JP2000298984A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JP2000298984A
JP2000298984A JP11107737A JP10773799A JP2000298984A JP 2000298984 A JP2000298984 A JP 2000298984A JP 11107737 A JP11107737 A JP 11107737A JP 10773799 A JP10773799 A JP 10773799A JP 2000298984 A JP2000298984 A JP 2000298984A
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Katsuaki Matsui
克晃 松井
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 省電力化および大容量化が図られた場合であ
っても,高速アクセスが可能な半導体記憶装置を提供す
る。 【解決手段】 半導体記憶装置は,センスアンプブロッ
クsa,一対のメモリセルブロックmc0,mc1,一
対のワードドライバブロックwd1−0,wd1−1,
一対のデコーダブロックdec1−0,dec1−1,
および制御回路ブロックcnt101を含む。制御回路
ブロックcnt101に備えられたインバータINV
0,INV1は,それぞれ,ブロック選択信号BS0,
BS1の電位レベルを反転させる。レベルシフタLS
0,LS1は,それぞれ,インバータINV0,INV
1の出力を増幅し,第2の電源電位VPPと接地電位V
SSの間で電位がスイングするイコライズ信号EQ0,
EQ1を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は,半導記憶装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の半導体記憶装置におけるメモリセ
ル周辺回路の構成を図9に示す。この半導体記憶装置
は,センスアンプブロックsa,一対のメモリセルブロ
ックmc0,mc1,一対のワードドライバブロックw
d1−0,wd1−1,一対のデコーダブロックdec
1−0,dec1−1,および制御回路ブロックcnt
1を含むものである。
【0003】センスアンプブロックsaは,イコライズ
信号EQ,EQ0,EQ1,センスアンプ活性化信号S
E,転送信号TG0,TG1が入力されるように構成さ
れ,ビット線対BL0,BL0b,および,ビット線対
BL1,BL1bが接続されている。イコライズ信号E
Q,EQ0,EQ1,および,センスアンプ活性化信号
SEの電位レベルは,第1の電源電位VDDと接地電位
VSSとの間をスイングし,転送信号TG0,TG1の
電位レベルは,第2の電源電位VPPと接地電位VSS
との間をスイングする。
【0004】そして,センスアンプブロックsaは,セ
ンスアンプ部ampおよびセンスアンプ制御回路部ac
ntから構成されている。
【0005】センスアンプ部ampは,P型MOSトラ
ンジスタP0,P1およびN型MOSトランジスタN
0,N1,N00,N01,N02,N03,N04,
N10,N11,N12,N13,N14から構成され
ている。
【0006】P型MOSトランジスタP0のゲートはビ
ット線BLに接続され,ドレインはビット線BLbに接
続され,ソースはセンスノードSPに接続されている。
P型MOSトランジスタP1のゲートはビット線BLb
に接続され,ドレインはビット線BLに接続され,ソー
スはセンスノードSPに接続されている。N型MOSト
ランジスタN0のゲートはビット線BLに接続され,ド
レインはビット線BLbに接続され,ソースはセンスノ
ードSNに接続されている。N型MOSトランジスタN
1のゲートはビット線BLbに接続され,ドレインはビ
ット線BLに接続され,ソースはセンスノードSNに接
続されている。
【0007】N型MOSトランジスタN00は,ドレイ
ンがビット線BL0bに接続され,ソースがビット線B
Lbに接続され,ゲートに入力される転送信号TG0に
よってオン/オフ制御される。N型MOSトランジスタ
N01は,ドレインがビット線BL0に接続され,ソー
スがビット線BLに接続され,ゲートに入力される転送
信号TG0によってオン/オフ制御される。
【0008】N型MOSトランジスタN10は,ドレイ
ンがビット線BL1bに接続され,ソースがビット線B
Lbに接続され,ゲートに入力される転送信号TG1に
よってオン/オフ制御される。N型MOSトランジスタ
N11は,ドレインがビット線BL1に接続され,ソー
スがビット線BLに接続され,ゲートに入力される転送
信号TG1によってオン/オフ制御される。
【0009】N型MOSトランジスタN02は,ドレイ
ンがビット線BL0bに接続され,ソースが第3の電源
電位VBL(=1/2VDD)に接続され,ゲートに入
力されるイコライズ信号EQ0によってオン/オフ制御
される。N型MOSトランジスタN03は,ドレインが
ビット線BL0に接続され,ソースが第3の電源電位V
BLに接続され,ゲートに入力されるイコライズ信号E
Q0によってオン/オフ制御される。N型MOSトラン
ジスタN04は,ドレインがビット線BL0bに接続さ
れ,ソースがビット線BL0に接続され,ゲートに入力
されるイコライズ信号EQ0によってオン/オフ制御さ
れる。
【0010】N型MOSトランジスタN12は,ドレイ
ンがビット線BL1bに接続され,ソースが第3の電源
電位VBLに接続され,ゲートに入力されるイコライズ
信号EQ1によってオン/オフ制御される。N型MOS
トランジスタN13は,ドレインがビット線BL1に接
続され,ソースが第3の電源電位VBLに接続され,ゲ
ートに入力されるイコライズ信号EQ1によってオン/
オフ制御される。N型MOSトランジスタN14は,ド
レインがビット線BL1bに接続され,ソースがビット
線BL1に接続され,ゲートに入力されるイコライズ信
号EQ1によってオン/オフ制御される。
【0011】センスアンプ制御回路部acntは,セン
スアンプ活性化信号SEに従って,センスノードSPに
対して第1の電源電位VDDを供給し,センスノードS
Nに対して接地電位VSSを供給する。また,イコライ
ズ信号EQに従って,センスノードSPおよびセンスノ
ードSNに対して第3の電源電位VBLを供給する。
【0012】図9に示した従来の半導体記憶装置におい
て,ビット線対BL0,BL0b,ビット線対BL1,
BL1bのイコライズ(電位の平衡化)は,N型MOS
トランジスタN02,N03,N04および,N型MO
SトランジスタN12,N13,N14を介して,ビッ
ト線対BL0,BL0b,および,ビット線対BL1,
BL1bに対して第3の電源電位VBLを供給すること
によって行われる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら,イコラ
イズ時におけるN型MOSトランジスタN02,N0
3,N04,N12,N13,N14のゲート電位(=
イコライズ信号EQ0,EQ1の電位)は,第1の電源
電位VDDであるため,ゲート・ソース間電圧Vgs
は,1/2VDDとなる。
【0014】例えば,省電力化を目的として,第1の電
源電位VDDを1.0V〜2.0Vとして従来の半導体
記憶装置を動作させる場合,N型MOSトランジスタN
02,N03,N04,N12,N13,N14のゲー
ト・ソース間電圧Vgsは,0.5V〜1.0Vとな
り,スレショルド電圧Vtに対して十分なマージンが確
保できないおそれがある。このような場合,各N型MO
SトランジスタN02,N03,N04,N12,N1
3,N14を流れる電流が制限され,短時間でのビット
線対BL0,BL0b,BL1,BL1bのイコライズ
が困難となってしまう。
【0015】同様に,N型MOSトランジスタN00,
N01,N10,N11を介してイコライズされるビッ
ト線対BL,BLbについても,イコライズ時における
各N型MOSトランジスタN00,N01,N10,N
11のゲート電位(=転送信号TG0,TG1の電位)
が第1の電源電位VDDであることから,イコライズ時
間が長くなるおそれがある。
【0016】また,図9には,単一のセンスアンプブロ
ックsaを備えた従来の半導体記憶装置を示している
が,一般的に半導体記憶装置には複数のセンスアンプブ
ロック,および,それに伴う複数のメモリセルブロッ
ク,ワードドライバブロックが備えられている。さら
に,各センスアンプブロックには,多数のセンスアンプ
が備えられる。このように,センスアンプが増加する
と,イコライズ信号EQ0,EQ1の供給ラインに寄生
する容量および抵抗が増加し,イコライズ信号EQ0,
EQ1の電位レベルの遷移が遅延することになる。
【0017】図9に示した従来の半導体記憶装置におい
て,例えば,セル容量C00に格納されているデータを
読み出す場合,セル容量C00から放出された電荷がN
型MOSトランジスタN02,N03を介して第3の電
源電位VBLに放出され読み出し不良とならないよう,
イコライズ信号EQ0が接地電位VSSに遷移しビット
線対BL0,BL0bが第3の電源電位VBLから完全
に切り離された後に,ワード線WL00の電位を第2の
電源電位VPPに遷移させる必要がある。しかし,上述
のようにイコライズ信号EQ0,EQ1の電位レベルの
遷移が遅延すると,その分ワード線の電位レベルの遷移
タイミングを遅らせる必要があり,結果的に半導体記憶
装置のアクセス速度が低下することになる。
【0018】本発明は,上記のような問題点に鑑みてな
されたものであり,その目的は,省電力化および大容量
化が図られた場合であっても,高速アクセスが可能な半
導体記憶装置を提供することにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に,請求項1によれば,情報を記憶する1または2以上
の記憶素子と,記憶素子から読み出された情報を伝達す
るビット線対と,ビット線対を構成する一のビット線お
よび他のビット線の電位をそれぞれ基準電位および第1
の電源電位に増幅する増幅手段と,第1の電源電位より
も高電位の第2の電源電位となるイコライズ信号によっ
て制御され,ビット線対を第3の電源電位にイコライズ
するイコライズ手段とを備えたことを特徴とする半導体
記憶装置が提供される。
【0020】第2の電源電位と第1の電源電位との電位
差を十分に確保することによって,例えば,省電力化等
を目的として第1の電源電位を低く設定した場合であっ
ても,ビット線対のイコライズを確実かつ迅速に行うこ
とが可能となる。
【0021】そして,請求項2に記載のように,イコラ
イズ手段は,一のビット線に対して第3の電源電位を供
給する第1の電位供給トランジスタと,他のビット線に
対して第3の電源電位を供給する第2の電位供給トラン
ジスタと,一のビット線と他のビット線を接続する接続
トランジスタとを備え,イコライズ信号は,第1の電位
供給トランジスタ,第2の電位供給トランジスタ,およ
び接続トランジスタの各ゲートに入力されることが好ま
しい。
【0022】例えば,各トランジスタがN型MOSトラ
ンジスタである場合,第2の電源電位をこれらのトラン
ジスタのスレショルド電圧と第1の電源電位との和以上
とすることによって,各トランジスタをオンする際のゲ
ート電圧は,確実にスレショルド電圧以上となる。した
がって,イコライズ信号によって制御される各トランジ
スタのオン抵抗を低く抑えることが可能となる。
【0023】請求項3に記載のように,一のビット線を
第1の増幅手段接続トランジスタによって増幅手段に接
続し,他のビット線を第2の増幅手段接続トランジスタ
によって増幅手段に接続するようにしてもよい。そし
て,第1の増幅手段接続トランジスタおよび第2の増幅
手段接続トランジスタを第2の電源電位となる増幅手段
接続トランジスタ制御信号によって制御する。
【0024】例えば,各トランジスタがN型MOSトラ
ンジスタである場合,第2の電源電位をこれらのトラン
ジスタのスレショルド電圧と第1の電源電位との和以上
とすることによって,各トランジスタをオンする際のゲ
ート電圧は,確実にスレショルド電圧以上となる。した
がって,ビット線対の電位を増幅する際に増幅手段接続
トランジスタ制御信号によって制御される各トランジス
タのオン抵抗を低く抑えることが可能となる。
【0025】請求項4によれば,情報を記憶する1また
は2以上の記憶素子からなる第1の記憶素子群と,情報
を記憶する1または2以上の記憶素子からなる第2の記
憶素子群と,第1の記憶素子群に属する1または2以上
の記憶素子から読み出された情報を伝達する第1のビッ
ト線対と,第2の記憶素子群に属する1または2以上の
記憶素子から読み出された情報を伝達する第2のビット
線対と,第1のビット線対を構成する第1の一のビット
線および第1の他のビット線の電位をそれぞれ基準電位
および第1の電源電位に増幅し,第2のビット線対を構
成する第2の一のビット線および第2の他のビット線の
電位をそれぞれ基準電位および第1の電源電位に増幅す
る増幅手段と,第1の電源電位よりも高電位の第2の電
源電位となる第1の制御信号によって制御され,第1の
ビット線対を第3の電源電位にイコライズする第1のイ
コライズ手段と,第2の電源電位となる第2の制御信号
によって制御され,第2のビット線対を第3の電源電位
にイコライズする第2のイコライズ手段とを備えたこと
を特徴とする半導体記憶装置が提供される。
【0026】第2の電源電位と第1の電源電位との電位
差を十分に確保することによって,例えば,省電力化等
を目的として第1の電源電位を低く設定した場合であっ
ても,第1のビット線対および第2のビット線対のイコ
ライズを確実かつ迅速に行うことが可能となる。
【0027】請求項5に記載のように,第1の一のビッ
ト線を第1の増幅手段接続トランジスタによって増幅手
段に接続し,第1の他のビット線を第2の増幅手段接続
トランジスタによって増幅手段に接続し,第2の一のビ
ット線を第3の増幅手段接続トランジスタによって増幅
手段に接続し,第2の他のビット線を第4の増幅手段接
続トランジスタによって増幅手段に接続するようにして
もよい。そして,第1の増幅手段接続トランジスタおよ
び第2の増幅手段接続トランジスタを第2の制御信号に
よって制御し,第3の増幅手段接続トランジスタおよび
第4の増幅手段接続トランジスタを第1の制御信号によ
って制御する。
【0028】かかる構成によれば,例えば,各トランジ
スタがN型MOSトランジスタである場合,第2の電源
電位をこれらのトランジスタのスレショルド電圧と第1
の電源電位との和以上とすることによって,各トランジ
スタをオンする際のゲート電圧は,確実にスレショルド
電圧以上となる。したがって,第1のビット線対の電位
を増幅する際に第2の制御信号によって制御される第1
の増幅手段接続トランジスタおよび第2の増幅手段接続
トランジスタのオン抵抗を低く抑えることが可能とな
り,第2のビット線対の電位を増幅する際に第1の制御
信号によって制御される第3の増幅手段接続トランジス
タおよび第4の増幅手段接続トランジスタのオン抵抗を
低く抑えることが可能となる。
【0029】さらに,第1のイコライズ手段および第
3,4の増幅手段接続トランジスタは,第1の制御信号
によって共通制御され,第2のイコライズ手段および第
1,2の増幅手段接続トランジスタは,第2の制御信号
によって共通制御されるように構成されており,これに
よって,半導体記憶装置の回路が簡略化されることにな
る。
【0030】請求項6に記載のように,第1の記憶素子
群に属する各記憶素子に接続された複数の第1のワード
線と,第1の制御信号の電位レベルに応じて,複数の第
1のワード線の一を選択的に駆動する第1のワード線駆
動手段と,第2の記憶素子群に属する各記憶素子に接続
された複数の第2のワード線と,第2の制御信号の電位
レベルに応じて,複数の第2のワード線の一を選択的に
駆動する第2のワード線駆動手段とを備えることが好ま
しい。
【0031】かかる構成によれば,第1のワード線が駆
動するタイミングを第1の制御信号の電位レベルの遷移
に同期させることが可能となる。また,第2のワード線
が駆動するタイミングを第2の制御信号の電位遷移に同
期させることが可能となる。
【0032】請求項7によれば,第1のワード線駆動手
段は,複数の第1のワード線を個別に駆動する複数の第
1のワード線駆動部と,第1の制御信号の電位レベルと
アドレス信号の電位レベルに応じて,複数の第1のワー
ド線駆動部の一を選択する第1の選択部とを備えること
を特徴としている。また,第2のワード線駆動手段は,
複数の第2のワード線を個別に駆動する複数の第2のワ
ード線駆動部と,第2の制御信号の電位レベルとアドレ
ス信号の電位レベルに応じて,複数の第2のワード線駆
動部の一を選択する第2の選択部とを備えたことを特徴
としている。
【0033】かかる構成によれば,第1のワード線駆動
手段に備えられた第1の選択部,および,第2のワード
線駆動手段に備えられた第2の選択部は,共通のアドレ
ス信号によって制御される。したがって,半導体記憶装
置の回路がさらに簡略化されることになる。
【0034】
【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照しながら,
本発明にかかる半導体記憶装置の好適な実施の形態につ
いて詳細に説明する。なお,以下の説明および添付され
た図面において,略同一の機能および構成を有する構成
要素については,同一符号を付することによって重複説
明を省略する。
【0035】(第1の実施の形態)本発明の第1の実施
の形態にかかる半導体記憶装置におけるメモリセル周辺
回路の構成を図1に示す。この半導体記憶装置は,セン
スアンプブロックsa,第1,2の記憶素子群としての
一対のメモリセルブロックmc0,mc1,一対のワー
ドドライバブロックwd1−0,wd1−1,一対のデ
コーダブロックdec1−0,dec1−1,および制
御回路ブロックcnt101を含むものである。
【0036】センスアンプブロックsaは,イコライズ
信号EQ,EQ0,EQ1,センスアンプ活性化信号S
E,転送信号TG0,TG1が入力されるように構成さ
れ,第1のビット線対としてのビット線対BL0,BL
0b,および,第2のビット線対としてのビット線対B
L1,BL1bが接続されている。センスアンプ活性化
信号SEの電位レベルは,第1の電源電位VDDと基準
電位としての接地電位VSSとの間をスイングし,イコ
ライズ信号EQ,EQ0,EQ1,および,転送信号T
G0,TG1の電位レベルは,第2の電源電位VPPと
接地電位VSSとの間をスイングする。
【0037】そして,センスアンプブロックsaは,セ
ンスアンプ部ampおよびセンスアンプ制御回路部ac
ntから構成されている。
【0038】センスアンプ部ampは,増幅手段として
のP型MOSトランジスタP0,P1,N型MOSトラ
ンジスタN0,N1,第1,2,3,4の増幅手段接続
トランジスタとしてのN型MOSトランジスタN00,
N01,N10,N11,第1のイコライズ手段として
のN型MOSトランジスタN02,N03,N04,お
よび第2のイコライズ手段としてのN型MOSトランジ
スタN12,N13,N14から構成されている。
【0039】P型MOSトランジスタP0のゲートはビ
ット線BLに接続され,ドレインはビット線BLbに接
続され,ソースはセンスノードSPに接続されている。
P型MOSトランジスタP1のゲートはビット線BLb
に接続され,ドレインはビット線BLに接続され,ソー
スはセンスノードSPに接続されている。N型MOSト
ランジスタN0のゲートはビット線BLに接続され,ド
レインはビット線BLbに接続され,ソースはセンスノ
ードSNに接続されている。N型MOSトランジスタN
1のゲートはビット線BLbに接続され,ドレインはビ
ット線BLに接続され,ソースはセンスノードSNに接
続されている。
【0040】N型MOSトランジスタN00は,ドレイ
ンがビット線BL0bに接続され,ソースがビット線B
Lbに接続され,ゲートに入力される転送信号TG0に
よってオン/オフ制御される。N型MOSトランジスタ
N01は,ドレインがビット線BL0に接続され,ソー
スがビット線BLに接続され,ゲートに入力される転送
信号TG0によってオン/オフ制御される。
【0041】N型MOSトランジスタN10は,ドレイ
ンがビット線BL1bに接続され,ソースがビット線B
Lbに接続され,ゲートに入力される転送信号TG1に
よってオン/オフ制御される。N型MOSトランジスタ
N11は,ドレインがビット線BL1に接続され,ソー
スがビット線BLに接続され,ゲートに入力される転送
信号TG1によってオン/オフ制御される。
【0042】N型MOSトランジスタN02は,ドレイ
ンがビット線BL0bに接続され,ソースが第3の電源
電位VBLに接続され,ゲートに入力されるイコライズ
信号EQ0によってオン/オフ制御される。N型MOS
トランジスタN03は,ドレインがビット線BL0に接
続され,ソースが第3の電源電位VBLに接続され,ゲ
ートに入力されるイコライズ信号EQ0によってオン/
オフ制御される。N型MOSトランジスタN04は,ド
レインがビット線BL0bに接続され,ソースがビット
線BL0に接続され,ゲートに入力されるイコライズ信
号EQ0によってオン/オフ制御される。
【0043】N型MOSトランジスタN12は,ドレイ
ンがビット線BL1bに接続され,ソースが第3の電源
電位VBLに接続され,ゲートに入力されるイコライズ
信号EQ1によってオン/オフ制御される。N型MOS
トランジスタN13は,ドレインがビット線BL1に接
続され,ソースが第3の電源電位VBLに接続され,ゲ
ートに入力されるイコライズ信号EQ1によってオン/
オフ制御される。N型MOSトランジスタN14は,ド
レインがビット線BL1bに接続され,ソースがビット
線BL1に接続され,ゲートに入力されるイコライズ信
号EQ1によってオン/オフ制御される。
【0044】センスアンプ制御回路部acntは,セン
スアンプ活性化信号SEに従って,センスノードSPに
対して第1の電源電位VDDを供給し,センスノードS
Nに対して接地電位VSSを供給する。また,イコライ
ズ信号EQに従って,センスノードSPおよびセンスノ
ードSNに対して第3の電源電位VBLを供給する。
【0045】一対のメモリセルブロックmc0,mc1
は,それぞれ,センスアンプブロックsaに対して配置
されるものである。なお,メモリセルブロックmc0,
mc1は,相互に略同一の構成を有するものであり,以
下,メモリセルブロックmc0を代表的に説明する。
【0046】メモリセルブロックmc0は,ワード線W
L00,WL01,WL02,WL03およびビット線
BL0,BL0bが接続されている。ワード線WL0
0,WL01,WL02,WL03の電位レベルは,第
2の電源電位VPPと接地電位VSSとの間をスイング
する。
【0047】そして,メモリセルブロックmc0は,N
型MOSトランジスタM00,M01,M02,M03
および記憶素子としてのセル容量C00,C01,C0
2,C03から構成されている。
【0048】N型MOSトランジスタM00のゲートは
ワード線WL00に接続され,ドレインはビット線BL
0bに接続され,ソースはセル容量C00の一端に接続
されている。N型MOSトランジスタM01のゲートは
ワード線WL01に接続され,ドレインはビット線BL
0に接続され,ソースはセル容量C01の一端に接続さ
れている。N型MOSトランジスタM02のゲートはワ
ード線WL02に接続され,ドレインはビット線BL0
bに接続され,ソースはセル容量C02の一端に接続さ
れている。N型MOSトランジスタM03のゲートはワ
ード線WL03に接続され,ドレインはビット線BL0
に接続され,ソースはセル容量C03の一端に接続され
ている。全てのセル容量C00,C01,C02,C0
3の他端は,第3の電源電位VBLに接続されている。
【0049】一対のワードドライバブロックwd1−
0,wd1−1は,それぞれ,メモリセルブロックmc
0,mc1に対して配置されるものである。なお,ワー
ドドライバブロックwd1−0,wd1−1は,相互に
略同一の構成を有するものであり,以下,ワードドライ
バブロックwd1−0を代表的に説明する。
【0050】ワードドライバブロックwd1−0は,メ
インワード線MWL00,MWL11,および,ワード
線WL00,WL01,WL02,WL03が接続され
ている。また,アドレス信号ADD010,ADD01
1が入力されるように構成されている。メインワード線
MWL00,MWL01およびアドレス信号ADD01
0,ADD011の電位レベルは,第2の電源電位VP
Pと接地電位VSSとの間をスイングする。
【0051】そして,ワードドライバーブロックwd1
−0は,NORゲートNO00,NO01,NO02,
NO03から構成されている。
【0052】NORゲートNO00の一方の入力端およ
びNORゲートNO01の一方の入力端には,メインワ
ード線MWL00が接続されており,NORゲートNO
02の一方の入力端およびNORゲートNO03の一方
の入力端には,メインワード線MWL01が接続されて
いる。NORゲートNO00の他方の入力端およびNO
RゲートNO02の他方の入力端には,アドレス信号A
DD010が入力され,NORゲートNO01の他方の
入力端およびNORゲートNO03の他方の入力端に
は,アドレス信号ADD011が入力されるように構成
されている。NORゲートNO00の出力端は,ワード
線WL00が接続されており,NORゲートNO01の
出力端は,ワード線WL01が接続されており,NOR
ゲートNO02の出力端は,ワード線WL02が接続さ
れており,NORゲートNO03の出力端は,ワード線
WL03が接続されている。
【0053】一対のデコーダブロックdec1−0,d
ec1−1は,それぞれ,ワードドライバブロックwd
1−0,wd1−1に対して配置されるものである。な
お,デコーダブロックdec1−0,dec1−1は,
相互に略同一の構成を有するものであり,以下,デコー
ダブロックdec1−0を代表的に説明する。
【0054】デコーダブロックdec1−0は,メイン
ワード線MWL00,MWL01が接続されている。ま
た,アドレス信号ADD00,ADD01,ADD1
0,ADD11およびブロック選択信号BS0が入力さ
れ,アドレス信号ADD010,ADD011を出力す
るように構成されている。アドレス信号ADD00,A
DD01,ADD10,ADD11およびブロック選択
信号BS0の電位レベルは,第1の電源電位VDDと接
地電位VSSとの間をスイングする。
【0055】そして,デコーダブロックdec1−0
は,アドレス信号ADD00とブロック選択信号BS0
に基づく論理演算結果をメインワード線MWL00に出
力する論理演算部LB000,アドレス信号ADD01
とブロック選択信号BS0に基づく論理演算結果をメイ
ンワード線MWL01に出力する論理演算部LB00
1,アドレス信号ADD10とブロック選択信号BS0
に基づく論理演算結果をアドレス信号ADD010とし
て出力する論理演算部LB100,およびアドレス信号
ADD11とブロック選択信号BS0に基づく論理演算
結果をアドレス信号ADD011として出力する論理演
算部LB101から構成されている。
【0056】制御回路ブロックcnt101は,ブロッ
ク選択信号BS0,BS1およびセンスアンプ活性化信
号SENSEが入力され,イコライズ信号EQ,EQ
0,EQ1,センスアンプ活性化信号SE,および転送
信号TG0,TG1を出力する。センスアンプ活性化信
号SENSEの電位レベルは,第1の電源電位VDDと
接地電位VSSとの間をスイングする。
【0057】そして,制御回路ブロックcnt101
は,論理演算部LB1,インバータINV0,INV
1,レベルシフタLS0,LS1,および転送信号発生
回路GEN0,GEN1から構成されている。論理演算
部LB1は,ブロック選択信号BS0,BS1およびセ
ンスアンプ活性化信号SENSEが入力され,イコライ
ズ信号EQおよびセンスアンプ活性化信号SEを出力す
る。インバータINV0は,ブロック選択信号BS0の
電位レベルを反転させるものであり,インバータINV
1は,ブロック選択信号BS1の電位レベルを反転させ
るものである。また,レベルシフタLS0は,インバー
タINV0の出力を増幅し,第2の電源電位VPPと接
地電位VSSの間で電位がスイングするイコライズ信号
EQ0を生成するものであり,レベルシフタLS1は,
インバータINV1の出力を増幅し,第2の電源電位V
PPと接地電位VSSの間で電位がスイングするイコラ
イズ信号EQ1を生成するものである。
【0058】以上のように構成された本発明の第1の実
施の形態にかかる半導体記憶装置のデータ読み出し動作
およびイコライズ動作について図2を参照しながら説明
する。なお,ここではセル容量C00に蓄えられた”
1”情報(セル容量C00が第1の電位VDDに充電さ
れている)を読み出す場合に即して説明する。
【0059】t0(初期状態)において,半導体記億装
置の入力すなわちアドレス信号ADD00,ADD0
1,ADD10,ADD11,ブロック選択信号BS
0,BS1,センスアンプ活性化信号SENSEの電位
は,すべて接地電位VSSである。したがって,イコラ
イズ信号EQ,転送信号TG0,TG1は,第1の電源
電位VDDとされ,センスアンプ活性化信号SEは,接
地電位VSSとされ,イコライズ信号EQ0,EQ1
は,第2の電源電位VPPとされる。また,メインワー
ド線MWL00,MWL01,MWL10,MWL11
およびアドレス信号ADD010,ADD011,AD
D110,ADD111は,第2の電源電位VPPとさ
れる。メモリセルブロックmc0に接続されているワー
ド線WL00,WL01,WL02,WL03,および
メモリセルブロックmc1に接続されているワード線W
L10,WL11,WL12,WL13は,接地電位V
SSとされ,ビット線対BL,BLb,BL0,BL0
b,BL1,BL1bは,第3の電源電位VBLとされ
る。
【0060】時刻t1において,ブロック選択信号BS
0の電位が第1の電源電位VDDに遷移し,これによっ
て転送信号TG0の電位が第2の電源電位VPPに遷移
し,転送信号TG1の電位が接地電位VSSに遷移す
る。そして,転送信号TG1の電位が接地電位VSSに
遷移することによって,N型MOSトランジスタN1
0,N11を介して接続されていたビット線対BL,B
Lbとビット線対BL1,BL1bが切り離される。ま
た,イコライズ信号EQ,EQ0の電位が接地電位VS
Sに遷移し,ビット線対BL0,BL0bおよびビット
線対BL,BLbは,第3の電源電位VBLから切り離
される。
【0061】時刻t2において,アドレス信号ADD0
0とアドレス信号ADD10の電位が第1の電源電位V
DDに遷移し,メインワード線MWL00とアドレス信
号ADD010が接地電位VSSに遷移する。したがっ
て,ワード線WL00の電位が第2の電源電位VPPに
遷移する。これによって,N型MOSトランジスタM0
0を介して,セル容量C00に蓄えられた電荷がビット
線BL0bに放出される。この結果,ビット線BL0b
およびビット線BLbの電位が上昇し,第3の電源電位
VBLを保持しているビット線BL0およびビット線B
Lとの間に微少な電位差が生じる。
【0062】時刻t3において,センスアンプ活性化信
号SENSEの電位が第1の電源電位VDDに遷移す
る。これによって,制御回路ブロックcnt101に備
えられた論理演算部LB1は,センスアンプ活性化信号
SEを接地電位VSSとし,センスアンプブロックsa
に備えられたセンスアンプ制御回路部acntは,セン
スノードSNを接地電位VSSにバイアスし,センスノ
ードSPを第1の電源電位VDDにバイアスする。そし
て,センスノードSNとセンスノードSPがそれぞれ接
地電位VSSと第1の電源電位VDDにバイアスされる
ことによって,センスアンプブロックsaのセンスアン
プ部ampに備えられたN型MOSトランジスタN0,
N1およびP型MOSトランジスタP0,P1が動作を
開始し,ビット線BLbとビット線対BLの間の微少な
電位差が増幅される。すなわちビット線BLbは,第1
の電源電位VDDにバイアスされ,ビット線BLは,接
地電位VSSにバイアスされる。
【0063】以上の動作によって,セル容量C00に蓄
えられた電荷は,ビット線対BL,BLbに読み出され
る。そして,ビット線BLbの電位(第1の電源電位V
DD)がN型MOSトランジスタM00を介しセル容量
C00に伝えられることによって,時刻t2に放出され
たセル容量C00の電荷(”1”情報)は補償されるこ
とになる。なお,このセル容量C00の電荷(第1の電
源電位VDDに充電)を補償するためには,第2の電源
電位VPPは,少なくともVDD+Vt(N型MOSト
ランジスタM00のスレショルド電圧)より高くする必
要がある。
【0064】時刻t4以降,イコライズ動作が実行され
る。アドレス信号ADD00,ADD10の電位が接地
電位VSSに遷移する。そして,メインワード線MWL
00とアドレス信号ADD010が第2の電源電位VP
Pに遷移し,ワード線WL00の電位が接地電位VSS
に遷移する。これによって,N型MOSトランジスタM
00がオフし,セル容量C00がビット線BL0bと切
り離される。
【0065】時刻t5において,センスアンプ活性化信
号SENSEの電位が接地電位VSSに遷移し,センス
ノードSN,SPおよびビット線対BL,BLbは,接
地電位VSSおよび第1の電源電位VDDから切り離さ
れる。
【0066】時刻t6において,ブロック選択信号BS
0の電位が接地電位VSSに遷移する。これによって,
転送信号TG0,TG1の電位が第1の電源電位VDD
に遷移し,ビット線対BL0,BL0b,ビット線対B
L,BLb,およびビット線対BL1,BL1bは,N
型MOSトランジスタN00,N01,N10,N11
を介して接続される。
【0067】また,イコライズ信号EQ0の電位が第2
の電源電位VPPに遷移し,N型MOSトランジスタN
02,N03,N04,N12,N13,N14がオン
する。これによって,ビット線BL0とビット線BL0
bが接続され,ビット線BL1とビット線BL1bが接
続され,ビット線対BL0,BL0bおよびビット線対
BL1,BL1bは,第3の電源電位VBLにイコライ
ズされることになる。
【0068】さらに,イコライズ信号EQの電位が第1
の電源電位VDD遷移するため,センスノードSN,S
Pは,センスアンプブロックsaに備えられたセンスア
ンプ制御回路部acntによって第3の電源電位VBL
にイコライズされる。
【0069】また,ビット線対BL,BLbは,N型M
OSトランジスタN00,N01,N10,N11を介
しビット線BL0とBL0bおよびBL1とBL1bに
接続されているため,第3の電源電位VBLにイコライ
ズされる。
【0070】ビット線BL,BLb,BL0,BL0
b,BL1,BL1bの電位が全て第3の電源電位VB
Lと等しく相互間の電位差がなくなった時点でイコライ
ズ動作が終了する。
【0071】以上説明したように,第1の実施の形態に
かかる半導体記憶装置によれば,イコライズ動作におい
て,N型MOSトランジスタN02,N03,N12,
N13のゲート電位(=イコライズ信号EQ0,EQ1
の電位)が第2の電源電位VPPにバイアスされること
になる。上述のように,第2の電源電位VPPは,少な
くともVDD+Vtより高く設定されているため,時刻
t=6におけるN型MOSトランジスタN02,N0
3,N12,N13のゲート・ソース間電圧Vgsは,
Vgs≧1/2VDD+Vtとされる。すなわち,省電
力化を目的として,第1の電源電位VDDが低く設定さ
れた場合であっても,N型MOSトランジスタN02,
N03,N12,N13におけるゲート・ソース間電圧
Vgsは,必ずN型MOSトランジスタのスレショルド
電圧Vtより1/2VDD以上高くなる。したがって,
N型MOSトランジスタN02,N03,N12,N1
3を流れる電流が制限されることはなく,ビット線BL
0,BL0b,BL1,BL1bのイコライズ動作を短
時間で完了させることが可能となる。
【0072】(第2の実施の形態)本発明の第2の実施
の形態にかかる半導体記憶装置におけるメモリセル周辺
回路の構成を図3に示す。この半導体記憶装置は,セン
スアンプブロックsa,一対のメモリセルブロックmc
0,mc1,一対のワードドライバブロックwd1−
0,wd1−1,一対のデコーダブロックdec1−
0,dec1−1,および制御回路ブロックcnt10
2を含むものである。すなわち,第2の実施の形態にか
かる半導体記憶装置は,第1の実施の形態にかかる半導
体記憶装置に対して,制御回路ブロックcnt101が
制御回路ブロックcnt102に置き換えられた構成を
有するものである。
【0073】制御回路ブロックcnt102は,ブロッ
ク選択信号BS0,BS1およびセンスアンプ活性化信
号SENSEが入力され,イコライズ信号EQ,EQ
0,EQ1,センスアンプ活性化信号SE,および転送
信号TG0,TG1を出力する。
【0074】そして,制御回路ブロックcnt102
は,論理演算部LB1,インバータINV0,INV
1,INV4,INV5,およびレベルシフタLS0,
LS1,LS4,LS5から構成されている。
【0075】論理演算部LB1は,ブロック選択信号B
S0,BS1およびセンスアンプ活性化信号SENSE
が入力され,イコライズ信号EQおよびセンスアンプ活
性化信号SEを出力する。
【0076】インバータINV0,INV5は,ブロッ
ク選択信号BS0の電位レベルを反転させ,インバータ
INV1,INV4は,ブロック選択信号BS1の電位
レベルを反転させるものである。また,レベルシフタL
S0は,インバータINV0の出力を増幅し,第2の電
源電位VPPと接地電位VSSの間で電位がスイングす
るイコライズ信号EQ0を生成するものであり,レベル
シフタLS1は,インバータINV1の出力を増幅し,
第2の電源電位VPPと接地電位VSSの間で電位がス
イングするイコライズ信号EQ1を生成するものであ
る。レベルシフタLS4は,インバータINV4の出力
を増幅し,第2の電源電位VPPと接地電位VSSの間
で電位がスイングする転送信号TG0を生成するもので
あり,レベルシフタLS5は,インバータINV5の出
力を増幅し,第2の電源電位VPPと接地電位VSSの
間で電位がスイングする転送信号TG1を生成するもの
である。
【0077】以上のように構成された本発明の第2の実
施の形態にかかる半導体記憶装置のデータ読み出し動作
およびイコライズ動作について図4を参照しながら説明
する。なお,ここではセル容量C00に蓄えられた”
1”情報(セル容量C00が第1の電位VDDに充電さ
れている)を読み出す場合に即して説明する。
【0078】t0(初期状態)において,半導体記億装
置の入力すなわちアドレス信号ADD00,ADD0
1,ADD10,ADD11,ブロック選択信号BS
0,BS1,センスアンプ活性化信号SENSEの電位
は,すべて接地電位VSSである。したがって,イコラ
イズ信号EQは,第1の電源電位VDDとされ,センス
アンプ活性化信号SEは,接地電位VSSとされ,イコ
ライズ信号EQ0,EQ1および転送信号TG0,TG
1は,第2の電源電位VPPとされる。また,メインワ
ード線MWL00,MWL01,MWL10,MWL1
1およびアドレス信号ADD010,ADD011,A
DD110,ADD111は,第2の電源電位VPPと
される。メモリセルブロックmc0に接続されているワ
ード線WL00,WL01,WL02,WL03,およ
び,メモリセルブロックmc1に接続されているワード
線WL10,WL11,WL12,WL13は,接地電
位VSSとされ,ビット線対BL,BLb,BL0,B
L0b,BL1,BL1bは,第3の電源電位VBLと
される。
【0079】時刻t1において,ブロック選択信号BS
0の電位が第1の電源電位VDDに遷移し,これによっ
て転送信号TG1の電位が接地電位VSSに遷移する。
そして,転送信号TG1の電位が接地電位VSSに遷移
することによって,N型MOSトランジスタN10,N
11を介して接続されていたビット線対BL,BLbと
ビット線対BL1,BL1bが切り離される。また,イ
コライズ信号EQ,EQ0の電位が接地電位VSSに遷
移し,ビット線対BL0,BL0bおよびビット線対B
L,BLbは,第3の電源電位VBLから切り離され
る。
【0080】時刻t2において,アドレス信号ADD0
0とアドレス信号ADD10の電位が第1の電源電位V
DDに遷移し,メインワード線MWL00とアドレス信
号ADD010が接地電位VSSに遷移する。したがっ
て,ワード線WL00の電位が第2の電源電位VPPに
遷移する。これによって,N型MOSトランジスタM0
0を介して,セル容量C00に蓄えられた電荷がビット
線BL0bに放出される。この結果,ビット線BL0b
およびビット線BLbの電位が上昇し,第3の電源電位
VBLを保持しているビット線BL0およびビット線B
Lとの間に微少な電位差が生じる。
【0081】時刻t3において,センスアンプ活性化信
号SENSEの電位が第1の電源電位VDDに遷移す
る。これによって,制御回路ブロックcnt102に備
えられた論理演算部LB1は,センスアンプ活性化信号
SEを接地電位VSSとし,センスアンプブロックsa
に備えられたセンスアンプ制御回路部acntは,セン
スノードSNを接地電位VSSにバイアスし,センスノ
ードSPを第1の電源電位VDDにバイアスする。そし
て,センスノードSNとセンスノードSPがそれぞれ接
地電位VSSと第1の電源電位VDDにバイアスされる
ことによって,センスアンプブロックsaのセンスアン
プ部ampに備えられたN型MOSトランジスタN0,
N1およびP型MOSトランジスタP0,P1が動作を
開始し,ビット線BLbとビット線対BLの間の微少な
電位差が増幅される。すなわちビット線BLbは,第1
の電源電位VDDにバイアスされ,ビット線BLは,接
地電位VSSにバイアスされる。
【0082】以上の動作によって,セル容量C00に蓄
えられた電荷は,ビット線対BL,BLbに読み出され
る。そして,ビット線BLbの電位(第1の電源電位V
DD)がN型MOSトランジスタM00を介しセル容量
C00に伝えられることによって,時刻t2に放出され
たセル容量C00の電荷(”1”情報)は補償されるこ
とになる。なお,このセル容量C00の電荷(第1の電
源電位VDDに充電)を補償するためには,第2の電源
電位VPPは,少なくともVDD+Vt(N型MOSト
ランジスタM00のスレショルド電圧)より高くする必
要がある。
【0083】時刻t4以降,イコライズ動作が実行され
る。アドレス信号ADD00,ADD10の電位が接地
電位VSSに遷移する。そして,メインワード線MWL
00とアドレス信号ADD010が第2の電源電位VP
Pに遷移し,ワード線WL00の電位が接地電位VSS
に遷移する。これによって,N型MOSトランジスタM
00がオフし,セル容量C00がビット線BL0bと切
り離される。
【0084】時刻t5において,センスアンプ活性化信
号SENSEの電位が接地電位VSSに遷移し,センス
ノードSN,SPおよびビット線対BL,BLbは,接
地電位VSSおよび第1の電源電位VDDから切り離さ
れる。
【0085】時刻t6において,ブロック選択信号BS
0の電位が接地電位VSSに遷移する。これによって,
転送信号TG1の電位が第2の電源電位VPPに遷移
し,ビット線対BL0,BL0b,ビット線対BL,B
Lb,およびビット線対BL1,BL1bは,N型MO
SトランジスタN00,N01,N10,N11を介し
て接続される。
【0086】また,イコライズ信号EQ0の電位が第2
の電源電位VPPに遷移し,N型MOSトランジスタN
02,N03,N04,N12,N13,N14がオン
する。これによって,ビット線BL0とビット線BL0
bが接続され,ビット線BL1とビット線BL1bが接
続され,ビット線対BL0,BL0bおよびビット線対
BL1,BL1bは,第3の電源電位VBLにイコライ
ズされることになる。
【0087】さらに,イコライズ信号EQの電位が第1
の電源電位VDD遷移するため,センスノードSN,S
Pは,センスアンプブロックsaに備えられたセンスア
ンプ制御回路部acntによって第3の電源電位VBL
にイコライズされる。
【0088】また,ビット線対BL,BLbは,N型M
OSトランジスタN00,N01,N10,N11を介
しビット線BL0とBL0bおよびBL1とBL1bに
接続されているため,第3の電源電位VBLにイコライ
ズされる。
【0089】ビット線BL,BLb,BL0,BL0
b,BL1,BL1bの電位が全て第3の電源電位VB
Lと等しく相互間の電位差がなくなった時点でイコライ
ズ動作が終了する。
【0090】以上説明したように,第2の実施の形態に
かかる半導体記憶装置によれば,イコライズ動作におい
て,N型MOSトランジスタN00,N01,N10,
N11のゲート電位(=転送信号TG0,TG1の電
位)が第2の電源電位VPPにバイアスされることにな
る。上述のように,第2の電源電位VPPは,少なくと
もVDD+Vtより高く設定されているため,時刻t=
6におけるN型MOSトランジスタN00,N01,N
10,N11のゲート・ソース間電圧Vgsは,Vgs
≧1/2VDD+Vtとされる。すなわち,省電力化を
目的として,第1の電源電位VDDが低く設定された場
合であっても,N型MOSトランジスタN00,N0
1,N10,N11におけるゲート・ソース間電圧Vg
sは,必ずN型MOSトランジスタのスレショルド電圧
Vtより1/2VDD以上高くなる。したがって,N型
MOSトランジスタN00,N01,N10,N11を
流れる電流が制限されることはなく,第1の実施の形態
にかかる半導体記憶装置と比較して,ビット線BL0,
BL0b,BL1,BL1bのイコライズ動作をより短
時間で完了させることが可能となる。
【0091】(第3の実施の形態)本発明の第3の実施
の形態にかかる半導体記憶装置におけるメモリセル周辺
回路の構成を図5に示す。この半導体記憶装置は,セン
スアンプブロックsa,一対のメモリセルブロックmc
0,mc1,一対のワードドライバブロックwd1−
0,wd1−1,一対のデコーダブロックdec1−
0,dec1−1,および制御回路ブロックcnt10
3を含むものである。すなわち,第3の実施の形態にか
かる半導体記憶装置は,第2の実施の形態にかかる半導
体記憶装置に対して,制御回路ブロックcnt102が
制御回路ブロックcnt103に置き換えられた構成を
有するものである。
【0092】制御回路ブロックcnt103は,論理演
算部LB1,インバータINV0,INV1,およびレ
ベルシフタLS0,LS1から構成されている。論理演
算部LB1は,ブロック選択信号BS0,BS1および
センスアンプ活性化信号SENSEが入力され,イコラ
イズ信号EQおよびセンスアンプ活性化信号SEを出力
する。インバータINV0は,ブロック選択信号BS0
の電位レベルを反転させるものであり,インバータIN
V1は,ブロック選択信号BS1の電位レベルを反転さ
せるものである。また,レベルシフタLS0は,インバ
ータINV0の出力を増幅し,第2の電源電位VPPと
接地電位VSSの間でスイングするイコライズ信号EQ
0および転送信号TG1を生成するものであり,レベル
シフタLS1は,インバータINV1の出力を増幅し,
第2の電源電位VPPと接地電位VSSの間でスイング
するイコライズ信号EQ1および転送信号TG0を生成
するものである。制御回路ブロックcnt103は,制
御回路ブロックcnt102に対して,インバータIN
V4,INV5およびレベルシフタLS4,LS5が省
略された構成とされている。
【0093】レベルシフタLS0は,出力信号をセンス
アンプブロックsaに備えられたN型MOSトランジス
タN02,N03,N04の各ゲートに対してイコライ
ズ信号EQ0として出力するとともに,センスアンプブ
ロックsaに備えられたN型MOSトランジスタN1
0,N11に対して転送信号TG1として出力するよう
に構成されている。また,レベルシフタLS1は,出力
信号をセンスアンプブロックsaに備えられたN型MO
SトランジスタN12,N13,N14の各ゲートに対
してイコライズ信号EQ1として出力するとともに,セ
ンスアンプブロックsaに備えられたN型MOSトラン
ジスタN00,N01に対して転送信号TG0として出
力するように構成されている。
【0094】以上説明したように,第3の実施の形態に
かかる半導体記憶装置によれば,インバータINV4,
INV5およびレベルシフタLS4,LS5が省略され
るとともに,イコライズ信号EQ0と転送信号TG1が
統一され,イコライズ信号EQ1と転送信号TG0が統
一されており,第2の実施の形態にかかる半導体記憶装
置に比べて回路が簡素化される。したがって,半導体記
憶装置のレイアウト面積を縮小させることが可能とな
る。
【0095】(第4の実施の形態)本発明の第4の実施
の形態にかかる半導体記憶装置におけるメモリセル周辺
回路の構成を図6に示す。この半導体記憶装置は,セン
スアンプブロックsa,一対のメモリセルブロックmc
0,mc1,第1,2のワード線駆動手段としての一対
のワードドライバブロックwd104−0,wd104
−1,一対のデコーダブロックdec1−0,dec1
−1,および制御回路ブロックcnt103を含むもの
である。すなわち,第4の実施の形態にかかる半導体記
憶装置は,第3の実施の形態にかかる半導体記憶装置に
対して,一対のワードドライバブロックwd1−0,w
d1−1が一対のワードドライバブロックwd104−
0,wd104−1に置き換えられた構成を有するもの
である。
【0096】一対のワードドライバブロックwd104
−0,wd104−1は,それぞれ,メモリセルブロッ
クmc0,mc1に対して配置されるものである。な
お,ワードドライバブロックwd104−0,wd10
4−1は,相互に略同一の構成を有するものであり,以
下,ワードドライバブロックwd104−0を代表的に
説明する。
【0097】ワードドライバブロックwd104−0
は,メインワード線MWL00,MWL11,アドレス
信号ADD010,ADD011,およびイコライズ信
号EQ0が入力され,ワード線WL00,WL01,W
L02,WL03を出力する。
【0098】そして,ワードドライバーブロックwd1
04−0は,第1の選択部としてのORゲートOR0
0,OR01,および,第1のワード線駆動部としての
NORゲートNO00,NO01,NO02,NO03
から構成されている。
【0099】ORゲートOR00は,一方の入力端にア
ドレス信号ADD010が入力されており,他方の入力
端に第1の制御信号としてのイコライズ信号EQ0(=
転送信号TG1)が入力されており,アドレス信号A0
10を出力する。ORゲートOR01は,一方の入力端
にアドレス信号ADD011が入力されており,他方の
入力端にイコライズ信号EQ0(=転送信号TG1)が
入力されており,アドレス信号A011を出力する。N
ORゲートNO00の一方の入力端およびNORゲート
NO01の一方の入力端には,メインワード線MWL0
0が接続されており,NORゲートNO02の一方の入
力端およびNORゲートNO03の一方の入力端には,
メインワード線MWL01が接続されている。NORゲ
ートNO00の他方の入力端およびNORゲートNO0
2の他方の入力端には,ORゲートOR00から出力さ
れたアドレス信号A010が入力され,NORゲートN
O01の他方の入力端およびNORゲートNO03の他
方の入力端には,ORゲートOR01から出力されたア
ドレス信号A011が入力されるように構成されてい
る。NORゲートNO00の出力端は,ワード線WL0
0が接続されており,NORゲートNO01の出力端
は,ワード線WL01が接続されており,NORゲート
NO02の出力端は,ワード線WL02が接続されてお
り,NORゲートNO03の出力端は,ワード線WL0
3が接続されている。
【0100】以上のように構成された本発明の第4の実
施の形態にかかる半導体記憶装置のデータ読み出し動作
およびイコライズ動作について図7を参照しながら説明
する。なお,ここではセル容量C00に蓄えられた”
1”情報(セル容量C00が第1の電位VDDに充電さ
れている)を読み出す場合に即して説明する。
【0101】t0(初期状態)において,半導体記億装
置の入力すなわちアドレス信号ADD00,ADD0
1,ADD10,ADD11,ブロック選択信号BS
0,BS1,センスアンプ活性化信号SENSEの電位
は,すべて接地電位VSSである。したがって,イコラ
イズ信号EQは,第1の電源電位VDDとされ,センス
アンプ活性化信号SEは,接地電位VSSとされ,イコ
ライズ信号EQ0(=転送信号TG1)および第2の制
御信号としてのイコライズ信号EQ1(=転送信号TG
0)は,第2の電源電位VPPとされる。また,メイン
ワード線MWL00,MWL01,MWL10,MWL
11およびアドレス信号ADD010,ADD011,
ADD110,ADD111は,第2の電源電位VPP
とされる。メモリセルブロックmc0に接続されている
ワード線WL00,WL01,WL02,WL03,お
よび,メモリセルブロックmc1に接続されているワー
ド線WL10,WL11,WL12,WL13は,接地
電位VSSとされ,ビット線対BL,BLb,BL0,
BL0b,BL1,BL1bは,第3の電源電位VBL
とされる。
【0102】時刻t1において,ブロック選択信号BS
0の電位が第1の電源電位VDDに遷移し,イコライズ
信号EQの電位が接地電位VSSに遷移する。これによ
って,ビット線対BL,BLbは,第3の電源電位VB
Lから切り離される。
【0103】ところで,ブロック選択信号BS0の電位
が第1の電源電位VDDに遷移した時刻t1において,
本来ならば転送信号TG1(=イコライズ信号EQ0)
の電位は,接地電位VSSに遷移すべきである。しか
し,図6に示した半導体記憶装置に対して,複数のセン
スアンプブロック,および,それに伴う複数のメモリセ
ルブロック,ワードドライバブロックが備えられた場
合,イコライズ信号EQ0,EQ1および転送信号TG
0,TG1の供給ラインに寄生する容量および抵抗が増
加し,イコライズ信号EQ0,EQ1および転送信号T
G0,TG1の電位レベルの遷移が遅延するおそれがあ
る。ここでは,転送信号TG1(=イコライズ信号EQ
0)の電位が接地電位VSSに遷移するタイミングが時
刻t1から時刻t1’(時刻t1’は,時刻t2の後と
する。)まで遅れた場合について説明する。
【0104】時刻t2において,アドレス信号ADD0
0とアドレス信号ADD10の電位が第1の電源電位V
DDに遷移し,メインワード線MWL00とアドレス信
号ADD010が接地電位VSSに遷移する。しかし,
イコライズ信号EQ(=転送信号TG1)の電位は,未
だ第2の電源電位VPPであるため,ORゲートOR0
0から出力されるアドレス信号A010は,第2の電源
電位VPPを維持している。したがって,ワード線WL
00の電位は,接地電位VSSとされている。
【0105】続く時刻t1’において,イコライズ信号
EQ0(=転送信号TG1)の電位が接地電位VSSに
遷移する。これによって,N型MOSトランジスタN1
0,N11を介して接続されていたビット線対BL,B
Lbとビット線対BL1,BL1bが切り離される。ま
た,N型MOSトランジスタN02,N03,N04が
オフするため,ビット線対BL0,BL0bは,第3の
電源電位VBLから切り離される。そして,ORゲート
OR00から出力されるアドレス信号A010の電位が
接地電位VSSに遷移するため,ワード線WL00の電
位が第2の電源電位VPPに遷移し,N型MOSトラン
ジスタM00を介して,セル容量C00に蓄えられた電
荷がビット線BL0bに放出される。この結果,ビット
線BL0bおよびビット線BLbの電位が上昇し,第3
の電源電位VBLを保持しているビット線BL0および
ビット線BLとの間に微少な電位差が生じる。
【0106】時刻t3において,センスアンプ活性化信
号SENSEの電位が第1の電源電位VDDに遷移す
る。これによって,制御回路ブロックcnt103に備
えられた論理演算部LB1は,センスアンプ活性化信号
SEを接地電位VSSとし,センスアンプブロックsa
に備えられたセンスアンプ制御回路部acntは,セン
スノードSNを接地電位VSSにバイアスし,センスノ
ードSPを第1の電源電位VDDにバイアスする。そし
て,センスノードSNとセンスノードSPがそれぞれ接
地電位VSSと第1の電源電位VDDにバイアスされる
ことによって,センスアンプブロックsaのセンスアン
プ部ampに備えられたN型MOSトランジスタN0,
N1およびP型MOSトランジスタP0,P1が動作を
開始し,ビット線BLbとビット線対BLの間の微少な
電位差が増幅される。すなわちビット線BLbは,第1
の電源電位VDDにバイアスされ,ビット線BLは,接
地電位VSSにバイアスされる。
【0107】以上の動作によって,セル容量C00に蓄
えられた電荷は,ビット線対BL,BLbに読み出され
る。そして,ビット線BLbの電位(第1の電源電位V
DD)がN型MOSトランジスタM00を介しセル容量
C00に伝えられることによって,時刻t2に放出され
たセル容量C00の電荷(”1”情報)は補償されるこ
とになる。なお,このセル容量C00の電荷(第1の電
源電位VDDに充電)を補償するためには,第2の電源
電位VPPは,少なくともVDD+Vt(N型MOSト
ランジスタM00のスレショルド電圧)より高くする必
要がある。
【0108】時刻t4以降,イコライズ動作が実行され
る。アドレス信号ADD00,ADD10の電位が接地
電位VSSに遷移する。そして,メインワード線MWL
00とアドレス信号ADD010が第2の電源電位VP
Pに遷移し,アドレス信号A010が第2の電源電位V
PPに遷移するためワード線WL00の電位が接地電位
VSSに遷移する。これによって,N型MOSトランジ
スタM00がオフし,セル容量C00がビット線BL0
bと切り離される。
【0109】時刻t5において,センスアンプ活性化信
号SENSEの電位が接地電位VSSに遷移し,センス
ノードSN,SPおよびビット線対BL,BLbは,接
地電位VSSおよび第1の電源電位VDDから切り離さ
れる。
【0110】時刻t6において,ブロック選択信号BS
0の電位が接地電位VSSに遷移する。これによって,
転送信号TG1(=イコライズ信号EQ0)の電位が第
2の電源電位VPPに遷移し,ビット線対BL0,BL
0b,ビット線対BL,BLb,およびビット線対BL
1,BL1bは,N型MOSトランジスタN00,N0
1,N10,N11を介して接続される。
【0111】また,イコライズ信号EQ0(=転送信号
TG1)の電位が第2の電源電位VPPに遷移し,N型
MOSトランジスタN02,N03,N04,N12,
N13,N14がオンする。これによって,ビット線B
L0とビット線BL0bが接続され,ビット線BL1と
ビット線BL1bが接続され,ビット線対BL0,BL
0bおよびビット線対BL1,BL1bは,第3の電源
電位VBLにイコライズされることになる。
【0112】さらに,イコライズ信号EQの電位が第1
の電源電位VDD遷移するため,センスノードSN,S
Pは,センスアンプブロックsaに備えられたセンスア
ンプ制御回路部acntによって第3の電源電位VBL
にイコライズされる。
【0113】また,ビット線対BL,BLbは,N型M
OSトランジスタN00,N01,N10,N11を介
しビット線BL0とBL0bおよびBL1とBL1bに
接続されているため,第3の電源電位VBLにイコライ
ズされる。
【0114】ビット線BL,BLb,BL0,BL0
b,BL1,BL1bの電位が全て第3の電源電位VB
Lと等しく相互間の電位差がなくなった時点でイコライ
ズ動作が終了する。
【0115】以上説明したように,第4の実施の形態に
かかる半導体記憶装置によれば,アドレス信号A01
0,A110を駆動するORゲートOR00,OR01
が備えられ,そのアドレス信号A010,A110の電
位レベルととメインワード線MWL00,MWL01,
MWL10,MWL11の電位レベルとのNOR論理に
従ってワード線WL00,WL01,WL02,WL0
3,WL10,WL11,WL12,WL13が駆動さ
れることになる。すなわち,各ワード線WL00,WL
01,WL02,WL03は,イコライズ信号EQ0
(=転送信号TG1)が接地電位VSSに遷移してはじ
めてアクティブとなり,各ワード線WL10,WL1
1,WL12,WL13は,イコライズ信号EQ1(=
転送信号TG0)が接地電位VSSに遷移してはじめて
アクティブとなる。
【0116】例えば,第4の半導体記憶装置が複数のセ
ンスアンプブロックを備え,イコライズ信号EQ0,E
Q1(=転送信号TG1,TG0)の供給ラインに寄生
する容量および抵抗が大きくなり,イコライズ信号EQ
0,EQ1(=転送信号TG1,TG0)の電位レベル
の遷移タイミングに遅延が生じた場合であっても,イコ
ライズ信号EQ0,EQ1(=転送信号TG1,TG
0)が接地電位VSSに遷移するまで各ワード線WL0
0,WL01,WL02,WL03,WL10,WL1
1,WL12,WL13が第2の電源電位VPPに遷移
することはない。つまり,各ワード線WL00,WL0
1,WL02,WL03,WL10,WL11,WL1
2,WL13が第2の電源電位VPPに遷移したときに
は,必ずイコライズ信号EQ0,EQ1は,接地電位V
SSに遷移している。したがって,第4の実施の形態に
かかる半導体記憶装置によれば,選択されたセル容量か
ら放出された電荷がN型MOSトランジスタN02,N
03,N12,N13を介して第3の電源電位VBLに
放出されることはなく,データの読み出し不良は防止さ
れることになる。
【0117】また,本実施の形態においては,イコライ
ズ信号EQ0,EQ1(=転送信号TG1,TG0)が
接地電位VSSに遷移するタイミングが遅延した場合に
ついて説明したが,遅延しない場合であっても,第4の
実施の形態にかかる半導体記憶装置は,以下の優れた効
果をもたらす。すなわち,従来の半導体記憶装置によれ
ば,イコライズ信号EQ0,EQ1(=転送信号TG
1,TG0)の遅延に備えて,アドレス信号ADD0
0,ADD01,ADD10,ADD11の電位遷移タ
イミング(時刻t2)を時刻t1から所定時間遅延させ
る必要があったが,第4の実施の形態にかかる半導体記
憶装置によれば,アドレス信号ADD00,ADD0
1,ADD10,ADD11の電位遷移タイミングを遅
延させる必要がなくなる。さらに,アドレス信号ADD
00,ADD01,ADD10,ADD11の電位を時
刻t1において遷移させることも可能となり,結果的に
高速アクセスが実現する。
【0118】(第5の実施の形態)本発明の第5の実施
の形態にかかる半導体記憶装置におけるメモリセル周辺
回路の構成を図8に示す。この半導体記憶装置は,セン
スアンプブロックsa,一対のメモリセルブロックmc
0,mc1,一対のワードドライバブロックwd104
−0,wd104−1,一対のデコーダブロックdec
105−0,dec105−1,デコーダブロックde
c115,および制御回路ブロックcnt103を含む
ものである。すなわち,第5の実施の形態にかかる半導
体記憶装置は,第4の実施の形態にかかる半導体記憶装
置に対して,一対のデコーダブロックdec1−0,d
ec1−1が一対のデコーダブロックdec105−
0,dec105−1に置き換えられ,新たにデコーダ
ブロックdec115が追加された構成を有するもので
ある。
【0119】一対のデコーダブロックdec105−
0,dec105−1は,それぞれ,ワードドライバブ
ロックwd104−0,wd104−1に対して配置さ
れるものである。なお,デコーダブロックdec105
−0,dec105−1は,相互に略同一の構成を有す
るものであり,以下,デコーダブロックdec105−
0を代表的に説明する。
【0120】デコーダブロックdec105−0は,ア
ドレス信号ADD00,ADD01およびブロック選択
信号BS0が入力され,メインワード線MWL00,M
WL01を駆動する。
【0121】そして,デコーダブロックdec105−
0は,アドレス信号ADD00とブロック選択信号BS
0に基づく論理演算結果をメインワード線MWL00に
出力する論理演算部LB000,および,アドレス信号
ADD01とブロック選択信号BS0に基づく論理演算
結果をメインワード線MWL01に出力する論理演算部
LB001から構成されている。すなわち,デコーダブ
ロックdec105−0は,デコーダブロックdec1
−0に対して,論理演算部LB100,LB101が省
略された構成を有するものである。
【0122】デコーダブロックdec115は,インバ
ータINV6,INV7およびレベルシフタLS6,L
S7から構成されている。インバータINV6は,アド
レス信号ADD10の電位レベルを反転させ,インバー
タINV7は,アドレス信号ADD11の電位レベルを
反転させるものである。また,レベルシフタLS6は,
インバータINV6の出力を増幅し,第2の電源電位V
PPと接地電位VSSの間で電位がスイングするアドレ
ス信号ADD010を生成するものであり,レベルシフ
タLS7は,インバータINV7の出力を増幅し,第2
の電源電位VPPと接地電位VSSの間で電位がスイン
グするアドレス信号ADD011を生成するものであ
る。
【0123】デコーダブロックdec115から出力さ
れたアドレス信号ADD010は,ワードドライバブロ
ックwd104−0に備えられ,他方の入力端にイコラ
イズ信号EQ0(=転送信号TG1)が入力されるOR
ゲートOR00の一方の入力端,および,ワードドライ
バブロックwd104−1に備えられ,他方の入力端に
イコライズ信号EQ1(=転送信号TG0)が入力され
るORゲートOR10の一方の入力端に入力される。
【0124】また,デコーダブロックdec115から
出力されたアドレス信号ADD011は,ワードドライ
バブロックwd104−0に備えられ,他方の入力端に
イコライズ信号EQ0(=転送信号TG1)が入力され
るORゲートOR01の一方の入力端,および,ワード
ドライバブロックwd104−1に備えられ,他方の入
力端にイコライズ信号EQ1(=転送信号TG0)が入
力されるORゲートOR11の一方の入力端に入力され
る。
【0125】以上のように,ORゲートOR00,OR
01,OR10,OR11の他方の入力端には,ブロッ
ク選択信号BS0,BS1の電位レベルに応じて第2の
電位VPPおよび接地電位VSSにスイングするイコラ
イズ信号EQ0,EQ1(=転送信号TG1,TG0)
が入力されているため,アドレス信号ADD10,AD
D11は,ブロック選択信号BS0,BS1との論理演
算を行うことなく,それぞれアドレス信号ADD01
0,ADD011に変換され,ORゲートOR00,O
R01,OR10,OR11の一方の入力端に入力され
る。すなわち,第5の実施の形態にかかる半導体記憶装
置によれば,アドレス信号ADD010,ADD011
をワードドライバーブロックwd104−0,wd10
4−1に共有することが可能となり,第4の実施の形態
にかかる半導体記憶装置と同様の効果が得られるととも
に,半導体記憶装置のレイアウト面積を縮小させること
が可能となる。
【0126】以上,添付図面を参照しながら本発明の好
適な実施の形態について説明したが,本発明はかかる実
施の形態に限定されない。当業者であれば,特許請求の
範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変
更例または修正例に想到し得ることは明らかであり,そ
れらについても当然に本発明の技術的範囲に属するもの
と了解される。
【0127】
【発明の効果】以上説明したように,本発明にかかる半
導体記憶装置によれば,省電力化および大容量化が図ら
れた場合であっても,高速アクセスが実現する。特に,
請求項6,7に記載の半導体記憶装置によれば,回路が
簡略化されることになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態にかかる半導体記憶
装置におけるメモリセル周辺回路の構成を示す回路図で
ある。
【図2】図1の半導体記憶装置の動作を示すタイミング
チャートである。
【図3】本発明の第2の実施の形態にかかる半導体記憶
装置におけるメモリセル周辺回路の構成を示す回路図で
ある。
【図4】図3の半導体記憶装置の動作を示すタイミング
チャートである。
【図5】本発明の第3の実施の形態にかかる半導体記憶
装置におけるメモリセル周辺回路の構成を示す回路図で
ある。
【図6】本発明の第4の実施の形態にかかる半導体記憶
装置におけるメモリセル周辺回路の構成を示す回路図で
ある。
【図7】図6の半導体記憶装置の動作を示すタイミング
チャートである。
【図8】本発明の第5の実施の形態にかかる半導体記憶
装置におけるメモリセル周辺回路の構成を示す回路図で
ある。
【図9】従来の半導体記憶装置におけるメモリセル周辺
回路の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
A010:アドレス信号 ADD00:アドレス信号 BL,BLb:ビット線対 BL0,BL0b:ビット線対 BL1,BL1b:ビット線対 BS0,BS1:ブロック選択信号 C00,C01,C02,C03:セル容量 EQ,EQ0,EQ1:イコライズ信号 MWL00:メインワード線 N02,N03,N04:N型MOSトランジスタ N10,N11:N型MOSトランジスタ SE:センスアンプ活性化信号 SENSE:センスアンプ活性化信号 TG0,TG1:転送信号 VBL:第3の電源電位 VDD:第1の電源電位 VPP:第2の電位 VSS:接地電位 Vt:スレショルド電圧 WL00,WL01,WL02,WL03:ワード線 acnt:センスアンプ制御回路部 amp:センスアンプ部 cnt101:制御回路ブロック dec1−0,dec1−1:デコーダブロック mc0,mc1:メモリセルブロック sa:センスアンプブロック wd1−0,wd1−1:ワードドライバブロック

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 情報を記憶する1または2以上の記憶素
    子と,前記記憶素子から読み出された情報を伝達するビ
    ット線対と,前記ビット線対を構成する一のビット線お
    よび他のビット線の電位をそれぞれ基準電位および第1
    の電源電位に増幅する増幅手段と,前記第1の電源電位
    よりも高電位の第2の電源電位となるイコライズ信号に
    よって制御され,前記ビット線対を第3の電源電位にイ
    コライズするイコライズ手段と,を備えたことを特徴と
    する,半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】 前記イコライズ手段は,前記一のビット
    線に対して前記第3の電源電位を供給する第1の電位供
    給トランジスタと,前記他のビット線に対して前記第3
    の電源電位を供給する第2の電位供給トランジスタと,
    前記一のビット線と前記他のビット線を接続する接続ト
    ランジスタと,を備え,前記イコライズ信号は,前記第
    1の電位供給トランジスタ,前記第2の電位供給トラン
    ジスタ,および前記接続トランジスタの各ゲートに入力
    されることを特徴とする,請求項1に記載の半導体記憶
    装置。
  3. 【請求項3】 前記一のビット線は,第1の増幅手段接
    続トランジスタによって前記増幅手段に接続され,前記
    他のビット線は,第2の増幅手段接続トランジスタによ
    って前記増幅手段に接続され,前記第1の増幅手段接続
    トランジスタおよび第2の増幅手段接続トランジスタ
    は,前記第2の電源電位となる増幅手段接続トランジス
    タ制御信号によって制御されることを特徴とする,請求
    項1または2に記載の半導体記憶装置。
  4. 【請求項4】 情報を記憶する1または2以上の記憶素
    子からなる第1の記憶素子群と,情報を記憶する1また
    は2以上の記憶素子からなる第2の記憶素子群と,前記
    第1の記憶素子群に属する前記1または2以上の記憶素
    子から読み出された情報を伝達する第1のビット線対
    と,前記第2の記憶素子群に属する前記1または2以上
    の記憶素子から読み出された情報を伝達する第2のビッ
    ト線対と,前記第1のビット線対を構成する第1の一の
    ビット線および第1の他のビット線の電位をそれぞれ基
    準電位および第1の電源電位に増幅し,前記第2のビッ
    ト線対を構成する第2の一のビット線および第2の他の
    ビット線の電位をそれぞれ基準電位および第1の電源電
    位に増幅する増幅手段と,前記第1の電源電位よりも高
    電位の第2の電源電位となる第1の制御信号によって制
    御され,前記第1のビット線対を第3の電源電位にイコ
    ライズする第1のイコライズ手段と,前記第2の電源電
    位となる第2の制御信号によって制御され,前記第2の
    ビット線対を前記第3の電源電位にイコライズする第2
    のイコライズ手段と,を備えたことを特徴とする,半導
    体記憶装置。
  5. 【請求項5】 前記第1の一のビット線は,第1の増幅
    手段接続トランジスタによって前記増幅手段に接続さ
    れ,前記第1の他のビット線は,第2の増幅手段接続ト
    ランジスタによって前記増幅手段に接続され,前記第2
    の一のビット線は,第3の増幅手段接続トランジスタに
    よって前記増幅手段に接続され,前記第2の他のビット
    線は,第4の増幅手段接続トランジスタによって前記増
    幅手段に接続され,前記第1の増幅手段接続トランジス
    タおよび第2の増幅手段接続トランジスタは,前記第2
    の制御信号によって制御され,前記第3の増幅手段接続
    トランジスタおよび第4の増幅手段接続トランジスタ
    は,前記第1の制御信号によって制御されることを特徴
    とする,請求項4に記載の半導体記憶装置。
  6. 【請求項6】 前記第1の記憶素子群に属する前記各記
    憶素子に接続された複数の第1のワード線と,前記第1
    の制御信号の電位レベルに応じて,前記複数の第1のワ
    ード線の一を選択的に駆動する第1のワード線駆動手段
    と,前記第2の記憶素子群に属する前記各記憶素子に接
    続された複数の第2のワード線と,前記第2の制御信号
    の電位レベルに応じて,前記複数の第2のワード線の一
    を選択的に駆動する第2のワード線駆動手段と,を備え
    たことを特徴とする,請求項4または5に記載の半導体
    記憶装置。
  7. 【請求項7】 前記第1のワード線駆動手段は,前記複
    数の第1のワード線を個別に駆動する複数の第1のワー
    ド線駆動部と,前記第1の制御信号の電位レベルとアド
    レス信号の電位レベルに応じて,前記複数の第1のワー
    ド線駆動部の一を選択する第1の選択部と,を備え,前
    記第2のワード線駆動手段は,前記複数の第2のワード
    線を個別に駆動する複数の第2のワード線駆動部と,前
    記第2の制御信号の電位レベルと前記アドレス信号の電
    位レベルに応じて,前記複数の第2のワード線駆動部の
    一を選択する第2の選択部と,を備えたことを特徴とす
    る,請求項6に記載の半導体記憶装置。
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