JP2643298B2 - Device and method for driving sense amplifier for semiconductor memory - Google Patents
Device and method for driving sense amplifier for semiconductor memoryInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は半導体メモリにおいて用いられるセンスア
ンプ回路の駆動装置及び駆動方法の改良に関し、特に、
センス動作時における電源及び接地回路の充・放電々流
の低減を図ったものに関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a driving device and a driving method of a sense amplifier circuit used in a semiconductor memory.
The present invention relates to a device for reducing a charge / discharge current of a power supply and a ground circuit during a sensing operation.
[従来の技術] 第3図は従来から用いられ、かつこの発明が適用され
る、ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリの読出
し部の全体の概略構成を示す図であり、図において、MA
は情報を記憶するための下記メモリセルが複数個、行及
び列状に配列されたメモリセルアレイ、ABはアドレスバ
ッファであり、外部から与えられる外部アドレスを受け
て内部アドレスを発生する。[Prior Art] FIG. 3 is a diagram schematically showing the overall configuration of a read section of a dynamic random access memory conventionally used and to which the present invention is applied.
Is a memory cell array in which a plurality of the following memory cells for storing information are arranged in rows and columns, and AB is an address buffer, which generates an internal address in response to an external address given from the outside.
ADXはXデコーダであり、アドレスバッファABからの
内部アドレス信号をデコードして、対応するメモリセル
アレイMAの行を選択する。ADYはYデコーダであり、ア
ドレスバッファABからの内部アドレスをデコードして、
対応するメモリセルアレイMAの列を選択する。ADX is an X decoder which decodes an internal address signal from the address buffer AB and selects a corresponding row of the memory cell array MA. ADY is a Y decoder, which decodes an internal address from the address buffer AB,
The corresponding column of the memory cell array MA is selected.
SIは(センスアンプ+I/O)であり、メモリセルアレ
イMAの選択された下記メモリセルの有する情報を検知、
かつ増幅し、YデコーダADYからの信号に応答して下記
出力バッファで伝達する。SI is (sense amplifier + I / O), and detects information of the following memory cell selected in the memory cell array MA,
The signal is amplified and transmitted to the following output buffer in response to a signal from the Y decoder ADY.
OBは出力バッファであり、SI(センスアンプ+I/O)
から伝達された読出しデータを受けて出力データDoutを
出力する。OB is an output buffer, SI (sense amplifier + I / O)
And outputs output data Dout in response to the read data transmitted from.
CGは制御信号発生系周辺回路であり、ダイナミック・
ランダム・アクセス・メモリの各種動作のタイミングを
制御するための制御信号(VB,RN,φE,φP,φS……
φR)を発生する。CG is a control signal generation system peripheral circuit.
Control signals (V B , RN , φ E , φ P , φ S) for controlling the timing of various operations of the random access memory
φ R ).
第4図は、第3図に示されたメモリセルアレイ部の構
成の概略を示す図である。図において、WL1,WL2,……WL
nはワード線、BL0,▲▼0,BL1,▲▼1,……BLm,
▲▼mはビット線である。FIG. 4 is a diagram schematically showing the configuration of the memory cell array section shown in FIG. In the figure, WL 1 , WL 2 ,... WL
n word lines, BL 0, ▲ ▼ 0, BL 1, ▲ ▼ 1, ...... BL m,
▲ ▼ m is a bit line.
ワード線WL1,……WLnの各々には、下記メモリセルの
1行が接続される。ビット線BL0,……BLmは折返しビッ
ト線を構成し、2本のビット線が1対のビット線対を構
成する。 One of the following memory cells is connected to each of the word lines WL 1 ,..., WL n . The bit lines BL 0 ,..., BL m form a folded bit line, and the two bit lines form one bit line pair.
即ち、ビット線BL0,▲▼0が1対のビット線を構
成し、以下同様にしてビット線BLm,▲▼mがビット
線対を構成する。(1)は情報を記憶するメモリセルで
あり各ビット線BL0,……▲▼mには1本おきのワー
ド線との交点にメモリセル(1)が接続される。即ち、
各ビット線対においては、1本のワード線と1対のビッ
ト線のいずれかのビット線との交点にメモリセル(1)
が接続される構成となる。(150)はプリチャージ/イ
コライズ回路であり、各ビット線対の電位を平衡化し、
かつ所定の電位VBにプリチャージするため、各ビット線
対毎に設けられている。(14)は第1の信号線、(17)
は第2の信号線、(50)はセンスアンプであり、センス
アンプ(50)は各ビット線対毎に設けられ、第1及び第
2の信号線(14),(17)を介して伝達されるセンスア
ンプ(50)を駆動する第1及び第2の信号φA,φBに応
じて活性化され、接続されているビット線対の電位差を
検知し差動的に増幅する。I/O,▲▼はデータ入出
力バス、T0,T0′,……Tm,Tm′はトランスファゲートで
あり、各ビット線BL0,……▲▼mは、YデコーダAD
Yからのアドレスデコード信号に応答してトランスファ
ゲートT0,T0′,……Tm,Tm′により選択的にデータ入出
力バスI/O,▲▼へ接続される。即ち、ビット線BL
0,▲▼0はそれぞれトランスファゲートT0,T0′を
介してデータ入出力バスI/O,▲▼に接続される。
同様にして、ビット線BL1,▲▼1はそれぞれトラン
スファゲートT1,T1′を介してデータ入出力バスI/O,▲
▼へ接続され、ビット線BLm,▲▼mはそれぞ
れトランスファゲートTm,Tm′を介してデータ入出力バ
スI/O,▲▼へ接続される。That is, the bit lines BL 0 , ▼ 0 constitute a pair of bit lines, and the bit lines BL m , ▼ m constitute a bit line pair in the same manner. (1) Each bit line BL 0 be a memory cell for storing information, a memory cell (1) is connected to a cross point of a word line of every other in ...... ▲ ▼ m. That is,
In each bit line pair, a memory cell (1) is located at the intersection of one word line and one of the bit lines of the pair of bit lines.
Are connected. (150) is a precharge / equalize circuit that balances the potential of each bit line pair,
And for precharging to a predetermined potential V B, it is provided for each bit line pair. (14) is the first signal line, (17)
Is a second signal line, and (50) is a sense amplifier. The sense amplifier (50) is provided for each bit line pair and is transmitted through the first and second signal lines (14) and (17). Activated in response to the first and second signals φ A and φ B for driving the sense amplifier (50) to be detected, the potential difference between the connected bit line pair is detected and differentially amplified. I / O, ▲ ▼ data output bus, T 0, T 0 ', ...... T m, T m' is the transfer gates, the bit lines BL 0, ...... ▲ ▼ m is, Y decoder AD
In response to the address decode signal from Y, transfer gates T 0 , T 0 ′,..., T m , T m ′ are selectively connected to the data input / output bus I / O, ▲ ▼. That is, the bit line BL
0 , ▲ ▼ 0 are connected to data input / output bus I / O, ▲ ▼ via transfer gates T 0 , T 0 ′, respectively.
Similarly, bit lines BL 1 , ▲ ▼ 1 are connected to data input / output bus I / O, ▲ via transfer gates T 1 , T 1 ′, respectively.
▼ connected to the bit line BL m, ▲ ▼ m each transfer gate T m, via the T m 'data output bus I / O, is connected to ▲ ▼.
各トランスファゲートT0,T0′,……Tm,Tm′のゲート
には、YデコーダADYからのアドレスデコーダ信号が伝
達され、これにより上記各1対のビット線がデータ入出
力バスI/O,▲▼へ接続されることとなる。An address decoder signal from the Y decoder ADY is transmitted to the gates of the transfer gates T 0 , T 0 ′,..., T m , T m , whereby the pair of bit lines is connected to the data input / output bus I. / O, ▲ ▼ will be connected.
第5図は、第4図に示すビット線対のうちの1対のビ
ット線に接続された従来の一実施例を示すダイナミック
・ランダム・アクセス・メモリのセンスアンプ駆動装置
の回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram of a sense amplifier driving device of a dynamic random access memory showing one embodiment of the related art connected to a pair of bit lines of the bit line pair shown in FIG.
図において、(2),(7)はビット線、(3)はワ
ード線、(4)はメモリセル(1)の記憶ノード、
(5)はメモリセル(1)の選択トランジスタであり、
nチャンネル絶縁ゲート電界効果トランジスタ(以下n
−FETと称す)からなり、そのゲートはワード線(3)
に、そのソースはビット線(2)に接続されている。
(6)はメモリセル(1)の情報が記憶されるメモリ容
量であり、その一方は記憶ノード(4)を介して選択ト
ランジスタ(5)のドレインへ、他方は下記接地線へ接
続されている。(8)はビット線(2),(7)の電源
線であり、電源電圧の約半分の一定の電圧が供給され
る。(9),(10)は電源線(8)の電圧をビット線
(2),(7)へ投入するn−FET、(11)はn−FET
(9),(10)の動作タイミングを制御する信号が入力
される信号線、(12)はビット線(2),(7)間に設
けられたn−FETであり、メモリセル(1)が待期状態
の最初に動作してビット線(2),(7)の電位を平衡
化する。(13)はn−FET(12)の動作タイミングを制
御する信号が入力される信号線、(15),(16)はセン
スアンプ(50)を構成するpチャンネル絶縁ゲート電界
効果トランジスタ(以下p−FETと称す)、(18),(1
9)はセンスアンプ(50)を構成するn−FETであり、セ
ンスアンプ(50)はゲート電極とその一方の電極が交叉
接続されてビット線(2),(7)へそれぞれ接続され
た一対のp−FET(15),(16)と、その一方の電極と
ゲート電極とが交叉接続されるビット線(2),(7)
へそれぞれ接続される一対のn−FET(18),(19)と
から構成されている。そうして、p−FET(15),(1
6)の他方の電極は共に第1の信号線(14)に接続され
活性化信号φAを受ける。また、n−FET(18),(1
9)の他方の電極は第2の信号線(17)に接続され活性
化信号φBを受ける。(20),(21)はそれぞれ、ビッ
ト線(2),(7)の寄生容量、(22)は第1の信号線
(14)に電源電圧を伝達するp−FET、(23)はp−FET
(22)の動作を制御する信号の入力端子、(24)は第1
の信号線(14)へ電源電圧が供給される電源端子、(2
5)は第2の信号線(17)と接地線間を導通するn−FE
T、(26)は、n−FET(25)の動作を制御する信号の入
力端子、Vccは電源電圧、VBはビット線(2),(7)
の電源線の電圧であり、1/2・Vccに保たれる。In the figure, (2) and (7) are bit lines, (3) is a word line, (4) is a storage node of the memory cell (1),
(5) is a selection transistor of the memory cell (1),
An n-channel insulated gate field effect transistor (hereinafter referred to as n
−FET), the gate of which is a word line (3)
The source is connected to the bit line (2).
(6) is a memory capacity for storing information of the memory cell (1), one of which is connected to the drain of the selection transistor (5) via the storage node (4), and the other is connected to the ground line described below. . (8) is a power supply line for the bit lines (2) and (7), to which a constant voltage of about half of the power supply voltage is supplied. (9) and (10) are n-FETs for applying the voltage of the power supply line (8) to the bit lines (2) and (7), and (11) is an n-FET.
Signal lines for inputting signals for controlling the operation timings of (9) and (10), and (12) is an n-FET provided between the bit lines (2) and (7), and the memory cell (1) Operates at the beginning of the waiting state to balance the potentials of the bit lines (2) and (7). (13) is a signal line to which a signal for controlling the operation timing of the n-FET (12) is input, and (15) and (16) are p-channel insulated gate field-effect transistors (hereinafter referred to as p-channel transistors) constituting the sense amplifier (50). −FET), (18), (1
Reference numeral 9) denotes an n-FET constituting the sense amplifier (50). The sense amplifier (50) is a pair of gate electrodes and one of the electrodes cross-connected to the bit lines (2) and (7), respectively. P-FETs (15) and (16) and bit lines (2) and (7) where one electrode and the gate electrode are cross-connected.
And a pair of n-FETs (18) and (19) respectively connected to the N-FET. Then, the p-FET (15), (1
Receiving the other electrode are both connected to a first signal line (14) activating signal phi A 6). Also, n-FETs (18), (1
The other electrode of 9) receives the connected activation signal phi B to the second signal line (17). (20) and (21) are the parasitic capacitances of the bit lines (2) and (7) respectively, (22) is a p-FET for transmitting the power supply voltage to the first signal line (14), and (23) is a p-FET −FET
(22) An input terminal for a signal that controls the operation, (24)
Power supply terminal to which the power supply voltage is supplied to the signal line (14), (2
5) is an n-FE conducting between the second signal line (17) and the ground line.
T, (26), the input terminal of the signal for controlling the operation of the n-FET (25), Vcc is the power supply voltage, V B is the bit lines (2), (7)
And is kept at 1/2 Vcc.
φPはn−FET(9),(10)の動作タイミングを制
御する信号、φEは所定のビット線対の電位を平衡化す
るタイミングを制御するイコライズ信号、Rnは所定の、
メモリセルを選択するタイミングを制御するワード線駆
動信号、S,φsはそれぞれp−FET(22),n−FET(2
5)の動作タイミングを制御する第1及び第2の信号、G
NDは接地線、、VTPはp−FET(15),(16)のしきい値
電圧、VTnはn−FET(18),(19)のしきい値電圧であ
る。phi P is n-FET (9), the operation signal for controlling the timing, phi E is equalizing signal for controlling the timing to balance the potentials of the predetermined bit line pair, Rn is given (10),
Word line drive signal for controlling the timing for selecting a memory cell, S, respectively φ s p-FET (22) , n-FET (2
The first and second signals for controlling the operation timing of 5), G
ND is a ground line, VTP is a threshold voltage of p-FETs (15) and (16), and V Tn is a threshold voltage of n-FETs (18) and (19).
第6図は、第5図に示す回路構成のものの動作を説明
するためのタイミングチャートであり、第6図において
は、メモリセル(1)に論理“1"の情報が記憶されてお
り、この記憶情報“1"を読出す場合の動作が示されてい
る。FIG. 6 is a timing chart for explaining the operation of the circuit configuration shown in FIG. 5. In FIG. 6, information of logic "1" is stored in the memory cell (1). The operation when reading the storage information “1” is shown.
時刻t0からt1の間において、ビット線(2),(7)
はそれぞれn−FET(9),(10)により電源線(8)
と結合し、その電位はVB=VCC/2に保持されると共に、
n−FET(12)により両ビット線(2),(7)間の電
位の平衡化が図られている。このとき、センスアンプ駆
動用第1及び第2の信号線(14),(17)の電位は、そ
れぞれVCC/2+|VTP|,VCC/2−VTNに保持されている。In a period from the time t 0 of t 1, the bit line (2), (7)
Is a power line (8) by n-FETs (9) and (10), respectively.
And its potential is held at V B = V CC / 2,
The potential between the two bit lines (2) and (7) is balanced by the n-FET (12). At this time, the potentials of the first and second sense amplifier driving signal lines (14) and (17) are held at V CC / 2 + | V TP | and V CC / 2−V TN , respectively.
時刻t2になって、制御信号φP,φEが低レベルになり
n−FET(9),(10)がOFFした後、時刻t3になってワ
ード線駆動信号Rnが入力されると、n−FET(5)がON
して記憶ノード(4)に蓄えられていた電荷がビット線
(2)に移動しビット線(2)の電位が僅か(△V)に
上昇する。この上昇値はメモリ容量(6)の容量値C6と
ビット線(2)の寄生容量(20)の容量値C20、及び記
憶ノード(4)の記憶電圧V4とによって決り、通常100
〜200mV程度の値となる。Becomes time t 2, the control signal φ P, φ E goes low n-FET (9), when (10) is after the OFF, word line drive signal Rn is inputted is a time t 3 , N-FET (5) is ON
As a result, the charge stored in the storage node (4) moves to the bit line (2), and the potential of the bit line (2) rises slightly (僅 か V). The rise value is determined by the storage voltage V 4 of the capacitance value C 20 in the parasitic capacitance of the capacitance value C 6 and the bit lines of the memory capacity (6) (2) (20), and the storage node (4), usually 100
The value is about 200 mV.
次に、時刻t4となって制御信号φSが上昇、φsが下
降しp−FET(22),n−FET(25)がONすると、第1の信
号線(14)の電位が上昇、第2の信号線(17)の電位が
下降を始める。そうして、この第1及び第2の信号線
(14),(17)の電位の上昇及び下降により、p−FET
(15),(16)及びn−FET(18),(19)からなるフ
リップフロップ回路がセンス動作を始めて、ビット線
(2),(7)間の微小電位差△Vの増幅を行なう。Next, increase control signal phi S becomes a time t 4, p-FET and phi s is lowered (22), n-FET (25) is turned ON, the potential of the first signal line (14) is increased , The potential of the second signal line (17) starts to decrease. Then, the rise and fall of the potentials of the first and second signal lines (14) and (17) cause the p-FET
A flip-flop circuit composed of (15), (16) and n-FETs (18), (19) starts a sensing operation to amplify a small potential difference ΔV between the bit lines (2), (7).
この場合、ビット線(2)が△Vだけ電位上昇したこ
とによりn−FET(19)がONすると、第2の信号線(1
7)の電位下降に伴ない、ビット線(7)の寄生容量(2
1)に蓄えられていた電荷がn−FET(19)を介して放電
され、時刻t5になるとほぼ0Vまで放電される。In this case, when the potential of the bit line (2) rises by ΔV and the n-FET (19) turns on, the second signal line (1)
As the potential drops in 7), the parasitic capacitance (2
Charge stored in 1) is discharged through the n-FET (19), at time t 5 is discharged to approximately 0 V.
一方、ビット線(7)の電位下降によりp−FET(1
5)がONし、ビット線(2)の電位がVCCレベルまで引上
げられて記憶ノード(4)は再び高レベル(VCC−VTN)
となり、論理レベルが再生される。On the other hand, due to the potential drop of the bit line (7), the p-FET (1
5) is turned on, the potential of the bit line (2) is raised to the V CC level, and the storage node (4) is again at the high level (V CC −V TN ).
And the logic level is reproduced.
以上がメモリセル(1)からの情報の読出し、増幅及
び再生までの動作である。これら一連の動作が終了する
と、次の動作に備えて待機状態に入る。The above is the operation of reading, amplifying, and reproducing information from the memory cell (1). When these series of operations are completed, the system enters a standby state in preparation for the next operation.
まず、時刻t8になってワード線駆動信号Rnが下降を始
め時刻t9になってn−FET(5)がOFFすると、メモリセ
ル(1)は待機状態となる。First, Then n-FET become time t 8 the word line drive signal Rn becomes a time t 9 the descent began (5) is OFF, the memory cells (1) enters a standby state.
次に、時刻t10になって制御信号φS,Sが下降、上
昇をし始め、時刻t11でそれぞれ低、高レベルとなり、
p−FET(22),n−FET(25)はOFFする。次に、時刻t12
となって制御信号φEが上昇を始めp−FET(12)がON
すると、ビット線(2),(7)が連結され、電位レベ
ルの高いビット線(2)から電位レベルの低いビット線
(7)に電荷が移動して、ほぼ時刻t13で両ビット線
(2),(7)とも同電位VB=VCC/2となる。また、こ
のとき同時に、p−FET(22),n−FET(25)のOFFによ
り高インピーダンス状態となっている第1及び第2の信
号線(14),(17)とビット線(2),(7)との間に
電荷の移動が起こり、両信号線(14),(17)の各電位
レベルは、それぞれVCC/2+|VTP|、VCC/2−VTNとなる。Next, the control signal phi S, S descends becomes time t 10, begins to rise, low respectively at time t 11, goes high,
The p-FET (22) and the n-FET (25) are turned off. Next, at time t 12
P-FET (12) is ON started rising control signal phi E becomes
Then, the bit lines (2) are connected is (7), electric charge is moved to the bit line (7) low potential level from the potential high-level bit line (2), both the bit lines at approximately the time t 13 ( In both 2) and (7), the same potential V B = V CC / 2. At the same time, the first and second signal lines (14) and (17) and the bit line (2) which are in a high impedance state by turning off the p-FET (22) and the n-FET (25). , (7), the potential level of both signal lines (14), (17) becomes V CC / 2 + | V TP | and V CC / 2−V TN respectively.
次に、時刻t14となって制御信号φPが上昇を始めn
−FET(9),(10)がONすると、電源線(8)とビッ
ト線(2),(7)とは結合され、ビット線(2),
(7)の電位レベルが安定化されて次の読出し動作に備
えることとなる。Then, n start control signal phi P is increased therefore the time t 14
When the FETs (9) and (10) are turned on, the power supply line (8) and the bit lines (2) and (7) are connected, and the bit lines (2) and (7) are connected.
The potential level of (7) is stabilized to prepare for the next read operation.
[発明が解決しようとする課題] 以上説明したとおり、読出し動作においては1対のビ
ット線のうち、一方はVCC/2+△VレベルからVCCレベル
に放電され、他方はVCC/2レベルから0レベルに放電さ
れる。そうして、メモリセルの記憶情報の読出し速度を
速くするためにこの動作は比較的速く行なう必要があ
り、通常、この充・放電は15ns程度の短い時間内に行な
われる。このため、比較的に大きな充・放電々流が電源
線及び接地線を流れることとなる。[Problems to be Solved by the Invention] As described above, in the read operation, one of the pair of bit lines is discharged from the Vcc / 2 + ΔV level to the Vcc level, and the other is the Vcc / 2 level. To the 0 level. This operation needs to be performed relatively quickly in order to increase the reading speed of the information stored in the memory cell. Normally, the charging / discharging is performed within a short time of about 15 ns. Therefore, a relatively large charge / discharge current flows through the power supply line and the ground line.
そうして、この充・放電々流をiとすると。次の(1
式)で現わされる。Then, let this charge / discharge flow be i. The next (1
Expression).
ここで、C;ビット線の容量値 △V;ビット線の電圧変化分 △t;ビット線が充・放電に要した時間 いま、一例として4Mビットの記憶容量をもつ標準のダ
イナミック・ランダム・アクセス・メモリについて考え
ると、1本のビット線当りの容量は0.5PFであり、1回
の動作により4096本のビット線が動作をするので、 C=0.5PF×4096=2048PF また、ビット線は1/2VCCに充電されているので、VCC=5
Vとすると、 △V=5/2=2.5V △tは15nsとすると、 となり、この比較的大きな電流が電源線と接地線を流れ
るため、これら各線において寄生抵抗による電圧ノイズ
の発生をもたらし、これが、これら各線に共通接続され
た他の回路の動作に影響を及ぼすこととなる。このた
め、最悪の場合には、これら他の回路を誤動作させると
いう問題点があった。 Here, C; the capacitance value of the bit line ΔV; the change in the voltage of the bit line Δt; the time required for charging and discharging the bit line. As an example, a standard dynamic random access having a storage capacity of 4 Mbits -Considering the memory, the capacity per bit line is 0.5 PF, and 4096 bit lines operate by one operation. Therefore, C = 0.5 PF x 4096 = 2048 PF. / 2V CC , so V CC = 5
Assuming V, ΔV = 5/2 = 2.5V Δt is 15ns, Since this relatively large current flows through the power supply line and the ground line, voltage noise is generated in each of these lines due to parasitic resistance, which affects the operation of other circuits commonly connected to these lines. Become. Therefore, in the worst case, there is a problem that these other circuits may malfunction.
この発明は上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、センス動作時において、電源線及び接地線
に電圧ノイズを発生しないダイナミック・ランダム・ア
クセス・メモリのセンスアンプ駆動装置及びその駆動方
法を得ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and a sense amplifier driving device for a dynamic random access memory which does not generate voltage noise on a power supply line and a ground line during a sensing operation, and a drive thereof. The aim is to get the method.
[課題を解決するための手段] この発明に係る半導体メモリのセンスアンプ駆動装置
は、センスアンプの活性化信号を伝達する第1及び第2
の信号線を充・放電して上記センスアンプを活性化する
結合容量と、第1の電位の端子と上記結合容量間に設け
られた第1のスイッチング素子、第2の電位の端子と上
記結合容量間に設けられた第2のスイッチング素子及び
該第1、第2のスイッチング素子の動作を制御する信号
を発生する第1の制御信号発生手段とを有する第1の開
閉手段と、上記結合容量の上記第1のスイッチング素子
側と上記第1の信号線間に設けられた第3のスイッチン
グ素子、上記結合容量の上記第2のスイッチング素子側
と上記第2の信号線間に設けられた第4のスイッチング
素子及び該第3、第4のスイッチング素子の動作を制御
する信号を発生する第2の制御信号発生手段とを有する
第2の開閉手段とを備えて形成したものであり、その駆
動方法は、上記第2の開閉手段をオフ状態、上記第1の
開閉手段をオン状態として上記結合容量をプリチャージ
した後、上記第1の開閉手段をオフ状態として上記結合
容量をフローティング状態とするステップと、上記ビッ
ト線対及び上記第1、第2の信号線をプリチャージし、
上記メモリセルを選択してその記憶信号を上記ビット線
に伝達した後、上記第2の開閉手段をオン状態として、
上記プリチャージされた結合容量を上記第1及び第2の
信号線間に接続するものである。[Means for Solving the Problems] A sense amplifier driving device for a semiconductor memory according to the present invention comprises a first and a second for transmitting a sense amplifier activation signal.
A coupling capacitor for charging / discharging the signal line to activate the sense amplifier; a first switching element provided between a first potential terminal and the coupling capacitor; and a second potential terminal connected to the second potential terminal. A first switching means having a second switching element provided between the capacitors and first control signal generating means for generating a signal for controlling the operation of the first and second switching elements; A third switching element provided between the first switching element side and the first signal line, and a third switching element provided between the second switching element side of the coupling capacitor and the second signal line. And a second opening / closing means having a second control signal generating means for generating a signal for controlling the operation of the third and fourth switching elements. The method is Turning off the first open / close means, turning on the first open / close means, turning on the first open / close means to precharge the coupling capacitance, and then turning off the first open / close means to bring the coupling capacitance into a floating state; Precharging the pair and the first and second signal lines,
After selecting the memory cell and transmitting the storage signal to the bit line, the second switching means is turned on,
The precharged coupling capacitance is connected between the first and second signal lines.
[実施例] 第1図は、この発明の一実施例を示すダイナミック・
ランダム・アクセス・メモリのセンスアンプ駆動装置の
回路図であり、従来例を示す第5図の符号と同一符号は
従来におけるものと相当のものである。[Embodiment] FIG. 1 is a diagram showing a dynamic system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a circuit diagram of a sense amplifier driving device for a random access memory, and the same reference numerals as those in FIG.
図において、(27),(28)はそれぞれノードであ
り、ノード(27)にはn−FET(22)及びp−FET(30)
のソース電極、ノード(28)にはn−FET(25)のソー
ス電極及びn−FET(32)のドレイン電極がそれぞれ接
続されている。(29)はノード(27),(28)間に設け
られた結合容量、(30)は電源端子(24)に印加された
電圧VCCをノード(27)に投入するp−FET、(31)はp
−FET(30)の動作タイミングを制御する信号Pの入
力端子、(32)はノード(28)の電位を接地線GNDレベ
ルに放電させるn−FET、(33),(34)はそれぞれ、
ノード(27),(28)の寄生容量、(35)は第1の信号
線(14)に電源電圧VCCを投入するp−FET、(36)はp
−FET(35)の動作タイミングを制御する信号の入力端
子、(37)は第2の信号線(17)の電位を接地線GNDの
レベルに放電させるn−FET、(38)はn−FET(37)を
制御する信号の入力端子、(60)は第1の開閉手段であ
り、p−FET(22),n−FET(25)、入力端子(23),
(26)及び制御信号φS,φsの制御信号発生系CGよりな
る。(70)は第2の開閉手段であり、p−FET(30),n
−FET(32)、入力端子(11),(24),(31)及び制
御信号φP,φpの制御信号発生系CGよりなる。φSD,φ
SDはそれぞれp−FET(35),n−FET(37)の動作タイミ
ングを制御する信号である。In the figure, (27) and (28) are nodes, respectively, and the node (27) has an n-FET (22) and a p-FET (30).
The source electrode of the n-FET (25) and the drain electrode of the n-FET (32) are connected to the source electrode and the node (28), respectively. (29) is a coupling capacitance provided between the nodes (27) and (28), (30) is a p-FET that supplies the voltage V CC applied to the power supply terminal (24) to the node (27), (31) ) Is p
An input terminal of a signal P for controlling the operation timing of the FET (30), (32) an n-FET for discharging the potential of the node (28) to the ground line GND level, and (33) and (34)
The parasitic capacitance of the nodes (27) and (28), (35) is a p-FET for supplying the power supply voltage V CC to the first signal line (14), and (36) is p-FET.
An input terminal for a signal for controlling the operation timing of the FET (35), (37) an n-FET for discharging the potential of the second signal line (17) to the level of the ground line GND, and (38) an n-FET. An input terminal of a signal for controlling (37), (60) is a first opening / closing means, and includes a p-FET (22), an n-FET (25), an input terminal (23),
(26) and the control signal phi S, consisting of a control signal generation system CG of phi s. (70) is a second opening / closing means, which is a p-FET (30), n
-Consisting of an FET (32), input terminals (11), (24), (31) and a control signal generation system CG for control signals φ P and φ P. φ SD , φ
SD is a signal for controlling the operation timing of the p-FET (35) and the n-FET (37), respectively.
第2図は、第1図に示す回路構成のものの動作を説明
するためのタイミングチャートであり、第6図の従来例
におけると同様、メモリセル(1)の記憶情報“1"を読
出す場合の動作を示す。FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the circuit configuration shown in FIG. 1. In the case where the storage information "1" of the memory cell (1) is read out as in the conventional example of FIG. The operation of FIG.
以下、第2図を基に動作を説明する。なお、時間t0〜
t4までの動作は上記従来例におけるものと同一であるの
で説明は省略するが、この場合、時間t1までは低インピ
ーダンスで、ノード(27)が電源電圧VCCへ、ノード(2
8)が接地線GNDへそれぞれ接続されたおり、時間t2以降
はノード(27),(28)とも高インピーダンス(フロー
ティング状態)となってそれまでの電位レベルに保たれ
ている。そうして、時間t4で増幅動作が始まり、信号φ
S,Sが入力されてp−FET(22),n−FET(25)がONし
始めると、センスアンプ(50)の働きにより寄生容量
(21)の電荷はn−FET(19)、第2の信号線(17)、
n−FET(25)、結合容量(29)、ノード(27)、p−F
ET(22)を経て第1の信号線(14)に移動し、更に、p
−FET(15)を経て寄生容量(20)に蓄積されることと
なり、この蓄積された電荷の分だけビット線(2)の電
位が上昇し、逆にビット線(7)の電位は放出した電荷
に対応して降下する。しかし、実際には寄生容量(3
3),(34)が存在するためにこれによる損失を生じ、
上記寄生容量(21)の全電荷が寄生容量(20)へ移動す
る訳ではない。したがって、ビット線(2),(7)の
電位は最後レベル(VCC,0V)にまでは至らず、若干の差
(△VH,△VL)が生じる。Hereinafter, the operation will be described with reference to FIG. The time t 0 ~
Operation up to t 4 will be omitted the description are the same as those in the conventional example, to this case, until the time t 1 at a low impedance node (27) power supply voltage V CC and the node (2
8) are respectively connected to the ground line GND, the time t 2 after the node (27) is kept at a potential level of the far becomes (28) with high impedance (floating state). Then, the amplification operation starts at time t 4, the signal φ
When S and S are input and the p-FET (22) and the n-FET (25) start to turn on, the charge of the parasitic capacitance (21) is reduced by the operation of the sense amplifier (50) to the n-FET (19) and the n-FET (19). 2 signal lines (17),
n-FET (25), coupling capacitance (29), node (27), p-F
After moving to the first signal line (14) via the ET (22),
-Is stored in the parasitic capacitance (20) through the FET (15), the potential of the bit line (2) rises by the amount of the stored charge, and the potential of the bit line (7) is released. It falls in response to the charge. However, in practice, the parasitic capacitance (3
3), (34) causes loss due to this,
Not all charges of the parasitic capacitance (21) move to the parasitic capacitance (20). Therefore, the potentials of the bit lines (2) and (7) do not reach the final level (V CC , 0 V ), and a slight difference (ΔV H , ΔV L ) occurs.
このため、信号,φSの遅延信号SD,φSDを時間t
7で入力端子(36),(38)から入力してp−FET(35)
及びn−FET(37)をONさせることにより、上記損失分
を補償してビット線(2),(7)の電位を最終レベル
のVCC,0Vに設定するようにしている。ただし、このとき
には△VH,△VLに対応する充・放電々流が電源線或は接
地線に流れるが、その値は従来装置におけるものに比べ
てはるかに小さく、他の回路の誤動作させるようにする
ものではない。For this reason, signal, φ delay signal SD of S, the φ SD time t
7. Input from input terminals (36) and (38) at p-FET (35)
By turning on the n-FET (37) and compensating for the loss, the potentials of the bit lines (2) and (7) are set to the final level V CC , 0 V. However, at this time, charging / discharging currents corresponding to △ V H and △ V L flow to the power supply line or the ground line, but the value is much smaller than that in the conventional device, causing malfunction of other circuits. It is not something to do.
この際、時間t7における第2の信号線(17)の電位変
化(高→低へ△VL分だけ)により、ノード(28)、結合
容量(29)、ノード(27)、p−FET(22),(15)を
介してビット線(2)が電位低下するのを防止するた
め、上記電位変化の不足分が補償される前にp−FET(2
2)及びn−FET(25)をOFFする必要があり、このた
め、時間t6で信号S,φSを上昇、或は下降させてい
る。By this time, the potential change of the second signal line (17) at time t 7 (High → the low △ V L min only), a node (28), coupling capacitor (29), the node (27), p-FET In order to prevent the potential of the bit line (2) from dropping via (22) and (15), the p-FET (2
Must OFF 2) and n-FET (25), and Therefore, the signal S at time t 6, increasing the phi S, or lowered.
なお、上記実施例において、FET(22),(30),(3
5)はp−FETのものを示したが、これに限らず、ゲート
電極に入力される各信号φS,φP,φSDの極性を逆にして
その高レベルをVCC+VTN(n−FETのしきい値電圧)以
上にすれば、n−FETを用いて構成させてもよい。In the above embodiment, the FETs (22), (30), (3)
5) shows a p-FET, but the present invention is not limited to this. The polarity of each of the signals φ S , φ P , φ SD input to the gate electrode is reversed, and the high level thereof is set to V CC + V TN (n −FET threshold voltage) or more, it may be configured using an n-FET.
同様に、n−FET(25),(32),(37)についても
ゲート電極に入力される信号φS,φP,φSDの極性と電圧
値を選ぶことにより、p−FETを用いて構成することが
できる。Similarly, for the n-FETs (25), (32), and (37), by selecting the polarity and voltage value of the signals φ S , φ P , and φ SD input to the gate electrodes, using the p-FETs Can be configured.
[発明の効果] この発明は上記のように、センス動作時に、センスア
ンプのプリチャージされた第1及び第2の信号線間をプ
リチャージされた容量で結合して、ビット線対のうち低
レベル側に蓄積されていた電荷を高レベル側へ転送する
ようにしたので、センス動作時における充・放電々流は
ほとんど電源線及び接地線を流れず、したがって、これ
らの線での電圧ノイズの発生をなくすることができるの
で、他の回路を誤動作させることのない半導体メモリの
センスアンプ駆動装置及びその駆動方法が得られるとい
う効果がある。[Effect of the Invention] As described above, according to the present invention, during the sensing operation, the precharged first and second signal lines of the sense amplifier are coupled by the precharged capacitance, and the low level of the bit line pair is obtained. Since the charge accumulated on the level side is transferred to the high level side, the charge / discharge current during the sensing operation hardly flows through the power supply line and the ground line, and therefore, the voltage noise of these lines is reduced. Since the occurrence can be eliminated, there is an effect that a sense amplifier driving device and a driving method thereof for a semiconductor memory which does not cause malfunction of other circuits can be obtained.
第1図はこの発明一実施例のセンスアンプ駆動装置を示
す回路図、第2図は、第1図に示す動作を説明するため
のタイミングチャート、第3図はダイナミック・ランダ
ム・アクセス・メモリの読出し部の全体の概略構成を示
す図、第4図は、第3図に示されたメモリセルアレイ部
の構成の概略を示す図、第5図は、従来例のセンスアン
プ駆動装置を示す回路図、第6図は、第5図に示す回路
の動作を説明するためのタイミングチャートである。 図において、(1)はメモリセル、(2),(7)はビ
ット線、(3)はワード線、(14)は第1の信号線、
(17)は第2の信号線、(22),(30)はp型電界効果
トランジスタ(p−FET)、(25),(32)はn型電界
効果トランジスタ(n−FET)、(24)は電源端子、(2
9)は結合容量、(50)はセンスアンプ、(60)は第1
の開閉手段、(70)は第2の開閉手段、(150)はプリ
チャージ/イコライズ回路、GNDは接地端子、CGは制御
信号発生系周辺回路である。 なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。FIG. 1 is a circuit diagram showing a sense amplifier driving apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a dynamic random access memory. FIG. 4 shows a schematic configuration of the entire read section, FIG. 4 shows a schematic configuration of the memory cell array shown in FIG. 3, and FIG. 5 is a circuit diagram showing a conventional sense amplifier driving device. FIG. 6 is a timing chart for explaining the operation of the circuit shown in FIG. In the figure, (1) is a memory cell, (2) and (7) are bit lines, (3) is a word line, (14) is a first signal line,
(17) is a second signal line, (22) and (30) are p-type field effect transistors (p-FET), (25) and (32) are n-type field effect transistors (n-FET), (24) ) Is the power terminal, (2
9) is the coupling capacitance, (50) is the sense amplifier, (60) is the first
(70) is a second opening / closing means, (150) is a precharge / equalize circuit, GND is a ground terminal, and CG is a control signal generation system peripheral circuit. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (2)
毎に設けられ、第1及び第2の信号線からの活性化信号
を受けて上記メモリセルの読出し信号を差動的に増幅す
る半導体メモリのセンスアンプの駆動装置であって、 上記第1及び第2の信号線を充・放電して上記センスア
ンプを活性化する結合容量と、 第1の電位の端子と上記結合容量間に設けられた第1の
スイッチング素子、第2の電位の端子と上記結合容量間
に設けられた第2のスイッチング素子及び該第1,第2の
スイッチング素子の動作を制御する信号を発生する第1
の制御信号発生手段とを有する第1開閉手段と、 上記結合容量の上記第1のスイッチング素子側と上記第
1の信号線間に設けられた第3のスイッチング素子、上
記結合容量の上記第2のスイッチング素子側と上記第2
の信号線間に設けられた第4のスイッチング素子及び該
第3,第4のスイッチング素子の動作を制御する信号を発
生する第2の制御信号発生手段と を有する第2の開閉手段とを備えていることを特徴とす
る半導体メモリのセンスアンプ駆動装置。A memory cell is provided for each of a plurality of bit line pairs connected thereto, and receives an activation signal from a first signal line and a second signal line to differentially amplify a read signal of the memory cell. A drive device for a sense amplifier of a semiconductor memory, comprising: a coupling capacitor for charging and discharging the first and second signal lines to activate the sense amplifier; and a coupling capacitor between a terminal at a first potential and the coupling capacitor. A first switching element provided, a second switching element provided between a terminal of a second potential and the coupling capacitor, and a first which generates a signal for controlling operation of the first and second switching elements.
First switching means having a control signal generating means, a third switching element provided between the first switching element side of the coupling capacitor and the first signal line, and a second switching element provided in the coupling capacitance. Switching element side and the second
And a second control means for generating a signal for controlling the operation of the third and fourth switching elements. A sense amplifier driving device for a semiconductor memory.
駆動装置において、上記第2の開閉手段をオフ状態、上
記第1の開閉手段をオン状態として上記結合容量をプリ
チャージした後、上記第1の開閉手段をオフ状態として
上記結合容量をフローティング状態とするステップと、
上記ビット線対及び上記第1,第2の信号線をプリチャー
ジし、上記メモリセルを選択してその記憶信号を上記ビ
ット線に伝達した後、上記第2の開閉手段をオン状態と
して、上記プリチャージされた結合容量が上記第1及び
第2の信号線間に接続されるステップとを含むことを特
徴とする半導体メモリのセンスアンプ駆動方法。2. The semiconductor memory sense amplifier driving device according to claim 1, wherein said second switching means is turned off, said first switching means is turned on, and said coupling capacitance is precharged. (1) turning off the switching means to bring the coupling capacitance into a floating state;
After precharging the bit line pair and the first and second signal lines, selecting the memory cell and transmitting the storage signal to the bit line, turning on the second opening / closing means, Connecting a precharged coupling capacitance between the first and second signal lines.
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