JP3699839B2 - 半導体記憶装置 - Google Patents

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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体記憶装置に関し、特に、比較的低速なクロック周波数を用いて、一のクロック信号でロウアドレス及びコラムアドレスをラッチでき且つページ動作を行なえるDRAM型の半導体記憶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の半導体記憶装置であるダイナミックRAM(DRAM)装置について図面を参照しながら説明する。
【0003】
図5(a)及び(b)は従来のDRAM装置のデータI/Oのタイミングチャートであって、図5(a)は読み出し動作を示し、図5(b)は書き込み動作を示している。図5(a)に示すように、読み出し動作時には、まず、第1のクロック信号である/RAS(ロウアドレスストローブ)信号を立ち下げることにより、これまでプリチャージ状態にあったロウ系の回路が活性化されてメモリ動作が開始され、ロウアドレスがラッチされる。続いて、所定時間経過後、第2のクロック信号である/CAS(コラムアドレスストローブ)信号を立ち下げることにより、読み出し動作が開始され、コラムアドレスがラッチされる。これにより、選択されたワード線に接続されているメモリセルが活性化されると共に、選択されたビット線対に接続されたセンスアンプ回路が活性化される。このとき、書き込み制御信号/WEをハイレベルとして書き込みを禁止状態(ディセーブル)とすることにより、選択されたメモリセルが接続されているビット線対に読み出された電位差を増幅して有効データを確定し、さらにリードアンプ等を介して外部に出力する。
【0004】
一方、図5(b)に示すように、書き込み動作時も同様に、まず、/RAS信号を立ち下げてロウアドレスをラッチした後、/CAS信号を立ち下げてコラムアドレスをラッチする。これにより、選択されたワード線に接続されているメモリセルが活性化されると共に、選択されたビット線対に接続されたセンスアンプ回路が活性化される。このとき、書き込み制御信号/WEをローレベルとして書き込み動作を許可状態(イネーブル)としておき、選択されたメモリセルに保持させる有効データをライトアンプ等から入力する。
【0005】
なお、本明細書において、信号名の前に付加されている記号”/”は反転を表わし、ローレベルのときに活性状態(ローアクティブ)となる信号を表わす。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のDRAM装置は、メモリセルアレイにおける複数のメモリセルのうちから一のメモリセルアレイを選択するロウアドレス及びコラムアドレスをラッチするクロック信号にRAS信号及びCAS信号の2つの同期用クロック信号が必要となるため、クロックの制御が煩雑となり、特に、ロジック回路と混載されてワンチップ化が図られるような場合にはさらに設計しにくくなるという問題がある。
【0007】
本発明は、前記従来の問題を解決し、半導体記憶装置の同期用クロック信号の扱いが容易となるようにすることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明は、アドレス信号のロウアドレス及びコラムアドレスをラッチさせるトリガを、一のクロック信号の両エッジにそれぞれ割り当てる構成とする。
【0009】
具体的に、本発明に係る半導体記憶装置は、それぞれがデータを保持する複数のメモリセルを有するメモリセルアレイと、外部からのロウアドレス信号により選択的に活性化される複数のワード線と、外部からのコラムアドレス信号により選択的に活性化される複数のビット線と、複数のビット線ごとに読み出されたデータを増幅するセンスアンプとを備えた半導体記憶装置を前提とし、クロック信号の第1のエッジをトリガにしてロウアドレス信号をラッチするロウアドレスラッチ手段と、第1のエッジから所定時間経過後にセンスアンプを活性化するセンスアンプ活性化手段と、クロック信号の第2のエッジをトリガにしてコラムアドレス信号をラッチするコラムアドレスラッチ手段と、第2のエッジから所定時間経過後にビット線に対してプリチャージを行なうプリチャージ信号を生成するプリチャージ信号生成手段と、クロック信号の第1又は第2のエッジをトリガにして、ページモードとするか否かを規制するページモード制御信号の一の状態又は他の状態を判定し、判定結果が、一の状態の場合には、第1又は第2のエッジが含まれる第1のクロックサイクルにおいてビット線に対するプリチャージを許可すると共に第1のクロックサイクルに続く第2のクロックサイクルにおいてロウアドレス信号のラッチ動作を許可する一方、他の状態の場合には、第1のクロックサイクルにおいてビット線に対するプリチャージを禁止すると共に第2のクロックサイクルにおいてロウアドレス信号のラッチ動作を禁止するページモード制御手段とを備えている。
【0010】
本発明の半導体記憶装置によると、ロウアドレスラッチ手段がクロック信号の第1のエッジをトリガにしてロウアドレス信号をラッチすると共に、センスアンプ活性化手段が第1のエッジから所定時間経過後にセンスアンプを活性化するため、ロウアドレス信号により選択されたワード線が駆動され、該ワード線と接続されているメモリセルが活性化される。続いて、センスアンプ活性化手段が第1のエッジから所定時間経過後にセンスアンプを活性化する。また、コラムアドレスラッチ手段がクロック信号の第2のエッジをトリガにしてコラムアドレス信号をラッチすると共に、プリチャージ信号生成手段が第2のエッジから所定時間経過後にビット線をプリチャージさせるプリチャージ信号を生成する。これにより、一のクロック信号の立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジのいずれか一方のエッジを用いてロウアドレスをラッチし、他方のエッジを用いてコラムアドレスをラッチしても、複数のメモリセルに対する選択的な読み出し動作又は書き込み動作を周期的に行なえる。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
【0015】
(装置構成)
図1は本発明の一実施形態に係る半導体記憶装置の機能ブロック構成を示している。図1に示すように、それぞれがデータを保持する複数のメモリセル(図示せず)を有するメモリセルアレイ11と、該メモリセルアレイ11と接続された、例えば256本のワード線WLと、メモリセルアレイ11と接続された、例えば256対のビット線対BL,/BLと、該ビット線対BL,/BLごとに設けられ、読み出されたメモリセルの微小電位を増幅してデータ値を確定するセンスアンプ列12とが配置されている。
【0016】
ロウ系の回路として、各ワード線WLには、ワード線WLごとに設けられ、ロウアドレス信号RAに基づいてワード線WLを選択するロウデコーダ列13が接続され、該ロウデコーダ列13には、ロウアドレス端子からのロウアドレス信号RADDをラッチしてロウデコーダ列13に出力するロウアドレスラッチ回路14が接続されている。
【0017】
また、コラム系の回路として、各ビット線対BL,/BLには、コラムアドレス信号CAに基づいてビット線対BL,/BLを選択するコラムデコーダ列15が接続され、該コラムデコーダ列15には、コラムアドレス端子からのコラムアドレス信号CADDをラッチしてコラムデコーダ列15に出力するコラムアドレスラッチ回路16が接続されている。ここで、ロウアドレス端子とコラムアドレス端子とは共用端子であってもよい。
【0018】
コラムデコーダ列15にはデータ出力回路17及びデータ入力回路18がそれぞれ接続されており、読み出し動作時には、コラムデコーダ列15を通じてデータ出力回路17に読み出された内部データがデータ出力信号DOとしてデータ出力端子に出力され、書き込み動作時には、データ入力回路18がデータ入力端子から入力されるデータ入力信号DIを選択されたビット線対BL,/BLにコラムデコーダ列15を通じて出力する。ここで、データ入力端子とデータ出力端子とは共用端子であってもよい。
【0019】
また、データ出力回路17には、データ出力禁止手段としてのOE制御回路19が接続されており、該OE制御回路19は、外部から入力され、データ出力回路17の動作を制御する出力イネーブル信号OEを受け、読み出しデータの出力期間を規制する出力制御イネーブル信号OECTをデータ出力回路17に出力する。データ入力回路18には書き込み制御回路20が接続されており、該書き込み制御回路20は、外部から入力され、データ入力回路18の動作を制御するライト制御信号/WEを受け、書き込みデータの有効期間を規制する内部ライト制御信号WECTをデータ入力回路18に出力する。
【0020】
本実施形態の特徴として、一のクロック信号CLKを受け、装置の読み出し動作及び書き込み動作を規制するための種々の制御信号を出力するタイミング制御回路21を備えている。
【0021】
具体的には、タイミング制御回路21は、センスアンプ列12に対して該センスアンプ列12の活性状態及び非活性状態(プリチャージ状態)を制御するセンスアンプイネーブル信号兼ビット線プリチャージ信号SAETを出力し、ロウデコーダ列13に対して該ロウデコーダ列13の活性状態及び非活性状態を制御するロウデコーダイネーブル信号RDENTを出力する。ここで、信号SAETは、ハイレベル時にはセンスアンプイネーブル信号となり、ローレベル時にはビット線プリチャージを行なわせる信号となる。
【0022】
同様に、タイミング制御回路21は、コラムデコーダ列15及びコラムアドレスラッチ回路16に対して該コラムデコーダ列15及びコラムアドレスラッチ回路16の動作を制御するコラムアドレスラッチクロック兼ラッチ出力イネーブル信号CALCTを出力すると共に、データ出力回路17に対して読み出しデータをラッチするトリガとなる出力データラッチクロックOUTLCTを出力する。
【0023】
さらに、タイミング制御回路21は、OE制御回路19に対して該OE制御回路19の動作タイミングのトリガとなる出力イネーブルラッチクロックOELCT及び出力制御イネーブル信号OECTをリセット状態とする出力イネーブルリセット信号OERSTを出力すると共に、書き込み制御回路20に対して該書き込み制御回路20の動作タイミングのトリガとなるライト信号ラッチクロックWELCTを出力する。
【0024】
また、タイミング制御回路21はページモード制御回路22と接続されており、該ページモード制御回路22に対して該ページモード制御回路22の動作タイミングのトリガとなるページモードラッチクロックPMLCTを出力する。
【0025】
ページモード制御回路22は、装置のページモードを規制するページモード制御信号PMを受け、該ページモード制御信号PMをラッチしたページモードラッチデータ信号PMCLを出力すると共に、ロウアドレスラッチ回路14に対して該ロウアドレスラッチ回路14の動作タイミングのトリガとなるロウアドレスラッチ信号RALCTを出力する。
【0026】
図2は本実施形態に係るOE制御回路19、書き込み制御回路20、タイミング制御回路21及びページモード制御回路22の回路構成の一詳細例を示している。
【0027】
図2に示すように、タイミング制御回路21は、同期用のクロック信号CLKが入力され、該クロック信号CLKの立ち下がりエッジを反転してハイアクティブに変換する第1のインバータ101及び第1の遅延時間を生成する第1の遅延回路102が直列に接続されており、第1の遅延回路102の出力側には、遅延量がAの、すなわちパルス幅がAとなる第2の遅延回路103と、一方の入力端子に第1の遅延回路102の出力を受け、他方の入力端子に第2の遅延回路103からの出力が第2のインバータ118により反転された出力を受ける第1のAND回路104と、該第1のAND回路104の出力を受け、ロウデコーダイネーブル信号RDENTを出力する第1のフリップフロップ105とが接続されている。
【0028】
また、第1の遅延回路102の出力側には、第2の遅延時間を生成する第3の遅延回路106が接続されており、該第3の遅延回路106の出力側には、遅延量がAの第4の遅延回路107と、一方の入力端子に第3の遅延回路106の出力を受け、他方の入力端子に第4の遅延回路107からの出力が第3のインバータ119により反転された出力を受ける第2のAND回路108と、該第2のAND回路108の出力を受け、センスアンプイネーブル信号兼ビット線プリチャージ信号SAETを出力する第2のフリップフロップ109とが接続されている。
【0029】
また、タイミング制御回路21のクロック入力端子には、第4の遅延時間を生成する第5の遅延回路110と、一方の入力端子に第5の遅延回路110からの出力が第4のインバータ120により反転された出力を受け、他方の入力端子にクロック信号CLKを受け、ライト信号ラッチクロックWELCT、出力イネーブルラッチクロックOELCT及びコラムアドレスラッチクロック兼ラッチ出力イネーブル信号CALCTを出力する第3のAND回路111とが接続されている。
【0030】
また、クロック入力端子には、第5の遅延回路110と並列に、第3の遅延時間を生成する第6の遅延回路112が接続されており、該第6の遅延回路112の出力側には、第5の遅延時間を生成する第7の遅延回路113と、一方の入力端子に第6の遅延回路112の出力を受け、他方の入力端子に第7の遅延回路113からの出力が第5のインバータ121により反転された出力を受け、出力データラッチクロックOUTLCTを出力する第4のAND回路114とが接続されている。
【0031】
また、第5の遅延回路110の出力側には、遅延量がAの第8の遅延回路115と、第1の入力端子に第8の遅延回路115からの出力が第6のインバータ122により反転された出力を受け、第2の入力端子に第5の遅延回路110の出力を受け、第3の出力端子に第7のインバータ116により生成されたページモードラッチデータ信号PMCLの反転信号を受け、第1のフリップフロップ105及び第2のフリップフロップ109のリセット入力端子に演算結果cを出力する第5のAND回路117とが接続されている。本実施形態においては、該演算結果cを生成する構成要素及び該演算結果cを受ける構成要素によりセンスアンプ活性化手段及びプリチャージ信号生成手段100が構成されている。
【0032】
次に、図2に示すページモード制御回路22は、入力端子に外部からのページモード制御信号PMを受け、クロック入力端子にタイミング制御回路21からのページモードラッチクロックPMLCTを受け、ページモードラッチデータ信号PMCLをタイミング制御回路21に出力する第1のフリップフロップ201と、入力端子にページモードラッチデータ信号PMCLを受け、クロック入力端子に外部からのクロック信号CLKを受け、信号dを出力する第2のフリップフロップ202と、一方の入力端子にページモードラッチクロックPMLCTを受け、他方の入力端子にインバータ203により生成された信号dの反転信号を受け、ロウアドレスラッチ信号RALCTを出力するAND回路204とから構成されている。
【0033】
次に、図2に示す書き込み制御回路20は、入力端子に、インバータ301により生成された、外部からのライト制御信号/WEの反転信号を受け、クロック入力端子にタイミング制御回路21からのライト信号ラッチクロックWELCTを受けるフリップフロップ302と、一方の入力端子にライト信号ラッチクロックWELCTを受け、他方の入力端子にフリップフロップ302の出力を受け、演算結果を内部ライト制御信号WECTとして出力するAND回路303とから構成されている。
【0034】
次に、図2に示すOE制御回路19は、入力端子に、外部からの出力イネーブル信号OEを受け、クロック入力端子にタイミング制御回路21からの出力イネーブルラッチクロックOELCTを受け、リセット入力端子にタイミング制御回路21からの出力イネーブルリセット信号OERSTを受け、出力制御イネーブル信号OECTを出力するフリップフロップ401からなる。
【0035】
(動作タイミング)
以下、前記のように構成された半導体記憶装置の動作タイミングを説明する。
【0036】
図3は本実施形態に係る半導体記憶装置における通常の書き込み動作及び読み出し動作のタイミングチャートを示している。
【0037】
まず、通常の、すなわち、非ページモードの書き込み動作について図1〜図3を参照しながら説明する。
【0038】
(通常書き込み)
図2の回路図及び図3のライトサイクルに示すように、クロック信号CLKの立ち下がりエッジをトリガにして、タイミング制御回路21からハイレベルのページモードラッチクロックPMLCTが出力されると共に、ページモード制御信号PMがローレベル(非活性)であるため、ページモード制御回路22からハイレベルのロウアドレスラッチ信号RALCTが出力される。
【0039】
次に、図1に示すロウアドレスラッチ回路14が立ち上がりエッジのロウアドレスラッチ信号RALCTを受けることにより、ロウアドレス信号RADDをラッチしたロウアドレスラッチデータRAをロウデコーダ列13に出力する。
【0040】
次に、図2及び図3に示すように、タイミング制御回路21から、第1の遅延回路102により生成される第1の遅延時間後に、ハイレベルのロウデコーダイネーブル信号RDENTが出力される。ハイレベルのロウデコーダイネーブル信号RDENTは、図1に示すロウデコーダ列13に入力されて、ロウデコーダ列13が選択的に駆動し始める。これにより選択された一のワード線WLが活性化され、その結果、該一のワード線WLに接続されている256個のメモリセルから、各メモリセルに接続されている256対の各ビット線対BL,/BLに各メモリセルからの微小な電位差が発生する。
【0041】
次に、図2及び図3に示すように、タイミング制御回路21から、第3の遅延回路106により生成される第2の遅延時間後に、ハイレベルのセンスアンプイネーブル信号SAETが出力される。ハイレベルのセンスアンプイネーブル信号SAETは、図1に示すセンスアンプ列12に入力されて、すべてのセンスアンプ列12が活性化される。
【0042】
次に、図3に示すように、クロック信号の立ち上がりエッジが入力される前にライト制御信号/WEを立ち下げて書き込み許可状態に遷移させる。
【0043】
次に、図2及び図3に示すように、クロック信号CLKの立ち上がりエッジをトリガにして、タイミング制御回路21から、ローレベルのページモードラッチクロックPMLCTが出力されると共に、ハイレベルのコラムアドレスラッチクロック兼ラッチ出力イネーブル信号CALCT及びハイレベルのライト信号ラッチクロックWELCTを出力する。従って、図1に示すコラムデコーダ列15及びコラムアドレスラッチ回路16にハイレベルのコラムアドレスラッチクロック兼ラッチ出力イネーブル信号CALCTが入力され、入力された該信号CALCTの立ち上がりエッジにより、コラムアドレスラッチ回路16がコラムアドレス信号CADDをラッチし、ラッチした信号をコラムアドレスラッチデータCAとしてコラムデコーダ列15に出力すると共に、コラムデコーダ列15が活性化する。
【0044】
さらに、図2に示す書き込み制御回路20は、ハイレベルのライト信号ラッチクロックWELCTを受け、書き込み制御信号/WEの反転信号がハイレベルであるため、ハイレベルの内部ライト制御信号WECTが出力される。これにより、ハイレベルの内部ライト制御信号WECTを受けたデータ入力回路18は、データ入力信号(書き込みデータ)DIをラッチすると共に該データ入力回路18に取り込まれているデータ入力信号DIを選択されているビット線対BL,/BLにコラムデコーダ列15を介して出力することによりメモリセルに書き込む。図3においてはビット線対BL,/BL同士でデータ値が反転される反転書き込みの場合を表わしている。
【0045】
このとき、図2に示すOE制御回路19から出力される出力制御イネーブル信号OECTは非活性状態であるため、図1に示すデータ出力回路17はディセーブル状態にある。これにより、読み出された出力データと外部からの書き込みデータとが衝突しなくなるので、I/O入力時に読み出しのダミーサイクルを設ける必要がなくなり、I/O制御が容易となる。
【0046】
次に、図2及び図3に示すように、タイミング制御回路21における第5の遅延回路110により生成される第4の遅延時間経過後に、コラムアドレスラッチクロック兼ラッチ出力イネーブル信号CALCT及びライト信号ラッチクロックWELCTがそれぞれローレベルとなる。また、第5のAND回路117から、ローレベルのリセット信号cが出力されるため、このリセット信号cが第1のフリップフロップ105及び第2のフリップフロップ109に入力されるので、センスアンプイネーブル信号兼ビット線プリチャージ信号SAET及びロウデコーダイネーブル信号RDENTが共にローレベルとなる。
【0047】
コラムアドレスラッチクロック兼ラッチ出力イネーブル信号CALCTがローレベルとなることにより、図1に示すコラムデコーダ列15がディセーブル状態となり、ライト信号ラッチクロックWELCTがローレベルとなることにより、内部ライト制御信号WECTがローレベルとなるので、データ入力回路18からデータ入力信号DIが出力されなくなる。
【0048】
また、センスアンプイネーブル信号兼ビット線プリチャージ信号SAETがローレベルとなるので、センスアンプ列12が非活性化され且つ各ビット線対BL,/BLがプリチャージされると共に、ロウデコーダイネーブル信号RDENTがローレベルとなるので、活性化されていたワード線WLは非活性状態となる。
【0049】
次に、通常の、すなわち、非ページモードの読み出し動作について図1〜図3を参照しながら説明する
(通常読み出し)
図2の回路図及び図3のリードサイクルに示すように、クロック信号CLKの立ち下がりエッジをトリガにして、タイミング制御回路21からハイレベルのページモードラッチクロックPMLCTが出力されると共に、ページモード制御信号PMがローレベル(非活性)であるため、ページモード制御回路22からハイレベルのロウアドレスラッチ信号RALCTが出力される。
【0050】
以下、書き込み動作との相違点のみを説明する。
【0051】
図3に示すように、クロック信号CLKの立ち上がりエッジの時点で、ライト制御信号/WEがハイレベルであって非活性状態であるため、図2に示す書き込み制御回路20から出力される内部ライト制御信号WECTはローレベルのままあり書き込み禁止状態にある。これにより、図1に示すデータ入力回路18はディセーブルとなる。
【0052】
一方、図3に示すように、外部から入力される出力イネーブル信号OEがハイレベル状態に遷移しているため、図2に示すOE制御回路19から、ハイレベルの出力制御イネーブル信号OECTが出力される。これにより、図1に示すデータ出力回路17がイネーブルとなるので、すでに活性化されている複数のセンスアンプ列12のうち、コラムアドレスラッチデータCAにより選択されたセンスアンプ列12の読み出しデータがコラムデコーダ列15及びデータ出力回路17を介してデータ出力信号DOとして読み出される。
【0053】
続いて、読み出されたデータ出力信号DOは、タイミング制御回路21から出力され、データ出力回路17のラッチ信号である出力データラッチクロックOUTLCTでラッチされ、データ出力端子に出力される。
【0054】
次に、出力制御イネーブル信号OECTは、図2に示すタイミング制御回路21における第1のAND回路104の出力値aである出力イネーブルリセット信号OERSTが、次のクロック信号CLKの立ち下がりエッジ入力後の第1の遅延時間後にハイレベルとなることによりリセットされ、データ出力回路17をディセーブル状態とする。
【0055】
以下、ページモードの動作を説明する。
【0056】
(ページモード動作)
図4は本実施形態に係る半導体記憶装置におけるページモードの読み出し動作及び書き込み動作のタイミングチャートを示している。
【0057】
まず、図2の回路図及び図4のリードサイクルC1に示すように、クロック信号CLKの立ち下がりエッジをトリガにして、タイミング制御回路21からハイレベルのページモードラッチクロックPMLCTが出力されると共に、ハイレベルのページモードラッチクロックPMLCTを受けるページモード制御回路22には、ハイレベルのページモード制御信号PMが入力され、これをラッチする。
【0058】
この時点では、第2のフリップフロップ202から出力される信号dはローレベルであるため、AND回路204からハイレベルのロウアドレスラッチ信号RALCTが出力されるので、通常動作時と同様に、図1に示すロウアドレスラッチ回路14が活性化され、選択されたワード線WLが駆動される。
【0059】
通常書き込みとの相違点は、図2及び図4に示すように、リードサイクルC1のクロック信号CLKの立ち上がりエッジにおいて、ページモード制御回路22がハイレベルのページモードラッチデータPMCLを出力し、タイミング制御回路21の第5のAND回路117が、ページモードラッチデータPMCLの反転信号を受けるため、該第5のAND回路117から、第1のフリップフロップ105及び第2のフリップフロップ109に対してリセット信号cが出力されない点である。これにより、第1のフリップフロップ105から出力されるローデコーダイネ−ブル信号RDENT、及び第2のフリップフロップ109から出力されるセンスアンプイネーブル信号兼ビット線プリチャージ信号SAETが共にハイレベルのままとなる。その結果、図1に示すロウデコーダ列13及びセンスアンプ列1の活性状態が維持される。
【0060】
次に、図2及び図4に示すように、次のライトサイクルC2のクロック信号CLKの立ち下がりエッジにおいて、ページモード制御回路22からロウレベルのロウアドレスラッチ信号RALCTが出力されるため、図1に示すロウアドレスラッチ回路14が活性化されないので、新たなロウアドレス信号RADDがラッチされない。これにより、ロウデコーダ列13が選択しているロウアドレスラッチデータRAが保持されるため、選択中のワード線WLが維持される。
【0061】
次に、図2及び図4に示すように、続くライトサイクルC2のクロック信号CLKの立ち上がりエッジにおいて、コラムアドレスラッチクロック兼ラッチ出力イネーブル信号CALCTが立ち上がり、ライト制御信号/WEがローレベルで活性化されているため、前述した書き込み動作が行なわれる。
【0062】
同様に、次のリードサイクルC3のクロック信号CLKの立ち上がりエッジにおいては、ライト制御信号/WEがハイレベルで書き込み禁止であるため、前述した読み出し動作が行なわれる。ページモードであるため、選択されているワード線WLはリードサイクルC1の場合と同一である。また、ページモード制御信号PMも非活性化されているため、ローデコーダイネ−ブル信号RDENT、及びセンスアンプイネーブル信号兼ビット線プリチャージ信号SAETがリセットされて通常動作に戻る。
【0063】
以上説明したように、本実施形態によると、一のクロック信号CLKの立ち下がりエッジをトリガにしてロウアドレス信号RADDをラッチすると共に、該一のクロック信号CLKの立ち上がりエッジをトリガにしてコラムアドレス信号CADDをラッチすることにより、DRAM装置の読み出し動作及び書き込み動作を行なえる。
【0064】
また、クロック信号CLKの立ち下がりエッジから、第1の遅延回路102により生成される所定の遅延時間後にロウデコーダイネーブル信号RDENTをハイレベルにすることにより、ロウデコーダ列13を活性化するタイミングを生成し、ロウアドレスラッチ回路14が動作するマージンを得ている。
【0065】
また、クロック信号CLKの立ち下がりエッジから、第1の遅延回路102及び第3の遅延回路106により生成される所定の遅延時間後にセンスアンプイネーブル信号SAETをハイレベルにすることにより、センスアンプ列12を活性化するタイミングを生成し、ワード線WLが活性化された後、メモリセルの電荷によりビット線対BL,/BLが充電されるマージンを得ている。
【0066】
また、クロック信号CLKの立ち上がりエッジから、第5の遅延回路110により生成される所定の遅延時間後に、ローデコーダイネ−ブル信号RDENT及びセンスアンプイネーブル信号兼ビット線プリチャージ信号SAETをローレベルにすることにより、ロウデコーダ列13及びセンスアンプ列12を非活性化し、ビット線対BL,/BLをプリチャージするタイミングを得ている。
【0067】
さらに、ページモード制御回路22を設けることにより、ページモード動作中には、ロウアドレスラッチ回路14をディセーブルにすると共に、ロウデコーダ列13及びセンスアンプ列12をリセット(非活性化)しないようにしているため、選択されたワード線WLに接続されているメモリセルからのデータが、書き込みされない限りは維持される。このように、一のクロック信号CLKを用いても、ページング動作を確実に実現できる。
【0068】
従って、本実施形態に係る半導体記憶装置は、一のパルスをRASとし該一のパルスに続く他のパルスをCASとする従来のDRAM装置とは異なり、また、比較的高速なクロック信号を用いるシンクロナスDRAM(SDRAM)とも異なり、比較的低速な一のクロック信号を用いてレイテンシが1クロックとなる高速動作を実現できる。
【0069】
なお、クロック信号CLKの立ち上がりエッジでロウアドレス信号RADDをラッチし、立ち下がりエッジでコラムアドレス信号CADDをラッチしてもよい。
【0070】
また、ページモード制御信号PMをクロック信号CLKの立ち上がりエッジでラッチしてもよい。
【0071】
【発明の効果】
本発明の第1の半導体記憶装置によると、一のクロック信号の立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジのいずれか一方の第1のエッジを用いてロウアドレスをラッチし、他方の第2のエッジを用いてコラムアドレスをラッチしても、第1のエッジから所定時間経過後にセンスアンプを活性化するセンスアンプ活性化手段、及び第2のエッジから所定時間経過後にビット線をプリチャージさせるプリチャージ信号を生成するプリチャージ信号生成手段を備えているため、複数のメモリセルに対する選択的な読み出し動作又は書き込み動作を周期的に且つ確実に行なえる。
【0073】
本発明の半導体記憶装置は、クロック信号の第1又は第2のエッジをトリガにして、ページモードとするか否かを規制するページモード制御信号の一の状態又は他の状態を判定し、判定結果が、一の状態の場合には、第1又は第2のエッジが含まれる第1のクロックサイクルにおいてビット線に対するプリチャージを許可すると共に第1のクロックサイクルに続く第2のクロックサイクルにおいてロウアドレス信号のラッチ動作を許可する一方、他の状態の場合には、第1のクロックサイクルにおいてビット線に対するプリチャージを禁止すると共に第2のクロックサイクルにおいてロウアドレス信号のラッチ動作を禁止するページモード制御手段をさらに備えていると、ページモード制御手段が、アドレスをラッチする第1又は第2のエッジをトリガにして、ページモードとするか否かを規制するページモード制御信号の状態を判定する。判定結果が、一の状態の場合、例えばオフ状態の場合には、トリガとした第1又は第2のエッジが含まれる第1のクロックサイクル、すなわち、第1又は第2のエッジと同サイクルのエッジにおいてビット線に対するプリチャージを許可すると共に、第1のクロックサイクルに続く第2のクロックサイクルにおいてロウアドレス信号のラッチ動作を許可するため、動作モードは通常モード(非ページモード)となる。一方、判定結果が、他の状態の場合、例えばオン状態の場合には、第1のクロックサイクルにおいてビット線に対するプリチャージを禁止すると共に、続く第2のクロックサイクルにおいてロウアドレス信号のラッチ動作を禁止するため、第1のクロックサイクルにおいてセンスアンプに読み出されたデータが破壊されないので、ページモードを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る半導体記憶装置を示す機能ブロック図である。
【図2】本発明の一実施形態に係る半導体記憶装置におけるタイミング発生手段を示す回路図である。
【図3】本発明の一実施形態に係る半導体記憶装置における通常の書き込み動作及び読み出し動作を示すタイミング図である。
【図4】本発明の一実施形態に係る半導体記憶装置におけるページモードの書き込み動作及び読み出し動作を示すタイミング図である。
【図5】従来の半導体記憶装置の書き込み動作及び読み出し動作を示すタイミング図である。
【符号の説明】
11 メモリセルアレイ
12 センスアンプ列
13 ロウデコーダ列
14 ロウアドレスラッチ回路
15 コラムデコーダ列
16 コラムアドレスラッチ回路
17 データ出力回路
18 データ入力回路
19 OE制御回路(データ出力禁止手段)
20 書き込み制御回路
21 タイミング制御回路
22 ページモード制御回路
WL ワード線(ワード線信号)
BL,/BL ビット線対(ビット線信号)
100 センスアンプ活性化手段及びプリチャージ信号生成手段
101 第1のインバータ
102 第1の遅延回路
103 第2の遅延回路
104 第1のAND回路
105 第1のフリップフロップ
106 第3の遅延回路
107 第4の遅延回路
108 第2のAND回路
109 第2のフリップフロップ
110 第5の遅延回路
111 第3のAND回路
112 第6の遅延回路
113 第7の遅延回路
114 第4のAND回路
115 第8の遅延回路
116 第7のインバータ
117 第5のAND回路
118 第2のインバータ
119 第3のインバータ
120 第4のインバータ
121 第5のインバータ
122 第6のインバータ
201 第1のフリップフロップ
202 第2のフリップフロップ
203 インバータ
204 AND回路
301 インバータ
302 フリップフロップ
303 AND回路
401 フリップフロップ
CLK クロック信号
RADD ロウアドレス信号
RA ロウアドレスラッチデータ
CADD コラムアドレス信号
CA コラムアドレスラッチデータ
PM ページモード制御信号
/WE ライト制御信号(書き込み制御信号)
PMLCT ページモードラッチクロック
RALCT ロウアドレスラッチ信号
RDENT ロウデコーダイネーブル信号
SAET センスアンプイネーブル信号兼ビット線プリチャージ信号
CALCT コラムアドレスラッチクロック兼ラッチ出力イネーブル信号
OELCT 出力イネーブルラッチクロック
WELCT ライト信号ラッチクロック
OUTLCT 出力データラッチクロック
WECT 内部ライト制御信号
OECT 出力制御イネーブル信号
PMCL ページモードラッチデータ信号
OE 出力イネーブル信号
OERST 出力イネーブルリセット信号
DI データ入力信号
DO データ出力信号

Claims (1)

  1. それぞれがデータを保持する複数のメモリセルを有するメモリセルアレイと、外部からのロウアドレス信号により選択的に活性化される複数のワード線と、外部からのコラムアドレス信号により選択的に活性化される複数のビット線と、前記複数のビット線ごとに読み出されたデータを増幅するセンスアンプとを備えた半導体記憶装置において、
    クロック信号の第1のエッジをトリガにして前記ロウアドレス信号をラッチするロウアドレスラッチ手段と、
    前記第1のエッジから所定時間経過後に前記センスアンプを活性化するセンスアンプ活性化手段と、
    前記クロック信号の第2のエッジをトリガにして前記コラムアドレス信号をラッチするコラムアドレスラッチ手段と、
    前記第2のエッジから所定時間経過後に前記ビット線に対してプリチャージを行なうプリチャージ信号を生成するプリチャージ信号生成手段と
    前記クロック信号の第1又は第2のエッジをトリガにして、ページモードとするか否かを規制するページモード制御信号の一の状態又は他の状態を判定し、判定結果が、前記一の状態の場合には、前記第1又は第2のエッジが含まれる第1のクロックサイクルにおいて前記ビット線に対するプリチャージを許可すると共に前記第1のクロックサイクルに続く第2のクロックサイクルにおいて前記ロウアドレス信号のラッチ動作を許可する一方、前記他の状態の場合には、前記第1のクロックサイクルにおいて前記ビット線に対するプリチャージを禁止すると共に前記第2のクロックサイクルにおいて前記ロウアドレス信号のラッチ動作を禁止するページモード制御手段とを備えていることを特徴とする半導体記憶装置。
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