JP2795074B2 - ダイナミックram - Google Patents

ダイナミックram

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JP2795074B2
JP2795074B2 JP4188519A JP18851992A JP2795074B2 JP 2795074 B2 JP2795074 B2 JP 2795074B2 JP 4188519 A JP4188519 A JP 4188519A JP 18851992 A JP18851992 A JP 18851992A JP 2795074 B2 JP2795074 B2 JP 2795074B2
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sense amplifier
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    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
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    • G11C11/4063Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing
    • G11C11/407Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing for memory cells of the field-effect type
    • G11C11/409Read-write [R-W] circuits 
    • G11C11/4096Input/output [I/O] data management or control circuits, e.g. reading or writing circuits, I/O drivers or bit-line switches 
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
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  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Dram (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Static Random-Access Memory (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体メモリに関し、
特に、ダイナミックRAMに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のダイナミックRAMは、図8に示
すように複数のブロックに分割されており、各々のブロ
ックにはセンスアンプ列が備えられている。動作中に複
数ブロックのうちの1個または数個が選択され、センス
アンプが動作し、セルからビット線対に出された小信号
が増幅される。
【0003】センスアンプ列は、図9に示すように2つ
のブロックに共用されている。センスアンプ活性化時
は、選択側のトランスファゲートTG0は開いており、
非選択側TG1は閉じている。センスアンプ自体は4個
のトランジスタQ1,Q2,Q3,Q4で構成された回
路である。図10のように、読み出しデータ線RL,R
* (以下、RLの反転を意味する)は、電源電位から
NチャネルMOSトランジスタのしきい値分低い電位
(VCC−VTN)に常にプリチャージされている。
【0004】次に、センス動作が終了後、コラムスイッ
チ線YSW0によりトランジスタQ9,Q11が選択さ
れると、読み出しデータ線RL,RL* から電流が流れ
出す。BLC0とBLC0* (以下、BLC0の反転を
意味する)のうち電位の高い方がBLC0とするとトラ
ンジスタQ10の方がゲート電位が高くなり、読み出し
データ線RLの方が電流が多く流れ出して電位が低くな
る。
【0005】この読み出しデータ線RLと読み出しデー
タ線RL* の電位差もしくは電流差をデータアンプで検
知、増幅し、データ読み出しを完了する。
【0006】一方、書き込み動作は、図11に示すよう
に、ライトアンプにより書き込みデータ線WL,WL*
(以下、WLの反転を意味する)の片側が接地電位とな
る。次に、コラムスイッチ線YSW0が選択される。
【0007】最後にライトスイッチ信号WSが活性化さ
れ、トランジスタQ13,Q14,Q15,Q16がす
べて″オン″状態となり、書き込みデータ線WL,WL
* のデータがBLC0,BLC0* に書き込まれる。
【0008】しかし、このようにすると1つの選択ブロ
ックから1つのデータしか読み書きできないので、各デ
ータ線対をRL0,RL0* (RL0の反転を意味す
る)とRL1,RL1* (RL1の反転を意味する)の
ように2系統設けて、図12のように1つおきにビット
線対と接続し、1つの選択ブロックから2つのデータを
読み出すことがある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従来のダイナミックR
AMでは、1つのブロックからデータを大量に読み出し
たいときには、データ線の数を増やす必要があり、チッ
プ面積が増加し、コストの上昇を招いていた。また、デ
ータ線の動作を高速にしたいときにも、各データ線の負
荷を軽くすることができるので、データ線の数を増やす
ことが行われてきたが、同様に、コストの上昇を招いて
いた。
【0010】本発明の目的は、チップ面積を大きくしな
いで1つのブロックから多数のデータを読み出すことの
できるダイナミックRAMを提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
分割された複数個のブロックからなり、各々のブロック
にセンスアンプ列を備えるダイナミックRAMにおい
て、データ線がセンスアンプ列と直交する方向に配置さ
れ、データ読み出し時には選択されたセンスアンプ列の
ビット線のデータのみをデータ線へ転送する第1の回路
と、データ線を選択し、選択されたデータ線のみをデー
タアンプと接続するとともに所定の電位まで引き上げ、
選択されたデータ線以外のデータ線を接地電位に固定す
る第2の回路とを有することを特徴としている。
【0012】請求項2記載の発明は、請求項1記載のダ
イナミックRAMにおいて、センスアンプ列毎に設けら
れ、かつ選択されたビット線の片側をデータ線の反転デ
ータの電位とすることにより書き込み動作を行う第3の
回路を備えることを特徴としている。
【0013】請求項3記載の発明は、請求項1または2
記載のダイナミックRAMにおいて、読み出し動作に用
いるデータ線と書き込み動作に用いるデータ線を共用す
ることを特徴としている。
【0014】請求項4記載の発明は、請求項1記載のダ
イナミックRAMにおいて、第1の回路が周期的に複数
の系統に分けられており、データ線対が各系統の第1の
回路の1組ずつに接続されていることを特徴としてい
る。
【0015】請求項5記載の発明は、請求項2記載のダ
イナミックRAMにおいて、第2の回路が周期的に複数
の系統に分けられており、データ線対が各系統の第2の
回路の1組ずつに接続されていることを特徴としてい
る。
【0016】請求項6記載の発明は、請求項1記載のダ
イナミックRAMにおいて、第2の回路が書き込み動作
時にデータ線を選択し、選択されたデータ線のみをライ
トアンプに接続し、選択されたデータ線以外のデータ線
を接地電位とすることを特徴としている。
【0017】請求項7記載の発明は、請求項1記載のダ
イナミックRAMにおいて、所定の電位を電源電位から
NチャネルMOSトランジスタのしきい値分引いた値と
することを特徴としている。
【0018】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0019】図1は、本発明の第1の実施例の概念図で
ある。データ線を図のようにセンスアンプ列とは直交方
向に引き出している。そうすると、1つのセンスアンプ
列からデータを最大でセンスアンプの数だけ引き出すこ
とも可能となる。この場合、データ線は非選択のセンス
アンプ列にも入力されているので、選択ブロックのデー
タのみを転送する第1の回路7が必要となる。
【0020】図2に示すように、リードスイッチ信号R
Sがセンスアンプ列を選択する。一方、選択ブロック内
で非選択のデータ線にデータを出すと、消費電流が増加
するので、選択データ線のみをVCC−VTNの電位にプル
アップする第2の回路8が必要となる。
【0021】図3に示すように、論理部で生成されたY
D1,YD2,YD3の信号により、選択データ線であ
るDL0,DL0* (以下、DL0の反転を意味する)
は、トランジスタQ25,Q27によりVCC−VTN付近
まで持ち上げられる。ただし、すでにトランジスタQ1
7,Q18,Q19,Q20が″オン″しているために
電流が流れ出し、持ち上げられながら電位差がつく。こ
の波形を示したのが図5である。
【0022】また、第2の回路8は、DL0,DL0*
をCMOSトランスファゲートQ29,Q30,Q3
1,Q32により、データアンプと選択的に接続する役
割も果す。
【0023】書き込み動作は、非選択データ線がすべて
接地電位であるという条件を満たす必要がある。第2の
回路8にライトモード信号WMが入力されると、DL
0,DL0* が選択されてもYD3は活性化されず、プ
ルアップは行われない。ライトアンプからの出力により
データ線の片側DL0* が″ハイ″レベルとなる。
【0024】次に、ライトスイッチ信号WSが活性化さ
れることにより、第3の回路9のトランジスタQ23,
Q24が″オン″する。トランジスタQ23,Q24は
トランジスタQ2よりも駆動能力が高いので、BL00
* (BL00の反転を意味する)が引き落され、次にB
L00も反転する。
【0025】このようにすれば、書き込みと読み出しの
データ線を共有することができる。もし、書き込みと読
み出しのデータ線を共有しなければ、従来と同様の書き
込み動作は可能だが、第2の回路8のトランスファゲー
トQ29〜Q32を2倍設ける必要がでてくる。
【0026】一方、図4は、第2の回路8の論理部にC
MOSゲートを用いた回路図である。Y7,Y8,Y9
はコラムアドレスである。
【0027】次に、第2の実施例を示す。
【0028】第1の実施例のようにデータ線とビット線
を同じピッチで配置するのは、配線材料が違うため困難
なことがある。そのときは、従来例でもあったように、
第1の回路7、第3の回路9を2系統に分ける。リード
スイッチRS0,RS1をアドレスにより使い分ける。
【0029】データ線に付く負荷は、従来例の場合、通
常のDRAMでは1つのデータ線に256〜1024個
のセンスアンプが入力されるのに対して、第2の実施例
の場合でも16〜64個のセンスアンプが入力されるに
とどまるため、第1の実施例、第2の実施例ともデータ
線を高速に動作させることができる。
【0030】また、常時プリチャージしている従来例と
は違い、本実施例はプルアップするので、データ線プル
アップ用トランジスタは駆動能力が要求される。これを
比較的能力の高いNチャネルMOSトランジスタで構成
することにより、第2の回路8の面積が大きくなること
を防いでいる。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、データ線
をセンスアンプ列とは直交方向に引き出しているので、
チップ面積を大きくしないで1つのブロックから多数の
データを読み出すことができる。
【0032】また、選択したデータ線のみをプルアップ
することにより消費電流の増加を防ぐことができ、書き
込みをセンスアンプ列内に設けたゲートにより反転で行
うことにより消費電流の増加を防ぐことができる。
【0033】さらに、データ線の負荷を軽くすることに
より高速化することができ、プルアップをNチャネルM
OSトランジスタで行うこと、ライト用データ線、リー
ド用データ線を共用とすることにより第2の回路の面積
を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の概念図である。
【図2】第1の実施例のセンスアンプ列の回路図であ
る。
【図3】第1の実施例の第2の回路の回路図である。
【図4】第2の回路の論理部である。
【図5】第1の実施例の読み出し時の波形図である。
【図6】第1の実施例の書き込み時の波形図である。
【図7】第2の実施例のセンスアンプ列の回路図であ
る。
【図8】従来例の概念図である。
【図9】従来例のセンスアンプ列の回路図である。
【図10】従来例の読み出し時の波形図である。
【図11】従来例の書き込み時の波形図である。
【図12】第2の従来例のセンスアンプ列の回路図であ
る。
【符号の説明】
1 データアンプ 2 ライトアンプ 3 センスアンプ列 4 セルアレイ 5 ローデコーダ 6 カラムデコーダ 7 第1の回路 8 第2の回路 9 第3の回路 Q1,Q2,Q29,Q32 PチャネルMOSトラン
ジスタ Q3,Q4〜Q28,Q30,Q31 NチャネルMO
Sトランジスタ RL,RL* ,RL0,RL0* ,RL1,RL1*
読み出しデータ線 WL,WL* ,WL0,WL0* ,WL1,WL1*
書き込みデータ線 DL,DL* ,DL0,DL0* ,DL1,DL1*
書き込み読み出し兼用データ線

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】分割された複数個のブロックからなり、各
    々のブロックにセンスアンプ列を備えるダイナミックR
    AMにおいて、 データ線がセンスアンプ列と直交する方向に配置され、
    データ読み出し時には選択されたセンスアンプ列のビッ
    ト線のデータのみをデータ線へ転送する第1の回路と、 データ線を選択し、選択されたデータ線のみをデータア
    ンプと接続するとともに所定の電位まで引き上げ、選択
    されたデータ線以外のデータ線を接地電位に固定する第
    2の回路とを有することを特徴とするダイナミックRA
    M。
  2. 【請求項2】請求項1記載のダイナミックRAMにおい
    て、センスアンプ列毎に設けられ、かつ選択されたビッ
    ト線の片側をデータ線の反転データの電位とすることに
    より書き込み動作を行う第3の回路を備えることを特徴
    とするダイナミックRAM。
  3. 【請求項3】請求項1または2記載のダイナミックRA
    Mにおいて、読み出し動作に用いるデータ線と書き込み
    動作に用いるデータ線を共用することを特徴とするダイ
    ナミックRAM。
  4. 【請求項4】請求項1記載のダイナミックRAMにおい
    て、第1の回路が周期的に複数の系統に分けられてお
    り、データ線対が各系統の第1の回路の1組ずつに接続
    されていることを特徴とするダイナミックRAM。
  5. 【請求項5】請求項2記載のダイナミックRAMにおい
    て、第2の回路が周期的に複数の系統に分けられてお
    り、データ線対が各系統の第2の回路の1組ずつに接続
    されていることを特徴とするダイナミックRAM。
  6. 【請求項6】請求項1記載のダイナミックRAMにおい
    て、第2の回路が書き込み動作時にデータ線を選択し、
    選択されたデータ線のみをライトアンプに接続し、選択
    されたデータ線以外のデータ線を接地電位とすることを
    特徴とするダイナミックRAM。
  7. 【請求項7】請求項1記載のダイナミックRAMにおい
    て、所定の電位を電源電位からNチャネルMOSトラン
    ジスタのしきい値分引いた値とすることを特徴とするダ
    イナミックRAM。
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