JPH11213669A - Sense circuit and semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Sense circuit and semiconductor integrated circuit device

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JPH11213669A
JPH11213669A JP10301986A JP30198698A JPH11213669A JP H11213669 A JPH11213669 A JP H11213669A JP 10301986 A JP10301986 A JP 10301986A JP 30198698 A JP30198698 A JP 30198698A JP H11213669 A JPH11213669 A JP H11213669A
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JP
Japan
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mosfet
circuit
signal
supplied
output
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Application number
JP10301986A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshitaka Kinoshita
嘉隆 木下
Kenji Nishimoto
賢二 西本
Morihiko Mori
守彦 毛利
Hiromasa Noda
浩正 野田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a sense circuit for achieving quick operation with high sensitivity by outputting an output signal from at least one of a pair of input and output where a pair of the drain outputs of a differential MOSFET and a CMOS latch circuit are crossed and connected. SOLUTION: The sources of N channel type MOSFETs N1 and N2 of first and second CMOS inverter circuits are connected in common. Then, an N channel type MOSFEF N3 is provided between the source and an earthing potential VSS, where the MOSFET N3 receives an operation timing signal MA1 and forms an operating current in the first and second CMOS inverter circuits. The operation timing signal MA1 is generated before an equalizing signal EQ#, thus performing quick operation. When the equalizing signal EQ# is returned to a high level and the operation timing signal MA1 is generated after the termination timing of equalizing operation, the start timing of sense amplification operation is delayed by that amount.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、センス回路及び
半導体集積回路装置に関し、例えばRAM(ランダム・
アクセス・メモリ)のようにカラム選択回路を通してメ
モリセルから読み出された小振幅の入力信号を増幅する
センス(メインアンプ)回路に利用して有効な技術に関
するものである。
The present invention relates to a sense circuit and a semiconductor integrated circuit device, for example, a random access memory (RAM).
The present invention relates to a technology effective when applied to a sense (main amplifier) circuit that amplifies a small-amplitude input signal read from a memory cell through a column selection circuit like an access memory.

【0002】[0002]

【従来の技術】64Mビットや256Mビットのような
大記憶容量化に図ったダイナミック型RAMに関して
は、日経マグロウヒル社1995年7月31日発行「日
経エレクトロニクス」No.641、pp.99-214 がある。
2. Description of the Related Art A dynamic RAM having a large storage capacity such as 64 Mbits or 256 Mbits is disclosed in "Nikkei Electronics" No. 641, pp. 99-214, published on July 31, 1995 by Nikkei McGraw-Hill. is there.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】低電力化、雑音低減と
高速化等のためにダイナミック型RAMでも外部端子か
ら供給された電源電圧を降圧した内部降圧電圧を形成
し、かかる降圧電圧によりメモリセルの書き込み/読み
出しを行うようにするものである。これに対して、外部
端子から出力させる出力信号は上記電源電圧に対応した
大きな信号振幅とする必要がある。この場合、アドレス
選択回路を通してメモリセルから読み出された信号振幅
は、上記降圧電圧を基準にした微小電圧となっており、
それを上記電源電圧に対応した信号振幅に増幅させるセ
ンス回路(メインアンプ)においては、高感度で高速動
作を行うことが必要とされるものである。
In order to reduce power consumption, reduce noise, increase speed, and the like, a dynamic RAM also forms an internal step-down voltage obtained by stepping down a power supply voltage supplied from an external terminal. Is written / read. On the other hand, the output signal output from the external terminal needs to have a large signal amplitude corresponding to the power supply voltage. In this case, the signal amplitude read from the memory cell through the address selection circuit is a minute voltage based on the step-down voltage,
In a sense circuit (main amplifier) for amplifying the signal amplitude to a signal amplitude corresponding to the power supply voltage, high-speed operation with high sensitivity is required.

【0004】本願発明者等においては、この発明に先立
って上記のようなセンス回路として、図22に示すよう
なクロスカップル型センス回路、図23に示すようなラ
ッチ型センス回路を用いることを検討した。図22のよ
うなクロスカップル型センス回路では、前記のような降
圧された動作電圧で形成された入力信号をNチャンネル
型の差動MOSFETのゲートで受け、かつクロスカッ
プルされたPチャンネル型MOSFETでの増幅作用の
ためにセンス動作が遅くなるという問題があることが判
った。例えば、シンクロナスDRAMでは、センス回路
を数ナノ秒程度の短いパルスで動作させることが要求さ
れるために、上記のようなクロスカップル型センス回路
では、増幅動作スピードの点で上記短いパルスに対応で
きない。
Prior to the present invention, the inventors of the present invention have studied the use of a cross-coupled sense circuit as shown in FIG. 22 and a latched sense circuit as shown in FIG. did. In a cross-coupled sense circuit as shown in FIG. 22, an input signal formed at the stepped-down operating voltage as described above is received by the gate of an N-channel type differential MOSFET, and the cross-coupled P-channel type MOSFET is used. It has been found that there is a problem that the sense operation is delayed due to the amplifying action. For example, in a synchronous DRAM, it is required to operate a sense circuit with a short pulse of about several nanoseconds. Therefore, the above-described cross-coupled sense circuit corresponds to the short pulse in terms of amplifying operation speed. Can not.

【0005】図23のようなラッチ型センス回路では、
入力信号VIN,VINBのレベル降圧電圧VDLレベ
ルに対応した電位であるのに対して、出力端子OUT,
OUTBが外部電源電圧VCC又はVDDといったよう
に上記降圧電圧VDLに対して高い電圧とされる。この
ようにVCC>VDLの関係にあるとき、上記のような
入力と出力とが交差接続された形態のラッチ型センス回
路では、センス回路の電源電圧VCCから入力信号側に
電流が逆流して、入力ノードの電位を内部降圧電圧VD
L以上に上昇させ、短いプリチャージ期間内に入力ノー
ドのイコライズ動作が完了しない等の回路誤動作ポテン
シャルが高くなってしまう。また、上記クロスカップル
型センス回路のようなゲート入力タイプに比べ、入力容
量が大きくなるためにセンス回路に入力される入力信号
の電位差(信号量)の確保が難しくなるという問題を有
する。
In a latch type sense circuit as shown in FIG.
In contrast to the potential corresponding to the level reduced voltage VDL level of the input signals VIN, VINB, the output terminals OUT,
OUTB is a voltage higher than the step-down voltage VDL, such as the external power supply voltage VCC or VDD. When the relationship of VCC> VDDL is satisfied in this manner, in the latch-type sense circuit in which the input and the output are cross-connected as described above, the current flows backward from the power supply voltage VCC of the sense circuit to the input signal side, The potential of the input node is set to the internal step-down voltage VD
L, the circuit malfunction potential increases, for example, the equalizing operation of the input node is not completed within a short precharge period. In addition, there is a problem that it is difficult to secure a potential difference (signal amount) of an input signal input to the sense circuit because the input capacitance is larger than that of a gate input type such as the cross-coupled sense circuit.

【0006】この発明の目的は、高感度で高速動作を実
現したセンス回路及びそれを搭載した半導体集積回路装
置を提供することにある。この発明の他の目的は、上記
高感度と高速動作及び低消費電力化を実現したセンス回
路及びそれを搭載した半導体集積回路装置を提供するこ
とにある。この発明の更に他の目的は、上記高感度で高
速なとレベル変換動作と低消費電力化を実現したセンス
回路及びそれを搭載した半導体集積回路装置を提供する
ことにある。この発明の前記ならびにそのほかの目的と
新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明ら
かになるであろう。
An object of the present invention is to provide a sense circuit which realizes high-speed operation with high sensitivity and a semiconductor integrated circuit device having the same. Another object of the present invention is to provide a sense circuit realizing the above-described high sensitivity, high-speed operation, and low power consumption, and a semiconductor integrated circuit device having the same. Still another object of the present invention is to provide a sense circuit which realizes the above-described high-sensitivity, high-speed, level conversion operation and low power consumption, and a semiconductor integrated circuit device having the same. The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、入力信号を受ける差動MO
SFETの共通ソース側に動作タイミング信号を受けて
動作電流を流す第1のMOSFETを設け、上記差動M
OSFETのドレイン出力を受け、入力と出力とが交差
接続されてなるCMOSラッチ回路を設け、このCMO
Sラッチ回路に動作タイミング信号を受けて動作電流を
流す第2のMOSFETを設け、上記差動MOSFET
の一対のドレイン出力及びCMOSラッチ回路の交差接
続された一対の入出力のうち少なくとも一方から出力信
号を出力させる。
The following is a brief description of an outline of a typical invention among the inventions disclosed in the present application. That is, the differential MO receiving the input signal
A first MOSFET for receiving an operation timing signal and flowing an operation current is provided on the common source side of the SFET.
A CMOS latch circuit is provided which receives the drain output of the OSFET and has an input and an output cross-connected to each other.
A second MOSFET for receiving an operation timing signal and supplying an operation current to the S latch circuit;
An output signal is output from at least one of the pair of drain outputs and the pair of cross-connected inputs and outputs of the CMOS latch circuit.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】図1には、この発明が適用される
シンクロナスDRAM(以下、単にSDRAMという)
の一実施例の全体ブロック図が示されている。同図に示
されたSDRAMは、特に制限されないが、公知の半導
体集積回路の製造技術によって単結晶シリコンのような
1つの半導体基板上に形成される。
FIG. 1 shows a synchronous DRAM (hereinafter simply referred to as an SDRAM) to which the present invention is applied.
1 is an overall block diagram of one embodiment. Although not particularly limited, the SDRAM shown in FIG. 1 is formed on one semiconductor substrate such as single crystal silicon by a known semiconductor integrated circuit manufacturing technique.

【0009】この実施例のSDRAMは、メモリバンク
0を構成するメモリアレイ200Aと、メモリバンク1
を構成するメモリアレイ200Bを備える。それぞれの
メモリアレイ200Aと200Bは、マトリクス配置さ
れたダイナミック型メモリセルを備え、図に従えば同一
列に配置されたメモリセルの選択端子は列毎のワード線
(図示せず)に結合され、同一行に配置されたメモリセ
ルのデータ入出力端子は行毎に相補データ線(図示せ
ず)に結合される。
The SDRAM of this embodiment has a memory array 200A forming memory bank 0 and a memory bank 1
Is provided. Each of the memory arrays 200A and 200B includes dynamic memory cells arranged in a matrix. According to the figure, the selection terminals of the memory cells arranged in the same column are coupled to a word line (not shown) for each column. The data input / output terminals of the memory cells arranged in the same row are connected to complementary data lines (not shown) for each row.

【0010】上記メモリアレイ200Aの図示しないワ
ード線は行(ロウ)デコーダ201Aによるロウアドレ
ス信号のデコード結果に従って1本が選択レベルに駆動
される。メモリアレイ200Aの図示しない相補データ
線はセンスアンプ及びカラム選択回路を含むI/O線2
02Aに結合される。センスアンプ及びカラム選択回路
を含むI/O線202Aにおけるセンスアンプは、メモ
リセルからのデータ読出しによって夫々の相補データ線
に現れる微小電位差を検出して増幅する増幅回路であ
る。それにおけるカラムスイッチ回路は、相補データ線
を各別に選択して相補I/O線に導通させるためのスイ
ッチ回路である。カラムスイッチ回路はカラムデコーダ
203Aによるカラムアドレス信号のデコード結果に従
って選択動作される。
One word line (not shown) of the memory array 200A is driven to a selected level in accordance with the result of decoding a row address signal by a row (row) decoder 201A. A complementary data line (not shown) of the memory array 200A is an I / O line 2 including a sense amplifier and a column selection circuit.
02A. The sense amplifier in the I / O line 202A including the sense amplifier and the column selection circuit is an amplification circuit that detects and amplifies a minute potential difference appearing on each complementary data line by reading data from a memory cell. The column switch circuit in this case is a switch circuit for selecting complementary data lines individually and conducting to the complementary I / O lines. The column switch circuit is selectively operated according to the result of decoding the column address signal by the column decoder 203A.

【0011】メモリアレイ200B側にも同様にロウデ
コーダ201B,センスアンプ及びカラム選択回路を含
むI/O線202B,カラムデコーダ203Bが設けら
れる。上記相補I/O線はライトバッファ214A,B
の出力端子及びメインアンプ212A,Bの入力端子に
接続される。上記メインアンプ(又はセンス回路)21
2A,Bの出力信号は、特に制限されないが、ラッチ/
レジスタ213の入力端子に伝えられ、このラッチ/レ
ジスタ213の出力信号は、出力バッファ211を介し
て外部端子から出力される。また、外部端子から入力さ
れた書き込み信号は、入力バッファ210を介して上記
ライトバッファ214A,Bの入力端子に伝えられる。
上記外部端子は、特に制限されないが、16ビットから
なるデータD0−D15を出力するデータ入出力端子と
される。
Similarly, a row decoder 201B, an I / O line 202B including a sense amplifier and a column selection circuit, and a column decoder 203B are provided on the memory array 200B side. The complementary I / O lines are write buffers 214A and 214B.
And the input terminals of the main amplifiers 212A and 212B. The main amplifier (or sense circuit) 21
Although the output signals of 2A and 2B are not particularly limited,
The signal is transmitted to the input terminal of the register 213, and the output signal of the latch / register 213 is output from an external terminal via the output buffer 211. The write signal input from the external terminal is transmitted to the input terminals of the write buffers 214A and 214B via the input buffer 210.
The external terminal is a data input / output terminal for outputting data D0 to D15 of 16 bits, although not particularly limited.

【0012】アドレス入力端子から供給されるアドレス
信号A0〜A9はカラムアドレスバッファ205とロウ
アドレスバッファ206にアドレスマルチプレクス形式
で取り込まれる。供給されたアドレス信号はそれぞれの
バッファが保持する。ロウアドレスバッファ206はリ
フレッシュ動作モードにおいてはリフレッシュカウンタ
208から出力されるリフレッシュアドレス信号をロウ
アドレス信号として取り込む。カラムアドレスバッファ
205の出力はカラムアドレスカウンタ207のプリセ
ットデータとして供給され、列(カラム)アドレスカウ
ンタ207は後述のコマンドなどで指定される動作モー
ドに応じて、上記プリセットデータとしてのカラムアド
レス信号、又はそのカラムアドレス信号を順次インクリ
メントした値を、カラムデコーダ203A,203Bに
向けて出力する。
Address signals A0 to A9 supplied from the address input terminals are taken into a column address buffer 205 and a row address buffer 206 in an address multiplex format. The supplied address signal is held in each buffer. The row address buffer 206 takes in the refresh address signal output from the refresh counter 208 as a row address signal in the refresh operation mode. The output of the column address buffer 205 is supplied as preset data of a column address counter 207, and the column (column) address counter 207 outputs a column address signal as the preset data or a column address signal according to an operation mode specified by a command described later. A value obtained by sequentially incrementing the column address signal is output to the column decoders 203A and 203B.

【0013】同図において点線で示したコントローラ2
09は、特に制限されないが、クロック信号CLK、ク
ロックイネーブル信号CKE、チップセレクト信号/C
S、カラムアドレスストローブ信号/CAS(記号/は
これが付された信号がロウイネーブルの信号であること
を意味する)、ロウアドレスストローブ信号/RAS、
及びライトイネーブル信号/WEなどの外部制御信号
と、アドレス入力端子A0〜A9からの制御データとが
供給され、それらの信号のレベルの変化やタイミングな
どに基づいてSDRAMの動作モード及び上記回路ブロ
ックの動作を制御するための内部タイミング信号を形成
するもので、モードレジスタ10、コマンドデコーダ2
0、タイミング発生回路30、クロックバッファ40及
び特に制限されないが、同期クロック発生回路50を備
える。
A controller 2 shown by a dotted line in FIG.
09 is, although not particularly limited, a clock signal CLK, a clock enable signal CKE, and a chip select signal / C.
S, a column address strobe signal / CAS (symbol / means that a signal added thereto is a row enable signal), a row address strobe signal / RAS,
An external control signal such as a write enable signal / WE and control data from address input terminals A0 to A9 are supplied, and the operation mode of the SDRAM and the circuit block The mode register 10 and the command decoder 2 form an internal timing signal for controlling the operation.
0, a timing generation circuit 30, a clock buffer 40, and, although not particularly limited, a synchronous clock generation circuit 50.

【0014】クロック信号CLKは、前記のようにクロ
ックバッファ40を介して同期クロック発生回路に入力
され、ここで形成された内部クロックとの同期がとられ
る。この内部クロックは、特に制限されないが、出力バ
ッファ211を活性化させるタイミング信号int.CLK
として用いられ、他の回路には上記クロックバッファを
通した信号がそのまま伝えられる。その他の外部入力信
号は当該内部クロック信号の立ち上がりエッジに同期し
て有意とされる。
The clock signal CLK is input to the synchronous clock generation circuit via the clock buffer 40 as described above, and is synchronized with the internal clock formed here. Although the internal clock is not particularly limited, a timing signal int.CLK for activating the output buffer 211 is used.
The signal passed through the clock buffer is directly transmitted to other circuits. Other external input signals are made significant in synchronization with the rising edge of the internal clock signal.

【0015】チップセレクト信号/CSはそのロウレベ
ルによってコマンド入力サイクルの開始を指示する。チ
ップセレクト信号/CSがハイレベルのとき(チップ非
選択状態)やその他の入力は意味を持たない。但し、後
述するメモリバンクの選択状態やバースト動作などの内
部動作はチップ非選択状態への変化によって影響されな
い。/RAS,/CAS,/WEの各信号は通常のDR
AMにおける対応信号とは機能が相違し、後述するコマ
ンドサイクルを定義するときに有意の信号とされる。
The chip select signal / CS indicates the start of a command input cycle by its low level. When the chip select signal / CS is at a high level (chip is not selected) and other inputs have no meaning. However, internal operations such as a memory bank selection state and a burst operation, which will be described later, are not affected by the change to the chip non-selection state. / RAS, / CAS and / WE signals are normal DR
The function is different from that of the corresponding signal in AM, and is a significant signal when defining a command cycle described later.

【0016】クロックイネーブル信号CKEは次のクロ
ック信号の有効性を指示する信号であり、当該信号CK
Eがハイレベルであれば次のクロック信号CLKの立ち
上がりエッジが有効とされ、ロウレベルのときには無効
とされる。なお、図示しないがリードモードにおいて、
出力バッファ211に対するアウトプットイネーブルの
制御を行う外部制御信号/OEを設けた場合には、かか
る信号/OEもコントローラ209に供給され、その信
号が例えばハイレベルのときには出力バッファ211は
高出力インピーダンス状態にされる。
The clock enable signal CKE is a signal indicating the validity of the next clock signal.
If E is at the high level, the next rising edge of the clock signal CLK is valid, and if it is at the low level, it is invalid. Although not shown, in the read mode,
When an external control signal / OE for controlling output enable for the output buffer 211 is provided, the signal / OE is also supplied to the controller 209. When the signal is at a high level, for example, the output buffer 211 is in a high output impedance state. To be.

【0017】上記ロウアドレス信号は、クロック信号C
LK(内部クロック信号)の立ち上がりエッジに同期す
る後述のロウアドレスストローブ・バンクアクティブコ
マンドサイクルにおけるA0〜A8のレベルによって定
義される。
The row address signal is a clock signal C
It is defined by the levels of A0 to A8 in a later-described row address strobe / bank active command cycle synchronized with the rising edge of LK (internal clock signal).

【0018】アドレス信号A9は、上記ロウアドレスス
トローブ・バンクアクティブコマンドサイクルにおいて
バンク選択信号とみなされる。即ち、A9の入力がロウ
レベルの時はメモリバンク0が選択され、ハイレベルの
時はメモリバンク1が選択される。メモリバンクの選択
制御は、特に制限されないが、選択メモリバンク側のロ
ウデコーダのみの活性化、非選択メモリバンク側のカラ
ムスイッチ回路の全非選択、選択メモリバンク側のみの
入力バッファ210及び出力バッファ211への接続な
どの処理によって行うことができる。
The address signal A9 is regarded as a bank selection signal in the row address strobe / bank active command cycle. That is, when the input of A9 is at low level, memory bank 0 is selected, and when it is at high level, memory bank 1 is selected. The selection control of the memory bank is not particularly limited, but only the row decoder of the selected memory bank is activated, all the column switch circuits of the unselected memory bank are not selected, the input buffer 210 and the output buffer of the selected memory bank only. It can be performed by processing such as connection to 211.

【0019】後述のプリチャージコマンドサイクルにお
けるアドレス信号A8は、相補データ線などに対するプ
リチャージ動作の態様を指示し、そのハイレベルはプリ
チャージの対象が双方のメモリバンクであることを指示
し、そのロウレベルは、アドレス信号A9で指示されて
いる一方のメモリバンクがプリチャージの対象であるこ
とを指示する。
An address signal A8 in a precharge command cycle to be described later indicates a mode of a precharge operation for a complementary data line or the like, and its high level indicates that both memory banks are to be precharged. The low level indicates that one of the memory banks indicated by the address signal A9 is to be precharged.

【0020】上記カラムアドレス信号は、クロック信号
CLK(内部クロック)の立ち上がりエッジに同期する
リード又はライトコマンド(後述のカラムアドレス・リ
ードコマンド、カラムアドレス・ライトコマンド)サイ
クルにおけるA0〜A7のレベルによって定義される。
そして、この様にして定義されたカラムアドレスはバー
ストアクセスのスタートアドレスとされる。
The column address signal is defined by the levels of A0 to A7 in a read or write command (to be described later, a column address read command, a column address write command) cycle synchronized with the rising edge of the clock signal CLK (internal clock). Is done.
The column address defined in this way is used as a start address for burst access.

【0021】次に、コマンドによって指示されるSDR
AMの主な動作モードを説明する。 (1)モードレジスタセットコマンド(Mo) 上記モードレジスタ30をセットするためのコマンドで
あり、/CS,/RAS,/CAS,/WE=ロウレベ
ルによって当該コマンド指定され、セットすべきデータ
(レジスタセットデータ)はA0〜A9を介して与えら
れる。レジスタセットデータは、特に制限されないが、
バーストレングス、CASレイテンシイ、ライトモード
などとされる。特に制限されないが、設定可能なバース
トレングスは、1,2,4,8,フルページとされ、設
定可能なCASレイテンシイは1,2,3とされ、設定
可能なライトモードは、バーストライトとシングルライ
トとされる。
Next, the SDR specified by the command
The main operation mode of the AM will be described. (1) Mode register set command (Mo) This command is for setting the mode register 30. The command is specified by / CS, / RAS, / CAS, / WE = low level, and the data to be set (register set data ) Are given via A0-A9. Although the register set data is not particularly limited,
Burst length, CAS latency, write mode, and the like are set. Although not particularly limited, the settable burst length is 1, 2, 4, 8, and full page, the settable CAS latency is 1, 2, 3, and the settable write modes are burst write and Single light.

【0022】上記CASレイテンシイは、後述のカラム
アドレス・リードコマンドによって指示されるリード動
作において/CASの立ち下がりから出力バッファ21
1の出力動作までに内部クロック信号の何サイクル分を
費やすかを指示するものである。読出しデータが確定す
るまでにはデータ読出しのための内部動作時間が必要と
され、それを内部クロック信号の使用周波数に応じて設
定するためのものである。換言すれば、周波数の高い内
部クロック信号を用いる場合にはCASレイテンシイを
相対的に大きな値に設定し、周波数の低い内部クロック
信号を用いる場合にはCASレイテンシイを相対的に小
さな値に設定する。
In the read operation specified by a column address read command, which will be described later, the above CAS latency is caused by the output buffer 21 from the fall of / CAS.
This indicates how many cycles of the internal clock signal are to be consumed before the output operation of 1. Until the read data is determined, an internal operation time for data read is required, and this is set in accordance with the operating frequency of the internal clock signal. In other words, when using a high-frequency internal clock signal, set the CAS latency to a relatively large value, and when using a low-frequency internal clock signal, set the CAS latency to a relatively small value. I do.

【0023】(2)ロウアドレスストローブ・バンクア
クティブコマンド(Ac) これは、ロウアドレスストローブの指示とA9によるメ
モリバンクの選択を有効にするコマンドであり、/C
S,/RAS=ロウレベル、/CAS,/WE=ハイレ
ベルによって指示され、このときA0〜A8に供給され
るアドレスがロウアドレス信号として、A9に供給され
る信号がメモリバンクの選択信号として取り込まれる。
取り込み動作は上述のように内部クロック信号の立ち上
がりエッジに同期して行われる。例えば、当該コマンド
が指定されると、それによって指定されるメモリバンク
におけるワード線が選択され、当該ワード線に接続され
たメモリセルがそれぞれ対応する相補データ線に導通さ
れる。ここで、同期とは厳密な意味での位相の合致を意
味するものではなく、多少の位相ずれを含むものである
と理解されたい。
(2) Row address strobe / bank active command (Ac) This is a command for validating a row address strobe and selecting a memory bank by A9.
S, / RAS = low level, / CAS, / WE = high level. At this time, the address supplied to A0 to A8 is taken as a row address signal, and the signal supplied to A9 is taken as a memory bank selection signal. .
The fetch operation is performed in synchronization with the rising edge of the internal clock signal as described above. For example, when the command is specified, a word line in the memory bank specified by the command is selected, and the memory cells connected to the word line are electrically connected to the corresponding complementary data lines. Here, it should be understood that synchronization does not mean a strict sense of phase matching, but includes a slight phase shift.

【0024】(3)カラムアドレス・リードコマンド
(Re) このコマンドは、バーストリード動作を開始するために
必要なコマンドであると共に、カラムアドレスストロー
ブの指示を与えるコマンドであり、/CS,/CAS=
ロウレベル、/RAS,/WE=ハイレベルによって指
示され、このときA0〜A7に供給されるカラムアドレ
スがカラムアドレス信号として取り込まれる。これによ
って取り込まれたカラムアドレス信号はバーストスター
トアドレスとしてカラムアドレスカウンタ207に供給
される。
(3) Column Address Read Command (Re) This command is a command necessary for starting a burst read operation and a command for giving an instruction of a column address strobe, and / CS, / CAS =
Instructed by low level, / RAS, / WE = high level. At this time, column addresses supplied to A0 to A7 are taken in as column address signals. The fetched column address signal is supplied to the column address counter 207 as a burst start address.

【0025】これによって指示されたバーストリード動
作においては、その前にロウアドレスストローブ・バン
クアクティブコマンドサイクルでメモリバンクとそれに
おけるワード線の選択が行われており、当該選択ワード
線のメモリセルは、内部クロック信号に同期してカラム
アドレスカウンタ207から出力されるアドレス信号に
従って順次選択されて連続的に読出される。連続的に読
出されるデータ数は上記バーストレングスによって指定
された個数とされる。また、出力バッファ211からの
データ読出し開始は上記CASレイテンシイで規定され
る内部クロック信号のサイクル数を待って行われる。
In the burst read operation instructed thereby, a memory bank and a word line in the memory bank are selected in a row address strobe / bank active command cycle before the memory cell of the selected word line is selected. The data is sequentially selected according to the address signal output from the column address counter 207 in synchronization with the internal clock signal, and is continuously read. The number of data to be continuously read is the number specified by the burst length. The start of reading data from the output buffer 211 is performed after waiting for the number of cycles of the internal clock signal defined by the CAS latency.

【0026】(4)カラムアドレス・ライトコマンド
(Wr) ライト動作の態様としてモードレジスタ10にバースト
ライトが設定されているときは当該バーストライト動作
を開始するために必要なコマンドとされ、ライト動作の
態様としてモードレジスタ10にシングルライトが設定
されているときは当該シングルライト動作を開始するた
めに必要なコマンドとされる。更に当該コマンドは、シ
ングルライト及びバーストライトにおけるカラムアドレ
スストローブの指示を与える。
(4) Column Address Write Command (Wr) When a burst write is set in the mode register 10 as a mode of the write operation, it is a command necessary to start the burst write operation, and the write operation of the write operation is performed. As a mode, when the single write is set in the mode register 10, the command is a command necessary to start the single write operation. Further, the command gives an instruction of a column address strobe in single write and burst write.

【0027】当該コマンドは、/CS,/CAS,/W
E=ロウレベル、/RAS=ハイレベルによって指示さ
れ、このときA0〜A7に供給されるアドレスがカラム
アドレス信号として取り込まれる。これによって取り込
まれたカラムアドレス信号はバーストライトにおいては
バーストスタートアドレスとしてカラムアドレスカウン
タ207に供給される。これによって指示されたバース
トライト動作の手順もバーストリード動作と同様に行わ
れる。但し、ライト動作にはCASレイテンシイはな
く、ライトデータの取り込みは当該カラムアドレス・ラ
イトコマンドサイクルから開始される。
The command is: / CS, / CAS, / W
Instructed by E = low level and / RAS = high level. At this time, the addresses supplied to A0 to A7 are taken in as column address signals. The column address signal thus captured is supplied to the column address counter 207 as a burst start address in burst write. The procedure of the burst write operation instructed in this way is performed in the same manner as the burst read operation. However, there is no CAS latency in the write operation, and the capture of write data is started from the column address / write command cycle.

【0028】(5)プリチャージコマンド(Pr) これは、A8,A9によって選択されたメモリバンクに
対するプリチャージ動作の開始コマンドとされ、/C
S,/RAS,/WE=ロウレベル、/CAS=ハイレ
ベルによって指示される。
(5) Precharge command (Pr) This is a command to start a precharge operation for the memory bank selected by A8 and A9, and / C
S, / RAS, / WE = low level, / CAS = high level.

【0029】(6)オートリフレッシュコマンド このコマンドはオートリフレッシュを開始するために必
要とされるコマンドであり、/CS,/RAS,/CA
S=ロウレベル、/WE,CKE=ハイレベルによって
指示される。
(6) Auto-refresh command This command is required to start auto-refresh, and includes / CS, / RAS, / CA
Instructed by S = low level, / WE, CKE = high level.

【0030】(7)バーストストップ・イン・フルペー
ジコマンド フルページに対するバースト動作を全てのメモリバンク
に対して停止させるために必要なコマンドであり、フル
ページ以外のバースト動作では無視される。このコマン
ドは、/CS,/WE=ロウレベル、/RAS,/CA
S=ハイレベルによって指示される。
(7) Burst stop in full page command This command is required to stop the burst operation for a full page for all memory banks, and is ignored in burst operations other than the full page. This command is for / CS, / WE = low level, / RAS, / CA
Indicated by S = high level.

【0031】(8)ノーオペレーションコマンド(No
p) これは実質的な動作を行わないこと指示するコマンドで
あり、/CS=ロウレベル、/RAS,/CAS,/W
Eのハイレベルによって指示される。
(8) No operation command (No
p) This is a command instructing that no substantial operation is performed, / CS = low level, / RAS, / CAS, / W
It is indicated by the high level of E.

【0032】SDRAMにおいては、一方のメモリバン
クでバースト動作が行われているとき、その途中で別の
メモリバンクを指定して、ロウアドレスストローブ・バ
ンクアクティブコマンドが供給されると、当該実行中の
一方のメモリバンクでの動作には何ら影響を与えること
なく、当該別のメモリバンクにおけるロウアドレス系の
動作が可能にされる。例えば、SDRAMは外部から供
給されるデータ、アドレス、及び制御信号を内部に保持
する手段を有し、その保持内容、特にアドレス及び制御
信号は、特に制限されないが、メモリバンク毎に保持さ
れるようになっている。或は、ロウアドレスストローブ
・バンクアクティブコマンドサイクルによって選択され
たメモリブロックにおけるワード線1本分のデータがカ
ラム系動作の前に予め読み出し動作のためにラッチ/レ
ジスタ213に保持されるようになっている。
In the SDRAM, when a burst operation is performed in one memory bank, another memory bank is designated in the middle of the burst operation and a row address strobe / bank active command is supplied. The row address operation in the other memory bank is enabled without affecting the operation in one memory bank. For example, the SDRAM has means for internally holding data, addresses, and control signals supplied from the outside, and the held contents, particularly addresses and control signals, are not particularly limited, but may be held for each memory bank. It has become. Alternatively, data for one word line in a memory block selected by a row address strobe / bank active command cycle is held in a latch / register 213 for a read operation before a column-related operation. I have.

【0033】したがって、例えば16ビットからなるデ
ータ入出力端子においてデータD0−D15が衝突しな
い限り、処理が終了していないコマンド実行中に、当該
実行中のコマンドが処理対象とするメモリバンクとは異
なるメモリバンクに対するプリチャージコマンド、ロウ
アドレスストローブ・バンクアクティブコマンドを発行
して、内部動作を予め開始させることが可能である。
Therefore, as long as the data D0 to D15 do not collide at the data input / output terminal composed of, for example, 16 bits, during execution of a command whose processing has not been completed, the command being executed is different from the memory bank to be processed. The internal operation can be started in advance by issuing a precharge command and a row address strobe / bank active command to the memory bank.

【0034】SDRAMは、クロック信号CLK(内部
クロック信号)に同期してデータ、アドレス、制御信号
を入出力できるため、DRAMと同様の大容量メモリを
SRAMに匹敵する高速動作させることが可能であり、
また、選択された1本のワード線に対して幾つのデータ
をアクセスするかをバーストレングスによって指定する
ことによって、内蔵カラムアドレスカウンタ207で順
次カラム系の選択状態を切り換えていって複数個のデー
タを連続的にリード又はライトできることが理解されよ
う。
Since the SDRAM can input and output data, addresses, and control signals in synchronization with a clock signal CLK (internal clock signal), it is possible to operate a large-capacity memory similar to a DRAM at a high speed comparable to an SRAM. ,
By specifying the number of data to be accessed for one selected word line by the burst length, the selection state of the column system is sequentially switched by the built-in column address counter 207, and a plurality of data are accessed. Can be read or written continuously.

【0035】図2には、この発明が適用されるシンクロ
ナスDRAM(ダイナミック型RAM)の一実施例の概
略レイアウト図が示されている。同図においては、SD
RAMを構成する各回路ブロックのうち、この発明に関
連する部分が判るように示されており、それが公知の半
導体集積回路の製造技術により、単結晶シリコンのよう
な1個の半導体基板上において形成される。
FIG. 2 is a schematic layout diagram showing an embodiment of a synchronous DRAM (dynamic RAM) to which the present invention is applied. In FIG.
In each circuit block constituting the RAM, a portion related to the present invention is shown so as to be understood, and it is formed on a single semiconductor substrate such as single crystal silicon by a known semiconductor integrated circuit manufacturing technique. It is formed.

【0036】この実施例のSDRAM、特に制限されな
いが、約64M(メガ)ビットの記憶容量を持つように
される。メモリアレイは、全体として4個に分けられた
メモリブロックから構成される。半導体チップの長手方
向に対して左右に2個ずつのメモリアレイが分けられ
て、中央部分にアドレス入力回路、データ入出力回路及
びボンディングパッド列からなる入出力インターフェイ
ス回路及び電源発生回路等が設けられる。
The SDRAM of this embodiment has, but is not limited to, a storage capacity of about 64 megabits. The memory array is composed of four memory blocks as a whole. Two memory arrays are divided on the left and right sides with respect to the longitudinal direction of the semiconductor chip, and an address input circuit, a data input / output circuit, an input / output interface circuit including a bonding pad row, a power generation circuit, and the like are provided in a central portion. .

【0037】上述のように半導体チップの長手方向に対
して左右に2個、上下に2個ずつに分けられた4個から
なるメモリブロックのうち、上下に配置された2個ずつ
が1組となり前記バンク0とバンク1を構成し、それぞ
れの中央部側にメインワードドライバMWDが配置され
る。このメインワードドライバMWDは、上記1つのメ
モリブロックを貫通するように延長されるメインワード
線の選択信号を形成する。1つのメモリブロックは、上
記メインワード線方向に4Kビット、それと直交する図
示しない相補ビット線(又はデータ線ともいう)方向に
4Kビットの記憶容量を構成するダイナミック型メモリ
セルが接続される。このようなメモリブロックが全体で
4個設けられるから、4×4K×4K=64Mビットの
ような大記憶容量を持つようにされる。
As described above, of the four memory blocks divided into two on the left and right and two on the upper and lower sides with respect to the longitudinal direction of the semiconductor chip, two blocks arranged on the upper and lower sides constitute one set. The bank 0 and the bank 1 are configured, and a main word driver MWD is arranged at the center of each bank. The main word driver MWD forms a main word line selection signal extending so as to penetrate the one memory block. One memory block is connected to dynamic memory cells having a storage capacity of 4K bits in the main word line direction and 4K bits in a complementary bit line (or data line) direction (not shown) orthogonal to the main word line direction. Since a total of four such memory blocks are provided, the memory block has a large storage capacity such as 4 × 4K × 4K = 64 Mbits.

【0038】同図において、半導体チップの長手方向と
平行になるよう配置されたSAはセンスアンプであり、
チップ中央寄りに設けられたYDECは、カラムデコー
ダである。上記カラムデコーダYDECに沿って、この
発明に係る後述するようなメインアンプMA(又はセン
ス回路)が設けられる。そして、上記メモリブロックを
上下に分割するよう中央部に設けられたACTRLは、
アレイ制御回路であり、ロウアドレスデコーダや、メモ
リアレイの動作に必要なタイミング信号を供給する。
In the figure, SAs arranged in parallel with the longitudinal direction of the semiconductor chip are sense amplifiers,
YDEC provided near the center of the chip is a column decoder. A main amplifier MA (or a sense circuit) as described later according to the present invention is provided along the column decoder YDEC. The CTRL provided at the center to divide the memory block into upper and lower parts is
The array control circuit supplies a row address decoder and a timing signal necessary for the operation of the memory array.

【0039】上記のように1つのメモリアレイは、相補
ビット線方向に対して4Kビットの記憶容量を持つ。し
かしながら、1つの相補ビット線に対して4Kものメモ
リセルを接続すると、相補ビット線の寄生容量が増大
し、微細な情報記憶用キャパシタとの容量比により読み
出される信号レベルが得られなくなってしまうために、
相補ビット線方向に対しても16分割される。つまり、
上記センスアンプSAにより相補ビット線が16分割に
分割される。特に制限されないが、後述するように、セ
ンスアンプSAは、シェアードセンス方式により構成さ
れ、メモリアレイの両端に配置されるセンスアンプを除
いて、センスアンプを中心にして左右に相補ビット線が
設けられ、左右いずれかの相補ビット線に選択的に接続
される。
As described above, one memory array has a storage capacity of 4K bits in the complementary bit line direction. However, if as many as 4K memory cells are connected to one complementary bit line, the parasitic capacitance of the complementary bit line increases, and a signal level that is read out cannot be obtained due to the capacitance ratio with a fine information storage capacitor. To
It is also divided into 16 in the complementary bit line direction. That is,
The complementary bit line is divided into 16 by the sense amplifier SA. Although not particularly limited, as will be described later, the sense amplifier SA is configured by a shared sense method, and complementary bit lines are provided on the left and right around the sense amplifier except for the sense amplifiers arranged at both ends of the memory array. , Are selectively connected to one of the left and right complementary bit lines.

【0040】図3には、上記サブアレイとその周辺回路
の一実施例の概略レイアウト図が示されている。同図に
は、図2に示されたメモリアレイの中4つのサブアレイ
SBARYが代表として例示的に示されている。同図に
おいては、サブアレイSBARYが形成される領域には
斜線を付すことによって、その周辺に設けられサブワー
ドドライバ領域、センスアンプ領域及びクロスエリアと
を区別するものである。サブアレイSBARYは、ワー
ド線の延長方向を水平方向とすると、サブワード線SW
Lが256本配置され、相補ビット線対は512対から
構成される。それ故、上記256本のサブワード線SW
Lに対応した256個のサブワードドライバSWDは、
かかるサブアレイの左右に128個ずつに分割して配置
される。上記512対の相補ビット線BLに対応して設
けられる512個のセンスアンプSAは、前記のような
シェアードセンスアンプ方式とされ、かかるサブアレイ
の上下に256個ずつに分割して配置される。
FIG. 3 is a schematic layout diagram showing an embodiment of the sub-array and its peripheral circuits. FIG. 2 exemplarily shows four subarrays SBARY among the memory arrays shown in FIG. In the drawing, the region where the sub-array SBARY is formed is shaded to distinguish the sub-word driver region, the sense amplifier region and the cross area provided around the region. The sub-array SBARY has a sub-word line SW assuming that a word line extends in a horizontal direction.
There are 256 Ls and 512 pairs of complementary bit lines. Therefore, the 256 sub-word lines SW
The 256 sub-word drivers SWD corresponding to L
The sub-array is divided into 128 units on the left and right sides. The 512 sense amplifiers SA provided corresponding to the 512 pairs of complementary bit lines BL are of the shared sense amplifier type as described above, and are divided and arranged in 256 units above and below the sub-array.

【0041】上記サブアレイSBARYは、正規のサブ
ワード線SWLが512本に加えて、図示しないが予備
ワード線も設けられる。それ故、上記512のサブワー
ド線SWLと上記予備ワード線に対応したサブワードド
ライバSWDが、かかるサブアレイの左右に分割して配
置される。上記のように右下のサブアレイが512対の
相補ビット線BLからなり、上記同様に256個のセン
スアンプが上下に配置される。上記右側の上下に配置さ
れるサブアレイSBARYに形成される256対の相補
ビット線は、それに挟まれたセンスアンプSAに対して
シェアードスイッチMOSFETを介して共通に接続さ
れる。上記同様に図示しないが、予備のビット線も設け
られ、それに対応したセンスアンプも上下に振り分けら
れた設けられる。
The sub-array SBARY has 512 regular sub-word lines SWL and a spare word line (not shown) in addition to the normal sub-word lines SWL. Therefore, the 512 sub-word lines SWL and the sub-word drivers SWD corresponding to the spare word lines are separately arranged on the left and right sides of the sub-array. As described above, the lower right sub-array is composed of 512 pairs of complementary bit lines BL, and 256 sense amplifiers are arranged vertically as described above. The 256 pairs of complementary bit lines formed in the upper and lower sub-arrays SBARY on the right side are commonly connected to the sense amplifier SA interposed therebetween via a shared switch MOSFET. Although not shown as above, a spare bit line is also provided, and a corresponding sense amplifier is also provided vertically.

【0042】メインワード線MWLは、その1つが代表
として例示的に示されているように延長される。また、
カラム選択線YSは、その1つが代表として例示的に示
されるように同図の縦方向に延長される。上記メインワ
ード線MWLと平行にサブワード線SWLが配置され、
上記カラム選択線YSと平行に相補ビット線BL(図示
ぜす)が配置されるものである。上記4個からなるサブ
アレイに対して、8本のサブワード選択線FX0B〜F
X7Bが、メインワード線MWLと同様に4組(8個)
のサブアレイを貫通するように延長される。そして、サ
ブワード選択線FX0B〜FX3Bからなる4本と、F
X4B〜FX7Bからなる4本とが上下のサブアレイ上
に分けて延長させるようにする。このように2つのサブ
アレイに対して1組のサブワード選択線FX0B〜FX
7Bを割り当て、かつ、それらをサブアレイ上を延長さ
せるようにする理由は、メモリチップサイズの小型化を
図るためである。
The main word lines MWL are extended as one of them is exemplarily shown as a representative. Also,
The column selection line YS is extended in the vertical direction in the figure as one of them is exemplarily shown as a representative. A sub-word line SWL is arranged in parallel with the main word line MWL,
A complementary bit line BL (shown in the figure) is arranged in parallel with the column selection line YS. Eight sub-word selection lines FX0B to FX0F are provided for the four sub-arrays.
X7B is 4 sets (8 pieces) like the main word line MWL
Is extended to penetrate the subarray. Then, four sub-word selection lines FX0B to FX3B and F
The four lines X4B to FX7B are separately extended on the upper and lower sub-arrays. Thus, one set of sub-word select lines FX0B to FX0 for two sub-arrays
The reason for allocating the 7Bs and extending them on the sub-array is to reduce the size of the memory chip.

【0043】上記サブアレイ上には、8本のサブワード
線に対して1本のメインワード線が設けられるものであ
り、その8本の中の1本のサブワード線を選択するため
にサブワード選択線が必要になるものである。メモリセ
ルのピッチに合わせて形成されるサブワード線の8本分
に1本の割り合いでメインワード線が形成されるもので
あるために、メインワード線の配線ピッチは緩やかにな
っている。したがって、メインワード線と同じ配線層を
利用して、上記サブワード選択線をメインワード線の間
に形成することは比較的容易にできるものである。
On the sub-array, one main word line is provided for eight sub-word lines, and a sub-word selection line is provided for selecting one of the eight sub-word lines. It is necessary. Since one main word line is formed for every eight sub word lines formed in accordance with the pitch of the memory cells, the wiring pitch of the main word lines is gentle. Therefore, it is relatively easy to form the sub-word selection line between the main word lines using the same wiring layer as the main word line.

【0044】上記メインワード線MWLと平行に延長さ
れるものを第1のサブワード選択線FX0Bとすると、
左上部のクロスエリアに設けられ,上記第1のサブワー
ド選択線FX0Bからの選択信号を受けるサブワード選
択線駆動回路FXDを介して、上記上下に配列されるサ
ブワードドライバに選択信号を供給する第2のサブワー
ド線FX0が設けられる。上記第1のサブワード選択線
FX0Bは上記メインワード線MWL及びサブワード線
SWLと平行に延長されるのに対して上記第2のサブワ
ード選択線は、それと直交するカラム選択線YS及び相
補ビット線BLと平行に延長される。上記8本の第1の
サブワード選択線FX0B〜FX7Bに対して、上記第
2のサブワード選択線FX0〜FX7は、偶数FX0,
2,4,6と、奇数FX1,3,5,7とに分割されて
サブアレイSBARYの左右に設けられたサブワードド
ライバSWDに振り分けられて配置される。
If the one extending in parallel with the main word line MWL is a first sub-word select line FX0B,
A second, which is provided in the upper left cross area and supplies a selection signal to the vertically arranged sub-word drivers via a sub-word selection line driving circuit FXD which receives a selection signal from the first sub-word selection line FX0B. A sub word line FX0 is provided. The first sub-word selection line FX0B extends in parallel with the main word line MWL and the sub-word line SWL, while the second sub-word selection line has a column selection line YS and a complementary bit line BL which are orthogonal thereto. It is extended in parallel. In contrast to the eight first sub-word selection lines FX0B to FX7B, the second sub-word selection lines FX0 to FX7 have even numbers FX0, FX0,
2, 4 and 6, and the odd numbers FX1, 3, 5, and 7 are distributed to sub-word drivers SWD provided on the left and right of the sub-array SBARY.

【0045】上記サブワード選択線駆動回路FXDは、
同図において■で示したように、1つのクロスエリアの
上下に2個ずつ分配して配置される。つまり、上記のよ
うに左上部のクロスエリアでは、下側に配置されたサブ
ワード選択線駆動回路が上記第1のサブワード選択線F
X0Bに対応され、左中間部のクロスエリアに設けられ
た2つのサブワード選択線駆動回路FXDが、第1のサ
ブワード選択線FX2Bと、FX4Bに対応され、左下
部のクロスエリアに設けられた上側に配置されたサブワ
ード選択線駆動回路が上記第1のサブワード選択線FX
6Bに対応される。
The sub word select line driving circuit FXD is
In the same drawing, as shown by a triangle, two pieces are distributed above and below one cross area. That is, as described above, in the upper left cross area, the sub-word selection line driving circuit arranged on the lower side operates the first sub-word selection line F
Two sub-word selection line driving circuits FXD corresponding to X0B and provided in the cross area of the left middle part correspond to the first sub-word selection lines FX2B and FX4B, and are provided on the upper side provided in the lower left cross area. The arranged sub-word selection line driving circuit operates the first sub-word selection line FX.
6B.

【0046】中央上部のクロスエリアでは、下側に配置
されたサブワード選択線駆動回路が上記第1のサブワー
ド選択線FX1Bに対応され、中央中間部のクロスエリ
アに設けられた2つのサブワード選択線駆動回路FXD
が、第1のサブワード選択線FX3Bと、FX5Bに対
応され、中央下部のクロスエリアに設けられた上側に配
置されたサブワード選択線駆動回路が上記第1のサブワ
ード選択線FX7Bに対応される。そして、右上部のク
ロスエリアでは、下側に配置されたサブワード選択線駆
動回路が上記第1のサブワード選択線FX0Bに対応さ
れ、右中間部のクロスエリアに設けられた2つのサブワ
ード選択線駆動回路FXDが、第1のサブワード選択線
FX2Bと、FX4Bに対応され、右下部のクロスエリ
アに設けられた上側に配置されたサブワード選択線駆動
回路が上記第1のサブワード選択線FX6Bに対応され
る。このようにメモリアレイの端部に設けられたサブワ
ードドライバは、その右側にはサブアレイが存在しない
から、左側だけのサブワード線SWLを駆動する。
In the cross area at the upper center, the sub word select line driving circuit arranged on the lower side corresponds to the first sub word select line FX1B, and the two sub word select line driving circuits provided in the cross area at the center middle part are driven. Circuit FXD
Correspond to the first sub-word selection lines FX3B and FX5B, and the upper sub-word selection line drive circuit provided in the cross area at the lower center corresponds to the first sub-word selection line FX7B. In the upper right cross area, the lower sub word select line drive circuit corresponds to the first sub word select line FX0B, and two sub word select line drive circuits provided in the right middle cross area. FXD corresponds to the first sub-word selection lines FX2B and FX4B, and the upper sub-word selection line driving circuit provided in the lower right cross area corresponds to the first sub-word selection line FX6B. As described above, the sub-word driver provided at the end of the memory array drives the sub-word line SWL only on the left side since there is no sub-array on the right side.

【0047】この実施例のようにサブアレイ上のメイン
ワード線のピッチの間にサブワード選択線を配置する構
成では、格別な配線チャンネルが不要にできるから、1
つのサブアレイに8本のサブワード選択線を配置するよ
うにしてもメモリチップがお大きくなることはない。し
かしながら、上記のようなサブワード選択線駆動回路F
XDを形成するために領域が増大し、高集積化を妨げる
こととなる。つまり、上記クロスエリアには、同図にお
いて点線で示したようなメイン入出力線MIOやサブ入
出力線LIOに対応して設けられるスイッチ回路IOS
Wや、センスアンプを駆動するパワーMOSFET、シ
ェアードスイッチMOSFETを駆動するための駆動回
路、プリチャージMOSFETを駆動する駆動回路等の
周辺回路が形成されるために面積的な余裕が無いからで
ある。
In the configuration in which the sub-word selection lines are arranged between the pitches of the main word lines on the sub-array as in this embodiment, a special wiring channel is not required, so that 1
Even if eight sub-word selection lines are arranged in one sub-array, the memory chip does not become large. However, the sub-word selection line driving circuit F
The area is increased to form the XD, which hinders high integration. That is, in the cross area, a switch circuit IOS provided corresponding to the main input / output line MIO and the sub input / output line LIO as shown by the dotted line in FIG.
This is because there is no area allowance because peripheral circuits such as W, a power MOSFET for driving the sense amplifier, a drive circuit for driving the shared switch MOSFET, and a drive circuit for driving the precharge MOSFET are formed.

【0048】サブワードドライバにおいては、上記第2
のサブワード選択線FX0〜6等には、それと平行に第
1サブワード選択線FX0B〜6Bに対応した選択信号
を通す配線が設けられるものであるが、その負荷が後述
するように小さいので、上記第2のサブワード選択線F
X0〜6のように格別なドライバFXDを設けることな
く、上記第1サブワード選択線FX0B〜6Bと直接接
続される配線によって構成される。ただし、その配線層
は上記第2のサブワード選択線FX0〜6と同じものが
用いられる。
In the sub-word driver, the second word
Are provided in parallel with the sub-word selection lines FX0 to FX6, etc., for passing selection signals corresponding to the first sub-word selection lines FX0B to FX6B. However, since the load is small as described later, 2 sub-word select line F
X0 to X6 are provided by wiring directly connected to the first sub-word selection lines FX0B to FX6B without providing a special driver FXD. However, the same wiring layer as the second sub-word selection lines FX0 to FX6 is used.

【0049】上記クロスエリアのうち、偶数に対応した
第2のサブワード選択線FX0〜FX6の延長方向Aに
配置されたものには、○にPで示したようにセンスアン
プに対して定電圧化された内部電圧VDLを供給するN
チャンネル型のパワーMOSFETと、○にOで示した
ようにセンスアンプに対して後述するようなオーバード
ライブ用のクランプ電圧VDDCLPを供給するPチャ
ンネル型のパワーMOSFET、及び○にNで示したよ
うにセンスアンプに対して回路の接地電位VSSを供給
するためのNチャンネル型のパワーMOSFETが設け
られる。
Among the cross areas, those arranged in the extension direction A of the second sub-word selection lines FX0 to FX6 corresponding to the even numbers have a constant voltage with respect to the sense amplifier as indicated by P in FIG. N for supplying the internal voltage VDL
A channel-type power MOSFET, a P-channel type power MOSFET that supplies a clamp voltage VDDCLP for overdrive to the sense amplifier as described later with respect to the sense amplifier as indicated by O, and an N as indicated by O. An N-channel power MOSFET for supplying the circuit ground potential VSS to the sense amplifier is provided.

【0050】上記クロスエリアのうち、奇数に対応した
第2のサブワード選択線FX0〜FX6の延長方向Bに
配置されたものには、○にBで示したようにビット線の
プリチャージ及びイコライズ用MOSFETをオフ状態
にさせるNチャンネル型の駆動MOSFETと、○にN
で示したようにセンスアンプに対して回路の接地電位V
SSを供給するためのNチャンネル型のパワーMOSF
ETが設けられる。このNチャンネル型のパワーMOS
FETは、センスアンプ列の両側からセンスアンプを構
成するNチャンネル型MOSFETの増幅MOSFET
のソースに接地電位を供給するもきである。つまり、セ
ンスアンプエリアに設けられる128個又は130個の
センスアンプに対しては、上記A側のクロスエリアに設
けられたNチャンネル型のパワーMOSFETと、上記
B側のクロスエリアに設けられたNチャンネル型のパワ
ーMOSFETの両方により接地電位が供給される。
Of the above cross areas, those arranged in the extending direction B of the second sub-word selection lines FX0 to FX6 corresponding to the odd numbers include, as shown by B in FIG. An N-channel drive MOSFET for turning off the MOSFET,
The circuit ground potential V with respect to the sense amplifier
N-channel type power MOSF for supplying SS
An ET is provided. This N-channel type power MOS
FET is an amplifying MOSFET of an N-channel type MOSFET constituting a sense amplifier from both sides of a sense amplifier row.
Are supplied with a ground potential. That is, for the 128 or 130 sense amplifiers provided in the sense amplifier area, the N-channel type power MOSFET provided in the cross area on the A side and the N-channel power MOSFET provided in the cross area on the B side are provided. The ground potential is supplied by both of the channel type power MOSFETs.

【0051】上記のようにサブワード線駆動回路SWD
は、それを中心にして両側のサブアレイのサブワード線
を選択する。これに対して、上記選択された2つのサブ
アレイのサブワード線に対応して2つのセンスアンプが
活性化される。つまり、サブワード線を選択状態にする
と、アドレス選択MOSFETがオン状態となり、記憶
キャパシタの電荷がビット線電荷と合成されてしまうの
で、センスアンプを活性化させてもとの電荷の状態に戻
すという再書き込み動作を行う必要があるからである。
このため、上記端部のサブアレイに対応したものを除い
て、上記P、O及びNで示されたパワーMOSFET
は、それを挟んで両側のセンスアンプを活性化させるた
めに用いられる。これに対して、メモリアレイの端に設
けられたサブアレイの右側に設けられたサブワード線駆
動回路SWDでは、上記サブアレイのサブワード線しか
選択しないから、上記上記P、O及びNで示されたパワ
ーMOSFETは、上記サブアレイに対応したセンスア
ンプのみを活性化するものである。
As described above, the sub word line drive circuit SWD
Selects the sub-word lines of the sub-arrays on both sides with respect to the center. On the other hand, two sense amplifiers are activated corresponding to the selected sub-word lines of the two sub-arrays. That is, when the sub-word line is set to the selected state, the address selection MOSFET is turned on and the charge of the storage capacitor is combined with the bit line charge, so that the sense amplifier is activated to return to the original charge state. This is because a write operation needs to be performed.
For this reason, except for those corresponding to the subarrays at the ends, the power MOSFETs denoted by P, O and N
Is used to activate the sense amplifiers on both sides of it. On the other hand, in the sub-word line driving circuit SWD provided on the right side of the sub-array provided at the end of the memory array, only the sub-word lines of the sub-array are selected. Activates only the sense amplifier corresponding to the sub-array.

【0052】上記センスアンプは、シェアードセンス方
式とされ、それを挟んで両側に配置されるサブアレイの
うち、上記サブワード線が非選択された側の相補ビット
線に対応したシェアードスイッチMOSFETがオフ状
態にされて切り離されることにより、上記選択されたサ
ブワード線に対応した相補ビット線の読み出し信号を増
幅し、メモリセルの記憶キャパシタをもとの電荷状態に
戻すという再書き込み(リフレッシュ)動作を行う。
The sense amplifier is of a shared sense type, and among the sub-arrays disposed on both sides of the shared amplifier, the shared switch MOSFET corresponding to the complementary bit line on the non-selected side of the sub-word line is turned off. As a result, the read signal of the complementary bit line corresponding to the selected sub-word line is amplified, and a rewrite (refresh) operation of returning the storage capacitor of the memory cell to the original charge state is performed.

【0053】図4には、この発明に係るシンクロナスD
RAMにおけるサブアレイとその周辺回路を形成するウ
ェル領域の一実施例の概略レイアウト図が示されてい
る。同図には、図2に示されたメモリアレイの中の8つ
のサブアレイSBARYが代表として例示的に示されて
いる。
FIG. 4 shows a synchronous D according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic layout diagram showing an example of a well region forming a sub-array and its peripheral circuit in a RAM. FIG. 2 exemplarily shows eight subarrays SBARY in the memory array shown in FIG.

【0054】同図において、白地の部分はP型基板(P
SUB)を表している。このP型基板PSUBには、回
路の接地電位VSSが与えられる。上記P型基板PSU
Bには、斜線で示したように2種類のN型ウェル領域N
WELL(VDL)とNWELL(VDDCLP)とが
形成される。つまり、センスアンプSAを構成するPチ
ャンネル型の増幅MOSFETが形成されるN型ウェル
領域と、前記A列のクロスエリアに配置される前記パワ
ースイッチMOSFETが形成されるN型ウェル領域
は、昇圧電圧VPPを利用して形成されたクランプ電圧
VDDCLPが供給される。
In the figure, the white portion is a P-type substrate (P
SUB). The ground potential VSS of the circuit is applied to the P-type substrate PSUB. The above P-type substrate PSU
B has two types of N-type well regions N as indicated by hatching.
WELL (VDL) and NWELL (VDDCLP) are formed. That is, the N-type well region in which the P-channel type amplification MOSFET forming the sense amplifier SA is formed and the N-type well region in which the power switch MOSFETs arranged in the cross area of the column A are formed are boosted voltages. A clamp voltage VDDCLP formed using VPP is supplied.

【0055】前記B列のクロスエリアには、サブ入出力
線LIOに対応して設けられるスイッチ回路IOSWを
構成するPチャンネル型MOSFETや、メイン入出力
線に設けられるプリチャージ用とイコライズ用のPチャ
ンネル型MOSFETが形成されるN型ウェル領域が形
成され、降圧して形成された内部電圧VDLが供給され
る。
In the cross area of the column B, a P-channel MOSFET constituting a switch circuit IOSW provided corresponding to the sub-input / output line LIO and P-channel MOSFETs provided for the main input / output line for precharging and equalizing are provided. An N-type well region where a channel type MOSFET is formed is formed, and an internal voltage VDL formed by stepping down is supplied.

【0056】サブアレイと、サブワード線駆動回路SW
Dが形成される全体には、深い深さに形成されされたN
型ウェル領域DWELLが形成される。この深い深さの
N型ウェル領域には、ワード線の選択レベルに対応され
た昇圧電圧VPPが供給される。この深い深さのN型ウ
ェル領域DWELLには、上記サブワード線駆動回路S
WDを構成するPチャンネル型MOSFETが形成され
るN型ウェル領域NWWLLが形成され、上記深い深さ
のN型ウェル領域DWELLと同様に昇圧電圧VPPが
印加される。
Sub-array and sub-word line drive circuit SW
The entire region where D is formed has N formed at a deep depth.
A mold well region DWELL is formed. The N-type well region having the deep depth is supplied with the boosted voltage VPP corresponding to the word line selection level. The sub-word line driving circuit S
An N-type well region NWWLL in which a P-channel MOSFET constituting WD is formed is formed, and a boost voltage VPP is applied in the same manner as in the deep N-type well region DWELL.

【0057】上記深い深さのN型ウェル領域DWELL
には、メモリセルを構成するNチャンネル型のアドレス
選択MOSFET及びサブワード駆動回路SWDのNチ
ャンネル型MOSFETを形成するためのP型ウェル領
域PWELLが形成される。これらのP型ウェル領域P
WELLには、負の電圧にされた基板バックバイアス電
圧VBBが供給される。
The deep N-type well region DWELL
A P-type well region PWELL for forming an N-channel address selection MOSFET constituting a memory cell and an N-channel MOSFET of a sub-word drive circuit SWD is formed in the memory cell. These P-type well regions P
WELL is supplied with a substrate back bias voltage VBB which is set to a negative voltage.

【0058】上記図2のメモリアレイのうち上記4分割
された1つのメモリアレイでみると、上記深い深さのN
型ウェル領域DWELLは、ワード線方向に対応して並
べられた8個のサブアレイを1つの単位として、全体で
16個がビット線方向に並べられて形成される。そし
て、アレイ上を延長されるメインワード線の両端に配置
されたサブワードドライバ(Sub-Word Driver)に対応さ
れたクロスエリアが前記A列とされ、前記同様にB列の
ように交互に配置される。それ故、端部を除いて、上記
A列とそれの両側に配置される2つのセンスアンプ(Se
nce Amplifier)のPチャンネル型MOSFETを形成す
るためのN型ウェル領域NWELL(VDDCLP)が
共通化して設けられる。
In the memory array of FIG. 2, one of the four divided memory arrays has a depth N
The mold well region DWELL is formed by arranging 16 subarrays arranged in the word line direction as one unit, and 16 subarrays in the bit line direction in total. Then, the cross areas corresponding to the sub-word drivers (Sub-Word Drivers) arranged at both ends of the main word line extending on the array are the A rows, and are arranged alternately like the B rows as described above. You. Therefore, except for the end portion, the row A and the two sense amplifiers (Se
An N-type well region NWELL (VDDCLP) for forming a P-channel MOSFET of a nce amplifier is provided in common.

【0059】図5には、この発明に係るシンクロナスD
RAMのセンスアンプ部と、その周辺回路の一実施例の
要部回路図が示されている。同図においては、2つのサ
ブアレイに左右から挟まれて配置されたセンスアンプと
それに関連した回路が例示的に示されている。また、各
素子が形成されるウェル領域が点線で示され、それに与
えられるバイアス電圧も併せて示されている。
FIG. 5 shows a synchronous D according to the present invention.
FIG. 2 shows a main part circuit diagram of an embodiment of a sense amplifier section of a RAM and peripheral circuits thereof. FIG. 1 exemplarily shows a sense amplifier arranged between two subarrays from the left and right and circuits related thereto. The well region where each element is formed is shown by a dotted line, and the bias voltage applied thereto is also shown.

【0060】ダイナミック型メモリセルは、上記1つの
サブアレイに設けられたサブワード線SWLと、相補ビ
ット線BL,/BLのうちの一方BLとの間に設けられ
た1つが代表として例示的に示されている。ダイナミッ
ク型メモリセルは、アドレス選択MOSFETQmと記
憶キャパシタCsから構成される。アドレス選択MOS
FETQmのゲートは、サブワード線SWLに接続さ
れ、このMOSFETQmのドレインがビット線BLに
接続され、ソースに記憶キャパシタCsが接続される。
記憶キャパシタCsの他方の電極は共通化されてプレー
ト電圧が与えられる。上記サブワード線SWLの選択レ
ベルは、上記ビット線のハイレベルに対して上記アドレ
ス選択MOSFETQmのしきい値電圧分以上高くされ
た高電圧VPPとされる。
As the dynamic memory cell, one provided between the sub-word line SWL provided in the one sub-array and one of the complementary bit lines BL and / BL is exemplarily shown as a representative. ing. The dynamic memory cell includes an address selection MOSFET Qm and a storage capacitor Cs. Address selection MOS
The gate of the FET Qm is connected to the sub-word line SWL, the drain of the MOSFET Qm is connected to the bit line BL, and the storage capacitor Cs is connected to the source.
The other electrode of the storage capacitor Cs is shared and receives a plate voltage. The selection level of the sub-word line SWL is a high voltage VPP higher than the high level of the bit line by the threshold voltage of the address selection MOSFET Qm.

【0061】後述するセンスアンプを内部降圧電圧VD
Lで動作させるようにした場合、センスアンプにより増
幅されてビット線に与えられるハイレベルは、上記内部
電圧VDLに対応したレベルにされる。したがって、上
記ワード線の選択レベルに対応した高電圧VPPはVD
L+Vth+αにされる。センスアンプの左側に設けられ
たサブアレイの一対の相補ビット線BLと/BLは、同
図に示すように平行に配置され、ビット線の容量バラン
ス等をとるために必要に応じて適宜に交差させられる。
かかる相補ビット線BLと/BLは、シェアードスイッ
チMOSFETQ1とQ2によりセンスアンプの単位回
路の入出力ノードと接続される。
The sense amplifier described below is connected to the internal step-down voltage VD
When operating at L, the high level amplified by the sense amplifier and applied to the bit line is set to a level corresponding to the internal voltage VDL. Therefore, the high voltage VPP corresponding to the word line selection level is VD
L + Vth + α. The pair of complementary bit lines BL and / BL of the subarray provided on the left side of the sense amplifier are arranged in parallel as shown in FIG. Can be
These complementary bit lines BL and / BL are connected to input / output nodes of a unit circuit of the sense amplifier by shared switch MOSFETs Q1 and Q2.

【0062】センスアンプの単位回路は、ゲートとドレ
インとが交差接続されてラッチ形態にされたNチャンネ
ル型の増幅MOSFETQ5,Q6及びPチャンネル型
の増幅MOSFETMOSFETQ7,Q8から構成さ
れる。Nチャンネル型MOSFETQ5とQ6のソース
は、共通ソース線CSNに接続される。Pチャンネル型
MOSFETQ7とQ8のソースは、共通ソース線CS
Pに接続される。上記共通ソース線CSNとCSPに
は、それぞれパワースイッチMOSFETが設けられ
る。特に制限されないが、Nチャンネル型の増幅MOS
FETQ5とQ6のソースが接続された共通ソース線C
SNには、上記AとB側のクロスエリアに設けられたN
チャンネル型のパワースイッチMOSFETQ12とQ
13により接地電位に対応した動作電圧が与えられる。
The unit circuit of the sense amplifier is composed of N-channel type amplifying MOSFETs Q5, Q6 and P-channel type amplifying MOSFETs Q7, Q8, whose gates and drains are cross-connected to form a latch. The sources of the N-channel MOSFETs Q5 and Q6 are connected to a common source line CSN. The sources of the P-channel MOSFETs Q7 and Q8 are connected to a common source line CS.
Connected to P. Each of the common source lines CSN and CSP is provided with a power switch MOSFET. Although not particularly limited, an N-channel type amplification MOS
Common source line C to which the sources of FETs Q5 and Q6 are connected
SN is the N provided in the cross area between the A and B sides.
Channel type power switch MOSFETs Q12 and Q
13 provides an operating voltage corresponding to the ground potential.

【0063】特に制限されないが、上記Pチャンネル型
の増幅MOSFETQ7とQ8のソースが接続された共
通ソース線CSPには、上記A側のクロスエリアに設け
られたオーバードライブ用のPチャンネル型のパワーM
OSFETQ15と、上記内部電圧VDLを供給するN
チャンネル型のパワーMOSFETQ16が設けられ
る。上記オーバードライブ用の電圧は、昇圧電圧VPP
がゲートに供給されたNチャンネル型MOSFETQ1
4により形成されたクランプ電圧VDDCLPが用いら
れる。このMOSFETQ14のドレインには、外部端
子から供給された電源電圧VDDが供給され、上記MO
SFETQ14をソースフォロワ出力回路として動作さ
せ、上記昇圧電圧VPPを基準にしてMOSFETQ1
4のしきい値電圧分だけ低下したクランプ電圧VDDC
LPを形成する。
Although not particularly limited, the common source line CSP to which the sources of the P-channel type amplification MOSFETs Q7 and Q8 are connected is connected to the overdrive P-channel type power M provided in the A-side cross area.
OSFET Q15 and N for supplying the internal voltage VDL
A channel type power MOSFET Q16 is provided. The overdrive voltage is a boosted voltage VPP
Is supplied to the gate of the N-channel MOSFET Q1
4 is used. The power supply voltage VDD supplied from an external terminal is supplied to the drain of the MOSFET Q14,
The SFET Q14 is operated as a source follower output circuit, and the MOSFET Q1
Clamp voltage VDDC lowered by the threshold voltage of 4.
Form LP.

【0064】特に制限されないが、上記昇圧電圧VPP
は、チャージポンプ回路の動作を基準電圧を用いて制御
して3.8Vのような安定化された高電圧とされる。そ
して、上記MOSFETQ14のしきい値電圧は、メモ
リセルのアドレス選択MOSFETQmに比べて低い低
しきい値電圧に形成されており、上記クランプ電圧VD
DCLPを約2.9Vのような安定化された定電圧にす
る。MOSFETQ26は、リーク電流経路を形成する
MOSFETであり、約1μA程度の微小な電流しか流
さない。これにより、長期間にわたってスタンバイ状態
(非動作状態)にされた時や、電源電圧VDDのバンプ
により上記VDDCLPが過上昇するのを防止し、かか
る過上昇時の電圧VDDCLPが与えられる増幅MOS
FETQ7,Q8のバックバイアス効果による動作遅延
を防止する。
Although not particularly limited, the boosted voltage VPP
Is controlled by using the reference voltage to operate the charge pump circuit, and is set to a stabilized high voltage such as 3.8V. The threshold voltage of the MOSFET Q14 is formed at a low threshold voltage lower than the address selection MOSFET Qm of the memory cell, and the clamp voltage VD
DCLP is brought to a stabilized constant voltage such as about 2.9V. The MOSFET Q26 is a MOSFET that forms a leak current path, and allows only a very small current of about 1 μA to flow. This prevents the VDDCLP from excessively rising due to the standby state (non-operating state) for a long period of time or the bump of the power supply voltage VDD, and the amplifying MOS to which the voltage VDDCLP at the time of such excessive increase is applied.
The operation delay due to the back bias effect of the FETs Q7 and Q8 is prevented.

【0065】この実施例では、上記のようなクランプ電
圧VDDCLPによりセンスアンプのオーバードライブ
電圧を形成するものであることに着目し、その電圧を供
給するPチャンネル型のパワーMOSFETQ15と、
センスアンプのPチャンネル型の増幅MOSFETQ
7,Q8とを同図で点線で示したような同じN型ウェル
領域NWELLに形成するとともに、そのバイアス電圧
として上記クランプ電圧VDDCLPを供給するもので
ある。そして、センスアンプのPチャンネル型の増幅M
OSFETQ7とQ8の共通ソース線CSPに本来の動
作電圧VDLを与えるパワーMOSFETQ16は、N
チャンネル型として上記オーバードライブ用のMOSF
ETQ14と電気的に分離して形成する。
In this embodiment, noting that the overdrive voltage of the sense amplifier is formed by the clamp voltage VDDCLP as described above, a P-channel type power MOSFET Q15 for supplying the voltage,
P channel type amplification MOSFET Q of sense amplifier
7, Q8 are formed in the same N-type well region NWELL as shown by the dotted line in the same figure, and the clamp voltage VDDCLP is supplied as the bias voltage. Then, a P-channel type amplifier M of the sense amplifier
The power MOSFET Q16 for applying the original operating voltage VDL to the common source line CSP of the OSFETs Q7 and Q8 has N
MOSF for overdrive as the channel type
It is formed electrically separated from the ETQ 14.

【0066】上記Nチャンネル型のパワーMOSFET
Q15のゲートに供給されるセンスアンプ活性化信号S
AP2は、上記Pチャンネル型MOSFETQ15のゲ
ートに供給されるオーバードライブ用の活性化信号/S
AP1と逆相の信号とされ、特に制限されないが、その
ハイレベルが電源電圧VDDに対応された信号とされ
る。つまり、前記のようにVDDCLPは、約+2.9
V程度であり、電源電圧VDDの許容最小電圧VDDmi
n は、約3.0Vであるので、上記Pチャンネル型MO
SFETQ15をオフ状態にさせることができるととも
に、上記Nチャンネル型MOSFETQ16を低しきい
値電圧とすることにより、ソース側から内部電圧VDL
に対応した電圧を出力させることができる。
The above N-channel type power MOSFET
Sense amplifier activation signal S supplied to the gate of Q15
AP2 is an overdrive activation signal / S supplied to the gate of the P-channel MOSFET Q15.
The signal has a phase opposite to that of AP1, and although not particularly limited, a high level thereof is a signal corresponding to the power supply voltage VDD. That is, as described above, VDDCLP is approximately +2.9.
V, which is the minimum allowable voltage VDDmi of the power supply voltage VDD.
Since n is about 3.0 V, the P-channel MO
The SFET Q15 can be turned off, and the N-channel MOSFET Q16 has a low threshold voltage.
Can be output.

【0067】上記センスアンプの単位回路の入出力ノー
ドには、相補ビット線を短絡させるイコライズMOSF
ETQ11と、相補ビット線にハーフプリチャージ電圧
を供給するスイッチMOSFETQ9とQ10からなる
プリチャージ回路が設けられる。これらのMOSFET
Q9〜Q11のゲートは、共通にプリチャージ信号BL
EQが供給される。このプリチャージ信号BLEQを形
成するドライバ回路は、上記B側のクロスエリアにNチ
ャンネル型MOSFETQ18を設けて、その立ち下が
りを高速にする。つまり、メモリアクセスの開始時にワ
ード線選択タイミングを早くするために、各クロスエリ
アに設けられたNチャンネル型MOSFETQ18をオ
ン状態にして上記プリチャージ回路を構成するMOSF
ETQ9〜Q11を高速にオフ状態に切り替えるように
するものである。
An equalizing MOSF for short-circuiting the complementary bit line is provided at the input / output node of the unit circuit of the sense amplifier.
A precharge circuit including ETQ11 and switch MOSFETs Q9 and Q10 for supplying a half precharge voltage to a complementary bit line is provided. These MOSFETs
The gates of Q9 to Q11 share the precharge signal BL
EQ is supplied. The driver circuit for forming the precharge signal BLEQ provides an N-channel MOSFET Q18 in the cross area on the B side to make the falling speed faster. That is, in order to advance the word line selection timing at the start of the memory access, the N-channel MOSFETs Q18 provided in the respective cross areas are turned on and the MOSFs constituting the precharge circuit are turned on.
ETQ9 to Q11 are switched off at high speed.

【0068】これに対して、プリチャージ動作を開始さ
せる信号を形成するPチャンネル型MOSFETQ17
は、上記のようにクロスエリアに設けられるのではな
く、アレイコントロール部に設けるようにする。つま
り、メモリアクセスの終了時にプリチャージ動作が開始
されるものであるが、その動作には時間的な余裕が有る
ので、信号BLEQの立ち上がりを高速にする必要がな
いからである。この結果、A側クロスエリアに設けられ
るPチャンネル型MOSFETは、上記オーバードライ
ブ用のパワーMOSFETQ15のみとなり、B側のク
ロスエリアに設けられるPチャンネル型MOSFET
は、次に説明する入出力線のスイッチ回路IOSWを構
成するMOSFETQ24,Q25及びメイン共通入力
線MIOを内部電圧VDLにプリチャージさせるプリチ
ャージ回路を構成するMOSFETのみにできる。そし
て、これらのN型ウェル領域には、上記VDDCLP
(クロスエリアA)と上記VDL(クロスエリアB)の
ようなバイアス電圧が与えられるから1種類のN型ウェ
ル領域となり、寄生サイリスタ素子が形成されない。
On the other hand, a P-channel MOSFET Q17 for forming a signal for starting a precharge operation is provided.
Is provided not in the cross area as described above, but in the array control unit. In other words, the precharge operation is started at the end of the memory access, but since the operation has a margin in time, it is not necessary to make the rising of the signal BLEQ fast. As a result, the P-channel MOSFET provided in the A-side cross area is only the power MOSFET Q15 for overdrive, and the P-channel MOSFET provided in the B-side cross area is P-channel MOSFET.
Can be made only of MOSFETs constituting a precharge circuit for precharging the MOSFETs Q24 and Q25 and the main common input line MIO to the internal voltage VDL, which will be described next. The above-mentioned VDDCLP is provided in these N-type well regions.
Since a bias voltage such as (cross area A) and the above VDL (cross area B) is applied, one type of N-type well region is formed, and no parasitic thyristor element is formed.

【0069】センスアンプの単位回路は、シェアードス
イッチMOSFETQ3とQ4を介して右側のサブアレ
イの同様な相補ビット線BL,/BLに接続される。ス
イッチMOSFETQ12とQ13は、カラムスイッチ
回路を構成するものであり、選択信号YSを受けて、上
記センスアンプの単位回路の入出力ノードをサブ共通入
出力線LIOに接続させる。例えば、左側のサブアレイ
のサブワード線SWLが選択されたときには、センスア
ンプの右側シェアードスイッチMOSFETQ3とQ4
とがオフ状態にされる。これにより、センスアンプの入
出力ノードは、上記左側の相補ビット線BL,/BLに
接続されて、選択されたサブワード線SWLに接続され
たメモリセルの微小信号を増幅し、上記カラムスイッチ
回路を通してサブ共通入出力線LIOに伝える。上記サ
ブ共通入出力線は、B側のクロスエリアに設けられたN
チャンネル型MOSFETQ19と20及び上記Pチャ
ンネル型MOSFETQ24とQ25からなるスイッチ
回路IOSWを介してメインアンプの入端子に接続され
るメイン入出力線MIOに接続される。
The unit circuit of the sense amplifier is connected to similar complementary bit lines BL and / BL of the right sub-array via shared switch MOSFETs Q3 and Q4. The switch MOSFETs Q12 and Q13 constitute a column switch circuit, and upon receiving the selection signal YS, connect the input / output node of the unit circuit of the sense amplifier to the sub-common input / output line LIO. For example, when the sub word line SWL of the left sub array is selected, the right shared switch MOSFETs Q3 and Q4 of the sense amplifier are selected.
Are turned off. As a result, the input / output node of the sense amplifier is connected to the left-side complementary bit lines BL and / BL, amplifies the minute signal of the memory cell connected to the selected sub-word line SWL, and passes through the column switch circuit. It is transmitted to the sub common input / output line LIO. The sub common input / output line is connected to the N side provided in the cross area on the B side.
It is connected to a main input / output line MIO connected to an input terminal of a main amplifier via a switch circuit IOSW composed of channel type MOSFETs Q19 and Q20 and the P-channel type MOSFETs Q24 and Q25.

【0070】特に制限されないが、上記カラムスイッチ
回路は、1つの選択信号により一対の相補ビット線を一
対のサブ共通入出力線LIOと接続させる。それ故、1
つのメインワード線の選択動作により選択されたサブア
レイにおいて、その両側に設けられる一対のセンスアン
プに対応して設けられる上記一対のカラムスイッチ回路
により合計2対の相補ビット線が選択されることにな
る。上記メイン共通入出力線MIOの信号は、図示しな
いメインアンプ(センス回路)MAに供給される。上記
のようにメイン共通入出力線MIOは、上記のような内
部降圧電圧VDLによりプリチャージされ、上記ローカ
ル入出力線LIO及びメイン共通入出力線MIOを通し
てセンスアンプの増幅信号が伝えられるものであり、そ
の信号振幅は上記内部降圧電圧VDLを基準にした小振
幅とされ、メインアンプMAにおいて電源電圧VDDに
対応したCMOSレベルに増幅される。
Although not particularly limited, the column switch circuit connects a pair of complementary bit lines to a pair of sub-common input / output lines LIO by one selection signal. Therefore 1
In the sub-array selected by the operation of selecting one main word line, a total of two pairs of complementary bit lines are selected by the pair of column switch circuits provided corresponding to the pair of sense amplifiers provided on both sides thereof. . The signal of the main common input / output line MIO is supplied to a main amplifier (sense circuit) MA (not shown). As described above, the main common input / output line MIO is precharged by the internal step-down voltage VDL as described above, and the amplified signal of the sense amplifier is transmitted through the local input / output line LIO and the main common input / output line MIO. The signal amplitude is set to a small amplitude based on the internal step-down voltage VDL, and is amplified by the main amplifier MA to a CMOS level corresponding to the power supply voltage VDD.

【0071】サブワード線駆動回路SWDは、そのうち
の1つが代表として例示的に示されているように、上記
深い深さのN型ウェル領域DWELL(VPP)に形成
されたPチャンネル型MOSFETQ21と、かかるD
WELL内に形成されるP型ウェル領域PWELL(V
BB)に形成されたNチャンネル型MOSFETQ22
及びQ23とを用いて構成される。インバータ回路N1
は、特に制限されないが、前記サブワード選択線駆動回
路FXDを構成するものであり、前記のようにクロスエ
リアに設けられるものである。メモリセルのアドレス選
択MOSFETQmも、上記DWELL内に形成される
P型ウェル領域PWELL(VBB)に形成されるもの
である。
The sub-word line drive circuit SWD includes a P-channel MOSFET Q21 formed in the deep N-type well region DWELL (VPP), one of which is exemplarily shown as a representative. D
The P-type well region PWELL (V
N-channel MOSFET Q22 formed in BB)
And Q23. Inverter circuit N1
Although it is not particularly limited, it constitutes the sub-word select line drive circuit FXD, and is provided in the cross area as described above. The address selection MOSFET Qm of the memory cell is also formed in the P-type well region PWELL (VBB) formed in the DWELL.

【0072】図6には、上記サブアレイのメインワード
線とサブワード線との関係を説明するための要部ブロッ
ク図が示されている。同図は、主に回路動作を説明する
ものであり、前記のようなサブワード選択線の幾何学的
な配置を無視してサブワード選択線FX0B〜7Bを纏
めて表している。同図においては、サブワード線の選択
動作を説明するために2本のメインワード線MWL0と
MWL1が代表として示されている。これらのメインワ
ード線MWL0は、メインワードドライバMWD0によ
り選択される。他のメインワード線MWL1は、上記同
様なメインワードドライバにより同様に選択される。
FIG. 6 is a main block diagram for explaining the relationship between the main word lines and the sub word lines of the sub array. This figure mainly explains the circuit operation, and omits the geometrical arrangement of the sub-word selection lines as described above and collectively shows the sub-word selection lines FX0B to FX7B. In the figure, two main word lines MWL0 and MWL1 are shown as representatives for explaining the sub-word line selection operation. These main word lines MWL0 are selected by a main word driver MWD0. The other main word line MWL1 is similarly selected by a main word driver similar to the above.

【0073】上記1つのメインワード線MWL0には、
それの延長方向に対して8組のサブワード線が設けられ
る。同図には、そのうちの2組のサブワード線が代表と
して例示的に示されている。サブワード線は、偶数0〜
6と奇数1〜7の合計8本のサブワード線が1つのサブ
アレイに交互に配置される。メインワードドライバに隣
接する偶数0〜6と、メインワード線の遠端側(ワード
ドライバの反対側)に配置される偶数0〜6を除いて、
サブアレイ間に配置されるサブワードドライバは、それ
を中心にした左右のサブアレイのサブワード線を駆動す
る。
The one main word line MWL0 has:
Eight sets of sub-word lines are provided in the extending direction. FIG. 2 exemplarily shows two sets of the sub-word lines as representatives. The sub word line is even 0 to
A total of eight sub-word lines 6 and odd numbers 1 to 7 are alternately arranged in one sub-array. Except for even numbers 0 to 6 adjacent to the main word driver and even numbers 0 to 6 arranged on the far end side (opposite side of the word driver) of the main word line,
The sub-word driver arranged between the sub-arrays drives the sub-word lines of the left and right sub-arrays centered on the sub-word driver.

【0074】これにより、前記のようにサブアレイとし
ては、8分割されるが、上記のように実質的にサブワー
ドドライバSWDにより両側の2つのサブアレイに対応
したサブワード線が同時に選択されるので、実質的には
上記サブアレイが4組に分けられることとなる。上記の
ようにサブワード線SWLを偶数0〜6と奇数1〜7に
分け、それぞれメモリブロックの両側にサブワードドラ
イバSWDを配置する構成では、メモリセルの配置に合
わせて高密度に配置されるサブワード線SWLの実質的
なピッチがサブワードドライバSWDの中で2倍に緩和
でき、サブワードドライバSWDとサブワード線SWL
とを効率よく半導体チップ上にレイアウトすることがで
きる。
Thus, although the sub-array is divided into eight as described above, the sub-word driver SWD substantially selects the sub-word lines corresponding to the two sub-arrays on both sides at the same time. Will be divided into four sets. In the configuration in which the sub-word lines SWL are divided into even numbers 0 to 6 and odd numbers 1 to 7 as described above, and the sub-word drivers SWD are arranged on both sides of the memory block, respectively, The substantial pitch of the SWL can be relaxed twice in the sub-word driver SWD, and the sub-word driver SWD and the sub-word line SWL
Can be efficiently laid out on a semiconductor chip.

【0075】この実施例では、上記サブワードドライバ
SWDは、4本のサブワード線0〜6(1〜7)に対し
て共通にメインワード線MWLから選択信号を供給す
る。上記4つのサブワード線の中から1つのサブワード
線を選択するためのサブワード選択線FXBが設けられ
る。サブワード選択線は、FXB0〜FXB7の8本か
ら構成され、そのうちの偶数FXB0〜FXB6が上記
偶数列のサブワードドライバ0〜6に供給され、そのう
ち奇数FXB1〜FXB7が上記奇数列のサブワードド
ライバ1〜7に供給される。
In this embodiment, the sub-word driver SWD supplies a selection signal from the main word line MWL to four sub-word lines 0 to 6 (1 to 7) in common. A sub-word select line FXB for selecting one sub-word line from the four sub-word lines is provided. The sub-word selection lines are composed of eight lines FXB0 to FXB7, of which even-numbered FXB0 to FXB6 are supplied to the even-numbered sub-word drivers 0 to 6, and odd-numbered FXB1 to FXB7 are odd-numbered sub-word drivers 1 to 7 of the odd-numbered columns. Supplied to

【0076】サブワード選択線FXB0〜FXB7は、
サブアレイ上では第2層目の金属(メタル)配線層M2
により形成され、同じく第2層目の金属配線層M2によ
り構成されるメインワード線MWL0〜MWLnと平行
に延長される第1サブワード選択線と、そこから直交す
る方向に延長される第2のサブワード選択線からなる。
特に制限されないが、上記第2のサブワード選択線は、
メインワード線MWLとの交差するために第3層目の金
属配線層M3により構成される。
The sub word select lines FXB0 to FXB7 are
On the sub-array, the second metal wiring layer M2
And a second sub-word select line extending in parallel with the main word lines MWL0 to MWLn also formed by the second metal wiring layer M2, and a second sub-word extending in a direction orthogonal thereto. Consists of a selection line.
Although not particularly limited, the second sub-word selection line is
A third metal wiring layer M3 is provided to cross the main word line MWL.

【0077】サブワードドライバSWDは、そのうちの
1つが例示的に示されているように、メインワード線M
WLに入力端子が接続され、出力端子にサブワード線S
WLが接続されたPチャンネル型MOSFETQ21と
Nチャンネル型MOSFETQ22からなる第1のCM
OSインバータ回路と、上記サブワード線SWLと回路
の接地電位との間に設けられ、上記サブワード選択信号
FXBを受けるスイッチMOSFETQ23から構成さ
れる。このスイッチMOSFETQ23のゲートをFX
Bと接続するため、またMOSFETQ21のそれぞれ
とFXを接続するため、実際には0、2、4、6からな
るサブワードドライバ列にそってFXとFXBとの合計
8本のサブワード選択線が配置されるが、同図では1つ
の線で表している。
The sub-word driver SWD has a main word line M as one of them is illustratively shown.
The input terminal is connected to WL, and the sub-word line S is connected to the output terminal.
A first CM including a P-channel MOSFET Q21 and an N-channel MOSFET Q22 to which WL is connected.
An OS inverter circuit and a switch MOSFET Q23 provided between the sub-word line SWL and the ground potential of the circuit and receiving the sub-word selection signal FXB. The gate of this switch MOSFET Q23 is FX
In order to connect to B and to connect each of the MOSFETs Q21 to FX, a total of eight sub-word select lines of FX and FXB are arranged along a sub-word driver row composed of 0, 2, 4, and 6. However, it is represented by a single line in FIG.

【0078】上記サブワード選択信号FXBを受け、そ
の反転信号FXを形成する第2のCMOSインバータ回
路N1がサブワード選択線駆動回路FXDとして設けら
れ、その出力信号を上記第1のCMOSインバータ回路
の動作電圧端子であるPチャンネル型MOSFETQ2
1のソース端子に供給する。この第2のCMOSインバ
ータ回路N1は、特に制限されないが、昇圧電圧VPP
で動作し、前記図3のようにクロスエリアに形成され、
複数からなるサブワードドライバSWDに対応して共通
に用いられる。
A second CMOS inverter circuit N1 for receiving the above-mentioned sub-word selection signal FXB and forming an inverted signal FX thereof is provided as a sub-word selection line driving circuit FXD. P-channel MOSFET Q2 which is a terminal
1 to the source terminal. The second CMOS inverter circuit N1 is not particularly limited, but has a boosted voltage VPP
And is formed in the cross area as shown in FIG.
Commonly used corresponding to a plurality of sub-word drivers SWD.

【0079】上記のようなサブワードドライバSWDの
構成においては、メインワード線MWLがワード線の選
択レベルに対応した昇圧電圧VPPのようなハイレベル
のとき、上記第1のCMOSインバータ回路のNチャン
ネル型MOSFETQ22がオン状態となり、サブワー
ド線SWLを回路の接地電位のようなロウレベルにす
る。このとき、サブワード選択信号FXBが回路の接地
電位のようなロウレベルの選択レベルとなり、サブワー
ド選択線駆動回路FXDとしての第2のCMOSインバ
ータ回路N1の出力信号が上記昇圧電圧VPPに対応し
た選択レベルにされても、上記メインワード線MWLの
非選択レベルにより、Pチャンネル型MOSFETQ2
1がオフ状態であるので、上記サブワード線SWLは上
記Nチャンネル型MOSFETQ22のオン状態による
非選択状態にされる。
In the above configuration of the sub-word driver SWD, when the main word line MWL is at a high level such as the boosted voltage VPP corresponding to the word line selection level, the N-channel type of the first CMOS inverter circuit The MOSFET Q22 is turned on, and the sub-word line SWL is set to a low level such as the ground potential of the circuit. At this time, the sub-word selection signal FXB becomes a low-level selection level such as the ground potential of the circuit, and the output signal of the second CMOS inverter circuit N1 as the sub-word selection line driving circuit FXD becomes the selection level corresponding to the boosted voltage VPP. However, depending on the non-selection level of the main word line MWL, the P-channel MOSFET Q2
Since 1 is in the OFF state, the sub-word line SWL is set to the non-selected state due to the ON state of the N-channel MOSFET Q22.

【0080】上記メインワード線MWLが選択レベルに
対応した回路の接地電位のようなロウレベルのとき、上
記第1のCMOSインバータ回路のNチャンネル型MO
SFETQ22がオフ状態となり、Pチャンネル型MO
SFETQ21がオン状態になる。このとき、サブワー
ド選択信号FXBが上記回路の接地電位のようなロウレ
ベルなら、サブワード選択線駆動回路FXDとしての第
2のCMOSインバータ回路N1の出力信号が上記昇圧
電圧VPPに対応した選択レベルにされて、サブワード
線SWLをVPPのような選択レベルにする。もしも、
サブワード選択信号FXBが昇圧電圧VPPのような非
選択レベルなら、上記第2のCMOSインバータ回路N
2の出力信号がロウレベルとなり、これとともに上記N
チャンネル型MOSFETQ23がオン状態になってサ
ブワード線SWLをロウレベルの非選択レベルにする。
When the main word line MWL is at a low level such as the ground potential of the circuit corresponding to the selected level, the N-channel type MO of the first CMOS inverter circuit is
The SFET Q22 is turned off, and the P-channel type MO
SFET Q21 is turned on. At this time, if the sub-word selection signal FXB is at a low level such as the ground potential of the circuit, the output signal of the second CMOS inverter circuit N1 as the sub-word selection line driving circuit FXD is set to the selection level corresponding to the boosted voltage VPP. , The sub word line SWL is set to a selection level such as VPP. If,
If the sub-word selection signal FXB is at a non-selection level such as the boosted voltage VPP, the second CMOS inverter circuit N
2 becomes low level, and at the same time, N
The channel type MOSFET Q23 is turned on to set the sub-word line SWL to the low level non-selection level.

【0081】上記メインワード線MWL及びそれと平行
に配置される第1のサブワード選択線FXBは、上記の
ように非選択レベルが共にVPPのようなハイレベルに
されている。それ故、RAMが非選択状態(スタンバ
イ)状態のときに上記平行に配置されるメインワード線
MWLと第1のサブワード選択線FXBとの間に絶縁不
良が発生しても、リーク電流が流れることがない。この
結果、メインワード線MWLの間に第1のサブワード選
択線FXB形成してサブアレイ上に配置させることがで
き、レアウトの高密度化としても、上記リーク電流によ
る直流不良を回避することができ高信頼性となるもので
ある。
The main word line MWL and the first sub-word select line FXB arranged in parallel to the main word line MWL are both set to a non-selection level such as VPP as described above. Therefore, even when an insulation failure occurs between the main word line MWL and the first sub-word selection line FXB arranged in parallel when the RAM is in the non-selection state (standby) state, leakage current flows. There is no. As a result, the first sub-word selection line FXB can be formed between the main word lines MWL and arranged on the sub-array, and the DC failure due to the above-described leakage current can be avoided even when the layout density is increased. It will be reliable.

【0082】図7には、上記メモリアレイのメインワー
ド線とセンスアンプとの関係を説明するための要部ブロ
ック図が示されている。同図においては、代表として1
本のメインワード線MWLが示されている。このメイン
ワード線MWLは、メインワードドライバMWDにより
選択される。上記メインワードドライバに隣接して、上
記偶数サブワード線に対応したサブワードドライバSW
Dが設けられる。
FIG. 7 is a main block diagram for explaining the relationship between the main word lines of the memory array and the sense amplifiers. In FIG.
Two main word lines MWL are shown. This main word line MWL is selected by the main word driver MWD. A sub-word driver SW corresponding to the even-numbered sub-word line adjacent to the main word driver
D is provided.

【0083】同図では、省略されてるが上記メインワー
ド線MWLと平行に配置されるサブワード線と直交する
ように相補ビット線(Pair Bit Line)が設けられる。こ
の実施例では、特に制限されないが、相補ビット線も偶
数列と奇数列に分けられ、それぞれに対応してサブアレ
イ(メモリセルアレイ)を中心にして左右にセンスアン
プSAが振り分けられる。センスアンプSAは、前記の
ようにシェアードセンス方式とされるが、端部のセンス
アンプSAでは、実質的に片方にした相補ビット線が設
けられないが、シェアードスイッチMOSFETを介し
て相補ビット線と接続される。
Although not shown in the figure, a complementary bit line (Pair Bit Line) is provided so as to be orthogonal to a sub-word line arranged in parallel with the main word line MWL. In this embodiment, although not particularly limited, the complementary bit lines are also divided into even columns and odd columns, and the sense amplifiers SA are distributed to the left and right corresponding to the respective sub-arrays (memory cell arrays). The sense amplifier SA is of the shared sense type as described above. In the sense amplifier SA at the end, although substantially one complementary bit line is not provided, the sense amplifier SA is connected to the complementary bit line via a shared switch MOSFET. Connected.

【0084】上記のようにメモリブロックの両側にセン
スアンプSAを分散して配置する構成では、奇数列と偶
数列に相補ビット線が振り分けられるために、センスア
ンプ列のピッチを緩やかにすることができる。逆にいう
ならば、高密度に相補ビット線を配置しつつ、センスア
ンプSAを形成する素子エリアを確保することができる
ものとなる。上記センスアンプSAの配列に沿って上記
サブ入出力線が配置される。このサブ入出力線は、カラ
ムスイッチを介して上記相補ビット線に接続される。カ
ラムスイッチは、スイッチMOSFETから構成され
る。このスイッチMOSFETのゲートは、カラムデコ
ーダCOLUMN DECORDER の選択信号が伝えられるカラム選
択線YSに接続される。
In the configuration in which the sense amplifiers SA are dispersedly arranged on both sides of the memory block as described above, since the complementary bit lines are distributed to the odd columns and the even columns, the pitch of the sense amplifier columns can be reduced. it can. In other words, it is possible to secure element areas for forming the sense amplifiers SA while arranging complementary bit lines at high density. The sub input / output lines are arranged along the arrangement of the sense amplifiers SA. This sub input / output line is connected to the complementary bit line via a column switch. The column switch is composed of a switch MOSFET. The gate of the switch MOSFET is connected to a column selection line YS to which a selection signal of a column decoder COLUMN DECORDER is transmitted.

【0085】図8には、この発明に係るダイナミック型
RAM(シンクロナスDRAM)を説明するための素子
構造断面図が示されている。この実施例では、上記のよ
うなメモリセル部の素子構造が代表として例示的に示さ
れている。メモリセルの記憶キャパシタは、2層目のポ
リシリコン層をストレージノードSNとして用い、アド
レス選択用MOSFETの一方のソース,ドレインSD
と接続される。上記2層目ポリシリコン層からなるスト
レージノードSNは王冠構造とされ、薄いゲート絶縁膜
を介して3層目ポリシリコン層からなるプレート電極P
Lが形成されて構成される。アドレス選択用MOSFE
Tのゲートは、サブワード線SWLと一体的に構成さ
れ、1層目ポリシリコン層とその上部に形成されたタン
グステンシリサイド(WSi)とにより形成される。ア
ドレス選択用MOSFETの他方のソース,ドレイン
は、ポリシリコン層とその上部設けられた上記同様なタ
ングステンシリサイドから構成されたビット線BLに接
続される。上記メモリセルの上部には、第2層目のメタ
ル層M2からなるメインワード線MWB、サブワード選
択線FXBが形成され、その上部には第3層目からなる
メタル層M3からなるY選択線YSや、サブワード選択
線FXが形成される。
FIG. 8 is a sectional view of an element structure for explaining a dynamic RAM (synchronous DRAM) according to the present invention. In this embodiment, the element structure of the memory cell section as described above is exemplarily shown as a representative. The storage capacitor of the memory cell uses the second polysilicon layer as the storage node SN, and has one source and drain SD of the address selection MOSFET.
Connected to The storage node SN made of the second polysilicon layer has a crown structure, and has a plate electrode P made of the third polysilicon layer via a thin gate insulating film.
L is formed. MOSFE for address selection
The gate of T is formed integrally with the sub-word line SWL, and is formed of a first polysilicon layer and tungsten silicide (WSi) formed thereon. The other source and drain of the address selection MOSFET are connected to a bit line BL formed of a polysilicon layer and the same tungsten silicide provided above the polysilicon layer. A main word line MWB composed of a second metal layer M2 and a sub-word select line FXB are formed above the memory cell, and a Y select line YS composed of a third metal layer M3 is formed above the main word line MWB. Alternatively, a sub-word selection line FX is formed.

【0086】同図では省略されているが、メモリセル部
の周辺部には、サブワードドライバSWD等を構成する
ようなNチャンネル型MOSFETやPチャンネル型M
OSFETが形成される。これらの周辺回路を構成する
ために、図示しないが1層目メタル層が形成されてい
る。例えば、上記CMOSインバータ回路を構成するた
めにNチャンネル型MOSFETとPチャンネル型MO
SFETとのゲートを接続する配線は、上記1層目のメ
タル層M1が用いられる。上記CMOSインバータ回路
回路の入力端子と2層目メタル層M2からなるメインワ
ード線MWBとの接続には、スルーホールを介してダミ
ーとしての第1層目メタル層M1に落とし、この第1層
目の配線層M1とコンタクトを介してゲート電極に接続
される。
Although not shown in the figure, an N-channel MOSFET and a P-channel MOSFET which constitute a sub-word driver SWD and the like are provided around the memory cell portion.
An OSFET is formed. Although not shown, a first metal layer is formed to configure these peripheral circuits. For example, an N-channel type MOSFET and a P-channel type MO are used to constitute the above CMOS inverter circuit.
The first metal layer M1 is used for the wiring connecting the gate to the SFET. The connection between the input terminal of the CMOS inverter circuit and the main word line MWB including the second metal layer M2 is dropped to a first metal layer M1 as a dummy through a through hole. Is connected to the gate electrode via the contact and the wiring layer M1.

【0087】3層目のメタル層M3で形成されたY選択
線YSをカラム選択スイッチMOSFETのゲートに接
続させる場合、あるいは上記メタル層M3で形成された
サブワード線選択線FXとサブワードドライバのPチャ
ンネル型MOSFETのソース,ドレインとの接続に
は、スルーホールを介して上記ダミーとしてのメタル層
M2、メタル層M1に落とし上記カラムスイッチMOS
FETのゲートや、Pチャンネル型MOSFETのソー
ス,ドレインと接続される。
When connecting the Y selection line YS formed by the third metal layer M3 to the gate of the column selection switch MOSFET, or by connecting the sub word line selection line FX formed by the metal layer M3 and the P channel The connection to the source and the drain of the MOSFET is dropped to the metal layer M2 and the metal layer M1 as the dummy through a through hole, and the column switch MOS is dropped.
It is connected to the gate of the FET and the source and drain of the P-channel MOSFET.

【0088】この実施例のような素子構造を採るとき、
前記のようにメインワード線を構成する第2層目のメタ
ル層M2に対して、それと平行に延長される第2層目の
メタル層M2の部分又は上記メインワード線のメタル層
M2と交差する第3層目のメタル層M3の部分からなる
サブワード選択線との間の絶縁膜に欠陥が生じることに
より、無視できないリーク電流が流れてしまう。このよ
うなリーク電流それ自体は、メモリセルの読み出し/書
き込み動作には影響を及ぼさないなら実際上は問題ない
が、非選択状態での電流不良という問題を引き起こして
しまう。本願発明では、上記のようにメインワード線M
WBとサブワード選択線FXBとが同じ電位で非選択状
態であるために上記リーク電流の発生が生じない。
When adopting the element structure as in this embodiment,
As described above, the second metal layer M2 constituting the main word line intersects with the portion of the second metal layer M2 extending in parallel with the second metal layer M2 or the metal layer M2 of the main word line. When a defect occurs in the insulating film between the third word layer M3 and the sub-word selection line, a non-negligible leak current flows. Such a leak current itself is practically no problem if it does not affect the read / write operation of the memory cell, but causes a problem of a current failure in a non-selected state. In the present invention, as described above, the main word line M
Since the WB and the sub-word select line FXB are in the non-selected state at the same potential, the above-described leakage current does not occur.

【0089】上記メインワード線MWBとサブワード選
択線FXBとの間のリーク電流の発生よりメモリセルの
読み出し/書き込み動作に不良が生じる場合には、予備
のメインワード線に置き換えられる。しかしながら、不
良のメインワード線MWBはそのまま残り、上記メイン
ワード線MWBに対してリーク電流が流れ続ける結果と
なる。上記のようなリーク電流の発生は、かかるメイン
ワード線MWBが予備のメインワード線に置き換えられ
る結果、メモリの読み出し、書き込み動作そのものには
何ら影響を与えない。しかしながら、直流電流が増加し
てしまい、製品としての性能の悪化につながり、最悪の
場合には直流不良にされるので上記欠陥救済回路が生か
されなくなるが、上記のような構成とすることによりそ
れを回避させることができる。
When a read / write operation of a memory cell is defective due to the generation of a leak current between the main word line MWB and the sub-word select line FXB, the memory cell is replaced with a spare main word line. However, the defective main word line MWB remains as it is, resulting in the leakage current continuing to flow to the main word line MWB. The occurrence of the leak current as described above does not affect the reading and writing operations of the memory itself as a result of replacing the main word line MWB with the spare main word line. However, the DC current increases, which leads to deterioration of the performance of the product. In the worst case, the DC failure occurs, so that the defect relief circuit cannot be used. Can be avoided.

【0090】図9には、この発明に係るSDRAMに用
いられる前記メインアンプ(センス回路)MAの一実施
例の回路図が示されている。上記メイン入出力線MIO
を通して伝えられた相補の入力信号VINとVIN#
(ここで#は、前記/に対応してロウレベルがアクティ
ブレベルであることを表している)は、差動のNチャン
ネル型MOSFETM4とN5のゲートに供給される。
これらの差動MOSFETN4とN5の共通化されたソ
ースと回路の接地電位Vssとの間には、動作タイミング
信号MA1を受けて上記差動MOSFETN4とN5の
動作電流を形成するNチャンネル型のMOSFETN6
が設けられる。
FIG. 9 is a circuit diagram showing one embodiment of the main amplifier (sense circuit) MA used in the SDRAM according to the present invention. The main input / output line MIO
Input signals VIN and VIN # transmitted through
(Here, # indicates that the low level is the active level corresponding to /) is supplied to the gates of the differential N-channel MOSFETs M4 and N5.
An N-channel MOSFET N6 which receives an operation timing signal MA1 and forms an operation current of the differential MOSFETs N4 and N5 is provided between the common source of these differential MOSFETs N4 and N5 and the ground potential Vss of the circuit.
Is provided.

【0091】上記差動MOSFETN4とN5のドレイ
ンは、Pチャンネル型MOSFETP1とNチャンネル
型MOSFETN1からなる第1のCMOSインバータ
回路と、Pチャンネル型MOSFETP2とNチャンネ
ル型MOSFETN2からなる第2のCMOSインバー
タ回路の入力と出力とを互いに交差接続して構成された
CMOSラッチ回路のかかる入出力ノードに接続され
る。上記第1と第2のCMOSインバータ回路を構成す
るPチャンネル型MOSFETP1とP2のソースは、
外部端子から供給される電源電圧VDDに接続される。
上記第1と第2のCMOSインバータ回路のNチャンネ
ル型MOSFETN1とN2のソースは、共通接続され
て、それと接地電位Vssとの間には上記動作タイミング
信号MA1を受けて第1と第2のCMOSインバータ回
路に動作電流を形成するNチャンネル型のMOSFET
N3が設けられる。
The drains of the differential MOSFETs N4 and N5 are connected to a first CMOS inverter circuit composed of a P-channel MOSFET P1 and an N-channel MOSFET N1, and a second CMOS inverter circuit composed of a P-channel MOSFET P2 and an N-channel MOSFET N2. The input and output are connected to such an input / output node of a CMOS latch circuit configured by cross-connecting each other. The sources of the P-channel MOSFETs P1 and P2 constituting the first and second CMOS inverter circuits are:
Connected to power supply voltage VDD supplied from an external terminal.
The sources of the N-channel MOSFETs N1 and N2 of the first and second CMOS inverter circuits are commonly connected, and the first and second CMOS inverter circuits receive the operation timing signal MA1 between the sources and the ground potential Vss. N-channel type MOSFET that forms operating current in inverter circuit
N3 is provided.

【0092】上記第1と第2のCMOSラッチ回路の入
出力ノードは、相補の出力信号線VOUTとVOUT#
に接続される。上記出力信号線VOUTとVOUT#を
電源電圧VDDにプリチャージするPチャンネル型MO
SFETP3とP4と、上記出力線VOUTとVOUT
#を短絡するPチャンネル型MOSFETP5からなる
イコライズ回路が設けられる。これらのMOSFETP
3〜P5のゲートには、イコライズ信号EQ#が供給さ
れる。
The input / output nodes of the first and second CMOS latch circuits are connected to complementary output signal lines VOUT and VOUT #.
Connected to. A P-channel type MO for precharging the output signal lines VOUT and VOUT # to a power supply voltage VDD
SFETs P3 and P4, and output lines VOUT and VOUT
An equalizing circuit including a P-channel MOSFET P5 for short-circuiting # is provided. These MOSFETP
The equalizing signal EQ # is supplied to the gates 3 to P5.

【0093】図10には、上記図9のメインアンプ(セ
ンス回路)MAの動作の一例を説明するためのタイミン
グ図が示されている。この実施例は、メインアンプMA
の高速動作化に向けられている。イコライズ信号EQ#
がロウレベルにされて、上記出力信号線VOUTとVO
UT#が電源電圧VDDにプリチャージされている間
に、上記動作タイミング信号MA1がロウレベルからハ
イレベルに変化されて、MOSFETN6とN3がオン
状態にされる。つまり、タイミングT1において動作タ
イミング信号MA1をハイレベルに変化させ、一定時間
経過後のタイミングT2において、上記イコライズ信号
EQ#をハイレベルに変化させるようにするものであ
る。この場合には、差動MOSFETN4とN5のゲー
トに印加される入力信号VINとVIN#がまだ微小な
差電圧しかないときに、差動MOSFETN4とN5が
増幅動作を開始し、そのドレインに増幅信号を出力させ
る。
FIG. 10 is a timing chart for explaining an example of the operation of the main amplifier (sense circuit) MA shown in FIG. In this embodiment, the main amplifier MA
For high-speed operation. Equalize signal EQ #
Is set to a low level, and the output signal lines VOUT and VO
While the UT # is being precharged to the power supply voltage VDD, the operation timing signal MA1 is changed from a low level to a high level, and the MOSFETs N6 and N3 are turned on. That is, the operation timing signal MA1 is changed to the high level at the timing T1, and the equalization signal EQ # is changed to the high level at the timing T2 after a certain time has elapsed. In this case, when the input signals VIN and VIN # applied to the gates of the differential MOSFETs N4 and N5 have only a small difference voltage, the differential MOSFETs N4 and N5 start the amplifying operation, and the amplified signal Output.

【0094】このとき、CMOSラッチ回路も上記動作
タイミング信号MA1のハイレベルに対応してMOSF
ETN3のオン状態に対応して動作を開始するが、上記
イコライズ回路により電源電圧VDDからの電流供給も
継続されているので、実質的に上記差動MOSFETN
4とN5の増幅信号を受ける差動増幅回路として動作
し、上記微小信号の増幅動作を開始するものである。
At this time, the CMOS latch circuit also has a MOSF corresponding to the high level of the operation timing signal MA1.
The operation starts in response to the ON state of ETN3, but since the current supply from the power supply voltage VDD is also continued by the equalizing circuit, the differential MOSFET N
It operates as a differential amplifier circuit that receives the amplified signals of Nos. 4 and N5, and starts the operation of amplifying the small signal.

【0095】そして、イコライズ信号EQ#がハイレベ
ルに変化すると、上記MOSFETP3〜P5がオフ状
態にされ、出力信号線VOUTとVOUT#の電位差は
広がりながら低下し、ロウレベル側の電位がPチャンネ
ル型MOSFETのしきい値電圧より大きく低下する
と、それを受けるPチャンネル型MOSFETがオン状
態にされて、ハイレベルの出力信号を電源電圧VDDま
で引き上げる。この実施例のようにイコライズ信号EQ
#に対して動作タイミング信号MA1を先行させて発生
させることにより動作の高速化が可能になる。つまり、
上記イコライズ信号EQ#をハイレベルに戻して、イコ
ライズ動作の終了タイミングをまって上記動作タイミン
グ信号MA1を発生させるようにすると、その分センス
増幅動作の開始タイミングが遅くなってしまうからであ
る。この実施例では、入力信号VINとVIN#は、差
動MOSFETN4とN5のゲートに供給され、出力信
号線VOUTとVOUT#と電気的に分離する構成を採
るものであるので、いわゆるダイレクトセンス動作を実
現できるものである。
When the equalizing signal EQ # changes to the high level, the MOSFETs P3 to P5 are turned off, the potential difference between the output signal lines VOUT and VOUT # decreases while widening, and the low-level potential becomes the P-channel MOSFET. , The P-channel MOSFET receiving it is turned on, and the high-level output signal is raised to the power supply voltage VDD. As in this embodiment, the equalizing signal EQ
By generating the operation timing signal MA1 ahead of #, the operation can be speeded up. That is,
This is because if the equalizing signal EQ # is returned to the high level and the end timing of the equalizing operation is adjusted to generate the operation timing signal MA1, the start timing of the sense amplification operation is delayed accordingly. In this embodiment, the input signals VIN and VIN # are supplied to the gates of the differential MOSFETs N4 and N5 and are electrically separated from the output signal lines VOUT and VOUT #. It can be realized.

【0096】すなわち、上記メインアンプMAとして、
前記図23に示したように上記第1と第2のCMOSイ
ンバータ回路からなるラッチ回路と、上記動作制御用の
MOSFETN3とにより構成したラッチ型センス回路
を採用した場合には、入力と出力とが直結されるもので
あるので、イコライズが完了して入力信号に所望の信号
電位差が発生した後に動作を開始させる必要があるとと
もに、前記ダイナミック型RAMのように外部電源電圧
VDDに対して、降圧された電圧VDLを用いて上記入
力信号VINとVIN#を形成した場合、メインアンプ
MAの電源電圧VDD側から上記入力信号VINとVI
N#が伝えられるメイン入出力線MIO側に電流が流れ
込んでしまい、上記入力信号VINとVIN#を内部降
圧電圧VDLに対して高くしてしまう。このようにメイ
ン入出力線MIOの電位がVDLより高くなってしまう
と、前記図5に示したようなメイン入出力線MIOのイ
コライズ回路の動作が不能となって誤動作を生じてしま
うことがある。
That is, as the main amplifier MA,
As shown in FIG. 23, when a latch type sense circuit composed of the latch circuit composed of the first and second CMOS inverter circuits and the MOSFET N3 for operation control is adopted, the input and output become Since it is directly connected, it is necessary to start the operation after the equalization is completed and a desired signal potential difference is generated in the input signal, and the voltage is lowered with respect to the external power supply voltage VDD as in the dynamic RAM. When the input signals VIN and VIN # are formed using the applied voltage VDL, the input signals VIN and VIN # are supplied from the power supply voltage VDD side of the main amplifier MA.
A current flows into the main input / output line MIO to which N # is transmitted, and the input signals VIN and VIN # become higher than the internal step-down voltage VDL. When the potential of the main input / output line MIO becomes higher than VDL in this manner, the operation of the equalizing circuit of the main input / output line MIO as shown in FIG. 5 may be disabled and a malfunction may occur. .

【0097】これに対して、上記メインアンプMAとし
て、前記図22に示したように差動MOSFETN1と
N2及びMOSFETN3からなる差動回路と、そのド
レイン側にゲートとドレインとが交差接続されたPチャ
ンネル型MOSFETP1とP2を設けたクロスカップ
ル型センス回路を採用した場合、前記のように降圧され
た微小な入力信号VINとVIN#を上記電源電圧VD
Dと接地電位Vssに対応したCMOSレベルの出力信号
に増幅させるのに時間がかかり、前記SDRAMのよう
にセンス回路を数ns(ナノ秒)程度で短いパルスで動
作させには増幅動作速度が不足するものである。
On the other hand, as the main amplifier MA, a differential circuit composed of differential MOSFETs N1, N2 and MOSFET N3 as shown in FIG. When a cross-coupled sense circuit provided with channel type MOSFETs P1 and P2 is employed, the minute input signals VIN and VIN # stepped down as described above are converted to the power supply voltage VD.
It takes time to amplify the output signal to a CMOS level corresponding to D and the ground potential Vss, and the amplification operation speed is insufficient for operating the sense circuit with a short pulse of about several ns (nanoseconds) as in the SDRAM. Is what you do.

【0098】この発明に係るメインアンプMAにおいて
は、上記差動MOSFETN4とN5と、第1と第2の
CMOSインバータ回路を用いたCMOSラッチ回路と
を組みあわせ、入力側に高入力インピーダンスの上記差
動回路を配置し、出力側に高速高利得の上記CMOSラ
ッチ回路を配置することにより、高速な動作速度を確保
しつつ、上記のようなVDL、VDDといったような動
作電位の相違による誤動作も防止できるようにするもの
である。
In the main amplifier MA according to the present invention, the differential MOSFETs N4 and N5 are combined with a CMOS latch circuit using first and second CMOS inverter circuits, and the differential amplifier having a high input impedance is provided on the input side. A high-speed, high-gain CMOS latch circuit is arranged on the output side by arranging a driving circuit, thereby ensuring high-speed operation speed and preventing malfunction due to a difference in operation potential such as VDL and VDD as described above. To make it possible.

【0099】図11には、上記図9のメインアンプ(セ
ンス回路)MAの動作の他の一例を説明するためのタイ
ミング図が示されている。この実施例は、メインアンプ
MAの高速化と低消費電力の両立に向けられている。同
じタイミングT1においてイコライズ信号EQ#をロウ
レベルからハイレベルに変化させてプリチャージ動作の
終了を行い、上記動作タイミング信号MA1をロウレベ
ルからハイレベルに変化されて、MOSFETN6とN
3をオン状態にさせる。つまり、イコライズ動作の終了
タイミングに合わせてセンス回路の動作開始タイミング
を設定するものである。この場合、前記のようにダイレ
クトセンス動作が可能であるために、上記タイミング信
号EQ#とMA1とが多少オーバーラップしたり、ある
いは時間差が生じても動作上は問題がなく、タイミング
設計を容易にできる。
FIG. 11 is a timing chart for explaining another example of the operation of the main amplifier (sense circuit) MA shown in FIG. This embodiment is aimed at achieving both high speed and low power consumption of the main amplifier MA. At the same timing T1, the precharge operation is completed by changing the equalizing signal EQ # from the low level to the high level, and the operation timing signal MA1 is changed from the low level to the high level.
3 is turned on. That is, the operation start timing of the sense circuit is set in accordance with the end timing of the equalizing operation. In this case, since the direct sensing operation is possible as described above, even if the timing signals EQ # and MA1 slightly overlap or a time difference occurs, there is no operational problem, and the timing design can be easily performed. it can.

【0100】図12には、上記図9のメインアンプ(セ
ンス回路)MAの動作の更に他の一例を説明するための
タイミング図が示されている。この実施例は、メインア
ンプMAの低消費電力に向けられている。タイミングT
2においてイコライズ信号EQ#をロウレベルからハイ
レベルに変化させてプリチャージ動作を終了させた後
に、それより遅れたタイミングT1において上記動作タ
イミング信号MA1をロウレベルからハイレベルに変化
させてMOSFETN6とN3をオン状態にさせる。つ
まり、イコライズ動作が終了した後に、センス回路の動
作開始を行わせるようにするものである。この場合、入
力信号VINとVIN#の電位差が大きくなった時点で
差動MOSFETN4とN5が増幅動作を行い、その増
幅出力信号をCMOSラッチ回路が受けて増幅動作を行
うので、電源電圧VDDと回路の接地電位VSSとの間に
流れる直流電流を大幅に低減させることができる。
FIG. 12 is a timing chart for explaining still another example of the operation of the main amplifier (sense circuit) MA shown in FIG. This embodiment is directed to low power consumption of the main amplifier MA. Timing T
2, the precharge operation is completed by changing the equalizing signal EQ # from low level to high level, and then at timing T1 later than that, the operation timing signal MA1 is changed from low level to high level to turn on the MOSFETs N6 and N3. Let it be in a state. That is, the operation of the sense circuit is started after the equalizing operation is completed. In this case, when the potential difference between the input signals VIN and VIN # becomes large, the differential MOSFETs N4 and N5 perform an amplification operation, and the CMOS latch circuit receives the amplified output signal to perform the amplification operation. DC current flowing between the power supply and the ground potential VSS can be greatly reduced.

【0101】図13には、前記メインアンプ(センス回
路)MAの他の一実施例の回路図が示されている。この
実施例では、上記差動MOSFETN4とN5に動作電
流を流すNチャンネル型のMOSFETN6のゲートに
印加される動作タイミング信号MA1と、上記CMOS
ラッチ回路に動作電流を流すNチャンネル型MOSFE
TN3のゲートに印加される動作タイミング信号MA2
とを分けて供給するようにする。他の構成は、前記図9
の実施例と同様である。
FIG. 13 is a circuit diagram showing another embodiment of the main amplifier (sense circuit) MA. In this embodiment, the operation timing signal MA1 applied to the gate of an N-channel type MOSFET N6 for flowing an operation current through the differential MOSFETs N4 and N5 and the CMOS
N-channel type MOSFE for flowing operating current to latch circuit
Operation timing signal MA2 applied to the gate of TN3
And supply them separately. Another configuration is shown in FIG.
This is the same as the embodiment.

【0102】図14には、上記図13のメインアンプ
(センス回路)MAの動作の一例を説明するためのタイ
ミング図が示されている。この実施例では、メインアン
プMAの高速動作化に向けられている。イコライズ信号
EQ#がロウレベルにされて、上記出力信号線VOUT
とVOUT#が電源電圧VDDにプリチャージされてい
る間に、上記動作タイミング信号MA1がロウレベルか
らハイレベルに変化されて、MOSFETN6がオン状
態にされる。つまり、タイミングT1において動作タイ
ミング信号MA1をハイレベルに変化させ、一定時間経
過後のタイミングT2において、上記イコライズ信号E
Q#をハイレベルに変化させるようにするものである。
この場合には、差動MOSFETN4とN5のゲートに
印加される入力信号VINとVIN#がまだ微小な差電
圧しかないときに、差動MOSFETN4とN5が増幅
動作を開始しそのドレインに増幅信号を出力させる。
FIG. 14 is a timing chart for explaining an example of the operation of the main amplifier (sense circuit) MA shown in FIG. This embodiment is directed to a high-speed operation of the main amplifier MA. The equalizing signal EQ # is set to low level, and the output signal line VOUT
While VOUT # and VOUT # are precharged to the power supply voltage VDD, the operation timing signal MA1 is changed from a low level to a high level, and the MOSFET N6 is turned on. That is, the operation timing signal MA1 is changed to the high level at the timing T1, and at the timing T2 after the elapse of a predetermined time, the equalization signal E1
Q # is changed to a high level.
In this case, when the input signals VIN and VIN # applied to the gates of the differential MOSFETs N4 and N5 have only a small difference voltage, the differential MOSFETs N4 and N5 start the amplifying operation and the amplified signals are sent to the drains. Output.

【0103】このとき、CMOSラッチ回路も上記動作
タイミング信号MA2はまだロウレベルのままにされて
おり、上記MOSFETN3はオフ状態にされている。
このため、上記差動MOSFETN4とN5と、上記C
MOSラッチ回路を構成するPチャンネル型MOSFE
TP1とP2とがクロスカップル型センス回路として動
作するが、上記イコライズ回路がまだ動作状態であるの
で厳密な意味でのクロスカップ型センス回路とは多少異
なり、上記P1とP2とイコライズ回路のPチャンネル
型MOSFETP3とP4が差動MOSFETN4とN
5の負荷回路として動作して増幅信号を形成している。
At this time, also in the CMOS latch circuit, the operation timing signal MA2 is still at the low level, and the MOSFET N3 is in the off state.
Therefore, the differential MOSFETs N4 and N5 and the C
P-channel type MOSFE constituting a MOS latch circuit
Although TP1 and P2 operate as a cross-coupled sense circuit, since the equalizing circuit is still operating, it is slightly different from a strictly meaningful cross-cup type sensing circuit. Type MOSFETs P3 and P4 are differential MOSFETs N4 and N
5 to form an amplified signal.

【0104】タイミングT2において、イコライズ信号
EQ#をロウレベルからハイレベルに変化させて上記M
OSFETP3〜P5をオフ状態にする。この状態で
は、上記差動MOSFETN4とN5と、上記CMOS
ラッチ回路を構成するPチャンネル型MOSFETP1
とP2とによりクロスカップル型センス回路として動作
して上出力信号線VOUTとVOUT#の電位差を拡大
させる。そして、タイミングT3において上記動作タイ
ミング信号MA2をロウレベルからハイレベルに変化さ
せて、MOSFETN3がオン状態にさせる。つまり、
タイミングT3においてCMOSラッチ回路の動作を開
始させて、上記クロスカップル型センス回路で形成され
た出力信号を増幅し、タイミングT4において電源電圧
VDDと接地電位VssのようなCMOSレベルに拡大さ
せる。上記のような一連の動作によって、CMOSラッ
チ回路での直流電流の発生を抑えつつ、高速な読み出し
動作を実現するものである。
At timing T2, the equalizing signal EQ # is changed from low level to high level to
OSFETs P3 to P5 are turned off. In this state, the differential MOSFETs N4 and N5 and the CMOS
P-channel MOSFET P1 constituting a latch circuit
And P2 to operate as a cross-coupled sense circuit to increase the potential difference between the upper output signal lines VOUT and VOUT #. Then, at the timing T3, the operation timing signal MA2 is changed from the low level to the high level, and the MOSFET N3 is turned on. That is,
At timing T3, the operation of the CMOS latch circuit is started to amplify the output signal formed by the cross-coupled sense circuit, and at timing T4, the output signal is expanded to a CMOS level such as the power supply voltage VDD and the ground potential Vss. Through a series of operations as described above, a high-speed read operation is realized while suppressing the generation of a direct current in the CMOS latch circuit.

【0105】図15には、上記図13のメインアンプ
(センス回路)MAの動作の他の一例を説明するための
タイミング図が示されている。この実施例では、メイン
アンプMAの低消費電力に向けられている。タイミング
T2においてイコライズ信号EQ#をロウレベルからハ
イレベルに変化させてプリチャージ動作を終了させた後
に、それより遅れたタイミングT1において上記動作タ
イミング信号MA1をロウレベルからハイレベルに変化
させてMOSFETN6をオン状態にさせる。つまり、
イコライズ動作が終了した後に、差動MOSFETN4
とN5及びCMOSラッチ回路のPチャンネル型MOS
FETP1とP2とを用いてクロスカップル型センス回
路の動作開始を行わせるようにするものである。この場
合、入力信号VINとVIN#の電位差が大きくなった
時点で差動MOSFETN4とN5が増幅動作を行うも
のとなる。
FIG. 15 is a timing chart for explaining another example of the operation of the main amplifier (sense circuit) MA shown in FIG. This embodiment is directed to low power consumption of the main amplifier MA. After the precharge operation is completed by changing the equalizing signal EQ # from low level to high level at the timing T2, the operation timing signal MA1 is changed from low level to high level at the later timing T1 to turn on the MOSFET N6. Let That is,
After the equalizing operation is completed, the differential MOSFET N4
And N5 and P-channel MOS of CMOS latch circuit
The operation of the cross-coupled sense circuit is started using the FETs P1 and P2. In this case, the differential MOSFETs N4 and N5 perform the amplification operation when the potential difference between the input signals VIN and VIN # becomes large.

【0106】そして、タイミングT3において上記動作
タイミング信号MA2をロウレベルからハイレベルに変
化させて、MOSFETN3がオン状態にさせる。つま
り、タイミングT3においてCMOSラッチ回路の動作
を開始させて、上記クロスカップル型センス回路で形成
された出力信号を増幅し、タイミングT4において電源
電圧VDDと接地電位VssのようなCMOSレベルに拡
大させる。上記のような一連の動作においは、上記電源
電圧VDDと回路の接地電位Vssとの間に流れる直流電
流は、上記タイミングT1からT3に至る間において、
差動MOSFETN4とN5及びCMOSラッチ回路の
Pチャンネル型MOSFETP1とP2とによるクロス
カップル型センス回路での増幅期間での極く小さな電流
のみとなり、大幅な低消費電力化を実現できるものとな
る。
At timing T3, the operation timing signal MA2 is changed from low level to high level to turn on the MOSFET N3. That is, the operation of the CMOS latch circuit is started at the timing T3, the output signal formed by the cross-coupled sense circuit is amplified, and expanded at the timing T4 to the CMOS level such as the power supply voltage VDD and the ground potential Vss. In the above-described series of operations, the DC current flowing between the power supply voltage VDD and the ground potential Vss of the circuit is changed from the timing T1 to the timing T3.
Only a very small current during the amplification period in the cross-coupled sense circuit by the differential MOSFETs N4 and N5 and the P-channel MOSFETs P1 and P2 of the CMOS latch circuit can be realized, and a great reduction in power consumption can be realized.

【0107】この他、図11のようにタイミング信号M
A1とEQ#を同じタイミングで変化させ、その後に動
作タイミング信号MA2をハイレベルに変化させるよう
な組み合わせで上記図13のメインアンプMAの動作を
制御するものであってもよい。この場合には、タイミン
グ信号EQ#を反転させてタイミング信号MA1を形成
すること、あるいはその逆で上記タイミング信号MA1
とEQ#を形成するようにでき、タイミング発生回路が
簡単にできる。
In addition, as shown in FIG.
The operation of the main amplifier MA in FIG. 13 may be controlled by a combination in which A1 and EQ # are changed at the same timing, and thereafter, the operation timing signal MA2 is changed to a high level. In this case, the timing signal EQ # is inverted to form the timing signal MA1, or vice versa.
And EQ #, and the timing generation circuit can be simplified.

【0108】図16には、前記メインアンプ(センス回
路)MAの更に他の一実施例の回路図が示されている。
この実施例では、上記差動MOSFETN4とN5に動
作電流を流すNチャンネル型のMOSFETN6のゲー
トに印加される動作タイミング信号MA1を利用して、
出力信号線VOUT,VOUT#とを短絡させるイコラ
イズ用のPチャンネル型MOSFETP5の制御タイミ
ング信号として利用する。そして、上記CMOSラッチ
回路に動作電流を流すNチャンネル型MOSFETN3
のゲートに印加される動作タイミング信号MA2を利用
して、上記出力信号線VOUT,VOUTBに外部電源
電圧VDDを供給するプリチャージ用のPチャンネル型
MOSFETP3とP4の制御タイミング信号として利
用する。この構成では、前記イコイライズ/プリチャー
ジ回路を構成するPチャンネル型MOSFETP3〜P
5の制御信号EQ#を省略することができる。他の構成
は、前記図9の実施例と同様である。
FIG. 16 is a circuit diagram showing still another embodiment of the main amplifier (sense circuit) MA.
In this embodiment, an operation timing signal MA1 applied to the gate of an N-channel type MOSFET N6 for flowing an operation current through the differential MOSFETs N4 and N5 is used.
It is used as a control timing signal for an equalizing P-channel MOSFET P5 for short-circuiting the output signal lines VOUT and VOUT #. Then, an N-channel MOSFET N3 for flowing an operation current to the CMOS latch circuit.
Is used as a control timing signal for precharging P-channel MOSFETs P3 and P4 for supplying the external power supply voltage VDD to the output signal lines VOUT and VOUTB by using the operation timing signal MA2 applied to the gate of the gate. In this configuration, the P-channel MOSFETs P3 to P3 constituting the equalizing / precharge circuit
5 can be omitted. Other configurations are the same as those in the embodiment of FIG.

【0109】図17には、前記メインアンプ(センス回
路)MAの更に他の一実施例の回路図が示されている。
この実施例では、図16の実施例の変形例であり、プリ
チャージ回路として、Pチャンネル型MOSFETQ6
とQ7が追加される。これらのMOSFETQ6とQ7
のゲートには、上記動作タイミング信号MA1が供給さ
れる。つまり、上記差動MOSFETN4とN5に動作
電流を流すNチャンネル型のMOSFETN6のゲート
に印加される動作タイミング信号MA1を利用して、出
力信号線VOUT,VOUT#とを短絡させるイコライ
ズ用のPチャンネル型MOSFETP5と上記追加され
たプリチャージ用のMOSFETQ6とQ7とを同時に
制御するものである。Nチャンネル型の差動MOSFE
TN4とN5と負荷としてのMOSFETP3とP4と
によりセンス回路の動作ポイントの設定を行う場合に
は、センス回路のプリチャージ特性を動作ポイントの設
定と独立して設定できるようにするために、プリチャー
ジ専用のPチャンネル型MOSFETP6とP7が設け
られるものである。他の構成は、前記図16の実施例と
同様である。
FIG. 17 is a circuit diagram showing still another embodiment of the main amplifier (sense circuit) MA.
This embodiment is a modification of the embodiment of FIG. 16 and uses a P-channel MOSFET Q6 as a precharge circuit.
And Q7 are added. These MOSFETs Q6 and Q7
Are supplied with the operation timing signal MA1. That is, an equalizing P-channel type for short-circuiting the output signal lines VOUT and VOUT # by using the operation timing signal MA1 applied to the gate of the N-channel type MOSFET N6 for flowing an operating current to the differential MOSFETs N4 and N5. The MOSFET P5 and the added precharge MOSFETs Q6 and Q7 are simultaneously controlled. N-channel type differential MOSFE
When the operation point of the sense circuit is set by TN4 and N5 and the MOSFETs P3 and P4 as loads, the precharge characteristics of the sense circuit are set independently of the operation point setting. Exclusive P-channel MOSFETs P6 and P7 are provided. Other configurations are the same as those in the embodiment of FIG.

【0110】図18には、上記図16及び図17のメイ
ンアンプ(センス回路)MAの動作の一例を説明するた
めのタイミング図が示されている。この実施例では、前
記イコライズ信号EQ#が省略され、図16の回路では
動作タイミング信号MA1がロウレベルからハイレベル
に変化されて、上記イコライズ用のPチャンネル型MO
SFETP5がオフ状態に、差動MOSFETN4とN
5に動作電流を流すNチャンネル型MOSFETN6が
オン状態にされる。つまり、タイミングT1において動
作タイミング信号MA1をハイレベルに変化させ、出力
信号線VOUTとVOUT#を短絡しているPチャンネ
ル型MOSFETP5をオフ状態にし、上記Nチャンネ
ル型MOSFETN6により差動MOSFETN4とN
5に動作電流を流し、このときオン状態を維持している
プリチャージ用のMOSFETP3とP4を負荷として
入力信号VINとVIN#の微小電位差の増幅信号を形
成する。図17の回路では、上記追加されたプリチャー
ジ用のMOSFETP6とP7が上記イコライズ用のP
チャンネル型MOSFETP5と同時にオフ状態にされ
るものである。
FIG. 18 is a timing chart for explaining an example of the operation of the main amplifier (sense circuit) MA shown in FIGS. 16 and 17. In this embodiment, the equalizing signal EQ # is omitted, and the operation timing signal MA1 is changed from a low level to a high level in the circuit of FIG.
When the SFET P5 is turned off, the differential MOSFETs N4 and N
5 is turned on. That is, at the timing T1, the operation timing signal MA1 is changed to the high level, the P-channel MOSFET P5 which short-circuits the output signal lines VOUT and VOUT # is turned off, and the N-channel MOSFET N6 is used to turn on the differential MOSFETs N4 and N5.
5, an operating current is supplied to the precharge MOSFETs P3 and P4, which are kept on at this time, to form an amplified signal having a small potential difference between the input signals VIN and VIN # using the loads as loads. In the circuit of FIG. 17, the added precharge MOSFETs P6 and P7 are connected to the equalizing P
It is turned off simultaneously with the channel type MOSFET P5.

【0111】一定時間経過後のタイミングT2におい
て、動作タイミング信号MA2をロウレベルからハイレ
ベルに変化させて上記MOSFETP3とP4をオフ状
態にするとともに、上記CMOSラッチ回路に動作電流
を供給するNチャンネル型MOSFETN3をオン状態
にする。この状態では、上記差動MOSFETN4とN
5と、上記CMOSラッチ回路とが動作して上記差動M
OSFETN4とN5で増幅された出力信号線VOUT
とVOUT#の電位差をCMOSラッチ回路の動作によ
って電源電圧VDDと接地電位VssのようなCMOSレ
ベルに拡大させるという増幅動作が同時に行われる。こ
のように動作タイミング信号MA1をMA2よりも早く
ロウレベルからハイレベルに変化させることにより、入
力電圧VINとVIN#が十分大きくなくてもセンス回
路を駆動させることができる。言い換えるならば、入力
電圧VINとVIN#の電位が十分に大きくなるまで待
つ必要がないので、高速動作に優れた動作タイミング、
いわゆるダイレクトセンス動作が可能となる。
At a timing T2 after a lapse of a predetermined time, the operation timing signal MA2 is changed from a low level to a high level to turn off the MOSFETs P3 and P4, and to supply an operating current to the CMOS latch circuit. Is turned on. In this state, the differential MOSFETs N4 and N4
5 and the CMOS latch circuit operate to operate the differential M
Output signal line VOUT amplified by OSFETs N4 and N5
The amplification operation of expanding the potential difference between VOUT # and VOUT # to the CMOS level such as the power supply voltage VDD and the ground potential Vss by the operation of the CMOS latch circuit is performed simultaneously. By changing the operation timing signal MA1 from low level to high level earlier than MA2, the sense circuit can be driven even if the input voltages VIN and VIN # are not sufficiently large. In other words, there is no need to wait until the potentials of the input voltages VIN and VIN # become sufficiently large.
A so-called direct sense operation becomes possible.

【0112】図19には、前記メインアンプ(センス回
路)MAの更に他の一実施例の回路図が示されている。
この実施例では、図17の実施例の変形例であり、イコ
ライズ回路を構成するPチャンネル型MOSFETP5
〜P7のゲートには、イラコイズ信号EQ#が供給さ
れ、Pチャンネル型MOSFETP3とP4にはプリチ
ャージ信号PC#が供給される。つまり、前記のような
動作タイミング信号MA1とMA2に代えて、それぞれ
に独立したタイミング信号EQ#とPC#とが上記のよ
うに供給されるものである。
FIG. 19 is a circuit diagram showing still another embodiment of the main amplifier (sense circuit) MA.
This embodiment is a modification of the embodiment of FIG. 17, and is a P-channel MOSFET P5 forming an equalizing circuit.
The irraquoise signal EQ # is supplied to the gates .about.P7, and the precharge signal PC # is supplied to the P-channel MOSFETs P3 and P4. That is, instead of the operation timing signals MA1 and MA2 as described above, independent timing signals EQ # and PC # are supplied as described above.

【0113】図20には、上記図19のメインアンプ
(センス回路)MAの動作の一例を説明するためのタイ
ミング図が示されている。この実施例では、タイミング
T1において、上記イコライズ信号EQ#がロウレベル
からハイレベルに変化して上記イコライズ用のPチャン
ネル型MOSFETP5とプリチャージ用のPチャンネ
ル型MOSFETP6及びP7とがオフ状態にされる。
上記タイミングT1より遅れたタイミングT2では、動
作タイミング信号MA1がロウレベルからハイレベルに
変化されて、上記差動MOSFETN4とN5に動作電
流を流すNチャンネル型MOSFETN6がオン状態に
される。つまり、タイミングT2においては、上記Nチ
ャンネル型MOSFETN6により差動MOSFETN
4とN5に動作電流を流し、このときオン状態を維持し
ているプリチャージ用のMOSFETP3とP4を負荷
として入力信号VINとVIN#の微小電位差の増幅動
作を開始する。
FIG. 20 is a timing chart for explaining an example of the operation of the main amplifier (sense circuit) MA shown in FIG. In this embodiment, at the timing T1, the equalizing signal EQ # changes from low level to high level, and the equalizing P-channel MOSFET P5 and the precharging P-channel MOSFETs P6 and P7 are turned off.
At a timing T2 that is later than the timing T1, the operation timing signal MA1 is changed from the low level to the high level, and the N-channel MOSFET N6 that supplies an operation current to the differential MOSFETs N4 and N5 is turned on. In other words, at the timing T2, the differential MOSFET N
4 and N5, an amplifying operation of a small potential difference between the input signals VIN and VIN # is started by using the precharge MOSFETs P3 and P4, which are maintained in the ON state, as loads.

【0114】上記タイミングT2から遅れたタイミング
T3では、プリチャージ信号PC#がロウレベルからハ
イレベルに変化して上記プリチャージ用のPチャンネル
型MOSFETP3とP4をオフ状態にする。この結
果、出力信号線VOUTとVOUT#の電位は、差動M
OSFETN4とN5の増幅動作により広がりながら低
下する。上記タイミングT3から遅れたタイミングT4
では、動作タイミング信号MA2がロウレベルからハイ
レベルに変化させて上記CMOSラッチ回路に動作電流
を供給するNチャンネル型MOSFETN3をオン状態
にする。この状態では、上記差動MOSFETN4とN
5と、上記CMOSラッチ回路とが動作して上記差動M
OSFETN4とN5で増幅された出力信号線VOUT
とVOUT#の電位差をCMOSラッチ回路の動作によ
って電源電圧VDDと接地電位VssのようなCMOSレ
ベルに拡大させるという増幅動作が行われる。この実施
例でも、入力電圧VINとVIN#が十分に大きくなく
てもセンス回路を駆動することができるので、前記同様
に高速動作に優れた、いわゆるダイレクトセンス動作が
可能になる。
At timing T3, which is later than timing T2, the precharge signal PC # changes from low level to high level to turn off the precharge P-channel MOSFETs P3 and P4. As a result, the potentials of the output signal lines VOUT and VOUT #
It decreases while spreading due to the amplifying operation of OSFETs N4 and N5. Timing T4 delayed from the timing T3
Then, the operation timing signal MA2 changes from the low level to the high level, and the N-channel MOSFET N3 that supplies the CMOS latch circuit with the operation current is turned on. In this state, the differential MOSFETs N4 and N4
5 and the CMOS latch circuit operate to operate the differential M
Output signal line VOUT amplified by OSFETs N4 and N5
An amplification operation is performed in which the potential difference between VOUT # and VOUT # is expanded to a CMOS level such as the power supply voltage VDD and the ground potential Vss by the operation of the CMOS latch circuit. Also in this embodiment, since the sense circuit can be driven even if the input voltages VIN and VIN # are not sufficiently large, a so-called direct sense operation excellent in high-speed operation as described above can be performed.

【0115】図21には、出力バッファの一実施例の回
路図が示されている。同図には、1ビットに対応した1
個の出力回路が代表として例示的に示されている。つま
り、前記図1のように16ビットの単位でのデータ出力
を行うSDRAM等では、同図の回路が16個から構成
される。そして、その動作制御を行うクロック信号DO
CLK(int.CLK)は、16個の出力バッファに対し
て共通に供給されるものである。
FIG. 21 is a circuit diagram of one embodiment of the output buffer. In the figure, 1 corresponding to 1 bit
Output circuits are illustratively shown as representatives. That is, in an SDRAM or the like which outputs data in units of 16 bits as shown in FIG. 1, the circuit shown in FIG. Then, a clock signal DO for controlling the operation is provided.
CLK (int.CLK) is commonly supplied to the 16 output buffers.

【0116】出力バッファは、Nチャンネル型の出力M
OSFETQ34とQ35と、かかる出力MOSFET
Q34とQ35を動作時にはデータDATAに対応して
相補的にオン状態/オフ状態にし、非動作状態のときに
は出力MOSFETQ34とQ35を共にオフ状態にし
て出力ハイインピーダンス状態にさせるため、ナンドゲ
ート回路G20とG21及びインバータ回路N20から
なる駆動回路が設けられる。また、上記電源電圧VDD
側の出力MOSFETQ34のゲート電圧を、電源電圧
VDD以上に昇圧して、ハイレベルの出力信号を上記電
源電圧VDDまで得るようにするために、MOSFET
Q31〜Q33、インバータ回路N21及びキャパシタ
Cからなる昇圧回路が設けられる。
The output buffer is an N-channel output M
OSFETs Q34 and Q35 and such output MOSFETs
In operation, Q34 and Q35 are complementarily turned on / off in response to data DATA, and in non-operational state, both output MOSFETs Q34 and Q35 are turned off to output high impedance, so that NAND gate circuits G20 and G21 are used. And a drive circuit including an inverter circuit N20. In addition, the power supply voltage VDD
In order to raise the gate voltage of the output MOSFET Q34 on the side to be higher than the power supply voltage VDD and obtain a high-level output signal up to the power supply voltage VDD,
A booster circuit including Q31 to Q33, an inverter circuit N21 and a capacitor C is provided.

【0117】クロック信号DOCLKがロウレベルの非
動作状態において、データDATAに無関係にナンドゲ
ート回路G20の出力がハイレベルとなり、Nチャンネ
ル型MOSFETQ33をオン状態にして上記出力MO
SFETQ34のゲート電圧を接地電位にしてかかる出
力MOSFETQ34をオフ状態にしている。このと
き、インバータ回路N21の出力はロウレベルとなり、
キャパシタCにはダイオード形態のMOSFETQ31
を介してプリチャージがなされている。クロック信号D
OCLKがハイレベルの動作状態に変化し、データDA
TAがハイレベルならナンドゲート回路G20の出力が
ロウレベルとなり、インバータ回路N21の出力信号が
ロウレベルからハイレベルに変化する。
When the clock signal DOCLK is at a low level and is in a non-operating state, the output of the NAND gate circuit G20 goes to a high level regardless of the data DATA, turning on the N-channel MOSFET Q33 to turn on the output MO.
The output MOSFET Q34 is turned off by setting the gate voltage of the SFET Q34 to the ground potential. At this time, the output of the inverter circuit N21 becomes low level,
The capacitor C has a diode type MOSFET Q31.
Has been pre-charged through. Clock signal D
OCLK changes to the high-level operation state, and the data DA
If TA is at the high level, the output of the NAND gate circuit G20 goes to the low level, and the output signal of the inverter circuit N21 changes from the low level to the high level.

【0118】上記キャパシタCにおいては、上記プリチ
ャージ電圧に上記インバータ回路N21の出力ハイレベ
ルが加算された昇圧電圧を発生する。そして、上記ナン
ドゲート回路G20の出力信号のロウレベルにより、N
チャンネル型MOSFETQ33がオフ状態に、Pチャ
ンネル型MOSFETQ32がオン状態になるので、上
記キャパシタCの昇圧電圧は、上記オン状態にされたM
OSFETQ32を通して出力MOSFETQ34のゲ
ートに伝えられて、その電圧を電源電圧VDD以上に昇
圧する。この結果、出力端子から出力されるデータDO
のハイレベル電源電圧VDDのようなハイレベルにされ
る。なお、上記出力すべきデータDATAがロウレベル
なら、ナンドゲート回路G21の入力信号が共にハイレ
ベルとなってロウレベルの出力信号を形成する。この出
力信号を受けるインバータ回路N22の出力信号がハイ
レベルとなり、出力MOSFETQ35をオン状態にし
て回路の接地電位のようなロウレベルを出力させるもの
である。
In the capacitor C, a boosted voltage is generated by adding the output high level of the inverter circuit N21 to the precharge voltage. The low level of the output signal of the NAND gate circuit G20 causes N
Since the channel type MOSFET Q33 is turned off and the P-channel type MOSFET Q32 is turned on, the boosted voltage of the capacitor C is increased by the M
The voltage is transmitted to the gate of the output MOSFET Q34 through the OSFET Q32, and the voltage is increased to the power supply voltage VDD or higher. As a result, data DO output from the output terminal is output.
At a high level like the high level power supply voltage VDD. When the data DATA to be output is at a low level, the input signals of the NAND gate circuit G21 are both at a high level to form a low-level output signal. The output signal of the inverter circuit N22 receiving this output signal goes high, turning on the output MOSFET Q35 to output a low level such as the ground potential of the circuit.

【0119】このような出力バッファにおいて、出力す
べきデータDATAは、前記のようなメインアンプ(セ
ンス回路)MA又はその増幅信号が伝えられた上記ラッ
チ/レジスタに保持されているので、上記同期クロック
発生回路により形成されるクロック信号DOCLKの立
ち上がりに同期して動作を開始し、かかるDOCLKを
上記外部クロック信号ext.CLKと同期させることによ
り、上記アクセスタイムtACをかかる出力バッファの
動作遅延時間に等しく短くできる。
In such an output buffer, the data DATA to be output is held in the main amplifier (sense circuit) MA as described above or in the latch / register to which the amplified signal has been transmitted. The operation starts in synchronization with the rise of the clock signal DOCLK formed by the generation circuit, and the access time tAC is made equal to the operation delay time of the output buffer by synchronizing the DOCLK with the external clock signal ext.CLK. Can be shortened.

【0120】前記の実施例から得られる作用効果は、下
記の通りである。すなわち、 (1) 入力信号を受ける差動MOSFETの共通ソー
ス側に動作タイミング信号を受けて動作電流を流す第1
のMOSFETを設け、上記差動MOSFETのドレイ
ン出力を受け、入力と出力とが交差接続されてなるCM
OSラッチ回路を設け、このCMOSラッチ回路に動作
タイミング信号を受けて動作電流を流す第2のMOSF
ETを設け、上記差動MOSFETの一対のドレイン出
力及びCMOSラッチ回路の交差接続された一対の入出
力のうち少なくとも一方から出力信号を出力させること
により、センス回路に必要とされる性能に応じて高速動
作化、タイミング設計を容易化、又は低消費電力化を図
りつつ、出力側電位が不所望に入力側に帰還されること
による誤動作を防止することができるという効果が得ら
れる。
The operation and effect obtained from the above embodiment are as follows. That is, (1) a first operation current is supplied to the common source side of the differential MOSFET that receives the input signal and the operation current is supplied to the differential MOSFET.
A CM having a drain output of the differential MOSFET and an input and an output cross-connected to each other.
An OS latch circuit, and a second MOSF which receives an operation timing signal and supplies an operation current to the CMOS latch circuit.
An ET is provided to output an output signal from at least one of a pair of drain outputs of the differential MOSFET and a pair of cross-connected inputs and outputs of a CMOS latch circuit, according to the performance required for the sense circuit. The effect is obtained that a malfunction due to the output-side potential being undesirably fed back to the input side can be prevented while speeding up operation, facilitating timing design, or reducing power consumption.

【0121】(2)上記出力信号を一対の出力信号線か
ら相補信号として出力させ、電源電圧と上記一対の出力
信号線との間を電源電圧を供給する第1と第2のスイッ
チMOSFETと、上記一対の出力信号線間を短絡する
第3のスイッチMOSFETからなるイコライズ回路を
設けることにより、出力電圧に応じて増幅回路がクロス
カップル型センス動作と、ラッチ型センス動作とに自動
的に切り替えられて上記2つの増幅回路の安定動作化を
図るようにすることができるという効果が得られる。
(2) First and second switch MOSFETs for outputting the output signal as a complementary signal from a pair of output signal lines and supplying a power supply voltage between the power supply voltage and the pair of output signal lines; By providing an equalizing circuit comprising a third switch MOSFET for short-circuiting the pair of output signal lines, the amplifier circuit is automatically switched between a cross-coupled sensing operation and a latched sensing operation according to the output voltage. As a result, the above-described two amplifier circuits can be stably operated.

【0122】(3) 上記第1のMOSFETと第2の
MOSFETのゲートには、同一の動作タイミング信号
を供給するものとし、その動作開始タイミングを上記イ
コライズ回路の動作終了タイミングに先行させることに
より動作の高速化を図るようにすることができるという
効果が得られる。
(3) The same operation timing signal is supplied to the gates of the first MOSFET and the second MOSFET. The effect is that the speeding up can be achieved.

【0123】(4) 上記第1のMOSFETと第2の
MOSFETのゲートに同一の動作タイミング信号を供
給するものとし、上記イコライズ回路の動作終了タイミ
ングに合わせて上記動作タイミング信号を発生させるこ
とにより、タイミング設計の容易化を図りつつ、高速化
と低消費電力の両立を図るようにすることができるとい
う効果が得られる。
(4) The same operation timing signal is supplied to the gates of the first MOSFET and the second MOSFET, and the operation timing signal is generated in accordance with the operation end timing of the equalizing circuit. The advantage is that it is possible to achieve both high speed and low power consumption while facilitating the timing design.

【0124】(5) 上記第1のMOSFETと第2の
MOSFETのゲートには、同一の動作タイミング信号
を供給するものとし、上記プリチャージ回路の動作終了
タイミングより遅れて上記動作タイミング信号を発生さ
せることにより、低消費電力化を図ることができるとい
う効果が得られる。
(5) The same operation timing signal is supplied to the gates of the first MOSFET and the second MOSFET, and the operation timing signal is generated later than the operation end timing of the precharge circuit. Thus, an effect that power consumption can be reduced can be obtained.

【0125】(6) 上記第1のMOSFETと第2の
MOSFETのゲートにそれぞれ異なる第1と第2の動
作タイミング信号を供給するもとし、上記第1のMOS
FETのゲートに供給される第1の動作タイミング信号
を上記イコライズ回路の動作終了タイミングに先行して
発生させ、上記第2のMOSFETのゲートに供給され
る第2の動作タイミング信号を上記イコライズ回路の動
作終了タイミングと同時かあるいはそれより遅れて発生
させることにより、高速化と低消費電力化を図ることが
できるという効果が得られる。
(6) On the basis of supplying different first and second operation timing signals to the gates of the first MOSFET and the second MOSFET, respectively,
A first operation timing signal supplied to the gate of the FET is generated prior to the operation end timing of the equalizer circuit, and a second operation timing signal supplied to the gate of the second MOSFET is generated by the equalizer circuit. By generating it at the same time as or later than the operation end timing, it is possible to achieve the effect of achieving higher speed and lower power consumption.

【0126】(7) 上記第1のMOSFETと第2の
MOSFETのゲートにそれぞれ異なる第1と第2の動
作タイミング信号を供給するものとし、上記第1のMO
SFETのゲートに供給される第1の動作タイミング信
号を上記イコライズ回路の動作終了タイミングと同時か
それより遅れて発生させ、上記第2のMOSFETのゲ
ートに供給される第2の動作タイミング信号を上記第1
の動作タイミング信号より遅れて発生させることにより
いっそうの低消費電力化を図ることができるという効果
が得られる。
(7) Different first and second operation timing signals are supplied to the gates of the first MOSFET and the second MOSFET, respectively.
A first operation timing signal supplied to the gate of the SFET is generated at the same time as or later than the operation end timing of the equalizing circuit, and a second operation timing signal supplied to the gate of the second MOSFET is generated. First
By generating the operation timing signal later than the operation timing signal, it is possible to obtain an effect that power consumption can be further reduced.

【0127】(8) 上記差動MOSFETと第1及び
第2のMOSFETとを第1導電型とし、上記第1、第
2と第3のスイッチMOSFETとを第2導電型のMO
SFETとし、上記第1のMOSFETと上記第3のス
イッチMOSFETのゲートに先行して発生させられた
第1のタイミング信号を共通に供給し、上記第2のMO
SFETと上記第1及び第2のスイッチMOSFETの
ゲートに上記第1のタイミング信号に対して一定時間遅
れて発生させられた第2のタイミング信号を供給するこ
とにより、タイミング制御信号を削減しつつ高速化と低
消費電力化を図ることができるという効果が得られる。
(8) The differential MOSFET and the first and second MOSFETs are of the first conductivity type, and the first, second, and third switch MOSFETs are of the second conductivity type.
A first timing signal generated in advance to the gates of the first MOSFET and the third switch MOSFET;
By supplying the SFET and the gates of the first and second switch MOSFETs with the second timing signal generated with a certain time delay with respect to the first timing signal, the timing control signal can be reduced and the speed can be reduced. The advantage is that the power consumption and the power consumption can be reduced.

【0128】(9) 上記一対の出力信号線に電源電圧
を供給する上記第2導電型からなるプリチャージ用の第
4と第5のスイッチMOSFETを更に設け、上記第1
のタイミング信号を上記第4と第5のスイッチMOSF
ETのゲートにも供給することにより、高速化と低消費
電力化を図りつつ差動MOSFETの動作ポイントと出
力信号線のプリチャージ特性をそれぞれ独立して最適に
設定することができるという効果が得られる。
(9) Fourth and fifth switch MOSFETs of the second conductivity type for supplying power supply voltage to the pair of output signal lines are further provided, and the first and second switch MOSFETs are provided.
Of the fourth and fifth switch MOSFs
By supplying power to the gate of the ET, the operating point of the differential MOSFET and the precharge characteristic of the output signal line can be independently and optimally set while achieving high speed and low power consumption. Can be

【0129】(10) 上記出力信号を一対の出力信号
線から出力される相補信号とし、かかる一対の出力信号
線に電源電圧を供給するプリチャージ用の第1と第2及
び第4と第5のスイッチMOSFETと、上記一対の出
力信号線間を短絡する第3のスイッチMOSFETから
なるイコライズ回路とを設け、上記第1と第2のスイッ
チMOSFET及び第3のスイッチMOSFETのゲー
トには、第3のタイミング信号を供給し、上記第4と第
5のスイッチMOSFETのゲートには、第4のタイミ
ング信号を供給し、第1動作段階では上記第3のタイミ
ング信号により第1、第2及び第3のスイッチMOSF
ETをオフ状態し、第2動作段階では上記第1の動作タ
イミング信号により上記第1のMOSFETが動作電流
を流すようにし、第3動作段階では上記第4のタイミン
グ信号により上記第4及び第5のスイッチMOSFET
がオフ状態とし、第4動作段階では上記第2の動作タイ
ミング信号により上記第2のMOSFETが動作電流を
流すように制御することにより、高速化と低消費電力化
を図りつつ差動MOSFETの動作ポイントと出力信号
線のプリチャージ特性をそれぞれ独立して最適に設定す
ることができるという効果が得られる。
(10) The output signal is a complementary signal output from a pair of output signal lines, and first and second, and fourth and fifth pre-charges for supplying a power supply voltage to the pair of output signal lines. And an equalizing circuit including a third switch MOSFET for short-circuiting the pair of output signal lines, and a third switch MOSFET and a gate of the third switch MOSFET. The fourth timing signal is supplied to the gates of the fourth and fifth switch MOSFETs, and the first, second and third timing signals are supplied in the first operation stage by the third timing signal. Switch MOSF
The ET is turned off, and in the second operation stage, the first MOSFET causes an operation current to flow according to the first operation timing signal. In the third operation stage, the fourth and fifth timing signals are used according to the fourth timing signal. Switch MOSFET
Is turned off, and in the fourth operation stage, the second MOSFET is controlled by the second operation timing signal so that the second MOSFET conducts an operation current. The effect is obtained that the precharge characteristics of the point and the output signal line can be optimally set independently of each other.

【0130】(11) 外部端子から供給された電源電
圧を降圧した内部降圧電圧で動作し、上記内部降圧電圧
に対応した微小電圧信号を出力する内部回路と、外部端
子から供給された電源電圧で動作し、上記内部回路で形
成された微小電圧信号を上記電源電圧に対応した信号振
幅に増幅するセンス回路と、上記センス回路の増幅信号
を受けて外部端子から出力信号を送出させる出力回路と
を備えた半導体集積回路装置において、上記センス回路
として、入力信号を受ける差動MOSFETの共通ソー
ス側に動作タイミング信号を受けて動作電流を流す第1
のMOSFETを設け、上記差動MOSFETのドレイ
ン出力を受け、入力と出力とが交差接続されてなるCM
OSラッチ回路を設け、このCMOSラッチ回路に動作
タイミング信号を受けて動作電流を流す第2のMOSF
ETを設け、上記差動MOSFETの一対のドレイン出
力及びCMOSラッチ回路の交差接続された一対の入出
力のうち少なくとも一方から出力信号を出力させる構成
とすることにより、必要とされる半導体集積回路装置の
性能に応じてセンス回路の高速動作化、タイミング設計
を容易化、又は低消費電力化を図りつつ、出力側電位が
不所望に入力側に帰還されることによる誤動作を防止す
ることができるという効果が得られる。
(11) An internal circuit which operates with an internal step-down voltage obtained by stepping down a power supply voltage supplied from an external terminal and outputs a minute voltage signal corresponding to the internal step-down voltage, and a power supply voltage supplied from an external terminal A sense circuit that operates and amplifies the minute voltage signal formed by the internal circuit to a signal amplitude corresponding to the power supply voltage; and an output circuit that receives an amplified signal of the sense circuit and sends an output signal from an external terminal. In the semiconductor integrated circuit device provided with the first circuit, the first sense circuit receives an operation timing signal and supplies an operation current to a common source of a differential MOSFET receiving an input signal.
A CM having a drain output of the differential MOSFET and an input and an output cross-connected to each other.
An OS latch circuit, and a second MOSF which receives an operation timing signal and supplies an operation current to the CMOS latch circuit.
A semiconductor integrated circuit device required by providing an ET and outputting an output signal from at least one of a pair of drain outputs of the differential MOSFET and a pair of cross-connected inputs and outputs of a CMOS latch circuit; It is possible to prevent malfunction due to undesired feedback of the output side potential to the input side while increasing the speed of the sense circuit, facilitating the timing design, or reducing the power consumption according to the performance of the sense circuit. The effect is obtained.

【0131】以上本発明者よりなされた発明を実施例に
基づき具体的に説明したが、本願発明は前記実施例に限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種
々変更可能であることはいうまでもない。例えば、セン
ス回路の出力信号は、上記差動MOSFETN4又はN
5(それに対応したCMOSラッチ回路の一方の入出力
ノード)から出力信号を得るものであってもよい。上記
イコライズ回路は省略することができる。ただし、CM
OSラッチ回路の両入力に以前の動作による出力信号が
残っていると、差動MOSFETの出力信号との競合が
生じるので、動作の高速のためには少なくともCMOS
ラッチ回路の入出力ノードを短絡させる短絡MOSFE
Tは必要とされる。
The invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments. However, the invention of the present application is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention. Needless to say. For example, the output signal of the sense circuit is the differential MOSFET N4 or N4.
5 (one input / output node of the corresponding CMOS latch circuit) to obtain an output signal. The equalizing circuit can be omitted. However, CM
If the output signal of the previous operation remains in both inputs of the OS latch circuit, competition with the output signal of the differential MOSFET occurs.
Short-circuit MOSFE for short-circuiting the input / output node of the latch circuit
T is required.

【0132】センス回路において、MOSFETの導電
型は全て逆にするものであってもよい。つまり、差動M
OSFETをPチャンネル型MOSFETで構成し、か
かる差動MOSFET及びCMOSラッチ回路に動作電
流を供給するMOSFETをPチャンネル型MOSFE
Tで構成するものとしてもよい。この発明に係るセンス
回路は、前記のようなメインアンプの他、1つの半導体
集積回路装置においてマイクロコンピュータのように複
数の機能ブロックが設けら、各機能ブロック毎の信号伝
送に前記実施例のダイナミック型RAMのように小振幅
の信号を伝達させるようにした場合の小振幅信号を受け
る入力回路として用いるようにすることもできる。SD
RAMにおいて、同期クロック発生回路を省略して、上
記出力バッファや内部回路に伝えられるクロック信号
は、外部端子から供給されたクロック信号CLKをクロ
ックバッファ回路を通して伝えるようにするものであっ
てもよい。この発明は、センス回路及びそれが搭載され
た半導体集積回路装置として広く利用できるものであ
る。
In the sense circuit, the conductivity types of the MOSFETs may be all reversed. That is, the differential M
The OSFET is composed of a P-channel MOSFET, and the differential MOSFET and the MOSFET for supplying an operating current to the CMOS latch circuit are P-channel MOSFETs.
T may be used. In the sense circuit according to the present invention, in addition to the main amplifier as described above, one semiconductor integrated circuit device is provided with a plurality of functional blocks like a microcomputer, and the dynamic circuit of the embodiment is used for signal transmission for each functional block. It can also be used as an input circuit for receiving a small amplitude signal when a small amplitude signal is transmitted like a type RAM. SD
In the RAM, the synchronous clock generation circuit may be omitted, and the clock signal transmitted to the output buffer and the internal circuit may be such that the clock signal CLK supplied from the external terminal is transmitted through the clock buffer circuit. The present invention can be widely used as a sense circuit and a semiconductor integrated circuit device on which the sense circuit is mounted.

【0133】[0133]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、入力信号を受ける差動MO
SFETの共通ソース側に動作タイミング信号を受けて
動作電流を流す第1のMOSFETを設け、上記差動M
OSFETのドレイン出力を受け、入力と出力とが交差
接続されてなるCMOSラッチ回路を設け、このCMO
Sラッチ回路に動作タイミング信号を受けて動作電流を
流す第2のMOSFETを設け、上記差動MOSFET
の一対のドレイン出力及びCMOSラッチ回路の交差接
続された一対の入出力のうち少なくとも一方から出力信
号を出力させることにより、センス回路に必要とされる
性能に応じて高速動作化、タイミング設計を容易化、又
は低消費電力化を図りつつ、出力側電位が不所望に入力
側に帰還されることによる誤動作を防止することができ
る。
The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, the differential MO receiving the input signal
A first MOSFET for receiving an operation timing signal and flowing an operation current is provided on the common source side of the SFET.
A CMOS latch circuit is provided which receives the drain output of the OSFET and has an input and an output cross-connected to each other.
A second MOSFET for receiving an operation timing signal and supplying an operation current to the S latch circuit;
By outputting an output signal from at least one of a pair of drain outputs and a pair of cross-connected inputs and outputs of a CMOS latch circuit, high-speed operation and easy timing design can be made according to the performance required for the sense circuit. It is possible to prevent malfunction due to undesired feedback of the output side potential to the input side while reducing power consumption.

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

【図1】この発明が適用されるシンクロナスDRAMの
一実施例を示す全体ブロック図である。
FIG. 1 is an overall block diagram showing an embodiment of a synchronous DRAM to which the present invention is applied.

【図2】この発明が適用されるシンクロナスDRAM
(ダイナミック型RAM)の一実施例を示す概略レイア
ウト図である。
FIG. 2 is a synchronous DRAM to which the present invention is applied;
FIG. 2 is a schematic layout diagram showing one embodiment of a (dynamic RAM).

【図3】図2のサブアレイとその周辺回路の一実施例を
示す概略レイアウト図である。
FIG. 3 is a schematic layout diagram showing one embodiment of the sub-array of FIG. 2 and its peripheral circuits.

【図4】図2のサブアレイとその周辺回路を形成するウ
ェル領域の一実施例を示す概略レイアウト図である。
FIG. 4 is a schematic layout diagram showing one embodiment of a well region forming a sub-array and its peripheral circuits in FIG. 2;

【図5】この発明に係るシンクロナスDRAMのセンス
アンプ部と、その周辺回路の一実施例を示す要部回路図
である。
FIG. 5 is a main part circuit diagram showing an embodiment of a sense amplifier section and peripheral circuits of the synchronous DRAM according to the present invention.

【図6】図5のサブアレイのメインワード線とサブワー
ド線との関係を説明するための要部ブロック図である。
6 is a main part block diagram for explaining a relationship between a main word line and a sub word line of the sub array of FIG. 5;

【図7】図5のメモリアレイのメインワード線とセンス
アンプとの関係を説明するための要部ブロック図であ
る。
7 is a main block diagram for explaining a relationship between a main word line and a sense amplifier of the memory array of FIG. 5;

【図8】この発明に係るダイナミック型RAM(シンク
ロナスDRAM)を説明するための素子構造断面図であ
る。
FIG. 8 is a sectional view of an element structure for explaining a dynamic RAM (synchronous DRAM) according to the present invention.

【図9】この発明に係るSDRAMに用いられる前記メ
インアンプ(センス回路)MAの一実施例を示す回路図
である。
FIG. 9 is a circuit diagram showing an embodiment of the main amplifier (sense circuit) MA used in the SDRAM according to the present invention.

【図10】図9のメインアンプ(センス回路)MAの動
作の一例を説明するためのタイミング図である。
FIG. 10 is a timing chart for explaining an example of the operation of the main amplifier (sense circuit) MA of FIG. 9;

【図11】図9のメインアンプ(センス回路)MAの動
作の他の一例を説明するためのタイミング図である。
11 is a timing chart for explaining another example of the operation of the main amplifier (sense circuit) MA of FIG. 9;

【図12】図9のメインアンプ(センス回路)MAの動
作の更に他の一例を説明するためのタイミング図であ
る。
12 is a timing chart for explaining still another example of the operation of the main amplifier (sense circuit) MA of FIG. 9;

【図13】この発明に係るSDRAMに用いられる前記
メインアンプ(センス回路)MAの他の一実施例を示す
回路図である。
FIG. 13 is a circuit diagram showing another embodiment of the main amplifier (sense circuit) MA used in the SDRAM according to the present invention.

【図14】図13のメインアンプ(センス回路)MAの
動作の一例を説明するためのタイミング図である。
FIG. 14 is a timing chart for explaining an example of the operation of the main amplifier (sense circuit) MA in FIG. 13;

【図15】図13のメインアンプ(センス回路)MAの
動作の他の一例を説明するためのタイミング図である。
FIG. 15 is a timing chart for explaining another example of the operation of the main amplifier (sense circuit) MA of FIG. 13;

【図16】この発明に係るSDRAM等に用いられる前
記メインアンプ(センス回路)MAの更に他の一実施例
を示す回路図である。
FIG. 16 is a circuit diagram showing still another embodiment of the main amplifier (sense circuit) MA used in an SDRAM or the like according to the present invention.

【図17】この発明に係るSDRAM等に用いられる前
記メインアンプ(センス回路)MAの更に他の一実施例
を示す回路図である。
FIG. 17 is a circuit diagram showing still another embodiment of the main amplifier (sense circuit) MA used in an SDRAM or the like according to the present invention.

【図18】図16、図17のメインアンプ(センス回
路)の動作を説明するためのタイミング図である。
FIG. 18 is a timing chart for explaining the operation of the main amplifier (sense circuit) shown in FIGS. 16 and 17;

【図19】この発明に係るSDRAM等に用いられる前
記メインアンプ(センス回路)MAの更に他の一実施例
を示す回路図である。
FIG. 19 is a circuit diagram showing still another embodiment of the main amplifier (sense circuit) MA used in an SDRAM or the like according to the present invention.

【図20】図19のメインアンプ(センス回路)の動作
を説明するためのタイミング図である。
FIG. 20 is a timing chart for explaining the operation of the main amplifier (sense circuit) in FIG. 19;

【図21】この発明に用いられる出力バッファの一実施
例を示す回路図である。
FIG. 21 is a circuit diagram showing one embodiment of an output buffer used in the present invention.

【図22】この発明に先立って検討されたセンス回路の
一例を示す回路図である。
FIG. 22 is a circuit diagram showing an example of a sense circuit studied prior to the present invention.

【図23】この発明に先立って検討されたセンス回路の
他の一例を示す回路図である。
FIG. 23 is a circuit diagram showing another example of a sense circuit studied prior to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…モードレジスタ、20…コマンドデコーダ、30
…タイミング発生回路、30…クロックバッファ、50
…同期クロック発生回路、200A,200B…メモリ
アレイ、201A,201B…ロウデコーダ、202
A,202B…センスアンプ及びカラム選択回路、20
3A,203B…カラムデコーダ、205…カラムアド
レスバッファ、206…ロウアドレスバッファ、207
…カラムアドレスカウンタ、208…リフレッシュカウ
ンタ、209…コントローラ、210…入力バッファ、
211…出力バッファ、212A,B…メインアンプ、
213…ラッチ/レジスタ、214A,B…ライトバッ
ファ。 N1〜N6…Nチャンネル型MOSFET、P1〜P7
…Pチャンネル型MOSFET、Q1〜Q35…MOS
FET、C…キャパシタ、G20〜G21…ゲート回
路、N20〜N22…インバータ回路。 CSP,CSN…共通ソース線、YS…カラム選択信
号、LIO…ローカル共通入出力線、MIO…メイン共
通入出力線、M1〜M3…メタル層、SN…ストレージ
ノード、PL…プレート電極、BL…ビット線、SD…
ソース,ドレイン、FG…1層目ポリシリコン層。
10: mode register, 20: command decoder, 30
... timing generation circuit, 30 ... clock buffer, 50
... Synchronous clock generation circuit, 200A, 200B ... Memory array, 201A, 201B ... Row decoder, 202
A, 202B: sense amplifier and column selection circuit, 20
3A, 203B: column decoder, 205: column address buffer, 206: row address buffer, 207
... column address counter, 208 ... refresh counter, 209 ... controller, 210 ... input buffer,
211: output buffer, 212A, B: main amplifier,
213: latch / register, 214A, B: write buffer. N1 to N6 N-channel MOSFETs, P1 to P7
... P-channel MOSFET, Q1-Q35 ... MOS
FET, C: capacitor, G20 to G21: gate circuit, N20 to N22: inverter circuit. CSP, CSN: common source line, YS: column selection signal, LIO: local common input / output line, MIO: main common input / output line, M1 to M3: metal layer, SN: storage node, PL: plate electrode, BL: bit Line, SD ...
Source, drain, FG: First polysilicon layer.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 27/10 681G (72)発明者 野田 浩正 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業本部内──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01L 27/10 681G (72) Inventor Hiromasa Noda 5-2-1, Kamimizuhonmachi, Kodaira-shi, Tokyo Semiconductor Company Hitachi, Ltd. In headquarters

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力信号を受ける差動MOSFETと、 上記差動MOSFETの共通ソース側に設けられ、第1
の動作タイミング信号を受けて上記差動MOSFETに
動作電流を流す第1のMOSFETと、 上記差動MOSFETのドレイン出力を受け、入力と出
力とが交差接続されてなるCMOSラッチ回路と、 第2の動作タイミング信号を受けて上記CMOSラッチ
回路に動作電流を流す第2のMOSFETとを含み、 上記差動MOSFETの一対のドレイン出力及びCMO
Sラッチ回路の交差接続された一対の入出力のうち少な
くとも一方から出力信号を出力させることを特徴とする
センス回路。
A differential MOSFET for receiving an input signal; a first MOSFET provided on a common source side of the differential MOSFET;
A first MOSFET that receives an operation timing signal and flows an operation current to the differential MOSFET; a CMOS latch circuit that receives a drain output of the differential MOSFET and has an input and an output cross-connected; A second MOSFET receiving an operation timing signal and supplying an operation current to the CMOS latch circuit; and a pair of drain outputs of the differential MOSFET and a CMO.
A sense circuit for outputting an output signal from at least one of a pair of inputs and outputs cross-connected to an S latch circuit.
【請求項2】 上記出力信号は、一対の出力信号線から
出力される相補信号とされるものであり、 上記一対の出力信号線には、かかる一対の出力信号線に
電源電圧を供給するプリチャージ用の第1と第2のスイ
ッチMOSFETと、上記一対の出力信号線間を短絡す
る第3のスイッチMOSFETからなるイコライズ回路
が設けられることを特徴とする請求項1のセンス回路。
2. The output signal is a complementary signal output from a pair of output signal lines. The pair of output signal lines has a pre-supply voltage for supplying a power supply voltage to the pair of output signal lines. 2. The sense circuit according to claim 1, further comprising an equalizing circuit including a first and a second switch MOSFET for charging and a third switch MOSFET for short-circuiting the pair of output signal lines.
【請求項3】 上記第1と第2の動作タイミング信号
は、同一のタイミング信号とされて上記第1のMOSF
ETと第2のMOSFETのゲートに供給されるもので
あり、上記イコライズ回路の動作終了タイミングに先行
して上記動作電流を形成するように発生させられるもの
であることを特徴とする請求項2のセンス回路。
3. The first and second operation timing signals are the same timing signal and the first MOSF
3. The ET and the gate of the second MOSFET, wherein the ET is generated so as to form the operating current prior to the operation end timing of the equalizing circuit. Sense circuit.
【請求項4】 上記第1と第2の動作タイミング信号
は、同一のタイミング信号とされて上記第1のMOSF
ETと第2のMOSFETのゲートに供給されるもので
あり、上記イコライズ回路の動作終了タイミングに合わ
せて上記動作動作電流を形成するように発生させられる
ものであることを特徴とする請求項2のセンス回路。
4. The first and second operation timing signals are the same timing signal, and the first MOSF
3. The power supply circuit according to claim 2, which is supplied to the gates of ET and a second MOSFET, and is generated so as to form the operating current in accordance with the operation end timing of the equalizing circuit. Sense circuit.
【請求項5】 上記第1と第2の動作タイミング信号
は、同一のタイミング信号とされて上記第1のMOSF
ETと第2のMOSFETのゲートに供給され、上記イ
コライズ回路の動作終了タイミングより遅れて上記動作
電流を流すように発生させられるものであることを特徴
とする請求項2のセンス回路。
5. The first and second operation timing signals are the same timing signal and the first MOSF
3. The sensing circuit according to claim 2, wherein the sensing circuit is supplied to the gates of the ET and the second MOSFET, and is generated so as to flow the operating current later than the operation end timing of the equalizing circuit.
【請求項6】 上記第1のMOSFETのゲートに供給
される第1の動作タイミング信号は、上記イコライズ回
路の動作終了タイミングに先行して上記差動MOSFE
Tの動作電流を流すように発生させられ、 上記第2のMOSFETのゲートに供給される第2の動
作タイミング信号は、上記イコライズ回路の動作終了タ
イミングと同時かあるいはそれより遅れて上記CMOS
ラッチ回路の動作電流を流すように発生させられるもの
であることを特徴とする請求項2のセンス回路。
6. The first operation timing signal supplied to the gate of the first MOSFET is supplied to the differential MOSFE prior to the operation end timing of the equalizing circuit.
The second operation timing signal generated so as to flow an operation current of T and supplied to the gate of the second MOSFET is the same as or later than the operation end timing of the equalizer circuit.
3. The sense circuit according to claim 2, wherein the sense circuit is generated so as to flow an operating current of the latch circuit.
【請求項7】 上記第1のMOSFETのゲートに供給
される第1の動作タイミング信号は、上記イコライズ回
路の動作終了タイミングにより遅れて上記差動MOSF
ETの動作電流を流すように発生させられ、 上記第2のMOSFETのゲートに供給される第2の動
作タイミング信号は、上記第1の動作タイミング信号と
同時かあるいはそれより遅れて上記CMOSラッチ回路
に動作電流を流すように発生させられるものであること
を特徴とする請求項2のセンス回路。
7. A first operation timing signal supplied to the gate of the first MOSFET is delayed by the operation end timing of the equalizing circuit and the differential MOSF is delayed.
The second operation timing signal generated so as to flow the operation current of the ET and supplied to the gate of the second MOSFET is the same as or delayed from the first operation timing signal. 3. A sense circuit according to claim 2, wherein said sense circuit is generated so that an operation current flows through said sense circuit.
【請求項8】 上記差動MOSFETと第1及び第2の
MOSFETとは、第1導電型のMOSFETから構成
され、 上記第1、第2と第3のスイッチMOSFETとは、第
2導電型のMOSFETから構成され、 上記第1のMOSFETと上記第3のスイッチMOSF
ETのゲートには、先行して発生させられた第1のタイ
ミング信号が共通に供給され、 上記第2のMOSFETと上記第1及び第2のスイッチ
MOSFETのゲートには、上記第1のタイミング信号
に対して一定時間遅れて発生させられた第2のタイミン
グ信号が供給されることを特徴とする請求項2のセンス
回路。
8. The differential MOSFET and the first and second MOSFETs are composed of a first conductivity type MOSFET, and the first, second and third switch MOSFETs are of a second conductivity type. A first MOSFET and a third switch MOSF
The first timing signal generated earlier is commonly supplied to the gate of the ET, and the first timing signal is supplied to the gates of the second MOSFET and the first and second switch MOSFETs. 3. A sense circuit according to claim 2, wherein a second timing signal generated with a delay of a predetermined time is supplied.
【請求項9】 上記一対の出力信号線には、かかる一対
の出力信号線に電源電圧を供給する上記第2導電型から
なるプリチャージ用の第4と第5のスイッチMOSFE
Tを更に備え、 上記第1のタイミング信号は、上記第4と第5のスイッ
チMOSFETのゲートにも供給されることを特徴とす
る請求項8のセンス回路。
9. A precharge fourth and fifth switch MOSFE of the second conductivity type for supplying a power supply voltage to the pair of output signal lines.
9. The sense circuit according to claim 8, further comprising T, wherein the first timing signal is also supplied to gates of the fourth and fifth switch MOSFETs.
【請求項10】 上記出力信号は、一対の出力信号線か
ら出力される相補信号とされるものであり、 上記一対の出力信号線には、かかる一対の出力信号線に
電源電圧を供給するプリチャージ用の第1と第2及び第
4と第5のスイッチMOSFETと、上記一対の出力信
号線間を短絡する第3のスイッチMOSFETからなる
イコライズ回路が設けられ、 上記第1と第2のスイッチMOSFET及び第3のスイ
ッチMOSFETのゲートには、第3のタイミング信号
が供給され、 上記第4と第5のスイッチMOSFETのゲートには、
第4のタイミング信号が供給され、 第1動作段階では、上記第3のタイミング信号により第
1、第2及び第3のスイッチMOSFETがオフ状態に
され、 第2動作段階では、上記第1の動作タイミング信号によ
り上記第1のMOSFETが動作電流を流すようにさ
れ、 第3動作段階では、上記第4のタイミング信号により上
記第4及び第5のスイッチMOSFETがオフ状態とさ
れ、 第4動作段階では、上記第2の動作タイミング信号によ
り上記第2のMOSFETが動作電流を流すように制御
されるものであることを特徴とする請求項2のセンス回
路。
10. The output signal is a complementary signal output from a pair of output signal lines. The pair of output signal lines includes a pre-supply that supplies a power supply voltage to the pair of output signal lines. An equalizing circuit comprising first and second and fourth and fifth switch MOSFETs for charging and a third switch MOSFET for short-circuiting the pair of output signal lines; and the first and second switches are provided. A third timing signal is supplied to the gates of the MOSFET and the third switch MOSFET. The gates of the fourth and fifth switch MOSFETs are
A fourth timing signal is supplied. In the first operation stage, the first, second, and third switch MOSFETs are turned off by the third timing signal. In the second operation stage, the first operation is performed. The first MOSFET is caused to flow an operation current by a timing signal. In the third operation stage, the fourth and fifth switch MOSFETs are turned off by the fourth timing signal. In the fourth operation stage, 3. The sense circuit according to claim 2, wherein said second MOSFET is controlled by said second operation timing signal so that an operation current flows.
【請求項11】 外部端子から供給された電源電圧を降
圧した内部降圧電圧で動作し、上記内部降圧電圧に対応
した微小電圧信号を出力する内部回路と、 外部端子から供給された電源電圧で動作し、上記内部回
路で形成された微小電圧信号を上記電源電圧に対応した
信号振幅に増幅するセンス回路と、 上記センス回路の増幅信号を受けて外部端子から出力信
号を送出させる出力回路とを備えた半導体集積回路装置
であって 上記センス回路は、 入力信号を受ける差動MOSFETと、 上記差動MOSFETの共通ソース側に設けられ、第1
の動作タイミング信号を受けて上記差動MOSFETに
動作電流を流す第1のMOSFETと、 上記差動MOSFETのドレイン出力を受け、入力と出
力とが交差接続されてなるCMOSラッチ回路と、 第2の動作タイミング信号を受けて上記CMOSラッチ
回路に動作電流を流す第2のMOSFETと、 上記差動MOSFETの一対のドレイン出力及びCMO
Sラッチ回路の交差接続された一対の入出力に接続され
た相補出力信号線と、 上記一対の相補出力信号線と上記電源電圧との間に設け
られた第1と第2のスイッチMOSFETと、上記一対
の出力信号線間を短絡する第3のスイッチMOSFET
からなるイコライズ回路とを備えてなることを特徴とす
る半導体集積回路装置。
11. An internal circuit that operates with an internal step-down voltage obtained by stepping down a power supply voltage supplied from an external terminal and outputs a minute voltage signal corresponding to the internal step-down voltage, and operates with a power supply voltage supplied from an external terminal A sense circuit that amplifies the minute voltage signal formed by the internal circuit to a signal amplitude corresponding to the power supply voltage; and an output circuit that receives the amplified signal of the sense circuit and sends an output signal from an external terminal. A semiconductor integrated circuit device, wherein the sense circuit is provided on a common source side of the differential MOSFET for receiving an input signal;
A first MOSFET that receives an operation timing signal and flows an operation current to the differential MOSFET; a CMOS latch circuit that receives a drain output of the differential MOSFET and has an input and an output cross-connected; A second MOSFET that receives an operation timing signal and supplies an operation current to the CMOS latch circuit; a pair of drain outputs of the differential MOSFET and a CMO
A complementary output signal line connected to a pair of cross-connected inputs and outputs of the S latch circuit; a first and a second switch MOSFET provided between the pair of complementary output signal lines and the power supply voltage; A third switch MOSFET for short-circuiting the pair of output signal lines
A semiconductor integrated circuit device comprising: an equalizing circuit comprising:
【請求項12】 上記第1と第2の動作タイミング信号
は、同一のタイミング信号とされて上記第1のMOSF
ETと第2のMOSFETのゲートに供給されるもので
あり、上記イコライズ回路の動作終了タイミングに先行
して上記動作電流を形成するように発生させられるもの
であることを特徴とする請求項11の半導体集積回路装
置。
12. The first and second operation timing signals are the same timing signal and the first MOSF
12. The control circuit according to claim 11, wherein said ET is supplied to a gate of said second MOSFET and said ET is generated so as to form said operating current prior to an operation end timing of said equalizing circuit. Semiconductor integrated circuit device.
【請求項13】 上記第1と第2の動作タイミング信号
は、同一のタイミング信号とされて上記第1のMOSF
ETと第2のMOSFETのゲートに供給されるもので
あり、上記イコライズ回路の動作終了タイミングに合わ
せて上記動作動作電流を形成するように発生させられる
ものであることを特徴とする請求項11の半導体集積回
路装置。
13. The first and second operation timing signals are set to the same timing signal and the first MOSF
12. The ET and the gate of the second MOSFET, wherein the ET is generated so as to form the operating current in accordance with the operation end timing of the equalizing circuit. Semiconductor integrated circuit device.
【請求項14】 上記第1のMOSFETのゲートに供
給される第1の動作タイミング信号は、上記イコライズ
回路の動作終了タイミングに先行して上記差動MOSF
ETの動作電流を流すように発生させられ、 上記第2のMOSFETのゲートに供給される第2の動
作タイミング信号は、上記イコライズ回路の動作終了タ
イミングと同時かあるいはそれより遅れて上記CMOS
ラッチ回路の動作電流を流すように発生させられるもの
であることを特徴とする請求項11の半導体集積回路装
置。
14. A first operation timing signal supplied to a gate of the first MOSFET is supplied to the differential MOSF prior to an operation end timing of the equalizing circuit.
The second operation timing signal generated so as to flow the operation current of the ET and supplied to the gate of the second MOSFET is the same as or later than the operation end timing of the equalizer circuit.
12. The semiconductor integrated circuit device according to claim 11, wherein the semiconductor integrated circuit device is generated so as to flow an operating current of the latch circuit.
【請求項15】 上記差動MOSFETと第1及び第2
のMOSFETとは、第1導電型のMOSFETから構
成され、 上記第1、第2と第3のスイッチMOSFETとは、第
2導電型のMOSFETから構成され、 上記第1のMOSFETと上記第3のスイッチMOSF
ETのゲートには、先行して発生させられた第1のタイ
ミング信号が共通に供給され、 上記第2のMOSFETと上記第1及び第2のスイッチ
MOSFETのゲートには、上記第1のタイミング信号
に対して一定時間遅れて発生させられた第2のタイミン
グ信号が供給されることを特徴とする請求項11の半導
体集積回路装置。
15. The differential MOSFET and first and second differential MOSFETs.
The first, second, and third switch MOSFETs are composed of a second conductivity type MOSFET. The first and third MOSFETs are composed of a second conductivity type MOSFET. Switch MOSF
The first timing signal generated earlier is commonly supplied to the gate of the ET, and the first timing signal is supplied to the gates of the second MOSFET and the first and second switch MOSFETs. 12. The semiconductor integrated circuit device according to claim 11, wherein a second timing signal generated after a predetermined time is supplied to the second integrated circuit.
【請求項16】 上記一対の出力信号線には、かかる一
対の出力信号線に電源電圧を供給する上記第2導電型か
らなるプリチャージ用の第4と第5のスイッチMOSF
ETを更に備え、 上記第1のタイミング信号は、上記第4と第5のスイッ
チMOSFETのゲートにも供給されることを特徴とす
る請求項15の半導体集積回路装置。
16. A precharge fourth and fifth switch MOSF of the second conductivity type for supplying a power supply voltage to the pair of output signal lines.
16. The semiconductor integrated circuit device according to claim 15, further comprising an ET, wherein the first timing signal is also supplied to gates of the fourth and fifth switch MOSFETs.
【請求項17】 上記内部回路は、複数のワード線と複
数のビット線の交点にマトリックス配置されたダイナミ
ック型メモリセルとそのアドレス選択回路からなるもの
であることを特徴とする請求項11の半導体集積回路装
置。
17. The semiconductor device according to claim 11, wherein said internal circuit comprises a dynamic memory cell arranged in a matrix at an intersection of a plurality of word lines and a plurality of bit lines, and an address selection circuit therefor. Integrated circuit device.
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