DE4117967C2 - Integrierte Speicheranordnung - Google Patents
Integrierte SpeicheranordnungInfo
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- DE4117967C2 DE4117967C2 DE4117967A DE4117967A DE4117967C2 DE 4117967 C2 DE4117967 C2 DE 4117967C2 DE 4117967 A DE4117967 A DE 4117967A DE 4117967 A DE4117967 A DE 4117967A DE 4117967 C2 DE4117967 C2 DE 4117967C2
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Dram (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine integrierte Spei
cheranordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspru
ches 1.
Mit zunehmender Arbeitsgeschwindigkeit und erhöhten
Kostenvorteilen derartiger Anordnungen werden dynami
sche Halbleiter-Randomspeicher (DRAMs) mit MOS-Transi
storen in zunehmendem Maße bei der Herstellung von
digitalen Rechnersystem verwendet. Der Kostenaufwand
pro Bit an Speicherkapazität bei Verwendung von RAMs
konnte mit der Vergrößerung der Zahl an Bits oder Spei
cherzellen pro Packung gesenkt werden. Mit sicher ver
größernder Bitzahl verringert sich die Speicherzellen
größe, während sich eine Chip-Substratgröße fortlaufend
erweitert, so daß eine höhere Packungsdichte darauf er
reicht werden kann. Dies führt zu einer unerwünschten
Beeinträchtigung der Signalübertragung auf den Spei
cherzellen zugeordneten Wortleitungen aufgrund einer
Zunahme des Widerstands der Wortleitungen und ihrer in
härenten parasitären Kapazität auf einem vergrößerten
Chipsubstrat. Dieser Umstand beeinträchtigt die Lei
stungsfähigkeit der MOS-DRAMSs, das heißt die Geschwin
digkeit von Datenzugriffoperationen.
Zwischen der Packungsdichte und der Datenzugriffge
schwindigkeit bei solchen DRAMs muß ein Kompromiß ein
gegangen werden. Je mehr für DRAMs höhere Packungs
dichte und höhere Betriebsgeschwindigkeit gefordert
werden, um so kritischer wird der Treiber-
bzw. sog. Boosterkreis zum Beschicken der
Wortleitungen mit einem Ansteuer- bzw. Treibersignal
eines angehobenen Potentials. Herkömmlicherweise dient
der Treiberkreis zur Zuspeisung des Treibersignals zu
einer angewählten der Wortleitungen, damit eine hohe
Spannung, die ein "l"-Bit einer binären Information re
präsentiert, in einem Speicherkondensator einer ange
wählten Speicherzelle gespeichert bzw. in diesen "ein
geschrieben" oder "eingelesen" werden kann. Das Wort
leitungs-Treibersignal angehobenen Potentials
wird einmal nach der externen Bezeichnung einer Daten
einschreibadresse erzeugt; vor dem Bezeichnen der Adres
se werden die Wortleitungen typischerweise deaktiviert
und auf dem niedrigen Potentialpegel gehalten. Erst
nach der Adreßbestimmung wird
die Übertragung der angehobenen Treiberspannung zur an
gewählten Wortleitung über einen Vordecodiererkreis und
eine Verdrahtungsleitung vergrößerter Länge zugelassen.
Dies hat zur Folge, daß der Potentialanstieg bis zu
einem erforderlichen hohen Potentialpegel auf der an
gewählten Wortleitung verzögert wird; mit anderen Wor
ten: die aktivierte Wortleitung wird langsam auf den
hohen Potentialpegel "hochgezogen". Der Auf
ladevorgang am Speicherkondensator in einer angewählten
Speicherzelle nimmt also viel Zeit in Anspruch. Demzu
folge können Hochgeschwindigkeits-Datenzugriffoperatio
nen bei DRAMs nicht erwartet werden.
In der Entgegenhaltung US 4 788 664 ist eine Wortlei
tungs-Ansteuerschaltung dargestellt, welche zwei Hauptschaltungsab
schnitte aufweist: Ein erster Abschnitt dient zum An
heben der Spannung, und mit diesem ersten Abschnitt ist
als zweiter Abschnitt ein Spaltendecodierer verbunden.
Der erste Abschnitt erzeugt "permanent" eine potential
mäßig angehobene Spannung an einem Knoten, der mit
einem Ausgangsanschluß über einen PMOS-Transistor ver
bunden ist. Dieser PMOS-Transistor ist gewöhnlich aus
geschaltet, und er schaltet nur dann ein, wenn eine
eine gewünschte Speicherzelle festlegende Adresse an
einem Adreß-Eingangsabschnitt des Zeilendecodierers an
gegeben wird.
Weiterhin ist aus der Zeitschrift "IEEE Journal of
Solid-State Circuits", Vol. 23, No. 5, Oktober 1988,
Seiten 1128 bis 1132, ein hochintegrierter 16-Mbit DRAM
mit einem internen Spannungsgenerator zum Erzeugen
einer Wortleitungs-Ansteuerung bekannt. Dieser DRAM
besteht aus einer Spannungs-Steuereinheit, einer Span
nungsansteuereinheit, die mit einer gesteuerten Aus
gangsspannung versorgt ist, welche unabhängig von
Schwankungen einer Versorgungsspannung ist, und einer
Spannungsanhebeschaltung.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine inte
grierte Speicheranordnung zu schaffen, bei der ein
schneller Zugriff zu einer Wortleitung möglich ist.
Diese Aufgabe wird bei einer integrierten Speicheran
ordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 er
findungsgemäß durch die in dessen kennzeichnendem Teil
enthaltenen Merkmale gelöst.
Bei der integrierten Speicheranordnung mit einem Array
von in Zeilen und Spalten angeordneten Speicherzellen
sind den Zeilen der Speicherzellen Zeilenleitungen und
den Spalten der Speicherzellen Spaltenleitungen zuge
ordnet. Mit den Zeilenleitungen ist ein Zeilendecodie
rerteil zum Anwählen einer bestimmten Zeilenleitung
unter den Zeilenleitungen verbunden. Mit den Spalten
leitungen ist ein Spaltendecodiererteil zum Bezeichnen
oder Anwählen der Spaltenleitungen verbunden. Mit den
Zeilendecodiererteil ist ein Treiberteil zum Erzeugen
einer angehobenen, als Zeilenleitungs-Treiberspannung
zu verwendenden Spannung und zur Ermöglichung der Über
tragung der spezifischen Spannung zum Zeilendecodierer
teil, bevor eine eine gewünschte Speicherzelle bezeich
nende Adresse im Zeilendecodiererteil bestimmt ist,
verbunden, so daß unter Beschleunigung einer Zeilenlei
tungs-Ansteueroperation die Hochziehzeit der bestimmten
Zeilenleitung in Richtung auf die spezifische Spannung
verkürzt wird.
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Er
findung anhand der Zeichnung höher erläutert. Es zei
gen:
Fig. 1 eine schematische Aufsicht auf einen dynami
schen Randomspeicher- bzw. DRAM-Chip, in wel
chem die Erfindung verkörpert ist,
Fig. 2 ein Blockschaltbild des internen Schaltungs
aufbaus des DRAMs,
Fig. 3 ein Schaltbild des Schaltungsaufbaus der
Hauptabschnitte des DRAMs, einschließlich
eines Wortleitungs-Treiberkreises, eines
Zeilendecodierers und eines Vordecodierer
teils einer Kernsteuerschaltung,
Fig. 4 ein Zeitsteuerdiagramm zur Darstellung der
Impulsfolge für den Betrieb der Ausführungs
form nach den Fig. 1 bis 3,
Fig. 5 ein Schaltbild eines abgewandelten Schal
tungsaufbaus des DRAMs, einschließlich eines
Wortleitungs-Treiberkreises, eines Zeilende
codierers und eines Vordecodiererteils einer
Kernsteuerschaltung,
Fig. 6 ein Blockschaltbild der internen Haupt-
Schaltungsanordnung eines DRAMs gemäß einer
zweiten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 7 ein Zeitsteuerdiagramm zur Darstellung der
Impulsfolge für den Betrieb der Ausführungs
form nach Fig. 6,
Fig. 8 ein Schaltbild einer abgewandelten Anordnung
der Schaltung nach Fig. 6,
Fig. 9, 11, 13 und 15 Schaltbilder weiterer Ausfüh
rungsformen eines Boosterkreises, der jeweils
als Wortleitungs-Treiberkreis dient, und
Fig. 10, 12, 14 und 16 Zeitsteuerdiagramme der
Impulsfolgen bei den Ausführungsformen nach
den Fig. 9, 11, 13 bzw. 15.
In Fig. 1 ist eine
DRAM-Anordnung gemäß einer bevorzugten Ausführungs
form der Erfindung allgemein mit 10 bezeichnet. Der
DRAM 10 weist ein Siliziumchip-Substrat 12 einer recht
eckig planen oder flachen Form auf, auf welchem vier
Speicherzellenblöcke 14a, 14b, 14c und 14d angeordnet
sind, die jeweils eine vorgewählte Zahl von Speicher
zellen enthalten. Die ersten und zweiten Speicherzel
lenblöcke 14a bzw. 14b legen zwischen sich einen lang
gestreckten zentralen Flächenbereich 16a fest, in wel
chem Kernsteuerschaltungen angeordnet sind. Ein ande
rer, zwischen drittem und viertem Block 14c bzw. 14d
festgelegter Flächenbereich 16b ist für andere Fernsteuerschaltungen
reserviert. Randflächenbereiche 18a,
18b, 18c, 18d, 18e und 18f um die vier Blöcke 14a-14d
herum definieren einen Umfangsbereich des Chipsubstrats
12. In diesem Bereich ist eine den Blöcken 14 zugeord
nete periphere Schaltungsanordnung mit Zeilen- und
Spaltendecodiererkreisen, Datenein/ausgabekreisen usw.
angeordnet.
Jeder Speicherzellenblock 14 enthält ein Array aus
Zeilen und Spalten von wiedereinschreibbaren Speicher
zellen. Diese Speicherzellen sind parallelen Daten
übertragungsleitungen und parallelen Steuerleitungen
zugeordnet, die einander unter Isolierung kreuzen und
zwischen sich Kreuzungspunkte festlegen. Je eine ein
zelne Speicherzelle ist an jedem der Kreuzungspunkte
dieser einander kreuzenden Leitungen angeordnet. Die
Datenübertragungsleitungen können als "Datenleitungen"
oder "Bitleitungen", die Steuerleitungen als "Ziffern
leitungen" oder "Wortleitungen" bezeichnet werden.
Jede Speicherzelle besitzt die sogenannte "Ein-Konden
sator/Ein-Transistor"-Struktur; sie enthält einen als
Datenspeicherelement dienenden Kondensator und einen
als "Übertragungsgatter" dienenden Isolierschicht-Tran
sistor mit isoliertem Gate zwischen einer betreffen
den Bitleitung BLi und dem Speicherkondensator. Der
Zellentransistor kann ein Metalloxidhalbleiter-Feld
effekttransistor (MOSFET) sein. Der Zellentransistor
ist mit einer stromführenden Elektrode (typischerweise
der Drainelektrode) an eine betreffende der Bitleitun
gen BL angeschlossen. Die in einer Zeile von Speicher
zellen enthaltenen Zellentransistoren sind mit ihren
Steuergateelektroden gemeinsam an eine entsprechende
Wortleitung WLi angeschlossen.
Der Hauptschaltungsaufbau des DRAMs 10 ist in Fig. 2
dargestellt; dabei dient ein mit den Wortleitungen ver
bundener Zeilendecodierer 20 zum Wählen einer der Zei
lenleitungen (Wortleitungen), die durch eine in einem
Zeilenadreßverriegelungspuffer 22 enthal
tene Zeilen- oder X-Adresse bestimmt wird. Neben dem
Zeilendecodierer 20 ist eine Kernsteuerschaltung 24 an
geordnet, die einen an sich bekannten Vordecodierer
kreis, einen Steuernebenkreis für Reservewortleitungen,
einen Bitleitungs-Entzerrerkreis, einen Lese
verstärker-Treiberkreis usw. enthält. Ein Spaltendeco
dierer 26 wählt eine der Spaltenleitungen (Bitleitun
gen), die durch eine in einem Spaltenadreßpuffer 28
enthaltene Spalten- oder Y-Adresse bestimmt wird. Die
se Adressen enthalten Adreßbits A0, A1, . . . , An und
werden den Puffern 22 und 28 mit einer bzw. über eine
vorbestimmte Bitzahl von Adreßleitungen 30 auf Zeit
teilbasis zugespeist.
Eine im folgenden als "RAS-Steuereinheit" bezeichnete
Steuerschaltung 32 dient zur Ansteuerung des Zeilen
adreßpuffers 22 in Abhängigkeit von einem ihr einge
speisten Zeilenadreß-Abtastsignal . Der Ausgang der
RAS-Steuereinheit 32 liegt über einen als Wortleitungs-
Treiberkreis 34 dienenden Spannungsboosterkreis an der
Kernsteuereinheit 24. Der Treiberkreis 34 erzeugt eine
im Potential angehobene Spannung Vbw für
ein Wortleitungs-Treibersignal. Eine andere, als "Spal
tenadreß-Puffersteuereinheit" oder "CAS-Steuereinheit"
dienende Steuerschaltung 36 steuert die Pufferoperation
des Spaltenadreßpuffers 28 in Abhängigkeit von einem
Spaltenadreß-Abtasteingangssignal . Ein
Eingabedatenpuffer 38
und ein Ausgabedatenpuffer 40 sind mit
einem an sich bekannten Leseverstärkerkreis
42 verbunden, der den Bitleitungen zugeordnet ist. Ein
logisches UND-Glied 44 ist an seinem Ausgang an die
Puffer 38 und 40 angeschlossen. An einen ersten Ein
gang des UND-Glieds 44 wird ein Einschreibfreigabe
signal () angelegt; das Signal wird einem zwei
ten Eingang des UND-Glieds 44 sowie der CAS-Steuerein
heit 36 zugespeist.
Gemäß Fig. 1 weist jeder Speicherzellenblock 14a bis
14d in konstanten Abständen ausgerichtete Unterarrays
CA sowie abwechselnd dazwischen angeordnete Lesever
stärkerteile SA auf. Ein Zeilendecodiererkreis 20 und
eine Fernsteuerschaltung 24 sind jeweils jedem Unter
array SA zugeordnet. Der Treiberkreis
34 ist zentral auf dem Sub
strat 12 angeordnet; er befindet sich im Mittelbereich
der peripheren Schaltungsbereiche 18a und 18f, in denen
die inneren Ecken der Blöcke 14 einander zugewandt
sind. Der Treiberkreis 34 kann diesen Speicherzellen
blöcken 14 gemeinsam zugeordnet sein. Ein Bauteil 24a
stellt einen in der Kernsteuerschaltung 24 vorgesehenen
Vordecodierer dar. Die Steuerschaltung 24 ist mit dem
Wortleitungs-Treiberkreis 34 über eine Verdrahtungslei
tung WDRV verbunden, die innerhalb der Kernsteuerschal
tung 24 verläuft und die im folgenden als "Wortlei
tungsanhebe-Treiberleitung" bezeichnet werden wird. Im
peripheren Bereich 16a ist kein Vordecodiererkreis vor
gesehen, wie er herkömmlicherweise für den Wortlei
tungs-Treiberkreis 34 verwendet wird. Das gleiche gilt
auch für den anderen peripheren Bereich 16b.
Gemäß Fig. 3 ist der Wortleitungs-Treiberkreis 34 über
die Wortleitungs-Treiberleitung WDRV mit dem Zeilende
codierer 20 über den in der Kernsteuereinheit 24 vorge
sehenen Vordecodiererkreis 24a verbunden. Der Treiber
kreis 34 enthält drei MOS-Transistoren Q1, Q2 und Q3
sowie einen Kondensator Cb. Der Kondensator Cb wirkt
als "Anhebe"- oder "Bootstrap"-Kondensator
und erzeugt eine hohe Spannung eines angehobenen Po
tentials. Der Transistor Q1 umfaßt eine mit einem Steu
ersignaleingang verbundene Gateelektrode, eine mit
einem Konstantstrom-Speisespannungseingang Vwd verbun
dene Sourceelektrode und eine an einen Schaltungskno
tenpunkt N1 angeschlossene Drainelektrode. Die Spannung
Vwd ist eine spezifische Gleichspannung, die unter Her
anziehung einer Stromversorgungs-Speisespannung Vcc des
DRAMs 10 erzeugt wird, so daß sie unabhängig von uner
wünschter Potentialänderung in der Speisespannung Vcc
konstant bleibt. Der Transistor Q1 kann ein N-Kanal-
MOSFET sein. Der Knotenpunkt N1 ist mit einer ersten
Elektrodenplatte (Voraufladeanschluß) des Kondensators
Cb verbunden. Der Transistor Q1 wirkt als Aufladetrei
ber zur Durchführung einer Voraufladefunktion am Kno
tenpunkt N1.
Der Transistor Q2 ist ein P-Kanal-MOSFET, während der
Transistor Q3 ein N-Kanal-MOSFET ist. Diese Transisto
ren sind in Reihe miteinander geschaltet und bilden
einen Kondensator-Treiberkreis. Die Sourceelektrode des
Transistors Q2 wird mit der Speisespannung Vwd ge
speist. Die Gateelektrode des Transistors Q3 ist über
eine Reihenschaltung aus drei Invertern 50 an einen
Steuersignaleingang RINT1 angeschlossen. Ein gemeinsa
mer oder Sammelknotenpunkt N2 der Transistoren Q2 und
Q3 ist mit einer zweiten Elektrode (Steueranschluß) des
Kondensators Cb verbunden. In Abhängigkeit vom Signal
RINT1 schaltet einer der Transistoren Q2 und Q3 durch.
Am Knotenpunkt N2 erscheint ein Steuersignal RINT2. Die
Steuersignale und RINT1 sind spe
zifische Signale, welche dem Treiberkreis 34 zugespeist
werden, bevor eine bestimmte Adresse bezeichnet und be
stimmt oder aufgestellt ist.
Sehr wesentlich ist dabei, daß die erfindungsgemäße An
ordnung keinen Vordecodiererkreis verwendet, wie er
herkömmlicherweise am Ausgang (Knotenpunkt N1) des
Wortleitungs-Treiberkreises 34 angeordnet ist. Der
Ausgang des Treiberkreises 34 ist unmittelbar mit der
Wortleitungs-Treiberleitung WDRV verbunden. Ein Wider
stand Rwd1 repräsentiert den Widerstandswert der Lei
tung WDRV; ein Kondensator Cwd1 repräsentiert eine pa
rasitäre Kapazität, welche der Leitung WDRV eigen
ist.
Der Vordecodiererkreis 24a enthält eine Steuerschaltung
52, welche ein externes Steuersignal sowie Zeilen
adreßsignale Φk und Φm zur Erzeugung von Steuersigna
len RSET und abnimmt. Die Steuersignale RSET und
können sich potentialmäßig zwischen einer Sub
stratspannung Vss des Chipsubstrats 12 und der angeho
benen Spannung Vbw ändern; die Steuerschaltung
52 arbeitet unter Heranziehung der Wortlei
tungs-Treiberspannung Vbw als ihre eigene Stromversor
gungs-Speisespannung.
Ein MOS-Transistor Q4, der ein P-Kanal-MOSFET sein kann,
weist eine Gateelektrode auf, der das Steuersignal
zugespeist wird. Der Transistor Q4 ist an einer strom
führenden Elektrode mit der Leitung WDRV verbunden.
Eine andere stromführende Elektrode dieses Transistors Q4
ist gemäß Fig. 3 an einen MOS-Transistor Q5 angeschlos
sen, dessen Gateelektrode mit dem RSET-Steuersignal
ausgang der Steuerschaltung 52 verbunden ist. Ein Sammel
knotenpunkt M3 der Transistoren Q4 und Q5 ist mit dem
Zeilendecodierer 20 über eine Ausgangssignal-Übertra
gungsleitung WDRVkm verbunden, die als zweite Wortlei
tungs-Treiberleitung wirkt. Ein Widerstand Rwd2 reprä
sentiert den Widerstandswert der Leitung WDRVkm, wäh
rend ein Kondensator Cwd2 eine inhärente parasitäre
Kapazität dieser Leitung repräsentiert. Der Transistor
Q4 kann als Schaltvorrichtung wirken, um erste und
zweite Wortleitungs-Treiberleitung WDRV bzw. WDRVkm
selektiv miteinander zu verbinden. Der Transistor Q5
kann als Entladungssteuervorrichtung für die Wortlei
tungs-Treiberleitung wirken.
Gemäß Fig. 3 enthält der Zeilendecodierer 20 N-Kanal-
MOS-Transistoren Q6 und Q7. Der Transistor Q6 wird
durch ein Zeilenadreßsignal Φw, das über den Tran
sistor Q7 an seine Gateelektrode angelegt wird, schalt
mäßig angesteuert. Der Transistor Q6
ist an seiner einen stromführenden Elektrode einer
Wortleitung WLi zugeordnet, die mit einem entsprechen
den Array von Speicherzellen verbunden ist. Ein Kon
densator Cw repräsentiert eine der Wortleitung WLi in
härente parasitäre Kapazität; er ist im folgenden als
"Wortleitungskapazität" bezeichnet. Ein Widerstand Rw
repräsentiert einen Widerstandswert der Wortleitung
WLi.
Im folgenden ist die Wortleitungs-Ansteuer- oder -Trei
beroperation im DRAM 10 erläutert. Während sich ein
Zeilenadreß-Abtastsignal auf dem hohen Potential
pegel (Pegel H) befindet, ist der Knotenpunkt N1 des
Wortleitungs-Treiberkreises 34 durch den Transistor Q1
auf die Spannung Vwd voraufgeladen worden (vgl. Fig.
4). Das Signal fällt zu einem Zeitpunkt T1 auf den
niedrigen Potentialpegel (Pegel L) ab. Sodann ändert
sich das Steuersignal zu einem Zeitpunkt t2 po
tentialmäßig vom hohen Pegel H auf den niedrigen
Pegel L. In Abhängigkeit davon steigt das Steuersignal
RINT1 vom Pegel L auf den Pegel H an. Die Wortleitungs-
Treiberleitung WDRV wird sodann zu einem Zeitpunkt t3
langsam auf die Spannung Vbw hochgezogen.
Nachdem das Signal auf den Pegel H übergeht und be
vor eine Zeilenadresse aufgestellt ist,
wäre unweigerlich eine Zeitspanne t1 einer festen Länge
erforderlich. Die dargestellte Ausführungsform ist spe
ziell so ausgelegt, daß während dieser Zeitspanne t1
die angehobene Ausgangsspannung Vbw des Treiberkreises
34 übertragen und über die Leitung WDRV an den Eingang
des Vordecodierers 24a angelegt werden kann. Die Ver
zögerungs- oder Laufzeit Tde1 in der Spannungsübertra
gung bestimmt sich durch folgende Gleichung:
Tde1 = τa + τb + τc (1)
In obiger Gleichung bedeuten: τa = tatsächliche Ver
zögerungszeit nach dem Abruf des Signals und vor
dem Potentialanstieg im Signal RINT1; τb = Verzöge
rungszeit, die nötig ist, bis der Steueranschluß des
Bootstrap-Kondensators Cb potentialmäßig anzusteigen
beginnt; τc = Verzögerungszeit, die nötig ist,
damit die angehobene Spannung am Knotenpunkt N1 die
Kernsteuerschaltung 24 über die Leitung WDRV erreichen
kann. Die Verzögerungszeit τc = Rwd1 · Cwd1.
Von diesen Verzögerungszeiten ist τc die
bedeutsamste. Diese Verzögerungszeit stellt jedoch kei
ne ernstliche Ursache für eine Verzögerung in der Wort
leitungsanhebe-Treiberoperation dar, weil die Zeitspanne
τc innerhalb der inhärenten Verzögerungszeitspanne T1
der Adreßbehandlung liegt. Die Verzögerung in der Span
nungsanstiegsansteuerung einer bezeichneten Wortlei
tung WLi hängt in erster Linie von den Verzögerungen in
den dem Vordecodierer 24a zugespeisten Adreßsignalen Φk
und Φm ab. Die τd läßt
sich definieren zu:
τd = c1 · r1 (2)
Darin bedeuten: r1 = Widerstandswert jeder Übertragungs
leitung für Signale Φk und Φm gemäß Fig. 3; c1 = je
der Übertragungsleitung für Signale Φk und Φm inhä
rente parasitäre Kapazität. Nachdem die Adresse be
stimmt ist, beginnen die Signale Φk und Φm zu einem
Zeitpunkt t3 potentialmäßig vom Pegel L anzusteigen, um
den Pegel H zu einem Zeitpunkt t4 zu erreichen. Die
Verzögerungszeit τd ist der Länge einer Zeitspanne
t3-t4 gleich.
In Abhängigkeit von der Potentialänderung der Adreß
signale Φk und Φm ändert sich das Potential des Si
gnals Φkm vom Pegel H auf den Pegel L. Demzufolge
schaltet der Transistor Q4 im Vordecodierer 24a durch.
Gleichzeitig geht das Steuersignal RSET auf den Pegel L
über, wodurch der Entladungstransistor Q5 zum Sperren
gebracht wird. Das Sperren des Transistors Q4 erlaubt
die Aufschaltung der angehobenen Spannung Vbw auf der
ersten Wortleitungs-Treiberleitung WDRV auf die zwei
te Wortleitungs-Treiberleitung WDRVkm. Die Spannung Vbw
wird somit der vorgesehenen Wortleitung WLi über den
Zeilendecodierer 20 zugespeist. Die Wortleitung wird
allmählich auf die Spannung Vbw hochgezogen; sie er
reicht diese Spannung Vbw zu einem Zeitpunkt t5. Die
Länge der Zeitspanne t4-t5, d. h. die Wortleitungsan
steuerung-Verzögerung τe, ist praktisch gleich:
τe = (Cw + Cwd2) · (Rw + Rwd2) (3)
Infolgedessen ist die Gesamtverzögerungszeit t2 ver
kürzt, welche die vorgesehene oder Ziel-Wortleitung bis
zum Erreichen der angehobenen Spannung eines vorbe
stimmten Potentials benötigt, nachdem die Adresse de
finiert worden ist; diese Gesamtverzögerungszeit T2
läßt sich wie folgt ausdrücken:
T2 = τd + τe (4)
Nach Beendigung des Einschreibmodus im DRAM 10 wird die
Aktivierung der angewählten Wortleitung WLi aufgeho
ben, so daß diese Leitung auf den anfänglichen Poten
tialzustand deaktiviert wird. Zu diesem Zweck wird das
Steuersignal auf den Pegel H gesetzt, so daß der
Transistor Q4 sperrt. Das Steuersignal RSET steigt auf
den Pegel H an, woraufhin der Transistor Q5 durch
schaltet. Aufgrund dieser Potentialsteuerung, während
sich die Treiberleitung WDRV auf dem Pegel H befindet,
fallen nur die Wortleitung WLi und die Treiberleitung
WDRVkm auf das Potential Vss ab. Dadurch kann eine Ver
zögerung in der Deaktivierungs-Ansteuerungsoperation
für die Wortleitung WLi verkleinert werden.
Bei der beschriebenen Ausführungsform wird die angeho
bene Wortleitungs-Treiberspannung Vbw spezi
fisch über die Leitung WDRV geführt, um am Eingang des
Vordecodierers 24a während der inhärenten Verzögerungs-
oder Laufzeitspanne T1, die vom Zeitpunkt T1 des Po
tentialabfalls des Signals bis zum Adreßabschluß
zeitpunkt t3 reicht, anzukommen. Mit anderen Worten:
die erste Wortleitungs-Treiberleitung WDRV ist bereits
auf die angehobene Spannung Vbw angestiegen, bevor die
entsprechende Adresse im Zeilendecodierer 20 erfaßt
ist. Dies bedeutet, daß die Übertragungs
laufzeit Tde1 der Spannung Vbw vom Treiberkreis 34 zum
Vordecodierer 24a durch die inhärente Verzögerungs-
bzw. Laufzeit T1 "absorbiert" oder "aufgefangen" wer
den kann. Die von der Wortleitung WLi für das Erreichen
der Spannung Vbw nötige Laufzeit T2 kann daher frei
oder unbeeinflußt sein von der durch Gleichung (1) gegebenen
Laufzeit Tde1, und sie kann um die Zeitlänge entspre
chend der Periode Tde1 verkürzt sein. Hierdurch kann
die Wortleitungs-Ansteueroperation und damit die Da
tenzugriffoperation im DRAM 10 beschleunigt werden.
Bei der beschriebenen Ausführungsform ist auch wesent
lich, daß die Zeilendecodierer 20 lagenmäßig auf dem
Chipsubstrat 12 so verteilt sind, daß sie den jeweili
gen Unterarrays Ca der Speicherzellen zugeordnet sind,
und daß jeder Vordecodierer 24a in der Nachbarschaft
zur Eingangsstufe eines betreffenden Zeilendecodierers
angeordnet ist, wie dies aus der Darstellung von Fig. 1
hervorgeht. Durch diese Auslegung kann der Schaltungs
musterentwurf dieser Zeilendecodierer vereinfacht wer
den, der herkömmlicherweise strengen Anforderungen un
terliegt. Da weiterhin nur der Vordecodierer 24a im
Kernsteuerschaltungsteil 24 vorgesehen ist, bleibt der
DRAM 10 unberührt vom bisherigen Problem der Vergröße
rung der Chipabmessungen. Dies trifft aus den nachste
hend angegebenen Gründen zu. Wenn die angehobene Trei
berspannung an den Zeilendecodierer 20 angelegt worden
ist, bevor eine Adresse bestimmt ist,
müßte eine ähnliche Schaltungsanordnung im Zei
lendecodierer 20 für jede einzelne der Wortleitungen
WL vorgesehen sein. Dies hätte aber eine uner
wünschte Vergrößerung der Chipfläche zur Folge. Ande
rerseits wird bei der beschriebenen Ausführungsform die
angehobene Spannung bis zum Vordecodierer 24a übertra
gen. Der Vordecodierer 24a besitzt eine kleinere Zahl von
erforderlichen Schaltungselementen als der Zeilendeco
dierer 24; infolgedessen kann eine Vergrößerung der
Chipbelegungsfläche weitgehend vermieden werden.
Die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 3 kann auf die in
Fig. 5 gezeigte Weise abgewandelt werden, wobei der
Zeilendecodierer 20 aus einem einzigen MOS-Transistor
Q8 vom P-Kanaltyp besteht. Die Gateelektrode des Tran
sistors Q8 wird unmittelbar mit einem invertierten Zei
lenadreßsignal beaufschlagt. Mit dieser Ausgestal
tung lassen sich ebenfalls die vorstehend angegebenen
Vorteile erzielen.
Fig. 6 veranschaulicht eine Wortleitungs-Treiberkreis
anordnung, die vorgesehen ist zur weiteren Verbesse
rung der Wortleitungs-Treiber- oder -Ansteuergeschwin
digkeit durch elektrische Trennung der ersten Wortlei
tungs-Treiberleitung WDRV von den restlichen Schal
tungsbauteilen; dies kann entweder dann geschehen, wenn
die angewählte Wortleitung WLi potentialmäßig auf das
angehobene Spannungspotential aktiviert wird, oder
dann, wenn diese Leitung auf die Substratspannung Vss
deaktiviert und damit ihr Anwählzustand aufgehoben
wird.
Gemäß Fig. 6 besteht ein in der Kernsteuerschaltung 24
vorgesehener Vordecodiererkreis 60 im wesentlichen aus
sechs Transistoren, nämlich vier Transistoren Q11 bis
Q14 zusätzlich zu den MOS-Transistoren Q4 und Q5 gemäß
Fig. 3. Insbesondere ist dabei der P-Kanal-MOS-Tran
sistor Q4 auf dieselbe Weise wie bei der Ausführungs
form gemäß Fig. 3 zwischen erster und zweiter Wortlei
tungs-Treiberleitung WDRV bzw. WDRVkm angeordnet. Der
Entladungs-N-Kanal-MOS-Transistor Q5 ist zwischen die
zweite Treiberleitung WDRVkm und Massepotential ge
schaltet. Die zusätzlichen vier Transistoren Q11 bis
Q14 bilden einen Verriegelungskreis 62. Die P-Kanal-
MOS-Transistoren Q13 und Q14 weisen Gateelektroden und
Drainelektroden auf, die mit einem Schaltungs-Knoten
punkt N4 kreuzgekoppelt sind, an welchem die Gateelek
troden der Transistoren Q4 und Q5 miteinander verbun
den sind. Die Transistoren Q13
und Q14 bilden einen Flipflopkreis. Die Drainelektro
de des Transistors Q13 liegt über den N-Kanal-MOS-
Transistor Q11 an Masse, während die Drainelektrode des
Transistors Q14 über den N-Kanal-MOS-Transistor Q12 an
Masse gelegt ist. Die Gateelektroden der Transistoren
Q11 und Q12 sind mit einer internen Steuerschaltung 64
verbunden. Letztere erzeugt komplementäre Steuersignale
SET und in Abhängigkeit von Signalen , Φk und Φm.
Die Transistoren Q11 und Q12 führen Schaltoperationen
in Abhängigkeit von den Signalen SET und durch.
Die zugeordnete Impulsfolge ist in Fig. 7
veranschaulicht. Wenn die angewählte Wortleitung WLi
aktiviert ist, schaltet der Transistor Q4
durch, während der Transistor Q5 sperrt. Unter diesen
Bedingungen wird die an der ersten Wortleitungs-Trei
berleitung WDRV entstehende angehobene Spannung Vbw
über den Transistor Q4 zur zweiten Wortleitungs-Trei
berleitung WDRVkm übertragen und dann der Wortleitung
WLi aufgeprägt. Eine Spannung, welche die in einer an
gewählten Speicherzelle M gespeicherte Information re
präsentiert, wird auf ein entsprechendes Paar von Bit
leitungen BL und gelegt und durch einen diesen zuge
ordneten Leseverstärker erfaßt und ausgelesen.
Wenn das Signal zu einem Zeitpunkt t1 auf den Pegel
H zurückkehrt, werden die Steuersignale SET und in
vertiert. Die Spannungen an Knotenpunkten N4 und N5 des
Verriegelungskreises 62 werden zu einem Zeitpunkt t2 in
vertiert, wodurch der Transistor Q4 zum Sperren ge
bracht und der Transistor Q5 durchgeschaltet wird. In
Abhängigkeit vom Sperren des Transistors Q4 wird die
erste Wortleitungs-Treiberleitung WDRV elektrisch von
der zweiten Wortleitungs-Treiberleitung WDRVkm ge
trennt. Dabei beginnen sich nur die Treiberleitung
WDRVkm und die Wortleitung WLi über den Transistor Q5
zu entladen. Dies ermöglicht einen Potentialabfall auf
der Wortleitung WLi, während die Treiberleitung WDRV
einer vergleichsweise großen Leitungskapazität auf dem
hohen Pegel H verbleibt.
Gemäß Fig. 6 wird der Potentialabfall der angehobenen
Spannung Vbw auf der ersten Wortleitungs-Treiberleitung
WDRV durch Änderung des Steuersignals
RINT des Wortleitungs-Treiberkreises 34 (Fig. 2) vom
Pegel H auf den Pegel L nach Abschluß der Potential
anstiegsansteuerung der Wortleitung WLi bewirkt. Diese
Potentialabfallansteueroperation der Treiberleitung
WDRV kann während einer Bitleitungs- Entzerrungsperiode
durchgeführt werden, die nach dem Potentialabfall
auf der Wortleitung unweigerlich nötig ist. Genauer
gesagt: für die Ausführung der Potentialabfallopera
tion auf der Wortleitungs-Treiberleitung WDRV ist mehr
Zeit als nötig vorgegeben; auch wenn aufgrund des Wi
derstands der Leitung WDRV eine längere Zeitspanne nö
tig ist, beeinflußt dieser Zeitbe
darf in keiner Weise die Gesamt-Datenzugriffgeschwin
digkeit des DRAMs 10. Es wird nur jeweils die angewähl
te Wortleitung WLi für einen schnellen Abfall ange
steuert.
Aufgrund der elektrischen Trennung der ersten Treiber
leitung WDRV ist bei der beschriebenen Ausführungsform
die eigentliche
Belastung, die in der sich über den Transistor Q5
entladenden Wortleitungs-Treiberleitung verbleibt, le
diglich die zweite Treiberleitung WDRVkm und ihre
nachgeschaltete Verdrahtungsleitung. Die er
ste Treiberleitung WDRV ist nicht länger in der Entla
dungslast enthalten. Damit kann die Gesamtentladungs
last verkleinert werden. Zudem kann der Durchschaltwi
derstand des Entladungstransistors Q5 reduziert werden,
weil die Gateelektrode dieses Transistors durch die an
gehobene Treiberspannung Vbw angesteuert wird. Diese
Faktoren ermöglichen eine Beschleunigung der Wortlei
tungs-Ansteueroperation.
Die Anordnung gemäß der vorstehend beschriebenen Aus
führungsform wird noch zweckmäßiger, wenn sie auf einen
speziellen Fall angewandt wird, in welchem eine gere
gelte Gleichspannung, die im wesentlichen unabhängig
ist von einer Änderung oder Schwankung in der Speise
spannung Vcc des DRAMs 10, als Quellenspannung des
Wortleitungs-Treiberkreises 34 benutzt wird. Bei Be
nutzung einer solchen Spannung Vwd für den
Treiberkreis 34 kann die Spannung Vwd auch dann
einen festen Potentialpegel beibehalten, wenn die
Stromversorgungs-Speisespannung Vcc ungewollt vari
iert. Auch wenn dabei die Speisespannung Vcc auf ihren
kleinsten zulässigen Pegel Vccmin abfällt, ist es da
her möglich, eine vorgesehene Wortleitung WLi mit einer
geeigneten Treiberspannung zu beschicken. Hierdurch
kann die Wortleitungs-Ansteuergeschwindigkeit erhöht
werden.
Die Schaltungsanordnung ist der in Fig. 8 dargestellten
Abwandlung zugänglich, bei welcher die Gateelektrode
des N-Kanal-MOS-Transistors Q5 unabhängig
mit der Steuerschaltung 64 verbunden ist, während die
Gateelektrode des MOS-Transistors Q4 mit einem Schal
tungs-Knotenpunkt N6 des Verriegelungskreises 62 ver
bunden ist. Die Steuerschaltung 64 beschickt den Tran
sistor Q4 mit einem Steuersignal , das den hohen
Pegel H gleich der Stromversorgungs-Speisespannung Vcc
aufweist. Das Signal ist in seinem Impulszeittakt
mit dem Steuersignal synchron. Diese Schaltung ar
beitet auf die gleiche Weise wie die Schaltung gemäß
Fig. 6, nur mit dem Unterschied, daß der Transistor Q5
eine Umschaltoperation in Abhängigkeit vom
Signal durchführt. Dabei wird der Durchschaltwi
derstand des Transistors Q5 höher als im Fall von Fig.
6; dennoch läßt sich ein ähnlicher technischer Vorteil
bezüglich der mit hoher Geschwindigkeit erfolgenden
Wortleitungs-Ansteueroperation erreichen.
Der Rest der vorliegenden Beschreibung ist auf ver
schiedene Schaltungsabwandlungen gerichtet, die zweck
mäßig auf den Treiberkreis 34 gemäß Fig. 3,
der als Wortleitungs-Treiberkreis wirkt, anwendbar
sind. Jede der im folgenden beschriebenen Schaltungen
spielt eine wesentliche Rolle bezüglich der vollen Nut
zung des Vorteils der vorher beschriebenen, mit hoher
Geschwindigkeit erfolgenden Wortleitungs-Ansteuerope
ration. Diesbezüglich bietet jede
der zu beschreibenden Schaltungen die folgenden zusätz
lichen Vorteile: 1. sie kompensiert einen etwaigen un
erwünschten Potentialabfall aufgrund einer einer ange
wählten Wortleitung inhärenten parasitären Kapazität;
2. sie hält die Wortleitungsspannung konstant auf einem
geeigneten Potential, das unterhalb der dielektrischen
Durchschlagspannung der zugeordneten Speicherzellen
liegt.
Fig. 9 veranschaulicht einen Wortleitungs-Treiberkreis
mit einer "Doppelkondensator"-Struktur. Die betreffende
Impulsfolge ist in Fig. 10 veranschau
licht. Gemäß Fig. 9 enthält der Treiberkreis zwei
Bootstrapkondensatoren Cb1 und Cb2, die zueinander
parallelgeschaltet sind. Der erste Kondensator Cb1 be
sitzt eine größere Kapazität als der zweite Kondensator
Cb2. Unter der Annahme, daß die Gesamtkapazität Cb
(= Cb1 und Cb2) ausreichend größer ist als die angege
benen Kapazitäten Cwd1, Cwd2 und Cw (vgl. Fig. 3), ist
die Kapazität des Kondensators Cb2 spezifisch wie folgt
eingestellt:
Cb2 ∼ 2(Cw + Cwd2) (5).
Die ersten Elektroden dieser Kondensatoren Cb1 und Cb2
sind an einem Schaltungs-Knotenpunkt N7 zusammenge
schaltet, der seinerseits z. B. mit der ersten Wortlei
tungs-Treiberleitung WDRV gemäß Fig. 3 verbunden ist.
Die Kondensatoren Cb1 und Cb2 sind jeweils mit einem
Auflade-Treiberkreis versehen. Einer dieser Kreise
weist eine Reihenschaltung aus zwei MOS-Transistoren Q2
und Q3 auf, welche auf dieselbe Weise wie bei der Aus
führungsform gemäß Fig. 3 an die andere
Elektrode des Kondensators Cb1 angeschlossen ist; der
andere Kreis enthält auf ähnliche Weise eine Reihen
schaltung aus entsprechenden MOS-Transistoren Q20 und
Q21 entgegensetzter Kanaltypen, wobei diese Reihen
schaltung an die andere Elektrode des
Kondensators Cb2 angeschlossen ist. Der MOS-Transistor
Q20 ist vom P-Kanal-Typ, der Transistor Q21 vom N-
Kanal-Typ.
Der erste Bootstrap-Kondensator Cb1 wird durch den be
treffenden Treiberkreis mit den Transistoren Q2 und Q3
in Abhängigkeit vom Steuersignal RINT1 angesteuert, das
mit einem Signal synchronisiert ist, welches vor
der Bestimmung der Speicheradresse erzeugt wird. Das
Aufladen am zweiten Bootstrapkondensator Cb2 geschieht
wie folgt: Der Kondensator-Treiberkreis mit den Tran
sistoren Q20 und Q21 empfängt ein Bestimmungssignal Φv1
für eine gültige Adresse zwecks Erzeugung eines
spezifischen Steuersignals Φv2. Die Steuerelektrode des
Kondensators Cb2 wird mit dem Signal Φv2 beauf
schlagt, so daß der Kondensator Cb2 synchron mit der
Bestimmung der Speicheradresse aufgeladen wird.
Gemäß Fig. 10 wird die Wortleitung WLi potentialmäßig
aktiviert in Abhängigkeit von der Aufladung nur am er
sten Kondensator Cb1 vor der Adreßbestimmung, d. h. vor
dem Durchschalten des Decodierer-Transistors Q4. Diese
Operation ist grundsätzlich die gleiche wie im entspre
chenden Teil der Operation bei der Ausführungsform ge
mäß Fig. 3.
Zu einem Zeitpunkt t1 wird eine bestimmte Adresse de
finiert, wobei der Transistor Q4 durchschaltet und da
bei elektrische Ladungsträger von der Wortleitungs-
Treiberleitung WDRV in die Wortleitung WLi
stoßartig fließen läßt. Sodann wird der zweite Kon
densator Cb2 angesteuert, um einen zweckmäßigen La
dungsmengenfluß zur Wortleitung WLi zu ergänzen. Auf
grund dieser Ladungsträgerzuspeisung kann der Mangel
an Ladungsträgern, welcher einem durch die gestrichelte
Linie L1 in Fig. 10 angedeuteten verringerten Poten
tialpegel entspricht, ausgeglichen werden,
um einen idealen, durch eine Linie L2 angegebenen Po
tentialpegel zu erreichen. Wenn das Steuersignal
zum Zeitpunkt t2 auf den Pegel L abfällt, wird daher
die angewählte Wortleitung WLi effektiv auf die ange
hobene Treiberspannung Vbw hochgezogen. Da die Kapazi
tät Cb2 so festgelegt worden ist, daß
sie Gleichung (5) entspricht, kann das Potential auf
der Wortleitungs-Treiberleitung WDRV vor und nach der
Durchschalt/Sperrumschaltoperation des im Vordecodie
rer 24a enthaltenen Decodierer-Transistors Q4 auf einem
festen Pegel stabilisiert werden. Damit wird es mög
lich, einen Potentialabfall der Treiberspannung Vbw
aufgrund der Trägerverteilung auf der Leitung WDRV in
folge des Adreßabrufs erfolgreich zu kompensieren, so
daß damit eine Konstanz im Potential der Wortleitungs-
Treiberspannung Vbw gewährleistet wird.
Eine andere Boosterkreisanordnung ist in Fig. 11 ge
zeigt, während die zugeordnete Impulsfolge in Fig. 12
veranschaulicht ist. Diese Ausführungsform ist ähnlich
derjenigen nach Fig. 9, wobei jedoch ein P-Kanal-
MOS-Transistor Q22 zusätzlich zwischen den Knotenpunkt
N7 und den zweiten Bootstrap-Kondensator Cb2 eingefügt ist.
Der Transistor Q22 weist eine Gateelektrode auf, der
ein Schaltsteuersignal zugespeist wird. Wenn der
Transistor Q22 sperrt, wird der Kondensator Cb2 vom
Knotenpunkt N7 getrennt, während die Aufladung am Kon
densator Cb1 erfolgt.
Wie aus Fig. 12 hervorgeht, befindet sich das Steuer
signal zum Anfangszeitpunkt t1 des Potentialan
stiegs auf der Wortleitung WLi auf dem niedrigen
Pegel L. Der Transistor Q22 wird dadurch durchgeschal
tet. Die Operation bei der Anlegung der angehobenen
Spannung Vbw mittels der doppelten Kondensatorstruktur
an die Wortleitung WLi ist im wesentlichen die gleiche
wie bei den vorher beschriebenen Ausführungsformen.
Wenn das Potential auf der Wortleitung abfällt, steigt
das Steuersignal zum Zeitpunkt t2 auf den
Pegel H an. Damit sperrt der Transistor Q22. Der Kon
densator Cb2 wird somit elektrisch von der Treiber
leitung WDRV getrennt. Die Klemmenspannung des Kon
densators Cb2 kann demzufolge praktisch unabhängig von
einem unerwünschten Potentialabfall L1 auf der Leitung
WDRV sein. Dies bedeutet, daß es unnötig ist, den Kon
densator Cb2 in jedem Aktivzyklus vom Voraufladepo
tential auf die angehobene Spannung Vbw aufzuladen.
Damit kann eine unnötige bzw. unbedeutende Entladung am
Kondensator Cb2 unter Verringerung des Energiebedarfs
des DRAMs 10 vermieden werden.
Fig. 13 zeigt noch einen anderen Boosterkreis, dessen
zugeordnete Impulsfolge in Fig. 14 dargestellt ist. Die
Schaltungsanordnung gemäß Fig. 13 ist der Schaltung 34
gemäß Fig. 3 insofern ähnlich, als ein einziger Boot
strapkondensator Cb verwendet wird. Diese Schaltung
kennzeichnet sich dadurch, daß der Steueranschluß des
Kondensators Cb auf noch zu beschreibende Weise mittels
eines "Zweiphasen"-Steuerschemas angesteuert wird.
Ein N-Kanal-MOS-Transistor Q23 ist zwischen die Tran
sistoren Q2 und Q3 geschaltet. Die Gate- bzw. Drain
elektroden sind an einem Schaltungs-Knotenpunkt 8 zu
sammengeschaltet. Der Transistor Q23 wirkt als Pegel
schiebevorrichtung 72. Ein P-Kanal-MOS-Transistor Q24
weist eine Gateelektrode, der das Adreßbestimmungssi
gnal Φv1 zugespeist wird, eine an der Spannung Vwd
liegende Sourceelektrode und eine mit dem Knotenpunkt
N8 verbundene Drainelektrode auf. Der Steueranschluß
des Kondensators Cb ist ebenfalls mit dem Knotenpunkt
N8 verbunden.
Die Potentialanstiegsansteuerung ist folgende: Wenn
sich gemäß dem Zeitsteuerdiagramm von Fig. 14 das Si
gnal auf den hohen Pegel H ändert, wird das Steuer
signal RINT1 erzeugt. Der P-Kanal-MOS-Transistor Q2
schaltet durch, während der N-Kanal-Transistor Q3
sperrt. Die Steueranschlußspannung des Kondensators Cb
erhöht sich zum Zeitpunkt t2 auf ein spezifisches Po
tential Vwd′, das um eine vorgewählte Spannung Vsm
niedriger ist als die Spannung Vwd. Die Spannung Vsm
wird durch den Pegelschiebetransistor Q23 bestimmt. Wie
durch eine Linie 74 gezeigt, erhöht sich die Spannung
auf der Wortleitungs-Treiberleitung WDRV in Abhängig
keit von der Anlegung der Spannung Vwd′.
Wenn zum Zeitpunkt t3 eine bestimmte Adresse abge
rufen wird, schaltet der Decodierertran
sistor Q4 durch, und das Signal Φv1 ändert sich auf
den Pegel L. Dementsprechend schaltet der Transistor
Q24 durch. Die Spannung Vwd wird über den Transistor
Q24 an den Steueranschluß des Kondensators Cb angelegt.
Die Steueranschlußspannung RINT2 steigt weiterhin in
Richtung auf die Spannung Vwd an. Mit dieser "Zwei
phasen-Bootstrap-Kondensatorsteuer"-Technik ist es
möglich, eine unerwünschte Verringerung oder einen
unerwünschten Abfall der Wortleitungsspannung mittels
des gleichen Prinzips wie bei den vorher beschriebenen
Ausführungsformen gemäß Fig. 9 und 11 mit "Doppelkon
densator"-Struktur zu verhindern.
Noch eine weitere, für den Boosterkreis 34 bevorzugte
Anordnung ist in Fig. 15 dargestellt, in welcher ein
Bezugsspannungsgeneratorkreis 80 vorgesehen ist, wel
cher die Stromversorgungs-Speisespannung Vcc abnimmt
und eine Gleichspannung eines festen Potentialpegels
erzeugt. An den Ausgang des Bezugsspannungsgeneratorkreises
80 sind zwei Verstärkerkreise 82 und 84 zur Lieferung
konstanter Spannungen Vwd1 bzw. Vwd2 unterschiedlicher
Potentialpegel angeschlossen. Die Spannung Vwd1 ist po
tentialmäßig größer als die Spannung Vwd2 (vgl. Fig.
16). An die Ausgänge der Verstärker 82 und 84 sind P-
Kanal-MOS-Transistoren Q30 bzw. Q31 angeschlossen. Der
Transistor Q30 weist eine mit der Gateelektrode des
Transistors Q3, welcher das Signal Φv1 zugespeist
wird, zusammengeschaltete Gateelektrode auf. An die
Gateelektrode des anderen Transistors Q31 wird das Si
gnal RINT1 angelegt. Die Drainelektroden der Transi
storen Q30 und Q31 sind gemeinsam an den Steueranschluß
des Bootstrap-Kondensators Cb angeschlossen. Der Tran
sistor Q3 kann als gemeinsamer Steuertransistor für den
ersten Reihenschaltungsteil aus Verstärker 82 und Tran
sistor Q30 sowie den zweiten Reihenschaltungsteil aus
Verstärker 84 und Transistor Q31 dienen. Die Ausgangs
spannung Vwd1 des Verstärkers 82 ist unmittelbar an den
Transistors Q1 angekoppelt.
Die Schaltung gemäß Fig. 15 erfüllt eine Wortleitungs-
Ansteuerfunktion im "Zweiphasensteuer"-Modus ähnlich
derjenigen wie bei der Schaltung gemäß Fig. 13, wie sie
bereits anhand von Fig. 14 erläutert worden ist. Aus
diesem Grund ist das Zeitsteuerdiagramm gemäß Fig. 16
zur Darstellung nur der hauptsächlichen Signale ver
einfacht worden; die restlichen Signale sind die glei
chen wie in Fig. 14. Die Schaltung gemäß Fig. 15 kenn
zeichnet sich dadurch, daß die ersten und zweiten Span
nungen Vwd1 bzw. Vwd2 benutzt werden, die gemäß Fig. 16
unabhängig von einer etwaigen Änderung der Speisespan
nung Vcc potentialmäßig konstantgehalten werden.
Genauer gesagt: wenn sich das Signal auf den Pegel
L ändert, befindet sich das Signal RINT1 auf dem Pegel
H, wie dies aus Fig. 14 hervorgeht. Wenn der Transi
stor Q31 durchschaltet, wird die Spannung Vwd2 dem
Steueranschluß des Kondensators Cb zugespeist. Der Kon
densator Cb lädt sich auf eine entsprechende angehobene
Spannung auf, die dann auf der Leitung WDRV erscheint.
Nach Bestimmung der Adresse zum Zeitpunkt t3 (vgl. Fig.
14) fällt das Signal Φv1 auf den Pegel L ab, so daß der
Transistor Q30 durchschaltet. Hierauf kann die höhere
Spannung Vwd1 zum Steueranschluß des Kondensators Cb
übertragen werden. Anschließend erfolgt eine ähnliche
"Zweiphasen"-Bootstrapansteuerung.
Die vorstehend beschriebenen Aus
führungsformen sind unter der Annahme erläutert worden, daß
sie auf gewöhnliche DRAMs angewandt sind, bei denen
eine Adresse abgerufen wird, nachdem das Signal er
halten wurde. Die Erfindung ist jedoch auch
auf spezielle DRAMs anwendbar, bei denen eine Adresse
vor dem Abruf einer Adresse nicht definiert wird. In
einem solchen Anwendungsfall empfiehlt es sich, die im
peripheren Schaltungsteil erzeugte Wortleitungs-Trei
berspannung Vbw an den Zeilendecodierer und den ihm
vorgeschalteten Vordecodierer anzulegen, bevor eine
Zeilenadresse tatsächlich eingegeben wird. Auf diese
Weise kann eine Verzögerung der Wortleitungs-Ansteuer
operation aufgrund der Verzögerung oder Laufzeit bei
der Spannungsübertragung auf der Wortleitungs-Treiber
leitung, die sich mit vergrößerter Speicherdichte ver
längert hat, vermieden werden.
Claims (10)
1. Integrierte Speicheranordnung, umfassend ein Array
von in Zeilen und Spalten angeordneten Speicherzel
len (M), den Zeilen der Speicherzellen (M) zugeord
nete Zeilenleitungen (WL), den Spalten der Speicher
zellen (M) zugeordnete Spaltenleitungen (BL), eine
mit den Zeilenleitungen (WL) verbundene Zeilendeco
diereinheit (20, 24, 24a, 60) zum Anwählen einer be
stimmten Zeilenleitung unter den Zeilenleitungen
(WL), eine mit den Spaltenleitungen (BL) verbundene
Spaltendecodiereinheit (26) zum Bezeichnen einer der
Spaltenleitungen (BL) und eine mit der Zeilendeco
diereinheit (20, 24, 24a, 60) verbundene Treiberein
heit (34) zum Erzeugen einer spezifischen potential
mäßig angehobenen, als Zeilenleitungs-Ansteuerspan
nung zu verwendenden Ausgangsspannung (Vbw),
dadurch gekennzeichnet, daß
die Ausgangsspannung der Treibereinheit (34) ge wöhnlich auf einem niedrigerem Potentialpegel (Vwd in Fig. 4) unterhalb der spezifischen Ausgangsspan nung verbleibt, und
die Treibereinheit (34) die Übertragung der spe zifischen Spannung zur Zeilendecodiereinheit (20, 24, 24a, 60) erlaubt, bevor eine eine gewünschte Speicherzelle bezeichnende Adresse in der Zeilende codiereinheit (20, 24, 24a, 60) bestimmt ist.
die Ausgangsspannung der Treibereinheit (34) ge wöhnlich auf einem niedrigerem Potentialpegel (Vwd in Fig. 4) unterhalb der spezifischen Ausgangsspan nung verbleibt, und
die Treibereinheit (34) die Übertragung der spe zifischen Spannung zur Zeilendecodiereinheit (20, 24, 24a, 60) erlaubt, bevor eine eine gewünschte Speicherzelle bezeichnende Adresse in der Zeilende codiereinheit (20, 24, 24a, 60) bestimmt ist.
2. Integrierte Speicheranordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zeilendecodier
einheit einen Zeilendecodiererkreis (20) mit an
die Zeilenleitungen (WLi) angeschlossenen Ausgän
gen, einen mit dem Zeilendecodiererkreis (20) ver
bundenen Vordecodiererkreis (24a), eine zwischen
die Treibereinheit (34) und den Vordecodierer
kreis (24a) geschaltete erste Spannungsübertra
gungsleitung (WDRV) und eine zwischen den Vordeco
diererkreis (24a) und den Zeilendecodierer
kreis (20) geschaltete zweite Spannungsübertra
gungsleitung (WDRVkm) aufweist und daß die Trei
bereinheit (34) einen unmittelbar mit der ersten
Spannungsübertragungsleitung (WDRV) verbundenen
Ausgang (N1) aufweist, so daß die erste Spannungs
übertragungsleitung (WDRV) konstant auf der spezi
fischen Ausgangsspannung bleibt.
3. Integrierte Speicheranordnung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der Vordecodierer
kreis (24a) eine zwischen der ersten und zweiten
Spannungsübertragungsleitung (WDRV, WDRVkm)
geschaltete erste Schalteinheit (Q4), um die erste
Spannungsübertragungsleitung (WDRV) selektiv mit
der zweiten Spannungsübertragungsleitung (WDRVkm)
zu koppeln, so daß die spezifische Spannung (Vbw)
auf der ersten Spannungsübertragungsleitung (WDRV)
der zweiten Spannungsübertragungsleitung (WDRVkm)
zugespeist wird, aufweist.
4. Integrierte Speicheranordnung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Vordecodierer
kreis (24a) eine mit der zweiten Spannungsübertra
gungsleitung (WDRVkm) verbundene zweite Schaltein
heit (Q5) zum selektiven Verbinden der zweiten
Spannungsübertragungsleitung (WDRVkm) mit einem
Massepotential, um damit die Entladung auf der
zweiten Spannungsübertragungsleitung (WDRVkm) zu
beschleunigen, aufweist.
5. Integrierte Speicheranordnung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Spannungs
übertragungsleitung (WDRVkm) eine kleinere Länge
aufweist als die erste Spannungsübertragungslei
tung (WDRV).
6. Integrierte Speicheranordnung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Treibereinheit ein
kapazitives Element (Cb, Cb1) mit isolierten Plat
ten, von denen eine mit der ersten Spannungsüber
tragungsleitung (WDRV) verbunden ist, aufweist,
wobei das kapazitive Element die spezifische Span
nung auf der ersten Spannungsübertragungsleitung
anhebt.
7. Integrierte Speicheranordnung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Treiberein
heit (34) ferner eine mit dem kapazitiven Ele
ment (Cb) verbundene Aufladesteuereinheit (Q1) zum
selektiven Beschicken des kapazitiven Elements mit
einer zum Voraufladen des kapazitiven Ele
ments (Cb) benutzten konstanten Spannung (Vwd)
aufweist.
8. Integrierte Speicheranordnung nach Anspruch 6 oder
7, dadurch gekennzeichnet, daß die Treiberein
heit (34) ferner ein zum kapazitiven Element (Cb1)
parallelgeschaltetes zusätzliches kapazitives Ele
ment (Cb2) mit isolierten Platten, von denen eine
mit der ersten Spannungsübertragungsleitung (WDRV)
verbunden ist, aufweist und daß die kapazitiven
Elemente (Cb1, Cb2) in ihren Kapazitätswerten und
bezüglich ihrer Bootstrap-Triggeroperationen von
einander verschieden sind.
9. Integrierte Speicheranordnung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche kapa
zitive Element (Cb2) eine Kapazität aufweist, die
vorgewählt ist, um einen Potentialabfall auf der
gestimmten, angewählten Zeilenleitung (WLi) zu
kompensieren.
10. Integrierte Speicheranordnung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Treiberein
heit (34) eine mit dem kapazitiven Element (Cb in
Fig. 13) verbundene Potentialpegelschiebeein
heit (72) zum Beschicken des kapazitiven Ele
ments (Cb) mit einer pegelverschobenen Span
nung (Vwd′), die potentialmäßig in der Größe klei
ner ist als die spezifische Spannung (Vwd), vor
der Anlegung der spezifischen Spannung an das ka
pazitive Element (Cb) aufweist.
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