JP4452291B2 - Dynamic RAM - Google Patents
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Description
本発明は、メモリセルが接続されているビット線のプリチャージ方式について、ビット線を接地電圧にプリチャージする、いわゆるVSSプリチャージ方式を採用するダイナミックRAM(random access memory) に関する。 The present invention relates to a dynamic RAM (random access memory) that employs a so-called VSS precharge method in which a bit line is precharged to a ground voltage with respect to a precharge method of a bit line to which a memory cell is connected.
従来、ダイナミックRAMにおけるビット線プリチャージ方式として、ビット線を内部電源電圧ViiにプリチャージするViiプリチャージ方式や、ビット線を内部電源電圧Viiの1/2の電圧にプリチャージする1/2・Viiプリチャージ方式が提案されているが、低消費電力化を図ることができることから、1/2・Viiプリチャージ方式が主流となっている。 Conventionally, as a bit line precharge method in a dynamic RAM, a Vii precharge method in which a bit line is precharged to an internal power supply voltage Vii, or a bit line precharged to a voltage half that of the internal power supply voltage Vii Although the Vii precharge method has been proposed, the 1/2 · Vii precharge method has become the mainstream because low power consumption can be achieved.
図5はダイナミックRAMに搭載されるセンスアンプの一例を示す回路図であり、図5中、BL、/BLは対をなすビット線、PSA、NSAはセンスアンプ駆動電圧、1、2はプルアップ素子をなすpMOSトランジスタ、3、4はプルダウン素子をなすnMOSトランジスタである。
FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of a sense amplifier mounted in a dynamic RAM. In FIG. 5, BL and / BL are bit lines that make a pair, PSA and NSA are sense amplifier drive voltages, and 1 and 2 are pull-ups.
図6は図5に示すセンスアンプを搭載し、かつ、1/2・Viiプリチャージ方式を採用するダイナミックRAMにおけるセンスアンプの動作を説明するための波形図である。 FIG. 6 is a waveform diagram for explaining the operation of the sense amplifier in the dynamic RAM in which the sense amplifier shown in FIG. 5 is mounted and the 1/2 · Vii precharge method is adopted.
このようなダイナミックRAMにおいては、メモリセルからのデータ読出し前、センスアンプ駆動電圧PSA、NSAは1/2・Viiとされ、ビット線プリチャージ回路(図示せず)により、ビット線BL、/BLは1/2・Viiにプリチャージされる。 In such a dynamic RAM, before the data is read from the memory cell, the sense amplifier drive voltages PSA and NSA are set to 1/2 · Vii, and the bit lines BL and / BL are set by a bit line precharge circuit (not shown). Is precharged to 1/2 · Vii.
そして、例えば、ビット線BLに接続されているメモリセルが選択され、選択されたメモリセルが、例えば、ハイデータを記憶している場合、即ち、選択されたメモリセルが電荷を蓄積している場合には、ビット線BLの電圧は、1/2・Vii+ΔVとなる。 For example, when a memory cell connected to the bit line BL is selected and the selected memory cell stores, for example, high data, that is, the selected memory cell accumulates electric charge. In this case, the voltage of the bit line BL becomes 1/2 · Vii + ΔV.
但し、ΔVは、選択されたメモリセルのセルキャパシタに蓄積されていた電荷がセルキャパシタとビット線BLとの間で分割されることにより発生する微小電圧である。 However, ΔV is a minute voltage generated when the electric charge accumulated in the cell capacitor of the selected memory cell is divided between the cell capacitor and the bit line BL.
続いて、センスアンプ駆動電圧PSA=Vii、センスアンプ駆動電圧NSA=VSSとされ、ビット線/BLの電圧は、nMOSトランジスタ4によって、1/2・Viiから接地電圧VSSにプルダウンされ、ビット線BLの電圧は、pMOSトランジスタ1により、1/2・Vii+ΔVから内部電源電圧Viiにプルアップされる。
Subsequently, the sense amplifier drive voltage PSA = Vii and the sense amplifier drive voltage NSA = VSS are set, and the voltage of the bit line / BL is pulled down from 1/2 · Vii to the ground voltage VSS by the
このような1/2・Viiプリチャージ方式を採用する場合、内部電源電圧Viiの低電圧化が進むと、クロスカップルしているpMOSトランジスタ1、2及びnMOSトランジスタ3、4のゲート・ソース間電圧Vgsが小さくなるため、ビット線BL、/BL間の微小電圧ΔVを増幅するに要する時間が長くなってしまうという問題点がある。
When such a 1/2 · Vii precharge method is employed, the gate-source voltage of the
これに対して、ビット線BL、/BLを接地電圧VSSにプリチャージするVSSプリチャージ方式を採用する場合には、センスアンプの動作速度を高めることができる。 On the other hand, when the VSS precharge method in which the bit lines BL and / BL are precharged to the ground voltage VSS is adopted, the operation speed of the sense amplifier can be increased.
図7は図5に示すセンスアンプを搭載し、かつ、VSSプリチャージ方式を採用するダイナミックRAMにおけるセンスアンプの動作を説明するための波形図である。 FIG. 7 is a waveform diagram for explaining the operation of the sense amplifier in the dynamic RAM in which the sense amplifier shown in FIG. 5 is mounted and the VSS precharge method is adopted.
このようなダイナミックRAMにおいては、メモリセルからのデータ読出し前、センスアンプ駆動電圧PSAは接地電圧VSSとされ、ビット線プリチャージ回路(図示せず)により、ビット線BL、/BLは接地電圧VSSにプリチャージされる。 In such a dynamic RAM, before reading data from the memory cell, the sense amplifier drive voltage PSA is set to the ground voltage VSS, and the bit lines BL and / BL are connected to the ground voltage VSS by a bit line precharge circuit (not shown). Is precharged.
そして、例えば、ビット線BLに接続されているメモリセルが選択され、選択されたメモリセルが、例えば、ハイデータを記憶している場合、即ち、選択されたメモリセルが電荷を蓄積している場合には、ビット線BLの電圧はΔVとなり、ビット線/BLは、ダミー・セル(図示せず)により、ΔVd(<ΔV)となる。 For example, when a memory cell connected to the bit line BL is selected and the selected memory cell stores, for example, high data, that is, the selected memory cell accumulates electric charge. In this case, the voltage of the bit line BL becomes ΔV, and the bit line / BL becomes ΔVd (<ΔV) due to a dummy cell (not shown).
続いて、センスアンプ駆動電圧PSA=Viiとされ、ビット線BL、/BLの電圧は、pMOSトランジスタ1、2によって上昇するが、その後、センスアンプ駆動電圧NSA=VSS、pMOSトランジスタ1=ON、pMOSトランジスタ2=OFF、nMOSトランジスタ3=OFF、nMOSトランジスタ4=ONの状態となり、ビット線BLの電圧=Vii、ビット線/BLの電圧=VSSとなる。
Subsequently, the sense amplifier drive voltage PSA = Vii is set, and the voltages of the bit lines BL and / BL are increased by the
このようなVSSプリチャージ方式を採用する場合には、pMOSトランジスタ1、2のゲート・ソース間電圧Vgsを大きくすることができ、ビット線BL、/BL間の微小電圧ΔV−ΔVdを増幅するに要する時間を短くすることができる。
When such a VSS precharge method is employed, the gate-source voltage Vgs of the
図8はダイナミックRAMが備える一般的なメモリセルの構成を示す回路図であり、図8中、WLはワード線、5はnMOSトランジスタからなる電荷転送制御用のセルトランジスタ、6は記憶媒体をなすセルキャパシタである。 FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of a general memory cell included in the dynamic RAM. In FIG. 8, WL is a word line, 5 is a cell transistor for charge transfer control composed of an nMOS transistor, and 6 is a storage medium. It is a cell capacitor.
セルトランジスタ5は、ソースをビット線BLに接続され、ゲートをワード線WLに接続されており、セルキャパシタ6は、一方の電極をセルトランジスタ5のドレインに接続され、他方の電極を接地されている。
The
ここに、VSSプリチャージ方式を採用する場合において、メモリセルにハイデータ(論理1)を書込む場合には、ワード線WLの電圧=SVii、ビット線BLの電圧=Vii、ストレージノード7の電圧=Viiとされ、ロウデータ(論理0)を書込む場合には、ワード線WLの電圧=SVii、ビット線BLの電圧=VSS、ストレージノード7の電圧=VSSとされる。
Here, in the case of adopting the VSS precharge method, when writing high data (logic 1) to the memory cell, the voltage of the word line WL = SVii, the voltage of the bit line BL = Vii, the voltage of the
但し、SViiは、昇圧回路(図示せず)により内部電源電圧Viiを昇圧してなる昇圧電圧であり、Vii+VTHn(nMOSトランジスタのスレッショルド電圧)以上の電圧である。 However, SVii is a boosted voltage obtained by boosting the internal power supply voltage Vii by a booster circuit (not shown), and is a voltage equal to or higher than Vii + VTHn (the threshold voltage of the nMOS transistor).
ここに、VSSプリチャージ方式を採用する場合において、図8に示すメモリセルの非選択時に、ビット線BLの電圧が接地電圧VSSとされる場合には、セルトランジスタ5のゲート・ソース間の電圧Vgsは0[V]となってしまう。
Here, when the VSS precharge method is employed, when the voltage of the bit line BL is set to the ground voltage VSS when the memory cell shown in FIG. 8 is not selected, the voltage between the gate and the source of the
この結果、たとえば、ストレージノード7にハイデータが記憶されている場合には、図9に、セルトランジスタ5のゲート・ソース間電圧Vgs−ドレイン・ソース間電流ids特性を示すように、セルトランジスタ5のドレイン・ソース間にリーク電流iが流れてしまう。
As a result, for example, when high data is stored in the
このため、ストレージノード7の電圧降下が進み、リフレッシュ時間tREFが悪化する結果を招くと共に、データ読出し時に、セルからビット線BLに現れる電圧(ΔV)は、セルにViiが蓄えられている場合に比べ低い電圧となってしまい、ハイデータに対するセンスアンプのマージンが小さくなってしまうという問題点があった。
For this reason, the voltage drop of the
なお、1/2・Viiプリチャージ方式を採用する場合においては、メモリセルのストレージノード7の電位が0[V]とされている場合には、ゲート・ドレイン間の電圧Vgdが0[V]となるので、セルトランジスタ5のリーク電流によりストレージノード7の電位が上がることになる。
In the case of adopting the 1/2 · Vii precharge method, when the potential of the
しかし、この場合には、ゲート・ドレイン間の電圧Vgdは負になるとともに、バックバイアスが強くなるために、セルトランジスタ5のリーク電流は抑えられることになる。
However, in this case, the gate-drain voltage Vgd becomes negative and the back bias becomes strong, so that the leakage current of the
本発明は、かかる点に鑑み、ビット線のプリチャージ方式についてVSSプリチャージ方式を採用するダイナミックRAMであって、メモリセルにハイデータが書き込まれている場合におけるセルトランジスタのリーク電流を低減化することができるダイナミックRAM、更には、ビット線に出力されるハイデータに対するセンスアンプのマージンと、ビット線に出力されるロウデータに対するセンスアンプのマージンとを同程度とすることができるようにしたダイナミックRAMを提供することを目的とする。 In view of the above, the present invention is a dynamic RAM that employs a VSS precharge method as a bit line precharge method, and reduces leakage current of a cell transistor when high data is written in a memory cell. Dynamic RAM that can be used, and the sense amplifier margin for high data output to the bit line and the sense amplifier margin for low data output to the bit line can be made comparable. An object is to provide a RAM.
本発明では、非選択時、ワード線を負電圧にすることで、メモリセルのトランジスタのゲート・ソース電圧Vgsを負の値で小さくでき、リーク電流を減らすことができる。また、ビット線を接地電圧にプリチャージするのでビット線のハイレベルを下げることができ、よって、非選択時、ワード線を負電圧にしてしきい値電圧を小さくすることができる効果と相俟って、ワード線を駆動するハイレベルの電圧として昇圧電圧を使わなくても済むようになる。 In the present invention, when the word line is not selected, the word line is set to a negative voltage, whereby the gate-source voltage Vgs of the transistor of the memory cell can be reduced by a negative value, and the leakage current can be reduced. In addition, since the bit line is precharged to the ground voltage, the high level of the bit line can be lowered. Therefore, when not selected, the word line is set to a negative voltage and the threshold voltage can be reduced. Thus, it is not necessary to use the boosted voltage as a high level voltage for driving the word line.
第1の発明(請求項1記載のダイナミックRAM)は、対をなす第1、第2のビット線と、電流入出力電極を第1のビット線に接続し、制御電極をワード線に接続したセルトランジスタ及び第1の電極をセルトランジスタの第2の電流入出力電極に接続し、第2の電極を接地したセルキャパシタからなるメモリセルと、第1、第2のビット線のプリチャージ時、第1、第2のビット線を接地電圧にプリチャージするビット線プリチャージ回路と、前記メモリセルのデータ読出し時、第2のビット線に参照電圧を発生させる参照電圧発生回路と、前記メモリセルのデータ読出し時、第1、第2のビット線間に発生する差電圧を増幅するセンスアンプとを備えるダイナミックRAMにおいて、前記ワード線の非選択時、前記ワード線を負電圧とするワードデコーダを備え、前記参照電圧発生回路は、第1の電極を前記第2のビット線に接続し、第2の電極をダミー・ワード線に接続したキャパシタで構成されるというものである。 In the first invention (the dynamic RAM according to claim 1), the paired first and second bit lines and the current input / output electrode are connected to the first bit line, and the control electrode is connected to the word line. When the cell transistor and the first electrode are connected to the second current input / output electrode of the cell transistor and the second electrode is grounded, and the memory cell and the first and second bit lines are precharged, A bit line precharge circuit for precharging first and second bit lines to a ground voltage; a reference voltage generating circuit for generating a reference voltage for the second bit line when reading data from the memory cell; and the memory cell In a dynamic RAM having a sense amplifier that amplifies a difference voltage generated between the first and second bit lines when reading data, the word line is set to a negative voltage when the word line is not selected. It includes a word decoder, the reference voltage generating circuit includes a first electrode connected to the second bit line, is that composed of a capacitor connected to the second electrode to the dummy word line.
第1の発明によれば、前記ワード線の非選択時、前記ワード線を負電圧とするワードデコーダを備えているので、前記メモリセルにハイデータが記憶されている場合においても、セルトランジスタのリーク電流を低減化することができ、参照電圧発生回路の構成を簡単なものとすることができる。 According to the first aspect of the invention, since the word decoder having the negative voltage on the word line when the word line is not selected is provided, even when high data is stored in the memory cell, the cell transistor Leakage current can be reduced, and the configuration of the reference voltage generation circuit can be simplified.
第2の発明(請求項2記載のダイナミックRAM)は、第1の発明において、参照電圧発生回路は、参照電圧として、セルトランジスタ及びセルキャパシタにリークがない場合においてメモリセルから第1のビット線にハイデータが出力された場合に第1のビット線に現れる電圧の1/2よりも低い電圧を第2のビット線に発生するように構成されているというものである。 According to a second invention (dynamic RAM according to claim 2), in the first invention, the reference voltage generation circuit uses the first bit line from the memory cell as a reference voltage when there is no leak in the cell transistor and the cell capacitor. When high data is output, a voltage lower than 1/2 of the voltage appearing on the first bit line is generated on the second bit line.
第2の発明によれば、第1の発明と同様の作用を得ることができると共に、第1のビット線に出力されるハイデータに対するセンスアンプのマージンと、第1のビット線に出力されるロウデータに対するセンスアンプのマージンを同程度とすることができる。 According to the second invention, the same operation as that of the first invention can be obtained, and the sense amplifier margin for the high data output to the first bit line and the first bit line are output. The margin of the sense amplifier for the row data can be made similar.
第6の発明(請求項6記載のダイナミックRAM)は、第4又は第5の発明において、第1、第2のビット線のプリチャージ時、ダミー・セルキャパシタの第1の電極をプリチャージするダミー・セルキャパシタ・プリチャージ回路を備えているというものである。 A sixth invention (dynamic RAM according to claim 6) precharges the first electrode of the dummy cell capacitor when precharging the first and second bit lines in the fourth or fifth invention. A dummy cell capacitor precharge circuit is provided.
第3の発明(請求項3記載のダイナミックRAM)は、第1の発明において、前記キャパシタは、MOSキャパシタであるというものである。 According to a third invention (dynamic RAM according to claim 3 ), in the first invention, the capacitor is a MOS capacitor.
第4の発明(請求項4記載のダイナミックRAM)は、第1又は第3の発明において、前記ダミー・ワード線の非選択時の電圧を接地電圧とするように構成されているというものである。 According to a fourth aspect of the present invention (the dynamic RAM according to the fourth aspect ), in the first or third aspect of the invention, the voltage when the dummy word line is not selected is configured to be a ground voltage. .
第4の発明によれば、第1又は第3の発明と同様の作用を得ることができると共に、負電圧発生回路における消費電流を低減することができる。 According to the fourth invention, it is possible to obtain the same operation as that of the first or third invention, and to reduce the current consumption in the negative voltage generating circuit.
第5の発明(請求項5記載のダイナミックDRAM)は、第1の発明において、前記ワードデコーダは、アドレス信号をデコードし、デコードしたアドレスが当該ワード線を示している場合には昇圧電圧を当該ワード線に与えるトランジスタ回路を有し、前記昇圧電圧は内部電源電圧から生成されかつ内部電源電圧より高いことを特徴とするものである。 In a fifth invention (dynamic DRAM according to claim 5 ), in the first invention, the word decoder decodes an address signal, and when the decoded address indicates the word line, the boosted voltage is applied. A transistor circuit applied to a word line, wherein the boosted voltage is generated from an internal power supply voltage and is higher than the internal power supply voltage;
第6の発明(請求項6記載のダイナミックDRAM)は、第5の発明において、デコードしたアドレスが当該ワード線を示していない場合には、前記トランジスタ回路は負電圧を当該ワード線に与えることを特徴とするものである。 According to a sixth invention (dynamic DRAM of claim 6 ), in the fifth invention, when the decoded address does not indicate the word line, the transistor circuit applies a negative voltage to the word line. It is a feature.
第7の発明(請求項7記載のダイナミックDRAM)は、第1の発明において、前記ワードデコーダは、アドレス信号をデコードし、デコードしたアドレスが当該ワード線を示している場合には内部電源電圧を当該ワード線に与えるトランジスタ回路を有し、この結果前記内部電源電圧よりも高い昇圧電圧を用いることなくワード線を選択する特徴とするものである。第5の発明では、昇圧電圧を選択したワード線に与える構成であったが、第7の発明では、昇圧電圧をワード線に与えなくても、動作可能であることを規定する。これは、非選択時ワード線は負電圧にリセットされているので、セルトランジスタのしきい値電圧を小さくでき、またビット線は接地電圧にリセットされているのでビット線のハイレベルの電圧を下げることができるからである。 According to a seventh invention (dynamic DRAM according to claim 7 ), in the first invention, the word decoder decodes an address signal, and when the decoded address indicates the word line, the internal power supply voltage is set. A transistor circuit applied to the word line is included, and as a result, the word line is selected without using a boosted voltage higher than the internal power supply voltage. In the fifth invention, the boosted voltage is applied to the selected word line. However, in the seventh invention, it is specified that the operation is possible even if the boosted voltage is not applied to the word line. This is because when the word line is not selected, the word line is reset to a negative voltage, so that the threshold voltage of the cell transistor can be reduced, and since the bit line is reset to the ground voltage, the high level voltage of the bit line is lowered. Because it can.
第8の発明(請求項8記載のダイナミックDRAM)は、第7の発明において、前記デコードされたアドレスが当該ワード線を示していない場合には、前記トランジスタ回路は負電圧を当該ワード線に与えることを特徴とするものである。 In an eighth invention (dynamic DRAM according to claim 8 ), in the seventh invention, when the decoded address does not indicate the word line, the transistor circuit applies a negative voltage to the word line. It is characterized by this.
第9の発明(請求項9記載のダイナミックRAM)は、第1乃至第8の発明において、前記ワードデコーダは、第1のインバータを含む第1のワードデコーダと、第2のインバータを含む第2のワードデコーダと、第3のワードデコーダと、第3のインバータと、第4のインバータとを備えているというものである。 According to a ninth invention (dynamic RAM according to claim 9 ), in the first to eighth inventions, the word decoder includes a first word decoder including a first inverter and a second inverter including a second inverter. This includes a third word decoder, a third word decoder, a third inverter, and a fourth inverter.
第1のワードデコーダは、高電圧側の電源電圧を内部電源電圧、低電圧側の電源電圧を接地電圧として動作し、前記ワード線の選択を行うためのロウアドレスの上位ビットをデコードする第1のNAND回路と、高電圧側の電源電圧を内部電源電圧を昇圧してなる昇圧電圧、低電圧側の電源電圧を負電圧として動作し、第1のNAND回路の出力をハイレベルは昇圧電圧にレベル変換し、ロウレベルは負電圧にレベル変換する第1のレベル変換回路と、高電圧側の電源電圧を昇圧電圧、低電圧側の電源電圧を負電圧として動作し、第1のレベル変換回路の出力を反転する第1のインバータとからなるものである。 The first word decoder operates using the power supply voltage on the high voltage side as the internal power supply voltage and the power supply voltage on the low voltage side as the ground voltage, and decodes the upper bits of the row address for selecting the word line. The NAND circuit operates with a boosted voltage obtained by boosting the internal power supply voltage as the power supply voltage on the high voltage side and a negative power supply voltage on the low voltage side, and the output of the first NAND circuit is set to the boosted voltage. The first level conversion circuit that performs level conversion and converts the low level to a negative voltage, and operates with the power supply voltage on the high voltage side as the boost voltage and the power supply voltage on the low voltage side as the negative voltage. And a first inverter that inverts the output.
第2のワードデコーダは、高電圧側の電源電圧を内部電源電圧、低電圧側の電源電圧を接地電圧として動作し、前記ワード線の選択を行うためのロウアドレスの下位ビットをデコードする第2のNAND回路と、高電圧側の電源電圧を昇圧電圧、低電圧側の電源電圧を負電圧として動作し、第2のNAND回路の出力をハイレベルは昇圧電圧にレベル変換し、ロウレベルは負電圧にレベル変換する第2のレベル変換回路と、高電圧側の電源電圧を昇圧電圧、低電圧側の電源電圧を負電圧として動作し、第2のレベル変換回路の出力を反転する第2のインバータとからなるものである。 The second word decoder operates using the power supply voltage on the high voltage side as the internal power supply voltage and the power supply voltage on the low voltage side as the ground voltage, and decodes the lower bits of the row address for selecting the word line. The NAND circuit is operated with the power supply voltage on the high voltage side as the boosted voltage, the power supply voltage on the low voltage side as the negative voltage, and the output of the second NAND circuit is level-converted to the boosted voltage, and the low level is the negative voltage. And a second inverter that operates with the high-voltage power supply voltage as the boosted voltage and the low-voltage power supply voltage as the negative voltage and inverts the output of the second level conversion circuit. It consists of
第3のインバータは、高電圧側の電源電圧を昇圧電圧、低電圧側の電源電圧を負電圧として動作し、第2のインバータの出力を反転するものであり、第4のインバータは、高電圧側の電源電圧を昇圧電圧、低電圧側の電源電圧を負電圧として動作し、第3のインバータの出力を反転するものである。 The third inverter operates with the power supply voltage on the high voltage side as the boosted voltage, the power supply voltage on the low voltage side as the negative voltage, and inverts the output of the second inverter. The fourth inverter The power supply voltage on the side is operated with the boosted voltage, the power supply voltage on the low voltage side is operated with a negative voltage, and the output of the third inverter is inverted.
第3のワードデコーダは、電流入力電極を第1のインバータの出力端に接続し、電流出力電極を前記ワード線に接続し、制御電極を第3のインバータの出力端に接続した第1のpチャネル絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、電流入力電極を第1のインバータの出力端に接続し、電流出力電極を前記ワード線に接続し、制御電極を第4のインバータの出力端に接続した第1のnチャネル絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、電流入力電極を前記ワード線に接続し、制御電極を第3のインバータの出力端に接続し、電流出力電極に負電圧が印加される第2のnチャネル絶縁ゲート型電界効果トランジスタとからなるものである。 The third word decoder has a first p having a current input electrode connected to the output terminal of the first inverter, a current output electrode connected to the word line, and a control electrode connected to the output terminal of the third inverter. A channel insulated gate field effect transistor, a current input electrode connected to the output terminal of the first inverter, a current output electrode connected to the word line, and a control electrode connected to the output terminal of the fourth inverter N-channel insulated gate field effect transistor, a current input electrode connected to the word line, a control electrode connected to the output terminal of the third inverter, and a second voltage applied to the current output electrode by a negative voltage It consists of a channel insulated gate field effect transistor.
第10の発明(請求項10記載のダイナミックRAM)は、第1乃至第9の発明において、前記ワードデコーダは、第1のインバータを含む第1のワードデコーダと、第2のインバータを含む第2のワードデコーダと、第3のワードデコーダと、第3のインバータと、第4のインバータとを備えているとういものである。 A tenth invention (dynamic RAM according to claim 10), in the invention of the first to ninth, the word decoder, a second comprising a first word decoder including a first inverter, a second inverter This includes a third word decoder, a third word decoder, a third inverter, and a fourth inverter.
第1のワードデコーダは、高電圧側の電源電圧を内部電源電圧、低電圧側の電源電圧を接地電圧として動作し、前記ワード線の選択を行うためのロウアドレスの上位ビットをデコードする第1のNAND回路と、高電圧側の電源電圧を内部電源電圧を昇圧してなる昇圧電圧、低電圧側の電源電圧を負電圧として動作し、第1のNAND回路の出力をハイレベルは昇圧電圧にレベル変換し、ロウレベルは負電圧にレベル変換する第1のレベル変換回路と、高電圧側の電源電圧を昇圧電圧、低電圧側の電源電圧を負電圧として動作し、第1のレベル変換回路の出力を反転する第1のインバータとからなるものである。 The first word decoder operates using the power supply voltage on the high voltage side as the internal power supply voltage and the power supply voltage on the low voltage side as the ground voltage, and decodes the upper bits of the row address for selecting the word line. The NAND circuit operates with a boosted voltage obtained by boosting the internal power supply voltage as the power supply voltage on the high voltage side and a negative power supply voltage on the low voltage side, and the output of the first NAND circuit is set to the boosted voltage. The first level conversion circuit that performs level conversion and converts the low level to a negative voltage, and operates with the power supply voltage on the high voltage side as the boost voltage and the power supply voltage on the low voltage side as the negative voltage. And a first inverter that inverts the output.
第2のワードデコーダは、高電圧側の電源電圧を内部電源電圧、低電圧側の電源電圧を接地電圧として動作し、前記ワード線の選択を行うためのロウアドレスの下位ビットをデコードする第2のNAND回路と、高電圧側の電源電圧を昇圧電圧、低電圧側の電源電圧を負電圧として動作し、第2のNAND回路の出力をハイレベルは昇圧電圧にレベル変換し、ロウレベルは負電圧にレベル変換する第2のレベル変換回路と、高電圧側の電源電圧を昇圧電圧、低電圧側の電源電圧を負電圧として動作し、第2のレベル変換回路の出力を反転する第2のインバータとからなるものである。 The second word decoder operates using the power supply voltage on the high voltage side as the internal power supply voltage and the power supply voltage on the low voltage side as the ground voltage, and decodes the lower bits of the row address for selecting the word line. The NAND circuit is operated with the power supply voltage on the high voltage side as the boosted voltage, the power supply voltage on the low voltage side as the negative voltage, and the output of the second NAND circuit is level-converted to the boosted voltage, and the low level is the negative voltage. And a second inverter that operates with the high-voltage power supply voltage as the boosted voltage and the low-voltage power supply voltage as the negative voltage and inverts the output of the second level conversion circuit. It consists of
第3のインバータは、高電圧側の電源電圧を昇圧電圧、低電圧側の電源電圧を負電圧として動作し、第1のインバータの出力を反転するものであり、第4のインバータは、高電圧側の電源電圧を昇圧電圧、低電圧側の電源電圧を負電圧として動作し、第2のインバータの出力を反転するものである。 The third inverter operates with the power supply voltage on the high voltage side as the boost voltage and the power supply voltage on the low voltage side as the negative voltage, and inverts the output of the first inverter. The fourth inverter The power supply voltage on the side is operated as a boosted voltage, the power supply voltage on the low voltage side is operated as a negative voltage, and the output of the second inverter is inverted.
第3のワードデコーダは、電流入力電極を第2のインバータの出力端に接続し、電流出力電極を前記ワード線に接続し、制御電極を第3のインバータの出力端に接続した第1のpチャネル絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、電流入力電極を前記ワード線に接続し、制御電極を第3のインバータの出力端に接続し、電流出力電極に負電圧が印加される第1のnチャネル絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、電流出力電極を前記ワード線に接続し、制御電極を第4のインバータの出力端に接続し、電流出力電極に負電圧が印加される第2のnチャネル絶縁ゲート型電界効果トランジスタとからなるものである。 The third word decoder has a first p having a current input electrode connected to the output terminal of the second inverter, a current output electrode connected to the word line, and a control electrode connected to the output terminal of the third inverter. A channel-insulated gate field effect transistor, a current input electrode connected to the word line, a control electrode connected to the output terminal of the third inverter, and a first n-channel insulation in which a negative voltage is applied to the current output electrode A gate type field effect transistor, a second n-channel insulated gate type in which a current output electrode is connected to the word line, a control electrode is connected to an output terminal of a fourth inverter, and a negative voltage is applied to the current output electrode It consists of a field effect transistor.
本発明によれば、メモリセルにハイデータが書込まれている場合におけるセルトランジスタのリーク電流を低減化することができ、更には、ビット線に出力されるハイデータに対するセンスアンプのマージンと、ビット線に出力されるロウデータに対するセンスアンプのマージンとを同程度とすることができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the leakage current of the cell transistor when high data is written in the memory cell, and further, the sense amplifier margin for the high data output to the bit line, The margin of the sense amplifier for the row data output to the bit line can be made comparable.
以下、図1〜図4を参照して、本発明の第1実施形態及び第2実施形態について説明する。
第1実施形態・・図1、図2
図1は本発明の第1実施形態が備えるコラム部の1個の一部分を示す回路図である。図1中、8はビット線BL、/BLをプリチャージするためのビット線プリチャージ回路であり、PE1は制御信号、9、10は制御信号PE1によりON、OFFが制御されるnMOSトランジスタである。
The first and second embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
First Embodiment FIG. 1 and FIG.
FIG. 1 is a circuit diagram showing a part of one column section provided in the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 8 is a bit line precharge circuit for precharging the bit lines BL and / BL, PE1 is a control signal, and 9 and 10 are nMOS transistors whose ON and OFF are controlled by the control signal PE1. .
nMOSトランジスタ9は、ドレインをビット線BLに接続され、ソースを接地され、ゲートに制御信号PE1が印加されるように構成されており、nMOSトランジスタ10は、ドレインをビット線/BLに接続され、ソースを接地され、ゲートに制御信号PE1が印加されるように構成されている。
The nMOS transistor 9 is configured such that the drain is connected to the bit line BL, the source is grounded, and the control signal PE1 is applied to the gate. The
ここに、ビット線プリチャージ時には、制御信号PE1=Vii、nMOSトランジスタ9=ON、nMOSトランジスタ10=ONとなり、ビット線BLの電圧=VSS、ビット線/BLの電圧=VSSとされ、ビット線プリチャージ時以外の場合には、制御信号PE1の電圧=VSS、nMOSトランジスタ9=OFF、nMOSトランジスタ10=OFFとなる。
Here, at the time of the bit line precharge, the control signal PE1 = Vii, the nMOS transistor 9 = ON, and the
また、11はメモリセルであり、12はnMOSトランジスタからなる電荷転送制御用のセルトランジスタ、13は記憶媒体をなすセルキャパシタである。 Further, 11 is a memory cell, 12 is a cell transistor for charge transfer control composed of an nMOS transistor, and 13 is a cell capacitor constituting a storage medium.
セルトランジスタ12は、ゲートをワード線WLに接続され、ソースをビット線BLに接続されており、セルキャパシタ13は、一方の電極をセルトランジスタ12のドレインに接続され、他方の電極を接地されている。
The cell transistor 12 has a gate connected to the word line WL and a source connected to the bit line BL. The
ここに、メモリセル11にハイデータを書込む場合には、ワード線WLの電圧=SVii、ビット線BLの電圧=Vii、ストレージノード14の電圧=Viiとされ、ロウデータを書込む場合には、ワード線WLの電圧=SVii、ビット線BLの電圧=VSS、ストレージノード14の電圧=VSSとされる。
Here, when high data is written to the
また、15は参照電圧発生回路をなすダミー・セルであり、16はnMOSトランジスタからなる電荷転送制御用のダミー・セルトランジスタ、17はダミー・セルキャパシタである。
ダミー・セルトランジスタ16は、ゲートをダミー・ワード線DWLに接続され、ソースをビット線/BLに接続されており、ダミー・セルキャパシタ17は、一方の電極をダミー・セルトランジスタ16のドレインに接続され、他方の電極を接地されている。
The
なお、ダミー・セルキャパシタ17の容量値は、セルキャパシタ13の容量の1/2以下とされ、後述するセンスアンプ22が正確な増幅動作を行うことができる範囲で、セルトランジスタ12及びセルキャパシタ13にリークがない場合においてメモリセル11からビット線BLにハイデータが出力された場合にビット線BLに現れる電圧の1/2よりも低い電圧をビット線/BLに発生させることができる値に設定される。
Note that the capacitance value of the dummy cell capacitor 17 is ½ or less of the capacitance of the
また、ダミー・ワード線DWLの電圧は、選択時には昇圧電圧SVii、非選択時には負電圧VBB(たとえば、−0.4[V])とされる。 Further, the voltage of the dummy word line DWL is set to the boosted voltage SVii when selected, and to the negative voltage VBB (for example, −0.4 [V]) when not selected.
また、18はダミー・セルキャパシタ・プリチャージ回路であり、PE2は制御信号、19は制御信号PE2によりON、OFFが制御されるnMOSトランジスタである。
nMOSトランジスタ19は、ドレインを内部電源電圧Viiを供給するVii電源線20に接続され、ソースをダミー・セル15のストレージノード21に接続され、ゲートに制御信号PE2が印加されるように構成されている。
The
ここに、ビット線プリチャージ時には、制御信号PE2=Vii+VTHn+α、nMOSトランジスタ19=ON、ストレージノード21の電圧=Viiとされ、ビット線プリチャージ時以外の場合には、制御信号PE2=VSS(又は負電圧VBB)、nMOSトランジスタ19=OFFとなる。
Here, when the bit line is precharged, the control signal PE2 = Vii + VTHn + α, the
また、22はフリップフロップ回路からなるセンスアンプであり、23、24はプルアップ素子をなすpMOSトランジスタ、25、26はプルダウン素子をなすnMOSトランジスタである。
pMOSトランジスタ23は、ドレインをビット線BLに接続され、ゲートをビット線/BLに接続され、ソースにセンスアンプ駆動電圧PSAが印加されるように構成されており、pMOSトランジスタ24は、ドレインをビット線/BLに接続され、ゲートをビット線BLに接続され、ソースにセンスアンプ駆動電圧PSAが印加されるように構成されている。
The
また、nMOSトランジスタ25は、ドレインをビット線BLに接続され、ゲートをビット線/BLに接続され、ソースにセンスアンプ駆動電圧NSAが印加されるように構成されており、nMOSトランジスタ26は、ドレインをビット線/BLに接続され、ゲートをビット線BLに接続され、ソースにセンスアンプ駆動電圧NSAが印加されるように構成されている。
The
図2は本発明の第1実施形態が備えるワードデコーダの一部分を示す回路図である。図2中、29は第1のワードデコーダをなすメインワードデコーダであり、30はワード線WLを選択するための内部ロウアドレス信号ADD1をデコードするNAND回路である。 FIG. 2 is a circuit diagram showing a part of a word decoder provided in the first embodiment of the present invention. In FIG. 2, 29 is a main word decoder constituting a first word decoder, and 30 is a NAND circuit for decoding an internal row address signal ADD1 for selecting a word line WL.
また、31はNAND回路30の出力をハイレベルは昇圧電圧SViiにレベル変換し、ロウレベルは負電圧VBBにレベル変換するレベル変換回路であり、このレベル変換回路31において、32はNAND回路30の出力によりON、OFFが制御されるnMOSトランジスタであり、ソースを接地され、ゲートをNAND回路30の出力端に接続されている。
また、33はpMOSフリップフロップ回路であり、34、35はプルアップ素子をなすpMOSトランジスタである。
pMOSトランジスタ34は、ソースをSVii電源線36に接続され、ゲートをpMOSトランジスタ35のドレインに接続され、ドレインをnMOSトランジスタ32のドレインに接続されており、pMOSトランジスタ35は、ソースをSVii電源線36に接続され、ゲートをpMOSトランジスタ34のドレインに接続されている。
The
また、37はNAND回路30の出力によりON、OFFが制御されるpMOSトランジスタであり、ソースをVii電源線38に接続され、ゲートをNAND回路30の出力端に接続されている。
また、39はnMOSフリップフロップ回路であり、40、41はプルダウン素子をなすnMOSトランジスタである。
nMOSトランジスタ40は、ソースを負電圧VBBを供給するVBB電源線42に接続され、ゲートをnMOSトランジスタ41のドレインに接続され、ドレインをpMOSトランジスタ37のドレインに接続されている。
The
また、nMOSトランジスタ41は、ソースをVBB電源線42に接続され、ゲートをnMOSトランジスタ40のドレインに接続され、ドレインをpMOSトランジスタ35のドレインに接続されている。
The
また、43はCMOSインバータであり、44はpMOSトランジスタ、45はnMOSトランジスタである。 43 is a CMOS inverter, 44 is a pMOS transistor, and 45 is an nMOS transistor.
pMOSトランジスタ44は、ソースをSVii電源線36に接続され、ゲートをpMOSトランジスタ35のドレインとnMOSトランジスタ41のドレインの接続点であるノード46に接続されている。
The
また、nMOSトランジスタ45は、ドレインをpMOSトランジスタ44のドレインに接続され、ゲートをノード46に接続され、ソースをVBB電源線42に接続されている。
The
また、47は第2のワードデコーダをなすクオータワードデコーダであり、48はワード線WLを選択するための内部ロウアドレス信号ADD2をデコードするNAND回路である。
また、49はNAND回路48の出力をハイレベルは昇圧電圧SViiにレベル変換し、ロウレベルは負電圧VBBにレベル変換するレベル変換回路であり、このレベル変換回路49において、50はNAND回路48の出力によりON、OFFが制御されるnMOSトランジスタであり、ソースを接地され、ゲートをNAND回路48の出力端に接続されている。
また、51はpMOSフリップフロップ回路であり、52、53はプルアップ素子をなすpMOSトランジスタである。
pMOSトランジスタ52は、ソースをSVii電源線36に接続され、ゲートをpMOSトランジスタ53のドレインに接続され、ドレインをnMOSトランジスタ50のドレインに接続されており、pMOSトランジスタ53は、ソースをSVii電源線36に接続され、ゲートをpMOSトランジスタ52のドレインに接続されている。
The
また、54はNAND回路48の出力によりON、OFFが制御されるpMOSトランジスタであり、ソースをVii電源線38に接続され、ゲートをNAND回路48の出力端に接続されている。
また、55はnMOSフリップフロップ回路であり、56、57はプルダウン素子をなすnMOSトランジスタである。
nMOSトランジスタ56は、ソースをVBB電源線42に接続され、ゲートをnMOSトランジスタ57のドレインに接続され、ドレインをpMOSトランジスタ54のドレインに接続されている。
The
また、nMOSトランジスタ57は、ソースをVBB電源線42に接続され、ゲートをnMOSトランジスタ56のドレインに接続され、ドレインをpMOSトランジスタ53のドレインに接続されている。
The
また、58はCMOSインバータであり、59はpMOSトランジスタ、60はnMOSトランジスタである。 58 is a CMOS inverter, 59 is a pMOS transistor, and 60 is an nMOS transistor.
pMOSトランジスタ59は、ソースをSVii電源線36に接続され、ゲートをpMOSトランジスタ53のドレインとnMOSトランジスタ57のドレインの接続点であるノード61に接続されている。
The pMOS transistor 59 has a source connected to the SVii
また、nMOSトランジスタ60は、ドレインをpMOSトランジスタ59のドレインに接続され、ゲートをノード61に接続され、ソースをVBB電源線42に接続されている。
The
また、62はCMOSインバータであり、63はpMOSトランジスタ、64はnMOSトランジスタである。 62 is a CMOS inverter, 63 is a pMOS transistor, and 64 is an nMOS transistor.
pMOSトランジスタ63は、ソースをSVii電源線36に接続され、ゲートをCMOSインバータ58の出力端に接続されており、nMOSトランジスタ64は、ドレインをpMOSトランジスタ63のドレインに接続され、ゲートをCMOSインバータ58の出力端に接続され、ソースをVBB電源線42に接続されている。
The
また、65はCMOSインバータであり、66はpMOSトランジスタ、67はnMOSトランジスタである。 65 is a CMOS inverter, 66 is a pMOS transistor, and 67 is an nMOS transistor.
pMOSトランジスタ66は、ソースをSVii電源線36に接続され、ゲートをCMOSインバータ62の出力端に接続されており、nMOSトランジスタ67は、ドレインをpMOSトランジスタ66のドレインに接続され、ゲートをCMOSインバータ62の出力端に接続され、ソースをVBB電源線42に接続されている。
The
また、68は第3のワードデコーダをなすサブワードデコーダであり、69はpMOSトランジスタ、70、71はnMOSトランジスタである。
pMOSトランジスタ69は、ソースをCMOSインバータ43の出力端に接続され、ゲートをCMOSインバータ62の出力端に接続され、ドレインをワード線WLに接続されている。
The
また、nMOSトランジスタ70は、ドレインをCMOSインバータ43の出力端に接続され、ゲートをCMOSインバータ65の出力端に接続され、ソースをワード線WLに接続されている。
The
また、nMOSトランジスタ71は、ドレインをワード線WLに接続され、ゲートをCMOSインバータ62の出力端に接続され、ソースをVBB電源線42に接続されている。
The
このように構成された本発明の第1実施形態においては、ワード線WLが非選択とされる場合は、 メインワードデコーダ29=非選択、クオータワードデコーダ47=非選択とされる場合、 メインワードデコーダ29=選択、クオータワードデコーダ47=非選択とされる場合、 メインワードデコーダ29=非選択、クオータワードデコーダ47=選択とされる場合である。
In the first embodiment of the present invention configured as described above, when the word line WL is not selected, the main word decoder 29 is not selected and the
ここに、 メインワードデコーダ29=非選択、クオータワードデコーダ47=非選択とされる場合には、メインワードデコーダ29においては、NAND回路30の出力=Viiとなり、nMOSトランジスタ32=ON、pMOSトランジスタ37=OFFとなる。
If the main word decoder 29 is not selected and the
この結果、pMOSトランジスタ35=ON、pMOSトランジスタ34=OFF、nMOSトランジスタ40=ON、nMOSトランジスタ41=OFF、ノード46の電圧=SViiとなり、CMOSインバータ43においては、pMOSトランジスタ44=OFF、nMOSトランジスタ45=ONとなり、CMOSインバータ43の出力=VBBとなる。
As a result, the
また、クオータワードデコーダ47においては、NAND回路48の出力=Viiとなり、nMOSトランジスタ50=ON、pMOSトランジスタ54=OFFとなる。
In the
この結果、pMOSトランジスタ53=ON、pMOSトランジスタ52=OFF、nMOSトランジスタ56=ON、nMOSトランジスタ57=OFF、ノード61の電圧=SViiとなり、CMOSインバータ58においては、pMOSトランジスタ59=OFF、nMOSトランジスタ60=ONとなり、CMOSインバータ58の出力=VBBとなる。
As a result, the
この結果、CMOSインバータ62においては、pMOSトランジスタ63=ON、nMOSトランジスタ64=OFFとなり、CMOSインバータ62の出力=SViiとなり、CMOSインバータ65においては、pMOSトランジスタ66=OFF、nMOSトランジスタ67=ONとなり、CMOSインバータ65の出力=VBBとなる。
As a result, in the
したがって、サブワードデコーダ68においては、pMOSトランジスタ69=OFF、nMOSトランジスタ70=OFF、nMOSトランジスタ71=ONとなり、ワード線WLの電圧=VBBとなる。
Therefore, in the
また、 メインワードデコーダ29=選択、クオータワードデコーダ47=非選択とされる場合には、メインワードデコーダ29においては、NAND回路30の出力=VSS、nMOSトランジスタ32=OFF、pMOSトランジスタ37=ONとなる。
When the main word decoder 29 is selected and the
この結果、nMOSトランジスタ41=ON、nMOSトランジスタ40=OFF、pMOSトランジスタ34=ON、pMOSトランジスタ35=OFF、ノード46の電圧=VBBとなり、CMOSインバータ43においては、pMOSトランジスタ44=ON、nMOSトランジスタ45=OFFとなり、CMOSインバータ43の出力=SViiとなる。
As a result, the
これに対して、クオータワードデコーダ47においては、NAND回路48の出力=Viiとなり、nMOSトランジスタ50=ON、pMOSトランジスタ54=OFFとなる。
On the other hand, in the
この結果、pMOSトランジスタ53=ON、pMOSトランジスタ52=OFF、nMOSトランジスタ56=ON、nMOSトランジスタ57=OFF、ノード61の電圧=SViiとなり、CMOSインバータ58においては、pMOSトランジスタ59=OFF、nMOSトランジスタ60=ONとなり、CMOSインバータ58の出力=VBBとなる。
As a result, the
この結果、CMOSインバータ62においては、pMOSトランジスタ63=ON、nMOSトランジスタ64=OFFとなり、CMOSインバータ62の出力=SViiとなり、CMOSインバータ65においては、pMOSトランジスタ66=OFF、nMOSトランジスタ67=ONとなり、CMOSインバータ65の出力=VBBとなる。
As a result, in the
したがって、サブワードデコーダ68においては、pMOSトランジスタ69=OFF、nMOSトランジスタ70=OFF、nMOSトランジスタ71=ONとなり、ワード線WLの電圧=VBBとなる。
Therefore, in the
また、 メインワードデコーダ29=非選択、クオータワードデコーダ47=選択とされる場合には、メインワードデコーダ29においては、NAND回路30の出力=Viiとなり、nMOSトランジスタ32=ON、pMOSトランジスタ37=OFFとなる。
When the main word decoder 29 is not selected and the
この結果、pMOSトランジスタ35=ON、pMOSトランジスタ34=OFF、nMOSトランジスタ40=ON、nMOSトランジスタ41=OFF、ノード46の電圧=SViiとなり、CMOSインバータ43においては、pMOSトランジスタ44=OFF、nMOSトランジスタ45=ONとなり、CMOSインバータ43の出力=VBBとなる。
As a result, the
これに対して、クオータワードデコーダ47においては、NAND回路48の出力=VSS、nMOSトランジスタ50=OFF、pMOSトランジスタ54=ONとなる。
On the other hand, in the
この結果、nMOSトランジスタ57=ON、nMOSトランジスタ56=OFF、pMOSトランジスタ52=ON、pMOSトランジスタ53=OFF、ノード61の電圧=VBBとなり、CMOSインバータ58においては、pMOSトランジスタ59=ON、nMOSトランジスタ60=OFFとなり、CMOSインバータ58の出力=SViiとなる。
As a result, the
この結果、CMOSインバータ62においては、pMOSトランジスタ63=OFF、nMOSトランジスタ64=ONとなり、CMOSインバータ62の出力=VBBとなり、CMOSインバータ65においては、pMOSトランジスタ66=ON、nMOSトランジスタ67=OFFとなり、CMOSインバータ65の出力=SViiとなる。
As a result, in the
したがって、サブワードデコーダ68においては、pMOSトランジスタ69=ON、nMOSトランジスタ70=ON、nMOSトランジスタ71=OFFとなり、ワード線WLの電圧=VBBとなる。
Therefore, in the
また、ワード線WLが選択される場合には、メインワードデコーダ29においては、NAND回路30の出力=VSS、nMOSトランジスタ32=OFF、pMOSトランジスタ37=ONとなる。
When the word line WL is selected, in the main word decoder 29, the output of the
この結果、nMOSトランジスタ41=ON、nMOSトランジスタ40=OFF、pMOSトランジスタ34=ON、pMOSトランジスタ35=OFF、ノード46の電圧=VBBとなり、CMOSインバータ43においては、pMOSトランジスタ44=ON、nMOSトランジスタ45=OFFとなり、CMOSインバータ43の出力=SViiとなる。
As a result, the
また、クオータワードデコーダ47においては、NAND回路48の出力=VSS、nMOSトランジスタ50=OFF、pMOSトランジスタ54=ONとなる。
In the
この結果、nMOSトランジスタ57=ON、nMOSトランジスタ56=OFF、pMOSトランジスタ52=ON、pMOSトランジスタ53=OFF、ノード61の電圧=VBBとなり、CMOSインバータ58においては、pMOSトランジスタ59=ON、nMOSトランジスタ60=OFFとなり、CMOSインバータ58の出力=SViiとなる。
As a result, the
この結果、CMOSインバータ62においては、pMOSトランジスタ63=OFF、nMOSトランジスタ64=ONとなり、CMOSインバータ62の出力=VBBとなり、CMOSインバータ65においては、pMOSトランジスタ66=ON、nMOSトランジスタ67=OFFとなり、CMOSインバータ65の出力=SViiとなる。
As a result, in the
したがって、サブワードデコーダ68においては、pMOSトランジスタ69=ON、nMOSトランジスタ70=ON、nMOSトランジスタ71=OFFとなり、ワード線WLの電圧=SViiとなる。
Therefore, in the
このように、本発明の第1実施形態によれば、ワード線WLを非選択とする場合には、ワード線WLの電圧を負電圧VBBとすることができるので、メモリセル11のストレージノード14の電圧がViiとされている場合においても、セルトランジスタ12のリーク電流を低減化することができる。 Thus, according to the first embodiment of the present invention, when the word line WL is not selected, the voltage of the word line WL can be set to the negative voltage VBB. Even when the voltage of V i is Vii, the leakage current of the cell transistor 12 can be reduced.
また、本発明の第1実施形態によれば、ダミー・セルキャパシタ17の容量値は、センスアンプ22が正確な増幅動作を行うことができる範囲で、セルトランジスタ12及びセルキャパシタ13にリークがない場合においてメモリセル11からビット線BLにハイデータが出力された場合にビット線BLに現れる電圧の1/2よりも低い電圧をビット線/BLに発生させることができる値に設定するとしているので、実際の微小なリークを考慮するとビット線BLに出力されるハイデータに対するセンスアンプ22のマージンと、ビット線BLに出力されるロウデータに対するセンスアンプ22のマージンを同程度とすることができる。
Further, according to the first embodiment of the present invention, the capacitance value of the dummy cell capacitor 17 does not leak in the cell transistor 12 and the
なお、本発明の第1実施形態においては、ダミー・ワード線DWLの非選択時の電圧を負電圧VBBとしているが、この代わりに、ダミー・セル15におけるリークを見込んで、ダミー・ワード線DWLの非選択時の電圧を接地電圧VSSとし、負電圧発生回路(図示せず)における消費電力を低減し、低消費電力化を図ることができる。
第2実施形態・・図3、図4
図3は本発明の第2実施形態に備えるコラム部の1個の一部分を示す回路図であり、本発明の第2実施形態においては、本発明の第1実施形態が備えるダミー・セル15及びダミー・セルキャパシタ・プリチャージ回路18の代わりに、MOSキャパシタ73を設け、その他については、本発明の第1実施形態の場合と同様に構成したものである。
In the first embodiment of the present invention, the voltage when the dummy word line DWL is not selected is set to the negative voltage VBB. Instead, the dummy word line DWL is anticipated in anticipation of a leak in the
Second Embodiment FIG. 3 and FIG. 4
FIG. 3 is a circuit diagram showing a part of one column portion provided in the second embodiment of the present invention. In the second embodiment of the present invention, the
ここに、MOSキャパシタ73は、ゲートをダミー・ワード線DWLに接続され、ソース及びドレインを接続し、その接続点をビット線/BLに接続されており、ダミー・ワード線DWLの電圧は、選択時には昇圧電圧SVii、非選択時には接地電圧VSSとされる。
The
なお、MOSキャパシタ73の容量値は、センスアンプ22が正確な増幅動作を行うことができる範囲で、セルトランジスタ12及びセルキャパシタ13にリークがない場合においてメモリセル11からビット線BLにハイデータが出力された場合にビット線BLに現れる電圧の1/2よりも低い電圧がビット線/BLに発生する値に設定される。
The capacitance value of the
また、図4は本発明の第2実施形態が備えるワードデコーダの一部分を示す回路図であり、本発明の第2実施形態においては、本発明の第1実施形態が備えるCMOSインバータ62を設けず、CMOSインバータ75を設けると共に、本発明の第1実施形態が設けるサブワードデコーダ68と回路構成の異なるサブワードデコーダ76を設け、その他については、本発明の第1実施形態の場合と同様に構成したものである。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a part of a word decoder provided in the second embodiment of the present invention. In the second embodiment of the present invention, the
CMOSインバータ75において、77はpMOSトランジスタ、78はnMOSトランジスタである。
In the
pMOSトランジスタ77は、ソースをSVii電源線36に接続され、ゲートをCMOSインバータ43の出力端に接続されており、nMOSトランジスタ78は、ドレインをpMOSトランジスタ77のドレインに接続され、ゲートをCMOSインバータ43の出力端に接続され、ソースをVBB電源線42に接続されている。
The pMOS transistor 77 has a source connected to the SVii
また、サブワードデコーダ76において、79はpMOSトランジスタ、80、81はnMOSトランジスタである。
In the
pMOSトランジスタ79は、ソースをCMOSインバータ58の出力端に接続され、ゲートをCMOSインバータ75の出力端に接続され、ドレインをワード線WLに接続されている。
The
また、nMOSトランジスタ80は、ドレインをワード線WLに接続され、ゲートをCMOSインバータ75の出力端に接続され、ソースをVBB電源線42に接続されている。
The
また、nMOSトランジスタ81は、ドレインをワード線WLに接続され、ゲートをCMOSインバータ65の出力端に接続され、ソースをVBB電源線42に接続されている。
The
このように構成された本発明の第2実施形態においては、ワード線WLが非選択とされる場合は、 メインワードデコーダ29=非選択、クオータワードデコーダ47=非選択とされる場合、 メインワードデコーダ29=選択、クオータワードデコーダ47=非選択とされる場合、 メインワードデコーダ29=非選択、クオータワードデコーダ47=選択とされる場合である。
In the second embodiment of the present invention configured as described above, when the word line WL is not selected, the main word decoder 29 is not selected and the
ここに、 メインワードデコーダ29=非選択、クオータワードデコーダ47=非選択とされる場合、メインワードデコーダ29においては、NAND回路30の出力=Viiとなり、nMOSトランジスタ32=ON、pMOSトランジスタ37=OFFとなる。
Here, when the main word decoder 29 is not selected and the
この結果、pMOSトランジスタ35=ON、pMOSトランジスタ34=OFF、nMOSトランジスタ40=ON、nMOSトランジスタ41=OFF、ノード46の電圧=SViiとなり、CMOSインバータ43においては、pMOSトランジスタ44=OFF、nMOSトランジスタ45=ONとなり、CMOSインバータ43の出力=VBBとなる。
As a result, the
この結果、CMOSインバータ75においては、pMOSトランジスタ77=ON、nMOSトランジスタ78=OFF、CMOSインバータ75の出力=SViiとなる。
As a result, in the
また、クオータワードデコーダ47においては、NAND回路48の出力=Viiとなり、nMOSトランジスタ50=ON、pMOSトランジスタ54=OFFとなる。
In the
この結果、pMOSトランジスタ53=ON、pMOSトランジスタ52=OFF、nMOSトランジスタ56=ON、nMOSトランジスタ57=OFF、ノード61の電圧=SViiとなり、CMOSインバータ58においては、pMOSトランジスタ59=OFF、nMOSトランジスタ60=ONとなり、CMOSインバータ58の出力=VBBとなる。
As a result, the
この結果、CMOSインバータ65においては、pMOSトランジスタ66=ON、nMOSトランジスタ67=OFFとなり、CMOSインバータ65の出力=SViiとなる。
As a result, in the
したがって、サブワードデコーダ76においては、pMOSトランジスタ79=OFF、nMOSトランジスタ80=ON、nMOSトランジスタ81=ONとなり、ワード線WLの電圧=VBBとなる。
Therefore, in the
また、 メインワードデコーダ29=選択、クオータワードデコーダ47=非選択とされる場合には、メインワードデコーダ29においては、NAND回路30の出力=VSS、nMOSトランジスタ32=OFF、pMOSトランジスタ37=ONとなる。
When the main word decoder 29 is selected and the
この結果、nMOSトランジスタ41=ON、nMOSトランジスタ40=OFF、pMOSトランジスタ34=ON、pMOSトランジスタ35=OFF、ノード46の電圧=VBBとなり、CMOSインバータ43においては、pMOSトランジスタ44=ON、nMOSトランジスタ45=OFFとなり、CMOSインバータ43の出力=SViiとなる。
As a result, the
この結果、CMOSインバータ75においては、pMOSトランジスタ77=OFF、nMOSトランジスタ78=ON、CMOSインバータ75の出力=VBBとなる。
As a result, in the
また、クオータワードデコーダ47においては、NAND回路48の出力=Viiとなり、nMOSトランジスタ50=ON、pMOSトランジスタ54=OFFとなる。
In the
この結果、pMOSトランジスタ53=ON、pMOSトランジスタ52=OFF、nMOSトランジスタ56=ON、nMOSトランジスタ57=OFF、ノード61の電圧=SViiとなり、CMOSインバータ58においては、pMOSトランジスタ59=OFF、nMOSトランジスタ60=ONとなり、CMOSインバータ58の出力=VBBとなる。
As a result, the
この結果、CMOSインバータ65においては、pMOSトランジスタ66=ON、nMOSトランジスタ67=OFFとなり、CMOSインバータ65の出力=SViiとなる。
As a result, in the
したがって、サブワードデコーダ76においては、pMOSトランジスタ79=ON、nMOSトランジスタ80=OFF、nMOSトランジスタ81=ONとなり、ワード線WLの電圧=VBBとなる。
Therefore, in the
また、 メインワードデコーダ29=非選択、クオータワードデコーダ47=選択とされる場合には、メインワードデコーダ29においては、NAND回路30の出力=Viiとなり、nMOSトランジスタ32=ON、pMOSトランジスタ37=OFFとなる。
When the main word decoder 29 is not selected and the
この結果、pMOSトランジスタ35=ON、pMOSトランジスタ34=OFF、nMOSトランジスタ40=ON、nMOSトランジスタ41=OFF、ノード46の電圧=SViiとなり、CMOSインバータ43においては、pMOSトランジスタ44=OFF、nMOSトランジスタ45=ONとなり、CMOSインバータ43の出力=VBBとなる。
As a result, the
この結果、CMOSインバータ75においては、pMOSトランジスタ77=ON、nMOSトランジスタ78=OFF、CMOSインバータ75の出力=SViiとなる。
As a result, in the
これに対して、クオータワードデコーダ47においては、NAND回路48の出力=VSS、nMOSトランジスタ50=OFF、pMOSトランジスタ54=ONとなる。
On the other hand, in the
この結果、nMOSトランジスタ57=ON、nMOSトランジスタ56=OFF、pMOSトランジスタ52=ON、pMOSトランジスタ53=OFF、ノード61の電圧=VBBとなり、CMOSインバータ58においては、pMOSトランジスタ59=ON、nMOSトランジスタ60=OFFとなり、CMOSインバータ58の出力=SViiとなる。
As a result, the
この結果、CMOSインバータ65においては、pMOSトランジスタ66=OFF、nMOSトランジスタ67=ONとなり、CMOSインバータ65の出力=VBBとなる。
As a result, in the
したがって、サブワードデコーダ76においては、pMOSトランジスタ79=OFF、nMOSトランジスタ80=ON、nMOSトランジスタ81=OFFとなり、ワード線WLの電圧=VBBとなる。
Accordingly, in the
これに対して、ワード線WLが選択される場合には、メインワードデコーダ29においては、NAND回路30の出力=VSS、nMOSトランジスタ32=OFF、pMOSトランジスタ37=ONとなる。
On the other hand, when the word line WL is selected, in the main word decoder 29, the output of the
この結果、nMOSトランジスタ41=ON、nMOSトランジスタ40=OFF、pMOSトランジスタ34=ON、pMOSトランジスタ35=OFF、ノード46の電圧=VBBとなり、CMOSインバータ43においては、pMOSトランジスタ44=ON、nMOSトランジスタ45=OFFとなり、CMOSインバータ43の出力=SViiとなる。
As a result, the
この結果、CMOSインバータ75においては、pMOSトランジスタ77=OFF、nMOSトランジスタ78=ON、CMOSインバータ75の出力=VBBとなる。
As a result, in the
また、クオータワードデコーダ47においては、NAND回路48の出力=VSS、nMOSトランジスタ50=OFF、pMOSトランジスタ54=ONとなる。
In the
この結果、nMOSトランジスタ57=ON、nMOSトランジスタ56=OFF、pMOSトランジスタ52=ON、pMOSトランジスタ53=OFF、ノード61の電圧=VBBとなり、CMOSインバータ58においては、pMOSトランジスタ59=ON、nMOSトランジスタ60=OFFとなり、CMOSインバータ58の出力=SViiとなる。
As a result, the
この結果、CMOSインバータ65においては、pMOSトランジスタ66=OFF、nMOSトランジスタ67=ONとなり、CMOSインバータ65の出力=VBBとなる。
As a result, in the
したがって、サブワードデコーダ76においては、pMOSトランジスタ79=ON、nMOSトランジスタ80=OFF、nMOSトランジスタ81=OFFとなり、ワード線WLの電圧=SViiとなる。
Accordingly, in the
このように、本発明の第2実施形態によれば、ワード線WLを非選択とする場合には、ワード線WLの電圧を負電圧VBBとすることができるので、メモリセル11のストレージノード14の電圧がViiとされている場合においても、セルトランジスタ12のリーク電流を低減化することができる。 As described above, according to the second embodiment of the present invention, when the word line WL is not selected, the voltage of the word line WL can be set to the negative voltage VBB. Even when the voltage of V i is Vii, the leakage current of the cell transistor 12 can be reduced.
また、本発明の第2実施形態によれば、MOSキャパシタ73の容量値は、センスアンプ22が正確な増幅動作を行うことができる範囲で、セルトランジスタ12及びセルキャパシタ13にリークがない場合においてメモリセル11からビット線BLにハイデータが出力された場合にビット線BLに現れる電圧の1/2よりも低い電圧をビット線/BLに発生させることができる値に設定するとしているので、ビット線BLに出力されるハイデータに対するセンスアンプ22のマージンと、ビット線BLに出力されるロウデータに対するセンスアンプ22のマージンを同程度とすることができる。
Further, according to the second embodiment of the present invention, the capacitance value of the
また、本発明の第2実施形態によれば、ダミー・ワード線DWLの非選択時の電圧を接地電圧VSSとしているので、負電圧発生回路(図示せず)における消費電流を低減し、低消費電力化を図ることができる。 Further, according to the second embodiment of the present invention, since the voltage when the dummy word line DWL is not selected is set to the ground voltage VSS, the current consumption in the negative voltage generation circuit (not shown) is reduced and the power consumption is reduced. Electricity can be achieved.
また、本発明の第2実施形態によれば、参照電圧発生回路をMOSキャパシタ73で構成しているので、本発明の第1実施形態よりも回路構成を簡単なものとすることができる。
Further, according to the second embodiment of the present invention, the reference voltage generating circuit is constituted by the
次に、本発明の第3及び第4の実施例について説明する。 Next, third and fourth embodiments of the present invention will be described.
図10は 1/2・Viiプリチャージ方式及びVSSプリチャージ方式の動作マージンを示す図である。ブロックIとIIはそれぞれ、1/2・Viiプリチャージ方式及びVSSプリチャージ方式に関し、図8に示すストレージノード7の電位を示すものである。基準電圧Ref1は内部電源電圧1/2・Viiの半分に等しい。ストレージノード7の電圧が上限電位Vmax1と下限電位Vmin1との間にある時、1/2・Viiプリチャージ方式のセンスアンプは、正確にハイレベルデータをセンスできる。この時、前述したように、内部電源電圧Viiよりも高い昇圧電圧SViiがセルトランジスタ5のゲートに与えられる。
FIG. 10 is a diagram showing an operation margin of the 1/2 · Vii precharge method and the VSS precharge method. Blocks I and II indicate the potential of the
VSSプリチャージ方式では、たとえメモリセルに蓄積された電荷がリークしても、メモリセルがローレベルデータを蓄積している場合には、ストレージノード7の電位は大きく変化しない。従って、VSSプリチャージ方式におれるローレベルデータに対するセンスアンプの基準電圧Ref2は、大きなマージンを必要としない。従って、図10に示すように、ローレベルデータに対する基準電圧Ref2を接地電圧VSSよりわずかに高く設定する。これにより、VSSプリチャージ方式のセンスアンプは、上限電位Vmax2と下限電位Vmin2とで規定される範囲内で、ハイレベルデータをセンスすることができる。上限電位Vmax2は、内部電源電圧Viiよりも低くすることができる。この場合、メモリセルを選択する時には、ワード線WLの電位は上限電位Vmax2よりも、少なくともセルトランジスタ5のしきい値電圧VTHだけ高くなる必要がある。例えば、ワード線WLの電位を内部電源電圧Viiと等しいレベルとする。なお、内部電源電圧Viiを、上限電位Vmax2とセルトランジスタ5のしきい値電圧との和よりも高くすることができる。ワード線負電圧リセット方式によりしきい値電圧を下げられたセルトランジスタ5に内部電源電圧Viiを与えて駆動する場合には、昇圧電圧VSiiは不要である。この場合、VSSビット線プリチャージ方式により、ビット線のハイレベルを低いレベル、例えば内部電源電圧Viiを更に降圧した電源電圧Viicに等しく設定できる。通常、センスアンプに接続するビット線対にはそれぞれ、トランスファトランジスタが設けられている。ビット線のハイレベルがViicに等しい場合には、Viic+Vth+αに等しい電圧をトランスファトランジスタのゲートに与える必要がある。なお、Vthはビット線に設けられたトランスファトランジスタ(ゲート)のしきい値電圧であり、αは電圧マージンである。VSSビット線プリチャージ方式では、一方のビット線がハイレベルになり、他方のビット線はローレベルのままである。従って、センスアンプが動作を開始する前にビット線トランスファトランジスタのゲートがフローティング状態にあれば、ゲート電圧はビット線とのカップリングにより昇圧される。従って、内部電源電圧Viiから昇圧電圧SViiを生成する昇圧回路は必要ない。従って、消費電力を減らすことができる。
In the VSS precharge method, even if the charge stored in the memory cell leaks, the potential of the
また、半導体記憶装置内部で外部電源電圧VCCを降圧することで内部電源電圧を生成する場合には、ワード線のハイレベルとして外部電源電圧VCCを用いることもできる。例えば、ビット線電圧がVSS(0V)からViic(例えば1.3V)の間で変化する場合には、ワード線をViic+Vth+αに等しい電圧をトランスファトランジスタのゲートに与える必要がある。なお、Vthはセルトランジスタのしきい値電圧であり、αは電圧マージンである。前述したように、セルトランジスタのしきい値電圧Vthを下げることができ、また内部電源電圧も下げることができる。よって、外部電源電圧VCC(例えば、2.5V)をワード線のハイレベルとして用いることができる。この場合には、もはや昇圧回路は不要である。 Further, when the internal power supply voltage is generated by stepping down the external power supply voltage VCC inside the semiconductor memory device, the external power supply voltage VCC can be used as the high level of the word line. For example, when the bit line voltage changes between VSS (0 V) and Viic (eg, 1.3 V), it is necessary to apply a voltage equal to Viic + Vth + α to the gate of the transfer transistor. Vth is a threshold voltage of the cell transistor, and α is a voltage margin. As described above, the threshold voltage Vth of the cell transistor can be lowered, and the internal power supply voltage can also be lowered. Therefore, the external power supply voltage VCC (for example, 2.5 V) can be used as the high level of the word line. In this case, the booster circuit is no longer necessary.
第3及び第4の実施例は、ワード線に昇圧電圧SViiを与える構成ではなく、内部電源電圧Viiを与える構成であり、第1及び第2の実施例の構成を変形したものに相当する。
図11は、第3の実施例で用いるワードデコーダの回路図である。図11において、前述した図に示す構成要素と同一のものには同一の参照番号を付けてある。図11に示すワードデコーダは、メインワードデコーダ129と、クオータワードデコーダ147と、サブワードデコーダ68とを有する。メインワードデコーダ129は内部電源電圧Viiを受けて動作する。同様に、クオータワードデコーダ147も内部電源電圧Viiを受けて動作する。更に、CMOSインバータ62及び65も内部電源電圧Viiを受けて動作する。
In the third and fourth embodiments, the boosted voltage SVii is not applied to the word line, but the internal power supply voltage Vii is applied. The third and fourth embodiments correspond to modifications of the first and second embodiments.
FIG. 11 is a circuit diagram of a word decoder used in the third embodiment. In FIG. 11, the same reference numerals are given to the same components as those shown in the above-mentioned drawings. The word decoder shown in FIG. 11 includes a
メインワードデコーダ129は図2に示すpMOSフリップフロップ33を具備せず、nMOSフリップフロップ39のみを具備する。内部電源電圧Viiが与えられるpMOSトランジスタ34及び35は、nMOSトランジスタ40及び41にそれぞれ直列に接続されている。pMOSトランジスタ34のゲートは、NAND回路30の出力端子に接続されている。インバータ91はNAND回路30の出力信号を反転し、反転した信号をpMOSトランジスタ35のゲートに与える。従って、NAND回路30の出力信号に従い、pMOSトランジスタ34又はpMOSトランジスタ35のいずれかがオンする。nMOSフリップフロップ39の出力信号は、CMOSインバータ43を介してサブワードデコーダ68に与えられる。
The
クオータワードデコーダ147は図2に示すpMOSフリップフロップ51を具備せず、nMOSフリップフロップ55のみを具備している。内部電源電圧Viiが与えられるpMOSトランジスタ52及び53は、nMOSトランジスタ56及び57にそれぞれ直列に接続されている。pMOSトランジスタ52のゲートは、NAND回路48の出力端子に接続されている。インバータ92はNAND回路48の出力信号を反転し、反転した信号をpMOSトランジスタ53のゲートに与える。従って、NAND回路48の出力信号に従い、pMOSトランジスタ52又はpMOSトランジスタ53のいずれかがオンする。nMOSフリップフロップ55の出力信号は、CMOSインバータ58を介してCMOSインバータ62に与えられる。
The
図12は、本発明の第4の実施例で用いるワードデコーダの回路図である。図12において、前述した図に示す構成要素と同一のものには同一の参照番号を付けてある。図12に示すワードデコーダは、メインワードデコーダ129と、クオータワードデコーダ147と、サブワードデコーダ76と、CMOSインバータ65、75とを有する。メインワードデコーダ129とクオータワードデコーダ147は、内部電源電圧Viiを受けて動作する。更に、CMOSインバータ65及び75も内部電源電圧Viiを受けて動作する。
FIG. 12 is a circuit diagram of a word decoder used in the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 12, the same reference numerals are given to the same components as those shown in the above-mentioned drawings. The word decoder shown in FIG. 12 includes a
上記本発明の第3及び第4の実施例によれば、内部電源電圧Viiで動作し、昇圧回路を必要としない。よって、半導体記憶装置で消費される電力を減らすことができる。 According to the third and fourth embodiments of the present invention, it operates with the internal power supply voltage Vii and does not require a booster circuit. Therefore, power consumed in the semiconductor memory device can be reduced.
WL ワード線
BL、/BL ビット線
DWL ダミー・ワード線
PSA センスアンプ駆動電圧
PE1、PE2 制御信号
SVii 昇圧電圧
Vii 内部電源電圧
VSS 接地電圧
VBB 負電圧
WL Word line BL, / BL Bit line DWL Dummy word line PSA Sense amplifier drive voltage PE1, PE2 Control signal SVii Boost voltage Vii Internal power supply voltage VSS Ground voltage VBB Negative voltage
Claims (10)
第1の電流入出力電極を前記第1のビット線に接続し、制御電極をワード線に接続したセルトランジスタ及び第1の電極を前記セルトランジスタの第2の電流入出力電極に接続し、第2の電極を接地したセルキャパシタからなるメモリセルと、
前記第1、第2のビット線のプリチャージ時、前記第1、第2のビット線を接地電圧にプリチャージするビット線プリチャージ回路と、
前記メモリセルのデータ読出し時、前記第2のビット線に参照電圧を発生させる参照電圧発生回路と、
前記メモリセルのデータ読出し時、前記第1、第2のビット線間に発生する差電圧を増幅するセンスアンプとを備えるダイナミックRAMにおいて、
前記ワード線の非選択時、前記ワード線を負電圧とするワードデコーダを備え、
前記参照電圧発生回路は、第1の電極を前記第2のビット線に接続し、第2の電極をダミー・ワード線に接続したキャパシタで構成されること
を特徴とするダイナミックRAM。 A pair of first and second bit lines;
A cell transistor having a first current input / output electrode connected to the first bit line, a control electrode connected to a word line, and a first electrode connected to a second current input / output electrode of the cell transistor; A memory cell comprising a cell capacitor with two electrodes grounded;
A bit line precharge circuit for precharging the first and second bit lines to a ground voltage when precharging the first and second bit lines;
A reference voltage generating circuit for generating a reference voltage for the second bit line when reading data from the memory cell;
A dynamic RAM comprising a sense amplifier that amplifies a differential voltage generated between the first and second bit lines when reading data from the memory cell;
A word decoder having a negative voltage when the word line is not selected ;
The dynamic RAM characterized in that the reference voltage generation circuit is composed of a capacitor having a first electrode connected to the second bit line and a second electrode connected to a dummy word line. .
を特徴とする請求項1記載のダイナミックRAM。 The reference voltage generation circuit uses the first bit line from the memory cell as the reference voltage when there is no leak in the cell transistor and cell capacitor within a range in which the sense amplifier can perform an accurate amplification operation. 2. A configuration in which a voltage lower than ½ of a voltage appearing on the first bit line when high data is output to the second bit line is generated. The described dynamic RAM.
を特徴とする請求項1記載のダイナミックRAM。 The capacitor dynamic RAM according to claim 1, characterized in that it is a MOS capacitor.
を特徴とする請求項1又は3記載のダイナミックRAM。 Claim 1 or 3 dynamic RAM according to, characterized in that it is configured to non-selected state of the voltage of the dummy word line and the ground voltage.
を特徴とする請求項1記載のダイナミックRAM。 The word decoder includes a transistor circuit that decodes an address signal and applies a boosted voltage to the word line when the decoded address indicates the word line, and the boosted voltage is generated from an internal power supply voltage and 2. The dynamic RAM according to claim 1, wherein the dynamic RAM is higher than an internal power supply voltage.
を特徴とする請求項5記載のダイナミックRAM。 6. The dynamic RAM according to claim 5 , wherein when the decoded address does not indicate the word line, the transistor circuit applies a negative voltage to the word line.
を特徴とする請求項1記載のダイナミックRAM。 The word decoder includes a transistor circuit that decodes an address signal and applies an internal power supply voltage to the word line when the decoded address indicates the word line, and as a result, boosts higher than the internal power supply voltage. selecting a word line without using a voltage
Dynamic RAM according to claim 1, wherein.
を特徴とする請求項7記載のダイナミックRAM。 8. The dynamic RAM according to claim 7 , wherein when the decoded address does not indicate the word line, the transistor circuit applies a negative voltage to the word line.
高電圧側の電源電圧を内部電源電圧、低電圧側の電源電圧を接地電圧として動作し、前記ワード線の選択を行うためのロウアドレスの上位ビットをデコードする第1のNAND回路と、高電圧側の電源電圧を前記内部電源電圧を昇圧してなる昇圧電圧、低電圧側の電源電圧を負電圧として動作し、前記第1のNAND回路の出力をハイレベルは前記昇圧電圧にレベル変換し、ロウレベルは前記負電圧にレベル変換する第1のレベル変換回路と、高電圧側の電源電圧を前記昇圧電圧、低電圧側の電源電圧を前記負電圧として動作し、前記第1のレベル変換回路の出力を反転する第1のインバータとからなる第1のワードデコーダと、
高電圧側の電源電圧を内部電源電圧、低電圧側の電源電圧を接地電圧として動作し、前記ワード線の選択を行うためのロウアドレスの下位ビットをデコードする第2のNAND回路と、高電圧側の電源電圧を前記昇圧電圧、低電圧側の電源電圧を前記負電圧として動作し、前記第2のNAND回路の出力をハイレベルは前記昇圧電圧にレベル変換し、ロウレベルは前記負電圧にレベル変換する第2のレベル変換回路と、高電圧側の電源電圧を前記昇圧電圧、低電圧側の電源電圧を前記負電圧として動作し、前記第2のレベル変換回路の出力を反転する第2のインバータとからなる第2のワードデコーダと、
高電圧側の電源電圧を前記昇圧電圧、低電圧側の電源電圧を前記負電圧として動作し、前記第2のインバータの出力を反転する第3のインバータと、
高電圧側の電源電圧を前記昇圧電圧、低電圧側の電源電圧を前記負電圧として動作し、前記第3のインバータの出力を反転する第4のインバータと、
電流入力電極を前記第1のインバータの出力端に接続し、電流出力電極を前記ワード線に接続し、制御電極を前記第3のインバータの出力端に接続した第1のpチャネル絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、電流入力電極を前記第1のインバータの出力端に接続し、電流出力電極を前記ワード線に接続し、制御電極を前記第4のインバータの出力端に接続した第1のnチャネル絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、電流入力電極を前記ワード線に接続し、制御電極を前記第3のインバータの出力端に接続し、電流出力電極に前記負電圧が印加される第2のnチャネル絶縁ゲート型電圧効果トランジスタとからなる第3のワードデコーダとを
備えて構成されていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項記載のダイナミックRAM。 The word decoder
A first NAND circuit that operates using a power supply voltage on the high voltage side as an internal power supply voltage and a power supply voltage on the low voltage side as a ground voltage, and decodes upper bits of a row address for selecting the word line; The power supply voltage on the side is boosted by boosting the internal power supply voltage, the power supply voltage on the low voltage side is operated as a negative voltage, and the output of the first NAND circuit is level-converted to the boosted voltage, The low level operates with a first level conversion circuit that converts the level to the negative voltage, a power supply voltage on the high voltage side as the boost voltage, and a power supply voltage on the low voltage side as the negative voltage. A first word decoder comprising a first inverter for inverting the output;
A second NAND circuit that operates using the power supply voltage on the high voltage side as the internal power supply voltage and the power supply voltage on the low voltage side as the ground voltage, and decodes the lower bits of the row address for selecting the word line; The output voltage of the second NAND circuit is level-converted to the boost voltage, and the low level is leveled to the negative voltage. A second level conversion circuit for conversion, and a second voltage conversion circuit that operates using the high-voltage side power supply voltage as the boosted voltage and the low-voltage side power supply voltage as the negative voltage, and inverts the output of the second level conversion circuit A second word decoder comprising an inverter;
A third inverter that operates with the power supply voltage on the high voltage side as the boosted voltage and the power supply voltage on the low voltage side as the negative voltage, and inverts the output of the second inverter;
A fourth inverter that operates with the power supply voltage on the high voltage side as the boost voltage, the power supply voltage on the low voltage side as the negative voltage, and inverts the output of the third inverter;
A first p-channel insulated gate electric field having a current input electrode connected to the output terminal of the first inverter, a current output electrode connected to the word line, and a control electrode connected to the output terminal of the third inverter. A first n-channel having an effect transistor, a current input electrode connected to the output terminal of the first inverter, a current output electrode connected to the word line, and a control electrode connected to the output terminal of the fourth inverter; An insulated gate field effect transistor, a current input electrode connected to the word line, a control electrode connected to the output terminal of the third inverter, and a second n-channel in which the negative voltage is applied to the current output electrode third word dynamic RAM according to any one of claims 1 to 8, characterized in that it is constituted by a decoder comprising the insulated gate voltage effect transistor .
高電圧側の電源電圧を内部電源電圧、低電圧側の電源電圧を接地電圧として動作し、前記ワード線の選択を行うためのロウアドレスの上位ビットをデコードする第1のNAND回路と、高電圧側の電源電圧を前記内部電源電圧を昇圧してなる昇圧電圧、低電圧側の電源電圧を負電圧として動作し、前記第1のNAND回路の出力をハイレベルは前記昇圧電圧にレベル変換し、ロウレベルは前記負電圧にレベル変換する第1のレベル変換回路と、高電圧側の電源電圧を前記昇圧電圧、低電圧側の電源電圧を前記負電圧として動作し、前記第1のレベル変換回路の出力を反転する第1のインバータとからなる第1のワードデコーダと、
高電圧側の電源電圧を内部電源電圧、低電圧側の電源電圧を接地電圧として動作し、前記ワード線の選択を行うためのロウアドレスの下位ビットをデコードする第2のNAND回路と、高電圧側の電源電圧を前記昇圧電圧、低電圧側の電源電圧を前記負電圧として動作し、前記第2のNAND回路の出力をハイレベルは前記昇圧電圧にレベル変換し、ロウレベルは前記負電圧にレベル変換する第2のレベル変換回路と、高電圧側の電源電圧を前記昇圧電圧、低電圧側の電源電圧を前記負電圧として動作し、前記第2のレベル変換回路の出力を反転する第2のインバータとからなる第2のワードデコーダと、
高電圧側の電源電圧を前記昇圧電圧、低電圧側の電源電圧を前記負電圧として動作し、前記第1のインバータの出力を反転する第3のインバータと、
高電圧側の電源電圧を前記昇圧電圧、低電圧側の電源電圧を前記負電圧として動作し、前記第2のインバータの出力を反転する第4のインバータと、
電流入力電極を前記第2のインバータの出力端に接続し、電流出力電極を前記ワード線に接続し、制御電極を前記第3のインバータの出力端に接続した第1のpチャネル絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、電流入力電極を前記ワード線に接続し、制御電極を前記第3のインバータの出力端に接続し、電流出力電極に前記負電圧が印加される第1のnチャネル絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、電流入力電極を前記ワード線に接続し、制御電極を前記第4のインバータの出力端に接続し、電流出力電極に前記負電圧が印加される第2のnチャネル絶縁ゲート型電界効果トランジスタとからなる第3のワードデコーダとを
備えて構成されていることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項記載のダイナミックRAM。 The word decoder
A first NAND circuit that operates using a power supply voltage on the high voltage side as an internal power supply voltage and a power supply voltage on the low voltage side as a ground voltage, and decodes upper bits of a row address for selecting the word line; The power supply voltage on the side is boosted by boosting the internal power supply voltage, the power supply voltage on the low voltage side is operated as a negative voltage, and the output of the first NAND circuit is level-converted to the boosted voltage, The low level operates with a first level conversion circuit that converts the level to the negative voltage, a power supply voltage on the high voltage side as the boost voltage, and a power supply voltage on the low voltage side as the negative voltage. A first word decoder comprising a first inverter for inverting the output;
A second NAND circuit that operates using the power supply voltage on the high voltage side as the internal power supply voltage and the power supply voltage on the low voltage side as the ground voltage, and decodes the lower bits of the row address for selecting the word line; The output voltage of the second NAND circuit is level-converted to the boost voltage, and the low level is leveled to the negative voltage. A second level conversion circuit for conversion, and a second voltage conversion circuit that operates using the high-voltage side power supply voltage as the boosted voltage and the low-voltage side power supply voltage as the negative voltage, and inverts the output of the second level conversion circuit A second word decoder comprising an inverter;
A third inverter that operates with the power supply voltage on the high voltage side as the boosted voltage and the power supply voltage on the low voltage side as the negative voltage, and inverts the output of the first inverter;
A fourth inverter that operates with the power supply voltage on the high voltage side as the boost voltage, the power supply voltage on the low voltage side as the negative voltage, and inverts the output of the second inverter;
A first p-channel insulated gate electric field having a current input electrode connected to the output terminal of the second inverter, a current output electrode connected to the word line, and a control electrode connected to the output terminal of the third inverter. A first n-channel insulated gate electric field having an effect transistor, a current input electrode connected to the word line, a control electrode connected to the output terminal of the third inverter, and the negative voltage applied to the current output electrode; A second n-channel insulated gate electric field in which an effect transistor, a current input electrode are connected to the word line, a control electrode is connected to an output terminal of the fourth inverter, and the negative voltage is applied to the current output electrode third of claims 1 to 9 or a dynamic RAM of one claim of, characterized in that it is constituted by a word decoder comprising a effect transistor.
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