JP2001155485A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JP2001155485A
JP2001155485A JP33829499A JP33829499A JP2001155485A JP 2001155485 A JP2001155485 A JP 2001155485A JP 33829499 A JP33829499 A JP 33829499A JP 33829499 A JP33829499 A JP 33829499A JP 2001155485 A JP2001155485 A JP 2001155485A
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signal
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Hiroshi Hamaide
啓 浜出
Takeshi Hamamoto
武史 濱本
Masaru Haraguchi
大 原口
Yasuhiro Konishi
康弘 小西
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定した読出動作を行なうことが可能な半導
体記憶装置を提供する。 【解決手段】 SDRAMにおいて、セレクタ24c
は、コラムブロック選択信号CBS0〜CBS3および
語構成選択信号M×4,M×48に従って4組のグロー
バルIO線対GIOL0,/GIOL0〜GIOL3,
/GIOL3のうちのいずれか1組のグローバルIO線
対を選択し、そのグローバルIO線対をプリアンプ25
cの入出力ノード対N31,N32に所定時間だけパル
ス的に接続する。したがって、グローバルIO線対のイ
コライズ時間を長くとることができ、読出動作の安定化
を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は半導体記憶装置に
関し、特に、複数のメモリセルとデータ伝達線対とを備
えた半導体記憶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、シンクロナスDRAM(以
下、SDRAMと称す)では、×4、×8、×16の3
つの語構成からいずれか1つの語構成が選択可能になっ
ている。×4、×8、×16の語構成では、それぞれ4
ビット、8ビット、16ビットのデータを同時に入出力
することが可能となる。
【0003】また、SDRAMでは、テスト時間の短縮
化や同時にテストすることが可能なチップ数を増やすた
め、いわゆるマルチビットテスト(以下、MBTと称
す)が可能となっている。このMBTでは、複数(たと
えば4つ)のメモリセルが正常か否かのテストを1つの
データ入出力ピンから行なうことが可能となる。
【0004】図24は、そのようなSDRAMの要部を
示すブロック図である。図24において、このSDRA
Mは、データバスDB0〜DB3,DB6、セレクタ1
51a〜151d、ライトデータアンプ(以下、WDア
ンプと称す)152a〜152d、ライトバッファ15
3a〜153dおよびグローバルIO線対GIO0〜G
IOを備える。
【0005】セレクタ151a〜151dは、×4構成
における書込動作時はデータバスDB2をWDアンプ1
52a〜152dに接続し、×8構成における書込動作
時はデータバスDB0をWDアンプ152a,152b
に接続するとともにデータバスDB2をWDアンプ15
2c,152dに接続し、×16構成における書込動作
時はデータバスDB0〜DB3をそれぞれWDアンプ1
52a〜152dに接続し、MBT時はデータバスDB
2をWDアンプ152b,152dに接続するとともに
データバスDB6をWDアンプ152a,152cに接
続する。
【0006】WDアンプ152a〜152dは、それぞ
れ、信号CBS0〜CBS3が活性化レベルの「H」レ
ベルになったことに応じて活性化され、外部からデータ
バスDB0〜DB3,DB6を介して与えられたデータ
を増幅してライトバッファ153a〜153dに与え
る。ライトバッファ153a〜153dは、それぞれW
Dアンプ152a〜152dから与えられたデータをグ
ローバルIO線対GIO0〜GIO3に伝達する。
【0007】×4構成における書込動作時は、信号CB
S0〜CBS3のうちのいずれか1つの信号(たとえば
CBS0)が活性化レベルの「H」レベルになり、外部
からデータバスDB2に与えられたデータがセレクタ1
51a、WDアンプ152aおよびライトバッファ15
3aを介してグローバルIO線対GIO0に伝達され
る。グローバルIO線対GIO0に伝達されたデータ
は、選択されたメモリセルに書込まれる。
【0008】×8構成における書込動作時は、信号CB
S0とCBS1のうちのいずれか1つの信号(たとえば
CBS0)と、信号CBS2とCBS3のうちのいずれ
か1つの信号(たとえばCBS2)が活性化レベルの
「H」レベルになり、外部からデータバスDB0に与え
られたデータがセレクタ151a、WDアンプ152a
およびライトバッファ153aを介してグローバルIO
線対GIO0に伝達されるとともに、外部からデータバ
スDB2に与えられたデータがセレクタ151c、WD
アンプ152cおよびライトバッファ153cを介して
グローバルIO線対GIO2に伝達される。グローバル
IO線対GIO0,GIO2に伝達されたデータは、そ
れぞれ選択された2つのメモリセルに書込まれる。
【0009】×16構成における書込動作時は、信号C
BS0〜CBS3がともに活性化レベルの「H」レベル
になり、外部からデータバスDB0〜DB3に与えられ
たデータがそれぞれセレクタ151a〜151d、WD
アンプ152a〜152dおよびライトバッファ153
a〜153dを介してグローバルIO線対GIO0〜G
IO3に伝達される。グローバルIO線対GIO0〜G
IO3に伝達されたデータは、それぞれ選択された4つ
のメモリセルに書込まれる。
【0010】MBTにおける書込動作時は、信号CBS
0〜CBS3がともに活性化レベルの「H」レベルにな
り、外部からデータバスDB2に与えられたデータがセ
レクタ151b,151d、WDアンプ152b,15
2dおよびライトバッファ153b,153dを介して
グローバルIO線対GIO1,GIO3に与えられると
ともに、外部からデータバスDB6に与えられたデータ
がセレクタ151a,151c、WDアンプ152a,
152cおよびライトバッファ153a〜153cを介
してグローバルIO線対GIO0,GIO2に与えられ
る。グローバルIO線対GIO0〜GIO3に伝達され
たデータは、それぞれ選択された4つのメモリセルに書
込まれる。
【0011】また、このSDRAMは、プリアンプ15
4a〜154d、CASレイテンシーシフタ(以下、C
Lシフタと称す)、セレクタ156a〜156d,15
8a〜158dおよびリードデータバッファ(以下、R
Dバッファと称す)を備える。
【0012】プリアンプ154a〜154dは、それぞ
れ信号PAE0〜PAE3が活性化レベルの「H」レベ
ルになったことに応じて活性化され、グローバルIO線
対GIO0〜GIO3に読出されたデータ信号を増幅す
る。CLシフタ155a〜155dは、それぞれプリア
ンプ154a〜154dの出力信号を1クロック周期分
だけ遅延させる。
【0013】セレクタ156a〜156dは、×4構成
における読出動作時は、プリアンプ154a〜154d
のうちの信号PAE0〜PAE3によって選択されたプ
リアンプ(たとえば154a)からCLシフタ155a
を介して与えられたデータをRDバッファ156cに与
える。また、セレクタ156a〜156dは、×8構成
における読出動作時は、プリアンプ154a,154b
のうちの信号PAE0,PAE1によって選択されたプ
リアンプ(たとえば154a)からCLシフタ155a
を介して与えられたデータをRDバッファ157aに与
えるとともに、プリアンプ154c,154dのうちの
信号PAE2,PAE3によって選択されたプリアンプ
(たとえば154c)からCLシフタ155cを介して
与えられたデータをRDバッファ157cに与える。ま
た、セレクタ156a〜156dは、×16構成および
MBTにおける読出動作時は、それぞれ、プリアンプ1
54a〜154dからCLシフタ155a〜155dを
介して与えられたデータをRDバッファ157a〜15
7dに与える。
【0014】セレクタ158a〜158dは、それぞ
れ、通常の読出動作時はRDバッファ157a〜157
dとデータバスDB0〜DB3を結合させ、MBTにお
ける読出動作時はRDバッファ157a〜157dとデ
ータバスDB6,DB2,DB6,DB2を結合させ
る。
【0015】RDバッファ157a〜157dは、それ
ぞれ、セレクタ156a〜156dから与えられたデー
タに従って、通常の読出動作時はデータバスDB0〜D
B3を駆動させ、MBTにおける読出動作時はデータバ
スDB6,DB2,DB6,DB2を駆動させる。
【0016】×4構成における読出動作時は、信号PA
E0〜PAE3のうちのいずれか1つの信号(たとえば
信号PAE0)が活性化レベルの「H」レベルになり、
グローバルIO線対(この場合はGIO0)に読出され
たデータがプリアンプ154a、CLシフタ155a、
セレクタ156c、RDバッファ157cおよびセレク
タ158cを介してデータバスDB2に伝達される。デ
ータバスDB2に伝達されたデータは外部に出力され
る。
【0017】×8構成における読出動作時は、信号PA
E0,PAE1のうちのいずれか1つの信号(たとえば
PAE0)が活性化レベルの「H」レベルになり、グロ
ーバルIO線対(この場合はGIO0)に読出されたデ
ータがプリアンプ154a、CLシフタ155a、セレ
クタ156a、RDバッファ157aおよびセレクタ1
58aを介してデータバスDB0に伝達されるととも
に、信号PAE2,PAE3のうちのいずれか1つの信
号(たとえばPAE2)が活性化レベルの「H」レベル
になり、グローバルIO線対(この場合はGIO2)に
読出されたデータがプリアンプ154c、CLシフタ1
55c、セレクタ156c、RDバッファ157cおよ
びセレクタ158cを介してデータバスDB2に伝達さ
れる。データバスDB0,DB2に伝達されたデータは
外部に出力される。
【0018】×16構成における読出動作時は、信号P
AE0〜PAE3がともに活性化レベルの「H」レベル
になり、グローバルIO線対GIO0〜GIO3に読出
されたデータがそれぞれプリアンプ154a〜154
d、CLシフタ155a〜155d、セレクタ156a
〜156d、Rdバッファ157a〜157dおよびセ
レクタ158a〜158dを介してデータバスDB0〜
DB3に伝達される。データバスDB0〜DB3に伝達
されたデータは外部に出力される。
【0019】MBTにおける読出動作時は、信号PAE
0〜PAE3がともに活性化レベルの「H」レベルにな
り、グローバルIO線対GIO0〜GIO3に読出され
たデータがそれぞれプリアンプ154a〜154d、C
Lシフタ155a〜155d、セレクタ156a〜15
6d、RDバッファ157a〜157dおよびセレクタ
158a〜158dを介してデータバスDB6,DB
2,DB6,DB2に伝達される。データバスDB6に
読出された2ビットのデータが一致した場合は、2つの
メモリセルが正常と判定され、一致しない場合は不良と
判定される。データバスDB2に読出された2ビットの
データが一致した場合は、2つのメモリセルは正常と判
定され、一致しない場合は不良と判定される。
【0020】以下、図24に示したブロックのうちデー
タの読出に関連する部分についてより詳細に説明する。
【0021】プリアンプ154cは、図25に示すよう
に、PチャネルMOSトランジスタ161〜165およ
びNチャネルMOSトランジスタ166〜168を含
む。プリアンプ154cの入出力ノードN161,N1
62は、それぞれグローバルIO線GIOL2,/GI
OL2に接続される。PチャネルMOSトランジスタ1
61,162は、ノードN161とN162の間に直列
接続され、各々のゲートがともに信号ZPAEQを受け
る。PチャネルMOSトランジスタ161,162はイ
コライザを構成する。信号ZPAEQが活性化レベルの
「L」レベルになると、PチャネルMOSトランジスタ
161,162が導通してノードN161,N162が
「H」レベルにイコライズされる。
【0022】PチャネルMOSトランジスタ163は電
源電位VCCのラインとノードN163の間に接続さ
れ、PチャネルMOSトランジスタ164,165がそ
れぞれノードN163とノードN161,N162との
間に接続される。NチャネルMOSトランジスタ16
6,167はそれぞれノードN161,N162とノー
ドN168との間に接続され、PチャネルMOSトラン
ジスタ168はノードN168と接地電位VSSのライ
ンとの間に接続される。MOSトランジスタ163,1
68のゲートはそれぞれ信号ZPAE2,PAE2を受
ける。MOSトランジスタ164,166のゲートはと
もにノードN162に接続され、MOSトランジスタ1
65,167のゲートはともにノードN161に接続さ
れる。MOSトランジスタ163〜168は、差動増幅
器を構成する。この差動増幅器は、信号ZPAE2,P
AE2がそれぞれ「L」レベルおよび「H」レベルにな
ったことに応じて活性化され、ノードN161,N16
2のうちの電位が高い方のノードを「H」レベルにし、
他方のノードを「L」レベルにする。ノードN161,
N162に現れる信号が、プリアンプ154cの出力信
号PDCL,/PDCLとなる。
【0023】読出動作時は、まず信号ZPAEQが非活
性化レベルの「H」レベルに立上げられてPチャネルM
OSトランジスタ161,162が非導通になりのノー
ドN161,162のイコライズが停止される。次い
で、選択されたメモリセルからデータが読出され、その
データに応じてグローバルIO線対GIOl2,/GI
OL2間に微少電位差が生じる。次いで信号PAE,Z
PAEがそれぞれ「H」レベルおよび「L」レベルにな
ってMOSトランジスタ163〜168からなる差動増
幅器が活性化され、グローバルIO線GIOL2,/G
IOL2のうちの電位の高い方が「H」レベル(電源電
位VCC)にされ、電位の低い方が「L」レベル(接地
電位VSS)にされる。
【0024】他のプリアンプ154a,154b,15
4dもプリアンプ154cと同じ構成である。ただし、
プリアンプ154a,154b,154dには、信号P
AE2,ZPAE2の代わりに信号PAE0,ZPAE
0;PAE1,ZPAE1;PAE3,ZPAE3が与
えらる。
【0025】なお、プリアンプ活性化信号PAE0〜P
AE3は、図26に示すように、プリアンプ活性化マス
タ信号PACMとコラムブロックデコード信号CBS0
〜CBS3に基づいて生成される。
【0026】CLシフタ155cは、図25に示すよう
に、マスタラッチ回路169およびスレーブラッチ回路
170を含む。ラッチ回路169,170は、プリアン
プ154cの出力信号PDCL,/PDCLを反転させ
るとともに1クロック周期分だけ遅延させて出力する。
スレーブラッチ回路170の出力信号PD2,ZPD2
はセレクタ156cに与えられる。他のCLシフタ15
5a,155b,155dもCLシフタ155cと同じ
構成である。
【0027】セレクタ156cは、図27に示すよう
に、PチャネルMOS175,176およびNチャネル
MOSトランジスタ181〜188,191〜198を
含む。PチャネルMOSトランジスタ175,176
は、電源電位VCCのラインと出力ノードN175,N
176との間に接続され、各々のゲートがともに信号R
DRVMを受ける。NチャネルMOSトランジスタ18
1と182,183と184,185と186,187
と188は、それぞれノードN175と接地電位VSS
のラインとの間に直列接続される。NチャネルMOSト
ランジスタ191と192,193と194,195と
196,197と198は、それぞれノードN176と
接地電位VSSのラインとの間に直列接続される。
【0028】NチャネルMOSトランジスタ181,1
83,185,187のゲートはそれぞれ信号PD0〜
PD3を受け、NチャネルMOSトランジスタ191,
193,195,197のゲートはそれぞれ信号ZPD
0〜ZPD3を受ける。NチャネルMOSトランジスタ
182,184,192,194のゲートは、ともに信
号RDRV4を受ける。NチャネルMOSトランジスタ
186,196のゲートは、ともに信号RDRV481
6を受ける。NチャネルMOSトランジスタ188,1
98のゲートは、ともに信号RDRV48を受ける。ノ
ードN175,N176に現れる信号がそれぞれ信号Z
DRV,ZZDRVとなる。
【0029】信号RDRV4は、×4構成における読出
動作時に活性化レベルの「H」レベルになる。信号RD
RV48は、×4,×8構成における読出動作時に活性
化レベルの「H」レベルになる。信号RDRV4816
は、×4,×8,×16構成およびMBTにおける読出
動作時に活性化レベルの「H」レベルになる。
【0030】×4構成における読出動作時は、まず信号
RDRVMが所定時間だけ「H」レベルになってPチャ
ネルMOSトランジスタ175,176が所定時間だけ
導通し、ノードN175,176が「H」レベルにプリ
チャージされる。次いで、信号RDRV4,RDRV4
8,RDRV4816が活性化レベルの「H」レベルに
なってNチャネルMOSトランジスタ182,184,
186,188,192,194,196,198が導
通するとともに、信号PD0〜PD3,ZPD0〜ZP
D3のうちのいずれかの信号(たとえばPD3)が
「H」レベルになってNチャネルMOSトランジスタ
(この場合は187)が導通し、ノードN175が
「L」レベルになる。
【0031】×8構成における読出動作時は、ノードN
175,176が「H」レベルにプリチャージされた
後、信号RDRV48,RDRV4816が活性化レベ
ルの「H」レベルになってNチャネルMOSトランジス
タ186,188,196,198が導通するととも
に、信号PD2,PD3,ZPD2,ZPD3のうちの
いずれかの信号(たとえばPD2)が「H」レベルにな
ってNチャネルMOSトランジスタ(この場合は18
5)が導通し、ノードN175が「L」レベルになる。
【0032】×16構成およびMBTにおける読出動作
時は、ノードN175,176が「H」レベルにプリチ
ャージされた後、信号RDRV4816が活性化レベル
の「H」レベルになってNチャネルMOSトランジスタ
186,196が導通するとともに、信号PD2,ZP
D2のうちのいずれかの信号(たとえばPD2)が
「H」レベルになってNチャネルMOSトランジスタ
(この場合は185)が導通し、ノードN175が
「L」レベルになる。
【0033】なお、信号RDRV4,RDRV48,R
DRV4816は、図28に示すように、NANDゲー
ト201〜203およびインバータ204〜206によ
り信号RDRVMと語構成選択信号M×4,M×48,
M×4816に基づいて生成される。すなわち、NAN
Dゲート201は、信号RDRVM,M×4を受け、そ
の出力信号がインバータ204で反転されて信号RDR
V4となる。NANDゲート202は、信号RDRV
M,M×48を受け、その出力信号はインバータ205
で反転されて信号RDRV48となる。NANDゲート
203は、信号RDRVM,M×4816を受け、その
出力信号はインバータ206で反転されて信号RDRV
4816となる。信号M×4は、×4構成の場合に
「H」レベルとなる。信号M×48は、×4,×8構成
の場合に「H」レベルとなる。信号M×4816は、×
4,×8,×16構成の場合に「H」レベルとなる。
【0034】他のセレクタ156a,156b,156
dもセレクタ156cと同じ構成である。ただし、セレ
クタ156aでは、信号RDRV4の代わりに信号RD
RV816がNチャネルMOSトランジスタ182,1
92のゲートに入力され、信号RDRV4の代わりに信
号RDRV8がNチャネルMOSトランジスタ184,
194のゲートに入力され、NチャネルMOSトランジ
スタ186,188,196,198のゲートは接地さ
れる。信号RDRV816は×8,×16構成およびM
BTにおける読出動作時に活性化レベルの「H」レベル
になり、信号RDRV8は×8構成およびMBTにおけ
る読出動作時に活性化レベルの「H」レベルになる。
【0035】セレクタ156bでは、信号RDRV4の
代わりに信号RDRV16がNチャネルMOSトランジ
スタ184,194のゲートに入力され、NチャネルM
OSトランジスタ182,186,188,192,1
96,198のゲートが接地される。信号RDRV16
は、×16構成およびMBTにおける読出動作時に活性
化レベルの「H」レベルになる。セレクタ156dで
は、信号RDRV48の代わりに信号RDRV16がN
チャネルMOSトランジスタ188,198のゲートに
入力されNチャネルMOSトランジスタ182,18
4,186,192,194,196のゲートは接地さ
れる。
【0036】RDバッファ157cは、図29に示すよ
うに、インバータ211〜214、NORゲート21
5,216、PチャネルMOSトランジスタ217,2
18およびNチャネルMOSトランジスタ219,22
0を含む。RDバッファ157cは、セレクタ158c
によってデータバスDB2に接続されているものとす
る。
【0037】PチャネルMOSトランジスタ217,2
18は、それぞれ電源電位VCCのラインとデータバス
線DBL2,/DBL2との間に接続され、各々のゲー
トはそれぞれセレクタ156cから信号ZDRV,ZZ
DRVを受ける。NチャネルMOSトランジスタ21
9,220は、それぞれ接地電位VSSのラインとデー
タバス線DBL2,/DBL2との間に接続される。N
ORゲート215は、信号TE,ZZDRVを受け、そ
の出力信号φ215はNチャネルMOSトランジスタ2
19のゲートに入力される。NORゲート216は、信
号TE,ZDRVを受け、その出力信号φ216はNチ
ャネルMOSトランジスタ220のゲートに入力され
る。インバータ211,212は、ラッチ回路を構成
し、信号ZDRVのレベルをラッチする。インバータ2
13,214は、ラッチ回路を構成し、信号ZZDRV
のレベルをラッチする。他のRDバッファ157a,1
57b,157dもRDバッファ157cと同じ構成で
ある。
【0038】図30は、データバスDB2に設けられた
イコライザ221を示す回路図である。図30におい
て、このイコライザ221は、NチャネルMOSトラン
ジスタ222〜224を含む。NチャネルMOSトラン
ジスタ222,223はそれぞれデータバス線DBL
2,/DBL2と接地電位VSSのラインとの間に接続
され、NチャネルMOSトランジスタ224はデータバ
ス線DBL2と/DBL2との間に接続される。Nチャ
ネルMOSトランジスタ222〜224のゲートは信号
DBEQを受ける。信号DBEQが活性化レベルの
「H」レベルになると、NチャネルMOSトランジスタ
222〜224が導通してデータバス線DBL2,/D
BL2は「L」レベル(接地電位VSS)にイコライズ
される。イコライザ221は、データバスDB0〜DB
3,DB6の各々に設けられている。
【0039】図31は、図29に示したRDバッファ1
57cおよび図30に示したイコライザ221の通常の
読出動作を示すタイムチャートである。図31におい
て、通常の読出動作時は信号TEは「L」レベルに固定
される。したがって、NORゲート215,216は、
それぞれ信号ZZDRV,ZDRVに対してインバータ
として動作する。初期状態においては、信号ZDRV,
ZZDRVは「H」レベルになっており、MOSトラン
ジスタ217〜220はともに非導通になっている。ま
た、イコライズが終了してNチャネルMOSトランジス
タ222〜224は非導通になっており、データバス線
DBL2,/DBL2はともに「L」レベルになり、か
つハイインピーダンス状態になっている。
【0040】ある時刻においてメモリセルのデータが読
出され、たとえば信号ZDRVが「L」レベルになる
と、MOSトランジスタ217,220が導通してデー
タバス線DBL2,/DBL2はそれぞれ「H」レベル
および「L」レベルになる。データバス線DBL2と/
DBL2の電位が比較され、比較結果に応じたレベルの
信号が読出データとして外部に出力される。
【0041】図32は、図29に示したRDバッファ1
57cおよび図30に示したイコライザ221のMBT
時の読出動作を示すタイムチャートである。MBT時
は、RDバッファ157cはセレクタ158によってデ
ータバスDB6と接続される。図32において、MBT
時は信号TEは「H」レベルに固定される。したがっ
て、NORゲート215,216の出力信号φ215,
φ216は「L」レベルになり、NチャネルMOSトラ
ンジスタ219,220は非導通状態に固定される。初
期状態においては、信号ZDRV,ZZDRVが「H」
レベルになっており、PチャネルMOSトランジスタ2
17,218は非導通になっている。また、イコライズ
が終了してNチャネルMOSトランジスタ222〜22
4は非導通になっており、データバス線DBL6,/D
BL6はともに「L」レベルになり、かつハイインピー
ダンス状態になっている。
【0042】ある時刻においてメモリセルのデータが読
出され、たとえば信号ZDRVが「L」レベルになる
と、MOSトランジスタ217〜220のうちのMOS
トランジスタ217のみが導通してデータバス線DBL
6が「L」レベルになる。データバス線/DBL6は、
「L」レベルでかつハイインピーダンス状態のまま変化
しない。このとき、RDバッファ159aによってもデ
ータバスDB6が駆動される。MBTにおける書込動作
時は、データバスDB6からセレクタ151a,151
b、WDアンプ152a,152c、ライトバッファ1
53a,153cおよびグローバルIO線対GIO0,
GIO2を介して2つのメモリセルに同一データを書込
んでいる。
【0043】したがって、MBTにおける読出動作時
は、2つのメモリセルが正常であればグローバルIO線
対GIO0,GIO2に同一のデータが読出され、デー
タバス線DBL6,/DBL6のうちの一方のデータバ
ス線(たとえばDBL6)のみが「H」レベルにされ
る。しかし、2つのメモリセルの一方が不良であれば、
グローバルIO線対GIO0,GIO2に互いに異なる
データが読出され、データバス線DBL6,/DBL6
の両方が「H」レベルにされる。したがって、データバ
ス線DBL6と/DBL6のレベルを比較することによ
り、2つのメモリセルが正常か否かを判定でき、判定結
果に応じたレベルの信号が外部に出力される。
【0044】
【発明が解決しようとする課題】従来のSDRAMは以
上のように構成されていたので、以下のような問題があ
った。すなわち、グローバルIO線対GIO0〜GIO
3とプリアンプ154a〜154dの入出力ノードN1
61,N162が直接接続されていたので、高速動作を
させようとするとグローバルIO線対GIO0〜GIO
3のイコライズが不十分となり、読出動作が不安定にな
るという問題があった。
【0045】また、CLシフタ155a〜155dとR
Dバッファ157a〜157dの間にセレクタ156a
〜156dが設けられていたので、レイアウトが複雑に
なり、レイアウト面積が大きいという問題があった。
【0046】また、データバス線DBL,/DBLの各
々を電源電位VCCまたは接地電位VSSに駆動させて
いたので、消費電流が大きいという問題があった。
【0047】それゆえに、この発明の主たる目的は、安
定した読出動作が可能で、レイアウト面積が小さく、消
費電流が小さな半導体記憶装置を提供することである。
【0048】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
複数のメモリセルを備えた半導体記憶装置であって、そ
の一方端に複数のメモリセルのうちの選択されたメモリ
セルから読出されたデータに応じた電位差が与えられる
データ伝達線対と、その入出力ノード対に与えられた電
位差を増幅するプリアンプと、データ伝達線対の他方端
とプリアンプの入出力ノード対との間に接続され、予め
定められた時間だけパルス的に導通してデータ伝達線対
間に生じた電位差をプリアンプの入出力ノード対に与え
るためのスイッチング素子対と、プリアンプの出力信号
を外部に伝達するための伝達回路を備えたものである。
【0049】請求項2に係る発明では、請求項1に係る
発明に、さらに、スイッチング素子対がパルス的に導通
した後の第1のイコライズ期間にデータ伝達線対の電位
を予め定められたプリチャージ電位にイコライズする第
1のイコライザと、スイッチング素子対がパルス的に導
通する前の第2のイコライズ期間にプリアンプの入出力
ノード対の電位をプリチャージ電位にイコライズする第
2のイコライザが設けられる。
【0050】請求項3に係る発明は、それぞれが複数の
メモリセルを含む複数のメモリアレイを備えた半導体記
憶装置であって、各メモリアレイに対応して設けられ、
その一方端に対応のメモリアレイに属する複数のメモリ
セルのうちの選択されたメモリセルから読出されたデー
タに応じた電位差が与えられるデータ伝達線対と、その
入出力ノード対に与えられた電位差を増幅するプリアン
プと、アドレス信号に従って複数のデータ伝達線対のう
ちのいずれかのデータ伝達線対を選択し、そのデータ伝
達線対の他方端とプリアンプの入出力ノード対とを予め
定められた時間だけパルス的に接続してそのデータ伝達
線対間に生じた電位差をプリアンプの入出力ノード対に
与えるためのセレクタと、プリアンプの出力信号を外部
に伝達するための伝達回路とを備えたものである。
【0051】請求項4に係る発明では、請求項3に係る
発明に、さらに、データ伝達線対の他方端とプリアンプ
の入出力ノード対とがパルス的に接続された後の第1の
イコライズ期間に各データ伝達線対間の電位を予め定め
られたプリチャージ電位にイコライズする第1のイコラ
イザと、データ伝達線対の他方端とプリアンプの入出力
ノード対とがパルス的に接続される前の第2のイコライ
ズ期間にプリアンプの入出力ノード対の電位をプリチャ
ージ電位にイコライズする第2のイコライザとが設けら
れる。
【0052】請求項5に係る発明は、それぞれが複数の
メモリセルを含むN組(ただし、Nは2以上の整数であ
る)のメモリアレイを備え、Nビットのデータ信号を同
時に出力する第1の読出モードと、Mビット(ただし、
MはNよりも小さな整数である)のデータ信号を同時に
出力する第2の読出モードとを有する半導体記憶装置で
あって、各メモリアレイに対応して設けられ、その一方
端に対応のメモリアレイに属する複数のメモリセルのう
ちの選択されたメモリセルから読出されたデータに応じ
た電位差が与えられるデータ伝達線対と、それぞれの入
出力ノード対に与えられた電位差を増幅するN組のプリ
アンプと、第1の読出モード時はN組のデータ伝達線対
の他方端とN組のプリアンプの入出力ノード対をそれぞ
れ接続し、第2の読出モード時はアドレス信号に従って
N組のデータ伝達線対のうちのM組のデータ伝達線対を
選択し、選択したM組のデータ伝達線対の他方端をそれ
ぞれ予め選択されたM組のプリアンプの入出力ノード対
に接続するセレクタと、各プリアンプに対応して設けら
れ、対応のプリアンプの出力データ信号を外部に伝達す
るための伝達回路とを備えたものである。
【0053】請求項6に係る発明では、請求項5に係る
発明の半導体記憶装置は、さらに、各メモリセルが正常
か否かをテストするテストモードを有し、セレクタは、
テストモード時はN組のデータ伝達線対の他方端とN組
のプリアンプの入出力ノード対とをそれぞれ接続し、半
導体記憶装置は、さらに、テストモード時にN組のプリ
アンプの出力データ信号の論理が一致しているか否かを
判定し、一致している場合は選択されたN組のメモリセ
ルが正常であることを示す信号を出力し、一致していな
い場合は選択されたN組のメモリセルのうちの少なくと
も1つのメモリセルが不良であることを示す信号を出力
する判定回路を備える。
【0054】請求項7に係る発明は、複数のメモリセル
を含むメモリアレイと、データ伝達線対とを備えた半導
体記憶装置であって、アドレス信号に従って複数のメモ
リセルのうちのいずれかのメモリセルを選択し、そのメ
モリセルのデータを読出す読出回路と、読出回路によっ
て読出されたデータが第1の論理である場合はデータ伝
達線対に含まれる第1および第2のデータ伝達線の一方
端にそれぞれ第1および第2の電位を予め定められた時
間だけパルス的に与えて第1および第2のデータ伝達線
をそれぞれ第1および第2の電位間の第3および第4の
電位にし、そのデータが第2の論理である場合は第1お
よび第2のデータ伝達線の一方端にそれぞれ第2および
第1の電位を予め定められた時間だけパルス的に与えて
第1および第2のデータ伝達線をそれぞれ第4および第
3の電位にする第1の駆動回路と、第1および第2のデ
ータ伝達線の他方端の電位を比較し、比較結果に応じた
レベルのデータ信号を外部に出力する出力回路とを備え
たものである。
【0055】請求項8に係る発明では、請求項7に係る
発明の第1の駆動回路は、それぞれが電源電圧によって
駆動される直列接続された複数のインバータを有する遅
延回路を含み、予め定められた時間は、読出回路の読出
動作に同期した信号が遅延回路に入力されてから出力さ
れるまでの時間である。
【0056】請求項9に係る発明では、請求項7または
8に係る発明に、さらに、第1および第2のデータ伝達
線に第1および第2の電位が与えられる前のイコライズ
期間において第1および第2のデータ伝達線の電位を第
1および第2の電位間の予め定められたプリチャージ電
位にイコライズするイコライザが設けられる。
【0057】請求項10に係る発明では、請求項9に係
る発明のイコライザは、ダイオード素子と、イコライズ
期間において第1および第2のデータ伝達線と第2の電
位のラインとの間にダイオード素子を接続する接続回路
を含む。
【0058】請求項11に係る発明では、請求項9また
は10に係る発明のイコライザは複数設けられ、複数の
イコライザは、第1および第2のデータ伝達線の延在方
向に分散配置されている。
【0059】請求項12に係る発明では、請求項9から
11のいずれかに係る発明に、さらに、イコライズ期間
において第1および第2のデータ伝達線間を接続するサ
ブイコライザが設けられる。
【0060】請求項13に係る発明では、請求項12に
係る発明のサブイコライザは複数設けられ、複数のサブ
イコライザは、第1および第2のデータ伝達線の延在方
向に分散配置されている。
【0061】請求項14に係る発明では、請求項13に
係る発明の半導体記憶装置は、各メモリセルが正常が否
かをテストするテストモードを有し、さらに、テストモ
ード時は複数のサブイコライザのすべてを活性化させ、
通常動作時は複数のサブイコライザのうちの予め選択さ
れたサブイコライザのみを活性化させる制御回路を備え
る。
【0062】請求項15に係る発明では、請求項7から
14のいずれかに係る発明の半導体記憶装置は、各メモ
リセルが正常が否かをテストするテストモードを有し、
さらに、テストモード時に活性化され、読出回路によっ
て読出されたデータが第1の論理である場合は第1のデ
ータ伝達線を第1の電位にし、そのデータが第2の論理
である場合は第2のデータ伝達線を第1の電位にする第
2の駆動回路と、第1および第2のデータ伝達線の電位
に基づいて、選択されたメモリセルが正常か否かを判定
する判定回路とを備える。ここで、第1の駆動回路およ
び出力回路は、テストモード時は非活性化される。
【0063】
【発明の実施の形態】図1は、この発明の一実施の形態
によるSDRAMの概略構成を示すブロック図である。
図1において、このSDRAMは、クロックバッファ
1、制御信号バッファ2、アドレスバッファ3、モード
レジスタ4、制御回路5、4つのメモリアレイ6a〜6
d(バンク♯0〜♯3)、4つの読出/書込回路7a〜
7d、おIOバッファ8を備える。
【0064】クロックバッファ1は、外部制御信号CK
Eによって活性化され、外部クロック信号CLKを制御
信号バッファ2、アドレスバッファ3および制御回路5
に伝達させる。制御信号バッファ2は、クロックバッフ
ァ1からの外部クロック信号CLKに同期して、外部制
御信号/CS,/RAS,/CAS,/WE,DQMを
ラッチし、制御回路5に与える。アドレスバッファ3
は、クロックバッファ1からの外部クロック信号CLK
に同期して、外部アドレス信号A0〜A12およびバン
ク選択信号BA0,BA1をラッチし、制御回路5に与
える。
【0065】モードレジスタ4は、外部アドレス信号A
0〜A12によって指示されたモードを記憶し、そのモ
ードに応じた内部コマンド信号を出力する。メモリアレ
イ6a〜6dの各々は、行列状に配列され、それぞれが
1ビットのデータを記憶する複数のメモリセルを含む。
複数のメモリセルは、予めn個(但し、nは4,8およ
び16から予め選択された数である)ずつグループ化さ
れている。
【0066】制御回路5は、クロックバッファ1、制御
信号バッファ2、アドレスバッファ3およびモードレジ
スタ4からの信号に従って種々の内部信号を生成し、S
DRAM全体を制御する。制御回路5は、読出動作時お
よび書込動作時は、バンク選択信号BA0,BA1に従
って4つのメモリアレイ6a〜6dのうちのいずれかの
メモリアレイを選択し、アドレス信号A0〜A12に従
ってそのメモリアレイのうちのn個のメモリセルを選択
する。
【0067】読出/書込回路7a〜7dは、読出動作時
は制御回路5によって選択されたn個のメモリセルから
データQ1〜Qnを読出し、書込動作時は制御回路5に
よって選択されたn個のメモリセルにデータD1〜Dn
を書込む。読出/書込回路7a〜7dは、データバスD
B0〜DB15を介してIOバッファ8に結合される。
【0068】IOバッファ8は、読出動作時は読出/書
込回路7a〜7dからの読出データQ1〜Qnを外部に
出力し、書込動作時は外部から入力されたデータD1〜
Dnを読出/書込回路7a〜7dに与える。
【0069】図2は、図1に示したSDRAMのチップ
レイアウトを示す図である。図2において、SDRAM
は、長方形の半導体基板10の四隅にそれぞれ配置され
た4つのメモリマットMM1〜MM4を含む。このSD
RAMは256Mビットの記憶容量を有し、メモリマッ
トMM1〜MM4の各々は64Mビットの記憶容量を有
する。メモリマットMM1〜MM4は、さらに、それぞ
れチップ長辺方向に4つのメモリマットMM1a〜MM
1d,…,MM4a〜MM4dに分割されており、メモ
リマットMM1bとMM1c,…,MM4bとMM4c
の間にはそれぞれロウデコーダ11a〜11dが配置さ
れている。
【0070】また、メモリマットMM1〜MM4のチッ
プ中央側にはそれぞれコラムデコーダ12a〜12d、
コラムプリデコーダ13a〜13dおよびローカルコラ
ム回路14a〜14dが配置されている。チップ中央部
には、信号A0〜A12,BA0,BA1,CLK,C
KE,/CS,/RAS,/CAS,/WE,DQMを
入力するための複数のパッド15およびデータ入出力用
の複数のパッド16がチップ長辺方向に配列されてい
る。パッド15,16列の両側にはデータバスDB0〜
DB7,DB8〜DB15がそれぞれ配置されている。
データバスDB0〜DB7とDB8〜DB15は、メモ
リマットMM1〜MM4の各々とデータの授受を行なう
ため、各メモリマットMMの中央部で交差されている。
【0071】ここで、メモリマットMM1〜MM4は、
それぞれ図1のメモリアレイ6a〜6dを含む。ロウデ
コーダ11a〜11d、コラムデコーダ12a〜12d
およびコラムプリデコーダ13a〜13dは、図1の制
御回路5に含まれる。また、ローカルコラム回路14a
〜14dは、図1の読出/書込回路7a〜7dに含まれ
る。
【0072】メモリマットMM1aは、図3に示すよう
に、チップ短辺方向(Y方向)に16のメモリアレイM
A1〜MA16に分割され、メモリアレイMA1〜MA
16の各々はチップ長辺方向(X方向)に8つのメモリ
ブロックMKに分割されている。すなわち、メモリマッ
トMM1aは、16行8列のメモリブロックMKに分割
されている。コラムデコーダ12aに近い方の8つのメ
モリアレイMM1〜MM8は第1のメモリアレイグルー
プG1を構成し、コラムデコーダ12bから遠い方の8
つのメモリアレイMA9〜MA16は第2のメモリアレ
イグループG2を構成する。
【0073】各メモリアレイMAは、図中X方向に延在
する複数のワード線WLと、図中Y方向に延在する複数
のビット線対BLPを含む。各ワード線WLの一方端
は、ロウデコーダ11aに接続される。16のメモリア
レイMA1〜MA16に共通に複数の列選択線CSLが
設けられ、各列選択線CSLの一方端はコラムデコーダ
12aに接続される。
【0074】メモリアレイMA1〜MA16の各間およ
びそれらの両側にX方向に延在するローカルIO線対L
IOが配置され、偶数番の列のメモリブロックMKに沿
ってY方向に延在するグローバルIO線対GIO0〜G
IO3がそれぞれ配置される。各ローカルIO線対LI
Oと4組のグローバルIO線対GIO0〜GIO3のう
ちのいずれか1組のグローバルIO線対GIOとの間に
ブロック選択スイッチBSが配置される。ローカルIO
線対LIOは、隣接する2つのメモリアレイMAによっ
て共有される。2組のグローバルIO線対GIOは、1
つのメモリアレイグループG1またはG2により利用さ
れる。
【0075】列選択線CSLは、メモリマットMM1a
において1本が選択状態とされる。1本の列選択線CS
Lは、チップ中央部から遠いメモリアレイグループG2
において2つのビット線対BLPを選択して対応のロー
カルIO線対LIOへ接続し、かつチップ中央部に近い
メモリアレイグループG1において2つのビット線対B
LPを選択して対応のローカルIO線対LIOへ接続す
る。
【0076】すなわち、1本の列選択線CSLにより4
つのビット線対BLPが選択状態とされ、ローカルIO
線対LIOを介して4つのグローバルIO線対GIOに
接続される。バンク♯1すなわちメモリマットMM1が
選択された場合は、メモリマットMM1a〜MM1dの
各々において4組のビット線対BLPが選択されるた
め、合計16組のビット線対BLPが選択されることに
なり、全体で合計16ビットのメモリセルに同時にアク
セスすることが可能である。
【0077】図4は、図3のZ部の拡大図である。図4
において、このSDRAMでは、いわゆる交互配置型シ
ェアードセンスアンプ方式が採用されている。すなわ
ち、メモリブロックMK1とMK2で共用されるローカ
ルIO線対LIO2とセンスアンプ列SAC2がメモリ
ブロックMK1とMK2の間の領域に設けられる。セン
スアンプ列SAC2のセンスアンプSAは、メモリブロ
ックMK1およびMK2のたとえば偶数番のビット線対
BLPに対応して設けられる。
【0078】また、メモリブロックMK2とMK3で共
用されるローカルIO線対LIO3とセンスアンプ列S
AC3がメモリブロックMK2とMK3の間の領域に設
けられる。センスアンプ列SAC3のセンスアンプSA
は、メモリブロックMK2およびMK3のたとえば奇数
番のビット線対BLPに対応して設けられる。
【0079】たとえばメモリブロックMK2が選択され
た場合は、図4に示すように、センスアンプ列SAC2
およびSAC3の各センスアンプSAはメモリブロック
MK2の対応のビット線対BLPと接続される。センス
アンプ列SAC2のうちの選択された列に対応するセン
スアンプSAはローカルIO線対LIO2に接続され、
さらにブロック選択スイッチBSを介してグローバルI
O線対GIO2に接続される。また、センスアンプ列S
AC3のうちの選択された列に対応するセンスアンプS
AはローカルIO線対LIO3に接続され、さらに図示
しないブロック選択スイッチBSを介して図示しないグ
ローバルIO線対GIOに接続される。
【0080】図5は、1つのメモリブロックMK2に関
連する部分の構成を示す一部省略した回路図である。図
5においては、簡単化のため、メモリブロックMK2の
うちのローカルIO線対LIO2およびセンスアンプ列
SAC2に関連する部分のみが示され、ローカルIO線
対LIO3およびセンスアンプ列SAC3に関連する部
分は省略される。
【0081】図5を参照して、メモリブロックMK2
は、ロウデコーダ11aからの行選択信号が伝達される
ワード線WLと、このワード線WLと交差する方向に配
置されるビット線対BLPと、ワード線WLとビット線
対BLPの交差部に対応して配置されるダイナミック型
メモリセルMCを含む。メモリセルMCは、アクセス用
のトランジスタと、情報記憶用のキャパシタとを含む。
ビット線対BLPは、互いに相補な信号が伝達されるビ
ット線BLおよび/BLを含む。
【0082】図示しないメモリブロックMK1のローカ
ルIO線対LIO2側の端部にアレイ選択ゲートSAG
1が配置され、メモリブロックMK2のローカルIO線
対LIO2側の端部にアレイ選択ゲートSAG2が配置
される。アレイ選択ゲートSAG1は、アレイ選択信号
φA1に応答して導通状態となり、アレイ選択ゲートS
AG2はアレイ選択信号φA2に応答して導通状態とな
る。メモリブロックMK1およびMK2のビット線対B
LPはそれぞれアレイ選択ゲートSAG1およびSAG
2を介してセンスアンプ列SAC2のセンスアンプSA
に接続される。センスアンプSAはセンスアンプ活性化
信号S0Nによって活性化される。
【0083】各センスアンプSAに対し、このセンスア
ンプSAに接続されたビット線BL,/BLにプリチャ
ージ電位VCC/2を与えるためのビット線イコライザ
EQB2が設けられる。ビット線イコライザEQB2
は、データ読出動作時においてセンスアンプSAが活性
化されるまでの期間に、ビット線イコライズ信号BLE
Qによって活性化される。
【0084】また、各センスアンプSAに対してこのセ
ンスアンプSAにより検知増幅されたデータをローカル
IO線対LIO2へ伝達するための列選択ゲートCSG
2が設けられる。ローカルIO線対LIO2には、ロー
カルIO線イコライズ信号LIOEQによって活性化さ
れ、ローカルIO線対LIOにプリチャージ電位VCC
を与えるためのローカルIO線イコライザEQL2が設
けられる。ローカルIO線対LIO2とグローバルIO
線対GIOとの間に、ブロック選択信号φBに応答して
導通するブロック選択スイッチBSが設けられる。グロ
ーバルIO線対GIOには、グローバルIO線イコライ
ズ信号GIOEQによって活性化され、グローバルIO
線対GIOにプリチャージ電位VCCを与えるためのグ
ローバルIO線イコライザEQG2が設けられる。
【0085】次に、動作について簡単に説明する。まず
イコライズ信号BLEQ,LIOEQ,GIOEQが
「L」レベルになってビット線対BLP,ローカルIO
線対LIOおよびグローバルIO線対GIOのイコライ
ズは停止され、ロウデコーダ11aによって1本のワー
ド線WLが選択される。選択されたワード線WLがメモ
リブロックMK2に含まれている場合、アレイ選択信号
φA2が活性化レベルとなり、メモリブロックMK2に
含まれるビット線対BLPがセンスアンプ列SAC2の
センスアンプSAに接続される。メモリブロックMK1
に対して設けられたアレイ選択ゲートSAG1は非導通
状態となる。メモリブロックMK1はプリチャージ状態
を維持する。
【0086】メモリブロックMK2においては、各ビッ
ト線対BLPにおいてメモリセルデータが現れた後、セ
ンスアンプSAが活性化され、このメモリセルデータを
検知増幅する。
【0087】続いて、列選択線CSLが活性化レベルの
「H」レベルに立上げられると、一組の列選択ゲートC
SG2が導通し、センスアンプSAで検知増幅されたデ
ータがローカルIO線対LIO2へ伝達される。
【0088】続いて、ブロック選択信号φBが活性化レ
ベルの「H」レベルとなり、ローカルIO線対LIO2
がグローバルIO線対GIO2に接続される。データ読
出動作時においては、このグローバルIO線対GIO2
のデータがローカルコラム回路14a、データバスDB
および入出力パッド16を介して外部に出力される。デ
ータ書込動作時においては、外部から入出力パッド1
6、データバスDBおよびローカルコラム回路14aを
介して与えられた書込データがグローバルIO線対GI
O2、およびローカルIO線対LIOGを介して選択さ
れたビット線対BLPへ伝達され、メモリセルMCへの
データの書込が実行される。
【0089】ブロック選択信号φBは、選択ワード線W
Lが属するメモリブロックMK2に対してのみ活性化レ
ベルとなる。アレイ選択信号φA1およびφA2も同様
である。ブロック選択信号φBおよびアレイ選択信号φ
A1,φA2は、行アドレス信号の所定数のビット(た
とえば4ビット)を用いて生成することができる。
【0090】図6は、このようなSDRAMにおいて連
続して8ビットのデータを読出す動作を行なうときの外
部信号の状態を示すタイムチャートである。なお、連続
的に読出されるまたは書込まれるデータのビット数はバ
ースト長と呼ばれ、SDRAMではモードレジスタ4に
よって変更することが可能である。
【0091】SDRAMにおいては、外部クロック信号
CLKの立上がりエッジで外部制御信号やアドレス信号
A0〜A12などが取込まれる。アドレス信号A0〜A
12は、時分割的に多重化された行アドレス信号Xと列
アドレス信号Yを含む。
【0092】サイクル1におけるクロック信号CLKの
立上がりエッジにおいて、信号/RASが活性化レベル
の「L」レベル、信号/CAS,/WEが「H」レベル
であれば、そのときのアドレス信号A0〜A12が行ア
ドレス信号Xaとして取込まれる。
【0093】次いで、サイクル4におけるクロック信号
CLKの立上がりエッジにおいて、信号/CASは活性
化レベルの「L」レベルであれば、そのときのアドレス
信号A0〜A12が列アドレス信号Ybとして取込まれ
る。この取込まれた行アドレス信号Xaおよび列アドレ
ス信号Ybに従ってSDRAM内において行および列選
択動作が実施される。信号/RASが「L」レベルに立
下がってから所定のクロック期間(図6においては6ク
ロックサイクル)が経過した後、最初のデータB0が出
力される。以降、クロック信号CLKの立下がりに応答
してデータb1〜b7が順次出力される。
【0094】図7は、SDRAMにおいて連続して8ビ
ットのデータを書込む動作を行なうときの外部信号の状
態を示すタイムチャートである。
【0095】書込動作においては、行アドレス信号Xa
の取込はデータ読出時と同様である。すなわち、サイク
ル1におけるクロック信号CLKの立上がりエッジにお
いて信号/RASは活性化レベルの「L」レベル、信号
/CAS,/WEが「H」レベルであれば、そのときの
アドレス信号A0〜A12が行アドレス信号Xaとして
取込まれる。サイクル4におけるクロック信号CLKの
立上がりエッジにおいて信号/CAS,/WEがともに
活性化レベルの「L」レベルであれば、列アドレス信号
Ybが取込まれるとともに、そのときに与えられたデー
タb0が最初の書込データとして取込まれる。この信号
/RAS,/CASの立上がりエッジに応答してSDR
AM内部において行および列選択動作が実行される。ク
ロック信号CLKに同期して順次入力データb1〜b7
が取込まれ、順次メモリセルにこの入力データが書込ま
れる。
【0096】以下、この発明の特徴となるデータの読出
/書込に関連する部分について詳細に説明する。図8
は、図2に示したローカルコラム回路14aのうちのメ
モリマットMM1aに対応する部分を示すブロック図で
ある。図8において、このローカルコラム回路14a
は、セレクタ21a〜21d、WDアンプ22a〜22
dおよびライトバッファ23a〜23bを備える。
【0097】セレクタ21a〜21dは、×4構成にお
ける書込動作時はデータバスDB2をWDアンプ22a
〜22dに接続し、×8構成における書込動作時はデー
タバスDB0をWDアンプ22a,22bに接続すると
ともにデータバスDB2をWDアンプ22c,22dに
接続し、×16構成における書込動作時はデータバスD
B0〜DB3をそれぞれWDアンプ22a〜22dに接
続し、MBT時はデータバスDB2をWDアンプ22
b,22dに接続するとともにデータバスDB6をWD
アンプ22a,22cに接続する。
【0098】WDアンプ22a〜22dはそれぞれ、信
号CBS0〜CBS3が活性化レベルの「H」レベルに
なったことに応じて活性化され、外部からデータバスD
B0〜DB3,DB6を介して与えられたデータを増幅
してライトバッファ23a〜23dに与える。信号CB
S0〜CBS3は、コラムアドレス信号CA9,CA1
1から生成される。ライトバッファ23a〜23dは、
それぞれWDアンプ22a〜22dが与えられたデータ
をグローバルIO線対GIO0〜GIO3に伝達する。
【0099】×4構成における書込動作時は、信号CB
S0〜CBS3のうちのいずれか1つの信号(たとえば
CBS0)は活性化レベルの「H」レベルになり、外部
データバスDB2に与えられたデータがセレクタ21
a、WDアンプ22aおよびライトバッファ23aを介
してグローバルIO線対GIOに伝達される。
【0100】×8構成における書込動作時は、信号CB
S0とCBS1のうちのいずれか1つの信号(たとえば
CBS0)と、信号CBS2とCBS3のうちのいずれ
か1つの信号(たとえばCBS2)とが活性化レベルの
「H」レベルになり、外部からデータバスDB0に与え
られたデータがセレクタ21a、WDアンプ22aおよ
びライトバッファ23aを介してグローバルIO線対G
IO0に伝達されるとともに、外部から与えられるデー
タバスDB2に与えられたデータがセレクタ21c、W
Dアンプ22cおよびライトバッファ23cを介してグ
ローバルIO線対GIO2に伝達される。
【0101】×16構成における書込動作時は、信号C
BS0〜CBS3がともに活性化レベルの「H」レベル
になり、外部からデータバスDB0〜DB3に与えられ
たデータはそれぞれセレクタ21a〜21d、WDアン
プ22a〜22dおよびライトバッファ23a〜23d
を介してグローバルIO線対GIO0〜GIO3に伝達
される。
【0102】MBTにおける書込動作時は、信号CBS
0〜CBS3がともに活性化レベルの「H」レベルにな
り、外部からデータバスDB2に与えられたデータがセ
レクタ21b、21d、WDアンプ22b,22dおよ
びライトバッファ23b,23dを介してグローバルI
O線対GIO1,GIO3に与えられるとともに、外部
からデータバスDB6に与えられたデータがセレクタ2
1a,21c、WDアンプ22a,22cおよびライト
バッファ23a,23cを介してグローバルIO線対G
IO0,GIO2に与えられる。
【0103】また、このローカルコラム回路14aは、
セレクタ24a〜24d、プリアンプ25a〜25d、
マスタラッチ回路26a〜26d、スレーブラッチ回路
27a〜27d、RDバッファ28a〜28d、および
MBTバッファ29a〜29dを備える。
【0104】セレクタ24a〜24dは、×4構成にお
ける読出動作時は信号CBS0〜CBS3に従ってグロ
ーバルIO線対GIO0〜GIO3のうちのいずれか1
組のグローバルIO線対GIOをプリアンプ25cにパ
ルス的に接続し、×8構成における読出動作時は信号C
BS0,CBS1に従ってグローバルIO線対GIO
0,GIO1のうちのいずれか1組のグローバルIO線
対GIOをプリアンプ25aにパルス的に接続するとと
もに信号CBS2,CBS3に従ってグローバルIO線
対GIO2およびGIO3のうちのいずれか1組のグロ
ーバルIO線対GIOをプリアンプ25cにパルス的に
接続し、×16構成およびMBTにおける読出動作時は
グローバルIO線対GIO0〜GIO3をそれぞれプリ
アンプ25a〜25dにパルス的に接続する。信号CB
S0〜CBS3は、2ビットの列アドレス信号に基づい
てコラムプリデコーダ13aおよびコラムデコーダ12
aで生成される。
【0105】プリアンプ25a〜25dは、それぞれ、
グローバルIO線対GIOからセレクタ24a〜24d
を介して与えられた読出データ信号を増幅する。プリア
ンプ25a〜25dの出力信号はそれぞれマスタラッチ
回路26a〜26dに与えられ、各々の反転出力信号は
それぞれRDバッファ28a〜28dおよびMBTバッ
ファ29a〜29dに与えられる。ラッチ回路26a,
27a,…26d,27dは、それぞれCLシフタを構
成し、プリアンプ25a〜25dの出力信号を1クロッ
ク周期分だけ遅延させてRDバッファ28a〜28dお
よびMBTバッファ29a〜29dに与える。なお、マ
スタラッチ回路26cおよびスレーブラッチ回路27c
をそれぞれプリアンプ25cおよびバッファ28c,2
9c側に配置したのは、セレクタ24c、プリアンプ2
5cおよびマスタラッチ回路26cの面積とスレーブラ
ッチ回路27cおよびバッファ28c,29cの面積と
が等しくなるようにするためである。
【0106】RDバッファ28a〜28dは、それぞ
れ、読出動作時に活性化され、プリアンプ25a〜25
dの出力信号およびスレーブラッチ回路27a〜27d
の出力信号に従ってデータバスDB0〜DB3をパルス
的に駆動させる。MBTバッファ29a〜29dは、そ
れぞれ、MBTにおける読出動作時に活性化され、プリ
アンプ25a〜25dの出力信号およびスレーブラッチ
回路27a〜27dの出力信号に従ってデータバスDB
6,DB2,DB6,DB2を駆動させる。
【0107】×4構成における読出動作時は、セレクタ
24a〜24dのうちのセレクタ24cのみが活性化さ
れるとともに信号CBS0〜CBS3のうちのいずれか
1つの信号(たとえばCBS0)が活性化レベルの
「H」レベルになり、グローバルIO線対(この場合は
GIO0)に読出されたデータがセレクタ24c、プリ
アンプ25c、ラッチ回路26c,27cおよびRDバ
ッファ28cを介してデータバスDB2にパルス的に与
えられる。
【0108】×8構成における読出動作時は、セレクタ
24a〜24dのうちの2つのセレクタ24a,24c
が活性化され、信号CBS0,CBS1のうちのいずれ
か1つの信号(たとえばCBS0)が活性化レベルの
「H」レベルになり、グローバルIO線対(この場合は
GIO0)に読出されたデータがセレクタ24a、プリ
アンプ25a、ラッチ回路26a,27aおよびRDバ
ッファ28aを介してデータバスDB0にパルス的に与
えられるとともに、信号CBS2,CBS3のうちのい
ずれか1つの信号(たとえばCBS2)が活性化レベル
の「H」レベルになり、グローバルIO線対(この場合
はGIO2)に読出されたデータがセレクタ24c、プ
リアンプ25c、ラッチ回路26c,27cおよびRD
バッファ28cを介してデータバスDB2にパルス的に
与えられる。
【0109】×16構成における読出動作時は、4つの
セレクタ24a〜24dはともに活性化されるととも
に、信号CBS0,CBS2が活性化レベルの「H」レ
ベルになり、グローバルIO線対GIO0〜GIO3に
読出されたデータがそれぞれセレクタ24a〜24d、
プリアンプ25a〜25d、ラッチ回路26a〜26
d,27a〜27dおよびRDバッファ28a〜28d
を介してデータバスDB0〜DB3にパルス的に与えら
れる。
【0110】MBTにおける読出動作時は、4つのセレ
クタ24a〜24dはともに活性化されるとともに信号
CBS0,CBS2が活性化レベルの「H」レベルにな
り、グローバルIO線対GIO0〜GIO3に読出され
たデータはそれぞれセレクタ24a〜24d、プリアン
プ25a〜25d、ラッチ回路26a〜26d,27a
〜27dおよびMBTバッファ29a〜29dを介して
データバスDB6,DB2,DB6,DB2に与えられ
る。
【0111】以下、このSDRAMのデータ読出に関連
する部分についてさらに詳細に説明する。セレクタ24
cは、図9に示すように、PチャネルMOSトランジス
タ31〜38、NANDゲート40〜44およびインバ
ータ41,42を含む。PチャネルMOSトランジスタ
31,33,35,37は、それぞれグローバルIO線
GIOL0〜GIOL3とノードN31との間に接続さ
れる。PチャネルMOSトランジスタ32,34,3
6,38は、それぞれグローバルIO線/GIOL0〜
GIOL3とノードN32との間に接続される。
【0112】信号PAELは、インバータ41によって
反転される。NANDゲート44は、インバータ41の
出力信号と信号PACMと信号M×4816とを受け
る。NANDゲート44の出力信号は、インバータ46
によって反転されて信号φ42となる。NANDゲート
40は、信号φ42,CBS0,M×4を受け、その出
力信号ZPADT0はPチャネルMOSトランジスタ3
1,32のゲートに入力される。NANDゲート41
は、信号φ42,CBS1,M×4を受け、その出力信
号ZPADT1はPチャネルMOSトランジスタ33,
34のゲートに入力Sれる。NANDゲート42は、信
号φ42,CBS2および「H」レベルの信号を受け、
その出力信号ZPADT2はPチャネルMOSトランジ
スタ35,36のゲートに入力される。NANDゲート
43は、信号φ42,CBS3,M×48を受け、その
出力信号ZPADT3はPチャネルMOSトランジスタ
37,38のゲートに入力される。
【0113】ここで語構成選択信号M×4816は×
4,×8,×16のすべての語構成で「H」レベルとな
る。信号M×4は語構成が×4の場合に「H」レベルと
なり、信号M×48は語構成が×4,×8の場合に
「H」レベルとなる。
【0114】他のセレクタ24a,24b,24dもセ
レクタ24cと同じ構成である。ただし、セレクタ24
aでは、信号CBS2,CBS3の代わりに「L」レベ
ルの信号がNANDゲート42,43に与えられて信号
ZPADT2,ZPADT3が「H」レベルに固定さ
れ、PチャネルMOSトランジスタ35〜38が非導通
状態に固定される。また、信号M×4の代わりに信号M
×816がNANDゲート40に与えられ、信号M×4
の代わりに信号M×8がNANDゲート41に与えられ
る。信号M×816は語構成が×8,×16の場合に
「H」レベルになり、信号M×8は語構成が×8の場合
に「H」レベルとなる。
【0115】セレクタ24bでは、信号CBS0,CB
S2,CBS3の代わりに「L」レベルの信号がNAN
Dゲート40,42,43に与えられて信号ZPADT
0,ZPADT2,ZPADT3が「H」レベルに固定
され,PチャネルMOSトランジスタ31,32,35
〜37は非導通状態に固定される。また、信号M×4の
代わりに信号M×16がNANDゲート41に与えられ
る。信号M×16は、語構成が×16の場合に「H」レ
ベルになる。
【0116】セレクタ24dでは、信号CBS0〜CB
S2の代わりに「L」レベルの信号がNANDゲート4
0〜42に与えられて信号ZPADT0〜ZPADT2
が「H」レベルに固定され、PチャネルMOSトランジ
スタ32〜36が非導通状態に固定される。また、信号
M×48の代わりに信号M×16がNANDゲート43
に与えられる。
【0117】プリアンプ25cは、図10に示すよう
に、PチャネルMOSトランジスタ51〜55、Nチャ
ネルMOSトランジスタ56〜58、NANDゲート5
9およびインバータ60〜62を含む。PチャネルMO
Sトランジスタ51,52は、図9で示したノードN3
1とN32の間に直列接続され、各々ゲートはともに信
号ZPAEQを受ける。PチャネルMOSトランジスタ
51,52はイコライザを構成する。信号ZPAEQが
活性化レベルの「L」レベルになると、PチャネルMO
Sトランジスタ51,52が導通してノードN31,N
32が「H」レベルにイコライズされる。
【0118】PチャネルMOSトランジスタ53は電源
電位VCCのラインとノードN53の間に接続され、P
チャネルMOSトランジスタ54,55はそれぞれノー
ドN53とノードN31,N32との間に接続される。
NチャネルMOSトランジスタ56,57はそれぞれノ
ードN31,N32とノードN58との接続され、Pチ
ャネルMOSトランジスタ58はノードN58と接地電
位VSSのラインとの間に接続される。MOSトランジ
スタ53,58のゲートはそれぞれ信号ZPAE,PA
Eを受ける。MOSトランジスタ54,56のゲートは
ともにノードN32に接続され、MOSトランジスタ5
5,57のゲートはともにノードN31に接続される。
MOSトランジスタ53〜58は、差動増幅器を構成す
る。この差動増幅器は、信号ZPAE,PAEが「L」
レベルおよび「H」レベルになったことに応じて活性化
され、ノードN31,N32のうちの電位が高い方のノ
ードを「H」レベルにし、他方のノードを「L」レベル
にする。ノードN31,N32に現れる信号が、プリア
ンプ25cの出力信号PDCL1,/PDCL1とな
る。
【0119】NANDゲート59は、信号PAEL,M
×4816を受け、その出力信号が信号ZPAEとな
る。信号ZPAEは、インバータ60で反転されて信号
PAEとなる。信号PDCL1,/PDCL1は、それ
ぞれインバータ61,62で反転されてプリアンプ25
cの反転出力信号PDCL2,/PDCL2となる。他
のプリアンプ25a,25b,25dもプリアンプ25
cと同じ構成である。
【0120】図11は、図9および図10で示したセレ
クタ24cおよびプリアンプ25cの動作を示すタイム
チャートである。列選択信号CSLが活性化レベルの
「H」レベルに立上げられると、信号ZPAEQが非活
性化レベルの「H」レベルに立上げられ、図10のPチ
ャネルMOSトランジスタ51,52が非導通になり、
ノードN31,N32のイコライズが停止される。ま
た、プリアンプ活性化マスタ信号PACMが活性化レベ
ルの「H」レベルに立上がり、その遅延信号であるプリ
アンプ活性化ローカル信号PAELが活性化レベルの
「H」レベルに立上がる。
【0121】したがって、図9の信号φ42は、信号P
ACMが「H」レベルに立上がってから、信号PAEL
が「H」レベルに立上がるまでの間だけ「H」レベルに
なる。これにより、信号ZPADT0〜ZPADT3の
うちの信号M×4,M×48および信号CBS0〜CB
S3で選択された信号(たとえばZPADT0)がパル
ス的に「L」レベルになり、それに対応するPチャネル
MOSトランジスタ(この場合は31,32)がパルス
的に導通して、グローバルIO線GIOL0,/GIO
L0の電位がノードN31,N32に伝達される。この
後、グローバルIO線GIOL0,/GIOL0のイコ
ライズが行なわれる。
【0122】また、信号PAELが「H」レベルになる
と、信号ZPAE,PAEがそれぞれ「L」レベルおよ
び「H」レベルになってMOSトランジスタ53〜58
からなる差動増幅器が活性化され、ノードN31,N3
2のうちの電位が高い方のノードが「H」レベルにさ
れ、他方のノードが「L」レベルにされる。プリアンプ
25cの出力信号PDCL1,/PDCL1はマスタラ
ッチ回路26cに与えられ、プリアンプ25cの反転出
力信号PDCL2,/PDCL2はRDバッファ28c
およびMBTバッファ29cに与えられる。
【0123】マスタラッチ回路26cは、図12に示す
ように、クロックドインバータ63,64およびインバ
ータ65〜68を含む。信号PDCL1,/PDCL1
は、それぞれクロックドインバータ63,64に入力さ
れる。クロックドインバータ63,64は、ともに信号
PAE,ZPAEが「H」レベルおよび「L」レベルで
ある期間に活性化される。インバータ65,66は、ラ
ッチ回路を構成し、クロックドインバータ63の出力レ
ベルをラッチする。インバータ67,68は、ラッチ回
路を構成し、クロックドインバータ64の出力レベルを
ラッチする。インバータ65,66;67,68にラッ
チされたレベルがそれぞれマスタラッチ回路26cの出
力信号PDCL3,/PDCL3となる。
【0124】スレーブラッチ回路27cは、図12に示
すように、クロックドインバータ69,70およびイン
バータ71〜74を含む。信号PDCL3,/PDCL
3は、それぞれクロックドインバータ69,70に入力
される。クロックドインバータ69,70は、ともに信
号ZRDRVD,RDRVDがそれぞれ「H」レベルお
よび「L」レベルである期間に活性化される。インバー
タ71,72は、ラッチ回路を構成し、クロックドイン
バータ69の出力レベルをラッチする。インバータ7
3,74はラッチ回路を構成し、クロックドインバータ
70の出力レベルをラッチする。インバータ71,7
2;73,74にラッチされたレベルがそれぞれスレー
ブラッチ回路27cの出力信号PDD,/PDDとな
る。
【0125】信号PAE,ZPAEがそれぞれ「H」レ
ベルおよび「L」レベルになるとクロックドインバータ
63,64が活性化されて信号PDCL1,/PDCL
1がマスタラッチ回路26cに取込まれ、信号PAE,
ZPAEがそれぞれ「L」レベルになるとクロックドイ
ンバータ63,64が非活性化されて信号PDCL3,
/PDCL3がマスタラッチ回路26cにラッチされ
る。
【0126】信号ZRDRVD,RDRVDがそれぞれ
「H」レベルになるとクロックドインバータ69,70
が活性化されて信号PDCL3,/PDCL3がスレー
ブラッチ回路27cに取込まれ、信号ZRDRVD,R
DRVDがそれぞれ「L」レベルおよび「H」レベルに
なるとクロックドインバータ69,70が非活性化され
て信号PDD,/PDDがスレーブラッチ回路27cに
ラッチされる。
【0127】マスタラッチ回路26cとスレーブラッチ
回路27cは、CLシフタを構成し、信号PDCL1,
/PDCL1を1クロック周期分だけ遅延させてRDバ
ッファ28cおよびMBTバッファ29cに伝達させ
る。他のマスタラッチ回路26a,26b,26dもマ
スタラッチ回路26cと同じ構成であり、他のスレーブ
ラッチ回路27a,27b,27dもスレーブラッチ回
路27cと同じ構成である。
【0128】RDバッファ28cは、図13に示すよう
に、PチャネルMOSトランジスタ71〜80、Nチャ
ネルMOSトランジスタ81〜88、NORゲート8
9、NANDゲート90,91およびインバータ92〜
96を含む。PチャネルMOSトランジスタ71,72
のソースは電源電位VCCのラインに接続され、各々の
ドレインはPチャネルMOSトランジスタ73を介して
ノードN79に接続される。ノードN79に現れる信号
は信号ZDRVとなる。NチャネルMOSトランジスタ
82,85,86は、ノードN79と電源電位VSSの
ラインとの間に直列接続され、NチャネルMOSトラン
ジスタ81はノードN79とNチャネルMOSトランジ
スタ86のドレイン(ノードN86)との間に接続され
る。
【0129】PチャネルMOSトランジスタ74,75
のソースは電源電位VCCのラインに接続され、各々の
ドレインはPチャネルMOSトランジスタ76を介して
ノードN80に接続される。ノードN80に現れる信号
は信号ZZDRVとなる。NチャネルMOSトランジス
タ83,84はそれぞれノードN80とノードN85,
N86との間に接続される。PチャネルMOSトランジ
スタ77,78は、それぞれ電源電位VCCのラインと
ノードN79,N80との間に接続される。
【0130】信号PDDはMOSトランジスタ75,8
4のゲートに入力され、信号ZPDDはMOSトランジ
スタ72,82のゲートに入力される。信号PDCL2
はMOSトランジスタ76,83のゲートに入力され、
信号/PDCL2はMOSトランジスタ73,81のゲ
ートに入力される。MOSトランジスタ71,74,8
5のゲートには信号RDRVMが入力され、MOSトラ
ンジスタ77,78,86のゲートには信号ZRDCU
Tが入力される。
【0131】PチャネルMOSトランジスタ79,80
は、それぞれ電源電位VCCのラインとデータバス線/
DBL2,DBL2に接続され、各々のゲートはそれぞ
れ信号ZDRV,ZZDRVを受ける。データバス線/
DBL2,DBL2はデータバスDB2を構成する。N
チャネルMOSトランジスタ87,88は、それぞれ接
地電位VSSのラインとデータバス線/DBL2,DB
L2との間に接続される。信号ZZDRV,ZDRV
は、それぞれインバータ95,96を介してNチャネル
MOSトランジスタ87,88のゲートに入力される。
【0132】NORゲート89は、信号PDCL2,/
PDCL2を受ける。NANDゲート90は、信号RD
RVM,M×4816,ZTEを受ける。信号ZTE
は、MBT時に「L」レベルになり、通常の動作時は
「H」レベルになる信号である。NANDゲート91
は、NORゲート89およびNANDゲート90の出力
信号を受け、その出力信号はインバータ92〜94を介
してPチャネルMOSトランジスタ77,78のゲート
に入力される。インバータ94の出力信号は信号ZRD
CUTとなる。
【0133】図14は、図13に示したRDバッファ2
8cの動作を示すタイムチャートである。各クロックサ
イクル期間においてクロック信号CLKの立上がりエッ
ジに応答して列選択線CSLが「H」レベルに立上げら
れ、さらに信号PAEが「H」レベルに立上げられ、プ
リアンプ25cの出力信号がマスタラッチ回路26cに
取込まれる。図10および図11で示したように、信号
PAEが「L」レベルになると信号ZPAEQが「L」
レベルとなり、ノードN31,N32がイコライズされ
て信号PDCL2,/PDCL2がともに「L」レベル
になる。また、この時点では信号RDRVMは「L」レ
ベルになっており、信号ZRDCUDは「H」レベルに
なっている。したがって、MOSトランジスタ71,7
3,74,76,86が導通し、MOSトランジスタ7
7,78,81,83,85が非導通となって、ノード
N79,N80が「H」レベルになっている。また、ノ
ードN79,80が「H」レベルであるからMOSトラ
ンジスタ79,80,87,88が非導通になり、デー
タバス線DBL2,/DBL2はプリチャージ電位VD
Bにプリチャージされている。
【0134】次いでクロック信号CLKの立上がりエッ
ジに応答して信号RDRVMが「H」レベルに立上が
り、NチャネルMOSトランジスタ85,86がともに
導通して、信号PDD,ZPDDのうちの「H」レベル
の方の信号(たとえばPDD)をそのゲートに受けるN
チャネルMOSトランジスタ(この場合は84)を介し
てノードN80が「L」レベルに立下げられ、Pチャネ
ルMOSトランジスタ80およびNチャネルMOSトラ
ンジスタ87が導通する。次いでNANDゲート90,
91およびインバータ92〜94の遅延時間(約1n
s)経過後に信号ZRDCUDが「L」レベルに立下が
り、PチャネルMOSトランジスタ77,78が導通す
るとともにNチャネルMOSトランジスタ86が非導通
になってノードN80が「H」レベルに立上げられ、P
チャネルMOSトランジスタ80およびNチャネルMO
Sトランジスタ87が非導通になる。したがって、デー
タバス線DBL2,/DBL2は、NANDゲート9
0,91およびインバータ92〜94の遅延時間だけパ
ルス的に駆動される。
【0135】他のRDバッファ28a,28b,28d
もRDバッファ28cと同じ構成である。ただし、RD
バッファ28aでは信号M×4816の代わりに信号M
×816がNANDゲート60に与えられ、RDバッフ
ァ28b,28dでは信号M×4816の代わりに信号
M×16がNANDゲート64に与えられる。
【0136】MBTバッファ29cは、図15に示すよ
うに、インバータ100〜104、NANDゲート10
5〜108およびPチャネルMOSトランジスタ10
9,110を含む。信号ZTEは、インバータ100に
よって反転される。信号PDCL2,/PDCL2は、
それぞれインバータ101,102によって反転され
る。NANDゲート105は、信号PDD,RDRVM
およびインバータ100の出力信号を受ける。NAND
ゲート106は、信号ZPDD,RDRVMおよびイン
バータ100の出力信号を受ける。NANDゲート10
7は、インバータ101およびNANDゲート105の
出力信号を受け、その出力信号はインバータ103で反
転されて信号ZMBDRVとなる。NANDゲート10
8は、インバータ102およびNANDゲート106の
出力信号を受け、その出力信号はインバータ104で反
転されて信号ZZMBDRVとなる。PチャネルMOS
トランジスタ109,110は、それぞれ電源電位VC
Cのラインとデータバス線DBL2,/DBL2との間
に接続され、各々のゲートはそれぞれ信号ZMBTR
V,ZZMBRVを受ける。
【0137】図16は、図15に示したMBTバッファ
29cの動作を示すタイムチャートである。図14で説
明したように、信号PAEが「L」レベルに立下がる
と、信号PDCL2,/PDCL2がともに「L」レベ
ルになる。また、MBT時は信号ZTEが「L」レベル
にされている。クロック信号CLKの立上がりエッジに
応答して信号RDRVMが「H」レベルに立上げられる
と、信号PDD,ZPDDのうちの「H」レベルの方の
信号(たとえばPDD)に対応する信号(この場合はZ
MBDRV)が「L」レベルになり、PチャネルMOS
トランジスタ109が導通してデータバス線DBL2が
「H」レベルに立上げられる。
【0138】もう1本のデータバス線/DBL2は、P
チャネルMOSトランジスタ110が導通しないので、
プリチャージ電位VDBのまま変化しない。他のMBT
バッファ29a,29b,29dもMBTバッファ29
cと同じ構成である。
【0139】図17は、データバスDBのイコライズ方
法を示す回路ブロック図である。このSDRAMは大容
量でチップ面積が大きいので、データバスDBの配線長
が長くなり、データバスDBの容量も大きくなってい
る。したがって、サイズの大きなトランジスタを用いた
イコライザをデータバスDBの1箇所に配置したので
は、イコライズ速度が遅くなり不利である。また、その
ような大きなイコライザを1箇所に配置することは、レ
イアウト上困難である。
【0140】そこで、このSDRAMでは、図17に示
すように、比較的サイズが小さなトランジスタを用いた
複数(図では6つ)のイコライザ111〜116が各デ
ータバスDBの延在方向に分散配置される。図17で
は、データバスDB2に関連する部分のみが示されてい
る。イコライザ112〜115には信号DBEQが直接
入力される。イコライザ111には、ANDゲート11
7で生成された信号TEと信号DBEQの論理積信号D
BEQ′が入力される。イコライザ116には、AND
ゲート118で生成された信号TEと信号DBEQの論
理積信号DBEQ′が入力される。信号TEは、MBT
時は「H」レベルになり、通常動作時は「L」レベルに
なる信号である。
【0141】イコライザ111は、図18に示すよう
に、データバス線DBL2と/DBL2の間に接続さ
れ、そのゲートが信号DBEQ′を受けるNチャネルM
OSトランジスタ121を含む。MBT時において信号
DBEQが「H」レベルになって信号DBEQ′が活性
化レベルの「H」レベルになるとNチャネルMOSトラ
ンジスタ121が導通し、データバス線DBL2と/D
BL2の電位がイコライズされる。イコライザ113,
114,116もイコライザ111と同じ構成である。
ただし、イコライザ113,114には、信号DBE
Q′の代わりに信号DBEQが入力される。
【0142】イコライザ112は、図19に示すよう
に、NチャネルMOSトランジスタ122,123およ
びダイオード124を含む。NチャネルMOSトランジ
スタ122,123は、データバス線DBL2と/DB
L2の間に直列接続され、各々のゲートはともに信号D
BEQを受ける。ダイオード124は、NチャネルMO
Sトランジスタ122と123の間のノードN122と
接地電位VSSのラインとの間に接続される。
【0143】信号DBEQが「H」レベルになるとNチ
ャネルMOSトランジスタ122,123が導通し、デ
ータバス線DBL2と/DBL2の電位がプリチャージ
電位VDBすなわちダイオード124のビルトインポテ
ンシャル(たとえば0.5V)にイコライズされる。
【0144】したがって、信号TEが「L」レベルとな
る通常動作時では信号DBEQが「H」レベルになると
イコライザ112〜115が活性化され、信号TEが
「H」レベルとなるMBT動作時では信号DBEQが
「H」レベルになるとイコライザ111〜116が活性
化されて、図20に示すように、データバス線DBL2
と/DBL2の電位がプリチャージ電位VDBにイコラ
イズされる。信号DBEQが「L」レベルに立下げら
れ、イコライズが停止された後、データバス線DBL
2,/DBL2はRDバッファ28cによって駆動され
る。データバス線DBL2,/DBL2のうちの一方が
電源電位VCC(たとえば3V)のラインにパルス的に
接続されて「H」レベル(たとえば1.0V)に立上げ
られ、他方は接地電位VSSのラインにパルス的に接続
されて「L」レベル(0V)にされる。
【0145】なお、図21で示すように、ダイオード1
24をダイオード接続されたNチャネルMOSトランジ
スタ125で置換してもよい。この場合は、プリチャー
ジ電位VDBは、NチャネルMOSトランジスタ125
のしきい値電位となる。
【0146】図22は、図1に示したIOバッファ8の
うちデータバスDB2に対応する部分を示すブロック図
である。図22において、IOバッファ8は、データ出
力回路131、データ出力バッファ回路132、データ
入力バッファ回路133およびデータラッチ回路134
を含む。
【0147】読出動作時は、データ出力回路131およ
びデータ出力バッファ回路132が活性化される。デー
タ出力回路131は、データバス線DBL2と/DBL
2の電位を比較し、比較結果に応じた読出データ信号R
D,/RDをデータ出力バッファ回路132に与える。
データ出力バッファ回路132は、データ出力回路13
1からの信号RD,/RDに応答してデータ入出力パッ
ド16を「H」レベル(電源電位VCC)または「L」
レベル(接地電圧VSS)にする。
【0148】書込動作時は、データ入力バッファ回路1
33およびデータラッチ回路134が活性化される。デ
ータ入力バッファ回路133は、外部からデータ入出力
パッド16を介して与えられたデータ信号が「H」レベ
ルか「L」レベルかを検出し、検出結果に応じた書込デ
ータ信号WD,/WDをデータラッチ回路134に与え
る。データラッチ回路134は、データ入力バッファ回
路133からの信号WD,/WDに従ってデータバス線
DBL2,/DBL2のうちの一方を「H」レベル(電
源電位VCC)に保持し他方を「L」レベル(接地電圧
VSS)に保持する。
【0149】また、データ出力回路131は、図23に
示すように、MBTにおける読出動作時に1つのデータ
バス(図ではDB2)に読出された4ビットのデータが
一致しているか否かを検出するためのNANDゲート1
35を含む。MBTにおける書込動作時は1つのデータ
バスDB2から4つのメモリセルMCの各々に同一デー
タを書込むので、4つのメモリセルMCの各々から同一
データが読出された場合は4つのメモリセルMCは正常
であるが、4つのメモリセルMCのうちの少なくとも1
つから異なるデータが読出された場合は4つのメモリセ
ルMCのうちの少なくとも1つは異常である。したがっ
て、4つのメモリセルMCから読出された4ビットのデ
ータが一致しているか否かを検出することにより、4つ
のメモリセルが正常か否かを判定することができる。
【0150】図23において、PチャネルMOSトラン
ジスタ109a〜109d,110a〜110dは、図
15で示したMBTバッファ29cのPチャネルMOS
トランジスタ109,110に対応するものである。P
チャネルMOSトランジスタ109a,110aは図1
8のMBTバッファ29bに含まれ、PチャネルMOS
トランジスタ109b,110bはMBTバッファ29
dに含まれている。PチャネルMOSトランジスタ10
9c,110cは図2で示したメモリマットMM1bに
対応するMBTバッファ29bに含まれ、PチャネルM
OSトランジスタ109d,110dはメモリマットM
M1bに対応するMBTバッファ29dに含まれてい
る。NANDゲート135は、データバス線DBL2,
/DBL2に現われる信号を受け、信号RDTを出力す
る。
【0151】4つのメモリセルMCからの読出データが
一致した場合は、PチャネルMOSトランジスタ109
a〜109d,110a〜110dのうちのPチャネル
MOSトランジスタ109a〜109dのみが導通して
データバス線DBL2,/DBL2のうちのデータバス
線DBL2のみが「H」レベルになるか、PチャネルM
OSトランジスタ110a〜110dのみが導通してデ
ータバス線DBL2,/DBL2のうちのデータバス線
/DBL2のみが「H」レベルになるので、信号RDT
が「H」レベルになる。
【0152】4つのメモリセルMCからの読出データが
一致しない場合は、PチャネルMOSトランジスタ10
9a〜109dのうちの少なくとも1つのPチャネルM
OSトランジスタ(たとえば109a)とPチャネルM
OSトランジスタ110a〜110dのうちのPチャネ
ルMOSトランジスタ(この場合は110b〜110
d)とが導通してデータバス線DBL2,/DBL2が
ともに「H」レベルになり、信号RDTが「L」レベル
になる。
【0153】データ出力回路131は信号RDTに応じ
た読出データ信号RD,/RDをデータ出力バッファ回
路132に与え、データ出力バッファ回路132はその
信号RD,/RDに応じたレベルの信号をデータ入出力
パッド16に出力する。したがって、データ入出力パッ
ド16のレベルを検出することにより、4つのメモリセ
ルMCが正常か否かを判定することができる。
【0154】この実施の形態では、グローバルIO線対
GIO1〜GIO3とプリアンプ25a〜25dとの間
にセレクタ24a〜24dを設けたので、CLシフタ1
55a〜155dとRDバッファ157a〜157dと
の間にセレクタ156a〜156dを設けていた従来に
比べ、配線およびレイアウトの簡単化を図ることがで
き、レイアウト面積の縮小化を図ることができる。
【0155】また、セレクタ24a〜24dによってグ
ローバルIO線対GIO1〜GIO3とプリアンプ25
a〜25dの入出力ノード対N31,N32をパルス的
に接続するので、グローバルIO線対GIO1〜GIO
3のイコライズとプリアンプ25a〜25dの入出力ノ
ード対N31,N32のイコライズとを別々に行なうこ
とができる。したがって、大容量のグローバルIO線対
GIO1〜GIO3のイコライズ期間を長くとることが
でき、読出動作の安定化を図ることができる。
【0156】また、RDバッファ28a〜28dは、デ
ータバス線DBL,/DBLの各々に電源電位VCCま
たは接地電圧VSSをパルス的に与え、データバス線D
BL,/DBLの各々を1Vまたは0Vにする。したが
って、データバス線DBL,/DBLの各々を電源電位
VCC(たとえば3V)または接地電圧VSS(0V)
にしていた従来に比べ、消費電流が小さくて済む。
【0157】また、信号RDRVMをNANDゲート9
0,91およびインバータ92〜94で遅延および反転
させて信号ZRDCUDを生成し、信号RDRVM,Z
RDCUDがともに「H」レベルの期間だけデータバス
線DBL,/DBLの各々に電源電位VCCまたは接地
電圧VSSを与える。したがって、電源電位VCCが低
下したときはNANDゲート90,91およびインバー
タ92〜94の遅延時間が長くなるので、電源電位VC
Cの低下時にデータバス線DBL,/DBLの電位振幅
が小さくなるのを防止することができる。
【0158】また、SDRAMはテストモード時はテス
タに接続され、その消費電流および動作速度は問題にさ
れないので、テストモード時はMBTバッファ29a〜
29dがデータバス線DBL,/DBLに電源電位VC
Cまたは接地電圧VSSを与えるようにしてテスト動作
の安定化を図っている。
【0159】また、複数のイコライザ111〜116を
データバスDBの延在方向に分散配置させるので、デー
タバスDBのイコライズを高速に行なうことができる。
【0160】また、イコライザ112,115は、イコ
ライズ期間にデータバス線DBL,/DBLをダイオー
ド124のアノードに接続し、データバス線DBL,/
DBLの各々をダイオード124のビルトインポテンシ
ャルにするので、プリチャージ用の電源は不要である。
【0161】また、通常動作時よりもMBT時の方がデ
ータバス線DBL,/DBLの電位振幅が大きいが、通
常動作時はイコライザ112〜115を活性化させ、M
BT時はイコライザ111〜116を活性化させるの
で、通常動作時とMBT時のイコライズ時間を等しくす
ることができる。
【0162】なお、今回開示された実施の形態はすべて
の点で例示であって制限的なものではないと考えられる
べきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特
許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の
意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意
図される。
【0163】
【発明の効果】以上のように、請求項1に係る発明で
は、データ伝達線対の他方端とプリアンプの入出力ノー
ド対との間に接続され、所定時間だけパルス的に導通し
てデータ伝達線対間に生じた電位差をプリアンプの入出
力ノード対に与えるためのスイッチング素子対が設けら
れる。したがって、スイッチング素子対がパルス的に導
通した直後にデータ伝達線対のイコライズを開始するこ
とができるので、容量が大きなデータ伝達線対のイコラ
イズ期間を長くとることができ、読出動作の安定化を図
ることができる。
【0164】請求項2に係る発明では、請求項1に係る
発明に、スイッチング素子対がパルス的に導通した後の
第1のイコライズ期間にデータ伝達線対の電位をプリチ
ャージ電位にイコライズする第1のイコライザと、スイ
ッチング素子対がパルス的に導通する前の第2のイコラ
イズ期間にプリアンプの入出力ノード対の電位をプリチ
ャージ電位にイコライズする第2のイコライザがさらに
設けられる。これにより、データ伝達線対とプリアンプ
の入出力ノード対とを別々にイコライズすることができ
る。
【0165】請求項3に係る発明では、アドレス信号に
従って複数のデータ伝達線対のうちのいずれかのデータ
伝達線対を選択し、そのデータ伝達線対の他方端とプリ
アンプの入出力ノード対とを所定時間だけパルス的に接
続してそのデータ伝達線対間に生じた電位差をプリアン
プの入出力ノード対に与えるためのセレクタが設けられ
る。したがって、データ伝達線対がプリアンプの入出力
ノード対にパルス的に接続された直後にデータ伝達線対
のイコライズを開始できるので、容量が大きなデータ伝
達線対のイコライズ期間を長くとることができ、読出動
作の安定化を図ることができる。
【0166】請求項4に係る発明では、請求項3に係る
発明に、データ伝達線の他方端とプリアンプの入出力ノ
ード対とがパルス的に接続された後の第1のイコライズ
期間に各データ伝達線対間の電位をプリチャージ電位に
イコライズする第1のイコライザと、データ伝達線対の
他方端とプリアンプの入出力ノード対とがパルス的に接
続される前の第2のイコライズ期間にプリアンプの入出
力ノード対の電位をプリチャージ電位にイコライズする
第2のイコライザがさらに設けられる。これにより、各
データ伝達線対とプリアンプの入出力ノード対とを別々
にイコライズすることができる。
【0167】請求項5に係る発明では、第1の読出モー
ド時はN組のデータ伝達線対の他方端とN組のプリアン
プの入出力ノード対をそれぞれ接続し、第2の読出モー
ド時はアドレス信号に従ってN組のデータ伝達線対のう
ちのM組のデータ伝達線対を選択し、選択したM組のデ
ータ伝達線対の他方端をそれぞれ予め選択されたM組の
プリアンプの入出力ノード対に接続するセレクタが設け
られる。したがって、N組のプリアンプとN組の伝達回
路との間にセレクタが設けられていた従来に比べ、レイ
アウトの簡単化およびレイアウト面積の縮小化を図るこ
とができる。
【0168】請求項6に係る発明では、請求項5に係る
発明に、テストモード時にN組のプリアンプの出力デー
タ信号の論理が一致しているか否かを判定し、一致して
いる場合は選択されたN個のメモリセルは正常であるこ
とを示す信号を出力し、一致していない場合は選択され
たN個のメモリセルのうちの少なくとも1つのメモリセ
ルが不良であることを示す信号を出力する判定回路がさ
らに設けられる。この場合は、N個のメモリセルが正常
か否かを同時にテストすることができる。
【0169】請求項7に係る発明では、読出回路によっ
て読出されたデータが第1の論理である場合はデータ伝
達線対に含まれる第1および第2のデータ伝達線の一方
端にそれぞれ第1および第2の電位を所定時間だけパル
ス的に与えて第1および第2のデータ伝達線をそれぞれ
第1および第2の電位間の第3および第4の電位にし、
そのデータが第2の論理である場合は第1および第2の
データ伝達線の一方端にそれぞれ第2および第1の電位
を所定時間だけパルス的に与えて第1および第2のデー
タ伝達線をそれぞれ第4および第3の電位にする第1の
駆動回路が設けられる。したがって、第1および第2の
データ伝達線の各々を第1または第2の電位にしていた
従来に比べ、消費電流が小さくて済む。
【0170】請求項8に係る発明では、請求項7に係る
発明の第1の駆動回路は、それぞれが電源電圧によって
駆動される直列接続された複数のインバータを有する遅
延回路を含み、上記所定時間は、読出回路の読出動作に
同期した信号が遅延回路に入力されてから出力されるま
での時間である。この場合は、電源電位が低下したとき
は遅延回路の遅延時間が長くなってデータ伝達線の充放
電時間が長くなるので、電源電圧の低下により第1およ
び第2のデータ伝達線の電位振幅が小さくなるのを防止
することができる。
【0171】請求項9に係る発明では、請求項7または
8に係る発明に、第1および第2のデータ伝達線に第1
および第2の電位が与えられる前のイコライズ期間にお
いて第1および第2のデータ伝達線の電位を第1および
第2の電位間の予め定められたプリチャージ電位にイコ
ライズするイコライザがさらに設けられる。この場合
は、読出動作の安定化を図ることができる。
【0172】請求項10に係る発明では、請求項9に係
る発明のイコライザはダイオード素子と、イコライズ期
間において第1および第2のデータ伝達線と第2の電位
のラインとの間にダイオード素子を接続する接続回路と
を含む。この場合は、プリチャージ用の電源が不要とな
るので、構成の簡単化を図ることができる。
【0173】請求項11に係る発明では、請求項9また
は10に係る発明のイコライザは複数設けられ、複数の
イコライザは第1および第2のデータ伝達線の延在方向
に分散配置される。この場合は、第1および第2のデー
タ伝達線のイコライズを高速に行なうことができる。
【0174】請求項12に係る発明では、請求項9から
11のいずれかに係る発明に、イコライズ期間において
第1および第2のデータ伝達線間を接続するサブイコラ
イザがさらに設けられる。この場合は、第1および第2
のデータ伝達線のイコライズをより高速に行なうことが
できる。
【0175】請求項13に係る発明では、請求項12に
係る発明のサブイコライザは複数設けられ、複数のサブ
イコライザは第1および第2のデータ伝達線の延在方向
に分散配置される。この場合は、第1および第2のデー
タ伝達線のイコライズをさらに高速に行なうことができ
る。
【0176】請求項14に係る発明では、請求項13に
係る発明に、テストモード時は複数のサブイコライザの
すべてを活性化させ、通常動作時は複数のサブイコライ
ザのうちの予め選択されたサブイコライザのみを活性化
させる制御回路がさらに設けられる。この場合は、通常
動作時とテストモード時のイコライズ期間を等しくする
ことができる。
【0177】請求項15に係る発明では、請求項7から
14のいずれかに係る発明に、テストモード時に活性化
され、読出回路によって読出されたデータが第1の論理
である場合は第1のデータ伝達線を第1の電位にし、そ
のデータが第2の論理である場合は第2のデータ伝達線
を第1の電位にする第2の駆動回路と、第1および第2
のデータ伝達線の電位に基づいて、選択されたメモリセ
ルが正常か否かを判定する判定回路がさらに設けられ
る。この場合は、第1および第2のデータ伝達線の各々
をプリチャージ電位または第1の電位にするので、テス
ト動作の安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施の形態によるSDRAMの
概略構成を示すブロック図である。
【図2】 図1に示したSDRAMのチップレイアウト
を示すブロック図である。
【図3】 図2に示したメモリマットMM1aの構成を
示す図である。
【図4】 図3に示したZ部の拡大図である。
【図5】 図4に示したメモリブロックMK2の構成を
示す回路ブロック図である。
【図6】 図1〜図5に示したSDRAMの連続読出動
作を示すタイムチャートである。
【図7】 図1〜図5に示したSDRAMの連続書込動
作を示すタイムチャートである。
【図8】 図2に示したローカルコラム回路の構成を示
すブロック図である。
【図9】 図8に示したセレクタ24cの構成を示す回
路図である。
【図10】 図8に示したプリアンプ25cの構成を示
す回路図である。
【図11】 図9に示したセレクタおよび図10に示し
たプリアンプの動作を示すタイムチャートである。
【図12】 図8に示したマスタラッチ回路26cおよ
びスレーブラッチ回路27cの構成を示す回路図であ
る。
【図13】 図8に示したRDバッファ28cの構成を
示す回路図である。
【図14】 図13に示したRDバッファ28cの動作
を示すタイムチャートである。
【図15】 図8に示したMBTバッファ29cの構成
を示す回路図である。
【図16】 図15に示したMBTバッファ29cの動
作を示すタイムチャートである。
【図17】 図8に示したデータバスのイコライズ方法
を説明するための回路ブロック図である。
【図18】 図17に示したイコライザ111の構成を
示す回路図である。
【図19】 図17に示したイコライザ112の構成を
示す回路図である。
【図20】 図17〜図19で示したデータバスのイコ
ライズ方法を説明するためのタイムチャートである。
【図21】 図19に示したイコライザ112の変更例
を示す回路図である。
【図22】 図1に示したIOバッファ8の構成を示す
ブロック図である。
【図23】 図22に示したデータ出力回路のMBT時
の動作を説明するための回路ブロック図である。
【図24】 従来のSDRAMの要部を示すブロック図
である。
【図25】 図24に示したプリアンプ154cおよび
CLシフタ155cの構成を示す回路ブロック図であ
る。
【図26】 図24に示した信号PAE0〜PAE3の
生成方法を説明するためのブロック図である。
【図27】 図24に示したセレクタ156cの構成を
示す回路図である。
【図28】 図27に示した信号RDRV4,RDRV
48,RDRV4816の生成方法を説明するための回
路図である。
【図29】 図24に示したRDバッファ157cの構
成を示す回路図である。
【図30】 図24に示したデータバスをイコライズす
るためのイコライザの構成を示す回路図である。
【図31】 図29に示したRDバッファおよび図30
に示したイコライザの通常の読出動作を示すタイムチャ
ートである。
【図32】 図29に示したRDバッファおよび図30
に示したイコライザのMBT時における読出動作を示す
タイムチャートである。
【符号の説明】
1 クロックバッファ、2 制御信号バッファ、3 ア
ドレスバッファ、4モードレジスタ、5 制御回路、6
a〜6d メモリアレイ、7a〜7d 読出/書込回
路、8 IOバッファ、10 半導体基板、11a〜1
1d ロウデコーダ、12a〜12d コラムデコー
ダ、13a〜13d コラムプリデコーダ、14a〜1
4d ローカルコラム回路、15,16 パッド、MM
メモリマット、MA メモリアレイ、G メモリアレ
イグループ、MK メモリブロック、DB データバ
ス、DBL,/DBL データバス線、GIO グロー
バルIO線対、GIOL,/GIOL グローバルIO
線、LIO ローカルIO線対、BS ブロック選択ス
イッチ、WL ワード線、BLP ビット線対、BL,
/BL ビット線、CSL 列選択線、SA センスア
ンプ、SAC センスアンプ列、EQB,EQL,EQ
G,111〜116 イコライザ、SAG アレイ選択
ゲート、CSG 列選択ゲート、21a〜21d,24
a〜24d,151a〜151d,156a〜156
d,158a〜158d セレクタ、22a〜22d,
152a〜152d WDアンプ、23a〜23d,1
53a〜153d ライトバッファ、25a〜25d,
154a〜154d プリアンプ、26a〜26d,1
69 マスタラッチ回路、27a〜27d,170 ス
レーブラッチ回路、28a〜28d,157a〜157
d RDバッファ、29a〜29d MBTバッファ、
31〜38,51〜55,71〜80,109,109
a〜109c,110,110a〜110d,161〜
165,175,176,217,218 Pチャネル
MOSトランジスタ、40〜44,59,90,91,
105〜108,135,201〜203 NANDゲ
ート、41,42,60〜62,65〜68,71〜7
4,92,96,100〜104,204〜206,2
11〜214 インバータ、56〜58,81〜88,
121〜123,125,166〜168,181〜1
88,191〜198,218,219,222〜22
4 NチャネルMOSトランジスタ、63,64,6
9,70 クロックトインバータ、89,215,21
6 NORゲート、124 ダイオード、131 デー
タ出力回路、132 データ出力バッファ回路、133
データ入力バッファ回路、134 データラッチ回路、
171 PAE発生回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原口 大 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 小西 康弘 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 Fターム(参考) 5B024 AA01 AA03 AA07 BA07 BA09 BA15 BA23 BA29 CA07 EA04

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のメモリセルを備えた半導体記憶装
    置であって、 その一方端に前記複数のメモリセルのうちの選択された
    メモリセルから読出されたデータに応じた電位差が与え
    られるデータ伝達線対、 その入出力ノード対に与えられた電位差を増幅するプリ
    アンプ、 前記データ伝達線対の他方端と前記プリアンプの入出力
    ノード対との間に接続され、予め定められた時間だけパ
    ルス的に導通して前記データ伝達線対間に生じた電位差
    を前記プリアンプの入出力ノード対に与えるためのスイ
    ッチング素子対、および前記プリアンプの出力信号を外
    部に伝達するための伝達回路を備える、半導体記憶装
    置。
  2. 【請求項2】 さらに、前記スイッチング素子対がパル
    ス的に導通した後の第1のイコライズ期間に前記データ
    伝達線対の電位を予め定められたプリチャージ電位にイ
    コライズする第1のイコライザ、および前記スイッチン
    グ素子対がパルス的に導通する前の第2のイコライズ期
    間に前記プリアンプの入出力ノード対の電位を前記プリ
    チャージ電位にイコライズする第2のイコライザを備え
    る、請求項1に記載の半導体記憶装置。
  3. 【請求項3】 それぞれが複数のメモリセルを含む複数
    のメモリアレイを備えた半導体記憶装置であって、 各メモリアレイに対応して設けられ、その一方端に対応
    のメモリアレイに属する複数のメモリセルのうちの選択
    されたメモリセルから読出されたデータに応じた電位差
    が与えられるデータ伝達線対、 その入出力ノード対に与えられた電位差を増幅するプリ
    アンプ、 アドレス信号に従って複数の前記データ伝達線対のうち
    のいずれかのデータ伝達線対を選択し、そのデータ伝達
    線対の他方端と前記プリアンプの入出力ノード対とを予
    め定められた時間だけパルス的に接続してそのデータ伝
    達線対間に生じた電位差を前記プリアンプの入出力ノー
    ド対に与えるためのセレクタ、および前記プリアンプの
    出力信号を外部に伝達するための伝達回路を備える、半
    導体記憶装置。
  4. 【請求項4】 さらに、前記データ伝達線対の他方端と
    前記プリアンプの入出力ノード対とがパルス的に接続さ
    れた後の第1のイコライズ期間に各データ伝達線対間の
    電位を予め定められたプリチャージ電位にイコライズす
    る第1のイコライザ、および前記データ伝達線対の他方
    端と前記プリアンプの入出力ノード対とがパルス的に接
    続される前の第2のイコライズ期間に前記プリアンプの
    入出力ノード対の電位を前記プリチャージ電位にイコラ
    イズする第2のイコライザを備える、請求項3に記載の
    半導体記憶装置。
  5. 【請求項5】 それぞれが複数のメモリセルを含むN組
    (ただし、Nは2以上の整数である)のメモリアレイを
    備え、Nビットのデータ信号を同時に出力する第1の読
    出モードと、Mビット(ただし、MはNよりも小さな整
    数である)のデータ信号を同時に出力する第2の読出モ
    ードとを有する半導体記憶装置であって、 各メモリアレイに対応して設けられ、その一方端に対応
    のメモリアレイに属する複数のメモリセルのうちの選択
    されたメモリセルから読出されたデータに応じた電位差
    が与えられるデータ伝達線対、 それぞれの入出力ノード対に与えられた電位差を増幅す
    るN組のプリアンプ、 前記第1の読出モード時はN組の前記データ伝達線対の
    他方端と前記N組のプリアンプの入出力ノード対をそれ
    ぞれ接続し、前記第2の読出モード時はアドレス信号に
    従ってN組の前記データ伝達線対のうちのM組のデータ
    伝達線対を選択し、選択したM組のデータ伝達線対の他
    方端をそれぞれ予め選択されたM組のプリアンプの入出
    力ノード対に接続するセレクタ、および各プリアンプに
    対応して設けられ、対応のプリアンプの出力データ信号
    を外部に伝達するための伝達回路を備える、半導体記憶
    装置。
  6. 【請求項6】 さらに、各メモリセルが正常か否かをテ
    ストするテストモードを有し、 前記セレクタは、前記テストモード時はN組の前記デー
    タ伝達線対の他方端と前記N組のプリアンプの入出力ノ
    ード対とをそれぞれ接続し、 前記半導体記憶装置は、さらに、前記テストモード時に
    前記N組のプリアンプの出力データ信号の論理が一致し
    ているか否かを判定し、一致している場合は選択された
    N組のメモリセルが正常であることを示す信号を出力
    し、一致していない場合は選択されたN組のメモリセル
    のうちの少なくとも1つのメモリセルが不良であること
    を示す信号を出力する判定回路を備える、請求項5に記
    載の半導体記憶装置。
  7. 【請求項7】 複数のメモリセルを含むメモリアレイ
    と、データ伝達線対とを備えた半導体記憶装置であっ
    て、 アドレス信号に従って前記複数のメモリセルのうちのい
    ずれかのメモリセルを選択し、そのメモリセルのデータ
    を読出す読出回路、 前記読出回路によって読出されたデータが第1の論理で
    ある場合は前記データ伝達線対に含まれる第1および第
    2のデータ伝達線の一方端にそれぞれ第1および第2の
    電位を予め定められた時間だけパルス的に与えて前記第
    1および第2のデータ伝達線をそれぞれ前記第1および
    第2の電位間の第3および第4の電位にし、そのデータ
    が第2の論理である場合は前記第1および第2のデータ
    伝達線の一方端にそれぞれ第2および第1の電位を前記
    予め定められた時間だけパルス的に与えて前記第1およ
    び第2のデータ伝達線をそれぞれ前記第4および第3の
    電位にする第1の駆動回路、および前記第1および第2
    のデータ伝達線の他方端の電位を比較し、比較結果に応
    じたレベルのデータ信号を外部に出力する出力回路を備
    える、半導体記憶装置。
  8. 【請求項8】 前記第1の駆動回路は、それぞれが電源
    電圧によって駆動される直列接続された複数のインバー
    タを有する遅延回路を含み、 前記予め定められた時間は、前記読出回路の読出動作に
    同期した信号が前記遅延回路に入力されてから出力され
    るまでの時間である、請求項7に記載の半導体記憶装
    置。
  9. 【請求項9】 さらに、前記第1および第2のデータ伝
    達線に前記第1および第2の電位が与えられる前のイコ
    ライズ期間において前記第1および第2のデータ伝達線
    の電位を前記第1および第2の電位間の予め定められた
    プリチャージ電位にイコライズするイコライザを備え
    る、請求項7または請求項8に記載の半導体記憶装置。
  10. 【請求項10】 前記イコライザは、 ダイオード素子、および前記イコライズ期間において前
    記第1および第2のデータ伝達線と前記第2の電位のラ
    インとの間に前記ダイオード素子を接続する接続回路を
    含む、請求項9に記載の半導体記憶装置。
  11. 【請求項11】 前記イコライザは複数設けられ、 複数の前記イコライザは、前記第1および第2のデータ
    伝達線の延在方向に分散配置されている、請求項9また
    は請求項10に記載の半導体記憶装置。
  12. 【請求項12】 さらに、前記イコライズ期間において
    前記第1および第2のデータ伝達線間を接続するサブイ
    コライザを備える、請求項9から請求項11のいずれか
    に記載の半導体記憶装置。
  13. 【請求項13】 前記サブイコライザは複数設けられ、 複数の前記サブイコライザは、前記第1および第2のデ
    ータ伝達線の延在方向に分散配置されている、請求項1
    2に記載の半導体記憶装置。
  14. 【請求項14】 前記半導体記憶装置は、各メモリセル
    が正常が否かをテストするテストモードを有し、 さらに、前記テストモード時は前記複数のサブイコライ
    ザのすべてを活性化させ、通常動作時は前記複数のサブ
    イコライザのうちの予め選択されたサブイコライザのみ
    を活性化させる制御回路を備える、請求項13に記載の
    半導体記憶装置。
  15. 【請求項15】 前記半導体記憶装置は、各メモリセル
    が正常が否かをテストするテストモードを有し、 さらに、前記テストモード時に活性化され、前記読出回
    路によって読出されたデータが第1の論理である場合は
    前記第1のデータ伝達線を前記第1の電位にし、そのデ
    ータが第2の論理である場合は前記第2のデータ伝達線
    を前記第1の電位にする第2の駆動回路、および前記第
    1および第2のデータ伝達線の電位に基づいて、選択さ
    れたメモリセルが正常か否かを判定する判定回路を備
    え、 前記第1の駆動回路および前記出力回路は、前記テスト
    モード時は非活性化される、請求項7から請求項14の
    いずれかに記載の半導体記憶装置。
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