JP4025537B2 - Sramデバイスのワードライン制御回路 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体メモリ装置に関し、特に、SRAMデバイスにおいて、リード/ライト動作時にセルを通して消耗する電流を減少させるように、所定の時間遅延させた後、イネーブルしたワードラインをディスエーブルさせるようにしたSRAMデバイスのワードライン制御回路に関する。
なお、本明細書においてローマ字の並びの前の「/」はその「/」からあとの文字列が上バー付きの文字であることを意味する。
【0002】
【従来の技術】
従来のSRAMデバイスは、図1に示すように、入力されるXアドレスをデコードして、対応するセルのXアドレス(XD0,XD1)を選択して出力するXアドレスデコーダ10と、選択したXアドレス(XD0,XD1)を入力して、対応するセルのワードラインイネーブル信号(WL)を出力するワードラインドライバ11と、データが格納される複数のセルにそれぞれ連結される複数のワードラインと、このワードラインにそれぞれ交差するビットラインを備えているセルブロック12と、セルブロックの任意のビットライン(BL、/BL)を選択する列(カラム)セレクター13と、リード時にセンスアンプで列セレクター13の共通データライン(DL、/DL)上に出力される信号を増幅して出力し、ライト時には入力データ(DIN)をライトドライバによって共通データライン(DL、/DL)に分けて出力するセンスアンプ及びライトドライバ14とから構成されている。
センスアンプはセンスアンプイネーブル信号(SEN)により駆動され、ライトドライバはライトドライバイネーブル信号(WDEN)により駆動される。
【0003】
このように構成された従来のSRAMディバイスの動作を図2a及び図2bを参照して説明すると、まず、ライト時に、Xアドレスデコーダ10は入力されるXアドレスをデコードしてXD0及びXD1を出力する。そして、ライトパッド入力波形がライトであることを示すために、/WEがロー状態に遷移される。
【0004】
XD0及びXD1信号の入力に応じてワードラインドライバ11が動作して、ハイレベルのワードラインイネーブル信号(WL)を発生する。このハイレベルのワードラインイネーブル信号(WL)がセルブロック12に入力されると、セルブロック12の所定の選択されたワードライン、すなわち、そのワードラインに接続されている行のセルがイネーブルされ、活性化状態になる。
【0005】
一方、/WEがロー状態に遷移すると、ライトドライバイネーブル信号(WDEN)がロー状態に遷移して、センスアンプ及びライトドライバ14のライトドライバがイネーブルされる。したがって、セルブロックの所定のセルに使用されるデータ(DIN)が入力すると、ライトドライバは共通データライン(DL、/DL)にロー又はハイレベルの電位差を発生させ、この電位差によって列セレクター13によって指定された何れか一組のビットライン(BL、/BL)を選択すると、上述のように、既に活性化状態にある所定のワードラインのセル中の列セレクタで選択されたセルにデータがライトされる。
【0006】
一方、リード時には、図2bを参照すると、上述のように、入力したXアドレスをデコードして生成されたXD0及びXD1を入力してワードドライバ11が所定のワードラインをイネーブルさせ、そのワードラインが接続されているセルを活性化させ、列セレクター13が所望するセルを選択すると、そのセルに接続されたビットライン(BL、/BL)を介して、電位差が共通データライン(DL、/DL)を介してセンス増幅器(このとき、リード時であるので/WEがハイレベルとなり、SENがイネーブル状態のハイレベル状態になっている)にこの電位差が感知されて増幅され、データ出力信号(Dout)がリードされる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のSRAMデバイスにおいて、選択された行セルはワードラインイネーブル信号によって動作時に電流が流れるが、ワードラインが活性化されている状態では常にセルに電流が流れる。
【0008】
図2a及び図2bで分かるように、セルブロックの所定のワードライン、すなわち、所定の行セルがワードラインイネーブル信号(WL)によりイネーブルされ、データをリードしたりライトした後にもワードラインイネーブル信号(WL)が相変わらずハイ状態であり、次のワードラインが選択されるまでセル電流が流れる。このときのセル電流の消耗量は、高い電圧動作であるほど多くなり、電力消耗が増加するので、低電力消耗が要求される最近のSRAMデバイスでは好ましくないという問題がある。
【0009】
そこで、本発明の目的は、データのリード/ライトが終わった後数十ナノ秒の間に流れる不必要なセルの電流消耗を防止するように、データのリードやライト後に活性化されたワードラインのイネーブル信号をディスエーブルさせ、それ以上のセル電流の消耗を防止できるようにしたSRAMデバイスのワードライン制御回路を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明のSRAMデバイスのワードライン制御回路は、入力されるXアドレスをデコードして、対応するセルブロックのXアドレスを出力するXアドレスデコードと、前記出力するXアドレスを入力にしてセルブロックの該ワードラインイネーブル信号を生成して出力するワードラインドライバと、データが格納されるセル毎にそれぞれ連結される複数のワードラインと、これに交差する複数のビットラインを有するセルブロックと、前記複数のビットラインのうち何れか一対のビットラインを選択する列セレクタと、リード時に前記列セレクタの出力を増幅して出力させるセンスアンプと、ライト時にデータを入力され駆動信号を発生するライトドライバと、を備えるSRAMデバイスの制御回路において、
リード/ライト識別信号に従って、リード時には前記センスアンプのイネーブル信号を選択し、ライト時には前記ライトドライバのイネーブル信号を選択して制御信号を生成し、所定の時間遅延した後、前記制御信号を出力して前記ワードラインをディスエーブルさせるワードライン制御部を更に備えていることを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に沿って詳細に説明する。
【0012】
図3に示すように、本発明は、入力するXアドレスをデコードしてセルブロックのXアドレス(XD0,XD1)を出力するXアドレスデコーダ20と、出力されたXアドレス(XD0,XD1)を入力して、対応するセルブロックのワードラインのイネーブル信号WLを出力するワードラインドライバ21と、データが格納されるセル毎に各々連結される複数のワードラインとこのワードラインに交差する複数のビットラインを有するセルブロック22と、複数のビットラインのうち何れか一対のビットライン(BL、/BL)を選択する列セレクター23とを備えている。さらに、本実施形態はセンスアンプとライトドライバとからなるセンスアンプ及びライトドライバ24を備えている。センスアンプは、リード時にセンスアンプイネーブル信号SENによりイネーブルされ、共通データライン(DL、/DL)上にある列セレクター23を介して選択されたビットラインの信号を増幅して出力させるように構成されており、ライトドライバは、ライト時にライトドライバイネーブル信号(WDEN)によりイネーブルされ、入力データを共通データライン(DL、/DL)に出力させるように構成されている。本実施形態は、その上、入力するリード/ライト識別信号(RWS)に対応して、ライトドライバイネーブル信号(WDEN)とセンスアンプイネーブル信号(SEN)の何れか一つを選択してパルスワードライン制御信号(PWC)を生成し、所定の時間遅延してその制御信号(PWC)を出力するワードライン制御部25とから構成されている。
【0013】
センスアンプ及びライトドライバ24のセンスアンプは、リード時にセンスアンプイネーブル信号(SEN)に応答してイネーブルされ、列セレクター23を介して選択されたビットラインから共通データライン(DL、/DL)に現れた信号を増幅して出力させる。
又、センスアンプ及びライトドライバ24のライトドライバは、ライト時にライトドライバイネーブル信号(WDEN)によりイネーブルされ、入力データ(DIN)を共通データライン(DL、/DL)に出力させる。
【0014】
ワードライン制御部25は、入力されるリード/ライト識別信号(RWS)に対応して、ライトドライバイネーブル信号(WEDN)とセンスアンプイネーブル信号(SEN)中の何れか一つを選択してパルスワードライン制御信号(PWC)を生成し、その制御信号を図示しないディレー回路を介して所定の時間遅延した後、その制御信号(PWC)を出力する。パルスワードライン制御信号(PWC)は、Xアドレスデコーダ20の出力値を制御して、ワードラインイネーブル信号をディスエーブルさせるための信号である。
【0015】
ワードライン制御部25は、図5に示すように、ライトドライバイネーブル信号(WDEN)を反転させる第1インバータ(INV1)と、リード/ライト識別信号(RWS)を反転させる第2インバータ(INV2)と、リード/ライト識別信号(RWS)をPMOSゲートに、第2インバータ(INV2)の出力をNMOSゲートにそれぞれ印加し、第1インバータの出力に対してスイッチング動作を行う第1トランスミッションゲート(T1)と、リード/ライト識別信号(RWS)をNMOSゲートに、第2インバータ(INV2)の出力をPMOSゲートにそれぞれ印加し、センスアンプイネーブル信号(SEN)に対してスイッチング動作を行う第2トランスミッションゲート(T2)と、第1,第2トランスミッションゲート(T1,T2)の出力を所定の時間遅延した後、パルスワードライン制御信号(PWC)として出力するディレー(Delay)とを備えている。
【0016】
先の説明では、センスアンプ及びライトドライバ24は一体とされた例を挙げているが、センスアンプとライトドライバを別々に構成しても良い。また、ワードラインドライバ21とワードライン制御部25は別々に形成されているが、これらを一体に形成しても良い。
【0017】
このように構成された本発明の動作について図3及び図4a,4bを参照して説明する。
【0018】
まず、ライト動作を説明すると、セルブロック22の所定セルに格納しようとするデータ(DIN)がセンスアンプ及びライトドライバ24に入力される。このとき、ライトパッド入力波形は、本動作がライトであることを示すために、/WEがローレベルに遷移し、この/WEを受けてワードライン制御部25のリード/ライト動作を区分する信号(RWS)がライトであることを示すためにローレベルに遷移する。すなわち、RWSはリード/ライトを区分する信号であって、リード動作時はハイレベルであり、ライト動作時にはローレベルである。
【0019】
Xアドレスデコーダ20は、入力するXアドレスをデコードして、当該ワードラインイネーブル信号を生成させるためにワードラインドライバ21を駆動する駆動信号(XD0,XD1)を出力する。この出力によって該当ワードラインをイネーブルさせる信号(WL)が出力され、セルブロック23の所定のワードラインがイネーブルされ、所望の行セルが選択される。
【0020】
このとき、センスアンプ及びライトドライバ24にデータ(DIN)が入力され、ロー状態のライトドライバイネーブル信号(WDEN)によってライトドライバが作動して、共通データライン(DL、/DL)上に分けて列セレクター23に送ると、列セレクタ23は当該列のビットライン(BL、/BL)が選択され、これによってイネーブルして放電されているワードラインに接続されているセルにデータが格納される。
【0021】
図5に示すように、ワードライン制御部25にロー状態のリード/ライト識別信号(RWS)が入力されると、トランスミッションゲート(T1)が導通し、やはり入力されるロー状態のライトドライバイネーブル信号(WDEN)がインバータ(INV1)を介してハイレベルに反転された後、導通したトランスミッションゲート(T1)を介してディレー(Delay)に入力される。
前記ディレー(Delay)を経て所定時間が遅延した後、すなわち、データ(DIN)が入力され所定のセルにデータ格納の完了時間が経過した後、ハイレベルのパルスワードライン制御信号(PWC)をXアドレスデコーダ20に入力させる。それによって出力XD0がローからハイに遷移し、ワードラインドライバ21の出力(WL)をローレベルに遷移させることにより、イネーブルされ活性化状態にあるワードラインをディスエーブルさせる。
これにより、次のリード又はライト動作が行われるまでディスエーブル状態のままとすることができ、従来のように活性状態を継続してセルを介して漏洩する電流の消耗がなくなる。
【0022】
一方、リード動作時には、図4bのタイミング図のように、/WEがローレベルとなり、これにより、リード/ライト識別信号(RWS)はハイレベルとなる。
【0023】
リード動作が開始すると、入力されるXアドレスをXアドレスデコーダ20がデコードして、XD1をハイレベル、XD0をローレベルにして出力する。ワードラインドライバ21はこれらの信号(XD0,XD1)を入力として、該当するワードラインをイネーブルさせる信号(WL)を発生させ、セルブロック22の所望の行セルを活性化させる。
列セレクター23によって所定のビットライン(BL、/BL)が選択され、セルのデータが判読された後、共通のデータライン(DL、/DL)を介してセンスアンプ及びライトドライバ24に入力される。
セルのデータは、センスアンプ及びライトドライバ24を介して増幅して出力データ(DOUT)として出力される。
【0024】
リード時にはハイレベルのセンスアンプイネーブル信号(SEN)がセンスアンプ及びライトドライバ24及びワードライン制御部25に入力され、その前にハイレベルのリード/ライト識別信号(RWS)がワードライン制御部25に入力される。したがって、共通のデータライン(DL、/DL)の信号がセンスアンプ及びライトドライバ24のセンスアンプを介してデータ(DOUT)を出力される。ハイレベルのセンスアンプイネーブル(SEN)とハイレベルのリード/ライト識別信号(RWS)がワードライン制御部25に入力されると、図5に示すように、トランスミッションゲート(T2)が導通し、このトランスミッションゲート(T2)を介してハイレベルのセンスアンプイネーブル信号(SEN)がディレー(Delay)を経て、所定時間(即ち、リードの完了時間)の経過後にハイレベルのパルスワードライン制御信号(PWC)に出力される。
ハイレベルのパルスワードライン制御信号(PWC)はXアドレスデコーダ20に印加され、これにより、ローレベルのXD0をハイレベルに遷移させる。
【0025】
XD0を入力とするワードラインドライバー21がワードラインドライバイネーブル信号(WL)をハイレベルからローレベルに変化させ、所定のワードラインをディスエーブルさせる。したがって、活性中のセルブロック22内のセルの駆動が中止され、セルに電流がそれ以上流れないようにする。
【0026】
このように、本発明のSRAMディバイスのワードライン制御回路は、セルにデータをライトしたり、セルのデータを外部にリードする動作を終了した後には、駆動中の所定のワードラインをディスエーブルさせるので、セル電流の余分な流れを防止することができる。
【0027】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、所望のセルにデータを格納したり、或いは所望のセルからデータをリードした後に活性中のワードラインをディスエーブルさせるようにしてあるので、セルからそれ以上電流が流れなくなり、セルの電流消耗を減少させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来のSRAMデバイスのワードライン制御回路のブロック図。
【図2】 図1のタイミング図である。
【図3】 本発明によるSRAMデバイスのワードライン制御回路のブロック図である。
【図4A】 図3のタイミング図である。
【図4B】 図3のタイミング図である。
【図5】 図3のワードライン制御部の詳細図である。
【符号の説明】
20:Xアドレスデコーダ
21:ワードラインドライバ
22:セルブロック
23:列セレクター
24:センスアンプ及びライトドライバ
25:ワードライン制御部
INV1、INV2:インバータ
T1、T2:トランスミッションゲート
Delay:ディレー
Claims (2)
- 入力されるXアドレスをデコードして、対応するセルブロックのXアドレスを出力するXアドレスデコードと、その出力されたXアドレスを入力としてセルブロックの該当するワードラインイネーブル信号を生成して出力するワードラインドライバとビットラインを有するセルブロックと、ビットラインのうち何れか一対のビットラインを選択する列セレクタと、リード時に列セレクタの出力を増幅して出力させるセンスアンプと、ライト時にデータを入力され駆動信号を発生するライトドライバと、を備えるSRAMデバイスのワードライン制御回路において、
入力されるリード/ライト識別信号に従って、リード時にはセンスアンプのイネーブル信号を選択し、ライト時にはライトドライバのイネーブル信号を選択して制御信号を生成し、所定の時間遅延した後、その制御信号を出力し、その制御信号をXアドレスデコーダに印加して、ワードラインをディスエーブルさせるワードライン制御部を更に備え、
前記ワードライン制御部は、
ライトドライバのイネーブル信号(WDEN)を反転する第1インバータ(INV1)と、
リード/ライト識別信号(RWS)を反転させる第2インバータ(INV2)と、
リード/ライト識別信号(RWS)がPMOSゲートに印加され、第2インバータ(INV2)の出力がNMOSゲートに印加され、第1インバータの出力に対してスイッチング動作を行う第1トランスミッションゲート(T1)と、
リードライト識別信号(RWS)がNMOSゲートに印加され、第2インバータ(INV2)の出力がPMOSゲートに印加され、センスアンプイネーブル信号SENに対してスイッチング動作を行う第2トランスミッションゲート(T2)と、
第1、第2トランスミッションゲート(T1、T2)の出力が印加され、所定の時間遅延した後、制御信号としてのパルスワードライン制御信号(PWC)を出力するディレー(Delay)と、
を含むことを特徴とするSRAMデバイスのワードライン制御回路。 - ワードライン制御部は、入力信号(WDEN,SEN,RWS)が入力され生成されるパルスワードライン制御信号(PWC)をXアドレスデコーダ20に印加して、ワードラインドライバ21の出力を制御することを特徴とする請求項1記載のSRAMデバイスのワードライン制御回路。
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JP3192709B2 (ja) | 半導体記憶装置 |
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