JPS6326897A - Semiconductor memory device - Google Patents

Semiconductor memory device

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JPS6326897A
JPS6326897A JP61169693A JP16969386A JPS6326897A JP S6326897 A JPS6326897 A JP S6326897A JP 61169693 A JP61169693 A JP 61169693A JP 16969386 A JP16969386 A JP 16969386A JP S6326897 A JPS6326897 A JP S6326897A
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line
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word
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花村 昭次
Osamu Minato
湊 修
Shigeru Honjo
本城 繁
Toshiaki Masuhara
増原 利明
Nobuyuki Moriwaki
信行 森脇
Fumio Kojima
文夫 小嶋
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Abstract

PURPOSE:To attain the battery back-up of a refreshing operation by making the number of word lines at the time of refreshing smaller electrically than the number of word lines at the time of read and write operation, thereby reducing power consumption when the chip is not selected. CONSTITUTION:As a refreshing control signal line is activated at the time of refreshing operation, word separate control signals 14, 14' are activated by division control devices 13, 13' irrespective of signal values of decoding signal lines 12, 12'. Accordingly, when a specific word line 6 is activated, division word lines 7, 7' are activated. In such case, a specific bit line 8 is not selected, and charge precharged to the bit line 8 is sent to a memory cell 3, accumulated information is written again by amplifying function of the cell itself. As the cell itself has the amplifying function of self accumulated voltage, time required for refreshing of information can be shortened very small.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、揮発性のメモリセルを用いた半導体メモリ装
置に係り、特に電池による情報保存を可能とするMO3
ランダムアクセスメモリ装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor memory device using volatile memory cells, and in particular to a semiconductor memory device using volatile memory cells, and in particular to an MO3 semiconductor memory device that enables information storage using a battery.
The present invention relates to random access memory devices.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

揮発性のメモリセルを用いた半導体メモリ装置として、
ダイナミック型メモリ装置あるいは擬似スタティック型
メモリ装置があげられる。これらのメモリ装置は、情報
をスタティックに保持するための電流供給手段をメモリ
セル内に備えていないため、セル面積を小さくすること
ができ、高集積化に適している。(1985アイ・イー
・イー・イーインターナショナルソリッドステイトサー
キッツコンファレンス(1985IEEE Inter
nationalSolid−3tate C1rcu
its Conference)1985年2月15日
、250〜251頁) (イレブンス ヨーロピアン ソリッド ステイトサー
キット コンファレンス(11th European
Solid 5tate C1rcuit Confe
rCnce)1985年9月16〜18日、139〜1
46頁) しかし、これらのメモリ”A’12では、十分低い電力
で情報のリフレッシュ動作を行なうことができないため
、電池による情報保存が不可能であった。
As a semiconductor memory device using volatile memory cells,
Examples include dynamic memory devices and pseudo-static memory devices. Since these memory devices do not have a current supply means for statically holding information in the memory cells, the cell area can be reduced and they are suitable for high integration. (1985 IEEE International Solid State Circuits Conference (1985 IEEE Inter
nationalSolid-3tate C1rcu
its Conference) February 15, 1985, pp. 250-251) (11th European Solid State Circuit Conference)
Solid 5tate C1rcuit Confe
rCnce) September 16-18, 1985, 139-1
(p. 46) However, in these memories "A'12," information cannot be refreshed with sufficiently low power, and therefore information cannot be stored using batteries.

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

上記従来のメモリ装置では、情報のリード(読み出し)
、ライト(書き込み)動作を行なうチップ選択状態での
低電力化を図り、かつ高速動作を行なうために、必要最
少限のワード線のみ活性化する。すなわち等価的にワー
ド線数を増加する、いわゆるワード線分割の技術が用い
られている。
In the conventional memory devices mentioned above, reading information
In order to achieve low power consumption and high-speed operation in a chip selected state in which a write operation is performed, only the minimum necessary number of word lines is activated. That is, a so-called word line division technique is used to equivalently increase the number of word lines.

ところで、メモリセル内に蓄えられた情報のリフレッシ
ュ(再生)動作を行なうチップ非選択(待機)状f5i
の場合のビット線への給電に要する消費電力popは次
式のように表わされる。
By the way, the chip non-selection (standby) state f5i that performs the refresh (reproduction) operation of information stored in the memory cell
The power consumption pop required to supply power to the bit line in this case is expressed by the following equation.

Pnp=k・(ΔVB/ VCC)” ・C[lB−2
N□(1) ここで、kは定数、ΔVsはビット線電圧振幅、VCC
は電源電圧、CBBは単位ビット当りのビット線容量、
Nはワード線選択に要するアドレス数(したがって Q
Nはワード線数)である。上記(1)式によると、リー
ド、ライト動作時の要求を満足するためには、Nの値を
大きくせざるを得ないため、リフレッシュ動作時の消費
電力を電池によるバックアップが可能な程度に低減する
ことができない。
Pnp=k・(ΔVB/VCC)”・C[lB−2
N□(1) where k is a constant, ΔVs is bit line voltage amplitude, VCC
is the power supply voltage, CBB is the bit line capacitance per unit bit,
N is the number of addresses required for word line selection (therefore, Q
N is the number of word lines). According to equation (1) above, in order to satisfy the requirements during read and write operations, the value of N must be increased, so the power consumption during refresh operations is reduced to the extent that battery backup is possible. Can not do it.

また、上記メモリ装置において、リード、ライト動作を
行なうチップ選択状態では、一定のサイクル時間内にビ
ット線を充電するいわゆるプリチャージ期間が必要であ
るため、駆動電力の大きな、すなわち自己寄生容量の大
きなビット線への給電手段を用いなければならない。一
方、リフレッシュ動作を行なうチップ非選択状態では、
情報が破壊されない範囲でサイクル時間を十分大きく(
チップ選択状態の場合の100倍以上)することが可能
である。しかし、上記従来のメモリセル装置では、チッ
プ選択時、非選択時にかかわらず同一のビット線給電手
段を用いているため、リフレッシュ動作を行なうチップ
非選択時のビット線給電手段を駆動するための電力が低
減できないという問題があった。
In addition, in the above memory device, in the chip selection state where read and write operations are performed, a so-called precharge period is required to charge the bit line within a certain cycle time. A means of supplying power to the bit lines must be used. On the other hand, when the chip is not selected for refresh operation,
Make the cycle time sufficiently large without destroying information (
(100 times more than in the chip selection state). However, in the above-mentioned conventional memory cell device, the same bit line power supply means is used regardless of whether a chip is selected or not, so the power required to drive the bit line power supply means when a chip that performs a refresh operation is not selected is There was a problem that it could not be reduced.

本発明の目的は、上記のような揮発性のメモリセルを用
いた半導体メモリ装置において、チップ非選択状態での
リフレッシュ動作時の消費電力を極めて小さくし、リフ
レッシュ動作の電池バックアップを可能とすることにあ
る。
An object of the present invention is to extremely reduce power consumption during a refresh operation in a chip non-selected state in a semiconductor memory device using volatile memory cells as described above, and to enable battery backup for the refresh operation. It is in.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記の目的を達成するために本発明の第1の発明は、リ
フレッシュ時にはワード線分割によるワード線数を増加
する方法をとらずに、リフレッシュ時のワード線数をリ
ード、ライト動作時のワード線数に比べて電気的に少な
くする手段を具備することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the first aspect of the present invention is to increase the number of word lines during a read and write operation without using a method of increasing the number of word lines by dividing word lines during refresh. It is characterized by comprising a means for electrically reducing the number of parts.

また1本発明の第2の発明は、各ビット線毎に駆動電力
の異なる2種類のビット線給電手段を設け、リード、ラ
イト時には該リード、ライト動作を行なうのに見合った
駆動電力のビット線供給手段を用い、リフレッシュ時に
は駆!PIIFrX力の小さい、すなわち自己寄生容量
の小さいビット線給電手段に切換えて用いることを特徴
とする。
In addition, the second aspect of the present invention is to provide two types of bit line power supply means with different driving powers for each bit line, and when reading and writing, the bit line has a driving power suitable for the read and write operations. Use the supply means and drive when refreshing! The present invention is characterized by switching to a bit line power feeding means having a small PIIFrX force, that is, a small self-parasitic capacitance.

〔作用〕[Effect]

情報のリフレッシュプ」作はワード線を活性化すること
により開始され、該ワード線に接続された全メモリセル
の情報を各々のビット線上に読み出し、これをメモリセ
ル自身あるいはカラムアンプにより増幅して再度メモリ
セルに蓄積して終了する。したがって、リフレッシュ動
作においては、メモリセルを介してビット線を共有しな
い範囲で何本かのワード線を共通化することができる。
Refreshing information is started by activating a word line, reading the information of all memory cells connected to the word line onto each bit line, and amplifying this information by the memory cell itself or by a column amplifier. The data is stored in the memory cell again and the process ends. Therefore, in a refresh operation, some word lines can be shared as long as the bit lines are not shared through memory cells.

すなわち、リフレッシュ動作時には、リード、ライト動
作時よりも等価的にワード線数を減らすことができるた
め、これにより低電力化が達成できる。
That is, during a refresh operation, the number of word lines can be equivalently reduced compared to during read and write operations, thereby achieving lower power consumption.

また、チップ非選択状態におけるリフレッシュ動作時の
サイクル時間は、リード、ライト動作時のサイクル時間
に比べて約100倍以上大きくすることが可能である。
Furthermore, the cycle time during the refresh operation in the chip non-selected state can be made approximately 100 times longer than the cycle time during the read and write operations.

したがって、ビット線を充電するプリチャージ期間も同
等に長くできる。このため、ビット線への給電手段の駆
動電力をその分小さくでき、すなわち、その自己寄生容
量も小さくできる。このように、リフレッシュ動作時に
はリード、ライト動作時よりも駆動能力の小さなビット
線給電手段に切り換えることにより、ビット線給電手段
を駆動するための電力を理想的には従来の100分の1
以下に小さくでき、低電力化が達成できる。
Therefore, the precharge period for charging the bit line can be similarly lengthened. Therefore, the driving power of the power feeding means to the bit line can be reduced accordingly, and in other words, the self-parasitic capacitance thereof can also be reduced. In this way, by switching to a bit line power supply means with a smaller driving capacity during a refresh operation than during a read or write operation, the electric power for driving the bit line power supply means can ideally be reduced to one-hundredth of the conventional power.
It can be made smaller and lower power consumption can be achieved.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は、自己増幅機能を有する揮発性のメモリセルを
用いた場合の本発明の第1の実施例のメモリ装置の回路
模式図、第2図(a)、(b)は。
FIG. 1 is a schematic circuit diagram of a memory device according to a first embodiment of the present invention in which a volatile memory cell having a self-amplification function is used, and FIGS. 2(a) and 2(b) show a circuit diagram.

その動作波形の一例を示す図で、第2図(a)は情報の
リード動作時、同図(b)はリフレッシュ動作時の信号
タイミングチャートである。
FIG. 2(a) is a signal timing chart showing an example of the operation waveform, and FIG. 2(b) is a signal timing chart during an information read operation, and FIG. 2(b) is a signal timing chart during a refresh operation.

図において、1.1′はメモリアレー、2,2′はビッ
ト線給電手段アレー、3はメモリセル、4はビット線給
電手段、5はワード線分割手段、6は主ワード線、7.
7′は分割ワード線、8はビット線、9は電源線、10
はビット線給電手段駆動信号線、11はリフレッシュ制
御信号線、12.12’はデコード信号線、13.13
′は本発明によるワード線分割制御手段、14.14’
はワード線分割制御信号線を示す。
In the figure, 1.1' is a memory array, 2 and 2' are bit line power supply means arrays, 3 is a memory cell, 4 is a bit line power supply means, 5 is a word line dividing means, 6 is a main word line, and 7.
7' is a divided word line, 8 is a bit line, 9 is a power supply line, 10
11 is a refresh control signal line; 12.12' is a decode signal line; 13.13
' is word line division control means according to the present invention, 14.14'
indicates a word line division control signal line.

このような構成のメモリ装置の動作は、チップへの入力
信号が変化した場合、あるいはチップ内部のリフレッシ
ュ制御信号が活性化された場合に開始される。まず、メ
モリアレー内の全ビット線8がビット線給電手段4によ
りプリチャージされる。メモリセルからの情報のリード
、あるいはメモリセルへの情報のライト動作の場合には
、リフレッシュ制御信号線11が非活性であるため、ア
ドレスデコーダによるデコード信号線12.12′がワ
ード線分割制御手段13.13′およびワード線分割制
御信号線14,14’を介してそのままワード線分割手
段5に入力されている。次いで、特定のワード線6が選
択され活性化されると、分割ワード線7.7′のうち一
方のみが活性化され(第2図(a)では分割ワード線7
が活性化された場合を示す)、ビット線8を介してメモ
リセル3へのリード、ライト動作が行なわれる。
The operation of a memory device having such a configuration is started when an input signal to the chip changes or when a refresh control signal inside the chip is activated. First, all bit lines 8 in the memory array are precharged by the bit line power supply means 4. In the case of reading information from a memory cell or writing information to a memory cell, since the refresh control signal line 11 is inactive, the decode signal lines 12 and 12' by the address decoder are used as the word line division control means. 13 and 13' and word line division control signal lines 14 and 14', the signals are inputted as they are to the word line division means 5. Next, when a specific word line 6 is selected and activated, only one of the divided word lines 7 and 7' is activated (in FIG. 2(a), the divided word line 7 is activated).
is activated), read and write operations to the memory cell 3 are performed via the bit line 8.

一方、リフレッシュ動作の場合には、リフレッシュ制御
信号線11が活性化されるため、ワード線分割制御手段
13.13′によってデコード信号線12.12′の信
号の如何にかかわらず、ワード線分割制御信号線14.
14’が共に活性化される。したがって1次に、特定の
ワード線6が活性化されると分割ワード線7.7′は共
に活性化される。この場合、特定のビット線8の選択は
行なわれず、このためビット線8にプリチャージされた
電荷がメモリセル3に流れ込み、セル自身の増幅機能に
より蓄積情報が再び書き込まれる。この場合、セル自身
が自己蓄積電圧の増幅機能を有するため、情報のリフレ
ッシュに要する時間は微少とすることができ、このため
ビット線の電圧振幅ΔVn((1)式)もO,SV以下
にすることができる。
On the other hand, in the case of a refresh operation, the refresh control signal line 11 is activated, so the word line division control means 13.13' controls the word line division regardless of the signal on the decode signal line 12.12'. Signal line 14.
14' are activated together. Therefore, firstly, when a specific word line 6 is activated, divided word lines 7 and 7' are activated together. In this case, a particular bit line 8 is not selected, and therefore the charge precharged on the bit line 8 flows into the memory cell 3, and the stored information is written again by the amplification function of the cell itself. In this case, since the cell itself has a self-storage voltage amplification function, the time required to refresh information can be minimized, and therefore the voltage amplitude ΔVn (formula (1)) of the bit line is also less than O, SV. can do.

本実施例によれば、リフレッシュ動作時のワード線数2
N((1)式)を1本実施例を施さない場合に比べて1
/2にすることができる。また、ビット線電圧振幅ΔV
n ((1)式)も上記のごとく微少化することができ
る。したがらて、リフレッシュ動作を行なうチップ非選
択時の消費電力を極めて小さくできるため、低電力が要
求される電池バックアップメモリ装置を実現することが
できる。
According to this embodiment, the number of word lines during refresh operation is 2.
N (formula (1)) is 1 compared to the case where the embodiment is not applied.
/2. Also, bit line voltage amplitude ΔV
n (formula (1)) can also be miniaturized as described above. Therefore, the power consumption when a chip that performs a refresh operation is not selected can be extremely reduced, making it possible to realize a battery backup memory device that requires low power.

第3図は、第1図の実施例をより具体的に示す実施例の
図で、ビット線給電手段4として絶縁ゲート型電界効果
トランジスタ(以下1M03FETと略記する)を用い
、メモリセル3として4個のMOSFETから構成され
るセルを用いた場合である。
FIG. 3 is a diagram showing a more concrete example of the embodiment shown in FIG. This is a case where a cell composed of MOSFETs is used.

また、第4図は、第1図の実施例を具体的に示す別の実
施例の図で、メモリセル3として1個のMOSFETと
1個の容量から構成されるセルを用いた場合である。こ
の場合、メモリセル自身が自己増幅機能を持たず、また
情報読み出しが破壊読み出しであるため、各ビット線8
にカラムセンスアンプ15を設けている。
Further, FIG. 4 is a diagram of another embodiment specifically showing the embodiment of FIG. 1, in which a cell composed of one MOSFET and one capacitor is used as the memory cell 3. . In this case, each bit line 8
A column sense amplifier 15 is provided.

したがって1本実施例ではビット線電圧振幅ΔVaを第
3図の実施例のように微少化することはできないが、リ
フレッシュ動作時のワード線数2Nを本実施例を施さな
い場合に比べ1/2に低減できるため、(1)式から明
らかなようにリフレッシュ動作時の低電力化が可能とな
り、電池バツクアップメモリ″装置を実現することがで
きる。
Therefore, in this embodiment, it is not possible to make the bit line voltage amplitude ΔVa as small as in the embodiment shown in FIG. As is clear from equation (1), it is possible to reduce the power consumption during the refresh operation, making it possible to realize a battery backup memory device.

なお、本発明で用いるメモリセルは、揮発性のセルであ
れば基本的に使用可能である。特に、第3図の実施例の
ように、4個のMOSFETで構成される4素子型メモ
リセルが最適であり、こげMOSFETがNチャネルの
場合は、このメモリセルは、P型基板上、あるいは、N
型基板上に形成したP型つェル内に形成される。また、
PMO8FETを転送トランジスタ、NMO3FETを
駆動トランジスタとした4MO5型のメモリセルにも適
用できることはいうまでもない。この場合、ワード線が
低レベルのときに該メモリセルが選択されてリフレッシ
ュされる。
Note that the memory cells used in the present invention can basically be used as long as they are volatile cells. In particular, a four-element type memory cell composed of four MOSFETs, as in the embodiment shown in FIG. , N
It is formed within a P-type well formed on a mold substrate. Also,
Needless to say, the present invention can also be applied to a 4MO5 type memory cell in which PMO8FET is used as a transfer transistor and NMO3FET is used as a drive transistor. In this case, the memory cell is selected and refreshed when the word line is at a low level.

なお、以上の実施例では説明を簡単にするため、非リフ
レッシュ時(リード、ライト動作時)のワード線分割数
を2としたが、リード、ライト動作時の低電力化および
高速化に対処するためには、このワード線分割数をさら
に多くする必要がある。
In addition, in the above embodiment, in order to simplify the explanation, the number of word line divisions is set to 2 during non-refreshing (read and write operations), but the number of word line divisions is set to 2 during non-refreshing operations (read and write operations). In order to achieve this, it is necessary to further increase the number of word line divisions.

上記実施例においても、ワード線分割数を多くすること
ができるのはもちろんであるが、その場合には、(1)
式から明らかなように上記効果をさらに向上することが
できる。
In the above embodiment, it is of course possible to increase the number of word line divisions, but in that case, (1)
As is clear from the formula, the above effects can be further improved.

また、上記実施例では、ワード線分割回路を例にあげて
説明したが、メモリセルを介してビット線を共有しない
ワード線すべてに対して適用できる。
Further, in the above embodiment, the word line dividing circuit has been described as an example, but the present invention can be applied to all word lines that do not share a bit line via a memory cell.

第6図は、本発明の第2の発明の実施例を模式的に現わ
した回路図である。図において、3はメモリセル、40
はチップ選択時(リード、ライト動作時)に駆動信号線
10により活性化され、ビット線8に電源線9から電荷
を給電するビット線給電手段、41はチップ非選択時(
リフレッシュ動作時)に駆動信号線10′により活性化
され、ビットN8に電源線9から電荷を給電するビット
線給電手段、6はワード線を示す、チップ選択状態での
メモリセルへのアクセスは、駆動信号線10により駆動
能力の大きなビット線給電手段2を活性化し、ビット線
8を高速にプリチャージすることにより開始される。そ
の後、デコード信号により所定のビット線、ワード線が
選択され、所定のメモリセルへの情報の書き込み、およ
びメモリセルからの情報の読み出しがビット線を介して
行なわれる。この場合、アクセス動作に要するサイクル
時間を短縮するためには、ビット線プリチャージに要す
る時間を極力少なくする。すなわち、ビット線給電手段
40の駆動電力を大きくする必要がある。一方、チップ
非選択状態では、揮発性メモリセルに蓄積された情報が
破壊されないように、情報のリフレッシュ動作を行なう
。この動作は、駆動信号線10′によりビット線給電手
段41を活性化し、ビット線8をプリチャージすること
により開始され、次いで所定のワード線が選択され、ビ
ット線上に出力された情報データをメモリセル自身ある
いはカラムセンスアンプ等により増幅してメモリセルに
再書き込みすることにより行なわれる。この場合、チッ
プ選択状態と異なる点は、メモリセルに蓄積された情報
をリフレッシュするために要するサイクル時間を、情報
が破壊されない範囲で十分大きく(チップ選択状態での
アクセスサイクル時 −間の100倍以上)することが
できる点である。したがって、この場合、ビット線のプ
リチャージに要する時間も同等に大きくできる。すなわ
ち、ビット線給電手段41の駆動電力を小さくできる。
FIG. 6 is a circuit diagram schematically showing a second embodiment of the present invention. In the figure, 3 is a memory cell, 40
41 is a bit line power supply means which is activated by the drive signal line 10 when a chip is selected (during read and write operations) and supplies charge from the power supply line 9 to the bit line 8; 41 is a bit line power supply means when the chip is not selected (
A bit line power supply means is activated by the drive signal line 10' during a refresh operation) and supplies charge from the power supply line 9 to the bit N8. 6 indicates a word line. Access to the memory cell in the chip selected state is as follows: The process is started by activating the bit line power supply means 2 having a large driving capacity using the drive signal line 10 and precharging the bit line 8 at high speed. Thereafter, a predetermined bit line and word line are selected by a decode signal, and information is written into and read from a predetermined memory cell via the bit line. In this case, in order to shorten the cycle time required for the access operation, the time required for bit line precharging is minimized. That is, it is necessary to increase the driving power of the bit line power supply means 40. On the other hand, in a chip non-selected state, an information refresh operation is performed so that the information stored in the volatile memory cells is not destroyed. This operation is started by activating the bit line power supply means 41 by the drive signal line 10' and precharging the bit line 8. Then, a predetermined word line is selected and the information data output on the bit line is transferred to the memory. This is performed by amplifying the data by the cell itself or by a column sense amplifier, etc., and then rewriting the data into the memory cell. In this case, the difference from the chip selection state is that the cycle time required to refresh the information stored in the memory cells is sufficiently large without destroying the information (100 times the access cycle time in the chip selection state). (above)). Therefore, in this case, the time required for precharging the bit line can be similarly increased. That is, the driving power of the bit line power supply means 41 can be reduced.

これにより、ビット線給電手段駆動信号線の寄生容量が
飛躍的に低減できるため、ビット線給電手段を駆動する
ための電力を低減することができる。
As a result, the parasitic capacitance of the bit line power supply means driving signal line can be dramatically reduced, so that the power required to drive the bit line power supply means can be reduced.

本実施例によれば、チップ非選択時のビット線給電手段
駆動に要する電力を、本発明を適用しない場合に比べ理
想的には17100以下(こすることができる。したが
って、チップ非選択時の消費電力を極めて小さくできる
ため、低電力性が要求される電池バックアップが可能な
メモリ装置の実現に大きな効果がある。
According to this embodiment, the power required to drive the bit line power supply means when a chip is not selected can ideally be reduced to 17100 or less compared to the case where the present invention is not applied. Since the power consumption can be extremely reduced, it has a great effect on realizing a memory device capable of battery backup that requires low power consumption.

第7図は、第6図の実施例を具体的に示す実施例の図で
、ビット線給電手段40.41としてNMO3FETを
、またメモリセルとして4個のNM○5FETで構成さ
れるセルを用いた場合である。
FIG. 7 is a diagram of an embodiment specifically showing the embodiment of FIG. 6, in which an NMO3FET is used as the bit line power supply means 40 and 41, and a cell consisting of four NM○5FETs is used as the memory cell. This is the case.

第8図(a)、(b)は、その動作波形の一例を示す図
で、第8図(a)は情報のリード動作時。
FIGS. 8(a) and 8(b) are diagrams showing an example of the operation waveforms, and FIG. 8(a) is during an information read operation.

同図(b)はリフレッシュ動作時の信号タイミングチヤ
ードである。
FIG. 6(b) shows a signal timing chart during a refresh operation.

チップ選択状態(リート、ライト動作時)で外部信号等
によりメモリセルへのアクセスが開始されると、ビット
線給電手段駆動信号線10はそれまでの状態の如何にか
かわらず、高電位となりビット線給電手段40を活性化
し、ビット線8を高速にプリチャージする。所定のワー
ド線6が選択されている期間では上記信号は低電位とな
り、ビット線給電手段40は非活性化され、この間にメ
モリセル3の情報がビット88を介して外部に読み出さ
れる。読み出しが完了すると、再度、駆動信号線lOの
信号によりビット線は高速にプリチャージされ次のアク
セスに備える。なお、この場合、駆動信号線10′は低
電位に固定されビット線給電手段41は活性化されない
。一方、チップ非選択状態(リフレッシュ動作時)では
、駆動信号線10が低電位に固定され、ビット線給電手
段40が活性化されず、駆動信号線10′、ビット線給
電手段41により、前述と同様の動作を行なう。ただし
、この場合のサイクル時間は前述の場合より十分長いた
め、メモリセル自身の情報増幅機能により高速にリフレ
ッシュが終了した後、低駆動能力のビット線給電手段4
1により低速にビット線をブリ・チャージする。このた
め、ビット線給電手段を駆動するための電力を低減でき
る。
When access to a memory cell is started by an external signal or the like in the chip selection state (at the time of read or write operation), the bit line power supply drive signal line 10 becomes high potential regardless of the previous state and the bit line The power supply means 40 is activated and the bit line 8 is precharged at high speed. During a period in which a predetermined word line 6 is selected, the signal is at a low potential, the bit line power supply means 40 is inactivated, and during this period, information in the memory cell 3 is read out via the bit 88. When the read is completed, the bit line is again precharged at high speed by the signal from the drive signal line 1O in preparation for the next access. In this case, the drive signal line 10' is fixed at a low potential and the bit line power supply means 41 is not activated. On the other hand, in the chip non-selected state (during refresh operation), the drive signal line 10 is fixed at a low potential, the bit line power supply means 40 is not activated, and the drive signal line 10' and the bit line power supply means 41 operate as described above. Perform the same action. However, since the cycle time in this case is sufficiently longer than in the above-mentioned case, after the memory cell's own information amplification function completes the refresh at high speed, the bit line power supply means 4 with low driving capacity
1 to pre-charge the bit line at a low speed. Therefore, the power required to drive the bit line power supply means can be reduced.

また、第9図は、第6図の実施例を具体的に示す別の実
施例の図で、ビット線給電手段40としてNMO3FE
’Tを、ビット線給電手段41としてPMO3FETを
用いた場合である。この場合、第10図(a)、(b)
に示すように、上記実施例の駆動信号線10′の波形の
低電位側と高電位側を逆転することにより、前記実施例
と同様の動作が可能となる。
FIG. 9 is a diagram of another embodiment specifically showing the embodiment of FIG. 6, in which NMO3FE is used as the bit line power supply means 40.
'T is a case where a PMO3FET is used as the bit line power supply means 41. In this case, FIGS. 10(a) and (b)
As shown in FIG. 3, by reversing the low potential side and the high potential side of the waveform of the drive signal line 10' in the above embodiment, the same operation as in the above embodiment can be achieved.

なお1本発明で用いるメモリセルは、揮発性のセルであ
れば基本的に使用可能である。特に、第7図の実施例の
ように、4個のNMO3FETで構成される4素子型メ
モリセルが最適であり、このメモリセルは、P型基板上
、あるいは、N型基板上に形成したP型つェル内に形成
される。また。
Note that the memory cells used in the present invention can basically be used as long as they are volatile cells. In particular, a four-element memory cell composed of four NMO3FETs, as in the embodiment shown in FIG. 7, is optimal. Formed within the mold well. Also.

PMO3FETを転送トランジスタ、NMO5FETを
駆動トランジスタとした4MO3型のメモリセルにも適
用できることはいうまでもない、この場合、ワード線が
低レベルのときに該メモリセルが選択されてリフレッシ
ュされる。
It goes without saying that the present invention can also be applied to a 4MO3 type memory cell in which a PMO3FET is used as a transfer transistor and an NMO5FET is used as a drive transistor. In this case, the memory cell is selected and refreshed when the word line is at a low level.

また、第11図は、第6図の実施例を具体的に示すさら
に別の実施例の図で、メモリセルとして1個のNMO3
と1個の容量から成るセルを用いた場合である。第12
図(a)、(b)は、その動作波形の一例を示す図で、
第tzl(a)は情報のリード動作時、同図(b)はリ
フレッシュ動作時の信号タイミングチャートである。こ
の場合、メモリセル自身が情報増幅機能を有せずセルか
らの情報のリードは破壊読み出しとなるため、リード動
作およびリフレッシュ動作はダミーセル16およびカラ
ムセンスアンプ15を用いて行なうことになるが、ビッ
ト線駆動方法に関しては前述の実施例と同様な動作とな
る。したがって、この場合においても前述の実施例同様
、リフレッシュ動作時の消9を電力を極めて小さくでき
る。
Further, FIG. 11 is a diagram of still another embodiment specifically showing the embodiment of FIG. 6, in which one NMO3 is used as a memory cell.
This is the case when a cell consisting of one capacitor is used. 12th
Figures (a) and (b) are diagrams showing examples of the operation waveforms,
tzl(a) is a signal timing chart during an information read operation, and FIG. tzl(b) is a signal timing chart during a refresh operation. In this case, since the memory cell itself does not have an information amplification function and reading information from the cell is destructive reading, the read operation and refresh operation are performed using the dummy cell 16 and column sense amplifier 15, but the bit Regarding the line driving method, the operation is similar to that of the previous embodiment. Therefore, in this case as well, as in the previous embodiment, the power consumption during refresh operation can be extremely reduced.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によれば、情報のリード、
ライト動作に何ら影響を与えることなく、リフレッシュ
動作時の低電力化が図れるため、低電力が要求される電
池バックアップが可能なメモリを実現することができる
As explained above, according to the present invention, information can be read,
Since the power consumption during the refresh operation can be reduced without affecting the write operation in any way, it is possible to realize a memory capable of battery backup that requires low power consumption.

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

第1図は本発明の第1の発明の実施例の回路模式図、第
2図(a)、(b)は第1図の回路の動作波形を示す図
、第3図は第1図の具体的実施例を示す回路図、第4図
は第1図の別の具体的実施例を示す回路図、第5図は本
発明の第2の発明の実施例の回路模式図、第6図は第5
図の具体的実施例を示す回路図、第7図(a)、(b)
は第6図の回路の動作波形を示す図、第8図は第5図の
別の実施例の回路図、第9図(a)、(b)は第8図の
回路の動作波形を示す図、第10図は第5図のさらに別
の実施例の回路図、第11図(a)、(b)は第10図
の回路の動作波形を示す図である。 1.1′・・・メモリセルアレー 2.2′・・・ピット線給電手段アレー3・・・メモリ
セル 4.40.41・・・ビット線給電手段5・・・ワード
分割手段 6・・・主ワード線 7.7′・・・分割ワード線 8・・・ビット線 9・・・電源線 10.10′・・・ビット線給電手段駆動信号線11・
・・リフレッシュ制御信号線 13、13’・・・ワード線分割制御手段14、14’
・・・ワード線分割制御信号線15・・・カラムセンス
アンプ 16・・・ダミーメモリセル
1 is a schematic circuit diagram of an embodiment of the first invention of the present invention, FIGS. 2(a) and 2(b) are diagrams showing operating waveforms of the circuit of FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram of the circuit of FIG. 4 is a circuit diagram showing another specific embodiment of FIG. 1; FIG. 5 is a schematic circuit diagram of the second embodiment of the present invention; FIG. 6 is a circuit diagram showing a specific embodiment of the present invention; is the fifth
A circuit diagram showing a specific embodiment of the figure, FIGS. 7(a) and (b)
is a diagram showing operating waveforms of the circuit in FIG. 6, FIG. 8 is a circuit diagram of another embodiment of FIG. 5, and FIGS. 9(a) and (b) are diagrams showing operating waveforms of the circuit in FIG. 8. 10 are circuit diagrams of still another embodiment of FIG. 5, and FIGS. 11(a) and 11(b) are diagrams showing operating waveforms of the circuit of FIG. 10. 1.1'...Memory cell array 2.2'...Pit line power feeding means array 3...Memory cell 4.40.41...Bit line power feeding means 5...Word dividing means 6...・Main word line 7.7'...Divided word line 8...Bit line 9...Power line 10.10'...Bit line power supply means drive signal line 11・
...Refresh control signal lines 13, 13'...Word line division control means 14, 14'
...Word line division control signal line 15...Column sense amplifier 16...Dummy memory cell

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、揮発性のメモリセルを用いた半導体メモリ装置にお
いて、情報のリフレッシュ動作時のワード線数を、リー
ド、ライト動作時のワード線数より電気的に小とする手
段を具備することを特徴とする半導体メモリ装置。 2、揮発性のメモリセルを用いた半導体メモリ装置にお
いて、情報のリード、ライト動作時にビット線への給電
を行なう第1の給電手段と、リフレッシュ動作時にビッ
ト線への給電を行なう第2の給電手段とを具備すること
を特徴とする半導体メモリ装置。 3、上記第2の給電手段の駆動電力の方が、上記第1の
給電手段の駆動電力より小であることを特徴とする特許
請求の範囲第2項記載の半導体メモリ装置。
[Claims] 1. In a semiconductor memory device using volatile memory cells, means for electrically making the number of word lines during an information refresh operation smaller than the number of word lines during read and write operations. A semiconductor memory device comprising: 2. In a semiconductor memory device using volatile memory cells, a first power supply unit supplies power to the bit line during information read and write operations, and a second power supply unit supplies power to the bit line during a refresh operation. A semiconductor memory device comprising: means. 3. The semiconductor memory device according to claim 2, wherein the drive power of the second power supply means is smaller than the drive power of the first power supply means.
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