存储器及其驱动方法.pdf

根据本发明，通过减少元件数量，使安装区域减少并且产量提高，而且提供外围电路具有较少负荷的存储器及其驱动方法。本发明包含存储单元、列解码器和包含时钟控制反相器的选择器，其中存储单元在位线和字线与介于二者之间的绝缘体相交的区域包含存储元件。时钟控制反相器的输入节点连接到位线，而输出节点连接到数据线。在形成时钟控制反相器的多个串联的晶体管中，其源极或漏极连接到高电位端VDD上的电源的P－型晶体管的栅极和其源极或漏极连接到低电位端VSS上的电源的N－型晶体管的栅极连接到列解码器。

1.  一种存储器，包含：
位线；
与位线交叉的字线；
电连接到位线并电连接到字线的存储单元，包含存储元件；
列解码器；以及
包含时钟控制反相器的选择器，该时钟控制反相器具有串联电连接在第一电源和第二电源之间的多个晶体管，
其中：
时钟控制反相器的输入节点电连接到位线，
时钟控制反相器的输出节点电连接到数据线，
该多个晶体管包括P-型晶体管和N-型晶体管，
P-型晶体管的栅电极和N-型晶体管的栅电极电连接到列解码器，以及
不在位线和时钟控制反相器的输入节点之间插入读出放大器。

2.  根据权利要求1的存储器，其中存储器为只读存储器。

3.  一种存储器，包含：
位线；
与位线交叉的字线；
电连接到位线并电连接到字线的存储单元，包含存储元件；
列解码器；以及
包含时钟控制反相器的选择器，该时钟控制反相器具有串联电连接在第一电源和第二电源之间的多个晶体管，
其中：
时钟控制反相器的输入节点电连接到位线，
时钟控制反相器的输出节点电连接到数据线，
该多个晶体管包括P-型晶体管和N-型晶体管，
选自P-型晶体管的栅电极和N-型晶体管的栅电极中的一个电极电连接到列解码器，
另一个电极通过反相器电连接到列解码器，以及
不在位线和时钟控制反相器的输入节点之间插入读出放大器。

4.  根据权利要求1的存储器，其中存储器为只读存储器。

5.  一种存储器，包含：
位线；
与位线交叉的字线；
电连接到位线并电连接到字线的存储单元，包含存储元件；
列解码器；
包含第一开关和时钟控制反相器的选择器；以及
包含第二开关和第三开关的读/写电路，
其中：
位线通过时钟控制反相器和第二开关、或通过第一开关和第三开关电连接到数据线，
包含在第一开关中的第一晶体管的栅电极电连接到列解码器，
包含在第二开关中的第二晶体管的栅电极电连接到读使能信号线，以及
包含在第三开关中的第三晶体管的栅电极电连接到写使能信号线。

6.  根据权利要求5的存储器，其中第一到第三开关是模拟开关。

7.  根据权利要求5的存储器，其中存储器是随机存取存储器。

8.  一种存储器，包含：
位线；
与位线交叉的字线；
电连接到位线并电连接到字线的存储单元，包含存储元件；
列解码器；
包含第一开关和时钟控制反相器的选择器；以及
包含第二开关、第三开关、第一逻辑电路和第二逻辑电路的读/写电路，
其中：
位线通过时钟控制反相器和第二开关、或通过第一开关和第三开关电连接到数据线，
包含在第一开关中的第一晶体管的栅电极电连接到列解码器，
包含在第二开关中的第二晶体管的栅电极电连接到第一逻辑电路的输出节点，
包含在第三开关中的第三晶体管的栅电极电连接到第二逻辑电路的输出节点，
第一逻辑电路的第一输入节点电连接到读使能信号线，
第一逻辑电路的第二输入节点电连接到芯片使能信号线，
第二逻辑电路的第一输入节点电连接到写使能信号线，
第二逻辑电路的第二输入节点电连接到芯片使能信号线。

9.  根据权利要求8的存储器，其中第一到第三开关是模拟开关。

10.  根据权利要求8的存储器，其中第一和第二逻辑电路是NOR。

11.  根据权利要求8的存储器，其中存储器是随机存取存储器。

12.  一种存储器的驱动方法，该存储器包含：
位线；
与位线交叉的字线；
电连接到位线并电连接到字线的存储单元，包含存储元件；
列解码器；以及
包含时钟控制反相器的选择器，该时钟控制反相器具有串联电连接在第一电源和第二电源之间的多个晶体管，
其中：
时钟控制反相器的输入节点电连接到位线，
时钟控制反相器的输出节点电连接到数据线，
该多个晶体管包括P-型晶体管和N-型晶体管，
P-型晶体管的栅电极和N-型晶体管的栅电极电连接到列解码器，
不在位线和时钟控制反相器的输入节点之间放置读出放大器，
通过从列解码器输入信号到P-型晶体管的栅电极和N-型晶体管的栅电极，使时钟控制反相器进入操作状态，以及
通过位线从存储单元输入数据信号到时钟控制反相器的输入节点，并且从时钟控制反相器的输出节点输出放大的数据信号。

13.  一种存储器的驱动方法，该存储器包含：
位线；
与位线交叉的字线；
电连接到位线并电连接到字线的存储单元，包含存储元件；
列解码器；以及
包含时钟控制反相器的选择器，该时钟控制反相器具有串联电连接在第一电源和第二电源之间的多个晶体管，
其中：
时钟控制反相器的输入节点电连接到位线，
时钟控制反相器的输出节点电连接到数据线，
该多个晶体管包括P-型晶体管和N-型晶体管，
选自P-型晶体管的栅电极和N-型晶体管的栅电极中的一个电极电连接到列解码器，
另一个电极通过反相器电连接到列解码器，
不在位线和时钟控制反相器的输入节点之间放置读出放大器，
通过从列解码器输入信号到P-型晶体管的栅电极和N-型晶体管的栅电极，使时钟控制反相器进入操作状态，以及
通过位线从存储单元输入数据信号到时钟控制反相器的输入节点，并且从时钟控制反相器的输出节点输出放大的数据信号。

14.  一种存储器的驱动方法，该存储器包含：
位线；
与位线交叉的字线；
电连接到位线并电连接到字线的存储单元，包含存储元件；
列解码器；
包含第一开关和时钟控制反相器的选择器；以及
包含第二开关和第三开关的读/写电路，
其中：
位线通过时钟控制反相器和第二开关、或通过第一开关和第三开关电连接到数据线，
包含在第一开关中的第一晶体管的栅电极电连接到列解码器，
包含在第二开关中的第二晶体管的栅电极电连接到读使能信号线，
包含在第三开关中的第三晶体管的栅电极电连接到写使能信号线，
输入读使能信号使第二开关导通，
输入写使能信号使第三开关非导通，以及
通过位线从存储单元输入数据信号到时钟控制反相器的输入节点，并且从时钟控制反相器的输出节点输出放大的数据信号。

15.  一种存储器的驱动方法，该存储器包含：
位线；
与位线交叉的字线；
电连接到位线并电连接到字线的存储单元，包含存储元件；
列解码器；
包含第一开关和时钟控制反相器的选择器；以及
包含第二开关、第三开关、第一逻辑电路和第二逻辑电路的读/写电路，
其中：
位线通过时钟控制反相器和第二开关、或通过第一开关和第三开关电连接到数据线，
包含在第一开关中的第一晶体管的栅电极电连接到列解码器，
包含在第二开关中的第二晶体管的栅电极电连接到第一逻辑电路的输出节点，
包含在第三开关中的第三晶体管的栅电极电连接到第二逻辑电路的输出节点，
第一逻辑电路的第一输入节点电连接到读使能信号线，
第一逻辑电路的第二输入节点电连接到芯片使能信号线，
第二逻辑电路的第一输入节点电连接到写使能信号线，
第二逻辑电路的第二输入节点电连接到芯片使能信号线，
输入读使能信号使第二开关非导通，
输入写使能信号使第三开关导通，以及
通过第一开关、第三开关和位线从数据线输入数据信号到存储单元。

16.  根据权利要求1的存储器，其中选择器包含薄膜晶体管。

17.  根据权利要求3的存储器，其中选择器包含薄膜晶体管。

18.  根据权利要求12的存储器的驱动方法，其中选择器包含薄膜晶体管。

19.  根据权利要求13的存储器的驱动方法，其中选择器包含薄膜晶体管。

存储器及其驱动方法
技术领域
本发明涉及到一种存储器及其驱动方法。更具体地，本发明涉及到一种配备包含时钟控制反相器的选择器的存储器及其驱动方法。
背景技术
最近几年，存储器应用到各个领域，如计算机、便携式终端、IC卡，并且正在积极进行进一步的发展。存储器包含多个以矩阵排列的存储单元和包括输出电路的外围电路。
一些存储器包含时钟控制反相器和晶体管，晶体管通过使时钟控制反相器的输入节点和输出节点短路而使这两个节点的电势平衡在中间电势，并在数据传输开始时释放短路(例如，参考专利文件1)。另外，时钟控制反相器包含其它电路，该其它电路作为放大从每个存储器单元输出的信号的电路(例如，参考专利文件2)。
[专利文件1]日本专利特开平第5-166381号(第一和第四页，图1和2)
[专利文件2]日本专利特开平第7-65594号(第一页和图4)
发明内容
通过阅读下列详细描述及附图，本发明的这些和其它目的、特征和优点将变得更清楚。
在专利文件1中，在存储器单元和时钟控制反相器之间提供存储器单元读出放大器和用于释放时钟控制反相器的输入节点和输出节点的短路的晶体管。因此，当元件数量增加时，安装区扩大并且可靠性下降。
在专利文件2中，用作读出放大器的时钟控制反相器被外部提供的输入选择信号所控制。因而，更多的负荷施加到外围电路。
根据本发明，通过减少元件数量而减少安装区域并提高产量，并且提供外围电路负荷较小的存储器及其驱动方法。
本发明的存储器(ROM)包含存储单元，该存储单元包括位于位线和字线与介于二者之间的绝缘体相交的区域中的存储元件、列解码器和包括时钟控制反相器的选择器。时钟控制反相器的输入节点连接到位线，输出节点连接到数据线。在形成时钟控制反相器的多个串联的晶体管中，其源极或漏极连接到高电位端VDD上的电源的P-型晶体管的栅极和其源极或漏极连接到低电位端VSS的电源的N-型晶体管的栅极连接到列解码器。
存储元件由一个或多个晶体管和一个或多个电容器中的其中之一或由两者形成。即，存储元件由一个或多个元件形成。在本发明中，布置在存储单元中的元件统称为存储元件。存储元件的具体结构取决于存储器的种类。
时钟控制反相器包含串联的两个N-型晶体管和两个P-型晶体管。参考图1C和1D描述时钟控制反相器的结构。
图1C是包含四个节点，具体地三个输入节点和一个输出节点，的时钟控制反相器的逻辑符号。此处，信号Va、Vb和Vc输入到三个输入节点，并且从输出节点输出信号Vout。
图1D是时钟控制反相器的等效电路示意图，其中，其源极或漏极连接到高电位端VDD上的电源的P-型晶体管16布置在一端，而其源极或漏极连接到低电位端VSS的电源的N-型晶体管19布置在另一端。这样，布置在一端的P-型晶体管16的栅极和布置在另一端的N-型晶体管19的栅极对应于分别输入信号Vb和Vc的输入节点。
既不直接和高电位端电源相连也不直接和低电位端电源相连的P-型晶体管17和N-型晶体管18的各个栅极彼此连接。这些彼此连接的栅极对应于输入节点，被输入信号Va。P-型晶体管17和N-型晶体管18的各个漏极彼此相连。这些彼此连接的漏极对应于输出节点，输出信号Vout。
前面提到的存储器可以在选择器中包含反相器。那样，P-型晶体管和N-型晶体管的栅极中的一个直接连接到列解码器，而另一个通过反相器连接到列解码器。
本发明的存储器(RAM)包含存储单元，该存储单元包括位于位线和字线与介于二者之间的绝缘体相交的区域中的存储元件、列解码器和包括第一开关(优选模拟开关)和时钟控制反相器的选择器，以及包括第二和第三开关(优选模拟开关)的读/写电路。
位线通过时钟控制反相器和第二开关或通过第一和第三开关连接到数据线。
第一开关的一个或多个晶体管的每一个栅极连接到列解码器，第二开关的一个或多个晶体管的每一个栅极电连接到读使能信号线，而第三开关的一个或多个晶体管的每一个栅极电连接到写使能信号线。
读/写电路控制数据的输入和输出(写/读)。读使能(RE)信号线对应于传输读使能信号(RE信号)的布线，并控制数据的输出(读)。写使能(WE)信号线对应于传输写使能信号(WE信号)的布线并控制数据的输入(写)。
在前述结构中，读/写电路可以包括第一和第二逻辑电路(优选NOR)。第一逻辑电路的两个输入节点中的一个连接到读使能信号线，另一个连接到芯片使能(CE)信号线，输出节点连接到第二开关。此外，第二逻辑电路的两个输入节点中地一个连接到写使能信号线，另一个连接到芯片使能信号线，并且输出节点连接到第三开关。芯片使能信号线对应于传输芯片使能信号(CE信号)的布线并控制存储器的选择/非选择(操作/非操作)。
根据具有前述结构的本发明，在外围电路如选择器和读/写电路中包含时钟控制反相器，并且时钟控制反相器的输入节点连接到位线。此外，布置在时钟控制反相器的一端和另一端的晶体管的栅极连接到列解码器。换言之，在构成时钟控制反相器的多个晶体管中，其源极或漏极连接到高电位端上的电源的晶体管的栅极和其源极或漏极连接到低电位端上的电源的晶体管的栅极连接到列解码器。
本发明的存储器(ROM)的驱动方法是通过从列解码器输入信号到P-型晶体管和N-型晶体管的每个栅极而使时钟控制反相器进入操作状态，数据信号从存储单元通过位线输入到时钟控制反相器的输入节点，并且被放大的数据信号从时钟控制反相器的输出节点输出。
本发明的存储器(RAM)的驱动方法是通过从列解码器输入信号到第一开关，在构成反相器的多个晶体管中的其源极或漏极连接到高电位端上的电源的P-型晶体管的栅极和其源极或漏极连接到低电位端上的电源的N-型晶体管的栅极连接到列解码器，从而使时钟控制反相器进入操作状态以导通第一开关。在这种状态下，可以对所选择的存储单元进行读或写。
当读存储单元时，输入读使能信号以使第二开关导通，并且输入写使能信号使第三开关非导通。通过位线从存储单元向时钟控制反相器的输入节点输入数据信号并且从时钟控制反相器的输出节点输出放大的数据信号。
当向存储单元写入时，输入写使能信号以使第二开关非导通并输入写使能信号以使第三开关导通。通过第一和第三开关以及位线从数据线向存储单元输入数据信号。
根据具有前述结构的本发明，时钟控制反相器的状态由列解码器提供的信号控制。当时钟控制反相器从非操作状态(高阻抗状态、不稳定状态或浮置状态)转变成操作状态时，连接到时钟控制反相器的输入节点的位线被选择。此外，从存储单元输出的信号被时钟控制反相器放大。因此，位线的选择和存储单元提供的信号的放大可以由时钟控制反相器同时完成。
根据本发明，其中位线的选择和存储单元提供的信号的放大可以同时完成，存储器的读速度显著增加。与在许多情况下用作存储器的放大器电路的读出放大器相比，使用具有少量元件的时钟控制反相器的本发明可以提高产量。而且，由于元件数量少可以减少安装区域，这可以进一步小型化和减少重量。另外，当与使用要求两个输入端的读出放大器的情形相比时，使用具有一个输入端的时钟控制反相器的本发明因为要控制的信号减少而可以减少施加在外围电路上的负荷，例如，这可以减少引线的数量。
图1A～1D是表示本发明的存储器(只读存储器)及其驱动方法的示意图(实施方式1)。
图2是表示本发明的存储器(读/写存储器)及其驱动方法的示意图(实施方式2)。
图3A和3B是表示本发明的存储器(读/写存储器)及其驱动方法的示意图(实施方式2)。
图4A～4C是应用本发明的微处理器和显示面板的视图。
图5A～5E是应用本发明的电子装置的视图，图5F是应用本发明的IC卡的视图。
[实施方式1]
参考图1A描述作为本发明的存储器的只读存储器(典型地为ROM)的结构。
本发明的存储器配备有存储单元阵列31，其中存储单元30以(行和列)矩阵排列。此外，提供行解码器34、列解码器35、选择器36和输出电路37，它们控制存储单元30的操作。
行解码器34被输入芯片使能信号(下文中称为CE信号或CE)和Ay信号。列解码器35被输入CE信号和Ax信号。注意虽然未表示出，但是读使能信号(下文中称为RE信号或RE)可以输入到两种解码器。
选择器36配备有反相器11和时钟控制反相器15。在对应于每个位线33的每一列中提供反相器11和时钟控制反相器15。
时钟控制反相器15由串联的两个N-型晶体管和两个P-型晶体管形成。布置在一端的N-型晶体管的栅极连接到反相器11的输入节点，而其源极或漏极连接到低电位端VSS上的电源(未表示出)。布置在另一端的P-型晶体管的栅极连接到反相器11的输出节点，而其源极或漏极连接到高电位端VDD上的电源(未表示出)。时钟控制反相器15的输入节点连接到位线33，而其输出节点连接到数据线39。时钟控制反相器15的具体结构如图1C和1D所示，它可以斟酌参考。
输出电路37被输入CE信号和RE信号，并且通过数据线输入数据信号。
每个存储器单元30在字线32和位线33相交的区域包含存储元件。存储元件对应于一个或多个晶体管和一个或多个电容器其中之一或对应于两者。存储器单元30包含多种结构。在ROM的情况下，每个存储单元30具有一个晶体管38作为存储元件。在使用掩模(mask)ROM的情况下，其中存储内容在制造阶段存储在存储器，根据单元中存在晶体管与否区分“ 0”和“1”，因此，一些存储单元没有晶体管。在那种情况下，位线33需要预充电到高于VDD/2的电位。
在使用掩模ROM的情况下，作为一种不同于前述的在制造阶段将存储内容存储在存储器的方法的方法，可以通过将晶体管连接到低电位端VSS上的电源或高电位端VDD上的电源来区分“0”和“1”。存储器的结构不限于前面所描述的，但是也可以提供用于预先设定布线电位的预充电电路、用于放大信号间电位差的电平转移电路、用于放大输入信号之间的电位差的输入缓冲器等。
根据本发明的存储器，其源极或漏极连接到高电位端上的电源的P-型晶体管的栅极和其源极或漏极连接到低电位端上的电源的N-型晶体管的栅极直接或通过反相器11连接到列解码器35，位线33连接到时钟控制反相器15的输入节点。这两个特征确保通过一个时钟控制反相器进行位线的选择和从存储单元输出的信号的放大。
下面，描述读取具有前述结构的存储器的数据时的操作。此处，描述读取布置在坐标(x，y)处的存储单元30时的操作，此处x和y是自然数。
应该注意，在图1A中，对应于第x列的列解码器35的输出节点的电位是Ax，而对应于第y行的行解码器34的输出节点的电位是Ay。列解码器35的输出节点、反相器11的输入节点和N-型晶体管的输入节点彼此连接，并且它们的电位为Vin1，其中，N-型晶体管布置在时钟控制反相器15的一端而且它的源极或漏极连接到高电位端上的电源。
反相器11的输出节点和布置在时钟控制反相器15的另一端而且它的源极或漏极连接到高电位端上的电源的P-型晶体管的输入节点彼此连接，并且它们的电位为Vin2。数据线39的电位是Data。图1B是表示前述Ax、Ay、CE、RE、Vin1、Vin2和Data随时间变化的时间图。下面描述的是在从存储单元30读数据的T2阶段和其它阶段T1的操作。
在T1阶段，将L-电平信号从列解码器35提供到第x列的反相器11的输入节点。将L-电平信号从行解码器34提供到第Y行的字线32。
当L-电平的信号输入到反相器11的输入节点时，从反相器11的输出节点(Vin2)输出H-电平信号。
由于Vin1是L-电平而Vin2是H-电平，布置在时钟控制反相器15一端的P-型晶体管和布1在其另一端的N-型晶体管都截止，并且时钟控制反相器15进入高阻抗状态(不稳定状态，浮置状态)。这样，不能从布置在时钟控制反相器15处于高阻抗状态的列中的存储单元30读信号。
在T2阶段，H-电平的信号从列解码器35提供到第x列的反相器11的输入节点。H-电平的信号从行解码器34提供到第y行的字线32。然后，布置在第y列的字线32被选择。
当H-电平的信号输入到反相器11的输入节点时，从反相器11的输出节点(Vin2)输出L-电平的信号。
由于Vin1是H-电平而Vin2是L-电平，布置在时钟控制反相器15一端的P-型晶体管和布置在其另一端的N-型晶体管都导通，并且时钟控制反相器15进入操作状态。在与高阻抗状态相反的操作状态中，当信号输入到输入节点时，从输出节点输出信号。在这种状态下，从布置在坐标(x，y)处的存储单元读信号。
在从存储单元30读出的数据信号是H-电平的情况下(“1”)，L-电平的信号输出到数据线39。在从存储单元30读出的数据信号是L-电平的情况下(“0”)，H-电平的信号输出到数据线39。这样处于操作状态的时钟控制反相器只作为反相器，因此精确完成H-电平和L-电平之间的转变。即，晶体管特性的改变对输出的影响不大。
从时钟控制反相器15输出的信号具有和在高电位端VDD上的电源或低电位端VSS上的电源相同的电位。即，从存储单元30提供的数据信号通过时钟控制反相器15被放大，并且放大的数据信号输出到输出电路37。
根据本发明，时钟控制反相器15的状态(不稳定状态或操作状态)由从列解码器35提供的信号控制。当时钟控制反相器15从不稳定状态改变到操作状态时，连接到时钟控制反相器15的输入节点的位线33被选择。此外，从存储单元33输出的信号被时钟控制反相器15放大并输出到输出电路37。
即，本发明的一个特点是位线的选择和存储单元提供的信号的放大可以由一个时钟控制反相器15完成。在许多情况下，只为了选择位线而提供列解码器，并且读出放大器等作为放大器电路提供。因此，根据本发明，其中，位线的选择和存储单元提供的信号的放大可以由一个时钟控制反相器同时完成，存储器的读速度急剧增加。
在许多方面，与用作存储器的放大器电路的读出放大器相比，使用具有少量元件的时钟控制反相器的本发明可以提高产量。而且，由于元件数量少可以减少安装区域。
另外，当与使用要求两个输入端的读出放大器的情形相比，使用具有一个输入端的时钟控制反相器的本发明因为要控制的信号减少而可以减少施加在外围电路上的负荷，例如，这可以减少引线的数量，并且提高了可靠性。
应该注意，在图1B的时间图中，与时钟控制反相器15从不稳定状态转变到操作状态相一致，数据线39的电位从H-电平降到L-电平或从L-电平上升到H-电平。但是，在实际中，从列解码器35提供的信号存在延迟，并且当构成输出电路37的电路从不稳定转变成操作状态时，发生延迟。
从存储单元30输出的信号通过时钟控制反相器15而被反相。所述被反相的信号通过配备在输出电路37中的反相器(未表示出)来调节逻辑电路。
[实施方式2]
作为本发明的存储器，参考图2简明描述能够读和写的存储器(典型地为RAM)的结构。
本发明的存储器包含存储单元阵列31，其中存储单元30以矩阵排列，包含行解码器34、列解码器35、选择器36和读/写电路(下文中称为R/W电路)40。选择器36配备有时钟控制反相器41和开关42。在对应于每个位线33的每一列中提供时钟控制反相器41和开关42。即，假定时钟控制反相器41和开关42是一个单元电路，一个对应于每个位线提供的单元电路。因此，在每列中提供两个位线(一个是位线，另一个是位条线(bit bar line))的情况下，每列中提供两个单元电路。
行解码器34输入写使能信号(下文中称为WE信号或WE)、读使能信号(下文中称为RE信号或RE)、芯片使能信号(下文中称为CE信号或CE)以及Ay信号。列解码器35输入WE信号、RE信号、CE信号和Ax信号。
R/W电路40包含逻辑电路43和46，以及开关44和47。此外，在R/W电路40中布置数据线51、写使能信号线(下文中称为WE信号线)52、读使能信号线(下文中称为RE信号线)53、芯片使能信号线(下文中称为CE信号线)54。数据线51是用于传输写入每个存储单元30的数据信号和从每个存储单元30读出的数据信号的布线。WE信号线52是用于传输WE信号的布线，RE信号线53是用于传输RE信号的布线，以及CE信号线是用于传输CE信号的布线。前述WE信号、RE信号和CE信号也输入到列解码器35和行解码器34。
对于逻辑电路43和46的两个输入节点中的每一个，一个连接到CE信号线54，而另一个连接到WE信号线52或RE信号线53。开关44和47由从逻辑电路43和46输出的信号控制，从而一个变成导通，而另一个变成非导通。
在字线32和位线33相交的区域，每个存储单元30包含一个或多个存储元件。例如，DRAM包含使用氧化物膜的电容器50和控制电容器50的数据的读或写的晶体管49。图2表示存储单元30构成DRAM的情形。
作为一种不同于前述的结构，每个存储单元30包含具有两个栅极的晶体管，在闪存器的情况下，两个栅极是浮置栅极和栅极。在FRAM的情况下，每个存储单元30包含使用铁电物质的晶体管和电容器。在SRAM的情况下，每个存储单元30包含五个晶体管或四个晶体管和一个电阻器。但是，在SRAM的每列中布置两个位线(一个是位线，另一个是位条线)的情况下，每个存储单元30包含六个晶体管或四个晶体管和两个电阻器。应该注意在每列中布置两个位线的情况下，在选择器36中对应于每个位线33提供时钟控制反相器41和开关42。
存储器的结构不限于前面提到的结构，而是也可以提供预充电电路、电平转移电路、输入缓冲器等。
本发明的存储器的特征包括：开关42由列解码器35提供的信号控制；时钟控制反相器41的输入节点连接到位线33，以及开关44和47由RE信号、WE信号和CE信号控制。这些特征确保位线的选择和从存储单元输出信号的放大由一个时钟控制反相器完成。
下面，参考图3A和3B描述具有前述结构的存储器在读数据和写数据时的操作。此处，描述布置在坐标(x，y)处的存储单元30在读数据和写数据时的操作。
注意图3A表示用模拟开关作为开关42、44和47的情况，并且与它们一起另外提供反相器45和48。而且，NOR被用作逻辑电路43和46。此外，为了调节数据信号的逻辑另外配置反相器55。
在图3A中，对应于第x列的列解码器35的输出节点的电势是Ay，而对应于第y行的行解码器34的输出节点的电势是Ay。将被输入到构成时钟控制反相器41的预定晶体管和模拟开关42的信号的电位分别为Vin1和Vin2。Vin1和Vin2具有彼此相反的电位。数据线51的电位是Data。图3B表示出表示前述Ax、Ay、CE、WE、RE、Vin1、Vin2和Data随时间变化的时间图。下文描述的是在数据写入存储单元30的T1阶段和从存储单元30读出数据的T2阶段的操作。
在T1阶段，H-电平的信号提供到Vin1，而L-电平的信号提供到yin2，它们被输入到构成时钟控制反相器41和模拟开关42的预定晶体管。此时，模拟开关42变成导通，而时钟控制反相器41变成操作状态。
输入L-电平的CE信号和L-电平的WE信号的NOR46输出H-电平信号。该H-电平信号输入到反相器48和模拟开关47的预定晶体管，这使得模拟开关47导通。
另一方面，输入L-电平的CE信号和H-电平的RE信号的NOR43输出L-电平信号。该L-电平信号输入到反相器45和模拟开关44的预定晶体管，这使得模拟开关44非导通。
此外，H-电平信号从行解码器34输入到布置在第y行的字线32，且第y行的字线32被选择。这样；布置在坐标(x，y)处的存储单元30被选择。
布置在坐标(x，y)处的存储单元30中的晶体管49通过字线32的电位导通，并且通过模拟开关47和42以及位线33从数据线51写入对应于电容器50的数据。此处表示的例子是写数据“1”的情况，因此，数据线51的电位为H-电平。
在T2阶段，如同T1阶段一样，H-电平信号提供到Vin1而L-电平信号提供到Vin2，它们被输入到构成时钟控制反相器41和模拟开关42的预定晶体管。此时，模拟开关42变成导通，而时钟控制反相器41变成操作状态。
输入L-电平CE信号和H-电平WE信号的NOR 46输出L-电平的信号。该L-电平的信号输入到反相器48和模拟开关47的预定晶体管，这使得模拟开关47非导通。
另一方面，输入L-电平的CE信号和H-电平的RE信号的NOR43输出H-电平信号。该H-电平信号输入到反相器45和模拟开关44的预定晶体管，这使得模拟开关44导通。
H-电平信号从行解码器34输入到布置在第y行的字线32，且第y行的字线32被选择。这样，布置在坐标(x，y)处的存储单元被选择。
布置在坐标(x，y)处的存储单元30中的晶体管49通过字线32的电位导通，并且通过位线33、时钟控制反相器41、反相器55和模拟开关44将从电容器50读出的数据传输到数据线51。此处表示的例子是读数据“1”的情况，因此，数据线51的电位为H-电平。
具有前述结构的本发明的一个特征是位线的选择和从存储单元提供的信号的放大由一个时钟控制反相器15完成。这个特征有助于显著提高存储器的读速度。此外，使用具有少量元件的时钟控制反相器的本发明有助于提高产量。而且，由于元件数量减少可以减少安装区域。此外，使用具有一个输入端的时钟控制反相器的本发明由于要控制的信号减少，因此可以减少施加在外围电路上的负荷，例如，这可以减少引线数量并提高可靠性。
[实施例1]
参考图4A描述应用本发明的微处理器(MPU)的结构实例。图4A所示的MPU在衬底300上包含CPU301、主存储器303、时钟控制器304、高速缓存控制器305、串行接口306、I/O端口307、接线端308、接口309、高速缓冲存储器310等。本发明应用到主存储器303和高速缓冲存储器310的结构及其驱动方法中。
根据前述结构，衬底300可以由硅晶片、石英衬底、玻璃衬底、金属衬底、不锈钢衬底、塑料衬底等形成。当使用石英、玻璃、金属、不锈钢材料等形成衬底时，优选使用包含多晶半导体的元件形成每个电路，多晶半导体通过在衬底上形成非晶半导体(a-Si)后的预定结晶化工艺形成。通过在结晶化工艺中使用连续谐振激光器，可以获得晶粒尺寸大晶体缺陷少的多晶半导体。由这种多晶半导体形成的元件能够进行高速驱动，这是因为有良好的迁移率和响应速度。因而，元件的操作频率可以比以前提高，并且可以获得高可靠性，这是因为特性变化更小。因此，通过使用包含多晶半导体的元件，多晶半导体通过在便宜的玻璃衬底上形成非晶半导体后使用连续波谐振激光器形成，可以提供便宜且能够高速操作的优质MPU。此外，在使用由呈现低热阻的材料如塑料形成的衬底的情况下，优选通过剥离法连接元件。塑料衬底由于重量轻和柔韧的优点而可以有各种应用。
可以有多个CPU301。通过使用多个CPU301并行处理，可以提高操作速度。那样，当CPU301的处理速度不均匀时，整个处理过程可能发生问题。因此，优选使用主CPU均衡每个从属CPU301的处理速度。
优选使用成本低和容量大的存储器(优选DRAM)作主存储器303，并用能够高速操作的存储器(优选SRAM)作高速缓冲存储器310。如同前述结构一样，通过将高速缓冲存储器310介于CPU301和主存储器303之间，CPU301访问高速缓冲存储器310，并且无论主存储器303的速度大小都可以高速操作。
本发明不限于作为MPU中的存储器的应用，但还是优选将本发明应用到视频RAM，视频RAM用于显示器件的驱动器电路，以及应用到用于图象处理电路中所要求的大容量存储器。此外，本发明也可以应用到大容量存储器或各种系统LSI中压缩用的存储器。
[实施例2]
在该实施例中，参考图4B和4C描述面板，在该面板上，像素部分、用于控制像素部分的驱动器电路、存储器和CPU安装在相同表面上。图4B是面板的顶视图，图4C是沿图4B的A-A’线截取的横截面视图。
图4B是包含像素部分401的面板的外部视图，在玻璃衬底400上，象素部分中多个像素以矩阵排列并且在像素部分401的周围提供信号线驱动器电路402和扫描线驱动器电路403。此外，在玻璃衬底400上提供CPU406和对应于VRAM(用于显示图象目的的存储器)、RAM、和ROM的存储器405。此外，在玻璃衬底400上提供用于提供信号以控制信号线驱动器电路402和扫描线驱动器电路403、存储器405和CPU406的输入接线部分411。信号如视频信号从外部电路通过FPC412提供到输入接线端411。本发明应用到存储器405的结构及其驱动方法中。
通过提供密封件(未表示出)以包围像素部分401，信号线驱动器电路402和扫描线驱动器电路403、玻璃衬底400和反衬底409彼此连接在一起。可以只在像素部分401、信号线驱动器电路402和扫描线驱动器电路403上，或在玻璃衬底400的整个表面上提供反衬底409。但是，使用CPU406时会产生热量，优选提供冷却板与之接触。
图4C是面板的横截面视图。在玻璃衬底400上提供像素部分401、信号线驱动器电路402和存储器405。像素部分401包含晶体管430和电容器429，信号线驱动器电路402包含由CMOS电路等形成的一组元件431，存储器405包含构成外围电路的CMOS电路440和包含在存储单元中的晶体管441。
在玻璃衬底400和反衬底409之间提供衬垫422。在像素部分401上提供磨面定位膜435、液晶膜423、定位膜424、反电极425和滤色器426。在玻璃衬底400和反衬底409上提供偏振板428和429。
构成玻璃衬底400上的电路的元件由多晶半导体(多晶硅)形成，与非晶半导体相比它具有优良的特性如迁移率，由此可以获得相同表面上的单片结构。特别地，优选使用其沟道部分由多晶半导体形成的薄膜晶体管。
此外，功能电路，如CPU和存储器，以及像素部分和驱动器电路一起在相同的玻璃衬底400上形成。这样的面板称为板上系统，通过它可以实现系统的多功能。
具有前述结构的面板体积小、重量轻且薄，这是由于被连接的外部IC的数量减少了。将这种面板应用到最近几年迅速发展的便携式终端是非常有效的。
注意，该实例中描述了使用液晶元件作为显示元件的面板，但本发明不限于此。本发明也可以应用到使用其它的显示元件如发光元件的面板中。
[实施例3]
应用本发明的电子装置的实例包括数码相机、音频再现装置如汽车音频系统、个人计算机、游戏机、便携式信息终端、配备记录介质的图象再现装置如家用游戏机等。参考图5A～5E描述这些电子装置的具体实例。
图5A表示包含主机体9101、显示部分9102等的便携式终端。图5C表示包含主机体9201、显示部分9202等的PDA(个人数字助理)。图5D表示包含主体9301、显示部分9302等的护目镜型显示器。图5E包含表示主机体9401、显示部分9402等的便携式游戏机。
包含显示部分9102、9202、9302和9402的每个面板包含驱动器电路9104和如CPU和存储器的功能电路9103，如图5B所示。本发明应用到功能电路9103的存储器的结构及其驱动方法中。这样，具有面板的电子装置，其中功能电路及驱动电路整体在面板上形成，可以是体积小、重量轻而薄，这是由于被连接到外部IC数量减少，因此它对于便携式终端是很有效的。
用自发光发光元件作为在前述电子装置中的显示部分9102、9202、9302和9402中提供的显示元件是有效的，因为不需要背光等。因此，与使用液晶元件的情况相比，就体积小、重量轻和薄而言它是优选的。
下面，参考图5F描述IC卡的具体例子。图5F表示接触型IC卡，它包含主体9601、IC芯片9602以及模块终端9603。IC芯片9602包含RAM9604、ROM9605、CPU9606、EEPROM9607等。本发明应用到IC芯片9602的结构及其驱动方法中。
本发明以2003年8月11日在日本专利局提出的日本专利申请序列号第2003-291811为基础，此处引用其内容作为参考。
虽然参考附图通过实例充分地描述了本发明，应该明白各种变动和修改对本领域技术人员而言是很清楚的。因此除非这些变动和修改脱离了下面规定的本发明的范围，否则应当认为其包含在本发明的范围内。