TW487922B - Semiconductor memory device having global bit line precharge circuits - Google Patents

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487922 ：年 3 V 丨

—I ____——一 B7"~__ 五、發明說明（i ) 發明背景 發明頜城 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係有關一種半導體記憶裝置，且更特別的是一 種具有兩個或更多個預充電電路的半導體記憶裝置，該半 導體記憶裝置能提供高速作業以及穩定讀取/書寫作業。 相關枝術說明 半導體記億裝置包含動態隨機存取記憶體（DRAM)以及像 具單一資料速率（SDK)的同步動態隨機存取記億體（SDRAM) 比如說一個單資料速率（SDR)同步動態隨機存取記億體和 一値雙重資料速率（DDR)同步動態隨機存取記億體。 於讀取作業中，半導體記億裝置會從已選出的記億體 單元讀取資料並經由一個通用1/〇(輸入/輸出）導線對將 之傳輸到一個外部電路上。於書寫作業中，該半導體記 憶裝置會經由該通用I/O導線對將資料書寫到選出的記 億體單元上。這些通用I/O導線對包含一個通用I/O導線 以及一個互補或倒置的通用I/O導線。該通用I/O導線對 會傳送一些相互間呈互補的資料信號。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 該半導體記億裝置經由該通用I/O導線對傳送資料有3 種作業模式。於待機模式中亦即在開始謓取或書寫作業 之前，該通用I/O導線對是落在一個具有電力供應電壓 位準的狀態内。於資料傳輸模式中，其中該通用I/O導 線對之一例如某一個通用I/O導線會在吾人將資料加到 該通用I/O導線對上時會變成低位準。於預充電模式中， 吾人會將通用I/O導線預充電到電力供應電壓位準而準 一 3 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 487922 A7 五、發明說明（2 ) 備進行下一個讀取或書寫作業。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第1圖係用以顯示一種具有習知預充電結構的半導體 記億裝置。 如第1圖所示，一種習知半導體記億體裝置包含：一 個通用I/O導線對，其中含有一個通用I/O導線610和一 個互補通用I/O導線/ GIO;許多耦合於該通用I/O導線對 上的組合排1 G 0和1 0 1 ; —個資料I / 0緩衝器1 1 3，係用於 從外部電路輸入一個輸入資料並將一個輸出資料輸出到 外部電路上；以及一個通用I/O導線的預充電電路112， 傺用於將該通用I/O導線對預充電到電力供應電壓位準。 於當作各組合排之一的組合排A 1 0 0中，許多含有一 些記億體單元的記億體單元陣列1 〇 2和1 0 3會儲存資料。 書寫驅動器1D6會經由一個區域I/O導線對LIO和/ LIO接 收來自該通用I /〇導線對的資料，而將該資料書寫到選 出的記億體單元上。感測放大器1 〇 7會感測並輸出已儲 存在所選出記憶體單元内的資料。另一個組合排例如組 合排B101會具有與組合排A1Q0相同的結構。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此時/在該通用I/O導線上的資料信號會肇因於許多 RC負載11G和111而受到延遲，這些負載是由分布在該通 用I/O導線對上的阻抗元件和電容元件所組成的。一般 而言，該資料信號的延遲是正比於該通用I/O導線對的 長度。 如第1圖所示，該組合排A 1 ϋ 0是落在遠離該資料I / 0 緩衝器1 1 3處而該組合排Β 1 Q 1則是落在靠近該資料I / 0 -4 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 487922 牟 '月、日 補充 五、發明說明（3 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 緩衝器113處。參考符號表的是該通用I/O導線對 上與該組合排A 100销合的結點，而參考符號NB代表的 是該通用I/O導線對上與該組合排B 101耦合的結點。 第2圖傺用以顯示一種如第1圖所示之習知預充電結 構的電路圖。 參照第2圖，該預充電電路112包含：一個絹合於該 通用I/O導線對上的拉抬式驅動部分210; —個耦合於該 通用I/O導線對上的箝夾部分23G;以及一值預充電部分 2 5 0 〇 於傳輸模式中，例如當某一個通用I / 0導線G I 0的電壓 位準變低時，則該拉抬式驅動部分210會拉抬該互補通用 I / 0導線/ G I 0的電壓位準以回應該通用I / 0導線G I 0的低 電壓位準。該拉抬式驅動部分2 1 0包含兩個分別耦合於 一個電力供應電壓源（V c c )與該通用I / 0導線對之間的 P Μ 0 S電晶體P Μ 2 G 1和P Μ 2 G 2，其上每一個閘極都是交叉地 耦合於該通用I/O導線對上。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 該箝夾部分230會使該通用I/O導線對的電壓位準維持 在開始讀取或書寫作業之前的電力供應電壓源上。該箝 夾部分230包含：一個耦合於一個電力供應電壓位準與 該通用I / 〇導線G I 0之間且其閘極是耦合於地線上的Ρ Μ 0 S 電晶體PM203;以及一個耦合於該互補通用I/O導線/ G I 0上且其閘極是耦合於地線上的P Μ 0 S電晶體P Μ 2 0 4。 該預充電部分25G會感測一個朝向該通用I/O導線對之 低電壓位準上的位準躍遷，然後再於預定時間之後使該 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 487922 -A 12. 2! A7 -B7 五、發明說明（ 置 裝 。生 準産 位號 壓信 電作I/ 應動用 供電通 力充補 電預互 該，該 到中與 電50線 充Z導 — 分 ο 預/ -3 I 對 電用 Μ充通 01預該 I/該測 用於偵 通會 壓 電 的 間 之 線 導 號 信 作 ua7?v 33 電 充 預 個 1 生 産 以 差 電 充 預 ο Ti G 中 其 0^0二 e 對 «» 瑷W震 回 7 電 以25充 電置預 充裝該 預電應 行充回 進預以 ο ο 1 i~II 質 3 G / 充 而預 ,行 / G 1 C 進 ϊ ρ ο 用 I I ? o G 通 I / 該]tG^ 對Γ口 f 會Μ / 6 作 I 5 J 2 動用 置電通 裝充補 線 導 號 置 裝 生 産 號 信 作 ij 電 充 預 該 含 包 閘 即 J1L 寥 個 線 導 ο / I 用 通 補 互 該 和 號 信 之 ο I G 線 導 ο / I—-1 用 通 該 得 取 以 輯 邏 即 非 的 號 信 之 器 相 反 個 bh TfVx 該 使 便 以 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 閘 即 以 相 反 出 輸 的 一 到 遲應 延對 出會 輸號 的信 01出 D2輸 Ν 勺 閙36 即25 非置 該；毙。 使裝CG 更PP β | 丨延 ο 必 I 3 該 G 25自號 置來信 裝。作 遲間動 延時電 個定充 一 預預 及個該 與信 源作 壓動 電電 應充 供預 力該 電收 該接 於會 合極 耦閘 以其 是 且 6 I 5 pm. 2 _ .,之 置 ο 裝GI 電線 充導 預/0 ο I G 用 該通 該 號 該 〇 勺 6N 行 施 以 5 ο 2 Μ Ρ 澧 SB 晶 S -¾ 充 預 通號 補信 互作 該動 與電 源充 壓預 電該 應收 供接 力會 電極 該閘 於其 合 且 耦間 以之 是10 G 也 / 5 線 2導 -置h 裝I/ 電用 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

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五、發明說明（ 5 圖所示之組合排A之書寫作業中之位準躍遷的時序圖。 參照第3圖，於一讀取作業中，吾人會選出一個包含 於該組合排A 1 0 0之某一記億體單元陣列内的記億體單 元。該感測放大器1 〇 7會感測並放大儲存於已選出記億 體單元内的資料以便經由該區域I / 〇導線對把已放大的 資料輸出到該通用I / 〇導線對的結點N a上。然後，該已 放大的資料會透過結點N b從該結點N A被傳輸到該資料 I / 〇緩衝器1 1 3上。該資料I / 0緩衝器1 1 3則會把該已放大 的資料輸出到外部電路上。 用 通 該 由 經 當11 ，路 示電 所電 圖充 如預 該 感 會 低 時之 4 對 資線 導 該ot 輸I/ 傳用 對通 線該 導向 /0朝 η 個 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 遷 躍G, 準PC 位ο- J I—I 的 G 上號 準信 位作 壓動 電電 充到 預電 該充 生預 産對 後線 之導 間/0 時 定 預 於 並 用 通 該 對 此 因 準 位 壓NA 電點 應結 供，點 力時結 電此 ， 該 過

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487922 五、發明說明（6 ) 早兀上。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 此時，結點ΝΒ上的波形具有陡峭的預充電斜率。不 過，結點Ν Α上的波形會因為分布在該通用I / 0導線對上 的R C負載1 1 0和1 1 1而具有平滑的預充電斜率。 於該讀取或書寫作業中，雖然落在靠近該資料I/O緩 衝器處的各組合排沒有任何問題，但是於遠離該資料I / 0 緩衝器處的各組合排中該通用I / 〇導線對内的位準躍遷 會駐因為各RC負載而受到延遲。所以，可能會因為平滑 的預充電斜率而在猝發模式内發生資料重疊現象。 為了解決該問題，吾人會使該預充電電路落在該通用 I/O導線對的中點上。不過，該通用I/O導線對的預充電 時序並不會依照各組合排的位置而呈相等。此外，於高 頻作業中，吾人可能無法使結點N a和Ν β完全預充電到 該電力供應電壓位準。結果，具有習知預充電結構的該 半導體記億裝置可能無法確保高速度的作業，且可能會 發生資料不合格的現象。 發明總沭 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 所以，·本發明的目的是提供一種具有兩個落在該通用 I/O導線對的兩個端點上而能夠提供高速作業以及穩定 讀取/書寫作業之預充電電路的半導體記億裝置。 所以，根據本發明某一槪念而提供的一種具有習知預 充電結構的半導體記億裝置包括：許多通用I/O導線對， 各含有一個通用I/O導線和一個互補通用I/O導線；一値 資料I/O緩衝器機制，俗耦合於該通用I/O導線對上，以 ~ 8 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 487922 /:儀1正 年月FJ ^ v A7 〜一.5一 B7 五、發明說明（7 ) 並組 料多 資許 勺 fyp ·， 入上 輸路 路電 電部 部外 外到 從送 送傳 傳料 對資 線將 導對 /0線 gl導 用 ο 通I/ 該用 由通 經該 便由 該組 ,一 料第 資的 存上 儲對 便線 以導 上/0 TX 對用 線通 I/於 用 合 通耦 該個 於一 合 ： 耦含 係包 hF ， 拶 排 合 合組 第 該 / b I t 用在 通落 該是 於排 合 合 耦組 個二 一 第 及該 以 中 ，其 uhr 衫 ， 合排 第 的 上 對 線 導 合 該 近 靠 更 排 合 組 生 I/産 料號 資信 處 制 機 器 Αϊηιιν 緩 制 控 的 號 信 制 控 生 産 於 用 個 分 中 業 作 寫 書 和 業 作 取 讀 在 號 信 制 控 該 置 裝 合通 組該 一 測 第感 該會 近置 靠裝 在電 落充 個預 1 1 ; 第 準該 位 ， 二置 第裝 和電 準充 位預 1 1 第第 有的 具處 別排 充 預 對 線 導 ο / I 用 通 該 使 並 遷 躍 準 位 個 1 的 對 線 導 ο / I 用 一二 及第 以該 •， ， 準置 位裝 二電 第充 的預 中二 業第 作的 寫處 書排 在合 號組 信二 制第 控該 該近 應靠 回在 以落 電 個 用 通 該 測 0 會 置I/ 裝用 電通 充該 預使 並作 遷取 躍讀 準在 位號 a{§ 一 制 的控 對該 線應 導回 /0以 I電 充 預 對 線 導 以 為 因 會 將 點 優 及 / 性 特 、 的 百 他 其 〇 及 號明些 信説這 相單的 反簡明 的之發 中式本 業圖 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 明 更 得 變 而 明 說 細 詳 的 例 施 實 用 示 顯 對 示 圖 附 所 照 參 0 下顯 體 導 半 的 構 結 電 充 預 知 習 有 具 --II 種 1 示 顯 以 用 像 。 圖置 1 裝 第億 記 結 電 充 預 知 習 之 示 所 圖 1X 第 如 種 一 示 顯 以 用 〇 俗圖 圖路 2 電 第的 奪 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 487922 9ft ί ”，广 ；-：-V Α7 -> 一 —’ —； 五、發明說明（8 ) 第3圖傜用以顯示一種通用I/O導線對在相對於如第1 圖所示之組合排A之讀取作業中之位準躍遷的時序圖。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第4圖俗用以顯示一種通用I/O導線對在相對於如第1 圖所示之組合排A之書寫作業中之位準躍遷的時序圖。 第5圖傺用以顯示一種具有根據本發明之預充電結構 的半導體記億裝置。 第6圖偽用以顯示一種如第5圖所示之預充電結構的 電路圖。 第7圖俗用以顯示一種通用I /0導線對在相對於如第5 圖所示之組合排C之讀取作業中之位準躍遷的時序圖。 第8圖係用以顯示一種通用I/O導線對在相對於如第5 圖所示之組合排C之書寫作業中之位準躍遷的時序圖。 發明的詳細説明 較佳窨瓶例的說明 第5圖係用以顯示一種具有根據本發明之預充電結構 的半導體記億裝置。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 參照第5圖，一種根據本發明的半導體記億裝置包含 :一個通用I/O導線對，其含有一個通用I/O導線GI0和 一個互補通用I/O導線/ GI0;許多耦合於該通用I/O導線 對上的組合排4 0 G和4 0 1 ; —個資料I / 0緩衝器4 1 2 ,係用 於從外部電路輸入一個輸入資料並將一個輸出資料輸出 到外部電路上；一個用於產生控制信號書寫_旗標（WRITE_FLAG) 的控制信號產生電路415;以及一個第一和一個第二預充電 電路4 1 3和4 1 4，係耦合於該通用I / 0導線對上，分別用 -1 0- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 487922 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 90.12. A7 B7 五、發明說明（ 回 以 準 位 壓 電 應 供 力 電 到 電 充 預 對 線 導 號 言 /1- 制 控 的 中 業 作 I/寫 用書 通和 該取 使讀 於應 th 合陣 組元 的單 一 體 之億 排記 合的 組元 各單 作體 當 億 於記 些 驅 寫I/ 書甩 線 導 中 有 含 多 許 資 存 儲 會 通 該 自 來 收 接 對 線 導 單 體 億 記 的 出 選 到 寫 I/書 域料 區資 個該 一 將 由並 經料 會資 06的 4 ί f 對 4 另 器 。 大料 放資 測的 感内 〇 元 上 E早 元體 憶有 記具 ix 出 ο 選4 在D 存 儲 已 出 輸 並 測 0 會 排 合 組 如 例 排 合 組 個 上 對 線 導 ο / I 用 通 該 在 布 分 。由 構 是 結 1 的41 同和 百 ο 本 1 ο 4 4 載 C 負 fcF C 拶-R 合多 組許 與 料 資 該 離 遠 在 落 是 ο ο ο 4 的 C 成排 組合 所組 件該 元是 容的 電意 和注 件該 元應 抗人 阻吾 的

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D 彳線表 導代 資02,< / D 該 I N 近用號 靠通符 在該考 0 是參 是的而 則表 ， 01代點 4 C 結 的 合 縐 〇 而 〇 點處處 ο 1 結 ο ο 勺 4 4 6 ^ c D 合 排 排 Is、、 1 合 合 ο 且 且 4 Μ Μ D 該該 近近 靠靠 在在 落落 與是是 上13則 —3 4 4 對 — 1 路 4 I.電路 導 ο 電電 I/充電 用預充 通一預 該第二 是該第 的 該 端器 罾®^ ¾¾¾ 一的Μ 第對Ϊ ，泉制二自 是0¾自 就I/來 也用 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) uhr P 合 組 該 路 電 電 充 預 二 通 該 在 落 是 -•線· 上¾ W3« 號 信 制 控 的 書 在 是 3 信 就41制 也路控 。電該 上電 ， 準充之 位預反 低 一 〇 和第 A 高該FL 在動 E 落啓IT 是會WR 別人號 分吾信 中 ，制 業中控 作業的 取作準 讀寫位 和書高 業於應 作 ，回 寫說以 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 487922 A7 B7 五、發明說明（10) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 號W R I Τ E _ F L A G會受到反相器I N V 4 G 1的反相作用，吾人會 反制該第二預充電電路4 1 4以回應已反相的控制信號亦 即低位準的控制信號W R I T E _ F L A G。 於讀取作業中，該控制信號是呈低位準，因此吾人會 該第一預充電電路4 1 3呈休止狀態以回應低位準的控制 信號。反之，吾人會使該第二預充電電路4 1 4呈動作中 以回應已反相的控制信號亦即高位準的控制信號WRIT E_ FL AG〇 第6圖傜用以顯示一種如第5圖所示之預充電結構的 電路圖。 該第一預充電電路4 1 3包含：一個拉抬式驅動部分5 1 0 ，·一個箝夾部分5 3 0 ;以及一值預充電部分5 5 0。 當該通用I / 〇導線對之某一個通用I / 0導線G I 0的電壓 位準變低時，該拉抬式驅動部分5 1 ϋ會感測到該通用I / 0 導線G I 0的低電壓位準並拉抬該互補通用I / Q導線/ G I 0的 電壓位準。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 該拉抬式驅動部分510是以兩個PMOS電晶體ΡΜ501和 Ρ Μ 5 G 2施-行的。該Ρ Μ 0 S電晶體Ρ Μ 5 0 1具有一個耦合於該電 力供應電壓位準的源極，一個耦合於該通用1 /0導線G I 0 上的汲極，以及一個耦合於該互補通用I/O導線/ G 10上 的閘極。該Ρ Μ 0 S電晶體Ρ Μ 5 D 2具有一個耦合於該電力供 應電壓位準的源極，一個耦合於該互補通用I / 0導線/ G I 0 上的汲極，以及一個耦合於該通用I / 0導線G I 0上的閘極。 該箝夾部分530會使該通用1/0導線對的電壓位準維持 -1 2- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 487922 r - i i '' v .v A7 ； iv-r l { B7 五、發明說明（n ) 在開始讀取或書寫作業之前的電力供應電壓源上。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 該箝夾部分530是以兩個PMOS電晶體PM503和PM504施 行的。該P Μ 0 S電晶體P Μ 5 0 3具有一個耦合於該電力供應 電壓位準的源極，一個耦合於該通用I/O導線GI0上的汲 極，以及一個耦合於地線上的閘極。該Ρ Μ 0 S電晶體Ρ Μ 5 0 4 具有一個耦合於該電力供應電壓位準的源極，一個耦合 於該互補通用I/O導線/GIO上的汲極，以及一個繙合於 地線上的閘極。 該預充電部分550會感測一個朝向該通用I/O導線對之 低電壓位準上的位準躍遷，然後再於預定時間之後使該 通用I/O導線對預充電到該電力供應電壓位準。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 該預充電部分5 5 0也包含：一個預充電控制信號産生 裝置5 5 5，俗用於産生預充電控制信號P R C Η _ Ε Ν ; —個信 號傳輸裝置5 5 2 ,偽用於傳輸該預充電控制信號P R C Η _ Ε Ν 以回應該控制信號W R I Τ Ε _ F L A G ; —個閂鎖裝置5 5 1，僳 用於閂鎖並輸出該預充電控制信號PRCH_EN ; —個GI0預 充電裝置553，俗用於使該通用I/O導線GIO預充電以回 應該預充電控制信號PRCH_EN;以及一個/ G10預充電裝 置5 5 4,俗用於使該互補通用I/O導線/GI0預充電以回應 該預充電控制信號P R C Η _ E N。 該預充電動作信號産生裝置5 5 5包含：一個非即閘N D 5 0 1 ，傺用於取得該通用I/O導線GI0之信號和該互補通用I/O 導線/GI0之信號的非即邏輯；一個反相器INV501，傺用 於使該非即闊〇 5 G 1的輸出反相；以及一個延遲裝置5 5 Υ -1 3 - 、 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ^/922 年 月 2 正充

7 7 A B 2 1X /1\ 明說 明發 \五 C 作 間動 時電 定充 預預 個該 一 到 遲應 延對 出會 輸號 的信 01出 D5輸 1N,的 3 即 5 非置 該裝 使遲 於延 用該 fe自 ，來 置 裝 N 輸 E I 傳 H c¾ R p 信 號該 言 含 包 器 相 反 個 用 傺 T 電 閘充 通預 帶該 個應 一 回 及以 以號 ; 信 相制 反控 AG的 FL- # Ε 反 IT已 R Ϊ W 個 號一 信輸 制傳 控於 該用 使係 於， C 置 PE裝 號鎖 信閂 制該會 控 子 含 包 閜 通 帶 該 白 來 收 接 端反 入個 輸一 其及 ，以 4 V5號 IN信 器出 相輸 反的 個01 的子 04端 νδλ IN輸 器的 相04 反V5 該IN 自器 來柑 收反 接該 會於 子合 端耦 入僳 輸出 其輸 ，其 05且 V5號 IN信 器出 。 相輸上 含 包 3 5 5 置 裝 電 充 預 ο _—I G 該 器 相 反 個 用 偽 -------------—— »» (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 0 - R P 號 信 制 控 電 充 預 該 使 於 相 反 D N 閘 即 bh 0 該 自 來 和 號 信 出 輸 之 IX 5 5 置 裝 鎖 閂 該 自 電 5 ο Μ Ρ 個 1 及 以 輯 邏 即 非 的 號 信 出 輸 來之 6 得 ο 取V5 於IN 用器 係相 ，反 體 晶 準 位 壓 電 應 供 力 該 於 合 0 個 一 有 具 中 其 用閘 通即 該非 於該 合 自 耦來 値收 一 接 於 極用 源個 的一 及 以 極 汲 的 上 ο I G 線 導 極 閘 的 號 信 出 輸 之 5 ο -線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 作 33 N 6 電 閘PC充 即0_預 •1U- I 勺 •ms G 白 該號準 自信位 來作低 人 吾 輸會 號 信 充 預50 個PM 一 體 到晶 應電 i S 對 ο , M G 會 PC 號該PI 信開10 nj 出打 電 回 以 / I 用 通 該 使 便 以 應導 線 該 電 充 預 行 進 置 裝 電 充 預 ο 一—一 G 該 於 同 相 是 構 結 的 置 裝 電 充 預 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 487922 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ΛΓ A7B7 明說明3ί充 發55預五 結 電 裝 該 對 了 略 省 而 釋 解 於 便 了 為§0 人明 ?ls 五口«此¥ I iip > 因 J 3 的 1 ，置 {構 第 如 於 對 相 在 對 線 導 圖 序 時 的 遷 躍 準 位 之 I/中 用業 通作 種取 一 讀 示之 顯 C 以排 用 合 像組 圖之 7 示 第所 圖 圖 序 時 的 遷 习Μ si 準 位 之 中 I/業 用作 通寫 種書 一 之 示 C 顯排 以合 ΓΓΠ 巨 俗之 圖示 8 所 第圖 第 如 於 對 相 在 對 線 導 明 說 地 細 詳 圖 作 的 置 裝 億 記 體 導 5-半 第的 照構 參結 將電 人充 吾預 ，之 下明 以發 本 第 Q 是40 的 C 意排 注合 該 > 組 應該 人 ， 吾近 附 處排 第 據 根 有 具 f 1 種 業 排 合 組 於 位 3 1X 4 路 電 電 充 預 器 6gTCJ 0 緩 ο / _—I 料 資 該 離 遠 在 落 是 排 合 組I/ 於料 位資 14該 11 近 靠 在 落 是 則 路 電 電 充 預

D 器 /1^—〜 0 緩 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) f 合 組 該 而 近 附 處 合 組 該 於 含 包 個 1 出 選 會 人 吾 中 式 模 取 讀 該 於 使I/ 並域 ， 區 元該 單由 體經 億便 記以 的料 内資 列該 陣大 元放 單並 體測 億感 記07 二 二 ο 4 測 通 D 該 Ν 到點 出結 輸過 料透 資會 的.人 大吾 放 ， 已後 將然 對 〇 料 資 該 上 路 電 部 •0外 C Ν 到 點出 結輸 C $ 線 gs 0 ^ ^ 該 ο . 用 傳 上該 C N 從 點料 結資 勺 勺 對大 線放 導已 /0該 輸 料 資 的 大 放 已 該 將 會 則 2 Ια 4 器 8- 緩 I 路 WR電 號，電 信充 制預 控一 該第 使該 會制 人反 吾便 ，以 時 ， 此準 位 I R V 號 言 /Ί 制 控 該 ，線‘ 低 成 變 而 止 休 的 準 位 低 應 回 以

號路 信電 制電 控充 準預 位二 低第 該該 吏 動 /1 33 ο 啓 4 . V 會 IN人 器吾 相 ， 反此 由因 0 〇 會 相 人反 G 吾 A L ， vr 之E-反IT 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 487922 Λ. v Α7 _ … 」Β7_ 五、發明說明（14 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 1 4以回應一個已反相的控制信號亦即高位準的該控制 信號WRITE_FLAG。該第二預充電電路414會威測一個出 現在該結點Nc上的位準躍遷，並使該通用I/O導線對預 充電一個預定時序以達到該電力供應電壓位準。 較之第3圖的波形，出現在該結點N d上的波形會在 没有肇因於該R C負載4 1 0和4 1 1的延遲下具有陡峭的預充 電斜率。 於書寫作業中，該資料I / 〇緩衝器4 1 2會將一値資料傳 送到該通用I / 〇導線對上。吾人傺將該資料從N D傳輸到 N c上。然後，該書寫驅動器4 0 6會將該資料書寫到一個 包含於該組合排C 4 0 0之某一記億體單元陣列内的已選 出記億體單元上。 此時，吾人會使該控制信號W R I T E _ F L A G動作而變成高 位準，以便啓動該第二預充電電路4 1 4以回應高位準的 該控制信號W R I T E L A G。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 反之，吾人會啓動該第一預充電電路4 1 3以回應高位 準的該控制信號WRITE_FLAG。該第一預充電電路413會 感測一個出現在該通用I/O導線對上的位準躍遷，並使 該通用I/O導線對預充電一個預定時序以達到該電力供 應電壓位準。 較之第4圖的波形，出現在該結點N c上的波形會在 沒有肇因於存在於該通用I/O導線對上之該RC負載410和 4 1 1的延遲下具有陡蛸的預充電斜率。 較之習知設計，根據本發明的半導體記億裝置具有兩 _ 1 6 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 487922 , 'r. 、A7 .*v ：-. ..... _B7____ 五、發明說明（15 ) 個落在該通用I / 0導線對的兩個端點上的預充電電路。 這兩個預充電電路會根據讀取和書寫作業而選擇性地操 作。所以，於落在遠離該資料I / 〇緩衝7器之各組合排的 讀取/書寫作業中，吾人會於資料傳送中得到具有陡蛸 預充電斜率的波形，因此確保了一種高速作業以及一種 快速資料存取作業，並防止發生資料不合格的現象。較 佳的是，吾人會將本發明應用在DRAM、SDR SDRAM、以 及 DDR SDRAM± 〇 雖然本發明已在顯示目標下掲示了一些較佳實施例， 不過熟悉習用技術的人將會鑑賞的是吾人能在不偏離本 發明所附申請專利範圍之精神及架構下提出各種修正、 添加、和替代的實施例。 符號之說明 1 0 0,1 0 1 , 4 0 0,4 0 1 .....組合排 1 0 2 - 1 0 5 , 4 0 2 - 4 0 5 .....記億體單元陣列 106,108,4〇6,408E.....書寫驅動器 1 0 7 , 1 0 9 , 4 0 7 , 4 0 9 .....感測放大器 110,1-11,410,411.....RC 負載 112.....通用I/O導線的預充電電路 113,412.....資料I / 〇緩衝器 210,510.....拉抬式驅動部分 2 3 0,5 3 0 .....箝夾部分 2 5 0,5 5 0 .....預充電部分 2 5 3 .....延遲裝置 -1 7 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ·. 參 487922 A7 B7___ 五、發明說明（16 ) 2 5 5 .....預充電動作信號産生裝置 2 5 6,5 5 3 .....G I 0預充電裝置 2 5 7 , 5 5 4 ...../GIO預充電裝置 413 .....第一通用I/O導線的預充電電路 414 .....第二通用I/O導線的預充電電路 4 15.....控制信號産生器 55 1.....閂鎖裝置 5 5 2 .....信號傳輸裝置 5 5 3 .....GIO預充電裝置 5 5 3v 延遲裝置 5 5 4 ...../610預充電裝置 5 5 5 .....預充電控制信號産生裝置 6 1 0.....通用輸入/輸出導線對 / 6 1 0.....互補通用輸入/輸出導線對 INV201, INV401,INV501-507 .....反相器 ND501,ND505-506 .....非即閘 PM201-206,PM501-506 .....PM0S電晶體 τ65 0 1.....帶通閘 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · ϋ ϋ 1 ϋ H ϋ _1 一_0、· 1 I RK I ϋ ϋ ml 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 487922 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 第89112594號「具有通用位元線預充電電路的半導體記憶裝置」專利案（90年12月修正) 1. 一種具有預充電結構的半導體記億裝置，包括： 和 線 導 ο / I 用 通 個 1 有 含 各 對 ·， 線線 導導 ο ο / / I _—I 用 用 通通 多補 許互 個 線輸 了 I/電 用部 通外 該從 於送 合 傳 親對 係線 ，導 —- ο 制 / 機I 用 ®通0 ^ ο 由 I/經 料便 資以 個 ， 一 上 對 部 外 到 送 傳 料 資' 將 對 線 導 ο / I—_ 用 通 該 由 並 料 資 ； 的上 入路 儲 便 以 上 對 線 導 ο / Ti 用 通 該 於 ： 合含 耦包 傺排 ，合 hF Ηα 合該 組 ， 多料 許資 存 及 以 排排 合合 組組 一二 第第 的的 上上 對對 線線 導導 ο ο / / _—I ‘ |—_ 用用 通通 該該 於於 合 合isls 個個 該 中I/ 其料 資 該 近 靠 更 bF 0 合 組 1 第 該 hh 在 落 是 排 合 組二 第 處 置 裝 器 緩 控和 該準 ，位 置一 裝第 生有 産具 -px 信分 制中 控業 的作 號寫 信書 制和 控業 生作 産取 於讀 ， 用在準 個號位 一 信二 制第 的 對 線 1-導 第 ο 的I/ 處用 排通 合該 組測一 0 第會 該置 近裝 靠電 在充 落預 個" 一 第 該 置 裝 ιρπτ 充 預 位 個 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線丨# 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 準 位二 I/第 用的 通中 該業 使作 並寫 遷書 躍在 準號 信 制 控 該 應 回 以 電 充 預 對 線 導 及 以 置 裝 電 充 預二 第 的I/ 處用 排通 合該 組測 二感 第會 該置 近裝 «δ 在充 落預 値二 一 第 該 的 ^3 線 導 位 個 信 制 控 該 應 回 以 電 充 線Μ = I/已 用的 通中 該業 使作 並 取 遷讀 躍在 準號 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 487922 ,ΐίΐ L·. A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 置 裝 億 記 體I/ 導料 半資 之該 項離 1 遠 第最 圍在 範落 利是 專排 請合 申組 如一 第 該 中 其 處 器 緩 第 該 中 其 置 裝 億 記 體I/ 導料 半資 之該 項近 2 靠 第最 圍在 範落 利是 專排 請合 申組 如二 處 器 *FCJ 緩 第 該 中 其 置 裝 億 記 體 。 導高 半提 之準 項位 1 二 第第 圍該 範而 利低 專是 請準 申位 如一 許 該 中 其 置 裝 億 記 體 導 半 ： 之含 項包 1 都 第個 圍一 範每 利中 專排 請合 申組 如多 5 存 儲 會 列 芑一 琴 元 單 體 億 記 的 元 單 體 億 記 些 1 有 含 多 ； 許料 資 資 的 # i β #線 0 ο 驅I/ 寫用 書通 値該 一 收 接 由 經 於 用 域 區 個 對選 線到 導寫 /0書 I 料 資 該 將 並 體 億 記 出 選 在 存 儲 已 出 輸 並 及測 以感 ; 會 上器 元大 。 單放料 體測資 憶感的 記個内 的一元 出 單 第 該 中 其 置 裝 億 記 遵 導 半 之 項 一—ί : 第含 圍包 範置 利裝 專電 請充 申預 如一 6 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ··--------訂---------線 1# 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 導準 /0位 SI壓 用隱 通勺 沏 ο 感 I 於用 用通 傺個 ,一 置另 裝抬 動拉 驅並 式遷 抬躍 拉準 個位 一 的 線 壓 電 應 供 力 電 的 I/前 用之 通業 該作 使寫 於書 用或 傜取 ，讀 置 '始 裝開 夾在 箝持 個維 一 準 位 壓 8 的 對 線 導 ο 時 I/定 用預 通於 該再 向後 朝然 個 ， 一 遷 測躍 感準 於位 用的 俗上 ，準 置位 裝壓 電 電 及充低 以預之 ; 値對 上一線 源 導 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 487922

   A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 間之後使該通用I / 〇導線對預充電到該電力供應電壓 位準。 7. 如申請專利範圍第6項之半導體記億體裝置，其中該 拉抬式驅動裝置包含： 一個第一 Ρ Μ 0 S電晶體具有一個耦合於該電力供應電 壓位準的源極，一個耦合於該通用I / (3導線上的汲極， 以及一個耦合於該互補通用I / 0導線上的閘極；以及 一個第二Ρ Μ 0 S電晶體具有一個耦合於該電力供應電 壓位準的源極，一個耦合於該互補通用I / 0導線上的 汲極，以及一個锡合於該通用I / 0導線上的閘極 8. 如申請專利範圍第6項之半導體記億裝置，其中該箝 夾裝置包含： 一個繙合於一個電力供應電壓位準與該通用I / 0導 線之間且其閘極是耦合於地線上的Ρ Μ 0 S電晶體；以及 一個絹合於該互補通用I / 0導線上且其閜極是絹合 於地線上的Ρ Μ 0 S電晶體。 9. 如申請專利範圍第6項之半導體記億裝置，其中該預 充裝置包含： 一個預充電控制信號産生裝置，傺用來接收該通用 I/O導線的信號和該互補通用I/O導線的信號來産生預 充電控制信號； 一個信號傳輸裝置，傜用於傳輸該預充電控制信號 從預充控制信號産生裝置到外面以回應該預充控制信 號； -21- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閒讀背面之注意事項再填寫本頁)

   487922 ).12. 21 月 g 補死 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 申請專利範圍 一個閂鎖裝置，偽用於閂鎖並輸出該預充電控制信； 一個GIO導線預充電裝置，像用於使該通用I/O導線 預充電以回應該預充電控制信號，·以及 一個互補通用I/O導線預充電裝置，傜用於使該互 補通用I/O導線預充電以回應該預充電控制信號。 10·如申請專利範圍第9項之半導體記億裝置，其中該 預充電動作信號産生裝置包含： 一個非即閘，係用於取得該通用I / 0導線之信號和 該互補通用I /0導線之信號的非即邏輯； 一個反相器，偽用於使該非即閘的輸出反相；以及 一個延遲裝置，傺用於使從反相器輸出的訊號延遲。 1 1 .如申請專利範圍第9項之半導體記億裝置，其中該 信號傳輸裝置包含： 一個反相器，俗用於使來自該預充控制信號産生裝 置的預充控制信號反相；以及 一個帶通閘，俗用於傳輸一個來自該反相器的輸出 信號以回應該預充電控制信號。 1 2 ·如申讀專利範圍第9項之半導體記億裝置，其中該 閂鎖裝置包含： 一値第一反箱、器，其輸入端子會接收來自該信號轉移裝 置的輸出信號；以及 一個第二値反相器，其輸入端子會接收來自該第一 反相器的輸出信號且其輸出端子傺耦合於該反相器的 輸入端子上。 2 2 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁V .·--------訂---------線----------------------- 487922 考: A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 該 中 其 置 裝 億 記 體 導·· 半含 之包 項置 9 裝 第電 圍充 範預 利線 專導 請/0 I 申用 如通 號 ·， 信 相出 反輸 號之 信器 制反 控相及 電該以 充自； 預來號 該得信 使取出 於於輸 用用之 傺係置 ，.，裝 器閘鎖 相即閂 反非該 個個自 一 一 來 和 於 合I/ 耦用 個通 一 該 有於 具 合 中繙 其個，一 體 ， 晶極 電源 S ο 的 PM極 個源 一 壓 電 力 電 該 應 上 線 導 極 汲 之 閘 ΠΗ ΗΙΛ β, τπν 0 來 收 接 於 用 個1 及 以 第 圍 範 利 專 請 申 極r 閜中 的其 號置 言 5W裝 記 澧 SB 導 半 之 項 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 器 / ΒΡ I—I 本 用反 通個 補一 互 含 包 置 裝 電 充 預 線 導 相 反 號 信 制 控 電 充 預 該 使 於 用 條 號 信 出 輸 之 器 相 反及 該以 白| ·， 來號 得信 取出 於輸 用之 傜置 ，裝 0^ 0 即 問 非該 個自 一 來 和 應 供 力 電 該I/ 於用 合通 耦補 個互 一 該 有於 具合 中繙 其値 ,一 體 ， 晶極 電源 s J ο 的 PM極 個源 一 壓 電 上 線 導 號 信 出 輸 之 閘 即 非 該 § 來 收 接 於 用 個1 及 以 ， ο 極極 汲閘 勺 勺 白 白 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）