JPS6284488A - Semiconductor memory device - Google Patents

Semiconductor memory device

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Publication number
JPS6284488A
JPS6284488A JP60225356A JP22535685A JPS6284488A JP S6284488 A JPS6284488 A JP S6284488A JP 60225356 A JP60225356 A JP 60225356A JP 22535685 A JP22535685 A JP 22535685A JP S6284488 A JPS6284488 A JP S6284488A
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JP
Japan
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clock
mosfet
bit line
gate
precharge
Prior art date
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Application number
JP60225356A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Sakui
康司 作井
Yoshihisa Iwata
佳久 岩田
Kaoru Nakagawa
中川 薫
Tadashi Miyagawa
正 宮川
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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 JPS6284488A publication Critical patent/JPS6284488A/en
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Abstract

PURPOSE:To improve an action margin by driving a MOSFET short-circuiting a pair of bit lines at the 1st clock, precharging a precharging MOSFET at the 2nd clock delayed by the prescribed time and driving two boost circuit at the 3rd and fourth clocks. CONSTITUTION:When the operation enters a precharge period, a clocks is generated from a clock generator CGA to turn on the shorting MOSFET T1, and all pairs of bit lines are shorted. After the prescribed time expires, a CGB generates a clock, and precharges gate nodes N of precharge MOSFETs T2 and T3 at a VCC. After the prescribed time expires, a CGC at the side of the boost circuit 1 generates a clock, and the gate of the MOSFET T4C is boosted more than the VCC, and conducted. Then a capacitor C1C boosts the node N. After the prescribed time expires, a CGD at the side of the boost circuit 2 generates a clock to further boost the node N. In such a way each bit line is spirally charged up to a VCC level, and therefore a change in a current at the time of precharge is decreased to improve the action margin.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、キャパシタに電荷の形で情報蓄積を行う半導
体記憶装置に係り、特にそのビット線プリチャージ回路
部の改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a semiconductor memory device that stores information in the form of charge in a capacitor, and particularly to improvements in its bit line precharge circuit.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

半導体装置の高集積化が進むにつれて、チップサイズは
大きくなり、Afi等の配線はますます長く且つ細くな
っている。このため配線のインダクタンスは増加する傾
向にあり、その結果として起こる電源ノイズが無視でき
ない問題となっている。
As semiconductor devices become more highly integrated, the chip size becomes larger and wiring such as AFI becomes longer and thinner. For this reason, the inductance of wiring tends to increase, and the resulting power supply noise has become a problem that cannot be ignored.

特に、−個のMOSFETと一個のキャパシタによりメ
モリセルを構成するMOSダイナミックRAM (dR
AM)においては、^集積化が著しいため問題が大きい
。またdRAMの場合、デザイン・ルールが0.7〜0
.51zmという素子の微細化に伴い、電源電圧Voc
を従来の5Vから例えば3.3V程度に低下させること
が避けられない。そうすると、アクセイタイムを従来の
dRAMと同程度に保つためには、それだけピーク電流
が増大する。この結果、配線での電流変動dl/dtが
増加する。
In particular, MOS dynamic RAM (dR
In AM), there is a big problem because the integration is significant. In addition, in the case of dRAM, the design rule is 0.7 to 0.
.. With the miniaturization of the 51zm element, the power supply voltage Voc
It is unavoidable to lower the voltage from the conventional 5V to, for example, about 3.3V. Then, in order to keep the access time at the same level as the conventional dRAM, the peak current increases accordingly. As a result, the current fluctuation dl/dt in the wiring increases.

1MビットdRAMのプリチャージ動作を例にとって上
記の問題を具体的に説明する。dRAMのプリチャージ
期間には、ビット線、アドレスバッファ、デコーダ、周
辺クロック・ジェネレータ等のプリチャージが行われる
が、最も電流を消費するのはビット線プリチャージであ
る。いま、1本のビット線にメモリセルが128個接続
され、チップは分割動作型を採用していると仮定する。
The above problem will be specifically explained by taking the precharge operation of a 1M bit dRAM as an example. During the dRAM precharge period, bit lines, address buffers, decoders, peripheral clock generators, etc. are precharged, but the bit line precharge consumes the most current. Assume that 128 memory cells are connected to one bit line and that the chip uses a divided operation type.

分割動作型とは、ピーク電流とアクセス時の消費電流の
低減のためにチップのメモリアレイ領域を複数に分割し
、アクティブ時に選択されたメモリアレイ領域のみ動作
させる方式である。例えば、4アレイ構成のチップでは
、そのうち2アレイ領域が選択的に動作状態になるとい
う制−が行われる。この場合、プリチャージ時に充電さ
れるビット線は2048本である。ビット線1本の容量
は約500fFであり、電源電圧Vcc=5Vまで5Q
nsで充電したとすると、そのときの平均電流Ilは、 s = (2048x500 x 10−1 ’ F x5
 V ) 150ns=102.4  (mA) となる。これは平均電流であって、ピーク電流は200
mA以上になり、10nsの短時間でそのピーク電流に
到達するとすれば、電流変化di/dtは、 d r/d t −200mA/1010n5=20(
/s )となる。仮にソース電源電圧Vss (=OV
)の配線のインダクタンスが1−30 n +−1あっ
たとづると、Vss電位の浮上りは、 L @d I/d t=30nHx20MA/s=0.
6V となる。実際には、ビット線以外に前述したようにアド
レスバッファ、デコーダ、周辺クロック・ジェネレータ
等が季なりあって充電されるため、タイミングによって
はdl/dtが非常に大きいものとなる。
The divided operation type is a method in which the memory array area of a chip is divided into multiple parts in order to reduce peak current and current consumption during access, and only the selected memory array area is operated when active. For example, in a chip with a four-array configuration, two array areas are selectively brought into operation. In this case, the number of bit lines charged during precharging is 2048. The capacitance of one bit line is approximately 500fF, and 5Q up to power supply voltage Vcc = 5V
Assuming that charging is performed in ns, the average current Il at that time is s = (2048x500 x 10-1' F x5
V) 150ns=102.4 (mA). This is the average current, the peak current is 200
mA or more and reaches its peak current in a short time of 10 ns, the current change di/dt is d r/d t −200 mA/1010 n5 = 20 (
/s). Suppose that the source power supply voltage Vss (=OV
) is 1-30 n +-1, the rise in Vss potential is L @d I/d t=30nHx20MA/s=0.
It becomes 6V. In reality, in addition to the bit lines, address buffers, decoders, peripheral clock generators, etc. are charged depending on the season, as described above, so dl/dt becomes very large depending on the timing.

次にプリチャージ時の(N/dtが大きくなり、Vss
配線にノイズが発生した場合の具体的な問題点を第5図
を用いて説明する。1Mピッt−d RAMの仕様には
ヒドン・リフレッシュ会モードがあり、読み出し或いは
書込みを行った状態でリフレッシュを行うことができる
。例えば第5図に示すように、データアウトDO旧に1
″または“0″を読み出した状態でRASをトグルさせ
ることにより、チップ内部のアドレスカウンタが作動し
、チップ・リフレッシュが行われるモードである。この
リフレッシュ詩に当然ビット線の充放電も行われる。ビ
ット線故電時のノイズは余り大きくないが、ビット線充
電時のノイズが大きく、特に0″読み出し時のデータア
ウト0outの出力レベルが仕様で定められている値V
o L =0.4vを越えてしまうという問題がある。
Next, during precharging (N/dt increases, Vss
Specific problems when noise occurs in wiring will be explained using FIG. 5. The specifications of the 1M pit t-d RAM include a hidden refresh mode, in which refresh can be performed while reading or writing is being performed. For example, as shown in FIG.
In this mode, by toggling RAS while reading "0" or "0", the address counter inside the chip is activated and chip refresh is performed. Naturally, bit lines are charged and discharged during this refresh cycle. The noise during bit line breakdown is not very large, but the noise during bit line charging is large, especially when the output level of data out 0out when reading 0" is set to the value V specified by the specifications.
There is a problem that o L =0.4v is exceeded.

また1MビットdRAMの仕様では、プリチャージサイ
クルに入る場合、CASを立ち上げてからtopp=1
0ns経過後にデータアウトDOutをHi−zにする
と決められている。第6図に示したように、RASをC
ASよりも早く立ち上げてプリチャージを行うと、やは
りこの場合もtOFFを′IA¥せずに、0°°読み出
し時のデータアウト[)Olltの出力レベルはVoL
−0,4Vを越えてしまう。
Also, according to the specifications of 1M bit dRAM, when entering the precharge cycle, after starting up CAS, topp = 1
It is determined that the data out DOut is set to Hi-z after 0 ns has elapsed. As shown in Figure 6, RAS is
If you start up and precharge earlier than AS, in this case too, without setting tOFF, the output level of data out [)Ollt when reading 0°° will be VoL.
-0.4V will be exceeded.

この様な問題に対して、各部のプリチャージを分散させ
て行う方式が従来より考えられている。
In order to solve this problem, a method has been considered in the past in which precharging of each part is performed in a distributed manner.

しかし、di/dtが特に大きくその影響が大きいビッ
ト線プリチャージについては、未だ十分な改善がなされ
ていない。
However, sufficient improvement has not yet been made regarding bit line precharging, which has a particularly large di/dt and has a large influence.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は上記した点に区みなされたもので、ビット線プ
リチャージ時のdl/dtを小さくし、電源ノイズを抑
制して回路動作のマージンを上げることを可能とした半
導体記憶装置を提供することを目的とする。
The present invention is based on the above points, and provides a semiconductor memory device that can reduce dl/dt during bit line precharging, suppress power supply noise, and increase the margin of circuit operation. The purpose is to

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、ブリチII−ジ時に充電すべきビット線対を
先ず短絡させて(1,/2)Vocレベルに設定し、次
いでビット線プリチャージ用MOSFETのゲートを電
源電圧Vooにプリチャージし、更にそのプリチャージ
用MOSFETのゲートをVcc+α、Vco+β(但
し、α〈β)と順次昇圧するようにビット線プリチャー
ジ回路を構成する。即ち本発明にお1プるピッi・線プ
リチャージ回路は、対をなすビット線を’IBMするM
OSFETのゲートを第1のクロック・ジェネレータの
出力する第1のクロックにより駆動し、これより所定時
間遅延した第2のクロックを発生する第2のクロック・
ジェネレータによりビット線プリチャージ用MOSFE
TのゲートをVcoにプリチャージし、続いてそのプリ
チャージ用M OS F E Tのゲートを昇圧する少
なくとも二つの昇圧回路を、第3.第4のクロックを発
生する第3.第4のクロック・ジェネレータにより順次
駆動するように構成する。
The present invention first short-circuits the bit line pair to be charged at the time of BRITCH II and sets it to the (1, /2) Voc level, then precharges the gate of the bit line precharge MOSFET to the power supply voltage Voo, Further, a bit line precharge circuit is configured to sequentially boost the voltage of the gate of the precharge MOSFET to Vcc+α and Vco+β (where α<β). That is, the pin I/line precharge circuit included in the present invention has an M
A second clock that drives the gate of the OSFET with the first clock output from the first clock generator and generates a second clock that is delayed by a predetermined time from the first clock.
MOSFE for bit line precharging by generator
At least two boost circuits for precharging the gate of T to Vco and subsequently boosting the gate of the precharging MOS FET are connected to a third. A third clock generating a fourth clock. It is configured to be sequentially driven by a fourth clock generator.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、対をなすビット線を先ず短絡して(1
/2)Vocに設定した後、プリチャージ用MOSFE
Tのゲートを段階的に昇圧させることにより、ビット線
プリチャージ時のdi/dtを効果的に低減することが
できる。従って本発明によれば、ヒドン・リフレッシュ
時やCASをRASより早く立ち上げてプリチャージを
行った時のデータアウトの読み出し“L T+レベルV
outの持上がりを抑えて、1MビットdRAM等の仕
様を容易に満たすことができる。また本発明によれば、
ソース電源は勿論、トレイン電源の配線に発生するノイ
ズも抑制され、dRAM回路動作マージンが改善される
According to the present invention, the paired bit lines are first short-circuited (1
/2) After setting Voc, precharge MOSFE
By increasing the voltage of the gate of T in stages, di/dt during bit line precharging can be effectively reduced. Therefore, according to the present invention, when reading data out at hidden refresh or when CAS is started earlier than RAS to perform precharging,
It is possible to suppress the rise of out and easily meet the specifications of 1M bit dRAM and the like. Further, according to the present invention,
Noise generated in the wiring of the train power supply as well as the source power supply is suppressed, and the dRAM circuit operating margin is improved.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下本発明の詳細な説明する。 The present invention will be explained in detail below.

第1図は一実施例のdRAMの概略構成を示1゜メモリ
アレイは周知の方法で半導体基板にキャパシタとMOS
FETからなるメモリセルをマ]−リクス状に配列形成
して構成されている。この例ではメモリアレイは二つの
ブロックMA1.MA2に分割されている場合を示して
いる。Wl、、r、・・・。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a dRAM according to an embodiment. 1. The memory array consists of a capacitor and a MOS on a semiconductor substrate using a well-known method.
It is constructed by arranging memory cells consisting of FETs in a matrix. In this example the memory array consists of two blocks MA1. This shows the case where it is divided into MA2. Wl,,r,...

WLnはメモリセルを選択駆動するワード線であり、B
Ll、BLt 、B1−1’ 、Bl−t ’ 、・・
・はメモリセルと情報電荷のやりとりを行うビット線で
ある。SAはセンスアンプ、RDt 、RD2はロウ・
デコーダである。
WLn is a word line for selectively driving memory cells, and B
Ll, BLt, B1-1', Bl-t',...
・ is a bit line that exchanges information charges with memory cells. SA is a sense amplifier, RDt and RD2 are low
It is a decoder.

第2図はビット線プリチャージ回路部の概略構成を示す
。対をな1ビツト線(B L sとIILl。
FIG. 2 shows a schematic configuration of the bit line precharge circuit section. A pair of 1-bit lines (BLs and IILl).

Bl2とB L2 、−、 B l−nとBLn)の間
にはそれぞれこれらのビット線間を短絡するためのN4
0SFETTIが接続されている。これらの短絡用MO
SFETTsのゲートは第1のクロック・ジェネレータ
CGAの発生する第1のクロックにより駆動されるよう
になっている。また各ビット−〇− 線には、ドレインがVccに接続されたビット線プリチ
ャージ用MOSFET−T2 、T3が設けられている
。これらプリチャージ用MOSFET−T2 、T3の
ゲート・ノードNは、第1のクロックに所定時間遅延し
て第2のクロック・ジェネレータCGeから発生される
第2のクロックによりVccに充電されるようになって
いる。ビット線プリチャージ用MOSFET−T2 、
T:lのゲート赤ノードNにはまた二つの昇圧回路1.
2が設けられている。一方の昇圧回路1は、MOS F
ET−T4 c、Ts a、Ts cおよび昇圧用キャ
パシタC101C2Cにより構成される。この昇圧回路
1は前記第2のクロックから所定時間遅延した第3クロ
ツクを発生する第3のりOツク・ジェネレータCGoに
より駆動される。もう一つの昇圧回路2は、MOSFE
T−T4 o 、Ts o 。
N4 is connected between Bl2 and B L2 , -, B l-n and BLn) to short-circuit these bit lines.
0SFETTI is connected. MO for these short circuits
The gates of the SFETTs are driven by a first clock generated by a first clock generator CGA. Further, each bit line is provided with bit line precharging MOSFETs T2 and T3 whose drains are connected to Vcc. The gate nodes N of these precharge MOSFETs T2 and T3 are charged to Vcc by a second clock generated from a second clock generator CGe with a predetermined time delay after the first clock. ing. Bit line precharge MOSFET-T2,
The gate red node N of T:l also has two booster circuits 1.
2 is provided. One booster circuit 1 is a MOS F
It is composed of ET-T4 c, Ts a, Ts c and a boosting capacitor C101C2C. This booster circuit 1 is driven by a third clock generator CGo which generates a third clock delayed by a predetermined time from the second clock. Another booster circuit 2 is a MOSFE
T-T4 o, Ts o.

T0nおよび昇圧用キャパシタCID、C2Hにより構
成される。この昇圧回路2は前記第3のクロックより更
に所定時間遅延した第4のクロックを発生する第4のク
ロック・ジェネレータCODにより駆動される。
It is composed of T0n and boosting capacitors CID and C2H. This booster circuit 2 is driven by a fourth clock generator COD that generates a fourth clock that is further delayed by a predetermined time from the third clock.

ここで二つの背圧回路1.2の、プリチャージ用MOS
FET−T2 、Tsのゲー(・・ノードNを昇圧する
ためのキャパシタCicどCanとは、容量比が例えば
前溝が1に対して後右が4となるように設定されている
。これにJ:す、先に駆動される昇圧回路1のブートス
トラップ比が例えば0.15に対して、後に駆動される
昇圧回路2のそれが0.6となるように設定されている
Here, the two back pressure circuits 1.2 and MOS for precharging
FET-T2, Ts gate (... Capacitors Cic and Can for boosting the node N are set such that the capacitance ratio is, for example, 1 in the front groove and 4 in the rear right. J: The bootstrap ratio of the booster circuit 1 driven first is set to, for example, 0.15, while that of the booster circuit 2 driven later is set to 0.6.

このように構成されたビット線プリチャージ回路でのプ
リチャージの動作を説明する。プリチャージ期間に入る
と先ず、第1のクロック・ジェネレータCGAから第1
のクロックが発生され、これにより短絡用MOSFET
−Ttがオンになって多対をなすビット線RL1.Bl
−を間、B10゜8L2間、・・・が全で短絡される。
The precharge operation in the bit line precharge circuit configured as described above will be explained. When entering the precharge period, the first clock generator CGA first
A clock is generated, which causes the shorting MOSFET
-Tt is turned on, forming multiple pairs of bit lines RL1. Bl
-, B10°8L2, and so on are all short-circuited.

アクティブ時、一方がV c c s他方がVssにな
っていた各ビット線対はこれにより全て(1/2)Vc
cレベルに設定される。この後例えば4nsec経過後
に第2のクロック・ジェネレータCG eより第2のク
ロックが発生され、プリチャージ用MO8F E T−
T2 、T3のゲート・ノードNがVccにプリチャー
ジされる。これにより各ビット線にプリチャ−ジが開始
される。このときプリチャージ用MOSFET−T2 
、T3は5極管動作領域で導通状態となるため、充電速
度はそれ程早くない。次に例えば4nsec経過後、一
方の昇圧回路1側の第3のクロック・ジェネレータCG
cから第3のクロックが発生される。昇圧用キャパシタ
CICニハ予めMOSFET−Ts o を介LTVc
cが充電されており、また第2のクロックにより駆動さ
れるMOSFET−Tr、oによりキャパシタC20に
Vccが充電される。従って第3のクロックによりMO
SFET−T4 CはゲートがVoo以上に昇圧されて
導通し、このMOSFET−T2Oを介してキャパシタ
etcによりプリチャージ用MO3FET−T2 、T
3のゲート・ノードNがVca+αまで昇圧される。こ
の結果、プリチャージ用MO8F E T−、T2 T
3は3極管動作領域に入り、ビット線のプリチャージが
加速される。但しこのとき、キャパシタC1cとプリチ
ャージ用MOSFET−T2 、T3のブートストラッ
プ比は0.1程度であり、ゲート・ノードNの昇圧レベ
ルαはプリチャージ用MO8F E T−72、T3の
しきい値v thPi!度であって、ビット線の充電は
未だそれ程早くない。そしてこの後例えば4nsea経
過後に、もう一方の昇圧回路2側の第4のクロック・ジ
ェネレータCGnが第4のクロックを発生する。これに
より背圧回路1の動作と同様に、プリチャージ用MOS
FET−T2 、T3のゲート・ノードNをVco+β
に昇圧する。この昇圧回路2ではブートストラップ比が
大きく、従ってβが大きく、ゲート・ノードNはVcc
の1.5倍程度に昇圧される。こうして各ビット線は階
段状にプリチャージされ、Vccレベルまで充電される
When active, each bit line pair, one of which was at V c c s and the other at Vss, is now all (1/2) Vc
It is set to c level. After this, for example, after 4 nsec has elapsed, a second clock is generated from the second clock generator CG e, and the precharge MO8FET-
The gate nodes N of T2 and T3 are precharged to Vcc. This starts precharging each bit line. At this time, precharge MOSFET-T2
, T3 are conductive in the pentode operating region, so the charging speed is not so fast. Next, for example, after 4 nsec has elapsed, the third clock generator CG on one booster circuit 1 side
A third clock is generated from c. Boosting capacitor CIC Niha LTVc via MOSFET-Ts o
The capacitor C20 is charged to Vcc by the MOSFET-Tr, o driven by the second clock. Therefore, by the third clock, MO
The gate of SFET-T4C is boosted to a voltage higher than Voo and becomes conductive, and precharge MO3FET-T2, T
The gate node N of No. 3 is boosted to Vca+α. As a result, MO8FET-, T2T for precharging
3 enters the triode operation region, and precharging of the bit line is accelerated. However, at this time, the bootstrap ratio of the capacitor C1c and the precharging MOSFETs T2 and T3 is approximately 0.1, and the boost level α of the gate node N is equal to the threshold of the precharging MOSFETs T2 and T3. vthPi! However, the charging of the bit line is still not that fast. After this, for example, after 4 nsea has elapsed, the fourth clock generator CGn on the other booster circuit 2 side generates the fourth clock. As a result, similar to the operation of back pressure circuit 1, the precharge MOS
FET-T2, T3 gate node N to Vco+β
Pressure increases to In this booster circuit 2, the bootstrap ratio is large, so β is large, and the gate node N is Vcc
The voltage is boosted to about 1.5 times. In this way, each bit line is precharged stepwise and charged to the Vcc level.

第3図は第2図の回路をより具体化した回路構成を示す
。第3図においては、ピッ1−線プリチャージ用MOS
FETのゲート・ノードNをVc。
FIG. 3 shows a circuit configuration that is a more specific version of the circuit shown in FIG. In Figure 3, the pin 1-line precharge MOS
The gate node N of the FET is set to Vc.

に充電するための第2のクロック・ジェネレータCGB
の部分および昇圧回路1.2の部分を詳細に示している
。他の第1.第3および第4のクロック・ジェネレータ
は、ψ位りロック・ジェネレータCGx 、CG2 、
・・・を多段に縦続接続した回路により構成している。
a second clock generator CGB for charging the
and the booster circuit 1.2 are shown in detail. Other first. The third and fourth clock generators are ψ-order lock generators CGx, CG2,
It consists of a circuit in which... are connected in cascade in multiple stages.

初段のクロック・ジェネレータCG1が第2図の第1の
クロック・ジェネレータCG八に相当し、7段目のクロ
ック・ジェネレータCG 7が同じく第3のクロック・
ジェネレータCGcに相当し、9段目のクロック・ジェ
ネレータCG eが第4のクロック・ジェネレータCG
 I)に相当する。このように多段接続した単位クロッ
ク・ジェネレータの出力段を選択することにより、必要
なりロック間の遅延時間を設定するようになっている。
The first stage clock generator CG1 corresponds to the first clock generator CG8 in FIG. 2, and the seventh stage clock generator CG7 corresponds to the third clock generator CG8.
Corresponds to generator CGc, and the ninth stage clock generator CG e is the fourth clock generator CG.
Corresponds to I). By selecting the output stage of the unit clock generators connected in multiple stages in this way, the delay time between locks can be set as required.

第2のクロック・ジェネレータCGaは3段目のクロッ
ク・ジェネレータCG1の出力クロックにより駆動され
る。クロック・ジェネレータの構成は周知のものである
ので、詳lllな説明は省略する。
The second clock generator CGa is driven by the output clock of the third stage clock generator CG1. Since the configuration of the clock generator is well known, detailed explanation will be omitted.

昇圧回路1.2の部分の第3図と第2図の対応関係を説
明すると次の通りである。第3図の昇圧回路1のキャパ
シタM3 、M4がそれぞれ第2図の昇圧回路1のキャ
パシタCIC,C20に対応する。同様に昇圧回路2で
は、4.ヤパシタM6 。
The correspondence between FIG. 3 and FIG. 2 for the booster circuit 1.2 will be explained as follows. Capacitors M3 and M4 of booster circuit 1 in FIG. 3 correspond to capacitors CIC and C20 of booster circuit 1 in FIG. 2, respectively. Similarly, in the booster circuit 2, 4. Yapasita M6.

M7がそれぞれキャパシタCID、C2Dに対応する。M7 corresponds to capacitors CID and C2D, respectively.

また第3図の昇圧回路1のMOSFET−Q:13 、
 Q:l 2およびQstがそれぞれ第2図の昇圧回路
1のMOSFET−T4 C,Tii cおよびTsc
に対応する。同様に昇圧回路2では、MOSFET−Q
4 a 、Q42おJ、びQ41がそれぞれMOSFE
T−T4 D 、Ts oおよびTsnに対応する。
In addition, MOSFET-Q:13 of the booster circuit 1 in FIG.
Q: l 2 and Qst are MOSFET-T4 C, Tii c and Tsc of booster circuit 1 in FIG. 2, respectively.
corresponds to Similarly, in booster circuit 2, MOSFET-Q
4 a, Q42OJ, and Q41 are each MOSFE
T-T4 D , corresponding to Ts o and Tsn.

このように構成されたブリヂャージ回路の動作を次に説
明する。第4図はそのタイムチャートを示している。プ
リチャージ期間に入る前、り[lツクφP1およびφP
2は’I+”レベルである。この間に、MOSFET−
Os 2およびQ42を介してそれぞれキャパシタM3
おJ、びM6のノードがVccにプリチャージされてい
る。またキャパシタM4およびM7のノード即らMOS
FET−Q39およびQ43のゲートは、それぞれMO
SFET−Qs 4 、Qs 6およびQ44.Q45
にJ:り短絡されている。クロックφP1およびφp2
が″゛L″L″レベル、初段のクロック・ジェネレータ
CG1の出力クロックφ1 (第1のクロック)が発生
すると、これにより前述のようにビット線対の短絡用M
OSFETが駆動される。
The operation of the bridge circuit configured in this manner will be described next. FIG. 4 shows the time chart. Before entering the precharge period,
2 is 'I+' level. During this time, MOSFET-
Capacitor M3 through Os 2 and Q42 respectively
Nodes J and M6 are precharged to Vcc. Also, the nodes of capacitors M4 and M7, that is, MOS
The gates of FET-Q39 and Q43 are MO
SFET-Qs4, Qs6 and Q44. Q45
niJ: short-circuited. Clocks φP1 and φp2
When the output clock φ1 (first clock) of the first-stage clock generator CG1 is generated, the short-circuit M of the bit line pair is generated as described above.
OSFET is driven.

3段目のクロック・ジェネレータCG3の出力クロツク
φヨが立ち上がるとこれにより第2のクロック・ジェネ
レータCG eが駆動され、その出力段MO8F E 
T−020を介してビット線プリチャージ用MOSFE
Tのゲート・ノードNをVccに充□電するクロックφ
B(第2のクロック)が立ち上がる。このとき同時に昇
圧回路1.2ではそれぞれMOSFET−Q3 s 、
Q4 tがオンしてキャパシタM4 、M7に充電がな
される。7段目のクロック・ジェネレータCG 7の出
力クロックφ7 (第3のクロック)が立ち上がると、
一方の昇圧回路1側でキャパシタM3’、M4を介して
MOSFET−033のドレイン、ゲートがVcc以上
に昇圧され、これによりこのMOS FET−033を
介してクロックψBのレベルが僅かにVccを越えて上
4づる。史に9段目のクロック・ジェネレータCG 9
の出力り[]ツクφ9(第4のクロック)が立ら上がる
ど、同様にもう一方の昇圧回路2でキャパシタMs 、
M7を介してMOSFET−043のドレイン、ゲート
が昇圧され、このMOSFET−043を介してクロッ
クφBのレベルが十分高い伯に¥f圧される。
When the output clock φ of the third stage clock generator CG3 rises, it drives the second clock generator CGe, and its output stage MO8FE is driven.
Bit line precharge MOSFE via T-020
Clock φ that charges the gate node N of T to Vcc
B (second clock) rises. At this time, in the booster circuit 1.2, MOSFET-Q3 s,
Q4t is turned on and capacitors M4 and M7 are charged. When the output clock φ7 (third clock) of the seventh stage clock generator CG7 rises,
On one side of the booster circuit 1, the drain and gate of MOSFET-033 are boosted to above Vcc via capacitors M3' and M4, and as a result, the level of clock ψB slightly exceeds Vcc via this MOS FET-033. Top 4. The ninth clock generator CG in history 9
When the output signal [ ] φ9 (fourth clock) rises, the capacitor Ms,
The drain and gate of MOSFET-043 are boosted through M7, and the level of clock φB is increased to a sufficiently high level through MOSFET-043.

以上のようにこの実施例によれば、第4図から明らかな
ように、対をなずピッ]−線B L 、 −B〒は先ず
(1/2)Vccに設定され、その後ビット線プリチャ
ージ用MO8F E Tのゲート・ノードNに与えられ
るクロックφBが階段状に昇圧されることにより、ビッ
ト線BL、l”31−が階段状にプリチャージされる。
As described above, according to this embodiment, as is clear from FIG. By stepping up the clock φB applied to the gate node N of the charging MO8FET in a stepwise manner, the bit line BL, l''31- is precharged in a stepwise manner.

従ってビット線プリチャージ時の(N/dtが小さくな
り、dRAMの動作マージンを大きく改善することがで
きる。
Therefore, (N/dt at the time of bit line precharging becomes small, and the operating margin of dRAM can be greatly improved.

本発明は上記した実施例に限られるものではなく、その
趣旨を逸脱しない範囲r種々変形して実施することがで
きる。
The present invention is not limited to the embodiments described above, and can be implemented with various modifications without departing from the spirit thereof.

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

第1図は本発明の一実施例のdRAMの概略構成を示す
図、第2図はそのビット線プリチャージ回路部の構成を
示す図、第3図はそのビット線プリチャージ回路部をよ
り具体化した回路構成を示す図、第4図はその動作を説
明4るためのタイムチャート、第5図および第6図は従
来の問題点を説明するだめの波形図である。 MAl、MA2・・・メモリアレイ・ブロック、BL、
B1.、・・・ビット線、WL・・・ワード線、CG 
A・・・第1のクロック・ジェネレータ、CGB・・・
第2のクロック・ジェネレータ、CG c・・・第3の
クロック・ジェネレータ、CG o・・・第4のクロッ
ク・ジェネレータ・ジェネレータ、T1・・・短絡用M
OSFET、T2 、T3・・・ビット線プリチャージ
用MOSFET、1.2・・・昇圧回路。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a dRAM according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the configuration of its bit line precharge circuit section, and FIG. 3 is a diagram showing the bit line precharge circuit section in more detail. FIG. 4 is a time chart for explaining its operation, and FIGS. 5 and 6 are waveform diagrams for explaining conventional problems. MAl, MA2...Memory array block, BL,
B1. ,...Bit line, WL...Word line, CG
A...first clock generator, CGB...
Second clock generator, CG c...Third clock generator, CG o...Fourth clock generator/generator, T1...M for short circuit
OSFET, T2, T3... MOSFET for bit line precharge, 1.2... Boost circuit.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)半導体基板に少なくとも、情報電荷を蓄積するキ
ャパシタを持つメモリセルが複数個マトリクス状に配列
形成されたメモリアレイと、メモリセルを選択駆動する
複数本のワード線と、選択されたメモリセルと情報電荷
のやりとりを行う複数本のビット線とが集積形成された
半導体記憶装置において、ビット線プリチャージ回路は
、対をなすビット線間を短絡するためのMOSFETの
ゲートを駆動する第1のクロックを発生する第1のクロ
ック・ジェネレータと、各ビット線のプリチャージ用M
OSFETのゲートを電源電圧にプリチャージする、前
記第1のクロックより所定時間遅延した第2のクロック
を発生する第2のクロック・ジェネレータと、前記各プ
リチャージ用MOSFETのゲートを電源電圧以上に昇
圧するための少なくとも二つの昇圧回路を順次駆動する
、前記第2のクロックより遅延した第3および第4のク
ロックを順次発生する第3および第4のクロック・ジェ
ネレータとを有することを特徴とする半導体記憶装置。
(1) A memory array in which a plurality of memory cells each having at least a capacitor for accumulating information charges are arranged in a matrix on a semiconductor substrate, a plurality of word lines for selectively driving the memory cells, and a selected memory cell. In a semiconductor memory device in which a plurality of bit lines and a plurality of bit lines for exchanging information charges are integrated, a bit line precharge circuit has a first MOSFET gate that drives a MOSFET gate to short-circuit a pair of bit lines. A first clock generator that generates a clock, and an M for precharging each bit line.
a second clock generator that generates a second clock delayed by a predetermined time from the first clock that precharges the gate of the OSFET to the power supply voltage; and a second clock generator that generates a second clock that is delayed by a predetermined time from the first clock, and boosts the gate of each of the precharge MOSFETs above the power supply voltage. and third and fourth clock generators that sequentially generate third and fourth clocks delayed from the second clock, which sequentially drive at least two booster circuits for the purpose of Storage device.
(2)前記第1〜第4のクロック・ジェネレータは、単
位クロック・ジェネレータを多段縦続接続した回路を用
いて、その出力段を選択することにより各クロック間の
遅延時間がそれぞれ所定値に設定されている特許請求の
範囲第1項記載の半導体記憶装置。
(2) The first to fourth clock generators use a circuit in which unit clock generators are connected in multi-stage cascade, and the delay time between each clock is set to a predetermined value by selecting the output stage thereof. A semiconductor memory device according to claim 1.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53105324A (en) * 1977-02-25 1978-09-13 Toshiba Corp Semiconductor dynamic memory unut
JPS59160888A (en) * 1983-03-01 1984-09-11 Nec Corp Bit line precharging system

Patent Citations (2)

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