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JPH05144258A - Special mode control method for dynamic ram - Google Patents

Special mode control method for dynamic ram

Info

Publication number
JPH05144258A
JPH05144258A JP3327032A JP32703291A JPH05144258A JP H05144258 A JPH05144258 A JP H05144258A JP 3327032 A JP3327032 A JP 3327032A JP 32703291 A JP32703291 A JP 32703291A JP H05144258 A JPH05144258 A JP H05144258A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
circuit
mode
special mode
address strobe
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
JP3327032A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masanori Hiroki
正紀 尋木
Shigetoshi Sakomura
茂俊 迫村
Shunji Takekuma
俊次 武隈
Yutaka Ito
伊藤  豊
Kazuya Ito
和弥 伊藤
Wataru Arakawa
亘 荒川
Hidetoshi Iwai
秀俊 岩井
Toshiyuki Sakuta
俊之 作田
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi 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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP3327032A priority Critical patent/JPH05144258A/en
Priority to TW081108354A priority patent/TW212243B/zh
Priority to EP92309958A priority patent/EP0542454A3/en
Priority to KR1019920020963A priority patent/KR930010987A/en
Priority to US07/977,212 priority patent/US5410507A/en
Publication of JPH05144258A publication Critical patent/JPH05144258A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Semiconductor Memories (AREA)
  • For Increasing The Reliability Of Semiconductor Memories (AREA)
  • Dram (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 効率的でかつ安定で確実な動作が可能な低消
費電力モードを含むダイナミック型RAMの特殊モード
制御方法を提供する。 【構成】 アドレスストローブ信号と他の制御信号との
組み合わせにより特殊モードの設定を行い、そのモード
解除としてダミーのCBRリフレッシュを行うようにす
る。 【効果】 アドレスストローブ信号を含む外部クロック
のタイミングの組み合わせにより効率的でかつ確実安定
な低消費電力モードを含む特殊モードの設定が可能とな
り、そのモード解除にダミーのCBRリフレッシュを実
施することにより、記憶データを破壊することなく内部
回路を通常状態に戻すことができる。
(57) [Summary] [Object] To provide a special mode control method of a dynamic RAM including a low power consumption mode capable of efficient, stable, and reliable operation. [Structure] A special mode is set by a combination of an address strobe signal and another control signal, and a dummy CBR refresh is performed to release the special mode. [Effect] By combining the timings of the external clocks including the address strobe signal, it is possible to set an efficient and reliable stable special mode including a low power consumption mode, and by performing a dummy CBR refresh to cancel the mode. The internal circuit can be returned to the normal state without destroying the stored data.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、ダイナミック型RA
M(ランダム・アクセス・メモリ)の特殊モード制御方
法に関し、例えば情報保持動作のみを目的とした低消費
電力モードを備えたものに利用して有効な技術に関する
ものである。
This invention relates to a dynamic RA
The present invention relates to a method for controlling a special mode of M (random access memory), for example, a technology effective when used for a device provided with a low power consumption mode only for the purpose of holding information.

【0002】[0002]

【従来の技術】ダイナミック型RAMにおける動作モー
ドとしては、通常の書き込み/読み出モード、テストモ
ード及びリフレッシュモードである。ダイナミック型R
AMを用いたメモリシステムの低消費電力化のために、
バッテリーバックアップ等のような低消費電力モードが
提案されている。このようなバッテリーバックアップモ
ードに関しては、例えば電子通信学会技術研究報告ED
−90−78がある。このバッテリーバックアップモー
ドは、CBR(CASBビフォワーRASB)モードに
よりオートリフレッシュに入った後に、16ms以上に
わたってCASB信号をロウレベル、RASB信号をハ
イレベルに固定して置くことにより設定される。
2. Description of the Related Art Operation modes of a dynamic RAM are a normal write / read mode, a test mode and a refresh mode. Dynamic type R
To reduce the power consumption of a memory system using AM,
Low power consumption modes such as battery backup have been proposed. Regarding such a battery backup mode, for example, the Institute of Electronics and Communication Engineers Technical Report ED
There is -90-78. This battery backup mode is set by fixing the CASB signal at the low level and the RASB signal at the high level for 16 ms or more after entering the auto-refresh in the CBR (CASB before RASB) mode.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記のようなモード設
定方法は、いったんCBRモードによりオートリフレッ
シュ状態にしてから、16ms以上にわたってCASB
信号をロウレベルに、RASB信号をハイレベルにそれ
ぞれ固定しなければならず、モード設定が煩わしいもの
になってしまうし、上記16msを計測するタイマーの
精度によってメモリセルの記憶情報が失われてしまう虞
れがある。また、CASB信号のリセットによりモード
を解除するものであるが、ダイナミック型RAMの低消
費電力化のためには、内部回路が通常の動作状態とは異
なるものであるため、上記のモード解除後に直ちに書き
込み/読み出し動作を行わせると、内部回路が不安定と
なって誤動作を起こす虞れがある。この発明の目的は、
効率的でかつ安定で確実な動作が可能な低消費電力モー
ドを含むダイナミック型RAMの特殊モード制御方法を
提供することにある。この発明の前記ならびにそのほか
の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面
から明らかになるであろう。
According to the mode setting method as described above, the CASB mode is set for 16 ms or more after the auto refresh state is once set in the CBR mode.
The signal has to be fixed to the low level and the RASB signal has to be fixed to the high level, which complicates the mode setting, and the stored information in the memory cell may be lost due to the accuracy of the timer measuring 16 ms. There is Further, although the mode is released by resetting the CASB signal, in order to reduce the power consumption of the dynamic RAM, the internal circuit is different from the normal operating state, so immediately after the mode is released. If the write / read operation is performed, the internal circuit may become unstable and malfunction may occur. The purpose of this invention is
It is an object of the present invention to provide a special mode control method for a dynamic RAM including a low power consumption mode that enables efficient, stable, and reliable operation. The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、アドレスストローブ信号と
他の制御信号との組み合わせにより特殊モードの設定を
行い、そのモード解除としてダミーのCBRリフレッシ
ュを行うようにする。
The outline of the representative one of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, the special mode is set by the combination of the address strobe signal and other control signals, and the dummy CBR refresh is performed as the mode release.

【0005】[0005]

【作用】上記した手段によれば、アドレスストローブ信
号を含む外部クロックのタイミングの組み合わせにより
効率的でかつ確実安定な低消費電力モードを含む特殊モ
ードの設定が可能となり、そのモード解除にダミーのC
BRリフレッシュを実施することにより、記憶データを
破壊することなく内部回路を通常状態に戻すことができ
る。
According to the above-mentioned means, the special mode including the low power consumption mode can be set efficiently and surely by combining the timings of the external clocks including the address strobe signal, and the dummy C can be used to release the mode.
By executing the BR refresh, the internal circuit can be returned to the normal state without destroying the stored data.

【0006】[0006]

【実施例】図1には、この発明に係るダイナミック型R
AM(以下、単にDRAMという場合がある。)におけ
る一実施例の機能ブロック図が示されている。この実施
例のDRAMは、読み出し動作(READ)と書き込み
動作(WRITE)とからなるアクセスモードを持つ。
このアクセスモードは、周知のダイナミック型RAMに
おけるアクセス方法と同様にロウアドレスストローブ信
号RASBに同期してロウ系のアドレス信号を入力し、
引き続いてカラムアドレスストローブ信号CASBに同
期してカラム系のアドレス信号を入力してメモリセルの
アドレス選択を行わせる。そして、書き込み動作ならラ
イトイネーブル信号WEBをロウレベルにし、読み出し
動作ならライトイネーブル信号WEBをハイレベルにす
る。なお、ライトイーブル信号WEBをCASBに先行
してロウレベルにすることより実行されるアーリィライ
トサイクルもある。ここで、本願明細書においては、R
ASBやCASB及びWEB等のようにアルファベット
の文字の最後にBが付された信号は、ロウレベルがアク
ティブレベルであることを意味するものであることに注
意されたい。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a dynamic type R according to the present invention.
A functional block diagram of an embodiment in an AM (hereinafter sometimes simply referred to as a DRAM) is shown. The DRAM of this embodiment has an access mode including a read operation (READ) and a write operation (WRITE).
In this access mode, a row address signal is input in synchronization with the row address strobe signal RASB, similarly to the well-known dynamic RAM access method.
Subsequently, a column address signal is input in synchronization with the column address strobe signal CASB to select the address of the memory cell. Then, the write enable signal WEB is set to the low level for the write operation, and the write enable signal WEB is set to the high level for the read operation. There is also an early write cycle that is executed by setting the write enable signal WEB to low level prior to CASB. Here, in the present specification, R
It should be noted that signals such as ASB, CASB, and WEB which have B added to the end of the letters of the alphabet mean that the low level is the active level.

【0007】テストモードは、主にDRAMの製造時や
出荷時における動作チェックに利用される。このテスト
モードは、ロウアドレスストローブ信号RASBに先立
ってライトイネーブル信号WEB及びカラムアドレスス
トローブ信号CASBをロウレベルにするというWCB
Rモードにより行われる。
The test mode is mainly used for operation check at the time of manufacturing or shipping of DRAM. In this test mode, the write enable signal WEB and the column address strobe signal CASB are set to the low level before the row address strobe signal RASB.
It is performed in the R mode.

【0008】DRAMは、周知のようにアドレス選択用
MOSFETと情報記憶用キャパシタからなるメモリセ
ルを用い、情報記憶用キャパシタに情報電荷が有るか無
いかにより論理1と0に対応した情報保持を行うもので
ある。アドレス選択用MOSFETにおけるドレインリ
ーク電流等によって、情報記憶用キャパシタに保持され
た情報電荷は、時間の経過とともに失われてしまう。そ
こで、DRAMでは、メモリセルの記憶電荷が失われる
前に読み出して、それを増幅してもとのメモリセルに書
き込むというリフレッシュモードを持つ。このリフレッ
シュモードとしては、ロウアドレスストローブ信号RA
SBに先立ってカラムアドレスストローブ信号CASB
をロウレベルにするというCBRリフレッシュと、ロウ
アドレスストローブ信号RASBをロウレベルにするこ
とにより行われるRASオンリーリフレッシュと、読み
出し状態から信号RASBをリセットさせて、読み出さ
れたデータを出力させた状態のままとしてRASBによ
りリフレッシュを実行するというヒデンリフレッシュが
ある。なお、上記のリフレッシュモードのうち、RAS
オンリーリフレッシュ機能は、以下に説明するように必
ずしも必要とされない場合がある。
As is well known, a DRAM uses a memory cell composed of a MOSFET for address selection and a capacitor for information storage, and holds information corresponding to logic 1 and 0 depending on whether the information storage capacitor has information charge or not. It is a thing. The information charge held in the information storage capacitor is lost with the passage of time due to drain leakage current in the address selection MOSFET. Therefore, the DRAM has a refresh mode in which it is read before the stored charge of the memory cell is lost and is amplified and written in the original memory cell. This refresh mode includes row address strobe signal RA
Column address strobe signal CASB prior to SB
Is set to a low level, RAS only refresh is performed by setting the row address strobe signal RASB to a low level, and the signal RASB is reset from the read state and the read data is output. There is hidden refresh in which refresh is executed by RASB. Among the above refresh modes, RAS
The only refresh function may not be required as described below.

【0009】この実施例のDRAMは、以上のようなモ
ードの以外の特殊モードの1つとしてデータ保持モード
が設けられる。このデータ保持モードは、後述するよう
にメモリセルのデータ保持動作のみを考慮して、可能な
限りの動作電流を削減するための低消費電力モードであ
る。このため、内部回路のうちメモリセルのデータ保持
動作に必要でないと見做される回路は、データ保持動作
のためのリフレッシュ動作の最中に置いても非活性化状
態、言い換えるならば、動作電流が流れない状態に置か
れる。
The DRAM of this embodiment is provided with a data holding mode as one of the special modes other than the above modes. This data holding mode is a low power consumption mode for reducing the operating current as much as possible in consideration of only the data holding operation of the memory cell as described later. Therefore, among the internal circuits, the circuits that are considered to be unnecessary for the data holding operation of the memory cell are in the inactive state even when placed in the middle of the refresh operation for the data holding operation, in other words, the operating current. Are placed in a state where they do not flow.

【0010】図2には、上記データ保持モードを設定す
るための一実施例の動作タイミング図が示されている。
この実施例では、DRAMのリフレッシュのうちRAS
オンリーリフレッシュ機能が削除される。すなわち、R
ASオンリーリフレッシュ動作は、ロウ系の内部回路を
動作させメモリセルのリフレッシュ動作を行うものであ
り、そのためには外部からリフレッシュを行うワード線
に対応したアドレス信号の入力を必要とするので、外部
にリフレッシュアドレスを発生させるアドレス発生回路
が必要になる。これに対して、CBRリフレッシュ動作
では、内部でアドレスを発生させるので外部回路が大幅
に簡略化できる。それ故、現在から将来にかけてみると
RASオンリーリフレッシュの必要性は無いといっても
過言ではない。
FIG. 2 shows an operation timing chart of an embodiment for setting the data holding mode.
In this embodiment, RAS is used in DRAM refresh.
Only refresh function is removed. That is, R
The AS-only refresh operation is an operation for operating a row internal circuit to perform a refresh operation of a memory cell. For that purpose, an address signal corresponding to a word line to be refreshed from the outside is required. An address generation circuit for generating a refresh address is needed. On the other hand, in the CBR refresh operation, the address is internally generated, so that the external circuit can be greatly simplified. Therefore, it is no exaggeration to say that there is no need for RAS-only refreshing from the present to the future.

【0011】そこで、この実施例では、上記のようにR
ASオンリーリフレッシュ機能を削除し、図2のように
CASB信号をハイレベルに固定した状態で、RASB
信号をロウレベルにしてからハイレベルにリセットする
タイミングでデータ保持モードに入るようにする。そし
て、このデータ保持モードは、CASB信号をロウレベ
ルのアクティブレベルにした後にRASB信号をロウレ
ベルにしてモードのリセット、言い換えるならば、デー
タ保持モードの解除を行う。すなわち、この実施例で
は、CBRリフレッシュにより保持モードの解除と同時
にダミーのリフレッシュを実施する。このようなダミー
CBRリフレッシュの挿入によって、後述するような内
部回路がデータ保持モードから通常モードに入るために
必要とされる回路の初期設定が行われる。
Therefore, in this embodiment, as described above, R
With the AS-only refresh function removed and the CASB signal fixed at a high level as shown in FIG.
The data holding mode is entered at the timing of resetting the signal to low level and then to high level. In this data holding mode, the CASB signal is set to the active level of the low level and then the RASB signal is set to the low level to reset the mode. In other words, the data holding mode is released. That is, in this embodiment, the dummy refresh is performed simultaneously with the release of the holding mode by the CBR refresh. By inserting such a dummy CBR refresh, an internal circuit, which will be described later, required for the circuit to enter the normal mode from the data holding mode is initialized.

【0012】この実施例では、RASB信号とCASB
信号との組み合わせからなる極めて簡単でかつ安定で確
実なデータ保持モードの設定及び解除が実現でき、その
ための内部回路も簡素化できる。
In this embodiment, the RASB signal and the CASB signal are
An extremely simple, stable, and reliable setting and cancellation of the data holding mode, which is a combination with a signal, can be realized, and the internal circuit therefor can be simplified.

【0013】図3には、上記データ保持モードを設定す
るための他の一実施例の動作タイミング図が示されてい
る。この実施例では、みかけ上いったんテストモードに
入る。すなわち、第1モードとして、RASB信号に先
立ってWEB信号とCASB信号をロウレベルのアクテ
ィブレベルにしてWCBRモードに入り、そこでCAS
B信号をハイレベルにリセットしてテスト中止を指示す
るとともに、CASB信号をロウレベルにしてデータ保
持モードに入るようにするものである。そして、特に制
限されないが、モードリセットは、RASB信号とCA
SB信号のハイレベルへのリセットにより行われる。こ
の構成では、データ保持モードにおいて非活性化された
内部回路の初期化のために、ダミーサイクルが必要にな
る。そこで、モードリセットとしては、前記のようなC
BRリフレッシュをダミーサイクルとして挿入するよう
にしてもよい。この構成では、DRAMがシステム実装
状態ではあまり使用しないテストモードにみかけ上入
り、その後のCASB信号のレベル制御によりデータ保
持モードに入るので、RASB信号とCASB信号にW
EB信号を組み合わせてなる簡単でかつ安定で確実なデ
ータ保持モードの設定及び解除が実現でき、そのための
内部回路も簡素化できる。また、この実施例では、RA
Sオンリーリフレッシュ機能も残すことができ、従来の
DRAMとの完全な互換性を保つことができる。
FIG. 3 shows an operation timing chart of another embodiment for setting the data holding mode. In this embodiment, the test mode is temporarily entered. That is, as the first mode, the WEB signal and the CASB signal are set to the active level of the low level prior to the RASB signal to enter the WCBR mode.
The B signal is reset to a high level to give an instruction to stop the test, and the CASB signal is set to a low level to enter the data holding mode. And, although not particularly limited, the mode reset is performed by the RASB signal and the CA.
This is performed by resetting the SB signal to the high level. In this structure, a dummy cycle is required for initializing the internal circuit which is inactivated in the data holding mode. Therefore, as the mode reset, the above-mentioned C
BR refresh may be inserted as a dummy cycle. In this configuration, the DRAM apparently enters the test mode, which is rarely used in the system mounted state, and the data holding mode is entered by the subsequent level control of the CASB signal.
A simple, stable, and reliable setting and cancellation of the data holding mode can be realized by combining the EB signals, and the internal circuit therefor can be simplified. Also, in this embodiment, RA
The S-only refresh function can also be left, and full compatibility with the conventional DRAM can be maintained.

【0014】図4には、上記データ保持モードを設定す
るための他の一実施例の動作タイミング図が示されてい
る。この実施例では、RASB信号に先立ってWEB信
号とCASB信号をロウレベルのアクティブレベルにし
ておいて、RASB信号のロウレベルへの立ち下がりタ
イミングでアドレス信号ADDを取り込む、そのアドレ
ス信号Zによってデータ保持モードに入る。この構成で
は、アドレス信号の組み合わせにより、データ保持モー
ドの他に、他の特殊モードの設定も可能である。
FIG. 4 shows an operation timing chart of another embodiment for setting the data holding mode. In this embodiment, the WEB signal and the CASB signal are set to low-level active levels prior to the RASB signal, the address signal ADD is fetched at the falling timing of the RASB signal, and the data signal holding mode is set by the address signal Z. enter. In this configuration, it is possible to set other special modes in addition to the data holding mode by combining the address signals.

【0015】半導体技術の進展により回路の微細化が可
能であるので、DRAMの内部に簡単な論理演算回路を
設け、例えば内部データと外部データとの論理演算を行
って、その演算結果を書き込むというようなデータの加
工を伴う書き込みモードや、複数ビットからなるデータ
のうち特定ビットだけ外部から書き換え行うようにする
ような書き込みモード、あるいは複数ビットからなるデ
ータのうち特定のビットが指定されたビットと同じなら
そのデータを読み出すといったようなサーチ読み出しモ
ード等のような特殊モードも併設させることができる。
このように特殊モードが複数種類からなるとき、上記ア
ドレス信号ADDの組み合わせにより、複数種類の用意
された特殊モードの中から1つのモードを効率よく、か
つ安定で確実に選択できる。
Since the circuit can be miniaturized by the progress of semiconductor technology, a simple logical operation circuit is provided inside the DRAM, and for example, a logical operation is performed on internal data and external data and the operation result is written. Such a write mode that involves data processing, a write mode that externally rewrites only a specific bit of data that consists of multiple bits, or a bit that specifies a specific bit of data that consists of multiple bits. If they are the same, a special mode such as a search read mode for reading the data can also be provided.
When a plurality of special modes are provided in this manner, one mode can be efficiently, stably and surely selected from a plurality of prepared special modes by combining the address signals ADD.

【0016】図5には、上記データ保持モードを設定す
るための他の一実施例の動作タイミング図が示されてい
る。この実施例では、RASB信号に先立ってWEB信
号とCASB信号の他に、アウトプットイネーブル信号
OEBが存在する場合には、それをもロウレベルのアク
ティブレベルにしておいて、RASB信号のロウレベル
への立ち下がりタイミングで、これらの信号CASB、
WEB及びOEBのロウレベルを判定してデータ保持モ
ードに入る。この構成では、RASB信号とCASB信
号にWEB信号及びOEB信号を組み合わせてなる簡単
でかつ安定で確実なデータ保持モードの設定及び解除が
実現でき、そのための内部回路も簡素化できる。
FIG. 5 shows an operation timing chart of another embodiment for setting the data holding mode. In this embodiment, in addition to the WEB signal and the CASB signal prior to the RASB signal, when the output enable signal OEB exists, it is also set to the active level of the low level, and the RAS signal is raised to the low level. These signals CASB,
The low level of WEB and OEB is judged and the data holding mode is entered. With this configuration, it is possible to realize a simple, stable, and reliable setting and cancellation of the data holding mode, which is a combination of the RAS signal and the CASB signal with the WEB signal and the OEB signal, and the internal circuit therefor can be simplified.

【0017】図6には、上記データ保持モードを設定す
るための他の一実施例の動作タイミング図が示されてい
る。この実施例では、RASB信号CASB信号により
通常モードが終了すると、直ちに内部のタイマー回路が
作動する。このタイマー回路は、所定の時間Tmの計測
を行う。同図では、省略されているが、上記時間Tm内
に上記のような通常モード、リフレッシュモードやテス
トモードが実行されると、その都度リセットされ、スタ
ンバイ状態に入ると計測動作を開始する。
FIG. 6 shows an operation timing chart of another embodiment for setting the data holding mode. In this embodiment, the internal timer circuit is activated immediately after the normal mode is ended by the RASB signal and the CASB signal. This timer circuit measures a predetermined time Tm. Although not shown in the figure, when the normal mode, the refresh mode, or the test mode as described above is executed within the time Tm, it is reset each time and the measurement operation is started when the standby state is entered.

【0018】上記時間Tmは、前記16msのようにメ
モリセルの情報保持時間を考慮したものではなく、メモ
リセルの情報保持時間に対しては、メモリセルの情報保
持時間及びタイマー回路における設定時間のバラツキや
温度、電源変動によるワーストケースを考慮して十分短
い時間に設定される。上記設定時間Tm内にメモリセル
アクセスが行われないと、内部回路は自動的にデータ保
持モードに入る。そして、このデータ保持モードのリセ
ットには、ダミーのCBRリフレッシュが実行される。
The time Tm does not take the information holding time of the memory cell into consideration unlike the above 16 ms, but the information holding time of the memory cell is the information holding time of the memory cell and the set time in the timer circuit. It is set to a sufficiently short time in consideration of the worst case due to variations, temperature, and power supply fluctuations. If the memory cell is not accessed within the set time Tm, the internal circuit automatically enters the data retention mode. Then, a dummy CBR refresh is executed to reset the data holding mode.

【0019】この構成では、比較的小規模のメモリシス
テムにあっては、マイクロコンピュータ等のデータ処理
装置におけるデータ処理動作に連動して頻繁にメモリア
クセスが行われることに着目し、一定の時間以上にわっ
たってメモリアクセスが行われないときには、データ処
理装置が動作停止状態と見做して上記のように自動的に
データ保持モードに入るものである。このため、外部か
らは格別の動作制御を必要とすることなく低消費電力化
を図ることができる。そして、データ処理装置が動作を
開始したときにダミーのCBRリフレッシュを1サイク
ル挿入するだけでメモリアクセスを実行できるものとな
る。
With this structure, in a relatively small-scale memory system, attention is paid to frequent memory access in conjunction with data processing operations in a data processing device such as a microcomputer, and for a certain period of time or more. When the memory access is not performed for a long time, the data processing device is considered to be in the operation stop state and automatically enters the data holding mode as described above. Therefore, low power consumption can be achieved without requiring special operation control from the outside. Then, the memory access can be executed only by inserting a dummy CBR refresh for one cycle when the data processing device starts the operation.

【0020】図7には、上記データ保持モードを設定す
るための他の一実施例の動作タイミング図が示されてい
る。前記実施例のようにRASB信号CASB信号によ
り通常モードが終了すると直ちに内部のタイマー回路を
作動させて、そのタイムオーバーにより自動的にデータ
保持モードに入るようにする構成では、その用途が比較
的小規模のメモリシステムに限定されてしまう虞れがあ
る。そこで、この実施例では、WEB信号を用いてタイ
マー出力の有効/無効を制御可能にする。例えば、信号
WEBを上記時間Tm内にロウレベルにすると、タイム
オーバーを有効として自動的にデータ保持モードに入る
ようにする。もしも、信号WEBがハイレベルのままな
らタイムオーバー信号を無効にして、データ保持モード
には入らないで通常のスタンバイ状態のままにする。こ
の構成では、信号WEBを組み合わせてよりきめ細かく
そのメモリシステムに応じたデータ保持モードの制御が
可能になる。
FIG. 7 shows an operation timing chart of another embodiment for setting the data holding mode. As in the above embodiment, when the normal mode is terminated by the RASB signal and the CASB signal, the internal timer circuit is actuated to automatically enter the data holding mode when the time expires. May be limited to the memory system of Therefore, in this embodiment, the valid / invalid of the timer output can be controlled by using the WEB signal. For example, when the signal WEB is set to the low level within the time Tm, the time-over is validated and the data holding mode is automatically entered. If the signal WEB remains high level, the time-over signal is invalidated and the normal standby state is maintained without entering the data retention mode. With this configuration, it is possible to more finely control the data holding mode according to the memory system by combining the signal WEB.

【0021】この実施例では、信号WEBのロウレベル
を利用して、それをハイレベルにリセットさせることに
より、データ保持モードを解除する。このモードリセッ
トの後に内部回路は自動的に通常のスタンバイ状態に入
り、その後に直ちに通常動作モードに入ることができる
ようにする。このデータ保持モードからスタンバイ状態
に移行するために時間Tnの設定が必要になる。すなわ
ち、信号WEBをハイレベルにリセットしてデータ保持
モードを解除してから、時間Tn経過後に通常モードに
入ることが許される。この構成に代え、前記のようなダ
ミーのCBRリフレッシュを挿入して内部回路の初期化
を行ってから通常モードに入るようにしてもよい。
In this embodiment, by utilizing the low level of the signal WEB and resetting it to the high level, the data holding mode is released. After this mode reset, the internal circuits automatically enter the normal standby state, and immediately thereafter, the normal operation mode can be entered. It is necessary to set the time Tn in order to shift from this data holding mode to the standby state. That is, after the signal WEB is reset to the high level to release the data holding mode, it is allowed to enter the normal mode after a lapse of time Tn. Instead of this configuration, the dummy CBR refresh as described above may be inserted to initialize the internal circuit and then enter the normal mode.

【0022】図8には、上記データ保持モードを設定す
るための他の一実施例の動作タイミング図が示されてい
る。この実施例では、前記のようなWCBRサイクルに
おいて擬似的にテストモードとし、RASB信号をリセ
ットさせるタイミングでWEB信号がロウレベルに維持
されることを以てデータ保持モードに入るようにするも
のである。この場合、CASB信号は、ハイレベルでも
ロウレベルでもよい。もしも、上記WEB信号がハイレ
ベルならテストモードに入るようにする。データ保持モ
ードの解除は、図示されていないが、前記同様なダミー
CBRリフレッシュにより行うもの他、CASB信号を
ロウレベルに維持させておいて、それをハイレベルにリ
セットしたタイミングでモードリセットを行い、前記の
ような一定時間Tn経過後に通常モードに入ることが許
されるようにしてもよい。
FIG. 8 shows an operation timing chart of another embodiment for setting the data holding mode. In this embodiment, the test mode is artificially set in the WCBR cycle as described above, and the WEB signal is maintained at the low level at the timing of resetting the RASB signal to enter the data holding mode. In this case, the CASB signal may be high level or low level. If the WEB signal is high level, the test mode is entered. Although not shown, the data holding mode is released by the dummy CBR refresh similar to the above, or the CASB signal is kept at the low level and the mode is reset at the timing when it is reset to the high level. It may be allowed to enter the normal mode after a lapse of a certain time Tn.

【0023】図9には、上記データ保持モードを設定す
るための他の一実施例の動作タイミング図が示されてい
る。この実施例では、上記同様なWCBRサイクルを実
行し、RASB信号をリセットさせるタイミングでCA
SB信号がロウレベルに維持されることを以てデータ保
持モードに入るようにするものである。この場合、WE
B信号は、ハイレベルでもロウレベルでもよい。もし
も、上記CASB信号がハイレベルならテストモードに
入るようにする。データ保持モードの解除は、図示され
ていないが、前記同様なダミーCBRリフレッシュによ
り行うもの他、WEB信号をロウレベルに維持させてお
いて、それをハイレベルにリセットしたタイミングでモ
ードリセットを行い、前記のような一定時間Tn経過後
に通常モードに入ることが許されるようにしてもよい。
FIG. 9 shows an operation timing chart of another embodiment for setting the data holding mode. In this embodiment, the WCBR cycle similar to the above is executed and the CA is reset at the timing of resetting the RASB signal.
The data holding mode is entered by keeping the SB signal at a low level. In this case, WE
The B signal may be high level or low level. If the CASB signal is high level, the test mode is entered. Although not shown, the release of the data retention mode is performed by the dummy CBR refresh similar to the above, or the WEB signal is maintained at the low level, and the mode is reset at the timing when it is reset to the high level. It may be allowed to enter the normal mode after a lapse of a certain time Tn.

【0024】図10には、上記データ保持モードを設定
するための他の一実施例の動作タイミング図が示されて
いる。この実施例では、上記同様なWCBRサイクルを
実行し、RASB信号をリセットさせるタイミングでC
ASB信号とWEB信号が共にロウレベルに維持される
ことを以てデータ保持モードに入るようにするものであ
る。データ保持モードの解除は、図示されていないが、
前記同様なダミーCBRリフレッシュにより行うもの
他、CASB信号又はWEB信号をロウレベルに維持さ
せておいて、それをハイレベルにリセットしたタイミン
グでモードリセットを行い、前記のような一定時間Tn
経過後に通常モードに入ることが許されるようにしても
よい。
FIG. 10 shows an operation timing chart of another embodiment for setting the data holding mode. In this embodiment, a WCBR cycle similar to the above is executed, and C is executed at the timing of resetting the RASB signal.
Both the ASB signal and the WEB signal are kept at the low level so that the data holding mode is entered. Although the release of the data retention mode is not shown,
In addition to the same dummy CBR refresh as described above, the CASB signal or the WEB signal is maintained at a low level, and the mode is reset at the timing when the CASB signal or the WEB signal is reset to a high level.
It may be allowed to enter the normal mode after the elapse.

【0025】図11には、上記データ保持モードを設定
するための更に他の一実施例の動作タイミング図が示さ
れている。この実施例では、上記同様なCBRサイクル
を実行し、RASB信号をリセットさせるタイミングで
WEB信号がロウレベルに維持されることを以てデータ
保持モードに入るようにするものである。データ保持モ
ードの解除は、図示されていないが、前記同様なダミー
CBRリフレッシュにより行うもの他、CASB信号を
ロウレベルに維持させておいて、それをハイレベルにリ
セットしたタイミングでモードリセットを行い、前記の
ような一定時間Tn経過後に通常モードに入ることが許
されるようにしてもよい。
FIG. 11 shows an operation timing chart of still another embodiment for setting the data holding mode. In this embodiment, a CBR cycle similar to the above is executed, and the WEB signal is maintained at a low level at the timing of resetting the RASB signal to enter the data holding mode. Although not shown, the data holding mode is released by the dummy CBR refresh similar to the above, or the CASB signal is kept at the low level and the mode is reset at the timing when it is reset to the high level. It may be allowed to enter the normal mode after a lapse of a certain time Tn.

【0026】図25には、この発明が適用されるダイナ
ミック型RAMの一実施例のブロック図が示されてい
る。同図の各回路ブロックは、公知の半導体集積回路の
製造技術よって、単結晶シリコンのような1個の半導体
基板上において形成される。同図における各回路ブロッ
クは、実際の半導体チップにおける幾何学的な配置に合
わせて描かれている。以下の説明において、MOSFE
Tは絶縁ゲート型電界効果トランジスタ(IGFET)
の意味で用いている。この実施例においては、メモリの
大容量化に伴うチップサイズの大型化による制御信号や
メモリアレイ駆動信号といった各種配線長が長くされる
ことによって動作速度も遅くされてしまうのを防ぐ等の
ために、RAMを構成するメモリアレイ部とそのアドレ
ス選択等を行う周辺部との配置に次のような工夫が行わ
れている。
FIG. 25 is a block diagram showing an embodiment of a dynamic RAM to which the present invention is applied. Each circuit block in the figure is formed on one semiconductor substrate such as single crystal silicon by a known semiconductor integrated circuit manufacturing technique. Each circuit block in the figure is drawn according to the geometrical arrangement in the actual semiconductor chip. In the following description, MOSFE
T is an insulated gate field effect transistor (IGFET)
Is used to mean. In this embodiment, in order to prevent the operation speed from being slowed down by lengthening various wiring lengths such as control signals and memory array drive signals due to the increase in chip size accompanying the increase in memory capacity, etc. , The following arrangements have been made in the arrangement of the memory array portion that constitutes the RAM and the peripheral portion that performs address selection and the like.

【0027】同図において、チップの縦中央部と横中央
部とから形作られる十文字エリアが設けられる。この十
文字エリアには主に周辺回路が配置され、上記十文字エ
リアにより4分割されたエリアにはメモリアレイが配置
される。すなわち、チップの縦方向と横方向の中央部に
十文字状のエリアを設け、それにより4つに分割された
エリアにメモリアレイが形成される。特に制限されない
が、上記4つのメモリアレイは、後述するようにそれぞ
れが約4Mビットの記憶容量を持つようにされる。これ
に応じて4つのメモリアレイ全体では、約16Mビット
の大記憶容量を持つものとされる。1つのメモリマット
1は、横方向にワード線が延長するよう配置され、縦方
向に一対からなる平行に配置される相補データ線又はビ
ット線が延長するよう配置される。メモリマット1は、
センスアンプ2を中心にして左右に一対が配置される。
センスアンプ2は、左右に配置される一対のメモリマッ
ト1に対して共通に用いられるという、いわゆるシェア
ードセンスアンプ方式とされる。上記4つに分割された
メモリアレイのうち、中央部側ににY選択回路5がそれ
ぞれ設けられる。Y選択線はY選択回路5からそれに対
応するメモリアレイの複数のメモリマット上を延長する
よう延びて、各メモリマットのカラムスイッチ用MOS
FETのゲートのスイッチ制御を行う。
In the figure, a cross area formed by the vertical center portion and the horizontal center portion of the chip is provided. Peripheral circuits are mainly arranged in the cross-shaped area, and a memory array is arranged in an area divided into four by the cross-shaped area. That is, a cross-shaped area is provided in the central portion in the vertical and horizontal directions of the chip, whereby a memory array is formed in four divided areas. Although not particularly limited, each of the four memory arrays has a storage capacity of about 4 Mbits, which will be described later. Accordingly, the four memory arrays as a whole have a large storage capacity of about 16 Mbits. One memory mat 1 is arranged so that the word lines extend in the horizontal direction, and the complementary data lines or bit lines arranged in parallel in pairs in the vertical direction extend. Memory mat 1
A pair is arranged on the left and right around the sense amplifier 2.
The sense amplifier 2 is of a so-called shared sense amplifier system, which is commonly used for the pair of memory mats 1 arranged on the left and right. Of the memory arrays divided into four, the Y selection circuit 5 is provided on the central side. The Y selection line extends from the Y selection circuit 5 so as to extend over a plurality of memory mats of the memory array corresponding to the Y selection circuit 5, and the column switch MOS of each memory mat is extended.
Performs switch control of the FET gate.

【0028】上記チップの横方向の中央部のうち、右側
の部分にはXアドレスバッファ、X冗長回路及びXアド
レスドライバ(論理段)とからなるX系回路10と、R
AS系制御信号回路11、WE系信号制御回路12及び
基準電圧発生回路16がそれぞれ設けられる。上記基準
電圧発生回路16はこのエリアの中央寄りに設けられ、
約5Vのような外部電源VCCを受けて内部回路に供給
される約3.3Vのような電圧に対応した定電圧VLを
形成する。上記チップの横方向の中央部のうち、左側の
部分にはYアドレスバッファ、Y冗長回路及びYアドレ
スドライバ(論理段)とからなるY系回路13と、CA
S系制御信号回路14及びテスト回路15がそれぞれ設
けられる。そのチップ中央部には、アドレスバッファや
デコーダといったような周辺回路用の電源電圧VCLを
形成する内部降圧回路17が設けられる。上記のよう
に、アドレスバッファとそれに対応したアドレス比較回
路を含む冗長回路、制御クロック発生を行うCAS,R
AS系制御信号回路等を一個所に集中配置すると、例え
ば配線チャンネルを挟んでクロック発生回路と他の回路
を振り分けること、言い換えるならば上記配線チャンネ
ルを共用化することによって高集積化が可能になるとと
もに、アドレスドライバ(論理段)等に最短で等距離で
信号を伝えることができる。
An X system circuit 10 including an X address buffer, an X redundant circuit, and an X address driver (logical stage) is provided on the right side of the lateral center of the chip, and R
An AS system control signal circuit 11, a WE system signal control circuit 12, and a reference voltage generation circuit 16 are provided respectively. The reference voltage generation circuit 16 is provided near the center of this area,
A constant voltage VL corresponding to a voltage of about 3.3V supplied to an internal circuit is formed by receiving an external power supply VCC of about 5V. On the left side of the lateral center of the chip, a Y-system circuit 13 including a Y address buffer, a Y redundancy circuit and a Y address driver (logical stage), and a CA
An S-system control signal circuit 14 and a test circuit 15 are provided respectively. An internal step-down circuit 17 that forms a power supply voltage VCL for peripheral circuits such as an address buffer and a decoder is provided in the center of the chip. As described above, the redundancy circuit including the address buffer and the corresponding address comparison circuit, and the CAS and R for generating the control clock.
If the AS system control signal circuits and the like are centrally arranged in one place, high integration can be achieved by, for example, distributing the clock generation circuit and other circuits with the wiring channel sandwiched therebetween, in other words, sharing the wiring channel. At the same time, signals can be transmitted to the address driver (logical stage) or the like at the shortest distance and at the same distance.

【0029】RAS系制御回路11は、ロウアドレスス
トローブ信号RASBを受けてXアドレスバッファを活
性化するために用いられる。Xアドレスバッファに取り
込まれたアドレス信号はX系の冗長回路に供給される。
ここで、記憶された不良アドレスとの比較が行われて、
冗長回路への切り換えることの有無が判定される。その
結果と上記アドレス信号とは、X系のプリデコーダに供
給される。ここで、プレデコード信号が形成され、各メ
モリアレイに対応して設けられるXアドレスドライバを
介して、前記のようなメモリマットに対応して設けられ
るそれぞれのXデコーダ3に供給される。 一方、上記
RAS系の内部信号は、WE系のコントロール回路とC
AS系のコントロール回路に供給される。例えば、RA
SB信号とCASB信号及びWEB信号との入力順序の
判定から、自動リフレッシュモード(CBR)、テスト
モード(WCBR)及び前記説明したようなデータ保持
モードを含む特殊モードの識別が行われる。テストモー
ドのときには、テスト回路15が活性化され、そのとき
供給される特定のアドレス信号に従いテストファンクシ
ョンが設定される。
The RAS control circuit 11 is used to receive the row address strobe signal RASB and activate the X address buffer. The address signal taken into the X address buffer is supplied to the X-system redundant circuit.
Here, the comparison with the stored defective address is performed,
Whether to switch to the redundant circuit is determined. The result and the address signal are supplied to the X-system predecoder. Here, a predecode signal is formed and supplied to each X decoder 3 provided corresponding to the above memory mat via the X address driver provided corresponding to each memory array. On the other hand, the RAS internal signal is supplied to the WE control circuit and C
It is supplied to the control circuit of the AS system. For example, RA
From the determination of the input order of the SB signal, the CASB signal and the WEB signal, the special modes including the automatic refresh mode (CBR), the test mode (WCBR) and the data holding mode as described above are identified. In the test mode, the test circuit 15 is activated, and the test function is set according to the specific address signal supplied at that time.

【0030】CAS系の制御回路14は、CASB信号
を受けてY系の各種制御信号を形成するために用いられ
る。CASB信号のロウレベルへの変化に同期してYア
ドレスバッファに取り込まれたアドレス信号は、Y系の
冗長回路に供給される。ここで、記憶された不良アドレ
スとの比較が行われて、冗長回路への切り換えの有無が
判定される。その結果と上記アドレス信号は、Y系のプ
リデコーダに供給される。ここで、プレデコード信号が
形成される。このプリデコード信号は、4つからなる各
メモリアレイ対応して設けられるYアドレスドライバを
介して、それぞれのYデコーダに供給される一方、上記
CAS系制御回路14は、前記のようにRASB信号と
WEB信号とを受けてその入力順序の判定からテストモ
ードを判定すると、隣接するテスト回路15を活性化さ
せる。
The CAS control circuit 14 is used to receive the CASB signal and form various Y control signals. The address signal taken into the Y address buffer in synchronization with the change of the CASB signal to the low level is supplied to the Y-system redundant circuit. Here, the stored defective address is compared to determine whether or not the redundant circuit is switched. The result and the address signal are supplied to the Y-system predecoder. Here, the predecode signal is formed. This predecode signal is supplied to each Y decoder via the Y address driver provided corresponding to each of the four memory arrays, while the CAS system control circuit 14 outputs the RASB signal as described above. When the test mode is determined from the determination of the input order upon receiving the WEB signal, the adjacent test circuit 15 is activated.

【0031】上記チップの縦方向の中央部のうち、上側
の部分にはこのエリアの中心軸に対して左右対称的に合
計16個のメモリマットと8個のセンスアンプがそれぞ
れ配置される。そのうち、左右4組ずつのメモリマット
とセンスアンプに対応して4個からなるメインアンプ7
が設けられる。この他、この縦中央上部には、内部降圧
電圧を受けてワード線選択用等の昇圧電圧発生回路21
や、アドレス信号や制御信号等の入力信号に対応した入
力パッドエリア9B及び9Cが設けられる。上記左右4
組ずつに分割されてメモリブロックに対応して、センス
アンプ2の動作電圧を形成する内部降圧回路8がそれぞ
れに設けられる。この実施例では1つのブロックには8
個のメモリマット1と4個のセンスアンプ2が配置さ
れ、上記縦軸を中心として左右対称的に合計16個のメ
モリマット1と8個のセンスアンプ2が割り当てられ
る。この構成では、4個からなる少ないメインアンプ7
を用いつつ、各センスアンプ2からの増幅信号を短い信
号伝播経路によりメンアンプ7に伝えることができる。
A total of 16 memory mats and 8 sense amplifiers are arranged symmetrically with respect to the central axis of this area in the upper part of the vertical center of the chip. Of these, four main amplifiers consisting of four corresponding memory mats and four sense amplifiers on the left and right.
Is provided. In addition, the boosted voltage generating circuit 21 for word line selection or the like receives an internal step-down voltage at the upper part of the vertical center.
Input pad areas 9B and 9C corresponding to input signals such as address signals and control signals are provided. Left and right 4 above
An internal step-down circuit 8 that divides into sets and forms an operating voltage of sense amplifier 2 is provided for each memory block. 8 in one block in this embodiment
Memory mats 1 and 4 sense amplifiers 2 are arranged, and a total of 16 memory mats 1 and 8 sense amplifiers 2 are allocated symmetrically about the vertical axis. With this configuration, a small number of main amplifiers 7 consisting of four
, The amplified signal from each sense amplifier 2 can be transmitted to the main amplifier 7 through a short signal propagation path.

【0032】上記チップの縦方向の中央部のうち、下側
の部分にもこのエリアの中心軸に対して左右対称的に合
計16個のメモリマットと8個のセンスアンプがそれぞ
れ配置される。そのうち、左右4組ずつのメモリマット
とセンスアンプに対応して4個からなるメインアンプ7
が設けられる。この他、この縦中央下部には、内部降圧
電圧を受けて基板に供給すべき負のバイアス電圧を形成
する基板電圧発生回路18や、アドレス信号や制御信号
等の入力信号に対応した入力パッドエリア9A及びデー
タ出力バッファ回路19及びデータ入力バッファ回路2
0が設けられる。上記同様に左右4組ずつに分割されて
メモリブロックに対応して、センスアンプ2の動作電圧
を形成する内部降圧回路8がそれぞれに設けられる。こ
れにより、上記同様に4個のような少ない数からなるメ
インアンプ7を用いつつ、各センスアンプ2からの増幅
信号を短い信号伝播経路によりメインアンプ7に伝える
ことができる。
A total of 16 memory mats and 8 sense amplifiers are arranged symmetrically with respect to the central axis of this area in the lower part of the vertical center of the chip. Of these, four main amplifiers consisting of four corresponding memory mats and four sense amplifiers on the left and right.
Is provided. In addition, in the lower part of the vertical center, a substrate voltage generation circuit 18 that receives an internal step-down voltage and forms a negative bias voltage to be supplied to the substrate, and an input pad area corresponding to an input signal such as an address signal and a control signal. 9A, data output buffer circuit 19, and data input buffer circuit 2
0 is provided. In the same manner as described above, the internal step-down circuits 8 for forming the operating voltage of the sense amplifier 2 are provided corresponding to the memory blocks by being divided into left and right four groups. As a result, the amplified signal from each sense amplifier 2 can be transmitted to the main amplifier 7 through a short signal propagation path while using a small number of the main amplifiers 7 such as 4 as described above.

【0033】同図では省略されているが、上記縦中央部
の領域には上記のようなエリア9A〜9Cの他にも、各
種のボンディングパッドが配置される。これらのボンデ
ィングパッドの例としては外部電源供給用のパッドあ
り、入力のレベルマージンを大きくするため、言い換え
るならば電源インピーダンスを低くするために回路の接
地電位を供給するパッドは、合計で十数個と比較的多く
ほぼ一直線上に並んで配置される。これらの接地電位用
パッドは、公知のLOC技術を利用して形成される縦方
向に延びる接地電位用リードに接続される。これら接地
用パッドのうち、ワード線のクリア、ワードドライバの
非選択ワード線のカップリングによる浮き上がり防止用
のために特に設けられるたものや、センスアンプのコモ
ンソース用として設けられもの等のように主として電源
インピーダンスを下げる目的で設けられる。これによ
り、回路の接地電位は内部回路の動作に対して電源イン
ピーダンスが低くされ、かつ上記のごとく複数種類に分
けられた内部回路間の接地配線が、LOCリードフレー
ムとボンディングワイヤとからなるローパスフィルタで
接続されることになるからノイズの発生を最小に抑える
とともに、内部回路間の回路接地線ノイズの伝播も最小
に抑えることができる。
Although not shown in the figure, in addition to the areas 9A to 9C as described above, various bonding pads are arranged in the vertical central area. Examples of these bonding pads are pads for external power supply, and in order to increase the level margin of the input, in other words, to supply the ground potential of the circuit in order to lower the power supply impedance, there are a total of more than 10 pads. And relatively many are arranged side by side on a straight line. These ground potential pads are connected to the ground potential leads extending in the vertical direction, which are formed by using the known LOC technique. Of these ground pads, those provided especially for clearing the word line and preventing floating due to coupling of the non-selected word line of the word driver, those provided for the common source of the sense amplifier, etc. It is provided mainly for the purpose of lowering the power source impedance. As a result, the ground potential of the circuit has a lower power source impedance with respect to the operation of the internal circuit, and the ground wiring between the plurality of types of internal circuits as described above is a low-pass filter including a LOC lead frame and a bonding wire. Therefore, it is possible to minimize the generation of noise and also to minimize the propagation of circuit ground line noise between internal circuits.

【0034】この実施例では、約5Vのような外部電源
VCCに対応したパッドは、上記電圧変換動作を行う内
部降圧回路8及び17に対応してそれぞれ設けられる。
これも上記同様に電源インピーダンスを低くするととも
に、内部回路間の電圧(VCC、VDL及びVCC間)
のノイズ伝播を低く抑えるためのものである。アドレス
入力用のパッドA0〜A11と、RASB、CASB、
WEB及びOEBのような制御信号用のバッドは上記エ
リア9A〜9Cに配置される。この他にデータ入力用や
データ出力用のバッドやボンディングマスター用、モニ
タ用及びモニタ用パッド制御のために以下のパッドも設
けられる。ボンディングマスター用としてはスタティッ
クカラムモードを指定するためのもの、ニブルモード及
び×4ビット構成時のライトマスク機能を指定するため
のものがある。モニタ用としてはパッド各内部電圧VC
L、VDL、VL、VBB、VCH及びVPLをモニタ
するためのものがある。この内部電圧のうちVCLは、
約3.3Vの周辺回路用電源電圧であり、内部降圧回路
17により共通に形成される。VDLは約3.3Vのメ
モリアレイ、すなわち、センスアンプ2に供給される電
源電圧であり、この実施例では上記のような4つのメモ
リブロックに対応して4個設けられる。VCHは上記内
部電圧VDLを受けて約5.3Vに昇圧されたワード線
の選択レベル、シェアードスイッチMOSFETを選択
するブースト電源電圧である。VBBは−2Vのような
基板バックバイアス電圧、VPLはメモリセルのプレー
ト電圧、VLは約3.3Vの内部降圧回路8及び17に
供給される定電圧である。
In this embodiment, pads corresponding to the external power supply VCC of about 5V are provided corresponding to the internal voltage down converting circuits 8 and 17 for performing the voltage converting operation.
This also lowers the power supply impedance in the same way as above, and also the voltage between internal circuits (between VCC, VDL and VCC)
This is for suppressing the noise propagation of. Address input pads A0 to A11, RASB, CASB,
Pads for control signals such as WEB and OEB are arranged in the areas 9A to 9C. In addition to this, the following pads are provided for pad control for data input and data output, bonding master, monitor and monitor pads. For the bonding master, there are one for designating the static column mode and one for designating the nibble mode and the write mask function in the x4 bit configuration. Internal voltage VC for each pad for monitoring
There is one for monitoring L, VDL, VL, VBB, VCH and VPL. Of this internal voltage, VCL is
This is a peripheral circuit power supply voltage of about 3.3 V, and is commonly formed by the internal step-down circuit 17. VDL is a power supply voltage supplied to the memory array of about 3.3V, that is, the sense amplifier 2. In this embodiment, four VDLs are provided corresponding to the above four memory blocks. VCH is a boost power supply voltage which selects the shared switch MOSFET and the selection level of the word line boosted to about 5.3V by receiving the internal voltage VDL. VBB is a substrate back bias voltage such as -2V, VPL is a plate voltage of the memory cell, and VL is a constant voltage supplied to the internal step-down circuits 8 and 17 of about 3.3V.

【0035】図12には、上記のようなDRAMのうち
のデータ保持モードに関連する一実施例のブロック図が
示されている。データ保持モード判定回路は、例えばR
ASBとWEBとを受けて、データ保持モードと判定す
ると、基板バックバイアス電圧を形成するVBB発生回
路、ワードブースト用の昇圧電圧を発生させるVCH発
生回路、約3.3Vのような内部電圧を発生させる降圧
回路、この降圧回路に基準電圧を供給するVref発生
回路、マット選択信号発生回路、リフレッシュ周期を延
長させるtref延長制御回路及びカラム系回路の動作
をデータ保持モード用の動作に切り替える。
FIG. 12 is a block diagram showing an embodiment related to the data holding mode in the DRAM as described above. The data holding mode determination circuit is, for example, R
When the data retention mode is determined in response to ASB and WEB, a VBB generation circuit that forms a substrate back bias voltage, a VCH generation circuit that generates a boosted voltage for word boost, and an internal voltage of about 3.3V are generated. The operation of the step-down circuit, the Vref generation circuit that supplies the reference voltage to the step-down circuit, the mat selection signal generation circuit, the tref extension control circuit that extends the refresh cycle, and the column system circuit is switched to the operation for the data holding mode.

【0036】図13には、マット選択信号発生回路の一
実施例の制御例を説明するためのブロック図が示されて
いる。同図では、発明を理解を容易にするため、MAT
0〜MAT3からなる4マットの例が示されている。同
図において、マットの中央に設けられる斜線を付した部
分には、センスアンプが設けられる。また、図14の
(A)と(B)には、マット選択信号発生回路の一実施
例の論理図が示されている。通常動作時には、4マット
のうちアドレス信号AiとAjの2ビットで指定される
1つのマットにのみが活性化される。すなわち、図14
の(A)及び(B)に示されるように、アドレス信号A
iとAjの組み合わせにより、ナンドゲート回路G2又
はG4によって1つのマット選択信号MSi又はMSj
が発生される。これにより、消費電流を1つのマットに
集中できるから低消費電力化とセンスアンプの高速動作
が可能になる。このようなマット選択動作はリフレッシ
ュ動作においても同様である。
FIG. 13 is a block diagram for explaining a control example of an embodiment of the mat selection signal generating circuit. In the same figure, in order to facilitate understanding of the invention, the MAT
An example of 4 mats consisting of 0 to MAT3 is shown. In the figure, a sense amplifier is provided in the shaded portion provided in the center of the mat. 14A and 14B are logic diagrams of an embodiment of the mat selection signal generation circuit. During normal operation, only one mat designated by 2 bits of address signals Ai and Aj is activated among the four mats. That is, in FIG.
As shown in (A) and (B) of FIG.
Depending on the combination of i and Aj, one mat select signal MSi or MSj is generated by the NAND gate circuit G2 or G4.
Is generated. As a result, the consumption current can be concentrated on one mat, so that the power consumption can be reduced and the sense amplifier can operate at high speed. Such a mat selection operation is the same in the refresh operation.

【0037】RASB信号とWEB信号との組み合わせ
により、データ保持モードと判定されると、判定回路は
データ保持モードを指示する制御信号DRMを発生させ
る。この制御信号DRMにより、図14(A)の実施例
では、アドレス信号Aiが無効にされる。すなわち、ア
ドレス信号Aiと制御信号DRMはオアゲート回路G1
を介してナンドゲート回路G2に入力される。それ故、
制御信号DRMが論理1になると、アドレス信号Aiが
無効にされてアドレス信号Ajにより指定される2つの
メモリマットが同時に選択状態にされる。図14(B)
の実施例では、制御信号DRMが論理0になると、イン
バータ回路によりノアゲート回路G3の制御入力が論理
1になって、アドレス信号Aiを無効にする。これによ
り、他のアドレス信号Ajがナンドゲート回路G4を通
して出力され、これにより指定される2つのメモリマッ
トが同時に選択状態にされる。
When the data retention mode is determined by the combination of the RASB signal and the WEB signal, the determination circuit generates the control signal DRM instructing the data retention mode. This control signal DRM invalidates the address signal Ai in the embodiment of FIG. That is, the address signal Ai and the control signal DRM are the OR gate circuit G1.
Is input to the NAND gate circuit G2 via. Therefore,
When the control signal DRM becomes logic 1, the address signal Ai is invalidated and two memory mats designated by the address signal Aj are simultaneously selected. FIG. 14 (B)
In this embodiment, when the control signal DRM becomes logic 0, the control input of the NOR gate circuit G3 becomes logic 1 by the inverter circuit, and the address signal Ai is invalidated. As a result, another address signal Aj is output through the NAND gate circuit G4, and the two memory mats designated thereby are simultaneously brought into the selected state.

【0038】この実施例のようにデータ保持モードにお
いてリフレッシュされるメモリマットの数を通常のリー
ド/ライト及びリフレッシュ動作に比べて多くすること
により、リフレッシュ動作のための周辺回路の動作回数
を減らして低消費電力化を図るものである。データ保持
モードでは、動作を速くする必要がないから、上記のよ
うにメモリマット数が増加する分、センスアンプでの動
作電流を減らしてセンスアンプ部分での消費電流の増加
を制限するものである。これより、総合的にみた場合、
データ保持モードにおけるリフレッシュ動作での電流消
費を大幅に低減させることができる。
By increasing the number of memory mats refreshed in the data holding mode as compared with the normal read / write and refresh operations as in this embodiment, the number of operations of peripheral circuits for the refresh operation is reduced. It is intended to reduce power consumption. In the data retention mode, it is not necessary to speed up the operation. Therefore, as the number of memory mats increases as described above, the operating current in the sense amplifier is reduced to limit the increase in current consumption in the sense amplifier part. .. From this, when viewed comprehensively,
It is possible to significantly reduce the current consumption in the refresh operation in the data retention mode.

【0039】図15には、リフレッシュ周期を延長させ
るtref延長制御回路の一実施例のブロック図が示さ
れている。RASB信号とWEB信号との組み合わせに
より、データ保持モードと判定されると、上記同様に判
定回路はデータ保持モードを指示する制御信号DRMを
発生させる。この制御信号DRMにより、発振回路OS
Cが活性化される。この発振回路の発振信号は分周回路
より分周され、オアゲート回路G5を通してリフレッシ
ュ周期を決めるパルスR0として出力される。すなわ
ち、この信号R0はリフレッシュアドレスカウンタに入
力され、この信号R0に同期してリフレッシュアドレス
の更新が行われる。オアゲート回路G5の他方の入力に
は、RASB信号が入力される。これにより、通常のC
BRリフレッシュモードでは、外部から入力されるRA
SB信号に同期してリフレッシュ周期が決められる。こ
のようなリフレッシュ周期の延長により、データ保持モ
ードでのリフレッシュ動作による消費電流を低減させる
ものである。
FIG. 15 is a block diagram showing an embodiment of the tref extension control circuit for extending the refresh cycle. When the data holding mode is determined by the combination of the RASB signal and the WEB signal, the determination circuit similarly generates the control signal DRM instructing the data holding mode. With this control signal DRM, the oscillation circuit OS
C is activated. The oscillating signal of this oscillating circuit is frequency-divided by the frequency dividing circuit and output as a pulse R0 which determines the refresh cycle through the OR gate circuit G5. That is, this signal R0 is input to the refresh address counter, and the refresh address is updated in synchronization with this signal R0. The RASB signal is input to the other input of the OR gate circuit G5. This makes the normal C
In BR refresh mode, RA input from outside
The refresh cycle is determined in synchronization with the SB signal. The extension of the refresh cycle reduces the current consumption due to the refresh operation in the data retention mode.

【0040】図16には、データ保持モードのときに動
作が制限される残りの他の回路の一実施例のブロック図
が示されている。この実施例では、降圧された内部電圧
により形成された読み出し信号を電源電圧に対応した高
電圧で出力させるための出力バッファ用内部昇圧回路、
ワード線の選択電圧を高くするメモリアレイ用の内部昇
圧回路、基板バイアス回路とハーフプリチャージ電圧発
生回路が示されている。
FIG. 16 is a block diagram showing an embodiment of the remaining other circuit whose operation is restricted in the data holding mode. In this embodiment, an internal booster circuit for an output buffer for outputting a read signal formed by a reduced internal voltage at a high voltage corresponding to a power supply voltage,
An internal booster circuit for a memory array that raises the selection voltage of the word line, a substrate bias circuit, and a half precharge voltage generation circuit are shown.

【0041】出力バッファ用内部昇圧回路は、次の回路
により構成される。発振回路OSC1は、CASB信号
を受ける入力バッファCCBの出力信号、アドレスバッ
ファABに含まれるアドレス変化検出パルス及び電圧検
出回路VS1の出力信号を受けて発振動作が制御される
アクティブ発振回路である。昇圧回路BOOT1は、こ
の発振出力とブートストラップ容量CB1を用いて昇圧
電圧を発生して出力バッファOBに伝える。電圧検出回
路VS1は、昇圧電圧を検出して昇圧電圧が所望の電圧
に達すると、発振回路OSC1の動作を停止させて無駄
な電流消費を抑えている。発振回路OSC2は、定常的
に動作して発振パルスを形成する。この発振パルスは、
スイッチ回路DRSを介して昇圧回路BOOT2に供給
される。昇圧回路BOOT2は、上記発振パルスを受け
て定常的に昇圧電圧を形成する。昇圧回路BOOT2
は、出力バッファOBが非活性化状態のときに消費され
る電流を補うような小さな電流供給能力した持たない。
これに対して、上記の昇圧回路BOOT1は、出力バッ
ファOBが活性化されたときに消費される大きな電流を
補うような大きな電流供給能力を持つようにされる。こ
のような2つの昇圧回路BOOT1とBOOT2の組み
合わせにより、出力バッファ用内部昇圧回路の消費電流
を小さく抑えることができる。
The internal booster circuit for the output buffer is composed of the following circuits. The oscillation circuit OSC1 is an active oscillation circuit whose oscillation operation is controlled by receiving the output signal of the input buffer CCB that receives the CASB signal, the address change detection pulse included in the address buffer AB and the output signal of the voltage detection circuit VS1. The booster circuit BOOT1 uses this oscillation output and the bootstrap capacitance CB1 to generate a boosted voltage and transmits it to the output buffer OB. The voltage detection circuit VS1 detects the boosted voltage and, when the boosted voltage reaches a desired voltage, stops the operation of the oscillation circuit OSC1 to suppress unnecessary current consumption. The oscillator circuit OSC2 operates steadily to form an oscillation pulse. This oscillation pulse is
The voltage is supplied to the booster circuit BOOT2 via the switch circuit DRS. The booster circuit BOOT2 receives the above-mentioned oscillation pulse and constantly forms a boosted voltage. Booster circuit BOOT2
Has a small current supply capacity to supplement the current consumed when the output buffer OB is in the inactive state.
On the other hand, the booster circuit BOOT1 is made to have a large current supply capability to supplement the large current consumed when the output buffer OB is activated. By combining such two boosting circuits BOOT1 and BOOT2, the current consumption of the internal boosting circuit for the output buffer can be suppressed small.

【0042】この実施例では、データ保持モードでは、
出力バッファOBが活性化されることが無いことに着目
し、データ保持モード判定回路DRMにより形成された
制御信号によって、発振回路OSC1及び電圧検出回路
VS1の動作が停止させられる。このように発振回路O
SC1や電圧検出回路VS1の動作も停止させるのは、
データ保持モードでのリフレッシュ動作のときに、これ
らの回路が活性化されてしまうのを防ぐためである。こ
れに対して発振回路OSC2により形成された発振パル
スは、スイッチ回路DRSにより昇圧回路BOOT2へ
の直接の供給が遮断され、それに代わってカウンタ回路
COUNTに入力され、ここで分周動作が行われる。こ
のような分周により周期が長くされたパルスにより昇圧
回路BOOT2が動作を行って昇圧出力電圧の維持を行
う。これにより、昇圧回路での低消費電力化を図ること
ができる。このように内部回路を非活性化してしまう
と、通常モードに切り替わったときに最初のメモリサイ
クルが不安定になる。そこで、前記のようなダミーCB
Rリフレッシュを実施することにより、上記大きな電流
供給能力を持つ昇圧回路BOOT1が活性化されて、出
力バッファOBの安定した動作に必要な昇圧電圧を得る
ことができる。
In this embodiment, in the data holding mode,
Paying attention to the fact that the output buffer OB is not activated, the operation of the oscillation circuit OSC1 and the voltage detection circuit VS1 is stopped by the control signal formed by the data holding mode determination circuit DRM. In this way, the oscillator circuit O
Stopping the operation of SC1 and the voltage detection circuit VS1 is
This is to prevent these circuits from being activated during the refresh operation in the data retention mode. On the other hand, the oscillating pulse generated by the oscillating circuit OSC2 is cut off from the direct supply to the booster circuit BOOT2 by the switch circuit DRS, and instead is input to the counter circuit COUNT, where the frequency dividing operation is performed. The booster circuit BOOT2 operates by the pulse whose cycle is lengthened by such frequency division to maintain the boosted output voltage. As a result, the power consumption of the booster circuit can be reduced. If the internal circuit is deactivated in this way, the first memory cycle becomes unstable when switching to the normal mode. Therefore, the dummy CB as described above
By performing the R refresh, the booster circuit BOOT1 having the large current supply capability is activated, and the boosted voltage required for stable operation of the output buffer OB can be obtained.

【0043】アレイ用内部昇圧回路は、次の回路により
構成される。発振回路OSC3は、RASB信号を受け
る入力バッファRCBの出力信号及び電圧検出回路VS
2の出力信号を受けて発振動作が制御されるアクティブ
発振回路である。昇圧回路BOOT4は、この発振出力
とブートストラップ容量CB2を用いて昇圧電圧を発生
してメモリアレイMARYにワード線選択電圧として伝
える。電圧検出回路VS2は、昇圧電圧を検出して昇圧
電圧が所望の電圧に達すると、発振回路OSC3の動作
を停止させて無駄な電流消費を抑えている。昇圧回路B
OOT3は、上記の発振回路OSC2により形成される
周期的なパルスをスイッチ回路DRSを通して受けて定
常的に昇圧電圧を形成する。昇圧回路BOOT3は、メ
モリアレイMARYのワード線における定常的なレベル
低下を補うような小さな電流供給能力した持たない。こ
れに対して、昇圧回路BOOT4は、ワード線が選択状
態に立ち上がるときに消費される大きな電流を補うよう
な大きな電流供給能力を持つようにされる。このような
2つの昇圧回路BOOT3とBOOT4の組み合わせに
より、アレイ用内部昇圧回路の消費電流を小さく抑える
ことができる。
The internal booster circuit for the array is composed of the following circuits. The oscillator circuit OSC3 outputs the output signal of the input buffer RCB for receiving the RASB signal and the voltage detection circuit VS.
2 is an active oscillation circuit in which the oscillation operation is controlled by receiving the output signal of 2. The booster circuit BOOT4 uses the oscillation output and the bootstrap capacitance CB2 to generate a boosted voltage and transmits it to the memory array MARY as a word line selection voltage. The voltage detection circuit VS2 detects the boosted voltage and, when the boosted voltage reaches a desired voltage, stops the operation of the oscillation circuit OSC3 to suppress unnecessary current consumption. Boost circuit B
The OOT 3 receives the periodic pulse formed by the oscillation circuit OSC2 through the switch circuit DRS and constantly forms a boosted voltage. The booster circuit BOOT3 does not have a small current supply capability that compensates for a steady level drop in the word line of the memory array MARY. On the other hand, the booster circuit BOOT4 is made to have a large current supply capability to supplement the large current consumed when the word line rises to the selected state. By combining such two boosting circuits BOOT3 and BOOT4, the current consumption of the array internal boosting circuit can be suppressed to a small value.

【0044】この実施例では、データ保持モードでの昇
圧回路での電流消費を次のようにして抑えるようにする
ものである。すなわち、データ保持モード判定回路DR
Mにより形成された制御信号によって、発振回路OSC
3及び電圧検出回路VS2の動作が停止させられる。こ
のように発振回路OSC3や電圧検出回路VS2の動作
も停止させるのは、データ保持モードでのリフレッシュ
動作のときに、これらの回路が活性化されてしまうのを
防ぐためである。これに対して発振回路OSC2により
形成された発振パルスは、上記同様にスイッチ回路DR
Sにより昇圧回路BOOT3への直接の供給が遮断さ
れ、それに代わってカウンタ回路COUNTに入力さ
れ、ここで分周動作が行われる。このような分周により
周期が長くされたパルスにより昇圧回路BOOT3が動
作を行って昇圧出力電圧の維持を行う。これにより、昇
圧回路での低消費電力化を図ることができる。このよう
に内部回路を非活性化してしまうと、通常モードに切り
替わったときに最初のメモリサイクルで十分な選択レベ
ルが得られない等のように動作が不安定になる。そこ
で、前記のようなダミーCBRリフレッシュを実施する
ことにより、上記大きな電流供給能力を持つ昇圧回路B
OOT4が活性化されて、メモリアレイのワード線選択
動作に必要な昇圧電圧を得ることができる。
In this embodiment, the current consumption in the booster circuit in the data holding mode is suppressed as follows. That is, the data retention mode determination circuit DR
The oscillator circuit OSC is controlled by the control signal generated by M.
3 and the operation of the voltage detection circuit VS2 are stopped. The operation of the oscillation circuit OSC3 and the voltage detection circuit VS2 is also stopped in this manner in order to prevent these circuits from being activated during the refresh operation in the data holding mode. On the other hand, the oscillating pulse generated by the oscillating circuit OSC2 is similar to the above-mentioned switch circuit DR
The direct supply to the booster circuit BOOT3 is cut off by S, and instead, it is input to the counter circuit COUNT, where the frequency dividing operation is performed. The boosting circuit BOOT3 operates by the pulse whose cycle is lengthened by such frequency division to maintain the boosted output voltage. As a result, the power consumption of the booster circuit can be reduced. If the internal circuit is deactivated in this way, the operation becomes unstable, such that a sufficient selection level cannot be obtained in the first memory cycle when switching to the normal mode. Therefore, by performing the dummy CBR refresh as described above, the booster circuit B having the large current supply capability is provided.
OOT4 is activated, and the boosted voltage required for the word line selection operation of the memory array can be obtained.

【0045】基板バイアス回路は、次の回路により構成
される。発振回路OSC4は、RASB信号を受ける入
力バッファRCBの出力信号及び電圧検出回路VS3の
出力信号を受けて発振動作が制御されるアクティブ発振
回路である。チャージポンプ回路ASBPは、この発振
出力を受けて負極性の基板バックバイアス電圧を形成し
て基板SUBに伝える。電圧検出回路VS3は、バアイ
ス電圧を検出してバイアス電圧が所望の電圧に達する
と、発振回路OSC4の動作を停止させて無駄な電流消
費を抑えている。チャージポンプ回路SSBPは、上記
の発振回路OSC2により形成されたパルスをスイッチ
回路DRSを通して受けて定常的にバイアス電圧を形成
する。このチャージポンプ回路SSBPは、基板に定常
的に発生するリーク電流を補うような小さな電流供給能
力した持たない。これに対して、チャージポンプ回路A
SBPは、内部回路が動作したたときに消費される大き
な電流を補うような大きな電流供給能力を持つようにさ
れる。このような2つのチャージポンプ回路ASBPと
SSBPの組み合わせにより、基板バイアス回路での消
費電流を小さく抑えることができる。
The substrate bias circuit is composed of the following circuits. The oscillation circuit OSC4 is an active oscillation circuit whose oscillation operation is controlled by receiving the output signal of the input buffer RCB that receives the RASB signal and the output signal of the voltage detection circuit VS3. The charge pump circuit ASBP receives this oscillation output, forms a negative substrate back bias voltage, and transmits it to the substrate SUB. The voltage detection circuit VS3 detects the Baice voltage and, when the bias voltage reaches a desired voltage, stops the operation of the oscillation circuit OSC4 to suppress unnecessary current consumption. The charge pump circuit SSBP receives the pulse formed by the oscillation circuit OSC2 through the switch circuit DRS and constantly forms a bias voltage. This charge pump circuit SSBP does not have a small current supply capacity to compensate for a leak current that constantly occurs in the substrate. On the other hand, the charge pump circuit A
The SBP is made to have a large current supply capability to supplement the large current consumed when the internal circuit operates. By combining such two charge pump circuits ASBP and SSBP, the current consumption in the substrate bias circuit can be suppressed small.

【0046】この実施例では、データ保持モードにおけ
る基板バイアス回路の消費電流を次のようにして削減す
るものである。すなわち、データ保持モードでは、単に
メモリセルの情報記憶動作が確保されていればよく、基
板にバックバイアス電圧の変動は余り問題にならない。
そこで、データ保持モード判定回路DRMにより形成さ
れた制御信号によって、発振回路OSC4及び電圧検出
回路VS3の動作が停止される。これに対して発振回路
OSC2により形成された発振パルスは、上記同様にス
イッチ回路DRSによりチャージポンプ回路SSBPへ
の直接の供給が遮断され、それに代わってカウンタ回路
COUNTに入力され、ここで分周動作が行われる。こ
のような分周により周期が長くされたパルスによりチャ
ージポンプ回路SSBPが動作を行って基板バイアス電
圧のを行う。これにより、基板バイアス回路での低消費
電力化を図ることができる。このように内部回路を実質
的に非活性化してしまうと、通常モードに切り替わった
ときに最初のメモリサイクルでが不安定になる。そこ
で、前記のようなダミーCBRリフレッシュを実施する
ことにより、上記大きな電流供給能力を持つチャージポ
ンプ回路ASBPが活性化されて、直ちに必要な基板バ
イアス電圧を得ることができる。
In this embodiment, the current consumption of the substrate bias circuit in the data holding mode is reduced as follows. That is, in the data retention mode, it is sufficient that the information storage operation of the memory cell is simply ensured, and the fluctuation of the back bias voltage on the substrate does not pose a problem.
Therefore, the operation of the oscillation circuit OSC4 and the voltage detection circuit VS3 is stopped by the control signal generated by the data holding mode determination circuit DRM. On the other hand, the oscillating pulse generated by the oscillating circuit OSC2 is cut off from the direct supply to the charge pump circuit SSBP by the switch circuit DRS in the same manner as described above, and is instead input to the counter circuit COUNT, where the frequency dividing operation is performed. Is done. The charge pump circuit SSBP operates by the pulse whose period has been lengthened by such frequency division to perform the substrate bias voltage. As a result, the power consumption of the substrate bias circuit can be reduced. If the internal circuit is substantially deactivated in this way, the first memory cycle becomes unstable when switching to the normal mode. Therefore, by performing the dummy CBR refresh as described above, the charge pump circuit ASBP having the large current supply capability is activated and the necessary substrate bias voltage can be immediately obtained.

【0047】ハーププリチャージ電圧発生回路HVCG
は、非選択状態に置かれるデータ線対のハーフプリチャ
ージレベルがリーク電流によって低下するのを補うため
に設けられる。この電圧発生回路HVCGは、データ保
持モードでは低消費電力化のために基準電圧を受ける増
幅MOSFETが発振回路OSC2により形成された周
期的なパルスにより間欠的に動作させるものである。す
なわち、この電圧発生回路HVCGも、データ保持モー
ドのときには、通常動作に比べて長い周期でリフレッシ
ュ動作が実行されること、及びリフレッシュ動作ではセ
ンスアンプが電流制限動作を受けながら比較的ゆっくり
と増幅動作を行うのそれに対応して増幅MOSFETの
動作も間欠的に行うようにするものである。
Harp precharge voltage generation circuit HVCG
Is provided to compensate for the decrease in the half precharge level of the data line pair placed in the non-selected state due to the leak current. In the voltage generation circuit HVCG, in the data holding mode, the amplification MOSFET that receives the reference voltage for low power consumption is intermittently operated by the periodic pulse formed by the oscillation circuit OSC2. That is, also in the voltage generating circuit HVCG, in the data holding mode, the refresh operation is executed at a longer cycle than the normal operation, and in the refresh operation, the sense amplifier undergoes the current limiting operation and relatively slowly performs the amplifying operation. Corresponding to that, the operation of the amplification MOSFET is also intermittently performed.

【0048】図17には、データ保持モード判定回路に
含まれるリミッタ制御回路の一実施例の回路図が示され
ている。以下の説明において、各ゲート回路やMOSF
ET等のような各素子に付された回路記号が、一部重複
するものがあるが、それぞれは各図毎に別個の回路機能
を持つものであると理解されたい。信号RELとHLE
は、通常モードのときライトパルスWYPB、アドレス
信号変化検出信号ATDB又はRASB信号の変化時に
遅延回路DLYとナンドゲート回路G2により、遅延回
路の遅延時間に対応した1ショットパルスに対応して発
生される。これにより、リミッタ出力バッファとして、
動作時に動作させるものと待機時用として定常的に動作
させるもの2つの回路により構成し、動作時に動作させ
るものを上記信号RELとHLEにより間欠的に活性化
する。
FIG. 17 shows a circuit diagram of an embodiment of the limiter control circuit included in the data holding mode determination circuit. In the following description, each gate circuit and MOSF
Although some circuit symbols such as ET assigned to each element are partially duplicated, it should be understood that each has a different circuit function for each drawing. Signals REL and HLE
Is generated by the delay circuit DLY and the NAND gate circuit G2 when the write pulse WYPB, the address signal change detection signal ATDB or the RASB signal changes in the normal mode, corresponding to one shot pulse corresponding to the delay time of the delay circuit. As a result, as a limiter output buffer,
It is composed of two circuits, one that operates during operation and one that operates steadily for standby, and those that operate during operation are intermittently activated by the signals REL and HLE.

【0049】このようなリミッタ制御回路に、データ保
持モードの制御信号DRTをインバータ回路N2により
反転した信号DRTBにより制御されるナンドゲート回
路G4,G5を加えて、上記信号WYPB,ATDB又
はRASB信号の変化時に発生される1ショットパルス
に無関係に信号RLEとHLEを強制的にロウレベルに
するものである。これにより、データ保持モードにおい
て、リフレッシュ動作等があってもリミッタ出力バッフ
ァの動作を強制的に停止させるものである。これらのリ
ミッタ出力バッファについては、後に詳細に説明する。
To the limiter control circuit as described above, NAND gate circuits G4 and G5 controlled by a signal DRTB obtained by inverting the control signal DRT in the data holding mode by the inverter circuit N2 are added to change the signal WYPB, ATDB or RASB signal. The signals RLE and HLE are forcibly set to the low level regardless of the one-shot pulse that is sometimes generated. Thus, in the data holding mode, the operation of the limiter output buffer is forcibly stopped even if there is a refresh operation or the like. These limiter output buffers will be described in detail later.

【0050】図18には、メモリアレイ用のリミッタ出
力バッファの一実施例の回路図が示されている。このリ
ミッタ用出力バッファは、後述するリミッタ用基準電圧
発生回路により形成された約3.3Vのような基準電圧
VLを受け、それを電力増幅する増幅回路から構成され
る。すなわち、Nチャンネル型の差動MOSFETQ1
とQ2と、ドレイン側に設けられる電流ミラー形態にさ
れたPチャンネル型の負荷MOSFETQ3,Q4及び
差動MOSFETQ1とQ2の共通ソースに設けられる
動作電流源を構成するNチャンネル型MOSFETQ5
からなる差動回路と、この差動回路の出力信号を受ける
Pチャンネル型の出力MOSFETQ6とにより増幅回
路を構成する。この増幅回路の出力を反転入力であるM
OSFETQ2のゲートに帰還させてボルテージフォロ
ワ回路を構成し、基準電圧VLに対応した内部降圧電圧
VCLを出力させるものである。なお、抵抗Rとキャパ
シタCは、安定用の平滑回路である。
FIG. 18 shows a circuit diagram of an embodiment of the limiter output buffer for the memory array. The limiter output buffer is composed of an amplifier circuit which receives a reference voltage VL such as about 3.3V formed by a limiter reference voltage generation circuit described later and amplifies the reference voltage VL. That is, the N-channel type differential MOSFET Q1
And Q2, P-channel type load MOSFETs Q3 and Q4 in the current mirror form provided on the drain side, and N-channel type MOSFET Q5 forming an operating current source provided to the common source of the differential MOSFETs Q1 and Q2.
And a P-channel type output MOSFET Q6 for receiving the output signal of the differential circuit, which constitutes an amplifier circuit. The output of this amplifier circuit is the inverting input M
The voltage follower circuit is configured by feeding back to the gate of the OSFET Q2, and the internal step-down voltage VCL corresponding to the reference voltage VL is output. The resistor R and the capacitor C are a stabilizing smoothing circuit.

【0051】上記増幅回路は、信号RELによって間欠
的に動作させるようにするため、動作電流を形成するM
OSFETQ5のゲートには、信号RLEが供給され
る。また、出力MOSFETQ6のゲートとソース(電
源電圧VCC)との間には、Pチャンネル型のスイッチ
MOSFETQ7が設けられ、上記制御信号RLEが供
給される。これにより、信号RLEがロウレベルにされ
ると、Nチャンネル型MOSFETQ5がオフ状態にさ
れることにより、差動回路の増幅動作、言い換えるなら
ば、電流消費が停止させられる。信号RLEのロウレベ
ルに対応してPチャンネル型MOSFETQ7がオン状
態となって出力MOSFETQ6をオフ状態にさせるも
のである。
The amplifier circuit forms an operating current M in order to operate intermittently by the signal REL.
The signal RLE is supplied to the gate of the OSFET Q5. Further, a P-channel type switch MOSFET Q7 is provided between the gate and source (power supply voltage VCC) of the output MOSFET Q6, and the control signal RLE is supplied. As a result, when the signal RLE is set to low level, the N-channel MOSFET Q5 is turned off, so that the amplifying operation of the differential circuit, in other words, current consumption is stopped. In response to the low level of the signal RLE, the P-channel MOSFET Q7 is turned on and the output MOSFET Q6 is turned off.

【0052】図19には、リミッタ用基準電圧発生回路
の一実施例の回路図が示されている。この回路は、MO
SFETQ1〜Q3及びインバータ回路N1とN2から
なる起動回路と、MOSFETQ4〜Q7及び抵抗R
1,R2かならる定電流発生回路と、MOSFETQ8
〜Q11と抵抗R3,R4からなるVCC検出回路と、
MOSFETQ12〜Q17からなる定電圧発生回路か
ら構成される。この実施例では、データ保持モードのと
きに、前記のように内部降圧回路(リミッタ回路)の動
作を停止させることに対応して、リミッタ用基準電圧発
生回路も動作停止させるものである。このため、これら
の回路に供給される電源供給線にPチャンネル型MOS
FETQ18からなるパワースイッチを設け、それを制
御信号DRTによりスイッチ制御する。言いえるなら
ば、データ保持モードに入ると、信号DRTのハイレベ
ルによってPチャンネル型MOSFETQ18をオフ状
態にし、上記の各回路からなるリミッタ用基準電圧発生
回路に対する動作電圧VCCの供給を遮断させるもので
ある。
FIG. 19 shows a circuit diagram of an embodiment of the limiter reference voltage generating circuit. This circuit is MO
Start-up circuit composed of SFETs Q1 to Q3 and inverter circuits N1 and N2, MOSFETs Q4 to Q7 and resistor R
Constant current generating circuit consisting of 1, R2 and MOSFET Q8
A VCC detection circuit composed of Q11 and resistors R3 and R4;
It is composed of a constant voltage generating circuit including MOSFETs Q12 to Q17. In this embodiment, in the data holding mode, the limiter reference voltage generating circuit is also stopped in response to stopping the operation of the internal step-down circuit (limiter circuit) as described above. For this reason, the P-channel MOS is connected to the power supply line supplied to these circuits.
A power switch composed of the FET Q18 is provided, and the switch is controlled by the control signal DRT. In other words, when the data holding mode is entered, the P-channel MOSFET Q18 is turned off by the high level of the signal DRT to cut off the supply of the operating voltage VCC to the limiter reference voltage generating circuit composed of the above circuits. is there.

【0053】図20には、周辺回路用のリミッタ出力バ
ッファの一実施例の回路図が示されている。動作用のリ
ミッタ用バッファは、前記図18と同様な回路から構成
される。ただし、リミッタ出力バッファの動作が停止さ
せられたとき、周辺回路の動作電圧を確保するために動
作電圧VCCをそのまま内部回路に伝えるNチャンネル
型のスイッチMOSFETQ8が追加される。このスイ
ッチMOSFETQ8は、データ保持モードのときに発
生される制御信号DRTのハイレベルによってオン状態
となり、リミッタ出力バッファに代えて電源電圧VCC
をそのまま伝える。実際には、信号DRTがVCCのよ
うなハイレベルのときには、VCC−Vthのような電圧
が周辺回路の動作電圧として供給される。ここで、Vth
はMOSFETQ8のしきい値電圧である。
FIG. 20 shows a circuit diagram of an embodiment of the limiter output buffer for the peripheral circuit. The limiter buffer for operation is composed of a circuit similar to that shown in FIG. However, when the operation of the limiter output buffer is stopped, an N-channel type switch MOSFET Q8 that transmits the operating voltage VCC as it is to the internal circuit is added to secure the operating voltage of the peripheral circuits. The switch MOSFET Q8 is turned on by the high level of the control signal DRT generated in the data holding mode, and replaces the limiter output buffer with the power supply voltage VCC.
Tell as it is. Actually, when the signal DRT is at a high level such as VCC, a voltage such as VCC-Vth is supplied as the operating voltage of the peripheral circuit. Where Vth
Is the threshold voltage of MOSFET Q8.

【0054】周辺回路用のリミッタ出力バッファは、信
号HLEによって動作が制御される。データ保持モード
では、前記のように信号HLEが強制的にロウレベルに
固定されるので、動作用のリミッタ出力バッファはデー
タ保持モードの期間は一切動作しないようにされる。ま
た、待機用のリミッタ出力バッファも、上記同様な差動
回路と出力MOSFETから構成される。この待機用の
リミッタ出力バッファも、データ保持モードのときには
動作を停止させるようにするため、データ保持モードの
ときにロウレベルにされる信号DRTBを受けるPチャ
ンネル型MOSFETが新たに追加され、これらのMO
SFETのオン状態によって差動回路の出力は強制的に
電源電圧VCCのようなハイレベルにされる。これによ
り、待機用のリミッタ出力バッファも強制的に動作が停
止させられる。
The operation of the limiter output buffer for the peripheral circuit is controlled by the signal HLE. In the data holding mode, since the signal HLE is forcibly fixed to the low level as described above, the operation limiter output buffer is prevented from operating during the data holding mode. Further, the standby limiter output buffer also includes a differential circuit and an output MOSFET similar to the above. This standby limiter output buffer is also added with a P-channel MOSFET for receiving the signal DRTB which is set to the low level in the data holding mode in order to stop the operation in the data holding mode.
The output of the differential circuit is forcibly set to a high level like the power supply voltage VCC by the ON state of the SFET. As a result, the standby limiter output buffer is also forced to stop operating.

【0055】図21には、周辺回路用のリミッタ出力バ
ッファの他の一実施例の回路図が示されている。この実
施例では、動作用のリミッタ出力バッファに、Pチャン
ネル型からなるスイッチMOSFETQ8を設け、反転
の制御信号DRTBにより制御する。これにより、デー
タ保持モードのときには、上記信号DRTBのロウレベ
ルに応じてPチャンネル型MOSFETQ8がオン状態
となり、電源電圧VCCがそのまま周辺回路に伝えられ
る。
FIG. 21 is a circuit diagram showing another embodiment of the limiter output buffer for peripheral circuits. In this embodiment, the operation limiter output buffer is provided with a P-channel type switch MOSFET Q8, which is controlled by an inverted control signal DRTB. As a result, in the data holding mode, the P-channel MOSFET Q8 is turned on according to the low level of the signal DRTB, and the power supply voltage VCC is transmitted to the peripheral circuits as it is.

【0056】図22には、リミッタ制御方法を説明する
ための一実施例の動作タイミング図が示されている。周
辺回路の動作用リミッタ出力バッファは、通常動作モー
ドのときにはRASクロックのセット及びリセット、言
い換えるならば、ロウレベルへの立ち下がり時とハイレ
ベルへの立ち上がり時にそれぞれ1パルスが発生される
ので、センスアンプの動作タイミングに同期してその都
度活性化される。また、高速ページモードに対応するた
めアドレス信号の変化に対応したATDパルス及び書き
込み用のWYPパルスにも同期して活性化される。
FIG. 22 shows an operation timing chart of one embodiment for explaining the limiter control method. The limiter output buffer for operation of the peripheral circuit generates one pulse each at the time of setting and resetting the RAS clock in the normal operation mode, in other words, at the fall to the low level and the rise to the high level. Is activated each time in synchronization with the operation timing of. Further, in order to correspond to the high speed page mode, it is activated in synchronization with the ATD pulse corresponding to the change of the address signal and the WYP pulse for writing.

【0057】これに対して、データ保持モードに入る
と、基準電圧発生回路及び周辺回路の待機用のリミッタ
出力バッファを含むすべてのリミッタ出力バッファが停
止させられる。このようなリミッタ出力バッファの停止
に代え、外部電圧VCCがNチャンネル型MOSFET
又はPチャンネル型MOSFETのスイッチを介してそ
のまま供給される。この場合、内部電圧の供給源として
は非常に電源インピーダンスが高くなるため、電圧はあ
る程度不安定になるが、降圧回路での消費電流が零にな
るため、データ保持モードには向いている。このデータ
保持モードでは、チップ内部で発生させられる長い周期
でリフレッシュ動作のみを行うものであるため、上記の
ような電源インピーダンスが高くされることによる内部
電圧の変動がアクセス時間へ悪影響を与える等の心配は
ない。
On the other hand, when the data holding mode is entered, all the limiter output buffers including the reference voltage generating circuit and the standby limiter output buffers of the peripheral circuits are stopped. Instead of stopping the limiter output buffer as described above, the external voltage VCC is an N-channel MOSFET.
Alternatively, it is directly supplied through the switch of the P-channel type MOSFET. In this case, since the power source impedance becomes extremely high as a supply source of the internal voltage, the voltage becomes unstable to some extent, but the current consumption in the step-down circuit becomes zero, which is suitable for the data retention mode. In this data retention mode, since only the refresh operation is performed with a long cycle generated inside the chip, there is a concern that the fluctuation of the internal voltage due to the increase of the power supply impedance as described above may adversely affect the access time. There is no.

【0058】図23には、前記図16のスイッチ回路D
RSの一実施例の回路図が示されている。発振回路の出
力(Standby OSC)と制御信号(Data Retentio
n) はナンドゲート回路に入力される。このナンドゲー
ト回路の出力信号がカウンタ(Counter)やハーフプリ
チャージ電圧発生回路(Half VCC Generater) に
供給される。上記発振回路の出力(Standby OSC)
と制御信号(Data Retention) はノアドゲート回路に
入力される。このノアゲート回路の出力信号は、制御信
号(Data Retention) によってスイッチ制御されるC
MOSスイッチ回路を通して待機用昇圧回路(Standby
Booster) に供給される。
FIG. 23 shows the switch circuit D of FIG.
A circuit diagram of one embodiment of RS is shown. Oscillator output (Standby OSC) and control signal (Data Retentio)
n) is input to the NAND gate circuit. The output signal of the NAND gate circuit is supplied to a counter (Counter) and a half precharge voltage generation circuit (Half VCC Generator). Output of the above oscillation circuit (Standby OSC)
And the control signal (Data Retention) are input to the NOR gate circuit. The output signal of this NOR gate circuit is switch-controlled by a control signal (Data Retention) C
Standby booster circuit (Standby
Booster).

【0059】データ保持モードでは、制御信号(Data
Retention) はハイレベルにされる。これにより、CM
OSスイッチ回路がオフ状態となり出力がハイインピー
ダンス状態にされる。そして、ナンドゲート回路がゲー
トを開いて発振パルスをカウンタ回路及びハーフプリチ
ャージ回路に伝える。これにより、前記のような待機用
の昇圧回路やチャージポンプ回路は、カウンタ回路によ
り分周されたパルスにより動作させられて低消費電力モ
ードに入る。これに対して、通常モードでは、制御信号
(Data Retention) のロウレベルに応じて、ノアゲー
ト回路を通して発振パルスが出力されるとともに、CM
OSスイッチ回路がオン状態なって発振パルスが待機用
の昇圧回路等に入力される。このとき、ナンドゲート回
路の出力はハイレベルに固定され、カウンタ回路の動作
が停止させられるとともに、ハーフプリチャージ回路の
増幅回路が活性化される。
In the data holding mode, the control signal (Data
Retention) is set to high level. As a result, CM
The OS switch circuit is turned off and the output is set to a high impedance state. Then, the NAND gate circuit opens the gate to transmit the oscillation pulse to the counter circuit and the half precharge circuit. As a result, the standby booster circuit and the charge pump circuit as described above are operated by the pulse divided by the counter circuit to enter the low power consumption mode. On the other hand, in the normal mode, the oscillation pulse is output through the NOR gate circuit according to the low level of the control signal (Data Retention), and the CM
The OS switch circuit is turned on, and the oscillation pulse is input to the standby booster circuit or the like. At this time, the output of the NAND gate circuit is fixed to the high level, the operation of the counter circuit is stopped, and the amplification circuit of the half precharge circuit is activated.

【0060】図24には、ハーフプリチャージ電圧発生
回路HVCGの一実施例の回路図が示されている。この
回路は、キャパシタC1とC2からなる分圧回路によっ
て、VCL/2のような基準電圧を発生させる。この電
圧を受けるPチャンネル型MOSFETQ1とNチャン
ネル型MOSFETQ2からなる増幅回路に供給して電
力増幅するものである。この増幅回路は、入力と出力が
共通接続されることによって負帰還が行われている。デ
ータ保持モードでは、発振パルスによりスイッチMOS
FETQ3とQ4を設け、間欠的に動作させて直流電流
の低減させるものである。
FIG. 24 shows a circuit diagram of an embodiment of the half precharge voltage generation circuit HVCG. This circuit generates a reference voltage such as VCL / 2 by a voltage dividing circuit composed of capacitors C1 and C2. This voltage is supplied to an amplifier circuit composed of a P-channel type MOSFET Q1 and an N-channel type MOSFET Q2 for power amplification. In this amplifier circuit, negative feedback is performed by connecting the input and output in common. In data retention mode, switch MOS is activated by oscillation pulse
The FETs Q3 and Q4 are provided and are operated intermittently to reduce the direct current.

【0061】この実施例では、データ保持モードでは、
上記増幅回路の間欠的な動作を行うためにスイッチ回路
DRS通して発振回路OSCの発振パルスがスイッチM
OSFETQ3とQ4のゲートに供給される。上記スイ
ッチ回路DRSは、制御信号DRTによって制御され、
データ保持モードのときには、信号DRTのハイレベル
により、前記のように発振パルスを供給し、通常モード
ではハイレベルを出力させるものである。
In this embodiment, in the data holding mode,
In order to perform the intermittent operation of the amplifier circuit, the oscillation pulse of the oscillation circuit OSC is transmitted through the switch circuit DRS to the switch M.
It is supplied to the gates of OSFETs Q3 and Q4. The switch circuit DRS is controlled by the control signal DRT,
In the data holding mode, the oscillation pulse is supplied as described above by the high level of the signal DRT, and the high level is output in the normal mode.

【0062】上記の実施例から得られる作用効果は、下
記の通りである。すなわち、 (1) アドレスストローブ信号と他の制御信号との組
み合わせにより特殊モードの設定を行ことにより、効率
的でかつ確実安定な低消費電力モードを含む特殊モード
の設定が可能となるという効果返られる。 (2) DRAMに設けられる特殊モードとしてデータ
保持動作に悪影響を及ぼさない内部回路の動作を停止さ
せて低消費電力とするデータ保持モードを付加すること
により、スタティック型RAMのようなハッテリーバッ
クアップによるメモリの不揮発化や電池駆動されるデー
タ処理装置等のようにDRAMの用途の一層の拡大を図
ることができるという効果が得られる。 (3) 上記特殊モードの解除方法として、ダミーのC
BRリフレッシュを用いることにより、記憶データを破
壊する等の悪影響を考慮することなく内部回路を通常状
態に初期化することができるという効果が得られる。
The functions and effects obtained from the above-mentioned embodiment are as follows. That is, (1) By setting the special mode by combining the address strobe signal and other control signals, it is possible to set the special mode including the efficient and reliable stable low power consumption mode. Be done. (2) As a special mode provided in the DRAM, by adding a data retention mode for reducing the power consumption by stopping the operation of the internal circuit that does not adversely affect the data retention operation, a hatchery backup such as a static RAM is provided. It is possible to obtain the effect that the applications of DRAM such as non-volatile memory and battery-powered data processing device can be further expanded. (3) As a method of releasing the special mode, a dummy C
By using the BR refresh, the effect that the internal circuit can be initialized to the normal state without considering the adverse effects such as the destruction of the stored data is obtained.

【0063】以上本発明者よりなされた発明を実施例に
基づき具体的に説明したが、本願発明は前記実施例に限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種
々変更可能であることはいうまでもない。例えば、デー
タ保持モードにおける内部回路の非活性化は、DRAM
の内部構成に応じて種々の実施形態を採ることができる
ものである。また、特殊モードは、データ保持モードに
加えて複数種類とするものであってもよい。DRAM全
体のレイアウトは、前記図25に示したような構成の
他、メモリのマット構成及びその周辺回路の配置は種々
の実施形態を採ることができる。この発明は、ダイナミ
ック型RAMに広く利用できるものである。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the invention of the present application is not limited to the embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say. For example, deactivating the internal circuit in the data retention mode is
Various embodiments can be adopted according to the internal configuration of the. Further, the special mode may be a plurality of types in addition to the data holding mode. As for the layout of the entire DRAM, in addition to the structure shown in FIG. 25, various embodiments can be adopted for the mat structure of the memory and the arrangement of its peripheral circuits. The present invention can be widely used for dynamic RAM.

【0064】[0064]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、アドレスストローブ信号と
他の制御信号との組み合わせにより特殊モードの設定を
行ことにより、効率的でかつ確実安定な低消費電力モー
ドを含む特殊モードの設定が可能となり、そのモードの
解除方法として、ダミーのCBRリフレッシュを用いる
ことにより、記憶データを破壊する等の悪影響を考慮す
ることなく内部回路を通常状態に初期化することができ
る。
The effects obtained by the typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. In other words, by setting the special mode by combining the address strobe signal and other control signals, it is possible to set the special mode including the low power consumption mode which is efficient and reliable and stable. By using the dummy CBR refresh, the internal circuit can be initialized to the normal state without considering the adverse effects such as the destruction of the stored data.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明に係るダイナミック型RAMの一実施
例を示す機能ブロック図である。
FIG. 1 is a functional block diagram showing an embodiment of a dynamic RAM according to the present invention.

【図2】この発明に係るデータ保持モードを設定するた
めの一実施例を示す動作タイミング図である。
FIG. 2 is an operation timing chart showing an embodiment for setting a data holding mode according to the present invention.

【図3】この発明に係るデータ保持モードを設定するた
めの他の一実施例を示す動作タイミング図である。
FIG. 3 is an operation timing chart showing another embodiment for setting the data holding mode according to the present invention.

【図4】この発明に係るデータ保持モードを設定するた
めの他の一実施例を示す動作タイミング図である。
FIG. 4 is an operation timing chart showing another embodiment for setting the data holding mode according to the present invention.

【図5】この発明に係るデータ保持モードを設定するた
めの他の一実施例を示す動作タイミング図である。
FIG. 5 is an operation timing chart showing another embodiment for setting the data holding mode according to the present invention.

【図6】この発明に係るデータ保持モードを設定するた
めの他の一実施例を示す動作タイミング図である。
FIG. 6 is an operation timing chart showing another embodiment for setting the data holding mode according to the present invention.

【図7】この発明に係るデータ保持モードを設定するた
めの他の一実施例を示す動作タイミング図である。
FIG. 7 is an operation timing chart showing another embodiment for setting the data holding mode according to the present invention.

【図8】この発明に係るデータ保持モードを設定するた
めの他の一実施例を示す動作タイミング図である。
FIG. 8 is an operation timing chart showing another embodiment for setting the data holding mode according to the present invention.

【図9】この発明に係るデータ保持モードを設定するた
めの他の一実施例を示す動作タイミング図である。
FIG. 9 is an operation timing chart showing another embodiment for setting the data holding mode according to the present invention.

【図10】この発明に係るデータ保持モードを設定する
ための他の一実施例を示す動作タイミング図である。
FIG. 10 is an operation timing chart showing another embodiment for setting the data holding mode according to the present invention.

【図11】この発明に係るデータ保持モードを設定する
ための更に他の一実施例を示す動作タイミング図であ
る。
FIG. 11 is an operation timing chart showing still another embodiment for setting the data holding mode according to the present invention.

【図12】この発明が適用されるDRAMのうちデータ
保持モードに関連する一実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 12 is a block diagram showing an embodiment related to a data holding mode in a DRAM to which the present invention is applied.

【図13】この発明が適用されるDRAMのうちマット
選択信号発生回路の一実施例の制御例を説明するための
ブロック図である。
FIG. 13 is a block diagram for explaining a control example of an embodiment of a mat select signal generation circuit in a DRAM to which the present invention is applied.

【図14】マット選択信号発生回路の一実施例を示す論
理図である。
FIG. 14 is a logic diagram showing an embodiment of a mat selection signal generation circuit.

【図15】この発明が適用されるDRAMのうちリフレ
ッシュ周期を延長させるtref延長制御回路の一実施
例を示すブロック図である。
FIG. 15 is a block diagram showing an embodiment of a tref extension control circuit for extending a refresh cycle in a DRAM to which the present invention is applied.

【図16】この発明が適用されるDRAMのうちデータ
保持モードのときに動作が制限される残りの他の回路の
一実施例を示すブロック図である。
FIG. 16 is a block diagram showing an embodiment of the remaining other circuit of which operation is restricted in the data holding mode in the DRAM to which the present invention is applied.

【図17】データ保持モード判定回路に含まれるリミッ
タ制御回路の一実施例を示す回路図である。
FIG. 17 is a circuit diagram showing an example of a limiter control circuit included in the data holding mode determination circuit.

【図18】メモリアレイ用のリミッタ出力バッファの一
実施例を示す回路図である。
FIG. 18 is a circuit diagram showing an embodiment of a limiter output buffer for a memory array.

【図19】リミッタ用基準電圧発生回路の一実施例を示
す回路図である。
FIG. 19 is a circuit diagram showing one embodiment of a limiter reference voltage generating circuit.

【図20】周辺回路用のリミッタ出力バッファの一実施
例を示す回路図である。
FIG. 20 is a circuit diagram showing an embodiment of a limiter output buffer for peripheral circuits.

【図21】周辺回路用のリミッタ出力バッファの他の一
実施例を示す回路図である。
FIG. 21 is a circuit diagram showing another embodiment of the limiter output buffer for peripheral circuits.

【図22】リミッタ制御方法を説明するための一実施例
を示す動作タイミング図である。
FIG. 22 is an operation timing chart showing an embodiment for explaining the limiter control method.

【図23】図16のスイッチ回路DRSの一実施例を示
す回路図である。
23 is a circuit diagram showing an embodiment of the switch circuit DRS of FIG.

【図24】図16のハーフプリチャージ電圧発生回路H
VCGの一実施例を示す回路図である。
FIG. 24 is a half precharge voltage generation circuit H of FIG.
It is a circuit diagram which shows one Example of VCG.

【図25】この発明が適用されるダイナミック型RAM
の一実施例を示すブロック図である。
FIG. 25 is a dynamic RAM to which the present invention is applied.
It is a block diagram which shows one Example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

MAT0〜MAT3…メモリマット、OSC,OSC1
〜OSC4…発振回路、RCB,CCB…入力バッフ
ァ、AB…アドレスバッファ、BOOT1〜BOOT4
…昇圧回路、CB1,CB2…ブートストラップ容量、
OB…出力バッファ、VS1〜VS3…電圧検出回路、
COUNT…カウンタ回路、DRS…スイッチ回路、H
VCG…ハーフプリチャージ電圧発生回路、MARY…
メモリアレイ、ASBP,SSBP…チャージポンプ回
路、SUB…基板、G1〜G5…ゲート回路、N1〜N
5…インバータ回路、DLY…遅延回路、Q1〜Q18
…MOSFET、R,R1〜R4…抵抗、C,C1,C
2…キャパシタ、1…メモリマット、2…センスアン
プ、3…Xデコーダ、4…マット制御信号発生回路、5
…Y選択回路、6 …ワードクリア回路、7…メインアン
プ、8…内部降圧回路(センスアンプ用)、9A〜9C
…入力パッドエリア、10…X系回路と、11…RAS
系制御信号回路、12…WE系信号制御回路、13…Y
系回路、14…CAS系制御信号回路、15…テスト回
路、16…基準電圧発生回路、17…内部降圧回路、1
8…基板電圧発生回路、19…データ出力バッファ回
路、20…データ入力バッファ回路、21…昇圧電圧発
生回路。
MAT0 to MAT3 ... Memory mat, OSC, OSC1
OSC4 ... Oscillation circuit, RCB, CCB ... Input buffer, AB ... Address buffer, BOOT1 to BOOT4
... Booster circuit, CB1, CB2 ... Bootstrap capacitance,
OB ... Output buffer, VS1 to VS3 ... Voltage detection circuit,
COUNT ... Counter circuit, DRS ... Switch circuit, H
VCG ... Half precharge voltage generation circuit, MARY ...
Memory array, ASBP, SSBP ... Charge pump circuit, SUB ... Substrate, G1 to G5 ... Gate circuit, N1 to N
5 ... Inverter circuit, DLY ... Delay circuit, Q1-Q18
... MOSFET, R, R1 to R4 ... Resistance, C, C1, C
2 ... Capacitor, 1 ... Memory mat, 2 ... Sense amplifier, 3 ... X decoder, 4 ... Mat control signal generation circuit, 5
... Y selection circuit, 6 ... Word clear circuit, 7 ... Main amplifier, 8 ... Internal step-down circuit (for sense amplifier), 9A to 9C
... input pad area, 10 ... X system circuit, 11 ... RAS
System control signal circuit, 12 ... WE system signal control circuit, 13 ... Y
System circuit, 14 ... CAS system control signal circuit, 15 ... Test circuit, 16 ... Reference voltage generation circuit, 17 ... Internal step-down circuit, 1
8 ... Substrate voltage generation circuit, 19 ... Data output buffer circuit, 20 ... Data input buffer circuit, 21 ... Boosted voltage generation circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 27/108 8728−4M H01L 27/10 325 V (72)発明者 伊藤 豊 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 伊藤 和弥 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 荒川 亘 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 岩井 秀俊 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 作田 俊之 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Reference number within the agency FI Technical indication location H01L 27/108 8728-4M H01L 27/10 325 V (72) Inventor Yutaka Ito Imai, Ome, Tokyo 2326 Address Hitachi, Ltd. Device Development Center (72) Inventor Kazuya Ito 2326 Imai, Ome City, Tokyo Hitachi Ltd. Device Development Center (72) Inventor Wataru Arakawa 2326 Imai, Ome City, Tokyo Hitachi Ltd. Device Development Center (72) Inventor Hidetoshi Iwai 2326 Imai, Ome City, Tokyo Hitachi, Ltd. Device Development Center (72) Inventor Toshiyuki Sakuda 2326 Imai, Ome City, Tokyo Hitachi, Ltd. Device Development Center

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ロウ系のアドレス信号とカラム系のアド
レス信号を多重化して入力するためのアドレスストロー
ブ信号のうち、ロウアドレスストローブ信号のみをロウ
レベルにしてリフレッシュモード以外の特殊モードの設
定に用いることを特徴とするダイナミック型RAMの特
殊モード制御方法。
1. Among address strobe signals for multiplexing and inputting a row address signal and a column address signal, only the row address strobe signal is set to a low level and used for setting a special mode other than the refresh mode. And a special mode control method for a dynamic RAM.
【請求項2】 ロウ系のアドレス信号とカラム系のアド
レス信号を多重化して入力するためのアドレスストロー
ブ信号と書き込み制御信号とを用い、ロウアドレススト
ローブ信号に先立ってカラムアドレスストローブ信号と
書き込み制御信号をアクティブレベルにする第1モード
と、この第1モードの状態からカラムアドレスストロー
ブ信号をリセットさせた後に再びアクティブレベルとし
て特殊モードの設定を行うことを特徴とするダイナミッ
ク型RAMの特殊モード制御方法。
2. A column address strobe signal and a write control signal are used prior to the row address strobe signal by using an address strobe signal and a write control signal for multiplexing and inputting a row address signal and a column address signal. Is set to the active level, and the special mode control method of the dynamic RAM is characterized by resetting the column address strobe signal from the state of the first mode and then setting the special mode as the active level again.
【請求項3】 ロウ系のアドレス信号とカラム系のアド
レス信号を多重化して入力するためのアドレスストロー
ブ信号、書き込み制御信号及びアドレス信号とを用い、
ロウアドレスストローブ信号に先立ってカラムアドレス
ストローブ信号と書き込み制御信号をアクティブレベル
にしておいてロウアドレスストローブ信号をアクティブ
レベルにしたタイミングでアドレス信号を取り込むこと
により特殊モードの設定を行うことを特徴とするダイナ
ミック型RAMの特殊モード制御方法。
3. An address strobe signal, a write control signal, and an address signal for multiplexing and inputting a row address signal and a column address signal are used,
The special mode is set by setting the column address strobe signal and the write control signal to the active level prior to the row address strobe signal and fetching the address signal at the timing when the row address strobe signal is set to the active level. A special mode control method for a dynamic RAM.
【請求項4】 ロウ系のアドレス信号とカラム系のアド
レス信号を多重化して入力するためのアドレスストロー
ブ信号と書き込み制御信号及び出力制御信号とを用い、
ロウアドレスストローブ信号に先立ってカラムアドレス
ストローブ信号、書き込み制御信号及び出力制御信号と
をアクティブレベルにして特殊モードの設定を行うこと
を特徴とするダイナミック型RAMの特殊モード制御方
法。
4. An address strobe signal for multiplexing and inputting a row address signal and a column address signal, a write control signal and an output control signal are used,
A special mode control method for a dynamic RAM characterized in that a special mode is set by setting a column address strobe signal, a write control signal and an output control signal to an active level prior to a row address strobe signal.
【請求項5】 ロウ系のアドレス信号とカラム系のアド
レス信号を多重化して入力するためのアドレスストロー
ブ信号と他の動作制御信号とを用い、ロウアドレススト
ローブ信号に先立ってカラムアドレスストローブ信号を
アクティブレベルにする第1モードと、ロウアドレスス
トローブ信号をリセットさせるタイミングにおけるカラ
ムアドレスストローブ信号と他の動作制御信号との組み
合わせより特殊モードの設定を行うことを特徴とするダ
イナミック型RAMの特殊モード制御方法。
5. A column address strobe signal is activated prior to the row address strobe signal by using an address strobe signal for multiplexing and inputting a row address signal and a column address signal and another operation control signal. A special mode control method for a dynamic RAM, characterized in that the special mode is set by a combination of a first mode for setting a level and a column address strobe signal and another operation control signal at a timing of resetting a row address strobe signal. .
【請求項6】 書き込み/読み出しモード及びリフレッ
シュモードが終了した時点から動作を開始するタイマー
回路を用い、このタイマー回路を書き込み/読み出しモ
ード又はリフレッシュモードの毎にリセットさせるとと
もに、上記タイマー回路によるオーバータイム出力によ
り自動的に特殊モードを設定することを特徴とするダイ
ナミック型RAMの特殊モード制御方法。
6. A timer circuit that starts operation from the end of the write / read mode and the refresh mode is used, and the timer circuit is reset each time the write / read mode or the refresh mode is performed. A special mode control method for a dynamic RAM, which is characterized by automatically setting a special mode by output.
【請求項7】 書き込み/読み出しモード及びリフレッ
シュモードが終了した時点から動作を開始するタイマー
回路を用い、このタイマー回路を書き込み/読み出しモ
ード又はリフレッシュモードの毎にリセットさせるとと
もに、上記タイマー回路によるオーバータイム出力と制
御信号との組み合わせにより特殊モードを設定を選択的
に行うことを特徴とするダイナミック型RAMの特殊モ
ード制御方法。
7. A timer circuit that starts operation from the end of the write / read mode and the refresh mode is used, the timer circuit is reset every write / read mode or refresh mode, and the overtime by the timer circuit is increased. A special mode control method for a dynamic RAM, wherein a special mode is selectively set by a combination of an output and a control signal.
【請求項8】 上記特殊モードは、ダイナミック型RA
Mの各回路が情報保持動作のみを考慮して活性化される
低消費電力モードであることを特徴とする請求項1、請
求項2、請求項3、請求項4、請求項5、請求項6又は
請求項7のダイナミック型RAMの特殊モード制御方
法。
8. The special mode is dynamic RA
6. The low power consumption mode in which each circuit of M is activated in consideration of only the information holding operation, claim 1, claim 2, claim 3, claim 4, claim 5, claim 5. 6. The special mode control method for a dynamic RAM according to claim 6 or 7.
【請求項9】 上記特殊モードは、ダミー動作としてリ
フレッシュ動作を行うことにより解除されるものである
ことを特徴とする請求項1、請求項2、請求項3、請求
項4、請求項5、請求項6又は請求項7のダイナミック
型RAMの特殊モード制御方法。
9. The special mode is released by performing a refresh operation as a dummy operation, claim 1, claim 2, claim 3, claim 4, claim 5, claim 5. A special mode control method for a dynamic RAM according to claim 6 or 7.
【請求項10】 上記ダミー動作としてリフレッシュ動
作は、ロウ系のアドレス信号とカラム系のアドレス信号
を多重化して入力するためのアドレスストローブ信号を
用い、ロウアドレスストローブ信号に先立ってカラムア
ドレスストローブ信号をアクティブレベルにすることに
より行われるものであることを特徴とする請求項9のダ
イナミック型RAMの特殊モード制御方法。
10. As the dummy operation, the refresh operation uses an address strobe signal for multiplexing and inputting a row address signal and a column address signal, and the column address strobe signal is supplied prior to the row address strobe signal. 10. The special mode control method for the dynamic RAM according to claim 9, wherein the special mode control is performed by setting the active level.
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