JPS63161594A - Semiconductor memory device - Google Patents
Semiconductor memory deviceInfo
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- JPS63161594A JPS63161594A JP61313911A JP31391186A JPS63161594A JP S63161594 A JPS63161594 A JP S63161594A JP 61313911 A JP61313911 A JP 61313911A JP 31391186 A JP31391186 A JP 31391186A JP S63161594 A JPS63161594 A JP S63161594A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、主として金属−絶縁膜一半導体(以下MIS
という)トランジスタを用いた半導体メモリ装置に関し
、特にそのプリチャージ回路に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention is mainly applied to metal-insulating film-semiconductor (hereinafter referred to as MIS)
The present invention relates to a semiconductor memory device using transistors, and particularly to a precharge circuit thereof.
従来の技術
第3図は、半導体メモリのプリチャージ回路を示したも
のである。”P3はビット線のプリチャージ回路のプリ
チャージ信号、P3゜、P31.P32はPチャンネル
型MOSトランジスタでトランジスタP3゜がビット線
B、Bの電位のイコライズのため働き、トランジスタP
3.・P3□がビット線B・Bを電源電位又はそれに近
い電位に充電するために働く。W3は、あるメモリセル
Mに対するワード線である。BACKGROUND OF THE INVENTION FIG. 3 shows a precharge circuit for a semiconductor memory. ``P3 is a precharge signal of the bit line precharge circuit, P3゜, P31.P32 are P channel type MOS transistors, transistor P3゜ works to equalize the potential of bit lines B, B, and transistor P
3. - P3□ works to charge the bit lines B and B to the power supply potential or a potential close to it. W3 is a word line for a certain memory cell M.
第4図は、第3図に示したプリチャージ回路に入力され
るプリチャージ信号”P3の入力電圧波形及びプリチャ
ージ期間におけるプリチャージ電流IPcを示したもの
である。プリチャージ回路に入力された信号”Psが”
L”(ロウ)レベルのときビット線B@Bは電源電位(
VDD)近くまで充電される。FIG. 4 shows the input voltage waveform of the precharge signal "P3" input to the precharge circuit shown in FIG. 3 and the precharge current IPc during the precharge period. Signal “Ps”
When the bit line B@B is at L” (low) level, the bit line B@B is at the power supply potential (
VDD).
発明が解決しようとする問題点
第3図において、プリチャージ信号3,3がL”のとき
トランジスタP3゜、P311P32はオン状態となシ
ビット線B、Bの電位のイコライズ動作に加え急速に電
源電位VDDに近い電位までビット線が充電されること
がわかる。Problems to be Solved by the Invention In FIG. 3, when the precharge signals 3 and 3 are low, transistors P3 and P311 and P32 are in the on state. In addition to equalizing the potentials of the bit lines B and B, the power supply potential is It can be seen that the bit line is charged to a potential close to VDD.
このとき、プリチャージ電流!PCの電流波形は第4図
に示すようにそのプリチャージ期間においてプリチャー
ジ開始ととも急激に増加し非常に急峡なピークを持った
波形となる。このため、プリチャージ時の瞬時電流値と
してはプリチャージ期間のあるタイミングでその平均電
流に比べ非常に大きな値となる。第3図に示すようなプ
リチャージ回路の場合、プリチャージ信号”Psにより
プリチャージするビット線の本数が多くなればなるほど
、同時にプリチャージされることによシブリチャージ電
流”PCのピーク電流がその本数分だけ加算されること
となる。例えば、ビット線B、Hの1対当りそのプリチ
ャージのピーク電流値が1.smAとした場合これを1
00本同時にプリチャージするとき実にそのプリチャー
ジ瞬時電流として160mAも流れることとなシ、この
ような大きな電流が流れることによシミ源電圧VDDの
電位の低下又は変動による他の回路の動作のノイズとな
る。At this time, precharge current! As shown in FIG. 4, the current waveform of the PC increases rapidly with the start of precharging during the precharging period, and has a very steep peak. Therefore, the instantaneous current value during precharging becomes a much larger value than the average current at a certain timing during the precharging period. In the case of a precharge circuit as shown in Fig. 3, the more bit lines are precharged by the precharge signal Ps, the more the peak current of the si-recharge current PC increases due to simultaneous precharging. The number will be added by the number of books. For example, the peak precharge current value for each pair of bit lines B and H is 1. If it is smA, this is 1
When precharging 00 lines at the same time, an instantaneous precharge current of 160 mA flows, and the flow of such a large current causes noise in the operation of other circuits due to a drop or fluctuation in the potential of the stain source voltage VDD. becomes.
結果として、他の回路の動作の不安定をひき起したりひ
いては誤動作となシ、もちろん動作電流の増大にもなる
。さらにまた、第3図に示すようなプリチャージ回路に
よるプリチャージ時のピーク電流の増大は、その対策と
して半導体メモリのプリチャージ回路に供給する電源V
DD又はグランド(VSS)ラインの大幅なサイズアッ
プを必要とすることになり、プリチャージ回路として面
積の増大化を意味し、チップ面積等への影響が避けられ
ない。、そして、半導体メモリの微細化による大容量・
高密度化に伴ないプリチャージ回路におけるプリチャー
ジ時のピーク電流値の増大は、ますます半導体メモリの
回路設計上においても、プロセス上においても重大な問
題となっている。As a result, the operation of other circuits becomes unstable or malfunctions, and of course, the operating current increases. Furthermore, as a countermeasure to the increase in peak current during precharging by the precharge circuit shown in FIG.
This requires a significant increase in the size of the DD or ground (VSS) line, which means an increase in the area of the precharge circuit, which inevitably affects the chip area, etc. , and large capacity and
The increase in the peak current value during precharging in precharge circuits due to higher density has become an increasingly serious problem both in semiconductor memory circuit design and process.
本発明は、半導体メモリのビット線のプリチャージ回路
においてそのプリチャージ期間におけるピーク電流値を
低減することに電源電圧の低下及び内部回路へのノイズ
の影響を抑制することを可能しかつ回路規模が比較的小
さく面積の増大も最小限にとどめ容易実現可能とするも
のである。The present invention makes it possible to reduce the peak current value during the precharge period in a bit line precharge circuit of a semiconductor memory, thereby suppressing the drop in power supply voltage and the influence of noise on the internal circuit, and reducing the circuit scale. It is relatively small and the increase in area is kept to a minimum, making it easy to implement.
問題点を解決するための手段
本発明は、半導体メモリのビット線のプリチャージ回路
において、ビット線のプリチャージ期間に電源電位又は
電源電位に近い電位にプリチャージするために各ビット
線と電源電位との間に、一方はqm (相互コンダクタ
ンス)の小さなトランジスタと他方はqmの大きなトラ
ンジスタの両方を並列に接続した構成を接続し、gmの
小さなトランジスタとqmの大きなトランジスタをオン
状態にさせるタイミングに差をつけ、最初Kqmの小さ
なトランジスタをオンさせプリチャージを開始させる。Means for Solving the Problems The present invention provides a bit line precharge circuit for a semiconductor memory in which each bit line and power supply potential are precharged to a power supply potential or a potential close to the power supply potential during a bit line precharge period. A configuration in which both a transistor with a small qm (mutual conductance) and a transistor with a large qm are connected in parallel on one side and a transistor with a large qm on the other is connected between the A difference is established, and a small transistor of Kqm is first turned on to start precharging.
その後qmの大きなトランジスタをオおいて両方の電位
をイコライズするスイッチ回路を構成することによシ、
プリチャージを行なうことを特徴とする。After that, by configuring a switch circuit that equalizes both potentials by turning on a transistor with a large qm,
It is characterized by precharging.
作 用
本発明は、上記で示した手段によシ従来のプリチャージ
回路で実現することが困難であったプリチャージ期間に
おけるプリチャージ電流のピーク値を大幅に低減するこ
とが可能となシ、電源電圧の低下、内部回路への電源ノ
イズの影響が低減でき、他の内部回路の誤動作を抑制す
ることが可能となった。また、回路構成が従来の回路と
比べほとんどトランジスタ数を増大させることなく実現
できるため、プリチャージ回路の面積の増大を最小限度
に抑えることが可能であシ、チップ面積の増大の問題を
ほとんど無視でき、しかも回路構成自体も比較的簡潔な
構造となっており動作も複雑とな、らず容易に実現でき
る。Effect The present invention makes it possible to significantly reduce the peak value of precharge current during the precharge period, which has been difficult to achieve with conventional precharge circuits, by the means shown above. This reduces the power supply voltage drop and the influence of power supply noise on internal circuits, making it possible to suppress malfunctions of other internal circuits. In addition, since the circuit configuration can be realized with almost no increase in the number of transistors compared to conventional circuits, it is possible to minimize the increase in the area of the precharge circuit, and the problem of increase in chip area is almost ignored. Furthermore, the circuit configuration itself has a relatively simple structure, and the operation is not complicated and can be easily realized.
実施例
第1図は、本発明の第1の実施例を示すビット線のプリ
チャージ回路である。Pol、P02.Pll。Embodiment FIG. 1 shows a bit line precharge circuit showing a first embodiment of the present invention. Pol, P02. Pll.
Pl。、Po。はPチャンネルMO8)ランジスタで、
WlはあるメモリセルMに対するワード線、3P0はト
ランジスタP01 ” 02 ” Ooに入力されてい
るプリチャージ信号で、”PlはトランジスタP1.。Pl. , Po. is a P channel MO8) transistor,
Wl is a word line for a certain memory cell M, 3P0 is a precharge signal input to transistor P01 ``02'' Oo, and ``Pl'' is a precharge signal input to transistor P1.
P12に入力されているプリチャージ信号である。This is the precharge signal input to P12.
一対のビット線B、Bのプリチャージ時におけるプリチ
ャージ信号6P0,3P1の入力波形及びプリチャージ
期間におけるプリチャージ電流IpCI7)瞬時電流波
形を第2図に示している。プリチャージ信号”Po及び
δP1は、第2図に示すようにまず信号oP0が1=1
0でL″(ロウ)レベルとなりこれが入力されているP
チャンネルトランジスタP01.P02.Po。がオン
状態となり、その後ある時間をおいて1=1.でプリチ
ャージ信号OP1がL”(ロウ)レベルとなシこれが入
力されているトランジスタP11.P12がオン状態と
なり1=12まで′6P0及びdPl がともに”L
”レベルであシブリチャージの動作が継続する。FIG. 2 shows the input waveforms of the precharge signals 6P0 and 3P1 when the pair of bit lines B and B are precharged, and the instantaneous current waveform of the precharge current IpCI7) during the precharge period. As shown in FIG. 2, the precharge signals "Po and δP1 are first
When it is 0, it is L'' (low) level and this is the input P.
Channel transistor P01. P02. Po. turns on, and after a certain period of time, 1=1. When the precharge signal OP1 becomes L" (low) level, the transistors P11 and P12 to which it is input turn on, and both '6P0 and dPl become "L" until 1=12.
``Shibricharge continues to operate at the level.
ここで示したプリチャージ信号”P O’ 6P 1に
対して、オン拳オフ動作を行なうPチャンネルトランジ
スタの中でPol、P02はqmの十分率さなトランジ
スタであり、Pll、P12はqmの十分太きなトラン
ジスタである。トランジスタP0゜についてはビット線
対B、Bをプリチャージ期間に十分イコライズ可能なq
mであればよい。Among the P-channel transistors that perform on-fist-off operation in response to the precharge signal "P O' 6P 1 shown here, Pol and P02 are transistors with a sufficient ratio of qm, and Pll and P12 are transistors with a sufficient ratio of qm. It is a thick transistor.As for the transistor P0°, the bit line pair B, B can be sufficiently equalized during the precharge period.
It is sufficient if it is m.
第1図に示すプリチャージ回路に、第2図で示したプリ
チャージ信号を入力することによりまず第1のプリチャ
ージ信号”P oが1 = 10で6L”になることで
ビット線B−Bのプリチャージが開始される。しかし、
このときプリチャージ信号′6P、がH″(High)
レベルであるためトランジスタP44.P1゜はオフ状
態のままである。トランジスタP04.P02がオン状
態であるがこれらのトランジスタはqmが十分率さいた
めにピット1B、Bを電源電位VDDまで充電するため
には相当時間が必要であるためプリチャージはゆつくシ
進み結果として第2図のプリチャージ電流IPCの1瞬
時電流の波形かられかるようにゆるやかな山なシ形状の
ピーク電流波形となっておりこのときのプリチャージピ
ーク電流値は相当小さい値に抑えられていることがわか
る。次に、1=1.でプリチャージ信号石P1も”L”
レベルとなシqmの十分大きなトランジスタP11.P
1□もオン状態となる。これらのトランジスタによりビ
ット線B・百の電位はqmが十分大きなために急速に電
源電位VDDに近い状態まで充電されることになる。By inputting the precharge signal shown in FIG. 2 to the precharge circuit shown in FIG. precharging will start. but,
At this time, the precharge signal '6P is H'' (High)
Since the level of transistor P44. P1° remains off. Transistor P04. Although P02 is in the on state, since the qm of these transistors is sufficiently low, a considerable amount of time is required to charge the pits 1B and B to the power supply potential VDD, so the precharging progresses slowly and as a result, the second As can be seen from the waveform of one instantaneous current of the precharge current IPC in the figure, the peak current waveform has a gentle mountain shape, and it can be seen that the precharge peak current value at this time is suppressed to a considerably small value. Recognize. Next, 1=1. And the precharge signal stone P1 is also “L”
A sufficiently large transistor P11. P
1□ is also turned on. Since qm is sufficiently large, the potential of the bit line B.100 is rapidly charged to a state close to the power supply potential VDD by these transistors.
このときのプリチャージ電流IPCの瞬時電流波は急速
な立上りによる急峻なピーク波形を有することが第2図
かられかる。しかしながらプリチャージ期間1=0から
1=11の間にすでにビット線はある程度充電が進んで
いるため1=1.以後のプリチャージ期間の急峻なピー
ク波形のプリチャージピーク電流値の値自体は相当抑え
られたものに結果的になる。It can be seen from FIG. 2 that the instantaneous current wave of the precharge current IPC at this time has a steep peak waveform due to a rapid rise. However, since the bit line has already been charged to some extent during the precharge period 1=0 to 1=11, 1=1. As a result, the precharge peak current value of the steep peak waveform in the subsequent precharge period is considerably suppressed.
したがって、t =toから1=12までのプリチャー
ジ期間においてプリチャージ電流IPCが瞬時電流波形
として2つのピークを持つ特性となるが、それらのプリ
チャージピーク電流値としては大幅に低減した値を得ら
れるものとなっている。Therefore, during the precharge period from t = to to 1 = 12, the precharge current IPC has two peaks as an instantaneous current waveform, but the precharge peak current values are significantly reduced. It has become something that can be done.
また設定されたトランジスタのqm値は所望のプリチャ
ージ期間にビット線を十分に電源電位近くまで十分に充
電可能なものになるよう最適化することは容易にできる
ものである。さらに、本発明の実施例においてプリチャ
ージ回路を構成するトあるが、本回路の動作と同一に動
作するnチャンネルMOSトランジスタ又はPチャンネ
ル、NチャンネルMISトランジスタによシ構成された
回路によシ実現してもよい。Further, the set qm value of the transistor can be easily optimized so that the bit line can be sufficiently charged to near the power supply potential during a desired precharge period. Furthermore, although there is a precharge circuit in the embodiment of the present invention, it can be realized by a circuit configured with an n-channel MOS transistor or a P-channel or N-channel MIS transistor that operates in the same manner as the present circuit. You may.
発明の効果
以上述べたように、本発明によればビット線のプリチャ
ージの回路のプリチャージ期間におけるピーク電流値を
大幅に減少させることが可能となることによシ、プリチ
ャージ時の電源電圧の低下及び他の回路へのノイズ低源
が実現可能となり半導体メモリ装置の内部回路の動作の
安定を得ることができる。さらに、従来技術に比べ最小
限度のトランジスタ数の増加に抑えることができ、プリ
チャージ回路の面積の増大が少なくてすむためチップ面
積の増大への影響を十分に抑えることで実現可能であシ
、半導体メモリ装置の高密度、高集積化に非常に有効と
なる。Effects of the Invention As described above, according to the present invention, it is possible to significantly reduce the peak current value during the precharge period of the bit line precharge circuit, thereby reducing the power supply voltage during precharge. This makes it possible to reduce noise and reduce noise to other circuits, thereby making it possible to stabilize the operation of the internal circuits of the semiconductor memory device. Furthermore, compared to the conventional technology, the increase in the number of transistors can be suppressed to a minimum, and the increase in the area of the precharge circuit is small, so it can be realized by sufficiently suppressing the effect on the increase in the chip area. This is extremely effective in increasing the density and integration of semiconductor memory devices.
第1図は本発明の一実施例における半導体メモリ装置の
プリチャージ動作を説明するための回路図、第2図は第
1図の回路に関する信号波形及び電流波形を示す波形図
、第3図は従来の半導体メモリ装置のプリチャージ動作
を説明するための回路図、第4図は第3図の回路に関す
る信号波形及び電流波形を示す波形図である。
Pll ’12”00”011P02°、、、、、pチ
ャ′ネルMO8)ランジスタ、3P0・・・・・・第1
のプリチャージ信号、6P、・・・・・・第2のプリチ
ャージ信号、Wl・・・・・・ワードライン、! ・
・・プリチャージ電PC”’
流。
代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図
区 区Q
!S 鞍
C! 2
1外 HFIG. 1 is a circuit diagram for explaining the precharge operation of a semiconductor memory device in an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a waveform diagram showing signal waveforms and current waveforms regarding the circuit of FIG. 1, and FIG. A circuit diagram for explaining a precharge operation of a conventional semiconductor memory device. FIG. 4 is a waveform diagram showing signal waveforms and current waveforms regarding the circuit of FIG. 3. Pll '12"00"011P02°, p channel MO8) transistor, 3P0...1st
precharge signal, 6P, . . . second precharge signal, Wl . . . word line, !・
... Precharge Electric PC"' style. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person No. 1
Map Ward Ward Q
! S Saddle C! 2 1 outside H
Claims (2)
に電源電位にプリチャージするために設けられた各ビッ
ト線のトランジスタとして、相互コンダクタンスが異な
る複数のトランジスタを並列に接続したものを電源と前
記ビット線の間に接続し、前記相互コンダクタンスの小
さなトランジスタと大きなトランジスタをオンさせるタ
イミングに差をつけることにより前記ビット線をプリチ
ャージするようにした半導体メモリ装置。(1) As a transistor for each bit line provided to precharge the bit line to the power supply potential during the precharge period of the bit line of the semiconductor memory element, a transistor in which multiple transistors with different mutual conductances are connected in parallel is connected to the power supply and the bit line. The semiconductor memory device is configured to precharge the bit line by connecting between the bit lines and turning on the transistor with a small mutual conductance and the transistor with a large mutual conductance at different timings.
のビット線をイコライズするスイッチ回路を有する特許
請求の範囲第1項記載の半導体メモリ装置。(2) The semiconductor memory device according to claim 1, further comprising a switch circuit that equalizes a pair of bit lines during a period in which the bit lines are precharged.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61313911A JPS63161594A (en) | 1986-12-24 | 1986-12-24 | Semiconductor memory device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61313911A JPS63161594A (en) | 1986-12-24 | 1986-12-24 | Semiconductor memory device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63161594A true JPS63161594A (en) | 1988-07-05 |
Family
ID=18047003
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61313911A Pending JPS63161594A (en) | 1986-12-24 | 1986-12-24 | Semiconductor memory device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63161594A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH04195796A (en) * | 1990-11-28 | 1992-07-15 | Samsung Electron Co Ltd | Semiconductor memory device |
US5875139A (en) * | 1996-10-03 | 1999-02-23 | Sharp Kabushiki Kaisha | Bitline precharge circuit for semiconductor memory device |
US7835191B2 (en) | 2001-02-22 | 2010-11-16 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Bit line setup and discharge circuit for programming non-volatile memory |
JP2018156720A (en) * | 2018-06-11 | 2018-10-04 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | Semiconductor device |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS60239996A (en) * | 1984-05-11 | 1985-11-28 | Seiko Epson Corp | semiconductor storage device |
JPS61227288A (en) * | 1985-03-30 | 1986-10-09 | Toshiba Corp | Semiconductor memory device |
-
1986
- 1986-12-24 JP JP61313911A patent/JPS63161594A/en active Pending
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