JPS6258492A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPS6258492A
JPS6258492A JP60197584A JP19758485A JPS6258492A JP S6258492 A JPS6258492 A JP S6258492A JP 60197584 A JP60197584 A JP 60197584A JP 19758485 A JP19758485 A JP 19758485A JP S6258492 A JPS6258492 A JP S6258492A
Authority
JP
Japan
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sense amplifier
bit line
sense
level
blj
Prior art date
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Pending
Application number
JP60197584A
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English (en)
Inventor
Kenji Numata
沼田 健二
Yasuo Ito
寧夫 伊藤
Isao Ogura
庸 小倉
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS6258492A publication Critical patent/JPS6258492A/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〕 本発明は半導体記憶装置に係シ、特にセンス動作時にお
けるピーク電流を抑えて信頼性の高い動作を可能とした
半導体記憶装置に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
近時、書替え可能な半導体メモリセルが各種実用化され
ている。これらのうち、第3図に示すような一個のMO
8FET31と一個のMO8キャパシタ32からなるメ
モリセルを用いたダイナミックR,AM(dRAM)が
最も高集積化されたものとして一般的である。このメモ
リセルはMO8FET31のゲートが列アドレス線C以
下、ワード線)WLに接続され、ドレインが行アドレス
線c以下ビット線)BLに接続され、記憶データを電荷
の形でMO8キャパシタ32に蓄積するものである。
このメモリセルを用いてdRAMを構成する場合、第4
図に示す如くメモリセルアレイが構成される。
即ち、メモリセルを選択的に駆動する複数本のワード線
WLiとメモリセルとの間でデータのやシとりを行なう
複数本のビット線BLjが互いに交差して配列され、こ
れらの各交差部にメモリセルが接続される。ワード線W
Liと平行して一対のダミーワード線DWL、DWLが
配設され、これらと各ビット線BLjの交差部にはダミ
ーセルが接続されている。この構成は、対をなすビット
線BLj 、BLjを折返し配列して各ビット線対毎に
センスアンプSAjを設ける方式を採用している。セン
スアンプSAjは並列接続された二つの活性化用MO8
FET −Qss 、 Q56を介して接地されている
。またビット線BLj 、 BLjはトランスファゲー
ト用MO8FBT −Q53 、Q54を介して入出力
線I10.I10 に接続されている。
第4図のd RAMは、第5図に示すように各内部クロ
ックを印加することによって次のような動作をする。先
ず、センスアンプSAjを挾んだ一対のビット線BLj
、BLjは、プリチャージ用りoyりBLPが”H”レ
ベル(例えばVcc + Vth以上)になることによ
ってMo 8 F Er T −Q43.Q44がオン
して全てVccにプリチャージされる。これKよシセン
スアンプ8AjのノードNはVccにプリチャージされ
る。同時′にダミーセル書き込みクロックDCPが@H
”レベル(例えばVcc )になることによってMOS
 F]13T−Qso、Q成がオンし、全てのダミーセ
ルのノードに@L”レベル(例えばVss)が書き込ま
れる。ここでダミーセルのMOSキャパシタC15,C
16,・・・の容量はメモリセルのM08キャパシタC
1l、C12,・・・のそれの1/2の大きさとする。
次にビット線をプリチャージするクロックBLPとダミ
ーセルに′L”レベルを書き込むクロックDCP を共
にL”レベルに下げてビット線を70−ティングにする
。この後アクティブ動5作に入シ一本のワード線、例え
ばWLlが1H”レベル(Vcc+Vth以上)になシ
、同時にダミーワード線DwIIが″H″レベルになる
ことによって、MO8F]13T−Q45.Q51がオ
ンする。これにより、ビットaiBLsにはMOSキャ
パシタC11の情報が、またBLtにはMOSキャパシ
タC16の情報がそれぞれ現われて、一対のピット44
 BLI 、BLI間に電位差を生じる。これがセンス
アンプSAlの入力となる。
センスアンプ8A1は二段階に分けて活性化される。ま
ず、相互コンダクタンスの小さい活性化用MO8FET
−Qssを内部クロックP8F、Nを″’H″レベルに
することによりm動して、ノードNのレベルを下げるこ
とにより、バランスの崩れたピット5BLt、BLx 
 間の電位差の増幅を開始する。ビット、1BLt、B
Ll 間である程度電位差がついたところで、相互コン
ダクタンスの大きい活性化用MO8F FiT −Qs
s 全内部p o y りM8 EN ヲ” f(” 
レベルにすること罠より駆動して、BLl、BLt う
ち″′H″レベル側はVcc近くに保ち、′″L”レベ
ル側をVssに落とすQビット線の@H”レベル側は、
センス動作正目の電位差を増幅する。通常のdRAMで
は1000個以上のセンスアンプが動作することになる
。しかしこのうち、一対のビット線が行アドレスによっ
て選択された行選択信号C3LjKより選ばれ、残りの
ビット線対は選ばれないっ例えば、行選択信号C3ll
が選ばれることにより、ビット線対BLI、BLIの情
報だけがトランスフアゲ−トMQ8FET −Qss 
、Q54を介して入出力線I10゜Ilo に転送され
る0 このように従来のセンス方式では、同時に全て1のセン
スアンプが駆動されるため、全てのセンスアンプにつな
がるビット線の放電が同時に行われる。、この放電が短
時間に行われるとピーク電流が大きくな、す、接地線電
位Vssの浮き上がりを生じこれがノイズとして周辺回
路の動作に悪影響を与える、という問題があった。
〔発明の目的〕
本発明は上記の点に鑑み、センスアンプの動作に伴うピ
ーク電流を抑制し、もって電源線変動によるノイズを低
減して周辺回路の動作に悪影響を与えないようにした信
頼性の高い半導体記憶装置を提供することを目的とする
〔発明の概要〕
本発明においては一対のビット線に対して第1゜第2の
二つのセンスアンプを設ける。第1のセンスアンプはプ
リセンス用クロックによシ同時に全てが活性化され、第
2のセンスアンプは行アドレスによシ選択された行選択
信号(選択ビット線と周辺回路につながる入出力線のデ
ータ転送を制御する信号)でのみ活性化される。
〔発明の効果〕
本発明によれば、非選択のビット線についてはプリセン
ス用の第1のセンスアンプのみ動作させるため、センス
動作時のピーク電流を抑えて電源線の電位変動を低減す
る事ができる。これによ)周辺回路の安定な動作が可能
となシ、信頼性の高いd RAMが得られる。
また非選択のビット線対はプリセンス用の第1のセンス
アンプのみでゆっ〈シと放電させるためビット線対の@
H”レベル側のレベル低下が従来より低く抑えられる。
このためビット線の′″H”レベルの低下を復帰させる
回路としてアクティブ・プルアップ回路のような複雑な
回路を必要とせず、キャパシタンス・カップリングだけ
でビット線のプルアップを行うようKして回路の簡単化
を図る事ができる。
更に、第2のセンスアンプを行選択信号で活性化させる
方式であるため、第2のセンスアンプを駆動させる回路
を別途設ける必要がなくなり、センスアンプ内の別信号
配線数を増加する事なく、システム構成を容易にする事
ができ、チップサイズの増大を防げる事が可能となった
〔発明の実施例〕
以下本発明の詳細な説明する。第1図は一実施例の構成
を示す。メモリセルアレイ部分の構成は従来と異ならな
い、従来と異なる点は、ビット線対BLj、BLj毎に
第1のセンスアンプ5A1j、第2のセンスアンプ5A
2j を設けている事であシ第2のセンスアンプ5A2
jには行選択信号C3Ljによって駆動される活性化用
MO8FET−Q1s、が接続されている事である。第
1のセンス7yプ5A1jに関しては従来通シ、プリセ
ンス用りa−)りP8ENで駆動される一つの活性化用
MO8FET−Q18が共通に接続されている。メイン
センス用の第2のセンスアンプ8A2jの活性化用MO
8FET−Q15の相互コンダクタンスは、プリセンス
用の第1のセンスアンプ5Alj側の活性化MO8FE
T−Q18のそれよりも大きいものとする。
この様に構成されたd−R,AMのセンスを第2図の信
号波形を参照にしなから次に説明する。
まず、プリチャージ用クロックBLPが′H”レベルに
なることにより、全ビット線がVccにプリチャージさ
れる。これと同時にクロックDCPが″′H″レベルに
なることによシ、各ダミーセルに′L”レベルが書き込
まれる。これらのクロックBLP。
DCPはアクティブ動作に入る前に1L″レベルにして
おく。そしてアクティブ動作に入る前【−”レベルにし
ておく。そしてアクティブ動作に入り、1本のワード線
例えばWLlが選択され、これにつながるメモリセルの
情報がビット線に転送される。
ここまでは従来の動作と変わらない。
この後、プリセンス用クロックPSENが“H”レベル
になシ活性化用MO8FET−Qssがオンしてノード
Nの電位が除々に下り、各ビット線対BLj 。
BLjに現われた電位のアンバランスが第1のセンスア
ンプ5A1j Kより増加される。このプリセンス動作
は、MOSFET−Qlgの相互コンダクタンスが小さ
いため、比較的ゆっくりしたものである。第2図に示さ
れるようにこのプリセンスによりビット線対BLj、B
、口 の”L”レベル側は低下するが″′H″レベル側
は殆ど低下することなく保たれる。
そしてビット線対BLj、BLj  の電位差がある程
度ついたところで、行アドレスによって選択さ几た行選
択信号線例えばC3L1をしきい値電圧よりi[<@H
”レベルより低い電圧レベルにする。そうする事によっ
てQlsがスイッチオンし選択されるべきビット線対の
第2のセンスアンプが活性化され選択されたビット線対
のみがメインセンスされる。ここでC3L1のレベルを
Qlsのしきい値電圧よシ高(@H”レベルよシ低い電
圧レベルに設定したのは、Q16あるいはQ17をスイ
ッチ・オフあるいは、五極管動作させるためであシ、メ
インセンス時に入出力線I10 、 Iloの影響を受
け、センスアンプが誤動作しない様にするためである。
つまり、 Q16.Q17をパリやトランジスタとして
使うためである。メインセンスが終了したらC3L1の
レベルを″H″レベル以上(Vcc + ’Vth以上
)にしてQ16.Q17を三極管動作させ、選択ビット
線の信号を入出力線I10 、 Iloに転送する。
この様に本実施例によれば、各ビット線対にそれぞれ設
けられた第1.第2の毛ンスアンプのうち第1のセンス
アンプは全て同時に駆動してプリセンスを行ない、第2
のセンスアンプは選択的に駆動して、メインセンスを行
う。従ってセンス動作時のピーク電流値が抑えられ、ピ
ーク電流による電源線電位Vccの浮き上がシによる周
辺回路の誤動作が防止されて、d−几AMの信頼性が向
上する。また第2のセンスアンプを行選択信号で活性化
させる方式であるため、センスアンプ内の信号の構成を
容易にする事ができた。
なお、本実施例においてメインセンス時にC3Llのレ
ベルヲl″H”レベルより低い電圧レベルに設定したが
、センスアンプが誤動作しない範囲なら、電圧レベルを
任意に設定してもかまわない。
本発明は、上記実施例に限られるものではなくその主旨
を逸脱しない範囲で種々変形実施することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のd RAMの構成を示す図
、第2図はそのセンス動作を説明するための図、第3図
FidRAMメモリセル構成を示す図、第4図は従来の
dR,AMの構成を示す図、第5図はそのセンス動作を
説明するための図であるっWL i (WLI 、WL
2 、WL3山)・・・ワード線、DWL、DWL・・
・ダミーワード線、BLj (BLI 、酊、BL2.
奪、 BL3 、酊・・・)・・・ ビ ッ° ト 線
、 SA 1j (SAII、5A12,5A13.  ・
・・)・・・第4のセンスアンプ、代理人 弁理士  
則 近 憲 佑 同      竹 花 喜久男 BPム PSE〜 ノードN V Z ci    3′2′

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体基板にマトリクス配列される複数のメモリ
    セルと、これらのメモリセルを選択的に駆動する複数本
    のワード線と、メモリセルとの間で情報のやりとりを行
    う複数対のビット線と、各対のビット線間の電位差を検
    知する複数のセンスアンプとを集積してなる半導体記憶
    装置において、前記センスアンプとして各ビット線対毎
    に第1、第2のセンスアンプを設け、第1のセンスアン
    プは複数個同時に活性化され、第2のセンスアンプは選
    択ビット線と周辺回路につながる入出力線との接続を制
    御する行アドレスにより選択された行選択信号によって
    のみ活性化される様にした事を特徴とする半導体記憶装
    置。
  2. (2)前記行選択信号は前記第2のセンスアンプを活性
    化する時と、選択されたビット線のデータを周辺回路と
    接続される入出力線に転送する時ではその電位レベルが
    異る事を特徴とする前記特許請求の範囲第1項記載の半
    導体記憶装置。
  3. (3)前記行選択信号の電位レベルが、前記第2のセン
    スアンプを活性化するときは、ビット線から前記入出力
    線へデータを転送するトランジスタが五極管動作あるい
    はスイッチオフ動作する様なレベルであり、前記入出力
    線へデータを転送する時は、いずれの前記転送トランジ
    スタも三極管動作する様なレベルである事を特徴とする
    前記特許請求の範囲第1項記載の半導体記憶装置。
JP60197584A 1985-09-09 1985-09-09 半導体記憶装置 Pending JPS6258492A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6410496A (en) * 1987-07-02 1989-01-13 Nec Corp Semiconductor storage device
JPH01133286A (ja) * 1987-11-17 1989-05-25 Mitsubishi Electric Corp ダイナミツクram
JPH0411379A (ja) * 1990-04-27 1992-01-16 Nec Corp 半導体メモリ
JPH05205475A (ja) * 1991-08-14 1993-08-13 Samsung Electron Co Ltd データ伝送回路

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