JPH0757477A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH0757477A
JPH0757477A JP5220673A JP22067393A JPH0757477A JP H0757477 A JPH0757477 A JP H0757477A JP 5220673 A JP5220673 A JP 5220673A JP 22067393 A JP22067393 A JP 22067393A JP H0757477 A JPH0757477 A JP H0757477A
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JP5220673A
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Ryosuke Iwai
亮介 岩井
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 読み出し時のアクセスタイムを高速化し、ま
た、書き込み時の書き込みパルス幅を短くし、さらに、
書き込みリカバーを高速化する。 【構成】 読み出しサイクル時には、出力選択部21に
よって読み出し用のトランスファ・ゲート1,2のみが
導通状態となる。したがって、メモリセルは、ビット線
BIT(BIT ̄)、読み出し用トランスファ・ゲート
1,2、読み出しデータ線RD(RD ̄)を通し、図示
しないセンス増幅器を駆動する。また、書き込みサイク
ル時には、出力選択部22によって書き込み用のトラン
スファ・ゲート3,4のみが遮断状態となり、書き込み
データ線WD(WD ̄)、書き込み用トランスファ・ゲ
ート3,4、ビット線BIT(BIT ̄)を通し、メモ
リセルにデータが書き込まれる。また、書き込みリカバ
ー時には、プルアップする必要がある配線が、ビット線
BIT(BIT ̄)と読み出しデータ線RD(RD ̄)
だけとなり、書き込みリカバーの高速化が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スタティックRAM等
の半導体記憶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体記憶装置であるメモリは、多数の
記憶素子であるメモリセルからなるメモリアレイと、入
出力に必要な周辺回路から構成されている。アクセス
(読み出し、もしくは書き込み)しようとするメモリセ
ルの位置(番地)は、Xアドレス(ローアドレス)とY
アドレス(カラムアドレス)によって指定され、データ
の書き込み、もしくは読み出しは、入出力制御信号によ
って行なわれる。実際のメモリセルへのデータ伝達は、
上記Xアドレスに対応するX線(ワード線)、Yアドレ
スに対応するY線(ビット線)を介して行なわれる。ビ
ット線は、読み出し用と書き込み用とに、専用のトラン
スファ・ゲート対と、データ線対とを備えたカラムスイ
ッチにより駆動される。
【0003】従来のメモリにおけるカラムスイッチで
は、図7に示すように、読み出し用トランスファ・ゲー
ト1,2および書き込み用トランスファ・ゲート3,4
は、アドレス線ADDのみで同時に制御されていたた
め、読み出し/書き込み用のトランスファ・ゲート1,
2もしくは3,4を通して、ビット線BIT,BIT
 ̄、読み出しデータ線RD,RD ̄、および書き込みデ
ータ線WD,WD ̄の3種の配線が同時に駆動されてい
た。なお、いわゆるローアクティブのラインには反転符
号を図面と同じく記号の上部に付けるのが望ましいが、
明細書中では図面と同じ表現が困難であるため、BIT
 ̄のように記号の後に反転符号を付けて表すことにす
る。他のRD、WDについても同様で、反転符号はそれ
ぞれRD ̄、WD ̄というように表現する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の半導体記憶装置にあっては、ビット線BIT,BI
T ̄、読み出しデータ線RD,RD ̄、および書き込み
データ線WD,WD ̄の3種の配線が同時に駆動されて
いたため、読み出しサイクル時には、メモリセルがビッ
ト線BIT,BIT ̄と読み出しデータ線RD,RD ̄
との他に、駆動する必要のない書き込みデータ線WD,
WD ̄までを駆動しており、アクセスタイムを遅らせて
いた。また、書き込みサイクル時にも、不必要な読み出
しデータ線RD,RD ̄を駆動していた。
【0005】特に、書き込みリカバー時、同一ビット線
から、書き込んだデータと逆のデータを読み込む場合、
電位がグランドレベルまで下がっている配線を全て読み
出しの定常状態の電位レベルまでプルアップしてから読
み出しを行なわないと、誤データを出力してしまう。し
かしながら、従来の半導体記憶装置では、3種の配線全
てをプルアップしなければならないため、プルアップに
時間がかかったり、誤データを出力してしまうという問
題があった。
【0006】そこで本発明は、高速アクセスができ、高
速書き込みリカバーができる半導体記憶装置を提供する
ことを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため請求
項1記載の発明による半導体記憶装置は、行列に配置さ
れたメモリセルと、前記メモリセルに接続された一対の
ビット線と、前記メモリセルに接続されたワード線と、
前記一対のビット線毎に書込専用データバス線との間に
設けられた書込専用選択回路と、前記一対のビット線毎
に読出専用データバス線との間に設けられた読出専用選
択回路とを備え、前記メモリセルへの書き込み時には、
前記書込専用選択回路は、前記一対のビット線を選択的
に書込専用データバス線にのみカップリングし、前記メ
モリセルからの読み出し時には、前記読出専用選択回路
は、前記一対のビット線を選択的に読出専用データバス
線にのみカップリングすることを特徴とする。
【0008】また、前記書込専用選択回路及び前記読出
専用選択回路は、各々、スイッチ回路としてもよい。ま
た、前記書込専用選択回路をスイッチ回路から構成し、
前記読出専用選択回路をセンス増幅器から構成してもよ
い。
【0009】
【作用】本発明では、メモリセルへの書き込み時には、
書込専用選択回路は、一対のビット線を選択的に書込専
用データバス線にのみカップリングし、また、メモリセ
ルからの読み出し時には、読出専用選択回路は、一対の
ビット線を選択的に読出専用データバス線にのみカップ
リングする。そして、メモリセルへのデータ伝達は、ワ
ード線、上記ビット線を介して行なわれる。
【0010】したがって、読み出し時には、ビット線お
よび読出専用データバス線から、書込専用データバス線
が切り離され、アクセスタイムが高速化できる。また、
書き込み時には、ビット線および書込専用データバス線
から、読出専用データバス線が切り離され、書き込みパ
ルス幅が短くて済む。さらに、書き込みリカバー時に
は、プルアップする必要がある配線が、ビット線と読出
専用データバス線だけとなり、書き込みリカバーの高速
化が可能となる。
【0011】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
1は本発明の半導体記憶装置の一実施例を示す構成図で
ある。図において、半導体記憶装置10は、多数の記憶
素子からなるメモリアレイ11と、入出力に必要な周辺
回路12から構成されている。アドレスバッファ13
は、アドレス信号A,A.…,Aを一時保持した後、ロ
ーデコーダ14へ出力する。ローデコーダ14は、アド
レス信号A,A.…,Aをデコードして、Xアドレス
(ワード線)としてメモリアレイ11へ出力する。
【0012】アドレスバッファ15は、アドレス信号
A,A.…,Aを一時保持した後、カラムデコーダ16
へ出力する。カラムデコーダ16は、アドレス信号A,
A.…,AをデコードしてYアドレスとしてカラムスイ
ッチ17へ出力する。また、制御バッファ18は、書き
込み制御信号WE ̄やチップセレクタCE ̄等を一時保
持した後、これらに従って、上記アドレスバッファ1
3、カラムスイッチ17、データ・イン・バッファ19
およびデータ・アウト・バッファ20に所定の制御信号
を出力する。カラムスイッチ17は、Yアドレス(カラ
ムアドレス)、書き込み制御信号WEに応じて、ビット
線BITを駆動してメモリアレイ11中のメモリセルの
位置を指定するとともに、該当セルに対し、書き込みデ
ータ線WDの値を書き込むか、読み出しデータ線RDに
データを読み出す。
【0013】次に、上述したカラムスイッチ17の構成
について図2を参照して説明する。図2は、本発明の一
実施例におけるカラムスイッチ17の構成を示すブロッ
ク図である。なお、この図において前述した図7と共通
する部分には同一の符号を付けてその説明を省略する。
図2において、カラムスイッチ17は、読み出し用と、
書き込み用とに、それぞれ専用のトランスファ・ゲート
1〜4と、データ線対(RDとRD ̄,WDとWD ̄)
とを備えている。図示する読み出しデータ線RD,RD
 ̄は、図示しないセンス増幅器を経て、出力バッファで
あるデータ・アウト・バッファ20に接続され、書き込
みデータ線WD,WD ̄は、データ・イン・バッファ1
9を介して供給される入力データによって駆動される。
【0014】また、読み出し用の出力選択部21および
書き込み用の出力選択部22には、各々、アドレス線A
DDを介してアドレスデータと書き込み線WEを介して
書き込み制御信号とが供給されており、一方の読み出し
用の出力選択部21は、アドレスデータがアクティブの
ときのみ出力をアクティブとし、他方の書き込み用の出
力選択部22は、アドレスデータおよび書き込み制御信
号の双方がアクティブのとき、その出力をアクティブと
するようになっている。なお、上記アドレスは、カラム
デコーダによりデコードされた信号であり、書き込み制
御信号は、コントロールバッファの書き込み制御信号に
相当する。
【0015】次に、上述した構成による読み出しサイク
ル時、書き込みサイクル時および書き込みリカバー時の
動作について以下に説明する。 [読み出しサイクル時]読み出しサイクル時には、アド
レスデータのみが選択され、書き込み制御信号は選択さ
れないため、出力選択部21によって読み出し用のトラ
ンスファ・ゲート1,2のみが導通状態とされる。した
がって、メモリセルは、ビット線BIT,BIT ̄、読
み出し用トランスファ・ゲート1,2、読み出しデータ
線RD,RD ̄を通し、図示しないセンス増幅器を駆動
する。一方、書き込み用のトランスファ・ゲート3,4
は、遮断状態であるため、駆動しなくともよい。
【0016】[書き込みサイクル時]書き込みサイクル
時には、アドレスデータ、書き込み制御信号が共に選択
されるので、出力選択部22によって書き込み用のトラ
ンスファ・ゲート3,4が導通状態とされ、書き込みド
ライバにより、書き込みデータ線WD,WD ̄、書き込
み用トランスファ・ゲート3,4、ビット線BIT,B
IT ̄を通し、メモリセルにデータを書き込む。一方、
読み出し用のトランスファ・ゲート1,2は遮断状態で
あるため、駆動しなくともよい。
【0017】[書き込みリカバー時]例えば、「0」を
書き込み後、書き込みデータ線WDの変化により、1デ
ータを読み込む場合について説明する。「0」の書き込
み時には、書き込み用のトランスファ・ゲート3,4が
導通状態となり、読み出し用のトランスファ・ゲート
1,2は遮断状態であるので、書き込みデータ線WD,
WD ̄と、ビット線BIT,BIT ̄がグランドレベル
までプルダウンされ、メモリセルにデータ「0」が書き
込まれる。次に、読み出しサイクルに変ると、書き込み
用のトランスファ・ゲート3,4が遮断状態となり、読
み出し用のトランスファ・ゲート1,2が導通状態とな
る。グランドレベルが下がっているビット線BIT,B
IT ̄は、プルアップ回路によって、読み出し時の定常
電位レベルまでプルアップされる。そして、メモリセル
により、ビット線BIT ̄がプルダウンされ、センス増
幅器が1データを出力する。なお、従来の回路では、ビ
ット線BITの他に、書き込みデータ線WD、読み出し
データ線RDの2つのノードもプルアップしなければな
らなかったので、リカバー時間が長いという欠点を有し
ていた。
【0018】次に、上述したカラムスイッチの具体的な
回路構成およびその動作について、図3ないし図6を参
照して説明する。図3に本発明の第1の実施例を示す。
図において、読み出し用のトランスファ・ゲート1,2
にPMOSによるゲート回路31,32、書き込み用の
トランスファ・ゲート3,4にNMOSによるゲート回
路33,34を用いている。また、出力選択部21,2
2として、NAND回路23、NOR回路24および否
定回路25を用いている。アドレス線ADD ̄は否定回
路25およびNOR回路24の一端へ接続される。ま
た、書き込み制御線WE ̄は、NAND回路23の一端
および上記NOR回路24の他端へ接続される。NAN
D回路23は、上記否定回路25を介して供給されるア
ドレスデータと書き込み制御線WE ̄を介して供給され
る書き込み制御信号との論理積をとり、その出力を読み
出し用のゲート回路31,32へ供給する。一方、NO
R回路24は、上記アドレス線ADD ̄を介して供給さ
れるアドレスデータと、書き込み制御線WE ̄を介して
供給される書き込み制御信号との論理和をとり、その出
力を書き込み用のNチャネルトランジスタ33,34へ
供給する。
【0019】次に、図3に示す第1の実施例において、
読み出しサイクル時、書き込みサイクル時および書き込
みリカバー時の動作について以下に説明する。 [読み出しサイクル時]読み出しサイクル時には、アド
レス線ADD ̄がローレベルとなり、書き込み制御線W
E ̄がハイレベルとなる。NAND回路23は、否定回
路25によって反転された「1」と、書き込み制御信号
の「1」との論理積をとる。この結果、NAND回路2
3の出力は「0」となる。したがって、読み出し用のP
チャネルトランジスタ31,32が導通状態となる。一
方、NOR回路24は、書き込み制御信号の「1」と、
アドレスデータの「0」との論理和をとる。この結果、
NOR回路24の出力は「0」となる。したがって、書
き込み用のNチャネルトランジスタ33,34は遮断状
態となる。メモリセルは、ビット線BIT、読み出し用
Pチャネルトランジスタ31、32、読み出しデータ線
RDを通し、センス増幅器を駆動する。書き込み用のN
チャネルトランジスタ33,34は、遮断状態であるた
め、駆動しなくともよい。
【0020】[書き込みサイクル時]書き込みサイクル
時には、アドレス線ADD ̄、書き込み制御線WE ̄が
共にローレベルとなるので、書き込み用のNチャネルト
ランジスタ33,34が導通状態となり、書き込みドラ
イバにより、書き込みデータ線WD(WD ̄)、書き込
み用Nチャネルトランジスタ33,34のビット線BI
T(BIT ̄)を通し、メモリセルにデータを書き込
む。読み出し用のPチャネルトランジスタ31,32は
遮断状態であるため、駆動しなくともよい。
【0021】[書き込みリカバー時]例えば、「0」の
書き込み時には、書き込み用のNチャネルトランジスタ
33,34が導通状態となり、読み出し用のPチャネル
トランジスタ31,32は遮断状態であるので、書き込
みデータ線WDと、ビット線BITがグランドレベルま
でプルダウンされ、メモリセルに「0」データが書き込
まれる。読み出しサイクルに変ると、書き込み用のPチ
ャネルトランジスタ33,34が遮断状態となり、読み
出し用のPチャネルトランジスタ31,32が導通状態
となる。グランドレベルが下がっているビット線BIT
は、プルアップ回路によって、読み出し時の定常電位レ
ベルまでプルアップされる。そして、メモリセルによ
り、ビット線BIT ̄がプルダウンされ、センス増幅器
が1データを出力する。
【0022】このように、本第1の実施例によれば、読
み出しサイクル時に、書き込み用トランスファ・ゲート
3,4が遮断状態となり、ビット線BIT(BIT
 ̄)、読み出しデータ線RD(RD ̄)から、書き込み
データ線WD(WD ̄)が切り離され、アクセスタイム
が高速化できる。また、書き込みサイクル時には、読み
出し用トランスファ・ゲート1,2が遮断状態となり、
ビット線BIT(BIT ̄)、書き込みデータ線WD
(WD ̄)から、読み出しデータ線RD(RD ̄)が切
り離され、書き込みパルス幅が短くて済む。書き込みリ
カバー時には、プルアップする必要がある配線が、ビッ
ト線BIT(BIT ̄)と読み出しデータ線RD(RD
 ̄)だけとなり、書き込みリカバーの高速化が可能とな
る。
【0023】次に、図4に本発明の第2の実施例を示
す。カラムスイッチ17は、通常、レイアウト的に条件
が厳しいため、多くの素子を配設できず、前述した第1
の実施例のように、読み出し/書き込みの双方のトラン
スファ・ゲートを書き込み制御信号WE ̄で制御するの
は難しい。そこで、該第2の実施例では、書き込み用の
トランスファ・ゲート3,4のみを、書き込み制御線W
E ̄で制御している。すなわち、アドレス線ADD ̄で
読み出し用のPチャネルトランジスタ31,32を制御
し、NOR回路26によりアドレス線ADD ̄と書き込
み制御線WE ̄との論理和をとり、これにより書き込み
用のNチャネルトランジスタ33,34を制御してい
る。
【0024】該第2の実施例では、まず、読み出し時に
は、アドレス線ADDのみがローレベルとなるので、読
み出し用のPチャネルトランジスタ31,32が導通状
態となり、書き込み用のNチャネルトランジスタ33,
34が遮断状態となって、基本的に、第1の実施例と同
様の動作である。これに対して、書き込み時には、読み
出し用のPチャネルトランジスタ31,32が遮断状態
とならないので、読み出しデータ線RD(RD ̄)をプ
ルダウンする。したがって、書き込みリカバー時には、
ビット線BITと、読み出しデータ線RDとをプルアッ
プしなければならない。この結果、第1の実施例例より
も、書き込みリカバーは遅くなるが、従来回路よりも優
れている。
【0025】次に、図5に本発明の第3の実施例を示
す。該第3の実施例では、アドレス線ADDにより書き
込み用のNチャネルトランジスタ33,34を制御し、
NAND回路27により、書き込み制御線WE ̄とアド
レス線ADDとの論理積をとって、これにより読み出し
用のPチャネルトランジスタ31,32を制御してい
る。
【0026】読み出し時には、アドレス線ADDがハイ
レベル、書き込み制御線WE ̄がハイレベルとなる。こ
のため、NAND回路27の出力は、ローレベルとな
り、読み出し用のPチャネルトランジスタ31,32が
導通状態となる。また、アドレス線ADDがハイレベル
となるため、書き込み用のNチャネルトランジスタ3
3,34も導通状態となるため、ビット線BIT、読み
出しデータ線RD以外に、書き込みデータ線WDまで駆
動する。
【0027】書き込み時には、アドレス線ADDがハイ
レベル、書き込み制御線WE ̄がローレベルとなる。こ
のため、NAND回路27の出力は、ハイレベルとな
り、読み出し用のPチャネルトランジスタ31,32は
遮断状態となる。一方、アドレス線ADDがハイレベル
であるため、書き込み用のNチャネルトランジスタ3
3,34は導通状態となる。このように、読み出し用P
チャネルトランジスタ31,32が遮断状態となるた
め、書き込みデータ線WDと、ビット線BITだけを駆
動すればよい。書き込みリカバー時には、書き込み用/
読み出し用、双方のトランスファ・ゲートが導通状態と
なるため、ビット線BIT、読み出しデータ線RD、書
き込みデータ線WDをプルアップする。
【0028】次に、図6に本発明の第4の変形例を示
す。該第4の実施例では、読み出し用の出力選択部21
にNMOSの転送ゲート40を用い、書き込み用の出力
選択部22にセンス増幅器41を用いている。書き込み
制御線WEは、Nチャネルトランジスタ35,36に接
続され、書き込み制御線WE ̄は、センス増幅器41の
Nチャネルトランジスタ37へ接続されている。また、
書き込みデータ線WDおよびWD ̄は、各々、上記Nチ
ャネルトランジスタ35,36を介してビット線BI
T,BIT ̄へ接続されている。一方、読み出しデータ
線RD,RD ̄はセンス増幅器41を構成するNチャネ
ルトランジスタ38,39へ接続されている。
【0029】上記構成においては、書き込み時には、書
き込み制御線WEがハイレベル、書き込み制御線WE ̄
がローレベルとなる。このため、転送ゲート40が導通
状態となり、センス増幅器41は非活性状態となる。し
たがって、書き込みデータ線WD,WD ̄のデータがビ
ット線BIT,BIT ̄へ出力される。一方、読み出し
時には、書き込み制御線WEがローレベル、書き込み制
御線WE ̄がハイレベルとなる。このため、転送ゲート
40は遮断状態となり、センス増幅器41のNチャネル
トランジスタ37がグランドレベルにプルダウンされ
る。この結果、メモリセルのデータは、ビット線BI
T,BIT ̄を介して、読み出しデータ線RD,RD ̄
に出力される。
【0030】
【発明の効果】本発明によれば、行列に配置されたメモ
リセルと、前記メモリセルに接続された一対のビット線
と、前記メモリセルに接続されたワード線と、前記一対
のビット線毎に書込専用データバス線との間に設けられ
た書込専用選択回路と、前記一対のビット線毎に読出専
用データバス線との間に設けられた読出専用選択回路と
を備え、前記メモリセルへの書き込み時には、前記書込
専用選択回路は、前記一対のビット線を選択的に書込専
用データバス線にのみカップリングし、前記メモリセル
からの読み出し時には、前記読出専用選択回路は、前記
一対のビット線を選択的に読出専用データバス線にのみ
カップリングするようにしたため、読み出し時には、ビ
ット線および読出専用データバス線から、書込専用デー
タバス線が切り離され、アクセスタイムが高速化でき
る。また、書き込み時には、ビット線および書込専用デ
ータバス線から、読出専用データバス線が切り離され、
書き込みパルス幅が短くて済む。さらに、書き込みリカ
バー時には、プルアップする必要がある配線が、ビット
線と読出専用データバス線だけとなり、書き込みリカバ
ーの高速化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る半導体記憶装置の第1の実施例の
メモリ構成全体を示すブロック図である。
【図2】同実施例におけるカラムスイッチの構成を示す
ブロック図である。
【図3】本発明における第1の実施例の具体的な構成を
示す回路図である。
【図4】本発明における第2の実施例の具体的な構成を
示す回路図である。
【図5】本発明における第3の実施例の具体的な構成を
示す回路図である。
【図6】本発明における第4の実施例の具体的な構成を
示す回路図である。
【図7】従来の半導体記憶装置におけるカラムスイッチ
の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1,2 読み出し用のトランスファ・ゲート(読出専用
選択回路) 3,4 書き込み用のトランスファ・ゲート(書込専用
選択回路) 11 メモリアレイ(メモリセル) 21 読み出し用の出力選択部 22 書き込み用の出力選択部 23,27 NAND回路 24,26 NOR回路 25 否定回路 31,32 読み出し用のPチャネルトランジスタ 33,34 書き込み用のNチャネルトランジスタ 35〜39 Nチャネルトランジスタ 40 転送ゲート 41 センス増幅器 BIT(BIT ̄) 一対のビット線 WD(WD ̄) 書き込みデータ線(書込専用データバ
ス線) RD(RD ̄) 読み出しデータ線(読出専用データバ
ス線)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 行列に配置されたメモリセルと、 前記メモリセルに接続された一対のビット線と、 前記メモリセルに接続されたワード線と、 前記一対のビット線毎に書込専用データバス線との間に
    設けられた書込専用選択回路と、 前記一対のビット線毎に読出専用データバス線との間に
    設けられた読出専用選択回路とを備え、 前記メモリセルへの書き込み時には、前記書込専用選択
    回路は、前記一対のビット線を選択的に書込専用データ
    バス線にのみカップリングし、前記メモリセルからの読
    み出し時には、前記読出専用選択回路は、前記一対のビ
    ット線を選択的に読出専用データバス線にのみカップリ
    ングすることを特徴とする半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】 前記書込専用選択回路及び前記読出専用
    選択回路は、各々、スイッチ回路からなることを特徴と
    する請求項1記載の半導体記憶装置。
  3. 【請求項3】 前記書込専用選択回路はスイッチ回路か
    らなり、前記読出専用選択回路はセンス増幅器からなる
    ことを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装置。
JP5220673A 1993-08-12 1993-08-12 半導体記憶装置 Pending JPH0757477A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001101863A (ja) * 1999-09-27 2001-04-13 Fujitsu Ltd 半導体集積回路およびその制御方法

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JP2001101863A (ja) * 1999-09-27 2001-04-13 Fujitsu Ltd 半導体集積回路およびその制御方法

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