[发明专利]动态随机存取存储器

说明书

本发明涉及一种动态RAM（随机存取存储器），更确切说涉及用于一种动态RAM的实用工艺，该动态RAM具有由内部振荡器完成的自刷新功能。

已有的这种类型的动态RAM，它具有一个环形振荡器，该振荡器由多级CMOS逻辑门耦联在一起形成，用于完成自刷新操作。

因为由多级CMOS逻辑门的耦联产生的常规的环形振荡器的振荡周期是由〔CMOS逻辑门延迟×逻辑级数×2〕决定的，所以在电源电压下降和芯片温度升高时，CMOS逻辑门的延迟趋向增加，因此延长了该环形振荡器的振荡周期。因为在动态RAM中根据环形振荡器的振荡周期进行自刷新操作，如果电源电压下降减少了对存储器单元的写入充电，或芯片温度上升使电荷泄漏量增加，都必须缩短刷新周期。然而，问题是在这种情况下该环形振荡器反而使刷新周期加长。

在这种常规的动态RAM中，已采取措施通过增加存储单元容量，设定更短的刷新周期等等来适应预期的电源电压下降和温度上升而在数据保持时间和该存储器单元的刷新周期内可能产生的偏差。但是，这样带来新的问题，即不仅增加了存储器单元的面积尺寸而不利于大的电路集成度，而且增加了自刷新时的功耗。

本发明的目的是提供一种动态存储器（以下称为“动态RAM”）。

本发明的另一个目的是提供一种适于电池后备的动态RAM。

本发明的其他目的和新颖特征将在本说明书中并结合相应的附图进一步加以描述。

下面给出本发明的一个实施例的简要说明，本发明包括一个半导体集成电路，该电路包括多个串联耦合的门电路，一个振荡器用来输出振荡信号，一个与该振荡器耦合的电平判定电路和多个动态存储器单元。该电平判定电路用来检测从电源供给该半导体集成电路的电压，从而对应所检测的结果输出一个电平判定信号。收到电平判定信号后，该振荡器装置根据电平判定信号从多个门电路中选择预定数量的门电路。

利用上述装置，可以基于电源电压的变化，选择该振荡装置的预定数量的门电路。借此，可产生一个振荡信号，该信号具有这样的周期，该周期与存储器单元的数据保持时间相适配。因此，即使电源电压波动，也能利用该振荡装置在任何时间以一个最佳值设定和保持该存储单元的自刷新周期。进一步讲，能以所需值的最小值设定存储器容量，并且在自刷新次数减少时，可不仅实现大规模半导体电路的集成，而且只具有低功耗。

采用具有串联耦合的多个门电路的半导体集成电路，用来输出一个振荡信号的振荡装置，耦联到振荡装置的温度判定电路，以及多个动态存储单元，

该温度判定电路检测动态RAM的温度，并根据检测结果输出一个温度判定信号，

该振荡装置基于所接收的该温度判定信号选择预定量的门电路数。

利用上述装置，对应半导体集成电路温度的变化，可选择预定数量的振荡装置，借此，即使在动态RAM温度变化时，存储器单元的自刷新周期可在任何时间保持最佳，上述周期是通过振荡装置可加以选择的。

图1（a）、1（b）表示本发明的自刷新振荡电路原理图;

图2是一幅定时曲线图，表示本发明的振荡电路的工作状态;

图3是本发明的一个动态存储器的方块图;

图4是一幅电路图，该电路图表示本发明的该动态RAM的存储器阵列;

图5是本发明的该动态RAM的存储板主件的示意图;

图6是本发明的一种动态RAM系统的原理图;

图7是采用本发明的该动态RAM的一种计算机系统原理图;

图8是一种个人计算机系统的外部功能视图，它采用本发明的动态RAM;

图9是该个人计算机系统的功能方块图，该系统具有本发明的动态RAM;

图10是一种IC插件主件的示意图，该插件使用本发明的动态RAM。

参照图1，在此表示了一种根据本发明的自刷新振荡电路原理图，通过任何公知的半导体集成电路技术，将电路元件与构成动态RAM的那些元件一起布置在一个单晶硅半导体基片上，构成一个半导体集成电路器件。

由图1中虚线框表示的电路a和a′是电源电压电平判定电路（此后称之为“电平判定电路”）或温度监视电路，电平判定电路或温度监视电路内的Q₁到Q_n代表金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）;更具体地，在沟道（或背栅极）部分上用箭头代表的是P沟道MOSFET，相反没有箭头之处代表N沟道MOSFET。R₁、R₂代表扩散层电阻或金属线电阻。