JP3800463B2 - 同期型半導体メモリ装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は同期型半導体メモリ装置に係り、より詳しくはアレイカラムを選択するためのカラム選択回路を持つ同期型半導体メモリ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
同期型半導体メモリ装置は、バースト長さによりいろいろなデータを順次に出すことができ、そのために、メモリセルアレイのカラムを選択するためのカラム選択ラインは、カラムアドレスに従って順次活性化(イネーブル)されたり非活性化(ディセーブル)されたりする。従来は、カラム選択ラインを非活性化させるためのカラム選択ラインディセーブル回路を構成する場合に、メモリセルアレイのバンク当りに1つのカラム選択ラインディセーブル回路を置いて、カラムアドレスが変わる時ごとに全てのカラム選択ラインをプリチャージした後、他のカラム選択ラインを活性化させる構造を使用した。このような、構造を使用する場合、全体のカラム選択ラインをプリチャージしなければならないので、動作時に多量の電流を消耗するようになる。従って、最近では、1つのバンクのカラム選択ラインを数多くのブロックに分割して、各々対応するカラム選択ラインディセーブル回路を構成するようにしている。そして、分割されたカラム選択ラインディセーブル回路(以下、CSLディセーブル回路と称する)に各々該当するデコーディングされたカラムアドレス情報を割り当てると、選択するブロックのカラム選択ラインだけをプリチャージさせることができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような同期型半導体メモリ装置によると、メモリセルアレイのバンクを選択するためのカラムアドレスと、分割されたブロック中から1つを選択するためにデコーディングされたカラムアドレスとが、入力信号としてCSLディセーブル回路に印可されるので、レイアウト上で幾つかのバシング(bussing)を必要とするようになり、レイアウト面積が増加するという問題点が生じた。
【0004】
更に、高周波領域で、活性化されるカラム選択ライン上の信号と非活性化されるカラム選択ライン上の信号との間にオーバラップが発生するので、チップ動作の信頼性に大きな影響を与えるという問題点も発生した。
【0005】
従って、本発明の目的は、上述した問題点を解決するために提案されたもので、従来に比べてより小さいアドレスバシング(bussing)でカラム選択ラインを制御することができる同期型半導体メモリ装置を提供することにある。
【0006】
本発明の他の目的は、より小さい面積でカラム選択ライン制御が可能な同期型半導体メモリ装置を提供することにある。
【0007】
本発明の更に他の目的は、活性化されたカラム選択ライン上の信号と非活性化されるカラム選択ライン上の信号との間にオーバラップが発生するのを防止できる同期型半導体メモリ装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上述したような目的を達成するために、本発明の同期型半導体メモリ装置は、複数のブロックに分割された少なくとも2つのバンクを持つメモリセルアレイであって、前記ブロック各々が複数のローカラムから配列された複数のメモリセルを持つメモリセルアレイと、外部クロック信号に同期された内部クロック信号を発生する手段と、ブロック選択情報として第1アドレスと第2アドレスとを発生するため、前記カラム中の1つをアドレシングするためのカラムアドレスをデコーディングする手段と、所定のカラム非活性化信号に応答して、前記内部クロック信号のN番目でアドレシングされたカラムを非活性化させた後に、前記内部クロック信号のN+1番目のサイクルに同期された前記第2アドレスに応答して、前記第1アドレスに関連されたブロック内のカラム中の1つを選択する手段と、カラムに対応する前記第1アドレスが前記内部クロック信号のN番目のサイクルの間に活性化される時に、前記内部クロック信号のN+1番目で活性化される前記カラム非活性化信号を発生する手段とを含むことを特徴とする。
【0009】
ここで、前記カラム非活性化信号を発生する手段は、所定の信号をラッチするラッチ回路と、前記内部クロック信号に応答して前記ラッチ回路に前記第1アドレスを伝達するスイッチ回路と、前記内部クロック信号及び前記スイッチ回路を通じて印可される前記第1アドレスを組み合わせるロジック回路とを含み、前記ロジック回路は前記組合結果により前記カラム非活性化信号を出力する。
【0010】
かかる構成により、レイアウト上のバシング(bussing)数を減らすことができ、高周波領域でチップ動作の信頼性を向上させることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、参照図面の図1乃至図4に従って詳細に説明する。
【0012】
図1には、本発明の望ましい実施の形態による同期型半導体メモリ構成を示すブロック図が図示されている。
【0013】
図1で、本実施の形態による同期型半導体メモリ装置は、メモリセルアレイ100、ローバッファ110、ローデコーダ120、カラムバッファ130,カラムプリデコーダ140、CSLディセーブル回路150、カラムデコーダ160、感知増幅回路170、そして、タイミングレジスタ180からなっている。メモリセルアレイ100の構成は図面には図示されていないが、少なくとも2つのバンクに分割され、各バンクは少なくとも2つのブロックで分割され、ブロック各々はローとカラムのマトリックスに配列される複数のセルを具備している。外部からアドレスが印可されるローバッファ110及びローデコーダ120を通じて、メモりセルアレイ100のローが選択される。そして、カラムバッファ130は、TTLレベルのアドレスを入力してもらって、CMOSレベルに変換し、その結果に従うカラムアドレスCAを出力する。カラムプリデコーダ140は、カラムアドレスCAをデコーディングし、その結果に従うデコーデングカラムアドレスDCAを発生する。タイミングレジスタ180は、外部クロック信号CLKに同期した内部クロック信号PCLKを発生する。そして、CSLディセーブル回路150は、デコーディングされたカラムアドレスDCAに該当するブロックを選択するためのブロックアドレスDCA_BLKと内部クロック信号PCLKとに応答して、制御信号PCSLDを発生する。カラムデコーダ160は、デコーディングされたカラムアドレスDCAに該当するカラム選択ラインを活性化させ、制御信号PCSLDに応答して以前に活性化されたカラム選択ラインを非活性化させる。
【0014】
図2には、CSLディセーブル回路150の詳細回路を見せる回路図が図示されている。
【0015】
図2で、CSLディセーブル回路150は、インバータI1、伝達ゲート151、ラッチ152及び組合回路153からなっている。インバータI1は、印可されるブロックアドレスDCA_BLKの位相を反転させて出力する。伝達ゲート151は、インバータI2、NMOSトランジスタM1、そして、PMOSトランジスタM2からなっている。NMOSトランジスタM1は、インバータI2を通じて印可される内部クロック信号PCLK/(/は負論理信号を表わす)が印可されるゲートと、インバータI1の出力ノードとラッチ152との間に接続されるチャンネルとを持つ。PMOSトランジスタM2は、内部クロック信号PCLKが印可されるゲートと、インバータI1の出力ノードとラッチ152との間に接続されるチャンネルとを持つ。
【0016】
ラッチ152は、伝達ゲート151の入力端子が接続され、組合回路153に出力端子が接続された、ラッチとなるインバータI3及びインバータI4からなっている。組合回路153は、ナンドゲートG1及びG2と、インバータI5及びI6とからなっている。ナンドゲートG1の1つの入力端子はラッチ152に接続され、他の入力端子に内部クロック信号PCLKが印可される。ナンドゲートG2の1つの入力端子に電源電圧レベルの信号PVCCHが印可され、他の入力端子はインバータI5及びI6を通じてナンドゲートG1の出力ノードに接続され、制御信号PCSLDの出力のための出力端子を持つ。
【0017】
図3には、カラムデコーダ160の詳細回路を示す回路図が図示されている。
【0018】
図3で、カラムデコーダ160は、インバータI7、PMOSトランジスタM3及びM4、NMOSトランジスタM5、そして、ラッチ161からなっている。PMOSトランジスタM3は、デコーディングされたカラムアドレスDCAが印可されるゲートと、電源電圧Vccが印可されるソースとを持つ。PMOSトランジスタM4は、インバータI7を通じて制御信号PCSLDが印可されるゲートと、PMOSトランジスタM3のドレインに接続されるソースとを持つ。そして、NMOSトランジスタM5は、デコーディングされたカラムアドレスDCAが印可されるゲートと、PMOSトランジスタM4のドレインに接続されるドレインと、接地電圧Vssが印可されるソースとを持つ。ラッチ161は、PMOSトランジスタM4とNMOSトランジスタM5の接続点に入力端子が接続され、対応されるカラム選択ラインに出力端子が接続される、ラッチになるインバータI8及びインバータI9からなっている。
【0019】
図4には、本発明の望ましい実施の形態に従う動作タイミング図が図示されている。本実施の形態による動作が参照図面の図1乃至図4に基づいて、以下説明される。
【0020】
図1で、カラムバッファ130は、TTLレベルの外部アドレスXAを入力してもらって、CMOSレベルのカラムアドレスCAを出力する。カラムプリデコーダ140は、カラムアドレスCAを入力してもらって、これをデコーディングし、図4に図示されたように、その結果によるハイレベルのデコーディングされたカラムアドレスDCAを出力する。デコーディングされたカラムアドレスDCAによりゲーティングされるカラムデコーダ160のPMOSトランジスタM3がターンオフされると共にNMOSトランジスタM5がターンオンされて、NMOSトランジスタM5のドレインは接地電圧となり、インバータI8及びI9からなったラッチ161の出力にハイレベルが貯蔵される。これで、ラッチ161に接続されたカラム選択ラインCSLが活性化される。
【0021】
内部クロック信号PCLKがハイレベルの状態に維持される間、CSLディセーブル回路150の伝達ゲート151はオフ状態であるので、インバータI3及びI4からなったラッチ151の出力には、以前のサイクルの内部クロック信号PCLKに同期されたローレベルのブロックアドレスDCA_BLKが貯蔵されている。このため、ナンドゲートG1の両入力端子に各々ローレベルとハイレベルが印可され、ナンドゲートG1からハイレベルが発生する。そして、ナンドゲートG2の両入力端子に共にハイレベルが印可されるので、このためローレベルの制御信号PCSLDが出力される。従って、インバータI7を通じてローレベルの制御信号PCSLDがゲーティングされるPMOSトランジスタM4はオフ状態に維持される。結局、インバータI8及びI9に構成されたラッチ161に接続されたカラム選択ラインは続いて活性化状態に維持される。
【0022】
続いて、図4に図示されたように、N番目の内部クロック信号PCLKがハイレベルからローレベルになると、ブロックを選択するためのハイレベルのブロックアドレスDCA_BLKがインバータI3及びI4からなるラッチ152により貯蔵される。ナンドゲートG1の両入力端子に各々ハイレベルのDCA_BLKとローレベルのPCLKとが印可されるので、N番目の内部クロック信号PCLKがハイレベルである状態と同一なレベルの制御信号PCSLDを得るようになる。従って、活性化されたカラム選択ラインCSLは、内部クロック信号PCLKがローレベルの状態でも続いて活性化された状態に維持される。
【0023】
続いて、内部クロック信号PCLKがローレベルからハイレベルに移る時、すなわち、次のサイクルである(N+1)番目の内部クロック信号PCLKがハイレベルに維持される間、インバータI3及びI4からなったラッチ152には続いて以前のサイクルで貯蔵されたハイレベルの信号DCA_BLKが貯蔵されている。従って、両入力端子からハイレベルのPCLK及びDCA_BLKが印可されるナンドゲートG1はローレベルを出力し、最終的にナンドゲートG2を通じてハイレベルの制御信号PCSLDが出力される。アドレスDCAにはローレベルが印可され、制御信号PCSLDはインバータI7を通じてローレベルが印可されるので、カラムデコーダ160のPMOSトランジスタM3及びM4がターンオンされる。このため、トランジスタM3及びM4により以前のサイクルで活性化されたカラム選択ラインCSLが非活性化される。続いて、N+1番目の内部クロック信号PCLKに同期され、カラムプリデコーダ140から出力されるハイレベルのデコーディングされたカラムアドレスDCA及びブロックを選択するためのブロックアドレスDCA_BLKにより、N+1番目のカラム選択ラインCSLを活性化させるようになる。以後の動作は、前述したN番目のサイクルの内部クロック信号とN+1番目のサイクルの内部クロック信号により、同一の動作が反復的に行われるようになるので、以下の説明は省略する。
【0024】
従来は、CSLディセーブル回路150を制御するために、2つの種類のカラムアドレス、すなわち、メモリセルアレイのバンクを選択するためのカラムアドレスと、分割されたブロック中に1つを選択するためのデコーディングされたカラムアドレスとを使用するにより、レイアウト上でいろいろのバシング(bussing)が必要になる。そして、高周波領域では、カラムアドレスCAが入力される間隔が短くなるほどカラム選択ラインが活性化される間隔も短くなる。このため、非活性化されるカラム選択ラインと活性化されるカラム選択ラインとの間にオーバラップが発生する場合には、互いに別のデータ間に影響を与えることになるし、チップ動作上の失敗を誘発させる。従って、高周波領域では、非活性化されるカラム選択ラインが、活性化されるカラム選択ラインより先に非活性化されてしまわなければ、チップ動作の失敗を防ぐことができない。従来の構造では、バンクを選択するためのカラムアドレスとブロックを選択するためのデコーディングされたカラムアドレスとを共にCSLディセーブル回路150の入力信号として使用していたので、回路の構成が複雑になり、遅延も長くなり、高周波領域でのオーバラップ問題が発生するようになる。
【0025】
これに対して、本実施の形態では、CSLディセーブル回路150を制御するための入力信号にデコーディングされたカラムアドレスだけを使用することにより、入力信号のバシング数を減らして、レイアウトを簡単にすることができる。又、レイアウトを簡単に具現してカラム選択ラインが非活性化される時間が従来のロジック構成より短くなる。従って、高周波領域で問題になった非活性化されるカラム選択ラインと活性化されるカラム選択ラインとの間のオーバラップ問題を改善することができる。
【0026】
【発明の効果】
前述したように、活性化されたカラム選択ラインを非活性化させるためのCSLディセーブル回路への入力信号として、デコーディングされたアドレス信号だけを使用することにより、アドレスバシング数を減らすことができるようになった。共に、アドレスバシング数を減らすことにより、CSLディセーブル回路の構成を簡略することができ、これにより信号の遅延を減らすことができるので、高周波領域でのオバーラップ問題を改善することができるようになった。
【0027】
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態による同期型半導体メモリ装置の構成を示すブロック図である。
【図2】図1のCSLディセーブル回路の詳細回路を示す回路図である。
【図3】図1のカラムデコーダの詳細回路を示す回路図である。
【図4】本実施の形態による同期型半導体メモリ装置による動作タイミング図である。
Claims (2)
- 複数のブロックに分割された少なくとも2つのバンクを持つメモリセルアレイであって、前記ブロック各々が複数のローカラムから配列された複数のメモリセルを持つメモリセルアレイと、
外部クロック信号に同期された内部クロック信号を発生する手段と、
ブロック選択情報として第1アドレスと第2アドレスとを発生するため、前記カラム中の1つをアドレシングするためのカラムアドレスをデコーディングする手段と、
所定のカラム非活性化信号に応答して、前記内部クロック信号のN番目でアドレシングされたカラムを非活性化させた後に、前記内部クロック信号のN+1番目のサイクルに同期された前記第2アドレスに応答して、前記第1アドレスに関連されたブロック内のカラム中の1つを選択する手段と、
カラムに対応する前記第1アドレスが前記内部クロック信号のN番目のサイクルの間に活性化される時に、前記内部クロック信号のN+1番目で活性化される前記カラム非活性化信号を発生する手段とを含むことを特徴とする同期型半導体メモリ装置。 - 前記カラム非活性化信号を発生する手段は、
所定の信号をラッチするラッチ回路と、
前記内部クロック信号に応答して前記ラッチ回路に前記第1アドレスを伝達するスイッチ回路と、
前記内部クロック信号及び前記スイッチ回路を通じて印可される前記第1アドレスを組み合わせるロジック回路とを含み、
前記ロジック回路は前記組合結果により前記カラム非活性化信号を出力することを特徴とする請求項1に記載の同期型半導体メモリ装置。
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