JPS62154293A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPS62154293A
JPS62154293A JP60296292A JP29629285A JPS62154293A JP S62154293 A JPS62154293 A JP S62154293A JP 60296292 A JP60296292 A JP 60296292A JP 29629285 A JP29629285 A JP 29629285A JP S62154293 A JPS62154293 A JP S62154293A
Authority
JP
Japan
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signal
refresh
ram
data
cell
Prior art date
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Pending
Application number
JP60296292A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsumi Watanabe
克己 渡辺
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.)
Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Casio Computer Co Ltd filed Critical Casio Computer Co Ltd
Priority to JP60296292A priority Critical patent/JPS62154293A/ja
Publication of JPS62154293A publication Critical patent/JPS62154293A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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〕 本発明は、半導体記憶装置、特に書込まれた情報を所定
のリフレッシュ信号により保持するダイナミックRAM
に関する。
〔従 来 技 術〕
ダイナミックRAM (ランダムアクセスメモリ)は、
情報を書込むとともに、この情報を所定のリフレッシュ
信号により保持し、必要に応じて読出すことが可能な記
憶装置である。
従来、このダイナミックRAM内に書込まれた情報の保
持には、所定時間間隔でリフレッシュ信号を供給し、ダ
イナミックRAM内の各記憶素子に電荷の形で保持され
ている情報を順次再生している。
〔従来技術の問題点〕
上述のような従来のダイナミックRAMの記憶保持では
、情報を保持する記憶素子の残存電荷量に関係なく所定
時間毎にリフレッシュ信号を供給している。このリフレ
ッシュ信号の供給は記憶素子の電荷放電が最も早(なる
環境条件等を考慮して、かなりの時間的余裕をもって行
われている。
従って、本来再生の必要のないうちに(リフレッシュを
必要とするまで電荷量が低下しないうちに)リフレッシ
ュが行われている。このため、無駄なリフレッシュが行
われ、リフレッシュに伴う消費電力の浪費を招いている
〔発明の目的〕
本発明は上記従来の欠点に鑑み、無駄なリフレッシュ信
号を発生することなく、低消費電力で確実にデータを保
持することを可能とするグイナミソクRAMを提供する
ことを目的とする。
〔発明の要点〕
本発明は上記目的を達成するために、記憶素子と同一様
式の模擬記憶素子の出力電圧と基準電圧とを比較手段に
より比較し、この比較手段により模擬記1.じ素子の出
力電圧が前記基準電圧以下であることが検知された際、
リフレンシュ信号発生手段よりリフレッシュ信号を発生
し、効率良(ダイナミックRAM内のデータを保持する
ことを要旨とするものである。
〔発明の実施例〕
以下本発明の実施例について図面を参照しながら詳述す
る。
図面は、本実施例のダイナミックRAM内に配設された
記憶素子の一部を示す構成図である。同図において、ダ
イナミックRAM内の記憶素子(以下RAMセルで示す
)は、行方向、列方向にマトリクソス状に配設されてい
る。そして、このRAMセルにはRAMセル毎に、行方
向のアドレス線Xと、列方向のアドレス線Y及びデータ
線DI、Doが接続されている。このアドレス線X及び
Yは、このアドレス線X及びYが接続されたRAMセル
(例えば同図においてl)にデータ(情報)を書込む際
、または読出す際、アドレス信号であるX−イネーブル
信号とY−イネーブル信号でRAMセル1を選択するた
めのラインである。また、データ線DIは、上述のRA
Mセル1にデータを書込む際、データを供給するライン
である。さらに、データ線Doは、上述のRAMセル1
に書込まれているデータを読出す際、読出されたデータ
が出力されるラインである。
このX及びY−イネーブル信号(アドレス信号)データ
(信号)は、図示しないCPU (中央処理装置)の制
御により、各デコーダを介して各々のラインに入力する
構成である。また、CPUは、ダイナミックRAM内の
RAMセル1〜6等にデータを書込む時には、共通の書
込み信号(以下W信号で示す)を出力し、データを読出
す時には、共通の読出し信号(以下R信号で示す)を出
力する。例えば、本例では、W信号は各列毎にNチャン
ネルMOSトランジスタ(以下N型トランジスタで示す
)7のゲート端子に供給される。また、R信号は各行、
及び各列毎のN型トランジスタ8、及び9のゲート端子
に供給される。
一方、本実施例のダイナミックRAM内にはRAMセル
1〜6等と同一回路構成のダミーセルが各列方向のメモ
リブロック毎に1つ配設されている。例えば、同図にお
いてはRAMセル1.5等の同一列に1つのダミーセル
10が配設されている。このダミーセル10は、メモリ
セルと同一の電荷保持特性を持たせるために後述するセ
ンスアップ14を除いて、全てRAMセル1〜6等と同
一配置構成となっている。
まず、RAMセルを代表してRAMセルlの回路構成を
説明する。RAMセル1は3素子のN型トランジスタ1
1,12.13と1つのコンデンサCIとで構成される
、いわゆる3素子RAMメモリである。従って、N型ト
ランジスタ11のゲート端子は前述のアドレス線Xに接
続され、N型トランジスタ13のゲート端子はR信号が
入力した際(R信号がハイレベルの時)オンするN型ト
ランジスタ8のソース端子に接続されている。またN型
トランジスタ12のゲート端子にはコンデンサC1の一
端が接続され、コンデンサCIに蓄えられている電荷に
よる電位が印加される構成である。更に、N型トランジ
スタ11のドレイン端子には前述のデータ線D1が接続
され、N型トランジスタ13のソース端子には前述のデ
ータ線Doが接続されている。
以上の回路構成は、ダミーセル10においても同様であ
る。しかしながら、ダミーセル10においては、3つの
N型トランジスタ1la−13aとコンデンサC2の配
置は同一であるが、N型トランジスタllaと13aの
ゲーH!9子は同一の信号線Sに接続され、N型トラン
ジスタllaのドレインは電源Vddに接続されている
。また、N型トランジスタllaのリース端子とN型ト
ランジスタ12a (コンデンサC2の一端)との接続
点には、センスアンプ14の入力端子が接続されている
。このセンスアンプ14には他にリフレッシュに必要な
最低電圧(リフレノシェ要求基準電圧)が入力する入力
端子を有しており、センスアンプ14では再入力端子か
ら入力する電圧値を比較し、その比較結果をリフレッシ
ュ要求信号発生回路15へ出力する。このリフレッシュ
要求信号発生回路15にはダミーセルlO以外の各列毎
に設けられたダミーセル内のセンスアンプからの出力信
号も入力している。このリフレッシュ要求信号発生回路
15では、並列に入力するこれらの信号を内部に有する
OR回路に入力し、いずれか1つのダミーセル10等か
らリフレッシュ最低電圧を検出する信号が入力した際、
図示しないcpuにリフレッシュ要求信号を供給する構
成であり、CPUはこのリフレッシュ要求信号を受けて
、RAMのXアドレスを順次インクリメントしながらR
AMの各列に設けられたリフレッシュ回路を作動させる
構成となっている。
図示されているリフレッシュ回路16はRAMセル1.
5を含む列をリフレッシュ(再生)するためのフレンシ
ュ回路であり、前述のデータ線I)!、Do間に配設さ
れている。このリフレッシュ回路16は3個のN型トラ
ンジスタ17.18゜19とコンデンサC1によって構
成されている。
このN型トランジスタ17と18とは電源■ddと接地
間に直列に接続され、この接続点は前述のデータ線DI
に接続されている。また、N型トランジスタ17のゲー
ト端子にはリフレッシュの際供給されるプリチャージ信
号(リフレッシュ信号)Pが入力する。このプリチャー
ジ信号PはN型トランジスタ19へも出力され、このト
ランジスタ19のドレイン端子に接続されるデータ線D
oのハイまたはロー電位をコンデンサCnに供給する構
成である。
更に、このデータ線DI、Doに入出力するデータをオ
ン・オフするためのN型トランジスタ20.21のゲー
ト端子には、前述のアドレス線Yが接続されている。従
って、アドレス線YにY−イネーブル信号(アドレス信
号)が供給された時、RAMセル1.5等へのデータの
入出力が可能となる構成である。
以上のような構成の本実施例のダイナミックRAMにお
いて、RAMセル1にデータを書込み(記憶1)、読出
し、書込まれたデータをリフレッシュ(再生)する回路
動作を説明する。
まず、データを書込む際には、CPUの制御により、W
信号がハイレベルとなり、RAMセルIを指定するアド
レス信号が出力され、X−イネーブル信号、Y−イネー
ブル信号が共にハイレベルになる。従って、N型トラン
ジスタ7.21がオンし、N型トランジスタ11もオン
する。ここで、“O”または“l”のデータがデータ線
D!を介して(N型トランジスタ21−7→11)、コ
ンデンサC1に供給される。すなわち、この時のデータ
カぴ1″の時、コンデンサC1に所定の電圧が印加され
(電荷がチャージされ)、データが“0゛の時コンデン
サC1には電圧が印加されない(電荷がチャージされな
い)。
次に、このようにして書込まれたデータをRAMセル1
から読出す回路動作は以下のように行う。
まず、RAMセル1のアドレス信号を出力しくX−イネ
ーブル信号、Y−イネーブル信号)をハイレベルにし、
R信号をハイレベルにする。ここでRAMセル1にデー
タ“l”が記憶されている場合には、N型トランジスタ
12がオンし、またN型トランジスタ13もオンするた
め、接地電位がN型トランジスタ12.13を介してデ
ータ線Doに出力される。また、RAMセル1にデータ
″0”が保持されている場合にはN型トランジスタ12
がオンせず、データ線DoにはN型トランジスタ9を介
して電位Vadが出力される。従ってCPUでは出力さ
れる信号が接地電位であれば、保持されているデータは
“1”と判断し、出力される信号がVadの電位であれ
ば保持されているデータは“0”と判断する。
このようにデータを読出した後には、Y−イネーブル信
号がローレベルに切換ねると同時に、プリチャージ(リ
フレッシュ)信号PがN型トランジスタ17,19のゲ
ート端子に入力され、リフレッシュ回路16が働く。こ
の時、RAMセル1から読出したデータが“l゛である
場合にはN型トランジスタ19を介して供給される電位
が接地電位であるのでN型トランジスタ18はオフとな
り、N型トランジスタ17を介して■(Idの電位がデ
ータ線DIに出力される。しかも、この時R信号はロー
レベルに切換わっており、変わってW信号がハイレベル
に切換り、上述のVddの電位をN型トランジスタ7.
11を介してコンデンサC1に印加する。これによって
コンデンサC1には電荷が再度チャージされ、RAMセ
ルlにデータ“1”が再書込みされる。
一方、元のデータが“0”である場合には、データ線D
oにはVddの電位が出力されるため、前述のプリチャ
ージ(リフレッシュ)信号によりリフレッシュ回路16
内のN型トランジスタ19がオンし、コンデンサC,L
に電荷がチャージされる。
このため、N型トランジスタ18もオンし、接地電位が
データ線DIに出力される。従って、W信号によりオン
するN型トランジスタ7を介して、コンデンサC1には
電荷がチャージされず、データ“O”がRAMセル1に
再書込みされることになる。
次に、リフレッシュ動作を説明する。
ダミーセル10のコンデンサC2は後述するようにダイ
ナミックRAM全体のメモリセルをリフレッシュする際
にチャージされる。このコンデンサC2にチャージされ
た電荷は徐々に自然放電する。この放電特性はダミーセ
ル10がメモリセルと同一構成となっているため、メモ
リセルの放電特性と同一である。しかして、コンデンサ
C2の出力電圧がセンスアンプ14によりリフレッシュ
必要最低電圧(リフレッシュ要求基準電圧)以下に下が
ったことが検出されると、センスアンプ14よりリフレ
ッシュ要求信号発生回路15に信号が出力される。リフ
レッシュ要求信号発生回路15は、メモリセルの各列毎
に設けられたセンスアンプのいずれかから信号を受ける
とCPUにリフレッシュ要求信号を出力する。CPUで
はダイナミックRAMをアクセス中か否か、すなわちデ
ータの書込み或いは読出し中か否かを判断し、否であれ
ば直ちに否でなければ(アクセス中であれば)その処理
の終るのを待って、RAM全体のリフレッシュを行う。
すなわち、Xアドレスを順次インクリメントするととも
にリフレッシュ回路を作動させるプリチャージ信号及び
書込み信号を出力し、アドレス線Xの1番目に連なるメ
モリセルから信号線Sに連なるダミーセル10まで順次
リフレッシュを行う。なお、ダミーセル10のリフレッ
シュではメモリセルに情報“l”を記憶させる際にチャ
ージする電位と同じ■8の電位がN型トランジスタll
aを介してコンデンサC2にチャージされる。
このようにして、ダミーセル10のコンデンサC2の出
力電圧がリフレッシュ必要最低電圧以下になる毎にRA
M全体のリフレッシュが繰返される。
尚、本実施例では3素子型のRAMセルについて説明し
たが、RAMセルは3素子型に限らず、1素子型または
4素子型のRAMセルでも実施することができる。
また、ダミーセル10は、本実施例のように1列毎に1
つ設けることな(、複数のRAMセル列に1つ或いはR
AM全体で1つ設ける構成としてもよい。
〔発明の効果〕
以上詳細に説明したように本発明によれば、ダイナミッ
クRAMのリフレッシュ動作が、RAMセル内の実際の
電荷放電に依存したものになり、無駄なリフレッシュ動
作を防止でき、ダイナミックRAMの消費電力を低下さ
せることができる。
また、ダイナミックRAMを制御するCPUも無駄なリ
フレッシュのためのアクセス動作を必要としなくなるた
め、他の制御等のアクセス動作を行うことが可能となり
、CPUを効率良く動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
図面は、本発明のダイナミックRAMの一部の回路図で
ある。 1〜6・・・RAMセル、 7〜9.11〜13.lla〜13a。 17〜21・・・N型トランジスタ、 10・・・ダミーセル、 14・・・センスアンプ、 15・・・リフレッシュ要求信号発生回路、16・・・
リフレッシュ回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 個々のデータを記憶する記憶素子と、該記憶素子と同一
    構成の模擬記憶素子と、該模擬記憶素子の出力電圧と予
    め設定されている基準電圧とを比較する比較手段と、該
    比較手段により前記模擬記憶素子の出力電圧が前記基準
    電圧以下であると判断された時リフレッシュ信号を発生
    するリフレッシュ信号発生手段とを有することを特徴と
    する半導体記憶装置。
JP60296292A 1985-12-26 1985-12-26 半導体記憶装置 Pending JPS62154293A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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