DE2460225A1 - Lese-schreibschaltung fuer eine bipolare speicherzelle - Google Patents

Lese-schreibschaltung fuer eine bipolare speicherzelle

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DE2460225A1 DE19742460225 DE2460225A DE2460225A1 DE 2460225 A1 DE2460225 A1 DE 2460225A1 DE 19742460225 DE19742460225 DE 19742460225 DE 2460225 A DE2460225 A DE 2460225A DE 2460225 A1 DE2460225 A1 DE 2460225A1
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Description

> PATENTANWÄLTE
DIFL.-ING. LFO FLEUCHAUS DR.-ING. HANS LEYH
Dipl. -Ing. Ernst Rathmann
8 MÖNCHEN 71.
Melchloritriß· 42: Mein Zeichen:
MO185P-1250
Motorola, Inc.
5725 East River Road
Chicago, Illinois, USA
Lese-Schreibschaltung für eine bipolare Speicherzelle
Die Erfindung betrifft eine Lese-Schreibschaltung zum Abtasten bzw. Einschreiben von einer binären 1 bzw. einer binären O entsprechenden Spannung in einer bzw. eine Speicherzelle zur Speicherung digitaler Zeichen.
Integrierte bipolare Speichersysteme in Form von Lese-Schreib-Speichern (RAM) sind für Rechner mit hoher Rechengeschwindigkeit weit verbreitet. Die wesentliche Anforderung an solche bipolare RAM-Speicher ist die hohe Rechengeschwindigkeit bei verhältnismäßig geringen Kosten, da diese Speicher zwischen die mit hoher Rechengeschwindigkeit und teuren arithmetischen Stufen der Digitalrechner und die langsamer arbeitenden Hauptspeicher geschaltet werden. Diese Hauptspeicher müssen in der Lage sein, mit verhältnismäßig geringen Speicherkosten verhältnismäßig große Mengen an
Fs/mü Programm-
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Progi'cimminformationen und Dateninformationen aufzunehmen.
Eine weit verbreitet benutzte Flip-Flop-Speicherzelle für solche bipolare RAM-Speicher umfaßt zwei kreuzgekoppelte Umkehrstufen mit je einem Widerstand als Lastelement und einem Doppelemitter-Transistor als Schaltelement. Je ein Emitter der beiden Transistoren sind zusammengeschaltet und an eine Stromquelle sowie die zwei korrespondierenden Emitter der anderen Flip-Flop-Speicherzellen derselben Reihe angeschlossen. Die beiden anderen Emitter der Transistoren sind mit entsprechenden Lese-Schreibleitungen verbunden, die gemeinsam für alle Flip-Flop-Speicherelemente derselben Reihe vorgesehen sind. Die bekannten Lese-Schreibschaltungen verwenden die Wechselwirkung zwischen der internen Kollektorknotenspannung der ausgewählten Flip-Flop-Speicherzelle und einer Bezugs-Schwellspannung, die außerhalb der Flip-Flop-Speicherzelle erzeugt wird, um den Schaltzustand paarweise als Differenzschaltung betriebener Transistoren im Abtastverstärkerteil der Lese-Schreibschaltung einzustellen und ausgangsseitig eine Differenzspannung als Abtastspannung zu liefern. Der Hauptnachteil, einer solchen Lese-Schreibschaltung besteht darin, daß die Bezugs-Schwellspannung derart ausgewählt werden muß, daß sie zwischen den beiden Kollektorknotenspannungen der ausgewählten Flip-Flop-Speicherzelle liegt. Das Verhältnis zwischen der Amplitude der Kollektordifferenzspannung der Speicherzelle und der Bezugsspannung muß derart sein, daß die Transistor-Basisspannung der eingeschalteten Seite der Flip-Flop-Speicherzelle um einen Betrag größer als die Bezugsschwellspannung ist, der ausreicht, um die Umschaltung sicherzustellen. Ferner muß die Bezugsschwellspannung um einen entsprechenden Betrag größer als die Transistor-Basisspannung auf der abgeschalteten Seite der Flip-Flop-Speicherzelle sein. Dies bedeutet, daß die Amplitude der Kollektordifferenzspannung der Speicherzelle zumindest das Zweifache der für die Umschaltung erforderlichen Spannung sein muß. Überdies muß die Amplitude der Kollektordifferenz-
- 2 - spannung
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Spannung der Speicherzelle noch um einen Betrag größer sein, der für die Kompensation der Toleranzänderungen der Kollektorspannungen der Speicherzelle ausreicht« Diese Toleranzänderungen sind hauptsächlich von den Toleranzen der Lastwiderstände der Speicherzelle ausgelöst. Um die
i »
Tolerarizeinflüsse durch die Lastwiderstände zu verringern, ist es nötig, wegen der sich aus der photo-lithographischen Technik ergebenden Grenzen die physikalische Abmessung der Widerstände zu vergrößern. Dadurch wird verständlicherweise die Anzahl der auf einem Halbleiterplättchen unterzubringenden Speicherzellen verringert bzw. eine Vergrößerung der Halbleiterplättchen verursacht, womit sich auch die Kosten pro Speicher einheit vergrößern. Aus diesen größeren Abmessungen leiten sich auch größere parasitäre Kapazitäten ab. Die Notwendigkeit, die Amplitude der Differenz der Spannungen zwischen den Kollektoren der'Flip-Flop-Speicherzellen zu vergrößern, löst auch eine Vergrößerung der Zeitkonstante der Speicherzelle aus, womit die für die Umschaltung der Speicherzelle beim Schreibvorgang notwendige Zeit vergrößert wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lese-Schreibschaltung für Speicherzellen zu schaffen, die eine Verringerung der Toleranzen und der physikalischen Abmessung der Komponenten möglich macht, die zusammen mit den bipolaren Speicherzellen verwendet werden. Ferner soll durch geeignete Maßnahmen erreicht werden, daß die Bezugs schwell- . spannung nicht mehr extern erzeugt werden und den Flip-Flop-Speicherzellen zugeführt werden muß.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Lese-Schreibschaltung einen ersten Verstärkerteil mit einem ersten Eingangskreis und einem ersten Ausgangskreis umfaßt, daß die Lese-Schreibschaltung einen zweiten Verstärkerteil mit einem zweiten Eingangskreis und einem zweiten Ausgangskreis umfaßt, daß ein erster Ansteuerkreis mit einem ersten Eingangsknotenpunkt mit dem ersten Ausgangskreis gekoppelt ist, daß ein zweiter Ansteuerkreis mit einem zweiten Eingangsknotenpunkt mit dem
- 3 - zweiten
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zweiten Ausgangskreis verbunden ist, daß der erste Ansteuerkreis mit einem Ausgangsknotenpunkt an den Eingang des zweiten Verstärkerteiles gekoppelt ist, daß der zweite Ansteuerkreis mit einem Ausgangsknotenpunkt an den Eingang des ersten Verstärkerteils gekoppelt ist derart, daß der an die eingeschaltete Seite der ausgewählten Speicherzelle gekoppelte Verstärker teil die Speicherstufe als Verstärkerschaltungsteil umfaßt und eine Spannung erzeugt, die gleich der an dem zugeordneten Teil der Speicherstufe wirksamen Spannung ist, wobei die Reihen-Auswahlspannung am Ausgang des aus dem Verstärkerteil und dem Verstärkerschaltungsteil gebildeten Verstärkers abgreifbar ist.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von weiteren Ansprüchen. Durch die Erfindung wird in vorteilhafter Weise eine Lese-Schreibschaltung für bipolare RAM-Speicherzellen geschaffen, die kreuzweise gekoppelte Verstärkerstufen aufweisen, die im Zusammenwirken mit der eingeschalteten Seite einer ausgewählten Flip-Flop-Speicherzelle abwechselnd als Verstärker mit der Verstärkung 1 wirken, bezogen auf die entsprechende Reihenauswählspannung. Die Lese-Schreibschaltung verwendet eine Rückkopplung interner Spannungen der Flip-Flop-Speicherzelle, um den Einstellzustand abzutasten. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung sind zwei Verstärkerabschnitte mit der Verstärkung 1 vorgesehen und derart kreuzweise gekoppelt, daß jeder Spannungsabfall am Kollektor-Lastwiderstand der ausgewählten Flip-Flop-Speicherzelle auf eine Spannung reduziert wird, die dem Wert entspricht, der für die Einstellung des Schaltzustandes der in Differenzschaltung betriebenen Transistorpaare benötigt wird.
Die Erfindung wird in einer Lese-Schreibschaltung für bipolare RAM-Speicher verwirklicht, welche einen ersten Verstärkerteil umfaßt, dessen Ausgangsknotenpunkt mit dem Eingangsknotenpunkt eines ersten Ansteuerkreises in Form eines Emitterfolgers verbunden ist. Ferner umfaßt die Lese-Schreibschaltung einen zweiten Verstärkerteil, dessen Ausgangs-
- 4 - schaltung
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Schaltung einen zweiten Emitterfolger umfaßt. Dieser erste und zweite Verstärkerteil enthalten Eingangsstufen, die mit den Lese-Schreibleitungen entsprechend verbunden sind, die für eine Spalte der Flip-Flop-Speicherzellen gemeinsam Verwendung finden. Die Reihenauswahlschaltung für die ausgewählte Reihe, die eingeschaltete Seite der ausgewählten Flip-Flop-Speicherzelle und die Eingangsschaltung des zugeordneten Verstärkerteils stellen einen Verstärker mit der Verstärkung 1 dar, der an einem Knotenpunkt die Basisknotenspannung der eingeschalteten Seite der ausgewählten Flip-Flop-Speicherzelle erzeugt. Damit wird eine extern erzeugte Bezugsschwellspannung nicht mehr benötigt, da der andere Verstärkerteil an seinem Ausgang eine wesentlich geringere Spannung liefert, die durch die Schaltkreiskomponenten außerhalb der Speicherzelle bestimmt wird. Eine Schreibschaltung ist an die Eingangsstufe des ersten und zweiten Verstärkerteils angekoppelt und bewirkt, daß der durch die Einschaltseite der Flip-Flop-Speicherzelle geführte Strom auf den danebenliegenden Verstärkerteil mit der Verstärkung 1 geschaltet wird, der eine Umschaltung bewirkt, die über den Ansteuerkreis auf den Eingang des anderen Verstärkerteils gekoppelt wird. Dadurch wird die Spannung auf der anderen Lese-Schreibleitung verringert und der andere Schalttransistor der Flip-Flop-Speicherzelle eingeschaltet.
Die Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1 das schematische Schaltbild eines Verstärkers mit der Verstärkung 1, der sehr vorteilhaft für die Beschreibung der Wirkungsweise einer Lese-Schreib-Schaltung und der damit verbundenen Teile einer Flip-Flop-Speicherzelle Verwendung findet;
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Fig. 2 das Schaltbild eines Lese-Schreibverstärkers und einer zugeordneten ausgewählten Flip-^Flop-Speicherzelle, die von der Lese-Schreibschaltung abgetastet und gesteuert wird.
Die Schaltung gemäß Fig. 1 findet zur Beschreibung der Wirkungsweise von Teilen der Lese-Schreibschaltung gemäß Fig. 2 während des Lesevorgangs Verwendung und wird in der nachfolgenden Diskussion näher erläutert.
In Fig. 2 ist das Schaltbild eines Lese-Schreibverstärkers dargestellt, wie er als bevorzugte Ausführungsform der Erfindung Verwendung findet. Diese Schaltung ist ein Teil eines bipolaren Speichersystems 40, welches eine Vielzahl von bipolaren Lese-Schreibspeicherzellen 44 und 46 (RAM-Zellen) umfaßt, die an zwei Lese-Schreibleitungen 48 und 50 liegen. Eine Vielzahl von Spalten aus RAM-Zellen, die weiteren Lese-Schreibleitungspaaren 120 und 122 zugeordnet sein können, können ebenfalls mit dem Lese-Schreibverstärker 42 gekoppelt sein.
Der Aufbau der RAM-Zellen 44 und 46 ist bekannt, jedoch wird er zur Erleichterung der Beschreibung der Wirkungsweise des Lese-Schreibverstärkers 42 gemäß der Erfindung in Verbindung mit der Abtastung des Speicherzustandes der RAM-Zellenund des Einschreibens neuer Informationen diskutiert.
Die RAM-Zelle 44 umfaßt zwei kreuzgekoppelte Transistoren 62 und 64, deren miteinander verbundene Emitter an einer Stromquelle 78 liegen. An diese Stromquell·? sind auch andere Speicherzellen derselben Reihe, welche nicht dargestellt sind, angeschlossen. Die Basis des Transistors 68 ist mit dem Kollektor des Transistors 64 verbunden, wogegen die Basis des Transistors 64 am Kollektor des Transistors 62 liegt. Ein
- 6 - Ansteuerungs-
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Ansteuerungstransistor 66 ist üblicherweise in derselben, isolierten epitaktischen Zone wie der Transistor 62 ausgebildet und haben einen gemeinsamen Kollektor. Dasselbe gilt auch für die Basisbereiche der Transistoren 62 und 66, die gemeinsam betrieben werden. Die Transistoren 62 und 66 können auch als ein einziger Transistor mit zweifachem Emitter betrachtet werden. Die Kollektoren der Transistoren 62 und 66 sind mit einem Lastwiderstand 70 verbunden, der mit seinem anderen Ende an eine Reihenauswahlleitung 52 angeschlossen ist, die ihrerseits wieder mit dem Emitter des Reihenauswahltransistors 54 verbunden ist. Die Basis dieses Reihenauswahltransistors 54 ist mit einer nicht dargestellten Reihenauswahlschaltung verbunden, die an die Klemme 59 angeschlossen ist. Entsprechend ist der zweite Ansteuertransistor 68 ausgebildet, so daß er mit dem Transistor 64 den Basisbereich und den Kollektorbereich teilt. Ein zweiter Lastwiderstand 72 ist zwischen den Kollektor der Transistoren 64 und 68 und die Reihenauswahlleitung 52 geschaltet. Der Emitter des Ansteuertransistors 66 ist mit der Lese-Schreibleitung 48 verbunden, wogegen der Emitter des Ansteuertransistors 68 an der Lese-Schreibleitung 50 liegt. Dioden 74 und 76, die vorzugsweise aus Schottky-Dioden bestehen, können parallel zu den Lastwiderständen 70 und 72 geschaltet sein, um die Funktionsgeschwindigkeit der Schaltung wie nachfolgend erläutert wird zu verbessern. Der Lese-Schreibverstärker 42 umfaßt einen ersten Verstärkerteil mit denTransistoren 84 und 86 und einem Lastwiderstand 88 sowie einen ersten Treiberteil, einen Emitterfolger mit einem Transistor 92 und einem Widerstand Die ändere Seite des Lese-Schreibverstärkers 42 umfaßt einen zweiten Verötärkerteil mit den Transistoren 100 und 106 und einem Lastwiderstand 102 sowie eine zweite Treiberschaltung mit einem Transistor 108 und einem Widerstand 110, die ebenfalls als Emitterfolger wirksam sind. \
Die Schreibschaltung für die binäre 0 des Lese-Schreibverstärkers 42 umfaßt einen Transistor 96 in Verbindung mit dem ersten Verstärker und
• ; - 7 " ' ■ ι ■ Treiber -
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Treiberteil. Der Emitter des Transistors 84 ist mit der Lese-Schreibleitung 48 verbunden, wogegen die Basis mit den Emittern der Transistoren 88, 96 und 108 und der Kollektor mit dem Ausgangsknotenpunkt 90, dem Widerstand 86 und der Basis der Transistoren 88 und 92 verbunden ist. Die andere Seite des Lastwiderstandes 86 ist mit der Versorgungsspannung V über die Klemme 56 verbunden. Die Kollektoren der Transistoren
88, 92 und 96 liegen ebenfalls an der Klemme 56. Die Basis des Transistors 96 ist mit der Schreibleitung 98 für die binäre 0 verbunden. Der Transistor 100 des zweiten Verstärkerteils ist mit seinem Emitter an die Lese-Schreibleitung 50 und mit seiner Basis an den Emitter des Transistors 92, den Emitter des Transistors 106 und den Emitter des Transistors 112 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 100 ist mit dem Ausgangsknotenpunkt 104, dem Lastwiderstand 102, der Basis der Transistoren 106 und .108 verbunden. Die Kollektoren der Transistoren 106, 108 und 112 sind über die Klemme 56 an die Versorgungsspannung V angeschlossen. Der Schreibtransistor 112 für die binäre 1 ist mit seiner Basis an die Schreibleitung 114 für die binäre 1 angeschlossen. Die Widerstände 94 und 110 liegen als Emitterfolgerwiderstände zwischen den Emittern der Transistoren 92 und 108 und einer Klemme 124, an der das Potential
V
EE wirksam ist.
Der Lese-Schreibverstärker 42 kann an eine Vielzahl von Spalten der Speicherzellen angeschlossen werden. Jedoch wirkt er nur mit einer bestimmten ausgewählten Spalte der Speicherzellen beim Abtasten von Information oder Einschreiben von Information zusammen, wobei jeweils nur eine Reihe zu einem gegebenen Zeitpunkt bei dieser Spalte ausgewählt wird. Die Spalte wird mit Hilfe der Stromquellen 50 und 51 ausgewählt, die die Spaltenauswählschaltung darstellen. Eine gegebene Reihe wird durch das Anlegen einer geeigneten Reihenauswahlspannung an e}neri der Transistoren 54, 60 usw. ausgewählt. Ein zusätzliches
- 8 - j Schalt -
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Schalttransistorpaar mit den Transistoren 116 und 118 ist in der Zeichnung dargestellt, deren Basis gemeinsam mit der Basis der Transistoren 84 und 100 ausgebildet ist und deren Kollektor ebenfalls durch einen gemeinsamen Kollektorbereich gebildet wird. Der Emitter des Transistors 116 ist mit der Lese-Schreibleitung 120 verbunden, wogegen der Emitter des Transistors 118 an der Lese-Schreibleituiii; 122 liegt. Diese Lese-Schreibleitungen 120 und 122 sind an separate Spalten von nicht dargestellten RAM-Zellen angeschlossen. In entsprechender Weise können weitere Lese-Schreibtransistoren parali?·: zu den Transistoren 84 und 100 geschaltet sein, wodurch weitere S] ■·::!'en von RAM-Zellen durch den Lese-Schreibverstärker 42 bedient wei'ci ...
Die Wirkungsweise der Lese-Schreibschaltung der vorliegenden Erfindung wird in Verbindung mit dem Verstärker gemäß Fig. 1 erläutert. Diese Schaltung stellt einen Verstärker mit der Verstärkung 1, d.h. oine Spannungsfolgerschaltung dar. Die Ausgangsspannung Vn an der Λ Umgangs klemme 32 folgt der Eingangsspannung V. an der Klemme 20, wenn V. zwischen der Versorgungsspannung V und Vn^-IR liegt, wobei
111 V^ v>-
R der Widerstandswert des Widerstandes 22 und I der durch die Stromquelle 16 fließende Strom ist. Die Wirkungsweise der Schaltung gemäß Fig. 1 ist wie folgt. Der Strom I von der Stromquelle 16 wird in zwei Stromwege aufgespaltet, wobei der eine die Transistoren 12 und 18 und der andere den Transistor 14 und den Widerstand 22 umfaßt. Solange die Transistoren 18, 12 und 14 eingeschaltet sind, befindet sich der gemeinsame Emitter der emittergekoppelten Transistoren 12 und 14 auf einem Potential, das gleich der Spannung V. , vermindert um die Emitter-Basis Spannungsabfälle der Transistoren 18 und 12 ist. Die Ausgangsspannung V an der Klemme 32 istgleich diesem Potential plus der Emitter-Basisspannungsabfälle der Transistoren 14 und 24. Damit ist V näherungsweise gleich V. . Dieser Zustand herrscht, solange V. größer als Vn^1-IR ist, d.h. als eine Spannung, bei der der Transistor
- 9 - abgeschaltet
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abgeschaltet wird und der gesamte Strom I über den Stromweg mit dem Transistor 14 und dem Widerstand 22 fließt.
Wenn der als Diode geschaltete Transistor 12 in Fig. 1 durch die Einschaltseite einer Flip-Flop-Speicherzelle ersetzt wird und wenn zwei derartiger Schaltungen kreuzweise gekoppelt werden, ergibt sich eine Schaltung, die der Schaltung gemäß. Fig. 2 entspricht, so daß der gespeicherte Zustand der Flip-Flop-Speicherzelle festgestellt bzw. geändert werden kann.
Γη der Schaltung gemäß Fig. 2 liegt die Basis des Transistors 84 auf derselben Spannung wie die Basis der Einschaltseite der Flip-Flop-Speicherzelle 44, so daß die Aus gangs spannung V1 an der Klemme 90 etwa gleich der Reihenauswählspannung ist, die an der Klemme 59
ι
wirksam ist. Dieser Teil der Schaltung arbeitet in derselben Weise wie der Verstärker 10 gemäß Fig. 1 mit der Verstärkung 1. Durch das Anlegen der an der Basis des Transistors 84 wirksamen Spannung über den Emitterfolger mit dem Transistor 92 und dem Widerstand 94 an die Basis des Transistors 100 entsteht eine Differenzschaltung aus dem Abschalttransistor 68, der Flip-Flop-Speicherzelle 44 und dem Transistor 100. Es wird für die Beschreibung davon ausgegangen, daß die Flip-Flop-Speicherzelle 44 einen logischen Schaltzustand einnimmt, in welchem die Transistoren 62 und 66 eingeschaltet und die Transistoren 64 und abgeschaltet sind. Die Basis des Transistors 100 ist positiver als die Basis des abgeschalteten Transistors 68, und zwar näherungsweise um die Basisdifferenzspannung der Flip-Flop-Speicherzelle, die sich an dem Lastwiderstand 70 ausbildet, so daß der Transistor 100 den Strom I auf der Lese-Schreibleitung durch die Quelle 51 derart zieht, daß die Ausgangs spannung V gleich V-IR ist, wobei R den Widerstandswert der Widerstände 86 und 102 darstellt. Der Speicherzustand der Flip-Flop-Speicherzelle 44 wird durch die Differenzspannung repräsentiert,
- 10 - die
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Ji
die sich aus Vn 1 - Vno ergibt und gleich V_ -V__+IR ist, wobei V die Reihenauswählspannung an der Klemme 59 ist. Es sei bemerkt, daß die Basisdifferenzspannung, welche sich am Lastwiderstand 70 aufbauen muß, nur groß genug sein muß, um ein in Differenzschaltung angeordnetes Transistorpaar umzuschalten.
Der Speicherzustand der Flip-Flop-Speicherzelle 54 kann mit Hilfe °"
einer Lese-Schreibschaltung gesteuert werden. Wenn die Basis des Transistors 84 durch die an die Klemme 98 angelegte Schreibspannung für die binäre 0 positiver angesteuert wird als die Basis des eingeschalteten Transistors 66 der Flip-Flop-Speicherzelle 44, wird die Wirkungsweise der Schaltung als Spannungs folger unterbrochen und eine Differenzschaltung hergestellt, die aus dem Transistor 66, der Flip-Flop-Speicherzelle und dem Transistor 84 besteht. Die Basis des Transistors 84 liegt auf einem positiveren Potential, so daß der Transistor 84 den Lese-Schreibstrom I durch die Stromquelle 50 zieht. Die Ausgangsspannung der. ersten Verstärkerstufe an der Klemme90 fällt ab. Diesem Spannungsabfall folgt die Basisspannung des Transistors 100. Nun wird von dem Transistor 100 eine Differenzschaltung zusammen mit dem abgeschalteten Transistor 68 der Flip-Flop-Speicherzelle 44 gebildet und, wenn die Basisspannung am Transistor 100 unter die Basisspannung am Transistor 68 abfällt, beginnt dieser den Leseschreibstrom I über die Stromquelle 51 zu führen, womit eine'Umschaltung des Betriebszustandes der Flip-Flop-Speicherzelle 44 ausgelöst wird. Die Ausgangsspannung an der Klemme 104 steigt an und folgt der an die Klemme 59 angelegten Reihenauswählspannung. '
Aus dem Vorstehenden entnimmt man, daß die Lese-Schreibschaltung gemäß der Erfindung die Rückkopplungswirkung der int'ernen Differenzspannungen einer Flip-Flop-Speicherzelle verwendet, um den Speicherzustand abzutasten. Diese Differenzrückkopplung ermöglicht die Abtastung des Speicherzustandes der Flip-Flop-Speicherzjelle ohne die Ver-
i i -
- 11 - . Wendung
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wendung irgendwelcher festliegender Bezugsspannungen, die außerhalb der Flip-Flop-Speicherzelle erzeugt werden. Es ermöglicht auch, den Spannungsabfall am Kollektorlastwiderstand der ausgewählten Flip-Flop-Speicherzelle auf den Wert zu reduzieren, der benötigt wird, um ein in Differenzschaltung geschaltetes Transistorpaar umzuschalten. Sowohl die Toleranzen als auch die physikalische Abmessung der Lastwiderstände für die Speicherzellen lassen sich dadurch reduzieren, was eine Vergrößerung der Speicherzellendichte möglich macht. Die Verringerung der Kapazität an den Kollektoranschlüssen der Speicherzellen aufgrund der verringerten physikalischen Größe und die Verringerung der benötigten Differenzspannun-g führt auch dazu, daß die Geschwindigkeit für das Einschreiben neuer Informationen in die Speicherzelle wesentlich erhöht werden kann.
- 12 - Patentansprüche
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Claims (5)

  1. MO185P-1250
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    Patentansprüche
    Lese-Schreibschaltung zum Abtasten bzw. Einschreiben von einer binären 1 bzw. einer binären 0 entsprechenden Spannung in einer bzw. eine Speicherzelle zur Speicherung digitaler Zeichen, dadurch gekennzeichnet, daß die Lese-Schreibschaltung einen ersten Verstärkerteil mit einem ersten Eingangskreis (84) und einem ersten Ausgangskreis (88) umfaßt, daß die Lese-Schreibschaltung einen zweiten Verstärkerteil mit einem zweiten Eingangskreis (100) und einem zweiten Ausgangskreis (106) umfaßt, daß ein erster Ansteuerkreis (92, 94) mit einem ersten Eingangsknotenpunkt (Basis-Transistor 92) mit dem ersten Ausgangskreis (88) gekoppelt ist, daß ein zweiter Ansteuerkreis (108, 110) mit einem zweiten Eingangsknotenpunkt (Basistransistor 108) mit dem zweiten Ausgangskreis (106) verbunden ist, daß der erste Ansteuerkreis mit einem Ausgangsknotenpunkt (Emitter-Transistor 92) an den Eingang (Basistransistor 100) des zweiten Verstärkerteiles gekoppelt ist, daß der zweite Ansteuerkreis mit einem Ausgangsknotenpunkt (Emitter-Transistor 108) an den Eingang (Basis-Transistor 84) des ersten Verstärkerteils gekoppelt istjderart, daß der an die eingeschaltete Seite der ausgewählten Speicherzelle gekoppelte Verstärkerteil die Speicherstufe als Verstärkerschaltungsteil umfaßt und eine Spannung erzeugt, die gleich der an dem zugeordneten Teil der Speicherstufe wirksamen Spannung ist, wobei die Reihen-Auswahlspannung am Ausgang des aus dem Verstärkerteil und dem Verstärkerschaltungsteil gebildeten Verstärkers , abgreifbar· ist.
  2. 2. Lese-Schreibschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Ansteuerkreis als Emitterschaltungen aufgebaut sind, daß die Ausgangsknotenpunkte jeweils mit dem Transistor eines jeden der Emitterfolger gekoppelt sind, und daß der erste und
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    •MO185P-1250
    zweite Verstärkerteil aus bipolaren invertierenden Transistorschaltungen besteht.
  3. 3. Lese-Schreibschaltung nach Anspruch 1, oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste eingangsseitige Schreibschaltung (96)
    mit dem Eingangskreis des ersten Verstärkerteils gekoppelt ist, und daß eine zweite eingangsseitige Schreibschaltung (112) mit dem Eingangskreis des zweiten Verstärkerteils gekoppelt ist.
  4. 4. Lese-Schreibschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
    gekennzeichnet, daß der Emitteranschluß des ersten Eingangs kreises (84) mit einer ersten Lese-Schreibleitung (48) verbunden ist,
    ; und daß der Emitteranschluß des zweiten Eingangskreises mit einer zweiten Lese-Schreibleitung (50) verbunden ist.
  5. 5. Lese-Schreibschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lese-Schreibleitungen (48, 50) an bistabile Speicher-
    zellen (44, 46) angeschlossen sind. i
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DE2460225A 1973-12-26 1974-12-19 Schreib-Lese-Verstärker Expired DE2460225C3 (de)

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Publication Number Publication Date
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GB (1) GB1473243A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2726997A1 (de) * 1976-08-16 1978-02-23 Fairchild Camera Instr Co Bipolare speicherzelle mit wahlfreiem zugriff

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3967252A (en) * 1974-10-03 1976-06-29 Mostek Corporation Sense AMP for random access memory
US4099264A (en) * 1976-10-28 1978-07-04 Sperry Rand Corporation Non-destructive interrogation control circuit for a variable threshold FET memory
US4099070A (en) * 1976-11-26 1978-07-04 Motorola, Inc. Sense-write circuit for random access memory
US4125877A (en) * 1976-11-26 1978-11-14 Motorola, Inc. Dual port random access memory storage cell
DE2739283A1 (de) * 1977-08-31 1979-03-15 Siemens Ag Integrierbare halbleiterspeicherzelle
US4127899A (en) * 1977-12-05 1978-11-28 International Business Machines Corporation Self-quenching memory cell
US4308595A (en) * 1979-12-19 1981-12-29 International Business Machines Corporation Array driver
DE3033174C2 (de) * 1980-09-03 1982-10-21 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Leseverstärker für einen Bipolar-Speicherbaustein
JPS6047666B2 (ja) * 1981-01-29 1985-10-23 富士通株式会社 半導体記憶装置の書込み方式
DE3227121A1 (de) * 1982-07-20 1984-01-26 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Schaltungsanordnung zum lesen bipolarer speicherzellen
US4598390A (en) * 1984-06-25 1986-07-01 International Business Machines Corporation Random access memory RAM employing complementary transistor switch (CTS) memory cells
US4596002A (en) * 1984-06-25 1986-06-17 International Business Machines Corporation Random access memory RAM employing complementary transistor switch (CTS) memory cells
US4578779A (en) * 1984-06-25 1986-03-25 International Business Machines Corporation Voltage mode operation scheme for bipolar arrays
DE3684214D1 (de) * 1985-09-30 1992-04-16 Honeywell Inc Strahlungsfeste speicherzelle.
US4922455A (en) * 1987-09-08 1990-05-01 International Business Machines Corporation Memory cell with active device for saturation capacitance discharge prior to writing
US6643736B1 (en) * 2000-08-29 2003-11-04 Arm Limited Scratch pad memories
US7561484B2 (en) * 2007-12-13 2009-07-14 Spansion Llc Reference-free sampled sensing

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3307047A (en) * 1964-04-30 1967-02-28 Motorola Inc Clocked set-reset flip-flop
US3292014A (en) * 1965-01-11 1966-12-13 Hewlett Packard Co Logic circuit having inductive elements to improve switching speed
US3540005A (en) * 1967-06-07 1970-11-10 Gen Electric Diode coupled read and write circuits for flip-flop memory
US3538348A (en) * 1967-07-10 1970-11-03 Motorola Inc Sense-write circuits for coupling current mode logic circuits to saturating type memory cells
US3703709A (en) * 1969-05-24 1972-11-21 Nippon Electric Co High speed associative memory circuits
US3760194A (en) * 1972-01-31 1973-09-18 Advanced Mamory Systems High speed sense amplifier

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2726997A1 (de) * 1976-08-16 1978-02-23 Fairchild Camera Instr Co Bipolare speicherzelle mit wahlfreiem zugriff

Also Published As

Publication number Publication date
FR2256500B1 (de) 1979-03-23
FR2256500A1 (de) 1975-07-25
DE2460225B2 (de) 1977-11-10
US3973246A (en) 1976-08-03
JPS5099052A (de) 1975-08-06
JPS5415382B2 (de) 1979-06-14
US3919566A (en) 1975-11-11
GB1473243A (en) 1977-05-11
DE2460225C3 (de) 1978-07-06

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