JP3413298B2 - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JP3413298B2
JP3413298B2 JP29993094A JP29993094A JP3413298B2 JP 3413298 B2 JP3413298 B2 JP 3413298B2 JP 29993094 A JP29993094 A JP 29993094A JP 29993094 A JP29993094 A JP 29993094A JP 3413298 B2 JP3413298 B2 JP 3413298B2
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Dram (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】この発明は、半導体記憶装置に関
し、特に、低消費電力化を可能とした半導体記憶装置に
関する。 【0002】 【従来の技術】図10は、従来の半導体記憶装置として
のダイナミックRAM(以下DRAMとする)の概略ブ
ロック図である。 【0003】図10を参照して、DRAM1は、メモリ
セルアレイ部3と、ロウデコーダ9a,9bと、コラム
デコーダ11と、読出/書込回路13と、アドレスバッ
ファ15と、アドレスカウンタ17と、スイッチ信号発
生回路19と、/RAS入力回路21と、/CAS入力
回路23と、データ出力回路25と、データ入力回路2
7と、/WE入力回路29とを含む。さらに、DRAM
1は、アドレス入力端子群31と、外部/RAS信号入
力端子33と、外部/CAS信号入力端子35と、デー
タ出力端子37と、データ入力端子39と、/WE信号
入力端子41とを含む。 【0004】メモリセルアレイ部3は、メモリセルアレ
イ5a,5bと、センスアンプ7とを含む。メモリセル
アレイ5aとメモリセルアレイ5bとの間には、センス
アンプ7が設けられる。また、メモリセルアレイ5a,
5bのそれぞれは、1トランジスタ+1キャパシタから
なるメモリセルを複数含み、そのメモリセルはアレイ状
に配設されている。そして、行方向にワード線がそれぞ
れのメモリセルと接続され、列方向にビット線がそれぞ
れのメモリセルと接続されている。 【0005】/RAS入力回路21には、外部/RAS
信号入力端子33から外部/RAS信号が入力され、そ
の出力はアドレスカウンタ17、アドレスバッファ15
およびスイッチ信号発生回路19に与えられる。/CA
S入力回路23には、外部/CAS信号入力端子35か
ら外部/CAS信号が入力され、その出力はアドレスカ
ウンタ17およびアドレスバッファ15に与えられる。 【0006】アドレスカウンタ17の出力はアドレスバ
ッファ15に与えられる。アドレスバッファ15には、
アドレス入力端子群31からアドレス信号A0〜Anも
与えられ、アドレスバッファ15は、ロウアドレスRA
をロウデコーダ9a,9bのそれぞれ、およびスイッチ
信号発生回路19に与える。さらに、アドレスバッファ
15は、コラムアドレスCAをコラムデコーダ11に与
える。 【0007】ロウデコーダ9aはメモリセルアレイ5a
のワード線WLをロウアドレスRA1に応じて選択し、
ロウデコーダ9bはメモリセルアレイ5bのワード線W
LをロウアドレスRA2に応じて選択する。コラムデコ
ーダ11は、メモリセルアレイ5a,5bのそれぞれの
ビット線BL(対)をコラムアドレスCAに応じて選択
する。選択されたビット線BLはI/O線に接続され
る。I/O線は、読出/書込回路13に接続されてい
る。読出/書込回路13にはデータ入力回路27の出力
が与えられ、読出/書込回路13の出力はデータ出力回
路25に与えられる。データ出力回路25およびデータ
入力回路27には、/WE入力回路29の出力が与えら
れる。 【0008】/WE入力回路29は、/WE信号入力端
子41からライトイネーブル/WE信号が与えられる。
したがって、/WE入力回路29は、書込のためのライ
トイネーブル/WE信号を特にデータ入力回路27に与
え、データ入力回路27がデータ入力端子39から与え
られるデータを読出/書込回路13に与える。これに対
し、/WE入力回路29は、データ出力回路25が読出
/書込回路13から与えられる読出されたデータをデー
タ出力端子37に与えるように、動作する。 【0009】図11は、図10のセンスアンプの回路図
であり、図12は、図10のスイッチ信号発生回路の回
路図である。 【0010】図11を参照して、センスアンプ(SA)
7は、NチャネルMOSトランジスタ(以下NMOSと
する)Q5,Q6,Q7およびPチャネルMOSトラン
ジスタ(以下PMOSとする)Q8,Q9,Q10によ
って構成される。そして、センスアンプ7は、メモリセ
ルアレイ5aのビット線対BL1,/BL1に接続トラ
ンジスタQ1,Q2を介して接続され、メモリセルアレ
イ5bのビット線対BL2,/BL2に接続トランジス
タQ3,Q4を介して接続される。接続トランジスタQ
1,Q2,Q3,Q4は、NMOSである。このよう
に、1組のセンスアンプに2組のビット線対が接続トラ
ンジスタを介して接続するような構成は、シェアードセ
ンスアンプ方式と呼ばれる。 【0011】そして、このシェアードセンスアンプ方式
のセンスアンプは、近年の大容量DRAMにおいて使用
されている。 【0012】ところで、ビット線BL1とワード線WL
1とには1トランジスタおよび1キャパシタからなるメ
モリセルMC1が接続され、ビット線BL2とワード線
WL2とにはメモリセルMC2が接続されている。セン
スアンプ7は、このようなメモリセルMC1,MC2に
対してデータの書込、記憶、または読出を行なう。そし
て、読出などが行なわれるためには、ビット線対BL
1,/BL1またはビット線対BL2,/BL2のいず
れかがセンスアンプ7に接続される必要がある。そのた
め、接続トランジスタQ1,Q2にはその制御電極に制
御信号φ1が与えられ、接続トランジスタQ3,Q4の
その制御電極には制御信号φ2が与えられている。 【0013】メモリセルMC1,MC2のそれぞれにデ
ータがもれなく書込まれるためには、センスアンプ7は
電源電位レベルまで増幅した信号を接続トランジスタQ
1,Q2,Q3,Q4を介しても電位低下を起こすこと
なくメモリセルMC1,MC2まで伝える必要がある。
接続トランジスタQ1,Q2,Q3,Q4は、MNOS
で構成されていたため、接続トランジスタに入力される
制御信号φ1,φ2は電源電位レベル以上に昇圧される
必要が生じる。 【0014】そこで、スイッチ信号発生回路19は、図
12に示すように、チャージポンプ回路103と、チャ
ージポンプ回路107とを含む。さらに、スイッチ信号
発生回路19は、インバータ101a,101b,10
1cと、発振回路105と、PMOS109a,109
bと、NMOS111a,111bと、NANDゲート
113とを含む。 【0015】チャージポンプ回路103は、/RAS入
力回路21から与えられる外部/RASによって動作す
る。チャージポンプ回路107は、発振回路105によ
って常に動作している。チャージポンプ回路103およ
びチャージポンプ回路107によって、昇圧信号φH
発生している。昇圧信号φH はPMOS109bを介し
て制御信号φ1 またはφ2 として出力される。 【0016】すなわち、外部/RASおよびロウアドレ
スRAの信号レベルによって、NANDゲート113は
Hレベルの信号を出力する。これによって、NMOS1
11aはオン状態となり、NMOS111bはオフ状態
となる。そして、NMOS111aを介して接地電位で
あるLレベルの信号がPMOS109bの制御電極に与
えられて、PMOS109bはオン状態となる。したが
って、昇圧信号φH がPMOS109bを介してPMO
S109aの制御電極に与えられて、PMOS109a
はオフ状態となる。さらに、昇圧信号φH がPMOS1
09bを介して制御信号φ1 またはφ2 として出力され
る。 【0017】このように、NANDゲート113に与え
られるアドレス信号RAに従って、制御信号φ
1 (φ2 )が昇圧されて発生されている。 【0018】図13は、図11のセンスアンプと図12
のスイッチ信号発生回路とで必要とされる信号のタイム
チャートであり、図13(a)は外部/RASのタイム
チャートであり、図13(b)は、発振回路から出力さ
れる信号φC のタイムチャートであり、図13(c)
は、昇圧信号φH のタイムチャートであり、図13
(d)は、ロウアドレスRA1,RA2のタイムチャー
トであり、図13(e)は、接続トランジスタに与えら
れる制御信号φ1 ,φ2 のタイムチャートであり、図1
3(f)は、ワード線WL1,WL2のタイムチャート
であり、図13(g)は、ビット線対BL1,/BL1
のタイムチャートであり、図13(h)は、ビット線対
BL2,/BL2のタイムチャートである。 【0019】次に、図13を用いて図11および図12
に示した回路の動作を説明する。まず、外部/RASが
Hレベルの状態(スタンバイ状態)においても、発振回
路105は動作している。したがって、チャージポンプ
回路107は昇圧レベルの昇圧信号φH を発生してい
る。 【0020】次に、外部/RASがLレベルに変化する
と、ロウアドレスRA1(RA2)が取込まれる。たと
えば、図13においてはロウアドレスRA1がHレベル
となっており、ワード線WL1が選択される場合が示さ
れている。そのため、ビット線対BL1,/BL1とと
ともにセンスアンプ7を共有するビット線対BL2,/
BL2がセンスアンプ7から切離される必要がある。そ
こで、制御信号φ2 はLレベルとなっている。 【0021】その後、ワード線WL1が選択されてHレ
ベルとなっている。したがって、メモリセルMC1のデ
ータがビット線BL1に読出され、センスアンプ7はビ
ット線BL1とビット線/BL1の電位差を増幅する。 【0022】このように、外部/RASがLレベルとな
ってアクセスが行なわれる。その後、外部/RAS信号
がHレベルとなり、ワード線WL1はLレベルとなる。
このとき、メモリセルMC1には、センスアンプ7によ
って増幅されたデータが再び書込まれる。この動作のこ
とは、リストア動作と呼ばれる。 【0023】次に、制御信号φ2 がLレベルからHレベ
ルになり、接続トランジスタはすべて待機状態となる。 【0024】一方、近年の大容量メモリがポータブル機
器に広く使用されつつある。そして、メモリに対してア
クセスする場合の低消費電力化が図られており、特にデ
ータ保持時の低消費電力化を図ったセルフリフレッシュ
機能付のDRAMが開発されている。ここで、セルフリ
フレッシュ機能とは、外部から一定条件の入力シーケン
スが与えられると、DRAMのチップ内部で自動的に全
メモリセルのデータが順次リフレッシュされてデータの
保持が可能となるような機能である。 【0025】図14は、そのようなセルフリフレッシュ
機能付のDRAMの概略ブロック図であり、図15は、
図14のセルフリフレッシュ信号発生回路および内部/
RAS発生回路を示したブロック図である。 【0026】図14を参照して、以下図10に示すDR
AM1と異なる部分について特に説明する。図14に示
すDRAM151は、さらに、セルフリフレッシュ信号
発生回路153と、内部/RAS発生回路155とを含
む。セルフリフレッシュ信号発生回路153は、外部/
RAS信号入力端子33から入力される外部/RASが
入力され、さらに外部/CAS信号入力端子35から入
力される外部/CAS信号も入力される。セルフリフレ
ッシュ信号発生回路153は、これら2つの信号に基づ
いてセルフリフレッシュ信号φSELFを/RAS入力回路
21および内部/RAS発生回路155に与える。内部
/RAS発生回路155は、与えられたセルフリフレッ
シュ信号φSELFに基づいて内部(INT)/RASを発
生し、/RAS入力回路21に与える。 【0027】セルフリフレッシュ信号発生回路153お
よび内部/RAS発生回路155は、図15に示すよう
な構成をしている。すなわち、セルフリフレッシュ信号
発生回路153および内部/RAS発生回路155は、
CBR(/CASビフォア/RAS)検出回路201
と、タイマー回路203と、発振回路205と、分周回
路207とを含む。CBR検出回路201には、外部/
RASおよび外部/CASが入力され、その出力はタイ
マー回路203に与えられる。タイマー回路203に
は、発振回路205の出力である信号φC も与えられて
おり、タイマー回路203からセルフリフレッシュ信号
φSELFが出力される。セルフリフレッシュ信号φSELF
分周回路207に与えられ、分周回路207は、発振回
路205の出力である信号φC とセルフリフレッシュ信
号φSELFに基づいて内部/RASを出力する。 【0028】図16は、図15に示すセルフリフレッシ
ュ信号発生回路および内部/RAS発生回路の動作を説
明するための図であり、図16(a)は、外部/RAS
のタイムチャートであり、図16(b)は、外部/CA
Sのタイムチャートであり、図16(c)は、信号φC
のタイムチャートであり、図16(d)は、セルフリフ
レッシュ信号φSELFのタイムチャートであり、図16
(e)は、内部/RASのタイムチャートであり、図1
6(f)は、制御信号φ1 ,φ2 のタイムチャートであ
る。 【0029】図16を参照して、まず、セルフリフレッ
シュ時には、外部/RASがHレベルからLレベルに変
化する前に、外部/CASがHレベルからLレベルに変
化する。このことを、CBR検出回路201が検出す
る。そして、その検出結果によって、タイマー回路20
3が動作する。 【0030】次に、外部/RASがLレベル、外部/C
ASがLレベルの期間がある一定期間以上になると、タ
イマー回路203がセルフリフレッシュ信号φSELFを発
生する。 【0031】次に、セルフリフレッシュ信号φSELFが発
生されることで、分周回路207は、発振信号φC を分
周した一定周期毎に内部/RAS信号を発生する。そし
て、内部のアドレスカウンタ17によって、意図的にリ
フレッシュが行なわれる。 【0032】このようなセルフリフレッシュ機能を有す
るDRAM151においても、スイッチ信号発生回路1
9は内部/RASがLレベルとなることに伴って制御信
号中φ1 またはφ2 を発生し、その後リストア動作が行
なわれる。 【0033】 【発明が解決しようとする課題】ところが、外部/RA
Sまたは内部/RASがレベル変化を行なう1サイクル
に1度、制御信号φ1 (φ2 )が発生するため、スイッ
チ信号発生回路は、接続トランジスタの制御電極を充電
するのに昇圧信号φH の電圧を消費する。この消費が補
われるために、外部/RAS信号または内部/RAS信
号によってチャージポンプ回路103が動作し、昇圧信
号φH の充電を行なっている。これによって、レベル低
下が防がれている。 【0034】しかしながら、外部/RAS信号または内
部/RASのサイクル時間が長い場合には、リーク電流
によって昇圧信号φH のレベルが低下する。このレベル
低下によって、リストア動作時には、センスアンプで増
幅された信号が十分にメモリセルに書込まれない場合が
ある。これに伴って、データ記憶時間が短くなる場合も
生じる。そこで、常に動作するチャージポンプ回路が設
けられており、定期的に昇圧信号φH が昇圧されてレベ
ル低下が防がれている。 【0035】このように、常に動作するチャージポンプ
回路が設けられているため、消費電力は大きく必要とさ
れる。 【0036】ゆえに、この発明の目的は、スイッチ信号
発生回路での消費電力を抑えることができるような半導
体記憶装置を提供することである。 【0037】 【0038】 【0039】 【0040】 【0041】 【課題を解決するための手段】発明に係る半導体記憶
装置は、一方のビット線にメモリセルが接続される第1
のビット線対と、一方のビット線にメモリセルが接続さ
れる第2のビット線対と、第1のビット線対または第2
のビット線対の電位を増幅するためのセンスアンプと、
第1の制御信号または第2の制御信号を発生する制御信
号発生手段と、制御信号発生手段が発生する第1の制御
信号がその制御電極に与えられたことに応じて、第1の
ビット線対とセンスアンプとを接続するための第1の接
続トランジスタと、制御信号発生手段が発生する第2の
制御信号がその制御電極に与えられたことに応じて、第
2のビット線対と前記センスアンプとを接続するための
第2の接続トランジスタと、外部制御信号が与えられ、
それを内部に入力するための入力手段と、入力手段が入
力する外部制御信号に基づいて、第1のビット線対の一
方のビット線に接続されたメモリセルまたは第2のビッ
ト線対の一方のビット線に接続されたメモリセルのデー
タをセルフリフレッシュするためのセルフリフレッシュ
信号を発生するセルフリフレッシュ信号発生手段と、セ
ルフリフレッシュ信号発生手段が発生するセルフリフレ
ッシュ信号に基づいて、内部制御信号を発生する内部制
御信号発生手段とを備え、制御信号発生手段は、通常動
作時には、電源電位レベルよりも高い昇圧電位レベルの
第1の接続トランジスタに与えられる第1の制御信号ま
たは第2の接続トランジスタに与えられる第2の制御信
号を発生し、セルフリフレッシュ動作時には、内部制御
信号発生手段が発生する内部制御信号のレベル変化
じて、一定期間電源電位レベルよりも高い昇圧電位レ
ベルの信号となるよう、また一定期間以外は電源電位レ
ベルの信号となるよう、第1の制御信号または第2の制
御信号の電位レベルを切換える切換手段を含むように構
成される。 【0042】 【0043】 【0044】 【0045】 【作用】発明に係る半導体記憶装置は、通常時には、
常に電源電位レベルよりも高い昇圧電位レベルの第1の
制御信号または第2の制御信号を第1の接続トランジス
タまたは第2の接続トランジスタに与えるので、その時
間遅れを生じることなくアクセスでき、セルフリフレッ
シュ動作時には、内部制御信号のレベル変化応じて、
一定期間電源電位レベルよりも高い昇圧電位レベルの
信号となるよう、また一定期間以外は前記電源電位レベ
ルの信号となるよう、第1の制御信号または第2の制御
信号の電位レベルを切換える。 【0046】 【実施例】図1は、本発明の半導体記憶装置としてのD
RAMの概略ブロック図であり、図2は、図1のスイッ
チング発生回路の回路図である。 【0047】以下、図10および図12に示した従来例
と異なる部分について特に説明する。 【0048】図1に示すDRAM251は、図10に示
す従来のDRAM1のスイッチ信号発生回路19の代わ
りに、スイッチ信号発生回路253を備える。スイッチ
信号発生回路253は、図2に示すような回路構成をし
ている。すなわち、スイッチ信号発生回路253は、昇
圧回路301と、遅延回路303と、3NANDゲート
305と、NANDゲート307a,307bと、イン
バータ309a,309bと、PMOS311と、NM
OS313とを含む。 【0049】昇圧回路301は、PMOS315と、イ
ンバータ317a,317bと、キャパシタ319とを
含む。遅延回路303は、インバータ321a〜321
dを含む。 【0050】次に、接続について説明する。外部/RA
Sは3NANDゲート305、遅延回路303のインバ
ータ321a、およびNANDゲート307aに入力さ
れる。インバータ321aの出力はインバータ321
b,321cを介して3NANDゲート305に信号N
1として入力される。さらに、インバータ321aの出
力は、インバータ321b,321c,321dを介し
てNANDゲート307aに信号N2として入力され
る。3NANDゲート305には、ロウアドレス信号R
A1が入力される。3NANDゲート305の出力はイ
ンバータ309aを介して昇圧回路301に入力され
る。 【0051】特に、インバータ309aの出力は昇圧回
路301のインバータ317aおよびPMOS315の
制御電極に入力される。PMOS315はソース/ドレ
インの一方が電源電位Vccに接続されている。また、
PMOS315のソース/ドレインの他方は、キャパシ
タ319の一方の電極に接続され、同様にPMOS31
1のソース/ドレインの一方に接続されている。キャパ
シタ319の他方の電極には、インバータ317aの出
力がインバータ317bを介して与えられる。 【0052】一方、NANDゲート307aの出力はN
ANDゲート307bに入力される。NANDゲート3
07bには、ロウアドレス信号RA2が入力されてい
る。NANDゲート307bの出力はインバータ309
bを介して、PMOS311およびNMOS313の制
御電極に与えられる。NMOS313のソース/ドレイ
ンの一方は接地電位に接続されている。PMOS311
およびNMOS313のソース/ドレインの他方のそれ
ぞれは接続されており、そこから制御信号φ1 が出力さ
れる。 【0053】図3は、ワード線WL1が選択される場合
の図2のスイッチ信号発生回路で必要とされる信号のタ
イムチャートを示した図であり、図3(a)は、外部/
RASのタイムチャートであり、図3(b)は、ロウア
ドレス信号RA1,RA2のタイムチャートであり、図
3(c)は、信号N1のタイムチャートであり、図3
(d)は、信号N2のタイムチャートであり、図3
(e)は、ノードAのタイムチャートであり、図3
(f)は、信号φX のタイムチャートであり、図3
(g)は、ノードBのタイムチャートであり、図3
(h)は、制御信号φ1 のタイムチャートである。 【0054】次に、図3および図2を参照して、ワード
線WL1が選択される場合、すなわちメモリセルM1が
選択される場合について説明する。 【0055】まず、外部/RASがHレベルからLレベ
ルに変化する。この信号レベルの変化によりロウアドレ
ス信号RA1がLレベルからHレベルとなり、ロウアド
レス信号RA2はLレベルのままである。信号N1と信
号N2は遅延回路303によって外部/RASの逆相お
よび同期の遅延信号となっている。したがって、外部/
RASと遅延回路303の出力である信号N1により3
NANDゲート305はHレベルを出力し、インバータ
309aによってノードAはLレベルとなっている。そ
のため、PMOS315がオン状態となり、信号φX
電源電位Vccとなっている。 【0056】一方、NANDゲート307aの出力は、
遅延回路303の出力である信号N2と外部/RASに
よってHレベルである。NANDゲート307bは、N
ANDゲート307aの出力とロウアドレス信号RA2
によってHレベルの信号を出力する。そして、その信号
はインバータ309bによって反転され、ノードBはL
レベルとなる。 【0057】このノードBのLレベルの信号を受けるP
MOS311はオン状態となり、ノードBのLレベルの
信号を受けるNMOS313はオフ状態となる。したが
って、信号φX の電位レベルである電源電位レベルVc
cがPMOS311を介して制御信号φ1 として出力さ
れる。 【0058】そして、外部/RASがLレベルの状態が
続いた後、外部/RASがHレベルに立上がる。これに
よって、3NANDゲート305の出力は、外部/RA
S、信号N1およびロウアドレスRA1がともにHレベ
ルの時間だけ、Lレベルの信号を出力する。インバータ
309aの出力はその時間分だけHレベルとなり、ノー
ドAはHレベルとなる。したがって、PMOS315は
オフ状態となり、キャパシタ319のインバータ317
b側に接続された電極はHレベルとなる。これによっ
て、信号φX は電源電位Vccよりも高い昇圧電位レベ
ルにその時間分だけ昇圧される。そして、昇圧されたφ
X はPMOS311を介して昇圧された制御信号φ1
して出力される。 【0059】その後、遅延回路303の出力である信号
N1がLレベルとなるため、ノードAはHレベルからL
レベルに戻る。したがって、信号φX は昇圧電位レベル
から電源電位レベルに戻る。 【0060】すなわち、外部/RASが立上がり後、一
定期間制御信号φ1 は電源電位レベルよりも高い昇圧電
位レベルに昇圧される。これにより、図1に示すセンス
アンプの接続トランジスタQ1,Q2は確実にオン状態
となり、センスアンプ7のデータがメモリセルMC1に
十分に送込まれる。したがって、リストア動作が確実に
行なわれる。 【0061】図4は、ワード線WL2が選択された場合
のスイッチング回路で必要とされる信号のタイムチャー
トであり、図4(a)は、外部/RASのタイムチャー
トであり、図4(b)は、ロウアドレス信号RA1,R
A2のタイムチャートであり、図4(c)は、ノードA
のタイムチャートであり、図4(d)は、信号φX のタ
イムチャートであり、図4(e)は、ノードBのタイム
チャートであり、図4(f)は、制御信号φ1 のタイム
チャートである。 【0062】次に、図4および図2を参照して、ワード
線WL2が選択された場合、すなわちメモリセルMC2
が選択された場合の動作について説明する。 【0063】まず、外部/RASがHレベルからLレベ
ルにレベル変化する。そして、ロウアドレス信号RA2
がLレベルからHレベルに変化し、ロウアドレス信号R
A1はLレベルのままである。外部/RASが入力され
るNANDゲート307aはHレベルの信号を出力し、
この信号とロウアドレス信号RA2を受けるNANDゲ
ート307bの出力はLレベルとなる。したがって、イ
ンバータ309bの出力はHレベルとなり、ノードBも
Hレベルとなる。よって、PMOS311はオフ状態と
なり、NMOS313はオン状態となる。そして、制御
信号φ1 はNMOS313に接続される接地電位によっ
てLレベルとなる。 【0064】すなわち、メモリセルMC2が選択される
場合には、メモリセルMC1はセンスアンプ7より切離
される。 【0065】このように、制御信号φ1 またはφ2 は外
部/RASの立上がり後一定期間のみ昇圧され、相対す
る制御信号φ2 またはφ1 はLレベルとなる。 【0066】なお、図2には、制御信号φ1 を発生する
回路を示しているが、制御信号φ2を発生する回路は、
ロウアドレスRA1とロウアドレスRA2が入替えられ
た回路である。 【0067】以上のようにして、一方のビット線対がセ
ンスアンプに接続された後は、ワード線WL1またはW
L2が立上がることによって、メモリセルMC1または
MC2の微小電位がビット線BL1またはBL2に読出
される。ビット線BL1またはBL2は、初期状態で電
源電位レベルと接地電位レベルの中間電位に保たれてお
り、メモリセルMC1またはMC2からの電荷によって
微小振幅を得ることとなる。したがって、接続トランジ
スタQ1またはQ3の制御電極に入力される制御信号φ
1 またはφ2 が昇圧されていなくても、ビット線BL1
またはBL2の電位変化は十分にセンスアンプ7に伝え
られる。 【0068】一方、リストア時には、外部/RASの立
上がり後に、リストアに必要な一定期間だけ、すなわ
ち、遅延回路303での遅延時間だけ、制御信号φ1
たはφ 2 が昇圧されるので、センスアンプ7によって増
幅された信号は十分にメモリセルMC1またはMC2に
書込まれる。したがって、従来のスイッチ信号発生回路
19で必要とされたチャージポンプ回路107は不要と
なる。このチャージポンプ回路107は、常時動作する
ものであったので、その分だけ消費電力の低減が図られ
る。 【0069】図5は、この発明の他の実施例による半導
体記憶装置としてのDRAMの概略ブロック図である。 【0070】以下、図14に示す従来例と異なる部分に
ついて特に説明する。すなわち、図14に示すスイッチ
信号発生回路19の代わりに、この実施例のDRAM3
51は、スイッチ信号発生回路353を含む。スイッチ
信号発生回路353は、図6に示すような回路である。
すなわち、図6に示すスイッチ信号発生回路353は、
ほぼ図2に示すスイッチ信号発生回路253と同様であ
る。異なる部分は、図5に示すDRAM351がセルフ
リフレッシュ機能を有するためにセルフリフレッシュ信
号発生回路153および内部/RAS発生回路155を
有しており、スイッチ信号発生回路253がセルフリフ
レッシュ時には外部/RASでなく内部/RASによっ
て動作することである。 【0071】すなわち、スイッチ信号発生回路353
は、図2の外部/RASが入力される3NANDゲート
305、遅延回路303、およびNANDゲート307
aの代わりに、3NANDゲート401、遅延回路40
3、およびNANDゲート405を備える。3NAND
ゲート401、遅延回路403およびNANDゲート4
05には、内部(INT)/RASが入力される。 【0072】図7は、図6に示すスイッチ信号発生回路
で示される信号のタイムチャートであり、図7(a)
は、外部/RASのタイムチャートであり、図7(b)
は、外部/CASのタイムチャートであり、図7(c)
は、内部/RASのタイムチャートであり、図7(d)
は、制御信号φ1 ,φ2 のタイムチャートである。 【0073】図7を参照して、簡単に動作について説明
する。前述したように、セルフリフレッシュ動作時に
は、外部/RASがHレベルからLレベルに変化する前
に、外部/CASがHレベルからLレベルに変化する。
その後、一定期間外部/RASおよび外部/CASがL
レベルとなった後、セルフリフレッシュ信号発生回路1
53からセルフリフレッシュ信号φSELFが発生し、それ
に応じて、内部/RASがLレベルからHレベルとな
る。これによって、制御信号φ1 またはφ2 の電位レベ
ルが電源電位Vccより高い昇圧電位レベルに引上げら
れる。したがって、図1から図4を用いて説明した実施
例と同様に、制御信号φ1 または制御信号φ 2 が常に昇
圧電位レベルに設定される必要がないため、その分だけ
セルフリフレッシュ時の低消費電力化を図ることができ
る。これによって、セルフリフレッシュ動作時の消費電
力に影響を受けるポータブル機器の低寿命が改善され
る。 【0074】図8は、この発明のさらに他の実施例によ
る半導体記憶装置としてのDRAMのスイッチ信号発生
回路を示した図である。ところで、図5に示すDRAM
351では、通常動作時には、外部/RASの立上がり
後一定期間昇圧された制御信号φ1 またはφ2 がセンス
アンプ7に与えられ、セルフリフレッシュ動作時には、
内部/RASの立上がり後一定期間昇圧された制御信号
φ1 またはφ2 がセンスアンプ7に与えられる。このよ
うな方法では、通常動作時の特にリストア動作を開始す
る場合に、外部/RASが立上がった後一定期間の昇圧
時間を必要とするため、サイクルタイムの高速化が困難
であるという問題がある。そこで、図8に示す実施例で
は、通常動作時では常に昇圧電位レベルに昇圧された制
御信号φ1 またはφ2 を発生でき、セルフリフレッシュ
動作時には一定期間のみ昇圧された制御信号φ1 または
φ2 を発生できるスイッチ信号発生回路を示す。 【0075】図8を参照して、スイッチ信号発生回路4
51は、チャージポンプ回路453a,453bと、昇
圧回路454と、発振回路455と、遅延回路457
a,457bと、NANDゲート459a,459b,
459cと、NORゲート461と、インバータ463
a,463bと、PMOS465a,465bと、NM
OS467a,467bと、3NANDゲート469と
を含む。 【0076】発振回路455は、NORゲート471
と、インバータ473a,473bとを含む。遅延回路
457aは、インバータ475a,475b,475c
を含む。遅延回路457bは、インバータ477a,4
77b,477cを含む。昇圧回路454は、インバー
タ481a,481bと、キャパシタ483と、PMO
S479とを含む。 【0077】次に、接続について説明する。外部/RA
Sとセルフリフレッシュ信号φSELFがNORゲート46
1に入力される。NORゲート461の出力はチャージ
ポンプ回路453aに入力される。セルフリフレッシュ
信号φSELFは発振回路455のNORゲート471に入
力され、NORゲート471にはインバータ473bの
出力も入力される。NORゲート471の出力は、イン
バータ473a,473bを介して信号φC としてチャ
ージポンプ回路453bに入力される。チャージポンプ
回路453a,453bはそれぞれ信号を昇圧して昇圧
信号φH を出力する。 【0078】一方、内部(INT)/RASはNAND
ゲート459aに入力されるとともに、遅延回路457
aのインバータ475aに入力される。インバータ47
5aの出力は、インバータ475b,475cを介して
NANDゲート459aに入力される。NANDゲート
459aの出力は、NANDゲート459bに入力され
る。NANDゲート459bには、セルフリフレッシュ
信号φSELFも入力される。NANDゲート459bの出
力は、昇圧回路454のインバータ481aに入力され
るとともに、PMOS479の制御電極に与えられる。
PMOS479のソース/ドレインの一方は電源電位V
ccに接続され、他方はキャパシタ483の一方の電極
に接続される。キャパシタ483の他方の電極には、イ
ンバータ481aの出力が、インバータ481bを介し
て与えられる。そして、キャパシタ483の一方の電極
から昇圧信号φH が出力される。 【0079】昇圧信号φH は、PMOS465a,46
5bのそれぞれのソース/ドレインの一方に与えられ
る。PMOS465a,465bのそれぞれのソース/
ドレインの他方は、NMOS467a,467bの一方
のソース/ドレインに接続されている。NMOS467
a,467bの他方のソース/ドレインは、接地電位に
接続されている。また、NMOS467aのソース/ド
レインの一方はPMOS465bの制御電極に接続さ
れ、NMOS467bのソース/ドレインの一方はPM
OS465aの制御電極に接続されている。 【0080】また、外部/RASが3NANDゲート4
69に与えられ、さらに遅延回路457bのインバータ
477aに与えられる。インバータ477aの出力は、
インバータ477b,477cを介してNANDゲート
459cに与えられる。NANDゲート459cには、
セルフリフレッシュ信号φSELFも与えられる。NAND
ゲート459cの出力は、3NANDゲート469に与
えられる。3NANDゲート469の他の入力には、ロ
ウアドレス信号RA2(RA1)が与えられる。そし
て、3NANDゲート469の出力は、インバータ46
3bを介して、NMOS467aの制御電極に与えら
れ、さらにインバータ463aをも介してNMOS46
7bの制御電極に与えられる。そして、制御信号φ
1 (φ2 )が出力される。 【0081】図9は、図8に示すスイッチ信号発生回路
で示された信号のタイムチャートであり、図9(a)
は、外部/RASのタイムチャートであり、図9(b)
は、外部/CASのタイムチャートであり、図9(c)
は、セルフリフレッシュ信号φ SELFのタイムチャートで
あり、図9(d)は、内部/RASのタイムチャートで
あり、図9(e)は、信号φC のタイムチャートであ
り、図9(f)は、昇圧信号φH のタイムチャートであ
り、図9(g)は、ノードCのタイムチャートであり、
図9(h)は、ノードDのタイムチャートであり、図9
(i)は、ロウアドレスRA1,2のタイムチャートで
あり、図9(j)は、制御信号φ1 またはφ 2 のタイム
チャートであり、図9(k)は、ワード線WL1,WL
2のタイムチャートである。 【0082】図9を参照して、動作について説明する。
通常動作時には、セルフリフレッシュ信号φSELFはLレ
ベルである。したがって、NORゲート461は外部/
RASの信号レベルに応じてHレベルまたはLレベルの
信号を出力する。これに対し、発振回路455は、Hレ
ベルの信号φC を出力する。このような状態によって、
チャージポンプ回路453a,453bは、図12に示
す従来のチャージポンプ回路103,107と同様な動
作を行なう。 【0083】一方、NANDゲート459bには、Lレ
ベルのセルフリフレッシュ信号φSE LFが入力されている
ため、その出力はHレベルとなる。Hレベルの信号が昇
圧回路454に入力される。そのため、ノードCは、電
源電位VccのHレベルのままとなる。したがって、昇
圧回路454は動作をしない。 【0084】また一方、NANDゲート459cにもL
レベルのセルフリフレッシュ信号φ SELFが入力されてお
り、その出力はHレベルである。したがって、3NAN
Dゲート469は、/RASおよびロウアドレスRA2
(RA1)のレベルによってその出力を決定する。すな
わち、この状態では、図12に示すインバータ101b
およびNANDゲート113と3NANDゲート469
およびインバータ463bとの関係が等価である。 【0085】このように、通常動作時には、図12に示
す従来例とほぼ同様に、動作するため、昇圧信号φ
H は、常に昇圧レベルに保持される。したがって、常に
昇圧レベルの制御信号φ1 (φ2 )が出力される。 【0086】ところが、セルフリフレッシュ動作時に入
ると、このスイッチ信号発生回路451は、図6に示す
実施例と同様な働きをする。すなわち、セルフリフレッ
シュ動作時には、セルフリフレッシュ信号φSELFがHレ
ベルとなる。したがって、NORゲート461の出力は
Lレベルとなり、発振回路455のNORゲート471
の出力もLレベルとなって、発振回路455の出力であ
る信号φC もLレベルとなる。そこで、チャージポンプ
回路453a,453bはともに動作を停止する。そこ
で、昇圧信号φH は電源電位Vccのレベルとなる。そ
の後、内部/RASがHレベルからLレベルに変化す
る。これに伴って、NANDゲート459aはHレベル
の信号を出力する。このNANDゲート459aの出力
がHレベルに保持される期間は、遅延回路457aによ
る遅延時間に相当する。そして、NANDゲート459
bは、入力がともにHレベルの間である間、すなわち遅
延回路457aの遅延時間だけ、Lレベルの信号を出力
する。そこで、PMOS479は、オン状態となり、昇
圧信号φH は電源電位Vccに保持される。 【0087】その後、内部/RASの立上がり後、一定
期間、NANDゲート459aはLレベルの信号を出力
する。したがって、NANDゲート459bもHレベル
の信号をその期間出力し、キャパシタ483を充電す
る。そこで、キャパシタ483から昇圧される昇圧信号
φH が一定期間のみ発生する。これによって、制御信号
φ1 もその時間だけ昇圧されて出力される。 【0088】このように、セルフリフレッシュ動作時以
外は、従来のように常に昇圧信号φ H を発生させ、セル
フリフレッシュ動作時には、必要な時間だけ昇圧信号φ
H を発生させるように切換える。これによって、通常動
作時には、外部/RASがLレベルのサイクル内にリス
トア動作が完了し、セルフリフレッシュ動作時には、内
部/RAS信号の立上がり後にリストア動作が行なわれ
るので、通常の読出動作時のサイクルタイムの高速化を
妨げることなく、セルフリフレッシュ動作時の低消費電
力化を図ることができる。 【0089】なお、セルフリフレッシュ動作時には、消
費電力を低減するために、リフレッシュ周期が極力長く
設定されることが好ましい。したがって、内部/RAS
信号の立上がり後にリストア動作が行なわれても何ら高
速化に問題はない。 【0090】 【発明の効果】以上のように、この発明によれば、第1
のビット線対とセンスアンプと接続するための第1の接
続トランジスタの制御電極に、または第2のビット線対
とセンスアンプとを接続するための第2の接続トランジ
スタの制御電極に、一定期間のみ電源電位レベルよりも
高い昇圧電位レベルの第1の制御信号または第2の制御
信号をそれぞれ与えるので、常に昇圧電位レベルに設定
された第1の制御信号または第2の制御信号を発生する
場合に比べて、低消費電力化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】 この発明の一実施例による半導体記憶装置と
してのDRAMの概略ブロック図である。 【図2】 図1のスイッチング信号発生回路の回路図で
ある。 【図3】 ワード線WL1が選択された場合の図2に示
すスイッチング信号発生回路の動作を説明するためのタ
イムチャートである。 【図4】 ワード線WL2が選択された場合の図2に示
すスイッチング信号発生回路の動作を説明するためのタ
イムチャートである。 【図5】 この発明の他の実施例による半導体記憶装置
としてのDRAMの概略ブロック図である。 【図6】 図5のスイッチング信号発生回路の回路図で
ある。 【図7】 図6のスイッチング信号発生回路の動作を説
明するためのタイムチャートである。 【図8】 この発明のさらに他の実施例による半導体記
憶装置としてのDRAMのスイッチング信号発生回路を
示した図である。 【図9】 図8に示したスイッチング信号発生回路の動
作を説明するためのタイムチャートである。 【図10】 従来の半導体記憶装置としてのDRAMの
概略ブロック図である。 【図11】 図10のセンスアンプの回路図である。 【図12】 図10のスイッチング信号発生回路の回路
図である。 【図13】 図2に示したスイッチング信号発生回路の
動作を説明するためのタイムチャートである。 【図14】 従来の半導体記憶装置での他のDRAMの
概略ブロック図である。 【図15】 図14のセルフリフレッシュ信号発生回路
および内部/RAS発生回路の内部構成を示したブロッ
ク図である。 【図16】 図15に示したセルフリフレッシュ信号発
生回路および内部/RAS発生回路の動作を説明するた
めのタイムチャートである。 【符号の説明】 251,351 DRAM、253,353,451
スイッチング信号発生回路、21 /RAS入力回路、
153 セルフリフレッシュ信号発生回路、155 内
部/RAS発生回路。

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 一方のビット線にメモリセルが接続され
    る第1のビット線対と、 一方のビット線にメモリセルが接続される第2のビット
    線対と、 前記第1のビット線対または前記第2のビット線対の電
    位を増幅するためのセンスアンプと、 第1の制御信号または第2の制御信号を発生する制御信
    号発生手段と、 前記制御信号発生手段が発生する第1の制御信号がその
    制御電極に与えられたことに応じて、前記第1のビット
    線対と前記センスアンプとを接続するための第1の接続
    トランジスタと、 前記制御信号発生手段が発生する第2の制御信号がその
    制御電極に与えられたことに応じて、前記第2のビット
    線対と前記センスアンプとを接続するための第2の接続
    トランジスタと、 外部制御信号が与えられ、それを内部に入力するための
    入力手段と、 前記入力手段が入力する外部制御信号に基づいて、前記
    第1のビット線対の一方のビット線に接続されたメモリ
    セルまたは前記第2のビット線対の一方のビット線に接
    続されたメモリセルのデータをセルフリフレッシュする
    ためのセルフリフレッシュ信号を発生するセルフリフレ
    ッシュ信号発生手段と、 前記セルフリフレッシュ信号発生手段が発生するセルフ
    リフレッシュ信号に基づいて、内部制御信号を発生する
    内部制御信号発生手段とを備え、 前記制御信号発生手段は、通常動作時には、電源電位レ
    ベルよりも高い昇圧電位レベルの前記第1の接続トラン
    ジスタに与えられる第1の制御信号または前記第2の接
    続トランジスタに与えられる第2の制御信号を発生し、 セルフリフレッシュ動作時には、前記内部制御信号発生
    手段が発生する内部制御信号のレベル変化応じて、一
    定期間電源電位レベルよりも高い昇圧電位レベルの
    号となるよう、また前記一定期間以外は前記電源電位レ
    ベルの信号となるよう、前記第1の制御信号または前記
    第2の制御信号の電位レベルを切換える切換手段を含
    む、半導体記憶装置。
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