JPS63195896A - Dynamic ram device for multivalued storage - Google Patents

Dynamic ram device for multivalued storage

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JPS63195896A
JPS63195896A JP62026996A JP2699687A JPS63195896A JP S63195896 A JPS63195896 A JP S63195896A JP 62026996 A JP62026996 A JP 62026996A JP 2699687 A JP2699687 A JP 2699687A JP S63195896 A JPS63195896 A JP S63195896A
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JP
Japan
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bit line
memory cell
read
register
bit
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Application number
JP62026996A
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Japanese (ja)
Inventor
Kiyohiro Furuya
清広 古谷
Kazutami Arimoto
和民 有本
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPS63195896A publication Critical patent/JPS63195896A/en
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Abstract

PURPOSE:To shorten a rewriting time and the cycle time of reading operation by mixing potential levels charged in capacitor elements corresponding to the number of registers to write writing data in a selected memory cell at the time rewriting of data. CONSTITUTION:When a memory cell connected to a bit line 1a is selected, a clock phi9 is turned to 'H', and when a memory cell connected to a bit line 1b is selected, a clock phi8 is turned to 'H' and clock phi12 is also turned to 'H'. Consequently, the bit line 1a or 1b is charged with the capacitor element CB1 of a register 38 and the capacitor element CB2 of a register 36 are charged with the value of a register 37. Since the elements CB1, CB2 are set up to a value equal to the sum of the capacity of the bit line and that of the memory cell, the two capacitor elements are connected to the bit lines in parallel at a cock phi13, the potential of the bit line and the memory cells are set up to 1/3 potential written in the registers 36-38, so that rewriting operation is ended.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、多値記憶メモリ回路の改良に関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an improvement in a multi-value storage memory circuit.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第4図は例えばl5SCC85講演番号FAM17.5
に示されたダイナミックRAMと同じメモリセルを用い
た多値記憶メモリ回路の基本構成図であり、図において
lはロウデコーダ、2.2′はビット線、27下豆、3
はメモリセル、4はダミーセル、5はライトゲート、6
はチャージトランスファープリアンプ、7はセンスアン
プ、8は段階波電圧発生回路、9はコントロールレジス
タ、10はコラムレジスタ、11はコラムI10線、1
2はエンコーダ回路、13はコラムデコーダ、14はデ
ータイン用デコーダ、15はワード線、16はダミーワ
ード線である。
Figure 4 shows, for example, l5SCC85 lecture number FAM17.5
This is a basic configuration diagram of a multilevel storage memory circuit using the same memory cells as the dynamic RAM shown in FIG.
is a memory cell, 4 is a dummy cell, 5 is a write gate, 6
is a charge transfer preamplifier, 7 is a sense amplifier, 8 is a step wave voltage generation circuit, 9 is a control register, 10 is a column register, 11 is a column I10 line, 1
2 is an encoder circuit, 13 is a column decoder, 14 is a data-in decoder, 15 is a word line, and 16 is a dummy word line.

次に動作について説明する。メモリセル3によるメモリ
アレイは一般のダイナミックRAMと全く同じであり、
ダミーセル4を用いた差動センス方式をとっている。通
常のDRAMと異なる点は、ワード線15およびダミー
ワード線16に階段波発生回路8で発生させた階段波電
圧Φ8を印加する点及びΦ8に同期した制御パルスの情
報(Φ8の電圧値に対応させた情報)をコントロールす
るコントロールレジスタ9及びその情報を蓄えるコラム
レジスタ10とエンコーダ12を各データ線毎に備えて
いる点である。またチャージトランスファープリアンプ
6は多値記憶を行うと信号電圧が1/(M−1)(Mは
レベル数)になるようにする為のバイアス電荷注入法に
よる電荷転送型の前置増巾器であり、これにより容量の
大きいノード(データ線D)から容量の小さいノード(
センスアンプ7の入力端)へ電荷を転送する事により電
圧を増l】するものである。チャージトランスファープ
リアンプ6及びセンスアンプ7は階段波Φ8が1段上昇
する毎にメモリセルからデータ線への電荷の流出の有無
を判定し、結果をコラムレジスタ10に入れる。再書き
こみはコラムレジスタ10の情報でライトゲート5が開
くタイミングを制御する。
Next, the operation will be explained. The memory array made up of memory cells 3 is exactly the same as a general dynamic RAM,
A differential sensing method using dummy cells 4 is used. The difference from a normal DRAM is that a staircase voltage Φ8 generated by a staircase wave generation circuit 8 is applied to the word line 15 and dummy word line 16, and information on control pulses synchronized with Φ8 (corresponding to the voltage value of Φ8) is applied to the word line 15 and dummy word line 16. Each data line is provided with a control register 9 for controlling the generated information, a column register 10 for storing the information, and an encoder 12. The charge transfer preamplifier 6 is a charge transfer type preamplifier using a bias charge injection method so that the signal voltage becomes 1/(M-1) (M is the number of levels) when performing multi-value storage. This allows the connection from the node with large capacity (data line D) to the node with small capacity (data line D).
The voltage is increased by transferring charge to the input terminal of the sense amplifier 7. The charge transfer preamplifier 6 and the sense amplifier 7 determine whether or not a charge has flowed from the memory cell to the data line every time the staircase wave Φ8 rises by one step, and input the result into the column register 10. For rewriting, the timing at which the write gate 5 opens is controlled by the information in the column register 10.

第5図は2ビット/セル(n=2)の場合の読み出しと
、その際のデータ線りの電圧波形を示したもので、第6
図は第5図に対応する各時間(al〜(dlにおけるメ
モリセルのポテンシャル図を示したものである。
Figure 5 shows readout in the case of 2 bits/cell (n = 2) and the voltage waveform of the data line at that time.
The figure shows a potential diagram of the memory cell at each time (al to (dl) corresponding to FIG. 5.

情報の読み出し時には上昇階段波を印加する。When reading information, an ascending staircase wave is applied.

記憶情報として(0,1)すなわち2番目に低い電圧が
蓄積されている場合を考えると、時刻Cにおいてはじめ
てメモリセル3からデータ線りへの電荷の流出が生じ、
データ線電位VDが低下する。
Considering the case where (0, 1), that is, the second lowest voltage is stored as memory information, charge flows out from the memory cell 3 to the data line for the first time at time C.
Data line potential VD decreases.

センスアンプ7でこの変化を検出し、コラムレジスタ1
0を起動してデジタル情報(0,1)を一時記憶する。
Sense amplifier 7 detects this change, and column register 1
0 and temporarily stores digital information (0, 1).

第7図は同じ<  (0,1)の場合の書きこみとその
際のデータ線りの電圧波形を示したもので、第8図は第
7図に対応する各時間(e)〜(h)におけるメモリセ
ルのポテンシャル図を示したものである。
Figure 7 shows writing in the same case < (0, 1) and the voltage waveform of the data line at that time, and Figure 8 shows each time period (e) to (h) corresponding to Figure 7. ) shows a potential diagram of a memory cell.

書き込み時には下降階段波を印加すると共に、コントロ
ールレジスタ9の情報とコラムレジスタ10の内容を比
較し一致したところでライトゲート5を導通させ、メモ
リセル部の電荷をデータ線側に引き抜く。これらにより
(階段波の各ステップ電圧値)−(メモリセルのしきい
値電圧)の各電圧の蓄積が可能となる。
At the time of writing, a descending staircase wave is applied, and the information in the control register 9 and the contents in the column register 10 are compared, and when they match, the write gate 5 is turned on, and the charge in the memory cell portion is drawn out to the data line side. These enable accumulation of each voltage ((each step voltage value of the staircase wave) - (threshold voltage of the memory cell)).

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

従来の多値記憶ダイナミックRAM装置は以」−の様に
構成されており、破壊読み出しである為、再書き込みが
必要である。n植しベル記憶の場合この再書き込みに0
回レジスタを読み出してレジスタの内容に応じてn値の
階段波の各レベルをセルに書き込んでいくという動作が
必要であり、読み出し動作のサイクル時間が長いという
問題点があった・ この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、再書き込み時間を短縮することによって、読
み出し動作のサイクル時間を短縮できる多値記憶ダイナ
ミックRAM装置を得ることを目的とする。
A conventional multilevel storage dynamic RAM device is configured as follows, and since the reading is destructive, rewriting is required. In the case of n-embedded Bell memory, this rewrite is 0.
This invention requires the operation of reading the register twice and writing each level of the n-value staircase wave to the cell according to the contents of the register, and the cycle time of the read operation is long. The purpose of this invention is to provide a multilevel storage dynamic RAM device that can shorten the read operation cycle time by shortening the rewrite time.

〔問題点を解決するだめの手段〕[Failure to solve the problem]

この発明の第1の発明に係る多値記憶ダイナミックRA
M装置は、メモリセルの内容を読み出したビット線の電
位を(n−1)個の基準電位の各々と順次比較する比較
手段と、該各々の比較結果を格納する(n−1)ビット
のレジスタと、メモリセルへの書き込み時に一ヒ記レジ
スタの内容に従ってそれぞれに電荷の注入が行われるビ
ット線容量とメモリセルの容量の和に等しい容量の(n
 −2)個の容量素子と、読み出されたメモリセルが接
続されたビット線の寄生容量との合計(n−1)個の容
量素子と、上記(n−1)個の容量素子を1つにつない
で所望の電圧レベルを上記ビット線−トに実現するため
のスイッチング手段とを備えたものである。
Multilevel storage dynamic RA according to the first invention of the present invention
The M device includes comparing means for sequentially comparing the potential of the bit line from which the contents of the memory cell have been read out with each of (n-1) reference potentials, and (n-1) bits of comparing means for storing the results of each comparison. A register with a capacitance (n
-2) capacitive elements and the parasitic capacitance of the bit line to which the read memory cell is connected, totaling (n-1) capacitive elements, and the above (n-1) capacitive elements to 1 and switching means for connecting the bit line to the bit line to achieve a desired voltage level on the bit line.

またこの発明の第2の発明に係る多値記憶ダイナミック
RAM装置は、メモリセルの内容を読み出したビット線
の電位を3個の基準電位の各々と順次比較する比較手段
と、該各々の比較結果を格納する3ビットのレジスタと
、メモリセルへの書き込み時に上記レジスタの内容に従
ってそれぞれに電荷の注入が行われるシェアドセンスア
ンプ構成としたビット線の非選択ブロックの2本のビッ
ト線を利用した2個の容量素子と、読み出されたメモリ
セルが接続されたビット線の寄生容量との合計3個の容
量素子と、上記3個の容量素子を1つにつないで所望の
電圧レベルを上記ビット線上に実現するためのスイッチ
ング手段とを備えたものである。
Further, the multilevel storage dynamic RAM device according to the second aspect of the present invention includes comparing means for sequentially comparing the potential of the bit line from which the contents of the memory cell have been read out with each of three reference potentials, and comparing results of each of the comparisons. The system uses two bit lines: a 3-bit register that stores the data, and a shared sense amplifier configuration in which charge is injected into each register according to the contents of the register when writing to the memory cell. A total of three capacitive elements, including a capacitive element and a parasitic capacitance of the bit line to which the read memory cell is connected, are connected to one capacitor, and the desired voltage level is applied to the bit line. It is equipped with a switching means for realizing on-line.

〔作用〕[Effect]

この発明の第1.第2の発明における多値記憶ダイナミ
ックRAM装置は、上述のような構成でデータの再書き
込みの時、書き込みデータをレジスタに対応する数のコ
ンデンサに充電された電位を混合する事によって、一度
に発生して、これを選択されたメモリセルに書き込むよ
うにしたから、再書き込みに必要な時間を短縮でき、読
み出し動作のサイクル時間を短縮できる。
The first aspect of this invention. The multi-value storage dynamic RAM device according to the second invention has the above-described configuration, and when rewriting data, the written data is generated at once by mixing the potentials charged in the number of capacitors corresponding to the registers. Since the data is then written into the selected memory cell, the time required for rewriting can be shortened, and the cycle time of the read operation can be shortened.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図および第2図は本発明の一実施例による多値記憶ダイ
ナミックRAM装置を示す回路図であり、図において、
la、lbはビット線、2〜31はトランスファゲート
、32は電荷転送型プリアンプ、33はカレントミラー
型差動増幅器、34.35はインバータ、36〜38は
レジスタ、cd、、、Cd+□、Cd2.、Cd2□、
Cdzl、Cd3□はダミーセル、C□、 CIl□は
容量、39〜42は信号線である。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1st
2 and 2 are circuit diagrams showing a multilevel storage dynamic RAM device according to an embodiment of the present invention.
la and lb are bit lines, 2 to 31 are transfer gates, 32 is a charge transfer type preamplifier, 33 is a current mirror type differential amplifier, 34.35 is an inverter, 36 to 38 are registers, cd, , Cd+□, Cd2 .. , Cd2□,
Cdzl and Cd3□ are dummy cells, C□ and CIl□ are capacitors, and 39 to 42 are signal lines.

WZI%l Wtn+tはワード線、Φ1〜Φ11.Φ
1UΦ2.Φ、UΦ4.Φ5UΦ6.Φ2はクロック信
号、I 10. 、  I 10□、l10tはI10
線、Csはメモリセル容量、43はメモリセルブロック
である。
WZI%l Wtn+t is a word line, Φ1 to Φ11. Φ
1UΦ2. Φ, UΦ4. Φ5UΦ6. Φ2 is a clock signal, I10. , I10□, l10t is I10
The line Cs is a memory cell capacity, and 43 is a memory cell block.

次に動作について説明する。Next, the operation will be explained.

ビット線1aに接続されたメモリセルを読み出す場合に
は、まず、クロック信号Φ7.Φ2を“I]”レベルと
して、ビット線1a、lbを■。、−V7Hに、ダミー
セルCd 、1.  Cd tz、 Cd 21.  
Cd2□、Cd、、、Cd3□を0にプリチャージする
When reading a memory cell connected to bit line 1a, first, clock signal Φ7. With Φ2 set to "I" level, bit lines 1a and lb are set to ■. , -V7H, dummy cell Cd, 1. Cd tz, Cd 21.
Precharge Cd2□, Cd, , Cd3□ to 0.

メモリセル容量Csには、 の4値のいずれかが書きこまれており、ダミーセルの容
量は、Cd ++、  Cd 12はCsの1/6倍、
Cd2.、Cd、□、Cd3..Cd3□はCsの1/
3倍に設定されている。
One of the following four values is written in the memory cell capacity Cs, and the capacity of the dummy cell is Cd++, Cd12 is 1/6 times Cs,
Cd2. , Cd, □, Cd3. .. Cd3□ is 1/ of Cs
It is set to 3 times.

ワード線をたち上げると、メモリセルに、のいずれが書
き込まれていたかに応じてビット線1aの側の電荷転送
型プリアンプ32を(’V((V714) X Cs 
+   Cs (Vcc  Vto) +−Cs  (
VccVTH) 、  0の電荷が通過するため電荷転
送型プリアンプの出力は、電荷転送型プリアンプの出力
容量を00とすると、電荷転送型プリアンプの出力は、
それぞれ たけ低下する。一方、クロックΦ、を立ち上げると、ビ
ット線1bの側の電荷転送型プリアンプを(Vc−VT
H)の電荷が通過し、次に、りる。従って電荷転送型プ
リアンプの出力は、クロックΦ1を立ち上げる前と比べ
て、 変化する。
When the word line is raised, the charge transfer preamplifier 32 on the bit line 1a side is set to ('V((V714)
+ Cs (Vcc Vto) +-Cs (
VccVTH), since a charge of 0 passes through, the output of the charge transfer type preamplifier is: If the output capacitance of the charge transfer type preamplifier is 00, the output of the charge transfer type preamplifier is:
Each decreases in height. On the other hand, when the clock Φ is started, the charge transfer preamplifier on the bit line 1b side is activated (Vc-VT
The charge of H) passes through and then R. Therefore, the output of the charge transfer preamplifier changes compared to before starting the clock Φ1.

従って2つの電荷転送型プリアンプ出力を作動増幅器3
3で増幅した結果は、クロックΦ1.Φ2、Φ3に応じ
て表のようになる。
Therefore, the outputs of the two charge transfer preamplifiers are connected to the operational amplifier 3.
The result of amplification by clock Φ1. The table shows the results according to Φ2 and Φ3.

但し、ビット線1bに接続されたメモリセルを選択した
場合は、表の1.0は反対になる。このため、差動増幅
器出力をレジスタ36,37.38に記憶する時には、
ビット線1aに接続されたメモリセルを選択した時は、
Φ1□を“L”、Φ1□を“H”とし、ビット線1bに
接続されたメモリセルを選択した時には、Φ11を“H
”、Φ1□を“L”とする。
However, if a memory cell connected to bit line 1b is selected, 1.0 in the table is reversed. Therefore, when storing the differential amplifier output in registers 36, 37, and 38,
When selecting a memory cell connected to bit line 1a,
When Φ1□ is set to “L” and Φ1□ is set to “H” and the memory cell connected to bit line 1b is selected, Φ11 is set to “H”.
”, Φ1□ is “L”.

クロックΦ1UΦ2はΦ1またはΦ2が、クロックΦ3
0Φ4はΦ、またはΦ4が、クロックΦ。
Clock Φ1UΦ2 is Φ1 or Φ2, clock Φ3
0Φ4 is Φ, or Φ4 is clock Φ.

じΦ6はΦ5またはΦ5が“H”となった時“H”にな
るクロックであり、差動増幅器の出力が、Φ1゜(Φ2
)とΦ3 (Φ4)とΦ5 (Φ6)に同期して、レジ
スタ36,37.38に書き込まれる。
The same Φ6 is a clock that becomes "H" when Φ5 or Φ5 becomes "H", and the output of the differential amplifier is Φ1° (Φ2
), Φ3 (Φ4), and Φ5 (Φ6), and are written to registers 36, 37, and 38.

次に、ビット&?11aに接続されたメモリセルを選択
した時はΦ、を、ビット線1bに接続されたメモリセル
を選択した時はΦ8をH′とし、同時にΦ1□を“H”
とする。こうすると、ビット線la(またはlb)は、
レジスタ38の、キャパシタC1は、レジスタ36の、
キャパシタCl1zはレジスタ37の値に充電される。
Next, bit &? When the memory cell connected to bit line 11a is selected, Φ is set to H', and when the memory cell connected to bit line 1b is selected, Φ8 is set to H', and at the same time, Φ1□ is set to "H".
shall be. In this way, the bit line la (or lb) becomes
The capacitor C1 of the resistor 38 is the same as the capacitor C1 of the resistor 36.
Capacitor Cl1z is charged to the value of register 37.

キャパシタC8,。Capacitor C8,.

C8□は、ビット線容量とメモリセル容量の和に等しく
しておくので、クロックΦ1.で、2つのキャパシタと
ビット線を並列につなぐと、ビット線とメモリモルの電
位は、レジスタ36〜38に書き込まれた1の数に応じ
て、 の電位となり、再書き込み動作が終了する。
Since C8□ is set equal to the sum of the bit line capacitance and the memory cell capacitance, the clock Φ1. When the two capacitors and the bit line are connected in parallel, the potentials of the bit line and the memory mole become the following potential depending on the number of 1's written in the registers 36 to 38, and the rewriting operation ends.

外部に読み出したデータを取り出す場合には、コラムデ
コーダからの列選択信号42でトランスファゲート23
,27.31を導通状態として、I10線(I10+ 
、l102 、l103 )にレジスタの内容を読み出
すことによって行う。
When retrieving externally read data, the transfer gate 23 is activated by the column selection signal 42 from the column decoder.
, 27.31 are in a conductive state, and the I10 line (I10+
, l102, l103) by reading the contents of the registers.

外部からデータを書き込む場合は、コラムデコーダから
の列選択信号42で、トランスファゲート23,27.
31を導通状態としてI10線(I10+ 、l10z
 、l103 )にレジスタの内容を書き込み、この後
の動作は前述の再書き込み動作と同様である。
When writing data from outside, transfer gates 23, 27 .
31 is in a conductive state and the I10 line (I10+, l10z
, l103), and the subsequent operation is similar to the rewrite operation described above.

なお上記本発明の第1の発明の実施例では、再書き込み
レベル発生の為に2個のキャパシタと、ビット線容量を
用いていたが、4値のレベルを記憶する多値記憶ダイナ
ミックRAM装置であれば本発明の第2の発明により第
3図の様にシェアドセンスアンプ構成として、非選択ブ
ロックのビット線を、2個のキャパシタの代わりとして
用いればよい。
In the above embodiment of the first aspect of the present invention, two capacitors and a bit line capacitance were used to generate the rewrite level, but a multilevel storage dynamic RAM device that stores four levels can be used. If so, according to the second aspect of the present invention, a shared sense amplifier configuration as shown in FIG. 3 may be used, and the bit line of the unselected block may be used in place of the two capacitors.

次に第3図に示す本発明の第2の発明の実施例による多
値記憶ダイナミックRAM装置の動作について説明する
。第3図の回路ではセンスアンプは第1図のメモリセル
と、ダミーセルとからなるブロック43と同等な2つメ
モリセルブロック(AブロックとBブロック)によって
共用されている。Aブロックの1aのビット線に接続さ
れたメモリセルを読み出す場合について説明する。
Next, the operation of the multilevel storage dynamic RAM device according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 3 will be described. In the circuit shown in FIG. 3, the sense amplifier is shared by two memory cell blocks (A block and B block), which are equivalent to the block 43 consisting of memory cells and dummy cells shown in FIG. A case will be described in which a memory cell connected to bit line 1a of block A is read.

まずΦ2゜、Φ2IをL”としてBブロックを切り離し
、Φ32.ΦI6を“H”としAブロックをセンスアン
プに接続する。この後は、本発明の第1の発明と同様に
、ビット線1aのレベルをクロックΦ1.Φ2.Φ、に
同期してダミーセルを接続したもう一方のビット線1b
のレベルとし比較し、結果をレジスタ36,37.38
に収納する。次に、Φ11とΦ3.とΦ24を“H”と
するとじソト線la′とキャパシタ59はレジスタ36
の、ビット線1b′とキャパシタ61はレジスタ37の
ビット線1aとビット線1aに接続したメモリセルをレ
ジスタ38の記憶内容に充電する。キャパシタ45,4
6,59.61はメモリセルと同じ容量である。この後
、Φ16を“L”、Φ17を“H”。
First, set Φ2゜ and Φ2I to "L" to disconnect the B block, set Φ32.ΦI6 to "H" and connect the A block to the sense amplifier.After this, similarly to the first invention of the present invention, the bit line 1a The other bit line 1b to which a dummy cell is connected with the level synchronized with the clock Φ1.Φ2.Φ.
level and compare the results to registers 36, 37, and 38.
Store it in. Next, Φ11 and Φ3. When Φ24 is set to "H", the Soto wire la' and the capacitor 59 are connected to the resistor 36.
The bit line 1b' and the capacitor 61 charge the bit line 1a of the register 37 and the memory cell connected to the bit line 1a to the stored contents of the register 38. Capacitor 45, 4
6,59.61 has the same capacity as the memory cell. After this, set Φ16 to "L" and Φ17 to "H".

Φ2゜をH”、Φ2Iを“H″としてビット線、1a、
la′、lb’を並列接続し再書き込みレベルを発生す
る。以上のようにして、ビット線1aに接続されていた
メモリセルに再書き込みすることができる。
With Φ2゜ as "H" and Φ2I as "H", bit line 1a,
A rewrite level is generated by connecting la' and lb' in parallel. In the manner described above, it is possible to rewrite the memory cells connected to the bit line 1a.

外部とのデータの読み出し、書き出しはコラムデコーダ
で選択された行のレジスタにI10線(Ilo、、I1
0□、l103)を通じて読み出し、書き込みすること
によって行うのは前述の零発嬰の第1の発明の実施例に
よる多値記憶ダイナミックRAM装置の場合と同様であ
る。
To read and write data to/from the outside, connect the I10 line (Ilo, , I1) to the register in the row selected by the column decoder.
This is carried out by reading and writing through 0□, 1103) as in the case of the multilevel storage dynamic RAM device according to the first embodiment of the invention described above.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のようにこの発明の第1の発明によれば、多値記憶
ダイナミックRAM装置においてメモリセルの内容を読
み出したビット線の電位を(n −1)個の基準電位の
各々と順次比較する比較手段と、該各々の比較結果を格
納する(n−1)ビットのレジスタと、メモリセルへの
書き込み時に上記レジスタの内容に従ってそれぞれに電
荷の注入が行われるビット線容量とメモリセルの容量の
和に等しい容量の(n−2)個の容量素子と、読み出さ
れたメモリセルが接続されたビット線の寄生容量との合
計(n−1)個の容量素子と、上記(n−1)個の容量
素子を1つにつないで所望の電圧レベルを上記ビット線
上に実現するためのスイッチング手段とを備えたものと
し、また本発明の第2の発明によれば4値のレベルを記
憶する多値記憶ダイナミックRAM装置においてメモリ
セルの内容を読み出したビット線の電位を3個の基準電
位の各々と順次比較する比較手段と、該各々の比較結果
を格納する一3ビットのレジスタと、メモリセルへの書
き込み時に上記レジスタの内容に従ってそれぞれに電荷
の注入が行われるシェアドセンスアンプ構成としたビッ
ト線の非選択ブロックの2本のビット線を利用した2個
の容量素子と、読み出されたメモリセルが接続された一
ビット線の寄生容量との合計3個の容量素子と、上記3
個の容量素子を1つにつないで所望の電圧レベルを上記
ビット線上に実現するためのスイッチング手段とを備え
たものとして、その再書き込み動作を階段法を用いずに
一度にできるように構成したから、再書き込み時間が短
縮され、読み出し動作のサイクル時間が短縮できる効果
がある。
As described above, according to the first aspect of the present invention, in a multilevel storage dynamic RAM device, the potential of the bit line from which the contents of the memory cell are read is sequentially compared with each of (n -1) reference potentials. means, an (n-1) bit register for storing the respective comparison results, and the sum of the bit line capacitance and the memory cell capacitance into which charge is injected into each according to the contents of the register when writing to the memory cell. A total of (n-1) capacitors, including (n-2) capacitors with a capacitance equal to , and the parasitic capacitance of the bit line to which the read memory cell is connected, and a switching means for realizing a desired voltage level on the bit line by connecting two capacitive elements into one, and according to a second aspect of the present invention, four levels are stored. Comparing means for sequentially comparing the potential of a bit line from which the contents of a memory cell have been read out in a multi-level storage dynamic RAM device with each of three reference potentials, a 13-bit register for storing the results of each comparison, and a memory. When writing to a cell, charge is injected into each of the registers according to the contents of the register.The shared sense amplifier is configured with two capacitive elements using two bit lines in the unselected block of bit lines, and a A total of three capacitive elements including the parasitic capacitance of one bit line to which the memory cell is connected, and the above three
and a switching means for realizing a desired voltage level on the bit line by connecting several capacitive elements into one, and is configured so that the rewriting operation can be performed at once without using a step method. This has the effect of shortening rewriting time and shortening read operation cycle time.

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

第1図と第2図はこの発明の第1の発明の一実施例によ
る多値記憶ダイナミックRAM装置を示す構成図、第3
図はこの発明の第2の発明の一実施例による多値記憶ダ
イナミックRAM装置を示す構成図、第4図ないし第8
図は従来の多値記憶ダイナミックRAM装置を説明する
ための図である。 Cdz、Cd+z、Cdz+、Cdz□、C(JH3C
d3□はダミーセル、32は電荷転送型プリアンプ、3
3は、カレントミラー型差動増幅器、36,37.38
はレジスタ、CBI、  CB□はキャパシタ、la、
la  、lb、lb’はビット線。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
1 and 2 are block diagrams showing a multilevel storage dynamic RAM device according to an embodiment of the first aspect of the present invention, and FIG.
Figures 4 to 8 are block diagrams showing a multilevel storage dynamic RAM device according to an embodiment of the second invention of the present invention.
The figure is a diagram for explaining a conventional multilevel storage dynamic RAM device. Cdz, Cd+z, Cdz+, Cdz□, C(JH3C
d3□ is a dummy cell, 32 is a charge transfer preamplifier, 3
3 is a current mirror type differential amplifier, 36, 37.38
is a resistor, CBI, CB□ is a capacitor, la,
la, lb, and lb' are bit lines. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or equivalent parts.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)1トランジスタのキャパシタから構成されたメモ
リセルにn値(n≧3)のレベルを記憶する多値記憶ダ
イナミックRAM装置において、メモリセルの内容を読
み出したビット線の電位を(n−1)個の基準電位の各
々と順次比較する比較手段と、 該各々の比較結果を格納する(n−1)ビットのレジス
タと、 メモリセルへの書き込み時に上記レジスタの内容に従っ
てそれぞれに電荷の注入が行われるビット線容量とメモ
リセルの容量の和に等しい容量の(n−2)個の容量素
子と、読み出されたメモリセルが接続されたビット線の
寄生容量との合計(n−1)個の容量素子と、 上記(n−1)個の容量素子を1つにつないで所望の電
圧レベルを上記ビット線上に実現するためのスイッチン
グ手段とを備えたことを特徴とする多値記憶ダイナミッ
クRAM装置。
(1) In a multilevel storage dynamic RAM device that stores n levels (n≧3) in a memory cell composed of a one-transistor capacitor, the potential of the bit line from which the contents of the memory cell are read is set to (n-1). ) reference potentials, an (n-1) bit register for storing each of the comparison results, and a charge injected into each of the registers according to the contents of the registers when writing to the memory cell. The sum of (n-2) capacitive elements with a capacitance equal to the sum of the bit line capacitance to be read and the memory cell capacitance, and the parasitic capacitance of the bit line to which the read memory cell is connected (n-1) a multi-level memory dynamic device comprising: a capacitive element; and a switching means for connecting the (n-1) capacitive elements into one to realize a desired voltage level on the bit line. RAM device.
(2)上記比較手段は、上記ビット線に接続して設けら
れ読み出し時に非選択側のビット線につながるもののみ
が順次活性化される上記n値の(n−1)個のしきい値
を決める2(n−1)個の読み出し用ダミーセルを備え
たものであることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の多値記憶ダイナミックRAM装置。
(2) The comparison means is configured to calculate (n-1) threshold values of the n value, which are connected to the bit line and only those connected to the non-selected bit line are sequentially activated during reading. 2. The multilevel storage dynamic RAM device according to claim 1, further comprising 2(n-1) read dummy cells.
(3)1トランジスタ1キャパシタから構成されたメモ
リセルに4値のレベルを記憶する多値ダイナミックRA
M装置において、 メモリセルの内容を読み出したビット線の電位を3個の
基準電位の各々と順次比較する比較手段と、 該各々の比較結果を格納する3ビットのレジスタと、 メモリセルへの書き込み時に上記レジスタの内容に従っ
てそれぞれに電荷の注入が行われるシェアドセンスアン
プ構成としたビット線の非選択ブロックの2本のビット
線を利用した2個の容量素子と、読み出されたメモリセ
ルが接続されたビット線の寄生容量との合計3個の容量
素子と、上記3個の容量素子を1つにつないで所望の電
圧レベルを上記ビット線上に実現するためのスイッチン
グ手段とを備えたことを特徴とする多値ダイナミックR
AM装置。
(3) Multi-level dynamic RA that stores four levels in a memory cell composed of one transistor and one capacitor
In the M device, a comparison means for sequentially comparing the potential of the bit line from which the contents of the memory cell have been read out with each of three reference potentials, a 3-bit register for storing the results of each comparison, and writing to the memory cell. The read memory cell is connected to two capacitive elements using the two bit lines of the non-selected block of bit lines, which have a shared sense amplifier configuration in which charge is injected into each according to the contents of the above register. a total of three capacitive elements including the parasitic capacitance of the bit line, and switching means for connecting the three capacitive elements into one to realize a desired voltage level on the bit line. Characteristic multivalued dynamic R
AM device.
(4)上記比較手段は、上記ビット線に接続して設けら
れ、読み出し時に非選択側のビット線につながるものの
みが順次活性化される上記4値の3個のしきい値を決め
る6個の読み出し用ダミーセルを備えたものであること
を特徴とする特許請求の範囲第3項記載の多値記憶ダイ
ナミックRAM装置。
(4) The comparison means is provided with six units connected to the bit line, and determines the three threshold values of the four values, in which only those connected to the non-selected bit line are sequentially activated during reading. 4. A multilevel storage dynamic RAM device according to claim 3, characterized in that the multi-value storage dynamic RAM device is equipped with a read dummy cell.
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