JPS63228491A - Dynamic type semiconductor memory device - Google Patents

Dynamic type semiconductor memory device

Info

Publication number
JPS63228491A
JPS63228491A JP62061620A JP6162087A JPS63228491A JP S63228491 A JPS63228491 A JP S63228491A JP 62061620 A JP62061620 A JP 62061620A JP 6162087 A JP6162087 A JP 6162087A JP S63228491 A JPS63228491 A JP S63228491A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bit line
potential
dummy cell
reference voltage
line pair
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP62061620A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Kojima
誠 小島
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electronics Corp filed Critical Matsushita Electronics Corp
Priority to JP62061620A priority Critical patent/JPS63228491A/en
Publication of JPS63228491A publication Critical patent/JPS63228491A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To eliminate a reference voltage generating circuit for precharging by making both dummy cells an active condition only for a prescribed period at the time of inputting the selecting signal of a dummy cell or at the time of balancing the potential of a bit line pair. CONSTITUTION:Even when the memory information of either of the low and high of memory cells C1 and Q5 is sensed and amplified, both bit line pair potentials after keeping the balance of potential of bit line pairs BL and BL' following the above information can be made constant regardless of the memory information of memory cells C1 and Q5. By adjusting the threshold voltage of the transfer transistor of dummy cells Q7', C3; Q8', C4, and the high potential impressed to the gate and a dummy cell capacity, the bit line pair balancing voltage can be made coincident with a reference voltage VBP. Namely, in a usual operation, a power source for a reference voltage VBP (power source voltage/2 or value a little lower than it) of a large capacity is not required.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ダイナミック型半導体記憶装置に関するもの
であり、特にそのメモリセルの内容を読み出す感知増幅
器を構成する回路に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a dynamic semiconductor memory device, and more particularly to a circuit constituting a sense amplifier for reading out the contents of a memory cell.

従来の技術 近年、半導体装置の集積度の向上、とりわけ、半導体記
憶装置の高集積化・大容量化には目を見張るものがある
。ダイナミック型半導体記憶装置は、1ビツト当たりの
記憶回路を構成するメモリ素子が1キヤパシタ・1トラ
ンジスタの、いわゆる、1トランジスタ・セルであるた
め、記憶容量の点において大容量化の最先端を行くとと
もに、ビット当たりの単価も安(でき、パーソナルコン
ピュータから大型計算機まで幅広い応用がなされている
2. Description of the Related Art In recent years, there has been a remarkable increase in the degree of integration of semiconductor devices, and in particular, the increase in the degree of integration and capacity of semiconductor memory devices. Dynamic semiconductor memory devices are at the cutting edge of increasing storage capacity because the memory element that makes up the memory circuit for each bit is one capacitor and one transistor, so-called one transistor cell. The unit price per bit is also low, and it has a wide range of applications from personal computers to large-scale computers.

ダイナミック型半導体記憶装置においては、メモリセル
への記憶書き込みがビット線からワード線信号によって
、トランスファゲート・トランジスタを介してメモリセ
ル・キャパシタに電荷を蓄積することにより行われる。
In a dynamic semiconductor memory device, data is written into a memory cell by storing charge in a memory cell capacitor via a transfer gate transistor in response to a word line signal from a bit line.

また、読み出しは、メモリセル・キャパシタに蓄積され
た電荷をあらかじめ基準電圧にプリチャージされたビッ
ト線に転送し、その時、ビット線に現れるわずかな電位
変化を感知増幅器により増幅し、出力回路に伝達するこ
とにより行う。以下に、従来のダイナミック型半導体記
憶装置の感知増幅時の動作について説明する。
In addition, for reading, the charge accumulated in the memory cell capacitor is transferred to the bit line that has been precharged to a reference voltage, and at that time, the slight potential change that appears on the bit line is amplified by a sense amplifier and transmitted to the output circuit. Do by doing. The operation of a conventional dynamic semiconductor memory device during sense amplification will be described below.

第2図(a)は、従来のダイナミック型半導体記憶装置
の要部等価回路図であり、Nチャンネル型のMOSトラ
ンジスタおよびキャパシタよりなるメモリセル、相補型
感知増幅器ならびにダミーセルよりなるダイナミック型
半導体記憶装置の一回路例であり、第2図(b)は、同
図(a)の各部ノードの信号波形を模式的に示したもの
である。
FIG. 2(a) is an equivalent circuit diagram of a main part of a conventional dynamic semiconductor memory device, and is a dynamic semiconductor memory device consisting of a memory cell consisting of an N-channel MOS transistor and a capacitor, a complementary sense amplifier, and a dummy cell. FIG. 2(b) schematically shows signal waveforms at various nodes in FIG. 2(a).

第2図(a)において、Nチャンネル型MOSトランジ
スタQINI Q2N、 Q3N、 Pチャンネル型M
O3トランジスタQIP、 Q2PI Qspよりなる
感知増幅器はビット線対BL、BLに一接続され、一方
のビット線BLにはキャパシタCI 、)ランジスタQ
5よりなるメモリセルが、他方のビット線BLにはキャ
パシタC2、トランジスタQ8よりなるメモリセルが、
それぞれ、接続されており、また、トランジスタQi 
+ Q131キャパシタC3よりなる感知増幅時の容量
バランスをとるためのダミーセル、およびトランジスタ
Qs r Q+41キャパシタC4よりなるダミーセル
も、それぞれのビット線BL、BLに接続されている。
In FIG. 2(a), N-channel type MOS transistors QINI Q2N, Q3N, P-channel type M
A sense amplifier consisting of O3 transistors QIP, Q2PI Qsp is connected to a pair of bit lines BL, BL, and one bit line BL is connected to a capacitor CI, a transistor Q
A memory cell consisting of a capacitor C2 and a transistor Q8 is on the other bit line BL.
are connected to each other, and the transistor Qi
A dummy cell consisting of a Q131 capacitor C3 for balancing the capacitance during sensing amplification, and a dummy cell consisting of a transistor Qs r Q+41 capacitor C4 are also connected to the respective bit lines BL, BL.

なお、一般に、ビット線対にはそれぞれ複数個のメモリ
セルが接続されるが、ここでは簡単のために、それぞれ
のビット線に単位のメモリセルを接続した図を用いて説
明をする。また、ダミーセルの各キャパシタC3、C4
の容量Cdはメモリセルのキャパシタct I C2の
容量Csと等しい。さらに、各ビット線BL、BLには
ビット線プリチャージ用トランジスタQllI Q10
が接続されており、また、ビット線対平衡化用にトラン
ジスタQ4が接続されている。先の、ダミーセル・キャ
パシタCs 、C4にもそれぞれトランジスタQ13I
Q’口がプリチャージ用に接続されている。
Although a plurality of memory cells are generally connected to each bit line pair, here, for simplicity, explanation will be given using a diagram in which a unit of memory cells is connected to each bit line. In addition, each capacitor C3, C4 of the dummy cell
The capacitance Cd of is equal to the capacitance Cs of the memory cell capacitor ct I C2. Furthermore, each bit line BL has a bit line precharge transistor QllIQ10.
A transistor Q4 is also connected for bit line pair balancing. Transistors Q13I are also connected to the dummy cell capacitors Cs and C4, respectively.
Q' port is connected for precharging.

列選択信号φ2により開閉されるトランスファゲート・
トランジスタQs 、Q+oが、それぞれ、ビット線対
BL、BLとデータ線対DL、DLとの間に接続されて
いる。
The transfer gate is opened and closed by the column selection signal φ2.
Transistors Qs and Q+o are connected between the bit line pair BL and the data line pair DL and DL, respectively.

次に第2図(b)を用いて各部に印加されるクロック波
形を追ってみる。第2図(b)で、φIN+φIPsφ
21φ3Iφ4IφWL+φWR,φ0−L、φDWR
で示すようなりロック信号が、第2図(a)の対応符号
で示される各ノードに印加される。ノードφRにはビッ
ト線対BL、BLプリチャージ用信号が、また、ノード
φ3にはダミーセル・キャパシタC3、C4プリチャー
ジ・用信号がそれぞれ印加される。ここでプリチャージ
用電源である基準電圧verはメモリ部がNチャンネル
MO8の場合であればソフトエラーを改善するために電
源電圧/2より若干低めに設定されているため、前記三
信号のレベルは特に電源電圧より高い必要はない。ノー
ドφWL、φWR,φDWL・φDWRには、ノードφ
Wに電源電圧より高く昇圧された信号がアドレス入力に
対応して行選択信号・ダミーセル選択信号として印加さ
れる。ノードφIN+φIPには感知増幅器駆動用クロ
ックが印加される。感知増幅器は、待機時にはノードφ
3.φRに電源電圧が印加されており、このとき、ビッ
ト線対BL、BLおよびダミーセル・キャパシタC3e
 C4は基準電圧V8Pにプリチャージされている。活
性時には、まずノードφ3.φRのレベルをロウにした
後、アドレス入力信号に応じて昇圧ノード信号φWをそ
れぞれ行選択信号・ダミーセル選択信号としてノードφ
WL・φ畦・φ’DWL・φ’ DWRに印加する。
Next, let us trace the clock waveforms applied to each part using FIG. 2(b). In Fig. 2(b), φIN+φIPsφ
21φ3Iφ4IφWL+φWR, φ0-L, φDWR
A lock signal as shown in FIG. 2(a) is applied to each node indicated by a corresponding symbol in FIG. 2(a). The bit line pair BL and a BL precharge signal are applied to the node φR, and the dummy cell capacitors C3 and C4 precharge signal are applied to the node φ3. Here, the reference voltage ver, which is the precharge power supply, is set slightly lower than the power supply voltage /2 in order to improve soft errors if the memory section is an N-channel MO8, so the levels of the three signals are In particular, it does not need to be higher than the power supply voltage. Nodes φWL, φWR, φDWL and φDWR have nodes φ
A signal boosted to a voltage higher than the power supply voltage is applied to W as a row selection signal/dummy cell selection signal in response to an address input. A sense amplifier driving clock is applied to the node φIN+φIP. The sense amplifier is connected to node φ when on standby.
3. A power supply voltage is applied to φR, and at this time, bit line pair BL, BL and dummy cell capacitor C3e
C4 is precharged to reference voltage V8P. When activated, first node φ3. After setting the level of φR to low, the boosted node signal φW is used as a row selection signal and a dummy cell selection signal, respectively, according to the address input signal to connect the node φ.
Apply to WL, φ ridge, φ'DWL, φ' DWR.

今、メモリセルC+側を選択するようにアドレスを与え
て、ノードφWLとノードφ’DWRに昇圧信号が印加
されると、メモリセル・キャパシタC+がビット線BL
と、ダミーセル・キャパシタC4がビット線BLと各々
接続される。ビット線BLにおいては、そこに蓄積され
ていた電荷により、電位に変化が現れる。第2図(b)
ではメモリセル・キャパシタC+にハイ(電源電圧Vc
c=5V)が記憶されていた場合を実線で示してあり、
ビット線容量とメモリセル容量との比、すなわち、cb
/ Cs比が10/1では0.25V程度基準電圧電位
VBPより高(なる。またメモリセル・キャパシタC+
にロウ(接地電位=OV)が記憶されていた場合には第
2図(b)に破線で示すように、0.25V程度基準電
圧電位vopより低(なる。
Now, when an address is given to select the memory cell C+ side and a boost signal is applied to the node φWL and the node φ'DWR, the memory cell capacitor C+ is connected to the bit line BL.
and a dummy cell capacitor C4 are respectively connected to the bit line BL. In the bit line BL, a change in potential appears due to the charges accumulated there. Figure 2(b)
Then, the memory cell capacitor C+ is high (power supply voltage Vc
The solid line indicates the case where c=5V) is stored.
The ratio of bit line capacitance to memory cell capacitance, i.e., cb
/ Cs ratio is 10/1, it becomes higher than the reference voltage potential VBP by about 0.25V. Also, the memory cell capacitor C+
If a low (ground potential=OV) is stored in , as shown by the broken line in FIG. 2(b), it becomes lower than the reference voltage potential vop by about 0.25V.

一方、ビット線BLにおいては、ダミーセル・キャパシ
タC4が接続され、感知増幅時のビット線対の容量バラ
ンスをとる。すなわち、メモリセルにハイまたはロウが
記憶されていた場合として、ダミーセル・キャパシタC
4の電位はそれぞれ図の実線、破線に示すようになる。
On the other hand, a dummy cell capacitor C4 is connected to the bit line BL to balance the capacitance of the bit line pair during sensing amplification. That is, if a high or low level is stored in the memory cell, the dummy cell capacitor C
The potentials of No. 4 are shown by solid lines and broken lines in the figure, respectively.

次に、ノードφINにハイの信号を印加することにより
Nチャンネル側トランジスタQIN、 Q2N、 Q3
Nよりなる感知増幅器を動作させ、引き続きノードφI
Pにロウの信号を印加することによりPチャンネル側ト
ランジスタQIP、 Q2P、 Qspよりなる感知増
幅器を動作させて、わずかな電位差を増幅し、一方を接
地電位に、他方をVCC電位にし一連の感知増幅を行う
。このようにして・感知増幅器により増幅されたこの列
の信号は、列選択信号φ2によりトランスファゲート・
トランジスタQ)、Q8を介してデータ線対DL、D丁
に伝達され、出力端子へと伝えられる。
Next, by applying a high signal to the node φIN, the N-channel side transistors QIN, Q2N, Q3
The sense amplifier consisting of N is operated, and then the node φI
By applying a low signal to P, the sense amplifier consisting of P channel side transistors QIP, Q2P, and Qsp is operated to amplify the slight potential difference, and one is set to ground potential and the other to VCC potential, and a series of sense amplification is performed. I do. The signal of this column amplified by the sense amplifier in this way is transferred to the transfer gate by the column selection signal φ2.
The signal is transmitted to the data line pair DL and D via the transistors Q) and Q8, and then to the output terminal.

そしてデータ読み出し周期の終わりは、まずノードφ2
をロウにし、データ線とビット線を分離した後、ノード
φ−をロウにし、ビット線BLとメモリセル・キャパシ
タCI  、ビット線BLとダミーセル・キャパシタC
4を分離する。さらに、ノードφ1Nをロウに、ノード
φ1Pをハイにし、感知増幅器の動作を止める。この後
にノードφR2φ3をハイにすることにより、回路はプ
リチャージ状態に入り、ビット線間を短縮し、さらにビ
ット線対およびダミーセル・キャパシタc3 、 c4
を基準電圧VBPにプリチャージするようにする。
Then, at the end of the data read cycle, first, node φ2
After making low and separating the data line and bit line, the node φ- is made low, and the bit line BL and memory cell capacitor CI, the bit line BL and dummy cell capacitor C
Separate 4. Further, the node φ1N is set low and the node φ1P is set high, stopping the operation of the sense amplifier. After this, by making nodes φR2φ3 high, the circuit enters a precharge state, shortens the distance between the bit lines, and further connects the bit line pair and dummy cell capacitors c3 and c4.
is precharged to the reference voltage VBP.

ここで基準電圧verからの電荷の流入出量をそれに接
続されているビット線対BL、B丁、ダミーセル・キャ
パシタC3* C4について考えて見る。それぞれの容
量はCb、Cdとする。まずプリチャージ状態で、これ
ら容量に1積されている総電荷は2VBP・(Cb+’
Cd)で与えられる。
Here, the amount of charge flowing in and out from the reference voltage ver will be considered with respect to the bit line pair BL, B, and dummy cell capacitors C3*C4 connected thereto. The respective capacitances are assumed to be Cb and Cd. First, in the precharge state, the total charge multiplied by these capacitors is 2VBP・(Cb+'
Cd).

次にメモリセルCI にハイが書き込まれていた場合、
感知増幅直後ではcb−vcc+cci−vepであり
、メモリセルC+にロウが書き込まれていた場合、感知
増幅直後では(Cb+Cd)−Vcc+cci−v、、
pとなり、メモリセルの記憶内容により感知増幅完了時
のこれら容量に蓄積された総電荷量が異なり、またプリ
チャージ時の総電荷量とも異なることとなる。このため
、この異なる総電荷量は基準電圧VBPに対しての電流
として現れ、この電流がメモリセルの記憶内容によって
変化することとなる。
Next, if high is written to memory cell CI,
Immediately after sensing amplification, it is cb-vcc+cci-vep, and if a row has been written to memory cell C+, immediately after sensing amplification, (Cb+Cd)-Vcc+cci-v,
p, and the total amount of charge accumulated in these capacitors at the time of completion of sensing amplification differs depending on the storage content of the memory cell, and also differs from the total amount of charge at the time of precharging. Therefore, this different total charge amount appears as a current with respect to the reference voltage VBP, and this current changes depending on the storage content of the memory cell.

いまは、メモリセルC1についてのべたが、他のメモリ
セルについても同様のことがいえる。一般に、ダイナミ
ック型半導体記憶装置では第2図(a)で示したような
回路が複数個配列されており、複数個の回路が同時に動
作する。たとえば汎用1メガビットダイナミック型半導
体記憶装置では上記のような回路が2000個程度同時
に動作するのが一般的である。ここで、ビット線容量c
bを0.5pF、ダミーセル容量Cdをo、ospF’
Although the memory cell C1 has been described above, the same can be said about other memory cells. Generally, in a dynamic semiconductor memory device, a plurality of circuits as shown in FIG. 2(a) are arranged, and the plurality of circuits operate simultaneously. For example, in a general-purpose 1 megabit dynamic semiconductor memory device, it is common for about 2000 circuits as described above to operate simultaneously. Here, bit line capacitance c
b is 0.5 pF, dummy cell capacitance Cd is o, ospF'
.

電源電圧VCCを5v、基準電圧vepをVcc/2よ
り若干低めの2.45Vとして、試算すると、基準電圧
VBPからの流入量はメモリセルでの記憶情報により変
化し、−0,36nQ 〜+0.16nQとなる。さら
に、プリチャージ期間を考え、この電荷をたとえば数+
nS以内に完全に補給しようとすると、基準電圧VBP
回路の等価電源インピーダンスは数オームとなる。
A trial calculation is made assuming that the power supply voltage VCC is 5V and the reference voltage Vep is 2.45V, which is slightly lower than Vcc/2.The amount of inflow from the reference voltage VBP changes depending on the information stored in the memory cell, and is -0.36nQ to +0. It becomes 16nQ. Furthermore, considering the precharge period, this charge can be reduced to, for example, a number +
If an attempt is made to completely replenish the supply within nS, the reference voltage VBP
The equivalent power supply impedance of the circuit is several ohms.

発明が解決しようとする問題点 上記のような従来の回路方式においては、基準電圧電源
vapの負荷がメモリセルの記憶情報により変動するう
え、等価電源インピーダンス数オーム以下の非常に電源
容量の大きい基準電圧発生口 ′路を組み込む必要があ
った。また、半導体集積回路内で、このような基準電圧
発生回路を低消費電力かつプロセスのばらつきに対して
安定に作ることは非常に困難である。さらに、レイアウ
トにおいてはダミーセルはメモリセルに比して余分にプ
リチャージ用のトランジスタ(第2図(a)においては
トランジスタQ+3. Q口)および基準電圧verの
配線を必要とし、メモリセルのピッチにおいてコンパク
トにレイアウトをすることが非常に困難となり、メモリ
セルピッチにあわせる必要上、冗長なレイアウトが強い
られてきた。
Problems to be Solved by the Invention In the conventional circuit system as described above, the load on the reference voltage power supply vap fluctuates depending on the information stored in the memory cell, and the standard has a very large power supply capacity with an equivalent power supply impedance of several ohms or less. It was necessary to incorporate a voltage generation port. Furthermore, it is extremely difficult to create such a reference voltage generation circuit within a semiconductor integrated circuit with low power consumption and stability against process variations. Furthermore, in the layout, dummy cells require extra precharging transistors (transistor Q+3. It has become very difficult to create a compact layout, and the need to match the memory cell pitch has forced a redundant layout.

本発明は上記従来の問題点を解消するものであり、基準
電圧発生回路を必要とせず、またダミーセルとメモリセ
ルをレイアウト寸法的に同じに扱え、低消費電力で、プ
ロセス的に安定で、コンパクトなレイアウトを可能とす
るダイナミック型半導体記憶装置を与えるものである。
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, does not require a reference voltage generation circuit, allows dummy cells and memory cells to be treated in the same layout size, has low power consumption, is stable in terms of process, and is compact. The present invention provides a dynamic semiconductor memory device that enables flexible layout.

問題点を解決するための手段 本発明は、行及び列の形でマトリクス状に配列された複
数個のメモリセルと、前記各列のメモリセルにトランス
ファゲートを介して接続されたビット線対を有する感知
増幅器と、トランスファゲートを介して前記ビット線対
のそれぞれに接続されたダミーセルと、アドレス入力手
段と、前記感知増幅器の信号をデータ出力端子に読み出
す手段と、データ入力信号端子のデータを書き込む手段
とを有してなり、前記ダミーセルの選択信号入力時もし
くは前記ビット線対の電位平衡化時に、前記両ダミーセ
ルを所定期間だけ活性状態にする機能をそなえたダイナ
ミック型半導体記憶装置である。
Means for Solving the Problems The present invention comprises a plurality of memory cells arranged in a matrix in the form of rows and columns, and bit line pairs connected to the memory cells in each column via transfer gates. a sense amplifier having a dummy cell connected to each of the bit line pairs via a transfer gate, address input means, means for reading a signal of the sense amplifier to a data output terminal, and writing data of the data input signal terminal. The dynamic semiconductor memory device has a function of activating both the dummy cells for a predetermined period when a selection signal for the dummy cell is input or when the potential of the bit line pair is balanced.

作用 本発明によれば、メモリセルのロウ、ハイのいずれの記
憶情報を感知増幅しようとも、それに続くビット線対の
電位平衡化後の両ビット線対電位を、メモリセルの記憶
情報によらず、一定とすることができる。また、ダミー
セルのトランスファゲート・トランジスタの閾値電圧、
そのゲートに印加するハイの電位およびダミーセル容量
を調整することにより、ビット線対平衡電圧を基準電圧
VBPに一致させることができる。すなわち通常動作に
おいては先に示したような大容量の基準電圧VBP(電
源電圧/2またはそれより若干低い値)用の電源を必要
としな(なる。
According to the present invention, regardless of whether low or high stored information of a memory cell is sensed and amplified, the potentials of both bit line pairs after the potentials of the bit line pair are balanced regardless of the stored information of the memory cell. , can be constant. Also, the threshold voltage of the transfer gate transistor of the dummy cell,
By adjusting the high potential applied to the gate and the dummy cell capacitance, the bit line pair equilibrium voltage can be made to match the reference voltage VBP. That is, in normal operation, there is no need for a large-capacity power source for the reference voltage VBP (power supply voltage/2 or a value slightly lower than that) as described above.

実施例 以下に、第1図(a) 、 (b)で示す回路図および
タイミング図を参照して本発明のダイナミック型半導体
記憶装置の一実施例について説明する。第1図(a)は
、一実施例の回路図であり、第2図(a)の従来例に比
して、ビット線プリチャージ用トランジスタQll、 
Q12、ダミーセル部のプリチャージ・トランジスタQ
 Is * 014が無い構成である。また、第1図(
b)に示す本実施例のタイミング図において、ダミーセ
ル選択信号φDWL *φDWRの波形が第2図(b)
の従来例のものとは異なっている。以下これらの図を用
いて本実施例の回路動作を説明する。
Embodiment An embodiment of the dynamic semiconductor memory device of the present invention will be described below with reference to the circuit diagrams and timing diagrams shown in FIGS. 1(a) and 1(b). FIG. 1(a) is a circuit diagram of one embodiment, and compared to the conventional example of FIG. 2(a), the bit line precharge transistor Qll,
Q12, precharge transistor Q in dummy cell section
This is a configuration without Is*014. Also, Figure 1 (
In the timing diagram of this embodiment shown in FIG. 2(b), the waveform of the dummy cell selection signal φDWL *φDWR is as shown in FIG. 2(b).
This is different from the conventional example. The circuit operation of this embodiment will be explained below using these figures.

第1図(a)中、φIN、φIP+ φ2.φR2φW
L。
In FIG. 1(a), φIN, φIP+ φ2. φR2φW
L.

φWRで示す各入力信号対応の各ノードには、第1図(
b)に示される各クロック信号が印加される。ノードφ
WL、φlには、従来例と同様な昇圧信号が印加され、
また、ノードφOWL、φDWRに印加されるハイの電
位は、ダミーセルのトランスファゲート・トランジスタ
の閾値電圧、ダミーセル容量および基準電圧VBPと関
係があるが、ここでは簡単のために、電源電圧VCCと
する。まず、感知増幅器が待機時にはノードφR、ノー
ドφDWL 、φDWRに電源電圧V、ccが印加され
ており、ビット線対BL、BLおよびダミーセル・キャ
パシタC3。
Each node corresponding to each input signal denoted by φWR is shown in Fig. 1 (
Each clock signal shown in b) is applied. node φ
A boost signal similar to the conventional example is applied to WL and φl,
Further, the high potential applied to the nodes φOWL and φDWR is related to the threshold voltage of the transfer gate transistor of the dummy cell, the dummy cell capacitance, and the reference voltage VBP, but here, for simplicity, it is assumed to be the power supply voltage VCC. First, when the sense amplifier is on standby, power supply voltages V and cc are applied to nodes φR, nodes φDWL and φDWR, bit line pair BL and dummy cell capacitor C3.

C4はビット線対電位平衡化によって基準電圧VBPに
なっているとする。ここで、トランジスタQ’7〜+ 
Q’8 tそれぞれの閾値電圧を電源電圧から基準電圧
vap引いた値より低(設定する。モしてノードφRの
レベルをロウにした後、メモリセルC1を選択するとし
てアドレス信号を印加すると、アドレス入力信号に応じ
てそれぞれ行選択信号・ダミーセル選択信号として昇圧
ノードφWL、ノードφDWRに信号のハイが印加され
る。このことにより、メモリセル・キャパシタC1がビ
ット線BLと接続され、そこに蓄積されていた電荷によ
りビット線電位に変化が現れる。第1図(b)ではメモ
リセル・キャパシタC1にハイ(電源電圧Vcc=5V
)が記憶されていた場合の電位VCIを実線で示してあ
り、若干基準電圧電位vopより高くなる。またメモリ
セル・キャパシタC1にロウ(接地電位=OV)が記憶
されていた場合には破線で示すように、若干基準電圧電
位vapより低(なる。一方、ノードφDWHに信号が
印加されるため、ダミーセル・キャパシタC4はビット
線BLと接続され、感知増幅時のビット線対の容量バラ
ンスをとる。メモリセノしくこハイまたはロウが=8憶
されていた場合として、ダミーセル・キャパシタC4の
電位VC4はそれぞれ第1図(b)の実線、破線に示す
。次に、ノードφINにハイの信号を印加することによ
りNチャンネル個トランジスタQIN。
It is assumed that C4 has become the reference voltage VBP due to bit line potential balancing. Here, transistor Q'7~+
Set the threshold voltage of each Q'8 t to be lower than the value obtained by subtracting the reference voltage vap from the power supply voltage. After setting the level of the node φR to low, apply the address signal to select the memory cell C1. According to the address input signal, a high signal is applied to the boosted node φWL and the node φDWR as a row selection signal and a dummy cell selection signal, respectively.This connects the memory cell capacitor C1 to the bit line BL and stores the data there. A change appears in the bit line potential due to the electric charge that had been stored in the memory cell capacitor C1 in FIG. 1(b).
) is stored, the potential VCI is shown by a solid line, and is slightly higher than the reference voltage potential vop. In addition, when a low (ground potential = OV) is stored in the memory cell capacitor C1, as shown by the broken line, it becomes slightly lower than the reference voltage potential vap.On the other hand, since a signal is applied to the node φDWH, The dummy cell capacitor C4 is connected to the bit line BL and balances the capacitance of the bit line pair during sensing and amplification.Assuming that the memory sensor is high or low = 8, the potential VC4 of the dummy cell capacitor C4 is This is shown by solid lines and broken lines in FIG.

Q 2N 、 Q 3Nよりなる感知増幅器を動作させ
、引き続き、ノードφIPにロウの信号を印加すること
により、Pチャンネル側トランジスタQIP、 Q2P
By operating the sense amplifier consisting of Q 2N and Q 3N and subsequently applying a low signal to the node φIP, the P-channel side transistors QIP and Q2P are activated.
.

Q3Pよりなる感知増幅器を動作させて、わずかな電位
差を増幅し、一方を接地電位に、他方を電源電圧VCC
の電位にし、一連の感知増幅をする。そして、この感知
増幅の間に、非選択ダミーセル信号線φ0%4Lを電源
電圧にし、この非選択ダミーセルを活性化する。ただし
、この活性化するタイミングは感知増幅の初期を避は感
知増幅に対して雑音とならないようにする。このように
することにより、感知増幅の間に一方のダミーセル容量
にハイ電位を、他方のダミーセル容量にロウ電位を充電
することができる。ただし、ダミーセル容量に充電され
るハイ電位は電源電位からトランスファゲート・トラン
ジスタの閾値電圧を引いたものである。そして感知増幅
器により増幅されたこの列の信号は、列選択信号φ2に
より、トランスファゲート・トランジスタQs v Q
+oを介してデータ線対DL、DLに伝達され、出力端
子へと伝えられる。
A sense amplifier consisting of Q3P is operated to amplify a slight potential difference, and one side is connected to the ground potential and the other side is connected to the power supply voltage VCC.
potential and perform a series of sensing amplifications. During this sense amplification, the unselected dummy cell signal line φ0%4L is set to the power supply voltage to activate this unselected dummy cell. However, the timing of this activation should be set to avoid the initial stage of sensing amplification so as not to cause noise to the sensing amplification. By doing so, it is possible to charge one dummy cell capacitor with a high potential and the other dummy cell capacitor with a low potential during sensing amplification. However, the high potential charged to the dummy cell capacitor is the power supply potential minus the threshold voltage of the transfer gate transistor. The column signal amplified by the sense amplifier is transferred to the transfer gate transistor Qs v Q by the column selection signal φ2.
+o to the data line pair DL, DL, and then to the output terminal.

そして、データ読み出し周期の終わりは、まず、ノード
φ2をロウにし、データ線とビット線を分離した後、ノ
ードφ−Rをロウにし、ビット線BLとメモリセル・キ
ャパシタCI 、ビット線BLとダミーセル・キャパシ
タc4を分離する。
At the end of the data read cycle, first, the node φ2 is set low, the data line and the bit line are separated, and then the node φ-R is set low, and the bit line BL and the memory cell/capacitor CI are connected to each other, and the bit line BL and the dummy cell are connected to each other. - Isolate capacitor c4.

さらに、ノードφINをロウに、ノードφIPをハイに
し、感知増幅器の動作を止める。この後にノードφRを
ハイにし、ビット線電位が平衡化し、平衡化された後に
ノードφD%4L+φDWRをロウにしプリチャージを
完了し待機状態になる。本実施回路では、基準電圧電源
は無いので、ビット線対電位平衡化の前後において、回
路系内の総電荷量は保存されなければならない。回路系
内のビット線BL、BL、ダミーセル・キャパシタc3
 、 c4についての総電荷量を考えてみる。それぞれ
の容量をCb、Cdとする。まず、ビット線対電位平衡
化後で、これら容量に蓄積されている総電荷は2Vep
・(Cb+Cd、)で与えられる。次に、ビット線対電
位平衡化の直前では、本実施例によるとメモリセル・キ
ャパシタCIにハイ、ロウのいずれが書き込まれていた
場合でも、総電荷量はCb−vcc+cd・(vcc+
vT)である。(ただし、vTはトランスファゲート・
トランジスタQ7 、Qaの閾値電圧)両者の総電荷量
を等しくするにはトランスファゲート・トランジスタの
閾値電圧vTを適当に選べばよく、その時の基準電圧V
apはVcc/2−Cd−Vt / (Cb+Cd)/
2で与えられる。従来例と同様の条件で、たとえば閾値
電圧vTを1.1vとすれば、基準電圧verを2.4
5Vにすることが可能である。
Further, the node φIN is set low and the node φIP is set high, stopping the operation of the sense amplifier. After this, the node φR is made high, the bit line potential is balanced, and after being balanced, the node φD%4L+φDWR is made low, completing the precharge and entering a standby state. In this embodiment circuit, there is no reference voltage power supply, so the total amount of charge within the circuit system must be preserved before and after the bit line potential balancing. Bit lines BL, BL, dummy cell capacitor c3 in the circuit system
, c4. Let the respective capacitances be Cb and Cd. First, after the bit line potential is balanced, the total charge stored in these capacitors is 2Vep.
・It is given by (Cb+Cd,). Next, just before bit line potential balancing, according to this embodiment, regardless of whether high or low is written to the memory cell capacitor CI, the total charge amount is Cb-vcc+cd(vcc+
vT). (However, vT is a transfer gate
(Threshold voltage of transistors Q7 and Qa) To equalize the total amount of charge of both transistors, the threshold voltage vT of the transfer gate transistor should be appropriately selected, and the reference voltage V at that time
ap is Vcc/2-Cd-Vt/(Cb+Cd)/
It is given by 2. Under the same conditions as the conventional example, for example, if the threshold voltage vT is 1.1V, the reference voltage ver is 2.4V.
It is possible to make it 5V.

発明の効果 本発明によれば、ビット線対電位平衡化のみにより、ビ
ット線対のプリチャージ電位を電源電圧の半分より若干
低めに設定できるため、プリチャージ用基準電圧発生回
路が不要となる。またダミーセルとメモリセルをレイア
ウト寸法的に同じに扱うことができる。本発明はこのよ
うなダイナミック型半導体記憶装置を与える。
Effects of the Invention According to the present invention, the precharge potential of the bit line pair can be set to be slightly lower than half of the power supply voltage only by equalizing the bit line pair potential, thereby eliminating the need for a precharge reference voltage generation circuit. Furthermore, dummy cells and memory cells can be treated in the same manner in terms of layout dimensions. The present invention provides such a dynamic semiconductor memory device.

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

第1図(a) 、 (b)は本発明一実施例の回路図、
信号波形概略図、第2図(a) 、 (b)は従来例の
回路図、と信号波形概略図である。 Q+N* Q2Nl−Q3N、 QIPI Q2PI 
Q3P・旧・・感知増幅器を構成するトランジスタ、C
+、Qs・・・甲メモリセルを構成するキャパシタおよ
びトランジスタ、C2* Qe・・・・・・メモリセル
を構成するキャパシタおよびトランジスタ、Q゛7 *
 C3・・・・・・ダミーセルを構成するトランジスタ
およびキャパシタ、Q’s 、 C4−=ダミーセルを
構成するトランジスタおよびキャパシタ、B L 、 
B L ・−・−・・ビット線対、DL、DL・・・・
・・データ線対。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はが1名第1図 7ドI/ん〜p 第1図 (b) LL       。 第2m (嬶 勢− 7Fレス−(υ 第2Fl!J (b)
FIGS. 1(a) and 1(b) are circuit diagrams of an embodiment of the present invention,
FIGS. 2(a) and 2(b) are a circuit diagram of a conventional example and a schematic diagram of signal waveforms. Q+N* Q2Nl-Q3N, QIPI Q2PI
Q3P/Old...Transistor that makes up the sense amplifier, C
+, Qs...Capacitor and transistor forming memory cell A, C2* Qe...Capacitor and transistor forming memory cell, Q゛7*
C3...Transistor and capacitor forming a dummy cell, Q's, C4-=transistor and capacitor forming a dummy cell, BL,
B L ・−・−・Bit line pair, DL, DL・・・・
...Data line pair. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao (1 person) Figure 1 (7) I/n~p Figure 1 (b) LL. 2nd m (7th floor) (υ 2nd Fl! J (b)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 行及び列の形でマトリクス状に配列された複数個のメモ
リセルと、前記各列のメモリセルにトランスファゲート
を介して接続されたビット線対を有する感知増幅器と、
トランスファゲートを介して前記ビット線対のそれぞれ
に接続されたダミーセルと、アドレス入力手段と、前記
感知増幅器の信号をデータ出力端子に読み出す手段と、
データ入力信号端子のデータを書き込む手段とを有して
なり、前記ダミーセルの選択信号入力時もしくは前記ビ
ット線対の電位平衡化時に、前記両ダミーセルを所定期
間だけ活性状態にすることを特徴とするダイナミック型
半導体記憶装置。
a sense amplifier having a plurality of memory cells arranged in a matrix in rows and columns, and a bit line pair connected to the memory cells in each column via a transfer gate;
a dummy cell connected to each of the bit line pairs via a transfer gate, address input means, and means for reading out a signal from the sense amplifier to a data output terminal;
and means for writing data of a data input signal terminal, and is characterized in that both the dummy cells are activated for a predetermined period when a selection signal is input to the dummy cell or when the potential of the bit line pair is balanced. Dynamic semiconductor memory device.
JP62061620A 1987-03-17 1987-03-17 Dynamic type semiconductor memory device Pending JPS63228491A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62061620A JPS63228491A (en) 1987-03-17 1987-03-17 Dynamic type semiconductor memory device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62061620A JPS63228491A (en) 1987-03-17 1987-03-17 Dynamic type semiconductor memory device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS63228491A true JPS63228491A (en) 1988-09-22

Family

ID=13176402

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62061620A Pending JPS63228491A (en) 1987-03-17 1987-03-17 Dynamic type semiconductor memory device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS63228491A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012160230A (en) * 2011-01-31 2012-08-23 Elpida Memory Inc Semiconductor device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012160230A (en) * 2011-01-31 2012-08-23 Elpida Memory Inc Semiconductor device
US9171606B2 (en) 2011-01-31 2015-10-27 Ps4 Luxco S.A.R.L. Semiconductor device having complementary bit line pair

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR0177776B1 (en) Data sensing circuit for highly integrated semiconductor memory device
JP2698030B2 (en) DRAM structure
KR910009442B1 (en) Semiconductor memory device
US5091885A (en) Dynamic type random-access memory having improved timing characteristics
US6438049B1 (en) Variable equilibrate voltage circuit for paired digit lines
EP0077935B1 (en) Dynamic memory device
JPH10149677A (en) Dynamic semiconductor storage
JPH0447584A (en) Semiconductor memory
JPS61142591A (en) Semiconductor storage device
US20110013467A1 (en) System and Method for Reading Memory
JPH0480479B2 (en)
JPH03272087A (en) Semiconductor storage device
JP3179793B2 (en) Semiconductor memory device and reading method therefor
JP2980368B2 (en) Dynamic semiconductor memory device
KR960000891B1 (en) Dynamic ram in which timing of end of data read out is earllier
WO1985002314A2 (en) Semiconductor memory
EP1091359B1 (en) Nonvolatile semiconductor memory
JPS61296598A (en) Dummy word line drive circuit for mos dynamic ram
JP2713929B2 (en) Semiconductor storage device
JPS63228491A (en) Dynamic type semiconductor memory device
JPH08180688A (en) Semiconductor memory
JPS60164989A (en) Dynamic random access memory
JPH023161A (en) Memory circuit
JPH0198188A (en) Semiconductor memory device
JPS60258793A (en) Dynamic type semiconductor storage device