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JPS60202596A - semiconductor storage device - Google Patents

semiconductor storage device

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Publication number
JPS60202596A
JPS60202596A JP59058269A JP5826984A JPS60202596A JP S60202596 A JPS60202596 A JP S60202596A JP 59058269 A JP59058269 A JP 59058269A JP 5826984 A JP5826984 A JP 5826984A JP S60202596 A JPS60202596 A JP S60202596A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
data line
switch
memory cell
memory
line
Prior art date
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Granted
Application number
JP59058269A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0743925B2 (en
Inventor
Katsutaka Kimura
木村 勝高
Yoshiki Kawajiri
良樹 川尻
Jun Eto
潤 衛藤
Ryoichi Hori
堀 陵一
Kiyoo Ito
清男 伊藤
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 JP59058269A priority Critical patent/JPH0743925B2/en
Publication of JPS60202596A publication Critical patent/JPS60202596A/en
Publication of JPH0743925B2 publication Critical patent/JPH0743925B2/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/34Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は半導体記憶装置に係り、特に高集積でかつ低消
費電力化に適したメモリアレー構成法に関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a semiconductor memory device, and particularly to a memory array configuration method suitable for high integration and low power consumption.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

今後半導体記憶装置が高集積・大容量化されるにつれて
、低消費電力化を十分考慮した設計がますます′N喪に
なる。
As semiconductor memory devices become more highly integrated and have larger capacities in the future, it will become increasingly difficult to design them with sufficient consideration given to lower power consumption.

第1図は従来の半導体記憶装置の構成を示すものである
。メモリセルMeFiワード線W0〜W、とデータ線り
。−D3の交点にマトリクス状に配置される。この構成
において読み出し動作は以下のようにして行なわれる。
FIG. 1 shows the configuration of a conventional semiconductor memory device. Memory cells MeFi word lines W0 to W and data lines. - They are arranged in a matrix at the intersection of D3. In this configuration, the read operation is performed as follows.

外部からのアドレス信号Pt o ”” A sが入力
されると、Xデコーダ(XDEC)が定まる。この結果
、たとえばワード*Wsが選尺されると、Xドライバ(
XDRV)によりワード11Wsに選択パルスが出力さ
れ、これに接続されるメモリセルから各データ線D0〜
D、に読み出し信号があられれる。一方Yデコーダ(Y
DEC)によりデータ線り。が選択されているとすると
、D。
When an external address signal Pt o "" A s is input, an X decoder (XDEC) is determined. As a result, for example, when word *Ws is selected, the X driver (
XDRV) outputs a selection pulse to word 11Ws, and each data line D0~ is output from the memory cell connected to this.
A readout signal is applied to D. On the other hand, the Y decoder (Y
Data line by DEC). Suppose that D is selected.

に読み出された信号はスイッチY G oを通って工1
0線に出力されデータ出力り。1t となって外部に出
力される。書き込みは、書き込み制御信号WEによって
データ人力DtmがI10線、スイッチYGO、データ
HDoに送られ、選択されているワード線W、との交点
に接続されているメモリセルMCにデータが書き込まれ
る。ここでクロックφによってタイミング発生回路TM
GI、TMG2から各種内部タイミングが発生し、各種
回路動作が制御される。また同図において、ARはメモ
リアレーk、CHIPはチップ全体を示している。
The signal read out passes through the switch Y
It is output to the 0 line and the data is output. 1t and is output to the outside. In writing, the data input Dtm is sent to the I10 line, the switch YGO, and the data HDo by the write control signal WE, and data is written into the memory cell MC connected to the intersection with the selected word line W. Here, timing generation circuit TM is generated by clock φ.
Various internal timings are generated from GI and TMG2, and various circuit operations are controlled. Further, in the figure, AR indicates a memory array k, and CHIP indicates the entire chip.

さて第1図に示した従来の構成では、データの受け渡し
をするスイッチYGを距離的に近いワード線(例えばW
8 )に接続されたメモリセルの読み出しあるいは書き
込み動作にも、データ線全体すなわちスイッチYGとの
接続点から最遠端までが関与し、メモリ動作に伴いデー
タ線全体が充放電されるため、消費電力の低減という観
点から問題があった。
Now, in the conventional configuration shown in FIG.
8) The entire data line, from the connection point with the switch YG to the farthest end, is also involved in the read or write operation of the memory cell connected to the memory cell, and the entire data line is charged and discharged as the memory operates, resulting in lower power consumption. There was a problem from the viewpoint of reducing power consumption.

〔発明の目的〕 本発明の目的は、上記従来のメモリアノ−構成に改良を
施し、消費電力の低減が可能なメモリアレー構成を提供
することにある。
[Object of the Invention] An object of the present invention is to provide a memory array structure that improves the conventional memory array structure described above and can reduce power consumption.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

上記目的を達成するための本発明は、データ線をスイッ
チにより複数の部分に分割し、選択されたメモリセルの
アクセスパスを形成しないデータ線部分をこのスイッチ
の開閉により、アクセスパスから分離し、消費電力の低
減を可能とするものである。
To achieve the above object, the present invention divides a data line into a plurality of parts using a switch, and separates the data line part that does not form the access path of a selected memory cell from the access path by opening and closing the switch. This makes it possible to reduce power consumption.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下本発明を実施例により詳しく説明する。 The present invention will be explained in detail below with reference to Examples.

第2図は本発明の一実施例を示したもので、第1図で示
した従来の構成のうちメモリアノ一部に対応する。本実
施例では、データatスイッチSWにより2分割し、分
割されたデータ線のうちI10線との接続スイッチYG
からみて1番目のデータ#部分(Dot 、 Dot 
−Dt、Ds+ )に接続されているメモリセルが選択
された場合、スイッチSWをOFF状態とし、2番目の
データ憩部分(Do。、Dl。、D、。、D、。)を前
記1番目のデータ線部分(Dolls DII+ I)
HI I)81 )より切り離す。一方2番目のデータ
線部分に接続されているメモリセルが選択された場合、
スイ゛ツチswはON状態とし、スイッチSW及びYG
%−通して選択メモリセルとI10線との接続を行なう
。本実施例によれば、スイッチYGからみて1番目のデ
ータ侮部分に接続されているメモリセ夛が選択されると
、メモリ動作時に充放電されるデータ線容量が、スイッ
チ8W’kOFF状態にして切り離したデータ巌部分(
Doo、 D+o、 Dao、 Dao)の分だけ減少
し、その分消費電力を低減することができる。すなわち
第2図で示したようにスイッチSWでデータ線を2等分
割した場合、ワード線W、も”しくはW、が選択された
時、データ線容量は第1図で示した従来例に比べ半分に
、ワードmWo7もしくはW、が選択された時は従来例
と等しく、その結果データ線の充放電に伴う平均消費′
電のを従来例に比べ、3/4倍にすることができる。な
お第2図においては、スイッチSWを1個設けて、デー
タ線を2等分割した場合を示したが、スイッチf n−
1個設け、データ線′t−n分割(等分割である必要は
ない)してもよく、その場合分割したデータ線のうちス
イッチYGからみてm番目のデータ線部分にあるメモリ
セルを選択する時は、同様にスイッチYGからみてm−
1査目までのスイッチ8W’kON状態とし、m番目の
スイッチヲOFF状態にすればよい。これにより、平均
消費電1≦n≦(1本のデータ線に接続されているメモ
リセルの数)である。
FIG. 2 shows an embodiment of the present invention, which corresponds to a part of the memoriano of the conventional configuration shown in FIG. In this embodiment, the data line is divided into two by the data at switch SW, and the connection switch YG to the I10 line among the divided data lines is
The first data # part (Dot, Dot
-Dt, Ds+) is selected, the switch SW is turned OFF, and the second data diverter (Do., Dl., D, ., D, .) is selected. Data line part (Dolls DII+I)
Separate from HI I)81). On the other hand, if the memory cell connected to the second data line is selected,
The switch SW is in the ON state, and the switch SW and YG
%- through which the selected memory cell and I10 line are connected. According to this embodiment, when the memory device connected to the first data input section as viewed from the switch YG is selected, the data line capacitance that is charged and discharged during memory operation is cut off by turning the switch 8W'k OFF. Data section (
Doo, D+o, Dao, Dao), and the power consumption can be reduced accordingly. In other words, when the data line is divided into two parts by the switch SW as shown in FIG. Compared to this, when word mWo7 or W is selected, it is equal to the conventional example, and as a result, the average consumption due to charging and discharging of the data line '
The power consumption can be increased by 3/4 times compared to the conventional example. Although FIG. 2 shows the case where one switch SW is provided and the data line is equally divided into two, the switch f n−
One data line may be provided, and the data line 't-n may be divided (it does not have to be equally divided). In that case, the memory cell located in the m-th data line portion as seen from the switch YG among the divided data lines is selected. Similarly, the time is m- as seen from switch YG.
The switches 8W'k up to the first scan should be in the ON state, and the m-th switch should be in the OFF state. Accordingly, average power consumption 1≦n≦(number of memory cells connected to one data line).

第3図は本発明の他の実施例を示したもので、メモリア
V−に等分割し、分割したメモリアレー(A Ra 、
 A Rb )においてそれぞれメモリセルを動作させ
る場合に、本発明を適用した例である。
FIG. 3 shows another embodiment of the present invention, in which the memory array is equally divided into memoria V- and the divided memory arrays (A Ra,
This is an example in which the present invention is applied to the case where memory cells are operated in A Rb ).

同図に示したようにもメモリアレーにおいてデータ#は
スイッチSW、及び8Wbにより分割された構成となっ
ている。このような構成において、一方のメモリアレー
(例えばAR,)のI10線との接続スイッチ(YG、
)からみて2番目のデータ線部分(D、。)に接続され
ているメモリセルを動作させる時、他方のメモリアレー
(ARb)においては1番目のデータ線部分(Db+)
に接続されているメモリセルを動作させる。この場合前
者のメモリアレー< ’A Ra )にあるデータ線を
分割しているスイッチ(SW、)はON状態とし、後者
のメモリアレーのスイッチ(SWb)はOFF状態とす
る。本実施例によれば、常にどちらかのメモリアV−に
おいてデータ線部分(D、。もしくはDbn)が切り離
されているため、データ線全体を充放電させる従来法に
比べ、消費電力を3/4倍に低減できる。また第2図で
示した実施例では、平均消費′電力が低減できるのに比
べ、本実施例では任意のメモリセルが選択されても消費
電力金常に従来法の3/4倍にできる。なお第3図にお
いて各メモリアレーのデータ?fIijハスイッチによ
り等分割すなわち分割されたデータ線の各部分に接続さ
れているメモリセルの数が等しい時、任意のメモリセル
が選択されても常に消費電力を従来法31374倍にで
きる。
As shown in the figure, data # is divided by switch SW and 8Wb in the memory array. In such a configuration, a connection switch (YG,
), when operating the memory cell connected to the second data line portion (D, .), the first data line portion (Db+) in the other memory array (ARb) is operated.
operate the memory cells connected to it. In this case, the switch (SW, ) dividing the data line in the former memory array <'A Ra ) is set to ON state, and the switch (SWb) of the latter memory array is set to OFF state. According to this embodiment, since the data line portion (D, or Dbn) is always disconnected in either memoria V-, the power consumption is reduced by 3/4 compared to the conventional method of charging and discharging the entire data line. It can be reduced by 2 times. Further, in the embodiment shown in FIG. 2, the average power consumption can be reduced, but in this embodiment, even if an arbitrary memory cell is selected, the power consumption can always be 3/4 times that of the conventional method. In addition, in Fig. 3, the data of each memory array? When the number of memory cells connected to each part of the data line divided equally by the fIij switch is equal, the power consumption can always be increased by 31374 times compared to the conventional method even if any memory cell is selected.

第4図は本発明の他の実施例で、第3図で示したデータ
線の分割をさらに行ない、1本のデータ線を4等分にし
た場合を示したもので、選択ワード線を分割している各
スイッチの状態との関係は第1表に示す。
FIG. 4 shows another embodiment of the present invention, in which the data line shown in FIG. 3 is further divided into four equal parts, and the selected word line is divided into four parts. Table 1 shows the relationship between the states of each switch.

空欄はON、OFFどちらでもよい 本 施例によれば、表に示したいずれのケースについて
も、消費電力を従来法に比べ5/8倍に低減できる。同
様にしてデータ線をスイッチによってn等分に分割した
場合、一方のメモリアレーにおいてI10線との接続ス
イッチからみてm番目のデータm部分に接続されている
メモリセルと、他方のメモリアV−において(n+1−
m)e目のデータ線部分に接続されているメモリセルと
を動作させれはよい。また前者のメモリアV−のm番目
のスイッチと、後者のメモリアレーの(n+1−m)番
目のスイッチ’t−0FF状態にし、これらのスイッチ
よりI10線との接続スイッチ側にあるスイッチを両メ
モリアV−ともON状態にする。これにより消費゛電力
は従来法に比べ、常にとり倍に低減できる。
Blank columns can be either ON or OFF. According to this embodiment, power consumption can be reduced by 5/8 times compared to the conventional method in any case shown in the table. Similarly, if the data line is divided into n equal parts by a switch, the memory cell connected to the m-th data m part in one memory array as seen from the connection switch with the I10 line, and the memory cell connected to the m-th data m part in the other memory array V-. (n+1-
m) It is possible to operate the memory cell connected to the e-th data line portion. Also, set the m-th switch of the former memory array V- and the (n+1-m)-th switch of the latter memory array to the 't-0FF state, and connect the switch on the connection switch side to the I10 line from these switches to both memory arrays. Turn both V- and ON. As a result, power consumption can always be reduced by a factor of two compared to conventional methods.

n 以上いくつかの実施例を用いて本発明の概念を示してき
たが、以下ではより具体的に本発明を説明するために、
nチャンネルMO8)ランジスタで構成した1トランジ
スタMOSメモリを例にした実施例を示す。
n Although the concept of the present invention has been shown above using several examples, below, in order to explain the present invention more specifically,
An embodiment using a one-transistor MOS memory configured with n-channel MO8) transistors will be described.

第5図にデータ対線り、Dが近接してレイアウトされて
いるメモリセル(folded bitlinearr
angementあるいは2交点セルと称す)を用いた
第2図の具体例であり、第6図は第5図のさらに詳細な
具体例を示す。すなわち第5図は、データ対#をスイッ
チswによりD Io 、 D t oとり、、。
FIG. 5 shows memory cells (folded bitlinearr) in which data pairs D are laid out close together.
FIG. 6 shows a more detailed example of FIG. 5. That is, in FIG. 5, the data pair # is taken as D Io and D to by the switch sw.

■ (同図においてi=0〜n)に分割した例を示す。(2) An example of division into (i=0 to n in the figure) is shown.

この構成において、分割されたデータ線部分D1゜ある
いはDIGに接続されているメモリセルが選択された場
合、Xデコーダ(XDEC)によりスイッチ8VION
状態とし、メモリセルからの読み出し信号電圧を差動増
幅回路SAKより増幅し、この増幅された信号はXデコ
ーダ(YDEC)で制御される信号線YCによってI1
0線への読み出しが制御される。書き込み動作も同様に
、チップ外部からのデータ入力は、I10線、YG。
In this configuration, when a memory cell connected to the divided data line portion D1° or DIG is selected, the X decoder (XDEC) turns on the switch 8VION.
state, the read signal voltage from the memory cell is amplified by the differential amplifier circuit SAK, and this amplified signal is input to I1 by the signal line YC controlled by the X decoder (YDEC).
Readout to the 0 line is controlled. Similarly for write operation, data input from outside the chip is I10 line, YG.

D++(あるいは江〒)、8Wを通して選択されたメモ
リセルに書き込まれる。一方、データIvi!部分DI
IあるいFiI)ttに接続されているメモリセルが選
択された場合、XDECにより5Wt−OFF状態とし
、Dto 、 Dto ’r切り離し、メモリ動作を行
なう。この動作を第6図、第7図を用いてさらに詳細に
説明する。まずプリチャージ信号φP及びデータm部分
割するスイッチ5Wt−制御する信号φa’tいずれも
高いレベル(V+α)にし、プリチャージ回路pc−よ
りデータ対1jDoo 、 Do。及びDot 、 D
ot kあるレベルVまでプリチャージする。と同時に
ダミーセルDM内のノードをアース電位(Va8)にセ
ットしておく。そしてφP金立下げた後、今、メモリセ
ルMCkのQvベル″ft耽み出すとすると、φG′l
1−XDECにより立下げ、Do09氏を八、■Tから
分離する。XDECによりワードl1ljlWkが選択
され、ワードパルスφWが印加されるとともに、ダミー
ワード線DW、がXDECにより選択され、ダミーワー
ドパルスφDWが印加される。これにより、式、にはメ
モリセルから信号電圧が、■=にはダミーセルから参照
信号電圧が出力され、Do、、D、π間に微小な差動信
号を生じる。その後起動パルスφa′t−立下けてSA
’に動作させ、上記の差動信号を増幅する。この時スイ
ッチ8WflOFF状態となっているので、Do。、D
πはプリチャージレベルVt−保つことになる。その後
YDECで選択されたYCoにパルスφ、が出力され、
増幅された差動電圧はスイッチYGt−経てI10線に
とり出される。
D++ (or E) is written to the selected memory cell through 8W. On the other hand, Data Ivi! Partial DI
When a memory cell connected to I or FiI)tt is selected, the XDEC sets it to 5Wt-OFF state, disconnects Dto and Dto'r, and performs a memory operation. This operation will be explained in more detail using FIGS. 6 and 7. First, the precharge signal φP and the signal φa't controlling the switch 5Wt which divides data m are both set to a high level (V+α), and the data pair 1jDoo, Do is output from the precharge circuit pc-. and Dot, D.
Precharge to a certain level V. At the same time, the node in the dummy cell DM is set to the ground potential (Va8). Then, after the φP value has been lowered, if the Qv level of the memory cell MCk begins to rise now, φG′l
1-XDEC to separate Mr. Do09 from 8.■T. Word l1ljlWk is selected by XDEC and word pulse φW is applied, and dummy word line DW is selected by XDEC and dummy word pulse φDW is applied. As a result, a signal voltage is outputted from the memory cell in equation (2), and a reference signal voltage is outputted from the dummy cell in (2)=, and a minute differential signal is generated between Do, D, and π. After that, the starting pulse φa't-falls and SA
' to amplify the above differential signal. At this time, the switch 8Wfl is in the OFF state, so Do. ,D
π is maintained at the precharge level Vt-. After that, a pulse φ is output to YCo selected by YDEC,
The amplified differential voltage is taken out to line I10 via switch YGt-.

メモリセルMCIk選択する場合は信号φGは高いレベ
ル(V十α)に保っておく(第7図において点線で示す
)。この場合D0゜とり。lが、また蔭と画が接続され
ており、DlM−0,DOQあるいはり、、 、 D、
、がアース電位まで放電される。
When selecting memory cell MCIk, signal φG is kept at a high level (V+α) (indicated by a dotted line in FIG. 7). In this case, take D0°. l is also connected to the shadow and the picture, DlM-0, DOQ or , , D,
, is discharged to ground potential.

スイッチSW會コントロールする信号φGは例えばワー
ド線を選択するXデコーダに入力されるアドレス信号の
上位ビットを利用することにより容易に制御できる。
The signal φG for controlling the switch SW can be easily controlled by using, for example, the upper bit of the address signal input to the X decoder that selects the word line.

本実施例によれば、データ線部分D11 、 Dtlに
接続されているメモリセルが選択される場合、データ線
部分り、。5DIOがメモリ動作時においても、プリチ
ャージ状態を保つことができるため、スイッチSWがな
い従来例に比べ、充放電されるデータ線容量を低減でき
る。充放電されるデータ線容量が低減できることは、消
費電力の低減にも′ちろんのこと、電源電流のピーク値
あるいは基板とデータ線との結合等による雑音などが低
減できる。
According to this embodiment, when the memory cells connected to the data line portions D11 and Dtl are selected, the data line portions D11 and Dtl. Since 5DIO can maintain a precharged state even during memory operation, the data line capacitance to be charged and discharged can be reduced compared to a conventional example without a switch SW. Reducing the data line capacitance to be charged and discharged not only reduces power consumption, but also reduces noise caused by the peak value of the power supply current or the coupling between the board and the data line.

また、メモリセル情報を反転書き込みする際の消費電力
が低減できる。
Furthermore, power consumption when inverting and writing memory cell information can be reduced.

なお第5図、第6図において、ダミーセルDM及び差動
増幅器5At−I2O3との接続スイッチYGに近い位
置に配置しているが、これらは例えばスイッチSWに近
い位置に配置してもよく、要するにSWとYGの間に配
置されていればよい。
In FIGS. 5 and 6, the dummy cell DM and the differential amplifier 5At-I2O3 are arranged near the connection switch YG, but they may be arranged near the switch SW, for example. It is sufficient if it is placed between SW and YG.

またデータ線プリチャージ回路PCはり、、 、 U孔
側に配置されてもよい。
Further, the data line precharge circuit PC may be placed on the side of the beam, , or U hole.

第8図は、2交点セルを用いた第3図の具体例であり1
.メモリアv −t−2分割、データ線を2分割した場
合の実施例を示す11分割された各メモリアV−の構成
及び動作は第5図、第6図、第7図と同様であるが、第
3図において説明したようにデータ細部分D a Io
あるいは扁に接続されているメモリセルとDbs1 t
bるいはDbstのメモリセルを動作させ、φG、は高
いレベルに保ち、φahはアース電位まで立下げる。一
方D a 11 あるいは瓦πのメモリセルとDbs。
Figure 8 is a specific example of Figure 3 using two intersection cells.
.. The structure and operation of each memoria V- divided into 11 is the same as that shown in FIG. 5, FIG. 6, and FIG. As explained in FIG.
Alternatively, memory cells connected to each other and Dbs1 t
The memory cells b or Dbst are operated, φG is kept at a high level, and φah is lowered to the ground potential. On the other hand, D a 11 or a tile π memory cell and Dbs.

あるいは薫−のメモリセルを動作させφG、はアース電
位まで立下げ、φabk高いレベルに保つ。1トランジ
スタMO8メモリにおいてはこの実施例で示したように
、リフレッシュサイクル、S/Nなどの関係からメモリ
アレーを分割し、分割したメモリアV−でそれぞれメモ
リセルを動作されることがあり、本実施例によれば、充
放電されるデータ線容量を低減で曖るとともに、その低
減分はどのメモリセルを選択しても等しくすることがで
きる。なお第8図においてl101i)f:2組設けた
例を示したが、これは2組である必要はなく、1組でも
4組でもすなわち任意の組でもかまわない。
Alternatively, the memory cell of Kaoru is operated, φG is lowered to the ground potential, and φabk is kept at a high level. In the 1-transistor MO8 memory, as shown in this embodiment, the memory array may be divided due to refresh cycles, S/N, etc., and each memory cell may be operated in the divided memoria V-. According to an example, the data line capacitance to be charged and discharged can be reduced, and the reduction can be made equal regardless of which memory cell is selected. Although FIG. 8 shows an example in which two sets of l101i)f are provided, this need not be two sets and may be one set, four sets, or any other set.

第9図は本発明の他の実施例で、第8図で示した実施例
において、差動増幅回路8A、ダミーセルDM及びデー
タ線プリチャージ回路をスイッチSW側に配置し、さら
にこれらの回路とメモリセルとの間にスイッチXG、及
びGbk付加した構成となっている。このスイッチを付
加することにより、例えばDl。あるいはDalg に
接続されているメそリセルの読み出し動作時にスイッチ
XG、。
FIG. 9 shows another embodiment of the present invention. In the embodiment shown in FIG. 8, the differential amplifier circuit 8A, dummy cell DM, and data line precharge circuit are arranged on the switch SW side, and these circuits and It has a configuration in which switches XG and Gbk are added between the memory cell and the memory cell. By adding this switch, for example, Dl. Or switch XG during the read operation of the memory cell connected to Dalg.

’1OFF状態(スイッチSW、は前述したようにON
状態)とし、8Aにより信号電圧を増幅した後にXG、
t”ON状態とする。一方り、IlあるいFiD、、、
に接続されているメモリセルの読み出し動作時FiXG
、はON状態を保つ(8W、はOFF状態)。X G 
bの動作も同様である。本実施例によれば、第8図で示
した効果(消費′電力の均尋に接続されているメモリセ
ルの読み出し信号電圧を増加させることができ、Dal
□Da++ * Di+ll IDbu に接続されて
いるメモリセルと同等の読み出し信号電圧を得ることが
できる。
'1 OFF state (switch SW is ON as mentioned above)
state), and after amplifying the signal voltage by 8A,
t” ON state. On the other hand, Il or FiD,...
FiXG during read operation of memory cells connected to
, remains ON (8W, is OFF). X G
The operation of b is similar. According to this embodiment, the effect shown in FIG.
A read signal voltage equivalent to that of the memory cell connected to □Da++ * Di+ll IDbu can be obtained.

第10図は本発明の他の実施例を示すもので、第6図で
示した実施例に、データ線の高電位補償回路I(STt
−付加した例を示している。このR8TH1例えばl5
8CC’ 81 Technical DigestP
、85に記載されている回路で構成され、8Aによる信
号増幅後、高電位側のデータ線のレベルを補償し、充分
な再書き込み電圧を得るためのものである。第10色に
示したように、R8Tは第5図、第6図で前述した8A
と同様に、8WとYGの間に配置される。またこの)L
ETにより得られる再書き込み電圧とアース電位との中
間にデータ線をプリチャージする方式にいたっては、ダ
ミーセルDMk省くことも可能である。
FIG. 10 shows another embodiment of the present invention, in which the data line high potential compensation circuit I (STt
- An example of addition is shown. This R8TH1 for example l5
8CC' 81 Technical DigestP
, 85, and after signal amplification by 8A, compensates the level of the data line on the high potential side and obtains a sufficient rewrite voltage. As shown in the 10th color, R8T is the 8A described above in Figures 5 and 6.
Similarly, it is placed between 8W and YG. Also this)L
In the method of precharging the data line between the rewrite voltage obtained by ET and the ground potential, it is also possible to omit the dummy cell DMk.

以上第5図から第10図まで述べてきた実施例は分割し
た各データ線部分のプリチャージレベルが等しい場合に
ついて示したが、それぞれのデータH部分のブリチャー
ジノベルが異なっていてもよい。以下にその実施例を示
す。
Although the embodiments described above from FIG. 5 to FIG. 10 have been described with respect to the case where the precharge levels of each divided data line portion are equal, the precharge level of each data H portion may be different. Examples are shown below.

第11図はデータ線部分D0゜、■乙を電位V。In Fig. 11, the data line portion D0°, ■ B is the potential V.

に、Do、Dot t Vt (V o> V t )
にプリチャージする例を示す。第12図はメモリセルM
C,i選択した場合、第13図はM Ckを選択した場
合の動作波形を示したものである。MCIk選択した場
合に得られる読み出し信号電圧は、Mckを選択した場
合のそれに比べ、データ線容量が太きφ分小さくなって
しまう。これにより8Aにより信号を増幅した後のデー
タ線の高電位側のプリチャージレベルよりの落ち込み量
が大きくなり、再書き込み電圧が小さくなってしまう。
, Do, Dot t Vt (V o > V t )
An example of precharging is shown below. Figure 12 shows memory cell M.
When C,i is selected, FIG. 13 shows the operating waveform when MCk is selected. The read signal voltage obtained when MCIk is selected is smaller by φ because the data line capacitance is thicker than that obtained when Mck is selected. As a result, the amount of drop from the precharge level on the high potential side of the data line after the signal is amplified by 8A becomes large, and the rewrite voltage becomes small.

そこで第11図で示したように、Do。、■−のプリチ
ャージレベルt” Do r 、 Dotのそれより高
くしておくことにより、データ線の高電位側が落ち込ん
でも、両者において等しい再書き込みxgt−得ること
ができる。本実施例では第12図、第13図に示したよ
うに、第7図で示した動作と異なり、スイッチ8Wをコ
ントロールする信号φaldプリチャージ動作の間は低
Vペルとなり、スイッチ5WFiD0゜、■汎とDo、
、D、、−とを分離するように動く。
Therefore, as shown in FIG. 11, Do. , ■ By setting the precharge level t"Dor, Dot higher than that of Dot, even if the high potential side of the data line falls, it is possible to obtain the same rewriting xgt- for both. In this embodiment, the 12th As shown in FIG. 13, unlike the operation shown in FIG. 7, the signal φald controlling the switch 8W is at a low V pel during the precharge operation, and the switch 5WFiD0°,
, D, , -.

なお第11図においてトランジスタQs、s ’Q8!
はそれぞれDo。とり、、、 DO,とD譜を等電位に
するためのもので省くこともできる。
Note that in FIG. 11, the transistors Qs, s'Q8!
are each Do. Tori, DO, and D can be omitted as they are used to make them equipotential.

第14図は第11図とは逆にり。I # I)osに高
い電位をプリチャージする例を示す。回路構成は第10
図で示したものに、ダミーセルDM、。、DM、。
Figure 14 is the opposite of Figure 11. I # I) An example of precharging os with a high potential is shown. The circuit configuration is the 10th
The dummy cell DM is shown in the figure. , DM.

及びショート用回路5CkDo。、■;側に付加した構
成となっている。第15図にメモリセルMCIを、第1
6図にMCkt”選択した場合の動作波形を示す。以下
にこれを用いて動作を説明する。まずプリチャージ信号
φpt高いレベル(V+α)に、φa’に中間レベルV
oにし、プリチャージ回路pc及びショート回路8Cに
よりり。、、Do、をVペルVに、Doo、 Doo’
t (Vo Vt )にプリチャージする。ここでvT
はスイッチSWのトランジスタのしきい電圧である。そ
してφPを立下げた後、今、メモリセルMCIの高レベ
ルを読み出す(第15図)とすると、Xデコーダにより
ワード線W+が選択され、ワーードパルスφwtが印加
されるとともにダミーワードパルスφDWoがダミーワ
ード線DW、。に印加され、Do。、Do。にDo。。
and short circuit 5CkDo. , ■; The configuration is such that it is added to the side. FIG. 15 shows the memory cell MCI.
Figure 6 shows the operating waveform when MCkt'' is selected.The operation will be explained below using this waveform.First, the precharge signal φpt is set to a high level (V+α), and φa' is set to an intermediate level V.
o, by precharge circuit PC and short circuit 8C. ,,Do, to VpelV, Doo, Doo'
t (Vo Vt ). Here vT
is the threshold voltage of the transistor of switch SW. Then, after falling φP, if we now read out the high level of the memory cell MCI (Fig. 15), the word line W+ is selected by the X decoder, the word pulse φwt is applied, and the dummy word pulse φDWo is applied to the dummy word. Line DW,. is applied to Do. , Do. niDo. .

Doo部分の容量とメモリセル容量とで決まる差動信号
が生じる。この差動信号はスイッチSW全通してり。、
 、 D、、−に転送され、その後8Aによって増幅さ
れる。そしてR8TによりDo、を再書き込み電圧Vま
で復帰させるとともに、φotV+αまで昇圧し、Do
oをVまで上げ、再書き込みを行なう。−万MCkの高
レベルを読み出す(第16図)時は、φPを立下げた後
、φGも立下け、Dooとり、、 、 DooとDol
ヲそれぞれ分離し、MCkの信号の読み出し、再書き込
みが行なわれる。本実施例では、Dooあるいはり。。
A differential signal determined by the capacitance of the Doo portion and the memory cell capacitance is generated. This differential signal passes through all the switches SW. ,
, D, , - and then amplified by 8A. Then, R8T restores Do to the rewrite voltage V, boosts it to φotV+α, and
Raise o to V and rewrite. - When reading the high level of 10,000 MCk (Fig. 16), after φP falls, φG also falls, and Doo is taken.
The signals of MCk are read and rewritten separately. In this example, Doo or Ri. .

に接続されているメモリセルの読み出しにおいても、S
Aにより増幅される差動信号kDoIあるいはDolの
メモリセルと同程度に大きくできる利点がある。阻し本
実しない。
Even when reading memory cells connected to
It has the advantage that it can be made as large as the memory cell for the differential signal kDoI or Dol amplified by A. It's not true.

第17図は以上述べてきた実施例と異なり、スイッチS
Wを2つの信号φO1+φG、によりコントロールした
例を示す。構成は第6図で示した構成において、スイッ
チSWを2本の制御線GC,。
Unlike the embodiments described above, FIG. 17 shows a switch S.
An example is shown in which W is controlled by two signals φO1+φG. In the configuration shown in FIG. 6, the switch SW is connected to two control lines GC.

GC2により側御し、Doo、Do0側にも差動増幅器
、I /(11,スイッチYGt−配置している。また
り。o、Do。に接続されるメモリセルの数を等しくシ
、ダミーセル容量をメモリセル容量と等しく、いわゆる
フルサイズダミーセル方式を用いている。
Controlled by GC2, a differential amplifier, I/(11, switch YGt-) is also placed on the Doo and Do0 sides.Also, the number of memory cells connected to o and Do is equal, and the dummy cell capacitance is is equal to the memory cell capacity, and a so-called full-size dummy cell method is used.

第18図にメモリセルMC,の高レベルを読み出す時の
動作波形を示す。同図に示すように信号を読み出す際に
ダミーセル側のデータ線に接続されているスイッチのゲ
ート(GCりt−高いレベルに保ち(第18図ではφG
M)、ダミーセル側のデータ線容量をメモリセル側の2
倍とすることにより、参照信号電圧を得ている。その後
8Aによる増幅前にφG、も低いレベルに立下げ、デー
タ線容量の不平衡をとりさった後に信号の増幅を行なう
FIG. 18 shows operational waveforms when reading a high level from memory cell MC. As shown in the figure, when reading the signal, the gate of the switch connected to the data line on the dummy cell side (GC) is kept at a high level (in Figure 18, φG
M), the data line capacitance on the dummy cell side is 2 on the memory cell side.
By doubling it, the reference signal voltage is obtained. Thereafter, before amplification by 8A, φG is also lowered to a low level, and after the unbalance of the data line capacitance is corrected, the signal is amplified.

M Chの読み比しも同様にして行なう。本実施例では
このようにフルサイズダミーセルを使用できることが利
点である。なお第18図ではMCIだけを動作させた場
合を示したが、M Ckも同時に動作させることも可能
である。
The reading ratio of M Ch is also performed in the same manner. This embodiment has the advantage of being able to use full-size dummy cells in this way. Although FIG. 18 shows the case where only MCI is operated, it is also possible to operate MCk at the same time.

さてこれまで2交点セルを用いた実施例を示したが、デ
ータ対線が空間的に離れている方式のセル(open 
bitline arrangementあるいは1交
点セルと称す)で構成されたメモリに対しても本発明は
適用可能である。その−例t−第19図に示す。第19
図゛は2交点セルの実施例である第5図に対応するもの
である。同図において、データ対線が8At−中心に左
右に拡がっているため、データ線を分割するスイッチ8
W (SWL、5WR)4左右に拡がり、このスイッチ
をコントロールスル信号線(GCL、0CR)がそれぞ
れのスイッチについて必要となる。本発明によれば、1
交点セルにおいても2交点セルで述べてきたように、消
費電力の低減ができる。
Up to now, we have shown embodiments using two-intersection cells;
The present invention is also applicable to a memory configured with a bitline arrangement (referred to as a bitline arrangement or one intersection cell). An example thereof is shown in FIG. 19th
FIG. 5 corresponds to FIG. 5, which is an example of a two-intersection cell. In the same figure, since the data pair lines are spread out to the left and right around 8At-center, the switch 8 that divides the data lines
W (SWL, 5WR) 4 extends to the left and right, and a control signal line (GCL, 0CR) is required for each switch. According to the invention, 1
Even in the intersection cell, power consumption can be reduced, as described in the case of the two-intersection cell.

さらに本発明はデータ線を細分化し、それぞれにI10
&を配置したようなメモリアレー構成(例えば特fa5
6−81042 、特願57−125687゜%顧58
−4162)に対しても適用可能で、第20図にその一
例を示す。同図に示すように、分割したデータ線に、Y
デコーダとXドライバによる出力制御信号YCで?J御
されるスイッチYGが設けられ、l101#Aとの間で
データの授受が行なわれる。また分割された各データ線
はXデコーダとXドライバによる出力制御信号#GCで
制御されるスイッチSWによりさらに分割され、選択さ
れたメモリセルがどちらのデー589分(例えばDoo
o + Dnot )に接続されているかによってスイ
ッチSWを開閉し、消費電力の低減を図ったものである
。また本実施例においても、第3図あるいは第4図で示
したワード線の選択とスイッチの開閉との関[−拡張し
、本実施例に適用することにより、消費電力を低減する
とともに、その低減分にどのメモリセルを選択しても等
しくすることができる。なお第20図において、Aはア
ドレス信号t−1RWCはリード・ライトコントロール
回路を示している。
Furthermore, the present invention subdivides the data line, and each line has an I10
& memory array configuration (for example, special fa5
6-81042, patent application 57-125687゜% 58
-4162), and an example thereof is shown in FIG. As shown in the figure, Y
With output control signal YC from decoder and X driver? A switch YG controlled by J is provided, and data is exchanged with l101#A. Each divided data line is further divided by a switch SW controlled by an output control signal #GC from an X decoder and an
The switch SW is opened and closed depending on whether it is connected to the terminal (o + Dnot), thereby reducing power consumption. Also, in this embodiment, the relationship between word line selection and switch opening/closing shown in FIG. 3 or 4 is expanded and applied to this embodiment to reduce power consumption and The amount of reduction can be made equal no matter which memory cell is selected. In FIG. 20, A indicates an address signal t-1RWC and a read/write control circuit.

以上、本発明の実施例をい(つか述べたが、本発明の適
用範囲はここで述べた実施例に限定されず、発明の思想
を逸脱しない範囲で種々変更可能なことは言うまでもな
い。例えばここではnチャネルMO8)ランジスタで構
成した場合について、説明したが、使用する信号の電位
関係をすべて逆にすることにより、PチャネルMOSト
ランジスタで構成することも可能である。また0MO8
(Complementary M OS )により構
成されたメモリについても適用可能である。さらにここ
では1トランジスタMO8メモリを例にして説明したが
、フリップフロップ型のメモリセルなとで構成されたい
わゆるスタティックメモリ(例えばl880083 T
echnical Digest P、 66に記載さ
れている)やROM(例えばl8SCC83Techn
icalDigest P、 168に記載されている
EBFROMなど)あるいはこれらのメモリを同一チッ
プ内に搭載したマイクロプロセッサなどについても、本
発明により消費電力の低減が可能である。その−例とし
て第21図はスタティックメモリに対する本発明の一実
施例を示す。PI3図に示すように7リツプフロツプで
構成されたメモリセルが多数接続されているデータ対線
を、信号lfMGCにより劃−されるスイッチSWによ
り分割し、メモリセルMCkがワードIf!AWkによ
り選択された場合、SWをOFF状態とし、一方メモリ
セルM C+が選択された場合、5WtON状態にする
ことで、1トランジスタMO8メモリと同様に消費電力
の低減が図れる。
Although some embodiments of the present invention have been described above, the scope of application of the present invention is not limited to the embodiments described here, and it goes without saying that various changes can be made without departing from the spirit of the invention. For example, Although a case has been described here in which the transistor is configured with an n-channel MO8) transistor, it is also possible to configure it with a P-channel MOS transistor by reversing the potential relationships of all the signals used. Also 0MO8
The present invention is also applicable to a memory configured by (Complementary M OS). Furthermore, although the explanation has been made using a 1-transistor MO8 memory as an example, so-called static memory (for example, 1880083 T
mechanical Digest P, 66) and ROM (for example, 18SCC83Techn
icalDigest P, 168) or a microprocessor in which these memories are mounted on the same chip, the power consumption can be reduced by the present invention. As an example, FIG. 21 shows an embodiment of the present invention for a static memory. As shown in Figure PI3, a data pair line to which a large number of memory cells each composed of 7 lip-flops are connected is divided by a switch SW which is turned on by a signal lfMGC, and a memory cell MCk is connected to a word If! When selected by AWk, SW is turned off, and when memory cell MC+ is selected, it is turned on to 5Wt, thereby reducing power consumption in the same way as the one-transistor MO8 memory.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたように、本発明によれは、高集積にもかかわ
らず、消費電力の小さいメモリが実現できる。
As described above, according to the present invention, a memory with low power consumption can be realized despite high integration.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の半導体記憶装置の構成図、第2図から第
21図は夫々本発明の詳細な説明する図である。 MC・・・メモリセル、DM・・・ダミーセル、d、?
r。 D、D・・・データ線、W・・・ワード線、DW・・・
ダミーワード線、XD・・・Xデコーダ、Xドライバ、
YD・・・Xデコーダ、Yドライバ、Ilo、l10−
・・・入出力線(IlofIM)、YC・・・Yドライ
バ出力線、SA・・・差動増幅回路、PC・・・データ
線プリチャージ回路、RAT・・・データ線高電位補償
回路、SC・・・ショート回路、YG・・・l10f3
!接続スイツチ、第 l 国 第 2 ] 第 5 目 % 第 61!l 第 81!l 第 9 日 第 1o 図 第 /l 囚 第 14 日 第 l占 目 第 76In 第 17 日 時間 第 l? 日 λし Kσ 第 21 幻 第1頁の続き 0発 明 者 伊 藤 清 男 国分寺市東恋ケ窪1央
研究所内 下目28幡地 株式会社日立製作所中
FIG. 1 is a block diagram of a conventional semiconductor memory device, and FIGS. 2 to 21 are diagrams explaining the present invention in detail, respectively. MC...memory cell, DM...dummy cell, d,?
r. D, D...Data line, W...Word line, DW...
Dummy word line, XD...X decoder, X driver,
YD...X decoder, Y driver, Ilo, l10-
...Input/output line (IlofIM), YC...Y driver output line, SA...differential amplifier circuit, PC...data line precharge circuit, RAT...data line high potential compensation circuit, SC ...Short circuit, YG...l10f3
! Connection switch, 1st country 2nd] 5th % 61st! l No. 81! l 9th day 1o figure /l prisoner 14th day l horoscope 76th in 17th day time l? Day λshi Kσ No. 21 Continuation of Phantom 1 Page 0 Inventor: Kiyoo Ito 1, Higashikoigakubo, Kokubunji City, Naishitame 28 Hata, Hitachi, Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、複数のデータ線群とワード線群、上記データ線とワ
ード線の交点に配置されたメモリセル群、前記データ線
群に共通な入出力線、上記入出力線と前記データ線群と
の接続を行なう第1のスイッチ回路を有する半導体記憶
装置において、前記データ線を複数のデータ線部分群に
分割する少なくとも1個以上の第2のスイッチ回路を設
け、選択されたメモリセルと前記入出力線との接続に関
与するデータ線部分群から、上記接続に関与しないデー
タ線部分群を前記第2のスイッチ回路の開閉により分離
することを特徴とする半導体記憶装置。
1. A plurality of data line groups and a word line group, a memory cell group arranged at the intersection of the data line and the word line, an input/output line common to the data line group, and a connection between the input/output line and the data line group. In a semiconductor memory device having a first switch circuit that performs connection, at least one second switch circuit that divides the data line into a plurality of data line subgroups is provided, and the selected memory cell and the input/output are connected to each other. A semiconductor memory device characterized in that a group of data line portions not involved in the connection is separated from a group of data line portions involved in connection with the line by opening and closing of the second switch circuit.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60234295A (en) * 1984-05-04 1985-11-20 Fujitsu Ltd semiconductor storage device
KR19980081026A (en) * 1997-04-03 1998-11-25 윌리엄비.켐플러 Low Power Line System and Method
US6710991B2 (en) 2002-05-28 2004-03-23 Oki Electric Industry Co., Ltd. Electrostatic-breakdown-preventive and protective circuit for semiconductor-device
US6940739B2 (en) 1995-08-31 2005-09-06 Hitachi, Ltd. Semiconductor memory device

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