JPH11297068A - Semiconductor storage device - Google Patents

Semiconductor storage device

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JPH11297068A
JPH11297068A JP10097999A JP9799998A JPH11297068A JP H11297068 A JPH11297068 A JP H11297068A JP 10097999 A JP10097999 A JP 10097999A JP 9799998 A JP9799998 A JP 9799998A JP H11297068 A JPH11297068 A JP H11297068A
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JP
Japan
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region
refresh
bit line
circuit
memory cell
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP10097999A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiyuki Kasai
利幸 河西
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the number of times of a refresh operation by an internal clock while the normal operation of a dynamic random-access memory(DRAM) is being generated. SOLUTION: In a semiconductor storage device, a memory cell region is divided into a region 1 far from sense amplifiers SA1 to SAn and a region 2 close to the sense amplifiers SA1 to SAn, and the refresh cycle of a memory cell in the region 2 is set to be longer than that of the region 1 in a refresh operation by an internal clock. Thereby, the number of times of a refresh operation which is performed within a set time becomes smaller than that in a conventional circuit, and it is possible to obtain an effect to reduce a power-supply noise or to reduce a power consumption.

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】本発明は、半導体記憶装置、
特にダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ(以
後、DRAMと明記する)に関するものである。
The present invention relates to a semiconductor memory device,
In particular, it relates to a dynamic random access memory (hereinafter, referred to as DRAM).

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、DRAMはメモリセルの記憶デ
ータを保持し続けるために、記憶データの定期的な再書
き込み動作、すなわちリフレッシュ動作を行う必要があ
る。
2. Description of the Related Art In general, a DRAM needs to perform a periodic rewrite operation of stored data, that is, a refresh operation, in order to keep retaining data stored in a memory cell.

【0003】従来のDRAMにおけるメモリセル周辺部
の簡略図を図7に示す。図7における701〜708は
メモリセル、723は内部アドレスカウンタ回路、72
4はデコーダ回路、725はクロック信号発生回路、W
L1〜WLmはワード線、BL1、/BL1〜BLn、
/BLnはビット線対、SA1〜SAnはセンスアンプ
である。
FIG. 7 shows a simplified diagram of a peripheral portion of a memory cell in a conventional DRAM. 7, reference numerals 701 to 708 denote memory cells; 723, an internal address counter circuit;
4 is a decoder circuit, 725 is a clock signal generation circuit, and W is
L1 to WLm are word lines, BL1, / BL1 to BLn,
/ BLn is a bit line pair, and SA1 to SAn are sense amplifiers.

【0004】図7におけるΦは、例えばDRAMにおけ
るセルフリフレッシュのように内部クロックによってリ
フレッシュ動作が制御される際に、そのリフレッシュの
間隔を決定するクロック信号で、あるメモリセルが一回
リフレッシュされてから次回リフレッシュされるまでの
間隔(以後、リフレッシュ周期と明記する)がT1とな
るように設定されている。Φはクロック信号発生回路7
25によって生成される。クロック信号発生回路725
の構成を図11に示す。図11における1101はイン
バータ、1102はナンドゲート、1103は偶数段の
インバータ、REFは内部クロックによるリフレッシュ
時にHとなる制御信号である。図11からわかるよう
に、Φは制御信号REFがHの時にクロック信号とな
り、REFがLの時には常にLとなる。
In FIG. 7, Φ denotes a clock signal for determining a refresh interval when a refresh operation is controlled by an internal clock such as a self-refresh in a DRAM, for example, after a certain memory cell is refreshed once. The interval until the next refresh is performed (hereinafter referred to as a refresh cycle) is set to be T1. Φ is the clock signal generation circuit 7
25. Clock signal generation circuit 725
11 is shown in FIG. In FIG. 11, reference numeral 1101 denotes an inverter; 1102, a NAND gate; 1103, an even-numbered-stage inverter; and REF, a control signal which becomes H at the time of refreshing by an internal clock. As can be seen from FIG. 11, Φ is a clock signal when the control signal REF is H, and is always L when REF is L.

【0005】内部アドレスカウンタ回路723はクロッ
ク信号Φに応じて信号A0〜Axを発生する回路で、フ
リップフロップ等で構成されている。ここで、A0〜A
xはワード線の選択を制御するアドレス信号であり、A
0〜Axをデコーダ回路724がデコードしてワード線
WL1〜WLmのうちの1本が選択される(A0〜Ax
の状態の組み合わせ数はmである)。内部アドレスカウ
ンタ回路723の構成を図8に示す。図8におけるFF
0〜FFxは、入力がHからLに変化する度にその出力
の状態を反転させる機能を持つフリップフロップである
(図8の回路動作を図9に示す)。
The internal address counter circuit 723 generates signals A0 to Ax according to the clock signal Φ, and is composed of a flip-flop or the like. Here, A0 to A
x is an address signal for controlling the selection of a word line;
0 to Ax is decoded by the decoder circuit 724, and one of the word lines WL1 to WLm is selected (A0 to Ax
The number of combinations of the states is m). FIG. 8 shows the configuration of the internal address counter circuit 723. FF in FIG.
0 to FFx are flip-flops having a function of inverting the state of the output each time the input changes from H to L (the circuit operation of FIG. 8 is shown in FIG. 9).

【0006】図7の回路におけるリフレッシュ動作を図
10のタイミングチャートを用いて説明する。制御信号
REFがLからHに変化することによってΦがクロック
信号となり、クロック信号Φに応じて内部アドレスカウ
ンタ回路723がアドレス信号A0〜Axを発生し、デ
コーダ回路724がこのアドレス信号A0〜Axをデコ
ードしてWL1〜WLmのうちの1本のワード線WLi
(i=1〜m)を選択する(ワード線は選択時にHとな
る)。選択ワード線WLiに接続された1行のメモリセ
ルは、接続するビット線(BL1〜BLnまたは/BL
1〜/BLn)にその記憶データを電荷として放出す
る。該放出電荷はセンスアンプSA1〜SAnによって
増幅され、増幅された電荷はビット線対BL1、/BL
1〜BLn、/BLnに送り返されて、記憶データとし
て再び各メモリセルに入力される。このようにして1行
のメモリセルがリフレッシュされると、デコーダ回路7
24は次のワード線WL(i+1)を選択し、以降同様
の動作が繰り返される。こうして、次々とワード線を選
択していき、制御信号REFがLとなったところでΦが
Lとなりリフレッシュが終了する。
The refresh operation in the circuit of FIG. 7 will be described with reference to the timing chart of FIG. When the control signal REF changes from L to H, Φ becomes a clock signal, the internal address counter circuit 723 generates address signals A0 to Ax according to the clock signal Φ, and the decoder circuit 724 generates the address signals A0 to Ax. Decodes one word line WLi of WL1 to WLm
(I = 1 to m) is selected (the word line becomes H at the time of selection). One row of memory cells connected to the selected word line WLi is connected to the connected bit line (BL1 to BLn or / BL).
1 / BLn), and discharges the stored data as charges. The discharged charges are amplified by the sense amplifiers SA1 to SAn, and the amplified charges are transferred to the bit line pair BL1, / BL
1 to BLn and / BLn, and are again input to each memory cell as storage data. When the memory cells in one row are refreshed in this manner, the decoder circuit 7
24 selects the next word line WL (i + 1), and the same operation is repeated thereafter. Thus, word lines are successively selected, and when the control signal REF becomes L, Φ becomes L and the refresh is completed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
リフレッシュ動作はメモリセルからビット線対に読み出
された記憶データを増幅して再び該メモリセルに書き込
む動作であるため、記憶データを増幅する過程において
ビット線対の充放電動作を伴うことになる。この充放電
動作は、選択されたメモリセルが接続される各ビット線
対でほぼ同時に行われるので、充放電動作によってチッ
プ全体に流れる電流(以後、充放電電流と明記する)は
瞬間的に大電流となり、電源ノイズの発生など回路動作
に悪影響を及ぼす一要因となる。そのため、リフレッシ
ュの回数を減らすことは低消費電力化及び回路動作の安
定化につながる。
As described above,
Since the refresh operation is an operation of amplifying storage data read from a memory cell to a bit line pair and writing the data back into the memory cell, a charge / discharge operation of the bit line pair is involved in the process of amplifying the storage data. . Since this charge / discharge operation is performed almost simultaneously on each bit line pair to which the selected memory cell is connected, the current flowing through the entire chip by the charge / discharge operation (hereinafter, referred to as charge / discharge current) is instantaneously increased. The current becomes a factor that adversely affects circuit operation such as generation of power supply noise. Therefore, reducing the number of refreshes leads to lower power consumption and more stable circuit operation.

【0008】ところが、一連のリフレッシュ動作は各メ
モリセルの記憶データが失われる前に行われなければな
らない。メモリセルの記憶データを正常にリフレッシュ
するためには、該メモリセルがその選択時に放出する電
荷によって生じるビット線の電位変化が一定量以上とな
る必要がある。該電位変化量は一般にビット線の容量に
依存していて、ビット線容量が小さいほどその変化量が
大きくなるので、ビット線容量が小さければ小さいほど
リフレッシュ周期を長く設定することが可能となる。と
ころが従来回路では、各メモリセルが選択時に接続され
ているビット線の容量はセンスアンプからの距離に関係
なくすべて同じになっている。そのためセンスアンプの
近くにあるメモリセルの場合、ビット線の不必要な部分
(ビット線のうち選択メモリセルとセンスアンプの間以
外の部分)を切断すればビット線容量を小さくできるに
もかかわらず、センスアンプから遠くに位置するメモリ
セルと同様のビット線容量を持っていた。その結果メモ
リセル選択時にビット線に発生する電位変化量はセンス
アンプから遠くに位置するメモリセルと同程度となるの
で、リフレッシュ周期を長く設定することはできなかっ
た。
However, a series of refresh operations must be performed before data stored in each memory cell is lost. In order to normally refresh the data stored in the memory cell, it is necessary that the change in the potential of the bit line caused by the charge released by the memory cell at the time of the selection is equal to or more than a certain amount. The amount of potential change generally depends on the capacity of the bit line, and the smaller the bit line capacity, the larger the change. Therefore, the smaller the bit line capacity, the longer the refresh cycle can be set. However, in the conventional circuit, the capacity of the bit line connected to each memory cell at the time of selection is the same regardless of the distance from the sense amplifier. Therefore, in the case of a memory cell near the sense amplifier, if an unnecessary portion of the bit line (a portion of the bit line other than between the selected memory cell and the sense amplifier) is cut, the bit line capacity can be reduced. Had the same bit line capacitance as a memory cell located far from the sense amplifier. As a result, when the memory cell is selected, the amount of potential change generated on the bit line is almost the same as that of the memory cell located far from the sense amplifier, so that the refresh cycle cannot be set long.

【0009】本発明はこうした課題を解決するためのも
のであり、内部クロックによるリフレッシュ時に、選択
メモリセルがセンスアンプに近い場合にはそのリフレッ
シュ周期を長く設定することで、チップ全体のリフレッ
シュ回数を減らし、回路動作の安定化と消費電流削減を
はかることを目的としている。
The present invention has been made to solve such a problem. When a selected memory cell is close to a sense amplifier at the time of refreshing by an internal clock, the refresh cycle is set to be long to reduce the number of refreshes of the entire chip. It aims to stabilize circuit operation and reduce current consumption.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】そこで本発明の半導体記
憶装置は、複数のワード線と、複数のビット線対と、前
記ワード線とビット線の交差部にそれぞれ配置接続され
たメモリセルとを備え、前記メモリセルを選択して格納
されている記憶データを所定の周期でリフレッシュする
機能を持つ半導体記憶装置において、前記ビット線対を
所定の位置で切断するビット線分割回路と、前記ワード
線の選択を制限するワード線制御回路とを設け、リフレ
ッシュ時に選択されるメモリセルの配置位置に応じて前
記ビット線分割回路が動作制御され、前記リフレッシュ
の実行回数に応じて前記ワード線制御回路が動作制御さ
れることを特徴とした。
Therefore, a semiconductor memory device according to the present invention comprises a plurality of word lines, a plurality of bit line pairs, and memory cells respectively arranged and connected at intersections of the word lines and the bit lines. A semiconductor memory device having a function of selecting the memory cell and refreshing stored data stored at a predetermined cycle, wherein the bit line dividing circuit cuts the bit line pair at a predetermined position; A word line control circuit for limiting selection of the memory cell, the operation of the bit line division circuit is controlled according to the arrangement position of the memory cell selected at the time of refresh, and the word line control circuit is controlled according to the number of times of execution of the refresh. The operation is controlled.

【0011】[0011]

【作用】本発明の半導体記憶装置は、リフレッシュ時に
センスアンプから近い位置に配置されたメモリセルが選
択される場合、センスアンプから遠い位置に配置された
メモリセルのビット線を切断する構成とすることにより
その選択時に接続されるビット線の容量を小さくし、リ
フレッシュ周期を長く設定できるようにした。その結
果、一定時間内にチップ全体で行われるリフレッシュ回
数が従来回路よりも少なくなるので、リフレッシュに起
因する電源ノイズの発生が抑制され回路の安定動作がは
かれ、さらにリフレッシュに伴う消費電流が低減され
る。
According to the semiconductor memory device of the present invention, when a memory cell located closer to the sense amplifier is selected at the time of refreshing, the bit line of the memory cell located farther from the sense amplifier is cut off. Thus, the capacity of the bit line connected at the time of the selection is reduced, and the refresh cycle can be set longer. As a result, the number of refreshes performed on the entire chip within a certain period of time is smaller than that of the conventional circuit, so that the generation of power supply noise due to refresh is suppressed, the circuit operates stably, and the current consumption accompanying refresh is reduced. Is done.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】図1に本発明の実施形態の簡略図
を示す。図1における101〜112はメモリセル、1
13はNチャネルトランジスタ114〜117とPチャ
ネルトランジスタ118〜121とインバータ122と
で構成されるビット線分割回路、123は内部アドレス
カウンタ回路、124はデコーダ回路、125はクロッ
ク信号発生回路、126はインバータ、127はワード
線制御回路、WL1〜WLk及びWL(k+1)〜WL
mはワード線、BL1、/BL1〜BLn、/BLnは
ビット線対、SA1〜SAnはセンスアンプである。
FIG. 1 shows a simplified diagram of an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numerals 101 to 112 denote memory cells, 1
13 is a bit line dividing circuit composed of N-channel transistors 114 to 117, P-channel transistors 118 to 121 and an inverter 122, 123 is an internal address counter circuit, 124 is a decoder circuit, 125 is a clock signal generation circuit, and 126 is an inverter. , 127 are word line control circuits, WL1 to WLk and WL (k + 1) to WL
m is a word line, BL1, / BL1 to BLn, and / BLn are bit line pairs, and SA1 to SAn are sense amplifiers.

【0013】図1におけるメモリセルの領域は、センス
アンプSA1〜SAnから遠い領域1とセンスアンプS
A1〜SAnから近い領域2とにビット線分割回路11
3を介して分けられる。
The memory cell region in FIG. 1 includes a region 1 far from the sense amplifiers SA1 to SAn and a sense amplifier S1.
A bit line dividing circuit 11 is connected to an area 2 near A1 to SAn.
Divided through three.

【0014】Φは内部クロックによってリフレッシュ動
作が制御される際にそのリフレッシュの間隔を決定する
クロック信号で、従来回路同様リフレッシュ周期がT1
となるように設定されている。Φはクロック信号発生回
路125によって生成される。ここで、クロック信号発
生回路125の構成は、従来例と同様に図11に示す通
りである。したがって、Φは制御信号REFがHの時に
クロック信号となり、REFがLの時には常にLとな
る。
Φ is a clock signal for determining the refresh interval when the refresh operation is controlled by the internal clock.
It is set to be. Φ is generated by the clock signal generation circuit 125. Here, the configuration of the clock signal generation circuit 125 is as shown in FIG. Therefore, Φ becomes a clock signal when the control signal REF is at H, and always becomes L when REF is at L.

【0015】内部アドレスカウンタ回路123はクロッ
ク信号Φに応じて信号A0〜Axを発生する回路で、フ
リップフロップ等で構成されている。ここで、A0〜A
xはワード線の選択を制御するアドレス信号であり、A
0〜Axをデコーダ回路124がデコードしてワード線
WL1〜WLk及びWL(k+1)〜WLmのうちの1
本が選択される(A0〜Axの状態の組み合わせ数はm
である)。内部アドレスカウンタ回路123の構成を図
2に示す。図2におけるFF0〜FF(x+1)は、入
力がHからLに変化する度にその出力の状態を反転させ
る機能を持つフリップフロップ、201はナンドゲート
である。A0〜AxのうちAxは領域を決定するアドレ
ス信号であり、AxがLのとき領域1のワード線が、A
xがHのとき領域2のワード線がデコーダ回路124に
よって選択される。ここで、202は従来回路を示した
図8と同様のものであり、したがって、その動作は図9
に示すタイミングチャートの様になる。図2におけるW
LCTLはワード線制御信号で、WLCTLがLのとき
対応するワード線が非選択状態となる。WLCTLの動
きを表すタイミングチャートを図3に示す。図3からわ
かるように、制御信号REFがHとなっている期間で
は、アドレス信号AxがHからLに変化する度にWLC
TLの状態が反転する。また、制御信号REFがLのと
きには、信号CTLFの状態に関係なくWLCTLはH
となる。
The internal address counter circuit 123 is a circuit for generating signals A0 to Ax according to the clock signal Φ, and is composed of a flip-flop or the like. Here, A0 to A
x is an address signal for controlling the selection of a word line;
0-Ax is decoded by the decoder circuit 124 and one of the word lines WL1-WLk and WL (k + 1) -WLm is decoded.
A book is selected (the number of combinations of states A0 to Ax is m
Is). FIG. 2 shows the configuration of the internal address counter circuit 123. In FIG. 2, FF0 to FF (x + 1) are flip-flops having a function of inverting the output state each time the input changes from H to L, and 201 is a NAND gate. Ax of A0 to Ax is an address signal for determining an area, and when Ax is L, the word line of area 1
When x is H, the word line in region 2 is selected by the decoder circuit 124. Here, reference numeral 202 denotes a circuit similar to that of FIG. 8 showing a conventional circuit.
The timing chart shown in FIG. W in FIG.
LCTL is a word line control signal. When WLCTL is L, the corresponding word line is in a non-selected state. FIG. 3 is a timing chart showing the operation of WLCTL. As can be seen from FIG. 3, during the period when the control signal REF is at H, every time the address signal Ax changes from H to L, WLC
The state of TL is inverted. When the control signal REF is L, WLCTL is H regardless of the state of the signal CTLF.
Becomes

【0016】ビット線分割回路113はアドレス信号A
xで制御されていて、AxがHのとき領域1と領域2の
ビット線が切断され、AxがLのとき領域1と領域2の
ビット線がそれぞれ接続される。ここでビット線分割回
路113は、ビット線対BL1、/BL1〜BLn、/
BLnの容量を領域1側と領域2側とで2分割する位置
に配置されている。
The bit line dividing circuit 113 generates an address signal A
When Ax is H, the bit lines of the regions 1 and 2 are disconnected, and when Ax is L, the bit lines of the regions 1 and 2 are connected. Here, the bit line dividing circuit 113 generates the bit line pair BL1, / BL1 to BLn, /
The capacitor is arranged at a position where the capacity of BLn is divided into two on the side of the region 1 and the side of the region 2.

【0017】ワード線制御回路127は、WL(k+
1)〜WLm(領域2のワード線)の選択を制限する回
路で、図4に示すようにインバータ401、ナンドゲー
ト402を含み、内部アドレスカウンタ回路123から
出力されるワード線制御信号WLCTLとデコーダ回路
124の出力信号によって動作制御される。図4の回路
構成から明らかなように、ワード線制御信号WLCTL
とデコーダ回路124の出力信号が共にHの時にWL
(k+1)〜WLmがH(選択状態)となり、それ以外
の時にはWL(k+1)〜WLmがL(非選択状態)と
なる。ここで、図3から領域1及び領域2の各メモリセ
ルについて、その選択の2回に1回はWLCTLがLの
状態で行われるので、WL(k+1)〜WLm(領域2
のワード線)が選択される場合には、その選択が1回お
きに行われることになる。その結果、WL(k+1)〜
WLmに接続されるメモリセル(領域2のメモリセル)
については、そのリフレッシュ周期が領域1のリフレッ
シュ周期T1の2倍の長さとなる。
The word line control circuit 127 outputs the signal WL (k +
1) A circuit for limiting selection of WLm (word line in region 2), including an inverter 401 and a NAND gate 402 as shown in FIG. 4, and a word line control signal WLCTL output from an internal address counter circuit 123 and a decoder circuit The operation is controlled by the output signal 124. As is apparent from the circuit configuration of FIG. 4, the word line control signal WLCTL
And when the output signal of the decoder circuit 124 is H
(K + 1) to WLm are H (selected state), and at other times, WL (k + 1) to WLm are L (unselected state). Here, from FIG. 3, for each memory cell in the region 1 and the region 2, the selection is performed once every two times with WLCTL being L, so that WL (k + 1) to WLm (region 2
Is selected every other time. As a result, WL (k + 1)-
Memory cell connected to WLm (memory cell in region 2)
, The refresh cycle is twice as long as the refresh cycle T1 of the area 1.

【0018】本発明のリフレッシュ動作を図1を用いて
説明する。
The refresh operation of the present invention will be described with reference to FIG.

【0019】まず、リフレッシュの先頭ワード線が領域
1に属する場合について図5のタイミングチャートを用
いて説明する(図2における信号CTLFの初期状態が
Lとなっている場合について説明する)。制御信号RE
FがLからHに変化することによってΦがクロック信号
となり、クロック信号Φに従って内部アドレスカウンタ
回路123がアドレス信号A0〜Axを発生する。ここ
で、リフレッシュの先頭ワード線は領域1に属している
のでアドレス信号AxはLであり、ビット線分割回路1
13によって領域1と領域2のビット線はそれぞれ接続
される。デコーダ回路124はアドレス信号A0〜Ax
をデコードし、WL1〜WLkのうちの1本のワード線
WLi(i=1〜k)を選択する。選択ワード線WLi
に接続された1行のメモリセルは、接続するビット線
(BL1〜BLnまたは/BL1〜/BLn)にその記
憶データを電荷として放出する。該放出電荷は、センス
アンプSA1〜SAnによって増幅され、増幅された電
荷はビット線対BL1、/BL1〜BLn、/BLnに
送り返されて、記憶データとして再び各メモリセルに入
力される。このようにして1行のメモリセルがリフレッ
シュされると、デコーダ回路124は次のワード線WL
(i+1)を選択し、以降同様の動作が繰り返される。
こうして、WLi〜WLkをすべて選択したのち、アド
レス信号AxがLからHに変化して、以後領域2のメモ
リセルのリフレッシュが行われる。領域2のリフレッシ
ュ時には、アドレス信号AxがHであるのでビット線分
割回路113によって領域1と領域2のビット線は分断
され、領域1をリフレッシュする場合に比べてセンスア
ンプSA1〜SAnに接続されるビット線の長さは半分
になり、その結果ビット線容量も半分になる。領域2の
ワード線WL(k+1)〜WLmがすべて選択されたの
ち、アドレス信号AxがHからLに変化し、ワード線制
御信号WLCTLがHからLに変化する。その後、領域
1のメモリセルのリフレッシュが次々と行われていく
(このとき、アドレス信号AxがLであるのでビット線
分割回路113によって領域1と領域2のビット線はそ
れぞれ接続される)。WL1〜WLkをすべて選択した
のち、アドレス信号AxがLからHに変化して、以後領
域2のメモリセルのリフレッシュに向かう。ところがこ
こで、ワード線制御信号WLCTLはLとなっているた
め、ワード線制御回路127の働きによって領域2のワ
ード線WL(k+1)〜WLmが常にLとなるので選択
は行われず、その結果リフレッシュは行われないことに
なる(このとき、クロック信号Φは有効であるのでアド
レス信号A0〜Axは次々とインクリメントされてい
く)。その後、領域2のワード線WL(k+1)〜WL
mの本数分だけクロック信号Φが発生されると、アドレ
ス信号AxがHからLに変化し、ワード線制御信号WL
CTLがLからHに変化する。その後、領域1のメモリ
セルのリフレシュが次々と行われていく(このとき、ア
ドレス信号AxがLであるのでビット線分割回路113
によって領域1と領域2のビット線はそれぞれ接続され
る)。WL1〜WLkをすべて選択したのち、アドレス
信号AxがLからHに変化して、以後領域2のメモリセ
ルのリフレッシュに向かう。ここで、ワード線制御信号
WLCTLはHとなっているので、領域2のワード線W
L(k+1)〜WLmは選択可能となり、リフレッシュ
が行われることになる。領域2のリフレッシュ時には、
アドレス信号AxがHであるのでビット線分割回路11
3によって領域1と領域2のビット線は分断される。こ
のようにして制御信号REFがHとなっている期間、領
域1及び領域2のリフレッシュ動作が繰り返される。
First, the case where the first word line of the refresh belongs to the area 1 will be described with reference to the timing chart of FIG. 5 (the case where the initial state of the signal CTLF in FIG. 2 is L). Control signal RE
When F changes from L to H, Φ becomes a clock signal, and the internal address counter circuit 123 generates address signals A0 to Ax according to the clock signal Φ. Here, since the first word line of the refresh belongs to the area 1, the address signal Ax is L, and the bit line dividing circuit 1
13 connects the bit lines of the region 1 and the region 2 respectively. The decoder circuit 124 includes address signals A0 to Ax
And one word line WLi (i = 1 to k) of WL1 to WLk is selected. Selected word line WLi
, Discharges stored data as charges to the connected bit lines (BL1 to BLn or / BL1 to / BLn). The discharged charges are amplified by the sense amplifiers SA1 to SAn, and the amplified charges are sent back to the bit line pairs BL1, / BL1 to BLn, / BLn, and are again input to each memory cell as storage data. When the memory cells in one row are refreshed in this manner, the decoder circuit 124 sets the next word line WL.
(I + 1) is selected, and the same operation is repeated thereafter.
After all of WLi to WLk are selected in this way, the address signal Ax changes from L to H, and thereafter, the memory cells in the area 2 are refreshed. At the time of refreshing the area 2, since the address signal Ax is H, the bit lines of the area 1 and the area 2 are separated by the bit line dividing circuit 113 and connected to the sense amplifiers SA1 to SAn as compared with the case where the area 1 is refreshed. The length of the bit line is halved, resulting in halving the bit line capacitance. After all the word lines WL (k + 1) to WLm in the area 2 are selected, the address signal Ax changes from H to L, and the word line control signal WLCTL changes from H to L. Thereafter, the memory cells in the region 1 are successively refreshed (at this time, since the address signal Ax is L, the bit lines in the region 1 and the region 2 are respectively connected by the bit line dividing circuit 113). After selecting all of WL1 to WLk, the address signal Ax changes from L to H, and thereafter the memory cells in the area 2 are refreshed. However, since the word line control signal WLCTL is at L level, the word lines WL (k + 1) to WLm in the area 2 are always at L level due to the operation of the word line control circuit 127. Is not performed (at this time, since the clock signal Φ is valid, the address signals A0 to Ax are successively incremented). Then, the word lines WL (k + 1) to WL in the region 2
m, the address signal Ax changes from H to L, and the word line control signal WL
CTL changes from L to H. Thereafter, the memory cells in the region 1 are successively refreshed (at this time, since the address signal Ax is L, the bit line dividing circuit 113
Thus, the bit lines of the region 1 and the region 2 are connected to each other.) After selecting all of WL1 to WLk, the address signal Ax changes from L to H, and thereafter the memory cells in the area 2 are refreshed. Here, since the word line control signal WLCTL is H, the word line W
L (k + 1) to WLm can be selected and refresh is performed. When refreshing area 2,
Since the address signal Ax is H, the bit line dividing circuit 11
3, bit lines in the region 1 and the region 2 are separated. In this manner, while the control signal REF is at the H level, the refresh operation of the region 1 and the region 2 is repeated.

【0020】次に、リフレッシュの先頭ワード線が領域
2に属する場合について図6のタイミングチャートを用
いて説明する(図2における信号CTLFの初期状態が
Lとなっている場合について説明する)。制御信号RE
FがLからHに変化することによりΦがクロック信号と
なり、クロック信号Φに従って内部アドレスカウンタ回
路123がアドレス信号A0〜Axを発生する。ここ
で、リフレッシュの先頭ワード線は領域2に属している
のでアドレス信号AxがHとなっており、ビット線分割
回路113によって領域1と領域2のビット線は分断さ
れ、領域1をリフレッシュする場合に比べてセンスアン
プSA1〜SAnに接続されるビット線の容量が半分に
なる。デコーダ回路124はアドレス信号A0〜Axを
デコードし、WL(k+1)〜WLmのうちの1本のワ
ード線WLj(j=k+1〜m)を選択する。選択ワー
ド線WLjに接続された1行のメモリセルは、接続する
ビット線(BL1〜BLnまたは/BL1〜/BLn)
にその記憶データを電荷として放出する。該放出電荷
は、センスアンプSA1〜SAnによって増幅され、増
幅された電荷はビット線対BL1、/BL1〜BLn、
/BLnに送り返されて、記憶データとして再び各メモ
リセルに入力される。このようにして1行のメモリセル
がリフレッシュされると、デコーダ回路124は次のワ
ード線WL(j+1)を選択し、以降同様の動作が繰り
返される。こうして、WLj〜WLmをすべて選択した
のち、アドレス信号AxがHからLに変化し、ワード線
制御信号WLCTLがHからLに変化する。その後、領
域1のメモリセルのリフレッシュが次々と行われていく
(このとき、アドレス信号AxがLであるのでビット線
分割回路113によって領域1と領域2のビット線はそ
れぞれ接続される)。領域1のワード線WL1〜WLk
がすべて選択されたのち、アドレス信号AxはLからH
に変化して、以後領域2のメモリセルのリフレッシュに
向かう。ところがここで、ワード線制御信号WLCTL
はLとなっているので、ワード線制御回路127の働き
によって領域2のワード線WL(k+1)〜WLmにつ
いては選択が行われない。したがって、ワード線WL
(k+1)〜WLmに接続されたメモリセルについて
は、リフレッシュが行われないことになる(このとき、
クロック信号Φは有効であるのでアドレス信号A0〜A
xは次々とインクリメントされていく)。ワード線WL
(k+1)〜WLmの本数分だけクロック信号Φが発生
されると、アドレス信号AxはHからLに変化し、ワー
ド線制御信号WLCTLがLからHに変化する。その
後、領域1のメモリセルのリフレッシュが次々と行われ
ていく(このとき、アドレス信号AxがLであるのでビ
ット線分割回路113によって領域1と領域2のビット
線はそれぞれ接続される)。WL1〜WLkをすべて選
択したのち、アドレス信号AxがLからHに変化して、
以後領域2のメモリセルのリフレッシュに向かう。ここ
で、ワード線制御信号WLCTLはHとなっているの
で、WL(k+1)〜WLmのワード線選択が可能とな
り、リフレッシュが次々と行われていく。またこのと
き、アドレス信号AxはHであるのでビット線分割回路
113によって領域1と領域2のビット線は分断されて
いる。領域2のワード線WL(k+1)〜WLmがすべ
て選択されたのち、アドレス信号AxはHからLに変化
し、ワード線制御信号WLCTLがHからLに変化す
る。その後、領域1のメモリセルのリフレシュが次々と
行われていく。このようにして制御信号REFがHとな
っている期間、領域1及び領域2のリフレッシュ動作が
繰り返される。
Next, a case where the head word line of the refresh belongs to the area 2 will be described with reference to the timing chart of FIG. 6 (a case where the initial state of the signal CTLF in FIG. 2 is L). Control signal RE
When F changes from L to H, Φ becomes a clock signal, and the internal address counter circuit 123 generates address signals A0 to Ax according to the clock signal Φ. Here, since the first word line of the refresh belongs to the area 2, the address signal Ax is H, and the bit lines of the area 1 and the area 2 are separated by the bit line dividing circuit 113, and the area 1 is refreshed. , The capacity of the bit line connected to the sense amplifiers SA1 to SAn is halved. The decoder circuit 124 decodes the address signals A0 to Ax and selects one word line WLj (j = k + 1 to m) from WL (k + 1) to WLm. One row of memory cells connected to the selected word line WLj are connected to the connected bit line (BL1 to BLn or / BL1 to / BLn).
The stored data is discharged as electric charges. The emitted charges are amplified by sense amplifiers SA1 to SAn, and the amplified charges are transferred to bit line pairs BL1, / BL1 to BLn,
/ BLn, and is again input to each memory cell as storage data. When the memory cells in one row are refreshed in this way, the decoder circuit 124 selects the next word line WL (j + 1), and the same operation is repeated thereafter. After all of WLj to WLm are selected in this way, the address signal Ax changes from H to L, and the word line control signal WLCTL changes from H to L. Thereafter, the memory cells in the region 1 are successively refreshed (at this time, since the address signal Ax is L, the bit lines in the region 1 and the region 2 are respectively connected by the bit line dividing circuit 113). Word lines WL1 to WLk in region 1
Are selected, the address signal Ax changes from L to H.
, And thereafter, the refresh of the memory cells in the area 2 is performed. However, here, the word line control signal WLCTL
Is set to L, the word lines WL (k + 1) to WLm in the area 2 are not selected by the operation of the word line control circuit 127. Therefore, word line WL
Refresh is not performed for the memory cells connected to (k + 1) to WLm (at this time,
Since the clock signal Φ is valid, the address signals A0 to A
x is incremented one after another). Word line WL
When the clock signals Φ are generated by the number of (k + 1) to WLm, the address signal Ax changes from H to L, and the word line control signal WLCTL changes from L to H. Thereafter, the memory cells in the region 1 are successively refreshed (at this time, since the address signal Ax is L, the bit lines in the region 1 and the region 2 are respectively connected by the bit line dividing circuit 113). After selecting all of WL1 to WLk, the address signal Ax changes from L to H,
Thereafter, the process proceeds to refresh the memory cells in the area 2. Here, since the word line control signal WLCTL is at H, the word lines WL (k + 1) to WLm can be selected, and the refresh is performed successively. At this time, since the address signal Ax is H, the bit lines in the region 1 and the region 2 are separated by the bit line dividing circuit 113. After all the word lines WL (k + 1) to WLm in the area 2 are selected, the address signal Ax changes from H to L, and the word line control signal WLCTL changes from H to L. Thereafter, the refresh of the memory cells in the area 1 is performed one after another. In this manner, while the control signal REF is at the H level, the refresh operation of the region 1 and the region 2 is repeated.

【0021】以上説明したように、本発明では領域2の
ワード線WL(k+1)〜WLmについては、その選択
時に接続されるビット線の容量を半分にし、さらに、選
択を1回おきに行う構成としたので、一定時間に行われ
るリフレッシュの回数は従来回路より少なくなり、その
結果、リフレッシュに伴う充放電電流が低減される(図
1の回路構成の場合、リフレッシュに伴う充放電電流は
従来回路の0.625倍になる)。ここで本発明のリフ
レッシュ動作において、リフレッシュ周期をT1として
領域1のメモリセルを選択する場合にビット線に生じる
電位変化量と、リフレッシュ周期をT1の2倍として領
域2のメモリセルを選択する場合(センスアンプSA1
〜SAnに接続されるビット線の容量を半分にする)に
ビット線に生じる電位変化量は必ずしも同量ではなく、
前者に比べて後者の方が小さくなる場合がある。そのた
め、例えばリフレッシュ周期T1が領域1のメモリセル
のリフレッシュ限界周期(メモリセルを選択した際にビ
ット線に生じる電位変化量が、センスアンプSA1〜S
Anによって増幅可能な最小量となるリフレッシュ周
期)に設定されているとき、領域2のメモリセルを選択
する際にビット線に生じる電位変化量が領域1のメモリ
セルのそれよりも小さくなりセンスアンプSA1〜SA
nによる増幅ができない(正常なリフレッシュが行われ
ない)場合がある。このような場合は、領域2のメモリ
セルのリフレッシュ限界周期にあわせてリフレッシュ周
期T1を調節することで正常なリフレッシュ動作を確保
する。
As described above, in the present invention, with respect to the word lines WL (k + 1) to WLm in the region 2, the capacity of the bit line connected at the time of the selection is halved, and the selection is performed every other time. Therefore, the number of refreshes performed in a certain period of time is smaller than that of the conventional circuit, and as a result, the charge / discharge current accompanying the refresh is reduced. 0.625 times). Here, in the refresh operation of the present invention, a case where the refresh cycle is T1 and a memory cell of the area 1 is selected, and a case where the refresh cycle is twice the T1 and a memory cell of the area 2 is selected when the refresh cycle is twice the T1. (Sense amplifier SA1
To half the capacitance of the bit line connected to SAn), the amount of potential change generated in the bit line is not necessarily the same.
The latter may be smaller than the former. Therefore, for example, when the refresh cycle T1 is the refresh limit cycle of the memory cell in the region 1 (the potential change amount generated on the bit line when the memory cell is selected depends on the sense amplifiers SA1 to SA1).
When the refresh period is set to the minimum amount that can be amplified by An), the amount of potential change generated in the bit line when selecting the memory cell in the region 2 becomes smaller than that of the memory cell in the region 1 and the sense amplifier SA1 to SA
In some cases, amplification by n cannot be performed (normal refresh is not performed). In such a case, normal refresh operation is ensured by adjusting the refresh cycle T1 according to the refresh limit cycle of the memory cells in the area 2.

【0022】また、本発明についてメモリセル領域を領
域1と領域2とに2分割する例で説明したが、分割の数
は2に限定されるわけでなく、3以上も可能である。
Although the present invention has been described with respect to an example in which a memory cell region is divided into two regions, a region 1 and a region 2, the number of divisions is not limited to two, and may be three or more.

【0023】[0023]

【発明の効果】これまでの説明から明らかなように、本
発明の半導体記憶装置は内部クロックによるリフレッシ
ュにおいて領域2に配置されたメモリセルの選択回数を
領域1のそれの半分にした。その結果、従来回路に比べ
て一定時間内にチップ全体で行われるリフレッシュ回数
が少なくなり、リフレッシュ動作に起因する電源ノイズ
を抑えることができるので回路動作の安定化に貢献でき
る。また同時に、リフレッシュに伴う消費電流の削減が
実現できる。
As is clear from the above description, in the semiconductor memory device of the present invention, the number of selections of the memory cells arranged in the area 2 in the refresh by the internal clock is made half of that in the area 1. As a result, the number of refreshes performed on the entire chip within a certain time is reduced as compared with the conventional circuit, and power supply noise due to the refresh operation can be suppressed, thereby contributing to the stabilization of the circuit operation. At the same time, reduction in current consumption due to refresh can be realized.

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

【図1】本発明の半導体記憶装置の一例を示す図。FIG. 1 is a diagram showing an example of a semiconductor memory device of the present invention.

【図2】本発明の内部アドレスカウンタ回路123の構
成を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an internal address counter circuit 123 of the present invention.

【図3】本発明の内部アドレスカウンタ回路123の動
作を示すタイミング図。
FIG. 3 is a timing chart showing the operation of the internal address counter circuit 123 of the present invention.

【図4】本発明のワード線制御回路127の構成を示す
図。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a word line control circuit 127 of the present invention.

【図5】本発明の半導体記憶装置の第1の動作を示すタ
イミング図。
FIG. 5 is a timing chart showing a first operation of the semiconductor memory device of the present invention.

【図6】本発明の半導体記憶装置の第2の動作を示すタ
イミング図。
FIG. 6 is a timing chart showing a second operation of the semiconductor memory device of the present invention.

【図7】従来の半導体記憶装置の一例を示す図。FIG. 7 illustrates an example of a conventional semiconductor memory device.

【図8】従来の内部アドレスカウンタ回路723の構成
を示す図。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a conventional internal address counter circuit 723.

【図9】従来の内部アドレスカウンタ回路723の動作
を示すタイミング図。
FIG. 9 is a timing chart showing the operation of a conventional internal address counter circuit 723.

【図10】従来の半導体記憶装置の動作を示すタイミン
グ図。
FIG. 10 is a timing chart showing an operation of a conventional semiconductor memory device.

【図11】本発明のクロック信号発生回路125及び従
来のクロック信号発生回路725の構成を示す図。
FIG. 11 is a diagram showing configurations of a clock signal generation circuit 125 of the present invention and a conventional clock signal generation circuit 725.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101〜112、701〜708・・・メモリセル 114〜117・・・Nチャネルトランジスタ 118〜121・・・Pチャネルトランジスタ 122、126、401、1101・・・インバータ 201、402、1102・・・ナンドゲート 113・・・ビット線分割回路 123、723・・・内部アドレスカウンタ回路 124、724・・・デコーダ回路 125、725・・・クロック信号発生回路 127・・・ワード線制御回路 202・・・図2における図8と同様の箇所 1103・・・偶数段のインバータ REF、WLCTL、CTLF・・・制御信号 Φ・・・クロック信号 A0〜Ax・・・アドレス信号 WL1〜WLk及びWL(k+1)〜WLm・・・ワー
ド線 BL1、/BL1〜BLn、/BLn・・・ビット線対 SA1〜SAn・・・センスアンプ FF0〜FF(x+1)・・・フリップフロップ
101 to 112, 701 to 708 ... Memory cells 114 to 117 ... N-channel transistors 118 to 121 ... P-channel transistors 122, 126, 401, 1101 ... Inverters 201, 402, 1102 ... Nand gates 113: bit line dividing circuit 123, 723: internal address counter circuit 124, 724: decoder circuit 125, 725: clock signal generating circuit 127: word line control circuit 202: FIG. 1103 ··· Inverter REF, WLCTL, CTLF ··· Control signal Φ ··· Clock signal A0 to Ax ··· Address signal WL1 to WLk and WL (k + 1) to WLm ..Word lines BL1, / BL1 to BLn, / BLn... Bit lines SA1~SAn ··· sense amplifier FF0~FF (x + 1) ··· flip-flop

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数のワード線と、複数のビット線対と、
前記ワード線とビット線の交差部にそれぞれ配置接続さ
れたメモリセルとを備え、前記メモリセルを選択して格
納されている記憶データを所定の周期でリフレッシュす
る機能を持つ半導体記憶装置において、前記ビット線対
を所定の位置で切断するビット線分割回路と、前記ワー
ド線の選択を制限するワード線制御回路とを設け、リフ
レッシュ時に選択されるメモリセルの配置位置に応じて
前記ビット線分割回路が動作制御され、前記リフレッシ
ュの実行回数に応じて前記ワード線制御回路が動作制御
されることを特徴とする半導体記憶装置。
A plurality of word lines, a plurality of bit line pairs,
A semiconductor memory device comprising a memory cell disposed and connected to each of the intersections of the word line and the bit line, and having a function of refreshing stored data at a predetermined cycle by selecting the memory cell; A bit line division circuit for cutting a bit line pair at a predetermined position; and a word line control circuit for restricting selection of the word line, wherein the bit line division circuit is provided in accordance with the arrangement position of a memory cell selected at the time of refresh. Is controlled, and the operation of the word line control circuit is controlled according to the number of times of execution of the refresh.
JP10097999A 1998-04-09 1998-04-09 Semiconductor storage device Withdrawn JPH11297068A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100450070B1 (en) * 2001-01-22 2004-09-30 엘피다 메모리, 아이엔씨. Method and semiconductor memory device with a self refresh mode
JP2006280604A (en) * 2005-03-31 2006-10-19 Koito Ind Ltd Toilet seat elevating and lowering device

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