JP3369706B2 - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JP3369706B2
JP3369706B2 JP04434394A JP4434394A JP3369706B2 JP 3369706 B2 JP3369706 B2 JP 3369706B2 JP 04434394 A JP04434394 A JP 04434394A JP 4434394 A JP4434394 A JP 4434394A JP 3369706 B2 JP3369706 B2 JP 3369706B2
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勝之 山田
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体記憶装置のデータ
読み出し方法及び半導体記憶装置に係り、詳しくはデー
タ書き込み後のデータ読み出し方法及びその半導体記憶
装置に関するものである。
【0002】近年、半導体記憶装置においては、読み出
し速度及び書き込み速度の高速化が図られている。その
ため、データの書き込み後のデータ読み出しにおいても
高速化が望まれている。
【0003】
【従来の技術】図4はスタティックランダムアクセスメ
モリ(SRAM)の出力バッファ回路を示す。出力バッ
ファ回路は、データ出力回路部30と制御回路部40と
から構成されている。データ出力回路部30は2個のナ
ンド回路31a,31b、3個のインバータ回路32a
〜32c及び2個のエンハンスメント形NチャネルMO
Sトランジスタ(以下、NMOSトランジスタという)
Q11,Q12とから構成されている。ナンド回路31
aはセンスアンプSAからのデータDが入力され、ナン
ド回路31bはインバータ回路32cを介してデータD
が入力される。
【0004】ナンド回路31aの出力はインバータ回路
32aを介してNMOSトランジスタQ11のゲートに
入力される。又、ナンド回路31bの出力はインバータ
回路32bを介してNMOSトランジスタQ12のゲー
トに入力される。NMOSトランジスタQ11のソース
とNMOSトランジスタQ12のドレインが互いに接続
され、その接続点は外部出力端子Pに接続されている。
そして、NMOSトランジスタQ11のドレインは高電
位電源Vcc(5ボルト)に接続され、NMOSトラン
ジスタQ12のソースは低電位電源Vss(0ボルト)
に接続されている。
【0005】一方、制御回路部40はノア回路41,ナ
ンド回路42及びインバータ回路43とから構成されて
いる。ノア回路41はチップセレクト信号バーCS及び
出力イネーブル信号バーOEを入力する。そして、チッ
プセレクト信号バーCS及び出力イネーブル信号バーO
Eが共にLレベルの時、ノア回路41はHレベルの出力
信号をナンド回路42に出力する。ナンド回路42はノ
ア回路41の出力信号の他にライトイネーブル信号バー
WEを入力する。ナンド回路42の出力信号はインバー
タ回路43を介してデータ出力回路部30のナンド回路
31a,31bに出力される。
【0006】そして、チップセレクト信号バーCSがL
レベルで該SRAMが選択されている状態の場合、出力
イネーブル信号バーOEがLレベルであって、該SRA
MにデータDが書き込まれている時(データ書き込みモ
ード)、ライトイネーブル信号バーWEはLレベルにな
っている。ナンド回路42の出力信号はHレベルとな
り、インバータ回路43を介してLレベルの信号がデー
タ出力回路部30のナンド回路31a,31bに出力さ
れている。従って、データ書き込みモード時にはナンド
回路31a,31bの出力は共にHレベルとなり、両N
MOSトランジスタQ11,Q12は共にオフとなり、
外部出力端子Pはハイインピーダンス状態となってい
る。
【0007】一方、書き込みモードから読み出しモード
に移ると、ライトイネーブル信号バーWEはLレベルか
らHレベルとなる。ナンド回路42の出力信号はLレベ
ルとなり、インバータ回路43を介してHレベルの信号
がナンド回路31a,31bに出力される。そして、セ
ンスアンプSAから出力されるデータDがLレベル時、
ナンド回路31aの出力はHレベル、ナンド回路31b
の出力はLレベルとなる。従って、NMOSトランジス
タQ11はオフとなり、NMOSトランジスタQ12は
オンとなり、外部出力端子Pはハイインピーダンス状態
からLレベルとなる。反対に、センスアンプSAから出
力されるデータDがHレベル時、ナンド回路31aの出
力はLレベル、ナンド回路31bの出力はHレベルとな
る。従って、NMOSトランジスタQ11はオンとな
り、NMOSトランジスタQ12はオフとなり、外部出
力端子Pはハイインピーダンス状態からHレベルとな
る。
【0008】即ち、SRAMの出力バッファ回路は、書
き込みモード時にはLレベルのライトイネーブル信号バ
ーWEに基づいて外部出力端子Pをハイインピーダンス
状態に保持する。又、出力バッファ回路は読み出しモー
ド時にはLレベルのライトイネーブル信号バーWEに基
づいてセンスアンプSAからのデータDを出力信号VD
として外部出力端子Pに出力するようになっている。
尚、ハイインピーダンス状態とは、外部出力端子Pに外
付けで接続した分圧抵抗R1,R2とコンデンサCによ
って決定される状態で、高電位電源Vccと低電位電源
Vssのほぼ中間のレベルの状態である。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、データDの
書き込みを保証するために、ライトイネーブル信号バー
WEがLレベルからHレベルに立ち上がった時から次の
アドレス信号ADDのアドレスチェンジが発生するまでの
間、一定の時間ライトリカバリタイムtWRが設けられて
いる。
【0010】しかしながら、書き込み後、即ちライトイ
ネーブル信号バーWEがLレベルからHレベルになる
と、出力バッファ回路のデータ出力回路部30は制御回
路部40の制御からとかれる。その結果、ライトリカバ
リタイムtWRが経過するまでの間、データ出力回路部3
0はまだ先に書き込みしたデータDが完全に消失せず残
った不安定な状態にありセンスアンプSAからその不安
定な状態がデータ出力回路部30に出力される。従っ
て、この不安定の状態が出力信号VD として外部出力端
子Pに出力される。その結果、アドレス信号ADDのアド
レスチェンジが行われデータDがセンスアンプSAを介
して読み出されると、この不安定の状態からデータDが
出力信号VD として外部出力端子Pに出力される。
【0011】この時、先の書き込みデータDがLレベル
であって、読み出されるデータDがHレベルのとき、図
5に示すようにライトリカバリタイムtWRが経過するま
での間、Lレベルの書き込みデータDがセンスアンプS
Aを介してデータ出力回路部30に出力され、外部出力
端子Pの出力信号VD はハイインピーダンス状態になら
ずLレベルに下がる。そして、アドレスチェンジが行わ
れ、センスアンプSAにHレベルのデータDが読み出さ
れると、外部出力端子Pの出力信号VD はLレベルから
Hレベルへと立ち上がり、読み出されたデータDが外部
出力端子Pから出力信号VD となって出力されることに
なる。
【0012】従って、図5から明らかなように外部出力
端子Pの出力信号VD はハイインピーダンス状態より低
いLレベルからHレベルに立ち上がるため、アクセスが
遅くなりアクセスタイムtAAが長くなる。その結果、半
導体記憶装置の読み出し速度の高速化を図る上で問題に
なっていた。
【0013】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は、半導体記憶装置におい
てデータの書き込み後のデータ読み出し速度の高速化を
図ることができるデータ読み出し方法及び半導体記憶装
置を提供するにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、外部制御信号がデータ書き込みモードからデータ読
み出しモードに変化した時点から、該データ読み出しモ
ードに応答したメモリセルからのデータが前記出力バッ
ファ回路に伝達されるまでの範囲内において出力バッフ
ァ回路は外部出力端子をハイインピーダンス状態に保持
させるようにした。前記外部制御信号は、請求項2に記
載の発明のように、複数の信号からなる。前記範囲は、
請求項3に記載の発明のように、ライトリカバリー時間
より長く、ライトリカバリー時間とアクセスタイムを加
算した時間より短い時間である。また、請求項4に記載
の発明は、前記外部制御信号を受ける制御回路部を有
し、該制御回路部は、書き込みモードからデータ読み出
しモードに変化した時点を遅延して内部タイミングを生
成する遅延回路が設けられ、その内部タイミング信号で
前記データ出力バッファ回路を制御する。前記外部出力
端子は、請求項5に記載の発明のように、デバイス外付
けの分圧抵抗が接続されている。
【0015】
【0016】
【作用】従って、本発明によれば、外部出力端子がハイ
インピーダンスに保持されるため、アクセスが速くなり
アクセスタイムが短くなる。
【0017】
【実施例】以下、本発明を具体化したSRAMの出力バ
ッファ回路の一実施例を図2、図3に従って説明する。
尚、本実施例の出力バッファ回路を構成するデータ出力
回路部は図4に示す従来と同じ構成なので、説明の便宜
上同一の符号を付してその説明を省略し、制御回路部に
ついてその構成を説明する。
【0018】図2において、制御回路部10は、2個の
ナンド回路11,12、遅延回路13、インバータ回路
14及びノア回路15とから構成されている。ナンド回
路11はライトイネーブル信号バーWEを入力するとと
もに、遅延回路13を介してライトイネーブル信号バー
WEを入力する。遅延回路13はライトイネーブル信号
バーWEを一定時間遅延させてナンド回路11に出力す
る回路であって、ライトイネーブル信号バーWEのLレ
ベルからHレベルに立ち上がる時間のみ遅延させる。こ
の遅延時間tD はこのSRAMのライトリカバリー時間
tWRより長く、ライトリカバリー時間tWRとアクセスタ
イムtAAを加算した時間(=tWR+tAA)より短い時間
である。詳しくは、遅延時間tD はライトイネーブル信
号バーWEがHレベルに立ち上がった時からアドレス信
号ADDのアドレスチェンジがありメモリセルのデータD
がセンスアンプSAから出力される直前の時間である。
【0019】従って、ライトイネーブル信号バーWEが
LレベルからHレベルに立ち上がった時、ナンド回路1
1の出力は遅延時間tD 後にLレベルからHレベルとな
る。又、HレベルからLレベルに立ち下がった時、ナン
ド回路11の出力は直ちにHベルからLレベルとなる。
そして、ナンド回路11の出力はインバータ回路11を
介して次段のナンド回路12に出力される。
【0020】ノア回路15はチップセレクト信号バーC
S及び出力イネーブル信号バーOEを入力し、両信号バ
ーCS,バーOEが共にLレベルの時のみにHレベルの
出力信号をナンド回路12に出力する。従って、ノア回
路15の出力がLレベルの時に、ナンド回路11の出力
がLレベルになると、ナンド回路12の出力VA はHレ
ベルとなる。又、ノア回路15の出力信号がLレベルの
時に、ナンド回路11の出力がHレベルになると、ナン
ド回路12の出力信号VA はLレベルとなる。そして、
このナンド回路12の出力信号VA はデータ出力回路部
30のナンド回路31a,31bに出力される。
【0021】次に上記のように構成された出力バッファ
回路の作用について説明する。チップセレクト信号バー
CSがLレベルで該SRAMが選択されている状態の場
合、出力イネーブル信号バーOEがLレベルであって、
該SRAMにデータDが書き込まれている時、ライトイ
ネーブル信号バーWEはLレベルになって、制御回路部
10のナンド回路12の出力VA はLレベルとなってい
る。従って、データ書き込みモード時にはナンド回路3
1a,31bの出力は共にHレベルとなり、両NMOS
トランジスタQ11,Q12は共にオフとなり、外部出
力端子Pはハイインピーダンス状態となっている。
【0022】一方、書き込みモードから読み出しモード
に移ると、ライトイネーブル信号バーWEはLレベルか
らHレベルとなり、制御回路部10のナンド回路11と
遅延回路13に出力される。遅延回路13はこのLレベ
ルからHレベルとなったライトイネーブル信号バーWE
を遅延時間tD 後にナンド回路11に出力する。従っ
て、遅延時間tD 経過するまでナンド回路11の出力は
Hレベルのままであり、ナンド回路12の出力VA はナ
ンド回路31a,31bにLレベルの信号を出力してい
る。その結果、データ書き込みモードから読み出しモー
ドに移っても、ナンド回路31a,31bはセンスアン
プSAからの出力信号に影響されることなくナンド回路
31a,31bの出力は共にHレベルとなる。そして、
両NMOSトランジスタQ11,Q12は共にオフの状
態を保持し、外部出力端子Pの出力信号VD はハイイン
ピーダンス状態となっている。
【0023】遅延時間tD が経過すると、遅延回路13
の出力がLレベルからHレベルとなってナンド回路11
の出力がLレベルとなり、ナンド回路12の出力VA は
Hレベルとなる。従って、ナンド回路31a,31bの
出力はセンスアンプSAから出力されるデータDに基づ
くレベルの信号を出力する。この時、センスアンプSA
から出力されるデータDがLレベル時、ナンド回路31
aの出力はHレベル、ナンド回路31bの出力はLレベ
ルとなる。NMOSトランジスタQ11はオフとなり、
NMOSトランジスタQ12はオンとなり、外部出力端
子Pの出力信号VD はハイインピーダンス状態からLレ
ベルとなる。反対に、センスアンプSAから出力される
データDがHレベル時、ナンド回路31aの出力はLレ
ベル、ナンド回路31bの出力はHレベルとなる。そし
て、NMOSトランジスタQ11はオンとなり、NMO
SトランジスタQ12はオフとなり、外部出力端子Pの
出力信号VD はハイインピーダンス状態からHレベルと
なる。
【0024】即ち、出力バッファ回路は、書き込みモー
ドから読み出しモードになっても、即ちライトイネーブ
ル信号バーWEがHレベルに立ち上がった時から遅延時
間tD が経過するまで、ハイインピーダンス状態に保持
する。そして、遅延時間tDが経過すると、出力バッフ
ァ回路はセンスアンプSAからのデータDを外部出力端
子Pに出力するようになっている。
【0025】この時、先の書き込みデータDがLレベル
であって、読み出されるデータDがHレベルのとき、L
レベルの書き込みデータDがセンスアンプSAを介して
データ出力回路部30に出力される。しかし、図3に示
すようにライトリカバリタイムtWRより長い遅延時間t
D が経過するまでの間、ナンド回路31a,31bはセ
ンスアンプSAから出力信号に影響されることがないの
で、外部出力端子Pの出力信号VD はハイインピーダン
ス状態に保持されている。そして、アドレスチェンジが
行われ遅延時間tD が経過すると同時にセンスアンプS
Aが読み出したHレベルのデータDがナンド回路31
a,31bに出力される。そして、外部出力端子Pのレ
ベルはハイインピーダンス状態のレベルからHレベルへ
と立ち上がり、読み出されたデータDが外部出力端子P
から出力信号VD となって出力される。
【0026】従って、従来の出力バッファ回路のように
ライトリカバリータイムtWRの間に、先に書き込みした
LレベルのデータDが完全に消失せず残ったLレベルの
状態がセンスアンプSAから出力されて外部出力端子P
のレベルがハイインピーダンス状態より低いレベルとな
ることはない。その結果、本実施例では外部出力端子P
のレベルは、Lレベルより高いハイインピーダンス状態
からHレベルに立ち上がり、その分だけアクセスが速く
なりアクセスタイムtAAが短くなる。
【0027】尚、先の書き込みデータDがHレベルであ
って、読み出されるデータDがLレベルのときも、同様
に外部出力端子Pのレベルは、Hレベルより低いハイイ
ンピーダンス状態からLレベルに立ち下がり、その分だ
けアクセスが速くなりアクセスタイムtAAが短くなる。
【0028】又、本実施例の場合、遅延時間tD が経過
するまで、外部出力端子Pはハイインピーダンス状態に
あり、先の書き込まれたデータに基づくデータが現れな
い。従って、従来のように外部出力端子Pに先の書き込
まれたデータに基づくデータが出力され、読み出される
データDにグリッジがのるようなことはない。
【0029】尚、明細書において、半導体記憶装置とは
データがメモリセルに書き込まれ、そのデータが読み出
されるものを意味し、本実施例のSRAM以外にDRA
Mを含むものとする。
【0030】又、本発明は前記実施例の他、以下の態様
で実施してもよい。 (1)前記実施例では、書き込み制御信号としてライト
イネーブル信号バーWEのみ用いそのライトイネーブル
信号バーWEを遅延回路13にて遅延させるようにした
が、これを書き込み制御信号としてライトイネーブル信
号バーWEとチップセレクト信号バーCSを合わせて用
いて実施してもよい。即ち、制御回路部10において、
ライトイネーブル信号バーWEがLレベルからHレベル
に立ち上がり、チップセレクト信号バーCSがHレベル
からLレベルに立ち下がった時からtD 時間後にデータ
出力回路部30がセンスアンプSAからのデータDを出
力させるようにしてもよい。 (2)前記実施例では、ライトイネーブル信号バーWE
と同位相の信号ができるように遅延回路13からの信号
をナンド回路11で論理を取ったが、データ出力回路3
0の制御方法等によってライトイネーブル信号バーWE
と逆位相の信号を使う場合にはナンド回路11に代えて
ノア回路で論理を取ってもよい。 (3)前記実施例では、半導体記憶装置としてSRAM
に具体化したが、半導体記憶装置はデータの書き込みが
できるとともに、読み出しができるものならばよく、D
RAMに具体化してもよい。
【0031】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
半導体記憶装置においてデータの書き込み後のデータ読
み出し速度の高速化を図ることができる優れた効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図である。
【図2】本発明の一実施例を示すSRAMの出力バッフ
ァ回路の回路図である。
【図3】出力バッファ回路の動作を説明するチイミング
チャート図である。
【図4】従来のSRAMの出力バッファ回路の回路図で
ある。
【図5】従来の出力バッファ回路の動作を説明するチイ
ミングチャート図である。
【符号の説明】
1 出力バッファ回路 2 データ出力回路部 3 制御回路部 4 センスアンプ P 外部出力端子 バーWE 書き込み制御信号(ライトイネーブル信号)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−266660(JP,A) 特開 昭63−292483(JP,A) 特開 昭62−277692(JP,A) 特開 平3−86993(JP,A) 特開 平3−69094(JP,A) 特開 平5−166376(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11C 11/417

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 センスアンプと外部出力端子との間に設
    けられた出力バッファ回路にて該センスアンプを介して
    読み出されるメモリセルのデータを外部出力端子から出
    力するようにした半導体記憶装置において、外部制御信号が データ書き込みモードからデータ読み出
    しモードに変化した時点から、該データ読み出しモード
    に応答したメモリセルからのデータが前記出力バッファ
    回路に伝達されるまでの範囲内において出力バッファ回
    外部出力端子をハイインピーダンス状態に保持させ
    るようにしたことを特徴とする半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】 前記部制御信号は、複数の信号からな
    ることを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装置。
  3. 【請求項3】 前記範囲は、ライトリカバリー時間より
    長く、ライトリカバリー時間とアクセスタイムを加算し
    た時間より短い時間であることを特徴とする請求項
    載の半導体記憶装置。
  4. 【請求項4】 前記外部制御信号を受ける制御回路部
    有し、該制御回路部は、書き込みモードからデータ読み
    出しモードに変化した時点を遅延して内部タイミングを
    生成する遅延回路が設けられ、その内部タイミング信号
    で前記データ出力バッファ回路を制御することを特徴と
    する請求項記載の半導体記憶装置。
  5. 【請求項5】 前記外部出力端子はデバイス外付けの
    分圧抵抗が接続されていることを特徴とする請求項
    載の半導体記憶装置。
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