KR19990076102A - Static semiconductor memory device operates at high speed under low power supply voltage - Google Patents

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KR19990076102A
KR19990076102A KR1019980010770A KR19980010770A KR19990076102A KR 19990076102 A KR19990076102 A KR 19990076102A KR 1019980010770 A KR1019980010770 A KR 1019980010770A KR 19980010770 A KR19980010770 A KR 19980010770A KR 19990076102 A KR19990076102 A KR 19990076102A
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히데키 카와무라
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다니구찌 이찌로오, 기타오카 다카시
미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

데이터 판독시의 비트선 진폭을 작게하기 위한 비트선 부하소자로서, p채널 MOS 트랜지스터와 n채널 MOS 트랜지스터의 병렬접속된 것을 이용한다. 워드선이 선택상태로 구동될 때에는, p채널 MOS 트랜지스터를 오프상태로 유지한다. 데이터 기록시에는 n채널 MOS 트랜지스터 및 p채널 MOS 트랜지스터를 동시에 오프상태로 구동한다. 저전원전압하에서도 비트선 부하소자의 사이즈의 영향을 받지 않고 충분한 크기의 비트선진폭을 생성할 수가 있다. 또, 비트선 부하소자를 비활성상태로 데이터 기록시에 설정함으로써, 데이터 기록시의 직류전류가 발생하는 것을 방지할 수가 있다.As a bit line load element for reducing the bit line amplitude at the time of data reading, a parallel connection of a p-channel MOS transistor and an n-channel MOS transistor is used. When the word line is driven in the selected state, the p-channel MOS transistor is kept off. At the time of data writing, the n-channel MOS transistor and the p-channel MOS transistor are simultaneously driven off. Even under a low power supply voltage, a bit line amplitude of sufficient magnitude can be generated without being affected by the size of the bit line load element. In addition, by setting the bit line load element at the time of data writing in an inactive state, it is possible to prevent the generation of a DC current at the time of data writing.

Description

저전원전압하에서 고속으로 동작하는 스태틱형 반도체 기억장치Static semiconductor memory device operates at high speed under low power supply voltage

본 발명은 반도체 기억장치에 관한 것으로서, 특히 저전원전압하에서도 고속이고 안정되게 동작하는 스태틱형 반도체 기억장치에 관한 것이다. 보다 특정적으로는, 이 스태틱형 반도체 기억장치의 비트선 부하회로 및 데이터 판독회로의 구성에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor memory devices, and more particularly to static type semiconductor memory devices that operate stably at high speeds even under low power supply voltages. More specifically, it relates to the configuration of a bit line load circuit and a data read circuit of this static semiconductor memory device.

도 1은 종래의 반도체 기억장치의 주요부분의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1에서, 본 반도체 기억장치는 복수행 복수열로 배열되는 복수의 스태틱·랜덤·액세스·메모리셀(SRAM셀)SMC와, 메모리셀의 각 행에 대응해서 배치되고, 각각에 대응하는 행의 SRAM셀 SMC가 접속하는 복수의 워드선 WL과, SRAM셀 SMC의 각열에 대응해서 배치되며, 각각에 대응하는 열의 SRAM셀 SMC가 접속하는 복수쌍의 비트선 BL, /BL을 포함한다. 도 1에서는 2행 2열에 배열된 SRAM셀 SMC를 대표적으로 나타낸다. 각 행에 대응해서 워드선 WL0 및 WL1이 각각 배치되고, 각 열에 대응해서 비트선쌍 BL0, /BL0 및 BL1, /BL1이 배치된다.1 is a diagram schematically showing the configuration of main parts of a conventional semiconductor memory device. In Fig. 1, the semiconductor memory device is arranged in correspondence with a plurality of static random access memory cells (SRAM cells) SMC arranged in a plurality of rows and a plurality of columns, and each row of the memory cells, A plurality of word lines WL connected to the SRAM cell SMC and a plurality of pairs of bit lines BL and / BL connected to each column of the SRAM cell SMC and connected to the SRAM cell SMC in the corresponding column are included. 1 representatively shows SRAM cells SMC arranged in two rows and two columns. Word lines WL0 and WL1 are arranged respectively in correspondence with each row, and bit line pairs BL0, / BL0 and BL1, / BL1 are arranged in correspondence with each column.

본 반도체 기억장치는 또한, 비트선쌍 BLP0, BLP1, …에 대응하여 설치되고, 열선택신호 Y0, Y1 …에 응답해서 대응하는 비트선쌍을 내부데이터버스 IOB에 접속하는 열선택게이트 CG0, CG1 …과, 비트선 BL0, /BL0, BL1, /BL1 …각각에 대응해서 설치되며, 스탠바이 사이클시 각 비트선전위를 전원전압 Vcc레벨로 유지하고, 또 데이터 판독시 대응하는 비트선의 진폭을 제한하는 비트선 부하회로 LK를 포함한다.The semiconductor memory device further includes bit line pairs BLP0, BLP1,... Corresponding to the column selection signals Y0, Y1. Column select gates CG0, CG1... And bit lines BL0, / BL0, BL1, / BL1... A bit line load circuit LK is provided correspondingly to the bit line load circuit LK which maintains each bit line potential at the power supply voltage Vcc level during the standby cycle and limits the amplitude of the corresponding bit line during data reading.

열선택게이트 CG0, CG1 …의 각각은, 대응하는 비트선쌍의 각 비트선과 내부 데이터버스의 사이에 접속되며, 또 그 게이트에 대응하는 열선택신호를 받는 n채널 MOS 트랜지스터T를 포함한다. 비트선 부하회로 LK는 각 비트선에 대해서 설치되고, 그 게이트 및 드레인이 전원노드에 접속되며, 또 소스가 그 대응하는 비트선에 접속되는 n채널 MOS 트랜지스터Q를 포함한다. 내부 데이터버스 IOB는, 외부와 데이터의 수수를 행하는 데이터입출력회로 WRC에 결합된다. 다음에, 이 도 1에 나타나는 반도체 기억장치의 동작을 도 2에 나타나는 신호파형도를 참조해서 설명한다.Column select gates CG0, CG1... Each of the circuits includes an n-channel MOS transistor T which is connected between each bit line of the corresponding bit line pair and the internal data bus and receives a column selection signal corresponding to the gate thereof. The bit line load circuit LK is provided for each bit line, and includes an n-channel MOS transistor Q whose gate and drain are connected to a power supply node, and whose source is connected to its corresponding bit line. The internal data bus IOB is coupled to the data input / output circuit WRC for carrying data with the outside. Next, the operation of the semiconductor memory device shown in FIG. 1 will be described with reference to the signal waveform diagram shown in FIG.

시각 t0에서, 예를 들면 TTL레벨의 외부어드레스신호 extAd가 변화하고, 도시하지 않은 어드레스 입력버퍼에서 출력되는 내부어드레스신호 intAd가 시각 t1에서 변화한다. 반도체 기억장치의 내부신호의 레벨은 MOS레벨이다. 이 내부어드레스 신호 intAd에 따라서 도시하지 않은 로우 디코드회로가 디코드동작을 행하며, 어드레스 지정된 행에 대한 워드선WL을 시각t2에서 선택상태로 구동한다. 이 선택워드선의 전위상승과 병행해서 비선택워드선의 전위가 저하하고, 선택상태에서 비선택상태로 이행한다. 이 워드선 선택동작과 병행해서 내부어드레스신호 intAd에 따라 열선택동작이 행해지고, 어드레스 지정된 열에 대응하는 비트선쌍에 대해서 설치된 열선택게이트가 열선택신호 Y(Y0, Y1…)에 응답해서 도통하며, 어드레스 지정된 비트선쌍이 내부데이터버스 IOB에 접속된다. 워드선WL이 선택상태로 구동되면, 대응하는 비트선쌍 BLP(BLP0, BLP1…)에 SRAM셀의 기억데이터가 판독되고, 비트선쌍 위의 전위변화가 도통상태인 열선택게이트를 통해서 내부데이터버스 IBO상에 전달되며, 시각t3에서 내부데이터버스IOB의 전위가 변화한다.At time t0, for example, the external address signal extAd at the TTL level changes, and the internal address signal intAd output from the address input buffer (not shown) changes at time t1. The level of the internal signal of the semiconductor memory device is the MOS level. In accordance with this internal address signal intAd, a row decode circuit (not shown) performs a decode operation, and the word line WL for the addressed row is driven in a selected state at time t2. In parallel with the potential rise of the selection word line, the potential of the non-selection word line decreases, and the state shifts from the selection state to the non-selection state. In parallel with this word line selection operation, a column selection operation is performed in accordance with the internal address signal intAd, and a column selection gate provided for the bit line pair corresponding to the addressed column conducts in response to the column selection signals Y (Y0, Y1 ...), The addressed bit line pair is connected to the internal data bus IOB. When the word line WL is driven in the selected state, the storage data of the SRAM cell is read into the corresponding bit line pair BLP (BLP0, BLP1 ...), and the internal data bus IBO is passed through the column select gate in which the potential change on the bit line pair is conductive. The potential of the internal data bus IOB changes at time t3.

내부데이터버스IOB의 전위가 안정되면, 데이터입출력회로WRC에 포함되는 센스앰프가 동작하고, 내부데이터버스 IOB상의 신호를 증폭하며, 이어서 데이터입출력회로WC에 포함되는 출력버퍼회로를 통해서 시각 t5에서 판독데이터 DOUT (DQ)가 출력된다.When the potential of the internal data bus IOB is stabilized, the sense amplifier included in the data input / output circuit WRC is operated to amplify the signal on the internal data bus IOB, and then read at time t5 through the output buffer circuit included in the data input / output circuit WC. The data DOUT (DQ) is output.

이 반도체 기억장치는, 주어진 어드레스신호에 따라서 스태틱으로 동작하여 SRAM셀에 기억된 데이터를 판독하고 있어, 고속의 데이터 판독이 가능해진다(메모리셀 선택동작의 사이에 특별히 신호선을 프리챠지하기 위한 스탠바이사이클을 설치할 필요가 없기 때문이다).This semiconductor memory device operates statically in accordance with a given address signal and reads data stored in an SRAM cell, thereby enabling high-speed data reading (a standby cycle for precharging a signal line in particular during a memory cell selection operation). Because you do not need to install it).

도 3은 도 1에 나타나는 SRAM셀 SMC 구성의 일예를 나타내는 도면이다. 도 3에서, SRAM셀 SMC는, 기억노드SNa 및 SNb로 데이터를 기억하기 위한 교차결합된 드라이버 트랜지스터DTa 및 DTb와, 기억노드SNa 및 SNb를 전원전압Vcc레벨로 풀업하기 위한 고저항의 부하소자Za 및 Zb와, 워드선WL상의 신호전위에 응답해서, 기억노드SNa 및 SNb를 비트선BL 및 /BL에 각각 접속하기 위한 액세스트랜지스터 ATa 및 ATb를 포함한다. 드라이버 트랜지스터TDa는 게이트가 기억노드 SNb에 접속되고, 드레인이 기억노드SNa에 접속되며, 그 소스가 접지노드에 결합된다. 드라이버 트랜지스터DTb는 게이트가 기억노드 SNa에 접속되고, 드레인이 기억노드SNb에 접속되며, 소스가 접지노드에 접속된다. 액세스 트랜지스터ATa 및 ATb는, 예를 들면, n채널 MOS 트랜지스터로 구성되고, 워드선WL의 전위가 H레벨(논리 하이레벨)일때 도통한다. 고저항 부하소자Za 및 Zb의 각각은, 예를 들면, 고저항의 폴리실리콘으로 구성된다. 다음에 이 도 3에 나타나는 SRAM셀의 데이터 판독/기록동작을 도 4에 나타내는 신호파형도를 참조해서 설명한다.3 is a diagram illustrating an example of a configuration of an SRAM cell SMC shown in FIG. 1. In Fig. 3, the SRAM cell SMC includes a cross-coupled driver transistor DTa and DTb for storing data in the storage nodes SNa and SNb, and a high resistance load element Za for pulling up the memory nodes SNa and SNb to the power supply voltage Vcc level. And access transistors ATa and ATb for connecting the storage nodes SNa and SNb to the bit lines BL and / BL, respectively, in response to the signal potential on the word line WL and Zb. The driver transistor TDa has a gate connected to the storage node SNb, a drain connected to the storage node SNa, and a source thereof coupled to the ground node. The driver transistor DTb has a gate connected to the storage node SNa, a drain connected to the storage node SNb, and a source connected to the ground node. The access transistors ATa and ATb are constituted of, for example, n-channel MOS transistors, and conduct when the potential of the word line WL is H level (logical high level). Each of the high resistance load elements Za and Zb is made of, for example, polysilicon of high resistance. Next, the data read / write operation of the SRAM cell shown in FIG. 3 will be described with reference to the signal waveform diagram shown in FIG.

워드선WL이 선택되어, 그 전위레벨이 상승하면, 액세스트랜지스터ATa 및 ATb가 온상태가 되고, 기억노드SNa 및 SNb가 비트선BL 및 /BL에 각각 접속된다. 지금, 기억노드 SNa에 H레벨의 데이터가 기억되고, 기억노드 SNb에 L레벨의 데이터가 유지되고 있는 경우를 생각한다. 비트선 BL 및 /BL은 비트선 부하소자Q에 의해, Vcc-Vth의 전압레벨로 프리차지되어 있다. 여기에서, Vth는 비트선 부하트랜지스터Q의 한계치전압을 나타낸다.When the word line WL is selected and its potential level rises, the access transistors ATa and ATb are turned on, and the storage nodes SNa and SNb are connected to the bit lines BL and / BL, respectively. Now, a case where the data at the H level is stored in the storage node SNa, and the data at the L level is held in the storage node SNb. The bit lines BL and / BL are precharged to the voltage level of Vcc-Vth by the bit line load element Q. Here, Vth represents the threshold voltage of the bit line load transistor Q.

기억노드 SNa가 H레벨이면, 그 기억노드 SNa의 전압레벨은 고저항부하소자 Za에 의해 전원전압 Vcc레벨로 유지되어 있고, 한편, 기억노드 SNb는 접지전압레벨이며, 드라이버 트랜지스터DTa는 오프상태이다. 따라서, 기억노드SNa가 액세스트랜지스터ATa를 통해서 비트선BL에 접속되더라도, 비트선BL에는 전류는 흐르지 않고, 비트선 BL은 프리차지전압레벨 Vcc-Vth의 레벨을 유지한다.If the memory node SNa is at the H level, the voltage level of the memory node SNa is maintained at the power supply voltage Vcc level by the high resistance load element Za, while the memory node SNb is the ground voltage level, and the driver transistor DTa is in the off state. . Therefore, even when the storage node SNa is connected to the bit line BL through the access transistor ATa, no current flows in the bit line BL, and the bit line BL maintains the level of the precharge voltage level Vcc-Vth.

한 편, 드라이버트랜지스터DTb는 그 기억노드 SNa의 H레벨 데이터에 의해 온상태에 있어, 비트선 부하트랜지스터Q에서 액세스트랜지스터ATb 및 드라이버트랜지스터DTb를 통해서 접지노드에 직류전류가 흐른다. 이 직류전류는 칼럼전류라고 불리우며, 이 전류에 의해 비트선/BL의 전압레벨이 저하한다. 비트선 /BL의 전압레벨은 비트선 부하트랜지스터Q의 채널저항과 액세스트랜지스터ATb 및 드라이버 트랜지스터DTb의 채널저항의 저항분할에 의해 결정된다. 이것에 의해, 비트선 /BL의 전압레벨이 프리차지전압Vcc-Vth보다도 비트선진폭이라고 불리우는 전압△V만큼 더 저하한다. 비트선BL 및 /BL의 전압차△V가 도 1에 나타나는 내부데이터버스IOB에 전달되고, 데이터입출력회로 WRC에 포함되는 센스앰프에 의해 증폭되어 데이터의 판독이 행해진다.On the other hand, the driver transistor DTb is in the ON state by the H level data of the storage node SNa, so that a DC current flows from the bit line load transistor Q to the ground node through the access transistor ATb and the driver transistor DTb. This DC current is called a column current, and the voltage level of the bit line / BL is lowered by this current. The voltage level of the bit line / BL is determined by the resistance division of the channel resistance of the bit line load transistor Q and the channel resistance of the access transistor ATb and the driver transistor DTb. As a result, the voltage level of the bit line / BL is lowered by the voltage? V called the bit line amplitude more than the precharge voltage Vcc-Vth. The voltage difference DELTA V between the bit lines BL and / BL is transferred to the internal data bus IOB shown in FIG. 1, amplified by a sense amplifier included in the data input / output circuit WRC, and data is read out.

하나의 메모리사이클이 완료되면, 워드선WL의 전위가 L레벨로 저하하고, 액세스트랜지스터 ATa 및 ATb가 오프상태가 되며, 기억노드 SNa 및 SNb가 비트선 BL 및 /BL에서 분리된다. 기억노드 SNb의 전압레벨은 액세스시에 상승하고 있으나, 액세스트랜지스터ATb가 오프상태가 되면, 다시 드라이버트랜지스터 DTb에 의해 접지전위레벨로 그 기억노드SNb가 구동된다. 비트선/BL의 전압 Vcc-Vth-△V는 재차 비트선 부하트랜지스터Q에 의해 본래의 프리차지전압 Vcc-Vth레벨까지 상승한다.When one memory cycle is completed, the potential of the word line WL drops to the L level, the access transistors ATa and ATb are turned off, and the memory nodes SNa and SNb are separated from the bit lines BL and / BL. Although the voltage level of the storage node SNb rises at the time of access, when the access transistor ATb is turned off, the storage node SNb is driven to the ground potential level by the driver transistor DTb again. The voltage Vcc-Vth-ΔV of the bit line / BL rises again to the original precharge voltage Vcc-Vth level by the bit line load transistor Q again.

데이터 기록시에는 데이터 판독시와 마찬가지로 워드선WL이 선택되고, 기억노드 SNa 및 SNb가 비트선BL 및 /BL에 각각 접속된다.At the time of data writing, the word line WL is selected as in the case of data reading, and the storage nodes SNa and SNb are connected to the bit lines BL and / BL, respectively.

비트선BL 및 /BL의 한쪽에 칼럼전류가 흐르고, 해당 한쪽 비트선의 전위가 저하한다. 이 상태에서, 도 1에 나타나는 데이터 입출력회로WRC에 포함되는 기록드라이버에 의해, 비트선BL 및 /BL는 각각 기록 데이터에 응해서 프리차지전압 Vcc-Vth 및 접지전위Vss 레벨로 구동된다. 기록드라이버 출력신호의 H레벨이 전원전압Vcc 레벨이더라도, 열선택게이트CG에서의 한계치전압 저하에 의해, H레벨 비트선의 전압레벨은 프리차지전압 Vcc-Vth이다. 여기에서, 열선택게이트의 트랜지스터T와 비트선 부하트랜지스터Q의 한계치전압을 같은 크기라고 가정하고 있다.A column current flows to one of the bit lines BL and / BL, and the potential of the one bit line decreases. In this state, by the write driver included in the data input / output circuit WRC shown in FIG. 1, the bit lines BL and / BL are driven to the precharge voltage Vcc-Vth and the ground potential Vss level in response to the write data, respectively. Even if the H level of the write driver output signal is the power supply voltage Vcc level, the voltage level of the H-level bit line is the precharge voltage Vcc-Vth due to the decrease in the threshold voltage at the column select gate CG. Here, it is assumed that the threshold voltages of the transistor T of the column select gate and the bit line load transistor Q are the same magnitude.

도 5는, 하나의 비트선 BL(또는 /BL)에 대해서, 칼럼전류가 흐르는 경로를 나타내는 도면이다. 전원노드와 비트선 BL(/BL)의 사이에는, 비트선 부하트랜지스터Q가 접속된다. 비트선BL과 접지노드의 사이에는 서로 직렬로, 액세스 트랜지스터AT 및 드라이버 트랜지스터DT가 접속된다.FIG. 5 is a diagram showing a path through which a column current flows for one bit line BL (or / BL). The bit line load transistor Q is connected between the power supply node and the bit line BL (/ BL). An access transistor AT and a driver transistor DT are connected in series between the bit line BL and the ground node.

스탠바이사이클시에 액세스 트랜지스터AT 및 드라이버 트랜지스터DT가 오프상태이고, 비트선 부하트랜지스터Q가 비트선BL(또는 /BL)을 Vcc-Vth의 전압레벨로 유지한다. 여기에서, 비트선 BL(/BL)은, 열선택게이트CG가 오프상태이고, 비트선 부하트랜지스터Q에 의해 전원노드에 접속되어 있다.During the standby cycle, the access transistor AT and the driver transistor DT are turned off, and the bit line load transistor Q maintains the bit line BL (or / BL) at the voltage level of Vcc-Vth. Here, the bit line BL (/ BL) has the column select gate CG in the off state and is connected to the power supply node by the bit line load transistor Q.

메모리셀 선택시에, 액세스 트랜지스터AT 및 드라이버 트랜지스터DT가 동시에 온상태가 된다(드라이버 트랜지스터DT의 게이트전압을 H레벨로 한다). 이 경우, 전원노드에서 접지노드로 트랜지스터Q, AT 및 DT를 통해서 칼럼전류가 흐른다. 비트선 부하트랜지스터Q의 채널저항을 Rq, 액세스 트랜지스터AT의 채널저항을 Ra, 및 드라이버 트랜지스터DT의 채널저항을 Rd라고 한다. 이 경우, 비트선BL의 전압은 다음 식으로 주어진다.At the time of memory cell selection, the access transistor AT and the driver transistor DT are turned on at the same time (the gate voltage of the driver transistor DT is set to H level). In this case, column current flows through the transistors Q, AT, and DT from the power supply node to the ground node. The channel resistance of the bit line load transistor Q is Rq, the channel resistance of the access transistor AT is Ra, and the channel resistance of the driver transistor DT is Rd. In this case, the voltage of the bit line BL is given by the following equation.

Vcc - Vth - Vcc Rq / (Ra + Rd + Rq)Vcc-Vth-Vcc Rq / (Ra + Rd + Rq)

비트선진폭 △V을 가능한 한 크게하는 것이 정확한 데이터 판독을 위해서는 필요하다. 그러나, 전원전압Vcc의 레벨이 낮아지면, 비트선진폭 △V(위 식의 제 3항)이 작아져서 센스앰프마진이 작아지고, 정확하게 메모리셀데이터를 판독하는 것이 곤란해진다고 하는 문제가 생긴다.It is necessary to make the bit line amplitude ΔV as large as possible for accurate data reading. However, when the level of the power supply voltage Vcc is lowered, the bit line amplitude [Delta] V (paragraph 3 of the above formula) becomes smaller, resulting in a smaller sense amplifier margin, which makes it difficult to accurately read memory cell data.

또, 데이터 기록동작시에, L레벨로 구동된 비트선의 전위는 이 n채널 MOS 트랜지스터로 구성되는 비트선 부하트랜지스터Q 뿐이고, 프리차지전압 Vcc-Vth레벨까지 풀업된다. 데이터 기록동작후와 판독동작후의 비트선의 프리차지를 빠르게 하기 위해서는, 이 비트선 부하트랜지스터Q의 사이즈(채널폭)를 크게 하여, 그 전류구동력을 크게 하는 것이 바람직하다. 이 비트선의 프리차지기간(리커버리기간)이 길면, 다음의 액세스를 빠른 타이밍으로 행할 수가 없고, 또 비트선위에서 데이터의 충돌이 생길 가능성이 있다.In the data write operation, the potential of the bit line driven at the L level is only a bit line load transistor Q composed of the n-channel MOS transistor, and is pulled up to the precharge voltage Vcc-Vth level. In order to accelerate the precharge of the bit line after the data write operation and the read operation, it is preferable to increase the size (channel width) of the bit line load transistor Q and increase the current driving force. If the precharge period (recovery period) of the bit line is long, the next access cannot be performed at an early timing, and there is a possibility that data collision occurs on the bit line.

이 비트선 부하트랜지스터Q의 사이즈를 크게 해서 그 전류구동력을 크게 하면, 액세스 트랜지스터AT 및 드라이버 트랜지스터DT의 채널저항치 Ra및 Rd에 의해 이 칼럼전류가 흐르는 비트선의 L레벨의 전압레벨이 상승한다. 따라서, 충분한 크기의 전압차를 비트선BL 및 /BL 사이에 생성할 수가 없게 되고, 정확하게 센스동작을 행할 수가 없게 될 가능성이 생긴다. 또 이러한 상태에 이르지 않고 전류구동능력이 조금 커진 경우에는, 충분한 판독전압(비트선 진폭)이 생길 때까지 시간을 요하며, 센스앰프의 활성화타이밍이 늦어져서, 고속액세스가 불가능하게 될 가능성이 있다.When the size of the bit line load transistor Q is increased to increase the current driving force, the voltage level of the L level of the bit line through which this column current flows is increased by the channel resistance values Ra and Rd of the access transistor AT and the driver transistor DT. Therefore, a voltage difference of sufficient magnitude cannot be generated between the bit lines BL and / BL, and there is a possibility that the sense operation cannot be performed correctly. If the current driving capability is slightly increased without reaching such a state, it may take time until sufficient read voltage (bit line amplitude) is generated, and the activation timing of the sense amplifier may be delayed, thereby making fast access impossible. .

또 이렇게 비트선 부하트랜지스터의 전류구동력을 크게 했을 경우, 데이터 기록시에 기록드라이버가 동작했을 때 L레벨의 비트선이 접지전압레벨로 구동되기 때문에, 전원노드에서 비트선 부하트랜지스터 및 기록드라이버를 통해서 흐르는 직류전류가 커지며, 소비전류가 증가한다고 하는 문제가 생긴다.In this case, when the current driving force of the bit line load transistor is increased, the L level bit line is driven to the ground voltage level when the write driver is operated at the time of data writing. Therefore, the bit line load transistor and the write driver can be The flowing DC current becomes large and the problem that consumption current increases arises.

본 발명의 목적은 저전원전압하에서도 안정되고 빠르게 데이터의 기록/판독을 행할 수 있는 반도체 기억장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a semiconductor memory device capable of stably and rapidly writing / reading data even under low power supply voltage.

본 발명의 다른 목적은 고속으로 비트선의 프리차지를 행할 수 있는 반도체 기억장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a semiconductor memory device capable of precharging bit lines at high speed.

본 발명의 또 다른 목적은 소비전류를 증가시키지 않고, 저전원전압하에서도 고속으로 동작하는 반도체 기억장치를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a semiconductor memory device which operates at a high speed even under a low power supply voltage without increasing the current consumption.

본 발명에 관계되는 반도체 기억장치는, 데이터 기록시 비도통상태가 되고, 또 데이터 판독시 이 전류구동력이 스탠바이시보다도 작아지는 비트선 부하소자를 포함한다. 비트선 부하소자의 각각은 서로 병렬로 접속되는 p채널 MOS 트랜지스터와 n채널 MOS 트랜지스터를 포함한다.The semiconductor memory device according to the present invention includes a bit line load element which becomes in a non-conductive state during data writing and whose current driving force becomes smaller than in standby during data reading. Each of the bit line load elements includes a p-channel MOS transistor and an n-channel MOS transistor connected in parallel with each other.

데이터 기록시, 이 비트선 부하소자를 비도통상태로 함으로써, 비트선에 칼럼전류가 흐르는 경로는 차단되고, 데이터 기록시의 직류전류의 발생을 방지할 수가 있다. 또, 데이터 판독시, 이 비트선 부하소자의 전류구동력이 스탠바이시보다도 작게 되고, 데이터 판독시의 L레벨의 전압레벨을 충분히 낮게 할 수가 있다. p채널 MOS 트랜지스터는 데이터 기록시 및 데이터 판독시 모두 오프상태로 되기 때문에, 그 채널폭(채널폭과 채널길이의 비율)을 크게 할 수가 있고, 데이터 기록시 및 판독후의 비트선 리커버리를 고속으로 행할 수가 있다. 또, 저전원전압하에서도 비트선 부하소자의 전류공급력은 충분히 작게 되어 있어, 충분한 크기의 비트선진폭을 저전원전압하에서도 실현할 수가 있다.By making the bit line load element non-conductive during data writing, the path through which a column current flows in the bit line is cut off, and generation of a direct current during data writing can be prevented. Further, at the time of data reading, the current driving force of the bit line load element is smaller than at standby time, and the voltage level at the L level at the time of data reading can be sufficiently low. Since the p-channel MOS transistor is turned off both during data writing and data reading, the channel width (the ratio of the channel width to the channel length) can be increased, and the bit line recovery at the data writing and after reading can be performed at high speed. There is a number. Further, even under low power supply voltage, the current supply force of the bit line load element is sufficiently small, so that the bit line amplitude of sufficient magnitude can be realized even under the low power supply voltage.

도 1은 종래의 반도체 기억장치의 어레이부의 구성을 개략적으로 나타내는 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a diagram schematically showing a configuration of an array portion of a conventional semiconductor memory device.

도 2는 종래의 반도체 기억장치의 데이터 판독시의 동작을 나타내는 신호파형도.Fig. 2 is a signal waveform diagram showing an operation during data reading of a conventional semiconductor memory device.

도 3은 종래의 반도체 기억장치의 메모리셀의 구성의 일예를 나타내는 도면.3 is a diagram showing an example of the configuration of a memory cell of a conventional semiconductor memory device;

도 4는 종래의 반도체 기억장치의 데이터 판독 및 기록동작을 나타내는 신호파형도.Fig. 4 is a signal waveform diagram showing data reading and writing operations of a conventional semiconductor memory device.

도 5는 종래의 반도체 기억장치에서의 데이터 판독시, 비트선의 전기적 등가회로도를 나타내는 도면.Fig. 5 is a diagram showing an electric equivalent circuit diagram of a bit line when reading data in a conventional semiconductor memory device.

도 6은 본 발명의 일실시예인 반도체 기억장치의 전체의 구성을 개략적으로 나타내는 도면.Fig. 6 is a diagram schematically showing the configuration of an entire semiconductor memory device as one embodiment of the present invention.

도 7은 도 6에 나타나는 반도체 기억장치의 동작을 나타내는 신호파형도.FIG. 7 is a signal waveform diagram showing the operation of the semiconductor memory device shown in FIG. 6; FIG.

도 8은 도 6에 나타나는 반도체 기억장치의 요부의 구성을 개략적으로 나타내는 도면.FIG. 8 is a diagram schematically showing a configuration of main parts of the semiconductor memory device shown in FIG. 6; FIG.

도 9는 도 8에 나타나는 비트선 부하제어신호 발생부의 구성을 개략적으로 나타내는 도면.9 is a diagram schematically showing a configuration of a bit line load control signal generator shown in FIG. 8;

도 10은 도 8에 나타나는 반도체 기억장치의 동작을 나타내는 신호파형도.FIG. 10 is a signal waveform diagram showing the operation of the semiconductor memory device shown in FIG. 8; FIG.

도 11은 도 8에 나타나는 SRAM셀의 구성의 일예를 나타내는 도면.FIG. 11 is a diagram showing an example of the configuration of an SRAM cell shown in FIG. 8; FIG.

도 12a∼도 12c는 본 발명의 일실시예에서의 비트선 부하소자의 스위칭동작을 개략적으로 나타내는 도면.12A to 12C schematically show a switching operation of a bit line load element in one embodiment of the present invention;

도 13은 도 6에 나타나는 주제어회로의 구성을 개략적으로 나타내는 도면.FIG. 13 is a diagram schematically showing the configuration of the main control circuit shown in FIG. 6; FIG.

도 14는 도 6에 나타나는 반도체 기억장치의 제 2의 실시예의 구성을 개략적으로 나타내는 도면.FIG. 14 is a diagram schematically showing a configuration of a second embodiment of the semiconductor memory device shown in FIG.

도 15는 도 14에 나타나는 반도체 기억장치의 동작을 나타내는 타이밍챠트.FIG. 15 is a timing chart showing the operation of the semiconductor memory device shown in FIG. 14;

도 16은 도 6에 나타나는 기록/판독회로의 구성의 일예를 나타내는 도면.FIG. 16 is a diagram showing an example of the configuration of the recording / reading circuit shown in FIG. 6; FIG.

도 17은 도 16에 나타나는 기록/판독회로의 동작을 나타내는 타이밍챠트도.FIG. 17 is a timing chart showing the operation of the write / read circuit shown in FIG. 16; FIG.

도 18은 도 16에 나타나는 센스앰프 활성화 신호발생부의 구성을 개략적으로 나타내는 도면.FIG. 18 is a diagram schematically illustrating a configuration of a sense amplifier activation signal generator shown in FIG. 16. FIG.

도 19는 도 6에 나타나는 기록/판독회로의 판독부의 제 2의 구성을 나타내는 도면.FIG. 19 is a diagram showing a second configuration of a reading section of the recording / reading circuit shown in FIG. 6; FIG.

도 20은 도 19에 나타나는 판독회로의 동작을 나타내는 타이밍챠트도.20 is a timing chart showing an operation of a read circuit shown in FIG. 19;

도 21은 도 6에 나타나는 기록/판독회로의 판독부의 제 3의 구성을 나타내는 도면.FIG. 21 is a view showing a third configuration of a reading section of the recording / reading circuit shown in FIG.

도 22는 도 21에 나타나는 판독회로의 동작을 나타내는 타이밍챠트도.FIG. 22 is a timing chart showing an operation of a read circuit shown in FIG. 21;

도 23은 도 21에 나타나는 센스앰프 이퀄라이즈 지시신호발생부의 구성을 개략적으로 나타내는 도면.FIG. 23 is a diagram schematically showing the configuration of the sense amplifier equalization instruction signal generator shown in FIG. 21; FIG.

도 24는 도 6에 나타나는 기록/판독회로의 데이터 판독부의 제 4의 구성을 나타내는 도면.FIG. 24 is a view showing a fourth configuration of a data reading unit of the recording / reading circuit shown in FIG.

도 25는 도 24에 나타나는 반도체 기억장치의 데이터 판독동작을 나타내는 타이밍챠트도.FIG. 25 is a timing chart showing a data reading operation of the semiconductor memory device shown in FIG. 24;

도 26은 도 6에 나타나는 입출력회로의 출력회로부의 구성을 개략적으로 나타내는 도면.FIG. 26 is a diagram schematically showing a configuration of an output circuit portion of the input / output circuit shown in FIG. 6; FIG.

도 27은 도 6에 나타나는 반도체 기억장치의 데이터 기록에 관련되는 부분의 구성을 개략적으로 나타내는 도면.27 is a diagram schematically showing the configuration of a part related to data recording of the semiconductor memory device shown in FIG.

도 6은 본 발명의 실시예에 따르는 반도체 기억장치의 전체의 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다. 도 6에서, 반도체 기억장치는 행렬모양으로 배열되는 복수의 스태틱형 메모리셀을 가지는 메모리셀 어레이1와, 외부에서 주어지는 로우어드레스신호를 버퍼처리해서 내부로우어드레스신호를 생성하는 로우어드레스버퍼2와, 로우어드레스버퍼2로부터의 내부 로우어드레스신호를 디코드하고, 메모리셀 어레이1의 어드레스 지정된 행에 대응해서 배치되는 워드선을 선택상태로 구동하는 행선택회로3와, 외부로부터의 칼럼어드레스신호를 버퍼처리해서 내부 칼럼어드레스신호를 생성하는 칼럼어드레스버퍼4와, 컬럼어드레스버퍼4로부터의 내부 컬럼어드레스신호를 디코드해서, 메모리셀 어레이1의 어드레스 지정된 열을 선택상태로 구동하기 위해 열선택회로5를 포함한다.Fig. 6 is a block diagram schematically showing the overall configuration of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention. In Fig. 6, the semiconductor memory device comprises a memory cell array 1 having a plurality of static memory cells arranged in a matrix form, a low address buffer 2 for buffering a low address signal supplied from the outside to generate an internal low address signal; Decodes the internal low address signal from the low address buffer 2 and buffers the row selection circuit 3 for driving the word line arranged in the selected state corresponding to the addressed row of the memory cell array 1 and the column address signal from the outside. A column address buffer 4 for generating an internal column address signal, and a column select circuit 5 for decoding the internal column address signal from the column address buffer 4 to drive the addressed column of the memory cell array 1 in a selected state. .

메모리셀 어레이1는, 메모리셀의 각 행에 대응해서 배치되는 워드선과, 메모리셀의 각 열에 대응해서 배치되는 비트선쌍을 포함한다. 행선택회로3는 내부 로우어드레스신호를 디코드하는 로우디코더와, 이 로우디코더로부터의 디코드신호에 따라서 어드레스 지정된 행에 대응해서 배치되는 워드선을 선택상태로 구동하기 위한 워드선 드라이브회로를 포함한다. 열선택회로5는, 칼럼어드레스 버퍼로부터의 내부컬럼 어드레스신호를 디코드하고, 어드레스 지정된 열에 대응해서 배치되는 비트선을 선택하는, 열선택신호를 생성하는 디코드회로를 포함한다.The memory cell array 1 includes word lines arranged corresponding to each row of memory cells and bit line pairs arranged corresponding to each column of the memory cells. The row select circuit 3 includes a row decoder that decodes an internal low address signal, and a word line drive circuit for driving a word line arranged in a selected state corresponding to a row addressed in accordance with a decode signal from the row decoder. The column select circuit 5 includes a decode circuit for generating a column select signal which decodes the internal column address signal from the column address buffer and selects a bit line arranged corresponding to the addressed column.

반도체 기억장치는 또한, 열선택회로5로부터의 열선택신호에 따라서 메모리셀 어레이1의 어드레스 지정된 열에 대응하는 비트선쌍을 선택하는 멀티플렉서6와 메모리셀 어레이1의 각 비트선에 각각 설치되며, 비트선전위를 동작모드에 따라서 설정하는 비트선 부하회로7를 포함한다. 이 비트선 부하회로7는, 그 구성은 나중에 상세하게 설명하겠으나, 스탠바이상태일 때는 각 비트선을 전원전압Vcc 레벨로 프리차지하고, 데이터 기록시에는 비활성상태가 되며 또 전류공급능력은 훨씬 작게 된다. 동작모드에 따라서 비트선 부하회로7의 전류공급량을 조정함으로써, 저전원전압하에서도 비트선진폭을 최적인 레벨로 설정해서, 고속이고 안정된 동작을 보증한다.The semiconductor memory device is also provided in the multiplexer 6 for selecting a pair of bit lines corresponding to the addressed column of the memory cell array 1 and the respective bit lines of the memory cell array 1 in accordance with the column selection signal from the column selection circuit 5, respectively. Bit line load circuit 7 for setting the above in accordance with the operation mode is included. The configuration of the bit line load circuit 7 will be described later in detail. However, in the standby state, each bit line is precharged to the power supply voltage Vcc level, becomes inactive when data is written, and the current supply capability is much smaller. By adjusting the current supply amount of the bit line load circuit 7 in accordance with the operation mode, the bit line amplitude is set to an optimum level even at a low power supply voltage, thereby ensuring high speed and stable operation.

반도체 기억장치는 또한, 멀티플렉서6를 통해서 메모리셀 어레이1의 선택열에 결합되고, 데이터의 기록/판독을 행하는 기록/판독회로8와, 이 기록/판독회로8와 외부와의 사이에서 데이터신호를 주고받는 입출력회로9를 포함한다.The semiconductor memory device is also coupled to the selection column of the memory cell array 1 through the multiplexer 6, and transmits a data signal between the write / read circuit 8 for writing / reading data and the write / read circuit 8 and the outside. The receiving input / output circuit 9 is included.

기록/판독회로8는 데이터 기록시에는 입출력회로9에서 주어지는 데이터에 따라 상호보완하는 데이터를 생성해서, 멀티플렉서6를 통해 선택열의 비트선쌍에 상보데이터를 전달한다. 데이터 판독시에, 기록/판독회로8는 이 멀티플렉서6를 통해서 판독된 메모리셀데이터를 증폭해서 입출력회로9에 준다.The write / read circuit 8 generates complementary data according to the data given by the input / output circuit 9 during data writing, and transfers the complementary data to the pair of bit lines of the selected column through the multiplexer 6. When reading data, the write / read circuit 8 amplifies the memory cell data read through this multiplexer 6 and gives it to the input / output circuit 9.

반도체 기억장치는 또한, 로우어드레스버퍼2 및 로우어드레스 버퍼4로부터의 어드레스신호와 입출력회로9에서 주어지는 입력데이터 및, 외부에서 주어지는 기록인에이블신호/WE에 대응해서 발생되는 내부기록지시신호WEi를 받고, 이들 받은 신호가 변화할 때, 소정기간 워드선 활성화신호WLE 및 센스앰프 활성화신호SE를 출력(활성화)하는 주제어회로10와 워드선 활성화신호WLE 및 외부에서의 기록인에이블신호/WE를 받아 내부기록지시신호WEi를 생성하고, 또 기록/판독회로8 및 입출력회로9의 동작을 제어하는 기록/판독제어회로11와, 워드선 활성화신호WLE 및 내부기록 지시신호 WEi 에 따라서 비트선 부하회로7을 제어하는 비트선 부하 제어회로12를 포함한다.The semiconductor memory device also receives the address signals from the low address buffer 2 and the low address buffer 4, the input data given from the input / output circuit 9, and the internal write command signal WE i generated in response to the external write enable signal / WE. When the received signals change, the main circuit 10 outputs (activates) the word line activation signal WLE and the sense amplifier activation signal SE, the word line activation signal WLE, and the write enable signal / WE from the outside. The write / read control circuit 11 which generates the write instruction signal WEi and controls the operations of the write / read circuit 8 and the input / output circuit 9, and the bit line load circuit 7 in accordance with the word line activation signal WLE and the internal write instruction signal WEi. And a bit line load control circuit 12 for controlling.

다음에 도 6에 나타나는 반도체 기억장치의 동작에 관해서 간단하게 도 7을 참조하여 설명한다.Next, the operation of the semiconductor memory device shown in FIG. 6 will be briefly described with reference to FIG.

어드레스신호가 변화하면, 주제어회로10는 이 어드레스신호의 변화를 검출해서, 워드선 활성화신호WLE를 시각 t0에서 소정기간 활성상태로 유지한다.When the address signal changes, the main control circuit 10 detects the change in the address signal and maintains the word line activation signal WLE in the active state for a predetermined period at time t0.

이 어드레스신호에 따라서 행선택회로3 및 열선택회로5가 행 및 열선택동작을 행하고, 비트선BL 및 /BL상에는 선택메모리셀의 데이터가 판독된다. 데이터 기록시에 시각 t1에서 외부로부터의 기록인에이블신호 /WE가 활성상태가 되어 데이터 기록을 지시하며, 따라서 기록/판독 제어회로11에서의 내부기록 지시신호 WEi 가 H레벨로 올라간다. 이 내부기록 지시신호 WEi의 활성화에 따라서 기록/판독회로8가 멀티플렉서6를 통해 메모리셀 어레이1의 선택열상에 데이터를 기록한다.In accordance with this address signal, the row select circuit 3 and the column select circuit 5 perform row and column select operations, and the data of the selected memory cell is read on the bit lines BL and / BL. At the time of data recording, the write enable signal / WE from the outside becomes active to instruct data recording at time t1, so that the internal write instruction signal WEi in the write / read control circuit 11 goes up to H level. In response to the activation of the internal write instruction signal WEi, the write / read circuit 8 writes data in the selection column of the memory cell array 1 via the multiplexer 6.

워드선 활성화신호WLE가 시각t2에서 비활성화되면, 선택워드선의 전압레벨이 비선택상태로 구동되고 또 열선택회로5도 비활성화되고, 멀티플렉서6가 비도통상태가 된다. 이 상태에서, 메모리셀 어레이1에서 비트선 부하회로7에 의해 각 비트선이 소정의 전압(전원전압)레벨로 프리차지된다.When the word line activation signal WLE is deactivated at time t2, the voltage level of the selected word line is driven in a non-selected state, the column select circuit 5 is also deactivated, and the multiplexer 6 is turned off. In this state, each bit line is precharged to a predetermined voltage (power supply voltage) level by the bit line load circuit 7 in the memory cell array 1.

시각 t3에서 재차 어드레스신호가 변화하면, 워드선 활성화신호WLE가 H레벨로 상승하고, 비트선BL 및 /BL상에 선택메모리셀 데이터가 판독된다. 내부기록 지시신호WEi는 L레벨이고, 데이터 판독모드가 지정되어 있으며, 이 워드선 활성화신호WLE가 상승하고 나서 소정기간 경과후에 센스앰프 활성화신호SE가 소정기간 활성상태로 되고, 기록/판독회로8가 이 멀티플렉서6를 통해서 판독된 선택메모리셀 데이터를 증폭하여 입출력회로9에 준다. 입출력회로9는 주어진 데이터를 버퍼처리해서 외부판독데이터를 생성한다.When the address signal changes again at time t3, the word line activation signal WLE rises to H level, and the selected memory cell data is read on the bit lines BL and / BL. The internal write instruction signal WEi is at L level, and the data read mode is designated. After a predetermined period has elapsed since the word line activation signal WLE rose, the sense amplifier activation signal SE became active for a predetermined period, and the write / read circuit 8 Amplifies the selected memory cell data read through this multiplexer 6 and supplies it to the input / output circuit 9. The input / output circuit 9 buffers the given data to generate external read data.

워드선 활성화신호WE가 활성화되면, 비트선 부하회로7는 비트선 부하제어회로 12의 제어를 기초로 해서 그 전류구동력이 작아진다.When the word line activation signal WE is activated, the bit line load circuit 7 reduces its current driving force based on the control of the bit line load control circuit 12.

데이터 기록시에는 실제로 메모리셀에 기록/판독회로8에서의 기록 데이터가 기록되는 기간, 즉 워드선 활성화신호WLE와 내부기록 지시신호WEi가 동시에 활성상태가 되는 동안, 비트선 부하회로7는 비활성상태가 된다. 따라서 이 때, 기록/판독회로8에 비트선 부하회로에서 직류전류가 흐르는 경로는 차단되어 소비전류가 저감된다. 워드선 활성화신호WLE가 비활성화되면 비트선 부하회로7의 구동력이 커진다. 따라서, 각 비트선은 고속으로 프리차지 전압레벨로 프리차지되고, 고속으로 비트선전위의 리커버리를 행할 수 있다.During data writing, the bit line load circuit 7 is inactive while the write data in the write / read circuit 8 is actually written to the memory cell, i.e. while the word line activation signal WLE and the internal write instruction signal WEi are simultaneously active. Becomes Therefore, at this time, the path through which the DC current flows in the bit line load circuit to the write / read circuit 8 is cut off, thereby reducing the consumption current. When the word line activation signal WLE is deactivated, the driving force of the bit line load circuit 7 becomes large. Therefore, each bit line is precharged at a precharge voltage level at high speed, and recovery of bit line potential can be performed at high speed.

데이터 판독시에는 워드선 활성화신호WLE의 활성화에 따라서, 비트선 부하회로7의 전류구동력이 작게 되어 있다. 따라서, 저전원전압하에서도 비트선의 로우레벨전위는 충분히 낮게 할 수가 있고, 저전원전압하에서도 충분한 크기의 비트선진폭을 실현할 수가 있다.At the time of reading data, the current driving force of the bit line load circuit 7 is reduced in accordance with the activation of the word line activation signal WLE. Therefore, the low level potential of the bit line can be sufficiently low even under a low power supply voltage, and a bit line amplitude of sufficient magnitude can be realized even under a low power supply voltage.

따라서, 이 도 1에 나타나는 구성에서, 비트선 부하회로7의 전류구동력을 동작모드에 따라서 조정함으로써, 저전원전압하에서도 전력소비가 적고 고속이며 안정되게 메모리셀 데이터의 판독을 행할 수가 있다. 이하, 각부의 구성에 관해서 설명한다.Therefore, in the configuration shown in Fig. 1, by adjusting the current driving force of the bit line load circuit 7 in accordance with the operation mode, it is possible to read the memory cell data with low power consumption and high speed and stability even under low power supply voltage. Hereinafter, the structure of each part is demonstrated.

[메모리셀 어레이의 구성][Configuration of Memory Cell Array]

도 8은 도 6에 나타나는 반도체 기억장치의 메모리셀 어레이1 및 그 주변회로부의 구성을 나타내는 도면이다. 도 8에서는 2행 2열로 배열되는 SRAM셀 SMC를 일열로 해서 나타낸다. SRAM셀 SMC의 각 행에 대응해서 워드선 WL0및 WL1가 배치되고, SRAM셀 SMC의 각 열에 대응해서 비트선쌍 BLP0 및 BLP1이 배치된다. 비트선쌍 BLP0은 비트선 BL0 및 /BL0을 가지고, 비트선쌍 BLP1은 비트선 BL1 및 /BL1을 가진다.FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the memory cell array 1 and its peripheral circuit portion of the semiconductor memory device shown in FIG. In FIG. 8, SRAM cells SMC arranged in two rows and two columns are shown as one column. Word lines WL0 and WL1 are arranged corresponding to each row of the SRAM cell SMC, and bit line pairs BLP0 and BLP1 are arranged corresponding to each column of the SRAM cell SMC. Bit line pair BLP0 has bit lines BL0 and / BL0, and bit line pair BLP1 has bit lines BL1 and / BL1.

멀티플렉서6는 비트선쌍 BLP0 및 BLP1 각각에 대응해서 설치되어 열선택신호 Y0 및 Y1에 응답해서 도통하고, 대응하는 비트선쌍 BLP0 및 BLP1을 내부데이터버스8a에 접속하는 열선택게이트 CG0 및 CG1의 각각은, 상보열 선택신호Y (Y0, Y1)및 /Y(/Y0, /Y1)에 응답해서 도통하며, 대응하는 비트선 BL(BL0, BL1)을 내부데이터버스8a의 버스선 8aa에 접속하는 CMOS 트랜스미숀게이트 TMa와, 상보열 선택신호Y 및 /Y에 응답해서 도통하며, 대응하는 비트선 /BL(/BL0, /BL1)을 내부테이터버스8a의 버스선 8ab에 접속하는 CMOS 트랜스미숀게이트 TMb를 포함한다. CMOS 트랜스미숀게이트 TMa 및 TMb를 열선택게이트로서 이용함으로써, 비트선 BL 및 /BL의 H레벨을 전원전압Vcc레벨로 설정하고, 또 하나의 MOS 트랜지스터로 구성되는 열선택게이트에 비교해서 그 큰 콘덕던스에 의해 고속으로 선택비트선과 내부데이터버스 8a 사이에서 데이터신호를 주고받을 수가 있다.The multiplexer 6 is provided corresponding to each of the bit line pairs BLP0 and BLP1 and conducts in response to the column selection signals Y0 and Y1, and each of the column select gates CG0 and CG1 connecting the corresponding bit line pairs BLP0 and BLP1 to the internal data bus 8a is respectively provided. In response to the complementary sequence selection signals Y (Y0, Y1) and / Y (/ Y0, / Y1) and connecting the corresponding bit lines BL (BL0, BL1) to the bus line 8aa of the internal data bus 8a. CMOS transmission gate TMb that conducts in response to the transmission gate TMa and the complementary sequence selection signals Y and / Y, and connects the corresponding bit lines / BL (/ BL0, / BL1) to the bus line 8ab of the internal data bus 8a. It includes. By using the CMOS transmission gates TMa and TMb as the column select gates, the H levels of the bit lines BL and / BL are set to the power supply voltage Vcc level, and the larger conductance is compared with that of the column select gate composed of another MOS transistor. The data can be transmitted and received between the selection bit line and the internal data bus 8a at high speed.

내부데이터버스8a에는 워드선 활성화신호WLE의 비활성화에 응답해서 내부데이터버스선 8aa 및 8ab를 전원전압Vcc레벨로 프리차지하는 IO선부하회로8b가 설치된다. 이 IO선부하회로8b는 워드선 활성화신호WLE의 비활성화시에 도통하고, 내부데이터버스선 8aa 및 8ab에 전원전압Vcc를 전달하는 p채널 MOS 트랜지스터Pa 및 Pb를 가진다.The internal data bus 8a is provided with an IO line load circuit 8b for precharging the internal data bus lines 8aa and 8ab to the power supply voltage Vcc level in response to the deactivation of the word line activation signal WLE. The IO line load circuit 8b conducts when the word line activation signal WLE is inactive and has p-channel MOS transistors Pa and Pb that transfer the power supply voltage Vcc to the internal data bus lines 8aa and 8ab.

비트선 부하회로7는, 비트선 BL 및 /BL 각각에 대응해서 설치되고, 제어신호øNZ 및 워드선 활성화신호WLE에 응답해서 그 전류구동력(콘덕던스)가 제어되는 비트선 부하소자7a를 포함한다. 비트선 부하소자7a는 제어신호øNZ의 H레벨일 때에 도통하고, 대응하는 비트선BL 또는 /BL에 전류를 공급하는 n채널 MOS 트랜지스터 NQ와, 워드선 활성화신호WLE의 비활성화시 도통하며, 전원노드에서 대응하는 비트선BL, 또는 /BL에 전류를 공급하는 p채널 MOS 트랜지스터PQ를 포함한다. n채널 MOS 트랜지스터NQ의 전류공급력은 훨씬 작아진다.The bit line load circuit 7 includes a bit line load element 7a provided corresponding to each of the bit lines BL and / BL and whose current driving force (conductance) is controlled in response to the control signal? NZ and the word line activation signal WLE. . The bit line load element 7a conducts when the control signal? NZ is at the H level, conducts when the n-channel MOS transistor NQ for supplying current to the corresponding bit line BL or / BL and the word line activation signal WLE are deactivated. And a p-channel MOS transistor PQ for supplying current to the corresponding bit line BL or / BL. The current supply of the n-channel MOS transistor NQ is much smaller.

도 9는 제어신호øNZ를 발생하는 비트선 부하제어회로12의 구성을 나타내는 도면이다. 도 9에서, 비트선 부하제어회로12는 도 6에 나타나는 주제어회로10에서의 워드선 활성화신호WLE를 반전하는 인버터12a와, 내부기록 지시신호 /WEi와 인버터12a의 출력신호를 받는 NOR회로12b와, NOR회로12b의 출력신호를 반전해서 제어신호øNZ를 생성하는 인버터12c를 포함한다. 내부기록 지시신호/WEi는 외부에서 주어지는 기록지시신호 /WE를 버퍼처리함으로써 생성된다. 따라서, 이 제어신호øNZ는 워드선 활성화신호WLE가 H레벨에 있고, 워드선이 선택상태에 있으며, 또 내부기록 지시신호 /WEi가 L레벨에 있고 선택메모리셀에의 데이터 기록이 행해질 때에 L레벨이 되며, 비트선 부하소자7a의 n채널 MOS 트랜지스터NQ를 오프상태로 구동한다.Fig. 9 is a diagram showing the configuration of the bit line load control circuit 12 for generating the control signal? NZ. In FIG. 9, the bit line load control circuit 12 includes an inverter 12a for inverting the word line activation signal WLE in the main control circuit 10 shown in FIG. 6, a NOR circuit 12b for receiving the output signals of the internal write instruction signal / WEi and the inverter 12a; And an inverter 12c which inverts the output signal of the NOR circuit 12b to generate the control signal? NZ. The internal write instruction signal / WE is generated by buffering the write instruction signal / WE given from the outside. Therefore, this control signal? NZ is at the L level when the word line activation signal WLE is at the H level, the word line is at the selection state, and the internal write instruction signal / WEi is at the L level, and data writing to the selected memory cell is performed. The n-channel MOS transistor NQ of the bit line load element 7a is driven to the off state.

워드선 활성화신호WLE가 H레벨에 있는 동안에, 비트선 부하소자7a의 p채널 MOS 트랜지스터PQ는 오프상태에 있다. 따라서 데이터 기록시에 선택메모리셀에의 데이터 기록이 행해질 때, 비트선 부하소자7a의 MOS 트랜지스터NQ 및 PO가 동시에 오프상태가 되어, 선택비트선쌍만이 데이터 기록를 받고, 남은 비선택비트선쌍의 각 비트선은 대응하는 메모리셀의 데이터를 받으며, L레벨데이터를 받는 비트선의 전위가 약간 저하한다. 다음에 도 3에 나타나는 반도체 기억장치의 동작을 도 10에 나타나는 동작파형도를 참조해서 설명한다.While the word line activation signal WLE is at the H level, the p-channel MOS transistor PQ of the bit line load element 7a is in an off state. Therefore, when data is written to the selected memory cell at the time of data writing, the MOS transistors NQ and PO of the bit line load element 7a are turned off at the same time, so that only the selected bit line pair receives data and each of the remaining unselected bit line pairs The bit line receives the data of the corresponding memory cell, and the potential of the bit line receiving the L level data is slightly lowered. Next, the operation of the semiconductor memory device shown in FIG. 3 will be described with reference to the operation waveform diagram shown in FIG. 10.

우선, 기록동작에 관해서 설명한다. 외부기록지시신호/WE 또는 입력데이터신호 Din의 신호변화에 응답해서 활성화되는 신호DTD, 또는 외부 어드레스신호의 변화를 검지해서 발생되는 어드레스변화 검출신호ATD의 적어도 한 쪽이 활성화되면, 워드선 활성화신호WLE가 소정기간 H레벨의 활성상태로 구동된다. 도 10에서는 어드레스신호가 변화하면, 이 어드레스변화에 응답해서 소정기간 워드선 활성화신호WLE가 활성화되는 동작모드가 일예로서 표시된다. 외부어드레스신호에 따라서 워드선선택이 행해지고, 또 열선택회로에 의한 디코드동작에 의해 열선택신호Y가 변화한다. 선택열에 대응해서 설치된 비트선쌍이 대응하는 열선택게이트 CG(CG0 또는 CG1)을 통해서 내부데이터버스 8a에 접속된다.First, the recording operation will be described. If at least one of the signal DTD activated in response to the change of the external write command signal / WE or the input data signal Din, or the address change detection signal ADT generated by detecting a change in the external address signal is activated, the word line enable signal is activated. The WLE is driven in an active state of H level for a predetermined period. In Fig. 10, when the address signal changes, an operation mode in which the word line activation signal WLE is activated for a predetermined period in response to the address change is shown as an example. Word line selection is performed in accordance with the external address signal, and column selection signal Y is changed by the decoding operation by the column selection circuit. The bit line pairs provided corresponding to the selection columns are connected to the internal data bus 8a via corresponding column selection gates CG (CG0 or CG1).

워드선 활성화신호WLE가 H레벨의 활성화 상태에 있고, 또 내부기록 지시신호 WEi가 H레벨인 상태에서는 제어신호øNZ는 H레벨에 있으며, 비트선 부하소자7a에서 n채널 MOS 트랜지스터NQ는 온상태에 있다. 한편, 워드선 활성화신호WLE의 활성화에 응답해서 비트선 부하소자 7a의 p채널 MOS 트랜지스터PQ가 오프상태가 된다. n채널 MOS 트랜지스터NQ의 전류구동력(사이즈 : 채널폭)은 훨씬 작아지고 있다. 또 이 워드선 활성화신호WLE에 응답해서 IO선 부하회로8b가 비활성화되고, 내부 데이터버스선 8aa 및 8ab의 전원전압Vcc 레벨에의 프리차지가 정지한다. 따라서, 데이터 기록 모드시에 실제의 데이터 기록전에는 비트선 부하소자 7a에 포함되는 n채널 MOS 트랜지스터NQ가 온상태에 있고, 비트선 부하소자 7a의 p채널 MOS 트랜지스터PQ 및 IO선 부하회로 8b의 p채널 MOS 트랜지스터Pa 및 Pb가 오프상태가 된다.When the word line activation signal WLE is at the H level and the internal write instruction signal WEi is at the H level, the control signal? NZ is at the H level, and the n-channel MOS transistor NQ is turned on in the bit line load element 7a. have. On the other hand, in response to the activation of the word line activation signal WLE, the p-channel MOS transistor PQ of the bit line load element 7a is turned off. The current driving force (size: channel width) of the n-channel MOS transistor NQ is much smaller. In response to the word line activation signal WLE, the IO line load circuit 8b is deactivated, and the precharge to the power supply voltage Vcc level of the internal data bus lines 8aa and 8ab is stopped. Therefore, in the data write mode, before the actual data write, the n-channel MOS transistor NQ included in the bit line load element 7a is in the on state, and the p-channel MOS transistor PQ of the bit line load element 7a and p in the IO line load circuit 8b. The channel MOS transistors Pa and Pb are turned off.

외부기록지시신호 /WE가 L레벨의 활성상태가 되고, 이에 따라서 내부기록지시신호 /WEi 가 L레벨이 되면, 제어신호 øNZ가 L레벨이 되고, 비트선 부하소자 7a의 n채널 MOS 트랜지스터NQ가 오프상태가 된다. 따라서 데이터 기록시에는 비트선 부하회로의 MOS 트랜지스터NQ와 PQ 및 IO선 부하회로8b의 p채널 MOS 트랜지스터 Pa 및 Pb가 모두 오프상태가 되고, 각각의 배선의 기생용량에 충전되어 있는 전하가 유지되는 상태가 된다. 이 내부기록 지시신호 /WEi 의 활성화에 응답해서 도 6에 나타나는 기록/판독회로8에 포함되는 기록드라이버가 활성화되고, 입력신호에 따라서 선택비트선쌍 BLP에 데이터의 기록을 행한다. 이 때, 내부데이터버스 8a에서, 내부데이터버스선 8aa 및 8ab는 데이터 기록에 따라 전원전압Vcc레벨 및 접지전압 Vss레벨로 구동된다. 내부데이터버스선 8aa 및 8ab상의 신호전위가 선택열에 대응해서 설치된 열선택게이트CG를 통해 선택비트선쌍 BLP상에 전달된다. 열선택게이트에 포함되는 CMOS 트랜스미션게이트 TMa 및 TMb를 통해서 선택비트선쌍에 데이터가 기록된다. 도 10에서는 일예로서, H레벨의 데이터가 판독된 비트선이 전원전압Vcc 레벨의 H레벨을 유지하고, 한편, L레벨데이터가 판독된 비트선은 접지전압레벨로 구동된다. 이 데이터 기록시에는 비트선 부하소자7a는 비도통상태에 있고, 또 IO선 부하회로8b도 비활성상태에 있으며 직류전류는 흐르지 않는다.When the external write command signal / WE becomes L level active, and therefore the internal write command signal / WEi becomes L level, the control signal? NZ becomes L level, and the n-channel MOS transistor NQ of the bit line load element 7a becomes It turns off. Therefore, at the time of data writing, both the MOS transistors NQ and PQ of the bit line load circuit and the p-channel MOS transistors Pa and Pb of the IO line load circuit 8b are turned off and the charges charged in the parasitic capacitances of the respective wirings are maintained. It becomes a state. In response to the activation of the internal write instruction signal / WEi, the write driver included in the write / read circuit 8 shown in Fig. 6 is activated, and data is written to the selected bit line pair BLP in accordance with the input signal. At this time, in the internal data bus 8a, the internal data bus lines 8aa and 8ab are driven to the power supply voltage Vcc level and the ground voltage Vss level in accordance with data recording. The signal potentials on the internal data bus lines 8aa and 8ab are transferred on the selection bit line pair BLP through the column selection gate CG provided corresponding to the selection string. Data is written to the selected bit line pair through the CMOS transmission gates TMa and TMb included in the column select gates. In FIG. 10, as an example, the bit line from which the H level data is read maintains the H level of the power supply voltage Vcc level, while the bit line from which the L level data is read is driven to the ground voltage level. At the time of writing this data, the bit line load element 7a is in a non-conductive state, the IO line load circuit 8b is also in an inactive state, and no direct current flows.

워드선 활성화신호WLE가 비활성화되어서 L레벨이 되고, 기록동작이 완료되면 제어신호øNZ가 H레벨이 되며, 비트선 부하소자7a의 MOS 트랜지스터NQ 및 PQ가 동시에 온상태가 되고, 또 IO선 부하회로8b의 p채널 MOS 트랜지스터Pa 및 Pb도 온상태가 된다. 이 때, 선택워드선은 비선택상태로 구동된다. 따라서, 접지전압레벨의 L레벨데이터가 전달된 비트선 및 내부데이터버스선이 고속이고 전원전압Vcc레벨로 프리차지된다.When the word line activation signal WLE is inactivated and becomes L level, when the write operation is completed, the control signal? NZ becomes H level, and the MOS transistors NQ and PQ of the bit line load element 7a are simultaneously turned on, and the IO line load circuit The p-channel MOS transistors Pa and Pb of 8b are also turned on. At this time, the select word line is driven in an unselected state. Therefore, the bit line to which the L level data of the ground voltage level is transferred and the internal data bus line are high-speed and are precharged to the power supply voltage Vcc level.

다음에 데이터 판독동작에 관해서 설명한다. 데이터 판독시에는 외부기록지시신호/WE는 H레벨을 유지하고, 제어신호øNZ는 H레벨을 유지한다. 따라서, 비트선 부하소자 7a에 포함되는 n채널 MOS 트랜지스터NQ는 온상태를 유지한다. 어드레스신호가 변화하여 워드선 활성화신호WLE가 활성화되면, 비트선 부하소자7a의 p채널 MOS 트랜지스터PQ 및 IO부하회로 8b의 p채널 MOS 트랜지스터 Pa 및 Pb가 오프상태가 된다. 이 상태에서는, 각 비트선은 비트선 부하소자 7a의 n채널 MOS 트랜지스터NQ를 통해서 전원노드에 접속된다. 선택워드선에 접속되는 메모리셀에서, H레벨데이터가 판독된 비트선은 전원전압Vcc레벨을 유지한다. 한편, L레벨데이터가 판독된 비트선은 비트선 부하소자 7a의 n채널 MOS 트랜지스터NQ를 통해서 칼럼전류가 흐르기 때문에, 이 전압레벨은 Vcc-Vth-△V가 된다. 여기에서 Vth는 비트선 부하소자 7a에 포함되는 n채널 MOS 트랜지스터NQ의 한계치전압을 나타낸다. 이 비트선상에 나타난 전압이, 선택된 열선택게이트에 포함되는 CMOS 트랜스미션게이트 TMa 및 TMb를 통해서 내부데이터버스에 8a에 전달된다. CMOS 트랜스미션게이트 TMa 및 TMb는 한계치전압손실을 수반하지 않고 전압을 전달한다. 따라서 내부데이터버스 8a에서 H레벨 데이터가 전달된 버스선은 전원전압Vcc 레벨을 유지하며, 한편, L레벨데이터가 판독된 내부데이터버스선은 Vcc-Vth-△V의 전압레벨로 구동된다. 이어서, 이 내부데이터버스 8a가 도 6에 나타나는 기록/판독회로8에 포함되는 센스앰프에 의해 증폭되어 데이터의 판독이 행해진다.Next, the data reading operation will be described. When reading data, the external write command signal / WE maintains the H level, and the control signal? NZ maintains the H level. Therefore, the n-channel MOS transistor NQ included in the bit line load element 7a remains on. When the address signal changes and the word line activation signal WLE is activated, the p-channel MOS transistor PQ of the bit line load element 7a and the p-channel MOS transistors Pa and Pb of the IO load circuit 8b are turned off. In this state, each bit line is connected to the power supply node through the n-channel MOS transistor NQ of the bit line load element 7a. In the memory cell connected to the select word line, the bit line from which the H level data is read maintains the power supply voltage Vcc level. On the other hand, since the column current flows through the n-channel MOS transistor NQ of the bit line load element 7a in the bit line from which the L level data is read, this voltage level becomes Vcc-Vth-ΔV. Here, Vth represents the threshold voltage of the n-channel MOS transistor NQ included in the bit line load element 7a. The voltage shown on this bit line is transferred to the internal data bus 8a through the CMOS transmission gates TMa and TMb included in the selected column select gate. CMOS transmission gates TMa and TMb deliver voltages without accompanying threshold voltage losses. Therefore, the bus line to which the H-level data is transferred from the internal data bus 8a maintains the power supply voltage Vcc level, while the internal data bus line from which the L-level data is read is driven at a voltage level of Vcc-Vth-ΔV. Subsequently, this internal data bus 8a is amplified by a sense amplifier included in the recording / reading circuit 8 shown in FIG. 6 to read data.

워드선 활성화신호WLE가 L레벨이 되고, 선택워드선이 비선택상태로 구동되어 데이터 판독동작이 완료되면, 비트선 부하소자 7a에 포함되는 p채널 MOS 트랜지스터PQ 및 IO선 부하회로 8b에 포함되는 p채널 MOS 트랜지스터 Pa 및 Pb가 온상태가 되고, 비트선 및 내부데이터버스선이 전원전압Vcc 레벨로 고속으로 프리차지된다.When the word line activation signal WLE becomes L level and the selected word line is driven in an unselected state to complete the data read operation, the p-channel MOS transistor PQ and IO line load circuit 8b included in the bit line load element 7a are included. The p-channel MOS transistors Pa and Pb are turned on, and the bit lines and the internal data bus lines are precharged at high speed to the power supply voltage Vcc level.

도 11은 도6에 나타나는 SRAM셀 SMC 의 구성의 일예를 나타내는 도면이다. 도 11에서, 이 SRAM셀 SMC는 기억노드 SNa 및 SNb의 데이터를 유지하기 위한, 교차결합된 드라이버 트랜지스터 DTa 및 DTb와, 워드선WL상의 신호에 응답해서 기억노드 SNa 및 SNb를 비트선BL 및 /BL에 각각 접속하는 액세스트랜지스터 ATa 및 ATb와, 기억노드 SNa 및 SNb의 전압레벨을 풀업하기 위한, 교차결합된 p채널 MOS 트랜지스터PUa 및 PUb를 포함한다.FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a configuration of the SRAM cell SMC shown in FIG. 6. In Fig. 11, the SRAM cell SMC stores the cross-coupled driver transistors DTa and DTb for holding data of the memory nodes SNa and SNb, and stores the memory nodes SNa and SNb in response to a signal on the word line WL. Access transistors ATa and ATb connected to the BL, respectively, and cross-coupled p-channel MOS transistors PUa and PUb for pulling up the voltage levels of the storage nodes SNa and SNb.

이 도 11에 나타나는 SRAM셀 SMC는, 도 3에 나타나는 고저항부하형 SRAM셀과, 고저항 부하소자에 대신해서 p채널 MOS 트랜지스터 PUa 및 PUb가 이용되는 점이 다르다. H레벨의 데이터를 유지하는 기억노드에 게이트가 접속되는 풀업트랜지스터는 오프상태가 되어 전류경로가 차단된다. 따라서, 고저항부하형 SRAM셀을 이용하는 경우에 비해서 소비전류를 저감할 수가 있다. 이 풀업트랜지스터 PUa 및 PUb는, 예를 들면, 박막트랜지스터(TET)를 이용해서 구성되어도 된다. 또 본 발명에서, 도 3에 나타나는 고저항부하형 SRAM셀이 이용되어도 된다.The SRAM cell SMC shown in FIG. 11 differs in that the p-channel MOS transistors PUa and PUb are used in place of the high resistance load type SRAM cell shown in FIG. 3 and the high resistance load element. The pull-up transistor whose gate is connected to the storage node holding the H level data is turned off and the current path is cut off. Therefore, the current consumption can be reduced as compared with the case of using a high resistance load type SRAM cell. The pull-up transistors PUa and PUb may be configured using, for example, a thin film transistor (TET). In the present invention, the high resistance load type SRAM cell shown in FIG. 3 may be used.

도 12a는, 워드선 활성화신호WLE가 비활성상태일 때의 비트선의 전압레벨을 나타내는 도면이다. 워드선 활성화신호WLE가 L레벨의 비활성상태일 때는, 비트선 부하소자 7a에 포함되는 MOS 트랜지스터PQ 및 NQ는 모두 온상태에 있고, 비트선은 전원전압Vcc 레벨로 프리차지된다. 이 상태에서는 또 내부데이터버스선도 전원전압Vcc 레벨로 프리차지 되어 있다.12A is a diagram showing the voltage level of the bit line when the word line activation signal WLE is in an inactive state. When the word line activation signal WLE is in an inactive state of L level, both the MOS transistors PQ and NQ included in the bit line load element 7a are in the on state, and the bit lines are precharged to the power supply voltage Vcc level. In this state, the internal data bus lines are also precharged to the power supply voltage Vcc level.

다음에 도 12b에 나타나는 바와 같이, 워드선 활성화신호WLE가 H레벨이 되고 또 내부기록 지시신호 /WEi 가 H레벨일 때는, 비트선 부하소자7a에서는 n채널 MOS 트랜지스터NQ만이 온상태가 된다. 한편, 메모리셀에서는, L레벨데이터를 비트선상에 전달하는 액세스 트랜지스터AT 및 드라이버 트랜지스터DT가 온상태가 된다. 따라서 이 상태에서는, 비트선의 전압레벨은 칼럼전류에 의해 Vcc-Vth-△V의 전압레벨로 저하한다. 이 비트선 부하소자 7a에서 n채널 MOS 트랜지스터NQ를 온상태로 유지하고 있는 것은, 비트선상에 판독되는 로우레벨전압 Vcc- Vth-△V가 낮아지고, 비트선진폭이 커지는 것을 방지하기 위함이다.(비트선진폭이 커지면, 판독완료후의 전원전압Vcc 레벨에의 프리차지동작, 즉 리커버리가 악화한다). n채널 MOS 트랜지스터NQ는 단순히 비트선의 로우레벨 전압레벨이 너무 내려가는 것을 방지하기 위함일 뿐이고, 이 전류구동능력(사이즈:채널폭)은 충분히 작아도 된다. 따라서 이 경우, 큰 칼럼전류가 흐르는 것을 방지할 수가 있고, 충분한 크기의 비트선진폭이 얻어진다.Next, as shown in Fig. 12B, when the word line activation signal WLE is at the H level and the internal write instruction signal / WEi is at the H level, only the n-channel MOS transistor NQ is turned on in the bit line load element 7a. On the other hand, in the memory cell, the access transistor AT and the driver transistor DT that transfer the L level data on the bit line are turned on. Therefore, in this state, the voltage level of the bit line is lowered to the voltage level of Vcc-Vth- DELTA V by the column current. The n-channel MOS transistor NQ is kept on in the bit line load element 7a in order to prevent the low level voltage Vcc-Vth-ΔV read out on the bit line from lowering and increasing the bit line amplitude. (When the bit line amplitude increases, the precharge operation to the power supply voltage Vcc level after the read completion, that is, the recovery deteriorates.) The n-channel MOS transistor NQ is merely to prevent the low level voltage level of the bit line from going too low, and this current driving capability (size: channel width) may be sufficiently small. In this case, therefore, a large column current can be prevented from flowing, and a bit line amplitude of sufficient magnitude is obtained.

다음에 도 12c에 나타나는 바와 같이, 워드선 활성화신호WLE가 H레벨이 되고, 또 내부기록 지시신호 /WEi가 L레벨이 되면, 메모리셀에의 데이터 기록이 행해진다. 이 상태에서는 비트선 부하소자 7a는 비활성상태에 있고, 비트선은 전원노드로부터 분리된다. 비트선에는 기록드라이버로부터의 접지전압Vss이 전달되고, 액세스 트랜지스터AT를 통해서 드라이버 트랜지스터DT에 의해 기억노드가 접지전압레벨로 유지된다.Next, as shown in Fig. 12C, when the word line activation signal WLE becomes H level and the internal write instruction signal / WEi becomes L level, data writing to the memory cell is performed. In this state, the bit line load element 7a is in an inactive state, and the bit line is separated from the power supply node. The ground voltage Vss from the write driver is transferred to the bit line, and the memory node is held at the ground voltage level by the driver transistor DT through the access transistor AT.

데이터 기록이 완료되면, 도 12a에 나타나는 상태로 이행하고, 비트선 부하소자 7a의 MOS 트랜지스터PQ 및 NQ가 모두 온상태가 된다. p채널 MOS 트랜지스터PQ의 사이즈를 크게 함으로써, 이 접지전압Vss 레벨을 고속으로 전원전압Vcc레벨로 구동할 수가 있다.When data writing is completed, the state shifts to the state shown in Fig. 12A, and both the MOS transistors PQ and NQ of the bit line load element 7a are turned on. By increasing the size of the p-channel MOS transistor PQ, the ground voltage Vss level can be driven to the power supply voltage Vcc level at high speed.

데이터 기록시에, 이 비트선 부하소자 7a를 비활성상태로 함으로써, 데이터 기록시의 직류전류를 차단할 수가 있다. 또 비트선 부하소자 7a에서 p채널 MOS 트랜지스터PQ가 비트선전압 리커버리를 위해 이용되고 있고, 데이터 판독시 및 기록시에는 오프상태로 구동되기 때문에, 이 p채널 MOS 트랜지스터PQ는 칼럼전류에는 기여하지 않는다. 따라서, 이 p채널 MOS 트랜지스터PQ의 사이즈(전류구동력)를 크게 할 수가 있고, 데이터 판독 및 기록완료후의 비트선전압의 리커버리를 소비전류를 증가시키지 않고 고속화할 수가 있다. 또 전원전압하에서도 비트선 부하소자의 n채널 MOS 트랜지스터NQ의 사이즈를 작게 함으로써, 비트선 판독진폭을 크게 할 수가 있고, 정확한 데이터의 판독을 확실하게 행할 수가 있다.By making the bit line load element 7a inactive during data writing, the DC current at the time of data writing can be cut off. In addition, since the p-channel MOS transistor PQ is used for bit line voltage recovery in the bit line load element 7a, and is driven off during data reading and writing, this p-channel MOS transistor PQ does not contribute to the column current. . Therefore, the size (current driving force) of the p-channel MOS transistor PQ can be increased, and the recovery of the bit line voltage after data read and write completion can be speeded up without increasing the current consumption. In addition, by reducing the size of the n-channel MOS transistor NQ of the bit line load element even under the power supply voltage, the bit line read amplitude can be increased, and accurate data can be read reliably.

도 13은, 도 6에 나타나는 주제어회로 워드선 활성화신호발생부의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 13에서 주제어회로 10는, 외부 기록지시신호/WE의 변화를 검출하는 신호변화검출회로10a와, 입력데이터 Din의 변화를 검출하는 데이터 변화검출회로10b와, 신호변화검출회로10a 및, 데이터 변화검출회로10b의 출력신호를 받는 OR회로10c와, 외부에서의 어드레스신호Ad의 변화를 검출하는 어드레스변화 검출회로10d와, OR회로 10c로부터의 데이터변화 검출신호 DTD 및 어드레스변화 검출회로 10d로부터의 어드레스변화 검출신호ATD를 받는 OR회로 10e와, OR회로10e의 출력신호에 따라서 워드선 활성화신호WLE를 발생하는 워드선활성화신호 발생회로10f를 포함한다.FIG. 13 is a diagram schematically showing the configuration of the main control circuit word line activation signal generator shown in FIG. In Fig. 13, the main control circuit 10 includes a signal change detection circuit 10a for detecting a change in the external write command signal / WE, a data change detection circuit 10b for detecting a change in the input data Din, a signal change detection circuit 10a, and a data change. OR circuit 10c receiving the output signal of detection circuit 10b, address change detection circuit 10d for detecting a change in address signal Ad from outside, and data change detection signal DTD from OR circuit 10c and address from address change detection circuit 10d. An OR circuit 10e receiving the change detection signal ADT and a word line activation signal generation circuit 10f for generating a word line activation signal WLE in accordance with the output signal of the OR circuit 10e.

변화검출회로10a, 10b 및 10d는 주지의 회로를 이용해서 구성되고, 예를 들면, 하나의 신호에 대해서 지연회로와, 그 지연회로출력과 대응하는 신호를 받는 EXOR회로로 구성된다. 복수의 신호의 변화를 검출하는 경우에는, 일치검출회로(EXOR)의 출력신호의 OR을 구함으로써 변화검출신호가 생성된다.The change detection circuits 10a, 10b, and 10d are configured using a known circuit, for example, a delay circuit for one signal, and an EXOR circuit for receiving a signal corresponding to the delay circuit output. When detecting a change in a plurality of signals, the change detection signal is generated by obtaining the OR of the output signal of the coincidence detection circuit EXOR.

OR회로10c는, 데이터 기록/판독모드 변경시, 또는 입력데이터가 변화했을 때에 데이터변화 검출신호DED를 소정기간 활성상태로 구동한다. 어드레스변화 검출회로10a는 어드레스 변화에 응답해서 소정기간 어드레스변화 검출신호ATD를 활성상태로 한다.(도 13에서는 활성상태를 H레벨로 나타낸다). 따라서, OR회로10e는 데이터변화 검출신호DTD 및 어드레스변화 검출신호ATD의 적어도 한 쪽이 활성상태가 되면, 이 출력신호를 활성상태의 H레벨로 구동한다. 워드선 활성화신호 발생회로10f는, 예를 들면, 하강지연회로로 구성되고, OR회로10e의 출력신호의 펄스폭을 확장함으로써, 워드선 활성화신호WLE를 활성화한다. 이것에 의해, 어드레스변화시 또는 데이터 기록시에 입력데이터가 변화했을 때, 소정기간 워드선 활성화신호WLE가 활성상태로 구동된다.The OR circuit 10c drives the data change detection signal DED in the active state for a predetermined period when the data write / read mode is changed or when the input data is changed. The address change detection circuit 10a makes the address change detection signal ADT active for a predetermined period in response to the address change (in Fig. 13, the active state is indicated by H level). Therefore, when at least one of the data change detection signal DTD and the address change detection signal ADT becomes active, the OR circuit 10e drives this output signal to the H level of the active state. The word line activation signal generation circuit 10f is constituted by, for example, a falling delay circuit, and activates the word line activation signal WLE by extending the pulse width of the output signal of the OR circuit 10e. As a result, when the input data changes at the time of address change or data writing, the word line activation signal WLE is driven in an active state for a predetermined period.

[메모리어레이부의 구성2][Configuration of Memory Array Part 2]

도 14는 본 발명의 실시의 형태에 따르는 메모리어레이의 제 2의 구성을 나타내는 도면이다. 도 14에 나타나는 구성에서는, 비트선 부하회로7에서 각 비트선쌍 BLP0 및 BLP1 각각에 대해서, 워드선 활성화신호WLE의 비활성화시 온상태가 되는 이퀄라이즈용의 p채널 MOS 트랜지스터 7b가 설치된다. 또 IO선 부하회로 8b에서는, 워드선 활성화신호WLE의 비활성화시 온상태가 되고, 내부데이터버스선 8aa 및 8ab를 전기적으로 단락하는 이퀄라이즈용의 p채널 MOS 트랜지스터Pc가 설치된다. 다른 구성은, 도 8에 나타나는 구성과 같고, 대응하는 부분에는 동일참조번호를 붙인다.14 is a diagram showing a second configuration of the memory array according to the embodiment of the present invention. In the configuration shown in Fig. 14, for each bit line pair BLP0 and BLP1 in the bit line load circuit 7, a p-channel MOS transistor 7b for equalization which is turned on when the word line activation signal WLE is deactivated is provided. In the IO line load circuit 8b, a p-channel MOS transistor Pc for equalization which electrically turns on the internal data bus lines 8aa and 8ab is provided when the word line activation signal WLE is inactivated. The other configuration is the same as that shown in Fig. 8, and corresponding parts are assigned the same reference numerals.

이 도 14에 나타나는 구성에서는, 워드선활성화신호 WLE가 활성상태에서 비활성상태가 되면, 이퀄라이즈용의 p채널 MOS 트랜지스터7b 및 Pc가 온상태가 되고, L레벨의 비트선 및 내부데이터버스선을 고속으로 전원전압Vcc 레벨로 구동할 수가 있다. 다음에 도 14에 나타나는 반도체 기억장치의 동작을 도 15에 나타내는 신호파형도를 참조해서 설명한다.In the configuration shown in Fig. 14, when the word line activation signal WLE becomes inactive from the active state, the p-channel MOS transistors 7b and Pc for equalization are turned on, and the L-level bit line and the internal data bus line are turned on. It can be driven at the power supply voltage Vcc level at high speed. Next, the operation of the semiconductor memory device shown in FIG. 14 will be described with reference to the signal waveform diagram shown in FIG. 15.

우선, 데이터 기록동작에 관해서 설명한다. 앞서의 도 8에 나타나는 구성과 마찬가지로, 워드선이 선택상태에 있는 기간, 즉 워드선 활성화신호WLE가 H레벨인 기간, 비트선 부하소자7a에 포함되는 p채널 MOS 트랜지스터PQ 및 IO선 부하회로 8b에 포함되는 p채널 MOS 트랜지스터Pa 및 Pb가 오프상태가 된다. 이 때, 또 비트선 이퀄라이즈용의 p채널 MOS 트랜지스터7b 및 내부데이터버스선 이퀄라이즈용의 p채널 MOS 트랜지스터Pc도 오프상태에 있다. 기록지시신호 /WE (/WEi)가 L레벨이 되면, 비트선 부하소자에 포함되는 n채널 MOS 트랜지스터NQ도 오프상태가 된다. H레벨 데이터가 판독된 비트선(도 15에서 비트선BL)은 전원전압Vcc 레벨을 유지하며, L레벨 데이터가 판독되는 비트선(도 15에서 비트선 /BL)의 전압레벨이 저하한다. 이어서 기록 데이터Di에 따라서 기록드라이버가 동작하고, 비트선 /BL의 전업레벨이 접지전압레벨의 L레벨로 구동된다. 한 편, 비트선BL은 전원전압Vcc 레벨에 있다(H레벨 데이터의 기록동작).First, the data recording operation will be described. 8, the p-channel MOS transistor PQ and the IO line load circuit 8b included in the bit line load element 7a, the period during which the word line is in the selected state, that is, the period during which the word line activation signal WLE is at the H level. The p-channel MOS transistors Pa and Pb contained in are turned off. At this time, the p-channel MOS transistor 7b for bit line equalization and the p-channel MOS transistor Pc for internal data bus line equalization are also in an off state. When the write command signal / WE (/ WEi) becomes L level, the n-channel MOS transistor NQ included in the bit line load element is also turned off. The bit line (bit line BL in FIG. 15) from which the H level data has been read maintains the power supply voltage Vcc level, and the voltage level of the bit line (bit line / BL in FIG. 15) from which the L level data is read decreases. Then, the write driver operates in accordance with the write data Di, and the full level of the bit line / BL is driven to the L level of the ground voltage level. On the other hand, the bit line BL is at the power supply voltage Vcc level (writing operation of the H level data).

워드선 활성화신호WLE가 L레벨의 비활성상태로 구동되어 데이터 기록이 완료되면, 제어신호øNZ가 H레벨로 상승하고, 비트선 부하소자7a에 포함되는 p채널 MOS 트랜지스터PQ와 n채널 MOS 트랜지스터NQ 및 IO선 부하회로 8b에 포함되는 p채널 MOS 트랜지스터 Pa 및 Pb가 온상태가 된다. 이것에 의해, L레벨에 있던 비트선BL 및 내부 데이터버스선 8ab의 전압레벨이 고속으로 전원전압Vcc 레벨로 상승된다. 이 때, 또 이퀄라이즈용의 MOS 트랜지스터 7b 및 Pc가 온상태가 되고, 비트선 BL 및 /BL을 전기적으로 단락하며, 또 내부 데이터버스선 8aa 및 8ab를 전기적으로 단락한다. 따라서, L레벨의 비트선 및 내부데이터버스선 8ab이 H레벨의 비트선 BL 및 내부데이터버스선 8aa에서 각각 전하가 공급되어, 그 전압레벨이 고속으로 상승한다. 이에 의해, 비트선 BL과 /BL 및 내부데이터버스선 8aa 와 8ab가 각각 그 전압레벨이 같아진 후에, 전원전압Vcc 레벨에 도달한다. 따라서 이 이퀄라이즈용의 MOS 트랜지스터7b 및 Pc를 이용함으로써, 보다 빠르게 전원전압Vcc레벨로 프리차지할 수가 있다.When the word line activation signal WLE is driven in an inactive state of L level and data writing is completed, the control signal? NZ rises to H level, and the p-channel MOS transistor PQ and n-channel MOS transistor NQ and The p-channel MOS transistors Pa and Pb included in the IO line load circuit 8b are turned on. As a result, the voltage levels of the bit lines BL and the internal data bus lines 8ab that were at the L level are raised to the power supply voltage Vcc level at high speed. At this time, the equalizing MOS transistors 7b and Pc are turned on, electrically shorting the bit lines BL and / BL, and electrically shorting the internal data bus lines 8aa and 8ab. Therefore, charges are supplied from the L-level bit line and the internal data bus line 8ab to the H-level bit line BL and the internal data bus line 8aa, respectively, and the voltage level rises at a high speed. As a result, the bit lines BL and / BL and the internal data bus lines 8aa and 8ab reach the power supply voltage Vcc level after their voltage levels are the same. Therefore, by using the equalizing MOS transistors 7b and Pc, it is possible to precharge to the power supply voltage Vcc level faster.

다음에 데이터 판독동작에 관해서 설명한다. 이 데이터 판독시에는 워드선WLE이 활성상태일 동안, p채널 MOS 트랜지스터PQ, Pa, Pb 및 Pc 및 7b가 모두 오프상태에 있다. 이 상태에서, 비트선 BL의 전압레벨이 전원전압Vcc레벨, 다른쪽의 비트선 /BL이 전압Vcc-Vth-△V의 L레벨이 된다. 워드선 활성화신호WLE가 비활성상태가 되어 데이터 판독이 완료되면, 이들 p채널 MOS 트랜지스터PQ, Pa, Pb, Pc 및 7b가 모두 오프상태가 된다. 따라서, H레벨의 비트선 BL 및 L레벨의 비트선 /BL과 H레벨의 내부데이터버스선 8aa 및 L레벨의 내부데이터버스선 8ab가 각각 전기적으로 단락되기 때문에, L레벨의 비트선/BL 및 내부데이터버스선 8ab의 전압레벨이 보다 고속으로 상승하고, 고속으로 전원전압Vcc 레벨로 프리차지된다.Next, the data reading operation will be described. At the time of reading this data, the p-channel MOS transistors PQ, Pa, Pb and Pc and 7b are all in the off state while the word line WLE is active. In this state, the voltage level of the bit line BL becomes the power supply voltage Vcc level and the other bit line / BL becomes the L level of the voltage Vcc-Vth-ΔV. When the word line activation signal WLE becomes inactive and data reading is completed, all of these p-channel MOS transistors PQ, Pa, Pb, Pc, and 7b are turned off. Therefore, since the H level bit line BL and the L level bit line / BL and the H level internal data bus line 8aa and the L level internal data bus line 8ab are electrically shorted, respectively, the L level bit line / BL and The voltage level of the internal data bus line 8ab rises at a higher speed and is precharged to the power supply voltage Vcc level at a higher speed.

따라서, 이 도 14에 나타나는 바와 같이, 비트선쌍 및 내부데이터버스에 이퀄라이즈용의 트랜지스터를 설치함으로써, 데이터 판독동작완료시 및 기록완료후의 리커버리를 보다 고속으로 행할 수가 있다.Therefore, as shown in FIG. 14, by providing an equalizing transistor in the bit line pair and the internal data bus, recovery at the completion of the data read operation and at the completion of the write can be performed at a higher speed.

[기록/판독회로의 구성][Configuration of recording / reading circuit]

도 16은 도 6에 나타나는 기록/판독회로8에 포함되는 판독회로의 구성을 나타내는 도면이다. 이 기록/판독회로8는 내부데이터버스선 8aa 및 8ab상의 신호 I/O 및 I/OZ를 외(外)증폭하는 크로스 커플형 센스앰프8c를 포함한다. 크로스 커플형 센스앰프 8c는 전원노드와 출력노드 NDb의 사이에 접속되고, 또 그 게이트가 출력노드 NDa에 접속되는 p채널 MOS 트랜지스터P1와, 전원노드와 출력노드NDa의 사이에 접속되고 또 그 게이트가 출력노드 NDb에 접속되는 p채널 MOS 트랜지스터P2와, 출력노드 NDb와 접지노드와의 사이에 서로 직렬로 접속되는 n채널 MOS 트랜지스터N1 및 N3과, 출력노드 NDa와 접지노드의 사이에 서로 직렬로 접속되는 n채널 MOS 트랜지스터N2 및 N4도 포함한다. n채널 MOS 트랜지스터N1 및 N2의 게이트는, 각각 내부데이터버스선 8aa 및 8ab에 접속된다. n채널 MOS 트랜지스터N3 및 N4의 게이트에는 센스앰프 활성화신호 SE1가 주어진다.FIG. 16 is a diagram showing the configuration of a read circuit included in the write / read circuit 8 shown in FIG. This write / read circuit 8 includes a cross-coupled sense amplifier 8c that externally amplifies signals I / O and I / OZ on internal data bus lines 8aa and 8ab. The cross-coupled sense amplifier 8c is connected between the power supply node and the output node NDb, and its gate is connected between the power supply node and the output node NDa, and the p-channel MOS transistor P1 is connected to the output node NDa. Channel MOS transistor P2 connected to the output node NDb, n-channel MOS transistors N1 and N3 connected in series between the output node NDb and the ground node, and in series between the output node NDa and the ground node. Also included are n-channel MOS transistors N2 and N4. The gates of the n-channel MOS transistors N1 and N2 are connected to internal data bus lines 8aa and 8ab, respectively. The sense amplifier activation signal SE1 is given to the gates of the n-channel MOS transistors N3 and N4.

이 크로스 커플형 센스앰프8c는 또한, 전원노드와 출력노드 NDb의 사이에 접속되고, 또 그 게이트가 출력노드 NDb에 접속되는 p채널 MOS 트랜지스터P3와, 전원노드와 출력노드 NDa의 사이에 접속되고 또 게이트가 출력노드 NDa에 접속되는 p채널 MOS 트랜지스터P4와, 센스앰프 활성화신호 SE1의 비활성화시 온상태가 되고, 출력노드 NDb 및 NDa를 전원전압Vcc 레벨로 프리차지하는 p채널 MOS 트랜지스터P5 및 P6을 포함한다. P채널 MOS 트랜지스터P1 및 P2는 게이트 및 드레인이 교차결합되어 있고, 출력노드 NDa 및 NDb의 전압레벨을 차동증폭한다.The cross-coupled sense amplifier 8c is also connected between the power supply node and the output node NDb, and its gate is connected between the p-channel MOS transistor P3, which is connected to the output node NDb, and between the power supply node and the output node NDa. The p-channel MOS transistor P4 whose gate is connected to the output node NDa and the p-channel MOS transistors P5 and P6 which are turned on when the sense amplifier activation signal SE1 is inactivated and precharge the output nodes NDb and NDa to the power supply voltage Vcc level are also provided. Include. The P-channel MOS transistors P1 and P2 are cross-coupled with gates and drains, and differentially amplify the voltage levels of the output nodes NDa and NDb.

IO선 부하회로 8b 및 메모리셀 어레이1의 각 비트선에 대해서 설치되는 비트선 부하회로의 구성은 도 14에 나타나는 구성과 같고, 비트선 이퀄라이즈 트랜지스터 및 내부데이터버스선 이퀄라이즈 트랜지스터가 설치된다. 다음에 이 도 16에 나타나는 크로스 커플형 센트앰프의 동작을 도 17에 나타내는 신호파형도를 참조해서 설명한다.The configuration of the bit line load circuit provided for the IO line load circuit 8b and each bit line of the memory cell array 1 is the same as that shown in Fig. 14, and a bit line equalizing transistor and an internal data bus line equalizing transistor are provided. Next, the operation of the cross-coupled cent amplifier shown in FIG. 16 will be described with reference to the signal waveform diagram shown in FIG.

크로스 커플형 센스앰프 8c가 동작하는 것은 데이터 판독시이고, 내부기록 지시신호 /WEi (외부기록지시신호/WE)는 H레벨로 유지된다.The operation of the cross-coupled sense amplifier 8c operates during data reading, and the internal write instruction signal / WEi (external write instruction signal / WE) is maintained at the H level.

어드레스신호Ad가 변화하면 워드선 활성화신호WLE가 소정기간 H레벨의 활성상태로 구동되고, 또 이 주어진 어드레스신호Ad에 따라서, 어드레스 지정된 열을 선택하는 열선택신호 Y가 활성상태로 구동된다. 이 워드선 활성화신호WLE에 의해 어드레스 지정된 행의 메모리셀의 데이터가 대응하는 비트선 BL 및 /BL상에 판독되고, 이어서 멀티플렉서6에 포함되는 도통상태의 열선택게이트를 통해서 내부데이터버스선 8aa 및 8ab상에 전달된다. 내부데이터버스선 8aa 및 8ab의 전위 I/O 및 I/OZ는 거기까지 전원전압Vcc으로 프리차지되어 있고, 선택비트선 BL 및 /BL로부터의 전압 Vcc 및 Vcc-Vth-△V가 전달되면, 전달된 비트선전위에 따라서 그 전압레벨이 변화한다.When the address signal Ad changes, the word line activation signal WLE is driven in an active state of H level for a predetermined period, and the column selection signal Y for selecting an addressed column is driven in an active state according to the given address signal Ad. The data of the memory cells in the row addressed by this word line activation signal WLE is read out on the corresponding bit lines BL and / BL, and then the internal data bus lines 8aa and through the column select gate in a conductive state included in the multiplexer 6. Delivered on 8ab. The potentials I / O and I / OZ of the internal data bus lines 8aa and 8ab are precharged to the power supply voltage Vcc up to that point, and when the voltages Vcc and Vcc-Vth-ΔV from the selection bit lines BL and / BL are transferred, The voltage level changes in accordance with the transmitted bit potential.

센스앰프활성화신호 SE1의 비활성상태에서는, p채널 MOS 트랜지스터 P5 및 P6가 온상태이고, 출력신호 SA1 및 /SA1는 전원전압Vcc 레벨로 프리차지되어 있다. 또 n채널 MOS 트랜지스터N3 및 N4가 오프상태에 있고, 이 크로스 커플형 센스앰프 8c에서 전원노드에서 접지노드에의 전류경로는 차단되며, 또 센스동작은 행해지지 않는다.In the inactive state of the sense amplifier activation signal SE1, the p-channel MOS transistors P5 and P6 are on, and the output signals SA1 and / SA1 are precharged to the power supply voltage Vcc level. In addition, the n-channel MOS transistors N3 and N4 are in an off state. In this cross-coupled sense amplifier 8c, the current path from the power supply node to the ground node is interrupted, and no sense operation is performed.

내부데이터버스선 8aa 및 8ab상에 판독된 데이터신호 I/O 및 I/OZ의 차가 비교적 커지면, 센스앰프 활성화신호SE1가 소정기간 활성상태인 H레벨로 구동된다. 내부데이터버스선 8aa 및 8ab의 전압레벨이 비교적 높기 때문에, 이 크로스 커플형 센스앰프8c에서 n채널 MOS 트랜지스터N1 및 N2의 콘덕턴스는 크고, 출력노드 NDa 및 NDb의 전압레벨이 일단 저하한다. 이 출력노드 NDa 및 NDb의 전압레벨의 저하속도는, 내부판독 데이터신호 I/O 및 I/OZ의 전압레벨이 다르기 때문에 거기에 따라서 다르다. 지금, 내부판독 데이터신호 I/O가 전원전압Vcc 레벨이고, 내부데이터 판독신호 I/OZ가 L레벨인 전압Vcc-Vth-△V의 전압레벨인 것으로 하자. 이 상태에서는 출력노드 NDb는 MOS 트랜지스터 N1 및 N3을 통해서 급속하게 방전되고, 출력노드 NDb로부터의 신호 /SA1의 전압레벨이 저하한다. 한편, n채널 MOS 트랜지스터 N2 및 N4를 통해서 흐르는 전류는 보다 작고, 출력노드 NDa로부터의 신호 SA1의 전압레벨의 저하속도는 늦는다.When the difference between the data signals I / O and I / OZ read on the internal data bus lines 8aa and 8ab becomes relatively large, the sense amplifier activation signal SE1 is driven to the H level which is active for a predetermined period. Since the voltage levels of the internal data bus lines 8aa and 8ab are relatively high, the conductances of the n-channel MOS transistors N1 and N2 are large in this cross-coupled sense amplifier 8c, and the voltage levels of the output nodes NDa and NDb decrease once. The rate of decrease of the voltage levels of the output nodes NDa and NDb varies depending on the voltage levels of the internal read data signals I / O and I / OZ. Now, it is assumed that the internal read data signal I / O is at the power supply voltage Vcc level, and the internal data read signal I / OZ is at a voltage level of the voltage Vcc-Vth-ΔV with the L level. In this state, the output node NDb is rapidly discharged through the MOS transistors N1 and N3, and the voltage level of the signal / SA1 from the output node NDb decreases. On the other hand, the current flowing through the n-channel MOS transistors N2 and N4 is smaller, and the rate of decrease of the voltage level of the signal SA1 from the output node NDa is slow.

출력노드 NDb의 전압레벨이 저하하면, 먼저 p채널 MOS 트랜지스터P2가 온상태가 되고, 출력노드 NDa에 전류를 공급하며, 출력노드 NDa의 신호SA1의 전압레벨을 상승시킨다. 이 출력노드 NDa에 전류를 공급하여, 출력노드 NDa의 신호 SA1의 전압레벨을 상승시킨다. 이 출력노드 NDa의 전압레벨상승에 따라서, p채널 MOS 트랜지스터P1는 오프상태를 유지하고, 출력노드 NDb로부터의 신호/SA1 는 L레벨로 저하한다. 한편, 출력노드 NDa에서의 신호SA1는 p채널 MOS 트랜지스터P2에 의해 풀업되며 H레벨로 복귀한다. 이 상태에서는 MOS 트랜지스터P3 및 P4가 풀업소자로써 기능하고, 신호/SA1가 접지전압 Vss레벨까지 저하하는 것을 억제하며, 또 출력노드 NDa로부터의 신호 SA1의 전압레벨은, 이 트랜지스터 P4에 의해 Vcc-Vth의 전압레벨로 유지된다. p채널 MOS 트랜지스터P3 및 P4의 풀업기능에 의해 교차결합된 p채널 MOS 트랜지스터 P1∼P2의 래치상태를 약화시키고, 출력노드의 NDa 및 NDb의 리커버리시간을 짧게 한다.When the voltage level of the output node NDb is lowered, first, the p-channel MOS transistor P2 is turned on, supplying current to the output node NDa, and raising the voltage level of the signal SA1 of the output node NDa. Current is supplied to this output node NDa to raise the voltage level of the signal SA1 of the output node NDa. As the voltage level of the output node NDa rises, the p-channel MOS transistor P1 remains off, and the signal / SA1 from the output node NDb falls to L level. On the other hand, the signal SA1 at the output node NDa is pulled up by the p-channel MOS transistor P2 and returns to the H level. In this state, the MOS transistors P3 and P4 function as pull-up elements, suppressing the signal / SA1 from falling to the ground voltage Vss level, and the voltage level of the signal SA1 from the output node NDa is controlled by this transistor P4. It is maintained at the voltage level of Vth. The pull-up functions of the p-channel MOS transistors P3 and P4 weaken the latch state of the cross-linked p-channel MOS transistors P1 to P2, and shorten the recovery time of the output nodes NDa and NDb.

데이터 판독이 완료되고, 센스앰프활성화신호 SA1가 L레벨로 강하하면, n채널 MOS 트랜지스터N3 및 N4가 오프상태, p채널 MOS 트랜지스터P5 및 P6이 온상태가 되며, 출력노드 NDa 및 NDb로부터의 신호 SA1 및 /SA1가 다시 전원전압Vcc레벨로 구동된다.When data reading is completed and the sense amplifier activation signal SA1 drops to L level, the n-channel MOS transistors N3 and N4 are turned off, and the p-channel MOS transistors P5 and P6 are turned on, and the signals from the output nodes NDa and NDb are turned off. SA1 and / SA1 are driven to the power supply voltage Vcc level again.

이어서 워드선 활성화신호 WLE가 L레벨의 비활성상태가 되어, 메모리셀 어레이1의 비트선 BL 및 /BL과 내부데이터버스선 8aa 및 8ab가 고속으로 전원전압Vcc레벨로 복귀한다.Then, the word line activation signal WLE becomes inactive at the L level, and the bit lines BL and / BL and the internal data bus lines 8aa and 8ab of the memory cell array 1 return to the power supply voltage Vcc level at high speed.

이 크로스 커플형 센스앰프 8c를 이용함으로써, 내부데이터버스선 8aa 및 8ab(비트선 BL 및 /BL)의 전위차가 작은 경우에도, 고속이고 또 확실하게 센스동작을 행할 수가 있다. 이것은 교차결합된 p채널 MOS 트랜지스터 P1 및 P2의 귀환동작이 부귀환동작(負歸還動作)이고, 출력노드 NDa 및 NDb 의 전압차가 고속으로 증폭되기 때문이다. 커런트 미러형 회로를 이용한 경우, 비교단의 n채널 MOS 트랜지스터는 비교적 높은 전압레벨의 신호를 게이트에 받기 때문에 큰 콘덕턴스를 가지고 있고, 비교적 큰 전류가 커런트 미러 단의 마스터단 및 슬레이브단 양자에서 흐른다. 따라서 커런트 미러형 차동증폭기를 이용한 경우, 내부데이터버스선 8aa 및 8ab의 신호 I/O 및 I/OZ의 전압레벨이 모두 높을 경우에는, 커런트 미러형 증폭회로의 이득이 저하하여, 고속이고 정확한 증폭동작을 행할 수가 없게 된다(커런트 미러형 센스앰프의 감도가 가장 좋은 영역(스트라이크존)에서 동작영역이 벗어나기 때문에). 이 크로스 커플형 센스앰프8c를 이용함으로써, 내부데이터버스선 8aa 및 8ab를 전원전압Vcc 레벨로 프리차지한 후에, 신호레벨이 변화하고 그 변화폭이 작을 경우에도, 고속이고 확실하게 증폭동작을 행할 수가 있다(교차결합된 p채널 MOS 트랜지스터의 한 쪽은 오프상태를 유지한다).By using this cross-coupled sense amplifier 8c, even when the potential difference between the internal data bus lines 8aa and 8ab (bit lines BL and / BL) is small, a sense operation can be performed at high speed and reliably. This is because the feedback operation of the cross-coupled p-channel MOS transistors P1 and P2 is a negative feedback operation, and the voltage difference between the output nodes NDa and NDb is amplified at high speed. In the case of using the current mirror type circuit, the n-channel MOS transistor of the comparison stage has a large conductance because it receives a signal of a relatively high voltage level, and a relatively large current flows in both the master and slave stages of the current mirror stage. . Therefore, in the case of using the current mirror type differential amplifier, when the voltage levels of the signal I / O and I / OZ of the internal data bus lines 8aa and 8ab are both high, the gain of the current mirror type amplifier circuit is lowered, resulting in high speed and accurate amplification. The operation cannot be performed (because the operating region deviates from the region where the current mirror type sense amplifier has the highest sensitivity (strike zone)). By using this cross-coupled sense amplifier 8c, after precharging the internal data bus lines 8aa and 8ab to the power supply voltage Vcc level, even when the signal level changes and the change range is small, high speed and reliable amplification operation can be performed. (One side of the cross-coupled p-channel MOS transistor remains off).

또 커런트 미러형 차동증폭기의 구성일 경우, 커런트 미러 1단의 마스터 트랜지스터는 다이오드 접속되어 있고, 이 다이오드 접속된 MOS 트랜지스터의 드레인끝의 전압진폭은 작다. 따라서 커런트 미러형 차동증폭기를 이용한 경우, 차동신호쌍을 생성하는 것이 곤란하다. 그러나 도 16에 나타나는 바와 같이 크로스 커플형 센스앰프를 이용함으로써 비교적 큰 신호진폭을 가지는 차등신호쌍을 생성할 수가 있다.In the case of the current mirror differential amplifier, the master transistor of the current mirror stage 1 is diode-connected, and the voltage amplitude at the drain end of the diode-connected MOS transistor is small. Therefore, when a current mirror differential amplifier is used, it is difficult to generate a differential signal pair. However, as shown in FIG. 16, a differential signal pair having a relatively large signal amplitude can be generated by using a cross-coupled sense amplifier.

이상과 같이, 이 도 16에 나타나는 것처럼 판독회로에서 크로스 커플형 센스앰프를 이용함으로써, 작은 신호진폭을 확실하게 증폭해서 차동신호쌍을 생성할 수가 있다. 도 18은 센스앰프 활성화신호를 발생하는 회로의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 이 센스앰프 활성화신호발생부는, 도 6에 나타나는 주제어회로10에 포함된다. 도 18에서 센스앰프 활성화신호발생부는 워드선활성화신호WLE를 소정기간 지연하는 지연회로10g와, 지연회로10g의 출력신호의 상승에 응답해서 소정의 시간폭을 가지는 원숏의 펄스신호를 발생하는 원숏펄스 발생회로10h를 포함한다.As described above, by using the cross-coupled sense amplifier in the readout circuit as shown in Fig. 16, it is possible to reliably amplify a small signal amplitude to generate a differential signal pair. 18 is a diagram schematically illustrating a configuration of a circuit for generating a sense amplifier activation signal. This sense amplifier activation signal generator is included in the main control circuit 10 shown in FIG. In FIG. 18, the sense amplifier activation signal generator generates a one-shot pulse that generates a one-shot pulse signal having a predetermined time width in response to the delay circuit 10g delaying the word line activation signal WLE for a predetermined period and the output signal of the delay circuit 10g. Generation circuit 10h.

이 도 18에 나타나는 구성에서는 워드선 활성화신호WLE가 활성상태로 되어, 내부데이터 버스선상에 메모리셀 데이터가 전달된 후, 지연회로 10g의 출력신호가 상승하고, 원숏펄스 발생회로10h로부터의 센스앰프 활성화신호SE1가 소정기간 H레벨로 구동된다. 지연회로10g의 지연시간을 조정함으로써, 내부데이터 버스선상에 메모리셀데이터가 전달되어, 내부데이터 버스선상의 전압차가 충분히 커졌을 때에 센스앰프를 활성화할 수가 있다.In the configuration shown in Fig. 18, the word line activation signal WLE becomes active, and after the memory cell data is transferred on the internal data bus line, the output signal of the delay circuit 10g rises and the sense amplifier from the one short pulse generation circuit 10h. Activation signal SE1 is driven to H level for a predetermined period. By adjusting the delay time of the delay circuit 10g, the memory cell data is transferred on the internal data bus line, and the sense amplifier can be activated when the voltage difference on the internal data bus line is sufficiently large.

[판독회로의 구성2][Configuration of Reading Circuit 2]

도 19는 판독회로의 제 2의 구성을 나타내는 도면이다. 이 도 19에 나타내는 구성에서는 판독회로는 크로스 커플형 센스앰프8c의 출력신호SA1 및 /SA1을 차동증폭해서 CMOS레벨의 신호로 변환하는 커런트 미러형 차동증폭기 8d 및 8e를 포함한다. 커런트 미러형 차동증폭기8d는 전원노드와 노드 NDc의 사이에 접속되고, 또 센스앰프 활성화신호/SE1의 활성화(L레벨)에 응답해서 도통하는 p채널 MOS 트랜지스터P7와, 노드NDc와 접지노드의 사이에 서로 직렬로 접속되는 p채널 MOS 트랜지스터P8 및 n채널 MOS 트랜지스터N5와, 노드NDc와 접지노드의 사이에 서로 직렬로 접속되는 p채널 MOS 트랜지스터P9 및 n채널 MOS 트랜지스터N6를 포함한다. p채널 MOS 트랜지스터P8는 그 게이트에 크로스 커플형 센스앰프8c의 출력신호 /SA1를 받고, p채널 MOS 트랜지스터P9가 그 게이트에 크로스 커플형 센스앰프8c의 출력신호 SA1을 받는다. n채널 MOS 트랜지스터N5 및 N6의 게이트는 n채널 MOS 트랜지스터의 드레인노드 NDd에 접속된다.Fig. 19 shows a second configuration of the read circuit. In the configuration shown in Fig. 19, the readout circuit includes current mirror differential amplifiers 8d and 8e for differentially amplifying the output signals SA1 and / SA1 of the cross-coupled sense amplifier 8c and converting them into CMOS level signals. The current mirror differential amplifier 8d is connected between the power supply node and the node NDc, and is connected between the p-channel MOS transistor P7 and the node NDc and the ground node which are connected in response to the activation of the sense amplifier activation signal / SE1 (L level). P-channel MOS transistor P8 and n-channel MOS transistor N5 connected in series with each other, and p-channel MOS transistor P9 and n-channel MOS transistor N6 connected in series with each other between node NDc and the ground node. The p-channel MOS transistor P8 receives the output signal / SA1 of the cross-coupled sense amplifier 8c at its gate, and the p-channel MOS transistor P9 receives the output signal SA1 of the cross-coupled sense amplifier 8c at its gate. The gates of the n-channel MOS transistors N5 and N6 are connected to the drain node NDd of the n-channel MOS transistor.

커런트 미러형 차동증폭기 8e는 전원노드와 노드 NDe의 사이에 접속되고, 또 센스앰프 활성화신호/SE1의 활성화에 응답해서 도통하는 p채널 MOS 트랜지스터P10와, 노드NDe와 접지노드의 사이에 직렬로 접속되는 p채널 MOS 트랜지스터P11 및 n채널 MOS 트랜지스터N7과, 노드NDe와 접지노드의 사이에 서로 직렬로 접속되는 p채널 MOS 트랜지스터P12 및 n채널 MOS 트랜지스터N8을 포함한다. p채널 MOS 트랜지스터P11는 크로스 커플형 센스앰프8c의 출력신호/SA1를 게이트에 받고, p채널 MOS 트랜지스터P12는 그 게이트에 크로스 커플형 센스앰프8c의 출력신호SA1를 받는다. n채널 MOS 트랜지스터N7 및 N8의 게이트는, n채널 MOS 트랜지스터N7의 드레인노드NDf에 접속된다.The current mirror differential amplifier 8e is connected between the power supply node and the node NDe, and is connected in series between the p-channel MOS transistor P10 conducting in response to the activation of the sense amplifier activation signal / SE1, and between the node NDe and the ground node. P-channel MOS transistors P11 and n-channel MOS transistors N7 and p-channel MOS transistors P12 and n-channel MOS transistors N8 connected in series with each other between the node Nde and the ground node. The p-channel MOS transistor P11 receives the output signal SA1 of the cross-coupled sense amplifier 8c at its gate, and the p-channel MOS transistor P12 receives the output signal SA1 of the cross-coupled sense amplifier 8c at its gate. The gates of the n-channel MOS transistors N7 and N8 are connected to the drain node NDf of the n-channel MOS transistor N7.

커런트 미러형 차동증폭기 8d 및 8e에서, p채널 MOS 트랜지스터P7 및 P10이 전류원 트랜지스터로서 작용하고, p채널 MOS 트랜지스터P8및 P9와 p채널 MOS 트랜지스터의 P11 및 P12가 각각 차동증폭단을 구성하며, n채널 MOS 트랜지스터N5 및 N6과 n채널 MOS 트랜지스터 N7 및 N8이 각각 커런트 미러 단을 구성한다. 다음에 도 19에 나타나는 판독회로의 동작을 도 20에 나타나는 동작파형도를 참조해서 설명한다.In current mirror differential amplifiers 8d and 8e, p-channel MOS transistors P7 and P10 act as current source transistors, p-channel MOS transistors P8 and P9 and P11 and P12 of p-channel MOS transistors constitute differential amplifier stages, respectively. The MOS transistors N5 and N6 and the n-channel MOS transistors N7 and N8 form a current mirror stage, respectively. Next, the operation of the read circuit shown in FIG. 19 will be described with reference to the operation waveform diagram shown in FIG.

데이터 판독시에 워드선 활성화신호WLE가 활성상태로 구동되고, 또 선택열에 대응하는 열선택신호Yi가 어드레스신호에 따라서 활성상태로 구동되며, 비트선 BL 및 /BL의 데이터가 내부데이터버스선 8aa 및 8ab에 전달된다. 이어서 센스앰프 활성화신호SE1가 활성상태로 구동되며, 크로스 커플형 센스앰프8c가 센스동작을 행하고, 상보출력신호 SA1및 /SA1를 생성한다. 이 일련의 동작은, 앞서의 도 16에 나타나는 판독회로의 동작과 같다.When the data is read, the word line activation signal WLE is driven in an active state, and the column selection signal Yi corresponding to the selection column is driven in an active state according to the address signal, and the data of the bit lines BL and / BL are stored in the internal data bus line 8aa. And 8ab. The sense amplifier activation signal SE1 is then driven in an active state, and the cross-coupled sense amplifier 8c performs a sense operation and generates complementary output signals SA1 and / SA1. This series of operations is the same as that of the read circuit shown in FIG.

센스앰프 활성화신호/SE1가 H레벨일 때는, 커런트 미러형 차동증폭기 8d 및 8e에서는 전류가 흐르는 경로가 존재하지 않고, 내부노드는 하이임피턴스 상태의 플로우팅상태에 있다. 센스앰프 활성화신호SE1가 H레벨이 되면, 따라서 센스앰프 활성화신호/SE1가 활성상태인 L레벨이 되며, 커런트 미러형 차동증폭기 8d 및 8e가 차동진폭동작을 개시한다. 지금 신호SA1가 H레벨, 신호/SA1가 L레벨인 것으로 하자. 커런트 미러형 차동증폭기 8d에서는 p채널 MOS 트랜지스터P8는 거의 오프상태를 유지하고, 한편 p채널 MOS 트랜지스터P9가 온상태가 되어 전류를 n채널 MOS 트랜지스터N6에 공급한다. n채널 MOS 트랜지스터N5 및 N6은 커런트 미러회로를 구성하고 있고, 양자의 사이즈가 같을 경우, 이들 MOS 트랜지스터N5 및 N6에 같은 크기의 전류가 흐른다. 따라서, 그 때까지 하이임피던스 상태에 있던 신호SA2가 급속하게 접지전압 Vss레벨까지 방전된다. 한 편, 커런트 미러형 차동증폭기 8e에서는 신호/SA1가 거의 전원전압Vcc 레벨(정확하게 Vcc-Vth의 전압레벨)이고, p채널 MOS 트랜지스터P11는 대부분 오프상태에 있으며, 한편 p채널 MOS 트랜지스터P12가 온상태가 된다. 따라서, 커런트 미러 단을 구성하는 n채널 MOS 트랜지스터N7 및 N8에는 전류가 흐르지 않기 때문에, 신호 /SA2는 p채널 MOS 트랜지스터P12에 의해 전원전압Vcc레벨로 구동된다. 이에 의해, CMOS레벨의 상보신호 SA2 및 /SA를 생성할 수가 있다.When the sense amplifier activation signal / SE1 is at the H level, no current flow path exists in the current mirror type differential amplifiers 8d and 8e, and the internal node is in a floating state of high impedance. When the sense amplifier activation signal SE1 becomes H level, the sense amplifier activation signal SE1 becomes L level at which the active state is active, and the current mirror differential amplifiers 8d and 8e start the differential amplitude operation. Assume that signal SA1 is at H level and signal / SA1 is at L level. In the current mirror type differential amplifier 8d, the p-channel MOS transistor P8 remains almost off, while the p-channel MOS transistor P9 is turned on to supply current to the n-channel MOS transistor N6. The n-channel MOS transistors N5 and N6 form a current mirror circuit, and when the sizes are the same, currents of the same magnitude flow through these MOS transistors N5 and N6. Therefore, the signal SA2 in the high impedance state up to that time is rapidly discharged to the ground voltage Vss level. On the other hand, in the current mirror differential amplifier 8e, the signal / SA1 is almost at the supply voltage Vcc level (exactly the voltage level of Vcc-Vth), and the p-channel MOS transistor P11 is mostly off, while the p-channel MOS transistor P12 is on. It becomes a state. Therefore, since no current flows through the n-channel MOS transistors N7 and N8 constituting the current mirror stage, the signal / SA2 is driven to the power supply voltage Vcc level by the p-channel MOS transistor P12. As a result, the complementary signals SA2 and / SA at the CMOS level can be generated.

이 CMOS레벨의 상보신호 SA2및 /SA2를 중간전압레벨의 상보신호 SA1및 /SA1Complementary signals SA2 and / SA2 of this CMOS level are replaced with complementary signals SA1 and / SA1 of an intermediate voltage level.

로 형성함으로써, 안정되게 데이터의 판독을 행할 수가 있다.In this way, data can be stably read.

이어서, 소정기간이 경과하면, 센스앰프 활성화신호SE1가 L레벨로 강하하고, 또 센스앰프 활성화신호/SE1가 H레벨이 되어 센스동작이 완료되며, 신호 SA1 및 /SA1은 전원전압Vcc 레벨로 복귀하고, 또 신호 SA2 및 /SA2도 하이임프턴스 상태로 복귀한다.Subsequently, when a predetermined period elapses, the sense amplifier activation signal SE1 drops to the L level, and the sense amplifier activation signal SE1 becomes the H level to complete the sense operation, and the signals SA1 and / SA1 return to the power supply voltage Vcc level. The signals SA2 and / SA2 also return to the high impedance state.

[판독회로의 구성3][Configuration of Reading Circuit 3]

도 21은 판독회로의 제 3의 구성을 나타내는 도면이다. 도 21에서는 판독회로에 포함되는 크로스 커플형 센스앰프8c의 구성을 나타낸다. 이 도 21에 나타나는 크로스 커플형 센스앰프8c는 도 16에 나타나는 크로스 커플형 센스앰프8c와, 출력노드 NDa 및 NDb를 센스동작개시시 소정기간 이퀄라이즈하기 위한, n채널 MOS 트랜지스터N9가 설치되어 있는 점이 다르다. 그 외의 구성은 같고 대응하는 부분에는 동일참조번호를 붙쳐 그 설명은 생략한다.Fig. 21 is a diagram showing a third configuration of the reading circuit. 21 shows the configuration of the cross-coupled sense amplifier 8c included in the read circuit. The cross-coupled sense amplifier 8c shown in FIG. 21 is provided with an n-channel MOS transistor N9 for equalizing the cross-coupled sense amplifier 8c shown in FIG. 16 and the output nodes NDa and NDb for a predetermined period at the start of the sense operation. The point is different. Other configurations are the same, and corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

다음에 이 도 21에 나타나는 판독회로의 동작을 도 22에 나타내는 신호파형도를 참조해서 설명한다. 데이터 판독시에 어드레스신호Ad가 변화하고 워드선 활성화신호WLE가 소정기간 활성화되며, 선택메모리셀의 데이터가 내부데이터버스선 8aa 및 8ab에 전달된다. 이들 동작은 도 16에 나타나는 판독회로의 동작과 같다. 센스앰프 활성화신호SE1가 활성상태가 되면, 출력노드 NDa 및 NDb의 전원전압Vcc 레벨에의 프리차지가 완료하고, 한편, n채널 MOS 트랜지스터N3 및 N4가 온상태가 되어, 크로스 커플형 센스앰프8c가 센스동작을 개시한다. 이 센스앰프 활성화신호SE1의 활성화에 응답해서 소정기간 이퀄라이즈 지시신호 SEQ가 H레벨이 되고, n채널 MOS 트랜지스터 N9가 온상태가 되어, 출력노드 NDa 및 NDb를 전기적으로 단락한다. 내부데이터버스선 8aa 및 8ab상에 전달된 신호에 따라서, n채널 MOS 트랜지스터N1 및 N2의 콘덕턴스가 급격하게 커지고, 이 출력노드 NDa 및 NDb로부터의 신호 SA1 및 /SA1가 일단 로우레벨로 강하하며, 이어서 그 이퀄라이즈동작에 의해 p채널 MOS 트랜지스터P1 및 P2의 한 쪽에 의해 출력노드 NDa 및 NDb의 전압레벨이 천천히 내려간다. 이 센스앰프 이퀄라이즈 지시신호 SEQ가 L레벨의 비활성상태가 되면, 출력노드 NDa 및 NDb가 전기적으로 분리된다. 이 상태에서는 내부데이터버스선 8aa 및 8ab의 전압차가 충분히 확대되어 있고, 크로스 커플형 센스앰프8c는 그 내부데이터버스선 8aa 및 8ab상의 신호전압레벨에 따라서 정확하게 센스동작을 행하여, 신호SA1 및 /SA1를 H레벨 및 L레벨로 구동한다.Next, the operation of the read circuit shown in FIG. 21 will be described with reference to the signal waveform diagram shown in FIG. When data is read, the address signal Ad changes, the word line activation signal WLE is activated for a predetermined period, and the data of the selected memory cell is transferred to the internal data bus lines 8aa and 8ab. These operations are the same as those of the read circuit shown in FIG. When the sense amplifier activation signal SE1 becomes active, the precharge to the power supply voltage Vcc level of the output nodes NDa and NDb is completed, while the n-channel MOS transistors N3 and N4 are turned on, so that the cross-coupled sense amplifier 8c is turned on. Starts the sense operation. In response to the activation of the sense amplifier activation signal SE1, the equalizing instruction signal SEQ is set to the H level for a predetermined period, and the n-channel MOS transistor N9 is turned on to electrically short the output nodes NDa and NDb. In accordance with the signals transmitted on the internal data bus lines 8aa and 8ab, the conductances of the n-channel MOS transistors N1 and N2 increase rapidly, and the signals SA1 and / SA1 from the output nodes NDa and NDb once drop to a low level. Subsequently, the equalization operation causes the voltage levels of the output nodes NDa and NDb to slowly decrease by one of the p-channel MOS transistors P1 and P2. When the sense amplifier equalization instruction signal SEQ is inactivated at the L level, the output nodes NDa and NDb are electrically separated. In this state, the voltage difference between the internal data bus lines 8aa and 8ab is sufficiently enlarged, and the cross-coupled sense amplifier 8c accurately senses the signal voltage level on the internal data bus lines 8aa and 8ab, and the signals SA1 and / SA1 are used. Drive to H level and L level.

즉, 센스앰프 활성화신호SE1의 활성상태일 때, MOS 트랜지스터N1 및 N2는 그 게이트에 비교적 높은 전압레벨의 신호를 받고 있어, 콘덕턴스는 크고 급격하게 출력노드 NDa 및 NDb의 전압레벨을 저하시킨다. 이 때, 내부데이터버스선 8aa 및 8ab의 전압차가 작을 경우, 역데이터가 출력될 가능성이 있다. 이 역데이터는 MOS 트랜지스터P1 및 P2와 N1 및 N2의 한계치전압의 변동등에 의해, 또 급격한 방전동작에 의해 생긴다. 일단 역데이터가 나온후에 정규의 데이터가 출력되는 경우에는, 정규의 데이터가 출력되기까지에 시간을 요하고, 고속판독을 행할 수가 없다. 특히, 이 역데이터가 다음단에 설치된 커런트 미러형 차동증폭기로 더욱 증폭되기 때문에, 이 커런트 미러형 차동증폭기의 출력전에 역데이터가 출력되는 시간이 길어져서 고속판독을 행할 수가 없다.That is, when the sense amplifier activation signal SE1 is active, the MOS transistors N1 and N2 receive a signal of a relatively high voltage level at their gates, and the conductance greatly and rapidly lowers the voltage levels of the output nodes NDa and NDb. At this time, when the voltage difference between the internal data bus lines 8aa and 8ab is small, there is a possibility that reverse data is output. This inverse data is generated by fluctuations in the threshold voltages of the MOS transistors P1 and P2, and N1 and N2, and also by a sudden discharge operation. Once the normal data is output after the reverse data is output, it takes time until the normal data is output and high-speed reading cannot be performed. In particular, since the inverse data is further amplified by the current mirror differential amplifier provided at the next stage, the time for which the inverse data is output before the current mirror differential amplifier is output is long, and high speed reading cannot be performed.

그러나 이 센스동작개시시, 이퀄라이즈용의 n채널 MOS 트랜지스터N9를 온상태로 해서 출력노드 NDa 및 NDb의 전압레벨을 같게 해서, 역데이터가 출력되는 것을 방지하고, 내부데이터버스선 8aa 및 8ab상의 내부판독신호 I/O 및 I/OZ의 전압차가 충분하게 커진 상태에서 센스동작을 개시함으로써, 역데이터가 생기는 일이 없이 정확하게 내부판독 데이터신호SA1및 /SA1를 생성할 수가 있다.However, at the start of the sense operation, the n-channel MOS transistor N9 for equalization is turned on so that the voltage levels of the output nodes NDa and NDb are the same to prevent reverse data from being output, and the internal data bus lines 8aa and 8ab By starting the sense operation in a state where the voltage difference between the internal read signals I / O and I / OZ is sufficiently large, the internal read data signals SA1 and / SA1 can be generated accurately without generating reverse data.

도 23은, 센스이퀄라이즈 지시신호발생부의 구성을 나타내는 도면이다. 이 센스이퀄라이즈 지시신호발생부는 도 6에 나타나는 주제어회로10에 포함된다. 도 23에서 센스이퀄라이즈 지시신호발생부는 센스앰프 활성화신호SE의 상승에 응답해서 소정기간 H레벨의 활성상태가 되는 원숏펄스를 발생하는 원숏펄스발생회로10i를 포함한다. 이 원숏펄스발생회로10i는 지연회로와 논리게이트를 포함하는 주지의 구성을 이용해서 실현된다. 이 원숏펄스발생회로10i를 이용함으로써, 센스앰프 활성화시에 센스이퀄라이즈 지시신호 SEQ를 소정기간 H레벨의 활성상태로 구동할 수가 있다.Fig. 23 is a diagram showing the configuration of the sense equalization instruction signal generator. This sense equalization instruction signal generator is included in the main control circuit 10 shown in FIG. In Fig. 23, the sense equalization instruction signal generation section includes a one-shot pulse generation circuit 10i for generating one-shot pulses that become active at a predetermined H level in response to the rise of the sense amplifier activation signal SE. This one short pulse generation circuit 10i is realized using a known configuration including a delay circuit and a logic gate. By using this one-shot pulse generation circuit 10i, the sense equalization instruction signal SEQ can be driven in the active state of the H level for a predetermined period when the sense amplifier is activated.

이상과 같이, 이 크로스 커플형 센스앰프의 센스동작개시시에 출력노드를 소정기간 전기적으로 단락하고 있기 때문에, 센스동작개시시에 역데이터가 출력되는 것을 방지할 수가 있고, 고속으로 정확하게 데이터의 판독을 행할 수가 있다.As described above, since the output node is electrically shorted at the start of the sense operation of the cross-coupled sense amplifier for a predetermined period of time, reverse data can be prevented from being output at the start of the sense operation, and data can be read accurately at high speed. Can be done.

[판독회로의 구성4][Configuration of Reading Circuit 4]

도 24는 판독회로의 제 4의 구성을 나타내는 도면이다. 도 24에 나타나는 구성에서는, 커런트 미러형 차동증폭기8d 및 8e의 출력노드를 센스앰프 활성화신호 /SE1의 비활성화시(H레벨), 접지전압레벨로 구동하는 n채널 MOS 트랜지스터N10 및 N11과, 센스앰프 이퀄라이즈 지시신호 SEQ 및 /SEQ에 응답해서 커런트 미러형 차동증폭기 8d 및 8e의 출력노드를 전기적으로 단락하는 이퀄라이즈소자 CQ가 설치된다. 다른 구성은 앞서의 도 19 및 21에 나타나는 구성과 같고, 대응하는 부분에는 동일한 참조번호를 붙이고 그 상세한 설명은 생략한다.Fig. 24 is a diagram showing the fourth configuration of the reading circuit. In the configuration shown in Fig. 24, n-channel MOS transistors N10 and N11 which drive the output nodes of the current mirror type differential amplifiers 8d and 8e to the ground voltage level when the sense amplifier activation signal / SE1 is inactive (H level), and the sense amplifier An equalizing element CQ is provided for electrically shorting the output nodes of the current mirror type differential amplifiers 8d and 8e in response to the equalizing indication signals SEQ and / SEQ. Other configurations are the same as those shown in Figs. 19 and 21 above, corresponding parts are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.

이퀄라이즈소자CQ는 센스앰프 이퀄라이즈 지시신호SEQ의 활성화에 응답해서 온상태가 되는 n채널 MOS 트랜지스터와, 센스앰프 이퀄라이즈지시신호 /SEQ의 활성화(L레벨)에 응답해서 온상태가 되는 p채널 MOS 트랜지스터를 포함한다. 다음에, 이 도 24에 나타나는 판독회로의 동작을 도 25에 나타나는 동작파형도를 참조해서 설명한다.The equalizing element CQ is an n-channel MOS transistor which is turned on in response to the activation of the sense amplifier equalization indication signal SEQ and a p-channel which is turned on in response to the activation (L level) of the sense amplifier equalization instruction signal / SEQ. MOS transistors. Next, the operation of the read circuit shown in FIG. 24 will be described with reference to the operation waveform diagram shown in FIG.

어드레스신호Ad가 변화하여 워드선 활성화신호WLE가 소정기간 활성상태가 되고, 이어서 열선택신호Yi가 활성상태로 구동되며, 열선택의 메모리셀데이터가 비트선 BL 및 /BL을 통해서 내부데이터버스선 8aa 및 8ab에 전달된다. 이 동작은 도 21에 나타나는 판독회로의 동작과 같다. 크로스 커플형 센스앰프8c에서는 이 센스앰프 활성화신호SE1의 활성화에 응답해서, 소정기간 이 출력노드가 이퀄라이즈된 후에 센스동작이 개시되어 역데이터 발생의 방지가 꾀해진다.The address signal Ad changes so that the word line activation signal WLE becomes active for a predetermined period of time, and then the column selection signal Yi is driven in an active state, and the memory cell data of the column selection is driven through the bit lines BL and / BL through the internal data bus line. Delivered in 8aa and 8ab. This operation is the same as that of the read circuit shown in FIG. In the cross-coupled sense amplifier 8c, in response to the activation of the sense amplifier activation signal SE1, after the output node is equalized for a predetermined period, a sense operation is started to prevent reverse data generation.

한 편, 커런트 미러형 차동증폭기 8d 및 8e에서도 센스앰프 활성화신호 /SE1가 H레벨일 때, 이들 커런트 미러형 차동증폭기 8d 및 8e의 출력신호 SA2 및 /SA2를 접지전압레벨로 유지하고 있다.On the other hand, in the current mirror differential amplifiers 8d and 8e, when the sense amplifier activation signal / SE1 is at the H level, the output signals SA2 and / SA2 of the current mirror differential amplifiers 8d and 8e are maintained at the ground voltage level.

따라서, 이 커런트 미러형 차동증폭기 8d 및 8e의 출력신호 SA2 및 /SA2는, 접지전압레벨이 동작개시의 전압레벨이 된다. 이어서, 센스앰프 활성화신호SE1가 활성화되면, MOS 트랜지스터N10 및 N11이 오프상태가 된다. 한 편, 이퀄라이즈소자CQ가 이 이퀄라이즈 지시신호 SEQ 및 /SEQ에 의해 커런트 미러형 차동증폭기 8d 및 8e의 동작개시시의 소정기간 출력신호 SA2 및 /SA2를 동일전압레벨로 유지한다. 이상태에서는 크로스 커플형 센스앰프8c의 출력신호가 동시에 로우레벨로 강하하며, 커런트 미러형 차동증폭기 8d 및 8e의 출력신호 SA2 및 /SA2의 전압레벨이 천천히 상승한다.Therefore, in the output signals SA2 and / SA2 of the current mirror differential amplifiers 8d and 8e, the ground voltage level becomes the voltage level at the start of operation. Subsequently, when the sense amplifier activation signal SE1 is activated, the MOS transistors N10 and N11 are turned off. On the other hand, the equalizing element CQ maintains the output signals SA2 and / SA2 at the same voltage level for a predetermined period when the current mirror type differential amplifiers 8d and 8e start operating by the equalizing instruction signals SEQ and / SEQ. In this state, the output signal of the cross-coupled sense amplifier 8c simultaneously drops to the low level, and the voltage levels of the output signals SA2 and / SA2 of the current mirror differential amplifiers 8d and 8e slowly rise.

소정기간이 경과하여, 센스 이퀄라이즈 지시신호 SEQ 및 /SEQ가 비활성상태가 되면, 이 크로스 커플형 센스앰프8c의 출력신호 SA1 및 /SA1는 고속으로 그 전압레벨이 H레벨 및 L레벨로 구동된다. 따라서, 커런트 미러형 차동증폭기 8d 및 8e에서도 이 신호 SA1 및 /SA1를 차동증폭하고, 고속으로 신호SA2 및 /SA2를 전원전압Vcc 레벨 및 접지전압Vss 레벨로 구동한다.After a predetermined period has elapsed, when the sense equalization instruction signals SEQ and / SEQ become inactive, the output signals SA1 and / SA1 of this cross-coupled sense amplifier 8c are driven at high voltage levels at high and low levels. . Therefore, the current mirror differential amplifiers 8d and 8e also differentially amplify these signals SA1 and / SA1, and drive the signals SA2 and / SA2 at the power supply voltage Vcc level and ground voltage Vss level at high speed.

이 커런트 미러형 차동증폭기 8d 및 8e의 출력노드에 풀다운용의 n채널 MOS 트랜지스터N10 및 N11를 설치하고, 센스앰프 활성화신호 /SE1가 H레벨일 때에 커런트 미러형 차동증폭기 8d 및 8e의 출력노드를 접지전압레벨로 유지한다. 이것에 의해, 커런트 미러형 차동증폭기 8d 및 8e의 출력노드가 하이임피던스 상태가되고, 그 전압레벨이 변동하여 동작개시 때의 전압레벨이 변동하는 일이 없이 정확하게 데이터의 판독을 행할 수가 있다.The pull-down n-channel MOS transistors N10 and N11 are installed on the output mirror 8d and 8e output nodes, and the output mirror 8d and 8e output nodes are switched when the sense amplifier activation signal / SE1 is at the H level. Maintain the ground voltage level. As a result, the output nodes of the current mirror type differential amplifiers 8d and 8e are in a high impedance state, and the data level can be read accurately without changing the voltage level at the start of operation.

또 이퀄라이즈소자 CQ에 의해 센스동작개시의 소정기간 출력신호 SA2 및 /SA2를 이퀄라이즈함으로써, 크로스 커플형 센스앰프8c의 출력신호 SA1 및 /SA1의 전압레벨이 같을 때에 역데이터가 출력되는 것을 방지할 수가 있고, 또 정확한 데이터 판독이 가능해진다.The equalizing element CQ equalizes the output signals SA2 and / SA2 for a predetermined period at the start of the sense operation, thereby preventing reverse data from being output when the voltage levels of the output signals SA1 and / SA1 of the cross-coupled sense amplifier 8c are the same. In addition, accurate data reading becomes possible.

이 도 24에 나타나는 판독회로를 이용함으로써, 저전압하에서도 내부데이터버스선 8aa 및 8ab으로 오르는 신호의 전압차가 작은 경우에도, 정확하고 고속인 데이터의 판독을 행할 수가 있다.By using the reading circuit shown in FIG. 24, even when the voltage difference between the signals rising to the internal data bus lines 8aa and 8ab is small even under low voltage, accurate and high speed data can be read.

또 도 24에 나타나는 구성에서, 크로스 커플형 센스앰프8c의 출력노드 이퀄라이즈를 위해 하나의 n채널 MOS 트랜지스터H9가 이용되고 있고, 한편 커런트 미러형 차동증폭기 8d 및 8e의 출력노드의 이퀄라이즈를 위해서는 CMOS 트랜스미션 게이트가 이용되고 있다. 이것은 하나의 크로스 커플형 센스앰프에 대해서 이퀄라이즈소자를 설치하는 레이아웃면적이 작으며, 한편, 커런트 미러형 차동증폭기에는 두 개의 커런트 미러형 차동증폭기에 대해서 하나의 이퀄라이즈소자를 설치하기 때문에, 이 레이아웃면적에 여유가 있기 때문이다. 따라서, 면적의 여유가 있는 경우, 크로스 커플형 센스앰프8c에서도 출력노드 이퀄라이즈소자로서 CMOS 트랜스미션 게이트가 이용되어도 된다. 콘덕턴스를 CMOS 트랜스미션 게이트를 이용한 경우보다 크게 할 수가 있으며, 정확한 이퀄라이즈를 실현할 수가 있다.In the configuration shown in Fig. 24, one n-channel MOS transistor H9 is used for equalizing the output node of the cross-coupled sense amplifier 8c, while equalizing the output nodes of the current mirror differential amplifiers 8d and 8e. CMOS transmission gates are used. This is because the layout area for installing equalization elements for one cross-coupled sense amplifier is small, while for the current mirror differential amplifier, one equalization element is installed for two current mirror differential amplifiers. This is because there is room in the layout area. Therefore, when there is a margin of area, the CMOS transmission gate may also be used as the output node equalizing element in the cross-coupled sense amplifier 8c. The conductance can be made larger than when using a CMOS transmission gate, and accurate equalization can be realized.

이상과 같이, 이 크로스 커플형 센스앰프 및 커런트 미러형 차동증폭기의 출력노드를 전원전압Vcc 레벨 및 접지전압Vss 레벨로 각각 프리차지함으로써, 동작개시시의 전압레벨을 항상 일정하게 할 수가 있으며, 정확한 센스동작을 행할 수가 있다. 또 센스동작개시시 소정기간 출력노드를 이퀄라이즈함으로써 역데이터가 출력되는 것을 방지할 수가 있고 고속으로 데이터 판독을 행할 수가 있다.As described above, by precharging the output nodes of the cross-coupled sense amplifier and the current mirror differential amplifier to the power supply voltage Vcc level and the ground voltage Vss level, respectively, the voltage level at the start of operation can be kept constant. The sense operation can be performed. By equalizing the output node for a predetermined time at the start of the sense operation, reverse data can be prevented from being output and data can be read at high speed.

[입출력회로의 구성][Configuration of input / output circuit]

도 26은, 도 6에 나타나는 입출력회로9의 구성을 나타내는 도면이다. 도 26에서, 출력회로는 센스앰프 활성화신호SE1와 커런트 미러형 차동증폭기8e로부터의 출력신호 SA2 및 /SA2를 받는 NAND회로9a와, 센스앰프 활성화신호SE1와 커런트 미러형 차동증폭기8d의 출력신호SA2를 받는 NAND회로9b와, NAND회로9b의 출력신호를 받는 인버터9c와, 전원노드와 접지노드의 사이에 서로 직렬로 접속되는 p채널 MOS 트랜지스터9d 및 n채널 MOS 트랜지스터9e를 포함한다. p채널 MOS 트랜지스터 9d의 게이트에 NAND회로9a의 출력신호가 주어지고, n채널 MOS 트랜지스터9e의 게이트에는 인버터9c의 출력신호가 주어진다.FIG. 26 is a diagram illustrating a configuration of the input / output circuit 9 shown in FIG. 6. In Fig. 26, the output circuit includes a NAND circuit 9a receiving the sense amplifier activation signal SE1 and the output signals SA2 and / SA2 from the current mirror differential amplifier 8e, and the output signal SA2 of the sense amplifier activation signal SE1 and the current mirror differential amplifier 8d. A NAND circuit 9b, an inverter 9c receiving an output signal of the NAND circuit 9b, and a p-channel MOS transistor 9d and an n-channel MOS transistor 9e connected in series between the power supply node and the ground node. The output signal of the NAND circuit 9a is given to the gate of the p-channel MOS transistor 9d, and the output signal of the inverter 9c is given to the gate of the n-channel MOS transistor 9e.

이 도 26에 나타나는 출력회로의 구성에서, 커런트 미러형 차동증폭기 8d 및 8e로부터의 출력신호 SA2 및 /SA2는 CMOS레벨이다. 센스앰프 활성화신호SE1가 L레벨의 비활성상태일 때는, NAND회로 9a의 출력신호가 H레벨, 인버터9c의 출력신호가 L레벨이 되고, MOS 트랜지스터9d 및 9e는 동시에 오프상태가 되어, 출력노드는 하이임피던스상태로 유지된다.In the configuration of the output circuit shown in Fig. 26, the output signals SA2 and / SA2 from the current mirror differential amplifiers 8d and 8e are at the CMOS level. When the sense amplifier activation signal SE1 is in an inactive state at the L level, the output signal of the NAND circuit 9a is at the H level, and the output signal of the inverter 9c is at the L level, and the MOS transistors 9d and 9e are turned off at the same time. It remains high impedance.

센스동작이 시작되어 센스앰프 활성화신호SE1가 활성상태로 구동되면, 신호SA2및 /SA2에 따라서 출력데이터 Dout(또는 DQ)가 생성된다. 신호SA2가 H레벨일 때는 인버터9c의 출력신호가 H레벨이 되고, 한편 NAND회로9a의 출력신호가 H레벨이 되며, MOS 트랜지스터9d가 오프상태, MOS 트랜지스터9e가 온상태가 되고, 출력데이터Dout가 L레벨이 된다. 이와 반대로, 신호SA2가 L레벨일 때는 인버터9c의 출력신호가 L레벨이 되고, 한편, NAND회로9a의 출력신호가 L레벨이 되며, 출력데이터 Dout가 전원전압Vcc레벨의 H레벨이 된다.When the sense operation is started and the sense amplifier activation signal SE1 is driven in the active state, the output data Dout (or DQ) is generated in accordance with the signals SA2 and / SA2. When signal SA2 is at H level, output signal of inverter 9c is at H level, while output signal of NAND circuit 9a is at H level, MOS transistor 9d is off, MOS transistor 9e is on, and output data Dout Becomes L level. In contrast, when the signal SA2 is at L level, the output signal of the inverter 9c is at L level, while the output signal of the NAND circuit 9a is at L level, and the output data Dout is at H level of the power supply voltage Vcc level.

센스앰프 활성화신호SE1가 데이터출력회로에 주어져도, 커런트 미러형 차동증폭기의 출력노드가 이퀄라이즈되어 있는 동안에, 신호SA2및 /SA2는 모두 L레벨이고 MOS 트랜지스터9d 및 9e는 모두 오프상태에 있으며, 이 사이에 출력 하이임피던스상태로 유지되어 역데이터의 출력이 방지된다. 데이터출력회로에는 센스앰프 이퀄라이즈 완료후에 활성상태가 되는 신호가 주어져도 된다.Even when the sense amplifier activation signal SE1 is applied to the data output circuit, while the output node of the current mirror differential amplifier is equalized, the signals SA2 and / SA2 are both at the L level and both the MOS transistors 9d and 9e are in the off state. During this time, output high impedance is maintained to prevent reverse data output. The data output circuit may be given a signal which becomes active after the sense amplifier equalization is completed.

도 27은 데이터 기록부의 구성을 나타내는 도면이다. 도 27에서, 이 기록경로는 내부기록 지시신호 /WEi 의 활성화에 응답해서 활성화되고, 외부로부터의 입력데이터 Din를 버퍼처리하는 입력버퍼9f와, 데이터변화 검출신호DTD의 활성화에 응답해서 소정기간 활성화되는 기록펄스발생기 11a로부터의 기록펄스신호WB에 응답해서 입력버퍼9f로부터의 데이터 기록에 따라서 상보기록 데이터D 및 /D를 생성하는 기록드라이버8w를 포함한다. 입력버퍼9f가 입출력회로9에 포함되고, 기록드라이버 8w가 기록/판독회로8에 포함된다(도 6참조). 기록펄스발생기 11a는 도 6에 나타나는 기록/판독 제어회로11에 포함된다.27 is a diagram illustrating a configuration of a data recording unit. In Fig. 27, this recording path is activated in response to the activation of the internal write instruction signal / WEi, and activated for a predetermined period in response to the activation of the input buffer 9f for buffering the input data Din from the outside and the data change detection signal DTD. And a write driver 8w for generating complementary data D and / D according to the data write from the input buffer 9f in response to the write pulse signal WB from the write pulse generator 11a. The input buffer 9f is included in the input / output circuit 9, and the write driver 8w is included in the write / read circuit 8 (see Fig. 6). The recording pulse generator 11a is included in the recording / reading control circuit 11 shown in FIG.

도 27에 나타나는 구성에서는 입력버퍼 9f로부터의 데이터 기록의 변화가 검출되며, 기록펄스발생기11a로부터의 기록드라이버펄스WD가 소정기간 H레벨로 구동되고, 기록드라이브회로 8w가 상보기록 데이터D 및 /D를 생성한다. 이에 의해, 역데이터가 내부데이터버스에 전달되는 것을 방지할 수가 있고, 외부로부터의 기록 데이터에 따라서 확실하게 내부데이터버스 및 비트선쌍을 구동할 수가 있다.In the configuration shown in Fig. 27, a change in data recording from the input buffer 9f is detected, the write driver pulse WD from the write pulse generator 11a is driven to the H level for a predetermined period, and the write drive circuit 8w is used to view the complementary data D and / D. Create As a result, the reverse data can be prevented from being transferred to the internal data bus, and the internal data bus and the bit line pair can be reliably driven in accordance with the write data from the outside.

[그외의 적용예][Other applications]

상술한 반도체 기억장치에서는 메모리셀 어레이1에 대해서 하나의 크로스 커플형 센스앰프가 설치되어 있다. 메모리셀 어레이1가 복수열단위로 열블록으로 분할되고, 각 열블록에 크로스 커플형 센스앰프가 설치되며, 복수의 크로스 커플형 센스앰프에 공통으로 커런트 미러형 차동증폭기가 설치되어도 된다. 이 경우, 열블록지정신호와 센스앰프 활성화신호에 따라서, 열선택블록에 대해서 설치된 크로스 커플형 센스앰프만이 활성화된다.In the above-described semiconductor memory device, one cross-coupled sense amplifier is provided for the memory cell array 1. The memory cell array 1 may be divided into column blocks in a plurality of column units, a cross-coupled sense amplifier may be provided in each column block, and a current mirror differential amplifier may be provided in common in the plurality of cross-coupled sense amplifiers. In this case, only the cross-coupled sense amplifier provided for the column selection block is activated in accordance with the column block designation signal and the sense amplifier activation signal.

또 데이터의 입출력은 1비트가 아니고, 복수비트 병렬로 행해져도 상관없다. 각 비트에 대해서 지금까지 설명한 기록/판독회로가 설치되고, 또 동시에 복수의 비트선쌍이 동시에 선택된다.In addition, input / output of data may be performed not in 1 bit but in multiple bits in parallel. For each bit, the write / read circuit described so far is provided, and a plurality of bit line pairs are simultaneously selected.

이상과 같이, 본 발명에 따르면, 각 비트선의 부하소자로서 동작모드에서 그 전류구동력이 조정되는 CMOS구성의 부하소자를 이용하고 있기 때문에, 저전원전압하에서도 충분한 비트선진폭을 형성해서 정확한 데이터 판독을 행할 수가 있고, 또 데이터 기록시에 직류전류가 생기는 것을 방지할 수가 있으며, 저소비전류를 실현할 수가 있다.As described above, according to the present invention, since the load element of the CMOS configuration in which the current driving force is adjusted in the operation mode is used as the load element of each bit line, a sufficient bit line amplitude is formed even under a low power supply voltage, so that accurate data reading is possible. In addition, it is possible to prevent the generation of a direct current during data recording, and to realize a low current consumption.

또 데이터 판독의 센스앰프를 크로스 커플형 센스앰프로 함으로써, 미세한 전위를 고속으로 증폭해서 상보신호쌍을 생성할 수가 있다. 이 크로스 커플형 센스앰프의 출력신호를 다시 커런트 미러형 차동증폭기로 증폭함으로써, CMOS레벨의 신호쌍을 정확하게 생성할 수가 있다.Further, by using the data read sense amplifier as a cross-coupled sense amplifier, it is possible to amplify the minute potential at high speed to generate a complementary signal pair. By amplifying the output signal of the cross-coupled sense amplifier again with a current mirror differential amplifier, it is possible to accurately generate a CMOS level signal pair.

또한, 센스동작개시시 소정기간 이들 센스앰프에 의해 차동증폭기의 출력노드를 지정기간 이퀄라이즈함으로써, 역데이터가 출력되는 것을 방지할 수가 있으며 안정되고 고속으로 데이터 판독을 행할 수가 있다.In addition, by the equalization of the output nodes of the differential amplifiers by the sense amplifiers for a predetermined period of time during the start of the sense operation, reverse data can be prevented from being output and data can be read stably and at high speed.

또한, 센스앰프 및 차동증폭기의 출력노드를 소정전압레벨로 프리차지해 놓음으로써, 항상 동작개시시의 전압레벨이 같고, 불안정한 전압레벨에서 센스동작을 행하는 일이 없이 정확한 데이터센스동작을 행할 수가 있다.In addition, by precharging the output nodes of the sense amplifier and the differential amplifier to a predetermined voltage level, accurate data sense operation can be performed without performing a sense operation at an unstable voltage level at all times having the same voltage level at the start of operation.

Claims (3)

행열상으로 배열되는 복수의 메모리셀,A plurality of memory cells arranged in a row; 각 상기 행에 대응해서 배치되고, 각각에 대응하는 행의 메모리셀이 접속되는 복수의 워드선,A plurality of word lines arranged in correspondence with each said row, and to which memory cells of the corresponding row are connected; 각 상기 열에 대응해서 배치되며, 각각에 대응하는 열의 메모리셀이 접속되는 복수쌍의 비트선,A plurality of pairs of bit lines arranged corresponding to each of the above columns and to which memory cells of the corresponding columns are connected; 각 비트선에 대응해서 설치되고, 대응하는 비트선과 전원노드 사이에 각각 접속되는 복수의 비트선 부하소자, 상기 복수의 비트선 부하소자의 각각은 대응하는 비트선과 전원노드의 사이에 서로 병렬로 접속되는 제 1도전형의 절연게이트형 전계효과 트랜지스터와, 제 2도전형의 절연게이트형 전계효과 트랜지스터를 가지며,A plurality of bit line load elements provided corresponding to each bit line, and respectively connected between the corresponding bit line and the power source node, and each of the plurality of bit line load elements is connected in parallel to each other between the corresponding bit line and the power node. A first conductivity type insulated gate field effect transistor, a second conductivity type insulated gate field effect transistor, 데이터 기록 지시신호와 워드선 활성화지시신호에 응답해서, 상기 복수의 비트선 부하소자의 각 대응하는 비트선에 대한 부하를 조정하는 제어회로, 상기 제어회로는 데이터 기록 지시신호 및 상기 워드선 활성화신호의 활성화시에, 상기 제 1 및 제 2의 도전형의 절연게이트형 트랜지스터를 오프상태로 설정하며, 또 상기 워드선활성화신호의 활성화에 응답해서 상기 제 1도전형의 절연게이트형 전계효과 트랜지스터를 오프상태로 하는 수단을 포함하고,A control circuit for adjusting a load on each corresponding bit line of the plurality of bit line load elements in response to a data write instruction signal and a word line activation instruction signal, the control circuit comprising a data write instruction signal and the word line activation signal At the time of activation, the first and second conductivity type insulated gate transistors are turned off, and in response to the activation of the word line activation signal, the insulation gate type field effect transistors of the first conductivity type are applied. Means for turning off, 데이터 판독모드시, 어드레스 지정된 메모리셀의 데이터를 판독하기 위한 판독회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 기억장치.And a read circuit for reading data of the addressed memory cell in the data read mode. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 판독회로는,The read circuit, 데이터 판독시 어드레스 지정된 메모리셀의 데이터가 전달되는 내부리드 데이터선쌍과,An internal lead data line pair to which data of the addressed memory cell is transferred when reading data 상기 내부리드 데이터선쌍에 결합되고, 센스앰프 활성화신호에 응답해서, 상기 내부리드 데이터선쌍의 전위를 차동증폭하여 해당 출력노드에 상보신호를 생성하는 크로스 커플형 센스앰프를 구비하고,A cross-coupled sense amplifier coupled to the internal lead data line pair, the differentially amplifying the potential of the internal lead data line pair to generate a complementary signal at a corresponding output node in response to a sense amplifier activation signal; 상기 크로스 커플형 센스앰프는, 교차결합된 상기 제 1도전형의 절연게이트형 전계효과 트랜지스터 쌍을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 기억장치.And the cross-coupled sense amplifier comprises a pair of insulated gate field effect transistors of the first conductive type which are cross-coupled. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 판독회로는,The read circuit, 상기 크로스 커플형 센스앰프의 출력노드쌍에 대응해서 설치되고, 상기 출력노드쌍의 전위를 차동적으로 증폭하는 1쌍의 커런트 미러형 차동증폭기를 더 구비하며, 상기 커런트 미러형 차동증폭기의 쌍은, 상기 센스앰프 활성화신호의 활성화에 응답해서 서로 상보적으로 상기 크로스 커플형 센스앰프의 출력노드쌍의 전위를 차동증폭하는 것을 특징으로 하는 반도체 기억장치.A pair of current mirror differential amplifiers are provided corresponding to the output node pairs of the cross-coupled sense amplifiers and differentially amplify the potentials of the output node pairs. The pair of current mirror differential amplifiers includes: And differentially amplifying a potential of an output node pair of the cross-coupled sense amplifier complementarily with each other in response to the activation of the sense amplifier activation signal.
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