JPS61145795A - 半導体メモリの駆動方法 - Google Patents

半導体メモリの駆動方法

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JPS61145795A
JPS61145795A JP59267834A JP26783484A JPS61145795A JP S61145795 A JPS61145795 A JP S61145795A JP 59267834 A JP59267834 A JP 59267834A JP 26783484 A JP26783484 A JP 26783484A JP S61145795 A JPS61145795 A JP S61145795A
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JP
Japan
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level
bit line
dummy
bit
cell
Prior art date
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Pending
Application number
JP59267834A
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English (en)
Inventor
Toshio Takeshima
竹島 俊夫
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
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Publication date
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Publication of JPS61145795A publication Critical patent/JPS61145795A/ja
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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】 (産業上の利用分野) 本発明はダイナミック型メモリセルを用いた半導体メモ
リの駆動方法に関するものである。
(従来技術とその問題点) 従来のダイナミックメモリの典型的な回路には、たとえ
ば日経エレクトロニクス(1979年1月8日号、11
0頁〜133頁)で述べられているようなものがある。
これのセンスアンプ及びビット線周辺の回路構成を第3
図に示し、動作波形を第4図に示す。両図において、8
Aはセンスアンプ、MCO,MCIはメモリセル、DC
O,DCIはダミーセル、BO,Blはビット線、wo
、wlはワード線、DWO,DWIはダミーワード線、
POはビット線プリチャージ信号線、Plはビット線バ
ランス信号線、P2はダミーリセット線、8Eはセンス
アンプ活性化信号線をそれぞれ示し、CB、C8,CB
はそれぞれビット線容量、セルを示している。
第4図を用いて第3図の動作を説明する。まず信号線P
O,PI、P2を高レベルにしてビット線BO,Blを
プリチャージ電源VPの電圧レベルVPに、ダミー容量
CRを電源VRの電圧レベルVPにプリチャージしてお
く。次に信号線PO。
P2及びPIを低レベルにしてビット線BO,B1とダ
ミー容量CBを各電源vp、v几から分離し、さらにビ
ット線BO,Blもそれぞれ分離する。ここで外部から
のアドレス情報により選択されたワード線とダミーワー
ド線(例えばWOとDWO)を高レベルにしてメモリセ
ルMCOから2値情報、すなわちセル容量C8に蓄えら
れている電荷をビット線BOに読み出すと共に、ダミー
セルDCOからもビット線Blに一定のり7アレンスレ
ベルを発生させる。そして、ここで読み出されたビット
線BO,B1間の微小差信号を信号線SEを高レベルに
してセンスアンプ8Aを活性化し、増幅するのである。
このとき、ビット線のレベルは通常、使用電源レベルV
D又は接地レベルGND近くに駆動される。この後、ワ
ード線WO及びダミーワード線DWoを低レベルにして
メモリセルMCOのセル容量C8に前記ビット線のレベ
ルを記憶する。そしてセンスアンプSAを非活性にした
後で、信号線P1及びpo、P2を高レベルにしてビッ
ト線対のバランスとプリチャージ(レベルvp)及びダ
ミーセルDCO,DCIのプリセット(レベルVR)を
行っている。
なお、第4図のビット線BO,Blの波形において実線
及び破線はメモリセルMCoから1及び0情報を読み出
したときの動作波形を示している。
以上が従来メモリの動作例である。前記したビット線り
l上に発生するリファレンスレベルは、メモリセルMC
Oから0又は1情報が読み出される際に生じるビット線
BO上の2つのレベルの中間になるように、ダミーセル
のダミー容量CRとプリチャージレベルVRを変えてつ
くられる。通常は、VR−GNDでCR−C8/2とす
るか、VR−VD/2でCR=C8としてい、6゜ココ
テVDは゛セル容量C8に蓄えられる最高電圧で通常は
使用電源電圧にほぼ等しい。
このような方式では、CB、−C8/2とすればセンス
アンプ活性時にビット線対につく容量がアンバランス(
CB+C8>CB十〇R)となシ、センスアンプの動作
マージンが狭くなるという欠点があった。また、CR−
、C8とすればビット線につく容量のアンバランスはな
くなるが、VRとして正確なVD/2レベルをチップ内
部の定電圧回路で得る事が非常に難しいという問題点が
あった。
(発明の目的) 本発明の目的は、上記の問題点を解決する事により、メ
モリセル内に書き込まれた0、  1情報の記憶レベル
の中間レベル(’VD/2)をビット線のプリチャージ
レベルとは無関係に再現性よく簡単かつ正確に発生し、
これをダミーセルの記憶レベル(プリチャージレベル)
として書き込むための半導体メモリの駆動方法を提供す
る事にある。
(発明の構成) 本発明の半導体メモリの駆動方法は、少なくとも1組の
ビット線対と、2値情報を第1のレベル及び第2のレベ
ルとして容量素子に記憶する複数のメモリセルと、前記
ビット線対をなす各ビット線にそれぞれ1個づつ設けら
れた当該ビット線上に一定のリファレンスレベルを発生
する前記メモリセルと同一回路構成のダミーセルと、前
記各ビット線と前記メモリセルとの接続状態を制御する
ワード線と、前記各ビット線と前記ダミーセルとの接続
状態を制御するダミーワード線と、アドレス情報に応じ
て選択された前記ワード線及び前記ダミーワード線によ
り前記メモリセル及び前記ダミーセルから前記ビット線
対上に微小差信号を読み出すデータ読出し手段と、前記
ビット線対上の微小差信号を検出して増幅し当該ビット
線対の一方のビット線をより高い第3のレベルに他方の
ビット線をより低い第4のレベルに駆動する検出増幅手
段と、前記ビット線対を相互に接続して前記第3及び第
4のレベルの中間のレベルにバランスするバランス手段
と、前記ビット線対を一定の保持レベルに設定するプリ
チャージ手段とを備えた半導体メモ9に対して、前記ビ
ット線対上に前記読出し手段により前記メモリセルと前
記ダミーセルから読み出された微小差信号を前記検出増
幅手段により増幅した後、前記選択されたダミーワード
線と対をなす他方のダミーワード線により尚該ダミーワ
ード線に属する前記すべてのダミーセルをそれぞれの属
するビット線と接続し、そして前記ワード線による前記
ビット線と当該メモリセルとの接続を断ち、前記バラン
ス手段により前記ビット線対を相互に接続して当該ビッ
ト線上にバランスレベルを得た後、前記ダミーワード線
による前記ビット線対と前記ダミーセルとの接続を断ち
、その後前記プリチャージ手段により前記ビット線対を
一定の保持レベルに設定することから構成される。
(実施例) 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
第1図は本発明の一実施例による半導体メモリの構成を
示す回路図、第2図はその動作波形図で、それぞれ従来
例の第3図及び第4図に対応している。
本実施例による半導体メモリ絋、少なくとも1組のビッ
ト線BO,Bl対と、2値情報を第1のレベル及び第2
のレベルとしてセル容量C8に記憶する2個のメモリセ
ルM CO= M CI ト、前記ビット線対をなす各
ビット線BO,Blにそれぞれ1個づつ設けられた当該
ビット線上に一定のり7アレンスレベルを発生fる前記
メモリセルMCO,MCIと同一回路構成のダミーセル
DCoo。
DCIOと、各ビット線BO,BlメモリセルMCo、
MCIとの接続状態を制御するワード線WQ。
Wlと、各ビット線BO,BlとダミーセルDC00、
DCIOとの接続状態を制御するダミーワード線DWo
、DW1と、アドレス情報に応じて選択された例えば、
ワード線Wo及びダミーワード線DWOによりメモリセ
ルMCo及びダミーセルDCooからビット線BO,B
l対上に微小差信号を読み出すデータ読出し手段として
のトランファゲート用トランジスタQ1.Qzと、ビッ
ト線BO,Bl対上の微小差信号を検出して増幅し当該
ビット線対の一方のビット線をより高い第3のレベルに
他方のビット線をより低い第4のレベルに駆動する検出
増幅手段としてのセンス7718人と、ビット線BO,
Bl対を相互に接続して前記第3及び第4のレベルの中
間のレベルにバランスするバランス手段としてのゲート
にビット線バランス信号線P1が接続されビット線Bo
、B1間に挿入されたゲート用トランジスタQ3と、ビ
ット線BO,Bl対を一定の保持レベルに設定するプリ
チャージ手段としてのゲートがビット線プリチャージ信
号線POにドレインがプリチャージ用の電源VPにソー
スがビット線BO及びB1にそれぞれ接続されたゲート
用トランジスタQ4.QBとを備えている。ここでトラ
ンジスタQ1〜QsはNチャネルMI8FETである。
すなわち1本実施例の半導体メモリが、従来例の第3図
と異なるのはダミーセルDCOO,DCIOの回路構成
をメモリセルMCO,MCIと同一にしたことである。
またダミー容量CRの大きさはセル容量C8と等しく、
それのプリチャージレベルVRIはほぼV D / 2
になっている。このレベルV′fLlの大きさについて
は後の説明で詳しく述べる。
第1図、第2図を用いて本発明の一実施例について説明
する。メモリセルMCOとダミーセルDCooからビッ
ト線BO,Bl上に微小差信号を読み出し、それをセン
スアンプSAで増幅し、ビット線BO,Blのレベルを
VD又はGNDとするまでの動作は従来例の動作とまっ
たく同様である。
センスアンプS人によ)ビット線BO,Blのレベルが
VD又はGND近くまで駆動されると、ダミーワード線
DW1を高レベルにして今まで非選択であったダミーセ
ルDC10をピッ)線BOに接続し、ダミーセルDCI
O内のダミー容量をビット線BOと同レベルにプリチャ
ージする。このとき、ビット線BO,Bl上の信号はセ
ンスアンプ8Aで充分大きく増幅されているので、突然
ダミーセルDCIOがビット線BOに接続されても若干
のノイズがそのビット線BO上に発生するけれどもセン
スアンプ8Aの誤動作を招く事はない。その後、アドレ
ス情報により選択されていたワード線WOを低レベルに
してメモリセルMC。
をビット線BOから切)離す。
次にセンスアンプ8Aを非活性とした後でビット線バラ
ンス信号線P1を高レベルにしてビット線BOとBlの
対をバランスさせる。このバランスレベルVRIは、ビ
ット線BO,Blにつく容量がCB+CRと等しくそれ
らのレベルがVD又はGNDとなっているので、TRI
−VD/2となる。
当然ながらダミーセルDCOO,DCIO内のダミー容
量CRのプリチャージレベル4VRIKバラyスする。
ここでダミーワード線DWQ、DWIを低レベルにして
ダミーセルDCOO,DCIOとビット線Bl、BOと
の接続を断ち、ビット線プリチャージ信号線POを高し
ベルセしてビット線BO,BlをレベルvPKプリチャ
ージし、以後保持状態となる。このとき、すべてのダミ
ーセルの記憶レベルすなわちダミー容量CRのプリチャ
ージレベルがVRI−VD/2となっている事は明白で
ある。
このように、本実施例によると、0,1情報としてメモ
リセルに記憶されるレベルVD及びGNDK駆動された
ビット線対及びダミーセルを相互にバランスし、このと
きビット線上に生きるバランスレベルV D / 2を
ダミー七ルの記憶(プリチャージ)レベルとして用いる
事で、簡単かつ正確に最適のダミーセル記憶レベルを得
る事ができる。
またセル容量C8とダき一容量CRを等しい大きさにす
る事でセンスアンプ動作時のビット線80181間での
容量アンバランスがなくなシ、センスアンプの動作マー
ジンを大きくできる。
以上の説明ではダミーワード線DWIの低レベルから高
レベルへの変化をビット線BO,BlのレベルがVD又
はGND近くになってから行うような場合を取シ上げた
が、このレベル変化はビット線間の差信号がこのときに
ビット線上に生じるダミーセルからのノイズよりセンス
アンプの誤動作を招かない程度に大きく増幅された後で
あれば、センスアンプが非活性になる直前まで許される
また、セル容量C8とダミー容量CRの大きさを同じと
して説明したが、これらが異なっていても本発明の基本
的な動作にはなんら問題はない。
さらに、ダミーセルとビット線との接続状態を制御する
ダミーワード線をダミーセルからビット線へのリファレ
ンスレベル読出し制御及びビット線からダイ−セルへの
プリチャージレベル書込み制御兼用線と考えれば、本発
明はここで説明した1トランジスタ型ダイナミツクメモ
リセルを用いた半導体メモリに限らず、これと同様の原
理に基いて動作する他のどのようなダイナミックメモリ
セルを用いた半導体メモリにも同様に適用し得るもので
ある。
さらに、以上の説明は便宜上すべてNチャネルMI8F
ETを使用した例により行りたが、本発明はPチャネル
MISFETでもまた他のどのような形式のトランジス
タでも本質的に同様に適用し得るものである。
なお、信号線PO,PIKよシ動作するビット線プリチ
ャージ回路及びバランス回路はどのような形式及び方式
のものでもよく、こむに述べた1つのトランジスタによ
る回路に制限されるものでないことは明らかである。
(発明の効果) 以上詳述したように本発明の半導体メそりの駆動方法に
よると、上記構成により、0.1情報としてメモリセル
に記憶されるレベルVD及びGNDに駆動されたビット
線対及びダミーセルを相互にバランスし、このときビッ
ト線上に生じるバランスレベルV D / 2をダは−
セルのプリチャージレベルとして用いる事ができる為に
再現性よく簡単かつ正確に最適のプリチャージレベルで
あるVD/2をダミーセルに書込み、記憶する事が可能
になるという効果を得る。また、ビット線のプリチャー
ジレベルをダミーセルのプリチャージレベル(VD/2
)とは無関係に任意のレベルに設定できるのでどのよう
な形式のセンスアンプでも使用する事ができ、それぞれ
の動作モードに合わせて最適のビット線プリチャージレ
ベルとする事が可能になるという効果を得る。
さらに、セル容量C8とタミー容量CRIとを同じ大き
さにする事ができる為にセンスアンプ動作時にそれぞれ
対をなすビット線間で容量のアンバランスがまったくな
くなり、センスアンプの動作マージンが大きくなるとい
う効果を得る。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図は本発明の一実施例による半導体メモリ
の構成を示す回路図とその動作波形図、第3図、第4図
は従来の半導体メモリの駆動方法の一例による半導体メ
モリの構成を示す回路図とその動作波形図である。 BO,Bl・・・・・・ビット線、CB・・・・・・ビ
ット線容量、CR・・・・・・ダζ−容量、C8・・・
・・・セル容量、DCO,DCI、DCOO,DCIO
・・・・・・ダミーセル、DWO,DWI・・・・・・
ダミーワード線、MCO,MCI・・・・・・メモリセ
ル、PQ・・・・・・ビット線プリチャージ信号線、P
I・・・・・・ビット線バランス信号線、Q1〜Q6.
・・1.・NfヤネルMISFET 、8A・・・・・
・センスアンプ、8B・・・・・・センスアンプ活性化
信号線、VP、 VR・・・・・・電源、WO,Wl・
・・・・・ワード線。 第1閃

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  少なくとも1組のビット線対と、2値情報を第1のレ
    ベル及び第2のレベルとして容量素子に記憶する複数の
    メモリセルと、前記ビット線対をなす各ビット線にそれ
    ぞれ1個づつ設けられた当該ビット線上に一定のリファ
    レンスレベルを発生する前記メモリセルと同一回路構成
    のダミーセルと、前記各ビット線と前記メモリセルとの
    接続状態を制御するワード線と、前記各ビット線と前記
    ダミーセルとの接続状態を制御するダミーワード線と、
    アドレス情報に応じて選択された前記ワード線及び前記
    ダミーワード線により前記メモリセル及び前記ダミーセ
    ルから前記ビット線対上に微小差信号を読み出すデータ
    読出し手段と、前記ビット線対上の微小差信号を検出し
    て増幅し当該ビット線対の一方のビット線をより高い第
    3のレベルに他方のビット線をより低い第4のレベルに
    駆動する検出増幅手段と、前記ビット線対を相互に接続
    して前記第3及び第4のレベルの中間のレベルにバラン
    スするバランス手段と、前記ビット線対を一定の保持レ
    ベルに設定するプリチャージ手段とを備えた半導体メモ
    リに対して、前記ビット線対上に前記読出し手段により
    前記メモリセルと前記ダミーセルから読み出された微小
    差信号を前記検出増幅手段により増幅した後、前記選択
    されたダミーワード線と対をなす他方のダミーワード線
    により当該ダミーワード線に属する前記すべてのダミー
    セルをそれぞれの属するビット線と接続し、そして前記
    ワード線による前記ビット線と当該メモリセルとの接続
    を断ち、前記バランス手段により前記ビット線対を相互
    に接続して当該ビット線上にバランスレベルを得た後、
    前記ダミーワード線による前記ビット線対と前記ダミー
    セルとの接続を断ち、その後前記プリチャージ手段によ
    り前記ビット線対を一定の保持レベルに設定することを
    特徴とする半導体メモリの駆動方法。
JP59267834A 1984-12-19 1984-12-19 半導体メモリの駆動方法 Pending JPS61145795A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100761407B1 (ko) 2004-10-30 2007-09-27 주식회사 하이닉스반도체 저 전압용 반도체 메모리 장치

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100761407B1 (ko) 2004-10-30 2007-09-27 주식회사 하이닉스반도체 저 전압용 반도체 메모리 장치

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