JPH0447588A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH0447588A
JPH0447588A JP2155036A JP15503690A JPH0447588A JP H0447588 A JPH0447588 A JP H0447588A JP 2155036 A JP2155036 A JP 2155036A JP 15503690 A JP15503690 A JP 15503690A JP H0447588 A JPH0447588 A JP H0447588A
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JP
Japan
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bit line
signal
word line
bli
sense amplifier
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JP2155036A
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Hideki Ito
英樹 伊東
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ダイナミックRAM (ランダム・アクセス
・メモリ〉等の半導体記憶装置、特にワード線とビット
線間のショート(短絡)によって生じるスタンバイ時(
時期時)の消費電力量の増大を抑制する半導体記憶装置
に関するものである。
(従来の技術) 従来、この種の半導体記憶装置としては、例えば第2図
のようなものがあった。以下、その構成を図を用いて説
明する。
第2図は、従来の半導体記憶装置、例えばダイナミック
RAMの一構成例を示す要部の回路図である。
この半導体記憶装置は、ロウ・アドレス・ストローブ信
号のような制御信号■λ丁に基づき活性化される複数の
ワード線WLI、WL2.・・・と、それらに交差配置
された複数対のビット線対BL1 、 r、・・・とを
有し、それらの各交差箇所には複数のメモリセル1−1
.1−2.・・・がそれぞれ接続されている。
ワード線WLI、WL2.・・・には、ワード線駆動回
路10がそれぞれ接続されている。例えば、ワード線W
LIに接続されたワード線駆動回路10において、その
ワード線WL1が、Nチャネル型MO8)−ランジスタ
(以下、NMO3という)11を介して電源電位VCC
に接続されると共に、NMO312を介して接地電位V
SSに接続されている。NMO3IIのゲートは、行ア
ドレスデコーダの出力である選択信号XDに接続される
と共に、信号反転用のインバータ13を介してNM08
12のゲートに接続されている。
各ビット線対BLI、BLI、・・・には、センスアン
プ活性化信号SAN、SAPにより活性化(動作)する
複数のセンスアンプ回路20.・・・が接続されると共
に、プリチャージ信号EQにより各ピッド線対BLI、
BL1.・・・をそれぞれ基準電位VRにプリチャージ
する複数のプリチャージ回路21がそれぞれ接続されて
いる。
また、各ピッド線対BLI、BLI、・・・は、列アド
レスデコーダの出力である選択信号YDによりオン、オ
フ動作するトランスファ回路(転送回路)22を介して
、相補的なデータ線DB、D百にそれぞれ接続されてい
る。
第3図は第2図の動作波形図であり、この図を参照しつ
つ、第2図に示す半導体記憶装置の動作を説明する。
例えば、メモリセル1−1に記憶されたデータ“1′°
の読出し動作について、以下説明する。
制御信号RASが立下がると、プリチャージ信号EQが
立下がってプリチャージ回r420がオフ状態となり、
ビット線対BL1.BLIが基準電位VRから切り離さ
れる。さらに、制御信号πXKの立下がりにより、行ア
ドレスデコーダの選択信号XDにより、NMO812が
オフ状態となると共に、NMO3IIがオン状態となっ
てワード線WLIが電源電位■CCに接続され、該ワー
ド線WLIが立上がる。すると、メモリセル1−1のデ
ータ゛1パにより、ビット線対BLI、”[Tに微小な
電位差が生じる。
次に、センスアンプ活性化信号SANが“Lパレベルに
なると共に、センスアンプ活性化信号SAPが“H″レ
ベルなると、センスアンプ回路20が活性化され、その
センスアンプ回路20によってビット線対BLI、[ゴ
゛の微小な電位差が検知・増幅される。その後、列アド
レスデコーダの選択信号YDによってトランスファ回路
22がオン状態となり、ビット線対BL1. 百πT上
の増幅された電位差が、データ線DB、[)百に出力さ
れ、メモリセル1−1のデータの読出しが行われる。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記構成の装置では、次のような課題が
あった。
制御信号RASがH”レベルのスタンバイ状態では、プ
リチャージ信号EQが“H″レベルなり、プリチャージ
回路21によってビット線対BLI、BLI、・・・が
基準電位VRになっている。
そのため、例えばワード線WLIとビット線BL1間が
ショートした場合、第2図の破線で示すように、基準電
位VR→プリチャージ回路21→ビット線BL1→ワー
ド線WL1 →NMO812−接地電位VSSという経
路で、基準電位VRから接地電位■SSへ電流Iが流れ
、スタンバイ時における消費電力が増大してしまう。
このようなビット線BLI及びワード線WLI間のショ
ートが発生すると、それに接続されたメモリセル1−1
.・・・が不良メモリセルとなって正確なデータのアク
セスができなくなる。そこで、通常はこのような不良メ
モリセルを救済するため、予め複数の冗長メモリセルを
設けておき、その不良メモリセル1−1.・・・が選択
される時には、それに代えて冗長メモリセルを選択する
ことにより、正確なデータの読出し及び書込みを可能に
する冗長救済回路を設けている。
ところが、ビット線及びワード線間のショートが生じる
と、通常、200μA〜1mA程度の消費電力の増加を
引き起こすため、そのショート箇所が複数個発生すると
、スタンバイ時における消費電流の規格値(例えば、約
1mA>を超えてしまい、半導体記憶装置そのものが不
良品となってしまう。このような不良救済のために前記
のような冗長救済回路を設けて不良メモリセルの救済措
置をとったとしても、電流■の経路が残っている。
そのため、冗長救済回路により不良メモリセルの救済措
置がとられてメモリセル自体の不良とはならなくとも、
ショートにより、消費電流が規格値オーバーとなって半
導体記憶装置そのものが不良品扱いとなってしまう。
本発明は、前記従来技術が持っていた課題として、ビッ
ト線及びワード線間のショートに起因する消費電力増大
の点について解決した半導体記憶装置を提供するもので
ある。
(課題を解決するための手段) 本発明は前記課題を解決するために、制御信号に基づき
活性化される複数のワード線と、前記ワード線に交差配
置された複数対のビット線対と、前記各ワード線及びビ
ット線対の交差箇所にそれぞれ接続された複数のメモリ
セルと、前記各ビット線対に接続されセンスアンプ活性
化信号により前記各ビット線対の電位差をそれぞれ検知
・増幅する複数のセンスアンプ回路と、プリチャージ信
号により前記各ビット線対をそれぞれ基準電位にプリチ
ャージする複数のプリチャージ回路とを、備えた半導体
記憶装置において、前記ワード線の活性化前の一定期間
、前記制御信号に同期して前記プリチャージ信号を活性
化する構成にしたものである。
(作用) 本発明によれば、以上のように半導体記憶装置を構成し
たので、メモリセルのデータ読出し時において、制御信
号に同期してプリチャージ信号が活性化すると、プリチ
ャージ回路が動作してビット線対が基準電位から切り離
される。その後、ワード線が活性化してそのワード線に
接続されたメモリセルのデータにより、該ワード線に交
差するビット線上に、微小電位差が生じる。すると、こ
の微小電位差は、センスアンプ活性化信号により動作す
るセンスアンプ回路によって検知・増幅され、トランス
ファゲート等を介してデータ線へと出力される。
ここで、ビット線を活性化する以前に、プリチャージ信
号を一定期間のみ活性化するようにしたので、基準電位
からプリチャージ回路、ビット線、及びワード線を介し
て接地電位側へ流れる電流経路が常に存在せず、つまり
前記の一定期間のみ電流経路が生じるので、スタンバイ
時の消費電力規格値オーバーによる不良品の発生が抑制
され、歩留まりの向上が図れる。従って、前記課題を解
決できるのである。
(実施例) 第1図は、本発明の実施例を示す半導体記憶装置、例え
ばダイナミックRAMの要部の回路図である。
この半導体記憶装置は、複数のワード線WLI。
WL2.・・・と、それと交差配置された複数対のビッ
ト線対BLI、百L1.・・・とを有し、その各交差箇
所には、例えば1トランジスタ型のメモリセル40−1
.40−2.・・・がそれぞれ接続されている。各メモ
リセル40−1.40−2.・・・は、ドレインまたは
ソースとゲートがビット線対BL1、BLl、・・・及
びワード線WLI、WL2.・・・に接続されたNMO
341と、そf7)NMO841のソースまたはドレイ
ンと基準電位VR(例えば、1/2・VCC)に接続さ
れたキャパシタ42とで、それぞれ構成されている。
各ワード線WLI、WL2.・・・には、ワード線駆動
図850がそれぞれ接続されている。ワード線駆動回路
50は、制御信号RASの例えば立下がりに基づき動作
する行アドレスデコーダの選択信号XDにより、各ワー
ド線WLI、WL2.・・・をそれぞれ活性化する回路
である。例えば、ワード線WLIに接続されたワード線
駆動図I@50は、該ワード線WLIと電源電位VCC
との間に接続されたNMO351と、該ワード線WLI
と接地電位VSSとの間に接続されたNMO852とを
有している。そしてNMO351のゲートは、選択信号
XDに接続されると共に、信号反転用のインバータ53
を介してNMO852のゲートに接続されている。
各ビット線対BLI、BL1.・・・には、そのビット
線対上の電位差を検知・増幅するセンスアンプ回路60
がそれぞれ接続されている。例えば、ビット線対BLI
、BLIに接続されたセンスアンプ回路60は、NMO
861,62及びPチャネル型MOSトランジスタ(以
下、PMO8という>63.64を有しティる。NMO
361はビット線BLIとノードN1との間に接続され
ると共に、そのノードN1とビット線BLIとの間にN
MO862が接続されている。同様に、ビット線BLI
とノードN2との間にはPMO363が接続されると共
に、そのノードN2とビット線百Llとの間にPMO3
64が接続されている。NMO361のゲートは、PM
O863のゲート及びビット線BLIに接続され、さら
にNMO362のゲートが、PMO864のゲート及び
ビット線BLIに接続されている。
ノードN1は、NMO865を介してセンスアンプ活性
化信号SANに接続されると共に、NMO866を介し
て基準電位VR(例えば、1/2・VCC)に接続され
ている。同様に、ノードN2は、NMO367を介して
センスアンプ活性化信号SAPに接続されると共に、N
MO368を介して基準電位VRに接続されている。N
MO365及び67の各ゲートは共通接続され、インバ
ータ69を介してプリチャージ信号EQ2に接続されて
いる。そのプリチャージ信号EQ2は、8MO366及
び68の各ゲートに共通接続されている。
各ビット線対BLI、BL1.・・・には、イコライズ
信号EQ1によりオン、オフ動作するイコライズ(均等
化)用のNMO370がそれぞれ接続されている。また
、各ビット線対BL1.liゴー。
・・・には、プリチャージ信号EQ2により活性化され
て該ビット線対BLI、BL1.・・・を基準電位VR
に充電するプリチャージ回路80が、それぞれ接続され
ている。例えば、ビット線対BLI。
■r丁に接続されたプリチャージ回路80は、ノードN
1とビット線BLIとの間に接続された8MO381と
、そのノードN1とビット線百ダミとの間に接続された
NMO882とで構成され、該NMO881,82がプ
リチャージ信号EQ2によりオン。オフ動作する構成に
なっている。
各ビット線対BLI、BL1.・・・は、トランスファ
回路90を介して相補的なデータ線DB、[)百にそれ
ぞれ接続されている。例えば、ピッド線対BLI、BL
Iに接続されたトランスファ回路90は、ビット線BL
Iとデータ線DBとの間に接続されたNMO891と、
ビット線BLIとデータ線■との間に接続されたNMO
892とを有し、そのNMO891,92が列アドレス
デコーダの選択信号YDにより、オン、オフ動作するよ
うになっている。
第4図は第1図の動作波形図であり、この図を参照しつ
つ、第1図に示す半導体記憶装置の動作を説明する。
例えば、メモリセル40−1にデータ″1”が記憶され
ており、そのデータ゛1°゛の読出し動作について以下
説明する。
スタンバイ時において、制御信号πAsがII HII
レベルの時、イコライズ信号EQIが“H1+レベルと
なっている。そのため、イコライズ用NMO870がオ
ン状態となり、ビット線BLIと「Tとが導通状態とな
ってほぼ基準電位VRに維持されている。
制御信号RASが立下がると、その立下がりに同期して
プリチャージ信号EQ2が短時間“H”レベルになると
共に、図示しない行アドレスデコーダが動作する。プリ
チャージ信号EQ2が11 HI+レベルとなると、N
MO865,67がオフ状態になると共に、NMO86
6,68がオン状態となってノードNl、N2が基準電
位VRに接続される。すると、ビット線BLI、BLI
に基準電位VRが印加され、該ビット線対BLI、百T
丁が初期状態に設定される。
この初期設定を行う理由は、イコライズ信号EQ1をH
”レベルにしてイコライズ用NMO870をオン状態と
するのみでは、ビット線BLIと百Tゴーの電位が等し
くなっても、寄生容量等によってそのビット線電位が基
準電位VRからずれる場合があるなめ、プリチャージ信
号EQ2により基準電位VRを印加してそのずれを補正
するようにしている。
また、プリチャージ信号EQ2によってノードNl、N
2に基準電位VRが印加されると、センスアンプ回路6
0が非活性化し、該センスアンプ回路60の誤動作が防
止される。
プリチャージ信号EQ2が11 L I+レベルに立下
がると、イコライズ信号EQIが°゛L′°L′°レベ
ルり、イコライズ用NMO370がオフ状態となってピ
ッド線BLIとrとが切り離される。その後、図示しな
い行アドレスデコーダの選択信号XDにより、ワード線
駆動回路50内のNMO851がオン状態になると共に
、NMO852がオフ状態となり、ワード線WLIが1
1 H11レベルに立上がる。
ワード線WLIが立上がると、そのワード線WL1に接
続されたメモリセル40−1.・・・内のNMO341
がオン状態となり、キャパシタ42に記憶されたデータ
II I IIがビット線BL1.・・・上に出力され
、ビット線対BLI、百Tゴー、・・・に微小電位差が
生じる。この時、11 L I+レベルのプリチャージ
信号EQ2により、インバータ69を介してNMO36
5,67がオン状態となっている。
そのため、センスアンプ活性化信号SANがII L 
I+レベルに立下がると、NMO865を介してノード
N1も“Lllレベルに立下がり、センスアンプ回路6
0内のNMO862を介してビット線BLI、・・・の
電位が引き下げられる。そして、センスアンプ活性化信
号SAPが°“HITレベルに立上がると、NMO36
7を介してノードN2の電位が引き上げられ、センスア
ンプ回路60内のPMO363を介してビット線BLI
、・・・の電位も引き上げられる。
このようなセンスアンプ回路60の増幅動作により、ビ
ット線対B L 1 、 ■「T、・・・の電位差が増
幅されると、制御信号(コロム・アドレス・ストローブ
信号)CASの立下がりにより、図示しない列アドレス
デコーダが動作し、そのアドレスデコーダの選択信号Y
Dが“H゛°°レベルる。
すると、トランスファ回路90内のNMO891゜92
がオン状態となり、ビット線対BL1. 百πT上の増
幅された電位差が、データ線DB、万百へ出力され、デ
ータの読出しが行われる。
その後、イコライズ信号EQIが゛H°ルベルとなって
NMO870がオン状態となり、ビット線BLIと77
丁が接続されて同電位となる。この時、NMO370を
オン状態とするのみでは、ビット線BLIとBLIとの
電位が等しくなっても、基準電位VRからずれる場合が
ある。そこで、そのずれを補正するために、イコライズ
信号EQ1の立上がりに同期してプリチャージ信号EQ
2も短時間II HI+レベルになり、ビット線BLI
百Tゴーに基準電位VRが印加される。
第1図において、例えばワード線WLIとピッド線BL
Iとがショートした場合を考える。
ワード線WLIとビット線BLIがショートした場合、
スタンバイ時において、プリチャージ信号EQ2が“H
”レベルになると、第1図の破線で示すように、基準電
位VR−NMO866→ノードN1→NMO381→ビ
ット線BLI→ワード線WLI→NMO352→接地電
位VSSという経路で、基準電位VRから接地電位■S
Sへ電流Iaが流れる。ところが、プリチャージ信号E
Q2が“HT+レベルとなる期間は、ワード線WL1が
“Hlルベルとなる以前の一定の短い期間(例えば、従
来に比べて1/10以下)に限られる。
そのため、本実施例では、従来に比べてワード線及びビ
ット線間ショートに起因する消費電力量の増大が極めて
少なくなる。従って、ワード線・ビット線間ショートが
複数個発生しても、従来のように消費電力量の規格値を
超えることがなく、それによって不良品の発生が少なく
なって歩留まりの向上が図れる。特に、プリチャージ信
号EQ2が゛Hパレベルとなる期間が思いほど、ワード
線・ビット線間ショートに起因する消費電力量が少なく
なるので、許容できるワード線・ビット線間ショートの
数が多くなり、歩留まりがより向上する。
なお、本発明は、図示の実施例に限定されず、種々の変
形が可能である。その変形例としては、例えば次のよう
なものがある。
(a>  プリチャージ信号EQ2によりオン、オフ動
作するプリチャージ回路80は、他のトランジスタを用
いて構成しても良い。また、このプリチャージ信号EQ
2を用いて、センスアンプ駆動用のNMO365〜68
のオン、オフ制御を行っているが、プリチャージ信号E
Q2とは別個の信号を用いてセンスアンプ回路60のオ
ン、オフ動作を行うようにしても良い。
(b)  上記実施例では、イコライズ信号EQIによ
ってイコライズ用NMO870をオン、オフ動作させる
ことにより、ビット線BLIと百Tゴーを同電位にする
ことにより、初期設定を行っている。このようなイコラ
イズ手段を設けた場合、第4図に示すように、イコライ
ズ信号EQIのL′。
レベルからI Hl“レベルへの立上がり時において、
プリチャージ信号EQ2を短時間“′Hパレベルに必ず
しもする必要がない。
即ち、プリチャージ信号EQ2を″H“レベルに立上げ
ない場合、イコライズ信号EQIによってビット線BL
Iと百Llの電位が等しくなり、その電位が例え基準電
位VRからずれたとしても、次の読出し動作時等におい
て、制御信号■Wミの立下がりに同期してプリチャージ
信号EQ2が短時間の間、II HI+レベルとなるの
で、その“H”レベルによって基準電位VRからのずれ
を補正できる。そのため、読出し動作時の後段において
、プリチャージ信号EQ2を必ずしも短時間の間、“H
パレベルにする必要がない。
また、イコライズ信号EQIによってビット線BL1.
U”t7間を同電位にした後、プリチャージ信号EQ2
によって基準電位VRを印加する構成であるため、ビッ
ト線B L 1 、 iT、・・・の寄生容量等を小さ
くできれば、イコライズ用NMO870を省略すること
も可能である。
(C)  メモリセル40−1.40−2.・・・は、
1トランジスタ型のセルで構成したが、これは2トラン
ジスタ型等の他の回路で構成しても良く、さらにセンス
アンプ回路60も他のトランジスタ構成に変形すること
が可能である。また、センスアンプ回#160とメモリ
セル40−1.40−2゜・・・どの間のビット線対B
LI、BLI、 11.に、スイッチ手段を設け、その
スイッチ手段によってセンスアンプ回路60をメモリセ
ル側から切り離すことにより、該センスアンプ回路60
におけるセンス動作の高速化を図るようなことも可能で
ある。
(発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明によれば、ワード線
を活性化する前の一定期間、制御信号に同期してプリチ
ャージ信号を活性化する構成にした。そのため、プリチ
ャージ信号を活性化する期間を短くすることにより、ワ
ード線とビット線がショートした時に、そのプリチャー
ジ信号の活性化期間に基準電位から接地電位側へ流れる
電流を大幅に減少させることができる。従って、従来の
ようにワード線とビット線間にショートが発生したとし
ても、スタンバイ時における消費電力量が規格値をオー
バーして不良となることを、的確に防止でき、不良品の
発生を抑えた歩留まりの高い半導体記憶装置を提供でき
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す半導体記憶装置の要部の
回路図、第2図は従来の半導体記憶装置を示す要部の回
路図、第3図は第2図の動作波形図、第4図は第1図の
動作波形図である。 40−1.40−2・・・・・・メモリセル、50・・
・・・・ワード線駆動回路、60・・・・・・センスア
ンプ回路、70・・・・・・イコライズ用NMO8,8
0・・・・・・プリチャージ回路、BLI、BLI・・
・・・・ビット線、EQl・・・・・・イコライズ信号
、EQ2・・・・・・プリチャージ信号、SAN、SA
P・・・・・・センスアンプ活性化信号、■CC・・・
・・・電源電位、VR・・・・・・基準電位、■SS・
・・・・・接地電位、WLI、WL2・・・・・・ワー
ド線。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 制御信号に基づき活性化される複数のワード線と、前記
    ワード線に交差配置された複数対のビット線対と、前記
    各ワード線及びビット線対の交差箇所にそれぞれ接続さ
    れた複数のメモリセルと、前記各ビット線対に接続され
    センスアンプ活性化信号により前記各ビット線対の電位
    差をそれぞれ検知・増幅する複数のセンスアンプ回路と
    、プリチャージ信号により前記各ビット線対をそれぞれ
    基準電位にプリチャージする複数のプリチャージ回路と
    を、備えた半導体記憶装置において、前記ワード線の活
    性化前の一定期間、前記制御信号に同期して前記プリチ
    ャージ信号を活性化する構成にしたことを特徴とする半
    導体記憶装置。
JP2155036A 1990-06-15 1990-06-15 半導体記憶装置 Pending JPH0447588A (ja)

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