TWI827968B - 記憶體裝置及其操作方法以及致能信號產生器 - Google Patents

記憶體裝置及其操作方法以及致能信號產生器 Download PDF

Info

Publication number
TWI827968B
TWI827968B TW110130646A TW110130646A TWI827968B TW I827968 B TWI827968 B TW I827968B TW 110130646 A TW110130646 A TW 110130646A TW 110130646 A TW110130646 A TW 110130646A TW I827968 B TWI827968 B TW I827968B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
signal
enable signal
sense amplifier
input node
memory array
Prior art date
Application number
TW110130646A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202211228A (zh
Inventor
桑吉夫 庫馬爾 甄恩
Original Assignee
台灣積體電路製造股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 台灣積體電路製造股份有限公司 filed Critical 台灣積體電路製造股份有限公司
Publication of TW202211228A publication Critical patent/TW202211228A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI827968B publication Critical patent/TWI827968B/zh

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/34Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
    • G11C11/40Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
    • G11C11/41Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming static cells with positive feedback, i.e. cells not needing refreshing or charge regeneration, e.g. bistable multivibrator or Schmitt trigger
    • G11C11/413Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing, timing or power reduction
    • G11C11/417Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing, timing or power reduction for memory cells of the field-effect type
    • G11C11/419Read-write [R-W] circuits
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/34Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
    • G11C11/40Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
    • G11C11/41Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming static cells with positive feedback, i.e. cells not needing refreshing or charge regeneration, e.g. bistable multivibrator or Schmitt trigger
    • G11C11/413Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing, timing or power reduction
    • G11C11/417Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing, timing or power reduction for memory cells of the field-effect type
    • G11C11/418Address circuits
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C8/00Arrangements for selecting an address in a digital store
    • G11C8/06Address interface arrangements, e.g. address buffers
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/34Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
    • G11C11/40Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
    • G11C11/41Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming static cells with positive feedback, i.e. cells not needing refreshing or charge regeneration, e.g. bistable multivibrator or Schmitt trigger
    • G11C11/413Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing, timing or power reduction
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C7/00Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • G11C7/06Sense amplifiers; Associated circuits, e.g. timing or triggering circuits
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C7/00Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • G11C7/06Sense amplifiers; Associated circuits, e.g. timing or triggering circuits
    • G11C7/065Differential amplifiers of latching type
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C8/00Arrangements for selecting an address in a digital store
    • G11C8/08Word line control circuits, e.g. drivers, boosters, pull-up circuits, pull-down circuits, precharging circuits, for word lines
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C7/00Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • G11C7/06Sense amplifiers; Associated circuits, e.g. timing or triggering circuits
    • G11C7/08Control thereof

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Static Random-Access Memory (AREA)
  • Dram (AREA)

Abstract

本揭露提供記憶體裝置。記憶體裝置包括一記憶體陣列、一行選擇電路、一感測放大器以及一致能信號產生電路。行選擇電路耦接於記憶體陣列,以及行選擇電路配置以產生一行選擇信號。感測放大器配置以接收來自記憶體陣列的資料信號。致能信號產生電路配置以產生一第一致能信號和一第二致能信號。行選擇電路根據第一致能信號而產生行選擇信號,以及感測放大器配置以相應於第二致能信號而接收來自記憶體陣列的資料信號。

Description

記憶體裝置及其操作方法以及致能信號產生器
本發明實施例係有關於記憶體裝置,且特別係有關於記憶體裝置的資料存取。
在各種各樣的計算機應用中,存在對更快資料速率的持續驅動。 可以以不同的方式來提高資料速率,包括改善資料存取和資料傳輸。 當從記憶體裝置存取資料時,資料存取程序的各個部分都會發生延遲並且可以實現改善。
本發明實施例提供一種記憶體裝置。記憶體裝置包括一記憶體陣列、一行選擇電路、一感測放大器以及一致能信號產生電路。行選擇電路耦接於記憶體陣列,以及行選擇電路配置以產生一行選擇信號。感測放大器配置以接收來自記憶體陣列的資料信號。致能信號產生電路配置以產生一第一致能信號和一第二致能信號。行選擇電路根據第一致能信號而產生行選擇信號,以及感測放大器配置以相應於第二致能信號而接收來自記憶體陣列的資料信號。
再者,本發明實施例提供一種記憶體裝置的操作方法。操作方法包括:產生一第一致能信號和一第二致能信號。操作方法更包括:提供第一致能信號至一行選擇電路,以及提供第二致能信號至一感測放大器電路。操作方法更包括:根據第一致能信號,使用行選擇電路產生一行選擇信號至一記憶體陣列。操作方法更包括:相應於第二致能信號,在感測放大器電路接收來自記憶體陣列的一資料信號。
再者,本發明實施例提供一種致能信號產生器。致能信號產生器包括一輸入端、一第一邏輯單元和一第二邏輯單元。輸入端配置以接收一輸入致能信號。第一邏輯單元用於根據輸入致能信號而產生一第一致能信號,其中第一致能信號被路由到一記憶體陣列行選擇電路。第二邏輯單元用於根據輸入致能信號而產生一第二致能信號,其中第二致能信號被路由到一感測放大器。
以下揭露內容提供了許多用於實現在此所提供之標的不同部件的不同實施例或範例。以下描述組件和排列的具體範例以簡化本發明之實施例。當然,這些僅僅是範例,而不在於限制本發明之保護範圍。此外,本發明之實施例可在各個範例中重複參考標號及/或字母。此重複是為了簡單和清楚的目的,其本身並非用於指定所討論的各個實施例及/或配置之間的關係。
通常可以藉由減少從例如SRAM記憶體(例如SRAM暫存器檔)之類的資料儲存裝置存取資料所花費的時間來提高計算系統的性能。從記憶體存取資料可能在一系列階段內發生。在一示範例中,時脈轉換會啟動資料存取程序。要存取的資料的位址會被解碼,並基於該位址而提供字元線信號至記憶體陣列的字元線。來自記憶體的所選擇之字元線的一或多行(column)的資料(例如位元線(BTS)和位元互補線(BBS)上的差動資料信號)會被存取並提供給感測放大器。感測放大器會感測所接收信號的信號位準之間的差異並基於所感測到的差異而驅動一輸出線(例如QT、QB)為低位準並驅動一輸出線為高位準。
資料存取程序的每一階段通常與一些延遲(latency)相關聯。例如,存在與解碼所接收位址相關聯的延遲,而該位址是指示從記憶體陣列中欲存取的資料,以識別要啟動哪個字元線信號。將資料從相關資料位置(即位址中所標識的字元/行)傳輸到感測放大器也會存在延遲。在實施例中,如本文所述的系統和方法可以協調來自所選擇的記憶體陣列字元的一行(column)的資料的選擇以及感測放大器的啟動,使得字元線到感測放大器的延遲會被最小化。
第1圖係顯示根據實施例所述的記憶體裝置的方塊圖。記憶體裝置100包括記憶體陣列102,其可被分成多個列(row)和多個行(column),而每一列/行位置包括記憶體單元(例如6T SRAM單元)。行選擇電路104耦接到記憶體陣列102並且被配置為產生一或多個行選擇信號106。感測放大器108被配置為接收來自記憶體陣列102的資料信號(例如在差動信號線BTS/BBS上)。致能(enable)信號產生電路110藉由產生第一致能信號和第二致能信號來協調在行選擇電路104的行選擇以及在感測放大器108的感測放大。如這裡進一步描述的,行選擇電路104基於第一致能信號而產生行選擇信號106,以及感測放大器108是相應於第二致能信號而接收來自記憶體陣列102的資料信號。在替代示例實施例中,感測放大器108更基於第一致能信號而接收來自記憶體陣列102的資料信號。
第2圖係顯示根據實施例所述的行選擇的示範例方塊圖。第2圖描繪了包括記憶體陣列102的記憶體裝置200。記憶體陣列102可以包括記憶體單元電路204,而記憶體單元電路204包括多列和多行的記憶體單元203(連接至字元線信號WLTOP…WL0)以及預充電電路205(連接至控制信號BLPCHB),用於致能記憶體單元203並及時輸出代表儲存在資料單元內的資料的信號。在實施例中,記憶體裝置200被配置為接收所識別的記憶體單元的位址,而資料是從所識別的記憶體單元被存取。位址被解碼,以及與所識別的單元所在的列相關聯的字元線(例如WLTOP、…、WL0)被開啟(asserted)(例如基於位址的最高有效位元)。被開啟的字元線可以啟動該列中的每一單元,使得所選擇之列中的每個單元在信號線BTn、BBn上提供個別的資料信號(例如所選擇之列中的第一單元在信號線BT0、BB0上提供差動資料信號、所選擇之列中的第三單元在信號線BT2、BB2上提供差動資料信號)。然後,行選擇電路104(即行多工器(MUX))選擇記憶體陣列的行(例如基於位址的最低有效位元)並且將來自所選擇的記憶體單元的資料信號在差動信號線BTS/BBS上傳送至感測放大器108。例如,在信號線SAEB_CME[0]上的低態有效(active low)行選擇信號會啟動電晶體BTM0、BBM0,使得在信號線BT0、BB0接收到的信號會傳遞到差動信號線BTS、BBS以分別作為來自記憶體陣列102的輸出。作為另一示範例,在信號線SAEB_CME[2]上的低態有效行選擇信號會啟動電晶體BTM2、BTM2,使得在信號線BT2、BB2上所接收的信號會傳遞到差動信號線BTS、BBS以分別作為來自記憶體陣列102的輸出。感測放大器108會感測差動信號線BTS/BBS上所接收信號的信號位準的差異並在輸出線QT/QB輸出所對應的差動輸出信號。
第2圖的示範例包括致能信號產生電路110。致能信號產生電路110藉由向行選擇電路104提供第一致能信號(SAEB)來協調行選擇電路104的行選擇和感測放大器108的啟動,如本文進一步描述的。在實施例中,致能信號產生電路110更提供第二致能信號(SAE_INT)至感測放大器108,其中在實施例中,第二致能信號是基於第一致能信號(例如在第一致能信號被啟動之後第二致能信號會被啟動一預定週期的時間,如本文第3圖進一步詳細描述的,其中在SAEB啟動之後SAE_INT在一個反相器轉變週期被啟動)。在一些示範例中,致能信號產生電路110更提供第一致能信號(SAEB)至感測放大器108。在實施例中,行選擇和感測放大器的操作的協調可以簡化從記憶體單元到感測放大器的資料的流線(streamline)傳輸,例如藉由在記憶體單元和感測放大器輸出之間的路徑上使用數量減少的閘控(gating)結構(例如電晶體)。例如,在一實施例中,來自行選擇電路104的第一和第二致能信號的使用會致能從記憶體陣列102(參見例如第2圖所描繪的記憶體陣列102的BTS、BBS輸出)至感測放大器108的輸入節點(參見例如第5圖所描繪的BTS、BTS輸入)的直接連接而不使用任何介於中間的電晶體或邏輯閘。
第3圖係顯示根據實施例所述藉由致能信號產生電路產生第一和第二致能信號的示意圖。致能信號產生電路會接收輸入致能信號(SAE),其在被修改為併入本文所述的致能信號產生電路和/或其他特徵的實施例中可類似於感測放大器致能信號。在第3圖的示範例中,致能信號產生電路藉由在接收到輸入致能信號之後的預定時間周期將輸入致能信號(SAE)反相以提供反相輸出來產生第一致能信號(SAEB)。致能信號產生電路更藉由在第一致能信號(SAEB)轉變之後的預定時間周期將第一致能信號(SAEB)反相以提供反相輸出來產生第二致能信號(SAE_INT)。
第4圖係顯示根據實施例所述的用於產生行選擇信號106的行選擇電路的示意圖。在一實施例中,被配置為向記憶體陣列102的四行之一者提供低態有效行選擇信號的行選擇電路104包括四個反及(NAND)閘。行選擇電路將來自致能信號產生電路110的第一致能信號(SAEB)連同四行指示信號CME[0]…CME[3]之一者路由(route)到每一反及閘,其中四行指示信號CME[0]…CME[3]之該者是基於對被存取的資料位址的兩個最低有效位元的解碼而在行解碼器402被啟動。當由反及閘之一者接收到的第一致能信號(SAEB)和行指示信號(來自行解碼器402)都為高位準時,向與所指示的行相關聯的記憶體陣列的行輸出低態有效行選擇信號。例如,當第一致能信號SAEB和行指示符CME[0]為高位準時,信號SAEB_CME[0](在第2圖的例子中被路由到電晶體BTM0、BBM0)會輸出低態有效,用以致能資料的通道(passage),其指示信號從記憶體陣列102的第一行傳遞到信號線BTS/BBS。作為另一例子,當第一致能信號SAEB和行指示符CME[2]為高位準時,信號SAEB_CME[2](在第2圖的示範例中被路由到電晶體 BTM2、BBM2)輸出低態有效,用以致能資料的通道,其指示信號從記憶體陣列102的第四行傳遞到信號線BTS/BBS。
第5圖係顯示根據實施例所述的感測放大器108的操作的示意圖。感測放大器預充電電路502基於低態有效致能電路SEP將輸入節點BTS/BBS預充電到高位準,在實施例中,該電路在或大約在字元線在記憶體陣列102被啟動時而啟動。感測放大部分504包括從記憶體陣列102所接收信號的第一輸入節點BTS和第二輸入節點BBS。第一反相器506是相應於第一輸入節點BTS並提供來自感測放大器108的第一輸出QB。第二反相器508是相應於第二輸入節點BTB並提供來自感測放大器108的第二輸出QT。
感測放大部分504更包括被配置為基於偵測到的第一和第二輸入節點(BTS/BBS)之間的電壓差而將第一和第二輸入節點中的一個推到高位準而將另一個推低位準的電路。具體地,感測放大部分504包括兩個P型電晶體(MPXT、MPXB),而每個P型電晶體連接到電壓源和中間節點,以及兩個N型電晶體(MNXT、MNXB),每個N型電晶體連接到相應的一個中間節點和感測放大器電晶體(MNSAE),其進一步連接到接地節點。P型和N型電晶體(MPXB、MNXB)的閘極是連接到第一輸入節點BTS,而P型電晶體和N型電晶體(MPXT、MNXT)的閘極是連接到第二輸入節點BBS。在一實施例中,感測放大部分504在節點510藉由高位準的第一致能信號(SAEB)準備好用於操作,接著由高位準的第二致能信號(SAE_INT)來啟動感測放大器電晶體(MNSAE)。在其他示範例中,節點510不連接到第一致能信號。在操作中,輸入節點BTS、BBS最初由預充電電路502預充電到高位準。在第一致能信號啟動後(例如經由來自行選擇電路的行選擇信號),在輸入節點BTS/BBS接收到來自記憶體陣列的資料信號。在輸入節點BTS/BBS接收到的資料信號會將一個輸入節點拉到比另一輸入節點低。在藉由第二致能信號(SAE_INT)啟動感測放大器電晶體(MNSAE)時,感測放大部分504將目前處於較低位準的任一輸入節點BTS/BBS驅動到接地位準,同時驅動另一輸入節點到高位準。反相器506、508將在輸入節點BTS/BBS的結果信號進行反相,以便在輸出QT、QB產生對應的輸出。
第6圖係顯示根據實施例所述的記憶體裝置的操作的信號圖。在第6圖的示範例中,在頂列和第四行的資料單元會被選擇。資料存取程序在時間點602由上升時脈信號CLK啟動,其會啟動對所提供地址的最高有效位元的解碼,而最高有效位元是指示要啟動多條字元線中的哪一條。在時間點604,由位址的最高有效位元和位元線預充電電路控制信號所識別的字元線(WLTOP)會被啟動。在接收到WLTOP之後,頂列中的每一位元單元將它們各自的信號線BTn/BBn驅動到對應於儲存在其中的資料值的位準。在此示範例中,由於位址選擇了頂列的第4行,因此BB[2:0]、BT[2:0]上的信號是不用在乎的值,且在第6圖中未顯示。從時間點606開始,在頂列之第4行的資料值將BT3拉向低值,同時將BB3保持在高位準附近。
在時間點608,提供至致能信號產生電路的輸入致能信號(SAE)會轉變為高。致能信號產生電路在時間點610產生第一致能信號(SAEB),其由行選擇電路所接收並用於基於第一致能信號以及行指示信號CME[3]而在時間點612產生行選擇信號SAEB_CME[3],其中行指示信號CME[3]是基於位址的最低有效位元的解碼所產生。由行選擇電路所產生的SAEB_CME[3]信號會選擇記憶體陣列之頂部字元線的第四列,並分別啟動信號從信號線BT3/BB3通過信號線BTS/BBS傳輸到感測放大器。可以看到信號線BTS和BBS基於時間點612的行選擇信號(SAEB_CME[3])開始轉換。
在實施例中,第一致能信號(SAEB)也可以提供至感測放大器以使感測放大器準備用於操作。感測放大器在時間點614接收到第二致能信號(SAE_INT),其會觸發感測放大器的操作。當被第二致能信號(SAE_INT)觸發時,感測放大器在其輸入節點會感測信號BTS和BBS之間的差異,並在時間點614相應地將輸出QT和QB之一者驅動為低位準。
雖然前述示範例描述了在具有四行的記憶體陣列中的行選擇,但是如本文所述的系統和方法可以應用於具有更多或更少行的多種記憶體陣列結構以及多組(multibank)結構。第7圖係顯示根據實施例所述的在多組記憶體裝置上操作的致能信號產生電路的方塊圖。第7圖的記憶體裝置包括被分成多(2)個記憶體組、頂部記憶體組702和底部記憶體組704的記憶體陣列。每一記憶體組702、704包括多列的記憶體單元,而每一列包含四行[行0…3]。
致能信號產生電路706被配置為產生提供至行多工器708的第一致能信號(SAEB)以及提供至感測放大器710的第二致能信號(SAE_INT)。在實施例中,行多工器708使用第一致能信號(SAEB)從頂部記憶體組702或底部記憶體組704中選擇一行(例如基於位址的兩個最低有效位元和頂部/底部組指示信號)。
第8圖係顯示根據實施例所述的用於從多個記憶體組702、704之一者選擇一行的行多工器電路708的示意圖。行多工器708接收位址(ADR[1:0] )的兩個最低有效位元,而該位址在行解碼器802被解碼以藉由啟動CME[0]…CME[3]之一者來識別該從頂部記憶體組702或底部記憶體組704中選擇哪一行(例如類似於先前關於第4圖所執行的)。行多工器708更接收頂部/底部信號(例如在一條或單獨的信號線上)。第8圖的示範例行多工器708包括八個反及閘,而每一反及閘與兩組記憶體的行之一者(即頂部記憶體組的第0…3行以及底部記憶體組的第0…3行)相關聯。反及閘的數量是可配置的並且可以根據記憶體組中的行數和行多工器708所服務的記憶體組的數量而改變(例如y-NAND閘=每一記憶體組的n行*m記憶體組)。在接收到來自行解碼器802的信號和指示反及閘與所請求的行/記憶體組相關聯的頂部/底部指示信號時,並且在接收到第一致能信號(SAEB)時,反及閘被配置以提供所對應的行選擇信號SAEB_CME_TOP(或BOT)_[0…3]。在接收到行選擇信號時,所選擇之記憶體組的所選擇行會在信號線BTS、BBS上提供資料指示信號。
返回參考第7圖,致能信號產生電路706更被配置為提供第二致能信號(SAE_INT)至感測放大器710。在接收到第二致能信號(SAE_INT)時會啟動感測放大的操作,因此資料信號會基於所感測放大而從記憶體電路輸出。
第9圖係顯示根據實施例所述的多組記憶體裝置電路的示意圖。第9圖描繪了包括頂部記憶體陣列702的記憶體裝置900。頂部記憶體陣列702可以包括記憶體單元電路904,而記憶體單元電路904包括多行和多列的記憶體單元903以及預充電電路905。預充電電路905用於致能記憶體單元903能夠迅速輸出代表儲存在資料單元內的資料。底部記憶體陣列704也有類似結構。
在實施例中,記憶體裝置900被配置為接收所識別的記憶體單元/記憶體組的位址,而資料是從所識別的記憶體單元/記憶體組被存取。位址被解碼且與所識別的單元所在的列相關聯的字元線會被開啟(例如基於位址的最高有效位元)。在實施例中,頂部記憶體陣列702和底部記憶體陣列704中的字元線可以被啟動。在其他示範例中,只有跨越兩記憶體陣列702、704的一條字元線可以被開啟。被開啟的字元線可以啟動該列中的每個單元,使得所選擇列中的每個單元在BTn、BBn上提供各自的資料信號。然後,行選擇電路(例如第7圖的行多工器708)藉由啟動SAEB_CME_TOP[0]…SAEB_CME_BOT[3]之一者而選擇記憶體陣列的行和組(例如基於位址的最低有效位元和頂部/底部組指示信號,如第8圖所顯示),並將資料信號從選擇的記憶體單元轉發到差動信號線BTS/BBS上的感測放大器。
第10圖係顯示根據實施例所述的操作記憶體裝置的方法的流程圖。雖然可以使用多種結構來執行該方法的步驟,但為了清楚起見,這裡提供了對一些示範例結構的參考。該方法在操作1002中使用致能信號電路110產生第一致能信號和第二致能信號。在操作1004中,第一致能信號被提供至行選擇電路104,以及第二致能信號被提供至感測放大器電路108。行選擇電路104在操作1006中用於基於第一致能信號而產生行選擇信號106至記憶體裝置。在操作1008,相應於第二致能信號,在感測放大器108接收來自記憶體陣列102的資料信號。
如本文所述的各種方法的使用可提供許多優點。例如,實施例可以提供對儲存在,例如,SRAM暫存器檔的記憶體中的資料的高速時脈存取。藉由協調記憶體的行的選擇以及感測放大器的操作,在實施例中,資料信號可以直接地或大體上直接地從記憶體陣列被傳輸到感測放大器,其間具有有限的電路(例如電晶體或是邏輯閘)。
本揭露提供一種記憶體裝置。記憶體裝置包括一記憶體陣列、一行選擇電路、一感測放大器以及一致能信號產生電路。行選擇電路耦接於記憶體陣列,以及行選擇電路配置以產生一行選擇信號。感測放大器配置以接收來自記憶體陣列的資料信號。致能信號產生電路配置以產生一第一致能信號和一第二致能信號。行選擇電路根據第一致能信號而產生行選擇信號,以及感測放大器配置以相應於第二致能信號而接收來自記憶體陣列的資料信號。
在一些實施例中,感測放大器更配置以相應於第一致能信號而接收來自記憶體陣列的資料信號,以及行選擇電路的行選擇以及感測放大器對資料信號的接收都是使用第一致能信號而執行。
在一些實施例中,記憶體陣列包括複數行和複數列,其中根據一字元線信號選擇一列的記憶體單元,以及其中根據行選擇信號,從記憶體陣列輸出來自所選擇之列的一特定記憶體單元的資料。
在一些實施例中,行選擇信號是由行選擇電路根據一位址以及第一致能信號所產生。
在一些實施例中,行選擇信號是根據位址的最低有效位元而產生。
在一些實施例中,感測放大器包括一第一反相器以及一第二反相器。第一反相器相應於一第一輸入節點,用以提供來自感測放大器的一第一輸出。第二反相器相應於一第二輸入節點,用以提供來自感測放大器的一第二輸出。一第一記憶體陣列輸入信號在第一輸入節點被接收,以及一第二記憶體陣列輸入信號在第二輸入節點被接收。
在一些實施例中,感測放大器更包括一電路,配置以根據在第一輸入節點和第二輸入節點之間所偵測到的一電壓差而將第一和第二輸入節點的一者驅動為高位準而將另一者驅動為低位準。
在一些實施例中,電路被配置為根據第一致能信號和第二致能信號兩者來偵測電壓差。
在一些實施例中,在第一輸入節點直接從記憶體陣列接收到第一記憶體陣列輸入信號, 以及在第二輸入節點直接從記憶體陣列接收到第二記憶體陣列輸入信號。
在一些實施例中,致能信號產生電路被配置為根據一輸入致能信號而產生第一致能信號,並根據第一致能信號而產生第二致能信號。
在一些實施例中,記憶體陣列包括一頂部記憶體組和一底部記憶體組,其中行選擇信號是根據第一致能信號、一位址信號和一記憶體組選擇信號而決定。
本揭露提供一種記憶體裝置的操作方法。操作方法包括:產生一第一致能信號和一第二致能信號。操作方法更包括:提供第一致能信號至一行選擇電路,以及提供第二致能信號至一感測放大器電路。操作方法更包括:根據第一致能信號,使用行選擇電路產生一行選擇信號至一記憶體陣列。操作方法更包括:相應於第二致能信號,在感測放大器電路接收來自記憶體陣列的一資料信號。
在一些實施例中,第一致能信號是根據一感測放大器致能信號所產生的一反向感測放大器信號,以及第二致能信號是根據反向感測放大器信號所產生的一感測放大器初始化信號。
在一些實施例中,行選擇信號是根據第一致能信號和在行選擇電路所接收的一位址信號的位元所產生。
在一些實施例中,記憶體陣列包括複數行和複數列,其中根據一字元線信號選擇一列的記憶體單元,以及根據行選擇信號,從記憶體陣列輸出來自所選擇之列的一特定記憶體單元的資料。
在一些實施例中,操作方法更包括:在感測放大器的一第一輸入節點接收一第一記憶體陣列輸入信號,其中一第一反相器是位於第一輸入節點和一第一感測放大器輸出之間。操作方法更包括:在感測放大器的一第二輸入節點接收一第二記憶體陣列輸入信號,其中一第二反相器是位於第二輸入節點和一第二感測放大器輸出之間。操作方法更包括:操作感測放大器電路,用以根據在第一和第二輸入節點之間所偵測的一電壓差而將第一和第二輸入節點中的一者驅動為高位準而將另一者驅動為低位準。
在一些實施例中,一電路被配置為根據第一致能信號和第二致能信號兩者來偵測電壓差。
在一些實施例中,第一致能信號是根據一輸入致能信號而產生,以及第二致能信號是根據第一致能信號而產生。
在一些實施例中,記憶體陣列包括一頂部記憶體組和一底部記憶體組,其中行選擇信號是根據第一致能信號、一位址信號和一記憶體組選擇信號而決定。
本揭露提供一種致能信號產生器。致能信號產生器包括一輸入端、一第一邏輯單元和一第二邏輯單元。輸入端配置以接收一輸入致能信號。第一邏輯單元用於根據輸入致能信號而產生一第一致能信號,其中第一致能信號被路由到一記憶體陣列行選擇電路。第二邏輯單元用於根據輸入致能信號而產生一第二致能信號,其中第二致能信號被路由到一感測放大器。
雖然本發明已以較佳實施例發明如上,然其並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中包括通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作些許之更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100, 200, 900:記憶體裝置 102:記憶體陣列 104:行選擇電路 106:行選擇信號 108:感測放大器 110:致能信號產生電路 203, 903:記憶體單元 204, 904:記憶體單元電路 205, 905:預充電電路 402:行解碼器 502:感測放大器預充電電路 504:感測放大部分 506, 508:反相器 510:節點 702:頂部記憶體組 704:底部記憶體組 706:致能信號產生電路 708:行多工器 710:感測放大器 802:行解碼器 1002-1008:操作 ADR[1:0]:位址 BBS, BTS:差動信號線 BTM0-BTM3、BTM0-BTM3:電晶體 BLPCHB:控制信號 BT0-BT3、BB0-BB3:信號線 CME[0]-CME[3]:指示信號 MNXB, MNXT:N型電晶體 MNSAE:感測放大器電晶體 MPXB, MPXT:P型電晶體 QB, QT:輸出線 SAE:輸入致能信號 SAEB:第一致能信號 SAEB_CME[0]-SAEB_CME[3]:信號線 SAEB_CME_BOT[0]-SAEB_CME_BOT[3]:行選擇信號 SAEB_CME_TOP[0]-SAEB_CME_TOP[3]:行選擇信號 SAE_INT:第二致能信號 SEP:低態有效致能電路 VDD:電源 WL0, WLTOP:字元線信號
第1圖係顯示根據實施例所述的記憶體裝置的方塊圖。 第2圖係顯示根據實施例所述的行選擇的示範例方塊圖。 第3圖係顯示根據實施例所述藉由致能信號產生電路產生第一和第二致能信號的示意圖。 第4圖係顯示根據實施例所述的用於產生行選擇信號的行選擇電路的示意圖。 第5圖係顯示根據實施例所述的感測放大器的操作的示意圖。 第6圖係顯示根據實施例所述的記憶體裝置的操作的信號圖。 第7圖係顯示根據實施例所述的在多組記憶體裝置上操作的致能信號產生電路的方塊圖。 第8圖係顯示根據實施例所述的用於從多個記憶體組之一者選擇一行的行多工器電路的示意圖。 第9圖係顯示根據實施例所述的多組記憶體裝置電路的示意圖。 第10圖係顯示根據實施例所述的操作記憶體裝置的方法的流程圖。
100:記憶體裝置
102:記憶體陣列
104:行選擇電路
106:行選擇信號
108:感測放大器
110:致能信號產生電路
BTS,BBS:差動信號線

Claims (10)

  1. 一種記憶體裝置,包括:一記憶體陣列;一行選擇電路,耦接於上述記憶體陣列,其中上述行選擇電路配置以產生一行選擇信號;一感測放大器,配置以接收來自上述記憶體陣列的資料信號;以及一致能信號產生電路,包括一反相器,其中上述反相器配置以在一輸入端接收一第一致能信號,並在一輸出端產生一第二致能信號;其中上述感測放大器包括:一第一P型電晶體,耦接於一電壓源和一第一輸入節點之間;一第二P型電晶體,耦接於上述電壓源和一第二輸入節點之間一感測放大器電晶體,耦接於一接地端和一節點之間;一第一N型電晶體,耦接於上述第一輸入節點與上述節點之間;以及一第二N型電晶體,耦接於上述第二輸入節點與上述節點之間,其中上述感測放大器的上述節點配置以接收上述第一致能信號,以及上述感測放大器電晶體的閘極配置以接收上述第二致能信號,其中上述行選擇電路根據上述第一致能信號而產生上述行選擇信號,以及上述感測放大器配置以相應於上述第二致能信號而接收來自上述記憶體陣列的上述資料信號。
  2. 如請求項1所述之記憶體裝置,其中上述感測放大器更配置以相應於上述第一致能信號而接收來自上述記憶體陣列的上述資料信號,以及上述感測放大器更配置以相應於上述第一致能信號和上述第二致能信號而接收來自 上述記憶體陣列的上述資料信號。
  3. 如請求項1所述之記憶體裝置,其中上述記憶體陣列包括複數行和複數列,其中根據一字元線信號選擇一列的記憶體單元,以及其中根據上述行選擇信號,從上述記憶體陣列輸出來自所選擇之上述列的一特定記憶體單元的資料。
  4. 如請求項1所述之記憶體裝置,其中上述感測放大器包括:一第一反相器,相應於上述第一輸入節點,用以提供來自上述感測放大器的一第一輸出;以及一第二反相器,相應於上述第二輸入節點,用以提供來自上述感測放大器的一第二輸出;其中一第一記憶體陣列輸入信號在上述第一輸入節點被接收,以及一第二記憶體陣列輸入信號在上述第二輸入節點被接收。
  5. 如請求項4所述之記憶體裝置,其中上述感測放大器更包括一電路,配置以根據在上述第一輸入節點和上述第二輸入節點之間所偵測到的一電壓差而將上述第一輸入節點和上述第二輸入節點的一者驅動為高位準而將另一者驅動為低位準。
  6. 一種記憶體裝置的操作方法,包括:在一反相器的一輸入端接受一第一致能信號,並在上述反相器的一輸出端產生一第二致能信號;提供上述第一致能信號至一行選擇電路,以及提供上述第二致能信號至一感測放大器;根據上述第一致能信號,使用上述行選擇電路產生一行選擇信號至一記憶體 陣列;以及相應於上述第二致能信號,在上述感測放大器接收來自上述記憶體陣列的一資料信號,其中上述感測放大器包括:一第一P型電晶體,耦接於一電壓源和一第一輸入節點之間;一第二P型電晶體,耦接於上述電壓源和一第二輸入節點之間一感測放大器電晶體,耦接於一接地端和一節點之間;一第一N型電晶體,耦接於上述第一輸入節點與上述節點之間;以及一第二N型電晶體,耦接於上述第二輸入節點與上述節點之間,其中上述感測放大器的上述節點配置以接收上述第一致能信號,以及上述感測放大器電晶體的閘極配置以接收上述第二致能信號。
  7. 如請求項6所述之記憶體裝置的操作方法,其中上述第一致能信號是根據一感測放大器致能信號所產生的一反向感測放大器信號,以及上述第二致能信號是根據上述反向感測放大器信號所產生的一感測放大器初始化信號。
  8. 如請求項6所述之記憶體裝置的操作方法,其中上述行選擇信號是根據上述第一致能信號和在上述行選擇電路所接收的一位址信號的位元所產生。
  9. 如請求項6所述之記憶體裝置的操作方法,更包括:在上述感測放大器的上述第一輸入節點接收一第一記憶體陣列輸入信號,其中一第一反相器是位於上述第一輸入節點和一第一感測放大器輸出之間;在上述感測放大器的上述第二輸入節點接收一第二記憶體陣列輸入信號,其 中一第二反相器是位於上述第二輸入節點和一第二感測放大器輸出之間;以及操作上述感測放大器,用以根據在上述第一輸入節點和上述第二輸入節點之間所偵測到的一電壓差而將上述第一輸入節點和上述第二輸入節點中的一者驅動為高位準而將另一者驅動為低位準。
  10. 一種致能信號產生器,包括:一輸入端,配置以接收一輸入致能信號;一第一反相器,用於接收上述輸入致能信號而產生一第一致能信號,其中上述第一致能信號被路由到一記憶體陣列的一行選擇電路;以及一第二反相器,用於接收上述第一致能信號而產生一第二致能信號,其中上述第二致能信號被路由到一感測放大器,以使上述感測放大器接收來自上述記憶體陣列的一資料信號,其中上述感測放大器包括:一第一P型電晶體,耦接於一電壓源和一第一輸入節點之間;一第二P型電晶體,耦接於上述電壓源和一第二輸入節點之間一感測放大器電晶體,耦接於一接地端和一節點之間;一第一N型電晶體,耦接於上述第一輸入節點與上述節點之間;以及一第二N型電晶體,耦接於上述第二輸入節點與上述節點之間,其中上述感測放大器的上述節點配置以接收上述第一致能信號,以及上述感測放大器電晶體的閘極配置以接收上述第二致能信號。
TW110130646A 2020-08-31 2021-08-19 記憶體裝置及其操作方法以及致能信號產生器 TWI827968B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202063072312P 2020-08-31 2020-08-31
US63/072,312 2020-08-31
US17/141,279 2021-01-05
US17/141,279 US11875843B2 (en) 2020-08-31 2021-01-05 Systems and methods for improved data access speed

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202211228A TW202211228A (zh) 2022-03-16
TWI827968B true TWI827968B (zh) 2024-01-01

Family

ID=78893420

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW110130646A TWI827968B (zh) 2020-08-31 2021-08-19 記憶體裝置及其操作方法以及致能信號產生器

Country Status (3)

Country Link
US (2) US11875843B2 (zh)
CN (1) CN113808635A (zh)
TW (1) TWI827968B (zh)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6344760B1 (en) * 1999-07-28 2002-02-05 Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. Sense amplifier drive circuit
US20020081789A1 (en) * 2000-11-21 2002-06-27 Kim Sun Min Sense amplifier circuit for semiconductor device
US20020181301A1 (en) * 1999-12-03 2002-12-05 Hiroyuki Takahashi Semiconductor storage and method for testing the same
US20070183234A1 (en) * 2006-01-27 2007-08-09 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor memory device having reduced voltage coupling between bit lines
US20080247249A1 (en) * 2007-04-03 2008-10-09 Cheng Hung Lee Circuit and method for a sense amplifier
US20090240900A1 (en) * 2008-03-21 2009-09-24 Fujitsu Limited Memory apparatus and memory control method
US20120127782A1 (en) * 2010-11-22 2012-05-24 Fujitsu Semiconductor Limited Static ram
US8289795B1 (en) * 2011-10-10 2012-10-16 Elite Semiconductor Memory Technology Inc. Semiconductor memory device and method of testing the same
US20130111282A1 (en) * 2010-07-19 2013-05-02 Lawrence T. Clark Fast parallel test of sram arrays
US20170221538A1 (en) * 2016-01-28 2017-08-03 Chan Kyung Kim Semiconductor devices having separate source line structure
US20180233192A1 (en) * 2017-02-15 2018-08-16 SK Hynix Inc. Semiconductor device

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7643330B1 (en) * 2007-08-14 2010-01-05 Nvidia Corporation Sequentially-accessed 1R/1W double-pumped single port SRAM with shared decoder architecture
JP5222619B2 (ja) * 2008-05-02 2013-06-26 株式会社日立製作所 半導体装置
US8339876B2 (en) * 2009-10-08 2012-12-25 Arm Limited Memory with improved read stability
US20110317478A1 (en) * 2010-06-25 2011-12-29 International Business Machines Corporation Method and Circuit Arrangement for Performing a Write Through Operation, and SRAM Array With Write Through Capability
US11195576B2 (en) * 2018-10-12 2021-12-07 Stmicroelectronics International N.V. Robust adaptive method and circuit for controlling a timing window for enabling operation of sense amplifier
US11200922B2 (en) * 2019-12-23 2021-12-14 Arm Limited Memory multiplexing techniques

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6344760B1 (en) * 1999-07-28 2002-02-05 Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. Sense amplifier drive circuit
US20020181301A1 (en) * 1999-12-03 2002-12-05 Hiroyuki Takahashi Semiconductor storage and method for testing the same
US20020081789A1 (en) * 2000-11-21 2002-06-27 Kim Sun Min Sense amplifier circuit for semiconductor device
US20070183234A1 (en) * 2006-01-27 2007-08-09 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor memory device having reduced voltage coupling between bit lines
US20080247249A1 (en) * 2007-04-03 2008-10-09 Cheng Hung Lee Circuit and method for a sense amplifier
US20090240900A1 (en) * 2008-03-21 2009-09-24 Fujitsu Limited Memory apparatus and memory control method
US20130111282A1 (en) * 2010-07-19 2013-05-02 Lawrence T. Clark Fast parallel test of sram arrays
US20120127782A1 (en) * 2010-11-22 2012-05-24 Fujitsu Semiconductor Limited Static ram
US8289795B1 (en) * 2011-10-10 2012-10-16 Elite Semiconductor Memory Technology Inc. Semiconductor memory device and method of testing the same
US20170221538A1 (en) * 2016-01-28 2017-08-03 Chan Kyung Kim Semiconductor devices having separate source line structure
US20180233192A1 (en) * 2017-02-15 2018-08-16 SK Hynix Inc. Semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
TW202211228A (zh) 2022-03-16
US20220068374A1 (en) 2022-03-03
US11875843B2 (en) 2024-01-16
US20240071481A1 (en) 2024-02-29
CN113808635A (zh) 2021-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6125071A (en) Semiconductor memory device with high data read rate
KR100192573B1 (ko) 멀티 뱅크 구조의 반도체 메모리 장치
US9190127B2 (en) Burst length control circuit
US6392957B1 (en) Fast read/write cycle memory device having a self-timed read/write control circuit
JP2000516008A (ja) 低電力セルフタイミングメモリ装置およびその制御方法ならびに装置
US7599237B2 (en) Memory device and method for precharging a memory device
US5805515A (en) Semiconductor memory device for high speed operation
JPH09320261A (ja) 半導体記憶装置および制御信号発生回路
US6704238B2 (en) Semiconductor memory device including data bus pairs respectively dedicated to data writing and data reading
US9013914B2 (en) Semiconductor memory device and method for controlling semiconductor memory device
JPH09153288A (ja) 半導体記憶装置
TWI827968B (zh) 記憶體裝置及其操作方法以及致能信號產生器
US6636455B2 (en) Semiconductor memory device that operates in synchronization with a clock signal
US6466508B1 (en) Semiconductor memory device having high-speed read function
US6510091B1 (en) Dynamic precharge decode scheme for fast DRAM
JPH09167489A (ja) カラム選択信号制御回路
US10734060B2 (en) Input buffer circuit
JP3239873B2 (ja) 半導体メモリ装置
TW469429B (en) Semiconductor memory device
US20150085592A1 (en) Bit-Line Discharge Assistance in Memory Devices
KR20100133218A (ko) 반도체 메모리 장치
US20100061173A1 (en) Auto-refresh control circuit and a semiconductor memory device using the same
JPH0660663A (ja) 半導体記憶装置
JPH0262784A (ja) 半導体メモリ装置
JPH02308492A (ja) スタティック型半導体記憶装置