JPS601713B2 - ダイナミックメモリ装置 - Google Patents

ダイナミックメモリ装置

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JPS601713B2
JPS601713B2 JP55184226A JP18422680A JPS601713B2 JP S601713 B2 JPS601713 B2 JP S601713B2 JP 55184226 A JP55184226 A JP 55184226A JP 18422680 A JP18422680 A JP 18422680A JP S601713 B2 JPS601713 B2 JP S601713B2
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JP
Japan
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bit line
sense amplifier
dummy
potential
signal input
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JP55184226A
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JPS57109184A (en
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透 古山
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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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 
    • G11C11/4099Dummy cell treatment; Reference voltage generators

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ダミーセルに中間電位を書き込む形式のダイ
ナミックメモリ装置に関するものである。
現在MOSダイナミックRAMは、メモリセルの記憶情
報を感知するのにフリップフロツプを基本構成要素とす
るセンスアンプとダミーセルを用いるのが一般的である
このダミーセルの多くはメモリセルのおよそ1/2の静
電容量にOVレベルを書き込むタイプであり、一部が、
メモリセルとほぼ同じ静電容量に中間電位、即ちメモリ
セルの“1”(高電位)と“0”(低電位)の境界近傍
の電位を書き込むタイプとなっている。前者は書き込む
機構は簡単であるが、読み出すタイミングに注意を払う
必要がある。これは完全なOVでなく少し浮いたレベル
にあるメモリセルの“0”を読み出す時、過渡的にでは
あるが、読み出すメモリセルの接続されたビット線と、
ダミーセルの接続されたビット線の電位が逆転すること
があるからである。又、このタイプは微細化されて、メ
モリセルの形状が限界に近い所まで縮4・されてくると
、ダミーセルにメモリセルの約1/2の静電容量を持た
せることが困難になってくる。一方、後者の中間電位を
書き込むタイプでは、電源電位とは異なる函位をいかに
して信頼性よく作り出して書き込むかが問題で、このた
め、ダミーセルも、又、クロツクジェネレータも複雑に
なる点が欠点であった。本発明は上記の点に鑑み、メモ
リ構成まで見直し、回路が簡単でしかも信頼性よく中間
電位に書き込めるダミーセルを含む、センスシステムを
用いたダイナミックメモリ装置を提供するものである。
本発明は、ダミーセルに読み出し用MOSトランジスタ
を介してこのダミーセルが接続されるビット線から所定
電位を書き込み、かつ対をなすダミーセルの記憶ノード
を短絡用MOSトランジスタで短絡して電源電位に対し
て中間電位を書き込むようにしたことを特徴としている
以下実施例に従って順次説明する。
第1図は本発明をフオールデッド・ビット線(折り返し
ビット線)方式のnチャンネルMOSダイナミックRA
Mに適用した実施例の等価回路を示し、第2図はその読
み出し時のタイミング図を示す。第1図において、MO
SトランジスタQ,,Q2からなるフリップフロップが
センスアンプSAを構成し、その信号入出力ノードN,
,N2にそれぞれ共通の信号ぐTで制御されるMOSト
ランジスタQ3,Q4を介して、並行するビット線BL
,BL2が接続されている。各ビット線には多数のメモ
リセルと1個ずつのダミーセルが接続されるが、図では
それぞれに1個ずつのメモリセルMC,,MC2とダミ
ーセルDC,,DC2だけを示してある。メモリセルM
C,,MC2の議出しMOSトランジスタQ,2,Q,
3のゲートはそれぞれワード線WL,WL2により制御
され、ダミーセルDC,,DC2の議出しMOSトラン
ジスタQ,4,Q,5のゲートはそれぞれダミーワード
線DWL,DWLにより制御される。また対をなすダミ
ーセルDC,,DC2の記憶ノードN3,N4間には短
絡用MOSトランジスタQ,6が設けられている。MO
SトランジスタQ5,Q,Q7はビット線BL,,BL
2をプリチャ−ジする回路を構成し、MOSトランジス
タQ3,Q9,Q,。
,Q,.およびコンヂンサC,,C2はアクティブプル
アツプ回路を構成している。MOSトランジスタQ,7
, Q,8はカラムデコーダ出力JcDにより制御され
てビット線BL,,BL2を入出力信号線1/0,1/
0に接続するためのものである。なお、第2図中、Vp
はブートストラツプのかかった電位、VDD−VTは電
源電位VDDよりMOSトランジスタのしきい値電圧V
Tを引いた電位を示している。
Jp,J?がVssになり、回路系の初期化が完了した
段階からスタートする。
ワード線WL,に接続しているメモリセルMC,に“1
”が記憶されており、これが読み出された場合を考える
。ワ−ド線WL,とダミーワード線DWLが立ち上り、
メモリセルMC,とダミーセルDC2がビット線BLと
BL2にそれぞれ接続され、MC,とDC2の情報がB
L,.BL2を経て、センスアンプSAの信号/−ドN
,,N2に伝達される。次にJsEが下がり、センスア
ンプSAが動作し、BセはVssに下がる。この時トラ
ンジスタQ2のゲート容量によるカップリングやその他
によりBLの方も蝿位が下がる。次にOBがVDDとな
り、アクティブプルアップ回路が動作して、BLのレベ
ルはVDDに回復する。この時、DWL,を立上がらせ
、ダミーセルDC,の記憶ノードN3に、ビット線BL
,からMOSトランジスタQ,4を介してVDDを書き
込む。因みにこの時ダミーセルDC2の記憶ノードN4
にはVssが書き込まれている。次にカラムデコーダの
出力JcDにより、BL,BL2が1/0,Tフ6とそ
れぞれ接続されTフ6がVssに下がって出力バッファ
(図示してない)へとメモリセルMC,の情報が伝達さ
れることになる。これで読み出し‘ま終了する。次に再
び初期化する作業に入る。まずWL,,OWL,,DW
LをVssに下がる。これによりメモリセルMC,の記
憶ノードはVDDに、ダミーセルDC,,DC2の記憶
ノードN3,N4はVDDとVssにそれぞれ充電され
る。これによりメモリセルMC,の再生・再書き込みが
完了した事になる。次に0p,?p′がVpとなり、B
L,,BL2をはじめ、ノードN,,N2等の各/−ド
が初期化される。この時、短絡用MOBトランジスタQ
,6により、ダミ−セルDC.,DC2の/ードN3,
N4は短絡されて、共にほぼVDD/2になる。こうし
て◇p′がVssに下がった時、ダミーセルDC.,D
C2には共にほぼVoo/2の中間電位が書き込まれる
ことになる。上記の説明では、JTについて触れていな
いが、例えば、図中に示したように、JsEとの容量結
合によってVpとVDDの間を振動するという信号であ
ってよい。
又、各電位は、容量結合等によって生ずる変動や雑音を
考慮せずに書いているので、実際の場合は上に述べた電
位と多少ずれることはあり得る。又、Vp,VDD−V
T等の電位も同様で、かつ、Vpのレベルは各クロツク
によってまちまちであってもかまわない。ただし、Vp
はVp>VoD+VTを満たすことが望ましい。上記に
は読み出し時について述べたが、書き込み時は、1/0
,1/0から逆にBL,,BL2を所望の電位(一方が
VDDで他方がVss)にしてやればよい。以上のよう
に、本実施例によりダミーセルに容易にVoo/2近傍
の中間電位を書き込むことができる。
この時、ダミ−セルのコンデンサら,C6の静電容量は
メモリセルのコンデンサC3,C4とほぼ同じにとるこ
とができ、加工上の信頼性も大きくなる。なお第1図で
トランジスタQ,Q4を削除し、ノードN,とBLを、
/ードN2とBL2を直接に接続することも可能である
第3図は本発明をッィステッド・ビット線(嫁れビット
線)方式のnチャネルMOSダイナミックRAMに適用
した実施例の等価回略を示し、第4図はその講出し時の
動作タイミング図を示す。
第3図において、MOSトランジスタQ蟹,Q29から
なるフリツプフロツプがセンスアンプSAを構成し、そ
の信号入出力ノードN,,N2に対してそれぞれローア
ドレスにより制御されるMOSトランジスタQ26,Q
幻, Q38,Q9を介して、ビット線BL,,BL2
,BL3,BL4が2本ずつ接続されている。MOSト
ランジスタQ26,Q27,Q8,Q9は他と異なりデ
プレション型である。各ビット線にはそれぞれ多数のメ
モリセルと1個ずつのダミーセルが接続されるが、図で
はそれぞれ1個ずつのメモリセルMC,,MC2,MC
3,MC4とダミーセルDC,,DC2,DC3,DC
4を示してある。ダミーセルDC,,DC2の記憶ノー
ドN,.,N,2間およびダミーセルDC3,DC4の
記憶ノードN,3,N.4間にはそれぞれ短絡用MOS
トランジスタQ2,,Q4が設けられている。MOSト
ランジスタQ肌 Q,,Q32からなるブリチャージ回
路、MOSトランジスタQ34,Q5,Q粉,Q釘およ
びコンデンサC,5,C,6からなるアクティブプルア
ツプ回路が設けられていることは第1図の場合と同様で
ある。またこの形式では、ビット線BL,BLがそれぞ
れMOSトランジスタQ5,Q46を介して入出力信号
線1/o,了フ6に選択的に接続されることになる。第
4図に示すVp,VDo一VTなるレベルは第2図の場
合と同じく、Vpはブートストラップのかかった電位、
VoD−VTはVDDよりトランジスタの閥値電圧(V
T)を引いた電位を表わすとする。◇p,ぐp′がVs
sに下がり、回路の初期化が完了した段階から、説明す
る。
第3図中、MOSトランジスタはQ蟹,Q27,Q38
,Q9は前述のようにデプレション型であり、一VDD
<VT!D<0なる条件を満たす関値電圧(VT D)
を持つとする。まず、ワード線WL,が選択されるのに
対応して、ビット線BL,,BLのみをセンスアンプS
Aの信号/ードN,,N2に接続するため、JT2 を
Vssに下げる。次にワード線WL,、ダミーワ−ド線
DWL2をVpに上げる。こうしてメモリセルMC,は
ビット線BLに、ダミーセルDC3とDC4はそれぞれ
ビット線BL3とBL4に接続される。ただしこの場合
BらはセンスアンプSAにとっては意味をもたない。B
LとBLのデータがセンスアンプSAの信号ノードN,
,N2に伝達される。次に◇s8が下がり、センスアン
プSAが動作し、BL,はVssに下がる。この時、ノ
ードN,の電位がIVTDIを下まわるとトランジスタ
Q38はオンし、BL3も放電されVssとなる。一方
/一ドN2及びBLの方は、センスアンプSAのトラン
ジスタQ28のゲート容量によるカブリングや、その他
の原因によりいくらか電位が下がるが、ノードN2の電
位がIVTDI より下がらなければ、トランジスタQ
27はオンしないのでBL2は変化しない。次にOBを
立ち上げてアクティブプルアツプ回路を動作させる。こ
れにより、ノードN2,BL4はVDDまで引き上げら
れる。同時に、ダミーセルDC3,DC4の記憶ノード
N,3はVssに、N,4はVDDに設定される。さら
にセンスアンプSAが動作してノードN,,N2の電位
が確定した後(OBより前又はJBとほぼ同時又はぐB
より後)に、ぐT2をVDDに戻し、ダミーワード線D
WL,をVpに上げる。これにより、ダミーセルDC,
,DC2の記憶ノードN,.にはVssが、N8にはV
DDが書き込まれる。この後カラムデコーダの出力ぐc
Dを受けてトランジスタQ5,Q6がオンし、1/0が
ビット線Bbを通して放電される。こうしてメモリセル
MC.の情報が出力バッファ(図示していない)へと伝
達されることになる。次に再び初期化する作業に入る。
まずWL,DWL,,DWLをVssに下げる。これに
よりメモリセルMC,の記憶ノードはVssレベルが書
き込まれたことになり、メモリセルの情報の再生・再書
き込みが完了する。この時同時にダミーセルでは記憶ノ
ードN,.にVss,N財にVDD,N,3にVss,
N,4にVDDが書き込まれる。次に◇p,ぐp′がV
pとなる。Jpにより、ビット線をはじめ、各ノードが
初期化される。一方◇?がより、ダミーセルDC,,D
C2の記憶ノードN,.,N,2間、おぐびダミーセル
DC3,OC4の記憶ノードN,3,N,4間が短絡さ
れ、これらのノードが全てほぼVDo/2の中間電位に
なる。次に◇p,のp′がVssに下がる。これにより
、各/ードの初期化は完了し、ダミーセルもすべてがほ
ぼVoo/2の中間電位に設定されることになる。なお
、書き込み時は、1/0からBL,とBL3を、Tフ6
からBLとBLを所望の電位(一方がVDDで他方がV
ss)にしてやればよい。また各/−ドの電位は、実際
の回路では容量結合や雑音によって上述の電位から多少
ずれることは十分あり得る。又、Vpのレベルは各クロ
ックによってまちまちであってもさしつかえないが、た
だしVp>VDD十VTを満たすことが望ましい。又、
トランジスタQ26,Q27,Q磁.Q39はデプレッ
ション型としたが、ぐT,,◇T2のレベルを工夫して
やれば、ェンハンスメント型のトランジスタでも実現さ
れる。以上説明したように、本実施例によってもダミー
セルに容易にVDD/2近傍の中間電位を書き込むシス
テムを与えることができる。
この時、ダミーセルのコンデンサC,.,C,2,C,
9,C2。はメモリセルのコンデンサC,3,C,4,
C,7,C,8とほぼ同じ静電容量にとることができ、
加工上、動作上の信頼性も高くなることがわかる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の1実施例の等価回路図、第2図は、第
1図に示す回路の動作を説明するための概念的なタイミ
ング図、第3図は本発明の他の実施例の等価回路図、第
4図は第3図に示す回路の動作を説明するための、慨念
的なタイミング図である。 SA・・・センスアンプ、N,,N2・・・信号入出力
ノード、BL,BL2,BL3,BL…ビット線、MC
,,MC2,MC3,MC4…メモリセル、DC,,D
C2,DC3,DC4・・・ダミーセル、WL,,WL
2,WL3,WL4・・・ワード線、DWL,,DWL
2・・・ダミーワード線、N3,N4,N,.,N,2
,N,3,N,4・・・ダミーセル記憶ノード、Q,6
,Q幻, Q44・・・短絡用MOSトランジスタ。 第1図 第2図 第4図 図 の 縦

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 フリツプフロツプを構成要素とするセンスアンプと
    、このセンスアンプの互いに補の関係にある信号入出力
    ノードに少くとも一本ずつ接続されるビツト線と、各ビ
    ツト線にそれぞれ複数個ずつ接続されるメモリセルおよ
    び1個ずつ接続されるダミーセルとを有するダイナミツ
    クメモリ装置において、前記ダミーセルに読み出し用M
    OSトランジスタを通してこのダミーセルが接続されて
    いるビツト線から所定電位を書き込むようにし、かつ前
    記センスアンプの互いに補の関係にある信号入出力ノー
    ドに対して、互いに並行させて配設された2本のビツト
    線にあって対をなすダミーセルの記憶ノード間に短絡用
    MOSトランジスタを設けて、このMOSトランジスタ
    の制御によりダミーセルの記憶ノードを電源電位の中間
    電位に設定するようにしたこことを特徴とするダイナミ
    ツクメモリ装置。 2 センスアンプの互いに補の関係にある信号入出力ノ
    ードに対して、MOSトランジスタを介してまたは直接
    1本ずつのビツト線が並行して配設されている特許請求
    の範囲第1項記載のダイナミツクメモリ装置。 3 センスアンプの互いに補の関係にある信号入出力ノ
    ードに対して、MOSトランジスタを介して2本ずつの
    ビツト線が並行して配設されている特許請求の範囲第1
    項記載のダイナミツクメリ装置。
JP55184226A 1980-12-11 1980-12-25 ダイナミックメモリ装置 Expired JPS601713B2 (ja)

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JP55184226A JPS601713B2 (ja) 1980-12-25 1980-12-25 ダイナミックメモリ装置
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JP55184226A JPS601713B2 (ja) 1980-12-25 1980-12-25 ダイナミックメモリ装置

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JPS57109184A JPS57109184A (en) 1982-07-07
JPS601713B2 true JPS601713B2 (ja) 1985-01-17

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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5952495A (ja) * 1982-09-17 1984-03-27 Hitachi Ltd Mos−ram装置
JPS59203298A (ja) * 1983-05-04 1984-11-17 Nec Corp 半導体メモリ
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