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JPH04344387A - 素子温度に応じたリフレッシュ動作を実行するためのリフレッシュ要請信号発生装置を用いた半導体メモリー装置 - Google Patents

素子温度に応じたリフレッシュ動作を実行するためのリフレッシュ要請信号発生装置を用いた半導体メモリー装置

Info

Publication number
JPH04344387A
JPH04344387A JP3242318A JP24231891A JPH04344387A JP H04344387 A JPH04344387 A JP H04344387A JP 3242318 A JP3242318 A JP 3242318A JP 24231891 A JP24231891 A JP 24231891A JP H04344387 A JPH04344387 A JP H04344387A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
memory cell
request signal
terminal
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3242318A
Other languages
English (en)
Inventor
Jun-Young Jeon
ジュン−ヨウン ジェオン
Dae-Je Jin
ダエ−ジェ ジン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Publication of JPH04344387A publication Critical patent/JPH04344387A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/34Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
    • G11C11/40Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
    • G11C11/401Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming cells needing refreshing or charge regeneration, i.e. dynamic cells
    • G11C11/406Management or control of the refreshing or charge-regeneration cycles
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C29/00Checking stores for correct operation ; Subsequent repair; Testing stores during standby or offline operation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Dram (AREA)
  • Read Only Memory (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばDRAMや擬似
SRAM等のようにセル構造が一つのトランジスタと一
つのキャパシターとで構成されてリフレッシュ動作を必
要とする半導体メモリー装置に関するもので、特に基準
メモリーセルを具備しており、基準メモリーセル内のキ
ャパシターに充電された電圧が所定の電圧以下に低下し
たときにのみ動作するリフレッシュ要請信号発生装置と
、リフレッシュ要請信号発生装置を内装して非定期的な
リフレッシュ動作を実行する半導体メモリー装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】メモリーセルの構造が一つのトランジス
タと一つのキャパシターとから構成される場合には、そ
のキャパシターの漏洩電流による放電のため、充電され
た情報が無くなる現象が発生する。そこで、リフレッシ
ュ動作を行ってこれを補っている。現在、リフレッシュ
動作を必要とする半導体メモリー装置においては、制御
回路を具備してリフレッシュ動作を一定の時間間隔で規
則的に行う方法がとられている。
【0003】図5は従来におけるリフレッシュ動作を実
行する半導体メモリー装置のシステムブロック図である
。図5はメモリー素子100にDRAMを使用する半導
体メモリー装置である。ただし、メモリー素子100内
にリフレッシュアドレス発生器80が内装された場合に
は、点線で囲ったリフレッシュアドレス発生器80は必
要ない。
【0004】図5のリフレッシュ動作は、メモリー素子
100を制御する回路である中央演算処理装置(CPU
)60と、アドレス選択器70と、タイマー及び制御器
90と、リフレッシュアドレス発生器80とが一定の時
間間隔で規則的に作り出す信号によって行なわれる。 一般に、1Mビット (1mega bit) DRA
Mの場合、リフレッシュ動作の間隔は8msecであり
、これを512サイクルで実行する。一つの行アドレス
に2048個のセルが接続されているとすると、このサ
イクル数によって512×2048=1,048,57
6個の1Mビットセル全部がリフレッシュされる。この
ようなリフレッシュ動作の規格は使用される半導体メモ
リー装置のリフレッシュ特性によって決定される。
【0005】通常、常温(≒25℃)におけるリフレッ
シュ特性は高温(≒83℃)に比べて約10倍程度良好
であるので、リフレッシュ動作の規格は高温のリフレッ
シュ特性を基準として定められる。このため、実際には
常温で動作していても必要以上に規則的にリフレッシュ
動作を実行することになるので、電力消耗が過多となり
、また、不必要なリフレッシュ動作時間に因ってデータ
の入出力作業が制限を受けるということが問題となって
いる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、半導体メモリー装置のリフレッシュ動作を温度に
応じて実行してリフレッシュ動作回数を調整することに
よって、電力消耗を最少に節約しながら、減少したリフ
レッシュ動作時間分だけデータ入出力作業を増加させる
ことができる半導体メモリー装置を提供することにある
【0007】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明による半導体メモリー装置は、一つのト
ランジスタと一つのキャパシターとから構成されたメモ
リーセル構造を有する半導体メモリー装置において、メ
モリーセルアレイの一番目の行アドレスのワード線を入
力とする基準メモリーセルを具備し、この基準メモリー
セルの充電電圧が所定の電圧以下である場合のみに動作
して、所定の信号を出力するリフレッシュ要請信号発生
装置と、このリフレッシュ要請信号発生装置の出力を入
力とし、メモリー素子に所定の信号を出力するためのメ
モリー素子制御器とを具備したことを特徴とする。
【0008】また、そのリフレッシュ要請信号発生装置
が、メモリーセルアレイの一番目の行アドレスのワード
線を入力とする基準メモリーセルと、基準メモリーセル
の出力を入力とする電圧感知器と、電圧感知器の出力及
び所定の基準電圧を入力とし、この2個の入力を比較す
る比較器と、比較器の出力を入力とし、これを増幅する
出力端とから構成されることを特徴とする。
【0009】
【作用】このような構成とすることで、基準メモリーセ
ルに充電された電圧の放電状況によってリフレッシュ動
作を実行できるようになり、これにより、素子の温度状
態に応じた適切な時間間隔でリフレッシュ動作が行える
ようになる。
【0010】
【実施例】図1は本発明によるリフレッシュ要請信号発
生装置100Aを内装したシステムの接続関係を示す半
導体メモリー装置のシステムブロック図である。図1で
メモリー素子100内にリフレッシュ要請信号発生装置
100Aが内装されてメモリー素子制御器110(従来
技術のタイマー及び制御器に相当)に信号を伝送するこ
とを知り得る。
【0011】図2は本発明によるリフレッシュ要請信号
発生装置100Aの構成を簡略に示したブロック図であ
る。同図に示すように、リフレッシュ要請信号発生装置
100Aは、基準メモリーセル51と、基準メモリーセ
ル51の充電電圧を感知する電圧感知器52と、感知さ
れた充電電圧を所定の基準電圧Vrefと比較してリフ
レッシュ要請信号Φrrs を発生させるか否かを決定
する比較器53と、比較器53の出力を増幅する出力端
54とから構成されている。
【0012】図3は本発明によるリフレッシュ要請信号
発生装置100Aの一実施例であって、メモリーセルア
レイ100Bとの接続関係及びリフレッシュ要請信号発
生装置100Aの詳細を示す。全体的な構成は、メモリ
ー素子100にリフレッシュ要請信号発生装置100A
が内装され、リフレッシュ要請信号発生装置100Aの
出力信号であるリフレッシュ要請信号Φrrs がメモ
リー素子制御器110に入力され、そして、メモリー素
子制御器110がリフレッシュ信号であるΦrfh を
メモリー素子100に印加することによってリフレッシ
ュ動作が実行される構成である。
【0013】リフレッシュ要請信号発生装置100Aの
基準メモリーセル51は、メモリーセルアレイ100B
の一番目の行アドレスのワード線にゲートが接続され電
源電圧端にドレイン端子が接続されたNMOSトランジ
スタ1と、セルプレート電圧Vpに一端が接続されたキ
ャパシター2と、NMOSトランジスタ1のソース端子
及びキャパシター2の他端を共通接続した出力ノード3
とから構成される。基準メモリーセル51のNMOSト
ランジスタ1とキャパシター2は電源電圧端とセルプレ
ート(cell plate)との間に複数個並列接続
することもできる。
【0014】電圧感知器52は、基準メモリーセル51
の出力ノード3にゲートが接続され、電源電圧端にドレ
イン端子が接続されたNMOSトランジスタ4と、接地
電圧端に一端が接続された抵抗5と、NMOSトランジ
スタ4のソース端子及び抵抗5の他端を共通接続した出
力ノード6とから構成される。
【0015】比較器53は、電源電圧端にソース端子が
接続されゲートとドレイン端子がダイオード接続された
第1PMOSトランジスタ7と、電源電圧端にソース端
子が接続されゲートが第1PMOSトランジスタ7のゲ
ートに接続された第2PMOSトランジスタ8と、電圧
感知器52の出力ノード6にゲートが接続され第1PM
OSトランジスタ7のドレイン端子にドレイン端子が接
続された第1NMOSトランジスタ9と、所定の基準電
圧であるVref (Vref <Vcc)にゲートが
接続された第2NMOSトランジスタ10と、所定の基
準電圧Vref にゲートが接続されて、ドレイン端子
に第1及び第2NMOSトランジスタ9、10の各ソー
ス端子が共通接続され、接地電圧端にソース端子が接続
された第3NMOSトランジスタ11と、第2PMOS
及び第2NMOSトランジスタ8、10の各ドレイン端
子を共通接続した出力ノード12とから構成される。
【0016】出力端54は、電源電圧端にソース端子が
接続され比較器53の出力ノード12にゲートが接続さ
れたPMOSトランジスタ13と、接地電圧端にソース
端子が接続され比較器53の出力ノード12にゲートが
接続されたNMOSトランジスタ14と、PMOS及び
NMOSトランジスタ13、14の各ドレイン端子を共
通接続した出力ノード15とから構成される。このよう
に出力端54はインバーター (inverter) 
で構成されるが、このインバーターを2n+1(n=0
、1、2、3、…)個組み合わせて出力信号であるリフ
レッシュ要請信号Φrrs を大幅に増幅させることが
できる。
【0017】それでは、図3の回路の動作を説明する。 図4は図3に示した回路の動作タイミング図である。ま
ず、リフレッシュ要請信号Φrrs が発生されない場
合を見る。リフレッシュ要請信号Φrrs が発生され
ない、要するにメモリーセルの情報が維持されていると
き、基準メモリーセル51の出力ノード3はVccであ
る“ハイ”レベルに維持される。すなわち、基準メモリ
ーセル51が接続されているワード線が一度“ハイ”レ
ベルになると、NMOSトランジスタ1がターンオンし
、キャパシター2が充電される。その後、ワード線が“
ロウ”レベルになりNMOSトランジスタ1がターンオ
フしても、この充電されたキャパシター2により“ハイ
”レベルの電圧が維持される。要するに、出力ノード3
はストレージノード(strage node) であ
って、この場合“ハイ”レベルの電圧Vs を発生する
【0018】次に、“ハイ”レベルの電圧Vs は電圧
感知器52のNMOSトランジスタ4をターンオンする
。 したがって、NMOSトランジスタ4の抵抗が減少して
電圧感知器52の出力ノード6は“ハイ”レベルの電圧
Vdを出力する。
【0019】この“ハイ”レベルの電圧Vdは第1NM
OSトランジスタ9に印加され、基準電圧Vref と
比較される。“ハイ”レベルの電圧Vdは基準電圧Vr
ef より高電圧(Vref <Vcc)であるので、
比較器53の出力ノード12は“ハイ”レベルの電圧V
c を出力する。
【0020】そして、“ハイ”レベルの電圧Vc は出
力端54のPMOSトランジスタ13及びNMOSトラ
ンジスタ14に印加される。この“ハイ”レベルの電圧
Vc はVccレベルであるので、PMOSトランジス
タ13はターンオフ、NMOSトランジスタ14はター
ンオンされ、これにより出力ノード15は接地電圧すな
わち“ロウ”レベルとなりリフレッシュ要請信号Φrr
s は発生されない。
【0021】次に、リフレッシュ要請信号Φrrs が
発生される場合を見る。基準メモリーセル51のキャパ
シター2はメモリーセルのそれと同様にその構造上漏洩
電流が存在する。この漏泄電流によりキャパシター2が
放電して、電圧Vs が除々に減少する。すると、電圧
感知器52のNMOSトランジスタ4の抵抗が大きくな
り、出力ノード6の電圧Vd も電圧Vs に応じて徐
々に減少する。そして、電圧Vdが基準電圧Vref 
より低くなると、比較器53の出力ノード12の電圧V
c は“ロウ”レベルとなる。この“ロウ”レベルのV
c は出力端54のPMOSトランジスタ13をターン
オンさせると同時にNMOSトランジスタ14をターン
オフさせ、出力ノード15は電圧Vccすなわち“ハイ
”レベルとなり、リフレッシュ要請信号Φrrs が発
生される。
【0022】その結果、メモリー素子制御器110にリ
フレッシュ要請信号Φrrs が入力され、メモリー素
子制御器110はリフレッシュ信号Φrfh を発生し
て、メモリー素子に印加する。そして、このリフレッシ
ュ信号Φrfh にしたがってメモリーセルアレイ10
0Bにあるすべてのメモリーセルが行アドレス順序のと
おりにリフレッシュされる。
【0023】ここで注目すべきは、基準メモリーセル5
1がメモリーセルアレイ100B内のメモリーセルと同
構造となっていることである。すなわち、メモリーセル
アレイ100B内の充電されたメモリーセルが漏洩電流
により放電していくのと同時に基準メモリーセル51の
キャパシター2も漏洩電流により放電していく。これに
より、例えば温度上昇によりメモリーセルのリフレッシ
ュ特性が変化しても、同じく基準メモリーセル51のリ
フレッシュ特性も変化するので、それに応じてリフレッ
シュ要請信号Φrrs の発生タイミングが変化する。 要するに、従来のリフレッシュ信号Φrfh が高温(
83℃以上)における動作を基準として素子温度に関係
なく定期的に発生されるのに対して、本発明によるリフ
レッシュ要請信号発生装置100Aによれば、基準メモ
リーセル51のキャパシター2の放電状況によってリフ
レッシュ動作を実行することによって素子の温度状態に
応じて非定期的にリフレッシュ動作を実行することがで
きるのである。
【0024】さらに、図4を見ると、図3の基準メモリ
ーセル51の出力ノード3であるストレージノードの電
圧Vs が基準電圧Vref より低くなると、ただち
にリフレッシュ要請信号Φrrs が発生することを知
得る。すなわち、キャパシター2が漏洩電流によって放
電してストレージノードの電圧が基準電圧Vref 以
下となるとリフレッシュ要請信号発生装置100Aがリ
フレッシュ要請信号Φrrs を発生させる。このリフ
レッシュ要請信号Φrrs により、リフレッシュ信号
Φrfh が行アドレスの数に応じた“ハイ”レベルの
クロック信号として発生される。図4で、本発明におい
てはリフレッシュ信号Φrfh が“ハイ”にクロック
される周期であるT1は32msecであるのに対して
、リフレッシュ信号Φrfh が発生されない周期であ
るT2は500msecであることが分かる。 すなわち、500msecの間、データ入出力またはそ
の他の作業を遂行することができるようになる。
【0025】
【発明の効果】上述のように本発明による半導体メモリ
ー装置は、素子の温度状態に応じた非定期的なリフレッ
シュ動作が実行されることによって、過度なリフレッシ
ュ動作に因るデータ入出力回数の減少及び消費電力の増
大を抑制することができ、システムのデータ処理が迅速
にできる。また、本発明による半導体メモリー装置のリ
フレッシュ動作をメモリー素子制御器110が調整する
ので、データ入出力作業とリフレッシュ動作が同時に行
われることがなく、従来技術のように疑似SRAMにお
けるデータ入出力作業とリフレッシュ動作が同時に発生
したときにデータ入出力作業を一時停止してリフレッシ
ュ動作を進行するために、データ入出力作業が遅延して
しまうという問題点を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるリフレッシュ要請信号発生装置が
メモリー素子に内装された半導体メモリー装置のシステ
ムブロック図である。
【図2】本発明によるリフレッシュ要請信号発生装置の
構成を示すブロック図である。
【図3】本発明によるリフレッシュ要請信号発生装置の
一実施例を示す回路図である。
【図4】本発明によるリフレッシュ要請信号発生装置の
動作タイミング図である。
【図5】従来におけるリフレッシュ動作を実行する半導
体メモリー装置のシステムブロック図である。
【符号の説明】
51……基準メモリーセル 52……電圧感知器 53……比較器 54……出力端 100A…リフレッシュ要請信号発生装置110…メモ
リー素子制御器 Φrfh …リフレッシュ信号 Φrrs …リフレッシュ要請信号 Vref …所定の基準電圧 Vs ……基準メモリーセルの出力ノード電圧Vd …
…電圧感知器の出力ノード電圧Vc ……比較器の出力
ノード電圧

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  一つのトランジスタと一つのキャパシ
    ターとから構成されたメモリーセルをリフレッシュする
    リフレッシュ信号を発生するためのリフレッシュ要請信
    号発生装置において、メモリーセルアレイの一番目の行
    アドレスのワード線を入力とする基準メモリーセルと、
    基準メモリーセルの出力を入力とする電圧感知器と、電
    圧感知器の出力及び所定の基準電圧を入力とし、この2
    個の入力を比較する比較器と、比較器の出力を入力とし
    これを増幅する出力端とから構成されることを特徴とす
    るリフレッシュ要請信号発生装置。
  2. 【請求項2】  基準メモリーセルが、メモリーセルア
    レイの一番目の行アドレスのワード線にゲートが接続さ
    れ、電源電圧端にドレイン端子が接続された一つ以上の
    NMOSトランジスタと、セルプレート電圧に一端が接
    続された一つ以上のキャパシターと、前記NMOSトラ
    ンジスタのソース端子及び前記キャパシターの他端を共
    通接続した出力ノードとから構成される請求項1記載の
    リフレッシュ要請信号発生装置。
  3. 【請求項3】  電圧感知器が、基準メモリーセルの出
    力ノードにゲートが接続され電源電圧端にドレイン端子
    が接続されたNMOSトランジスタと、接地電圧端に一
    端が接続された抵抗手段と、前記NMOSトランジスタ
    のソース端子及び抵抗手段の他端を共通接続した出力ノ
    ードとから構成される請求項1記載のリフレッシュ要請
    信号発生装置。
  4. 【請求項4】  比較器が、電源電圧端にソース端子が
    接続されゲートとドレイン端子がダイオード接続された
    第1PMOSトランジスタと、電源電圧端にソース端子
    が接続されゲートが第1PMOSトランジスタのゲート
    に接続された第2PMOSトランジスタと、電圧感知器
    の出力ノードにゲートが接続され第1PMOSトランジ
    スタのドレイン端子にドレイン端子が接続された第1N
    MOSトランジスタと、所定の基準電圧にゲートが接続
    された第2NMOSトランジスタと、第2PMOSトラ
    ンジスタのドレイン端子及び第2NMOSトランジスタ
    のドレイン端子を共通接続した出力ノードと、所定の基
    準電圧にゲートが接続されドレイン端子が第1及び第2
    NMOSトランジスタの各ソース端子に共通接続され、
    接地電圧端にソース端子が接続された第3NMOSトラ
    ンジスタとから構成される請求項1記載のリフレッシュ
    要請信号発生装置。
  5. 【請求項5】  出力端が、電源電圧端にソース端子が
    接続され比較器の出力ノードにゲートが接続されたPM
    OSトランジスタと、接地電圧端にソース端子が接続さ
    れ比較器の出力ノードにゲートが接続されたNMOSト
    ランジスタと、これらPMOSトランジスタ及びNMO
    Sトランジスタの各ドレイン端子を共通接続した出力ノ
    ードとから構成された2n+1(n=0、1、2、3、
    …)個のインバーターで構成される請求項1記載のリフ
    レッシュ要請信号発生装置。
  6. 【請求項6】  一つのトランジスタと一つのキャパシ
    ターとから構成されたメモリーセル構造を有する半導体
    メモリー装置において、メモリーセルアレイの一番目の
    行アドレスのワード線を入力とする基準メモリーセルを
    具備し、この基準メモリーセルの充電電圧が所定の電圧
    以下の場合のみに動作して、所定の信号を出力するリフ
    レッシュ要請信号発生装置と、このリフレッシュ要請信
    号発生装置の出力を入力とし、メモリー素子に所定の信
    号を出力するためのメモリー素子制御器とを具備したこ
    とを特徴とする半導体メモリー装置。
  7. 【請求項7】  リフレッシュ要請信号発生装置が、メ
    モリーセルアレイの一番目の行アドレスのワード線を入
    力とする基準メモリーセルと、基準メモリーセルの出力
    電圧を入力とする電圧感知器と、電圧感知器の出力と所
    定の基準電圧とを入力とし、その2個の入力を比較して
    リフレッシュ要請信号を発生するか否かを決定する比較
    器と、比較器の出力を入力とし、これを増幅する出力端
    とから構成される請求項6記載の半導体メモリー装置。
  8. 【請求項8】  リフレッシュ要請信号発生装置の基準
    メモリーセルが一つ以上のトランジスタ及び一つ以上の
    キャパシターで構成される請求項7記載の半導体メモリ
    ー装置。
  9. 【請求項9】  リフレッシュ要請信号発生装置の出力
    端が2n+1(n=0、1、2、3、…)個のインバー
    ターで構成される請求項7記載の半導体メモリー装置。
JP3242318A 1991-05-16 1991-08-29 素子温度に応じたリフレッシュ動作を実行するためのリフレッシュ要請信号発生装置を用いた半導体メモリー装置 Pending JPH04344387A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019910007979A KR920022293A (ko) 1991-05-16 1991-05-16 비정기적인 리프레쉬 동작을 실행하는 반도체 메모리 장치
KR7979/1991 1991-05-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04344387A true JPH04344387A (ja) 1992-11-30

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ID=19314543

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JP3242318A Pending JPH04344387A (ja) 1991-05-16 1991-08-29 素子温度に応じたリフレッシュ動作を実行するためのリフレッシュ要請信号発生装置を用いた半導体メモリー装置

Country Status (8)

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US (1) US5278797A (ja)
JP (1) JPH04344387A (ja)
KR (1) KR920022293A (ja)
DE (1) DE4124904A1 (ja)
FR (1) FR2676578A1 (ja)
GB (1) GB2255844A (ja)
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