けてメモリブロック101
a〜101dの1つを指定するブロック選択信号を生成
するブロックセレクタ107を含む。
【0005】Xアドレスバッファ102は、Xアドレス
信号ビットAX0〜AXmそれぞれに対応して設けら
れ、対応のアドレス信号ビットを受けて相補な内部アド
レス信号ビットを生成するバッファ回路XB0〜XBm
を含む。Yアドレスバッファ103は、Yアドレス信号
ビットAY0〜AYnそれぞれに対応して設けられ、対
応のアドレス信号ビットを受けて相補な内部アドレス信
号ビットを生成するバッファ回路YB0〜YBnを含
む。Zアドレスバッファ104は、アドレス信号ビット
AZ0およびAZ1それぞれに対応して設けられ、対応
のアドレス信号ビットを受けて相補な内部アドレス信号
ビットを生成するバッファ回路ZB0およびZB1を含
む。
【0006】半導体記憶装置は、さらに、メモリブロッ
ク101a〜101dそれぞれに対応して設けられ、活
性化時対応のメモリブロックの選択メモリセルのデータ
を増幅して共通データバス112上に伝達するセンスア
ンプ110a、110b、110cおよび110dと、
活性化時共通データバス112上のデータを増幅して対
応のメモリブロック101a〜101dの選択メモリセ
ルへデータを書込む書込ドライバ111a〜111dを
含む。センスアンプ110a〜110dは、データ読出
時、ブロックセレクタ107からのブロック選択信号に
従って選択的に活性状態へ駆動される。書込ドライバ1
11a〜111dは、データ書込動作時ブロックセレク
タ107からのブロック選択信号に応答して選択的に活
性化される。ブロックセレクタ107のブロック選択信
号が指定するメモリブロックに対して設けられたセンス
アンプまたは書込ドライバのみが活性状態へ駆動され
る。共通データバス112は、メモリブロック101a
〜101d全体にわたって配設される。
【0007】スタティック型半導体記憶装置は、さら
に、データ読出時、共通データバス112上に読出され
た内部読出データをバッファ処理してデータ入出力端子
113へ伝達する出力バッファ114と、データ書込時
活性化され、データ入出力端子113上に与えられた外
部書込データをバッファ処理して内部書込データを生成
して共通データバス112上に伝達する入力バッファ1
15を含む。次に動作について簡単に説明する。
【0008】Xデコーダ105は、Xアドレスバッファ
102から与えられた相補な内部アドレス信号を受けて
デコードし、メモリブロック101a〜101dに共通
に配設される行(ワード線)を選択状態へ駆動する。こ
れにより、メモリブロック101a〜101dにおい
て、この選択行に接続されるメモリセルのデータがそれ
ぞれ対応のビット線対上に読出される。Yデコーダ10
6は、Yアドレスバッファ103からの相補な内部アド
レス信号をデコードし、メモリブロック101a〜10
1dそれぞれにおいて1列を選択する。これにより、メ
モリブロック101a〜101dそれぞれにおいて、選
択列が対応のセンスアンプ110a〜110dおよび書
込ドライバ111a〜111dに電気的に接続される。
【0009】データ読出時においては、ブロックセレク
タ107からのブロック選択信号に従って、選択メモリ
ブロックに対して設けられたセンスアンプのみが活性状
態へ駆動され、残りのセンスアンプは出力ハイインピー
ダンス状態に保持される。たとえば、メモリブロック1
01aが指定された場合、センスアンプ110aが活性
化され、このメモリブロック101aの選択列上に読出
されたデータが増幅されて共通データバス112上に伝
達される。この共通データバス112上の内部読出デー
タが出力バッファ114によりさらにバッファ処理され
てデータ入出力端子113へ伝達され、外部読出データ
DQが生成される。
【0010】データ書込時においては、ブロックセレク
タ107からのブロック選択信号に従って、選択メモリ
ブロックに対して設けられた書込ドライバが活性状態へ
駆動される。残りの書込ドライバは、すべて出力ハイイ
ンピーダンス状態に保持される。メモリブロック101
aがたとえば選択された場合、入力バッファ115から
共通データバス112上に伝達された内部書込データに
従って書込ドライバ111aがさらに増幅動作を行なっ
てメモリブロック101aの選択列上に書込データを伝
達し、これにより選択メモリセルへのデータの書込が行
なわれる。
【0011】ここで、ブロックセレクタ107は、Zア
ドレスバッファ104からの相補アドレス信号をデコー
ドし、4つのメモリブロック101a〜101dのうち
1つのメモリブロックを指定するブロック選択信号を生
成する。
【0012】この図28に示すように、メモリアレイ1
00を4つのメモリブロック101a〜101dに分割
することにより、各メモリブロック101a〜101d
と対応のセンスアンプ110a〜110dおよび書込ド
ライバ111a〜111dの間の内部(ローカル)デー
タバス(図示せず)を短くすることができ、内部データ
バスの負荷が軽減され、高速でデータの書込/読出を行
なうことができる。また、データ読出時、内部データバ
スの負荷が小さいため、選択メモリセルのデータを確実
に内部データバス上に高速で伝達することができる。
【0013】図29は、図28に示すメモリアレイの構
成をより具体的に示す図である。図29においては、2
つのメモリブロック101aおよび101dの構成を代
表的に示す。
【0014】図29において、メモリブロック101a
および101dは同じ構成を備え、行列状に配列される
メモリセルMCと、メモリセルMCの各列に対応して配
置されるビット線対BLP0〜BLPkと、ビット線対
BLP0〜BLPkそれぞれに対応して設けられ、対応
のビット線対を所定電位にプリチャージしかつデータ読
出時に対応のビット線対に電流を供給するビット線負荷
回路LD0〜LDkと、ビット線対BLP0〜BLPk
それぞれに対応して設けられ、図28に示すYデコーダ
からの列選択信号Y0,/Y0〜Yk,/Ykに応答し
て選択的に導通し、対応のビット線対を対応のローカル
データバスIOBa(またはIOBd)に電気的に接続
するマルチプレクサMX0〜MXkを含む。ビット線対
BLP0〜BLPkの各々は、互いに相補なデータ信号
を伝達するためのビット線BLおよび/BLを含む。
【0015】ビット線負荷回路LD0〜LDkの各々
は、電源ノードVccとビット線BLおよび/BLそれ
ぞれとの間に設けられる抵抗接続されたnチャネルMO
SトランジスタT0およびT1を含む。
【0016】マルチプレクサMX0〜MXkの各々は、
ビット線BLおよび/BLそれぞれに対応して設けら
れ、対応の相補な列選択信号Yi,/Yiに応答して導
通するCMOSトランスミッションゲートを備える(i
=0〜k)。
【0017】メモリブロック101a〜101dのメモ
リセルの各行に対し共通にワード線WL0、WL1、…
が配設される。これらのワード線WL0、WL1、…の
各々には、メモリブロック101a〜101dの対応の
行に対応して配置されたメモリセルが接続される。すな
わち、ワード線WL0、WL1、…は、メモリブロック
101a〜101dの各行に対して共通に配設される。
したがって、図28に示すXデコーダ105からの行選
択信号に従ってワード線が選択状態へ駆動されるときに
は、メモリブロック101a〜101dそれぞれにおい
て1行のメモリセルが同時に選択状態へ駆動される。
【0018】ローカルデータバスIOBa〜IOBd
は、それぞれ対応のメモリブロックに対してのみ設けら
れる。メモリブロック101aに対して設けられるセン
スアンプ110aおよび書込ドライバ111aはブロッ
ク選択信号BSaの活性化時イネーブル状態とされる。
メモリブロック101dに対して設けられるセンスアン
プ110dおよび書込ドライバ111dは、ブロック選
択信号BSdの活性化時イネーブル状態とされる。セン
スアンプ110a〜110dは、センスアンプ活性化信
号SAEをまた受け、書込ドライバ111a〜111d
は、書込ドライバイネーブル信号WDEをまた受ける。
【0019】これらのセンスアンプ110a〜110d
は、センスアンプ活性化信号SAEおよび対応のブロッ
ク選択信号BS(BSa〜BSd)がともに活性状態の
ときに活性状態へ駆動され、対応のメモリブロックから
対応のローカルデータバスに読出されたデータの増幅動
作を行なう。書込ドライバ111a〜111dは、対応
のブロック選択信号BS(BSa〜BSd)および書込
ドライバイネーブル信号WDEがともに活性状態のとき
に活性化され、共通データバス112上に与えられたデ
ータを増幅して対応のローカルデータバスに書込データ
を伝達する。次に動作について簡単に説明する。
【0020】図28に示すXデコーダ105からのワー
ド線選択信号に従って選択ワード線の電位が立上がる。
今、ワード線WL0が選択状態へ駆動される場合を考え
る。この状態においては、メモリブロック101a〜1
01d各々において、このワード線WL0に接続される
メモリセルMCの記憶データが対応のビット線対BLP
0〜BLPk上に読出される。このとき、ビット線負荷
回路LD0〜LDkからの供給電流(カラム電流)によ
り、各メモリセルMCの記憶データに応じた電位差がビ
ット線対BLP0〜BLPk各々のビット線BLおよび
/BLに生じる。
【0021】また図28に示すYデコーダ106からの
列選択信号に従って、メモリブロック101a〜101
dそれぞれにおいて1列が選択される。今、ビット線対
BLP0が選択された場合を考える。この場合において
マルチプレクサMX0が導通し、メモリブロック101
a〜101dそれぞれのビット線対BLP0が対応のロ
ーカルデータバスIOBa〜IOBdに接続される。デ
ータ読出時においては、センスアンプ活性化信号SAE
が活性化され、データ書込時においては、書込ドライバ
イネーブル信号WDEが活性化される。これらのセンス
アンプ活性化信号SAEおよび書込ドライバイネーブル
信号WDEは、それぞれ出力イネーブル信号OEおよび
ライトイネーブル信号WE(外部から与える)に従って
内部で発生される。
【0022】またブロックセレクタ(図28参照)10
7からのブロック選択信号により1つのメモリブロック
が選択される。今メモリブロック101aが選択され、
ブロック選択信号BSaが活性状態とされた場合を考え
る。この状態において、データ書込時においてはセンス
アンプ110aが活性化され、ローカルデータバスIO
Ba上に読出されたメモリセルデータが増幅されて共通
データバス112上に伝達される。データ書込時におい
て書込ドライバ111aが活性化され、共通データバス
112上の書込データに従ってローカルデータバスIO
Ba上に内部書込データが生成され、マルチプレクサM
X0を介してメモリセルMCにデータが書込まれる。
【0023】非選択メモリブロックにおいては、センス
アンプおよび書込ドライバは、出力ハイインピーダンス
状態である。したがって、ブロックセレクタからのブロ
ック選択信号が指定するメモリブロックに対してのみデ
ータの書込または読出が行なわれる。
【0024】この図29に示すように、メモリアレイを
複数のメモリブロック101a〜101dに分割するこ
とにより、各メモリブロック101a〜101dに対し
て設けられるローカルデータバスIOBa〜IOBdの
長さが短くなり、その負荷容量が小さくなる。したがっ
て、対応のメモリブロックにおいて読出されたメモリセ
ルデータが高速でかつ正確に対応のセンスアンプへ伝達
され、高速データ読出が可能となる。また、データ書込
時においても書込ドライバは、この負荷の小さなローカ
ルデータバスを駆動してかつ対応のマルチプレクサを介
してビット線対を駆動することが要求されるのに対し
て、このローカルデータバスの負荷が小さいため、高速
で書込データに従って選択列に対応するビット線対を書
込データに対応する電位レベルへ駆動することができ、
高速書込が可能となる。
【0025】図30は、1つのメモリセルMCの構成を
概略的に示す図である。図30において、メモリセルM
Cは、ワード線WL上の信号電位に応答して導通し、記
憶ノードSNおよび/SNをそれぞれビット線BLおよ
び/BLに接続するnチャネルMOSトランジスタQa
およびQbと、記憶ノードSNと接地ノードVssの間
に接続されかつそのゲートが記憶ノード/SNに接続さ
れるnチャネルMOSトランジスタQcと、記憶ノード
/SNと接地ノードVssの間に接続されかつそのゲー
トが記憶ノードSNに接続されるnチャネルMOSトラ
ンジスタQdと、記憶ノードSNおよび/SNを、それ
ぞれ電源電圧Vccレベルにプルアップするための抵抗
素子ZaおよびZbとを含む。抵抗素子ZaおよびZb
は、ポリシリコン抵抗または薄膜トランジスタで構成さ
れる。MOSトランジスタQcおよびQdは、フリップ
フロップを構成し、この記憶ノードSNおよび/SNの
データをラッチする。次に、この図30に示すメモリセ
ルMCの動作について図31を参照して説明する。
【0026】今、図31に示すように、記憶ノードSN
にHレベルのデータが、記憶ノード/SNにLレベルの
データが保持されている状態を考える。この状態におい
ては、MOSトランジスタQcはオフ状態、MOSトラ
ンジスタQdはオン状態にある。抵抗素子ZaおよびZ
bの抵抗値は極めて大きく、微小な電流がこれらの抵抗
素子ZaおよびZbを介して流れるだけである。
【0027】ワード線WLが選択され、その電位が上昇
すると、MOSトランジスタQaおよびQbが導通し、
記憶ノードSNおよび/SNがそれぞれビット線BLお
よび/BLに電気的に接続される。ビット線BLおよび
/BLには、ビット線負荷回路LDから電流が供給され
る。記憶ノードSNの電位レベルはHレベルであり、ビ
ット線負荷回路LDからの電流はこの記憶ノードSNへ
は流れ込まず、ビット線BLはHレベルを保持する。一
方、記憶ノード/SNがLレベルの場合、このビット線
負荷回路LDからの電流がMOSトランジスタQbおよ
びQdを介して流れ、ビット線/BLの電位が低下す
る。このビット線/BLの電位は、ビット線/BLの抵
抗とMOSトランジスタQbおよびQdのオン抵抗の比
により定められる。このビット線/BLの電位が低下す
ることにより、ビット線BLおよび/BLに電位差が生
じる。このビット線BLおよび/BLの電位差が、図2
9に示す対応のセンスアンプ(110a〜110d)に
より検知増幅される。
【0028】このLレベルを記憶する記憶ノードに対
し、ビット線から流れる電流は、カラム電流と呼ばれ、
ワード線選択時においてはすべての列において流れる。
ワード線WLが非選択状態へ移行すると、この記憶ノー
ドSNおよび/SNは、ともに、MOSトランジスタQ
cおよびQdのラッチ回路により元の電位レベルに復帰
する。
【0029】データ書込時においては、データ読出と同
様、ワード線WLが選択状態へ駆動され、ビット線BL
および/BLに電位差が生じる。この場合には、対応の
書込ドライバがビット線BLおよび/BLをHレベルお
よびLレベルへと書込データに応じて駆動し、この記憶
ノードSNおよび/SNの電位レベルを、書込データに
応じた電位レベルに設定する。これにより、データの書
込が行なわれる。
【0030】
【発明が解決しようとする課題】従来のスタティック型
半導体記憶装置においては、1つのワード線を選択状態
へ駆動したとき、この選択ワード線に接続されるすべて
のメモリセルに、この図31に示すようなカラム電流I
cが流れる。したがって、1つのワード線に数多くのメ
モリセルMCが接続される場合、このカラム電流Icの
合計値が大きくなり、消費電流が増加し、低消費電流を
実現することができなくなる。このようなカラム電流I
cによる消費電流を低減するためには、1つのワード線
に接続されるメモリセルの数を低減する必要がある。こ
のような、1つのワード線に接続されるメモリセルの数
を低減する手法の1つに、分割ワード線構造と呼ばれる
ワード線駆動方式がある。
【0031】図32(A)は、この分割ワード線方式の
メモリアレイの構成を概略的に示す図である。図32
(A)において、メモリアレイは、4つのメモリブロッ
クa、b、cおよびdに分割される。これらのメモリブ
ロックa〜dの各行に共通にグローバルワード線GWL
0、GWL1、…が配設される。これらのグローバルワ
ード線GWL0、GWL1、…へは、図28に示すXデ
コーダからの行選択信号が伝達される。
【0032】メモリブロックa〜dそれぞれにおいて、
メモリセルMCの各行に対応してローカルワード線LW
Lが配設され、各ローカルワード線には、対応の行のメ
モリセルMCが接続される。図32(A)において、メ
モリブロックa〜dそれぞれにおいて、グローバルワー
ド線GWL0に対応してローカルワード線LWLa0、
LWLb0、LWLc0、およびLWLd0が配設さ
れ、グローバルワード線GWL1に対応して、ローカル
ワード線LWLa1、LWLb1、LWLc1およびL
WLd1が配設される。
【0033】ローカルワード線LWLa0〜LWLd
0、LWLa1〜LWLd1、…各々に対応して、対応
のグローバルワード線(GWL0またはGWL1)から
の信号電位とメモリブロック選択信号BS(BSa〜B
Sd)を受けるローカルデコーダLGa0〜LGd0、
LGa1〜LGd1が配設される。これらのローカルデ
コーダLGa0〜LGd0、LGa1〜LGd1、…
は、対応のグローバルワード線GWL0、GWL1、…
上の信号電位が選択状態にありかつ対応のブロック選択
信号BS(BSa〜BSd)が活性状態のときに、対応
のローカルワード線LWLを選択状態へ駆動する。ブロ
ック選択信号BSa〜BSdは、図28に示すブロック
セレクタ107から与えられ、1つのメモリブロックが
指定される。
【0034】動作時においては、1つのグローバルワー
ド線および1つのブロック選択信号が選択状態へ駆動さ
れる。今、グローバルワード線GWL0およびブロック
選択信号BSaが選択状態へ駆動される場合を考える。
この場合において、ローカルデコーダLGa0の出力信
号が活性状態となり、対応のローカルワード線LWLa
0が選択状態へ駆動される。したがって、このローカル
ワード線LWLa0に接続されるメモリセルMCに対し
てのみカラム電流が流れる。非選択メモリブロックb〜
dにおいては、ブロック選択信号BSb〜BSdがすべ
て非選択状態にあるため、ローカルワード線LWLb0
〜LWLd0、LWLb1〜LWLd1は非選択状態に
ある。したがって非選択メモリブロックにおいては、す
べてメモリセルは非選択状態にありカラム電流は流れな
い。また、メモリブロックaにおいては、グローバルワ
ード線GWL1は、非選択状態にあるため、ブロック選
択信号BSaが選択状態へ駆動されても、ローカルデコ
ーダLGa1の出力信号は非活性状態にあり、ローカル
ワード線LWLa1は非選択状態を保持する。
【0035】したがって、この図32(A)に示す分割
ワード線構成の場合、選択メモリブロックにおいてのみ
カラム電流が流れるため、メモリセルの選択時における
消費電流を低減することができる。
【0036】このような分割ワード線構成の場合、1つ
のメモリブロックのみが選択状態へ駆動されるため、1
ビットデータの入出力を行なう場合、各メモリブロック
に対し、1つの書込ドライバおよびセンスアンプを設け
るだけでよい。しかしながら、多ビットデータの入出力
を行なう構成の場合、データビットそれぞれに対応し
て、1つのメモリブロックを分割する必要が生じる。す
なわち、図32(B)に示すように、1つのメモリブロ
ック♯(a〜dのいずれか)が、複数のサブブロックI
O0〜IOjに分割される。図32(B)においては、
1つのグローバルワード線GWLとそれに対応して配設
されるローカルワード線LWLを示す。すなわち、ブロ
ック選択信号BSが選択状態へ駆動され、かつグローバ
ルワード線GWLが選択状態へ駆動されると、このロー
カルワード線LWLが選択状態へ駆動され、サブブロッ
クIO0〜IOjそれぞれから1ビットのメモリセルが
選択される。これらのサブブロックIO0〜IOjは、
データビットDQ0〜DQjにそれぞれ対応する。この
サブブロックIO0〜IOjから1ビットのメモリセル
を選択する構成は、単に、図28に示すYデコーダの出
力する列選択信号により行なわれる。この図32(B)
に示すように、1つのメモリブロックのみを選択状態へ
駆動して、多ビットデータの入出力を行なう場合には、
以下のような問題が生じる。
【0037】図33は、2ビットワードの入出力を行な
うスタティック型半導体記憶装置の全体の構成を概略的
に示す図である。このスタティック型半導体記憶装置
は、4つのメモリブロック♯0〜♯3を含む。メモリブ
ロック♯0〜♯3各々は、2ビットデータDQ0および
DQ1それぞれに対応して2つのサブブロックIO0お
よびIO1に分割される。今、メモリブロック♯0およ
び♯1が、グローバルワード線を共有するワード線分割
構成を有し、またメモリブロック♯2および♯3が、グ
ローバルワード線を共有するワード線分割構成を有する
構成を考える。メモリブロック♯0および♯1またはメ
モリブロック♯2および♯3において、グローバルワー
ド線が選択状態へ駆動される。グローバルワード線をメ
モリブロック♯0および♯1に共通に配設しかつメモリ
ブロック♯2および♯3に共通にグローバルワード線を
配設し、これらに対しローカルデコーダを各ローカルワ
ード線に配設してブロック選択信号を与える。これによ
り、分割ワード線構成のブロック分割が実現される。
【0038】メモリブロック♯0〜♯1それぞれにおい
てサブブロックIO0およびIO1に対し内部データの
書込/読出を行なうために、センスアンプおよび書込ド
ライバが設けられる。すなわち、メモリブロック♯0に
おいては、サブブロックIO0に対し、ブロック選択信
号BS0およびセンスアンプ活性化信号SAEを受ける
センスアンプSA00およびブロック選択信号BS0お
よび書込ドライバイネーブル信号WDEを受ける書込ド
ライバWD00が設けられる。メモリブロック♯0のサ
ブブロックIO1に対しては、ブロック選択信号BS0
およびセンスアンプ活性化信号SAEを受けるセンスア
ンプSA01と、ブロック選択信号BS0と書込ドライ
バイネーブル信号WDEを受ける書込ドライバWD01
が設けられる。
【0039】メモリブロック♯1においては、サブブロ
ックIO0に対しブロック選択信号BS1およびセンス
アンプ活性化信号SAEを受けるセンスアンプSA10
およびブロック選択信号BS1および書込ドライバイネ
ーブル信号WDEを受ける書込ドライバWD10が設け
られ、サブブロックIO1に対しては、ブロック選択信
号BS1およびセンスアンプ活性化信号SAEを受ける
センスアンプSA11およびブロック選択信号BS1お
よび書込ドライバイネーブル信号WDEを受ける書込ド
ライバWD11が設けられる。
【0040】メモリブロック♯2においては、サブブロ
ックIO0に対し、ブロック選択信号BS2およびセン
スアンプ活性化信号SAEを受けるセンスアンプSA2
0およびブロック選択信号BS2および書込ドライバイ
ネーブル信号WDEを受ける書込ドライバWD20が設
けられ、サブブロックIO1に対し、ブロック選択信号
BS2およびセンスアンプ活性化信号SAEを受けるセ
ンスアンプSA21およびブロック選択信号BS2およ
び書込ドライバイネーブル信号WDEを受ける書込ドラ
イバWD21が設けられる。メモリブロック♯3におい
て、サブブロックIO0に対しブロック選択信号BS3
およびセンスアンプ活性化信号SAEを受けるセンスア
ンプSA30およびブロック選択信号BS3および書込
ドライバイネーブル信号WDEを受ける書込ドライバW
D30が設けられ、サブブロックIO1に対し、ブロッ
ク選択信号BS3およびセンスアンプ活性化信号SAE
を受けるセンスアンプSA31およびブロック選択信号
BS3および書込ドライバイネーブル信号WDEを受け
る書込ドライバWD31が設けられる。
【0041】これらのメモリブロック♯0〜♯3に共通
に、内部共通データバス線120aおよび120bが設
けられる。内部共通データバス線120aは、サブブロ
ックIO0に対して設けられたセンスアンプSA00、
SA10、SA20およびSA30および書込ドライバ
WD00、WD10、WD20およびWD30に接続さ
れ、共通データバス線120bは、サブブロックIO1
に対して設けられたセンスアンプSA01、SA11、
SA21およびSA31と書込ドライバWD01、WD
11、WD21およびWD31に接続される。
【0042】これらの共通データバス線120aおよび
120bは、パッド(データ入出力ノード)121aお
よび121b近傍に設けられた入出力バッファ122a
および122bに接続される。
【0043】この図33に示す構成において、1つのメ
モリブロックのみが選択状態へ駆動され、この選択され
たメモリブロックにおいて2つのサブブロックIO0お
よびIO1各々において1ビットのメモリセルが選択さ
れ、入出力バッファ122aおよび122bおよび共通
データバス線120aおよび120bを介して選択メモ
リセルとのデータの授受が行なわれる。
【0044】しかしながら、この図33に示すようなデ
ータビットそれぞれに対応してメモリブロックをサブブ
ロックに分割するブロック分割構成の場合、各データビ
ットに対応してセンスアンプおよび書込ドライバを設け
る必要が生じ、これらのセンスアンプおよび書込ドライ
バの占有面積が大きくなる。
【0045】同じデータビットに対して設けられたサブ
ブロックのセンスアンプおよび書込ドライバは同じ共通
データバス線120aまたは120bに接続される。非
選択のメモリブロックに対して設けられたセンスアンプ
および書込ドライバは、出力ハイインピーダンス状態と
され、選択メモリブロックに対するメモリセルデータの
書込/読出に対する悪影響を及ぼさないようにされる。
しかしながら、1つの内部共通データバスに多くのセン
スアンプおよび書込ドライバが接続されるため、バスの
負荷容量が大きくなり、高速データ転送ができなくな
る。
【0046】また、図33に示すブロック分割構成のみ
ならず図28に示すようなアレイ構成においても、複数
のメモリブロックのうち1つのメモリブロックに対する
データの書込/読出が行なわれる場合、センスアンプま
たは書込ドライバに対しブロック選択信号を与え、この
活性/非活性を制御する必要があり、ブロック選択信号
を伝達するための配線長が長くなり、配線占有面積が増
加するとともに、このブロック選択信号を高速で伝達す
ることができなくなるという問題が生じる。
【0047】また、共通データバス線120aおよび1
20bは、複数のメモリブロックに共通に配設されてお
り、その配線長が長くなり、負荷が大きくなり、高速で
内部データ信号を伝達することができず、高速アクセス
ができなくなるという欠点が生じる。また、このような
共通データバス線120aおよび120bを用いた場
合、比較的大きな負荷を高速で駆動するため、入出力バ
ッファ122aおよび122bに含まれる入力バッファ
およびセンスアンプSA00〜SA31の出力駆動力を
大きくする必要があり、このため信号線の充放電時に余
分の負荷を充放電する必要が生じ、消費電力が増加する
という欠点が生じる。
【0048】特に、このような共通データバス線120
aおよび120bにおける信号伝搬遅延を補償するた
め、入出力バッファ122aおよび122bにおいて、
出力バッファの出力駆動力を大きくした場合、入出力パ
ッド(データ入出力ノード)121aおよび121bが
高速で駆動されるために、これらの入出力パッド121
aおよび121bにおけるアンダーシュートおよびオー
バーシュートに起因するリンギングが生じ、定常状態と
なったデータを安定に出力するために長時間を要し、高
速でデータを読出すことができなくなるという問題が生
じる。
【0049】それゆえ、この発明の目的は、チップ占有
面積を増加させることなくかつ低消費電流で安定にデー
タの入出力を高速で行なうことのできるスタティック型
半導体記憶装置を提供することである。
【0050】
【課題を解決するための手段】請求項1に係るスタティ
ック型半導体記憶装置は、複数のデータ入出力ノード各
々に対応して配置され、対応のデータ入出力ノードとデ
ータ信号の授受を行なう複数のメモリアレイブロックを
備える。これら複数のメモリアレイブロックの各々は、
行列状に配列される複数のメモリセルと、各行に対応し
て配置され、各々に対応の行のメモリセルが接続する複
数のワード線と、各列に対応して配置され、各々に対応
の列のメモリセルが接続される複数のビット線対とを有
する。メモリセルの各々は、対応のビット線対に結合さ
れるバイポーラトランジスタと、このバイポーラトラン
ジスタを介して対応のビット線対のビット線と記憶デー
タの授受を行なう絶縁ゲート型電界効果トランジスタで
構成されるデータ記憶部とを有する。
【0051】さらに、メモリアレイブロック各々のワー
ド線は、他のメモリアレイブロックのワード線と電気的
に分離されている。
【0052】請求項2に係るスタティック型半導体記憶
装置は、各メモリアレイブロックに対応して配置され、
対応のメモリアレイブロックと対応のデータ入出力ノー
ドとの間でデータ転送を行なうための複数の内部データ
線と、複数のメモリアレイブロック各々に対応して配置
され、対応のメモリブロックの選択メモリセルデータを
増幅して出力する複数の内部読出手段と、各メモリアレ
イブロックに対応して配置されかつ対応のメモリアレイ
ブロックに物理的に近接して配置され、対応の内部読出
手段からのデータ信号に従って複数の内部データ線の対
応のデータ線を駆動する複数のバス駆動手段と、複数の
データ入出力ノード各々に対応してかつ対応のデータ入
出力ノードに近接して配置され、対応の内部データ線上
の信号に従って対応のデータ入出力ノードを駆動して外
部出力データを生成する複数の出力段を備える。この内
部読出手段と対応のバス駆動手段との間の配線長は、対
応のバス駆動手段と対応のデータ入出力ノードに近接し
て設けられた出力段の間の配線長よりも短くされてい
る。
【0053】請求項3に係るスタティック型半導体記憶
装置は、請求項2の装置がさらに複数の内部データ線各
々に対応して対応の出力段近傍に配置され、データ出力
指示信号の非活性化に応答して対応の出力段を非活性化
する出力制御手段をさらに備える。このデータ出力指示
信号の活性化に応答してバス駆動手段が活性化される。
【0054】請求項4に係るスタティック型半導体記憶
装置は、請求項1から3のいずれかの装置が、さらに、
複数のメモリアレイブロック各々に対応してかつ対応の
メモリアレイブロックに近接して配置され、与えられた
外部書込データに従って内部書込データを生成する複数
の入力手段と、これら複数のデータ入出力ノードと対応
のメモリアレイブロックの入力手段との間に配設され、
対応のデータ入出力ノード上に与えられたデータを対応
の入力手段へ伝達するための複数の入力データ伝達線
と、各入力手段に対応して配置され、対応の入力手段か
らの内部書込データに従って対応のメモリアレイブロッ
クの選択メモリセルへの書込データを生成する複数の書
込手段とをさらに備える。
【0055】請求項5に係るスタティック型半導体記憶
装置は、請求項2の出力段が、第1の電源ノードと第2
の電源ノードとの間に接続され、データ出力時対応の内
部データ線上の信号電位に応答して互いに相補的に導通
状態となる1対の絶縁ゲート型電界効果トランジスタを
含む。
【0056】請求項6に係るスタティック型半導体記憶
装置は、請求項3の出力制御手段が、データ出力指示信
号の非活性化時出力段を対応のバス駆動手段と分離する
分離手段と、データ出力指示信号の非活性化時この出力
段を非活性化するリセット手段とを備える。
【0057】請求項7に係るスタティック型半導体記憶
装置は、請求項3の出力制御手段が、データ出力指示信
号の非活性化時対応のバス駆動手段の出力信号の論理レ
ベルにかかわらず対応の出力段を出力ハイインピーダン
ス状態に設定する信号を出力して対応の出力段へ与える
ゲート手段を含む。メモリセルを、バイポーラトランジ
スタと絶縁ゲート型電界効果トランジスタとで構成し、
バイポーラトランジスタを介してビット線とメモリセル
記憶部との間でのデータ信号の授受を行なう構成を利用
することにより、メモリアレイブロックにおいては、選
択列のみにおいて電流が流れ、残りの非選択列において
は電流は流れない。したがって、各メモリブロックにお
いて選択列のみにおいて電流が流れるため消費電流が大
幅に低減される。また、データビットそれぞれに対応し
てメモリアレイブロックを配置することにより、メモリ
アレイブロックそれぞれにデータビットとメモリブロッ
クとの結合を制御するためのブロック選択信号を与える
必要がなく、制御が容易となり、また配線面積も低減さ
れる。また、各メモリアレイブロックがデータビット
(IO)に対応して配置されているため、各メモリブロ
ックにおいて1つのセンスアンプおよび1つの書込ドラ
イバを設けるだけでよく、回路占有面積を低減すること
ができる。
【0058】
【発明の実施の形態】
[実施の形態1]図1は、この発明の実施の形態1に従
うスタティック型半導体記憶装置の要部の構成を示す図
である。図1においては、1対のビット線BLおよび/
BLに関連する部分の構成が概略的に示される。ビット
線BLおよび/BLとワード線WLの交差部に対応して
メモリセル1が配置される。ワード線WLは、1対のサ
ブワード線WLUおよびWLLを含む。
【0059】メモリセル1は、電源電圧Vccを供給す
る電源ノード2と記憶ノードSNの間に接続される高抵
抗抵抗素子R1と、電源ノード2と記憶ノード/SNの
間に接続される高抵抗抵抗素子R2と、交差結合され、
記憶ノードSNおよび/SNに相補データを保持するた
めのnチャネルMOSトランジスタで構成されるドライ
ブトランジスタQ1およびQ2と、ビット線BLに接続
されるエミッタと接地電圧GNDを供給する電圧源(接
地ノード)3に接続されるコレクタとを有するpnpバ
イポーラトランジスタBP1と、ビット線/BLに接続
されるエミッタと接地ノード3に接続されるコレクタと
を有するpnpバイポーラトランジスタBP2と、サブ
ワード線WLU上の信号電位がHレベルのときに導通
し、バイポーラトランジスタBP1のベース電極ノード
を記憶ノードSNに電気的に接続するnチャネルMOS
トランジスタで構成されるアクセストランジスタQ3
と、サブワード線WLL上の信号電位がHレベルのとき
に導通し、記憶ノード/SNをバイポーラトランジスタ
BP2のベース電極ノードに接続するnチャネルMOS
トランジスタで構成されるアクセストランジスタQ4
と、サブワード線WLL上の信号電位に応答して導通
し、ドライブトランジスタQ1の他方導通ノード(ソー
ス)を接地ノード3に接続するnチャネルMOSトラン
ジスタで構成されるカットトランジスタQ5と、サブワ
ード線WLU上の信号電位に応答して導通し、ドライブ
トランジスタQ2のソースを接地ノード3に電気的に接
続するnチャネルMOSトランジスタで構成されるカッ
トトランジスタQ6を含む。
【0060】アクセストランジスタQ3およびQ4なら
びにカットトランジスタQ5およびQ6のしきい値電圧
は、ドライブトランジスタQ1およびQ2のしきい値電
圧よりも小さくされる。これらのMOSトランジスタQ
3、Q4、Q5およびQ6のしきい値電圧Vthを低く
することにより、高速でこれらのMOSトランジスタQ
3〜Q6を導通状態とする。また、ドライブトランジス
タQ1およびQ2のしきい値電圧は比較的大きくするこ
とにより、これらの交差結合されたMOSトランジスタ
Q1およびQ2のラッチ状態を安定化する(記憶ノード
SNおよび/SNの電位が少し変動しても、MOSトラ
ンジスタQ1およびQ2の導通/非導通状態は変化しな
い)。これにより、低電源電圧条件下においても高速に
アクセスすることができかつ確実にデータを保持するこ
とを図る。
【0061】ビット線周辺回路として、ビット線対BL
Pに対し、データ読出時、読出活性化信号RENおよび
列選択信号Y両者の活性化に応答してビット線BLおよ
び/BLへ電源ノード2から電流を供給する読出負荷回
路10と、ビット線イコライズ指示信号EQLおよびZ
EQLの活性化に応答して活性化され、ビット線BLお
よび/BLの電位をイコライズするためのビット線イコ
ライズ回路20と、ビット線プリチャージ指示信号PE
Lの活性化に応答して活性化され、ビット線BLおよび
/BLを所定電圧VLレベルのローレベルにプリチャー
ジするビット線プリチャージ回路30と、列選択信号Y
に従ってビット線BLおよび/BLを選択するマルチプ
レクス回路40と、このマルチプレクス回路40により
選択されたビット線BLおよび/BLに対し、データの
読出/書込を行なう読出/書込回路50を含む。この読
出/書込回路50は、読出/書込指示信号R/ZWに従
ってデータの読出または書込を行なう。この読出/書込
回路50は、たとえばセンスアンプを含み、また書込回
路としては、書込ドライバまたは書込ゲートを含む。こ
の構成については後に説明する。この読出/書込回路5
0は、予め定められたデータ入出力ノードに対応して設
けられた内部共通データバスに結合される。
【0062】読出負荷回路10は、読出活性化信号RE
Nと列選択信号Yとを受けるNAND回路10aと、N
AND回路10aの出力信号が活性状態のLレベルのと
きに導通し、電源ノード2からビット線BLおよび/B
Lへそれぞれ電流を供給するpチャネルMOSトランジ
スタ10bおよび10cを含む。
【0063】ビット線イコライズ回路20は、ビット線
イコライズ指示信号EQLおよびZEQLの活性化に応
答して導通し、ビット線BLおよび/BLを電気的に短
絡するCMOSトランスミッションゲート20aを含
む。
【0064】ビット線プリチャージ回路30は、ビット
線プリチャージ指示信号PELの活性化時導通し、ビッ
ト線BLおよび/BLへそれぞれ所定電圧VLを伝達す
るnチャネルMOSトランジスタ30aおよび30bを
含む。この所定電圧VLは、接地電圧GND以上であり
かつメモリセル1に含まれるバイポーラトランジスタB
P1およびBP2のエミッタ−ベース間順方向降下電圧
以下の電圧レベルである。
【0065】マルチプレクス回路40は、列選択信号Y
および/Yに応答して導通し、ビット線BLおよび/B
Lをそれぞれ読出/書込回路50に電気的に接続するC
MOSトランスミッションゲート40aおよび40bを
含む。次に、この図1に示すメモリセル1に対するデー
タの書込/読出動作について説明する。まず、図2を参
照して、データ書込動作について説明する。
【0066】スタティック型半導体記憶装置において
は、アドレス変化に従ってワード線およびビット線対の
選択動作が行なわれる。今、記憶ノードSNにLレベル
のデータが保持されており、そこへHレベルのデータを
書込む動作を考える。
【0067】アドレス信号が変化すると、このアドレス
信号に従ってワード線およびビット線対の選択動作が行
なわれる。アドレス指定された行に対応するワード線W
Lが選択状態に駆動される。書込データがHレベルのと
きには、この選択状態とされたワード線WLのうち書込
データに従って、サブワード線WLUがHレベルに駆動
され、サブワード線WLLはLレベルを維持する。これ
により、アクセストランジスタQ3がオン状態となり、
一方、アクセストランジスタQ4はオフ状態を維持す
る。また、書込/読出回路50により、マルチプレクス
回路40を介してビット線BLおよび/BLがともにH
レベルに駆動される。
【0068】サブワード線WLLがLレベルであり、サ
ブワード線WLUがHレベルであるため、カットトラン
ジスタQ5がオフ状態、カットトランジスタQ6がオン
状態にある。ここで、「オン状態」は完全な導通状態を
示し、「オフ状態」は、リーク電流を生じる程度の完全
な非導通状態を示す。読出/書込回路50により、それ
までLレベルにプリチャージされていたビット線BLの
電位が上昇し、バイポーラトランジスタBP1のエミッ
タ−ベース間が順方向にバイアスされると、このバイポ
ーラトランジスタBP1が導通し、コレクタ電流がビッ
ト線BLからバイポーラトランジスタBP1を介して接
地ノード3へ流れる。このコレクタ電流が流れるとき、
またバイポーラトランジスタBP1のベース電流が記憶
ノードSNへ流れる。カットトランジスタQ5はオフ状
態にあり、記憶ノードSNの電位がバイポーラトランジ
スタBP1のベース電流により上昇する。このバイポー
ラトランジスタBP1のベース電流の大きさは、このバ
イポーラトランジスタBP1の電流増幅率とコレクタ電
流の大きさとにより決定される。一般に、バイポーラト
ランジスタの電流増幅率は大きいため、このビット線か
らバイポーラトランジスタBP1を介して流れる電流の
大部分は、コレクタ電流として、接地ノード3へ流れ
る。
【0069】一方、カットトランジスタQ6はオン状態
にあり、記憶ノードSNの電圧がドライブトランジスタ
Q2のしきい値電圧よりも高くなると、ドライブトラン
ジスタQ2が導通し、記憶ノード/SNを接地電圧GN
Dレベルへ駆動する。この記憶ノード/SNの電圧低下
に従って、ドライブトランジスタQ1がオフ状態へ移行
し、バイポーラトランジスタBP1のベース電流が記憶
ノードSNからMOSトランジスタQ1を介して、低し
きい値電圧のカットトランジスタQ5を介して接地ノー
ド3へ流れる経路が完全に遮断される。
【0070】記憶ノードSNの電圧は、このバイポーラ
トランジスタBP1のベース電流により高速に上昇す
る。記憶ノードSNの電位は、このバイポーラトランジ
スタBP1のエミッタ−ベース間電圧をほぼ一定の値に
保ってビット線BLの電位上昇とともに上昇する。した
がって、バイポーラトランジスタBP1においては、書
込時に比較的大きなコレクタ電流が流れ、応じて比較的
大きなベース電流により記憶ノードSNの電圧レベルが
上昇すると、バイポーラトランジスタBP1のエミッタ
−ベース間電圧が、ほぼ一定の電圧(エミッタ−ベース
間順方向降下電圧Vbe)の値に保持されるため、小さ
なリーク電流程度のベース電流が流れるだけである。
【0071】アクセストランジスタQ4はオフ状態にあ
り、記憶ノード/SNは、記憶ノードSNの電位上昇に
従ってドライブトランジスタQ2およびカットトランジ
スタQ6により接地電圧GNDレベルにまで放電され
る。このバイポーラトランジスタBP2においては、ビ
ット線/BLの電圧レベルが上昇すると、アクセストラ
ンジスタQ4はオフ状態にあり、ベース電流が流れると
即座にこのバイポーラトランジスタBP2のベース電圧
レベルが上昇し、オフ状態を維持する。
【0072】データ書込が完了すると、後に説明するよ
うに、アドレス変化から所定時間経過後に、サブワード
線WLUの電位がLレベルに低下し、アクセストランジ
スタQ3およびカットトランジスタQ6がオフ状態とな
る。この状態において、記憶ノードSNおよび/SNは
高抵抗抵抗素子R1およびR2を介して電源ノード2へ
結合される。記憶ノードSNのHレベルのデータは確実
にHレベルに保持される。一方、この高抵抗抵抗素子R
1およびR2の電流駆動力は、記憶ノードSNおよび/
SNのリーク電流を補償する程度の極めて小さな電流駆
動力であり、記憶ノード/SNはほぼ接地電圧GNDレ
ベルのLレベルに保持される。
【0073】Lレベルのデータを書込む場合には、Hレ
ベルデータの書込と逆に、サブワード線WLUがLレベ
ルに保持され、サブワード線WLLがHレベルに駆動さ
れる。ビット線BLおよび/BLはともにHレベルに駆
動される。したがって、この場合には、記憶ノード/S
Nの電圧レベルがバイポーラトランジスタBP2のベー
ス電流により上昇し、記憶ノードSNの電圧レベルが接
地電圧GNDレベルに低下し、Lレベルのデータの書込
が行なわれる。
【0074】サブワード線WLUおよびWLLを書込デ
ータの論理レベルに応じてその電圧レベルを設定するこ
とにより、電源電圧Vccが低くなった場合において
も、確実に、記憶ノードSNおよび/SNの電圧レベル
を書込データに応じた電圧レベルに設定することができ
る(ドライブトランジスタQ1およびQ2のラッチ動作
による)。また、低しきい値電圧のアクセストランジス
タQ3およびQ4ならびにカットトランジスタQ5およ
びQ6を用いることにより、これらを書込データに応じ
てオン/オフ状態に設定でき、低電源電圧下において
も、確実に、記憶ノードSNおよび/SNへデータの書
込を行なうことができる。
【0075】低しきい値電圧のMOSトランジスタを用
いる場合、オフ状態の低しきい値電圧MOSトランジス
タのリーク電流が増加する。しかしながら、データ保持
状態においては、Hレベルを保持する記憶ノードに対し
て設けられたドライブトランジスタはそのゲートにLレ
ベルの電圧を受けてオフ状態にあり、低しきい値電圧の
カットトランジスタに電流は流れず、したがって、デー
タ保持時においてカットトランジスタの低しきい値電圧
は何ら悪影響を及ぼさない。また、アクセストランジス
タQ3およびQ4においても、データ保持状態において
は、記憶ノードにHレベルのデータが保持されている場
合には、リーク電流が生じても、対応のバイポーラトラ
ンジスタのベース電圧が上昇し、バイポーラトランジス
タは深いオフ状態となり(ビット線はLレベルにプリチ
ャージされる)、またアクセストランジスタはこのゲー
ト−ソース間が逆バイアス状態とされ、深いオフ状態と
なる。対応の記憶ノードにLレベルのデータが保持され
ている場合、アクセストランジスタは、対応のバイポー
ラトランジスタのベース電圧と対応の記憶ノードの電圧
レベルを同じとするだけであり、この場合、ソースおよ
びドレインが同一電圧レベルとなり、リーク電流の流れ
る経路は生じない(バイポーラトランジスタは、対応の
ビット線がLレベルであるため、オフ状態を維持す
る)。したがって、低しきい値電圧のMOSトランジス
タをアクセストランジスタおよびカットトランジスタと
して用いても、データ保持動作に対し何ら悪影響は生じ
ない。
【0076】次に、図3を参照して、データ読出動作に
ついて説明する。データ読出前において、ビット線BL
および/BLはビット線イコライズ回路20およびビッ
ト線プリチャージ回路30により、所定電圧VLレベル
のLレベルにプリチャージされている。この所定電圧V
Lは、バイポーラトランジスタBP1およびBP2とも
にオフ状態にする電圧レベルである。
【0077】アドレス信号が変化すると、データ書込時
と同様、ワード線およびビット線対の選択が行なわれ
る。データ読出時においては、サブワード線WLUおよ
びWLLの電位がともにHレベルへ立上げられ、アクセ
ストランジスタQ3およびQ4がともにオン状態とな
り、記憶ノードSNおよび/SNがバイポーラトランジ
スタBP1およびBP2のベース電極ノードにそれぞれ
電気的に接続される。
【0078】読出活性化信号REN(読出/書込指示信
号R/ZW)が所定のタイミングで活性状態となり、読
出負荷回路10に含まれるNAND回路10aの出力信
号がLレベルの活性状態となり、pチャネルMOSトラ
ンジスタ10bおよび10cがオン状態となり、ビット
線BLおよび/BLへ電流が供給され、ビット線BLお
よび/BLの電位が上昇する。一方、非選択列に対応す
るビット線BLおよび/BL(図示せず)においては、
読出負荷回路10におけるNAND回路10aの出力信
号はHレベルであり、pチャネルMOSトランジスタ1
0bおよび10cはオフ状態を維持し、したがって非選
択列のビット線BLおよび/BLはLレベルのプリチャ
ージ電圧を保持する。
【0079】今、記憶ノードSNにLレベルデータが保
持される場合を考える。この状態において、ビット線B
Lの電圧が、バイポーラトランジスタBP1のエミッタ
−ベース間電圧(ビルトイン電圧Vbe)よりも高くな
ると、バイポーラトランジスタBP1のエミッタ−ベー
ス間が順方向にバイアスされ、バイポーラトランジスタ
BP1が導通し、大きなコレクタ電流が流れ、ビット線
BLの電位上昇が抑制される。MOSトランジスタ10
bの電流供給力は、バイポーラトランジスタBP1の電
流供給力と同程度またはそれよりも少し大きい程度であ
り、ビット線BLの電位は、ほぼこのビルトイン電圧V
be(0.7〜1.1V程度)の電圧レベルに保持され
る。一方、Hレベルデータを保持する記憶ノード/SN
がベース電極ノードに接続されるバイポーラトランジス
タBP2は、ビット線/BLの電圧が上昇しても、その
エミッタ−ベース間は順方向にバイアスされて、オフ状
態を維持するため、ビット線/BLはHレベル(電源電
圧レベル)にまで上昇する。このビット線BLおよび/
BLに生じた電位差が、マルチプレクス回路40を介し
て読出/書込回路50に伝達され、これに含まれる読出
回路により増幅されて内部読出データが生成される。
【0080】データ読出時において、Lレベルデータを
格納する記憶ノード(ノードSN)にベース電流がバイ
ポーラトランジスタ(BP1)を介して流れる。しかし
ながら、このベース電流は、コレクタ電流に比べて十分
小さな値であり、ドライブトランジスタ(Q1)および
カットトランジスタ(Q5)の電流駆動力よりも十分小
さくすることができる。ベース電流の大きさは、バイポ
ーラトランジスタBP1およびBP2の電流増幅率hF
Eにより決定される。ドライブトランジスタおよびカッ
トトランジスタを介して流れる電流Idとベース電流I
bの比が、たとえば3:1であれば、メモリセル1は、
安定に情報を記憶することができる。この比3:1は、
通常のスタティック型メモリセルにおけるドライブトラ
ンジスタとアクセストランジスタの電流駆動力の比に対
応している。インバータラッチで構成されるメモリセル
の入出力伝達特性において双安定特性を実現するため
に、通常、ドライブトランジスタおよびアクセストラン
ジスタの電流駆動力の比が3:1に設定されている。こ
の図1に示すメモリセル1の構成において、従来のスタ
ティック型メモリセルのアクセストランジスタの駆動電
流が、バイポーラトランジスタBP1およびBP2のベ
ース電流により決定されている。
【0081】したがって、ベース電流とコレクタ電流と
の関係から、ビット線を流れるコレクタ電流Icと、ド
ライブトランジスタおよびカットトランジスタを介して
流れるドレイン電流Idが次式の関係を満足すれば、メ
モリセルは安定にデータを保持することができる。
【0082】Id≧3・Ic/(1+hFE) たとえば、電源電圧Vcc=1.8V、コレクタ電流I
c=100μA、電流増幅率hFE=10の場合、ドレ
イン電流Idは、次式で与えられる。
【0083】 Id≧3・I00μA/(10+1)=27μA したがって、ドライブトランジスタQ1およびQ2が、
電源電圧Vccが1.8Vの条件下において、ドレイン
電流Idとして27μAを流す電流駆動力を有すれば、
メモリセル1は安定にデータを保持することができる。
ビット線の電圧を早く上昇させるため、比較的大きな電
流を読出負荷回路10から供給しても、このバイポーラ
トランジスタを介して流れるベース電流は十分に小さく
することができ、確実にメモリセルデータを保持するこ
とができる。
【0084】データ読出時においては、Lレベルデータ
をベース電極ノードに受けるバイポーラトランジスタが
接続するビット線に比較的大きな電流が流れる。しかし
ながら、読出負荷回路10において、ラッチ回路を設
け、電流供給用のMOSトランジスタ10bおよび10
cを、ビット線電位が所定電圧レベル以上上昇した場合
には、非導通状態とする構成を適用すれば、データ読出
期間中において、所定期間の間のみコレクタ電流を生じ
させ、その読出時の消費電流をさらに低減することが可
能となる。
【0085】上述のように、この図1に示す構成に従え
ば、データ書込時および読出時いずれにおいても、選択
列(ビット線対)においてのみ電流が流れ、非選択ビッ
ト線対は、Lレベルに保持される。したがって、1つの
メモリブロックにおいてワード線が選択状態へ駆動され
ても、そのワード線と交差するビット線対すべてにおい
てカラム電流が流れることはなく、消費電流を大幅に低
減することができる。
【0086】図4は、この発明の実施の形態1に従うス
タティック型半導体記憶装置の全体の構成を概略的に示
す図である。図4においては、2ビットDQ0およびD
Q1のデータを入出力するスタティック型半導体記憶装
置の構成が一例として示される。
【0087】図4において、このスタティック型半導体
記憶装置は、データビットDQ0およびDQ1それぞれ
に対応して設けられるメモリブロック55♯0および5
5♯1を含む。メモリブロック55♯0および55♯1
の各々は、行列状に配列されるメモリセル1と、メモリ
セル1の各行に対応して配置され、各々に対応の行のメ
モリセルに接続する複数のワード線WL0〜WLkを含
む。これらのワード線WL0〜WLkの各々は、先の図
1に示すようにサブワード線WLUおよびWLLを含
む。
【0088】メモリブロック55♯0および55♯1そ
れぞれに対応して、図示しないアドレス信号に従って対
応のメモリブロックの行を選択状態へ駆動する行選択回
路60♯0および60♯1と、図示しないアドレス信号
に従って対応のメモリブロックの列を選択する列選択信
号Yを生成する列選択回路62♯0および62♯1が設
けられる。メモリブロック55♯0および55♯1それ
ぞれに対し行選択回路60♯0および60♯1を設ける
ことにより、これらのメモリブロック55♯0および5
5♯1におけるワード線WL0〜WLkは、メモリブロ
ック単位で互いに独立に選択状態へ駆動することができ
る。すなわち、メモリブロック55♯0に含まれるワー
ド線WL0〜WLkは、メモリブロック55♯1に含ま
れるワード線WL0〜WLkと電気的に分離される。し
たがって、メモリブロック55♯0および55♯1それ
ぞれにおいて、対応の行選択回路60♯0および60♯
1に従って、1つのワード線が選択状態へ駆動される。
しかしながら、先に図1を参照して説明したように、選
択列においてのみビット線に電流が流れるため、これら
のメモリブロックをデータビットそれぞれに対応して設
けても、またワード線WL0〜WLkの長さが長くされ
ても、データ書込/読出時におけるビット線電流は1つ
のメモリブロックにつき1列においてのみ流れるだけで
あり、消費電流を低減することができる。
【0089】また、メモリブロック55♯0および55
♯1それぞれに対応して読出/書込回路50♯0および
50♯1が設けられる。これらの読出/書込回路50♯
0および50♯1は、センスアンプおよび書込時のビッ
ト線電位駆動回路および内部書込データを生成する書込
ドライバを含む。ワード線電位をデータ書込時に書込デ
ータに応じて設定するための回路は行選択回路60♯0
および60♯1に含まれる。この経路は、読出/書込回
路50♯0および50♯1から行選択回路60♯0およ
び60♯1に向かう矢印で示す。したがって、メモリブ
ロック55♯0および55♯1それぞれに対して1つの
センスアンプおよび書込回路および書込ドライブ回路を
設けるだけでよく、1つのメモリブロックを複数のデー
タビットに対応させる構成と異なり、センスアンプおよ
び書込ドライブ回路の占有面積を低減することができ
る。
【0090】また、各メモリブロック55♯0および5
5♯1それぞれにおいてワード線およびビット線対が選
択されると、各ブロックで対応のデータ入出力ノードと
データの入出力が行なわれる。したがってメモリブロッ
クを選択して選択的にデータ入出力ノードへ接続するた
めのブロック選択信号が不要となり、配線占有面積を低
減することができる。
【0091】なお、ここで、行選択回路60♯0および
60♯1に対し、読出活性化信号REN、および書込活
性化信号ZWENが書込データとともに与えられている
のは、データ書込/読出において、各ワード線に含まれ
るサブワード線の駆動電位が異なるためである。読出/
書込回路50♯0および50♯1に対しても、同様読出
活性化信号RENおよび書込活性化信号ZWENが与え
られる。読出活性化信号RENの活性化時、読出/書込
回路50♯0および50♯1は、データ読出モードに設
定され、書込活性化信号ZWENの活性化時、読出/書
込回路50♯0および50♯1は、データ書込モードに
設定される。次に各部の構成について説明する。
【0092】図5は、図1および図4に示す読出/書込
回路の構成の一例を示す図である。図5においては、1
つのメモリブロックに対して設けられる読出/書込回路
の構成が示される。この読出/書込回路50は、対応の
メモリブロックのビット線対BL0,/BL0〜BL
j,/BLjに共通に配設されるローカルデータバス線
DB,/DBと、読出活性化信号RENの活性化時活性
化され、ローカルデータバス線DBおよび/DB上の信
号電位を差動増幅して図示しない入出力バッファへ伝達
するセンスアンプ50aと、書込活性化信号ZWENの
活性化時活性化され、ローカルデータバス線DBおよび
/DBへ電源電圧Vccレベルの信号を伝達する書込回
路50bと、書込活性化信号ZWENの活性化時入力バ
ッファからの書込データに応じて内部書込データD,/
Dを生成する書込ドライバ50cとを含む。書込回路5
0bは、書込活性化信号ZWENに応答して導通し、電
源電圧Vccをローカルデータバス線DBおよび/DB
へ伝達するpチャネルMOSトランジスタPaおよびP
bを含む。
【0093】ローカルデータバス線DB,/DBは、対
応のメモリブロック内においてのみ配設される。ビット
線対BL0,/BL0〜BLj,/BLjそれぞれに対
して設けられるマルチプレクサ40♯0〜40♯jが、
図示しない列選択回路からの列選択信号Y0〜Yjの活
性化に従って導通し、選択列に対応するビット線対がロ
ーカルデータバス線DB,/DBに接続される。
【0094】ここで、図5においては、1行のメモリセ
ル1と、この1行のメモリセルが接続するワード線(サ
ブワード線WLLおよびWLU)を代表的に示す。
【0095】この図5に示す構成においては、データ読
出時においては選択列に対応して設けられたビット線対
が列選択信号に応答して導通するマルチプレクサを介し
てローカルデータバス線DBおよび/DBに接続され
る。データ読出時においては、読出活性化信号RENが
活性化され、センスアンプ50aが活性化され、ローカ
ルデータバス線DBおよび/DB上の信号電位を差動増
幅する。一方、データ書込時においては、書込活性化信
号ZWENが活性化され、書込回路50bが電源電圧V
ccレベルの信号をローカルデータバスDBおよび/D
B上に伝達する。これにより、書込時においては、選択
列に対して設けられたビット線のみがHレベルに駆動さ
れる。
【0096】この図5に示すように、1つのメモリブロ
ックに対しては1つのセンスアンプ50aが設けられる
だけである。したがって、センスアンプの数は、データ
ビットすなわちメモリブロックと同じ数が必要とされる
だけであり、その占有面積を低減することができる。書
込回路50bは、書込データにかかわらず、Hレベルの
信号をローカルデータバス線DBおよび/DBに伝達す
る。この書込回路50bは、したがって実質的にプリチ
ャージ回路であり、また、メモリセル1に含まれるバイ
ポーラトランジスタのコレクタ電流に同程度の電流駆動
力が要求されるだけである(ローカルデータバス線を駆
動する必要があるため、それより少し大きくする必要が
ある)。したがって、その占有面積も比較的小さく、ま
たメモリブロック1つ当り1つの書込回路50bが設け
られるだけであり、チップ面積の増加を抑制することが
できる。また、書込ドライバ50cも各メモリブロック
に対し1つ設けられるだけであり、占有面積は低減され
る。
【0097】図6は、図4に示す行選択回路60♯0お
よび60♯1の構成の一例を示す図である。図6におい
ては、1つのメモリブロックにおける1つのワード線W
Lに対する部分の構成が示される。図6において、行選
択回路60は、外部から与えられるアドレス信号(行ア
ドレス信号)をデコードするロウデコード回路60a
と、内部書込データDと負論理の書込活性化信号ZWE
Nとに従ってワード線駆動信号を生成する書込ワード線
制御回路60bと、正論理の読出活性化信号RENと書
込ワード線制御回路60bからのワード線駆動信号とに
従って選択ワード線上に伝達されるワード線駆動信号を
生成するワード線電圧制御回路60cと、このワード線
電圧制御回路60cからのワード線駆動信号とロウデコ
ード回路60aからのワード線選択信号とワード線活性
化期間を規定するワード線活性化信号WLEとに従って
ワード線WL上にワード線選択信号を伝達するワード線
ドライブ回路60dを含む。このロウデコード回路60
aおよびワード線ドライブ回路60dが、ワード線それ
ぞれに対応して設けられ、一方、書込ワード線制御回路
60bおよびワード線電圧制御回路60cが、この行選
択回路に共通に設けられる。
【0098】ロウデコード回路60aは、アドレス信号
を受けるNAND回路60aaと、NAND回路60a
aの出力信号を受けるインバータ60abを含む。イン
バータ60abからワード線指定信号が出力される。ア
ドレス指定された行に対応するワード線に対して、Hレ
ベルのワード線指定信号が出力される。
【0099】書込ワード線制御回路60bは、書込活性
化信号ZWENと書込データ/Dを受けるOR回路60
baと、書込活性化信号ZWENと書込データ/Dを受
けるOR回路60bbを含む。ワード線電圧制御回路6
0cは、読出活性化信号RENとOR回路60baの出
力信号を受けるOR回路60caと、OR回路60bb
の出力信号と読出活性化信号RENを受けるOR回路6
0cbを含む。ワード線ドライブ回路60dは、OR回
路60cbの出力信号とロウデコード回路60aの出力
信号とワード線活性化信号WLEとを受けてサブワード
線WLUを駆動するAND回路60daと、OR回路6
0caの出力信号とロウデコード回路60aの出力信号
とワード線活性化信号WLEとを受けてサブワード線W
LLを駆動するAND回路60dbを含む。
【0100】書込活性化信号ZWENは、データ書込時
所定期間活性状態のLレベルへ駆動される。読出活性化
信号RENは、データ読出時所定期間Hレベルの活性状
態とされる。したがって、データ読出時においては、選
択ワード線のサブワード線WLUおよびWLLはともに
Hレベルへ駆動される。一方、データ書込時において
は、書込データDがHレベルのときには、選択ワード線
WLにおいて、サブワード線WLUがHレベルに駆動さ
れ、一方、サブワード線WLLはLレベルに保持され
る。書込データDがLレベルのデータのときには、逆
に、サブワード線WLLがHレベルへ駆動され、サブワ
ード線WLUはLレベルに保持される。これにより、デ
ータ書込時には書込データに応じてサブワード線WLU
およびWLLの電位レベルを設定することができ、また
読出時においては、選択ワード線のサブワード線WLL
およびWLUをともにHレベルへ駆動することができ
る。
【0101】また、ワード線ドライブ回路60dへは、
ワード線活性化信号WLEが与えられており、このワー
ド線活性化信号WLEが活性状態の間のみ、選択ワード
線が活性状態へ駆動される。このワード線活性化信号
は、後に説明するが、アドレス変化検出に従って、所定
期間Hレベルの活性状態へ駆動される。したがって、選
択ワード線は、このアドレス変化から所定期間の間のみ
選択状態に駆動される。
【0102】ここで、図5および図6においては書込ド
ライバ50cおよび書込ワード線制御回路60bが別々
に設けられるように示しているが、これらは共通化され
て1つの回路とされてもよい。
【0103】図7は、図1、図5および図6に示す各制
御信号を発生する制御信号発生部の構成を概略的に示す
図である。この図7に示す制御信号発生部は、複数のメ
モリブロックに対し共通に発生した制御信号を与える。
図7において、制御信号発生部65は、外部から与えら
れるライトイネーブル信号ZWEの変化時点を検出する
ATD回路65aと、外部からのチップセレクト信号/
CSの活性化時活性化され外部から与えられるアドレス
信号の変化時点を検出するATD回路65bを含む。A
TD回路65bは、ATD回路65aからのワンショッ
トのパルス信号とアドレス変化検出時に発生されるワン
ショットのパルス信号とを合成し(論理和をとって)、
変化検出信号として出力する。図7においては、この変
化検出信号として活性化時Hレベルに立上がるパルス信
号が一例として示される。
【0104】制御信号発生部65は、さらに、ATD回
路65bの出力するパルス信号の立下がりのみを所定時
間遅延する立下がり遅延回路65cと、立下がり遅延回
路65cからのパルス信号の立下がりをさらに遅延する
立下がり遅延回路65dを含む。立下がり遅延回路65
dから、所定時間幅を有するワード線活性化信号WLE
が出力される。このワード線活性化信号WLEは、図6
に示すように、ワード線ドライブ回路60dへ与えら
れ、内部のワード線選択/活性化期間を決定しまた各制
御信号はこのワード線活性化信号WLEを基準として生
成される。立下がり遅延回路65cおよび65dは、単
に与えられたパルス信号の立下がりのみを所定時間遅延
しており、2段の立下がり遅延回路65cおよび65d
を用いるのは、十分なパルス幅を有するワード線活性化
信号WLEを確実に生成するためである。このワード線
活性化信号WLEは、またこの図6に示すロウデコード
回路60aへ与えられてもよい。また、さらに、このワ
ード線活性化信号WLEが、列選択回路へ与えられ、列
選択回路の動作期間を決定するように構成されてもよ
い。
【0105】制御信号発生部65は、さらに、ATD回
路65aおよび65bの出力信号を受けるAND回路6
5gと、外部からのライトイネーブル信号ZWEを受け
て書込活性化信号ZWENを出力するインバータ65e
と、外部からのライトイネーブル信号ZWEを受けてセ
ンスアンプ活性化信号SAEを出力するバッファ回路6
5fと、インバータ65eの出力する書込活性化信号Z
WEとAND回路65gから出力されるビット線プリチ
ャージ指示信号PELを受けるゲート回路65hを含
む。
【0106】ゲート回路65hは、ビット線プリチャー
ジ指示信号PELがLレベルの非活性状態にありかつ書
込活性化信号ZWENがHレベルの非活性状態にありデ
ータ読出を示すときに、その出力信号である読出活性化
信号RENをHレベルの活性状態へ駆動する。したがっ
て、データ読出時においては、ビット線プリチャージ動
作が完了した後に、読出活性化信号RENが活性状態へ
駆動される。
【0107】一方、センスアンプ活性化信号SAEは、
外部からのライトイネーブル信号ZWEがHレベルの非
活性状態のときに活性状態とされる。
【0108】ビット線プリチャージ指示信号PELは、
ATD回路65aおよび65bの出力信号がともにHレ
ベルのときに活性状態となる。したがって、アドレス信
号が変化しかつライトイネーブル信号ZWEが変化して
書込または読出が指定されたときに、ビット線プリチャ
ージ指示信号PELが活性化されてビット線の所定電圧
レベルのLレベルへのプリチャージが行なわれる。
【0109】この図7に示すように、データビットDQ
0およびDQ1それぞれに対してメモリブロックを配設
し、メモリブロックそれぞれにおいて1ビットのメモリ
セルを選択する構成の場合、ブロック選択信号を発生す
る必要はない。各メモリブロックにおいて共通にこの図
7に示す制御信号発生回路65からの制御信号を与える
だけでよく、配線レイアウトが簡略化される。また、ブ
ロック選択信号とこれらの制御信号発生回路からの制御
信号との論理をとる必要がなく、配線レイアウトが簡略
化され、また配線占有面積が低減される。
【0110】[変更例]図8は、この発明の実施の形態
1の変更例のスタティック型半導体記憶装置のアレイ配
置を概略的に示す図である。図8においては、8ビット
データDQ0〜DQ7を入出力するスタティック型半導
体記憶装置のアレイ構成が一例として示される。図8に
おいて、このスタティック型半導体記憶装置は、データ
ビットDQ0〜DQ7それぞれに対応して設けられるメ
モリブロック55♯0〜55♯7と、これらのメモリブ
ロック55♯0〜55♯7それぞれに対応して設けら
れ、図示しないアドレスバッファからの内部ロウアドレ
ス信号を共通に受けて対応のメモリブロックの行を選択
状態へ駆動する行選択回路60♯0〜60♯7を含む。
【0111】メモリブロック55♯0〜55♯7各々に
おいては、メモリセル1が行列状に配列され、各行に対
応してワード線WL(WLL,WLU)が配置される。
ワード線WLは、1つのメモリブロック内においてのみ
延在して配置され、1つのメモリブロックにおけるワー
ド線WLは、他のメモリブロックのワード線と電気的に
分離される。
【0112】メモリブロック55♯0〜55♯7それぞ
れにおけるワード線選択動作は、対応して設けられる行
選択回路60♯0〜60♯7によりメモリブロック単位
で実行される。メモリブロック55♯0〜55♯7それ
ぞれにおいて、1ビットのメモリセルが選択されて、デ
ータの書込/読出が行なわれる。メモリブロック55♯
0〜55♯7それぞれを、互いに独立に、データビット
それぞれに対応するように配置することにより、データ
ビット数が増加しても、容易にメモリブロックの増設に
より対応することができる。
【0113】メモリブロック55♯0〜55♯3が整列
して配置され、またメモリブロック55♯4〜55♯7
が整列して配置される。メモリブロック55♯0〜55
♯3とメモリブロック55♯4〜55♯7の間の中央領
域66の中央部分に制御信号発生回路65を配置する。
この制御信号発生回路65は、図7に示す制御信号発生
回路と同様の構成を有し、メモリブロック55♯0〜5
5♯7それぞれに対する内部制御信号を発生する。中央
部に制御信号発生回路65を配置することにより、これ
らの内部制御信号の伝搬経路を対称にしたレイアウトと
することができ、配線のレイアウトが簡略化される。
【0114】また、メモリブロック単位でワード線を選
択状態へ駆動することにより、各メモリブロックにおい
て1ビットのメモリセルのデータの書込/読出が行なわ
れる。したがって、メモリブロック55♯0〜55♯7
それぞれに対し、図示しないセンスアンプおよびデータ
書込回路(書込ワード線制御回路)を設けるだけでよ
く、これらの書込/読出に要する回路部は、データビッ
トの数すなわちメモリブロックの数と同じとなり、これ
らの書込/読出回路の占有面積を低減することができ
る。このメモリブロックごとにワード線を独立に(個々
に)駆動することにより、同じレイアウトを有するメモ
リブロックを複数個繰返し配置するだけでアレイレイア
ウトを実現することができる。また、このメモリブロッ
ク55♯0〜55♯7それぞれにおいてワード線を対応
の行選択回路60♯0〜60♯7により互いに独立に駆
動することにより、以下のレイアウト上の利点が得られ
る。
【0115】[データ入出力パッドの第1の配置]図9
は、この発明の実施の形態1に従うスタティック型半導
体記憶装置のデータ入出力パッドの第1の配置を概略的
に示す図である。図9において、中央領域66におい
て、メモリブロック55♯0〜55♯7それぞれに対応
してDQパッド部分70♯0〜70♯7が配置される。
DQパッド部分70♯0〜70♯7の各々は、ピン端子
に接続されるパッド(DQパッド)と、データの入出力
を行なうデータ入出力バッファ両者を含む。
【0116】この中央領域66において、メモリブロッ
ク55♯0〜55♯7それぞれに対応してDQパッド部
分70♯0〜70♯7を配置することにより、DQパッ
ド部分70♯0〜70♯7と対応のメモリブロック55
♯0〜55♯7の間のデータ伝達線の長さが短くなり、
高速でデータの入出力を行なうことができる。また、制
御信号発生回路65に近接して制御信号入力パッドを配
設することにより、これらの制御信号発生回路65は、
外部からの制御信号に従って高速で内部制御信号を生成
することができる。この図9に示すパッド配置は、通常
「LOC(リード・オン・チップ)」配置として知られ
ている。メモリブロック55♯0〜55♯7それぞれに
おいてワード線を互いに独立に選択状態へ駆動し(ただ
しアドレス信号は同じである)、各メモリブロックで1
ビットのメモリセルのデータ入出力を行なうので、メモ
リブロックそれぞれに対応してDQパッド部分70♯0
〜70♯7を配置することができ、容易にLOCパッド
配置に対応することができる。
【0117】[データ入出力パッドの第2の配置]図1
0は、この発明の実施の形態1におけるスタティック型
半導体記憶装置のデータ入出力パッドの第2の配置を示
す図である。図10においては、メモリブロック55♯
0〜55♯3とメモリブロック55♯4〜55♯7の間
の中央領域66の両外側に、DQパッド部分71♯0〜
71♯7が配置される。すなわち、中央領域66の図の
左側部分外周部において、行選択回路61♯0に隣接し
てDQパッド部分71♯0および71♯1が配設され、
行選択回路60♯4に隣接して、DQパッド部分70♯
5および71♯4が配設される。また、中央領域66の
対向する端部の外周部において、メモリブロック55♯
3に隣接して、DQパッド部分71♯2および71♯3
が配設され、メモリブロック55♯7に隣接して、DQ
パッド部分71♯6および71♯7が配置される。これ
らのDQパッド部分71♯0〜71♯7は、それぞれデ
ータビットDQ0〜DQ7の入出力を行なう。DQパッ
ド部分71♯0〜71♯7は、それぞれ中央領域66に
配設される共通データバス線72♯0〜72♯7を介し
て、対応のメモリブロック55♯0〜55♯7に電気的
に結合される。他の配置は、図9に示すレイアウト配置
と同じである。
【0118】この図10に示すパッドの配置は、「周辺
パッド」配置と呼ばれている。半導体チップ周辺に沿っ
てピン端子が配設される場合に用いられる。このような
周辺パッド配置においても、メモリブロック55♯0〜
55♯7は、それぞれデータビットDQ0〜DQ7に1
対1対応で配置されているため、単に、このDQパッド
部分の位置および内部データバス線のレイアウトを変更
するだけで容易に周辺パッド配置に対応することができ
る。
【0119】[データ入出力パッドの第3の配置]図1
1は、この発明の実施の形態1に従うスタティック型半
導体記憶装置のデータ入出力パッドの第3の配置を概略
的に示す図である。図11に示す配置においては、中央
領域66と対向するチップ周辺部67aおよび67bに
おいて、DQパッド部分73♯0〜73♯3および73
♯4〜73♯7が配置される。すなわち、メモリブロッ
ク55♯0〜55♯3に関して中央領域66と対向する
周辺領域67aにおいてDQパッド部分73♯0〜73
♯3が配置され、メモリブロック55♯4〜55♯7に
関して中央領域66と対向する周辺部67bにおいてD
Qパッド部分73♯4〜73♯7が配置される。これら
のDQパッド部分73♯0〜73♯7は、それぞれデー
タビットDQ0〜DQ7の入出力を行なう。これらのパ
ッド73♯0〜73♯7は、そのデータ伝達経路は明確
に示さないが、メモリブロック55♯0〜55♯7それ
ぞれに1対1に対応する。
【0120】この図11に示す周辺パッド配置において
も、メモリブロック55♯0〜55♯7の配置は、図9
および図10に示すものと同じである。各メモリブロッ
ク55♯0〜55♯7と対応のDQパッド部分73♯0
〜73♯7の間を接続する内部共通データバス線のレイ
アウトが異なる。この内部データバス線のレイアウト
は、メモリブロック55♯0〜55♯7のいずれの側に
列選択回路が設けられるかにより異なるだけである。
【0121】この図9〜図11に示すように、メモリブ
ロック55♯0〜55♯7それぞれにおいて、メモリブ
ロック単位でワード線を個々に選択状態へ駆動しかつ各
メモリブロックをデータ入出力ビットに1対1に対応さ
せることにより、メモリアレイブロックの配置を変更す
ることなく、LOC構造および周辺パッド配置いずれに
も容易に対応することができ、1つのチップ上のアレイ
レイアウトで複数のパッケージに対応することが可能と
なる。
【0122】以上のように、この発明の実施の形態1に
従えば、メモリブロックそれぞれによって、ワード線を
互いに独立に個々にメモリブロック単位で選択状態へ駆
動しかつ各メモリブロックをデータビットに1対1に対
応づけているため、各メモリブロックに対しデータの書
込/読出を行なう回路部分をそれぞれ1つ設けるだけで
よく、回路占有面積を低減することができる。また、バ
イポーラトランジスタとMOSトランジスタ両者を用い
るメモリセル構造を利用することにより、メモリブロッ
クそれぞれにおいて、選択列においてのみビット線に電
流が流れるため、消費電流を大幅に低減することができ
る。
【0123】また、メモリブロックそれぞれをデータビ
ットに1対1に対応づけることにより、メモリブロック
のレイアウトを大幅に変更することなく柔軟に、さまざ
まなDQパッド配置に対処することが可能となる。
【0124】また、各メモリブロックにおいて1ビット
のメモリセルを選択するため、ブロック選択信号により
選択的にメモリブロックを選択状態へ駆動する必要がな
く、ブロック選択信号を伝達するための配線の面積が不
要となり、配線占有面積が低減される。
【0125】各メモリブロックと対応のデータ入出力ノ
ードの間に各メモリブロックごとに共通データバス線が
配設される。したがって、1つの共通内部データバス線
は、複数のメモリブロックに共有される必要はなく、必
要最小限の配線長で対応のメモリブロックと対応のデー
タ入出力ノード(DQパッド部分)と接続することが要
求され、応じて共通内部データバス線の配線長を短くす
ることができ、また他のメモリブロックのセンスアンプ
または書込ドライブ回路(書込ワード線制御回路)が接
続されず、これらの負荷容量が低減され、高速で内部デ
ータの転送を行なうことができる。
【0126】[実施の形態2]図12は、この発明の実
施の形態2に従うスタティック型半導体記憶装置の要部
の構成を概略的に示す図である。図12においては、こ
のスタティック型半導体記憶装置は2ビットのデータD
Q0およびDQ1の入出力を行ない、データビットDQ
0およびDQ1それぞれに対応して、アレイブロック
(IO0)75♯0およびアレイブロック(IO1)7
5♯1が設けられる。これらのアレイブロック75♯0
および75♯1の各々は、先の実施の形態1におけるメ
モリブロックおよび行選択回路を含む。
【0127】アレイブロック(IO0)75♯0に対し
て、センスアンプ活性化信号SAEに応答して活性化さ
れ、アレイブロック75♯0の選択メモリセルデータの
増幅を行なうセンスアンプ50a0と、書込活性化指示
信号ZWENの活性化に応答して活性化され、与えられ
た内部書込データから相補内部データを生成して、行選
択回路に含まれる書込ワード線制御回路へ与える書込ド
ライバ50c0が設けられ、またアレイブロック(IO
1)75♯1に対しても、同様、センスアンプ活性化信
号SAEに応答して選択メモリセルデータの増幅を行な
うセンスアンプ50a1と、書込活性化信号ZWENに
応答して与えられた内部書込データから相補内部書込デ
ータを生成して、書込ワード線制御回路へ与える書込ド
ライバ50c1が設けられる。書込ドライバ50c0お
よび50c1は書込ワード線制御回路と共用されてもよ
い。
【0128】この図12に示す構成においては、アレイ
ブロック75♯0においては、センスアンプ50a0お
よび書込ドライバ50c0に物理的に近接して、内部書
込データおよび内部読出データを生成する入出力回路7
6♯0が配設され、またアレイブロック(IO1)75
♯1に対しても、センスアンプ50a1および書込ドラ
イバ50c1に物理的に近接して、入出力回路76♯1
が配設される。
【0129】一方、データ入出力ノード(パッド)78
♯0および78♯1それぞれに近接して、外部データを
生成する最終出力段77♯0および77♯1が配設され
る。これらの最終出力段77♯0および77♯1は、p
チャネルMOSトランジスタPTとnチャネルMOSト
ランジスタNTで形成されるCMOSインバータの構成
を備え、対応のデータ入出力ノード78♯0および78
♯1を、電源電圧Vccレベルまたは接地電圧GNDレ
ベルに駆動する。
【0130】最終出力段77♯0は、内部読出データバ
ス線80♯0aおよび80♯0bを介して入出力回路7
6♯0に電気的に接続され、また入出力回路76♯1と
最終出力段77♯1は、内部読出データバス線80♯1
aおよび80♯1bを介して電気的に接続される。内部
読出データバス線80♯0aおよび80♯1aは、最終
出力段77♯0および77♯1それぞれに含まれるpチ
ャネルMOSトランジスタPTのゲートに電気的に接続
され、また内部読出データバス線80♯0bおよび80
♯1bは、それぞれ最終出力段77♯0および77♯1
に含まれるnチャネルMOSトランジスタNTのゲート
に電気的に接続される。
【0131】さらに、データ入出力ノード78♯0は、
入出力回路76♯0に含まれる入力回路に信号線81♯
0を介して電気的に接続され、またデータ入出力ノード
78♯1は、入出力回路76♯1に含まれる入力回路に
信号線81♯1を介して電気的に接続される。
【0132】この図12に示す配置においては、センス
アンプ50a0と入出力回路76♯0の間の配線82♯
0の長さは、入出力回路76♯0と最終出力段77♯0
の間の読出データバス線80♯0aおよび80♯0bの
配線長さよりも十分短くされている。また、入出力回路
76♯1とセンスアンプ50a1の間の配線82♯1の
長さは、入出力回路76♯1と最終出力段77♯1の間
の内部読出データバス線80♯1aおよび80♯1bの
配線の長さよりも十分短くされている。
【0133】データ入出力パッド78♯0および78♯
1は、周辺パッドであってもよく、またはLOC構造に
おけるチップ中央部に配置されるパッドであってもよ
い。入出力回路76♯0および76♯1とセンスアンプ
50a0および50a1と最終出力段77♯0および7
7♯1の間の配線長さについて、上述のように、入出力
回路76♯0および76♯1とセンスアンプ50a0お
よび50a1の間の長さが十分短いという関係が満たさ
れればよい。
【0134】この図12に示す配置においては、入出力
回路76♯0および76♯1に含まれる出力回路が配線
長さの長い内部読出データバス線80♯0aおよび80
♯0b、80♯1aおよび80♯1bを駆動する。した
がって、この場合には、これらの内部読出データバス線
80♯0aおよび80♯0b、80♯1aおよび80♯
1bにおける配線抵抗および配線容量による信号伝搬遅
延が存在する。この信号伝搬遅延を利用して、最終出力
段77♯0および77♯1を比較的緩やかに駆動し、デ
ータ入出力ノード78♯0および78♯1における読出
データが急速に伝達されるのを防止し、これによりリン
ギングが発生するのを抑制し、「スルーレートコントロ
ール」をこの配線遅延により実現する。
【0135】一方、センスアンプ50a0および入出力
回路76♯0の間の配線長および入出力回路76♯1お
よびセンスアンプ50a1の間の配線長は十分短くされ
ており、高速でセンスアンプ50a0および50a1の
出力信号は入出力回路76♯0および76♯1に含まれ
る出力回路へ伝達され、ほぼその配線遅延は無視するこ
とができる。したがって、配線遅延を利用してスルーレ
ートコントロールを実現することにより、スルーレート
コントロールのために、一旦バッファ処理した信号を再
び遅延させる必要がなく、この遅延時間をなくすことが
でき、高速アクセスが実現され、またスルーレートコン
トロールにより、リンギングが生じることがなく安定に
データを出力することができる。
【0136】また、信号線81♯0および81♯1によ
り、データ入出力ノード78♯0および78♯1を直接
内部に設けられた入出力回路76♯0および76♯1に
電気的に接続している。したがって、これらの信号線8
1♯0および81♯1は、外部の回路(データを与え
る)が駆動することにより、スタティック型半導体記憶
装置はこれらの信号線81♯0お81♯1を駆動する必
要はなく、消費電流を低減することができる。また入出
力回路76♯0および76♯1は、書込ドライバ50c
0および50c1近傍に設けられており、その間の配線
82♯0および82♯1の長さは十分短く、高速で外部
から与えられるデータに従って内部書込データを生成し
て書込ドライバ50c0および50c1へ与えることが
でき、高速で内部データの書込を行なうことができる。
【0137】図13は、入出力回路76♯0および76
♯1に含まれる出力回路の構成の一例を示す図である。
図13において、入出力回路76に含まれる出力回路部
分は、出力イネーブル信号OEを受けるインバータ76
aと、出力イネーブル信号OEとセンスアンプからの内
部データを受けるNAND回路76bと、インバータ7
6aの出力信号とセンスアンプからの内部データを受け
るNOR回路76cを含む。NAND回路76bが、最
終出力段に含まれるpチャネルMOSトランジスタPT
のゲートへ読出データバス線80♯a(80♯0a,8
0♯1a)を介して読出データを伝達し、NOR回路7
6cが、内部読出データバス線80♯b(80♯1b,
80♯0b)を介して最終出力段に含まれるnチャネル
MOSトランジスタNTのゲートへ内部読出データを伝
達する。
【0138】この図13に示す出力回路の構成において
は、出力イネーブル信号OEがLレベルの非活性状態の
ときには、NAND回路76bの出力信号がHレベル、
NOR回路76cの出力信号がLレベルとなり、最終出
力段77♯0および77♯1に含まれるpチャネルMO
SトランジスタPTおよびnチャネルMOSトランジス
タNTがともにオフ状態となり、これらの最終出力段7
7♯0および77♯1は、出力ハイインピーダンス状態
となる。
【0139】出力イネーブル信号OEがHレベルの活性
状態となると、NAND回路76bがインバータとして
作用し、またNOR回路76cもインバータとして作用
する。したがって、最終出力段がCMOSインバータで
構成されるため、センスアンプから読出されるデータに
対応するデータがデータ出力ノード78♯0および78
♯1へ与えられ、読出データDQ0およびDQ1が生成
される。
【0140】図14は、この入出力回路76♯0および
76♯1に含まれる出力回路の他の構成を示す図であ
る。図14において、出力回路76は、センスアンプか
らの読出データを受けるインバータ76dと、インバー
タ76dの出力信号を受けるインバータ76eと、出力
イネーブル信号OEとインバータ76eの出力信号を受
けるNAND回路76fと、出力イネーブル信号OEと
インバータ76dの出力信号を受けるNAND回路76
gと、NAND回路76gの出力信号を受けるインバー
タ76hを含む。NAND回路76fが、内部読出デー
タバス線80♯aを駆動し、インバータ76hが、内部
読出データバス線80♯bを駆動する。
【0141】この図14に示す出力回路の構成におい
て、出力イネーブル信号OEがLレベルの非活性状態の
ときには、NAND回路76fの出力信号がHレベル、
インバータ76hの出力信号がLレベルとなり、最終出
力段77♯0および77♯1(図12参照)のpチャネ
ルMOSトランジスタPTおよびnチャネルMOSトラ
ンジスタNTがともにオフ状態となり、出力ハイインピ
ーダンス状態となる。
【0142】出力イネーブル信号OEがHレベルの活性
状態となると、NAND回路76fおよび76gがイン
バータとして動作し、NAND回路76fからは、セン
スアンプから読出されたデータの反転信号が出力され、
インバータ76hからは、センスアンプから読出される
データに対応する論理の信号が出力される。したがっ
て、たとえばセンスアンプから読出されるデータがHレ
ベルのデータ信号の場合には、図12に示すpチャネル
MOSトランジスタPTがオン状態となり、一方nチャ
ネルMOSトランジスタNTがオフ状態となり、Hレベ
ルのデータビットが出力される。一方、センスアンプか
らLレベルのデータ信号が出力される場合には、NAN
D回路76fの出力信号がHレベル、インバータ76h
の出力信号がLレベルとなり、最終出力段において、p
チャネルMOSトランジスタPTがオフ状態、nチャネ
ルMOSトランジスタNTがオン状態となり、Lレベル
のデータが出力される。
【0143】この図13および図14に示す出力回路の
いずれが用いられてもよい。この図12〜図14を見れ
ば明らかなように、入出力回路76♯0および76♯1
と最終出力段77♯0および77♯1は、通常の出力バ
ッファに含まれるバッファ初段回路およびバッファ最終
段をそれぞれ入出力回路および最終出力段に分離してい
る。
【0144】通常、データ入出力ノードにリンギングな
どが生じるのを防止するため、最終出力段のpチャネル
MOSトランジスタPTおよびnチャネルMOSトラン
ジスタNTは比較的緩やかに駆動される。高速で駆動し
た場合、リンギングが発生するためである。この場合、
pチャネルMOSトランジスタPTおよびnチャネルM
OSトランジスタNTのゲート幅を小さくすることは行
なわれない。仕様値などにより、必要最小限の直流電流
値の値が決定されており、ゲート幅Wを狭くすることが
できないためである。このため、通常、このバッファ前
段の出力、すなわち最終出力段のMOSトランジスタP
TおよびNTのゲート電圧レベルの変化速度を遅らせる
ことが行なわれる。また出力ノードの駆動速度の調整
は、通常、「スルーレートコントロール」と呼んでい
る。次に、この図12に示すように、入出力回路76♯
0および76♯1を、それぞれセンスアンプ50a0お
よび50a1の近傍に配置し、一方、最終出力段をデー
タ入出力パッド近傍に配置し、入出力回路♯0および7
6♯1と最終出力段77♯0および77♯1の間の配線
長さを十分長くする効果について図15および図16を
参照して説明する。
【0145】まず、図15を参照して、図12に示すよ
うに、センスアンプに物理的に近接して入出力回路が配
置されている場合のデータ読出動作について説明する。
今、センスアンプが非活性状態のときには、その出力信
号がLレベルにプリチャージされている場合を考える。
センスアンプの出力信号がLレベルからHレベルに立上
がると、このセンスアンプの出力信号は、配線82♯0
および82♯1の長さは十分短いため、高速で入出力回
路76♯0および76♯1に含まれる出力回路に伝達さ
れる。出力回路は、そのセンスアンプから与えられるデ
ータをバッファ処理して、対応の内部読出データバス線
80♯0a,80♯0b、80♯1aおよび80♯1b
を駆動する。これらの内部読出データバス線80♯0a
および80♯0bならびに80♯1aおよび80♯1b
には、配線抵抗および配線容量が存在するため、信号伝
搬遅延が存在し、最終出力段77♯0および77♯1の
入力部へ与えられる信号は、立上がりが遅くなる。最終
出力段では、この立上がりが緩やかにされた信号に従っ
て、MOSトランジスタPTおよびNTが駆動されて、
対応の入出力ノードが接地電圧レベルへ放電される。こ
の場合、内部読出データバス線80♯0a,80♯0b
ならびに80♯1a,80♯1bの配線負荷による信号
の遅延が、スルーレートコントロールを実現しており、
最終出力段の出力ノード駆動速度を調整し、リンギング
を生じさせることなく、安定なデータ信号を出力する。
【0146】次に、図16を参照して、出力回路が最終
出力段に近接して配置されており、センスアンプと出力
回路の間の距離が、図12に示す内部読出データバス線
80♯0a,80♯0b,80♯1aおよび80♯1b
の長さと同程度であると想定する。この場合、センスア
ンプ出力がLレベルからHレベルに立上がると、この配
線遅延により、出力回路の入力部に与えられる信号に遅
延が生じ、その立上がりが緩やかとなる。出力回路は、
この入力部に与えられた信号をバッファ処理しかつ、ス
ルーレートコントロールのために比較的に緩やかに最終
出力段のMOSトランジスタPTおよびNTのゲート電
圧を変化させる。この出力回路からの出力信号に従って
入出力ノードが最終出力段により駆動される。出力回路
は、本来の入力部に与えられた信号のバッファ処理によ
り、図16において破線で示すようにその出力信号が急
速で立上がる。この急速で立上がるバッファ出力の変化
速度を、スルーレートコントロールのために緩やかにす
る。したがって、この出力回路の出力のスルーレートコ
ントロールのために、センスアンプから出力回路の入力
部へ与えられた信号の遅延時間からさらに、バッファ処
理した後に再び遅延時間が加えられている。したがって
2段階の遅延が生じることになる。この図16に示す出
力回路の出力信号の実線で示す立上がり波形は、図15
に示す最終出力段の入力部へ与えられるスルーレートコ
ントロールのための入力信号の立上がりと同じである
(最終出力段の出力ノード駆動速度を同じとするた
め)。
【0147】したがって、図16におけるセンスアンプ
から出力回路の入力部までの伝搬遅延は、図15に示す
配置においては、削除されたことになり、図15に示す
ように、出力回路をセンスアンプに物理的に近接して配
置することにより、このセンスアンプから出力回路にお
けるバス駆動に要する期間だけ、短くすることができ、
高速アクセスが可能となる。
【0148】このスルーレートコントロールのための信
号の電圧レベルの調整は、LレベルからHレベルへの立
上がりのときのみならず、HレベルからLレベルへの立
下がりのときにも同様である。
【0149】また、センスアンプの出力信号は、非活性
状態時において、中間電圧レベルにプリチャージされる
場合においても同様である。したがって、この出力部は
バッファ前段に相当する出力回路をセンスアンプ近傍に
配置し、この出力回路が内部読出データバス線を駆動す
る際に生じる配線遅延をスルーレートコントロールファ
クタとして利用することにより、センスアンプから出力
回路への配線遅延を消滅させることができ、高速アクセ
スが可能となる。
【0150】また、単に配線遅延を利用してスルーレー
トコントロールを実現するだけであり、出力回路のゲー
ト幅の調整などの複雑な処理は不要となり、容易にスル
ーレートコントロールを実現することが可能となる。
【0151】また、この出力回路をセンスアンプの近傍
に物理的に近接して配置した場合、センスアンプと入出
力回路との配線長は短くなり、センスアンプから入出力
回路までの長い距離にわたって内部読出データバスを配
設する必要がなく、応じてセンスアンプから高負荷容量
の内部読出データバス線を長距離にわたって配設する必
要がなく、高速でセンスアンプから出力回路へデータ信
号を伝達することができ、応じて高速アクセスが可能と
なる。
【0152】図17は、図12に示す入出力回路76♯
0および76♯1に含まれる入力回路の構成を概略的に
示す図である。図17において、入出力回路76に含ま
れる入力回路は、信号線81上の信号をCMOS構成の
インバータを備える。すなわち、この入力回路は、pチ
ャネルMOSトランジスタ76jおよびnチャネルMO
Sトランジスタ76kを含む。この入力回路の出力信号
が対応の書込ドライバへ伝達される。信号線81は、外
部の装置により駆動され、このスタティック型半導体記
憶装置は駆動する必要がなく、半導体記憶装置は、この
入力回路が単に書込ドライバまでの短い配線82♯0ま
たは82♯1を駆動することが要求されるだけであり、
高速で内部書込データを書込ドライバへ伝達することが
できるとともに、負荷容量が小さく、高速かつ低消費電
流で信号の伝達を行なうことができる。なお、書込ドラ
イバと書込ワード線制御回路とが共用される場合、この
入力回路は相補なデータを生成する。
【0153】[実施の形態3]図18は、この発明の実
施の形態3に従うスタティック型半導体記憶装置の要部
の構成を示す図である。この図18においては、2ビッ
トのデータDQ0およびDQ1に対応してアレイブロッ
ク(IO0)75♯0およびアレイブロック(IO1)
75♯1が設けられる。
【0154】この図18に示す構成は、図12に示す実
施の形態2の構成と以下の点において異なっている。す
なわち、入出力回路76♯0と最終出力段77♯0を電
気的に接続する内部データ伝達線80♯0aおよび80
♯0bに対し、この最終出力段77♯0に近接して、出
力イネーブル信号OEおよび/OEの非活性化時活性化
され、最終出力段77♯0を出力ハイインピーダンス状
態に設定する出力制御回路としてのリセット回路85♯
0が設けられる。また、入出力回路76♯1と最終出力
段77♯1の間の内部読出データ伝達線80♯1bおよ
び81♯1aに対し、この最終出力段77♯1に近接し
て、出力イネーブル信号OEおよび/OEの非活性化時
活性化されて最終出力段77♯1を出力ハイインピーダ
ンス状態に設定する出力制御回路としてのリセット回路
85♯1が設けられる。他の構成は図12に示す構成と
同じであり、対応する部分には同一の参照番号を付す。
【0155】リセット回路85♯0は、出力イネーブル
信号OEおよび/OEの活性化時導通状態となり、内部
読出データ伝達線80♯0aおよび80♯0bをそれぞ
れ最終出力段77♯0のMOSトランジスタPTおよび
NTのゲートに電気的に接続するCMOSトランスミッ
ションゲート85a0および85b0と、出力イネーブ
ル信号OEの非活性化時活性化され、最終出力段77♯
0のpチャネルMOSトランジスタPTのゲートへ、電
源電圧VccレベルのHレベルの信号を伝達するpチャ
ネルMOSトランジスタ85c0と、出力イネーブル信
号/OEの非活性化時(Hレベル)活性化され、最終出
力段77♯0のnチャネルMOSトランジスタNTのゲ
ートへ、接地電圧GNDレベルの電圧を伝達するnチャ
ネルMOSトランジスタ85d0を含む。
【0156】リセット回路85♯1は、出力イネーブル
信号OEおよび/OEの活性化時導通状態となり、内部
読出データ伝達線80♯1aおよび80♯1bをそれぞ
れ最終出力段76♯1に含まれるpチャネルMOSトラ
ンジスタPTおよびnチャネルMOSトランジスタNT
のゲートへ電気的に接続するCMOSトランスミッショ
ンゲート85a1および85b1と、出力イネーブル信
号OEの非活性化時活性化され、最終出力段77♯1の
pチャネルMOSトランジスタPTのゲートへ電源電圧
Vccレベルの電圧を伝達するpチャネルMOSトラン
ジスタ85c1と、出力イネーブル信号/OEの非活性
化時活性化され、最終出力段77♯1のnチャネルMO
SトランジスタNTのゲートへ接地電圧GNDレベルの
電圧を伝達するnチャネルMOSトランジスタ85d1
を含む。出力イネーブル信号OEおよび/OEは互いに
相補な信号である。
【0157】入出力回路76♯0とリセット回路85♯
0の間の内部読出データ伝達線80♯0aおよび80♯
0bの間の配線長Lbaは、リセット回路85♯0に含
まれるCMOSトランスミッションゲート85a0およ
び85b0から最終出力段77♯0のMOSトランジス
タPTおよびNTのゲートまでの距離Lbbよりも十分
長くされている。したがって、入出力回路76♯0とリ
セット回路85♯0の間の配線容量は、このリセット回
路85♯0と最終出力段77♯0の間の配線容量よりも
大きくなる。これは、入出力回路76♯1とリセット回
路85♯1の間の配線容量およびリセット回路85♯1
と最終出力段77♯1の間の配線容量についても同様で
ある。次に、この図18に示すスタティック型半導体記
憶装置の動作を、図19に示す信号波形図を参照して説
明する。
【0158】出力イネーブル信号OEおよび/OEがそ
れぞれLレベルおよびHレベルの非活性状態のときに
は、入出力回路76♯0および76♯1から内部読出デ
ータ伝達線80♯0a、80♯0b、80♯1aおよび
80♯1b上には、この最終出力段77♯0および77
♯1を出力ハイインピーダンス状態に設定する信号が出
力される。このときには、リセット回路85♯0および
85♯1において、CMOSトランスミッションゲート
85a0、85b0、85a1および85b1がオフ状
態にあり、入出力回路76♯0および76♯1と最終出
力段77♯0および77♯1とを電気的に分離してい
る。したがって、この状態においては、入出力回路76
♯0および76♯1の出力信号の電圧レベルは、最終出
力段77♯0および77♯1に対しては影響を及ぼさな
い。リセット回路85♯0および85♯1において、M
OSトランジスタ85c0、85d0、85c1および
85d1は、それぞれオン状態となり、最終出力段77
♯0および77♯1に含まれるpチャネルMOSトラン
ジスタPTのゲートへは、電源電圧Vccレベルの電圧
が伝達され、また一方、nチャネルMOSトランジスタ
NTのゲートへは、接地電圧GNDレベルの電圧が伝達
される。したがって、最終出力段77♯0および77♯
1は、このリセット回路85♯0および85♯1の出力
信号に従って出力ハイインピーダンス状態(HiZ)に
設定されている。
【0159】出力イネーブル信号OEおよび/OEがそ
れぞれHレベルおよびLレベルの活性状態へ移行する
と、入出力回路76♯0および76♯1に含まれる出力
回路が動作し、対応のアレイブロック75♯0および7
5♯1からセンスアンプ50a0および50a1を介し
て読出されたデータに従って内部読出データ伝達線80
(80♯0a,80♯0b,80♯1a,80♯1b)
を駆動する。リセット回路85♯0および85♯1にお
いては、CMOSトランスミッションゲート85a0,
85b0,85a1および85b1が導通し、一方、リ
セット用のMOSトランジスタ85c0、85d0、8
5c1および85d1がオフ状態となる。したがって、
最終出力段77♯0および77♯1へは、入出力回路7
6♯0および76♯1から伝達される内部読出データが
与えられる。この内部読出データ伝達線80(データ線
80♯0a,80♯0b,80♯1a,80♯1bを総
称的に示す)の配線容量により、最終出力段77♯0お
よび77♯1に対する信号伝搬遅延が生じ、応じて最終
出力段77♯0および77♯1に含まれるMOSトラン
ジスタPTおよびNTは比較的緩やかにオン状態/オフ
状態へ移行する(スルーレートコントロール)。これに
より、データ入出力ノード78♯0および78♯1k
は、内部読出データに応じたデータDQ(DQ0,DQ
1を総称的に示す)がリンギングを生じることなく現わ
れる。
【0160】データ読出が完了し、出力イネーブル信号
OEおよび/OEが再び非活性状態へ駆動される。再
び、リセット回路85♯0および85♯1において、C
MOSトランスミッションゲート85a0,85b0,
85a1および85b1がオフ状態となり、一方リセッ
ト用のMOSトランジスタ85c0、85d0、85c
1および85d1がオン状態となる。リセット回路85
♯0および85♯1は、対応の最終出力段77♯0およ
び77♯1に近接して配置されており、この配線長Lb
bは十分短くされており、したがってこれらのリセット
用のMOSトランジスタ85c0,85d0,85c
1,85d1は、高速で対応の最終出力段77♯0およ
び77♯1に含まれるMOSトランジスタPTおよびN
Tの電圧レベルをそれぞれHレベルおよびLレベルへ駆
動する。これにより、データ入出力ノード78♯0およ
び78♯1上のデータビットDQが、高速でハイインピ
ーダンス状態となる。このときには、入出力回路76♯
0および76♯1も同様、その出力回路が非活性状態と
され、内部読出データ伝達線80♯0a,80♯0b,
80♯1aおよび80♯1bの電圧レベルは、それぞれ
所定の電圧レベルに復帰するが、その電圧変化速度は、
スルーレートコントロールのため、配線容量により比較
的遅い。しかしながら、リセット回路85♯0および8
5♯1により、この入出力回路76♯0および76♯1
を対応の最終出力段77♯0および77♯1から電気的
に切り離して、最終出力段77♯0および77♯1のM
OSトランジスタPTおよびNTのゲート電圧レベルを
所定電圧レベルに設定することにより、高速でこれらの
最終出力段77♯0および77♯1を出力ハイインピー
ダンス状態に設定することができる。これにより、デー
タ読出からデータ書込への動作モードの切換およびデー
タ読出モードの完了後のモード切換を高速で行なうこと
が可能となる。
【0161】[変更例1]図20は、図18に示すリセ
ット回路の第1の変更例の構成を示す図である。図20
においては、1ビットのデータDQに対して設けられた
リセット回路のみを代表的に示す。各データビットすな
わち最終出力段それぞれに対応して図20に示すリセッ
ト回路が設けられる。この図20に示すリセット回路8
5は、CMOSトランスミッションゲートに代えて、ト
ライステートバッファ85eおよび85fを有する。ト
ライステートバッファ85eは、内部読出データ伝達線
80a(80♯0a,80♯1a)上の信号電位を受
け、出力イネーブル信号OEおよび/OEの活性化時読
出データ伝達線80a上の信号電位に従って、対応の最
終出力段77に含まれるpチャネルMOSトランジスタ
PTのゲートへ信号を伝達する。トライステートバッフ
ァ85fは、読出データ伝達線80b(80♯0b,8
0♯1b)上の信号電位を受け、出力イネーブル信号O
Eおよび/OEの活性化時活性化され、この読出データ
伝達線80b上の信号電位に従って、対応の最終出力段
77に含まれるnチャネルMOSトランジスタNTのゲ
ートへ信号を伝達する。リセット用トランジスタ85c
および85dは、それぞれ図18に示す構成と同じであ
り、pチャネルMOSトランジスタ85cは、出力イネ
ーブル信号OEの非活性化時導通し、対応の最終出力段
77のpチャネルMOSトランジスタPTのゲートへ電
源電圧Vccレベルの電圧を伝達する。nチャネルMO
Sトランジスタ85dは、出力イネーブル信号/OEの
非活性化時オン状態となり、対応の最終出力段77のn
チャネルMOSトランジスタNTのゲートへ接地電圧G
NDを伝達する。
【0162】この図20に示すリセット回路85の構成
においては、CMOSトランスミッションゲートに代え
てトライステートバッファ85eおよび85fが設けら
れる。このトライステートバッファ85eおよび85f
は、出力イネーブル信号OEおよび/OEの非活性化時
高速で出力ハイインピーダンス状態となり、読出データ
伝達線80aおよび80bと対応の最終出力段77とを
電気的に分離する。MOSトランジスタ85cおよび8
5dにより、最終出力段77が出力ハイインピーダンス
状態に設定される。
【0163】トライステートバッファ85eおよび85
fの駆動力が大きい場合には、読出データ伝達線80a
および80bの比較的緩やかな信号変化が急峻な信号変
化に変換されて最終出力段77へ与えられることが考え
られる。したがってこの場合には、トライステートバッ
ファ85eおよび85fの電流駆動力は比較的小さくさ
れる。出力ハイインピーダンス状態への移行時には、出
力イネーブル信号OEおよび/OEにより、高速で出力
ハイインピーダンス状態へ移行するため、これらのトラ
イステートバッファ85eおよび85fの電流駆動力が
比較的小さくされても、特に問題は生じない。このよう
なトライステートバッファ85eおよび85fを用いる
ことにより、内部読出データ伝達線80aおよび80b
の配線容量によるスルーレートコントロールが不十分な
場合、このトライステートバッファ85eおよび85f
の電流駆動力の調整により、スルーレートコントロール
の微調整を行なうことができる。
【0164】たとえばこの電流駆動力の調整は、複数の
MOSトランジスタを並列に設け、内部の特定のパッド
からの信号などにより、これらの並列のMOSトランジ
スタを選択的にオン状態/オフ状態に設定することによ
り、容易に実現することができる。
【0165】[変更例2]図21は、この発明の実施の
形態3のリセット回路の第2の変更例の構成を示す図で
ある。図21において、リセット回路85は、内部読出
データバス線80♯a上の信号と出力イネーブル信号O
Eを受けるNAND回路85hと、内部読出データ伝達
線80♯b上の信号とインバータ85gを介して与えら
れる出力イネーブル信号OEを受けるNOR回路85i
を含む。NAND回路85hの出力信号は、最終出力段
77のpチャネルMOSトランジスタPTのゲートへ与
えられる。NOR回路85iの出力信号は、最終出力段
77のnチャネルMOSトランジスタNTのゲートへ与
えられる。これらのリセット回路85のNAND回路8
5hおよびNOR回路85iの駆動力は、比較的小さく
される。
【0166】このリセット回路は、出力イネーブル信号
OEの活性化時、それぞれ内部読出データ伝達線80♯
aおよび80♯b上の信号電位を反転する。したがっ
て、入出力回路76に含まれる出力回路は、センスアン
プから読出されるデータを反転するインバータ76dを
論理整合のために含む。この出力回路部分は、図13に
示す出力回路と同様の構成を備え、出力イネーブル信号
OEとインバータ76dの出力信号を受けるNAND回
路76bと、インバータ76dの出力信号とインバータ
76aを介して与えられる出力イネーブル信号OEを受
けるNOR回路76cを含む。NAND回路76bが、
内部読出データ伝達線80♯aを駆動し、NOR回路7
6cが、内部読出データ伝達線80bを駆動する。この
出力回路部分の駆動力は、内部読出データ伝達線80♯
aおよび80♯bの大きな負荷を駆動するため、その駆
動力は、比較的大きくされている。この図21に示す構
成において、リセット回路85は、出力イネーブル信号
OEの活性化時、出力回路部分、すなわちNAND回路
76bおよびNOR回路76cから内部読出データ伝達
線80♯aおよび80♯b上に与えられる信号変化に従
って、比較的緩やかに、最終出力段77のMOSトラン
ジスタPTおよびNTを駆動する。一方、出力イネーブ
ル信号OEが非活性状態となると、このリセット回路8
5は、高速で、最終出力段77のMOSトランジスタP
TおよびNTをオフ状態へ駆動する。これにより、内部
読出データ伝達線80♯aおよび80♯bの配線容量を
利用するスルーレートコントロールに悪影響を及ぼすこ
となくかつ高速で、出力ハイインピーダンス状態へ設定
することができる。
【0167】図22は、図21に示すNAND回路85
hの構成の一例を示す図である。図22において、NA
ND回路85hは、電源電圧Vccを供給するノード
(電源ノード)と出力ノードNOPの間に接続されかつ
そのゲートに内部読出データ伝達線80♯a上の信号を
受けるpチャネルMOSトランジスタ85haと、電源
ノードと出力ノードNOPの間に接続されかつそのゲー
トに出力イネーブル信号OEを受けるpチャネルMOS
トランジスタ85hbと、出力ノードNOPと接地電圧
GNDを供給するノード(接地ノード)との間に互いに
直列に接続されるnチャネルMOSトランジスタ85h
cおよび85hdを含む。MOSトランジスタ85hc
はそのゲートに出力イネーブル信号OEを受け、MOS
トランジスタ85hdは、そのゲートに内部読出データ
伝達線80♯a上の信号を受ける。
【0168】出力イネーブル信号OEをゲートに受ける
MOSトランジスタ85hbおよび85hcの電流駆動
力は、読出データ伝達線80♯a上の信号をゲートに受
けるMOSトランジスタ85haおよび85hdの電流
駆動力よりも大きくされる。出力イネーブル信号OEが
活性状態のHレベルのときには、MOSトランジスタ8
5hbはオフ状態にあり、出力ノードNOPは、内部読
出データ伝達線80♯a上の信号電位に従って、比較的
小さな電流駆動力を有するMOSトランジスタ85ha
および85hbにより駆動される。出力イネーブル信号
OEが非活性状態へ移行するときには、MOSトランジ
スタ85hbがオン状態となり、高速に、その出力ノー
ドNOPを電源電圧Vccレベルに充電する。これによ
り、データ出力時においては、入出力回路76に含まれ
る出力回路部分からの信号伝搬遅延に従ったスルーレー
トコントロールを行ない、かつ出力イネーブル信号OE
の非活性化の移行時には、最終出力段77のMOSトラ
ンジスタPTを高速でオフ状態へ駆動することができ
る。なお、MOSトランジスタ85hcの電流駆動力を
大きくしているのは、直列に接続されるMOSトランジ
スタ85hcおよび85hbのオン抵抗を、MOSトラ
ンジスタ80haのオン抵抗と同じとし、信号の立上が
りおよび立下がり時における出力ノードNOPの変化速
度を同じとするためである。
【0169】図23は、図21に示すNOR回路85i
の構成の一例を示す図である。図23において、NOR
回路85aは、電源ノードVccと出力ノードNONの
間に互いに直列に接続されるpチャネルMOSトランジ
スタ85iaおよび85ibと、出力ノードNONと接
地ノードの間に接続されかつそのゲートに出力イネーブ
ル信号/OEを受けるnチャネルMOSトランジスタ8
5icと、出力ノードNONと接地ノードの間に接続さ
れかつそのゲートに内部読出データ伝達線80♯b上の
信号を受けるnチャネルMOSトランジスタ85idを
含む。MOSトランジスタ85ieはそのゲートが内部
読出データ伝達線80♯bに接続され、またMOSトラ
ンジスタ85ibはそのゲートに出力イネーブル信号/
OEを受ける。MOSトランジスタ85ibおよび85
icの電流駆動力は、MOSトランジスタ85iaおよ
び85ibの電流駆動力よりも大きくされる。出力ノー
ドNONが、最終出力段のMOSトランジスタNTのゲ
ートに接続される。
【0170】この図23に示すNOR回路85iの構成
において、出力イネーブル信号/OEが非活性状態のH
レベルのときには、MOSトランジスタ85icがオン
状態となり、高速で出力ノードNONを接地電圧レベル
へ放電する。一方、出力イネーブル信号/OEがLレベ
ルの活性状態のときには、MOSトランジスタ85ic
がオフ状態、MOSトランジスタ85ibがオン状態と
なり、出力ノードNONは、MOSトランジスタ85i
aおよび85idにより、内部読出データ伝達線80♯
b上の信号電位に応じた電圧レベルへ駆動される。MO
Sトランジスタ85iaおよび85idの電流駆動力は
比較的小さく設定されており、この内部読出データ伝達
線80♯b上の信号電位に従って緩やかにMOSトラン
ジスタNTのゲート電圧が変化し、この内部読出データ
伝達線80♯bの配線遅延によるスルーレートコントロ
ールの効果を損なうことはない。
【0171】この図21から図23に示すようなリセッ
ト回路を利用した場合、内部読出データ伝達線80♯a
および80♯bの配線容量による信号伝搬遅延によるス
ルーレートコントロールが不十分な場合、このNAND
回路85hおよびNOR回路85iの内部読出データ伝
達線80♯aおよび80♯b上の信号電位をゲートに受
けるMOSトランジスタのゲート幅を調整することによ
り、このスルーレートコントロールをより正確に行なう
ことができる。また、出力ハイインピーダンス状態への
移行時、この出力イネーブル信号OEに従って高速で最
終出力段を出力ハイインピーダンス状態に設定すること
ができる。
【0172】[実施の形態4]図24は、この発明の実
施の形態4に従うスタティック型半導体記憶装置の要部
の構成を示す図である。図24において、1ビットのデ
ータ出力部の構成が代表的に示される。この図24に示
す構成においては、最終出力段77は、電源ノードと接
地ノードの間に直列に接続されるnチャネルMOSトラ
ンジスタNTaおよびNTbを含む。MOSトランジス
タNTaのゲートは、読出データ伝達線80♯aに接続
され、MOSトランジスタNTbのゲートは、読出デー
タ伝達線80♯bに接続される。これらの読出データ伝
達線80♯aおよび80♯bは、センスアンプ50aに
物理的に近接して配置される入出力回路76の出力部に
接続される。入出力回路76も、データ出力に関連する
部分は、センスアンプ50aの出力信号を受ける出力回
路部分86と、出力回路部分86の出力信号を受け、読
出データ伝達線80♯a上に伝達される信号の電圧レベ
ルを電源電圧Vccよりも高い高電圧Vppレベルに変
換するレベル変換回路87を含む。読出データ伝達線8
0♯bに対しては、レベル変換回路は設けられない。
【0173】この図24に示す配置においても、センス
アンプ50aと入出力回路76(出力回路部分86)の
間の配線長さL2は、この入出力回路76から最終出力
段77の間の配線の長さL1よりも短くされており、こ
の配線容量による信号伝搬遅延を利用して、最終出力段
における出力ノードの駆動速度の調整が行なわれる。最
終出力段は、nチャネルMOSトランジスタNTaおよ
びNTbを含む。したがって、CMOS構成のインバー
タの構成に比べて、pチャネルMOSトランジスタとn
チャネルMOSトランジスタを分離するための領域が不
要となり、1つのウェル領域内にこの最終出力段のMO
Sトランジスタをともに形成することができ、最終出力
段の占有面積を低減することができる。
【0174】レベル変換回路87は、このHレベルデー
タを出力するnチャネルMOSトランジスタNTaのし
きい値電圧の影響を防止するために設けられる。
【0175】図25は、図20に示すレベル変換回路8
7の構成の一例を示す図である。図25において、レベ
ル変換回路87は、高電圧電源ノードとノード87bの
間に接続されかつそのゲートは読出データ伝達線80♯
aに接続されるpチャネルMOSトランジスタ87a
と、高電圧電源ノードと読出データ伝達線80♯aの間
に接続されかつそのゲートがノード87aに接続される
pチャネルMOSトランジスタ87bと、ノード87b
と接地ノードの間に接続されかつそのゲートに出力回路
部分86からの対応の出力信号を受けるnチャネルMO
Sトランジスタ87cと、読出データ伝達線80♯aと
接地ノードの間に接続されかつそのゲートに出力回路部
86からの対応の出力信号をインバータ87fを介して
受けるnチャネルMOSトランジスタ87dを含む。
【0176】このレベル変換回路87において、出力回
路部分から与えられる信号がHレベルのとき、MOSト
ランジスタ87cがオン状態、MOSトランジスタ87
dがオフ状態となる。この状態においては、ノード87
eがMOSトランジスタ87cを介して接地電圧レベル
に放電され、MOSトランジスタ87bがオン状態とな
り、読出データ伝達線80♯aの電圧は高電圧Vppレ
ベルとなる。この状態においては、MOSトランジスタ
87aはオフ状態になる。
【0177】一方、出力回路部からの信号がLレベルの
ときには、MOSトランジスタ87cがオフ状態、MO
Sトランジスタ87dがオン状態となり、読出データ伝
達線80♯aは接地電圧レベルに放電される。この読出
データ伝達線80♯a上の電圧レベルの低下に応じて、
MOSトランジスタ87aがオン状態となり、内部ノー
ド87eの電圧は高電圧Vppレベルとなり、MOSト
ランジスタ87bはオフ状態となる。したがって、この
図25に示すレベル変換回路87は、出力回路部分から
与えられる信号のHレベルの高電圧Vppレベルに変換
して出力する。
【0178】図26は、図24に示す出力回路部分86
の構成の一例を示す図である。図26において、出力回
路部分86は、センスアンプから読出されたデータを反
転するインバータ86aと、インバータ86aの出力信
号と出力イネーブル信号/OEを受けるNOR回路86
bと、出力イネーブル信号/OEとセンスアンプから読
出された内部読出データを受けるNOR回路86cを含
む。NOR回路86bの出力信号は図24に示すレベル
変換回路87へ与えられる。NOR回路86cの出力信
号は、内部読出データ伝達線80♯bを介して最終出力
段のMOSトランジスタNTbのゲートへ与えられる。
【0179】出力イネーブル信号/OEは、非活性状態
のときには、Hレベルである。この状態においては、N
OR回路86bおよび86cの出力信号はともにLレベ
ルとなり、最終出力段のnチャネルMOSトランジスタ
NTaおよびNTb(図24参照)はともにオフ状態に
なり、出力ハイインピーダンス状態となる。
【0180】出力イネーブル信号/OEがLレベルとな
ると、NOR回路86bおよび86cは、ともにインバ
ータとして作用する。センスアンプから読出された内部
読出データがHレベルのときには、NOR回路86bの
出力信号がHレベル、NOR回路86cの出力信号がL
レベルとなる。したがって、最終出力段は、MOSトラ
ンジスタNTaがオン状態となり、HレベルのデータD
Qが出力される。一方、センスアンプから読出された内
部読出データがLレベルのときには、NOR回路86b
の出力信号がLレベル、NOR回路86cの出力信号が
Hレベルとなり、最終出力段において、MOSトランジ
スタNTbがオン状態となり、Lレベルのデータが出力
される。
【0181】この図24から図26に示すような出力部
を用いても、内部読出データ伝達線80♯aおよび80
♯bにおける配線容量により、最終出力段のMOSトラ
ンジスタNTaおよびNTbのゲート電圧の変化速度は
比較的緩やかとなり、高速で出力ノードが駆動されるの
を防止することができ、リンギングを生じさせることな
く安定にデータ読出を行なうことができる。
【0182】[変更例]図27は、この発明の実施の形
態4の変更例の構成を示す図である。この図27に示す
構成は、図24に示す構成に加えて、さらに、最終出力
段77に近接して、読出データ伝達線80♯aおよび8
0♯bに対しリセット回路88が設けられる。このリセ
ット回路88は、出力イネーブル信号OEの非活性化
時、最終出力段に含まれるMOSトランジスタNTaお
よびNTbのゲートへLレベルの電圧を伝達して、出力
ハイインピーダンス状態に設定しかつ入出力回路76と
最終出力段とを電気的に分離する。このリセット回路8
8の構成は、先の実施の形態3におけるnチャネルMO
Sトランジスタに対して設けられた構成、すなわちCM
OSトランスミッションゲートとnチャネルMOSトラ
ンジスタの構成を利用することができる。また、トライ
ステートバッファとLレベルへのリセット用のMOSト
ランジスタの組合せまたは、ロジックゲートを用いる構
成いずれをも利用することができる。ただし、トランス
ミッションゲートまたはロジックを用いる場合、MOS
トランジスタNTaに対する部分は高電圧Vppを伝達
することができるように、一方電源が高電圧Vppまた
は信号OE,/OEのHレベルは高電圧Vppレベルと
なる。出力イネーブル信号OEの非活性化時、この出力
信号をLレベルとしかつ入出力回路と最終出力段77と
を電気的に切り離し、出力イネーブル信号OEの活性化
時には、入出力回路76と最終出力段77とを電気的に
接続する構成であればよい。このリセット回路88を用
いることにより、先の実施の形態3と同様、最終出力段
を高速で出力ハイインピーダンス状態へ駆動することが
でき、モード切換を高速で行なうことができる。
【0183】なお、上述の実施の形態2および実施の形
態3において、2ビットデータに対して設けられた構成
を示している。しかしながら、各データビットに対して
メモリブロックが独立に個々に設けられる構成であれ
ば、このデータビットの数は、任意である。
【0184】
【発明の効果】以上のように、この発明に従えば、デー
タビットそれぞれに対応して、メモリブロックを設け、
メモリブロック端子でワード線を選択状態へ駆動するよ
うに構成しているため、センスアンプおよび書込ドライ
バの数は、データビットの数だけでよく、チップ占有面
積を低減することができる。また内部データバスの長さ
は必要最小限の長さでよく、すべてのメモリブロックに
わたってデータバスを配設する必要がなく、バスの容量
を低減することができ、高速データ転送および低消費電
流を実現することができる。
【0185】また、メモリブロックの書込ドライバおよ
びセンスアンプ近傍に入出力回路部分を配置し、データ
出力最終段のみを初段入出力パッド近傍に配置している
ため、配線遅延を利用してスルーレートコントロールを
実現することができ、高速にかつ正確なデータを出力す
ることができる。また、リセット回路を最終出力段近傍
に配置することにより、高速で最終出力段を出力ハイイ
ンピーダンス状態に設定することができる。
【0186】すなわち、請求項1に係る発明に従えば、
データビットそれぞれに対応してメモリブロックを設け
かつこれらメモリブロックのメモリセルをバイポーラト
ランジスタとMOSトランジスタとから構成しているた
め、各メモリブロックにおいて選択列においてのみ電流
が流れ、消費電流を低減することができる。また、メモ
リブロックそれぞれに対してセンスアンプおよび書込ド
ライバを設けるだけでよく、回路占有面積を低減するこ
とができる。
【0187】請求項2に係る発明に従えば、メモリブロ
ックの各センスアンプに近接して内部データを出力する
内部読出手段を配列しかつデータ入出力パッドに近接し
て最終出力段を配置しているため、この内部読出手段と
最終出力段の間の配線遅延を利用して、最終出力段のデ
ータ出力パッドの駆動速度を調整することができ、セン
スアンプと内部読出手段の間の遅延が実効的になくな
り、高速アクセスを実現することができる。
【0188】請求項3に係る発明に従えば、最終出力段
に近接して、データ出力指示信号(出力イネーブル信
号)の非活性化時、対応の最終出力段を非活性化する出
力制御手段(リセット手段)を設けているため、高速で
出力ハイインピーダンス状態に設定することが可能とな
り、高速モード切換を実現することができる。
【0189】請求項4に係る発明に従えば、メモリブロ
ック近傍の書込ドライバに近接して、入力回路を設け、
この入力回路に対し信号線のみでデータ入力パッドに電
気的に接続しているため、外部装置が、この内部信号線
を駆動するだけでよく、半導体記憶装置は、入力回路
が、近傍に配置された書込ドライバに対し、または転送
するだけでよく、小さな負荷を駆動するだけでよく、低
消費電流で高速で書込データを書込ドライバへ伝達する
ことができる。
【0190】請求項5に係る発明に従えば、最終出力段
を、データ出力時互いに相補的にオン状態となる1対の
MOSトランジスタで構成されるだけであり、最終段の
出力段のみがデータ入出力パッド近傍に配置されてお
り、パッド近傍のレイアウトが容易となるとともに、こ
れらの最終出力段に対し、データ出力専用の電源をも容
易に配置することが可能となる。
【0191】請求項6に係る発明に従えば、出力制御手
段を、データ出力指示信号の非活性化時最終出力段と出
力駆動段とを電気的に分離しかつこの最終出力段を非活
性化するリセット手段で構成しており、確実に、この出
力制御手段の駆動すべき負荷を小さくして、高速で最終
出力段を非活性状態へ駆動することができる。
【0192】請求項7に係る発明に従えば、出力制御手
段を、データ出力指示信号の非活性化時対応のバス駆動
手段の出力信号の論理レベルにかかわらず、対応の最終
出力段を出力ハイインピーダンス状態に設定しているた
め、単に、バス駆動手段と最終出力段との間のデータ転
送経路に出力制御系の回路を設けるだけでよく、また、
配線遅延によるスルーレートコントロールに対する調整
をゲート手段の電流駆動力の調整により実現することが
でき、正確なスルーレートコントロールおよび高速の出
力ハイインピーダンス状態の設定を実現することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1に従うスタティック
型半導体記憶装置の要部の構成を示す図である。
【図2】 図1に示すスタティック型半導体記憶装置の
データ書込時の動作を示す信号波形図である。
【図3】 図1に示すスタティック型半導体記憶装置の
データ読出時の動作を示す信号波形図である。
【図4】 この発明の実施の形態1に従うスタティック
型半導体記憶装置の全体の構成を概略的に示す図であ
る。
【図5】 図1に示す読出/書込回路の構成の一例を概
略的に示す図である。
【図6】 図4に示す行選択回路の構成の一例を概略的
に示す図である。
【図7】 図5および図6に示す制御信号を発生する回
路の構成の一例を概略的に示す図である。
【図8】 この発明の実施の形態1に従うスタティック
型半導体記憶装置の全体の構成を概略的に示す図であ
る。
【図9】 この発明の実施の形態1に従うスタティック
型半導体記憶装置のデータ入出力パッドの配置例を示す
図である。
【図10】 この発明の実施の形態1に従うスタティッ
ク型半導体記憶装置のデータ入出力パッドの第2の配置
を概略的に示す図である。
【図11】 この発明の実施の形態1に従うスタティッ
ク型半導体記憶装置のデータ入出力パッドの第3の配置
を概略的に示す図である。
【図12】 この発明の実施の形態2に従うスタティッ
ク型半導体記憶装置の要部の構成を概略的に示す図であ
る。
【図13】 図12に示す入出力回路に含まれる出力回
路部の構成の一例を示す図である。
【図14】 図12に示す入出力回路に含まれる出力回
路部の他の構成を示す図である。
【図15】 図12に示すスタティック型半導体記憶装
置の動作を示す信号波形図である。
【図16】 図12に示すスタティック型半導体記憶装
置において入出力回路と最終出力段とが近接して配置さ
れた場合のデータ読出動作を概略的に示す図である。
【図17】 図12に示す入出力回路に含まれる入力回
路の構成の一例を示す図である。
【図18】 この発明の実施の形態3に従うスタティッ
ク型半導体記憶装置の要部の構成を概略的に示す図であ
る。
【図19】 図18に示すスタティック型半導体記憶装
置の動作を示す信号波形図である。
【図20】 図18に示すリセット回路の変更例を示す
図である。
【図21】 図18に示すリセット回路の第2の変更例
を示す図である。
【図22】 図21に示すNAND回路の構成の一例を
示す図である。
【図23】 図21に示すNOR回路の構成の一例を示
す図である。
【図24】 この発明の実施の形態4に従うスタティッ
ク型半導体記憶装置の要部の構成を概略的に示す図であ
る。
【図25】 図24に示すレベル変換回路の構成の一例
を示す図である。
【図26】 図24に示す出力回路部分の構成の一例を
示す図である。
【図27】 この発明の実施の形態4に従うスタティッ
ク型半導体記憶装置の変更例の構成を概略的に示す図で
ある。
【図28】 従来のスタティック型半導体記憶装置の全
体の構成を概略的に示す図である。
【図29】 従来のスタティック型半導体記憶装置のメ
モリブロックの構成の一例を示す図である。
【図30】 図29に示すスタティック型メモリセルの
構成を示す図である。
【図31】 図30に示すスタティック型メモリセルの
動作を説明するための図である。
【図32】 (A)は従来のワード線分割方式のアレイ
配置を示し、(B)は、1つのメモリブロックとデータ
入出力ビットとの対応関係を概略的に示す図である。
【図33】 従来の多ビットスタティック型半導体記憶
装置の全体の構成を概略的に示す図である。
【符号の説明】
1 メモリセル、Q1〜Q6 MOSトランジスタ、B
P1,BP2 バイポーラトランジスタ、10 読出負
荷回路、20 ビット線イコライズ回路、30ビット線
プリチャージ回路、40 マルチプレクサ回路、50
読出/書込回路、50a センスアンプ、50b 書込
回路、50c 書込ドライバ、55♯0〜55♯7 メ
モリブロック、60♯0〜60♯7 行選択回路、65
制御信号発生回路、70♯0〜70♯7、71♯0〜
71♯7、73♯0〜73♯7DQパッド部分、72♯
0〜72♯7 内部共通データバス線、75♯0、75
♯1 アレイブロック、76♯0、76♯1 入出力回
路、77♯0、77♯1 最終出力段、78♯0、78
♯1 データ入出力ノード、50c0,50c1 書込
ドライバ、50a0,50a1 センスアンプ、85♯
0,85♯1リセット回路、76 入出力回路、85
リセット回路、PT pチャネルMOSトランジスタ、
NT、NTa、NTb nチャネルMOSトランジス
タ、86出力回路部分、87 レベル変換回路、80♯
a,80♯b 内部読出データ伝達線、81♯0,81
♯1 書込データ伝達線、80♯0a、80♯0b、8
0♯1a、80♯1b 内部読出データ伝達線、88
リセット回路。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のデータ入出力ノードを有するスタ
    ティック型半導体記憶装置であって、 前記複数のデータ入出力ノード各々に対応して配置さ
    れ、各々が対応のデータ入出力ノードとデータの授受を
    行なう複数のメモリアレイブロックを備え、 前記複数のメモリアレイブロックの各々は、 行列状に配列される複数のメモリセルと、各行に対応し
    て配置され、各々に対応の行のメモリセルが接続する複
    数のワード線と、各列に対応して配置され、各々に対応
    の列のメモリセルが接続される複数のビット線対とを有
    し、 各前記メモリセルは、対応のビット線対に結合されるバ
    イポーラトランジスタと、前記バイポーラトランジスタ
    を介して対応のビット線対のビット線とデータ信号の授
    受を行なう絶縁ゲート型電界効果トランジスタで構成さ
    れるデータ記憶部とを有し、かつさらに、 各前記メモリアレイブロックの各前記ワード線は、他の
    メモリアレイブロックの各ワード線と電気的に分離され
    る、スタティック型半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】 各前記メモリアレイブロックに対応して
    配置され、対応のメモリアレイブロックと対応のデータ
    入出力ノードとの間でデータ信号の授受を行なうための
    複数の内部データ線、 前記複数のメモリアレイブロック各々に対応して配置さ
    れ、対応のメモリブロックの選択メモリセルから読出さ
    れたデータを増幅する複数の内部読出手段、 各前記メモリアレイブロックに対応してかつ対応のメモ
    リアレイブロックに物理的に近接して配置され、対応の
    内部読出手段からのデータ信号に従って前記複数の内部
    データ線の対応の内部データ線を駆動する複数のバス駆
    動手段、および前記複数のデータ入出力ノード各々に対
    応してかつ対応のデータ入出力ノードに近接して配置さ
    れ、各々が対応の内部データ線上の信号に従って前記対
    応のデータ入出力ノードを駆動して外部出力データを生
    成する複数の出力段とを備え、 各前記内部読出手段と対応のバス駆動手段との間の配線
    長は、前記対応のバス駆動手段と対応のデータ入出力ノ
    ードとの間の配線の長さよりも短くされている、請求項
    1記載のスタティック型半導体記憶装置。
  3. 【請求項3】 前記複数の内部データ線各々に対応して
    かつ対応の出力段近傍に配置され、データ出力指示信号
    の非活性化に応答して対応の出力段を非活性化する複数
    の出力制御手段をさらに有し、 前記データ出力指示信号の活性化に応答して各前記バス
    駆動手段が活性化される、請求項2記載のスタティック
    型半導体記憶装置。
  4. 【請求項4】 前記複数のメモリアレイブロック各々に
    対応してかつ対応のメモリアレイブロックに近接して配
    置され、与えられた外部書込データに従って内部書込デ
    ータを生成する複数の入力手段、 各前記データ入出力ノードと対応のメモリアレイブロッ
    クの入力手段との間に配設され、対応のデータ入出力ノ
    ード上に与えられたデータを対応の入力手段へ伝達する
    ための複数の入力データ伝達線、および各前記入力手段
    に対応して配置され、対応の入力手段からの内部書込デ
    ータに従って対応のメモリアレイブロックの選択メモリ
    セルへの書込データを生成する複数の書込手段をさらに
    備える、請求項1から3のいずれかに記載のスタティッ
    ク型半導体記憶装置。
  5. 【請求項5】 各前記出力段は、第1の電源ノードと第
    2の電源ノードとの間に接続され、データ出力時対応の
    内部データ線上のデータ信号に従って互いに相補的に導
    通状態とされて前記第1および第2の電源ノードのいず
    れかの電源ノードの電圧を対応のデータ入出力ノードへ
    伝達する1対の絶縁ゲート型電界効果トランジスタを含
    む、請求項2記載のスタティック型半導体記憶装置。
  6. 【請求項6】 各前記出力制御手段は、 前記データ出力指示信号の非活性化時対応の出力段と対
    応の出力駆動手段とを分離する分離手段と、 前記データ出力指示信号の非活性化時対応の出力段を非
    活性化するリセット手段とを備える、請求項3記載のス
    タティック型半導体記憶装置。
  7. 【請求項7】 各前記出力制御手段は、 前記データ出力指示信号の非活性化時対応のバス駆動手
    段の出力する信号の論理レベルにかかわらず対応の出力
    段を出力ハイインピーダンス状態に設定する信号を生成
    して対応の出力段へ与えるゲート手段を含む、請求項3
    記載のスタティック型半導体記憶装置。
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