JPS61217992A - ダイナミツク型ram - Google Patents

ダイナミツク型ram

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JPS61217992A
JPS61217992A JP60058405A JP5840585A JPS61217992A JP S61217992 A JPS61217992 A JP S61217992A JP 60058405 A JP60058405 A JP 60058405A JP 5840585 A JP5840585 A JP 5840585A JP S61217992 A JPS61217992 A JP S61217992A
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JP
Japan
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level
memory array
data line
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mary
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JP60058405A
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Yoshihisa Koyama
小山 芳久
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Hitachi ULSI Engineering Corp
Hitachi Ltd
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Hitachi ULSI Engineering Corp
Hitachi Ltd
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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】 〔技術分野〕 この発明は、ダイナミック型RAMに関するもので、例
えば、大記憶容量のダイナミック型RAMに有効な技術
に関するものである。
〔背景技術〕
ダイナミック型RAMにおける1ビツトのメモリセルM
Cは、情報記憶キャパシタCsとアドレス選択用MOS
FETQmとからなり、論理“1“、′Osの情報はキ
ャパシタC3に電荷が有るか無いかの形で記憶される。
そして、情報の読み出しは、MOSFETQmをオン状
態にしてキャパシタCsを共通のデータ線りにつなぎ、
データ線りの電位がキャパシタCsに蓄積された電荷量
に応じてどのような変化が起きるかをセンスすることに
よって行われる。
高集積大容量のメモリアレイの場合、メモリセルMCが
小さく形成され、かつ共通のデータ線りに多(のメモリ
セルがつながれる。これに応じて上記キャパシタCaと
、共通のデータ線りの浮遊容置COとの比、すなわち、
Cs / Coは非常に小さな値になる。約1Mビット
のような記憶容量を持つダイナミック型RAMの開発に
あたっては、メモリセルを構成する素子が微細化される
ものであるため、上記Cs / Coの比が益々小さく
なり、大記憶容量化を行う上でのネックになっている。
そこで、本願発明者等は、データ線の浮遊容量について
検針した結果、回路的手段によって上記共通データ線り
の浮遊容量Coの容量値を小さくできることを見い出し
た。すなわち、データ線を分割して、その分割点に伝送
ゲートMOSFETを介して共通のセンスアンプを配置
する。これによって、データ線長及びそれに接続される
メモリセルの数を半減できるから、上記浮遊容量COを
約半減させることができる。
しかしながら、データ線を約1/2の電源電圧にプリチ
ャージして、それを読み出し基準電圧として利用するハ
ーフプリチャージ方式を採用した場合には、次のような
問題が生じることが明らかとなった。すなわち、ロウ(
X)アドレスを固定して1つのワード線を選択状態にし
ておいて、カラム(Y)アドレスを切り替えて、カラム
(Y)方向に連続的な読み出し/又は書き込みを行うベ
ージモード又はスタティックカラムモードの時に、非選
択ワード線側のデータ線は、この間フローティング状態
で上記ハーフプリチャージレベルを保持することになる
。この場合、カップリングノイズやデータ線に結合され
るPN接合におけるリーク電流等によって上記非選択側
のデータ線におけるプリチャージレベルが変動してしま
う虞れがある。このハーフプリチャージレベルは、メモ
リセルの読み出し基準電圧として利用されるから、上記
レベル変動によって動作マージンが悪化する原因になる
なお、ダイナミック型RAMについては、例えば特開昭
51−74535号公報参照。スタティックカラムモー
ド機能を持つダイナミック型RAMについては、例えば
日経マグロウヒル社1983年7月18日(寸のr日経
エレクトロニクスJの頁169〜頁193参照。
〔発明の目的〕
この発明の目的は、動作の安定化を図ったダイナミック
型RAMを提供することにある。
この発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
この明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
ろう。
〔発明の概要〕
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記の通りである。
すなわち、センスアンプを中心として分割された相補デ
ータ線にそれぞれレベル補償回路を設けて、ワード線が
非選択状態にされた相補データ線に伝、送ゲートMOS
FETを介してプリチャージレベルを補償する電流を供
給するものである。
〔実施例〕
第1図には、この発明に係るダイナミック型RAMにお
けるメモリアレイ部の一実施例の要部概略構成図が示さ
れている。
特に制限されないが、同図に破線で示すように単位のメ
モリアレイは、データ線方向で分割された一対のメモリ
アレイMARY−L、MARY−Rにより構成される。
すなわち、上記各メモリアレイMARY−L、MARY
−Rは、同図において、左右に2分割され、その中央に
共通のセンスアンプSAが設けられる。センスアンプS
Aの一対の入出力ノードは、それぞれ伝送ゲートMO3
FE’l”Q5.Q6 (Q7.Q8)と伝送ゲートM
OSFETQ9.Ql O(Ql 1.Ql 2)を介
して左側の相補データ線り、 Dと、右側の相補デ=り
線(図示せず)にそれぞれ結合される。これにより、1
本のデータ線長さ及び結合されるメモリセルの数が半減
させられるので、データ線の浮遊容量Go(図示せず)
を減少することができる。
これによって、データ線に現れるメモリセルからの読み
出し信号レベルを大きくできる。
センスアンプSAは、特に制限されないが、CMOSラ
ッチ回路により構成される。すなわち、センスアンプS
Aは、2つのCMOSインバータ回路の入力と出力とが
交差結合されることにより構成される。上記センスアン
プSAを構成するPチャンネルMOSFETのソースは
、他のセンスアンプSAの同様なPチャンネルMOSF
ETのソースとともに共通化されてPチャンネル型のス
イッチMOSFETQI 5を介して電源電圧VCCが
供給される。上記センスアンプSAを構成するNチャン
ネルMOSFETのソースは、他のセンスアンプSAの
同様なNチャンネルMOSFETのソースとともに共通
化されてNチャンネル型ノスイッチMOSFETQI 
4を介して回路の接地電位が供給される。センスアンプ
SAは、上記ノようなスイッチMOSFETQI 5.
Ql 4を介して電源電圧Vccと回路の接地電位が供
給されることによって動作状態にされる。
1ビツトのメモリセルは、その代表として示されている
ように情報記憶キャパシタC3とアドレス選択用M O
S F E T Q mとからなり、論理“1”、“O
”の情報はキャパシタC3に電荷が有るか無いかの形で
記憶される。情報の読み出しは、MO3FE′l’Qm
をオン状態にしてキャパシタC3を共通のデータ線り又
はDにつなぎ、データ線D(又はD)の電位がキャパシ
タCsに蓄積された電荷量に応じてどのような変化が起
きるかをセンスすることによって行われる。すなわち、
左側のメモリアレイMARY−Lのワード線が選択され
ると、タイミング信号φLのハイレベルによって左側の
伝送ゲートMOSFETQ5〜Q8がオン状態にされて
いるので、センスアンプSAは左側のメモリアレイMA
RY−Lのデータ線に結合され、上記選択されたメモリ
セルのキャパシタC3に蓄積された電荷量に従った電位
変化を増幅するものである。
このようなメモリセルからの微少な信号を検出するため
、相補データ線り、Dは、約1/2の電源電圧Vcc/
2にプリチャージされる。すなわち、センスアンプSA
の一対の入出力ノード間には、それを短絡するプリチャ
ージMOSFETQI 6゜Ql7が設けられる。また
、チップ非選択期間における上記プリチャージレベルの
レベル補償を行うため、センスアンプSAの一対の動作
電圧供給線には、MOSFETQ1 Bを介して分圧抵
抗R3、R4により形成されたVcc/2の電圧が供給
される。なお、MOSFETQI 8がタイミング信号
φpaによってオン状態にされるとき、センスアンプS
Aの動作電圧供給端子は短#l!rMOSFETQ13
によって短絡される。この実施例に従うと、メモリセル
のアクセスにおいて、ワード線が非選択とされたメモリ
アレイMARY−L、MARY−Rのデータ線がフロー
ティング状態にれされることにより、そのプリチャージ
レベルがカンプリング又はリーク電流によるレベル変動
してしまうのを防止するため、次のレベル補償回路が設
けられる。
すなわち、代表として示されている左側のメモリアレイ
MARY−Lの相補データ線り、Dには、タイミング信
号φL°により制御される伝送ゲートMOSFETQI
 〜Q4を介して、分圧抵抗R1、R2によって形成さ
れたVcc/2の分圧電圧を供給するものである。右側
のメモリアレイMARY−Hにも、上記類似のレベル補
償回路が設けられる(図示せず)。
なお、上記メモリアレイMARY−L、MARY−Rの
メモリセルを選択するアドレスデコーダと、外部端子か
らのアドレス信号を受けて、上記アドレスデコーダに内
部アドレス信号を供給するアドレスバッファ及び外部端
子からの制御信号に従って内部回路の動作に必要な各種
タイミング信号を形成するタイミング制御回路は、公知
の回路と類似の回路により構成される。特に制限されな
いが、アドレス信号は、共通の外部端子からアドレスス
トローブ信号RAS、CASに同期して時系列的に供給
されるいうアドレスマルチ方式により供給される。また
、カラム系の′rドレスバッファとアドレスデコーダは
、スタティック型回路が採用される。
この実施例回路の動作の一例を第2図に示したタイミン
グ図を参照して、次に説明する。
ロウアドレスストローブ信号RASとカラムアドレスス
トローブ信号CASがハイレベルのチップ非選択状態に
おいは、プリチャージ信号φpはハイレベルにされる。
また、タイミング信号φLとφRは共にハイレベルにさ
れることによって、上記センスアンプSAを選択的に分
割されたメモリアレイMARY−LとMARY−Rの相
補データ線に接続する伝送ゲートMOSFETQ5〜Q
8及びQ9〜Q12は共にオン状態状にされている0選
択されたメモリアレイMARY−L又はMARY−Rが
非選択状態にされる時、センスアンプSAの動作タイミ
ング信号φpaはロウレベルに、タイミング信号φpa
はハイレベルにされるのでスイッチMO3FBTQ14
とQ15が共にオフ状態にされる。これにより、センス
アンプSAはその入出力ノードがハイインピーダンス状
態にされる。この後、ハイレベルにされるプリチャージ
信号φpによってプリチャージMOSFETQI 6゜
Q17がオン状態にされる。これにより、読み出し/又
は書き込み動作によって選択制のメモリアレイにおける
相補データ線り、Dのハイレベルとロウレベルが短絡さ
れるので上記プリチャージレベルが形成される。また、
非選択側のメモリアレイの相補データ線は、プリチャー
ジレベルのままとされている。
なお、比較的長時間にわたってチップ非選択状態にされ
ると、上記相補データ線のプリチャージレベルがリーク
電流によって低下してしまう、これを防止するため、分
圧抵抗R3,R4によって形成されたVcc/2の分圧
電圧は、MOSFETQ13、Q18、センスアンプS
Aを構成する増幅MOS F ETとの動作電圧供給線
(共通ソース線)を介して相補データ線り、Dに供給さ
れる。
例えば、読み出し動作において、ロウアドレスストロー
ブ信号RASの立ち下がりに同期して、外部端子から供
給されたアドレス信号X1をロウアドレスバッファが取
り込み、アドレスデコーダに伝える。このアドレス信号
X1により指示されたアドレスに従い、例えば、右側の
メモリアレイMARY−Rのメモリセルが選択されると
、タイミング信号φLがロウレベルにされる。これによ
りセンスアンプSAと左側のメモリアレイMARY−L
の相補データ線とを接続する伝送ゲートMOSFETQ
5〜Q8がオフ状態にされる。なお、タイミング信号φ
Rは、同図に点線で示すようにハイレベルのままにされ
る。
上記アドレス信号X1により指示された右側の1本のワ
ード線Wはハイレベルにされる。これにより、相補デー
タ線り、  Dのうち、一方のメモリセルのアドレス選
択用のMOSFETQmがオン状態にされて、記憶用キ
ャパシタCsの電荷がそのデータ線に読み出される。こ
の後、タイミング信号φpaがハイレベルに、タイミン
グ信号φpaがロウレベルにされることによって、パワ
ースイッチMOSFETQI 3とQ14がオン状態に
されるので、センスアンプSAは右側の相補データ線の
レベル差を増幅する。
次に、カラムアドレスス°トロープ信号CASがロウレ
ベルにされると、カラム系のアドレスバッフ1とアドレ
スデコーダが動作状態にされ、外部端子から供給された
アドレス信号Y1を取り込み、上記センスアンプSAの
うちの1つの増幅出力を共通入出力線(I 10)とメ
インアンプ及び出カバソファ(図示せず)を通して外部
端子Doutから読み出しデータD1として送出させる
。この実施例では、カラム系回路をスタティック型回路
により構成するものであるので、アドレス信号をY2〜
Y4のように変化させると、上記各回路がこれに応答し
て、上記センスアンプSAと共通入出力線(I 10)
の接続を切り替えて、次々にその出力信号D2〜D4を
送出させる。このようなスタティックカラムモードによ
り、例えば、約1Mビットの記憶容量を持つダイナミッ
ク型RAMでは、最大1024ビツトものデータを連続
して読み出すことができる。
このようなスタティックカラムモードにおいて、左側の
メモリアレイMARY−Lの相補データ線が比較的置時
間にわたってフローティング状態のままにされると、カ
ップリング又はリーク電流によって、上記ハーフプリチ
ャージレベルが変動としてしまう。この実施例回路では
、上記ロウ系のアドレス指示により、タイミング信号φ
Lがロウレベルにされると、タイミング信号φL′がハ
イレベルにされる。これにより、伝送ゲートMOSFE
TQI〜Q4はオン状態にされ、分圧抵抗R1,R2に
より形成したVcc/2の電圧を各データ線に供給する
。なお、選択された方のメモリアレイMARY−Rにお
ける類似のタイミング信号φR゛は点線で示すようにロ
ウレベルのままにされ、上記メモリセルの読み出し動作
には何等影響を及ぼさない。
〔効 果〕
(1)データ方向に分割されたメモリアレイのうち、一
方のメモリアレイに対してスタティックカラムモードや
ページモードのように連続的なアクセスを行うても、他
方の非選択側のメモリアレイの相補データ線に対して、
レベル補償回路によってハーフプリチャージレベルを供
給し続けることにより、メモリセルの読み出し基準電圧
としてのハーフプリチャージレベルを一定にできるから
、動作の安定化を実現できるという効果が得られる。
(2)上記(1)により、動作中に電源電圧に変動した
場合でも、これに応じた基準電圧としてのプリチャージ
レベルを得ることができるから、電源電圧変動に対して
も安定した動作を行うことができるという効果が得られ
る。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を通説しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない0例えば、カラム系回路
は、ダイナミック型回路により構成するものであっても
よい。この場合、カラムアドレスストローブ信号CAS
を一旦ハイレベルにしてからロウレベルにして次々にカ
ラムアドレス信号を取り込みことによって、上記類似の
連続アクセス(ページモード)を行うことができる。ま
た、ロウアドレス信号とカラムアドレス信号とは、それ
ぞれ独立した外部端子から供給するものであってもよい
。この場合、上記アドレスストローブ信号に代え、チッ
プ選択信号によりその選択/非選択が制御される。また
、アドレス信号の変化を検出して、それに基づいて内部
回路に必要な一連のタイミング信号を形成する内部同期
式を採るものであってもよい。
〔利用分野〕
この発明は、単位のメモリアレイの分割して共通のセン
スアンプを両メモリアレイの相補データ線に選択的に接
続するとともに、ハーフプリチャージによりメモリセル
の読み出し基準電圧を形成するダイナミック型RAMに
広く利用できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明に係るダイナミック型RAMにおけ
るメモリアレイの一実施例を示す概略構成図、 第2図は、その動作の一例を説明するためのタイミング
図である。 MARY−L、MARY−R・・メモリアレイ、SA・
・センスアンプ 第1図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、分割された一対の相補データ線とワード線との交差
    点に設けられ、アドレス選択用MOSFETと情報記憶
    用キャパシタとからなる複数のメモリセルと、上記分割
    された相補データ線に対してそれぞれ伝送ゲートMOS
    FETを介して結合される共通のセンスアンプと、上記
    伝送ゲートMOSFETを介して、相補データ線を約1
    /2の電源電圧にプリチャージするプリチャージ回路と
    、上記分割された相補データ線にそれぞれ設けられ、ワ
    ード線が非選択とされた相補データ線側に伝送ゲートM
    OSFETを介してそのリーク電流の補償を行うレベル
    補償回路とを含むことを特徴とするダイナミック型RA
    M。 2、上記データ線選択回路は、スタティック型回路によ
    り構成されるものであることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載のダイナミック型RAM。
JP60058405A 1985-03-25 1985-03-25 ダイナミツク型ram Expired - Lifetime JPH07109707B2 (ja)

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JPH07109707B2 JPH07109707B2 (ja) 1995-11-22

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5222041A (en) * 1990-08-03 1993-06-22 Fujitsu Vlsi Limited Data amplifying system in semiconductor memory device
US5689470A (en) * 1995-11-29 1997-11-18 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor memory device and method for accessing a memory in the same
US5768199A (en) * 1995-09-08 1998-06-16 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor memory device with dual precharge operations
JP2008052810A (ja) * 2006-08-24 2008-03-06 Nec Electronics Corp イコライズ回路及びその制御方法

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