JPS59188882A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPS59188882A
JPS59188882A JP58062175A JP6217583A JPS59188882A JP S59188882 A JPS59188882 A JP S59188882A JP 58062175 A JP58062175 A JP 58062175A JP 6217583 A JP6217583 A JP 6217583A JP S59188882 A JPS59188882 A JP S59188882A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power supply
timing
signal
circuit
noise generated
Prior art date
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Pending
Application number
JP58062175A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Endo
彰 遠藤
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPS59188882A publication Critical patent/JPS59188882A/ja
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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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Static Random-Access Memory (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】 〔技術分野〕 この発明は、半導体記憶装置に関するもので、例えば、
複数ビットからなる情報の書込み及び読み出しを行う半
導体記憶装置に有効な技術に関するものである。
〔背景技術〕
例えば、従来のダイナミック型RAM (ランダム・ア
クセス・メモリ)は、×1ビット構成のものであったが
、用途の拡大に伴いx4.x8ビ・7トのような複数ビ
ットのデータ信号を並列的に書込み/読み出すような多
様化が必要となっている。
このように複数ビ・ノドの読み出しにおいては、次のよ
うな問題が発生することが、本願発明者の研究により明
らかとされた。
すなわち〜比較的大きな負荷を駆動するため、読み出し
信号を送出する出カバソファには、その動作タイミング
時に比較的大きな電流を流すものである。したがって、
x4.x3ビットのようなデータ信号を送出する場合に
は、4個ないし8(固もの出カバソファが同時に動作す
るものであるので、電源線に大きなノイズ(接地電位が
高く、電源電圧が低くなる)が発生してしまうものとな
る。
このようなノイズが発生すると、例えばダイナミック型
RAMにおいては書込みデータを人力するタイミングと
はシ′一致して、書込むべきデータ信号のハイレベル/
ロウレベルの識別を行う基準電圧を大きく変動させて誤
動作してしまう等の障害が起こる。
〔発明の目的〕
この発明の目的は、電源線に発生するノイズを低減させ
ることのできる半導体記憶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他の目的と新規な特徴は、
この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。
〔発明の概要〕
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、複数ピントの信号を少なくとも読み出す半導
体記憶装置において、出カバソファの動作タイミングを
ずらすことにより、電源線に流れる電流のピーク値を緩
和させことによって、電源線に発生するノイズの低減を
達成するものである。
〔実施例〕
第1図には、約3 ’2 K X 9ビツト構成のダイ
ナミンク型RAM集積回路(以下、ICと称する)の内
部構成を示している。
この実施例では、特に制限されないが、メモリアレイは
、M−ARYI、M−ARY2のように左右2つに分け
て配置されている。
そして、各メモリアレイM−ARYI、 M−ARY2
において、9本の相補データ線対が一組とされ、同図に
おいては縦方向に向かうよう形成されている。
すなわら、メモリアレイを9ブロツク(マント)に分け
て構成するのではなく、9ビツトのデータは、同一のメ
モリアレイ内の互いに隣合う9本の相補データ線対に対
して、1つのアドレスが割り当てられ、同図では横方向
に順に配置される。
このようにしたのは、9マツトにすると、半導体チップ
上でマント構成が非対象となり、そのレイアウトに無駄
な空白箇所が多くなるためである。
また、×9ビン1〜としたのは、8ビツトの信号ビット
と1ビツトの冗長ビットからなるデータ信号の書込み/
読み出しを行うためである。
一方、ロウ系アドレス選択線(ワード線)は、上記各メ
モリアレイM−ARY1.M−ARY2に対して共通に
横方向に向かうよう形成され、同図では縦方向に順に配
置される。
上記相補データ線対は、カラムスイッチc−3Wl、C
−3W2を介して9本の共通相補データ線対CDI、C
D2に選択的に接続される。同図おいては、上記共通相
補データ線対は横方向に走っている。この共通相補デー
タ線対CDi、CD2は、メインアンプMAL、MA2
の大刀端子にそれぞれ接続される。
センスアンプSAI、SA2は、上記メモリアレイの相
補データ線対の微少読み出し電圧を受け、そのタイミン
グ信号φpaにより動作状態とされ上記読み出し電圧に
従って相補データ線対をハイレベル/ロウレベルに増幅
するものである。
ロウアドレスバッファR−ADBは、外部端子からのm
ビットのアドレス信号RADを受け、内部相補アドレス
信号aoxamを形成して、ロウアドレスデコーダR−
DcRに送出する。
ロウアドレスデコーダR−DCRは、上記アドレス信号
lO〜amに従って1本のワード線をワード線選択タイ
ミング信号φXに同期して選択する。
カラムアドレスバッファC−ADBは、外部端子からの
nビットのアドレス信号CADを受け、内部相補アドレ
ス信号aO〜anを形成して、カラムアドレスデコーダ
C−DCRに送出する。
カラムアドレスデコーダC−DCRは、上記アドレス信
号10〜土nに従って9本の相補データ線対をデータ線
選択タイミング信号φyに同期した選択信号を形成する
カラムスイッチ(、−3W1.C−3W2は、上記選択
信号を受け、上記9本の相補データ線対を対応する9本
の共通相補データ対に接続する。
なお、同図では、上記相補データ線対及び共通相補デー
タ線対は、1本の線により現している。
入出力回路I10は、読み出しのためのメインアンプ及
びデータ出カバソファと、書込みのためのデータ入カバ
ソファとにより構成され、読み出し時には、動作状態に
された一方のメインアンプMAI又はMΔ2を増幅して
外部端子DRに送出する。また、書込み動作時には、外
部端子DWからの書込め信号を上記共通相補データ線対
CDI。
CD2に供給する。同図では、この書込み用の信号経路
を省略して描かれている。
内部制御信号発生回路TGは、2つの外部制御信号C3
(チップセレクト信号)、WE(ライトイネーブル信号
)と、上記アドレス信号aQ”−am及びaQ−anを
受けるエツジトリガ回路EGで形成されたアドレス信号
の変化検出信号φとを受けて、メモリ動作に必要な各種
タイミンク信号を形成して送出する。
第2図には、上記第1図にお&Jる一方(左側)のメモ
リアレイ (冗長用アレイを含む)M−ARYl側及び
その選択回路のの具体的一実施例の回路図が示されてい
る。以下の説明において、特に説明しない場合、MOS
FETはnチャンネル型のMOS F ETである。
メモリアレイM−ARYは、その一対の行が代表として
示されており、一対の平行に配置された相補データ線り
、Dに、スイッチMO3FETQ15ないしQ19とM
O3容量とで構成されたメモリセルの人出力ノード同図
に示すように所定の規則性をもって配分されて結合され
ている。
プリチャージ回路PCIは、代表として示されたMO3
FETQI 4のように、相補データ線り。
8間に設けられたスイッチM OS F E T Q、
により構成される。
センスアンプSAは、代表として示されたpチャンネル
MO3FETQ7.Q9と、nチャンネルMO3FET
Q6.Q8とからなるCMO3C相補型MO3>ランチ
回路で構成され、その一対の人出力ノードが上記相補デ
ータ線り、Dに結合されている。上記ランチ回路には、
特に制曜されないが、並列形態のpチャンネルMO3F
ETQ12、Q13を通して電源電圧Vccが供給され
、並列形態のnチャンネルMO3FETQIO,Qll
を通して回路の接地電圧Vssが供給される。
これらのパワースイッチMO3FETQI O,Q、1
1及びMO3FETQL2.Q13は、他の同様な行に
設けられたセンスアンプSAに対して共通に用いられる
上記MO3FETQIO,Q12のゲートには、センス
アンプSAを活性化させる相補タイミングパルスφpa
l 、  φpalが印加され、MO3FETQll、
Q10のゲートには、上記タイミングパルスφρal 
、  φpalより遅れた、相補タイミングパルスφp
a2・ φp’a2が印加される。この理由は、メモリ
セルからの微小読み出し電圧でセンスアンプSAを動作
させたとき、データ線のレベル落ち込みを比較的小ざな
コンダクタンスのM OS F F。
TQIO,Q12により電流制限を行うことにより防止
する。上記センスアンプSAでの増幅動作によって相補
データ線電位の差を大きくした後、比較的大きなコンダ
クタンスのMO3FETQ11、Q13をオンさせて、
その増幅動作を速くする。このような2段階に分けて、
センスアンプSAの増幅動作を行わせることによって、
相補データ線のハイレベル側の落ち込みを防止しつつ、
高速読み出しを行わせる。
ロウデコーダR−DCRは、その1回路分(ワード線4
本分)が代表として示されており、例えばアドレス信号
12〜i6を受けるnチャシネ11MO3FF、TQ3
2〜Q36及ぶpチャン′ネルMO3FET0.37〜
Q41で構成されたCMOS回路によるNAND (ナ
ンド)回路で上記4本分のワード線選択信号が形成され
る。
このNAND回路の出力は、CMOSインノ〈−タI 
V 、1で反転され、カン)MO3FETQ28〜Q3
1を通して−M OS F E T Q 24〜Q27
のゲートに伝えられる。
また、アドレス信号a O+  alで形成されたデコ
ード信号と、タイミングパルスφXとの組合せで形成さ
れた4通りのワード線選択タイミンク信号φxOOない
しφxllが上記MO3FETQ24〜Q27を介して
各ワード線に伝えられる。
また、各ワード線と接地電位との間には、MO5FET
Q20〜Q23が設けられ、そのゲートに上記NAND
回路の出力が印加されること乙こよって、非選択時のワ
ード線を接地電位に固定させるものである。
上記ワード線には、リセット用のMO3FETQOない
しQ5が設けられており、リセットパルスφ凹を受けて
これらのMOS、F ETQ O−Q 5がオンするこ
とによって、選択されたワード線が接地レベルにリセッ
トされる。
カラムスイッチC−5Wは、代表として示されているM
O3FETQ42.Q43のように、相補データ線り、
Dと共通相補データ線CD、CDを選択的に結合させる
。これらのM OS F E T Q。
42、Q43のゲー1−には、カラムデコータC−DC
Rからの選択信号が供給される。なお、同図では、1つ
の相補データ線対が代表として示されている。上述のよ
うに9ビツトを並列的に書込み/読み出しするために、
隣接する9対の相補データ線に対して上記1つの選択信
号が共通に供給される。
上記共通相補データ線CD、CD間には、」二記同様な
プリチャージMO3FETQ41が設けられている。こ
の共通相補データ線CD、CDには、上記センスアンプ
SAと同様な回路構成のメインアンプMAの一対の入出
力ノードが結合されている。入出力間!II/○は、デ
ータ人カバソファDIBとデータ出力バッファDOBと
によって構成されている。
上記同様な回路構成によって他方(右側)のメモリアレ
イM −A、 RY Z側及びその選択回路が構成され
ている。
この実施例のメモリアレイは、共通相補データ線を単に
短絡させることにより、約Vcc/2の中間し・\ルに
するものであるので、従来のダイナミック型RAMのよ
うに、0ポルトからVccレヘレベでチャージアップす
るものに比べ、そのLノベル変化量が小さく、プリチャ
ージMOS F ETのゲート電圧を通常の論理レベル
(VCC)を用いても十分に非飽和状態でオンさせるこ
とが出来るからプリチャージ動作を高速に、しかも低消
費電力の下に行うことができる、 そして、上記のように、プリチャージレベルを約■cc
/2の中間レベルにするものであるので、メモリセルの
読め出し時においても、メモリセルのスイッチMOS 
F ETのゲート電圧(ワード線選択電圧)として通常
の論理レベル(Vcc)を用いても十分に非飽和状態で
オンさせることが出来るから、従来のダイナミック型R
AMのようにブートスl−ランプ電圧を用いることなく
、情報記憶キャパシタの全電荷読み出しが可能となる。
また、読み出し基準電圧は、メモリセルが選択されない
一方のデータ線のプリチャージ【ノベルを利用している
ので、従来のダイナミック型RAMのように読み出し基
準電圧を形成するダミーセルが不要になる。
第3図には、上記複数のデータ出カバ、7フアの動作の
一例を説明するためのタイミング図が示されている。
データ線選択タイミング信号φyにより少し遅れたメイ
ンアンプMAの動作タイミング信号φmaが形成される
。この実施例では、このタイミング信号φmaに基づい
て、9個のデータ出力バッファDOBを動作状態とする
タイミング信号φoplないしφ0ρ9が順にΔtだけ
遅れて形成される。したがって、各データ出力バッファ
は、上記タイミング信号φoplないしφop9に従っ
て動作するので、例えば、一方の電源線である接地線O
Vにl−j、平均化された電流による7フイズが発生ず
ることになる。
ずなわら、上記遅延時開Δtを5tζいし9す、ノ秒(
ns)に設定すれば、上記メイン、のピーク値は、1個
のデータ出カバ・7フアの動作によるノイズビークより
大きくなることはない。このよ・うに微少遅延時間の設
定ζこおていは、最初のデータ出力バッファから最後の
データ出力バッファが動作するまで、せいぜい80ナノ
秒以下となるので 特ζこ読み出し動作が遅くなること
はない、 〔効 果〕 (1)この実施例では、比較的大きな電流を流す、り・
要のある複数のデータ出力バッファが同時に動作するこ
となく、微少時間づつずらせて動作させることによって
、電源線に発生する7ノイズを最小に抑えることができ
るという効果が得られる。
(2)上記(11により、電源線に発生するノイズを低
減出来るから、例えば読み出しに続いて書込みを行う時
、書込みデータ入力の判定において、基準電圧の安定化
等の作用によって、電源動作マージン、 の拡大を図る
ことができるという効果が得られる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、この発明は上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、複数ビットは
、4,8ビット等必要に応じて種々の変形を採ることが
できる。
また、クイナミンク型RAMに適用する場合、そのアド
レス信号は、アドレスストローブ信号に従って多重化し
て人力するものであってもよい。
そして、メモリセルの読み出しは、ダミーセルを用いて
その基準電圧を形成するものであってもよい。
(利用分野〕 以上本発明者によってなされた発明をその背景となった
利用分野であるグイナミソク型RAMに適用した場合つ
いて説明したが、それに限定されるものではなく、例え
ば、スタティック型RAMあるいはプログラマブルRO
M (リード・オンリー・メモリ)にあっても、上述の
ように複数ビットの信号を少なくとも読み出すことを条
件として広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図縛゛、この発明の一実施例を示す内部構成ブロッ
ク図、 °第2図は、その具体的に一実施例を示す回路図、第3
図は、その動作を説明するためのタイミング図である。 M−ARYl、M−ARY2・・メモリアレイ、PCI
、PC2・・プリチャージ回路、SAI。 SA2・・センスアンプ、R−ADB・・ロウアドレス
バッファ、C−3WI、C−3W2・・カラムスイ・7
チ、C−ADB・・カラムアドレスバッファ、R−DC
R・・ロウアドレスデコーダ。 C−DCRI、C−DCR2・・カラムアドレスデコー
ダ、MAL、MA2・・メインアンプ、TG・・タイミ
ング発生回路、EG・・エツジトリガ回路、DOB・・
データ出カバソファ、DIB・・データ入カバソファ、

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ■、少なくとも複数ビットのデータ信号の読み出しを行
    う半導体記憶装置において、上記データ信号を送出する
    出カバソファの動作タイミングを順にずらすものとした
    ことを特徴とする半導体記憶装置。 2、上記動作タイミングのずれは、数ナノ秒とするもの
    であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半
    導体記憶装置。 3、上記半導体記憶装置は、RAMであることを特徴と
    する特許請求の範囲第1又は第2項記載の半導体記憶装
    置。
JP58062175A 1983-04-11 1983-04-11 半導体記憶装置 Pending JPS59188882A (ja)

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JP58062175A JPS59188882A (ja) 1983-04-11 1983-04-11 半導体記憶装置

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JP58062175A JPS59188882A (ja) 1983-04-11 1983-04-11 半導体記憶装置

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6288196A (ja) * 1985-10-04 1987-04-22 モトローラ・インコーポレーテッド ランダムアクセスメモリ装置
JPS6288197A (ja) * 1985-10-04 1987-04-22 モトロ−ラ・イカコ−ポレ−テツド ダイナミツクランダムアクセスメモリ装置
JPS62209793A (ja) * 1986-03-11 1987-09-14 Nec Corp 出力回路
JPS6314396A (ja) * 1986-07-04 1988-01-21 Fujitsu Ltd 半導体記憶装置

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