JPS59207089A - Artificial static memory - Google Patents

Artificial static memory

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Publication number
JPS59207089A
JPS59207089A JP58081202A JP8120283A JPS59207089A JP S59207089 A JPS59207089 A JP S59207089A JP 58081202 A JP58081202 A JP 58081202A JP 8120283 A JP8120283 A JP 8120283A JP S59207089 A JPS59207089 A JP S59207089A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
refresh
programmable element
node
timer
automatic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP58081202A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasaburo Inagaki
稲垣 「や」三郎
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
Priority to JP58081202A priority Critical patent/JPS59207089A/en
Publication of JPS59207089A publication Critical patent/JPS59207089A/en
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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)

Abstract

PURPOSE:To redeuce power consumption at the time of automatic refresh causing the reduction of yield by using a programmable element for an automatic refreshing timer and changing the period of automatic refreshing time in accordnace with the holding characteristics of a memory cell. CONSTITUTION:Differently from an ordinal static memory, a capacitor C1 is connected to a node N1 through a programmable element P1. The holding characteristics of the memory cell is checked, and when the holding characteristics is high, the programmable element P1 is connected, the load capacity of the node N1 is increased and the period of the automatic refresh timer is expanded to reduce power consumption. When the holding characteristics is low, the programmable element P1 is disconnected, the load capacity of the node N1 is reduced and the period of the automatic refresh timer is shorted to prevent the reduction of the yield. Although one programmable element is used in this example, plural programmable elements also can be arranged. Althrough the capacity is reduced by the programmable element in this example, the increment of the capacity can be also attained in the same manner.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体メモリ、特に外部人力リフレッシュ・コ
ントロール・クロックの活性化により、タイマを有する
内部リフレッシュコントロール回路が作動し、メモリセ
ルが自動的にリフレッシュされる機能を有するダイナミ
ック・ランダム・アクセス・メモリ(以下D RAMと
いう)からなる半導体メモリに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a semiconductor memory, and particularly to a dynamic semiconductor memory having the function of automatically refreshing memory cells by activating an external manual refresh control clock to activate an internal refresh control circuit having a timer. -Relates to semiconductor memory consisting of random access memory (hereinafter referred to as DRAM).

かかるD RAMは擬似スタティックRAM(以下P 
S RAMという)と呼ばれるもので一定の周期(通常
2m5ec)でデータのリフレッシュが必要なため、自
動リフレッシ−モード(以下ATRFモードという)時
の消費電力が大きいという欠点を改善したものである。
Such DRAM is pseudo-static RAM (hereinafter referred to as P
This improves the drawback of high power consumption during automatic refresh mode (hereinafter referred to as ATRF mode), since data needs to be refreshed at a fixed cycle (usually 2m5ec).

第1図はP S RAMの構成を説明するだめのブロッ
ク図である。メモリセル1、行アドレス・デコーダ2、
列アドレス・デコーダ3、内部クロック発生器4、基板
電圧発生器用オフレータ5、基板電圧発生器6、内部り
7レツシユ拳コントロ一ル回路7とを含んでいる。又内
部リフレッシュ・コア ) o−ル回路7は外部リフレ
ッシ−・コントロール・クロック入力端子8、自動リフ
レッシ−・タイマ9、リフレッシュ・クロック発生器1
0、リフレッシュ会アドレス・カウンタ11とを含んで
いる。次にとのP S RAMの特徴であるATRFモ
ードについて説明する。端子8に入力される外部リフレ
ッシュのコントロール・クロックRFsHカある一定時
間(たとえば16μsec以上)活性化(ローレベル)
されるト、自動リフレッシ−・タイマ9が動作を開始し
、自動リフレッシュ信号を発生する。自動リフレノシー
侶号を受けて、リフレッシュ・クロック発生器10およ
びリフレッシ−・アドレス・カウンタ11を介して内部
リフレッシュが行なわれる。内部リフレッシュ動作が終
了して自動的にプリチャージ状態に戻ると、自動リフレ
ッシュタイマ9が作動し、全メモリセルを自動的にリフ
レッシ−するのに必要な時間間隔(自動リフレッシュ・
タイマ9の動作周期となる)たとえば最悪2m5ec/
128 == 15.625 μsec をカウントす
る。この時間が経過すると、自動リフレッシュ・タイマ
9は自動リフレッシュ信号を出力し、次のアドレスの内
部リフレッシュを始動させる。リフレッシ−動作期間中
に自動リフレッシュ番タイマ9はリセットされ、リフレ
ッシュ動作が終了してプリチャージ状態に移行すると、
サイクル計時を再び始める。このようにRFSHが活性
化されている限シ、全メモリセルのりフレッシーが遂時
自動的に繰返される。
FIG. 1 is a block diagram for explaining the structure of the P S RAM. Memory cell 1, row address decoder 2,
It includes a column address decoder 3, an internal clock generator 4, an off-lator 5 for a substrate voltage generator, a substrate voltage generator 6, and an internal pulse control circuit 7. Also, the internal refresh core circuit 7 has an external refresh control clock input terminal 8, an automatic refresh timer 9, and a refresh clock generator 1.
0 and a refresh meeting address counter 11. Next, the ATRF mode, which is a feature of the P S RAM, will be explained. The external refresh control clock RFsH input to terminal 8 is activated (low level) for a certain period of time (for example, 16 μsec or more)
When the automatic refresh timer 9 is activated, the automatic refresh timer 9 starts operating and generates an automatic refresh signal. In response to the automatic refresh command, internal refresh is performed via refresh clock generator 10 and refresh address counter 11. When the internal refresh operation is completed and automatically returns to the precharge state, the automatic refresh timer 9 is activated and the time interval required to automatically refresh all memory cells (automatic refresh timer 9 is activated).
For example, the worst case is 2m5ec/
Count 128 == 15.625 μsec. When this time has elapsed, auto-refresh timer 9 outputs an auto-refresh signal to start internal refresh of the next address. During the refresh operation period, the automatic refresh number timer 9 is reset, and when the refresh operation is completed and the precharge state is entered,
Restart cycle timing. As long as RFSH is activated in this way, all memory cells are automatically refreshed.

次に第2図に示す従来例を用いて自動リフレッシュ・タ
イマ回路の動作を説明する。MOS)ランジスタQ1の
ドレインは電源電圧、ゲートはクロックφ1ソースは節
点NlにMOS)ランジスタQ2のドレインは節点Nl
、ゲートは接地型、圧、ソースは節点N2に、MOSト
ランジスタQ4のドレインゲートは電源電圧、ソースは
出力φ3に、MOS)ランジスタQ5のドレインは出力
φ3、ゲートは節点Nl、ソースは接地電圧にそれぞれ
接続されている。又容量C1はクロックφ2と節点N2
に、容量C2は節点Nl と接地電圧にそれぞれ接続さ
れている。
Next, the operation of the automatic refresh timer circuit will be explained using the conventional example shown in FIG. MOS) The drain of transistor Q1 is the power supply voltage, the gate is the clock φ1, the source is the node Nl MOS) The drain of transistor Q2 is the node Nl
, the gate is grounded, the source is connected to the node N2, the drain gate of the MOS transistor Q4 is connected to the power supply voltage, the source is connected to the output φ3, the drain of the MOS transistor Q5 is connected to the output φ3, the gate is connected to the node Nl, and the source is connected to the ground voltage. each connected. Also, capacitor C1 is connected to clock φ2 and node N2.
, the capacitor C2 is connected to the node Nl and the ground voltage, respectively.

第3図は自動リフレッシュ・タイマ回路の動作を説明す
るためのタイミングチャート図である。
FIG. 3 is a timing chart for explaining the operation of the automatic refresh timer circuit.

最初リフレッシュ動作期間中に自動リフレッシュ0タイ
マはクロックφ1でリセットされ、節点N1はハイレベ
ルに充電される。その後基板電圧発生器用オシレータの
出力がクロックφ2として入力され、クロックφ2がロ
ーレベルからハイレベルに変化すると節点N2のレベル
は、容量C1のカップリングで一時的に正電位になるが
MOSトランジスタQ3がオンするため、VT (&i
0Sトランジスタしきい値電圧)レベルに落ち着く次ニ
クロックφ2かハイレベルカラローレベルに菊化すると
、節点N2のレベルは容量C1のカップリングで一時的
に負部′位になるがMOSトランジスタQ2がオンする
ため−VT  レベルに落ち着く。
During the first refresh operation period, the automatic refresh 0 timer is reset by clock φ1, and node N1 is charged to high level. After that, the output of the substrate voltage generator oscillator is input as clock φ2, and when clock φ2 changes from low level to high level, the level of node N2 temporarily becomes a positive potential due to the coupling of capacitor C1, but MOS transistor Q3 To turn on, VT (&i
When the next clock φ2 settles at the 0S transistor threshold voltage (0S transistor threshold voltage) level and changes to the high level and low level, the level of the node N2 temporarily becomes negative due to the coupling of the capacitor C1, but the MOS transistor Q2 turns on. To do this, it settles down to -VT level.

このとき節A、 N 1が放電され節点Nlのレベルが
低下する。このようにクロックφ2が入力する毎に節点
Nlのレベルが徐々に低下し、節点へ1のレベルがVT
よシも低くなると、MOSトランジスタQ4.Q5で構
成されるインバータの出力φ3がハイレベルとなり、自
動リフレッシュ信号を発生し、内部リフレッシュが行々
われる。リフレッシュ動作期間中にクロックφ、で節点
Nlはハイレベルに充電′され、インバータ出力φ3は
ローレベルとなり、以下リフレッシュ動作が繰返される
At this time, nodes A and N1 are discharged, and the level of node Nl decreases. In this way, each time the clock φ2 is input, the level of the node Nl gradually decreases, and the level of 1 at the node becomes VT.
When the current level also decreases, MOS transistor Q4. The output φ3 of the inverter constituted by Q5 becomes high level, an automatic refresh signal is generated, and internal refresh is performed. During the refresh operation period, the node Nl is charged to a high level by the clock φ, the inverter output φ3 becomes a low level, and the refresh operation is repeated thereafter.

以上説明したように従来のP S RAMでは自動リフ
レッシュ・タイマの動作周期は最悪仕様で定められたリ
フレッシュ周期たとえば2m5ec/128 ’=15
.625μsecとなるように設定されているだめ、A
T RFモードは外部クロックによるリフレッシュ時に
比べ、消費電力の低減にはほとんど効果がなかった。一
方D RAMの保持時間は字溝でl sec以上あるの
で、へT′fLFモード時のり7レツシ一周期を長くす
れば、消費電力の低減をはかることが可能である。
As explained above, in conventional P S RAM, the operating cycle of the automatic refresh timer is the refresh cycle determined by the worst-case specifications, for example, 2m5ec/128' = 15
.. If it is set to 625μsec, A
The TRF mode had little effect on reducing power consumption compared to refreshing using an external clock. On the other hand, since the retention time of the DRAM is longer than 1 sec in the groove, it is possible to reduce power consumption by lengthening one cycle of 7 retrievals in the T'fLF mode.

本発明の目的は歩留シ低下を招くことなく、ATRFモ
ード時の消?電力を低源させる手法を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to eliminate the power consumption in ATRF mode without causing a decrease in yield. The purpose of this invention is to provide a method for lowering the power source.

以下本発明について図面を用いて詳細に部門する。The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

不発明の実施例を第4図に示す。節点へ1にプログラマ
ブル素子P1を介して容量C1が#続されている点が従
来例(第2図)と異なっている。
An inventive embodiment is shown in FIG. The difference from the conventional example (FIG. 2) is that a capacitor C1 is connected to the node via a programmable element P1.

メモリセルの保持惰性を調らべ、保持特性が良い場合に
はプログラマブル素子P1を接続の状態にし、節点Ni
の負荷容量を大きくして自*ll IJフレッシュタイ
マの周期を長くして消費電力の低下をはかる。一方保持
特性が良くない場合にはプログラマブル素子P1を切断
の状態にし、節点Nsの負荷容量を小さくして、自動リ
フレッシ−・タイマの周期を短かくして歩留シのイ氏下
を防ぐ。
The retention inertia of the memory cell is checked, and if the retention characteristics are good, the programmable element P1 is connected, and the node Ni
Increase the load capacity of the IJ refresh timer and lengthen the period of the IJ fresh timer to reduce power consumption. On the other hand, if the retention characteristics are not good, the programmable element P1 is disconnected, the load capacity of the node Ns is reduced, and the cycle of the automatic refresh timer is shortened to prevent a drop in yield.

J’、L Jl説明したように、自動リフレッシュ−タ
イマにプログラマブル素子を用い、メモリセルの保持特
性に応じて、自動りフレッシュタイムの周期を変えるこ
とによシ、歩留シの低下を招くこと々<、ATR,Fモ
ード時の低消費電力化をはかること(が可能である。
J', L JlAs explained above, by using a programmable element in the automatic refresh timer and changing the period of the automatic refresh time according to the retention characteristics of the memory cell, a decrease in yield can be caused. It is possible to reduce power consumption in the ATR and F modes.

上記り・−旌例ではプログラマブル素子1個の場合につ
いて説明したが、社数個配置することも可能である。1
だプログラマブル素子で容量を減す場合につ(八て説明
したが、プログラマブル素子で容量を増す場合も同様に
可能である。
In the above example, the case of one programmable element was explained, but it is also possible to arrange several programmable elements. 1
However, it is also possible to increase the capacitance using a programmable element (as explained in Section 8 above).

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はPS RAMの構成を説明するためのブロック
図、第2図は自動リフレッシュ・タイマの従来例を示す
図、第3図は自動リフレッシュ・タイマの動作を駅間す
るだめのタイミングチャート図、第4図は本発明の自動
リフレッシュ・タイマの実施例を示す図である。 1・・・・・・メモリセル、2・・・・・・行アドレス
デコーダ、3・・・・・・列アドレスデコーダ、4・・
・・・・内部クロック発生器、5・・・・・・基板電圧
発生器用オシレータ、6・・・・・・基板電圧発生器、
7・・・・・・内部りフレッシュ・コントロールI’E
’l路、8・・・・・・外部リフレッシュ・コントロー
ル・クロック入力端子、9・・・・・・自動リフレッシ
ュ・タイマ、10・・・・・・リフレッシュ・クロック
発生器、11・・・・・・リフレッシュアドレスカウン
タ、Q1〜Q5・・・・・・MOS)ランジスタ、C1
〜C3・・・・・・容ター素子、P】・・・・・・プロ
グラマブル素子。 代理人 弁理士  内 原    、′’::V、H;
−2日・・−) ゛<′、  ・ −′ 第1 図
Fig. 1 is a block diagram for explaining the configuration of PS RAM, Fig. 2 is a diagram showing a conventional example of an automatic refresh timer, and Fig. 3 is a timing chart showing the operation of the automatic refresh timer between stations. , FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of the automatic refresh timer of the present invention. 1...Memory cell, 2...Row address decoder, 3...Column address decoder, 4...
...internal clock generator, 5 ... oscillator for substrate voltage generator, 6 ... substrate voltage generator,
7...Internal fresh control I'E
'l path, 8... External refresh control clock input terminal, 9... Automatic refresh timer, 10... Refresh clock generator, 11... ...Refresh address counter, Q1 to Q5...MOS) transistor, C1
~C3... Capacitor element, P]... Programmable element. Agent Patent Attorney Uchihara ,''::V,H;
-2 days...-) ゛<', ・-' Figure 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 自動リフレッシュ・タイマ、リフレッシュ瞼アドレス・
カウンタおよび前記回路を制御するりフレッシュ・クロ
ック回路で構成された内部リフレッシュ回路を備えた擬
似スタティックメモリにおいて、前記自動リフレッシュ
タイマ回路にプログラマブル素子を用いて、タイマ周期
を変!可能にすることを特徴とする擬似スタティックメ
モリ。
Automatic refresh timer, refresh eyelid address
In a pseudo-static memory equipped with an internal refresh circuit composed of a counter and a refresh clock circuit that controls the circuit, a programmable element is used in the automatic refresh timer circuit to change the timer period! Pseudo-static memory characterized by enabling.
JP58081202A 1983-05-10 1983-05-10 Artificial static memory Pending JPS59207089A (en)

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JPS59207089A true JPS59207089A (en) 1984-11-24

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5410278A (en) * 1991-12-19 1995-04-25 Sharp Kabushiki Kaisha Ring oscillator having a variable oscillating frequency

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5280750A (en) * 1975-12-26 1977-07-06 Nec Corp Semiconductor memory unit
JPS5853085A (en) * 1981-09-22 1983-03-29 Nec Corp Pseudo static semiconductor memory

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