JPS6045499B2 - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPS6045499B2
JPS6045499B2 JP55049438A JP4943880A JPS6045499B2 JP S6045499 B2 JPS6045499 B2 JP S6045499B2 JP 55049438 A JP55049438 A JP 55049438A JP 4943880 A JP4943880 A JP 4943880A JP S6045499 B2 JPS6045499 B2 JP S6045499B2
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JP
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transistor
bit line
gate
pull
sense amplifier
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義博 竹前
茂樹 野崎
勉 目沢
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Fujitsu Ltd
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    • 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
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Dram (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、1トランジスタ・1キャパシタからなるダイ
ナミック・メモリ・セルを有する半導体記憶装置の改良
に関する。
従来、この種の装置として第1図に見られるようなもの
が知らている。
図に於いて、Q、〜Q8はトランジスタ、BL、BL’
はビット線、WL、WL′はワード線、Cs、C、’は
メモリ・キャパシタ、CB、CB’はビット線容量、V
ccは電源ライン、φ0、φ1、φ2はク”ロック信号
をそれぞれ示している。
トランジスタQ1とトランジスタQ2は交差結合され、
センス増幅器を構成している。
トランジスタQ。、Q。は、ビット線BL、BL’とセ
ンス増幅器を接続或いは切断するトランスファ・ゲート
動作・を、また、トランジスタQ5、Q6はビット線B
L、BL’に電源ラインVccを接続或いは切断するス
イツチング動作を、更にまた、トランジスタQ7,qは
メモリ・セルのトランスファ●ゲート動作をそれぞれな
すものである。そして、トランジスタQ7とメモリ・キ
ャパシタCSlトランジスタQ8とメモリ・キャパシタ
Cs″でそれぞれメモリ●セルを構成している。但し、
トランジスタQ8等に依るメモリ・セルは所謂ダミー●
セルである。この装置に於いて、ダミーのメモリ●キャ
パシタCs′の蓄積電荷は通常の状態では零であり、メ
モリ・キャパシタCsに蓄積された情報を読出すには、
そのメモリ・キャパシタC,に流れ込む電流とダミーの
メモリ・キャパシタC3″に流込む電流の差をトランジ
スタQl,Q2からなるセンス増幅器でセンスすること
に依り行なつている。そして、メモリ・キャパシタCs
から情報を読出した後は新たに情報を書き込む場合は別
として元の情報の再書込みを行なつて当初の情報蓄積状
態を維持しなければならない。今、メモリ・キャパシタ
Csから蓄積情報゜゛1”を読出したとすると、その後
の再書込みはビット線BLに従つてビット線容量CBを
充電していた電荷をメモリ●キャパシタC,に流すこと
に依り行なわれる。
しかし、そのビット線BLに於ける電荷は、全量ではな
いが、センス増幅器を動作させた際にそれを介してリー
クする為、ビット線BLのレベルは低下する。その低下
したレベルでメモリ・キャパシタCsを充電しても充分
な再書き込みは行なわれない。その結果、近年問題にな
つているソフト・エラーに対する耐性が低いなどの欠点
或いはリフレッシュ不良が生じ易くなる.などの欠点が
ある。そこで、前記欠点を解消すべく、第2図に見られ
るような装置が提案された、これはトランジスタ9とト
ランジスタQ9とコンデンサCPlトランジスタQ6と
トランジスタQlOとコンデンサCp″で!それぞれブ
ル・アップ回路を構成し、このブル・アップ回路をセン
ス増幅器が動作した後で駆動し、それに依り再書込みを
行なうようにするものである。
即ち、第1図の装置では、センス増幅器が動作した後は
トランジスタQ5(及びトランジダスタQ6)はカット
●オフであり、電源ラインVccがビット線BL(及び
BL″)と接続されることはないが、第2図の装置では
、センス増幅器の動作後、クロック信号φ4に依りコン
デンサCp(或いはコンデンサCpつを介して■Cc+
Vth以上のレベルがトランジスタQ5(或いはトラン
ジスタq)のゲートに加わつて導通させるようにしてい
るので、ビット線BL(或いはビット線BL″)には電
源ライン■Ccから電圧が印加され、それに依り充分な
レベルで再書込みがなされるとされている。しかしなが
ら、この装置では、クロック信号φ2に依つて充電され
たトランジスタQ5(或いはノトランジスタ(23)の
ゲートに於ける電荷を放出させる為に動作するトランジ
スタQ6(或いはトランジスタQlO)を駆動するクロ
ック信号φ2の印加タイミング及びレベル、トランジス
タQ,QlOの閾値電圧VUlの設定などに微妙な問題
を生じる・ので、その実用化は必ずしも容易ではなく、
多くの研究余地を残している。
即ち、今、ビット線BL側が高レベル、ビット線BL″
側が低レベルに在つて、ここで、再書込みを行ないたい
場合、ビット線Bし側ではトランジスタQ5を導通させ
る。その時、再書込み中はトランジスタqは確実に非導
通化されていないとトランジスタQ5のゲート電圧はク
ロック信号φ4による■。。+■Th以上のレベルを保
持することができない。これに対し、ビット線BL″側
ではトランジスタQ6を非導通にする為、トランジスタ
QlO側は導通していなけれらない。ここでトランジス
タQlOを導通させる設定としては、ゲートにクロック
信号φ2が印加され、且つ、ビット線BL″が低レベル
になつていることであり、また、トランジスタ9のゲー
トにクロック信号φ2を印加しておきながら、それを非
導通状態に維持する為の設定としては、ビット線BLが
高レベルになつていることである。従つて、前記した問
題を生じることになるものである。本発明は、第2図従
来装置と同様にブル・アップ回路を用いる再書込みを行
ないながらも、該従来装置に生ずる前記欠点を全て解消
するものであり、その特徴とするところは、ゲート、ド
レインが交差接続され、ソースが共通接続された第1、
第2トランジスタを含むセンス増幅器と、それぞれダイ
ナミック●メモリ●セルが接続された第1、第2ビット
線と、前記第1トランジスタのドレインと前記第1ビッ
ト線との間に接続された第1トランスファ・ゲート・ト
ランジスタと、前記第2トランジスタのドレインと第2
ビット線との間に接続された第2トランスファ●ゲート
●トランジスタと、前記第1ビット線と電源との間に接
続された第1ブル・アップ用トランジスタと、前記第2
ビット線と前記電源との間に接続された第2ブル●アッ
プ用トランジスタと、前記第1ブル●アップ用トランジ
スタのゲートと前記センス増幅器内に在つて該センス増
幅器を活性化する制御用クロック信号が加えられるソー
ス共通接続点との間に接続された第3トランジスタと、
前記第2ブル●アップ用トランジスタのゲートと前記ソ
ース共通接続点との間に接続された第4トランジスタと
、前記第1ブル●アップ用トランジスタのゲート、前記
第2ブル●アップ用トランジスタのゲートにそれぞれ接
続された第1、第2コンデンサと、前記第1ブル・アッ
プ用トランジスタと並列に接続された第1プリ・チャー
ジ用トランジスタと前記第2ブル・アップ用トランジス
タと並列に接続された第2プリ・チャージ用トランジス
タとを具備し、前記第3トランジスタのゲートは前記第
2トランジスタのドレインと、前記第4トランジスタの
ゲートは前記第1トランジスタのドレインとそれぞれ接
続されてある構成を採つている点にあり、以下、これを
詳細に説明する。
第3図は本発明一実施例を表わす回路図であり、第2図
従来例について説明した部分と同部分は同記号で表わし
てある。
本実施例が第2図従来例と相違する点は、トランジスタ
qとトランジスタqとコンデンサCpとで構成されるブ
ル●アップ回路、トランジスタ9とトランジスタQlO
とコンデンサCp″とで構成されるブル・アップ回路の
それぞれの結線が前記従来例と相違していることである
例えば、真正メモリ側ではトランジスタQ9のゲートは
センス増幅器に於けるトランジスタQ1のゲートに接続
され、ドレイン(またはソース)はビット線BLのチャ
ージ●アップ用スイッチング・トランジスタQ5とのコ
ンデンサCpの接続ノードに接続され、ソース(または
ドレイン)はセンス増幅器の接地側に接続されている。
また、ダミー・メモリ側でも同様であり、トランジスタ
QlOのゲートはセンス増幅器に於けるトランジスタQ
2のゲートに接続され、ドレイン(またはソース)はビ
ット線BL″のチャージ●アップ用スイッチング●トラ
ンジスタQ6とコンデンサCp″の接続ノードに接続さ
れ、ソース(またはドレイン)はセンス増幅器の接地側
に接続されている。このような構成になつている為、ト
ランジスタQ.,QlOの導通・非導通はセンス増幅器
の動作に応じて、即ち、換言すると、他からのクロック
信号に依らず、自己の情報に基づいてブル・アップ回路
を駆動するか否かを決定するものである。
以上の説明で判るように、本発明に依れば、1トランジ
スタ・1キャパシタからなるメモリ・セルと交差結合さ
れた少なくとも2個のトランジスタからなるセンス増幅
器とを有してなる半導体記憶装置に於いて、電源ライン
とビット線との間にチャージ・アップ用スイッチング・
トランジスタを挿入し、そのスイッチング・トランジス
タのゲートにはクロック信号を加える為のコンデンサを
接続し、その接続点と前記センス増幅器の接地側との間
にトランジスタを挿入し、そのトランジスタのゲートを
センス増幅器を構成するトランジスタのゲートに共通接
続し、前記スイッチング・トランジスタと前記コンデン
サと前記トランジスタでブル・アップ回路を形成するよ
うにしているので、そのブル●アップ回路を働かせるか
否かを決める前記トランジスタはセンス増幅器の状態、
従つて、ビット線の状態で制御されるようになつている
ので、従来の装置のように、クロック信号のレベル、印
加タイミング、トランジスタの閾値電圧設定などの問題
は全て解消され、装置全体は著しく簡潔になる。更に、
ここで第3図を参照して説明すると、本発明では、トラ
ンジスタQ9及びQlOと、トランスファ・ゲート動作
をするトランジスタq及びQ4との組合わせに依り高速
化が図られているものである。
即ち、本発明の半導体記憶装置に於いて、仮に、トラン
ジスタQ3及びQ4が存在しないか、或いは、存在して
いるとしても、トランジスタQ9及びQlOのゲートが
ビット線BL及びBL″に直接接続されている場合には
、クロック信号の印加タイノミング等が簡単になること
はあつても、高速化することは不可能である。
この理由は、前記構成では、センス増幅器が大きな負荷
容量を持つた状態で動作することになる為、ビット線B
L及びBL″の電位変化が緩徐になつて、トランジスタ
Q9及びQl。
もそれに追随してオン・オフすることになり、従つて、
それ等トランジスタQ9及びQlOのオン・オフが確定
するまでに時間が掛かり、クロック信号φ3の印加も待
たなければならないからである。然しながら、本発明の
半導体記憶装置では、センス増幅器を動作を開始した場
合、トランジスタO及びQ4の作用でビット線BL及び
BL″が切断されてセンス増幅器の負荷が軽くなり、そ
の二つの入力端の電位差は急速に拡大され、また、トラ
ンジスタQ9及びQlOのゲートは、ビット線BL及び
BL″に直接接続されず、センス増幅器の入力端に接続
されている為、トランジスタQ9及びQlOのオン・オ
フも速やかに確定し、従つて、クロック信号φ,も早期
に印加できることになり、再書き込みを高速に実施する
ことが可能になるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は従来例の回路図、第3図は本発明一
実施例の回路図である。 図に於いて、Q1〜QlOはトランジスタ、C,,C,
″はメモリ・キャパシタ、C8,C8″はビット線容量
、Cp,Cp″はコンデンサ、BL,BL″はビット線
、WL,WL″はワード線、VO。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ゲート、ドレインが交差接続され、ソースが共通接
    続された第1、第2トランジスタを含むセンス増幅器と
    、それぞれダイナミック・メモリ・セルが接続された第
    1、第2ビット線と、前記第1トランジスタのドレイン
    と前記第1ビット線との間に接続された第1トランスフ
    ァ・ゲート・トランジスタと、前記第2トランジスタの
    ドレインと第2ビット線との間に接続された第2トラン
    スファ・ゲート・トランジスタと、前記第1ビット線と
    電源との間に接続された第1プル・アップ用トランジス
    タと、前記第2ビット線と前記電源との間に接続された
    第2プル・アップ用トランジスタと、前記第1プル・ア
    ップ用トランジスタのゲートと前記センス増幅器内に在
    つて該センス増幅器を活性化する制御用クロック信号が
    加えられるソース共通接続点との間に接続された第3ト
    ランジスタと、前記第2プル・アップ用トランジスタの
    ゲートと前記ソース共通接続点との間に接続された第4
    トランジスタと、前記第1プル・アップ用のゲート、前
    記第2プル・アップ用トランジスタのゲートにそれぞれ
    接続された第1、第2コンデンサと、前記第1プル・ア
    ップ用トランジスタと並列に接続された第1プリ・チャ
    ージ用トランジスタと、前記第2プル・アップ用トラン
    ジスタと並列に接続された第2プリ・チャージ用トラン
    ジスタとを具備し、前記第3トランジスタのゲートは前
    記第2トランジスタのドレインと、前記第4トランジス
    タのゲートは前記第1トランジスタのドレインとそれぞ
    れ接続されてなることを特徴とする半導体記憶装置。
JP55049438A 1980-04-15 1980-04-15 半導体記憶装置 Expired JPS6045499B2 (ja)

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