JPS58189898A - ダイナミツク記憶装置 - Google Patents

ダイナミツク記憶装置

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JPS58189898A
JPS58189898A JP57073070A JP7307082A JPS58189898A JP S58189898 A JPS58189898 A JP S58189898A JP 57073070 A JP57073070 A JP 57073070A JP 7307082 A JP7307082 A JP 7307082A JP S58189898 A JPS58189898 A JP S58189898A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bit line
vss
transistor
potential
capacitor
Prior art date
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Pending
Application number
JP57073070A
Other languages
English (en)
Inventor
Takayasu Sakurai
貴康 桜井
Kazunori Ouchi
大内 和則
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP57073070A priority Critical patent/JPS58189898A/ja
Publication of JPS58189898A publication Critical patent/JPS58189898A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/34Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
    • G11C11/40Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
    • G11C11/401Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming cells needing refreshing or charge regeneration, i.e. dynamic cells
    • G11C11/4063Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing
    • G11C11/407Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing for memory cells of the field-effect type
    • G11C11/409Read-write [R-W] circuits 
    • G11C11/4094Bit-line management or control circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は複数のメモリセルと、これら各メモリセルを接
続するビット線と、このビット線をセンスするセンス回
路とを備え、前記ビット線を介し又前記メモリセルをリ
フレッシュするダイナミック記ti1装置に関する。
〔発明の技悄的背景とそのltjm点〕従来のダイナミ
ック記憶装置を第1図(−)にボす。
メモリセルMOおよびダミーセルDCはそれぞれ1つの
トランジスタQt+QsとキャパシタC1+(!2トか
らなシデータNdt+dtに接続されている。データi
at+a、をセンスするのがセンス回48Aである。こ
のセンス回路はセンス用トランジスタQ1Q4および負
荷トランジスタQs−Qeとからなっている。またリフ
レッシュ動作においてデーターd、。
d2をプリチャージするためにプリチャー−、/補助ト
ランジスタQ?、Q11がもうけられている。なお第1
図(、)では選択されたセルのみが図示されている。
次に第1図へ)は制御信号のタイムチャートである。こ
れに従い従来のダイナミ・ツクHttj1’A Wの動
作を説明する。
まずプリチャージ信号′lIFを低電圧VsS としピ
ッ) 巌dt+ 62のプリチャージが行なわれる。プ
リチャージ信号〜を高電圧”DDにしプリチャージが終
了する。続いてワード#v Ils  ダミーワード線
DWLが低電圧vss’に−なり、メモリ用キャパシタ
a1.C1をビット線d工+Li@IIC電気的に接続
する。
キャパシタC1には″′1″レベルすなわち尚血圧VD
Dの電荷が、キャパシタC1には0”レベル−「なワチ
(v88 + vT2)  なる電圧の電荷が蓄えられ
ていたとしよう。ただし”TgはトランジスタQ、の閾
値電圧の絶対値である。次にセンス粗信号φ8人が低電
圧VS3に下がると、キャパシタc1が接続されている
ビット線d□の電位は高電圧VDDのまま変化しないが
、キャパシタO1が接続されているビット線d、の電圧
は低電圧VSSにまで下がる。そのためキャパシタC1
には高市1vDDがキャパシタc1には(vss十vT
2)なる電圧が再び書き込まれる事になり、ダイナミッ
ク記憶装置特有のリフレッシュが完了する。
この−合ビット線dgの電位が低電圧VSSまで下カッ
テモキャパシタ0雪に蓄えられるのはトランジスタQ、
の直圧降下のため(vss +VT2)  なる電圧の
電作fである。したがってこの電圧(Vss +VTg
)と低電圧VSSとの差の電圧v’rstは無駄となる
。すなわちビット#5Ia、の電位を(Vss + V
Tg )以下に下げることはその分のビット線d、の容
量の充放電分のエネルギーを全く無駄にしている事にな
る。
この事は特に多数のダイナミック記憶装置を使用したシ
ステムを考える場合、容關し難い泊費寛力の無駄となる
〔本発明の目的〕
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、ビット線
の充放電エネルギーの低減をはかるととKよって低消費
電力のダイナミック記憶製蓋を提供することを目的とす
る。
〔発明の析要〕
上記目的を達成するために本発明によるダイナミック記
憶装置は、ビット線とセンス回路との間に少なくともひ
とつのレベルシフト用半導体素子t−挿入することとし
、ビット線のリフレッシュ時の電位変化の範囲を制限し
充放電エネルギーの低減をはかることを特徴とするもの
である。
〔発明の実施例〕
本発明の一実一例によるダイナミック記j装置を第2図
(りに示す。まずその構成を説明する。
メモリセルMC1ダミーメモリセルDoは共にトランジ
スタQ1+Q@とキャパシタa、、 C,とて構成すt
’L、ヒフ ) di a、、 a、によシ接続されて
いる。そしてそれぞれのピッ) 41i!a1 + d
、にはプリチャージ用トランジスタQ?1Q8が接続さ
れている。センス1「】1路SAは一対のセンス用トラ
ンジスタQ11.Q4および負荷トランジスタQs、Q
eとで構成される。1本実施例の場合は更にセンス回路
SAとビット線d0゜d、トの間にはトランスファゲー
ト甲トランジスタQg+ Qtoが挿入されている。
次に第2図(b)に示す制御信号のタイムチャートに従
って動作を説明する。
従来例と同様Kまずプリチャージ信号CPが低電圧VS
Sから筒電圧vDDになりビット線(Ll、d、のプリ
チャージが完了する。
キャパシタC1にはf−1、、iレベル、キャパシタC
1には(イ)」レベルが−き込まれていたとすると、チ
ャバシタc1は篩篭圧■DD sキャパシタc、は電圧
(Vss+vTn)である。
軟いてワード巌WL、ダミーワード株D W Lが低電
圧VsSになりメモリ用キャパシタUt、cst’ピッ
) m dl + dgに電気的に接続する。次にセン
ス用1d月φ8Aが低電圧vss  に下がるとキャパ
シタC工が接続されているピッ)[dtの電位は高電圧
vDDのまま変化しないが、ピッ) @ a、の電位は
下がる。
しかしセンス回路SAの出力が低電圧VSSになっても
、トランスファゲート用トランジスタQ0゜がセンス回
路8人とビットma、との間に介在するため、ピッ) 
l diはトランスファゲート用トランジスタQIOの
閾値電圧”r teが関与しCvss 十vTIO)ま
でKしか低下しない、ビット線d1の電位は高電圧VD
Dであるためキャパシタc1には高電圧VDDが書き込
まれる。一方ビッ) m a、Jの電位は(VSs +
VTt。)なる電位であるためキャパシタ09に書き込
まれる電位は、VTB< VT so  であれば(V
SS+ VTIG )なる電位となり、”Tll≧’V
Tto  であれば(Vss+VT2)なる電位となる
0以上でリフレッシュ動作が完了する。
このように不実−例では従来例のようにビット線d2の
電位が低イ、比VSSまで下がることをよなく、ビット
巌d、の充放電エネルギをその分無駿(こすることがな
い。もつとも理想的にはvTZ−”Tto  であるこ
と、/、i7ましい。すなわち”T2 = VT+oで
りれば配澹特性を低下させることなく光放電エネルギの
誤差を考慮すると次式程度であることが望ましい。
TVTB≦”TIO≦v’rs 本実施例による充放電エネルギーの消費量を従来例のも
のと具体的に比較してみる。従来例においてはピッt4
i1a、が高電圧VDDにまで引き上げられ低゛−′圧
vssK−まで引き下げられて、1回の充放電エネルギ
ーE1は Et = CB (VDD  VSS)”となる。aB
はビット、i@a、のキャパシタンスである。しかるに
本実施例においては電圧(vsB十■Tl0)までしか
引き下げられないため1回の充放′由エネルギーE2は ’4q = 0n(VDDVSS  VTIO)(VD
D  Vss)となる。光W’WエネルギーE1とEt
との比PIS+はとなる。MO8)ランジスタにおける
典型的な値であるVDp=5V 、  VBs=OV、
  VTIO= (J、 8V(D”iA台、上式に代
入するとp、、=Q、84となる。すなわち16%の消
費電力の削減となる0通常ビット線の光放電、による消
費電力が全消費電力の40%であることを考慮すると全
消費電力の6.4%の節約が実現できる。
′ig3図(a’lけ本発明の第2の実施例によるダイ
ナミック配信装置である。第2図(◆)の実施例の各ト
ランジスタの導電型を逆の導電型にしたものである。制
御信号のタイムチャートは第3:メ1(b)に示すよう
になりそれぞれ極性が反対となる。し、たがってプリチ
ャージは低レベルで行なわれるか、+111Iノ作は第
1の実施例と同様である。
なおFAIおよび第2の実施例においてはメモリセルは
lMOSトランジスタセル万式で方式が、3 M OS
 トランジスタカ式等のセル方式のものでも同様である
。またトランジスタはuosg−rなくとも同様の効果
がある。
更にビットmとセンス回路との間に押入される半導体系
子はレベルシフトさせるものであ7−Lばトランジスタ
以外のもの、例えばダイオードでもよい。
〔発明の効果〕
以上述べたところから明らかなように、本発明によれば
センス回路とビット肩との間(Cレベルシフト甲半導体
≠子を挿入するだけでリフレッシュ時のビット線の充放
電エネルギーを簡単て低減させることができる。その−
ヒこのレベルシフト用半導体素子を増刷に凛択すれば弓
己憶特性を低下させることは全くない。
【図面の簡単な説明】
第11A(a)、よ従来のダイナミックb己憶装鈑の回
路図、第1図(bM同装酋における制御物号のタイムチ
ャート、m2図(a)は本発明の第1の央旭例によるダ
イナミック配置、り装置の回路区]、第2図(b)は同
装置しこお・ける由り−f6号のタイムチャート、−3
3区(、)は本冗明の第2の芙厖例によるダイナミック
記遣鉄直の回路図、第3図(b)は同装置における市1
」丁呻情号のタイムチャートである。 MO・・・/’ モ’Jセル、Do・・・ダミーメモリ
セルQl、Q*・・・トランジスタscl+”l・・・
キャパシタ。 Qll Q4・・・センス用トランジスタIQReQ、
6・・・負荷トランジスタ、Q71Q8・・・プリチャ
ージ補助トランジスタs  %+ Qto・・・トラン
スファゲート用トランジスタ1dlld9・・・ビット
線、VtL・・・ワードL  I)WL ・・・ダミー
ワードiJ、  SA・・・センス回路。 出願人代理人  渚 股  清

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、複数のメモリセルと、これら各メモリセルを接続す
    るビット線と、このピッ°ト線をセンスするセンス回路
    とを備え、前記ビット線を介して前記メモリセルをリフ
    レッシュするダイナミック記憶装置において、 少なくともひとつのレベルシフト用半導体素子を前記セ
    ンス回路と前記ビット線との間に挿入し、前記ピッ)1
    のリフレッシュ時の電圧変化範囲を制限することを特徴
    とするダイナイックb己j装置。 2、特許請求の範囲第1項記載の装置において、前記レ
    ベルシフト用半導体素子はトランジスタであるダイナミ
    ック記憶装置。 3、%許請求の範囲第1項又は#I42項記載の装置に
    おいて、Ail記メ子メモリセルトランジスタセル方式
    であるダイナミック記憶装置。 4、特許請求の範囲第3項記載の装置において、前記ト
    ランジスタはその間値電圧が前記メモリセルのトランジ
    スタの閾値電圧以下であるグイ4!置において、前記ト
    ランジスタは前記メモリセルを構成するトランジスタと
    同じ導電型のトランジスタであるダイナミック記憶装置
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