JPS6236310B2 - - Google Patents

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JPS6236310B2
JPS6236310B2 JP60221272A JP22127285A JPS6236310B2 JP S6236310 B2 JPS6236310 B2 JP S6236310B2 JP 60221272 A JP60221272 A JP 60221272A JP 22127285 A JP22127285 A JP 22127285A JP S6236310 B2 JPS6236310 B2 JP S6236310B2
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JP
Japan
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pair
transistors
potential
input
output terminals
Prior art date
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JP60221272A
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Japanese (ja)
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JPS6192497A (en
Inventor
Toshio Wada
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NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は絶縁ゲート型電界効果トランジスタ
(以下、トランジスタと称す)を用いたダイナミ
ツク型MOSメモリ回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a dynamic MOS memory circuit using an insulated gate field effect transistor (hereinafter referred to as a transistor).

ダイナミツク型MOSメモリ回路は、きわめて
微少信号を検出して情報の判別を行い、且つ高密
度の集積回路構成を可能とするため、簡易な回路
構成と消費電力の少ない高検出感度のメモリ回路
を必要とする。とくにトランジスタと容量素子と
を用いてメモリセルとする1トランジスタ型ラン
ダム・アクセス・メモリ(ITr−RAM)において
は、この傾向が著るしく、従来の回路のようにセ
ンスアンプのセンス節点を直接チヤージアツプす
る回路構成では静電流による電力消費が大であ
り、又、これを防ぐためには集積回路構成に不都
合な複雑な回路構成を必要とする。
Dynamic MOS memory circuits detect extremely small signals and discriminate information, and enable high-density integrated circuit configurations, so they require a memory circuit with a simple circuit configuration, low power consumption, and high detection sensitivity. shall be. This tendency is particularly noticeable in one-transistor random access memory (ITr-RAM), which uses transistors and capacitors as memory cells, and it is not possible to directly charge up the sense node of the sense amplifier as in conventional circuits. In a circuit configuration that uses static current, power consumption is large, and in order to prevent this, a complicated circuit configuration that is inconvenient for integrated circuit configurations is required.

この発明の目的は、簡易回路において高感度低
電力消費のメモリ回路を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a memory circuit with high sensitivity and low power consumption in a simple circuit.

本発明によるダイナミツクMOSメモリ回路は
ドレイン又はソースとゲートが交又接続された一
対のトランジスタ1,2と、該トランジスタ共通
のソースを低電位に引き込む駆動トランジスタ3
と、前記一対のトランジスタのセンス節点対A,
Bと一対のデイジツト線D,との信号伝達を制
御する伝達トランジスタ4,5と、一対のバスラ
イン(I/O)と、それぞれのデイジツト線に接
続するメモリセル10,11およびダミーセル1
2,13とを備えたメモリ回路において、上記セ
ンス節点A,Bはプリチヤージ期間および読み出
し期間のバスラインとの間に一対の選択トランジ
スタを設け、センス節点とバスラインとの間のデ
ータの伝達を伝達トランジスタを介することなく
行なうようにしたことを特徴とする。
The dynamic MOS memory circuit according to the present invention includes a pair of transistors 1 and 2 whose drains or sources and gates are cross-connected, and a drive transistor 3 that pulls the common source of the transistors to a low potential.
and a sense node pair A of the pair of transistors,
Transfer transistors 4 and 5 that control signal transmission between B and a pair of digit lines D, a pair of bus lines (I/O), memory cells 10 and 11 and a dummy cell 1 connected to the respective digit lines
2 and 13, a pair of selection transistors are provided between the sense nodes A and B and the bus line in the precharge period and the read period, and data transmission between the sense nodes and the bus line is performed. The feature is that this is performed without using a transfer transistor.

また本発明においては好ましくは、前記メモリ
セルおよびダミーセルは実質的幾可学形状が同一
パターンとして他の回路要素と共に集積回路とし
て構成される。またさらには上記伝達トランジス
タ4,5がセンス開始前に三極管領域にて動作
し、センス開始からチヤージアツプトランジスタ
の動作完了までの期間に実質的基準電位となる記
号φTで駆動され、一方のセンス節点が基準電位
に近ずくにつれ再び三極管領域に入るデイプレツ
シヨン型トランジスタであることが好ましい。
Further, in the present invention, preferably, the memory cell and the dummy cell have substantially the same geometrical shape and are configured as an integrated circuit together with other circuit elements. Furthermore, the transfer transistors 4 and 5 operate in the triode region before the start of sensing, and are driven at the symbol φT , which is a substantial reference potential, during the period from the start of sensing to the completion of operation of the charge-up transistor, and one Preferably, the transistor is a depletion type transistor, which reenters the triode region as the sense node approaches the reference potential.

本発明によるMOSメモリ回路では選択トラン
ジスタをセンス節点に接続しているため、高速の
メモリの読み出しを行なうことができる。
In the MOS memory circuit according to the present invention, since the selection transistor is connected to the sense node, high-speed memory reading can be performed.

第1図に示すように、この発明の一実施例のメ
モリ回路は、互いに他のドレインにゲートが結合
する如く交又接続された一対のトランジスタ1,
2と、各トランジスタ1,2の共通のソース節点
Cを駆動パルスφSの上昇によりセンス開始後に
低電位に下降せしめる駆動トランジスタ3を有す
る。一対のトランジスタ1,2の交又接続点にあ
たるドレインであるセンス節点A,Bはそれぞれ
のデイジツト線D,に対して伝達パルスφT
ゲートが駆動される伝達トランジスタ4,5のド
レイン・ソースをそれぞれ介して結合される。こ
のトランジスタ4,5は後述するようにゲートを
基準電位(GND)とした時に低インピーダンス
を示すデイプレツシヨン型トランジスタであり、
この実施例では5Vの電源電圧に対して−1.5Vの
ゲート値を有する。この図の回路内のトランジス
タは全てNチヤンネルMOSトランジスタであ
り、集積回路構成を有する。デイジツト線D,
は、ドレインが電源電圧VPのほぼ1/2のレベルの
中間電圧源線Vpに接続するトランジスタ6,7
のソースにそれぞれ結合し、そのゲートに与えら
れるパルスφpによりプリチヤージの際に電源電
圧に対して中間程度の約2Vの電源電圧Vpによつ
てプリチヤージされる。又、センス開始後で伝達
トランジスタが遮断状態にあるときに5Vの電源
電圧Vpに近い電位までデイジツト線D,を充
電するためパルスφBでゲートが駆動されるチヤ
ージアツプトランジスタ8,9のソースをそれぞ
れのデイジツト線D,に結合し、ドレインを電
源線VDに接続する。
As shown in FIG. 1, a memory circuit according to an embodiment of the present invention includes a pair of transistors 1 and 1, which are cross-connected such that their gates are coupled to the drains of the other transistors.
2, and a drive transistor 3 that lowers the common source node C of each transistor 1, 2 to a low potential after the start of sensing by the rise of the drive pulse φ S. Sense nodes A and B, which are the drains corresponding to the crossing and connecting points of the pair of transistors 1 and 2, connect the drains and sources of the transfer transistors 4 and 5 whose gates are driven by the transfer pulse φ T to the respective digit lines D. are connected via each. These transistors 4 and 5 are depletion type transistors that exhibit low impedance when their gates are set to a reference potential (GND), as will be described later.
This embodiment has a gate value of -1.5V for a power supply voltage of 5V. The transistors in the circuit of this figure are all N-channel MOS transistors and have an integrated circuit configuration. digit line D,
are transistors 6 and 7 whose drains are connected to the intermediate voltage source line V p whose level is approximately 1/2 of the power supply voltage V p
When precharging is performed by a pulse φ p applied to the gate, the power supply voltage V p is about 2 V, which is about the middle of the power supply voltage. In addition, when the transfer transistor is in the cutoff state after the start of sensing, charge up transistors 8 and 9 whose gates are driven by the pulse φB are used to charge the digit line D to a potential close to the 5V power supply voltage Vp. The sources are coupled to the respective digit lines D, and the drains are connected to the power supply line VD .

メモリセル10,11およびダミーセル12,
13はこの実施例の集積回路構成では基体シリコ
ンの同一表面に実質的に同一の幾可学形状で得ら
れた1トランジスタ型セルである。それぞれのメ
モリセル内のトランジスタ14,15,16,1
7はゲート電極がワード線φWi+1もしくはダミー
ワード線φDW,φ′DWに結合し、ドレインおよび
ソースの一方がデイジツト線D,に接続し、他
方は共通の一端が電源線VDに結合する容量素子
18,19,20,21の他端に接続している。
Memory cells 10, 11 and dummy cell 12,
In the integrated circuit configuration of this embodiment, 13 is a one-transistor type cell obtained in substantially the same geometric shape on the same surface of the silicon substrate. Transistors 14, 15, 16, 1 in each memory cell
In 7, the gate electrode is connected to the word line φ Wi+1 or the dummy word lines φ DW and φ' DW , one of the drain and source is connected to the digit line D, and the other common end is connected to the power line V D. It is connected to the other ends of the capacitive elements 18, 19, 20, and 21 to be coupled.

又、この実施例のメモリ回路は、デイジツト線
D,へのセンス開始後のチヤージアツプを許容
し、且つ高速アクセス時間特性を確保するため、
情報信号の一対の入出力線I/O、をデコ
ード出力制御信号Yでゲートが駆動されるトラン
ジスタ22,23を介して、それぞれセンス節点
A,Bに結合する。交又接続のトランジスタ1,
2の共通のソース節点CはパルスφSをゲートに
与えることにより電位を下降するトランジスタ3
と共にプリチヤージパルスφPによりセンス節点
Cを中間電位に充電する、トランジスタ24を通
して中間電源線Vpに結合される。
In addition, the memory circuit of this embodiment allows for a charge increase after the start of sensing the digit line D, and in order to ensure high-speed access time characteristics,
A pair of input/output lines I/O for information signals are coupled to sense nodes A and B via transistors 22 and 23 whose gates are driven by a decode output control signal Y, respectively. cross-connected transistor 1,
The common source node C of the transistors 3 and 2 is connected to the transistor 3 whose potential is lowered by applying a pulse φ S to the gate.
It is also coupled to the intermediate power supply line V p through a transistor 24 which charges the sense node C to an intermediate potential by a precharge pulse φ P .

第2図は第1図の実施例の動作をより良く理解
するための動作波形図である。この図に示すよう
に第1図の実施例はプリチヤージ期間t1に高電位
にあるパルスφp,φTによりデイジツト線D,
およびセンス節点A,Bは2V程度に充電され
る。プリチヤージ電位VPが電源電圧VDに比して
低いため、プリチヤージ時間、すなわちリセツト
時間は50nS以下にも短縮され得る。プリチヤー
ジ期間後に信号検出が開始されるとワード線の駆
動パルスφWとダミーワード線の駆動パルスφDW
が高電位になり、センスアンプから伸び出すデイ
ジツト線対D,の一方のメモリセルと他方のダ
ミーセルのトランジスタが導通し、それぞれの容
量素子の電荷に対応してデイジツト線電位が変化
し、且つ同様にセンス節点A,Bの電位もそれぞ
れ変化する。次に伝達パルスφTが基準電位に下
降し、駆動パルスφSが漸増することによりセン
ス期間t2に入る。センス開始直後の伝達トランジ
スタ4,5は共に遮断状態にあり、センスアンプ
内のセンス節点対A,Bの電位差のみ増巾され始
める。この時デイジツト線対D,にはチヤージ
アツプ〔−〕パルスφBを高電位とすることによ
り、デイジツト線対D,を電源電圧VPに上昇
させる。デイジツト線対のそれぞれへの充電期間
t3の終了前後にはセンス節点A,Bの一方の電位
の下降によりこの節点に結合する伝達トランジス
タ4,5の一方は導電状態になり、デイジツト線
対D,の一方からセンス節点A,Bの一方への
電流路を生じる。センス節点の高電位側およびデ
イジツト線の高電位側はチヤージアツプされた電
位に保たれ伝達パルスφTが再び高電位となつた
のちのリフレツシユ期間t4において、デイジツト
線対の電位VD,VDは基準電位0と電源電位VD
との最大振巾を生じ、この期間t4に制御信号Yは
高レベルとなり、読み出しがされる。ワード線φ
WのパルスφWの電位が下降することによりリフレ
ツシユ期間が完了し、当該メモリセルの容量素子
に対してリフレツシユ情報が蓄積される。駆動パ
ルスφSの下降およびプリチヤージパルスφPの上
昇で再びプリチヤージ期間に入り、この期間内で
デイジツト線対D,が中間電位に充電された時
点でダミーワード線への駆動パルスφDWが下降
し、ダミーセルリフレツシユ期間t5が終了する。
FIG. 2 is an operational waveform diagram for better understanding the operation of the embodiment shown in FIG. As shown in this figure, in the embodiment of FIG. 1 , the digit lines D ,
And sense nodes A and B are charged to about 2V. Since the precharge potential V P is lower than the power supply voltage V D , the precharge time, ie, the reset time, can be shortened to 50 nS or less. When signal detection starts after the precharge period, the word line drive pulse φ W and the dummy word line drive pulse φ DW
becomes a high potential, the transistors of one memory cell and the other dummy cell of the digit line pair D extending from the sense amplifier become conductive, and the digit line potential changes in accordance with the charge of each capacitive element. The potentials of sense nodes A and B also change. Next, the transmission pulse φ T falls to the reference potential, and the driving pulse φ S gradually increases, thereby entering the sensing period t 2 . Immediately after sensing starts, both transfer transistors 4 and 5 are in a cutoff state, and only the potential difference between the sense node pair A and B in the sense amplifier begins to be amplified. At this time, the digit line pair D is raised to the power supply voltage VP by applying a charge up pulse φ B to the digit line pair D at a high potential. Charging period for each digit wire pair
Before and after the end of t3 , one of the transfer transistors 4 and 5 coupled to this node becomes conductive due to the drop in the potential of one of the sense nodes A and B, and one of the digit line pairs D is connected to the sense nodes A and B. creates a current path to one side of the The high potential side of the sense node and the high potential side of the digit line are kept at a charged up potential, and during the refresh period t4 after the transmission pulse φ T becomes high potential again, the potentials of the digit line pair V D , V D is the reference potential 0 and the power supply potential V D
During this period t4 , the control signal Y becomes high level and reading is performed. Word line φ
As the potential of the W pulse φ W falls, the refresh period is completed, and refresh information is accumulated in the capacitor of the memory cell. When the drive pulse φ S falls and the precharge pulse φ P rises, the precharge period again enters, and when the digit line pair D is charged to the intermediate potential within this period, the drive pulse φ DW to the dummy word line is applied. Then, the dummy cell refresh period t5 ends.

この動作期間で入出力線への信号の伝達はセン
ス節点の容量がデイジツト線に比してきわめて小
さいためチヤージアツプ期間付近に完了して居
り、デイジツト線へのチヤージアツプによるアク
セス時間の遅れを生じない。又、デイジツト線へ
のチヤージアツプ期間に伝達トランジスタが実質
的に遮断状態にあるため、チヤージアツプ電流が
センスアンプを通して流れることがなく、電力消
費における静電力損失がない。メモリセルとダミ
ーセルとは同一形状の同一容量素子による比較が
成されるため、きわめて平衡性が優れ高感度の情
報検出を実現する。
During this operation period, the signal transmission to the input/output line is completed near the charge-up period because the capacitance of the sense node is extremely small compared to the digit line, and there is no delay in access time due to charge-up to the digit line. Also, since the transfer transistor is substantially cut off during the charge-up period to the digit line, no charge-up current flows through the sense amplifier, and there is no electrostatic loss in power consumption. Since the memory cell and the dummy cell are compared using the same capacitive element of the same shape, information detection with excellent balance and high sensitivity is realized.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例の回路図、第2図
は第1図の実施例の動作を説明するたの動作波形
図である。 図中、1,2……センスアンプ内の掛の一対の
トランジスタ、3……共通ソース節点Cの電位を
制御する駆動トランジスタ、4,5……デイジツ
ト線D,とセンス節点A,Bとを結合する伝達
トランジスタ、6,7……プリチヤージ用トラン
ジスタ、8,9……チヤージアツプ用トランジス
タ、10,11……メモリセル、12,13……
ダミーセル。
FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an operational waveform diagram for explaining the operation of the embodiment of FIG. In the figure, 1, 2...a pair of transistors in the sense amplifier, 3...a drive transistor that controls the potential of the common source node C, 4, 5...a digit line D, and sense nodes A, B. Transfer transistors to be coupled, 6, 7... Precharge transistor, 8, 9... Charge up transistor, 10, 11... Memory cell, 12, 13...
dummy cell.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 一対の入出力端子を有するセンスアンプと、
一対のデイジツト線と、該一対のデイジツト線と
一対の入出力端子とを接続する一対のデイプレツ
シヨン型の伝達トランジスタと、一対の共通デー
タラインと、該一対のデータラインと前記一対の
入出力端子との間に直接接続した一対の選択トラ
ンジスタとを有し、前記一対の入出力端子と共通
データラインとの間のデータの伝達を前記伝達ト
ランジスタを介することなく行なうようにし、前
記伝達トランジスタは、前記センスアンプが活性
化される前には三極管領域で動作し、前記センス
アンプが活性化されてから前記一対の入出力端子
の一方の端子の電位が基準電位に近づくまでは非
三極管領域で動作するようになされたことを特徴
とするメモリ回路。
1 a sense amplifier having a pair of input/output terminals,
a pair of digit lines, a pair of depletion type transfer transistors connecting the pair of digit lines and the pair of input/output terminals, a pair of common data lines, and the pair of data lines and the pair of input/output terminals; a pair of selection transistors directly connected between the input/output terminals and the common data line, and data transmission between the pair of input/output terminals and the common data line is performed without passing through the transmission transistors; Before the sense amplifier is activated, it operates in a triode region, and after the sense amplifier is activated, it operates in a non-triode region until the potential of one terminal of the pair of input/output terminals approaches a reference potential. A memory circuit characterized in that it is made as follows.
JP60221272A 1985-10-04 1985-10-04 Memory circuit Granted JPS6192497A (en)

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JP797678A Division JPS54101230A (en) 1978-01-26 1978-01-26 Dynamic mos memory circuit

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Publication Number Publication Date
JPS6192497A JPS6192497A (en) 1986-05-10
JPS6236310B2 true JPS6236310B2 (en) 1987-08-06

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Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
IBM TECHNICAL DISCLOSURE BULLETIN=1974 *

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JPS6192497A (en) 1986-05-10

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