JPH11126481A - 半導体記憶装置 - Google Patents
半導体記憶装置Info
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- JPH11126481A JPH11126481A JP28722597A JP28722597A JPH11126481A JP H11126481 A JPH11126481 A JP H11126481A JP 28722597 A JP28722597 A JP 28722597A JP 28722597 A JP28722597 A JP 28722597A JP H11126481 A JPH11126481 A JP H11126481A
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- G11C7/00—Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
- G11C7/22—Read-write [R-W] timing or clocking circuits; Read-write [R-W] control signal generators or management
Abstract
を高速化することができるセンスアンプの駆動回路を提
供する。 【解決手段】ビット線対に接続され、一方のビット線を
第1のレベルに駆動する第1のセンスアンプ回路部NS
Aと、他方のビット線を第1のレベルより高い第2のレ
ベルに駆動する第2のセンスアンプ回路部PSAとを有
するセンスアンプSAと、ビット線対のそれぞれ設けら
れたコラムゲートと、コラムゲートを介していずれかの
ビット線対に接続されるデータバス線対DBX/Zと、
データバス線対に接続され、データバス線対のレベルを
検出する読み出しアンプ30と、データバス線対を駆動
する書き込みアンプ50とを有するデータバスアンプD
BAMPと、コラムゲートが開かれるタイミングで、セ
ンスアンプの第1または第2のセンスアンプ回路部のい
ずれか一方を非活性化するセンスアンプ制御回路LEG
ENとを有する。
Description
体記憶装置に関し、特に読み出しと書き込みにおけるセ
ンスアンプの制御を統一し且つ書き込みを高速化した半
導体記憶装置に関する。
モリは、大容量化と高速化の一途をたどっている。メモ
リの大容量化は、メモリセルアレイの増大、それに伴う
アドレスデコーダの増大等を伴い、それらの回路を制御
する制御回路の簡素化を要求する。また、一方、メモリ
の高速化は、読み出し速度や書き込み速度を高くするこ
とであり、その為にそれぞれの動作に最適な異なる制御
回路を設ける傾向にある。かかる相矛盾する課題を解決
することが、半導体記憶装置の大容量化と高速化の要求
を同時に満足させることに必要である。
図である。この図には、メモリセル領域MCRとその周
辺回路とが示されている。メモリセル領域MCRは、複
数のワード線WL、それに交差する複数のビット線対B
L、及びそれらの交差位置に図示されない複数のメモリ
セルが設けられたセルアレイ1と、ビット線対にそれぞ
れ接続されたセンスアンプSAのアレイ5,6とを有す
る。図示しないワード線駆動回路によりワード線WLが
選択されて駆動され、そこに接続されたメモリセルの状
態がビット線対BLに読み出され、そのビット線対BL
の電位がセンスアンプSAにて検出され増幅される。
トを経由してデータバス対DBX、DBZに接続され、
データバスアンプ4に接続される。データバスアンプ4
には、データバスDBX/Zに読み出されたデータを更
に増幅してメインデータバスMDBX/Zに出力する読
み出し用アンプと、外部からの書き込みデータに従っ
て、データバスDBX/Zを駆動する書き込みアンプと
を有する。
信号CL0Z〜CL3Zは、それぞれコラムアドレスを
デコードして得られたコラム選択信号CA0Z〜CA3
Zを供給されるコラムデコーダ・ドライバ回路3により
生成される。また、センスアンプ活性化のタイミング信
号TWLZは、図示しないワード線選択信号から生成さ
れ、選択されたワード線の駆動から所定時間後に活性化
する信号である。このタイミング信号TWLZに応答し
て、ラッチイネーブル生成回路2は、センスアンプの活
性化を行うラッチイネーブル信号(活性化信号)LE
X,LEZを生成する。このラッチイネーブル信号LE
X,LEZにより、上下のセンスアンプアレイ5,6内
のセンスアンプSAが活性化される。
タンバイ状態からアクティブ状態になると、先ずローア
ドレスが入力されてワード線WLが選択され、所定時間
後に活性化するタイミング信号TWLZに応答して、セ
ンスアンプSAが活性化される。その後、コラムアドレ
スが供給されると共に、読み出しまたは書き込みのコマ
ンドに応じて、センスアンプにより検出されたデータが
データバスアンプで増幅されて読み出されるか、或い
は、外部からの書き込みデータに応じてデータバスアン
プによりビット線対を介してメモリセルに書き込まれ
る。書き込みの場合は、コラムゲート選択信号CLによ
り選択されないビット線対に対しては、センスアンプに
より増幅された電位でメモリセルへの再書き込みが行わ
れる。
通り、読み出し動作において、センスアンプSAはデー
タバスDBを駆動しながらデータバスアンプ4内の読み
出しアンプに読み出しデータを伝える。一方、書き込み
動作時において、メモリセルに保持されていたデータの
反転データを書き込む場合は、データバスアンプ4内の
書き込みアンプが、センスアンプSAの状態を反転駆動
しながらビット線の電位を書き込みデータに応じたレベ
ルに駆動する。従って、書き込み動作時において、選択
されたビット線に接続されるセンスアンプの動作は書き
込み動作を遅らせる要因になる。一方で、非選択のビッ
ト線に接続されるセンスアンプは、非選択のメモリセル
に対して再書き込みを行う必要があり、ワード線WLを
駆動した時にセンスアンプSAの動作は必要である。
として、例えば、書き込み時には選択されたビット線の
センスアンプの活性化を停止することが提案されてい
る。しかしながら、かかる提案は、読み出し時のセンス
アンプの動作と書き込み時のセンスアンプの動作とを異
ならせる必要がある。その為に、その動作の制御信号を
生成する回路を追加し、各センスアンプの活性化の制御
信号を個別に生成できるようにする必要がある。しか
も、選択コラムと非選択コラムとでセンスアンプSAの
制御を異ならせる必要がある。
を解決して、センスアンプは読み出し時と書き込み時と
で同じ動作を行い、且つ書き込み時の高速化を実現でき
る半導体記憶装置を提供することにある。
は読み出し時と書き込み時で同じ動作を行い、且つ読み
出し及び書き込みが共に高速化された半導体記憶装置を
提供することにある。
に、本発明は、半導体記憶装置において、複数のビット
線対と、前記ビット線対に交差する複数のワード線と、
前記ビット線対とワード線との交差位置に配置される複
数のメモリセルと、前記ビット線対に接続され、一方の
ビット線を第1のレベルに駆動する第1のセンスアンプ
回路部と、前記他方のビット線を前記第1のレベルより
高い第2のレベルに駆動する第2のセンスアンプ回路部
とを有するセンスアンプと、前記ビット線対のそれぞれ
設けられたコラムゲートと、前記コラムゲートを介して
いずれかの前記ビット線対に接続されるデータバス線対
と、前記データバス線対に接続され、前記データバス線
対のレベルを検出する読み出しアンプと、前記データバ
ス線対を駆動する書き込みアンプとを有するデータバス
アンプと、前記コラムゲートが開かれるタイミングで、
前記センスアンプの第1または第2のセンスアンプ回路
部のいずれか一方を非活性化するセンスアンプ制御回路
とを有することを特徴とする。
てセンスアンプがデータバスを介してデータバスアンプ
に接続されたとき、センスアンプの一方のセンスアンプ
回路部が非活性化されるので、データバスアンプ内の書
き込みアンプとセンスアンプとの競合する動作が避けら
れ、書き込みを高速に行うことができる。また、書き込
み時と読み出し時とで、センスアンプの制御を変更する
ことなく、読み出しに影響を与えずに書き込み速度を上
げることができる。
続され、前記コラムゲートが開かれる期間以外の時に前
記データバス線対をHレベルに駆動するクランプ回路を
有し、前記センスアンプ制御回路は、前記コラムゲート
が開かれるタイミングで、前記第2のセンスアンプ回路
部を非活性化することを特徴とする。
ベル側にビット線対の一方を駆動する第2のセンスアン
プ回路部を非活性化しても、読み出し動作に支障を与え
ることはない。
続され、前記コラムゲートが開かれる期間以外の時に前
記データバス線対をLレベルに駆動するクランプ回路を
有し、前記センスアンプ制御回路は、前記コラムゲート
が開かれるタイミングで、前記第1のセンスアンプ回路
部を非活性化することを特徴とする。
ベル側にビット線対の一方を駆動する第1のセンスアン
プ回路部を非活性化しても、読み出し動作に支障を与え
ることはない。
は、前記第1及び第2のセンスアンプ回路部をそれぞれ
活性化する第1及び第2の活性化信号を前記センスアン
プに供給し、前記コラムゲートが開かれるタイミングで
前記第1または第2の活性化信号の一方を非活性レベル
に駆動し、更に、前記第1または第2の活性化信号の一
方の非活性レベルへの駆動が、所定数のセンスアンプを
有する様にワード線方向に分割されたセグメント毎に行
われることを特徴とする。
性化信号線の負荷を軽くし、コラムゲートが開かれるタ
イミングに同期して高速に非活性化レベルへ駆動するこ
とを可能にする。
のブロック領域に分割される場合は、選択されたブロッ
ク領域内においてのみ、上記の第1または第2の活性化
信号の一方の非活性化がレベルへの駆動が行われる。
みが開かれてセンスアンプがデータバス線に接続される
ので、そのブロック領域のセンスアンプだけ一部非活性
化するだけでよい。
ついて図面を参照しながら説明する。しかしながら、か
かる実施の形態例が本発明の技術的範囲を限定するもの
ではない。本発明はDRAMに限定されずにセンスアン
プとデータバスアンプを有するメモリ回路に適用可能で
あるが、以下の実施の形態例ではDRAMを例にして説
明する。また、一般に以下に説明する制御信号におい
て、引用番号にZが付与される制御信号は活性化レベル
がHレベルであり、引用番号にXが付与される制御信号
は活性化レベルがLレベルである。但し、ビット線やデ
ータバスなどは、X、Zにより一対の構成を示す。
憶装置の一部構成図である。図1と対応する部分には同
じ引用番号を与えた。この実施の形態例は、図1と異な
り、センスアンプを活性化するラッチイネーブル信号L
EX/Zを生成するラッチイネーブル生成回路15に
は、ワード線駆動から一定時間後に発生するタイミング
信号TWLZに加えて、コラムアドレスをデコードした
コラム選択信号CA0Z〜CA3Zも供給される。そし
て、後で説明するラッチイネーブル生成回路から明らか
な通り、ラッチイネーブル生成回路15は、コラム選択
信号CA0Z〜CA3Zのいずれかが選択状態のHレベ
ルになってコラムゲートが開かれる時に、ラッチイネー
ブル信号LEX/Zのいずれか一方の活性化状態を解除
する。その結果、センスアンプSAの増幅機能の一部が
停止し、データバスアンプ内の書き込みアンプの駆動動
作の遅延をなくすことができる。しかも、読み出し動作
には何らの支障も与えない。
セル領域MCRが示されているが、図示されないメモリ
セル領域のコラムが選択されて、図2に示されたメモリ
セル領域MCRのコラムが選択されない場合は、ラッチ
イネーブル生成回路15に供給されるコラム選択信号C
A0Z〜CA3Zは全てLレベルとなり、センスアンプ
のラッチイネーブル信号の一方の非活性化は行われな
い。
性化されるワード線に従属するセンスアンプSAのいず
れかが必ず選択される場合は、ラッチイネーブル生成回
路15は、コラム選択信号CA0Z〜CA3Zのうちい
ずれかが必ずHレベルになるので、活性化されたワード
線に従属する全てのセンスアンプSAに対してその一方
のラッチイネーブル信号LEX/Zを非活性化する。そ
の結果、同様に読み出しの支障を与えずに書き込みの速
度を上げることができる。
細回路図である。図3では、ビット線対BLX,BLZ
とワード線WL(n)、WL(n+1)との交差位置
に、メモリセルMCn、MCn+1 とが設けられる。メモ
リセルMCn、MCn+1 とは、それぞれ選択トランジス
タとキャパシタとから構成される。
プSAが接続される。図3に示されたセンスアンプSA
は、CMOS回路で構成される最も一般的な回路であ
り、一方のビット線をグランドレベルに引き下げる第1
のセンスアンプNASと、一方のビット線を高い電源レ
ベルに引き上げる第2のセンスアンプPSAとで構成さ
れる。そして、これらのセンスアンプNSA,PSA
は、それぞれ活性化の為のラッチイネーブル信号LE
Z,LEXにより活性化される。
Aは、ソース端子が共通に接続され、それぞれのゲート
がビット線BLZ,BLXに接続されたN型のトランジ
スタN11,N12と、その共通ソース端子n2をグラ
ンドVssに引き下げる活性化トランジスタN10とを
有する。そして、第1のラッチイネーブル信号LEZが
Hレベルに制御される時に、活性化トランジスタN10
が導通し、共通ソース端子n1をグランドに引き下げ
て、ビット線BLX、BLZのうち電気的に高い側のビ
ット線にゲートが接続されたトランジスタN11または
N12が導通し、電気的に低い側のビット線をグランド
レベルに引き下げる。
ス端子が共通に接続され、それぞれのゲートがビット線
BLZ,BLXに接続されたP型のトランジスタP1
1,P12と、その共通ソース端子n2を電源VDDのレ
ベルに引き上げる活性化トランジスタP10とを有す
る。そして、第2のラッチイネーブル信号LEXがLレ
ベルに制御される時に、活性化トランジスタP10が導
通し、共通ソース端子n2を電源VDDのレベルに引き上
げて、ビット線BLX、BLZのうち電気的に低い側の
ビット線にゲートが接続されたトランジスタP11また
はP12が導通し、電気的に高い側のビット線を電源V
DDレベルに引き上げる。尚、電源VDDは、チップに供給
された外部電源であっても、外部電源からチップ内部で
生成した内部電源であってもよい。
ンプSAは、ビット線をグランドレベルに引き下げる機
能を有する第1のセンスアンプNSAと、ビット線を電
源V DDに引き上げる機能を有する第2のセンスアンプP
SAとを有する。そして、通常のビット線BLX、BL
Z間の微小電圧差を検出する為に、両ラッチイネーブル
信号LEZ,LEXにより両センスアンプNSA、PS
Aを活性化して、ビット線BLX、BLZを上下のレベ
ルに引き上げ及び引き下げる。
LXは、コラムゲート選択信号CLのHレベルに応答し
て導通するコラムゲートトランジスタN13,N14を
介して、データバス線対DBZ、DBXにそれぞれ接続
される。データバスDBX、DBZには、後述するクラ
ンプ回路、読み出しアンプ及び書き込みアンプが接続さ
れる。
回路、読み出しアンプ及び書き込みアンプの例を示す詳
細回路図である。クランプ回路20は、データバスDB
X/Zが逆相信号に駆動される時を除いて、両データバ
スDBX、DBZのレベルをHレベルまたはLレベルに
クランプする回路である。図4の例では、クランプ回路
20は、3つのP型トランジスタP20,P21,P2
2を有する。クランプ制御信号CLMPXのLレベルに
より、それらのトランジスタP20〜P22が同時に導
通し、両データバスDBX、DBZ間をトランジスタP
20で短絡してイコライズすると共に、プルアップトラ
ンジスタP21,P22により電源VDDレベルに引き上
げる。このクランプ回路20は、読み出しまたは書き込
み動作時にセンスアンプSAまたは書き込みアンプ50
によりデータバスが駆動される時には、非活性化され、
データバスの駆動が終了すると活性化される。
読み出しアンプ30と書き込みアンプ50とは、図4の
例では同じ回路構成であり、読み出しアンプ30は、デ
ータバスDBX/Zの電位差を検出して、メインデータ
バスMDBX/Zを駆動する。一方、書き込みアンプ5
0は、メインデータバスMDBX/Zに供給された書き
込みデータに対応する電位差を検出して、データバスD
BX/Zを駆動する。
トランジスタP30,P31と、データバスDBX/Z
の電位差を検出するP型トランジスタP32,P33,
N型トランジスタN34〜38からなる差動増幅回路
と、差動増幅回路の出力に応答してメインデータバスM
DBX/Zを駆動する駆動回路とを有する。この駆動回
路は、インバータ25,26と、P型トランジスタP3
9,P40及びN型トランジスタN41,N42とを有
する。
活性化信号SBEZがLレベルとなり、トランジスタP
30,P31が共に導通状態にあり、ノードn10、n
11が共にHレベル状態にある。これがリセット状態で
ある。そこで、コラムゲートが開かれて読み出しアンプ
30が活性化される時は、活性化信号SBEZがHレベ
ルとなり、トランジスタP30,P31が共に非導通、
トランジスタN38が導通する。その結果、トランジス
タN36,N37からなる差動増幅回路が活性化され
て、データバス線DBX/Zの電位差を検出する。
データバス線DBXがLレベルとすると、トランジスタ
N36がより導通しノードn11をLレベルに引き下げ
る。一方、ノードn11のLレベルへの引き下げによ
り、トランジスタN35は非導通状態になり、ノードn
10の引き下げはなくなる。トランジスタP32,P3
3,N34,N35はラッチ回路構成をなし、上記のノ
ードn11がLレベル、ノードn10がHレベルの状態
が保持される。
レベル及びLレベルにより、駆動回路が動作し、トラン
ジスタP39がメインデータバスMDBZをHレベルに
駆動し、トランジスタN42がメインデータバスMDB
XをLレベルに駆動する。
戻ると、P型トランジスタP30,P31が共に導通し
て、両ノードn10,n11がリセット状態のHレベル
に駆動される。
ンプ30と同様の回路構成であり、同様の動作を行う。
書き込みアンプ50は、リセット用のP型トランジスタ
P50,P51と、メインデータバスMDBX/Zの電
位差を検出するP型トランジスタP52,P53,N型
トランジスタN54〜58からなる差動増幅回路と、差
動増幅回路の出力に応答してデータバスDBX/Zを駆
動する駆動回路とを有する。この駆動回路は、インバー
タ27,28と、P型トランジスタP59,P60及び
N型トランジスタN61,N62とを有する。
活性化信号WAEZがLレベルとなり、トランジスタP
50,P51が共に導通状態にあり、ノードn12、n
13が共にHレベル状態にある。これがリセット状態で
ある。活性化される時は、活性化信号WAEZがHレベ
ルとなり、トランジスタP50,P51が共に非導通、
トランジスタN58が導通する。その結果、トランジス
タN56,N57からなる差動増幅回路が活性化され
て、メインデータバス線MDBX/Zの電位差を検出す
る。その後の動作は、上記の読み出しアンプ30の場合
と同様である。
セルが開かれ、センスアンプSAによりビット線対がH
レベルとLレベルに駆動された後に、書き込みアンプ5
0が、それとは反対のデータをコラムゲート及びビット
線対を介してメモリセルに書き込む場合に、書き込みア
ンプ50とセンスアンプSAとの動作の競合により書き
込み動作が遅くなる。
Aと書き込みアンプ50とを示す回路図である。この図
を利用して上記の書き込み動作が遅くなる理由を説明す
る。図5に示される通り、書き込み動作において、セン
スアンプSAと書き込みアンプ50とがコラムゲートN
13,N14及びデータバスDBX/Zを介して接続さ
れる。今仮に、メモリセルMCにHレベルが記憶されて
いて、センスアンプSAの活性化によりビット線BLX
がHレベルにビット線BLZがLレベルに駆動されてい
るとする。即ち、センスアンプSAのトランジスタP1
1によりビット線BLXが駆動され、トランジスタN1
2によりビット線BLZが駆動される。
ベル、MDBZにHレベルが駆動されると、書き込みア
ンプ50はノードn12がHレベル、ノードn13がL
レベルに駆動し、データバス線DBXをLレベル側に引
き下げ、データバス線DBZをHレベルに引き上げる。
この時、図中破線で示した通り、センスアンプSAのト
ランジスタP11から書き込みアンプ50のトランジス
タN62に貫通電流が流れ、書き込みアンプ50のトラ
ンジスタN62の大きい駆動能力により、強制的にビッ
ト線BLXがLレベル側に駆動される。同様に、図中一
点鎖線で示した通り、書き込みアンプ50のトランジス
タP59からセンスアンプSAのトランジスタN12に
貫通電流が流れ、書き込みアンプ50のトランジスタP
59の大きい駆動能力により、強制的にビット線BLZ
がHレベル側に駆動される。
ト線を反転駆動させる場合は、ビット線に接続されたセ
ンスアンプSAを反転する必要があり、かかる駆動動作
は書き込み速度の遅延をもたらすと共に、上記の貫通電
流は消費電流の増大を招く。
プSAが活性化された後に、コラムゲートが開かれるタ
イミングでセンスアンプSAの一方の活性化信号LEX
/Zを非活性レベルにする。その結果、センスアンプS
AのHレベル引き上げ用の回路PSAまたはLレベル引
き下げ用の回路NSAの一方が非活性状態になる。従っ
て、少なくとも上記した破線または一点鎖線の駆動トラ
ンジスタ同士のコンフリクトの一方がなくなり、書き込
み動作を高速にすることができる。また、読み出しにお
いては何ら支障を与えない。上記の動作は、書き込み時
と読み出し時において同様であるので、書き込みと読み
出しを区別してセンスアンプSAを制御する必要はな
い。
のいずれを非活性化するかについては、データバスクラ
ンプ回路が、Hレベルにクランプするか、Lレベルをク
ランプするかで選択される。データバスクランプ回路
が、図4,5の様なHレベルクランプである場合は、セ
ンスアンプSAの活性化信号LEXが非活性化され、H
レベルに引き上げる第2のセンスアンプPSAが非活性
化される。一方、データクランプ回路が、Lレベルクラ
ンプである場合は、センスアンプSAの活性化信号LE
Zが非活性化され、Lレベルに引き下げる第1のセンス
アンプNSAが非活性化される。
バスクランプ回路20がHレベルクランプタイプである
ので、センスアンプSAが活性化された後、コラムゲー
ト選択信号CL0ZがHレベルになるタイミングで、活
性化信号であるラッチイネーブル信号LEXが一旦Hレ
ベルに非活性化され、センスアンプPSA側が非活性状
態になる。図5には、その為のラッチイネーブル生成回
路15が示される。ラッチイネーブル生成回路15に
は、ワード線WLが属するコラムに対するコラム選択信
号CA0Z〜CA3Zとタイミング信号TWLZとが供
給される。更に、NORゲート61,62、NANDゲ
ート63、インバータ64,65を有する。
る。スタンドバイ状態で、データバス線対DBX/Zは
共にクランプ回路20によりHレベルに維持されてい
る。アクティブ状態にて、ロー・アドレス・ストローブ
信号/RASに同期して供給されるコマンドがアクティ
ブの場合、同時に供給されるローアドレスにより選択さ
れたワード線WLが立ち上がる。その結果、メモリセル
MCのトランジスタが導通し、ビット線対BLX、BL
Zに微小な電圧差が生成される。今仮に、ビット線BL
Xのほうが電気的に高いレベルにあるとする。
定の時間後に生成されるタイミング信号TWLZの立ち
上がりにより、ラッチイネーブル生成回路15は、活性
化信号LEZ、LEXをそれぞれHレベル、Lレベルに
駆動する。その結果、センスアンプSAの活性化トラン
ジスタN10、P10は共に導通し、ビット線対の電圧
差が検出され、Hレベル側センスアンプPSAのトラン
ジスタP11によりビット線BLXはHレベルに引き上
げられ、Lレベル側センスアンプNSAのトランジスタ
N12によりビット線BLZはLレベルに引き下げられ
る。
X、BLZを駆動してから、コラム・アドレス・ストロ
ーブ信号/CASに同期してコラムアドレスが供給され
る。また、同時にコマンドとして書き込みまたは読み出
しコマンドが与えられる。コラムアドレス信号から生成
されるコラム選択信号CA0Z〜CA3Zのいずれかが
Hレベルに立ち上がり、それに応答してコラムデコーダ
ドライバ3によりコラムゲート選択信号CL0Z〜CL
3Zのいずれかが立ち上がり、ビット線対とデータバス
線対との間のコラムゲートが開かれる。
れるタイミングで、センスアンプSAの一方の活性化信
号LEXの活性化状態が解除される。具体的には、図5
中で示す活性化信号LEXがNANDゲート63により
Hレベルに駆動される。
はデータバス線DBX/Zを駆動する。より具体的に
は、図4中で示すデータバス線DBZをHレベルからL
レベルに駆動する。そして、データバスアンプDBAM
Pの読み出しアンプ30が活性化され、データバス線D
BX/Zの電位差が検出され、メインデータバス線MD
BX/Zが更に駆動される。この時、センスアンプSA
の活性化信号LEXの活性化が解除されても、Hレベル
クランプ状態のデータバス線をLレベル側に駆動するセ
ンスアンプNSAの活性化状態は解除されないので、読
み出し動作時のセンスアンプSAによるデータバス線の
駆動動作に何らの支障も与えない。
す書き込みアンプ50が活性化される。今仮に、メイン
データバス線MDBXにLレベル、MDBZにHレベル
が供給されていたとすると、書き込みアンプ50によ
り、データバス線DBXがLレベルにDBZがHレベル
にそれぞれ駆動される。但し、その時、センスアンプS
AのHレベルに引き上げる側のセンスアンプPSAが非
活性状態にあるので、トランジスタP11は非導通状態
にあり、書き込みアンプ50のトランジスタN62とセ
ンスアンプSAのトランジスタP11との競合動作はな
い。その結果、データバス線DBXとビット線BLXの
Lレベルへの駆動は高速に行われる。そして、ビット線
BLXは急速にLレベルになり、トランジスタN12を
非導通状態にし、書き込みアンプ50のトランジスタP
59とセンスアンプSAのトランジスタN12との競合
動作も少なくなる。
性化信号LEX/Zは、再度活性化レベルに駆動され、
センスアンプSAによるメモリセルへの再書き込み動作
が確実に行われる。
レベルクランプの場合は、コラムゲートが開かれるタイ
ミングでセンスアンプSAのHレベル側の回路PASを
非活性化することで、読み出し動作に支障を与えること
なく、書き込み動作を高速化することができる。しか
も、読み出し時と書き込み時とでセンスアンプSAの制
御方法を異ならせる必要はないので、その制御回路15
はシンプルな構成となる。
Lレベルクランプ動作する場合のラッチイネーブル生成
回路を示す回路図である。この回路におけるラッチイネ
ーブル信号の動作は、図6の破線にて示される。即ち、
クランプ回路20は、クランプ信号CLMPZが立ち上
がることにより、データバス線DBX/ZをLレベルに
駆動する。そして、ラッチイネーブル生成回路15は、
コラムゲート選択信号CLが立ち上がってコラムゲート
が開かれるタイミングで、活性化信号LEZをLレベル
の非活性化状態にし、センスアンプSAのLレベル側に
駆動する回路NSAの活性化状態を解除する。その結
果、トランジスタN12の導通状態はなくなり、書き込
みアンプ50のトランジスタP59とトランジスタN1
2との競合動作はなくなる。それ以外の動作は、図5、
6にて説明したのと同じである。
ランプレベルに応じて、センスアンプSAのHレベル駆
動側の回路又はLレベル駆動側の回路の活性化状態を一
時的に解除することで、読み出し動作に支障を与えるこ
となく、書き込み動作を高速化し、書き込み動作時のト
ランジスタ同士の競合動作による無駄な貫通電流を減ら
すことができる。
例では、コラムゲートが開かれるタイミングに同期し
て、センスアンプSAの一方の活性化信号(ラッチイネ
ーブル信号)LEX/Zを非活性のレベルに駆動した。
しかしながら、ラッチイネーブル信号生成回路16は、
複数のセンスアンプSAに接続される活性化信号LEX
/Zを駆動する必要がある。従って、活性化信号線の容
量負荷が大きいと高速に駆動することが困難になる。一
方で、センスアンプSAの活性化信号の駆動は、コラム
ゲートが開かれるビット線に接続されるセンスアンプS
Aに対して行えば良く、無関係のセンスアンプSAの活
性化信号の駆動は、消費電流の無駄である。そこで、第
2の実施の形態例では、一時的に非活性化されるセンス
アンプSAの活性化信号をセグメント毎に分割し、各セ
グメント毎にその活性化信号を駆動するラッチイネーブ
ルデコーダ回路を設ける。
である。この例では、メモリセル領域MCRを左右のセ
グメントSEG0,SEG1に分割し、それぞれにセン
スアンプSAの活性化信号を駆動するラッチイネーブル
デコーダ17を設ける。ラッチイネーブル生成回路16
は、ワード線WLの立ち上がりから所定時間後のタイミ
ング信号TWLZによって制御され、センスアンプSA
の活性化信号LEX/Zを生成する。そして、コラムゲ
ートが開かれるタイミングで駆動される活性化信号は、
ラッチイネーブルデコーダ17によりセグメント毎に生
成される。
グメント毎に設けられ、そのセグメントに属するコラム
ゲートが選択される場合に活性化信号LEX/Zの一方
の駆動を許可するラッチイネーブルセット信号LESX
を生成する。図8の例では、セグメントSEG0,SE
G1に設けられたラッチイネーブルセット回路18に
は、同じコラム選択信号CA0Z〜CA3Zが与えられ
る。しかしながら、このコラム選択信号は、選択された
セグメントに対して与えられる信号セットにのみ選択状
態のレベルの信号を有する。そして、その制御は、図示
されないセグメント選択信号により行われる。従って、
例えばセグメントSEG0側のコラムゲートが選択され
る場合は、セグメントSEG0側の活性化信号ラッチイ
ネーブルセット回路18にだけ、Hレベルになるコラム
選択信号CA0Z〜CA3Zが与えられる。そして、セ
グメントSEG0側の活性化信号(ラッチイネーブル信
号)LEX/Zだけが駆動される。
データバスDBX/Zにそれぞれデータバスアンプ4が
接続される。また、図中下側のセンスアンプSA列は、
データバスアンプ4を介してメインデータバスMDB0
X/Zに接続され、上側のセンスアンプSA列は、デー
タバスアンプ4を介してメインデータバスMDB1X/
Zに接続される。また、コラムデコーダ・ドライバ回路
3は、コラムゲート選択信号を上側と下側のセンスアン
プSAに同時に与える。従って、上下のセンスアンプS
A列からそれぞれ1個のセンスアンプSAがデータバス
線のデータバスアンプに接続される。
チイネーブルセット回路及びラッチイネーブルデコーダ
回路の構成を示す図である。この例は、データバス線に
Hレベルクランプ回路が設けられる場合の例である。タ
イミング信号TWLZが供給されるラッチイネーブル生
成回路16は、2つのインバータ70,71により活性
化信号LEZを生成する。また、ラッチイネーブルセッ
ト回路18は、NORゲート72,73とNANDゲー
ト74及びインバータ75により構成され、コラム選択
信号CA0Z〜CA3ZのいずれかがHレベルになる時
に、ラッチイネーブルセット信号LESXを駆動する。
その信号に応答して、ラッチイネーブルデコーダ17
は、NANDゲート76により、活性化信号LEXを一
時的に非活性状態(Hレベル)に駆動する。
ッチイネーブルセット回路及びラッチイネーブルデコー
ダ回路の他の構成を示す図である。この例は、データバ
ス線にLレベルクランプ回路が設けられる場合の例であ
る。タイミング信号TWLZが供給されるラッチイネー
ブル生成回路16は、インバータ70により活性化信号
LEXを駆動する。また、ラッチイネーブルセット回路
18は、NORゲート72,73とNANDゲート74
により構成され、コラム選択信号CA0Z〜CA3Zの
いずれかがHレベルになる時に、ラッチイネーブルセッ
ト信号LESZを生成する。その信号に応答して、ラッ
チイネーブルデコーダ17は、NANDゲート76によ
り、活性化信号LEZを一時的に非活性状態(Lレベ
ル)に駆動する。
ンプSAの一方の活性化信号を、セグメント毎にコラム
ゲートが開かれるタイミングで一次的に非活性化レベル
に駆動する。従って、必要なセグメントの活性化信号だ
けを駆動すればよく、また駆動負荷も少ない。よって、
消費電流が少なく、高速に駆動することができる。
の形態例では、コラム方向に分割されたセグメントに対
して、選択されたセグメント毎に活性化信号LEX/Z
の一方の駆動を行うラッチイネーブルデコーダLEDE
Cを設けた。一方、第3の実施の形態例では、ロー方向
に分割されたブロックに対して、それぞれラッチイネー
ブルデコーダLEDECを設ける。そして、ブロックデ
コーダにより選択されたブロックに対するコラムゲート
選択信号を利用して、ラッチイネーブルデコーダLED
ECが、選択されたブロックにおけるセンスアンプSA
の活性化信号LEX/Zの一方を非活性化状態に駆動す
る。
図である。この例では、メモリセル領域MCRは、左右
のセグメントSEG0,SEG1に分割され、更に、上
下のブロックBLK0,BLK1に分割される。この例
では、セグメント内の4つのビット線対は、それぞれ同
時に4つのデータバスDBX/Zに接続され、それぞれ
のデータバスDBX/Zは、データバスアンプ4を介し
て4対のメインデータバスMDBX/Zに接続される。
従って、4ビット出力の構成である。
ロックデコーダ80により選択される。ブロックデコー
ダ80は、ローアドレスから生成されるブロック選択信
号BLKEX0,1を供給され、ブロックコラムゲート
選択信号BCLX0,1を生成する。また、セグメント
SEG0,1は、メインコラムデコーダ82により選択
される。メインコラムデコーダ82は、コラム選択信号
CA0Z、CA1Zを供給され、メインコラムゲート選
択信号MCLX0,1を生成する。
ブロックコラムゲート選択信号BCLXとメインコラム
ゲート選択信号MCLXを供給され、選択されたブロッ
ク内の選択されたセグメント内の4つのビット線対に対
して、サブコラム選択信号SCLZ00〜SCLZ11
を生成する。
デコーダBDECとメインコラムデコーダ82及びサブ
コラムデコーダ84により生成されるサブコラムゲート
選択信号SCLZを利用して、必要なセンスアンプSA
への活性化信号LEX/Zの一方を一時的に非活性化レ
ベルに駆動することにある。その為に、サブコラムゲー
ト選択信号SCLZを利用して、ラッチイネーブル生成
回路16により生成される活性化信号LEX/Zを一時
的に非活性状態に駆動する。従って、図11の例では、
4分の1のセルアレイのビット線対に接続されたセンス
アンプSAに対して、その活性化信号LEX/Zの一方
がコラムゲートが開かれるタイミングで一時的に非活性
化される。
ロックデコーダなどの構成例を示す回路図である。図1
2の例は、データバス内のクランプ回路がデータバスを
Hレベルクランプする場合の例であり、センスアンプS
Aの活性化信号のうち、Hレベルに引き上げる回路PS
Aを活性化する信号LEXを一時的に非活性状態に駆動
する。
ータ90,91で構成され、タイミング信号TWLZを
供給され、活性化信号LEZを生成する。ブロックデコ
ーダ回路80は、インバータ92,93で構成され、ブ
ロック選択信号BLK0Xを供給され、ブロックコラム
ゲート選択信号BCLX0を生成する。
ータ94で構成され、コラム選択信号CA0Zを供給さ
れて、メインコラムゲート選択信号MCLX0を生成す
る。サブコラムデコーダ回路84は、NORゲート95
で構成され、ブロックコラムゲート選択信号BCLX0
とメインコラムゲート選択信号MCLX0を供給され、
両信号が選択状態のLレベルの時にHレベルとなるサブ
コラムゲート選択信号SCLZ00を生成する。更に、
ラッチイネーブルデコーダ回路17は、インバータ96
とNANDゲート97で構成され、活性化信号LEZと
サブコラムゲート選択信号SCLZ00を供給されて、
活性化信号LEXを、コラムゲートが開くタイミングで
一時的に非活性状態のHレベルに駆動する。
ロックデコーダなどの他の構成例を示す回路図である。
図13の例は、データバス内のクランプ回路がデータバ
スをLレベルクランプの場合の例であり、センスアンプ
SAの活性化信号のうち、Lレベルに引き下げる回路N
SAを活性化する信号LEZを一時的に非活性状態に駆
動する例である。
ータ90で構成され、タイミング信号TWLZを供給さ
れ、活性化信号LEXを生成する。ブロックデコーダ回
路80、メインコラムデコーダ回路82、及びサブコラ
ムデコーダ回路84は、図12の例と同じである。更
に、ラッチイネーブルデコーダ回路17は、NORゲー
ト98で構成され、活性化信号LEXとサブコラムゲー
ト選択信号SCLZ00を供給されて、活性化信号LE
Zを、コラムゲートが開くタイミングで一時的に非活性
状態のLレベルに駆動する。
ット線対に接続されたセンスアンプSAが、ビット線を
Hレベルに引き上げるセンスアンプPSAとビット線を
Lレベルに引き下げるセンスアンプNSAで構成される
場合、コラムゲートが開くタイミングでいずれか一方の
センスアンプPSA、NSAを非活性化することで、読
み出し動作に支障を与えることなく、書き込み動作を高
速化することできる。従って、読み出し時と書き込み時
とでセンスアンプSAを同様に制御し、且つ書き込み速
度を上げることができる。
為に、活性化信号が一時的に非活性状態に駆動される。
そして、この活性化信号の駆動は、メモリセル領域をコ
ラム方向に分割したセグメント毎に行われる。或いは、
活性化信号の駆動は、メモリセル領域をロー方向に分割
したブロック毎に行われる。従って、必要なセンスアン
プ活性化信号の非活性状態への駆動を行うことで、より
高速駆動を可能にし、且つ無駄な消費電流を防止するこ
とができる。
構成図である。
る。
しアンプ及び書き込みアンプの例を示す詳細回路図であ
る。
プとを示す回路図である。
ンプ動作する場合のラッチイネーブル生成回路を示す回
路図である。
セット回路及びラッチイネーブルデコーダ回路の構成を
示す図である。
ルセット回路及びラッチイネーブルデコーダ回路の別の
構成を示す図である。
ダなどの構成例を示す回路図である。
ダなどの他の構成例を示す回路図である。
ル信号生成回路)
Claims (7)
- 【請求項1】半導体記憶装置において、 複数のビット線対と、 前記ビット線対に交差する複数のワード線と、 前記ビット線対とワード線との交差位置に配置される複
数のメモリセルと、 前記ビット線対に接続され、一方のビット線を第1のレ
ベルに駆動する第1のセンスアンプ回路部と、前記他方
のビット線を前記第1のレベルより高い第2のレベルに
駆動する第2のセンスアンプ回路部とを有するセンスア
ンプと、 前記ビット線対のそれぞれ設けられたコラムゲートと、 前記コラムゲートを介していずれかの前記ビット線対に
接続されるデータバス線対と、 前記データバス線対に接続され、前記データバス線対の
レベルを検出する読み出しアンプと、前記データバス線
対を駆動する書き込みアンプとを有するデータバスアン
プと、 前記コラムゲートが開かれるタイミングで、前記センス
アンプの第1または第2のセンスアンプ回路部のいずれ
か一方を非活性化するセンスアンプ制御回路とを有する
ことを特徴とする半導体記憶装置。 - 【請求項2】請求項1において、 前記センスアンプ制御回路は、前記第1及び第2のセン
スアンプ回路部をそれぞれ活性化する第1及び第2の活
性化信号を前記センスアンプに供給し、前記コラムゲー
トが開かれるタイミングで前記第1または第2の活性化
信号の一方を非活性レベルに駆動することを特徴とする
半導体記憶装置。 - 【請求項3】請求項1または2において、 更に、前記データバス線対に接続され、前記コラムゲー
トが開かれる期間以外の時に前記データバス線対をHレ
ベルに駆動するクランプ回路を有し、 前記センスアンプ制御回路は、前記コラムゲートが開か
れるタイミングで、前記第2のセンスアンプ回路部を非
活性化することを特徴とする半導体記憶装置。 - 【請求項4】請求項1または2において、 更に、前記データバス線対に接続され、前記コラムゲー
トが開かれる期間以外の時に前記データバス線対をLレ
ベルに駆動するクランプ回路を有し、 前記センスアンプ制御回路は、前記コラムゲートが開か
れるタイミングで、前記第1のセンスアンプ回路部を非
活性化することを特徴とする半導体記憶装置。 - 【請求項5】請求項1または2において、 前記センスアンプ制御回路は、前記第1及び第2のセン
スアンプ回路部を活性化した後に、前記コラムゲートが
開かれるタイミングで、前記センスアンプの第1または
第2のセンスアンプ回路部のいずれか一方を非活性化
し、その後当該非活性化された第1または第2のセンス
アンプ回路部のいずれか一方を活性化状態にすることを
特徴とする半導体記憶装置。 - 【請求項6】半導体記憶装置において、 複数のビット線対と、 前記ビット線対に交差する複数のワード線と、 前記ビット線対とワード線との交差位置に配置される複
数のメモリセルと、 前記ビット線対に接続され、一方のビット線を第1のレ
ベルに駆動する第1のセンスアンプ回路部と、前記他方
のビット線を前記第1のレベルより高い第2のレベルに
駆動する第2のセンスアンプ回路部とを有するセンスア
ンプと、 前記ビット線対のそれぞれ設けられたコラムゲートと、 前記コラムゲートを介していずれかの前記ビット線対に
接続されるデータバス線対と、 前記データバス線対に接続され、前記データバス線対の
レベルを検出する読み出しアンプと、前記データバス線
対を駆動する書き込みアンプとを有するデータバスアン
プと、 前記第1及び第2のセンスアンプ回路部をそれぞれ活性
化する第1及び第2の活性化信号を前記センスアンプに
供給し、前記コラムゲートが開かれるタイミングで前記
第1または第2の活性化信号の一方を非活性レベルに駆
動するセンスアンプ制御回路とを有し、 更に、前記第1または第2の活性化信号の一方の非活性
レベルへの駆動が、所定数のセンスアンプを有する様に
ワード線方向に分割されたセグメント毎に行われること
を特徴とする半導体記憶装置。 - 【請求項7】半導体記憶装置において、 複数のビット線対と、前記ビット線対に交差する複数の
ワード線と、前記ビット線対とワード線との交差位置に
配置される複数のメモリセルと、前記ビット線対に接続
され一方のビット線を第1のレベルに駆動する第1のセ
ンスアンプ回路部及び前記他方のビット線を前記第1の
レベルより高い第2のレベルに駆動する第2のセンスア
ンプ回路部とを有するセンスアンプと、前記ビット線対
のそれぞれ設けられたコラムゲートとを有する複数のメ
モリブロックと、 前記コラムゲートを介していずれかの前記ビット線対の
接続されるデータバス線対と、 前記データバス線対に接続され、前記データバス線対の
レベルを検出する読み出しアンプと、前記データバス線
対を駆動する書き込みアンプとを有するデータバスアン
プと、 前記第1及び第2のセンスアンプ回路部をそれぞれ活性
化する第1及び第2の活性化信号を前記センスアンプに
供給し、前記コラムゲートが開かれるタイミングで前記
第1または第2の活性化信号の一方を非活性レベルに駆
動するセンスアンプ制御回路とを有し、 更に、前記センスアンプ制御回路は、前記第1または第
2の活性化信号の一方の非活性レベルへの駆動を、選択
された前記メモリブロックに対して行うことを特徴とす
る半導体記憶装置。
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