JPH0863977A - Semiconductor memory device and reading method - Google Patents
Semiconductor memory device and reading methodInfo
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- JPH0863977A JPH0863977A JP6201067A JP20106794A JPH0863977A JP H0863977 A JPH0863977 A JP H0863977A JP 6201067 A JP6201067 A JP 6201067A JP 20106794 A JP20106794 A JP 20106794A JP H0863977 A JPH0863977 A JP H0863977A
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- bit lines
- column
- differential pair
- reference voltage
- memory cell
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Landscapes
- Semiconductor Memories (AREA)
- Static Random-Access Memory (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 読出動作を高速化した半導体記憶装置及び読
出方法を提供する。
【構成】 互いに差動対になるビット線の列が複数並設
され、それぞれの列に対しメモリセルが複数並設され、
行選択信号により複数のメモリセルから一のメモリセル
を選択し列選択信号により複数のビット線の列から一の
列を選択してデータを出力する半導体記憶装置において
読出を行う場合、レベルシフト手段はメモリセル1の選
択に先立って差動対になるビット線B、/Bのそれぞれ
の電位を高電源電位VDDと低側電源電位GND との間の所
定の基準電圧VS にシフトさせ、出力手段3、4は、メ
モリセル1の選択によって基準電圧VS 又は基準電圧V
S に対応する基準電流IC を中心として互いに対称的に
変化するビット線間の電圧振幅又は電流振幅の差を検出
して出力する。これにより、従来の約2倍の高速化が図
れる。
(57) [Summary] [Object] To provide a semiconductor memory device and a reading method in which a reading operation is speeded up. [Configuration] A plurality of columns of bit lines forming a differential pair are arranged in parallel, and a plurality of memory cells are arranged in parallel for each column.
When performing reading in a semiconductor memory device that selects one memory cell from a plurality of memory cells by a row selection signal and selects one column from a plurality of bit line columns by a column selection signal and outputs data, level shift means Shifts the potentials of the bit lines B and / B forming a differential pair to a predetermined reference voltage V S between the high power supply potential V DD and the low side power supply potential GND, prior to the selection of the memory cell 1. The output means 3 and 4 may be the reference voltage V S or the reference voltage V S depending on the selection of the memory cell 1.
A difference in voltage amplitude or current amplitude between bit lines that changes symmetrically with respect to the reference current I C corresponding to S is detected and output. As a result, the speed can be increased to about twice that of the conventional one.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、いわゆるSRAM(St
atic Random Access Memory )に係り、特に差動対とな
って動作するビット線を有するSRAMの回路構成に関
する。The present invention relates to a so-called SRAM (St
atic Random Access Memory), and more particularly, to a circuit configuration of an SRAM having bit lines that operate as a differential pair.
【0002】近年のメモリへの大容量化の要請に伴い、
SRAMの技術分野でも一対のビット線に並設されるメ
モリセルの数が飛躍的に多くなっている。そのためビッ
ト線当たりの負荷容量が大きくなり、読出動作を高速化
するための回路構成が要求されるようになってきてい
る。SRAM等の素子において高速読出を行うために
は、読出時のビット線の振幅をより早く得ること、カレ
ントセンス方式における読出電流の電流差を多くするこ
と、等が必要とされる。With the recent demand for larger memory capacity,
Even in the technical field of SRAM, the number of memory cells arranged in parallel in a pair of bit lines is dramatically increasing. Therefore, the load capacitance per bit line becomes large, and a circuit configuration for speeding up the read operation is required. In order to perform high-speed reading in an element such as SRAM, it is necessary to obtain the amplitude of the bit line at the time of reading earlier, increase the current difference of the read current in the current sense method, and the like.
【0003】[0003]
【従来の技術】SRAMは、データを保持するためフリ
ップフロップからなるメモリセルを使用し、バイポーラ
メモリ、NMOSメモリ、CMOSメモリ等がある。特
に、CMOSメモリは消費電流が少ないものとして好ま
しい。SRAMの基本構成は、多数のメモリセルが設け
られたメモリセルアレイを中心として、行及び列アドレ
スバッファ、行及び列デコーダ、センスアンプ、データ
バッファ、制御回路及びタイミング回路等からなる。2. Description of the Related Art SRAMs use memory cells consisting of flip-flops for holding data and include bipolar memories, NMOS memories, CMOS memories and the like. Particularly, a CMOS memory is preferable because it consumes less current. The basic structure of the SRAM is composed of a row and column address buffer, a row and column decoder, a sense amplifier, a data buffer, a control circuit, a timing circuit, etc., centering on a memory cell array provided with a large number of memory cells.
【0004】図5(A)に、上記従来の半導体記憶装置
(SRAM)の内部構成のうち、メモリセルアレイとそ
の読出部分の回路を第1例として示す。図5(A)に示
すように、従来のSRAMの第1例は、メモリセルアレ
イ15に複数の差動対のビット線B、/B(‘/’は負
論理信号を示す。)の列が設けられている。各列には複
数のメモリセルが接続されている。FIG. 5A shows, as a first example, a circuit of a memory cell array and its reading portion in the internal structure of the conventional semiconductor memory device (SRAM). As shown in FIG. 5A, in the first example of the conventional SRAM, a column of a plurality of differential pairs of bit lines B and / B ('/' indicates a negative logic signal) is provided in the memory cell array 15. It is provided. A plurality of memory cells are connected to each column.
【0005】従来の半導体記憶装置の第1例の動作を、
メモリセル10の列を例に採り、図5(B)のタイミン
グチャートを参照しながら説明する。行選択信号である
ワード線WがHレベルになると(図5(B))、メモ
リセル10が選択される。ビット線B、/Bにはメモリ
セル10に保持されている記憶内容に従い電圧状態に振
幅bが生じる(同図)。カラムスイッチ12で当該ビ
ット線が選択されると、レベルシフト回路13はこのビ
ット線B、/Bの基準電位を所定の電圧分降下させ、レ
ベルシフト後のビット線CB、/CBの信号とする(同
図)。センスアンプ14は電圧振幅を増幅する。The operation of the first example of the conventional semiconductor memory device is
Taking the column of the memory cells 10 as an example, description will be made with reference to the timing chart of FIG. When the word line W which is a row selection signal becomes H level (FIG. 5B), the memory cell 10 is selected. Amplitude b is generated in the voltage state on the bit lines B and / B in accordance with the stored contents held in the memory cell 10 (the same figure). When the bit line is selected by the column switch 12, the level shift circuit 13 lowers the reference potential of the bit lines B and / B by a predetermined voltage, and outputs the signal of the bit lines CB and / CB after the level shift. (The same figure). The sense amplifier 14 amplifies the voltage amplitude.
【0006】図6(A)に、従来の半導体記憶装置(S
RAM)の第2例の部分回路を示す。図6(A)に示す
ように、従来の半導体記録装置の第2例は、メモリセル
20、21、…が設けられたメモリセルアレイ26とカ
ラムスイッチ24との間にレベルシフト回路22、2
3、…が設けられている。FIG. 6A shows a conventional semiconductor memory device (S
The partial circuit of the 2nd example of RAM) is shown. As shown in FIG. 6A, in the second example of the conventional semiconductor recording device, the level shift circuits 22, 2 are provided between the memory cell array 26 provided with the memory cells 20, 21, ... And the column switch 24.
3, ... are provided.
【0007】従来の半導体記憶装置の第2例の動作を、
メモリセル20の列を例に採り、図6(B)のタイミン
グチャートを参照しながら説明する。この回路では、ワ
ード線Wが選択される前にレベルシフトスイッチ線Aの
制御信号によりレベルシフト回路22が動作する(図6
(B))。レベルシフト回路22は、ビット線B、/
Bのレベルを電源電圧VDDから所定の電圧VLS(図6
(A)では3段に重ねられたpチャンネルトランジスタ
Q40〜Q42のスレシホールド電圧の合計値)分をシフト
させる(同図)。次にワード線Wが選択されると(図
6(B))、ビット線B、/Bにはレベルシフト回路
22の後段の基準電位から振幅が生ずるため、第1例の
レベルシフト回路13のような回路が必要なくなる。こ
のため、レベルシフトされたビット線CB、/CBには
ビット線B、/Bの信号状態から遅延することなく振幅
が生じる(同図)。The operation of the second example of the conventional semiconductor memory device will be described below.
Taking the column of memory cells 20 as an example, description will be made with reference to the timing chart of FIG. In this circuit, the level shift circuit 22 operates by the control signal of the level shift switch line A before the word line W is selected (FIG. 6).
(B)). The level shift circuit 22 includes bit lines B, /
The level of B is changed from the power supply voltage V DD to a predetermined voltage V LS (see FIG. 6).
In (A), a shift is made by an amount corresponding to the total value of threshold voltages of p-channel transistors Q 40 to Q 42 stacked in three stages (the same figure). Next, when the word line W is selected (FIG. 6 (B)), an amplitude is generated in the bit lines B and / B from the reference potential at the subsequent stage of the level shift circuit 22, so that the level shift circuit 13 of the first example is changed. It eliminates the need for such a circuit. Therefore, amplitude is generated in the level-shifted bit lines CB and / CB without delay from the signal states of the bit lines B and / B (FIG. 8).
【0008】上記のようなメモリセルを用いた発明とし
て、特開昭61−26994号公報に記載されたもの等
がある。An invention using such a memory cell is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-26994.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の半導体記憶装置では、読出動作を十分に高速化する
ことができなかった。則ち、読出動作の高速化のために
は、ビット線に生じた振幅を高速にセンスアンプに伝達
する必要があるが、センスアンプがビット線間に一定レ
ベルの振幅値を検出するまでに時間がかかり、全体の読
出時間を高速にできなかったのである。However, in the above conventional semiconductor memory device, the read operation cannot be sufficiently speeded up. In other words, in order to speed up the read operation, it is necessary to transmit the amplitude generated on the bit line to the sense amplifier at high speed, but it takes time for the sense amplifier to detect a constant level amplitude value between the bit lines. Therefore, the whole reading time cannot be shortened.
【0010】図5に示す従来の半導体記憶装置の第1例
では、レベルシフト回路13の有する負荷容量等によ
り、レベルシフト後のビット線CB、/CBの振幅の立
ち上がりに遅延が生じる(図5(B))。しかし、ワ
ード線W、カラムスイッチ12によりビット線が選択さ
れている時間は限られているので、十分な振幅b’が得
られないうちに、ワード線Wの選択が終了してしまう。In the first example of the conventional semiconductor memory device shown in FIG. 5, a delay occurs in the rising of the amplitude of the bit lines CB and / CB after the level shift due to the load capacitance of the level shift circuit 13 and the like (FIG. 5). (B)). However, since the time during which the word line W and the bit line are selected by the column switch 12 is limited, the selection of the word line W ends before a sufficient amplitude b ′ is obtained.
【0011】また、図6に示す従来の半導体記憶装置の
第2例では、レベルシフト回路22等を挿入する位置を
変更しても、ビット線B、/Bに生じる振幅の時定数自
体には変更がない。そのため、レベルシフト後の振幅に
遅延がなくなるという効果は奏しても、ビット線の振幅
増加の速度(例えば、図6(B)の/B、/CBの傾
斜角)は第1実施例と同様であり所定の振幅差を得るま
でに必要とされる時間に変化がないので、読出動作の高
速化に対して根本的な解決にはならなかった。Further, in the second example of the conventional semiconductor memory device shown in FIG. 6, even if the position where the level shift circuit 22 or the like is inserted is changed, the time constant itself of the amplitude generated in the bit lines B and / B is not changed. There is no change. Therefore, although the effect of eliminating the delay in the amplitude after the level shift is achieved, the speed of increasing the amplitude of the bit line (for example, the inclination angles of / B and / CB in FIG. 6B) is the same as in the first embodiment. However, since there is no change in the time required to obtain a predetermined amplitude difference, it has not been a fundamental solution to speeding up the read operation.
【0012】そこで、本発明の目的は、読出動作を高速
化した半導体記憶装置及び読出方法を提供することにあ
る。Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor memory device and a read method in which the read operation is speeded up.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
には、ワード線によりメモリセルが選択された後ビット
線に一定の振幅値が生じるまでの時間を短くすればよ
い。則ち、互いに差動対になるビット線のそれぞれの電
圧振幅又は電流振幅が所定の基準電圧を中心にして対称
的な変化を生ずれば、短時間で大きい振幅を得ることが
できる。To achieve the above object, it is sufficient to shorten the time until a constant amplitude value is generated on the bit line after the memory cell is selected by the word line. That is, if the respective voltage amplitudes or current amplitudes of the bit lines forming a differential pair produce a symmetrical change around a predetermined reference voltage, a large amplitude can be obtained in a short time.
【0014】そのため、請求項1記載の発明は、互いに
差動対になるビット線の列が複数並設され、それぞれの
列に対しメモリセルが複数並設された半導体記憶装置の
読出方法において、差動対になるビット線の列に並設さ
れた複数のメモリセルから行選択信号により一のメモリ
セルを選択し、並設された複数のビット線の列から列選
択信号により一の列を選択し、選択された差動対になる
ビット線のそれぞれの電位を高電位側電源電位と低電位
側電源電位との間の所定の基準電圧にシフトしてからメ
モリセルを選択し、基準電圧又は基準電圧に対応する基
準電流を中心として互いに対称的に変化した差動対とな
るビット線間の電圧振幅又は電流振幅の差を増幅して出
力する半導体記憶装置読出方法である。Therefore, the invention according to claim 1 is a method of reading a semiconductor memory device, wherein a plurality of columns of bit lines forming a differential pair are arranged in parallel, and a plurality of memory cells are arranged in parallel for each column. One memory cell is selected by a row selection signal from a plurality of memory cells arranged in parallel in a column of bit lines forming a differential pair, and one column is selected by a column selection signal from a column of a plurality of bit lines arranged in parallel. Select and shift each potential of the selected bit line to be the differential pair to a predetermined reference voltage between the high-potential side power source potential and the low-potential side power source potential, then select the memory cell, and then select the reference voltage. Alternatively, it is a semiconductor memory device reading method for amplifying and outputting a difference in voltage amplitude or current amplitude between the bit lines forming a differential pair that symmetrically changes with respect to a reference current corresponding to the reference voltage.
【0015】請求項2記載の発明は、互いに差動対にな
るビット線の列が複数並設され、それぞれの列に対しメ
モリセルが複数並設され、行選択信号により複数のメモ
リセルから一のメモリセルを選択し列選択信号により複
数のビット線の列から一の列を選択してデータを出力す
る半導体記憶装置において、メモリセルの選択に先立っ
て差動対になるビット線のそれぞれの電位を高電位側電
源電位と低電位側電源電位との間の所定の基準電圧にシ
フトさせるレベルシフト手段と、メモリセルの選択によ
って基準電圧又は基準電圧に対応する基準電流を中心と
して互いに対称的に変化するビット線間の電圧振幅又は
電流振幅の差を検出して出力する出力手段と、を備える
半導体記憶装置である。According to a second aspect of the present invention, a plurality of columns of bit lines forming a differential pair are arranged in parallel, a plurality of memory cells are arranged in parallel for each column, and one of the plurality of memory cells is selected by a row selection signal. In the semiconductor memory device which selects a memory cell of the above and selects one column from a plurality of columns of bit lines by a column selection signal and outputs data, each of the bit lines forming a differential pair is selected prior to the selection of the memory cell. Level shift means for shifting the potential to a predetermined reference voltage between the high-potential side power source potential and the low-potential side power source potential, and the reference voltage or the reference current corresponding to the reference voltage depending on the selection of the memory cell are symmetrical with respect to each other. Output means for detecting and outputting a difference in voltage amplitude or current amplitude between the bit lines which changes to 1.
【0016】請求項3記載の発明は、互いに差動対にな
るビット線の列が複数並設され、それぞれの列に対しメ
モリセルが複数並設され、行選択信号により複数のメモ
リセルから一のメモリセルを選択し列選択信号により複
数のビット線の列から一の列を選択してデータを出力す
る半導体記憶装置において、メモリセルの選択に先立っ
て所定期間有効となる制御信号を出力する制御手段と、
差動対になるビット線の列のそれぞれに設けられ制御信
号に基づいて差動対になるビット線のそれぞれの電位を
高電位側電源電位と低電位側電源電位との間の所定の基
準電圧にシフトさせるレベルシフト手段と、複数並設さ
れた差動対になるビット線の列から列選択信号により一
の列を選択する列選択手段と、列選択手段により選択さ
れた差動対になるビット線間の振幅の差を増幅するセン
スアンプ手段と、を備える半導体記憶装置である。According to a third aspect of the present invention, a plurality of columns of bit lines forming a differential pair are arranged in parallel, a plurality of memory cells are arranged in parallel for each column, and one of the memory cells is selected by a row selection signal. In a semiconductor memory device that selects one of the plurality of bit lines according to the column selection signal and outputs data by selecting one of the columns of bit lines, a control signal that is valid for a predetermined period is output prior to the selection of the memory cell. Control means,
The respective potentials of the bit lines that are provided in each of the bit line columns that form a differential pair and that form a differential pair are set to a predetermined reference voltage between the high potential side power source potential and the low potential side power source potential. The level shift means for shifting to one, the column selection means for selecting one column from the column of bit lines forming a differential pair arranged in parallel by the column selection signal, and the differential pair selected by the column selection means. And a sense amplifier unit for amplifying a difference in amplitude between bit lines.
【0017】請求項4記載の発明は、互いに差動対にな
るビット線の列が複数並設され、それぞれの列に対しメ
モリセルが複数並設され、行選択信号により複数のメモ
リセルから一のメモリセルを選択し列選択信号により複
数のビット線の列から一の列を選択してデータを出力す
る半導体記憶装置において、メモリセルの選択に先立っ
て所定期間有効となる制御信号を出力する制御手段と、
差動対になるビット線の列のそれぞれに設けられ制御信
号に基づいて差動対になるビット線のそれぞれの電位を
高電位側電源電位と低電位側電源電位との間の所定の基
準電圧にシフトするレベルシフト手段と、複数並設され
た差動対になるビット線の列から列選択信号により一の
列を選択する列選択手段と、列選択手段により選択され
た差動対になるビット線間の電圧振幅の差を電流振幅の
差に変換する電圧電流変換手段と、電圧電流変換手段に
より変換された差動対になるビット線間の電流振幅の差
を増幅するカレントセンスアンプ手段と、を備える半導
体記憶装置である。According to a fourth aspect of the present invention, a plurality of columns of bit lines forming a differential pair are arranged in parallel, a plurality of memory cells are arranged in parallel for each column, and one of the memory cells is selected by a row selection signal. In a semiconductor memory device that selects one of the plurality of bit lines according to the column selection signal and outputs data by selecting one of the columns of bit lines, a control signal that is valid for a predetermined period is output prior to the selection of the memory cell. Control means,
The respective potentials of the bit lines that are provided in each of the bit line columns that form a differential pair and that form a differential pair are set to a predetermined reference voltage between the high potential side power source potential and the low potential side power source potential. A level shift means for shifting to a pair, a column selection means for selecting one column by a column selection signal from a plurality of bit line columns forming a differential pair, and a differential pair selected by the column selection means. A voltage-current conversion means for converting a voltage amplitude difference between bit lines into a current amplitude difference, and a current sense amplifier means for amplifying a current amplitude difference between bit lines forming a differential pair converted by the voltage-current conversion means. And a semiconductor memory device.
【0018】請求項5記載の発明は、請求項3及び請求
項4記載の半導体記憶装置において、レベルシフト手段
は、基準電圧を設定する基準電圧設定手段と、差動対に
なるビット線の一方と基準電圧設定手段の出力との間に
介装されメモリセルの選択に先立って所定時間導通する
第1スイッチ手段と、差動対になるビット線の他方と基
準電圧設定手段の出力との間に介装され所定時間導通す
る第2スイッチ手段と、を備える半導体記憶装置であ
る。According to a fifth aspect of the present invention, in the semiconductor memory device according to the third and fourth aspects, the level shift means is one of a reference voltage setting means for setting a reference voltage and one of bit lines forming a differential pair. Between the switch and the output of the reference voltage setting means, which is interposed between the switch and the output of the reference voltage setting means, and which conducts for a predetermined time before selecting the memory cell; And a second switch means which is interposed between the first switch means and the second switch means for conducting for a predetermined time.
【0019】[0019]
【作用】請求項1記載の発明によれば、予め、互いに差
動対になるビット線の列の電位を両電源電圧の中程の所
定の基準電圧とするので、差動対になるビット線の電圧
又は電流は、基準電圧又は当該基準電圧に対応する基準
電流を中心として互いに対称的(例えば、電圧振幅であ
れば、高電位側及び低電位側の双方向)に電圧振幅又は
電流振幅が変動する。この両振幅の差を増幅してデータ
を読出す。According to the first aspect of the present invention, since the potentials of the bit line columns forming a differential pair are set to a predetermined reference voltage in the middle of both power supply voltages in advance, the bit line forming a differential pair is formed. Of the voltage or current of the reference voltage or the reference current corresponding to the reference voltage are symmetrical with respect to each other (for example, in the case of voltage amplitude, the voltage amplitude or current amplitude is bidirectional between the high potential side and the low potential side). fluctuate. Data is read by amplifying the difference between the two amplitudes.
【0020】請求項2記載の発明によれば、レベルシフ
ト手段は、メモリセルが選択される前に差動対になるビ
ット線の電位を高電位側電源電位と低電位側電源電位と
の間の所定の基準電圧にレベルシフトさせる。この結
果、両ビット線間の電圧又は電流は、レベルシフト手段
の出力した基準電圧又は基準電流を中心として互いに対
称的、則ち、一方のビット線の電圧又は電流が増加方向
なら他方のビット線の電圧又は電流は減少方向、に変化
するので、出力手段はこのビット線間の電圧振幅又は電
流振幅の差を検出して出力する。According to the second aspect of the present invention, the level shift means sets the potential of the bit line forming the differential pair between the high potential side power source potential and the low potential side power source potential before the memory cell is selected. The level is shifted to a predetermined reference voltage. As a result, the voltage or current between both bit lines is symmetrical with respect to the reference voltage or reference current output from the level shift means, that is, if the voltage or current of one bit line increases, the other bit line. Since the voltage or the current changes in the decreasing direction, the output means detects and outputs the difference in the voltage amplitude or the current amplitude between the bit lines.
【0021】請求項3記載の発明によれば、レベルシフ
ト手段が制御手段の供給する制御信号に従って、メモリ
セルの選択に先立って、予め差動対になるビット線の電
位を基準電圧にシフトさせる。列選択手段は、複数のビ
ット線の列より列選択信号により一の列を選択する。ビ
ット線間には選択されたメモリセルのデータに従った電
圧振幅の差が生じるので、センスアンプ手段はこれを電
流増幅する。According to the third aspect of the present invention, the level shift means shifts the potential of the bit line forming the differential pair in advance to the reference voltage according to the control signal supplied from the control means, prior to the selection of the memory cell. . The column selection means selects one column from a plurality of bit line columns by a column selection signal. Since a difference in voltage amplitude occurs between the bit lines according to the data of the selected memory cell, the sense amplifier means current-amplifies this.
【0022】請求項4記載の発明によれば、レベルシフ
ト手段が制御手段の供給する制御信号に従って、メモリ
セルの選択に先立って、予め差動対になるビット線の電
位を基準電圧にシフトさせる。列選択手段は、複数のビ
ット線の列より列選択信号により一の列を選択する。ビ
ット線間には選択されたメモリセルのデータに従って電
圧振幅の差が生じるが、電圧電流変換手段はこの電圧振
幅の差を電流振幅の差に変換する。最後に、カレントセ
ンスアンプ手段は電流振幅の差を増幅して出力する。According to the fourth aspect of the present invention, the level shift means shifts the potential of the bit line forming the differential pair in advance to the reference voltage according to the control signal supplied from the control means, prior to the selection of the memory cell. . The column selection means selects one column from a plurality of bit line columns by a column selection signal. Although a difference in voltage amplitude occurs between the bit lines according to the data of the selected memory cell, the voltage-current conversion means converts this voltage amplitude difference into a current amplitude difference. Finally, the current sense amplifier means amplifies and outputs the difference in current amplitude.
【0023】請求項5記載の発明によれば、基準電圧設
定手段が基準電圧を設定しており、第1スイッチ手段と
第2スイッチ手段は、メモリセルの選択に先立ち、差動
対になるビット線と基準電圧設定手段の出力する基準電
圧とを短絡させる。このため、二つのビット線の電位は
基準電圧に設定される。According to the fifth aspect of the invention, the reference voltage setting means sets the reference voltage, and the first switch means and the second switch means form a differential pair prior to the memory cell selection. The line and the reference voltage output from the reference voltage setting means are short-circuited. Therefore, the potentials of the two bit lines are set to the reference voltage.
【0024】[0024]
【実施例】本発明の半導体記憶装置読出方法及び半導体
記憶装置に係る好適な実施例を図面を参照して説明す
る。 (i)第1実施例 第1実施例の半導体記憶装置はSRAMに請求項1乃至
請求項3、請求項5の発明を適用したものである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a semiconductor memory device reading method and a semiconductor memory device according to the present invention will be described with reference to the drawings. (I) First Embodiment A semiconductor memory device according to the first embodiment is an SRAM to which the inventions of claims 1 to 3 and 5 are applied.
【0025】回路構成 図1に第1実施例の半導体記憶装置の部分回路図を示
す。図1に示すのは、SRAMの内部構造のうちメモリ
セルアレイの一部と、その読出回路に係る部分である。 Circuit Configuration FIG. 1 shows a partial circuit diagram of the semiconductor memory device of the first embodiment. FIG. 1 shows a part of the memory cell array in the internal structure of the SRAM and a part related to its read circuit.
【0026】通常、メモリセルアレイは、複数の行と列
(例えば、256行×64列等)にメモリセルが配置さ
れる。一つのビット線の列には複数(例えば、256
個)のメモリセルが配置される。そして、外部から供給
されるアドレス信号に基づく行選択信号(ワード線)等
により選択されることで、メモリセルのデータが読出さ
れ、また、メモリセルにデータが書き込まれる。Generally, in the memory cell array, memory cells are arranged in a plurality of rows and columns (for example, 256 rows × 64 columns). A plurality of columns (for example, 256
Memory cells are arranged. Then, by selecting by a row selection signal (word line) based on an address signal supplied from the outside, the data of the memory cell is read and the data is written in the memory cell.
【0027】図1には説明を簡単にするため、ビット線
B0 、/B0 の列と、ビット線B1、/B1 の列と、を
代表して示す。ビット線B0 、/B0 の列は、メモリセ
ル1と、レベルシフト回路2と、を備える。ビット線B
1 、/B1 の列は、メモリセル5と、レベルシフト回路
6と、を備える。カラムスイッチ3は、複数のビット線
の列より列選択信号等によりの一の列を選択し出力す
る。センスアンプ4は選択されたビット線の列の電流振
幅を増幅する。制御回路7は、レベルシフト回路2、
3、…にレベルシフトスイッチ線Aを介して制御信号を
供給する。制御回路7は専用の回路でもよいが、SRA
Mの全体のタイミングを司るタイミング回路がこの機能
を兼用してもよい。To simplify the description, FIG. 1 shows a column of bit lines B 0 , / B 0 and a column of bit lines B 1 , / B 1 as a representative. The column of bit lines B 0 and / B 0 includes a memory cell 1 and a level shift circuit 2. Bit line B
The columns 1 and / B 1 include memory cells 5 and level shift circuits 6. The column switch 3 selects and outputs one column from a plurality of bit line columns by a column selection signal or the like. The sense amplifier 4 amplifies the current amplitude of the column of the selected bit line. The control circuit 7 includes a level shift circuit 2,
A control signal is supplied to 3, ... Via the level shift switch line A. The control circuit 7 may be a dedicated circuit, but the SRA
A timing circuit that controls the overall timing of M may also have this function.
【0028】メモリセル1は、完全CMOS型フリップ
フロップを構成するトランジスタQ 1 〜Q4 と、インバ
ータを構成するトランジスタQ1 及びQ3 の出力と、ビ
ット線B0 のスイッチングを行うトランジスタQ5 と、
別のインバータを構成するトランジスタQ2 及びQ4 の
出力とビット線/B0 のスイッチングを行うトランジス
タQ6 と、を備える。この回路はSRAMにおける代表
的なメモリセル構造である6トランジスタ方式CMOS
スタティックメモリセル回路をなしている。The memory cell 1 is a complete CMOS flip
Transistor Q forming a flop 1~ QFourAnd INVA
Transistor Q that composes the data1And Q3Output and
Line B0Transistor Q for switchingFiveWhen,
Transistor Q that constitutes another inverter2And QFourof
Output and bit line / B0Transis for switching
Q6And This circuit is a typical SRAM
6-transistor CMOS having a conventional memory cell structure
It constitutes a static memory cell circuit.
【0029】レベルシフト回路2は、基準電圧を設定す
るトランジスタQ7 〜Q9 及びQ12と、制御回路7の供
給する制御信号によりビット線B0 、/B0 をこの基準
電圧に揃えるスイッチであるトランジスタQ10及びQ11
と、を備える。The level shift circuit 2 is composed of transistors Q 7 to Q 9 and Q 12 for setting a reference voltage, and a switch for adjusting the bit lines B 0 , / B 0 to this reference voltage by a control signal supplied from the control circuit 7. Some transistors Q 10 and Q 11
And
【0030】動作説明 次に、第1実施例の動作を図2のタイミングチャートを
参照しながら説明する。 Description of Operation Next, the operation of the first embodiment will be described with reference to the timing chart of FIG.
【0031】ここでは、メモリセル1が選択された場合
にデータが読出される過程を例に採って述べる。高電位
側電源電位はVDDとし、低電位側電源電位はグランドレ
ベル、則ち0〔V 〕とする。ビット線B0 、/B0 は、
データの読出、書込が行われていない定常状態では電源
電位VDDを有する。ワード線Wの電位はカラムデコーダ
等で選択されない定常状態でグランドレベルをである。Here, a process of reading data when the memory cell 1 is selected will be described as an example. The high-potential-side power source potential is V DD , and the low-potential-side power source potential is ground level, that is, 0 [V]. The bit lines B 0 and / B 0 are
It has the power supply potential V DD in a steady state where data is not read or written. The potential of the word line W is at the ground level in a steady state that is not selected by the column decoder or the like.
【0032】さて、制御回路7は行選択を行う直前の時
刻t0 において、制御信号をレベルシフトスイッチ線に
出力する(図2)。レベルシフト回路2のトランジス
タQ 10及びQ11は、レベルシフトスイッチ線Aの信号が
立ち上がると、オン状態(導通状態)となる。一方、ト
ランジスタQ12もオン状態となるので、トランジスタQ
7 〜Q9 を介して貫通電流がトランジスタQ12に流れ
る。トランジスタQ7 〜Q9 の各ゲート端子は自らのア
ノード端子に接続されているので、トランジスタ1個当
たりスレシホールド電圧Vth分の電圧降下が生じる。そ
のため、トランジスタQ9 とQ12との接合部には電源電
位VDDから3つのトランジスタの電圧降下による電圧V
LS(=3×Vth)だけ低い電位が生ずる。この電位が基
準電圧VS(=VDD−VLS)である。ビット線B0 、/
B0 は、メモリセルが非選択状態であるとき高抵抗状態
なので、両ビット線の電位は基準電圧Vs にホールドさ
れる。Now, when the control circuit 7 is just before selecting a row,
Tick t0Control signal to the level shift switch line at
Output (Fig. 2). Transistor of level shift circuit 2
Q TenAnd Q11Is the signal on the level shift switch line A
When it rises, it is turned on (conductive state). On the other hand,
Langista Q12Is also turned on, so transistor Q
7~ Q9Through current flows through the transistor Q12Flow to
It Transistor Q7~ Q9Each gate terminal of
Since it is connected to the node terminal, one transistor
Rari threshold voltage VthMinute voltage drop occurs. So
Therefore, transistor Q9And Q12At the junction with
Rank VDDTo the voltage V due to the voltage drop of three transistors
LS(= 3 × Vth) Lower potential is generated. Based on this potential
Sub-voltage VS(= VDD-VLS). Bit line B0, /
B0Is in a high resistance state when the memory cell is in the unselected state
Therefore, the potential of both bit lines is the reference voltage VsHeld in
Be done.
【0033】次いで、時刻t2 において、制御回路7は
制御信号を立ち下げ、引き続きワード線Wが選択状態と
なる(図2)。ワード線Wが負荷容量の影響で多少の
遅延時間を経て立ち上がった時(時刻t3 )、メモリセ
ル1が選択状態となる。則ち、メモリセル1のトランジ
スタQ5 及びQ6 がオン状態となり、トランジスタQ 1
〜Q4 により構成される完全CMOS型のフリップフロ
ップの論理レベルがビット線に出力される。このとき、
カラムスイッチ3が列制御信号等により選択されていれ
ば、電流が流れることになる。ビット線B0 からは、ト
ランジスタQ5、Q1 を介して電流IC がグランドに流
れる。また、電源VDDからは、トランジスタQ4 及びQ
6 を介して電流/IC がカラムスイッチ3側に流れる。
両者の電流は電流の向きが逆であるため、それぞれのビ
ット線に現れる電圧は、基準電圧VS を中心として対称
的に変化していくことになる。例えば、メモリセル1が
トランジスタQ1 及びQ4 がオン状態、トランジスタQ
2 及びQ3 がオフ状態であるとすると、ビット線B0 の
電圧は時刻t3 より低下し、ビット線/B0 の電圧は上
昇する。Then, at time t2In, the control circuit 7
The control signal is lowered, and the word line W is continuously selected.
(Fig. 2) The word line W is slightly affected by the load capacitance.
When it stands up after a delay time (time t3), Memory
Rule 1 is selected. In other words, the transition of memory cell 1
Star QFiveAnd Q6Turns on and the transistor Q 1
~ QFourComplete CMOS type flip flow
Logic level of the output is output to the bit line. At this time,
If the column switch 3 is selected by the column control signal, etc.
If so, current will flow. Bit line B0From
Langista QFive, Q1Through the current ICFlowing to the ground
Be done. Also, the power source VDDFrom the transistor QFourAnd Q
6Current throughCFlows to the column switch 3 side.
Both currents have opposite directions, so
The voltage appearing on the input line is the reference voltage VSSymmetric about
Will change. For example, memory cell 1
Transistor Q1And QFourIs on, transistor Q
2And Q3Is off, the bit line B0of
Voltage is time t3Bit line / B0Voltage is above
Rise.
【0034】カラムスイッチ3は列制御信号により導通
を制御するだけなので、この両ビット線の電流の差は、
電圧差動動作をするセンスアンプ4により増幅される。
図2における振幅値aに相当する電流振幅が検出される
ことになる。Since the column switch 3 only controls conduction by the column control signal, the difference between the currents on both bit lines is
It is amplified by the sense amplifier 4 which performs a voltage differential operation.
The current amplitude corresponding to the amplitude value a in FIG. 2 is detected.
【0035】時刻t4 において、ワード線Wが立ち下が
り行の選択が終了すると、メモリセル1も非選択状態と
なり、メモリセル1を経由する電流は流れなくなり、ビ
ット線B0 、/B0 は再び電源電位VDDを保持するよう
になる。At time t 4 , when the word line W falls and the selection of the row is completed, the memory cell 1 is also deselected, the current passing through the memory cell 1 stops flowing, and the bit lines B 0 and / B 0 The power supply potential V DD is held again.
【0036】効果 上記の如く第1実施例の半導体記憶装置によれば、ワー
ド線が選択されるに伴ってビット線に大きな電流振幅、
電圧振幅の変化が得られるので、結果として高速にデー
タの論理状態を検出でき、全体としての読出動作の高速
化が図れる。則ち、従来は基準電圧から片方の電圧又は
電流のみが変化し、図5(B)、図6(B)の様な
振幅の変化が得られていたが、図2の本実施例では両
ビット線の振幅が変化するので、従来の2倍の振幅が得
られる。これは読出速度が半分で済み、2倍の高速化が
図れたことを示している。 (ii)第2実施例 第2実施例の半導体記憶装置はSRAMに請求項1、請
求項2、請求項4及び請求項5の発明を適用したもので
ある。 Effects As described above, according to the semiconductor memory device of the first embodiment, as the word line is selected, a large current amplitude in the bit line,
Since the change in voltage amplitude can be obtained, as a result, the logical state of data can be detected at high speed, and the speed of the read operation as a whole can be increased. In other words, conventionally, only one of the voltages or currents changed from the reference voltage, and the change in amplitude as shown in FIGS. 5B and 6B was obtained, but in the present embodiment of FIG. Since the amplitude of the bit line changes, the amplitude twice that of the conventional one can be obtained. This means that the read speed was half and the speed was doubled. (Ii) Second Embodiment A semiconductor memory device according to the second embodiment is an SRAM to which the inventions of claim 1, claim 2, claim 4 and claim 5 are applied.
【0037】回路構成 図3に第2実施例の半導体記憶装置の部分回路図を示
す。本実施例も第1実施例と同様に、SRAMの内部構
造のうちメモリセルアレイの一部と、その読出回路に係
る部分について説明する。 Circuit Configuration FIG. 3 shows a partial circuit diagram of the semiconductor memory device of the second embodiment. In this embodiment as well, similar to the first embodiment, a part of the memory cell array in the internal structure of the SRAM and a part related to its read circuit will be described.
【0038】図3では、SRAMのメモリセルアレイの
うちビット線B0 、/B0 に係る列を例示してある。メ
モリセル1、レベルシフト回路2、カラムスイッチ3、
制御回路7は、第1実施例と同様の構成であり、第1実
施例と同一符号を付してその説明は省略する。FIG. 3 exemplifies the columns related to the bit lines B 0 and / B 0 in the SRAM memory cell array. Memory cell 1, level shift circuit 2, column switch 3,
The control circuit 7 has the same configuration as that of the first embodiment, and is given the same reference numeral as that of the first embodiment and its description is omitted.
【0039】V−I変換回路8は、トランジスタQ20〜
Q28と、インバータINVを有し、カラムスイッチ3か
ら供給されたビット線CB、/CB間の電圧の変化を電
流の変化に変換する。カレントセンスアンプ9は、V−
I変換回路8から差動電流で供給される二つのビット線
CB、/CB、CB’、/CB’の電流差を差動電流増
幅して出力する。The VI converting circuit 8 includes transistors Q 20 to
It has Q 28 and an inverter INV and converts a change in voltage between the bit lines CB and / CB supplied from the column switch 3 into a change in current. The current sense amplifier 9 is V-
The current difference between the two bit lines CB, / CB, CB ', / CB' supplied by the differential current from the I conversion circuit 8 is differential current amplified and output.
【0040】動作説明 次に、第2実施例の動作を図4のタイミングチャートを
参照して説明する。レベルシフト回路2はメモリセル1
がワード線Wにより選択される前に、ビット線B0 、/
B0 を所定の基準電圧VS にホールドする。このホール
ド動作は、第1実施例と同様にして制御回路7の出力す
る制御信号等により行われる。 Description of Operation Next, the operation of the second embodiment will be described with reference to the timing chart of FIG. The level shift circuit 2 is a memory cell 1
Before being selected by the word line W, the bit lines B 0 , /
B 0 is held at a predetermined reference voltage V S. This hold operation is performed by a control signal or the like output from the control circuit 7 as in the first embodiment.
【0041】時刻t10において、ワード線Wが立ち上が
ると、メモリセル1のトランジスタQ5 及びQ6 がオン
状態となり導通するので、メモリセル1の有する論理状
態に応じて電流IC 及び/IC が流れ始まる。例えば、
メモリセル1のトランジスタQ1 及びトランジスタQ4
がオン状態、トランジスタQ2 及びQ3 がオフ状態であ
る場合、ビット線B0 側はLレベル、ビット線/B0 側
はHレベルのビット状態がメモリされている。At time t 10 , when the word line W rises, the transistors Q 5 and Q 6 of the memory cell 1 are turned on and become conductive, so that the currents I C and / I C depending on the logic state of the memory cell 1. Begins to flow. For example,
Transistor Q 1 and transistor Q 4 of memory cell 1
Is on and the transistors Q 2 and Q 3 are off, the bit line B 0 side stores the L level and the bit line / B 0 side stores the H level bit state.
【0042】メモリセル1の選択により、V−I変換回
路8の電源VDDからトランジスタQ 20、Q21を経由し
て、メモリセル1のトランジスタQ5 及びQ1 を経てグ
ランドへ電流IC が流れる。一方、メモリセル1のトラ
ンジスタQ4 及びQ6 を経由して、V−I変換回路8の
トランジスタQ27及びQ28を経てグランドへ電流/IC
が流れる。V−I変換回路8では、端子Tにトリガが供
給されることにより、トランジスタQ20、Q21、Q25及
びQ26に貫通電流Iが流れる。また、同じ条件で、トラ
ンジスタQ23、Q24、Q27及びQ28に貫通電流Iが流れ
る。そのため、カレントセンスアンプ9に供給されるビ
ット線CB、/CBには、ビット線B0 の電圧変化が差
動電流に変換されて流れる。また、ビット線CB’、/
CB’には、ビット線/B0 の電圧変化が差動電流に変
換されて流れる。カレントセンスアンプ9は両差動対か
ら振幅を得て、出力する。By selecting the memory cell 1, the VI conversion time is changed.
Power supply V for path 8DDTo transistor Q 20, Qtwenty oneVia
Then, the transistor Q of the memory cell 1FiveAnd Q1Through
Current to land ICFlows. On the other hand, the memory cell 1
Register QFourAnd Q6Via the V-I conversion circuit 8
Transistor Q27And Q28Current to ground viaC
Flows. In the VI conversion circuit 8, a trigger is supplied to the terminal T.
By being supplied, the transistor Q20, Qtwenty one, Qtwenty fiveOver
And Q26A through current I flows through. Also, under the same conditions,
Register Qtwenty three, Qtwenty four, Q27And Q28Through current I flows to
It Therefore, the signal supplied to the current sense amplifier 9 is
The bit lines B to the input lines CB and / CB.0Voltage difference
It is converted into a kinetic current and flows. Also, the bit lines CB ', /
CB 'has a bit line / B0Voltage change into differential current
It is exchanged and flows. Is the current sense amplifier 9 a double differential pair?
The amplitude is obtained from and output.
【0043】この時の差動対の電圧振幅は、図4のよ
うになる。則ち、メモリセル1が選択されない状態での
振幅と、メモリセル1が選択され差動対であるビット先
B0、/B0 に電圧変化が生じたときの振幅との差は図
4においてa1 −a2 で表せ、これが得られる振幅値
の差となる。従来のカレントセンスアンプを有する回路
では、カレントセンスアンプに供給される差動対である
ビット線CB、/CB又はCB’、/CB’のいずれか
一方の信号振幅のみ得られていたのに比べ、本実施例で
は2倍の振幅値が得られる。The voltage amplitude of the differential pair at this time is as shown in FIG. That is, the difference between the amplitude in the state where the memory cell 1 is not selected and the amplitude when the voltage change occurs in the bit destinations B 0 and / B 0 that are the differential pair when the memory cell 1 is selected is shown in FIG. It can be represented by a 1 -a 2 , which is the difference in the obtained amplitude values. In the circuit having the conventional current sense amplifier, only the signal amplitude of one of the bit lines CB, / CB or CB ', / CB', which is the differential pair supplied to the current sense amplifier, is obtained. In this embodiment, a double amplitude value can be obtained.
【0044】時刻t11において、ワード線Wが立ち下が
り、メモリセル1が非選択状態となると、V−I変換回
路8を流れる電流は貫通電流のみとなるので、カレント
センスアンプ9には差動電流が供給されなくなる。At time t 11 , when the word line W falls and the memory cell 1 is in the non-selected state, the current flowing through the VI conversion circuit 8 is only the through current, so that the current sense amplifier 9 has the differential circuit. No current is supplied.
【0045】なお、本実施例のV−I変換回路8として
は、図3に例示したものに限らず、公知のものを適用可
能である。効果 上記の如く第2実施例によれば、カレントセンスアンプ
を用いた場合でも、V−I変換回路を用いることによっ
て、2倍の振幅値を得ることができる。これにより、従
来に比べ2倍の高速化が図れる。その他の実施例の変形例 本発明の上記実施例に限らず種々の変形が可能である。The VI converting circuit 8 of the present embodiment is not limited to the one illustrated in FIG. 3, but a known one can be applied. Effect As described above, according to the second embodiment, even when the current sense amplifier is used, the double amplitude value can be obtained by using the VI conversion circuit. As a result, the speed can be doubled as compared with the conventional one. Modifications of Other Embodiments Not limited to the above-described embodiments of the present invention, various modifications are possible.
【0046】まず第1に、適用可能なメモリセルタイプ
として、上記各実施例ではCMOS型のメモリセルを有
するSRAMに本発明を適用していたが、各請求項に記
載してあるように、差動対となって動作するビット線を
有するメモリセルアレイによりデータの書込・読出を行
うメモリ方式であれば本発明を適用できる。このため、
例えば、SRAMでは、上記実施例のような完全CMO
S型のメモリセルの他、E/D型、E/E型のNMOS
型メモリセル、負荷として抵抗を用いた高抵抗負荷(E
/R)型メモリセル等を用いることができる。First, as the applicable memory cell type, the present invention is applied to the SRAM having the CMOS type memory cell in each of the above embodiments, but as described in each claim, The present invention can be applied to any memory system in which data is written / read by a memory cell array having bit lines that operate as a differential pair. For this reason,
For example, in SRAM, the complete CMO as in the above embodiment is used.
In addition to S type memory cells, E / D type and E / E type NMOSs
Type memory cell, high resistance load (E
/ R) type memory cell or the like can be used.
【0047】第2に、差動対を有するメモリセルを有す
ることが条件であるため、差動対のビット線を有するも
のであれば、SRAMに限らず本発明を適用可能であ
る。例えば、4トランジスタ型のDRAM(Dynamic Ra
ndom Access Memory)、バイポーラトランジスタRAM
等に適用できる。その他の発明の態様 請求項2乃至請求項5記載の半導体記憶装置において、
前記メモリセルは、4個のトランジスタにより構成され
るフリップフロップと、当該フリップフロップの一方の
入力及び一方のビット線間を行選択信号により導通させ
る第1のトランジスタと、当該フリップフロップの他方
の入力及び他方のビット線間を前記行選択信号により導
通させる第2のトランジスタと、により構成されるスタ
ティックメモリセルであること、を特徴とする半導体記
憶装置。Secondly, since it is necessary to have a memory cell having a differential pair, the present invention can be applied not only to the SRAM as long as it has the bit line of the differential pair. For example, a 4-transistor type DRAM (Dynamic Ra
ndom Access Memory), bipolar transistor RAM
Etc. can be applied. Other aspects of the invention In the semiconductor memory device according to claim 2,
The memory cell includes a flip-flop composed of four transistors, a first transistor which makes one input of the flip-flop and one bit line conductive by a row selection signal, and the other input of the flip-flop. And a second transistor for electrically connecting the other bit line to each other by the row selection signal, which is a static memory cell.
【0048】上記発明によれば、メモリセルは、いわゆ
る6トランジスタによるスタティックメモリセルを構成
するので、定常状態でのビット線の電位をレベルシフト
手段による両電源電圧間の中間電位とすることにより、
両ビット線間には基準電圧又はこの基準電圧に対応する
基準電流を中心として互いに対称的に変化する電圧振幅
又は電流振幅が生じる。According to the above invention, since the memory cell constitutes a static memory cell with so-called 6 transistors, the potential of the bit line in the steady state is set to an intermediate potential between both power supply voltages by the level shift means,
A voltage amplitude or a current amplitude that changes symmetrically with respect to a reference voltage or a reference current corresponding to the reference voltage is generated between both bit lines.
【0049】これにより、SRAMセルとして好ましい
メモリセルタイプにおいて、ビット線間に基準電圧又は
基準電流を中心として対称的な振幅変化の特性が得ら
れ、読出動作の高速化が図れる。As a result, in the memory cell type preferable as the SRAM cell, the characteristic of the amplitude change symmetrical between the bit lines with respect to the reference voltage or the reference current can be obtained, and the read operation can be speeded up.
【0050】[0050]
【発明の効果】請求項1及び請求項2記載の発明によれ
ば、差動対になるビット線のそれぞれの電位が高電位側
電源電位と低電位側電源電位との間の所定の基準電圧に
シフトされ基準電圧又は基準電流を中心として対称的に
電圧振幅又は電流振幅が変化するので、従来の2倍もの
振幅値を取り出すことができ、全体の読出動作を大幅に
高速化できる。According to the first and second aspects of the present invention, the potential of each of the bit lines forming the differential pair is a predetermined reference voltage between the high potential side power source potential and the low potential side power source potential. Since the voltage amplitude or the current amplitude is shifted symmetrically with respect to the reference voltage or the reference current, the amplitude value twice as large as that in the conventional case can be taken out, and the entire read operation can be significantly speeded up.
【0051】請求項3記載の発明によれば、ビット線の
電圧が基準電圧を中心として対称的に変化するので、従
来の2倍の速度で電圧振幅の検出が行え、データを高速
に読出すことができる。According to the third aspect of the invention, since the voltage of the bit line changes symmetrically with respect to the reference voltage, the voltage amplitude can be detected at twice the speed of the conventional one, and the data can be read out at high speed. be able to.
【0052】請求項4記載の発明によれば、電圧電流変
換手段により電圧の変化を電流の変化とすることができ
るので、電流モードで動作するカレントセンスアンプ手
段においても、従来の2倍の高速化を実現できる。According to the fourth aspect of the invention, the voltage-current conversion means can change the voltage change into the current change, so that the current sense amplifier means operating in the current mode is twice as fast as the conventional one. Can be realized.
【0053】請求項5記載の発明によれば、基準電圧設
定手段が簡単に基準電圧を設定し、第1スイッチ手段と
第2スイッチ手段とが制御信号により所定時間導通する
ので、行選択直前に簡単に差動対となるビット線の双方
の電位を簡単に基準電圧にホールドできる。According to the fifth aspect of the invention, the reference voltage setting means easily sets the reference voltage, and the first switch means and the second switch means are electrically connected for a predetermined time by the control signal. It is possible to easily hold the potentials of both bit lines forming a differential pair at the reference voltage.
【図1】本発明の第1実施例の半導体記憶装置の部分回
路図である。FIG. 1 is a partial circuit diagram of a semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】第1実施例の動作特性図である。FIG. 2 is an operating characteristic diagram of the first embodiment.
【図3】本発明の第2実施例の半導体記憶装置の部分回
路図である。FIG. 3 is a partial circuit diagram of a semiconductor memory device according to a second embodiment of the present invention.
【図4】第2実施例の動作特性図である。FIG. 4 is an operating characteristic diagram of the second embodiment.
【図5】従来の半導体記憶装置についての第1例であ
り、(A)は部分回路図、(B)は動作特性図である。FIG. 5 is a first example of a conventional semiconductor memory device, (A) is a partial circuit diagram, and (B) is an operating characteristic diagram.
【図6】従来の半導体記憶装置についての第2例であ
り、(A)は部分回路図、(B)は動作特性図である。FIG. 6 is a second example of a conventional semiconductor memory device, (A) is a partial circuit diagram, and (B) is an operating characteristic diagram.
1、5、10、11、20、21…メモリセル 2、6、13、22、23…レベルシフト回路 3、12、24…カラムスイッチ 4、14、25…センスアンプ 7…制御回路 8…V−I変換回路 9…カレントセンスアンプ 15、26…メモリセルアレイ INV…インバータ A…レベルシフトスイッチ線 B、/B、B0 、/B0 、B1 、/B1 …ビット線 CB、/CB、CB0 、/CB0 、CB1 、/CB1 …
ビット線 Q1 〜Q12、Q20〜Q28、Q30〜Q34、Q40〜Q45…ト
ランジスタ VDD…電源電圧 VLS…レベルシフト電圧 VQ …トランジスタ電圧降下 W…ワード線1, 5, 10, 11, 20, 21 ... Memory cell 2, 6, 13, 22, 23 ... Level shift circuit 3, 12, 24 ... Column switch 4, 14, 25 ... Sense amplifier 7 ... Control circuit 8 ... V -I conversion circuit 9 ... current sense amplifier 15, 26 ... memory cell array INV ... inverter A ... level shift switch line B, / B, B 0, / B 0, B 1, / B 1 ... bit line CB, / CB, CB 0 , / CB 0 , CB 1 , / CB 1 ...
Bit line Q 1 ~Q 12, Q 20 ~Q 28, Q 30 ~Q 34, Q 40 ~Q 45 ... transistor V DD ... supply voltage V LS ... level shift voltage V Q ... transistor voltage drop W ... wordline
Claims (5)
並設され、それぞれの列に対しメモリセルが複数並設さ
れた半導体記憶装置の読出方法において、 前記差動対になるビット線の列に並設された複数のメモ
リセルから行選択信号により一のメモリセルを選択し、
前記並設された複数のビット線の列から列選択信号によ
り一の列を選択し、 当該選択された前記差動対になるビット線のそれぞれの
電位を高電位側電源電位と低電位側電源電位との間の所
定の基準電圧にシフトしてから前記メモリセルを選択
し、 当該基準電圧又は当該基準電圧に対応する基準電流を中
心として互いに対称的に変化した前記差動対となるビッ
ト線間の電圧振幅又は電流振幅の差を増幅して出力する
こと、 を特徴とする半導体記憶装置読出方法。1. A method of reading a semiconductor memory device, wherein a plurality of columns of bit lines forming a differential pair are arranged in parallel, and a plurality of memory cells are arranged in parallel for each column. One memory cell is selected by a row selection signal from a plurality of memory cells arranged in parallel in a column of
One column is selected from the column of a plurality of bit lines arranged in parallel by a column selection signal, and the respective potentials of the selected bit lines forming the differential pair are set to a high potential side power source potential and a low potential side power source potential. A bit line that becomes the differential pair that is symmetrically changed with respect to the reference voltage or a reference current corresponding to the reference voltage after selecting the memory cell after shifting to a predetermined reference voltage between the potential and the potential. A method of reading a semiconductor memory device, comprising amplifying and outputting a difference in voltage amplitude or current amplitude between them.
並設され、それぞれの列に対しメモリセルが複数並設さ
れ、行選択信号により当該複数のメモリセルから一のメ
モリセルを選択し列選択信号により複数の前記ビット線
の列から一の列を選択してデータを出力する半導体記憶
装置において、 前記メモリセルの選択に先立って前記差動対になるビッ
ト線のそれぞれの電位を高電位側電源電位と低電位側電
源電位との間の所定の基準電圧にシフトさせるレベルシ
フト手段と、 前記メモリセルの選択によって前記基準電圧又は当該基
準電圧に対応する基準電流を中心として互いに対称的に
変化するビット線間の電圧振幅又は電流振幅の差を検出
して出力する出力手段と、 を備えたことを特徴とする半導体記憶装置。2. A plurality of columns of bit lines forming a differential pair are arranged in parallel, a plurality of memory cells are arranged in parallel for each column, and one memory cell is selected from the plurality of memory cells by a row selection signal. In a semiconductor memory device which selects one column from a plurality of columns of the bit lines by a column selection signal and outputs data, the potentials of the bit lines forming the differential pair are set prior to the selection of the memory cells. Level shift means for shifting to a predetermined reference voltage between a high-potential-side power source potential and a low-potential-side power source potential, and symmetry with respect to the reference voltage or a reference current corresponding to the reference voltage depending on the selection of the memory cell. A semiconductor memory device, comprising: an output unit that detects and outputs a difference in voltage amplitude or current amplitude between bit lines that changes dynamically.
並設され、それぞれの列に対しメモリセルが複数並設さ
れ、行選択信号により当該複数のメモリセルから一のメ
モリセルを選択し列選択信号により複数の前記ビット線
の列から一の列を選択してデータを出力する半導体記憶
装置において、 前記メモリセルの選択に先立って所定期間有効となる制
御信号を出力する制御手段と、 前記差動対になるビット線の列のそれぞれに設けられ前
記制御信号に基づいて前記差動対になるビット線のそれ
ぞれの電位を高電位側電源電位と低電位側電源電位との
間の所定の基準電圧にシフトさせるレベルシフト手段
と、 前記複数並設された差動対になるビット線の列から列選
択信号により一の列を選択する列選択手段と、 当該列選択手段により選択された前記差動対になるビッ
ト線間の振幅の差を増幅するセンスアンプ手段と、 を備えたことを特徴とする半導体記憶装置。3. A plurality of columns of bit lines forming a differential pair are arranged in parallel, a plurality of memory cells are arranged in parallel for each column, and one memory cell is selected from the plurality of memory cells by a row selection signal. In a semiconductor memory device that selects one column from a plurality of columns of the bit lines by a column selection signal and outputs data, a control unit that outputs a control signal that is valid for a predetermined period prior to the selection of the memory cell; , The potential of each of the bit lines that are provided in each of the bit line columns that form the differential pair and that form the differential pair is set between the high potential side power source potential and the low potential side power source potential based on the control signal. Level shift means for shifting to a predetermined reference voltage, column selecting means for selecting one of the columns of bit lines forming a differential pair arranged in parallel by a column selecting signal, and selected by the column selecting means. The semiconductor memory device characterized by comprising a sense amplifier means for amplifying the difference in amplitude between the bit lines becomes the differential pair.
並設され、それぞれの列に対しメモリセルが複数並設さ
れ、行選択信号により当該複数のメモリセルから一のメ
モリセルを選択し列選択信号により複数の前記ビット線
の列から一の列を選択してデータを出力する半導体記憶
装置において、 前記メモリセルの選択に先立って所定期間有効となる制
御信号を出力する制御手段と、 前記差動対になるビット線の列のそれぞれに設けられ前
記制御信号に基づいて当該差動対になるビット線のそれ
ぞれの電位を高電位側電源電位と低電位側電源電位との
間の所定の基準電圧にシフトするレベルシフト手段と、 前記複数並設された差動対になるビット線の列から列選
択信号により一の列を選択する列選択手段と、 前記列選択手段により選択された差動対になるビット線
間の電圧振幅の差を電流振幅の差に変換する電圧電流変
換手段と、 当該電圧電流変換手段により変換された当該差動対にな
るビット線間の電流振幅の差を増幅するカレントセンス
アンプ手段と、 を備えたことを特徴とする半導体記憶装置。4. A plurality of columns of bit lines forming a differential pair are arranged in parallel, a plurality of memory cells are arranged in parallel for each column, and one memory cell is selected from the plurality of memory cells by a row selection signal. In a semiconductor memory device that selects one column from a plurality of columns of the bit lines by a column selection signal and outputs data, a control unit that outputs a control signal that is valid for a predetermined period prior to the selection of the memory cell; , The potential of each of the bit lines that are provided in each of the bit line columns that form the differential pair and that form the differential pair is set between the high potential side power source potential and the low potential side power source potential based on the control signal. Level shift means for shifting to a predetermined reference voltage; column selection means for selecting one column by a column selection signal from the plurality of bit line columns forming a differential pair arranged in parallel; and selected by the column selection means. Was The difference between the voltage amplitudes of the bit lines forming the active pair and the difference between the current amplitudes of the bit lines forming the differential pair converted by the voltage-current converting means. A semiconductor memory device comprising: a current sense amplifier unit for amplifying.
装置において、 前記レベルシフト手段は、基準電圧を設定する基準電圧
設定手段と、 前記差動対になるビット線の一方と前記基準電圧設定手
段の出力との間に介装され前記メモリセルの選択に先立
って所定時間導通する第1スイッチ手段と、 前記差動対になるビット線の他方と前記基準電圧設定手
段の出力との間に介装され前記所定時間導通する第2ス
イッチ手段と、 を備えたことを特徴とする半導体記憶装置。5. The semiconductor memory device according to claim 3, wherein the level shift means includes a reference voltage setting means for setting a reference voltage, one of the bit lines forming the differential pair, and the reference voltage. Between first switch means interposed between the output of the setting means and conducting for a predetermined time before selecting the memory cell, and between the other of the bit lines forming the differential pair and the output of the reference voltage setting means. A semiconductor memory device comprising: a second switch means interposed between the first switch means and the second switch means for conducting for a predetermined time.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6201067A JPH0863977A (en) | 1994-08-25 | 1994-08-25 | Semiconductor memory device and reading method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6201067A JPH0863977A (en) | 1994-08-25 | 1994-08-25 | Semiconductor memory device and reading method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0863977A true JPH0863977A (en) | 1996-03-08 |
Family
ID=16434841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6201067A Withdrawn JPH0863977A (en) | 1994-08-25 | 1994-08-25 | Semiconductor memory device and reading method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0863977A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100298437B1 (en) * | 1998-06-12 | 2001-08-07 | 김영환 | Column selection driver in a semiconductor memory device |
-
1994
- 1994-08-25 JP JP6201067A patent/JPH0863977A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100298437B1 (en) * | 1998-06-12 | 2001-08-07 | 김영환 | Column selection driver in a semiconductor memory device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20011106 |