JPS6120292A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPS6120292A
JPS6120292A JP59139667A JP13966784A JPS6120292A JP S6120292 A JPS6120292 A JP S6120292A JP 59139667 A JP59139667 A JP 59139667A JP 13966784 A JP13966784 A JP 13966784A JP S6120292 A JPS6120292 A JP S6120292A
Authority
JP
Japan
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word line
signal
decoder
selection
address
Prior art date
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Pending
Application number
JP59139667A
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English (en)
Inventor
Takayasu Sakurai
貴康 桜井
Tetsuya Iizuka
飯塚 哲哉
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPS6120292A publication Critical patent/JPS6120292A/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】 [発明の技術分野] この発゛明は動作の高速化を図った半導体記憶装置に係
り、特に大容量、高速、低消費電力のスタティック型メ
モリに関する。
[発明の技術的背景とその問題点] 従来、低消費電力の半導体メモリを訃現する手段として
は、ワード線をパルス的に駆動し、実質的にデータを読
み出していない時には、たとえそのチップが選択されて
いてもワード線を閉じてしまうという、いわゆるオート
パワーダウン方式が提案されている。
このオートパワーダウン方式のメモリは例えば第3図の
ように構成されている。また第4図はそのタイミングチ
ャートである。このメモリでは、アドレスのレベル変化
がアドレストランジションディテクタにより感知されて
、まず一定パルス幅のパルス信号φWAが発生される。
このパルス信号φWAはロウデコーダの一部であるアン
ドゲート11に供給されている。さらにこのアントゲ−
1〜11には図示しないアドレスバッファからアドレス
信号が供給されているので、アドレスのデコードがアド
レスバッファで完了すると、このアンドゲート11の出
力端が接続されているワード線w+Lが上記パルス信号
φWAのIT HI+レベル期間のみ”HIIレベルに
される。これによりメモリセルMCが活性化され、デー
タ読み出しの場合、ここに蓄積されていた情報が一対の
ビット線BL、BLに読み出され、この情報はその後、
カラムデコーダ12およびデータ書込み/続出し回路1
3を介して最終的に出力□ outとして読み出される
。他方、データ書き込みの場合には、メモリセルM C
の活性後に入力データQinが上記データ書込み、′続
出し回路13およびカラムデコーダ12を介して上記活
性化されたメモリセルMCに記憶される。
上記メモリセルMCは例えば図示するように、Pチャネ
ルMO3t−ランジスタ21およびNチャネルMOSト
ランジスタ22からなるCMOSインバータ23、Pチ
ャネルMO8t−ランジスタ24およびNチャネルMC
8t−ランジスタ25からなるCMOSインバータ26
の入出力端間を交互に接続して構成されるフリップフロ
ップ27と、2個のトランスフ1ゲート用のNチャネル
MOSトランジスタ28゜29とから構成されており、
上記一方のビット線BLと電源電圧VDD印加点との間
には、常時オン状態にされている負荷用のNチャルネル
MOSトランジスタ30が挿入されており、同様に上記
他方のピッ1−線Bしと電源電圧VDD印加点との間に
は、常時オン状態にされている負荷用のNチャルネルM
O3l−ランジスタ31が挿入されている。
ところで、上記メモリセルMCの活性時に、このメモリ
セルではデータ記憶状態に応じて、例えばMC8l−ラ
ンジスタ30.28.22を直列に介して電源VDD、
V2O間に電流が流れる。すなわちこのとき、このメモ
リセル1よ大きな電力を消費する。オートパワーダウン
方式はこのときの電力消費量を最少にするため、前記パ
ルス信号φWAが118 )ルベルとなついる期間だけ
ワード線WLを駆動するものであり、このH”レベル期
間が過ぎればメモリセルMC内のトランジスタ28.2
’llがオフ状態にされるので、これ以降メモリセルは
電力を消費しない。
このように活性化パルス信号φWAを使用してワード線
WLをパルス的に駆動することにより、オートパワーダ
ウンm能を実現している。
他方、やはり低消費電力化と高速性を追及する方式とし
てワード線の2重化方式がある。この方式は例えば特願
昭57−138573号の出願に係る願書に最初に添付
された明細IJ5よび図面に示されるように、多数の短
いセクションワード線を長い1本のメインワード線によ
り選択的に駆動するものである。この方式では、1本の
セクションワード線のみを活性化し、それに属する比較
的少数のメモリセルのみが活性化されるので、消費電力
が小さくなるという特長を持っている。
そこで従来では、前記オートパワーダウン方式の持つ利
点と上記ワード線の2重化方式の持つ利点を共に得るた
めに上記両方式を組合わせたメモリが考えられている。
第5図はそのメモリの構成を示し、第6図はそのタイミ
ングチャートである。40はそれぞれたとえば32力ラ
ム分のメモリセルが設けられたメモリセクションである
。上記各メモリセクション40内にはOつ方向に複数の
セクションワード線SWLが配列され、さらにこれと交
差する方向に複数のビット線BL、BLが32対配列さ
れている。そしてセクションワード線SWLとビット線
との各交差位置には、例えば前記第3図と同様に構成さ
れているメモリセルMCが設けられている。41はロウ
デコーダであり、このロウデコーダ41内にはチップイ
ネーブル信号GE、前記パルス信号φWAおよびX方向
アドレス信号XoないしXe 、X。
ないし×8のうちいずれか5種類の信号の組合わせが入
力されるデコード用ナントゲート42が複数個設けられ
ている。各ナンドゲ−1−42の出力端は複数のメイン
ワード線MWLのうちそれぞれ対応するものに接続され
ている。43は前記セクションワード線SWLを選択す
るためのノアゲートであり、その一方入力端には対応す
るメインワード線MWLが接続され、他方入力端には複
数の選択信号線SSのうち対応するものが接続されてい
る。
また、前記メモリセクション40内のピッ1−線BLB
Lは、チップイネーブル信号CE、Y方向アドレス信号
Yのうち例えばOビット目と1ピツ1へ目の反転信号そ
れぞれの論理積信号に応じて、上記32カラムのうちい
ずれか1つがカラムデコーダ44で選択される。そして
この選択された一対のビット線BL、BLに属したメモ
リセルにデータの書き込みもしくは読み出しが行われる
。45はY方向アドレス信号Yのうち例えば2ピツ1〜
目ないし5ビツト目の信号が入力されるセレクションデ
コーダである。このセレクションデコーダ45は上記入
力アドレス信号に応じて、上記カラムデコーダ44を選
択的に動作させるとともに、前記複数の選択信号線SS
のうち対応するものを駆動する。
このメモリでは、第6図に示すようにアドレスが変化す
るとパルス信号φWAが発生され、この後、1本のメイ
ンワード線MWLがパルス的に駆動される( ” L 
”レベル)。一方、上記アドレスの変化により、セレク
ションデコーダ45により1本の選択信号線SSのみが
駆動される(“′L′°レベル)。これにより、上記選
択された1本の選択信号線SSに対応したノアゲート4
3が開かれ、このノアゲート43を介してメインワード
線MWLの信号が1本のセクションワード線SWLに伝
えられる。他方、カラムデコーダ44によって1つのメ
モリセクション40が選択され、この選択されたメモリ
セクション40内のビット線と上記ノアゲート43によ
り駆動されるセクションワード線SWLとの交差位置に
あるメモリセルが選択される。データ読み出しの場合に
、選択されたメモリセルでは予め記憶されていたデータ
が一対のビット線に読み出され、これによりビット線B
L、BLいずれか一方の電位がL”レベルに向かって低
下し、ビット線間電位差が生じる。この電位差が図示し
ないセンスアンプで検出されてデータDOutとして出
力される。
すなわち、このメモリでは最終的にセクションワード線
SWLをパルス的に駆動°するものであるが、このため
にメインワード線MWLをパルス的に駆動している。
ところで、上記メインワード線MWLはロウデコーダ4
1で駆動されているが、一般的に多ビット構成のメモリ
、特にRAMではカラムデコーダ44よりロウデコーダ
41の方が速度が遅くなる。これはロウ方向アドレスの
ビット数がカラム方向のそれよりも多いからで坐り、ロ
ウデコーダ41を図示するようにナントゲート42で構
成する場合に、トランジスタなどのスイッチング素子が
、カラムデコーダ44よりロウデコーダ41の方がより
多く多段接続されることになり、これによって信号が遅
れてしようからである。このため、活性化信号φWAで
メインワード線MWLをパルス的に駆動する場合には、
ロウデコーダ41おける信号遅れ時間がさらに大きくな
り、メモリの動作速度自体が遅くなるという欠点がある
[発明の目的] この発明は上記のような事情を考慮してなされたもので
あり、その目的は低消費電力化を図ることができるとと
もに高速な半導体記憶装置を提供することにある。
[発明の概要] 上記目的を達成するため、この発明にあっては複数に分
割されたセクションワード線と、上記各セクションワー
ド線と交差するように配設される複数のビット線と、上
記セクションワード線とビット線との各交差位置に対応
して設けられ複数セクションに分割設定されたメモリセ
ル群と、その出力端が対応する上記セクションワード線
に接続され、各セクションワード線に接続された複数セ
クションのメモリセル群を選択する複数の第1選択回路
と、上記複数の第1選択回路の各一方入力端が並列に接
続されるメインワード線と、アドレス信号に応じて上記
メインワード線を選択する口ウデコーダと、上記複数の
各第1選択回路の他方入力端が接続される複数の選択信
号線と、その出力端が対応する上記選択信号線に接続さ
れ、1つのセクションワード線を選択する複数の第2選
択回路と、アドレス信号に応じて選択信号を1.2第2
選択回路の各一方入力端に供給するセレクションデコー
ダと、外部入力信号のレベル変化を検出し、これが検出
されてから一定期間だけアクティブになるようなパルス
信号を発生するパルス信号発生回路と、上記パルス信号
を上記複数の第2選択回路の他方入力端に並列に供給す
る手段とを具備し、2重ワード線方式とオートパワータ
ウン方式とを組合わせる際にメインワード線で1よなく
選択信号線をパルス的に駆動することにより、動作速度
の遅いロウデコーダの速度を遅くすることなしにセクシ
ョンワード線をパルス的に駆動し、これにより低消費電
力化および高速性を達成している。
[発明の実施例] 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。
第1図はこの発明の一実施例の構成を示す。この実施例
のものが前記第5図のものと異なっているところは、前
記Oウデコーダ41内の各ナンドグーh42に前記活性
化信号(パルス信号)φWAを入力する代わりに、前記
各選択信号線SSとセクションデコーダ45の出力端と
の間に各ノアゲート4Gを設け、このノアゲート46の
各一方入力端には上記セクションデコーダ45の対応す
る出力端の信号を供給し、各他方入力端には並列に上記
活性化信号φWA、の反転信号φWAを入力するように
したものである。なお、第1図中、50はアドレス信号
のレベル変化を検出して上記活性化信号φWAを発生す
る周知のアドレストランジションディテクタである。
第2図は上nd実施例装置の動作を示すタイミングチャ
ートである。このメモリでは、第2図に示すようにアド
レスが変化するとアドレストランジションディテクタ5
0からパルス信号φWAが発生される。一方、上記アド
レスの変化後、そのアドレスに応じて1本のメインワー
ド線MWLがロウデコーダ41により選択的に駆動され
る。。同様に、上記アドレスの変化後、セレクションデ
コーダ45はそのアドレスに対応して1つの出力端のみ
ヲ選択駆動する。これにより1つのノアゲート46のみ
が動作され、その出力端が接続されている1本の選択信
号線SSがパルス的に駆動される。さらにこれにより、
上記選択された1本の選択信号isSに対応したノアゲ
ート43が開かれ、このノアグー1〜43を介してメイ
ンワード線MWI−の信号が1本のセクションワード線
SWLに伝えられる。他方、カラムデコーダ44によっ
て1つのメモリしクション40が選択され、この選択さ
れたメモリセクション40内のピッ1へ線と上記ノアゲ
ート43により駆動されるセクションワード線S W 
Lとの交差位置にあるメモリセルが選択される。そして
)゛−タ読み出しの場合に、選択されたメモリセルては
予め記憶されていたデータが一対のピッ1〜線BL。
しいずれか一方の電位がL“ルベルに向かっで低下し、
ビット線間電位差が生じる。この電位差が図示しないセ
ンスアンプで検出されてデータDoutとして出力され
る。
この実施例装置では、最終的にセクションワード線SW
Lをパルス的に駆動するものであるが、このために従来
のようにメインワード線MWLをパルス的に駆動する代
わりに、選択信号線SSをパルス的に駆動づるようにし
ている。
このため従来問題であった動作速度の遅いロウデコーダ
の速度をより遅くするという問題がなくなる。反面、カ
ラム系の信号すなわち選択信号線SSの信号は従来より
も多少遅くなるが、一般にこの信号はロウデコーダの信
号よりも十分早く発生されるので、R柊的に信号線SS
の駆動がメインワード線よりも遅くなることはない。こ
れにより、従来、比較的差があったロウ系の信号とカラ
ム系の信号の速度のバランスが良くなり、従来よりも高
速度で動作することになる。しかも、セクションワード
l5WLは第5図の従来装置と同様にパルス的に駆動さ
れるので、消費電力の削減を図ることができる。このた
め、上記実施例装置では、低消費電力でありかつ高速動
作が可能である。
またこの実施例装置では、活性化信号φWAがカラムデ
コーダ44の付近を通って各ノアゲート46に供給され
ている。このカラムデコーダ44付近にはセンスアンプ
が設けられることもあり、センスアンプが設けられる場
合にこの゛センスアンプの低消費電力化を達成するため
に上記活性化信号φWAを各センスアンプに供給するの
で、配置的にも無駄が生じない。
[発明の効果] 以上説明したようにこの発明によれば、低消費電力化を
図ることができるとともに高速な半導体記憶装置を提供
することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に係る半導体記憶装置の一実施例の構
成を示す図、第2図はそのタイミングチャート、第3図
は従来のオートパワーダウン方式のメモリの構成を示す
図、第4図はそのタイミングチャート、第5図はオート
パワーダウン方式と2重化方式を組合わせた従来のメモ
リの構成を示す図、第6図はそのタイミングチャートで
ある。 40・・・メモリセクション、41・・・ロウデコーダ
(第1デコーダ)、43・・・ノアゲート(第1選択回
路)、44・・・カラムデコーダ、45・・・セクショ
ンデコーダ(第2デコーダ)、46・・・ノアゲート(
第2選択回路)、50・・・アドレストランジョンディ
テクタ(パルス信号発生手段)、MWL・・・メインワ
ード線(第2ワード線)、SWL・・・セクションワー
ド線(第1ワード線)、SS・・・選択信号線。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第2図 BL、BL 第3r¥1 Dout   Din

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  複数に分割された第1ワード線と、上記各第1ワード
    線と交差するように配設される複数のビット線と、上記
    第1ワード線とビット線との各交差位置に対応して設け
    られ複数セクションに分割設定されたメモリセル群と、
    その出力端が対応する上記第1ワード線に接続され、各
    第1ワード線に接続された複数セクションのメモリセル
    群を選択する複数の第1選択回路と、上記複数の第1選
    択回路の各一方入力端が並列に接続される第2ワード線
    と、アドレス信号に応じて上記第2ワード線を選択する
    第1デコーダと、上記複数の各第1選択回路の他方入力
    端が接続される複数の選択信号線と、その出力端が対応
    する上記選択信号線に接続され、1つの第1ワード線を
    選択する複数の第2選択回路と、アドレス信号に応じて
    選択信号を上記第2選択回路の各一方入力端に供給する
    第2デコーダと、外部入力信号のレベル変化を検出し、
    これが検出されてから一定期間だけアクティブになるよ
    うなパルス信号を発生するパルス信号発生手段と、上記
    パルス信号を上記複数の第2選択回路の他方入力端に並
    列に供給する手段とを具備したことを特徴とする半導体
    記憶装置。
JP59139667A 1984-07-05 1984-07-05 半導体記憶装置 Pending JPS6120292A (ja)

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