JPS63166092A - Semiconductor storage device - Google Patents

Semiconductor storage device

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Publication number
JPS63166092A
JPS63166092A JP61315370A JP31537086A JPS63166092A JP S63166092 A JPS63166092 A JP S63166092A JP 61315370 A JP61315370 A JP 61315370A JP 31537086 A JP31537086 A JP 31537086A JP S63166092 A JPS63166092 A JP S63166092A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dummy
bit line
cell
word line
bit
Prior art date
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Pending
Application number
JP61315370A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoji Watanabe
陽二 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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP61315370A priority Critical patent/JPS63166092A/en
Publication of JPS63166092A publication Critical patent/JPS63166092A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain a dRAM with a large sense margin and to extend its refresh cycle by arranging dummy cells along dummy bit lines parallel to bit lines and selecting one dummy cell with one word line. CONSTITUTION:The dynamic type dRAM is provided with one dummy cell for each word line WL and also provided with a couple of dummy bit lines DBL for transferring information charges to and from those dummy cells DC; when a memory cell MC selected with some word line WL is connected to one bit line of a bit line couple PL, one dummy cell DC driven with this word line WL is connected to the other bit line BL from a dummy bit line DBL through a switch circuit. Only one dummy cell is therefore selected with one word line, so a reference potential written therein is left as it is for nearly the same time with the information potential of memory cells. Consequently, the potential of the dummy cell is fixed and the high sense margin is held for a long time.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の■的] (産業上の利用分野) 本発明は半導体記憶装置に係り、特にダイナミック型R
AM (dRAM)に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Objective of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to a semiconductor memory device, and particularly to a dynamic type R
Regarding AM (dRAM).

(従来の技術) 1トランジスタ/1キヤパシタのダイナミック型メモリ
セルをマトリクス状に配列形成してなるdRAMにおい
ては、各メモリセルの情報電荷を読み出す際に、セルキ
ャパシタに比べて容量の十分に大きいビット線を通して
読み出す。このため、情報の“H″レベル“L″レベル
正しく増幅するためには、高感度のセンス方式が必要と
される。通常のdRAMでは、読み出しを行なうメモリ
セルが接続されたビット線と、これと対をなす、ダミー
セルが接続されたビット線の電圧レベルを比較増幅する
方式が用いられる。ダミーセルには、メモリセルから読
み出される“H“レベルと“Lルーベルの中間電位を発
生するように通常(1/2)VCCが書込まれている。
(Prior Art) In a dRAM in which dynamic memory cells of one transistor/one capacitor are arranged in a matrix, when reading the information charge of each memory cell, a bit with a sufficiently large capacity compared to the cell capacitor is used. Read through the line. Therefore, in order to correctly amplify the "H" and "L" levels of information, a highly sensitive sensing method is required. A typical dRAM uses a method of comparing and amplifying the voltage levels of a bit line connected to a memory cell to be read and a paired bit line connected to a dummy cell. Normally (1/2) VCC is written into the dummy cell so as to generate an intermediate potential between the "H" level read from the memory cell and the "L" level.

従来の具体的なdRAMアレイの構成例を第4図に示す
。このビット線(1/2)Vccプリチャージ方式dR
AMのセンス動作を、第5図に従って簡単に説明する。
FIG. 4 shows a specific example of the configuration of a conventional dRAM array. This bit line (1/2) Vcc precharge method dR
The AM sensing operation will be briefly explained with reference to FIG.

待機時、ビット線対BL。Bit line pair BL during standby.

BLは、制御信号EQL−“H2によりVB L =(
1/2)Vc cに固定されている。セル情報読み出し
動作が開始されると、制御信号EQL−“L”とし、ビ
ット線BL、BLをフローティング状態にした後、選択
されたワード線WLを立ち上げ、このワード線により選
択されたメモリセルの情報を−ノjのビット線例えばB
Lに読み出す。
BL is controlled by the control signal EQL-“H2 so that VBL=(
1/2) Vcc is fixed at c. When the cell information read operation is started, the control signal EQL is set to "L", the bit lines BL and BL are set in a floating state, and then the selected word line WL is started, and the memory cell selected by this word line is activated. For example, B
Read out to L.

このビット線と対をなすビット線BLには、ダミーワー
ド線DWLを“H″レベルすることによりダミーセルの
信号を読み出す。ここでダミーセルには、メモリセルと
同じ容はのものを用いて予めVDC−(1/2)Vcc
なるレベルを書き込んでおけば、これを読み出した後の
ビット線BLのレベルは、ビット線BLに“1″情報が
読み出された場合と“O“情報が読み出された場合の中
間電位になる。そこでこれらビット線対BL。
A dummy cell signal is read onto the bit line BL paired with this bit line by setting the dummy word line DWL to "H" level. Here, for the dummy cell, use one with the same capacity as the memory cell, and set it to VDC - (1/2) Vcc in advance.
If a level of Become. Therefore, these bit line pairs BL.

BLの電位差をセンスアンプにより増幅することにより
、“1”読み出しと“O”読み出しに対して等しいセン
スマージンが得られる。
By amplifying the potential difference of BL with a sense amplifier, an equal sense margin can be obtained for "1" reading and "O" reading.

しかしこの様な従来のdRAMには、次のような問題が
あった。1トランジスタ/1キヤパシタで構成されたメ
モリセルの蓄積ノードは、ワード線が閉じられた後はフ
ローティングとなるため、“1”情報として蓄えられた
電荷は時間と共にリークにより減少し続ける。所定時間
毎に“1”情報の再書込みを行なうリフレッシュが必要
とされる所以である。ところが、ダミーセルは通常二本
のダミーワード線により、一つのメモリセルが選択され
る毎に半分ずつ選択されてその度に再書込みがなされて
いるため、はぼ(1/2)vccの電位が固定されてい
る。このため、メモリセルの“1”情報を正しく読み出
すためには、センスアンプの感戊をΔ■として、第6図
に示すようにメモリセル電位がVCCから(1/2)V
CC十ΔVまで減衰する時間Δを以上メモリセルを放置
しておくことはできない。これは、dRAMのリフレッ
シュサイクルを伸ばすことに対して大きい障害となる。
However, such conventional dRAM has the following problems. Since the storage node of a memory cell configured with one transistor/one capacitor becomes floating after the word line is closed, the charge stored as "1" information continues to decrease over time due to leakage. This is why refresh is required to rewrite "1" information every predetermined time. However, each time one memory cell is selected, half of the dummy cell is normally selected by two dummy word lines and rewritten each time, so the potential of (1/2) vcc is Fixed. Therefore, in order to correctly read out the "1" information of the memory cell, the sense amplifier's sensitivity is set to Δ■, and the memory cell potential is set to (1/2) V from VCC as shown in FIG.
It is not possible to leave the memory cell alone for longer than the time Δ for it to decay to CC1ΔV. This is a major obstacle to extending the refresh cycle of dRAM.

(発明が解決しようとする問題点) 以[−のように従来のダミーセル方式では、メモリセル
の書込みレベルが時間経過と」(に減衰した場合に“〕
”読み出しのセンスマージンが低下し、従ってまたリフ
レッシュサイクルを十分長くすることができない、とい
う問題があった。
(Problems to be Solved by the Invention) In the conventional dummy cell method, as shown in [-], when the write level of a memory cell decays over time,
``There was a problem in that the read sense margin decreased and therefore the refresh cycle could not be made sufficiently long.

本発明は、この様な問題を解決したdRAMを提供する
ことを目的とする。
An object of the present invention is to provide a dRAM that solves these problems.

[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明にかかるdRAMは、各ワード線毎に一個ずつダ
ミーセルが設けられ、これらのダミーセルとその情報電
荷のやりとりを行なう一対のダミービット線対が設けら
れ、あるワード線により選択されるメモリセルがビット
線対の一方に接続される場合に、このワード線により駆
動される一個のダミーセルがダミービット線からスイッ
チ回路を介して他力“のビット線に接続されるように構
成される。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) A dRAM according to the present invention includes one dummy cell provided for each word line, and a pair of dummy bit lines for exchanging information charges with these dummy cells. When a memory cell selected by a certain word line is connected to one of the bit line pair, one dummy cell driven by this word line is connected to the dummy bit line via a switch circuit, and the memory cell is connected to one of the bit line pairs. is configured to be connected to the bit line of

(作用) この様な構成とすれば、ダミーセルは一本のワード線に
より一個だけ選択されるので、これに古き込まれた参照
電位はメモリセルの情報電位と同様の時間放置されるこ
とになる。つまり、ダミーセルの電位はメモリセルのそ
れと同様の減衰特性を示す。この結果、ダミーセルの電
位が固定されてメモリセルの情報電位のみが減食する従
来方式に比べて、高いセンスマージンを長い時間保つこ
とができる。
(Function) With this configuration, only one dummy cell is selected by one word line, so the reference potential stored in it is left alone for the same amount of time as the information potential of the memory cell. . In other words, the potential of the dummy cell exhibits attenuation characteristics similar to that of the memory cell. As a result, a high sense margin can be maintained for a long time compared to the conventional method in which the potential of the dummy cell is fixed and only the information potential of the memory cell is reduced.

(実施例) 以ド、本発明の詳細な説明する。(Example) The present invention will now be described in detail.

第1図は一実施例のdRAMの概略構成を示す。?M 
fiのメモリセルMCがマトリクス配列され、これらと
情報電荷のやりとりを行なう段数のビット線対BL、B
L (BLl、BL、 、BL2 。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a dRAM according to an embodiment. ? M
fi memory cells MC are arranged in a matrix, and bit line pairs BL, B of the number of stages exchange information charges with them.
L (BLl, BL, , BL2.

BL2、・・・)が配列されている。メモリセルMCは
よく知られている1トランジスタ/1キヤパシタ構造の
ものである。各ビット線対はそれぞれセンスアンプSA
1.SA2 、・・・に接続されている。
BL2,...) are arranged. Memory cell MC has a well-known one-transistor/one-capacitor structure. Each bit line pair has a sense amplifier SA.
1. It is connected to SA2, .

メモリセルMCを選択するワード線WL、。A word line WL, which selects a memory cell MC.

WLO、−、WLn 、WLnに沿ってそれぞれ一個ず
つダミーセルDCが配設されている。これらダミーセル
DCは、メモリセルMCと同じ構造であり、ビット線B
L、BLと平行に配列形成された一対のダミービット線
DBL、DBLとの間で電イ奇のやりとりを行なうよう
になっている。ダミービット線DBL、DBLはそれぞ
れ、鳥人力インヒーダンス、低出力インピーダンス且つ
増幅度1のバッファ増幅SAt、A2を介し、スイッチ
素子S1.S2を介してビット線BL、BLに接続され
るようになっている。なお、選択されるダミーセルDC
とメモリセルMCの関係は、あるワード線(例えばWL
o)が駆動されてこれにより選ばれたメモリセルMCが
ビット線対の一方(例えばBLl)に接続される時に、
このワード線に駆動されるダミーセルDCが他方のビッ
ト線(BL、)に接続されるようになっている。
One dummy cell DC is provided along WLO, -, WLn, and WLn. These dummy cells DC have the same structure as the memory cell MC, and the bit line B
Electric current is exchanged between a pair of dummy bit lines DBL and DBL arranged in parallel with L and BL. The dummy bit lines DBL, DBL are connected to the switching elements S1. It is connected to bit lines BL and BL via S2. Note that the selected dummy cell DC
The relationship between the memory cell MC and the word line (for example, WL
o) is driven so that the selected memory cell MC is connected to one of the bit line pair (for example, BLl),
A dummy cell DC driven by this word line is connected to the other bit line (BL, ).

このように構成されたdRAMの動作を、第2図を参照
して説明する。dRAMの待機時、全ビット線BL、B
Lおよびダミービット線DBL。
The operation of the dRAM configured in this manner will be explained with reference to FIG. 2. When dRAM is on standby, all bit lines BL, B
L and dummy bit line DBL.

DBLはそれぞれ制御信号EQLB、EQLDが“H″
レベルなることにより(1/2)Vccにプリチャージ
される。読み出しが開始されると、制御信号EQLD、
EQLBともに“L”レベルとなり、全ビット線BL、
BLおよびダミービット線DBL、DBLはフローティ
ング状態になる。
DBL has control signals EQLB and EQLD “H”, respectively.
By changing the level, it is precharged to (1/2) Vcc. When reading is started, the control signal EQLD,
Both EQLB become “L” level, and all bit lines BL,
BL and dummy bit lines DBL and DBL are in a floating state.

この状態で選択されたワード線WL+  (またはWL
I)が”H”レベルになり、これによりこのワード線に
沿ったメモリセルMCおよびダミーセルDCの情報がそ
れぞれ、ビット線BLi  (またはBLI )および
ダミービット線DBL (またはDBL)に読み出され
る。ダミービット線DBL(またはDBL)の電位変化
は、バッファ増幅器A2  (またはA、)を介し、ス
イッチ素子S2(またはS、)を介して、ビット線BL
I  (またはBLi )に伝達される。つまり、一つ
のワード線により選択されたメモリセルとダミーセルの
情報は、対をなすビット線BLとBLに分配されて伝達
されるようになっている。この後、スイッチ素子s、、
s2をオフにしてダミービット線DBL、DBL、をビ
ット線BL、BTから切離し、センスアンプ活性化信号
SENによりセンスアンプSAIを活性化してビット線
対BL、BLのセンスを開始する。更に選択されたワー
ド線WLI(またはWLI)を落とす前に制御信号EQ
LDm”H”レベルとして、このワード線で選ばれたダ
ミーセルに(1/2)Vccを再書込みする。
In this state, the selected word line WL+ (or WL
I) becomes "H" level, and thereby the information of memory cells MC and dummy cells DC along this word line is read to bit line BLi (or BLI) and dummy bit line DBL (or DBL), respectively. The potential change of the dummy bit line DBL (or DBL) is applied to the bit line BL via the buffer amplifier A2 (or A,) and the switch element S2 (or S,).
I (or BLi). In other words, the information of the memory cell and dummy cell selected by one word line is distributed and transmitted to the paired bit lines BL and BL. After this, the switch element s,
s2 is turned off to disconnect the dummy bit lines DBL, DBL from the bit lines BL, BT, and the sense amplifier SAI is activated by the sense amplifier activation signal SEN to start sensing the bit line pair BL, BL. Furthermore, before dropping the selected word line WLI (or WLI), the control signal EQ is
LDm is set to "H" level, and (1/2) Vcc is rewritten into the dummy cell selected by this word line.

第3図はこの実施例での情報“1“のメモリセル電位と
ダミーセル電位の時間変化を、従来の第4図と対応させ
て示す。この実施例では1−述のように、一本のワード
線で一個のダミーセルしか選択されないので、ダミーセ
ルの書込みレベルもメモリセルのそれと同様に時間経過
と共に減衰する。
FIG. 3 shows temporal changes in the memory cell potential and dummy cell potential of information "1" in this embodiment, in correspondence with FIG. 4 of the prior art. In this embodiment, as described in 1-1, only one dummy cell is selected by one word line, so the write level of the dummy cell also attenuates over time like that of the memory cell.

この結果、長時間の放置に対しても高いセンスマージン
が得られる。換言すれば、この実施例のdRAMは、リ
フレッシュサイクルを従来より長いものとすることがで
きる。
As a result, a high sense margin can be obtained even when left unused for a long time. In other words, the dRAM of this embodiment can have a longer refresh cycle than the conventional one.

なお、本発明は」二記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で種々変形して実施すること
ができる。
It should be noted that the present invention is not limited to the second embodiment,
Various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.

[発明の効果] 以I−述べたように本発明によれば、ビット線と平行す
るダミービット線に沿ってダミーセルを配置し、一本の
ワード線で一個のダミーセルを選択するように構成する
ことにより、ダミーセルの基準電位をメモリセルの書込
み電位と同様に減衰させることができ、この結果センス
マージンの大きいd RA Mが得られ、またd RA
 Mのリフレッシュサイクルを長いものとすることがで
きる。
[Effects of the Invention] As described below, according to the present invention, dummy cells are arranged along dummy bit lines parallel to bit lines, and one dummy cell is selected by one word line. By this, the reference potential of the dummy cell can be attenuated in the same way as the write potential of the memory cell, and as a result, dRAM with a large sense margin can be obtained, and dRA
The refresh cycle of M can be made long.

42図而面簡11jな説明 第1図は本発明の一実施例のdRAMの構成を示す図、
第2図はその動作を説明するためのタイミング図、第3
図はメモリセルとダミーセルの書込み電位変化の様子を
示す図、第4図は従来の一般的なdRAMの構成を示す
図、第5図はその動作を説明するためのタイミング図、
第6図はそのメモリセルとダミーセルの書込み電位の変
化の様r・を示す図である。
Figure 1 is a diagram showing the configuration of a dRAM according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a timing diagram to explain its operation, and Figure 3 is a timing diagram to explain its operation.
4 is a diagram showing the structure of a conventional general dRAM, and FIG. 5 is a timing diagram for explaining its operation.
FIG. 6 is a diagram showing how the write potentials of the memory cell and dummy cell change.

MC・・・メモリセル、DC・・・ダミーセル、BL。MC...memory cell, DC...dummy cell, BL.

BL・・・ビット線、DBL、DBL・・・ダミービッ
ト線、WL、WL・・・ワード線、SAj・・・センス
アンプ、A、、A2・・・バッファ増幅器、s、、s2
・・・スイッチ素子。
BL...Bit line, DBL, DBL...Dummy bit line, WL, WL...Word line, SAj...Sense amplifier, A,, A2...Buffer amplifier, s,, s2
...Switch element.

出願人代理人 弁理1: 鈴江武彦 第3図Applicant's agent Patent attorney 1: Takehiko Suzue Figure 3

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)マトリクス配列された複数個のダイナミック型メ
モリセルと、これらのメモリセルと情報のやりとりを行
なう、それぞれセンスアンプに接続される複数対のビッ
ト線と、これらのビット線対と交差して配設されたメモ
リセル選択を行なう複数本のワード線とを有する半導体
記憶装置において、前記ビット線対に平行に配設された
一対のダミービット線と、前記ワード線により選択され
てダミービット線対のいずれか一方と基準信号電荷のや
りとりを行なう複数個のダミーセルと、あるワード線が
選択されてこれにより選択されるメモリセルがあるビッ
ト線対の一方に接続される時に、このワード線により選
択されるダミーセルがつながる方のダミービット線を他
方のビット線に接続するスイッチ回路とを備えたことを
特徴とする半導体記憶装置。
(1) Multiple dynamic memory cells arranged in a matrix, multiple pairs of bit lines that exchange information with these memory cells and are connected to sense amplifiers, and lines that intersect with these bit line pairs. In a semiconductor memory device having a plurality of word lines arranged for selecting memory cells, a pair of dummy bit lines arranged parallel to the bit line pair and a dummy bit line selected by the word line are provided. A plurality of dummy cells exchange reference signal charges with one of the pairs, and when a certain word line is selected and the selected memory cell is connected to one of the bit line pair, this word line A semiconductor memory device comprising: a switch circuit that connects a dummy bit line to which a selected dummy cell is connected to the other bit line.
(2)前記ダミーセルは、(1/2)V_c_cが書込
まれるものである特許請求の範囲第1項記載の半導体記
憶装置。
(2) The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the dummy cell is written with (1/2)V_c_c.
(3)前記ダミーセルは、メモリセルと同一構造を有す
る特許請求の範囲第1項記載の半導体記憶装置。
(3) The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the dummy cell has the same structure as a memory cell.
(4)前記ダミービット線は増幅度1のバッファ増幅器
を介し、前記スイッチ回路で選ばれたビット線に接続さ
れる特許請求の範囲第1項記載の半導体記憶装置。
(4) The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the dummy bit line is connected to the bit line selected by the switch circuit via a buffer amplifier with an amplification factor of 1.
JP61315370A 1986-12-26 1986-12-26 Semiconductor storage device Pending JPS63166092A (en)

Priority Applications (1)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997023876A1 (en) * 1995-12-25 1997-07-03 Hitachi, Ltd. Nonvolatile storage apparatus
KR100537256B1 (en) * 1996-11-19 2006-07-10 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 Semiconductor memory device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5292446A (en) * 1976-09-08 1977-08-03 Hitachi Ltd Memory

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