JP2003007067A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents
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Landscapes
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- Semiconductor Memories (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置に関し、特に低電圧及び低消費電力で動作するスタテ
ィックランダムアクセスメモリ(以下、SRAMと呼
ぶ。)等の半導体記憶装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, and more particularly to a semiconductor memory device such as a static random access memory (hereinafter referred to as SRAM) which operates at low voltage and low power consumption.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、半導体集積回路装置の高密度化及
び大容量化に伴い、低電圧で駆動され、且つ、高速に動
作するSRAM等の半導体集積回路装置が強く望まれて
いる。2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor integrated circuit devices such as SRAMs, which are driven at low voltage and operate at high speed, have been strongly desired with the increase in density and capacity of semiconductor integrated circuit devices.
【0003】以下、従来の半導体集積回路装置を図面を
参照しながら説明する。A conventional semiconductor integrated circuit device will be described below with reference to the drawings.
【0004】図31は従来のSRAMのメモリセルを示
した図である。図31において、P1は一方のインバー
タの第1の負荷トランジスタ、P2は他方のインバータ
の第2の負荷トランジスタ、N1は一方のインバータを
駆動する第1の駆動トランジスタ、N2は他方のインバ
ータを駆動する第2の駆動トランジスタ、V1はメモリ
セルの信号電位を保持する第1の記憶ノード、V2は第
1の記憶ノードV1との相補関係の電位を保持する第2
の記憶ノード、WLはアレイ状に配置されたメモリセル
の中から指定されたロウ(=行)方向のメモリセルを活
性化するためのワード線、BLはアレイ状に配置された
メモリセルの中から指定されたコラム(=列)方向のメ
モリセルに対し書き込み動作及び読み出し動作を制御す
るビット線、/BLは書き込み動作時にはビット線BL
と相補の電位になり、読み出し動作時にはビット線BL
と同電位になりビット線BLのリファレンス電位となる
ビット相補線、Vccはメモリセルを動作させる第1の電
源、Vssはメモリセルを動作させる基準電位となる第2
の電源、N3はワード線WLが活性化されたときのみビ
ット線BLにより第1の記憶ノードV1に対して書き込
み動作及び読み出し動作を可能にする第1のスイッチ、
N4はワード線WLが活性化されたときのみビット相補
線/BLにより第2の記憶ノードV2に対して書き込み
動作及び読み出し動作を可能にする第2のスイッチ、I
rはビット線BLにより第1の記憶ノードV1の信号電
位が読み出される際に生じる読み出し電流、Idは第1
の記憶ノードV1の信号電位が読み出される際に第2の
駆動トランジスタが活性化され、第1の電源Vccから第
2の電源Vssに流れる貫通電流である。第1の負荷トラ
ンジスタP1及びそれと対をなす第2の負荷トランジス
タP2と第1の駆動トランジスタN1及びそれと対をな
す第2の駆動トランジスタN2とはフリップフロップ接
続され、第1の記憶ノードV1と第2の記憶ノードV2
との電位が常に逆転されて保持されている。Vccは3V
に設定され、Vssは0Vに設定されている。FIG. 31 is a diagram showing a memory cell of a conventional SRAM. In FIG. 31, P1 is a first load transistor of one inverter, P2 is a second load transistor of the other inverter, N1 is a first drive transistor that drives one inverter, and N2 drives the other inverter. A second drive transistor, V1 is a first storage node that holds a signal potential of a memory cell, and V2 is a second storage node that holds a potential in a complementary relationship with the first storage node V1.
Storage node, WL is a word line for activating a memory cell in a specified row direction among memory cells arranged in an array, and BL is a memory cell arranged in an array. Is a bit line for controlling a write operation and a read operation with respect to a memory cell in the column (= column) direction designated by, and / BL is a bit line BL during a write operation.
The potential becomes complementary to the bit line BL during the read operation.
A bit complementary line which has the same potential as that of the bit line BL and which serves as a reference potential of the bit line BL, Vcc is a first power source for operating the memory cell, and Vss is a second potential which is a reference potential for operating the memory cell.
, N3 is a first switch that enables a write operation and a read operation to the first storage node V1 by the bit line BL only when the word line WL is activated,
N4 is a second switch, I, which enables the write operation and the read operation to the second storage node V2 by the bit complementary line / BL only when the word line WL is activated.
r is a read current generated when the signal potential of the first storage node V1 is read by the bit line BL, and Id is the first
Is a through current flowing from the first power supply Vcc to the second power supply Vss when the second drive transistor is activated when the signal potential of the storage node V1 is read. The first load transistor P1 and the second load transistor P2 paired therewith, the first drive transistor N1 and the second drive transistor N2 paired therewith are flip-flop connected, and the first storage node V1 and Two storage nodes V2
The potentials of and are always reversed and held. Vcc is 3V
And Vss is set to 0V.
【0005】以下、前記のように構成されたメモリセル
の動作を説明する。書き込み動作について説明する。ま
ず、ワード線WLが選択され電位が上がり、第1のスイ
ッチN3及び第2のスイッチN4がオンになる。次に、
第1の電源Vccの電位を保持する状態を「1」と表わ
し、第2の電源Vssの電位を保持する状態を「0」と表
わすことにして、第1の記憶ノードV1に「1」、第2
の記憶ノードV2に「0」を書き込むとすると、ビット
線BLは第1の電源Vccの電位に印加され、ビット相補
線/BLは第2の電源Vssの電位に印加される。このと
き、第1の記憶ノードV1の電位は第1のスイッチN3
を通して印加されているビット線BLの電位である第1
の電源Vccの電位に徐々に近づく。同時に第1の記憶ノ
ードV1と同電位である第2の駆動トランジスタN2の
ゲート電極の電位は徐々に上がり、しきい値電圧を越え
ると第2の駆動トランジスタN2が活性化されて、第2
の記憶ノードV2は第2の電源Vssの電位に徐々に近づ
く。The operation of the memory cell configured as described above will be described below. The write operation will be described. First, the word line WL is selected, the potential rises, and the first switch N3 and the second switch N4 are turned on. next,
A state in which the potential of the first power source Vcc is held is represented by "1", and a state in which the potential of the second power source Vss is held is represented by "0", so that "1" is stored in the first storage node V1. Second
If "0" is written in the storage node V2 of, the bit line BL is applied to the potential of the first power supply Vcc, and the bit complementary line / BL is applied to the potential of the second power supply Vss. At this time, the potential of the first storage node V1 is the first switch N3.
Which is the potential of the bit line BL applied through the first
Gradually approaches the potential of the power source Vcc. At the same time, the potential of the gate electrode of the second drive transistor N2, which is at the same potential as the first storage node V1, gradually rises, and when it exceeds the threshold voltage, the second drive transistor N2 is activated and the second drive transistor N2 is activated.
Storage node V2 gradually approaches the potential of the second power supply Vss.
【0006】また、第2の記憶ノードV2の電位が第2
の電源Vssに近づき、第1の駆動トランジスタN1のし
きい値電圧よりも下がると第1の駆動トランジスタN1
はオフになり、第1の記憶ノードV1の電位は最終的に
第1の電源Vccの電位になって保持される。Further, the potential of the second storage node V2 is the second
Approaching the power supply Vss of the first driving transistor N1 and falling below the threshold voltage of the first driving transistor N1.
Is turned off, and the potential of the first storage node V1 finally becomes the potential of the first power supply Vcc and is held.
【0007】逆に、第1の記憶ノードV1に「0」、第
2の記憶ノードV2に「1」を書き込む場合は、ビット
線BLは第2の電源Vssの電位に印加され、ビット相補
線/BLは第1の電源Vccの電位に印加される。次に、
前記とは逆に、第2の記憶ノードV2の電位がビット相
補線/BLの電位Vccになって保持される。On the contrary, when "0" is written in the first storage node V1 and "1" is written in the second storage node V2, the bit line BL is applied to the potential of the second power supply Vss, and the bit complementary line is applied. / BL is applied to the potential of the first power supply Vcc. next,
Contrary to the above, the potential of the second storage node V2 is held at the potential Vcc of the bit complementary line / BL.
【0008】次に、読み出し動作について説明する。ま
ず、ワード線WLが選択され電位が上がり、第1のスイ
ッチ及び第2のスイッチがオンになり、ビット相補線/
BL及びビット線BLが選択され、第1の電源Vcc付近
に共にプリチャージされて電位が上がる。Next, the read operation will be described. First, the word line WL is selected, the potential is raised, the first switch and the second switch are turned on, and the bit complementary line /
BL and bit line BL are selected and precharged together near the first power supply Vcc to raise the potential.
【0009】次に、第1の記憶ノードV1に「0」、第
2の記憶ノードV2に「1」が保持されているとする。
第1の駆動トランジスタN1は第2の記憶ノードV2の
電位が高く活性化されているため、ビット線BLから第
1のスイッチN3を通して第2の電源Vssに対し読み出
し電流Irが流れ、ビット線BLの電位は初期の第1の
電源Vccの電位よりも下がる。Next, it is assumed that "0" is held in the first storage node V1 and "1" is held in the second storage node V2.
Since the potential of the second storage node V2 of the first drive transistor N1 is activated high, the read current Ir flows from the bit line BL to the second power supply Vss through the first switch N3, and the bit line BL Is lower than the initial potential of the first power supply Vcc.
【0010】一方、第2の駆動トランジスタN2は第1
の記憶ノードV1の電位が低くて動作していないため、
ビット相補線/BLには読み出し電流が流れない。従っ
て、ビット相補線/BLの電位は初期の第1の電源Vcc
の電位と変わらない。このときのビット線BLとビット
相補線/BLとの電位差が検出されることにより保持さ
れていたデータが読み出される。On the other hand, the second drive transistor N2 has a first
Since the storage node V1 of
No read current flows through the bit complementary line / BL. Therefore, the potential of the bit complementary line / BL is the initial first power supply Vcc.
It is not different from the potential of. The held data is read by detecting the potential difference between the bit line BL and the bit complementary line / BL at this time.
【0011】逆に、第1の記憶ノードV1に「1」、第
2の記憶ノードV2に「0」が保持されている場合は、
ビット相補線/BLに読み出し電流が流れて、ビット相
補線/BLの電位は初期の第1の電源Vccの電位よりも
下がるので、ビット線BLとの電位を比べると前記とは
逆の電位差が発生し、逆のデータが読み出される。On the contrary, when "1" is held in the first storage node V1 and "0" is held in the second storage node V2,
Since a read current flows through the bit complementary line / BL and the potential of the bit complementary line / BL falls below the potential of the initial first power supply Vcc, a potential difference opposite to the above is found when comparing the potential with the bit line BL. Occurs and the reverse data is read.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以下に
示すように前記従来のSRAMのメモリセルは2つの問
題点を有していた。However, as described below, the conventional SRAM memory cell has two problems.
【0013】第1に、読み出し動作時において、第1の
電源Vccと第2の電源Vssとの間に貫通電流Idが生じ
るという問題である。例えば、第1の記憶ノードV1に
「0」、第2の記憶ノードに「1」が保持されていたと
する。前述したように、ワード線が活性化され、第1の
電源Vcc付近にプリチャージされたビット線BLと第2
の電源Vssの電位を保持していた第1の記憶ノードV1
とが接続されると、容量が格段に大きいビット線BLの
電位Vccに引かれて第1の記憶ノードV1の電位は大き
く上昇することになる。従って、第1の記憶ノードV1
に接続されている第2の駆動トランジスタN2のゲート
電極の電位がしきい値電圧を越えるので、オフになって
いた第2の駆動トランジスタN2が活性化されるため、
貫通電流Id が流れる。この貫通電流Id はメモリセル
の消費電力を増加させる原因になっていた。First, there is a problem that a through current Id is generated between the first power source Vcc and the second power source Vss during the read operation. For example, assume that "0" is held in the first storage node V1 and "1" is held in the second storage node. As described above, the word line is activated, and the bit line BL and the second bit line BL which are precharged near the first power source Vcc are activated.
Storage node V1 holding the potential of the power supply Vss of
When they are connected to each other, the potential is pulled to the potential Vcc of the bit line BL having a significantly large capacitance, and the potential of the first storage node V1 is greatly increased. Therefore, the first storage node V1
Since the potential of the gate electrode of the second drive transistor N2 connected to the threshold voltage exceeds the threshold voltage, the second drive transistor N2 that has been turned off is activated.
A through current Id flows. This through current Id has been a cause of increasing the power consumption of the memory cell.
【0014】さらに、貫通電流Id が流れることによ
り、第2の記憶ノードV2が保持していた第1の電源V
ccの電位が降下するため、第2の記憶ノードV2に接続
されている第1の駆動トランジスタN1のゲート電極の
電位も降下するので、ビット線BLの電位が急速に降下
して必要な読み出し電流Ir が小さくなる。従って、読
み出し電流Ir の値がノイズ電流の値に近くなるので読
み出し動作が不安定になる。この問題は、第1の電源電
圧Vccを低く設定すればするほどノイズマージンが確保
できなくなり、低電圧駆動を妨げる大きな要因となって
いた。Further, the flow of the through current Id causes the first power supply V held by the second storage node V2.
Since the potential of cc drops, the potential of the gate electrode of the first drive transistor N1 connected to the second storage node V2 also drops, so that the potential of the bit line BL rapidly drops and the necessary read current Ir becomes smaller. Therefore, the value of the read current Ir becomes close to the value of the noise current, and the read operation becomes unstable. This problem has become a major factor in hindering low-voltage driving because the noise margin cannot be secured as the first power supply voltage Vcc is set lower.
【0015】第2に、読み出し動作終了後において、ワ
ード線WLに接続されている同一行の全てのメモリセル
に接続されたビット相補線/BL及びビット線BLに生
じた電位差を元に戻すためのプリチャージが必要とな
る。特にSRAMやROM(=リードオンリーメモリ)
において並列に接続されているメモリセル数が多いた
め、プリチャージに要する消費電力が大きくなるという
問題を有していた。Secondly, after the read operation is completed, the potential difference generated between the bit complementary line / BL and the bit line BL connected to all the memory cells in the same row connected to the word line WL is restored. Pre-charge is required. Especially SRAM and ROM (= read only memory)
However, since the number of memory cells connected in parallel is large, there is a problem that the power consumption required for precharging becomes large.
【0016】本発明は、前記従来の問題を一挙に解決
し、並列ビット数が大きなSRAMやROMにおいて、
プリチャージに消費する電力を不要にすると共に、メモ
リセルにおける貫通電流を発生させず、また、小振幅伝
送及び電荷の再利用を行なうことにより、低消費電力、
且つ、低電圧で高速に動作ができるようにすることを目
的とする。The present invention solves the above conventional problems all at once, and in an SRAM or ROM having a large number of parallel bits,
Low power consumption is achieved by eliminating the power consumption for precharging, generating no shoot-through current in the memory cell, and performing small-amplitude transmission and reusing charges.
Moreover, it is an object of the present invention to enable a high speed operation at a low voltage.
【0017】[0017]
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明は、ビット線対を接地電位とすることにより
プリチャージに消費する電力を不要にし、読み出し動作
時に選択されたメモリセルに対してインピーダンス検知
用の電流を注入すると共に、メモリセルの駆動トランジ
スタのソース電極の電位に対して逆の電位を保持してい
る記憶ノードをビット線と遮断することにより、貫通電
流を防ぐものであり、また、書き込み動作時にはメモリ
セルのソース線の電位を書き込みデータに応じて接地電
位よりも高くするものである。In order to achieve the above object, the present invention eliminates the power consumed for precharging by setting the bit line pair to the ground potential, so that the memory cell selected in the read operation can be provided. A current for impedance detection is injected to the memory cell, and a storage node holding a potential opposite to the potential of the source electrode of the drive transistor of the memory cell is cut off from the bit line to prevent a through current. In addition, in the write operation, the potential of the source line of the memory cell is set higher than the ground potential according to the write data.
【0018】具体的に本発明に係る第1の半導体集積回
路装置は、データを記憶するメモリセルが行列状に配設
されてなるメモリセルアレイと、前記メモリセルアレイ
の行方向に並ぶメモリセルをロウアドレスにより選択す
るロウデコーダと、前記メモリセルアレイの列方向に並
ぶメモリセルをコラムアドレスにより選択するコラム回
路とを備え、前記コラム回路は、前記メモリセルからデ
ータを読み出す際に、前記ロウアドレス及びコラムアド
レスにより選択されるメモリセルにデータの信号電位を
検出するための電流を注入する検出電流注入手段を有し
ている。Specifically, the first semiconductor integrated circuit device according to the present invention includes a memory cell array in which memory cells for storing data are arranged in a matrix and a memory cell arrayed in a row direction of the memory cell array. A row decoder that selects an address and a column circuit that selects a memory cell arranged in a column direction of the memory cell array by a column address are provided. The column circuit reads the row address and the column when reading data from the memory cell. It has a detection current injection means for injecting a current for detecting a data signal potential into a memory cell selected by an address.
【0019】第1の半導体集積回路装置によると、検出
電流注入手段は、メモリセルからデータを読み出す際
に、選択されたメモリセルに対してデータの信号電位を
検出するための電流を注入するため、メモリセルのイン
ピーダンスを検知することにより、該インピーダンスの
値に応じて選択されたメモリセルのデータを判定するこ
とができる。According to the first semiconductor integrated circuit device, the detection current injection means injects a current for detecting the signal potential of the data into the selected memory cell when reading the data from the memory cell. By detecting the impedance of the memory cell, the data of the memory cell selected according to the value of the impedance can be determined.
【0020】また、読み出し期間に活性化されたロウ方
向に並ぶメモリセルから信号電位の電荷が流出しないの
で、メモリセルに対するプリチャージを行なう必要がな
くなる。Further, since the charges of the signal potential do not flow out from the memory cells activated in the read period and arranged in the row direction, it is not necessary to precharge the memory cells.
【0021】第1の半導体集積回路装置において、前記
検出電流注入手段が、メモリセルからデータを読み出す
データ読み出し期間に、選択された前記メモリセルにイ
ンピーダンスを検知するための電流を注入するセンスア
ンプであることが好ましい。In the first semiconductor integrated circuit device, the detection current injection means is a sense amplifier for injecting a current for detecting impedance into the selected memory cell during a data read period for reading data from the memory cell. Preferably there is.
【0022】このように、検出電流注入手段が、選択さ
れたメモリセルにインピーダンスを検知するための電流
を注入するセンスアンプであるため、選択されたメモリ
セルの信号電位をインピーダンスの差として確実に検出
することができる。このため、読み出し動作が高速に且
つ確実に行なえるようになる。As described above, since the detection current injection means is the sense amplifier for injecting the current for detecting the impedance into the selected memory cell, the signal potential of the selected memory cell is surely obtained as the impedance difference. Can be detected. Therefore, the read operation can be performed at high speed and reliably.
【0023】第1の半導体集積回路装置において、前記
検出電流注入手段がセンスアンプである場合に、前記セ
ンスアンプは、選択された前記メモリセルからデータを
読み出した後に、該メモリセルに注入された電流を廃棄
することが好ましい。In the first semiconductor integrated circuit device, when the detection current injection means is a sense amplifier, the sense amplifier is injected into the selected memory cell after reading the data from the selected memory cell. It is preferable to discard the current.
【0024】このように、センスアンプは、メモリセル
からデータを読み出した後に、選択されたメモリセルに
注入されたインピーダンスを検知するための電流を廃棄
するため、選択されたメモリセルの電位を読み出し前の
状態に戻すことができるので、次の読み出し動作を保障
することができる。As described above, the sense amplifier discards the current for detecting the impedance injected into the selected memory cell after reading the data from the memory cell, and thus reads the potential of the selected memory cell. Since the previous state can be restored, the next read operation can be guaranteed.
【0025】また、第1の半導体集積回路装置におい
て、前記検出電流注入手段がセンスアンプである場合
に、前記センスアンプは、第1導電型のトランジスタ対
及び第2導電型のトランジスタ対よりなるインバータ回
路がフリップフロップ接続されてなり、前記第1導電型
のトランジスタ対のソース電極対はアドレスが特定され
た前記メモリセルのデータが入力される入力対となり、
前記第2導電型のトランジスタ対のソース電極対の共通
接点は、所定の活性化信号により制御される第2導電型
の第1のトランジスタを介して電源に接続され、前記イ
ンバータ回路の出力対は前記活性化信号により制御され
る第1導電型の第1のトランジスタ及び第1導電型の第
2のトランジスタを介して前記電源にそれぞれ接続され
ており、前記データ読み出し期間に前記第2導電型の第
1のトランジスタと前記第1導電型の第1及び第2のト
ランジスタとは同時に活性化されないことが好ましい。In the first semiconductor integrated circuit device, when the detection current injection means is a sense amplifier, the sense amplifier is an inverter including a transistor pair of a first conductivity type and a transistor pair of a second conductivity type. A circuit is flip-flop connected, and a source electrode pair of the first conductivity type transistor pair is an input pair to which data of the memory cell whose address is specified is input,
The common contact of the source electrode pair of the second conductivity type transistor pair is connected to the power supply via the second conductivity type first transistor controlled by a predetermined activation signal, and the output pair of the inverter circuit is The first conductivity type first transistor and the first conductivity type second transistor controlled by the activation signal are respectively connected to the power source, and the second conductivity type is connected during the data read period. It is preferable that the first transistor and the first and second conductivity type first and second transistors are not activated at the same time.
【0026】このように、第2導電型の第1のトランジ
スタと第1導電型の第1及び第2のトランジスタとは同
時に活性化されないため、センスアンプの活性化信号が
オンになっている期間は入力対のインピーダンス特性の
差を検知する電位差が生じることになり、該活性化信号
がオフになっている期間はフリップフロップ回路が活性
化されて検知した電位差を増幅すると共に、注入された
電荷を廃棄することができる。As described above, since the first transistor of the second conductivity type and the first and second transistors of the first conductivity type are not activated at the same time, the activation signal of the sense amplifier is turned on. Causes a potential difference that detects the difference in impedance characteristics of the input pair, and during the period when the activation signal is off, the flip-flop circuit is activated to amplify the detected potential difference and to inject the injected charge. Can be discarded.
【0027】第1の半導体集積回路装置において、前記
メモリセルアレイは、列方向に並ぶ前記メモリセルを制
御する第1の制御線及び第2の制御線を有しており、前
記コラム回路は、前記メモリセルからデータを読み出す
際に、前記第1の制御線及び第2の制御線に第1の電位
を印加し、前記メモリセルにデータを書き込む際に、前
記第1の制御線に前記第1の電位又は第2の電位を印加
し、且つ、前記第2の制御線に第3の電位を印加するビ
ット線制御回路を有していることが好ましい。In the first semiconductor integrated circuit device, the memory cell array has a first control line and a second control line for controlling the memory cells arranged in the column direction, and the column circuit is A first potential is applied to the first control line and the second control line when reading data from the memory cell, and the first control line is applied to the first control line when writing data to the memory cell. It is preferable to have a bit line control circuit that applies the second potential or the second potential and the third potential to the second control line.
【0028】このように、メモリセルアレイは、列方向
に並ぶ前記メモリセルを制御する第1の制御線及び第2
の制御線を有しており、メモリセルからデータを読み出
す際に、第1の制御線及び第2の制御線に第1の電位を
印加しているため、第1の制御線及び第2の制御線を接
地電位とすることができる。また、メモリセルにデータ
を書き込む際に、第1の制御線に第1の電位又は第2の
電位を印加し、且つ、第2の制御線に第3の電位を印加
するビット線制御回路を有しているため、第1の制御線
にはローのデータ又はハイのデータを印加し、且つ、第
2の制御線に書き込みを制御する制御電位を印加するこ
とができるので、記憶ノードに信号電位を確実に書き込
むことができる。As described above, the memory cell array includes the first control line and the second control line for controlling the memory cells arranged in the column direction.
Control line, and applies the first potential to the first control line and the second control line when reading data from the memory cell, the first control line and the second control line The control line can be at ground potential. In addition, a bit line control circuit which applies a first potential or a second potential to the first control line and a third potential to the second control line when writing data to the memory cell Since it has, the low data or the high data can be applied to the first control line, and the control potential for controlling the writing can be applied to the second control line. The potential can be written surely.
【0029】第1の半導体集積回路装置において、前記
コラム回路がビット線制御回路を有している場合に、前
記メモリセルは、第1の電源に接続された第1の負荷ト
ランジスタ、該第1の負荷トランジスタと対をなす第2
の負荷トランジスタ、第2の電源に接続された第1の駆
動トランジスタ及び該第1の駆動トランジスタと対をな
す第2の駆動トランジスタがフリップフロップ接続され
てなり、前記第1の負荷トランジスタに接続され、信号
電位を保持する第1の記憶ノードと、前記第2の負荷ト
ランジスタに接続され、該第1の記憶ノードとは相補関
係の信号電位を保持する第2の記憶ノードと、前記第1
の記憶ノードと前記第1の制御線との間に直列に接続さ
れており、第3の制御線により制御され、一方のソース
/ドレイン電極が前記第1の制御線に接続されている第
1のスイッチトランジスタと、前記第2の制御線により
制御され、一方のソース/ドレイン電極が前記第1の記
憶ノードに接続され他方のソース/ドレイン電極が前記
第1のスイッチトランジスタの他方のソース/ドレイン
電極に接続されている第2のスイッチトランジスタとを
有し、前記第2のスイッチトランジスタは前記第1の記
憶ノードと前記第1の駆動トランジスタとの間に直列に
接続されていることが好ましい。In the first semiconductor integrated circuit device, when the column circuit has a bit line control circuit, the memory cell is a first load transistor connected to a first power supply, and the first load transistor is a first load transistor. Second paired with the load transistor of
Load transistor, a first drive transistor connected to a second power source, and a second drive transistor paired with the first drive transistor are flip-flop connected, and connected to the first load transistor. A first storage node that holds a signal potential and a second storage node that is connected to the second load transistor and holds a signal potential complementary to the first storage node;
Connected in series between the first storage line and the first control line, is controlled by a third control line, and one source / drain electrode is connected to the first control line. Controlled by the switch transistor and the second control line, one source / drain electrode is connected to the first storage node, and the other source / drain electrode is the other source / drain of the first switch transistor. A second switch transistor connected to the electrode, wherein the second switch transistor is preferably connected in series between the first storage node and the first drive transistor.
【0030】このように、第2のスイッチトランジスタ
は第1の記憶ノードと第1の駆動トランジスタとの間に
直列に接続されているため、第1の記憶ノードが第1の
制御線から遮断されるので、プリチャージの電位を接地
電位に設定できると共に、読み出し期間に第1の制御線
が活性化されても第1の記憶ノードの電位が上昇しなく
なる。その結果、メモリセルには貫通電流が流れなくな
るので、低電圧駆動が可能となる。As described above, since the second switch transistor is connected in series between the first storage node and the first drive transistor, the first storage node is cut off from the first control line. Therefore, the precharge potential can be set to the ground potential, and the potential of the first storage node does not rise even if the first control line is activated during the read period. As a result, a through current does not flow in the memory cell, so that low voltage driving is possible.
【0031】さらにこの場合に、前記第2のスイッチト
ランジスタのしきい値電圧は、前記第1の駆動トランジ
スタ、第2の駆動トランジスタ及び第1のスイッチトラ
ンジスタのいずれのしきい値電圧よりも低くなるように
設定されていることが好ましい。Furthermore, in this case, the threshold voltage of the second switch transistor is lower than the threshold voltage of any of the first drive transistor, the second drive transistor and the first switch transistor. Is preferably set as follows.
【0032】このように、書き込み動作時に第2の制御
線により活性化される第2のスイッチトランジスタのし
きい値電圧が低くなるよう設定されているため、第2の
制御線に印加される第3の電位よりも高い電位が不要と
なるので、消費電力をさらに減少することができる。As described above, since the threshold voltage of the second switch transistor activated by the second control line during the write operation is set to be low, the first voltage applied to the second control line is set. Since the potential higher than the potential of 3 is unnecessary, the power consumption can be further reduced.
【0033】またこの場合に、前記第2の負荷トランジ
スタのサイズは、前記第1の負荷トランジスタ及び第2
の駆動トランジスタのいずれのサイズよりも小さくなる
ように設定されていることが好ましい。Further, in this case, the size of the second load transistor is the same as that of the first load transistor and the second load transistor.
It is preferable that the driving transistor is set to be smaller than any size of the driving transistor.
【0034】このように、第1の記憶ノードの電位によ
り制御される第2の負荷トランジスタのサイズが小さく
設定されているため、第2の負荷トランジスタの動作速
度が速くなるので、書き込み動作において第1の記憶ノ
ードにハイのデータ「1」が早く書き込めるようにな
り、アクセス時間を短縮することができる。As described above, since the size of the second load transistor controlled by the potential of the first storage node is set to be small, the operating speed of the second load transistor is increased, so that the second load transistor operates in the write operation. The high data “1” can be written into the storage node of 1 quickly, and the access time can be shortened.
【0035】またこの場合に、前記メモリセルは、前記
第2の記憶ノードと前記第2の電源との間に前記第2の
駆動トランジスタと並列に接続されており、前記第1の
スイッチトランジスタと前記第2のスイッチトランジス
タとの接続点の電位により制御される第3のスイッチト
ランジスタをさらに有していることが好ましい。Further, in this case, the memory cell is connected in parallel with the second drive transistor between the second storage node and the second power supply, and is connected to the first switch transistor. It is preferable to further include a third switch transistor which is controlled by a potential at a connection point with the second switch transistor.
【0036】このようにすると、第1の制御線により制
御される第3のスイッチトランジスタが第2の記憶ノー
ドと接地電位となる第2の電源との間に接続されるた
め、第3のスイッチトランジスタは第1の記憶ノードに
より制御される第2の駆動トランジスタよりも先に動作
し始めることになるので、第2の記憶ノードが速やかに
基準電位に近づくようになり、アクセス時間を短縮する
ことができる。With this configuration, the third switch transistor controlled by the first control line is connected between the second storage node and the second power supply at the ground potential, so that the third switch is connected. Since the transistor will start operating before the second drive transistor controlled by the first storage node, the second storage node will quickly approach the reference potential, and the access time will be shortened. You can
【0037】またこの場合に、前記第1の電源は降圧回
路により降圧されていることが好ましい。Further, in this case, it is preferable that the first power source is stepped down by a step-down circuit.
【0038】このようにすると、メモリセルに印加され
る電位は通常の電源電位である第1の電源の電位よりも
低くなるため、メモリセルの消費電力を少なくすること
ができる。また、ソース線の電位が相対的に上昇するこ
とになるため、駆動トランジスタの信号電位のラッチ能
力が低下するので、書き込み動作が早くなる。In this way, the potential applied to the memory cell becomes lower than the potential of the first power supply, which is the normal power supply potential, so that the power consumption of the memory cell can be reduced. Further, since the potential of the source line is relatively increased, the ability of the drive transistor to latch the signal potential is reduced, so that the writing operation is accelerated.
【0039】この場合に、前記降圧回路は前記メモリセ
ルを構成している全てのトランジスタの導電型が反転さ
れてなるメモリセルであることが好ましい。In this case, it is preferable that the step-down circuit is a memory cell in which the conductivity types of all the transistors forming the memory cell are inverted.
【0040】このようにすると、導電型が反転されたメ
モリセルと反転されていないメモリセルとが直列に接続
されるため、通常の電源電位である第1の電源の電位が
印加されることにより、直列接続された2つのメモリセ
ルを安定して駆動することができる。その上、直列接続
された2つのメモリセルを通常の電源電位である第1の
電源の電位により駆動することができるため、1つ当た
りのメモリセルの消費電力を少なくすることができる。In this way, since the memory cells whose conductivity type is inverted and the memory cells which are not inverted are connected in series, the potential of the first power supply, which is the normal power supply potential, is applied. , Two memory cells connected in series can be stably driven. Moreover, since two memory cells connected in series can be driven by the potential of the first power supply which is a normal power supply potential, the power consumption of each memory cell can be reduced.
【0041】またこの場合に、前記第3の制御線に接続
されているメモリセルの数が前記第1の制御線及び前記
第2の制御線に接続されているメモリセルの数よりも多
くなることが好ましい。In this case, the number of memory cells connected to the third control line becomes larger than the number of memory cells connected to the first control line and the second control line. It is preferable.
【0042】このようにすると、第3の制御線に接続さ
れるメモリセルの数が増え、第1及び第2の制御線対に
接続されるメモリセルの数が減るため、第3の制御線の
本数が少なくなるので、ロウアドレスのデコードを早く
行なえるようになり、アクセス時間を短縮することがで
きるので、高速動作が可能となる。第1の半導体集積回
路装置において、前記コラム回路がビット線制御回路を
有している場合に、前記メモリセルは、第1の電源に接
続された第1の負荷トランジスタ、該第1の負荷トラン
ジスタと対をなす第2の負荷トランジスタ、第2の電源
に接続された第1の駆動トランジスタ及び該第1の駆動
トランジスタと対をなす第2の駆動トランジスタがフリ
ップフロップ接続されてなり、前記第1の負荷トランジ
スタに接続され、信号電位を保持する第1の記憶ノード
と、前記第2の負荷トランジスタに接続され、該第1の
記憶ノードとは相補関係の信号電位を保持する第2の記
憶ノードと、前記第2の記憶ノードと前記第1の制御線
との間に直列に接続されており、前記第3の制御線によ
り制御され、一方のソース/ドレイン電極が前記第1の
制御線に接続されている第1のスイッチトランジスタ
と、前記第2の制御線により制御され、一方のソース/
ドレイン電極が前記第2の記憶ノードに接続され他方の
ソース/ドレイン電極が前記第1のスイッチトランジス
タの他方のソース/ドレイン電極に接続されている第2
のスイッチトランジスタと、前記第1のスイッチトラン
ジスタと前記第2の電源との間に直列に接続されてお
り、第1の記憶ノードにより制御される第3のスイッチ
トランジスタとを有していることが好ましい。With this arrangement, the number of memory cells connected to the third control line increases and the number of memory cells connected to the first and second control line pairs decreases, so that the third control line is connected. Since the number of lines is reduced, the row address can be decoded faster, and the access time can be shortened, which enables high-speed operation. In the first semiconductor integrated circuit device, when the column circuit has a bit line control circuit, the memory cell includes a first load transistor connected to a first power supply, and the first load transistor. A second load transistor paired with the first drive transistor connected to the second power source, and a second drive transistor paired with the first drive transistor are flip-flop connected, Storage node connected to the second load transistor and holding a signal potential, and a second storage node connected to the second load transistor and holding a signal potential complementary to the first storage node. Is connected in series between the second storage node and the first control line, is controlled by the third control line, and one source / drain electrode is the first control line. A first switch transistor being connected to the control line, is controlled by said second control line, one source /
A second drain electrode connected to the second storage node and the other source / drain electrode connected to the other source / drain electrode of the first switch transistor;
Switch transistor, and a third switch transistor connected in series between the first switch transistor and the second power supply and controlled by the first storage node. preferable.
【0043】このように、第2の制御線により制御さ
れ、一方のソース/ドレイン電極が第2の記憶ノードに
接続され他方のソース/ドレイン電極が第1のスイッチ
トランジスタの他方のソース/ドレイン電極に接続され
ている第2のスイッチトランジスタと、第1のスイッチ
トランジスタと第2の電源との間に直列に接続されてお
り、第1の記憶ノードにより制御される第3のスイッチ
トランジスタとを有しているため、第1の記憶ノードが
第1の制御線から遮断されるので、プリチャージの電位
を接地電位に設定できると共に、読み出し時に第1の制
御線が活性化されても第1の記憶ノードの電位が上昇し
なくなる。その結果、メモリセルには貫通電流が流れな
くなるので、低電圧駆動が可能となる。さらに、インバ
ータ内にスイッチトランジスタが直列に接続されていな
いため、その分のノイズマージンを大きくできる。Thus, controlled by the second control line, one source / drain electrode is connected to the second storage node and the other source / drain electrode is the other source / drain electrode of the first switch transistor. And a third switch transistor connected in series between the first switch transistor and the second power supply and controlled by the first storage node. Therefore, the first storage node is cut off from the first control line, so that the precharge potential can be set to the ground potential and the first control line is activated even when the first control line is activated at the time of reading. The potential of the storage node does not rise. As a result, a through current does not flow in the memory cell, so that low voltage driving is possible. Further, since the switch transistors are not connected in series in the inverter, the noise margin can be increased accordingly.
【0044】この場合に、前記第1の負荷トランジスタ
のサイズは前記第2の負荷トランジスタのサイズよりも
小さくなるように設定されていることが好ましい。In this case, it is preferable that the size of the first load transistor is set smaller than the size of the second load transistor.
【0045】このように、第2の記憶ノードの電位によ
り制御される第1の負荷トランジスタのサイズが小さく
なるよう設定されているため、第1の負荷トランジスタ
の動作速度が速くなるので、書き込み動作において第2
の記憶ノードにハイのデータ「1」が早く書き込めるよ
うになり、アクセス時間を短縮することができる。As described above, since the size of the first load transistor controlled by the potential of the second storage node is set to be small, the operation speed of the first load transistor is increased, so that the write operation is performed. At the second
The high data "1" can be written into the storage node of 1 quickly, and the access time can be shortened.
【0046】またこの場合に、前記メモリセルは、前記
第1の記憶ノードと前記第2の電源との間に前記第1の
駆動トランジスタと並列に接続されており、前記第1の
スイッチトランジスタと前記第2のスイッチトランジス
タとの接続点の電位により制御される第4のスイッチト
ランジスタをさらに有していることが好ましい。Further, in this case, the memory cell is connected in parallel with the first drive transistor between the first storage node and the second power supply, and is connected to the first switch transistor. It is preferable to further include a fourth switch transistor that is controlled by the potential of the connection point with the second switch transistor.
【0047】このようにすると、第1の制御線により活
性化され、第1及び第2のスイッチトランジスタの接続
点の電位により制御される第4のスイッチトランジスタ
が第1の記憶ノードと接地電位となる第2の電源との間
に接続されるため、第4のスイッチトランジスタは第2
の記憶ノードにより制御される第1の駆動トランジスタ
よりも先に動作し始めるので、第1の記憶ノードが速や
かに基準電位に近づくようになり、アクセス時間を短縮
することができる。In this way, the fourth switch transistor activated by the first control line and controlled by the potential at the connection point of the first and second switch transistors is connected to the first storage node and the ground potential. The fourth switch transistor is connected to the second power source
Since the operation starts before the first drive transistor controlled by the first storage node, the first storage node quickly approaches the reference potential, and the access time can be shortened.
【0048】またこの場合に、前記第1の電源は降圧回
路により降圧されていることが好ましい。Further, in this case, it is preferable that the first power source is stepped down by a step-down circuit.
【0049】このようにすると、メモリセルに印加され
る電位は通常の電源電位である第1の電源の電位よりも
低くなるため、メモリセルの消費電力を少なくすること
ができる。また、ソース線の電位が相対的に上昇するこ
とになるため、駆動トランジスタの信号電位のラッチ能
力が低下するので、書き込み動作が早くなる。In this way, the potential applied to the memory cell becomes lower than the potential of the first power supply which is the normal power supply potential, so that the power consumption of the memory cell can be reduced. Further, since the potential of the source line is relatively increased, the ability of the drive transistor to latch the signal potential is reduced, so that the writing operation is accelerated.
【0050】この場合に、前記降圧回路は前記メモリセ
ルを構成している全てのトランジスタの導電型が反転さ
れてなるメモリセルであることが好ましい。In this case, it is preferable that the step-down circuit is a memory cell in which the conductivity types of all the transistors forming the memory cell are inverted.
【0051】このようにすると、導電型が反転されたメ
モリセルと反転されていないメモリセルとが直列に接続
されるため、通常の電源電位である第1の電源の電位が
印加されることにより、直列接続された2つのメモリセ
ルを安定して駆動することができる。また、直列接続さ
れた2つのメモリセルを通常の電源電位である第1の電
源の電位により駆動することができるため、1つ当たり
のメモリセルの消費電力を少なくすることができる。In this way, the memory cells whose conductivity types are inverted and the memory cells which are not inverted are connected in series, so that the potential of the first power supply, which is a normal power supply potential, is applied. , Two memory cells connected in series can be stably driven. Further, since two memory cells connected in series can be driven by the potential of the first power supply which is a normal power supply potential, the power consumption of each memory cell can be reduced.
【0052】この場合に、前記第3の制御線に接続され
ているメモリセルの数は前記第1の制御線及び第2の制
御線に接続されているメモリセルの数よりも多くなるこ
とが好ましい。In this case, the number of memory cells connected to the third control line may be larger than the number of memory cells connected to the first control line and the second control line. preferable.
【0053】このようにすると、第3の制御線に接続さ
れるメモリセルの数が増え、第2及び第3の制御線対に
接続されるメモリセルの数が減るため、第3の制御線の
本数が少なくなるので、ロウアドレスのデコードを早く
行なえるようになる。その結果、アクセス時間を短縮す
ることができるので、高速動作が可能となる。In this way, the number of memory cells connected to the third control line increases and the number of memory cells connected to the second and third control line pairs decreases, so that the third control line Since the number of lines is reduced, the row address can be decoded faster. As a result, the access time can be shortened, and high-speed operation is possible.
【0054】本発明に係る第2の半導体集積回路装置
は、メモリセルが行列状に配設されてなるメモリセルア
レイを備えた半導体集積回路装置を対象とし、前記メモ
リセルは、ゲート電極とドレイン電極とがクロスカップ
ルされている第1のトランジスタ及び第2のトランジス
タからなるトランジスタ対を含み、前記メモリセルにデ
ータを書き込む際に、前記トランジスタ対のうちの少な
くともよりオンの状態にあるトランジスタのゲート・ソ
ース間電圧の差の絶対値が小さくなるように前記トラン
ジスタのソース電極の電位を変動させるソース電位変動
手段を備えている。A second semiconductor integrated circuit device according to the present invention is intended for a semiconductor integrated circuit device provided with a memory cell array in which memory cells are arranged in rows and columns, wherein the memory cells have gate electrodes and drain electrodes. And a cross-coupled transistor pair including a first transistor and a second transistor, at the time of writing data to the memory cell, at least a gate of a transistor in the on-state of the transistor pair. A source potential changing means for changing the potential of the source electrode of the transistor is provided so that the absolute value of the difference between the sources becomes small.
【0055】第2の半導体集積回路装置によると、メモ
リセルにデータを書き込む際に、トランジスタ対のうち
の少なくともよりオンの状態にあるトランジスタのゲー
ト・ソース間電圧の差の絶対値が小さくなるようにトラ
ンジスタのソース電極の電位を変動させるソース電位変
動手段を備えているため、トランジスタ対のうちの少な
くともよりオンの状態にあるトランジスタが他のトラン
ジスタよりもオフの状態になるので、信号電位のラッチ
能力が低下する。According to the second semiconductor integrated circuit device, when writing data to the memory cell, the absolute value of the difference between the gate-source voltage of at least the transistor in the on-state of the transistor pair becomes small. Since the source potential changing means for changing the potential of the source electrode of the transistor is provided in the transistor, at least the transistor in the on-state of the transistor pair is in the off-state than the other transistors, so that the signal potential latch Ability decreases.
【0056】第2の半導体集積回路装置において、前記
トランジスタ対はソース電極が共有されていることが好
ましい。このようにすると、ソース電極の電位を容易に
且つ確実に変動させることができる。In the second semiconductor integrated circuit device, it is preferable that the transistor pair share a source electrode. By doing so, the potential of the source electrode can be easily and surely changed.
【0057】第2の半導体集積回路装置において、前記
トランジスタ対はソース電極が分離されていることが好
ましい。このようにすると、書き込みデータに応じて信
号電位のラッチ能力を低下させることができる。In the second semiconductor integrated circuit device, it is preferable that the source electrode of the transistor pair is separated. By doing so, the latching capability of the signal potential can be reduced according to the write data.
【0058】この場合に、前記ソース電位変動手段は、
前記トランジスタ対が、よりオフの状態にある側のトラ
ンジスタのゲート・ソース間電圧の差の絶対値が大きく
なるように前記トランジスタのソース電極の電位を変動
させることが好ましい。In this case, the source potential changing means is
It is preferable that the potential of the source electrode of the transistor is changed so that the absolute value of the difference between the gate-source voltage of the transistor on the side of the transistor in the off state becomes larger.
【0059】このように、ソース電位変動手段は、トラ
ンジスタ対が、よりオフの状態にある側のトランジスタ
のゲート・ソース間電圧の差の絶対値が大きくなるよう
にトランジスタのソース電極の電位を変動させるため、
トランジスタ対のうちの少なくともよりオフの状態にあ
るトランジスタが他のトランジスタよりもオンの状態に
なるので、信号電位のラッチ能力が低下する。その結
果、記憶ノード対の信号電位のバランスが早く崩れるよ
うになるので、書き込み動作を高速に行なえるようにな
る。As described above, the source potential changing means changes the potential of the source electrode of the transistor so that the absolute value of the difference between the gate-source voltage of the transistor on the side in which the transistor pair is in the off state becomes large. To let
Since at least the transistor in the off state of the transistor pair is in the on state than the other transistors, the ability to latch the signal potential is reduced. As a result, the balance of the signal potentials of the storage node pair is quickly lost, so that the write operation can be performed at high speed.
【0060】さらにこの場合に、前記メモリセルにおけ
る、前記第1のトランジスタはドレイン電極が第1の記
憶ノードに接続された第1の駆動トランジスタであり、
前記第2のトランジスタはドレイン電極が前記第1の記
憶ノードの相補関係にある第2の記憶ノードに接続され
た第2の駆動トランジスタであり、前記メモリセルは、
互いのゲート電極とソース電極とがクロスカップルさ
れ、一方のソース/ドレイン電極が第1の電源に接続さ
れ他方のソース/ドレイン電極が前記第1の記憶ノード
に接続された第1の負荷トランジスタと、一方のソース
/ドレイン電極が第1の電源に接続され他方のソース/
ドレイン電極が前記第2の記憶ノードに接続された第2
の負荷トランジスタとを有しており、前記ソース電位変
動手段は、第1の記憶ノードに前記第1の駆動トランジ
スタのソース/ドレイン電極と反対の信号電位を書き込
む際には、前記第3の電源にグラウンド線制御電位を印
加し且つ前記第4の電源に前記第2の電源の電位を印加
すると共に、前記第1の記憶ノードに第1の駆動トラン
ジスタのソース/ドレイン電極と同じ信号電位を書き込
む際には、前記第3の電源に前記第2の電源の電位を印
加し且つ前記第4の電源に前記グラウンド線制御電位を
印加するグラウンド線制御回路であることが好ましい。Further, in this case, the first transistor in the memory cell is a first drive transistor whose drain electrode is connected to the first storage node,
The second transistor is a second drive transistor whose drain electrode is connected to a second storage node that is complementary to the first storage node, and the memory cell is
A first load transistor having a gate electrode and a source electrode cross-coupled with each other, one source / drain electrode connected to a first power supply, and the other source / drain electrode connected to the first storage node; , One source / drain electrode is connected to the first power supply and the other source / drain electrode
A second drain electrode connected to the second storage node;
Load source transistor, the source potential changing means is configured to, when the signal potential opposite to the source / drain electrode of the first driving transistor is written to the first storage node, supply the third power source. A ground line control potential and a potential of the second power source to the fourth power source, and write the same signal potential as the source / drain electrode of the first drive transistor to the first memory node. In this case, the ground line control circuit preferably applies the potential of the second power source to the third power source and applies the ground line control potential to the fourth power source.
【0061】このようにすると、ソース電位変動手段は
グラウンド線制御回路であって、第1の記憶ノードに第
1の駆動トランジスタのソース/ドレイン電極と反対の
信号電位を書き込む際には、第3の電源にグラウンド線
制御電位を印加し且つ第4の電源に第2の電源の電位を
印加すると共に、第1の記憶ノードに第1の駆動トラン
ジスタのソース/ドレイン電極と同じ信号電位を書き込
む際には、第3の電源に第2の電源の電位を印加し且つ
第4の電源にグラウンド線制御電位を印加するため、第
1又は第2の記憶ノードの信号電位のラッチ能力を確実
に低下させることができる。In this way, the source potential changing means is the ground line control circuit, and when writing the signal potential opposite to the source / drain electrode of the first drive transistor to the first storage node, the third potential is applied to the third storage node. When the ground line control potential is applied to the second power supply and the potential of the second power supply is applied to the fourth power supply, and the same signal potential as the source / drain electrode of the first drive transistor is written to the first storage node Since the potential of the second power source is applied to the third power source and the ground line control potential is applied to the fourth power source, the ability to latch the signal potential of the first or second storage node is surely lowered. Can be made.
【0062】第2の半導体集積回路装置は、前記メモリ
セルアレイは列方向に並ぶ前記メモリセルを制御する第
1の制御線及び第2の制御線を有しており、前記メモリ
セルからデータを読み出す際に、前記第1の制御線及び
第2の制御線に第1の電位を印加し、前記メモリセルに
データを書き込む際に、前記第1の制御線に前記第1の
電位又は第2の電位を印加し、且つ、前記第2の制御線
に第3の電位を印加するビット線制御回路を備えている
ことが好ましい。In the second semiconductor integrated circuit device, the memory cell array has a first control line and a second control line for controlling the memory cells arranged in the column direction, and data is read from the memory cells. At this time, a first potential is applied to the first control line and the second control line, and when writing data in the memory cell, the first potential or the second potential is applied to the first control line. It is preferable to include a bit line control circuit that applies a potential and that applies a third potential to the second control line.
【0063】このように、メモリセルアレイは、列方向
に並ぶ前記メモリセルを制御する第1の制御線及び第2
の制御線を有しており、メモリセルからデータを読み出
す際に、第1の制御線及び第2の制御線に第1の電位を
印加しているため、第1の制御線及び第2の制御線を接
地電位とすることができる。また、メモリセルにデータ
を書き込む際に、第1の制御線に第1の電位又は第2の
電位を印加し、且つ、第2の制御線に第3の電位を印加
するビット線制御回路を有しているため、第1の制御線
にはローのデータ又はハイのデータを印加し、且つ、第
2の制御線に書き込みを制御する制御電位を印加するこ
とができるので、記憶ノードに信号電位を確実に書き込
むことができる。As described above, the memory cell array includes the first control line and the second control line for controlling the memory cells arranged in the column direction.
Control line, and applies the first potential to the first control line and the second control line when reading data from the memory cell, the first control line and the second control line The control line can be at ground potential. In addition, a bit line control circuit which applies a first potential or a second potential to the first control line and a third potential to the second control line when writing data to the memory cell Since it has, the low data or the high data can be applied to the first control line, and the control potential for controlling the writing can be applied to the second control line. The potential can be written surely.
【0064】第2の半導体集積回路装置がビット線制御
回路を備えている場合に、前記メモリセルは、前記第1
の記憶ノードと前記第1の制御線との間に直列に接続さ
れており、第3の制御線により制御され、一方のソース
/ドレイン電極が前記第1の制御線に接続されている第
1のスイッチトランジスタと、前記第2の制御線により
制御され、一方のソース/ドレイン電極が前記第1の記
憶ノードに接続され他方のソース/ドレイン電極が前記
第1のスイッチトランジスタの他方のソース/ドレイン
電極に接続されている第2のスイッチトランジスタとを
有し、前記第2のスイッチトランジスタは前記第1の記
憶ノードと前記第1の駆動トランジスタとの間に直列に
接続されていることが好ましい。When the second semiconductor integrated circuit device includes a bit line control circuit, the memory cell has the first
Connected in series between the first storage line and the first control line, is controlled by a third control line, and one source / drain electrode is connected to the first control line. Controlled by the switch transistor and the second control line, one source / drain electrode is connected to the first storage node, and the other source / drain electrode is the other source / drain of the first switch transistor. A second switch transistor connected to the electrode, wherein the second switch transistor is preferably connected in series between the first storage node and the first drive transistor.
【0065】このように、第2のスイッチトランジスタ
は第1の記憶ノードと第1の駆動トランジスタとの間に
直列に接続されているため、第1の記憶ノードが第1の
制御線から遮断されるので、プリチャージの電位を接地
電位に設定できると共に、読み出し期間に第1の制御線
が活性化されても第1の記憶ノードの電位が上昇しなく
なる。その結果、メモリセルには貫通電流が流れなくな
るので、低電圧駆動が可能となる。As described above, since the second switch transistor is connected in series between the first storage node and the first drive transistor, the first storage node is cut off from the first control line. Therefore, the precharge potential can be set to the ground potential, and the potential of the first storage node does not rise even if the first control line is activated during the read period. As a result, a through current does not flow in the memory cell, so that low voltage driving is possible.
【0066】この場合に、互いに隣接する前記メモリセ
ルは前記第3の電源と前記第4の電源とに共通に接続さ
れていることが好ましい。In this case, it is preferable that the memory cells adjacent to each other are commonly connected to the third power source and the fourth power source.
【0067】このように、互いに隣接するメモリセルは
第3の電源線と第4の電源線とを共有しているため、こ
れらの電源線の本数を減らすことができるので、半導体
基板上の素子のエリアがこれらの電源線により犠牲にな
らない。As described above, since the memory cells adjacent to each other share the third power supply line and the fourth power supply line, it is possible to reduce the number of these power supply lines. Area is not sacrificed by these power lines.
【0068】またこの場合に、前記第2のスイッチトラ
ンジスタのしきい値電圧は前記第1の駆動トランジス
タ、第2の駆動トランジスタ及び第1のスイッチトラン
ジスタのいずれのしきい値電圧よりも低くなるように設
定されていることが好ましい。In this case, the threshold voltage of the second switch transistor may be lower than the threshold voltage of any of the first drive transistor, the second drive transistor and the first switch transistor. Is preferably set to.
【0069】このように、書き込み動作時に第2の制御
線により活性化される第2のスイッチトランジスタのし
きい値電圧が低くなるように設定されているため、第2
の制御線が印加される第3の電位よりも高い電位が不要
となるので、消費電力をさらに減少することができる。As described above, since the threshold voltage of the second switch transistor activated by the second control line is set to be low during the write operation, the second
Since the potential higher than the third potential applied to the control line is unnecessary, the power consumption can be further reduced.
【0070】またこの場合に、前記第2の負荷トランジ
スタのサイズは前記第1の負荷トランジスタ及び第2の
駆動トランジスタのいずれのサイズよりも小さくなるよ
うに設定されていることが好ましい。In this case, it is preferable that the size of the second load transistor is set to be smaller than the size of either the first load transistor or the second drive transistor.
【0071】このように、第1の記憶ノードの電位によ
り制御される第2の負荷トランジスタのサイズが小さく
設定されているため、第2の負荷トランジスタの動作速
度が速くなるので、書き込み動作において第1の記憶ノ
ードにハイのデータ「1」が早く書き込めるようにな
り、アクセス時間を短縮することができる。As described above, since the size of the second load transistor controlled by the potential of the first storage node is set small, the operating speed of the second load transistor is increased, so that the second load transistor operates in the write operation. The high data “1” can be written into the storage node of 1 quickly, and the access time can be shortened.
【0072】またこの場合に、前記第2の制御線は前記
第3の制御線と平行に配置されており、前記第4の電源
に接続されている電源線と前記第1の制御線とはコラム
アドレスをデコードするための前記メモリセルのビット
線対をなすことが好ましい。Further, in this case, the second control line is arranged in parallel with the third control line, and the power supply line connected to the fourth power supply and the first control line are separated from each other. It is preferable to form a bit line pair of the memory cell for decoding a column address.
【0073】このようにすると、書き込み時の制御線と
なる第2の制御線が第3の制御線に対して平行になるよ
うに配置されるため、ロウ方向よりもコラム方向に多く
のメモリセルが接続されているメモリセルアレイの場合
には、第2の制御線に接続されるメモリセルの数が減る
ことになるので、第2の制御線の容量が下がり、書き込
み動作時の消費電力を少なくすることができる。With this arrangement, the second control line, which is a control line for writing, is arranged in parallel with the third control line, so that more memory cells are arranged in the column direction than in the row direction. In the case of a memory cell array in which the second control line is connected, the number of memory cells connected to the second control line is reduced, so that the capacity of the second control line is reduced and the power consumption during the write operation is reduced. can do.
【0074】さらに、書き込み対象となるメモリセルは
第1の制御線及び第2の制御線とが交差するメモリセル
に限られることになるため、誤書き込みを防止すること
ができる。Further, since the memory cell to be written is limited to the memory cell where the first control line and the second control line intersect, erroneous writing can be prevented.
【0075】この場合に、前記第2の制御線は複数の同
一コラムの前記メモリセルにより共有されていることが
好ましい。In this case, it is preferable that the second control line be shared by a plurality of memory cells in the same column.
【0076】このように、第2の制御線が複数の同一コ
ラムのメモリセルにより共有されるため、第2の制御線
の本数が減ることになるので、半導体基板上の素子のエ
リアが第2の制御線により犠牲にならない。As described above, since the second control line is shared by a plurality of memory cells in the same column, the number of second control lines is reduced, so that the element area on the semiconductor substrate is the second. Not sacrificed by the control line.
【0077】またこの場合に、前記メモリセルは、前記
第2の記憶ノードと前記第4の電源との間に前記第2の
駆動トランジスタと平行に接続されており、前記第1の
スイッチトランジスタと前記第2のスイッチトランジス
タとの接続点の電位により制御される第3のスイッチト
ランジスタをさらに有していることが好ましい。Further, in this case, the memory cell is connected between the second storage node and the fourth power source in parallel with the second drive transistor, and is connected to the first switch transistor. It is preferable to further include a third switch transistor which is controlled by a potential at a connection point with the second switch transistor.
【0078】このようにすると、第1の制御線により制
御される第3のスイッチトランジスタが第2の記憶ノー
ドと接地電位となる第2の電源との間に接続されるた
め、第3のスイッチトランジスタは第1の記憶ノードに
より制御される第2の駆動トランジスタよりも先に動作
し始めるので、第2の記憶ノードは速やかに基準電位に
近づくようになり、アクセス時間を短縮することができ
る。With this configuration, the third switch transistor controlled by the first control line is connected between the second storage node and the second power supply at the ground potential, so that the third switch is connected. Since the transistor starts operating before the second drive transistor controlled by the first storage node, the second storage node quickly approaches the reference potential, and the access time can be shortened.
【0079】またこの場合に、前記第1の電源は降圧回
路により降圧されていることが好ましい。Further, in this case, it is preferable that the first power source is stepped down by a step-down circuit.
【0080】このようにすると、メモリセルに印加され
る電位は通常の電源電位である第1の電源の電位よりも
低くなるため、メモリセルの消費電力を少なくすること
ができる。また、ソース線の電位が相対的に上昇するこ
とになるため、駆動トランジスタの信号電位のラッチ能
力が低下するので、書き込み動作が早くなる。In this way, the potential applied to the memory cell becomes lower than the potential of the first power supply, which is the normal power supply potential, so that the power consumption of the memory cell can be reduced. Further, since the potential of the source line is relatively increased, the ability of the drive transistor to latch the signal potential is reduced, so that the writing operation is accelerated.
【0081】この場合に、前記降圧回路は前記メモリセ
ルを構成している全てのトランジスタの導電型が反転さ
れてなるメモリセルであることが好ましい。In this case, it is preferable that the step-down circuit is a memory cell in which the conductivity types of all the transistors forming the memory cell are inverted.
【0082】このようにすると、導電型が反転されたメ
モリセルと反転されていないメモリセルとが直列に接続
されるため、通常の電源電位であり第1の電源の電位が
印加されることにより、直列接続された2つのメモリセ
ルを安定して駆動することができる。また、直列接続さ
れた2つのメモリセルを通常の電源電位である第1の電
源の電位により駆動することができるため、1つ当たり
のメモリセルの消費電力を少なくすることができる。In this way, since the memory cells whose conductivity types are inverted and the memory cells which are not inverted are connected in series, the normal power source potential and the potential of the first power source are applied. , Two memory cells connected in series can be stably driven. Further, since two memory cells connected in series can be driven by the potential of the first power supply which is a normal power supply potential, the power consumption of each memory cell can be reduced.
【0083】またこの場合に、前記第3の制御線に接続
されているメモリセルの数は前記第1の制御線及び第2
の制御線に接続されているメモリセルの数よりも多くな
ることが好ましい。In this case, the number of memory cells connected to the third control line is the same as that of the first control line and the second control line.
It is preferable that the number is larger than the number of memory cells connected to the control line.
【0084】このようにすると、第3の制御線に接続さ
れるメモリセルの数が増え、第1及び第2の制御線対に
接続されるメモリセルの数が減るため、第3の制御線の
本数が少なくなるので、ロウアドレスのデコードを早く
行なえるようになる。その結果、アクセス時間を短縮す
ることができるので、高速動作が可能となる。In this way, the number of memory cells connected to the third control line increases and the number of memory cells connected to the first and second control line pairs decreases, so that the third control line Since the number of lines is reduced, the row address can be decoded faster. As a result, the access time can be shortened, and high-speed operation is possible.
【0085】第2の半導体集積回路装置がビット線制御
回路を備えている場合に、前記メモリセルは、前記第2
の記憶ノードと前記第1の制御線との間に直列に接続さ
れており、前記第3の制御線により制御され、一方のソ
ース/ドレイン電極が前記第1の制御線に接続されてい
る第1のスイッチトランジスタと、前記第2の制御線に
より制御され、一方のソース/ドレイン電極が前記第2
の記憶ノードに接続され他方のソース/ドレイン電極が
前記第1のスイッチトランジスタの他方のソース/ドレ
イン電極に接続されている第2のスイッチトランジスタ
と、前記第1のスイッチトランジスタと前記第3の電源
との間に直列に接続されており、前記第1の記憶ノード
により制御される第3のスイッチトランジスタとを有し
ていることが好ましい。In the case where the second semiconductor integrated circuit device includes a bit line control circuit, the memory cell has the second line.
Connected in series between the first storage line and the first control line, controlled by the third control line, and one source / drain electrode connected to the first control line. One switch transistor and one of the source / drain electrodes are controlled by the second control line.
A second switch transistor connected to the storage node of the first switch transistor and the other source / drain electrode connected to the other source / drain electrode of the first switch transistor, the first switch transistor, and the third power supply. And a third switch transistor which is connected in series between and and is controlled by the first storage node.
【0086】このように、第2の制御線により制御さ
れ、一方のソース/ドレイン電極が第2の記憶ノードに
接続され他方のソース/ドレイン電極が第1のスイッチ
トランジスタの他方のソース/ドレイン電極に接続され
ている第2のスイッチトランジスタと、第1のスイッチ
トランジスタと第2の電源との間に直列に接続されてお
り、第1の記憶ノードにより制御される第3のスイッチ
トランジスタとを有しているため、第1の記憶ノードが
第1の制御線から遮断されるので、プリチャージの電位
を接地電位に設定できると共に、読み出し時に第1の制
御線が活性化されても第1の記憶ノードの電位が上昇し
なくなる。その結果、メモリセルには貫通電流が流れな
くなるので、低電圧駆動が可能となる。さらに、インバ
ータ内にスイッチトランジスタが直列に接続されていな
いため、その分のノイズマージンを大きくすることがで
きる。As described above, controlled by the second control line, one source / drain electrode is connected to the second storage node and the other source / drain electrode is the other source / drain electrode of the first switch transistor. And a third switch transistor connected in series between the first switch transistor and the second power supply and controlled by the first storage node. Therefore, the first storage node is cut off from the first control line, so that the precharge potential can be set to the ground potential and the first control line is activated even when the first control line is activated at the time of reading. The potential of the storage node does not rise. As a result, a through current does not flow in the memory cell, so that low voltage driving is possible. Furthermore, since the switch transistors are not connected in series in the inverter, the noise margin can be increased accordingly.
【0087】この場合に、互いに隣接する前記メモリセ
ルは前記第3の電源と前記第4の電源とに共通に接続さ
れていることが好ましい。In this case, it is preferable that the memory cells adjacent to each other are commonly connected to the third power source and the fourth power source.
【0088】このように、互いに隣接するメモリセルは
第3の電源線と第4の電源線とを共有しているため、こ
れらの電源線の本数が減ることになるので、半導体基板
上の素子のエリアがこれらの電源線により犠牲にならな
い。As described above, since the memory cells adjacent to each other share the third power supply line and the fourth power supply line, the number of these power supply lines is reduced, so that the elements on the semiconductor substrate are reduced. Area is not sacrificed by these power lines.
【0089】またこの場合に、前記第1の負荷トランジ
スタのサイズは前記第2の負荷トランジスタのサイズよ
りも小さくなるように設定されていることが好ましい。Further, in this case, it is preferable that the size of the first load transistor is set to be smaller than the size of the second load transistor.
【0090】このように、第2の記憶ノードの電位によ
り制御される第1の負荷トランジスタのサイズが小さく
設定されているため、第1の負荷トランジスタの動作速
度が速くなるので、書き込み動作において第2の記憶ノ
ードにハイのデータ「1」が早く書き込めるようにな
り、アクセス時間を短縮することができる。As described above, since the size of the first load transistor controlled by the potential of the second storage node is set to be small, the operating speed of the first load transistor is increased, so that the first load transistor operates in the write operation. The high data "1" can be written into the second storage node quickly, and the access time can be shortened.
【0091】またこの場合に、前記第2の制御線は前記
第3の制御線と平行に配置されており、前記第4の電源
に接続されている電源線と前記第1の制御線とはコラム
アドレスをデコードするための前記メモリセルのビット
線対をなすことが好ましい。Further, in this case, the second control line is arranged in parallel with the third control line, and the power supply line connected to the fourth power supply and the first control line are separated from each other. It is preferable to form a bit line pair of the memory cell for decoding a column address.
【0092】このように、書き込み時の制御線となる第
2の制御線が第3の制御線に対して平行になるように配
置されるため、ロウ方向よりもコラム方向に多くのメモ
リセルが接続されているメモリセルアレイの場合には、
第2の制御線に接続されるメモリセルの数が減ることに
なるので、第2の制御線の容量が下がり、書き込み動作
時の消費電力を少なくすることができる。As described above, since the second control line, which is a control line for writing, is arranged in parallel with the third control line, more memory cells are arranged in the column direction than in the row direction. In case of connected memory cell array,
Since the number of memory cells connected to the second control line is reduced, the capacity of the second control line is reduced and the power consumption during the write operation can be reduced.
【0093】さらに、書き込み対象となるメモリセルは
第2の制御線と第1の制御線とが交差するメモリセルに
限られることになるため、誤書き込みを防止することが
できる。Further, since the memory cell to be written is limited to the memory cell where the second control line and the first control line intersect, erroneous writing can be prevented.
【0094】この場合に、前記第2の制御線は前記複数
の同一コラムの前記メモリセルにより共有されているこ
とが好ましい。In this case, it is preferable that the second control line is shared by the memory cells in the same column.
【0095】このように、第2の制御線が複数の同一コ
ラムのメモリセルにより共有されるため、第2の制御線
の本数が減ることになるので、半導体基板上の素子のエ
リアが第2の制御線により犠牲にならない。As described above, since the second control line is shared by a plurality of memory cells in the same column, the number of second control lines is reduced, so that the element area on the semiconductor substrate is the second. Not sacrificed by the control line.
【0096】またこの場合に、前記メモリセルは、前記
第1の記憶ノードと前記第3の電源との間に前記第1の
駆動トランジスタと並列に接続されており、前記第1の
スイッチトランジスタと前記第2のスイッチトランジス
タとの接続点の電位により制御される第4のスイッチト
ランジスタをさらに有していることが好ましい。Further, in this case, the memory cell is connected in parallel with the first drive transistor between the first storage node and the third power supply, and is connected to the first switch transistor. It is preferable to further include a fourth switch transistor that is controlled by the potential of the connection point with the second switch transistor.
【0097】このようにすると、第1の制御線により活
性化され、第1及び第2のスイッチトランジスタの接続
点の電位により制御される第4のスイッチトランジスタ
が第1の記憶ノードと接地電位となる第2の電源との間
に接続されるため、第4のスイッチトランジスタは第2
の記憶ノードにより制御される第1の駆動トランジスタ
よりも先に動作し始めることになるので、第1の記憶ノ
ードが速やかに基準電位に近づくようになり、アクセス
時間を短縮することができる。In this way, the fourth switch transistor activated by the first control line and controlled by the potential at the connection point of the first and second switch transistors is connected to the first storage node and the ground potential. The fourth switch transistor is connected to the second power source
Since the operation starts before the first drive transistor controlled by the storage node of No. 1, the first storage node quickly approaches the reference potential, and the access time can be shortened.
【0098】またこの場合に、前記第1の電源は降圧回
路により降圧されていることが好ましい。Further, in this case, it is preferable that the first power source is stepped down by a step-down circuit.
【0099】このようにすると、メモリセルに印加され
る電位は通常の電源電位である第1の電源の電位よりも
低くなるため、メモリセルの消費電力を少なくすること
ができる。また、ソース線の電位が相対的に上昇するこ
とになるため、駆動トランジスタの信号電位のラッチ能
力が低下するので、書き込み動作が早くなる。In this way, the potential applied to the memory cell becomes lower than the potential of the first power supply, which is the normal power supply potential, so that the power consumption of the memory cell can be reduced. Further, since the potential of the source line is relatively increased, the ability of the drive transistor to latch the signal potential is reduced, so that the writing operation is accelerated.
【0100】この場合に、前記降圧回路は前記メモリセ
ルを構成している全てのトランジスタの導電型が反転さ
れてなることが好ましい。In this case, it is preferable that in the step-down circuit, the conductivity types of all the transistors forming the memory cell are inverted.
【0101】このようにすると、導電型が反転されたメ
モリセルと反転されていないメモリセルとが直列に接続
されるため、通常の電源電位である第1の電源の電位が
印加されることにより、直列接続された2つのメモリセ
ルを安定して駆動することができる。その上、直列接続
された2つのメモリセルを通常の電源電位である第1の
電源の電位により駆動することができるため、1つ当た
りのメモリセルの消費電力を少なくすることができる。In this way, since the memory cells whose conductivity type is inverted and the memory cells which are not inverted are connected in series, the potential of the first power supply, which is the normal power supply potential, is applied. , Two memory cells connected in series can be stably driven. Moreover, since two memory cells connected in series can be driven by the potential of the first power supply which is a normal power supply potential, the power consumption of each memory cell can be reduced.
【0102】またこの場合に、前記第3の制御線に接続
されているメモリセルの数は前記第1の制御線及び第2
の制御線に接続されているメモリセルの数よりも多くな
ることが好ましい。In this case, the number of memory cells connected to the third control line is the same as that of the first control line and the second control line.
It is preferable that the number is larger than the number of memory cells connected to the control line.
【0103】このようにすると、第3の制御線に接続さ
れるメモリセルの数が増え、第1及び第2の制御線対に
接続されるメモリセルの数が減るため、第3の制御線の
本数が少なくなるので、ロウアドレスのデコードを早く
行なえるようになる。その結果、アクセス時間を短縮す
ることができるので、高速動作が可能となる。In this way, the number of memory cells connected to the third control line increases and the number of memory cells connected to the first and second control line pairs decreases, so that the third control line Since the number of lines is reduced, the row address can be decoded faster. As a result, the access time can be shortened, and high-speed operation is possible.
【0104】第2の半導体集積回路装置において、前記
メモリセルアレイは、列方向に並ぶ前記メモリセルを制
御する第1の制御線及び第2の制御線と、行方向に並ぶ
前記メモリセルを制御する第3の制御線とを有してお
り、前記メモリセルにおける、前記第1のトランジスタ
はドレイン電極が第1の記憶ノードに接続された第1の
駆動トランジスタであり、前記第2のトランジスタはド
レイン電極が前記第1の記憶ノードの相補関係にある第
2の記憶ノードに接続された第2の駆動トランジスタで
あり、前記メモリセルは、互いのゲート電極とソース電
極とがクロスカップルされ、一方のソース/ドレイン電
極が第1の電源に接続され他方のソース/ドレイン電極
が前記第1の記憶ノードに接続された第1の負荷トラン
ジスタと、一方のソース/ドレイン電極が第1の電源に
接続され他方のソース/ドレイン電極が前記第2の記憶
ノードに接続された第2の負荷トランジスタとを有して
おり、前記第1の記憶ノードと前記第1の制御線との間
に直列に接続されており、前記第3の制御線により制御
され、一方のソース/ドレイン電極が前記第1の制御線
に接続されている第1のスイッチトランジスタと、前記
第2の記憶ノードにより制御され、一方のソース/ドレ
イン電極が前記第1のスイッチトランジスタの他方のソ
ース/ドレイン電極に接続されている第2のスイッチト
ランジスタと、前記第2の記憶ノードと前記第2の制御
線との間に直列に接続されており、前記第1の記憶ノー
ドにより制御される第3のスイッチトランジスタと、前
記第1の制御線により制御され、一方のソース/ドレイ
ン電極が前記第3のスイッチトランジスタの一方のソー
ス/ドレイン電極に接続され他方のソース/ドレイン電
極が前記第2の制御線に接続されている第4のスイッチ
トランジスタとを有し、前記第2のスイッチトランジス
タは前記第1の記憶ノードと前記第1の駆動トランジス
タとの間に直列に接続され、前記第3のスイッチトラン
ジスタは前記第2の記憶ノードと前記第2の駆動トラン
ジスタとの間に直列に接続されていることが好ましい。In the second semiconductor integrated circuit device, the memory cell array controls the first control line and the second control line for controlling the memory cells arranged in the column direction and the memory cells arranged in the row direction. A third control line, in the memory cell, the first transistor is a first drive transistor whose drain electrode is connected to a first storage node, and the second transistor is a drain. An electrode is a second drive transistor connected to a second storage node which is in a complementary relationship with the first storage node, and the memory cell has a gate electrode and a source electrode which are cross-coupled to each other. A first load transistor having a source / drain electrode connected to a first power supply and the other source / drain electrode connected to the first storage node; A second load transistor having a source / drain electrode connected to a first power supply and the other source / drain electrode connected to the second storage node, the first storage node and the second load transistor being connected to the second storage node. A first switch transistor connected in series with the first control line, controlled by the third control line, and having one source / drain electrode connected to the first control line; A second switch transistor controlled by the second storage node and having one source / drain electrode connected to the other source / drain electrode of the first switch transistor; the second storage node; A third switch transistor connected in series with a second control line and controlled by the first storage node; and controlled by the first control line, A fourth switch transistor having a source / drain electrode connected to one source / drain electrode of the third switch transistor and the other source / drain electrode connected to the second control line; The second switch transistor is connected in series between the first storage node and the first drive transistor, and the third switch transistor is connected between the second storage node and the second drive transistor. It is preferable that they are connected in series.
【0105】このように、第2の記憶ノードにより制御
され、一方のソース/ドレイン電極が第1のスイッチト
ランジスタのソース/ドレイン電極に接続されている第
2のスイッチトランジスタを有しているため、第1の記
憶ノードが第1の制御線から遮断されるので、プリチャ
ージの電位を接地電位に設定できると共に、読み出し期
間に第1の制御線が活性化されても第1の記憶ノードの
電位が上昇しなくなる。その結果、読み出し時のメモリ
セルには貫通電流が流れなくなるので、低電圧駆動が可
能となる。As described above, since the source / drain electrode of one of the source / drain electrodes is controlled by the second storage node and is connected to the source / drain electrode of the first switch transistor, Since the first storage node is cut off from the first control line, the precharge potential can be set to the ground potential, and even if the first control line is activated during the read period, the potential of the first storage node Will not rise. As a result, a through current does not flow in the memory cell at the time of reading, so that low voltage driving is possible.
【0106】この場合に、前記メモリセルアレイは、互
いに直列に接続され、第1のメモリセルと、該第1のメ
モリセル内の対応する各トランジスタの導電型が反転さ
れた第2のメモリセルとを有し、前記第1のメモリセル
及び第2のメモリセルは前記第1の電源の電位のほぼ半
分の電位に印加されることが好ましい。In this case, the memory cell arrays are connected in series with each other, and include a first memory cell and a second memory cell in which the conductivity type of each corresponding transistor in the first memory cell is inverted. It is preferable that the first memory cell and the second memory cell are applied to a potential approximately half the potential of the first power supply.
【0107】このようにすると、導電型が反転されたメ
モリセルと反転されていないメモリセルとが直列に接続
されるため、通常の電源電位である第1の電源の電位が
印加されることにより、直列接続された2つのメモリセ
ルを安定して駆動することができるので、1つ当たりの
メモリセルの消費電力を少なくすることができる。In this way, the memory cells whose conductivity types are inverted and the memory cells which are not inverted are connected in series, so that the potential of the first power supply, which is the normal power supply potential, is applied. Since two memory cells connected in series can be stably driven, the power consumption of each memory cell can be reduced.
【0108】さらに、基準電位が通常の電源電位のほぼ
半分の電位とされるため、ローのデータとなる基準電位
が第1の記憶ノードに書き込まれる際に、第1導電型の
メモリセルにおける第1の制御線に基準電位よりも低い
接地電位が印加され、第2導電型のメモリセルにおける
第1の制御線に基準電位よりも高い電源電位が印加され
るので、第1又は第2の記憶ノードのラッチ能力は低下
して書き込み動作が早く完了し、アクセス時間を短縮す
ることができる。Further, since the reference potential is set to almost half of the normal power supply potential, when the reference potential which becomes low data is written in the first storage node, the first conductivity type memory cell has the first potential. The ground potential lower than the reference potential is applied to the first control line, and the power supply potential higher than the reference potential is applied to the first control line in the second conductivity type memory cell. The latching ability of the node is reduced, the write operation is completed quickly, and the access time can be shortened.
【0109】またこの場合に、前記第1及び第4のスイ
ッチトランジスタ並びに前記第1及び第2の駆動トラン
ジスタのうちのいずれのしきい値電圧の絶対値も、前記
第1及び第2の負荷トランジスタ並びに前記第2及び第
3のスイッチトランジスタのしきい値電圧の絶対値より
も小さくなるように設定されていることが好ましい。こ
のように、第1及び第4のスイッチトランジスタ並びに
第1及び第2の駆動トランジスタのうちのいずれのしき
い値電圧の絶対値も、第1及び第2の負荷トランジスタ
並びに第2及び第3のスイッチトランジスタの各しきい
値電圧の絶対値よりも小さくなるように設定されている
ため、第1の駆動トランジスタ及び第1のスイッチトラ
ンジスタ並びに第2の駆動トランジスタ及び第4のスイ
ッチトランジスタの動作が高速になると共に、読み出し
動作も書き込み動作も行なわない期間に発生するスタン
バイ電流を抑制することができるので、一層の高速化及
び低消費電力化を図ることができる。In this case, the absolute value of the threshold voltage of any of the first and fourth switch transistors and the first and second drive transistors is the same as that of the first and second load transistors. Further, it is preferable that the threshold voltage is set to be smaller than the absolute value of the threshold voltage of the second and third switch transistors. Thus, the absolute values of the threshold voltages of the first and fourth switch transistors and the first and second drive transistors are the same as those of the first and second load transistors and the second and third load transistors. Since the absolute value of each threshold voltage of the switch transistor is set to be smaller, the operations of the first drive transistor and the first switch transistor, and the second drive transistor and the fourth switch transistor operate at high speed. At the same time, it is possible to suppress the standby current generated during the period in which neither the read operation nor the write operation is performed, so that it is possible to further increase the speed and reduce the power consumption.
【0110】またこの場合に、前記メモリセルにおける
前記第1、第2及び第3の制御線は読み出し専用の制御
線であり、前記メモリセルアレイは、列方向の前記メモ
リセルにおける書き込み専用の第4の制御線及び第5の
制御線と、行方向の前記メモリセルにおける書き込み専
用の第6の制御線と、前記第6の制御線に制御され、一
方のソース/ドレイン電極が前記第1の記憶ノードに接
続され他方のソース/ドレイン電極が前記第4の制御線
に接続されている第5のスイッチトランジスタと、前記
第6の制御線に制御され、一方のソース/ドレイン電極
が前記第2の記憶ノードに接続され他方のソース/ドレ
イン電極が前記第5の制御線に接続されている第6のス
イッチトランジスタとを有しており、前記第1及び第4
のスイッチトランジスタ、前記第1及び第2の駆動トラ
ンジスタ並びに前記第5及び第6のスイッチトランジス
タのうちのいずれのしきい値電圧の絶対値も、前記第1
及び第2の負荷トランジスタ並びに前記第2及び第3の
スイッチトランジスタの各しきい値電圧の絶対値よりも
小さくなるように設定されていることが好ましい。この
ように、第1、第2及び第3の制御線は読み出し専用の
制御線として用い、さらに、メモリセルアレイに列方向
のメモリセルにおける書き込み専用の第4の制御線及び
第5の制御線と、行方向のメモリセルにおける書き込み
専用の第6の制御線と、第1の記憶ノードに接続されて
いる第5のスイッチトランジスタと、第2の記憶ノード
に接続されている第6のスイッチトランジスタとが新た
に設けられているため、読み出し動作と書き込み動作と
を同時に行なうことができる。また、第1及び第4のス
イッチトランジスタ、第1及び第2の駆動トランジスタ
並びに第5及び第6のスイッチトランジスタのうちのい
ずれのしきい値電圧の絶対値も、第1及び第2の負荷ト
ランジスタ並びに第2及び第3のスイッチトランジスタ
のしきい値電圧の絶対値よりも小さくなるように設定さ
れているため、読み出し時には第1の駆動トランジスタ
及び第1のスイッチトランジスタ並びに第2の駆動トラ
ンジスタ及び第4のスイッチトランジスタの動作が高速
になり、書き込み時には第5及び第6のスイッチトラン
ジスタの動作が高速になると共に、読み出し動作も書き
込み動作も行なわない期間に発生するスタンバイ電流を
抑制することができる。その結果、一層の高速化及び低
消費電力化を図ることができる。Further, in this case, the first, second and third control lines in the memory cell are read-only control lines, and the memory cell array is the write-only fourth line in the memory cell in the column direction. Control line and fifth control line, a write-only sixth control line in the memory cell in the row direction, and the sixth control line, and one of the source / drain electrodes is controlled by the first memory. A fifth switch transistor connected to the node and having the other source / drain electrode connected to the fourth control line, and one source / drain electrode controlled by the sixth control line, and the second switch transistor having the second control transistor connected to the fourth control line. A sixth switch transistor connected to the storage node and having the other source / drain electrode connected to the fifth control line, and the first and fourth switch transistors.
The absolute value of the threshold voltage of any one of the switch transistor, the first and second drive transistors, and the fifth and sixth switch transistors,
It is preferable that the absolute values of the threshold voltages of the second load transistor and the second load transistor and the second and third switch transistors are smaller than the absolute values. As described above, the first, second, and third control lines are used as read-only control lines, and further, the write-only fourth control line and the fifth control line in the memory cells in the column direction are connected to the memory cell array. A sixth control line dedicated to writing in the memory cells in the row direction, a fifth switch transistor connected to the first storage node, and a sixth switch transistor connected to the second storage node. Is newly provided, the read operation and the write operation can be simultaneously performed. Further, the absolute values of the threshold voltages of the first and fourth switch transistors, the first and second drive transistors, and the fifth and sixth switch transistors are the same as those of the first and second load transistors. Since the threshold voltages of the second and third switch transistors are set to be smaller than their absolute values, the first drive transistor and the first switch transistor, the second drive transistor, and the The operation of the switch transistor of No. 4 becomes high speed, the operation of the fifth and sixth switch transistors becomes high at the time of writing, and the standby current generated during the period in which neither read operation nor write operation is performed can be suppressed. As a result, higher speed and lower power consumption can be achieved.
【0111】[0111]
【発明の実施の形態】本発明に係る半導体集積回路装置
における読み出し動作及び書き込み動作の基本思想を図
面に基づいて説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The basic idea of a read operation and a write operation in a semiconductor integrated circuit device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
【0112】まず、読み出し動作の基本思想を説明す
る。First, the basic idea of the read operation will be described.
【0113】図32は従来のSRAM装置における読み
出し時の電流の流れを模式的に表わしている。図32
(a)に示す第1の従来型SRAMは、図32(b)の
タイミングチャートに示すプリチャージ期間に選択非選
択に関わらずプリチャージ電源からメモリセルアレイの
すべてのビット線に対して電荷を供給した後に、読み出
し期間においてもメモリセルアレイのすべてのビット線
から電荷を廃棄し、外部から入力されたコラムアドレス
をもとにして選択スイッチにより選択されたビット線の
電荷のみをアンプを通して増幅している。従って、第1
の従来型SRAMはプリチャージの消費電流はその一部
が使用されるのみで効率が非常に悪かった。FIG. 32 schematically shows the current flow at the time of reading in the conventional SRAM device. Figure 32
The first conventional SRAM shown in (a) supplies charges to all bit lines of the memory cell array from the precharge power supply regardless of selection / non-selection during the precharge period shown in the timing chart of FIG. 32 (b). After that, the charges are discarded from all the bit lines of the memory cell array even in the read period, and only the charges of the bit lines selected by the selection switch based on the column address input from the outside are amplified through the amplifier. . Therefore, the first
The conventional SRAM has a very low efficiency because only part of the precharge current consumption is used.
【0114】また、図32(c)に示す第2の従来型S
RAM装置は、コラムアドレスをもとにして第1の選択
スイッチによりメモリセルアレイの選択されたビット線
にのみ電流を供給し、供給する電流量を減らして効率を
高めている。Further, the second conventional type S shown in FIG.
The RAM device supplies current only to the bit line selected by the first selection switch based on the column address in the memory cell array, and reduces the amount of supplied current to improve efficiency.
【0115】図23は本発明に係るSRAM半導体集積
回路装置における読み出し時の電流の流れを模式的に表
わしている。図23(b)のタイミングチャートに示す
ように、読み出し期間に後述するセンスアンプの活性化
信号XSAがオンとなり、図23(a)に示すように、
選択されたメモリセルに該センスアンプ側からビット線
対のインピーダンスの差を検知できる程度の電流を注入
する。これにより、図23(b)に示すように、メモリ
セルの信号電位に応じて、例えば選択されたビット線対
のうち一方のビット線が接地され、他方のビット線(=
ビット相補線)が接地されないような場合は、ビット相
補線の電位が上昇することになる。この微小な電位差を
センスアンプにより読み出した後、センスアンプの活性
化信号XSAはオフとなるため、センスアンプの活性化
信号XSAの反転信号であって、後述するセンスアンプ
のイコライズ信号EQにより選択されたビット線対を強
制的に接地することにより注入された電荷を廃棄してい
る。FIG. 23 schematically shows a current flow at the time of reading in the SRAM semiconductor integrated circuit device according to the present invention. As shown in the timing chart of FIG. 23B, the activation signal XSA of the sense amplifier, which will be described later, is turned on during the read period, and as shown in FIG.
A current is injected into the selected memory cell from the sense amplifier side to such an extent that the difference in impedance between the bit line pair can be detected. As a result, as shown in FIG. 23B, for example, one bit line of the selected bit line pair is grounded and the other bit line (=
If the bit complementary line) is not grounded, the potential of the bit complementary line rises. After this minute potential difference is read by the sense amplifier, the activation signal XSA of the sense amplifier is turned off. Therefore, it is an inverted signal of the activation signal XSA of the sense amplifier and is selected by the equalization signal EQ of the sense amplifier described later. The injected charges are discarded by forcibly grounding the bit line pair.
【0116】これにより、選択されたメモリセルにセン
スアンプ側からビット線対のインピーダンスの差を検知
できる程度の電流、すなわちメモリセルを構成するトラ
ンジスタのしきい値電圧程度の電位差で十分な電流を供
給し、検知したインピーダンスの差により信号電位を判
定しているため、高速に読み出し動作を行なうことがで
きる。As a result, a sufficient current is supplied to the selected memory cell with a current enough to detect the impedance difference of the bit line pair from the sense amplifier side, that is, with a potential difference of about the threshold voltage of the transistors forming the memory cell. Since the signal potential is determined by the difference between the supplied and detected impedances, the read operation can be performed at high speed.
【0117】また、プリチャージに要する電源回路及び
電力が不要となるため、低消費電力化を図ることができ
る。Further, since the power supply circuit and the electric power required for the precharge are unnecessary, the power consumption can be reduced.
【0118】なお、非選択のビット線を接地している
が、本発明に係るメモリセルは記憶ノードに保持されて
いる信号電位が破壊されない構成を備えていることはい
うまでもない。Although the unselected bit lines are grounded, it goes without saying that the memory cell according to the present invention has a structure in which the signal potential held in the storage node is not destroyed.
【0119】次に、書き込み動作の基本思想を説明す
る。Next, the basic idea of the write operation will be described.
【0120】図33は従来のSRAMにおける書き込み
動作を模式的に表わしている。図33において、SRA
Mにおけるメモリセルのインバータ対のうちのソース線
がローデータの保持電源となる接地電位Vssに接続され
る第1の駆動トランジスタN1及び第2の駆動トランジ
スタN2のみを抜き出してクロスカップルトランジスタ
として図示したものであり、データを保持するノードを
第1の記憶ノードV1と、第2の記憶ノードV2とす
る。FIG. 33 schematically shows the write operation in the conventional SRAM. In FIG. 33, SRA
Only the first drive transistor N1 and the second drive transistor N2, whose source lines of the inverter pair of the memory cells in M are connected to the ground potential Vss serving as a power source for holding low data, are extracted and shown as cross-coupled transistors. A node that holds data is a first storage node V1 and a second storage node V2.
【0121】まず、第1の記憶ノードV1に信号電位0
Vのローデータを書き込む場合は、図33に示すよう
に、書き込み前の第1の記憶ノードV1の信号電位が2
Vのハイデータであるとすると、第1及び第2の記憶ノ
ードV1,V2の信号電位のバランスを崩す方法とし
て、第1の記憶ノードV1から第1のスイッチトランジ
スタN3を通して信号電位の電荷を引き抜くことが考え
られる。書き込み前の第1の駆動トランジスタN1のゲ
ート・ソース間電圧Vgs(N1)は0Vであり、第2の
駆動トランジスタN2のゲート・ソース間電圧Vgs(N
2)は2Vである。従って、第1の駆動トランジスタN
1はオフの状態であり、第2の駆動トランジスタN2は
オンの状態である。書き込み動作が始まると、第1の記
憶ノードV1の電位は徐々に下がり始めるため、第1の
記憶ノードV1にゲート電極が接続されている第2の駆
動トランジスタN2が徐々にオフとなる。First, the signal potential 0 is applied to the first storage node V1.
When writing V low data, as shown in FIG. 33, the signal potential of the first storage node V1 before writing is 2
If the data is high data of V, as a method of breaking the balance of the signal potentials of the first and second storage nodes V1 and V2, the charge of the signal potential is extracted from the first storage node V1 through the first switch transistor N3. It is possible. The gate-source voltage Vgs (N1) of the first driving transistor N1 before writing is 0V, and the gate-source voltage Vgs (N1) of the second driving transistor N2 is 0V.
2) is 2V. Therefore, the first drive transistor N
1 is in the off state, and the second drive transistor N2 is in the on state. When the writing operation starts, the potential of the first storage node V1 starts to gradually decrease, so that the second drive transistor N2 whose gate electrode is connected to the first storage node V1 gradually turns off.
【0122】このような逆転書き込みが完了するには、
第1及び第2の駆動トランジスタN1,N2のゲート・
ソース間電圧Vgsの電位差は2Vであるため、第1の駆
動トランジスタN1のゲート・ソース間電圧Vgs(N
1)が2Vに、第2の駆動トランジスタN2のゲート・
ソース間電圧Vgs(N2)が0Vになる必要がある。To complete such reverse writing,
Gates of the first and second drive transistors N1 and N2
Since the potential difference between the source voltage Vgs is 2 V, the gate-source voltage Vgs (N
1) is 2V, the gate of the second drive transistor N2
The source-to-source voltage Vgs (N2) needs to be 0V.
【0123】図24は本発明に係るSRAM半導体集積
回路装置における書き込み時のクロスカップルトランジ
スタのソース線の電位を模式的に表わしている。図24
(a)に示すように、図33と同様の構成をとるメモリ
セルを対象にして、第1の記憶ノードV1にローデータ
を書き込む場合を考える。図24(a)に示すように、
書き込み前の第1の記憶ノードV1の信号電位が2Vの
ハイデータであるとすると、ローデータの書き込み時に
クロスカップルトランジスタの共通ソース線の電位Vm
を1Vとし接地電位Vssよりも高く設定する。FIG. 24 schematically shows the potential of the source line of the cross-coupled transistor at the time of writing in the SRAM semiconductor integrated circuit device according to the present invention. Figure 24
As shown in FIG. 33A, consider the case where row data is written to the first storage node V1 for a memory cell having the same configuration as that of FIG. As shown in FIG. 24 (a),
Assuming that the signal potential of the first storage node V1 before writing is high data of 2V, the potential Vm of the common source line of the cross-coupled transistor at the time of writing low data.
Is set to 1 V and set higher than the ground potential Vss.
【0124】これにより、第1の駆動トランジスタN1
のゲート・ソース間電圧Vgs(N1)が0Vになり、第
2の駆動トランジスタN2のゲート・ソース間電圧Vgs
(N2)が1Vになる。As a result, the first drive transistor N1
Of the gate-source voltage Vgs (N1) of the second drive transistor N2 becomes 0V, and the gate-source voltage Vgs of the second drive transistor N2 becomes Vgs.
(N2) becomes 1V.
【0125】この逆転書き込みが完了するには、第1及
び第2の駆動トランジスタN1,N2のゲート・ソース
間電圧Vgsの電位差は1Vであるため、第1の駆動トラ
ンジスタN1のゲート・ソース間電圧Vgs(N1)が1
Vに、第2の駆動トランジスタN2のゲート・ソース間
電圧Vgs(N2)が0Vになるように1Vの電位差が生
ずるだけでよく、第1の駆動トランジスタN1のラッチ
能力が下がるため、第1の記憶ノードV1と第2の記憶
ノードV2との電位のバランスが早く崩れるので、書き
込み動作が従来よりも速やかに完了することになる。In order to complete this reverse writing, since the potential difference between the gate-source voltage Vgs of the first and second drive transistors N1 and N2 is 1 V, the gate-source voltage of the first drive transistor N1 is Vgs (N1) is 1
V needs only to have a potential difference of 1 V so that the gate-source voltage Vgs (N2) of the second drive transistor N2 becomes 0 V, and the latching capability of the first drive transistor N1 is reduced. Since the potentials of the storage node V1 and the second storage node V2 are out of balance, the write operation is completed faster than in the conventional case.
【0126】また、図24(b)に示すメモリセルにお
けるクロスカップルトランジスタはそれぞれのソース線
が分離されており、書き込みデータに応じて、クロスカ
ップルトランジスタの各記憶ノードのラッチ能力を弱め
る方向にそれぞれのソース線の電位を印加することによ
り、第1の記憶ノードV1と第2の記憶ノードV2との
電位のバランスを早く崩すようにしている。The source lines of the cross-coupled transistors in the memory cell shown in FIG. 24B are separated from each other, and the cross-coupled transistors are weakened in the latching capability of each storage node according to the write data. The potential of the first storage node V1 and the second storage node V2 is quickly lost by applying the potential of the source line of the.
【0127】例えば、第1の記憶ノードV1にローデー
タを書き込む場合を考える。図24(b)に示すよう
に、書き込み前の第1の記憶ノードV1の信号電位が2
Vのハイデータであるとすると、ローデータの書き込み
時にクロスカップルトランジスタの第1のソース線の電
位Vm1を接地電位の0Vに、第2のソース線の電位Vm2
を1Vにそれぞれ印加する。Consider, for example, the case of writing raw data to the first storage node V1. As shown in FIG. 24B, the signal potential of the first storage node V1 before writing is 2
Assuming that the data is high data of V, the potential Vm1 of the first source line of the cross-coupled transistor is set to 0V of the ground potential and the potential Vm2 of the second source line of the cross-coupled transistor when writing the low data.
Are respectively applied to 1V.
【0128】これにより、第1の駆動トランジスタN1
のゲート・ソース間電圧Vgs(N1)が1Vになり、第
2の駆動トランジスタN2のゲート・ソース間電圧Vgs
(N2)も1Vになる。Thus, the first drive transistor N1
Between the gate-source voltage Vgs (N1) of the second driving transistor N2 becomes 1V, and the gate-source voltage Vgs of the second driving transistor N2 becomes Vgs.
(N2) also becomes 1V.
【0129】図24(a)に示す共通ソース線の場合
は、オフからオンにさせたい第1の駆動トランジスタN
1の書き込み前のゲート・ソース間電圧Vgs(N1)が
0Vであったが、図24(b)に示す分離型ソース線の
場合は、第1の駆動トランジスタN1の書き込み前のゲ
ート・ソース間電圧Vgs(N1)が1Vとなっているた
め、第1の駆動トランジスタN1はオンになるのが早く
なるので、第1の記憶ノードV1と第2の記憶ノードV
2との電位のバランスが早く崩れるようになる。その結
果、一層高速に書き込み動作を行なうことができる。In the case of the common source line shown in FIG. 24A, the first drive transistor N desired to be turned on from off.
The gate-source voltage Vgs (N1) before writing 1 is 0 V, but in the case of the separated source line shown in FIG. 24 (b), the gate-source voltage before writing of the first drive transistor N1 is 1 Since the voltage Vgs (N1) is 1 V, the first drive transistor N1 turns on faster, so that the first storage node V1 and the second storage node V1
The balance of the potential with 2 will be lost quickly. As a result, the writing operation can be performed at a higher speed.
【0130】以下、本発明の具体的な実施形態を図面に
基づいて順次説明する。まず、本発明に係る半導体集積
回路装置の全体図及び周辺の各制御装置を説明した後、
各実施形態について説明する。Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be sequentially described with reference to the drawings. First, an overall view of the semiconductor integrated circuit device according to the present invention and respective control devices in the periphery will be described,
Each embodiment will be described.
【0131】図25は本発明に係る半導体集積回路装置
の全体構成図である。図25に示す半導体集積回路装置
は、SRAMとなるメモリセルがロウ方向にn個(nは
正の整数を示す。以下同じ。)、コラム方向にm個(m
は正の整数とする。以下同じ。)のn行m列の行列状に
合計(n×m)個配置され、指定されたロウアドレスに
よりワード線WL(m)を選択するロウデコーダと、指
定されたコラムアドレスAddによりビット線対BL
(n),/BL(n)を選択して読み出し動作及び書き
込み動作を行なったり、メモリセルの独立したグラウン
ド線に印加する第3の電源Vs1(n)及び第4の電源V
s2(n)を選択したりするコラム回路と、コラム回路に
対して書き込みデータDin、読み出しデータDout 及び
読み出し参照データ/Dout の制御を行なう入出力デー
タ制御回路と、コラム回路に対して読み出し要求/WE
又は書き込み要求WEを指示するリード/ライト切り替
え制御回路と、コラム回路に対してセンスアンプの活性
化信号XSA及びビット線のイコライズ信号EQにより
読み出し期間を制御するクロック制御回路とからなる構
成である。FIG. 25 is an overall configuration diagram of a semiconductor integrated circuit device according to the present invention. In the semiconductor integrated circuit device shown in FIG. 25, there are n memory cells to be SRAMs in the row direction (n is a positive integer. The same applies hereinafter) and m memory cells in the column direction (m
Is a positive integer. same as below. ) Are arranged in a matrix of n rows and m columns (n × m) in total, and a row decoder that selects a word line WL (m) by a designated row address and a bit line pair BL by a designated column address Add.
(N), / BL (n) are selected to perform a read operation and a write operation, or a third power source Vs1 (n) and a fourth power source Vs applied to an independent ground line of a memory cell.
A column circuit for selecting s2 (n), an input / output data control circuit for controlling write data Din, read data Dout, and read reference data / Dout for the column circuit, and a read request / for the column circuit. WE
Alternatively, the read / write switching control circuit for instructing the write request WE and the clock control circuit for controlling the read period by the sense amplifier activation signal XSA and the bit line equalize signal EQ are supplied to the column circuit.
【0132】なお、メモリセルアレイにおいてロウ方向
とはロウアドレスが一定であり、かつ、コラムアドレス
が変化する方向とし、コラム方向とはコラムアドレスが
一定であり、かつ、ロウアドレスが変化する方向とす
る。In the memory cell array, the row direction means the direction in which the row address is constant and the column address changes, and the column direction means the direction in which the column address is constant and the row address changes. .
【0133】図26は本発明の一実施形態に係るコラム
回路を示すブロック構成図である。図26に示すコラム
回路は、指定されたコラムアドレスAddによりビット
線対BL(n),/BL(n)をデコードしてデータの
書き込みを行なうビット線の選択回路DSW1と、指定
されたコラムアドレスAddにより第3の電源Vs1
(n)及び第4の電源Vs2(n)をデコードして選択す
るグラウンド線の選択回路DSW2と、読み出し動作時
に指定されたコラムアドレスAddによりビット線対B
L(n),/BL(n)をデコードし共通データ線RD
(k)及び共通データ参照線/RD(k)(kは、正の
整数とする。以下同じ。)によりセンスアンプに伝える
センスアンプ前段の選択回路DSW3と、書き込み動作
時にビット線の選択回路DSW1に対してビット線対B
L(n),/BL(n)が多重化された前ビット線対p
BL(k),/pBL(k)の電位を制御するビット線
制御回路A1又はA2と、グラウンド線の選択回路DS
W2に対して第3の電源Vs1(n)及び第4の電源Vs2
(n)が多重化された第1の前グラウンド線pVs1
(k)及び第2の前グラウンド線pVs2(k)の電位を
制御するグラウンド線制御回路Bと,読み出し動作時に
センスアンプ前段の選択回路DSW3により選択された
共通データ線対RD(k),/RD(k)の電流差を検
出し、検出された電流差を電位差に変換して増幅するセ
ンスアンプとからなる構成である。FIG. 26 is a block diagram showing a column circuit according to an embodiment of the present invention. The column circuit shown in FIG. 26 includes a bit line selection circuit DSW1 which decodes a bit line pair BL (n), / BL (n) to write data by a designated column address Add, and a designated column address. Third power supply Vs1 by Add
(N) and the fourth power supply Vs2 (n) are selected by decoding to select the ground line selection circuit DSW2, and the bit line pair B by the column address Add designated during the read operation.
L (n), / BL (n) are decoded and common data line RD
(K) and the common data reference line / RD (k) (k is a positive integer. The same applies to the following.) The selection circuit DSW3 in the preceding stage of the sense amplifier that transmits to the sense amplifier, and the selection circuit DSW1 for the bit line during the write operation. For bit line pair B
Previous bit line pair p in which L (n) and / BL (n) are multiplexed
Bit line control circuit A1 or A2 for controlling the potentials of BL (k) and / pBL (k), and a selection circuit DS for the ground line
Third power supply Vs1 (n) and fourth power supply Vs2 with respect to W2
First front ground line pVs1 in which (n) is multiplexed
(K) and the ground line control circuit B for controlling the potentials of the second front ground line pVs2 (k), and the common data line pair RD (k), / selected by the selection circuit DSW3 in the preceding stage of the sense amplifier during the read operation. This is a configuration including a sense amplifier that detects a current difference of RD (k), converts the detected current difference into a potential difference, and amplifies the potential difference.
【0134】図27(a)は本発明の一実施形態に係る
ビット線の選択回路を示す回路図である。図27(a)
に示すビット線の選択回路DSW1は、入力されたコラ
ムアドレスAddをデコードするコラムデコーダと、ビ
ット線制御回路A1から入力された前ビット線対pBL
(k),/pBL(k)とコラムデコーダの出力とによ
りビット線対BL(n),/BL(n)を選択するコラ
ムスイッチとから構成されている。FIG. 27A is a circuit diagram showing a bit line selection circuit according to an embodiment of the present invention. FIG. 27 (a)
The bit line selection circuit DSW1 shown in FIG. 2 includes a column decoder that decodes the input column address Add and a previous bit line pair pBL input from the bit line control circuit A1.
(K), / pBL (k) and a column switch for selecting the bit line pair BL (n), / BL (n) by the output of the column decoder.
【0135】図27(b)は本発明の一実施形態に係る
グラウンド線の選択回路を示す回路図である。図27
(b)に示すグラウンド線の選択回路DSW2は、入力
されたコラムアドレスAddをデコードするコラムデコ
ーダと、グラウンド線制御回路Bから入力された第1の
前グラウンド線pVs1(k)及び第2の前グラウンド線
pVs2(k)とコラムデコーダの出力とにより第3の電
源Vs1(n)又は第4の電源Vs2(n)を選択するコラ
ムスイッチとから構成されている。FIG. 27B is a circuit diagram showing a ground line selection circuit according to an embodiment of the present invention. FIG. 27
The ground line selection circuit DSW2 shown in (b) includes a column decoder for decoding the input column address Add, a first front ground line pVs1 (k) and a second front ground line input from the ground line control circuit B. It is composed of a ground line pVs2 (k) and a column switch which selects the third power supply Vs1 (n) or the fourth power supply Vs2 (n) by the output of the column decoder.
【0136】図28は本発明の一実施形態に係るセンス
アンプ前段の選択回路を示す回路図である。図28
(a)に示すセンスアンプ前段の選択回路DSW3は、
入力されたコラムアドレスAddをデコードするコラム
デコーダと、接続された複数のビット線対BL(n),
/BL(n)から前記コラムデコーダの出力により指定
されたビット線対BL(n),/BL(n)を選択し、
共通データ線対RD(k),/RD(k)に出力する第
3のコラムスイッチとから構成されている。FIG. 28 is a circuit diagram showing the selection circuit in the preceding stage of the sense amplifier according to the embodiment of the present invention. FIG. 28
The selection circuit DSW3 in the preceding stage of the sense amplifier shown in FIG.
A column decoder for decoding the input column address Add, and a plurality of connected bit line pairs BL (n),
Select a bit line pair BL (n), / BL (n) designated by the output of the column decoder from / BL (n),
The third column switch outputs to the common data line pair RD (k) and / RD (k).
【0137】なお、本願に示すセンスアンプは入出力分
離型を示してるが、図27(a)に示すビット線の選択
回路DSW1と図28(a)に示すセンスアンプ前段の
選択回路DSW3とは必ずしも両方設ける必要はなく、
センスアンプが入出力スルー型である場合は共用が可能
となる。Although the sense amplifier shown in the present application is of the input / output separation type, the bit line selection circuit DSW1 shown in FIG. 27A and the selection circuit DSW3 in the preceding stage of the sense amplifier shown in FIG. It is not necessary to provide both,
If the sense amplifier is an input / output through type, it can be shared.
【0138】以下、本発明の第1実施形態を図面に基づ
いて説明する。The first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0139】図1(a)は本発明の第1実施形態に係る
メモリセルを表わす回路図である。図1(a)におい
て、P1は第1の電源Vccに接続された一方のインバー
タの第1の負荷トランジスタ、P2は第1の電源Vccに
接続され第1の負荷トランジスタP2と対をなすもう一
方のインバータの第2の負荷トランジスタ、N1は一方
のインバータを駆動する第1の駆動トランジスタ、N2
は第1の駆動トランジスタと対をなすもう一方のインバ
ータを駆動する第2の駆動トランジスタ、V1はメモリ
セルの信号電位を保持する第1の記憶ノード、V2は第
1の記憶ノードV1の相補電位を保持する第2の記憶ノ
ード、BLはアレイ状に配置されたメモリセルの中から
指定されたコラム方向のメモリセルに対し、書き込み動
作時には第2の電位としての第1のハイデータ電位Vu1
に印加され、読み出し動作時には第1の電位としての接
地電位Vx1に印加される第1の制御線としてのビット
線、/BLは書き込み動作時には書き込み制御線として
第3の電位である第2のハイデータ電位Vu2に印加さ
れ、読み出し動作時にはビット線BLのリファレンスと
なり第1の電位としての接地電位Vx1に印加される第2
の制御線としてのビット相補線、WLはアレイ状に配置
されたメモリセルの中から指定されたロウ方向のメモリ
セルを活性化するための第3の制御線としてのワード
線、Vccはメモリセルを動作させる通常の電源である第
1の電源、Vssはメモリセルを動作させる基準電位の接
地電位である第2の電源、N3はワード線WLが活性化
されたときのみビット線BLにより第1の記憶ノードV
1に対して書き込み動作及び読み出し動作を可能にする
第1のスイッチ、N14は書き込み動作時にビット相補
線/BLが活性化されたときのみ第1の記憶ノードV1
に対して書き込み動作を可能にする第2のスイッチ、V
3は第1の駆動トランジスタN1と第1のスイッチN3
との第1の接続点である。FIG. 1A is a circuit diagram showing a memory cell according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1A, P1 is a first load transistor of one of the inverters connected to the first power supply Vcc, and P2 is a second load transistor connected to the first power supply Vcc and forming a pair with the first load transistor P2. Second inverter load transistor, N1 is a first drive transistor for driving one inverter, N2
Is a second drive transistor that drives the other inverter paired with the first drive transistor, V1 is a first storage node that holds the signal potential of the memory cell, and V2 is a complementary potential of the first storage node V1. The second storage node BL for holding the memory cell BL is the first high data potential Vu1 as the second potential during the write operation with respect to the memory cell in the specified column direction among the memory cells arranged in an array.
Is applied to the ground potential Vx1 as the first potential during the read operation, and / BL is the second high potential which is the third potential as the write control line during the write operation. A second potential applied to the data potential Vu2, which serves as a reference for the bit line BL during the read operation and is applied to the ground potential Vx1 as the first potential.
Complementary bit line as a control line, WL is a word line as a third control line for activating a memory cell in a specified row direction among memory cells arranged in an array, and Vcc is a memory cell Is a normal power source for operating the memory cell, Vss is a second power source which is a ground potential of a reference potential for operating the memory cell, and N3 is a first power source by the bit line BL only when the word line WL is activated. Storage node V
The first switch N14 that enables the write operation and the read operation with respect to 1 is the first storage node V1 only when the bit complementary line / BL is activated during the write operation.
A second switch, V, which enables a write operation to
3 is the first drive transistor N1 and the first switch N3
Is the first connection point with.
【0140】第1の駆動トランジスタN1と第2の駆動
トランジスタN2とは対をなし、第1の負荷トランジス
タP1及び第2の負荷トランジスタP2は対をなし、こ
れらのトランジスタ群はフリップフロップ接続されてい
る。The first drive transistor N1 and the second drive transistor N2 form a pair, the first load transistor P1 and the second load transistor P2 form a pair, and these transistor groups are flip-flop connected. There is.
【0141】第1の記憶ノードV1は第1の負荷トラン
ジスタP1に接続され、また第2のスイッチN14及び
第1の駆動トランジスタN1を介して第2の電源Vssに
接続されている。The first storage node V1 is connected to the first load transistor P1 and is also connected to the second power supply Vss via the second switch N14 and the first drive transistor N1.
【0142】第2の記憶ノードV2は第2の負荷トラン
ジスタP2に接続され、また第2の駆動トランジスタN
2を介して第2の電源Vssに接続されている。The second storage node V2 is connected to the second load transistor P2, and the second drive transistor N2 is connected.
It is connected to the second power source Vss via 2.
【0143】以下、前記のように構成されたメモリセル
の動作を図面に基づいて説明する。図29は本発明の第
1実施形態に係るメモリセルの動作時のタイミングチャ
ートである。図29において、CLKは半導体集積回路
装置全体を制御するシステムクロック、REは読み出し
要求であって書き込み要求WEの反転信号、pDoutは
センスアンプの出力、/pDout はセンスアンプの参照
出力である。なお、前述した信号名は省略する。The operation of the memory cell configured as described above will be described below with reference to the drawings. FIG. 29 is a timing chart during operation of the memory cell according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 29, CLK is a system clock for controlling the entire semiconductor integrated circuit device, RE is a read request and an inverted signal of the write request WE, pDout is the output of the sense amplifier, and / pDout is the reference output of the sense amplifier. The signal names mentioned above are omitted.
【0144】クロックCLKに同期して読み出し動作又
は書き込み動作が行なわれる場合を考える。読み出し要
求/WE及び書き込み要求WEは、読み出し期間中であ
るか又は書き込み期間中であるかを決定する信号であ
る。クロックCLKの立ち上がりエッジにおいて読み出
し要求/WEが「1」の場合はそのクロックサイクルは
読み出し期間となり、書き込み要求WEが「1」の場合
はそのクロックサイクルは書き込み期間となる。図29
に示すように、前半のクロックサイクルが読み出し期間
であり後半のクロックサイクルが書き込み期間である。Consider a case where a read operation or a write operation is performed in synchronization with clock CLK. The read request / WE and the write request WE are signals that determine whether the read period or the write period is in progress. When the read request / WE is "1" at the rising edge of the clock CLK, the clock cycle is a read period, and when the write request WE is "1", the clock cycle is a write period. FIG. 29
As shown in, the first half clock cycle is the read period and the second half clock cycle is the write period.
【0145】最初に、読み出し期間のメモリセルの動作
を説明する。First, the operation of the memory cell in the read period will be described.
【0146】まず、第1の記憶ノードV1には「0」す
なわち第2の電源の電位Vssが保持され、第2の記憶ノ
ードV2には「1」すなわち第1の電源の電位Vccが保
持されているとする。クロックCLKの立ち上がりエッ
ジにより読み出し期間であることが認識され、ロウアド
レス及びコラムアドレスがラッチされる。First, the first storage node V1 holds "0", that is, the potential Vss of the second power supply, and the second storage node V2 holds "1", that is, the potential Vcc of the first power supply. Suppose The rising edge of the clock CLK identifies the read period, and the row address and the column address are latched.
【0147】次に、センスアンプの活性化信号XSAと
ビット線のイコライズ信号EQとがリセットされ、ラッ
チされたアドレスにより選択されるワード線WL(1)
が立ちあがる。また、ビット線対BL(1),/BL
(1)は接地電位Vx1にプリチャージされている。図2
1(a)に示すように、ビット線制御回路A1(=プリ
チャージ制御回路)は書き込み要求WEにより制御さ
れ、読み出し期間中は書き込み要求WEは「0」のため
接地電位Vx1が発生する。ただし、Vx1の電位は必ずし
も接地電位である必要はなく、図1(a)に示す第2の
スイッチN14が十分に動作しない程度の低い電位であ
ればよい。Then, the activation signal XSA of the sense amplifier and the equalization signal EQ of the bit line are reset, and the word line WL (1) selected by the latched address.
Stands up. Also, the bit line pair BL (1), / BL
(1) is precharged to the ground potential Vx1. Figure 2
As shown in 1 (a), the bit line control circuit A1 (= precharge control circuit) is controlled by the write request WE, and the write request WE is "0" during the read period, so that the ground potential Vx1 is generated. However, the potential of Vx1 does not necessarily have to be the ground potential, and may be any potential as low as the second switch N14 shown in FIG. 1A does not operate sufficiently.
【0148】次に、図29に示すワード線WL(1)が
立ち上がり、図1(a)に示す第1のスイッチN3がオ
ンになると、第1の駆動トランジスタN1と第1のスイ
ッチN3の第1の接続点V3はビット線BLに接続され
る。Next, when the word line WL (1) shown in FIG. 29 rises and the first switch N3 shown in FIG. 1 (a) is turned on, the first drive transistor N1 and the first switch N3 are turned on. The connection point V3 of 1 is connected to the bit line BL.
【0149】次に、第2の記憶ノードV2の電位は第1
の電源Vccであるため、第1の駆動トランジスタが十分
に動作しており、ビット線BLは低インピーダンスで第
2の電源Vssと接続される。一方、ビット相補線/BL
は第2のスイッチN14のゲート電極に接続されている
だけであるため、ビット線BLよりも高いインピーダン
スで第2の電源Vssに接続される。従って、ビット線対
BL,/BL間の電気的特性の差は、第1の記憶ノード
V1の保持データにのみ依存するため、インピーダンス
特性の差として現われるので、高速かつ安定な読出し動
作が可能になる。Next, the potential of the second storage node V2 is the first
Power supply Vcc, the first drive transistor is operating sufficiently, and the bit line BL is connected to the second power supply Vss with low impedance. On the other hand, bit complementary line / BL
Is only connected to the gate electrode of the second switch N14, and is therefore connected to the second power supply Vss with an impedance higher than that of the bit line BL. Therefore, the difference in electrical characteristics between the pair of bit lines BL and / BL depends only on the data held in the first storage node V1, and appears as a difference in impedance characteristics, which enables a high-speed and stable read operation. Become.
【0150】次に、ビット線対BL,/BL間のインピ
ーダンスの差は図28(a)に示すセンスアンプ前段の
選択回路DSW3を通して図22(a)に示すセンスア
ンプに送られ、センスアンプにおいてインピーダンス特
性の差が電流の差として検出され、その検出された電流
差が電位差に変換及び増幅された後、読み出しデータD
out 及び/Dout として図25に示す入出力データ制御
回路に送られ、読み出し動作は完了する。Next, the impedance difference between the bit line pair BL, / BL is sent to the sense amplifier shown in FIG. 22 (a) through the selection circuit DSW3 in the preceding stage of the sense amplifier shown in FIG. 28 (a). The difference in impedance characteristics is detected as a difference in current, the detected current difference is converted into a potential difference and amplified, and then read data D is obtained.
The data is sent as out and / Dout to the input / output data control circuit shown in FIG. 25, and the read operation is completed.
【0151】本実施形態の特徴として、従来のように保
持データの信号電位がビット線対BL,/BL間の直接
の電位差として読み出されず、またビット線対BL,/
BLは共に接地電位である第2の電源Vssの電位に印加
されているため、プリチャージに使用する電力を不要に
することができる。The feature of this embodiment is that the signal potential of the held data is not read out as a direct potential difference between the bit line pair BL, / BL as in the conventional case, and the bit line pair BL, / BL is not read.
Since both BLs are applied to the potential of the second power source Vss, which is the ground potential, the power used for precharging can be made unnecessary.
【0152】さらに、インピーダンス検知用の読み出し
電流として確保すべき最小電圧は、ビット線対BL,/
BLのインピーダンス特性の差として検知できる範囲で
よくなるため、第1の駆動トランジスタN1及び第2の
駆動トランジスタN2が動作する電圧、すなわちトラン
ジスタのしきい値電圧となるので、低電圧動作が可能と
なる。なお、本発明に係るセンスアンプの構成及びその
動作は後述する。Further, the minimum voltage to be secured as the read current for impedance detection is the bit line pair BL, /
Since it becomes better within the range that can be detected as the difference in the impedance characteristics of BL, the voltage becomes the voltage at which the first drive transistor N1 and the second drive transistor N2 operate, that is, the threshold voltage of the transistor, so that low voltage operation becomes possible . The configuration and operation of the sense amplifier according to the present invention will be described later.
【0153】また、第1の記憶ノードV1は第2のスイ
ッチN14によりビット線から遮断されているため、読
み出し時に記憶ノードV1の電位が上昇することがない
ので、第1の電源Vccから第2の駆動トランジスタを通
して第2の電源Vssに貫通電流が流れなくなる。従っ
て、安定な読み出し動作が可能となり、不要な電力を消
費しない。Since the first storage node V1 is cut off from the bit line by the second switch N14, the potential of the storage node V1 does not rise at the time of reading. The through current does not flow to the second power supply Vss through the driving transistor. Therefore, stable read operation is possible and unnecessary power is not consumed.
【0154】次に、書き込み期間のメモリセルの動作を
説明する。Next, the operation of the memory cell in the writing period will be described.
【0155】まず、第1の記憶ノードV1に「1」が、
第2の記憶ノードV2に「0」が書き込まれるとする。
後半のクロックサイクルにおいて、クロックCLKの立
ち上がりエッジにより書き込み期間であることが認識さ
れ、ロウアドレス及びコラムアドレスがラッチされる。First, "1" is stored in the first storage node V1.
It is assumed that “0” is written in the second storage node V2.
In the latter half of the clock cycle, the rising edge of the clock CLK is recognized as the writing period, and the row address and the column address are latched.
【0156】次に、ラッチされたアドレスにより選択さ
れるワード線WL(2)が立ち上がり、図21(a)に
示すビット線制御回路A1において、書き込み要求WE
が「1」のため、前ビット線pBL(k)に第1のハイ
データ電位Vu1が発生し、前ビット相補線/pBL
(k)に第2のハイデータ電位Vu2が発生する。Next, the word line WL (2) selected by the latched address rises, and the write request WE is made in the bit line control circuit A1 shown in FIG.
Is "1", the first high data potential Vu1 is generated on the previous bit line pBL (k), and the previous bit complementary line / pBL
A second high data potential Vu2 is generated at (k).
【0157】その結果、ビット相補線/BL(1)の電
位は第2のハイデータ電位Vu2に印加される。第2のハ
イデータ電位Vu2は第2のスイッチN14を十分に動作
させるために必要な電圧であって高いほど望ましく、例
えば、第1の電源Vccの電位又はその昇圧電位Vppであ
ってもよい。As a result, the potential of the bit complementary line / BL (1) is applied to the second high data potential Vu2. The second high data potential Vu2 is a voltage necessary for operating the second switch N14 sufficiently and is preferably as high as possible. For example, it may be the potential of the first power supply Vcc or its boosted potential Vpp.
【0158】次に、ワード線WL(2)及びビット相補
線/BL(1)は共に電圧が印加されるため、第1のス
イッチN3及び第2のスイッチN14は共にオンにな
る。Next, since voltage is applied to both the word line WL (2) and the bit complementary line / BL (1), both the first switch N3 and the second switch N14 are turned on.
【0159】次に、ビット線BL(1)と第1の記憶ノ
ードV1とが第1のスイッチN3及び第2のスイッチN
14を通して接続されるため、第1の記憶ノードV1の
電位は徐々に第1のハイデータ電位Vu1に近づく。同時
に、第1の負荷トランジスタP1のゲート電極は第2の
記憶ノードV2と接続されているため、第1の負荷トラ
ンジスタP1はゲート電極の電位がそのしきい値電圧を
越えると活性化されるので、第1の記憶ノードV1は第
1の電源Vccに接続される。Next, the bit line BL (1) and the first storage node V1 are connected to the first switch N3 and the second switch N.
Since they are connected through 14, the potential of the first storage node V1 gradually approaches the first high data potential Vu1. At the same time, since the gate electrode of the first load transistor P1 is connected to the second storage node V2, the first load transistor P1 is activated when the potential of the gate electrode exceeds its threshold voltage. , The first storage node V1 is connected to the first power supply Vcc.
【0160】また、第2の駆動トランジスタN2のゲー
ト電極が第1の記憶ノードV1と接続されているため、
その電位がしきい値電圧を越えると第2の駆動トランジ
スタN2は活性化され、第2の記憶ノードV2は第2の
電源Vssに接続される。同時に、第2の負荷トランジス
タP2のゲート電極は第1の記憶ノードV1と接続され
ているため、第2の負荷トランジスタP2はゲート電極
の電位がそのしきい値電圧を越えて高くなると停止する
ので、第2の記憶ノードV2は第1の電源Vccから遮断
され、その電位は第2の電源Vssに近づき、書き込み動
作は完了する。なお、第1のハイデータ電位Vu1は、書
き込み時間を短縮するために第2のハイデータ電位Vu2
と同様に高いほどよく、第1の電源の電位Vcc又はその
昇圧電位Vppとする。Since the gate electrode of the second drive transistor N2 is connected to the first storage node V1,
When the potential exceeds the threshold voltage, the second drive transistor N2 is activated and the second storage node V2 is connected to the second power supply Vss. At the same time, since the gate electrode of the second load transistor P2 is connected to the first storage node V1, the second load transistor P2 stops when the potential of the gate electrode exceeds its threshold voltage and becomes high. , The second storage node V2 is cut off from the first power supply Vcc, its potential approaches the second power supply Vss, and the write operation is completed. The first high data potential Vu1 is the second high data potential Vu2 in order to shorten the writing time.
Similarly, the higher it is, the better, and the potential Vcc of the first power source or the boosted potential Vpp thereof is used.
【0161】以下、本発明の第1実施形態の第1変形例
を説明する。The first modification of the first embodiment of the present invention will be described below.
【0162】第1変形例は、第2のスイッチN14のし
きい値電圧が、第1の駆動トランジスタN1のしきい値
電圧、第2の駆動トランジスタN2のしきい値電圧及び
第1のスイッチN3のいずれのしきい値電圧よりも低く
なるように設定されている構成とする。In the first modification, the threshold voltage of the second switch N14 is the threshold voltage of the first driving transistor N1, the threshold voltage of the second driving transistor N2, and the first switch N3. The threshold voltage is set to be lower than any of the threshold voltages.
【0163】本変形例の特徴として、第2のスイッチN
14となるMOS型トランジスタのしきい値電圧を他の
トランジスタよりも低く設定することにより、書き込み
動作時にビット相補線/BLが第1の電源Vccよりも高
い電位Vppまで昇圧する必要がなくなるため、低電圧で
動作するメモリセルを実現することができる。The feature of this modification is that the second switch N
By setting the threshold voltage of the MOS transistor to be 14 lower than that of the other transistors, the bit complementary line / BL does not need to be boosted to the potential Vpp higher than the first power source Vcc during the write operation. It is possible to realize a memory cell that operates at a low voltage.
【0164】なお、第2のスイッチN14のしきい値電
圧を低く設定できるのは、第2のスイッチN14のしき
い値電圧が低くしたことにより、たとえ第2のスイッチ
N14に貫通電流が生じたとしても、直列に接続された
第1の駆動トランジスタN1がその貫通電流を遮断する
からである。The reason why the threshold voltage of the second switch N14 can be set low is that the threshold voltage of the second switch N14 is low, so that a through current is generated in the second switch N14. In this case, the first drive transistor N1 connected in series cuts off the through current.
【0165】以下、本発明の第1実施形態の第2変形例
を説明する。A second modification of the first embodiment of the present invention will be described below.
【0166】第2変形例は第2の負荷トランジスタP2
のサイズが、第1の負荷トランジスタP1及び第2の駆
動トランジスタN2よりも小さくなるように設定されて
いる構成とする。The second modification is the second load transistor P2.
Is set to be smaller than the first load transistor P1 and the second drive transistor N2.
【0167】従来のメモリセルの設計において、読み出
し動作時のノイズマージンを大きくすることと、書き込
み動作時の書き込み速度を上げることとは互いに反する
関係を有するので、第1のスイッチN3に相当するアク
セストランジスタと第2の駆動トランジスタN2との電
流駆動能力比や、前記アクセストランジスタと第2の負
荷トランジスタP2との電流駆動能力比はノイズマージ
ンを確保するために十分に考慮されなければならなかっ
た。In the conventional memory cell design, increasing the noise margin during the read operation and increasing the write speed during the write operation are in the opposite relationship, so that access corresponding to the first switch N3 is performed. The current driving capability ratio between the transistor and the second driving transistor N2 and the current driving capability ratio between the access transistor and the second load transistor P2 have to be sufficiently taken into consideration in order to secure a noise margin.
【0168】本変形例の特徴として、第1の記憶ノード
V1及び第2の記憶ノードV2はビット線対BL,/B
Lとそれぞれ遮断されているため、読み出し動作時のノ
イズマージンが非常に大きく確保されており、しかもノ
イズマージンは容易には小さくならないので、フリップ
フロップ回路のバランスを崩して、第2の負荷トランジ
スタP2のサイズが小さくできるようになり、その結
果、書込み動作を高速化にすることができる。A feature of this modification is that the first storage node V1 and the second storage node V2 have a bit line pair BL, / B.
Since each of them is cut off from L, a very large noise margin is ensured during the read operation, and the noise margin does not easily become small. Therefore, the balance of the flip-flop circuit is disturbed and the second load transistor P2 Can be made smaller, and as a result, the write operation can be speeded up.
【0169】以下、本発明の第1実施形態の第3変形例
を図面に基づいて説明する。A third modification of the first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0170】図1(b)は本発明の第1実施形態の第3
変形例に係るメモリセルを表わす回路図である。図1
(a)に示すメモリセルに対して新たに図1(b)に示
すメモリセルに追加された構成要素のみを説明する。図
1(b)において、N15は書き込み動作時の書き込み
速度を上げるために第2の記憶ノードV2と第2の電源
Vssとの間に第2の駆動トランジスタN2と並列に接続
され、ビット線BLにより第1のスイッチN3を介して
制御される第3のスイッチである。FIG. 1B shows the third embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a circuit diagram illustrating a memory cell according to a modification. Figure 1
Only the components newly added to the memory cell shown in FIG. 1B with respect to the memory cell shown in FIG. In FIG. 1B, N15 is connected in parallel with the second driving transistor N2 between the second storage node V2 and the second power supply Vss in order to increase the writing speed in the writing operation, and the bit line BL Is a third switch controlled by the first switch N3.
【0171】以下、前記のように構成されたメモリセル
の書き込み動作を説明する。一般に書き込み動作時にお
いて、記憶ノードに対して「0」から「1」に書き替え
る場合のほうが、「1」から「0」に書き替える場合よ
りも余計に時間がかかる。それは、記憶ノードに電圧を
印加しても、印加した電圧が駆動トランジスタのしきい
値電圧を越えるまでは駆動トランジスタが動作しないか
らである。The write operation of the memory cell configured as described above will be described below. Generally, in the write operation, it takes more time to rewrite a storage node from “0” to “1” than to rewrite from “1” to “0”. This is because even if a voltage is applied to the storage node, the drive transistor does not operate until the applied voltage exceeds the threshold voltage of the drive transistor.
【0172】第1実施形態と比較して特徴的な点のみを
説明する。第1の記憶ノードに「1」及び第2の記憶ノ
ードに「0」を書き込む場合を考える。まず、ワード線
WLには第1の電源Vcc程度の電圧が印加され、ビット
相補線/BLには第2のハイデータ電位Vu2が印加され
るため、第1のスイッチN3及び第2のスイッチN14
は共にオンになる。Only characteristic points as compared with the first embodiment will be described. Consider a case where "1" is written in the first storage node and "0" is written in the second storage node. First, since a voltage of about the first power supply Vcc is applied to the word line WL and a second high data potential Vu2 is applied to the bit complementary line / BL, the first switch N3 and the second switch N14 are applied.
Turn on together.
【0173】次に、ビット線BLと第1の記憶ノードV
1とが第1のスイッチN3及び第2のスイッチN14を
通して接続されるため、第1の記憶ノードV1の電位は
徐々に第1のハイデータ電位Vu1に近づく。また、第1
の接続点V3の電位は第1の記憶ノードV1よりも高い
ため、第2の駆動トランジスタN2が動作するよりも先
に第3のスイッチN15が動作を開始するので、第2の
記憶ノードV2の電位は、第2の電源Vssの電位に急速
に近づくことになり、第1の駆動トランジスタN1は急
速に動作を止め、かつ第1の負荷トランジスタP1は急
速に低インピーダンスとなり、第1実施形態の場合より
も高速に書き込み動作を行なうことができる。Next, the bit line BL and the first storage node V
Since 1 and 1 are connected through the first switch N3 and the second switch N14, the potential of the first storage node V1 gradually approaches the first high data potential Vu1. Also, the first
Since the potential of the connection point V3 of the second storage node V2 is higher than that of the first storage node V1, the third switch N15 starts to operate before the second drive transistor N2 operates. The potential rapidly approaches the potential of the second power supply Vss, the first drive transistor N1 rapidly stops operating, and the first load transistor P1 rapidly becomes a low impedance, which is the same as in the first embodiment. The write operation can be performed faster than in the case.
【0174】なお、メモリセル当たりのトランジスタの
数が1つ増えることになるが、対象性が良くなるため、
半導体基板上のレイアウト設計をする際に不利にはなら
ない。Although the number of transistors per memory cell is increased by one, since the symmetry is improved,
There is no disadvantage when designing a layout on a semiconductor substrate.
【0175】以下、本発明の第1実施形態の第4変形例
を図面に基づいて説明する。A fourth modification of the first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0176】図2(a)は本発明の第1実施形態の第4
変形例に係るメモリセルの電源の電位を示している。図
2(a)において、Vm は第1の電源Vccの電位が降圧
回路により降圧され第2の電源Vssの電位よりも高い第
6の電源Vm の電位である。ワード線WL及び書き込み
動作時におけるビット相補線/BLは第1の電源Vccの
電位に印加され、第1実施形態に係るメモリセルは第6
の電源Vm の電位が印加される構成である。FIG. 2A shows a fourth embodiment of the first embodiment of the present invention.
The electric potential of the power supply of the memory cell which concerns on a modification is shown. In FIG. 2 (a), Vm is the potential of the sixth power source Vm which is higher than the potential of the second power source Vss by lowering the potential of the first power source Vcc by the step-down circuit. The word line WL and the bit complementary line / BL during the write operation are applied to the potential of the first power supply Vcc, and the memory cell according to the first embodiment is the sixth
In this configuration, the potential of the power source Vm is applied.
【0177】本変形例の特徴として、フリップフロップ
接続されるトランジスタ群は第1の電源Vccの電位より
も低い第6の電源Vm の電位であっても、読み出し動作
時にはビット線対BL,/BLが第2の電源Vssの電位
に印加され、書き込み動作時にはビット相補線/BLに
第1実施形態と同様の第1の電源Vccの電位と同程度の
電位に印加されるため、安定した動作をすることができ
る。A feature of this modification is that the flip-flop-connected transistor group has a potential of the sixth power source Vm lower than the potential of the first power source Vcc even during the read operation. Is applied to the potential of the second power supply Vss and is applied to the bit complementary line / BL at the same potential as the potential of the first power supply Vcc similar to that of the first embodiment during the write operation, so that stable operation is performed. can do.
【0178】また、メモリセルの共通ソース線に第1の
電源Vccと第2の電源Vssとの中間の第6の電源Vm の
電位が印加されているため、信号電位のラッチ能力が低
下しているので、書き込み動作が早くなる。Further, since the potential of the sixth power source Vm intermediate between the first power source Vcc and the second power source Vss is applied to the common source line of the memory cell, the signal potential latching ability is lowered. Therefore, the write operation becomes faster.
【0179】以下、本発明の第1実施形態の第5変形例
を図面に基づいて説明する。A fifth modification of the first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0180】図2(b)は本発明の第1実施形態の第5
変形例に係るメモリセルの電源の電位を示している。図
2(b)において、図2(a)に示した降圧回路に替え
て第1実施形態に係るメモリセルが接続されている構成
とする。FIG. 2B shows the fifth embodiment of the present invention.
The electric potential of the power supply of the memory cell which concerns on a modification is shown. In FIG. 2B, the step-down circuit shown in FIG. 2A is replaced with the memory cell according to the first embodiment.
【0181】図3は本発明の第1実施形態の第5変形例
に係るメモリセルを表わす回路図である。図3(a)に
おけるメモリセルは、図2(b)に示すメモリセル2に
対応し、メモリセルの構成は図1(a)に示す第1実施
形態に係るメモリセルの各トランジスタが対応するトラ
ンジスタの導電型と逆の導電型に設定されている。図3
(b)におけるメモリセルは、図2(b)に示すメモリ
セル1に対応し、メモリセルの構成は図1(a)に示す
第1実施形態に係るメモリセルと同様である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a memory cell according to a fifth modification of the first embodiment of the present invention. The memory cell in FIG. 3A corresponds to the memory cell 2 shown in FIG. 2B, and the memory cell configuration corresponds to each transistor of the memory cell according to the first embodiment shown in FIG. 1A. The conductivity type is set to the opposite conductivity type of the transistor. Figure 3
The memory cell in (b) corresponds to the memory cell 1 shown in FIG. 2 (b), and the configuration of the memory cell is similar to that of the memory cell according to the first embodiment shown in FIG. 1 (a).
【0182】本変形例の特徴として、メモリセル1は、
フリップフロップ接続されるトランジスタ群N1,N
2,P1及びP2を駆動する電位が第1の電源Vccの電
位の約2分の1となる第6の電源Vm の電位であって
も、読み出し動作時においてはワード線WLnが第1の
電源Vccの電位に、ビット線対BLn,/BLnが第2
の電源Vssの電位に印加され、書き込み動作時において
はワード線WLn及びビット相補線/BLnが第1実施
形態と同じ第1の電源Vccの電位と同程度の電位に印加
されるため、安定した動作をすることができる。As a feature of this modification, the memory cell 1 is
Flip-flop connected transistor groups N1, N
2, even if the potential for driving P1 and P2 is the potential of the sixth power source Vm, which is about half the potential of the first power source Vcc, the word line WLn is the first power source during the read operation. The bit line pair BLn, / BLn is second to the potential of Vcc.
Is applied to the potential of the power source Vss, and the word line WLn and the bit complementary line / BLn are applied to the same potential as the potential of the first power source Vcc, which is the same as that of the first embodiment, during the write operation, and therefore stable. Can act.
【0183】また、メモリセル2は、フリップフロップ
接続されるトランジスタ群P1,P2,N1及びN2が
駆動される電位が第1の電源Vccの電位の約2分の1と
なる第6の電源Vm の電位であっても、読み出し動作時
においてはワード線WLpが第2の電源Vssの電位に、
ビット線対BLp,/BLpが第1の電源Vccの電位と
同程度の電位に印加され、書き込み動作時においてはワ
ード線WLp及びビット相補線/BLpが第1実施形態
と逆の第2の電源Vssの電位に印加されるため、安定し
た動作をすることができる。Further, the memory cell 2 includes the sixth power source Vm in which the potential at which the flip-flop connected transistor groups P1, P2, N1 and N2 are driven is approximately one half of the potential of the first power source Vcc. Even if the potential is, the word line WLp becomes the potential of the second power source Vss during the read operation.
The bit line pair BLp, / BLp is applied to a potential similar to the potential of the first power supply Vcc, and the word line WLp and the bit complementary line / BLp are the second power supply opposite to that of the first embodiment during the write operation. Since it is applied to the potential of Vss, stable operation can be performed.
【0184】さらに、メモリセル1及びメモリセル2
は、共通ソース線に第6の電源Vm の電位が印加されて
いるため、信号電位のラッチ能力が低下しているので、
書き込み動作が早くなる。Further, the memory cell 1 and the memory cell 2
Since the potential of the sixth power source Vm is applied to the common source line, the ability to latch the signal potential is reduced.
Write operation becomes faster.
【0185】以下、本発明の第1実施形態の第6変形例
を図面に基づいて説明する。A sixth modification of the first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0186】図4は本発明の第1実施形態の第6変形例
に係るメモリセルアレイを表わす模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a memory cell array according to a sixth modification of the first embodiment of the present invention.
【0187】図5は本発明の第1実施形態の第6変形例
に係るメモリセルアレイからデータを読み出す際のタイ
ミングチャートを示している。図5において、dT1は
本実施形態と従来例とのワード線WL(m)の立ち上が
りの時間差、dT2は本実施形態と従来例との読み出し
データ出力の時間差を表わしている。FIG. 5 is a timing chart for reading data from the memory cell array according to the sixth modification of the first embodiment of the present invention. In FIG. 5, dT1 represents the time difference of rising of the word line WL (m) between this embodiment and the conventional example, and dT2 represents the time difference of read data output between this embodiment and the conventional example.
【0188】図4(a)において、図1(a)に示す第
1実施形態に係るメモリセルが4行×16列のアレイ状
に配置されており、WL(m)はワード線、BL(n)
はビット線、/BL(n)は書き込み時には書き込み制
御線となるビット相補線である。図4(b)において、
ロウ系はメモリセルが8行×8列に配置されている場合
の従来のワード線WL(m)をデコードするゲートアレ
イを示しており、コラム系は同じく従来のビット線対B
L(n),/BL(n)をデコードするゲートアレイを
示している。図4(c)において、ロウ系はメモリセル
が4行×16列に配置されている場合の第6変形例のワ
ード線WL(m)をデコードするゲートアレイを示して
おり、コラム系は同じく本実施形態のビット線対BL
(n),/BL(n)をデコードするゲートアレイを示
している。In FIG. 4A, the memory cells according to the first embodiment shown in FIG. 1A are arranged in an array of 4 rows × 16 columns, and WL (m) is a word line and BL (m). n)
Is a bit line, and / BL (n) is a bit complementary line that serves as a write control line during writing. In FIG. 4 (b),
The row system shows a gate array which decodes the conventional word line WL (m) when the memory cells are arranged in 8 rows × 8 columns, and the column system also shows the conventional bit line pair B.
A gate array for decoding L (n) and / BL (n) is shown. In FIG. 4C, the row system shows a gate array that decodes the word line WL (m) of the sixth modification when the memory cells are arranged in 4 rows × 16 columns, and the column system is the same. Bit line pair BL of this embodiment
A gate array for decoding (n) and / BL (n) is shown.
【0189】従来、アレイ状に配置されたSRAMにお
いて、ロウアドレスとコラムアドレスとは区別されない
アドレス非マルチプレックスが採用されているため、前
アドレスをワード線WL(m)のデコード、又はビット
線BL(n)のデコードのどちらにも割り振ることがで
きる。ワード線WL(m)が活性化されると、活性化さ
れたワード線WL(m)に接続されている全てのメモリ
セルには貫通電流が流れたりビット線対BL(n),/
BL(n)に電位差が生じたりするため、ビット線BL
(n)のイコライズ時に無駄に電力を消費してしまうの
で、極力ワード線WL(m)の数を多くして1本のワー
ド線WL(m)に接続されるメモリセルの数を減らす傾
向にあった。しかし、ワード線WL(m)の数を増やす
とロウアドレスのデコードに時間がかかるため、アドレ
ス入力からデータ出力までのアクセス時間が延びるとい
う問題が生じる。Conventionally, in the SRAMs arranged in an array, since the address non-multiplex in which the row address and the column address are not distinguished is adopted, the previous address is decoded by the word line WL (m) or the bit line BL. It can be assigned to either of the decoding of (n). When the word line WL (m) is activated, a through current flows through all the memory cells connected to the activated word line WL (m) and the bit line pair BL (n), /
Since a potential difference occurs in BL (n), the bit line BL
Since power is unnecessarily consumed when equalizing (n), there is a tendency to increase the number of word lines WL (m) as much as possible to reduce the number of memory cells connected to one word line WL (m). there were. However, if the number of word lines WL (m) is increased, it takes time to decode the row address, which causes a problem that the access time from address input to data output is extended.
【0190】図4(b)及び図4(c)に示すように、
従来例と第6変形例とはデコード方式が異なり、ロウア
ドレスをデコードする本変形例に係るロウ系は従来より
もゲートアレイの段数が少ないためデコード時間が短縮
され、本変形例に係るコラム系は従来よりもゲートアレ
イの段数が多いためデコード時間が延びることになる。As shown in FIGS. 4 (b) and 4 (c),
The decoding system is different between the conventional example and the sixth modified example, and the row system according to the present modified example for decoding a row address has a smaller number of stages in the gate array than the conventional case, so the decoding time is shortened, and the column system according to the present modified example. Since the number of stages of the gate array is larger than that of the conventional case, the decoding time will be extended.
【0191】しかしながら、図5に示すように、アドレ
ス入力からデータ出力までのアクセス時間は第6変形例
のほうが従来例よりも短縮される。それは、デコードさ
れたワード線WL(m)の立ち上がり時間が早いため、
ビット線BL(n)にデータ信号の電位が現われるのが
早くなることと、また、ビット線BL(n)がデコード
されるのに時間がかかっても、ワード線WL(m)のデ
コードが終了した後、ビット線BL(n)にデータ信号
の電位が現われるまでの間にビット線BL(n)のデコ
ードが完了してさえいれば、従来よりも余計にかかる時
間は相殺されてしまうからである。However, as shown in FIG. 5, the access time from address input to data output is shorter in the sixth modification than in the conventional example. Because the rise time of the decoded word line WL (m) is fast,
The potential of the data signal appears on the bit line BL (n) earlier, and the decoding of the word line WL (m) ends even if it takes time to decode the bit line BL (n). After that, if the decoding of the bit line BL (n) is completed by the time the potential of the data signal appears on the bit line BL (n), the extra time taken by the conventional method is offset. is there.
【0192】本変形例の特徴として、活性化されたワー
ド線WL(m)に接続されたメモリセルは記憶ノードが
ビット線BL(n)から遮断されているため貫通電流が
流れず、またプリチャージに電力が消費されないメモリ
セルを用いているため、メモリセル当たりの消費電力が
小さくなる。その結果、ワード線1本当りに接続が可能
なメモリセルの数が増えるため、ワード線WL(m)の
本数を減らすことができるので、ロウアドレスのデコー
ドが早くなり、従って、アクセス時間を短縮することが
できる。As a feature of this modification, since the storage node of the memory cell connected to the activated word line WL (m) is cut off from the bit line BL (n), the through current does not flow, and the Since memory cells that do not consume power are used for charging, the power consumption per memory cell is small. As a result, the number of memory cells that can be connected per word line is increased, so that the number of word lines WL (m) can be reduced, so that the row address can be decoded faster, and thus the access time can be shortened. can do.
【0193】以下、本発明の第2実施形態を図面に基づ
いて説明する。The second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0194】図6(a)は本発明の第2実施形態に係る
メモリセルを表わす回路図である。図6(a)におい
て、図1(a)に示す第1実施形態に係るメモリセルに
対して構成が異なる点のみを説明する。N24は書き込
み動作時にビット相補線/BLにより活性化され、第1
のスイッチN3と第2の記憶ノードV2との間に直列に
接続されている第2のスイッチであって、N25は第1
のスイッチN3とメモリセルの共通のグラウンド線であ
る第2の電源Vssとの間に直列に接続され、読み出し動
作時に第1の記憶ノードにより活性化されてビット線対
BL,/BLのインピーダンス制御を行なう第3のスイ
ッチである。FIG. 6A is a circuit diagram showing a memory cell according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 6A, only the difference in configuration from the memory cell according to the first embodiment shown in FIG. 1A will be described. N24 is activated by the bit complementary line / BL during the write operation,
Second switch connected in series between the switch N3 and the second storage node V2, N25 being the first switch.
Is connected in series between the switch N3 and the second power supply Vss, which is a common ground line of the memory cell, and is activated by the first storage node during the read operation to control the impedance of the bit line pair BL, / BL. Is a third switch for performing.
【0195】以下、前記のように構成されたメモリセル
の動作において、第1実施形態と異なる点のみを説明す
る。The operation of the memory cell configured as described above will be described below only for the differences from the first embodiment.
【0196】最初に、読み出し期間のメモリセルの動作
を説明する。第1の記憶ノードV1には「0」すなわち
第2の電源の電位Vssが保持され、第2の記憶ノードV
2には「1」すなわち第1の電源の電位Vccが保持され
ているとする。First, the operation of the memory cell in the read period will be described. The first storage node V1 holds "0", that is, the potential Vss of the second power supply, and the second storage node V1.
It is assumed that 2 holds "1", that is, the potential Vcc of the first power supply.
【0197】まず、ワード線WLが立ち上がり第1のス
イッチN3がオンになる。First, the word line WL rises and the first switch N3 is turned on.
【0198】次に、第1の記憶ノードV1の電位は第2
の電源Vssの接地電位であるため、第3のスイッチN2
5がオフとなり、ビット線BLとそのリファレンスであ
るビット相補線/BLとのインピーダンス特性に差が出
ない。Next, the potential of the first storage node V1 is set to the second
Of the third switch N2 because it is the ground potential of the power source Vss of
5 is turned off, and there is no difference in the impedance characteristics between the bit line BL and the bit complementary line / BL that is the reference thereof.
【0199】逆に、第1の記憶ノードV1には「1」す
なわち第1の電源Vccの電位が保持され、第2の記憶ノ
ードV2には「0」すなわち第2の電源Vssの接地電位
が保持されている場合は、第3のスイッチN25がオン
になるので、ビット線BLとビット相補線/BLとのイ
ンピーダンス特性に差が生じることになる。On the contrary, the first storage node V1 holds "1", that is, the potential of the first power supply Vcc, and the second storage node V2 holds "0", that is, the ground potential of the second power supply Vss. When held, the third switch N25 is turned on, which causes a difference in impedance characteristics between the bit line BL and the bit complementary line / BL.
【0200】従って、第1実施形態と同じく、ビット線
対BL,/BL間の電気的特性の差は、第1の記憶ノー
ドV1の保持データにのみ依存し、インピーダンス特性
の差として現われるので、安定な読出し動作が可能にな
る。Therefore, as in the first embodiment, the difference in electrical characteristics between the bit line pair BL, / BL depends only on the data held in the first storage node V1 and appears as a difference in impedance characteristics. A stable read operation becomes possible.
【0201】次に、書き込み期間のメモリセルの動作を
説明する。第1の記憶ノードV1に「1」が、第2の記
憶ノードV2に「0」が書き込まれるとする。Next, the operation of the memory cell in the writing period will be described. It is assumed that "1" is written in the first storage node V1 and "0" is written in the second storage node V2.
【0202】まず、ワード線WLには第1の電源Vcc程
度の電圧が印加され、ビット相補線/BLには第2のハ
イデータ電位Vu2が印加されるため、第1のスイッチN
3及び第2のスイッチN24は共にオンになる。First, since a voltage of about the first power supply Vcc is applied to the word line WL and the second high data potential Vu2 is applied to the bit complementary line / BL, the first switch N
Both 3 and the second switch N24 are turned on.
【0203】次に、ビット線BLと第2の記憶ノードV
2とが第1のスイッチN3を通して接続されるため、第
2の記憶ノードV2の電位はビット線BLに印加されて
いる接地電位Vx1に徐々に近づく。また、第1の駆動ト
ランジスタN1のゲート電極が第2の記憶ノードV2と
接続されているため、そのしきい値電圧まで下がると第
1の駆動トランジスタN1の動作が止まり、かつ第1の
負荷トランジスタP1のゲート電極が第2の記憶ノード
V2と接続されているため、第1の負荷トランジスタP
1はそのしきい値電圧を越えて低くなると動作し始める
ので、第1の記憶ノードV1の電位は、第1の電源Vcc
に次第に近づいて書き込み動作は完了する。なお、書き
込みの対象となる記憶ノードは、第1実施形態のメモリ
セルにおいては第1の記憶ノードV1であり、本実施形
態においては前記のように第2の記憶ノードV2であ
る。Next, the bit line BL and the second storage node V
2 is connected through the first switch N3, the potential of the second storage node V2 gradually approaches the ground potential Vx1 applied to the bit line BL. Further, since the gate electrode of the first drive transistor N1 is connected to the second storage node V2, the operation of the first drive transistor N1 is stopped when the voltage drops to the threshold voltage thereof, and the first load transistor Since the gate electrode of P1 is connected to the second storage node V2, the first load transistor P1
1 starts operating when the voltage drops below its threshold voltage, so that the potential of the first storage node V1 changes to the first power supply Vcc.
And the write operation is completed. The storage node to be written is the first storage node V1 in the memory cell of the first embodiment, and the second storage node V2 in the present embodiment as described above.
【0204】本実施形態の特徴として、第1の記憶ノー
ドV1及び第2の記憶ノードV2から第2の電源に接続
されるトランジスタの数が共に1つとなり、対象性が良
い。さらに、ビット相補線/BLにより活性化される第
2のスイッチN24がインバータ内に直列接続されてい
ないため、ノイズマージンは第1実施形態の場合よりも
大きくなる。The feature of this embodiment is that the number of transistors connected from the first storage node V1 and the second storage node V2 to the second power supply is one, and the symmetry is good. Further, since the second switch N24 activated by the bit complementary line / BL is not connected in series in the inverter, the noise margin becomes larger than that in the first embodiment.
【0205】本実施形態のメモリセルと第1実施形態の
メモリセルとの使い分けは、よりノイズマージンを優先
する場合には第2のスイッチN24がインバータ内に直
列に接続されていない本実施形態のメモリセルを用い、
より集積度を優先する場合には6個のトランジスタによ
り構成される第1実施形態のメモリセルを用いると良
い。The memory cell of the present embodiment and the memory cell of the first embodiment are selectively used according to the present embodiment in which the second switch N24 is not connected in series in the inverter when the noise margin is prioritized. Using memory cells,
In the case where the degree of integration is prioritized, the memory cell of the first embodiment composed of six transistors may be used.
【0206】以下、本発明の第2実施形態の第1変形例
を説明する。The first modification of the second embodiment of the present invention will be described below.
【0207】第1変形例は、第1の負荷トランジスタP
1のサイズが、第2の負荷トランジスタP2よりも小さ
くなるように設定されている構成とする。The first modification is the first load transistor P.
The size of 1 is set to be smaller than that of the second load transistor P2.
【0208】書き込み動作時において、第1の記憶ノー
ドの「0」を「1」に書き替える場合が最も長い時間を
必要とする。それは、第1の記憶ノードV1はビット線
BLから遮断されており、しかも第2の記憶ノードV2
が「0」にされることにより間接的に書き込まれるた
め、第1の駆動トランジスタN1が十分に停止し、かつ
第1の負荷トランジスタP1が十分に動作するのに時間
がかかるからである。MOS型トランジスタはしきい値
電圧を越えないと動作しないため、第1の負荷トランジ
スタP1のサイズを小さくして低容量にすることによ
り、動作時間を短縮することができる。In the write operation, it takes the longest time to rewrite “0” of the first storage node to “1”. It is because the first storage node V1 is cut off from the bit line BL, and the second storage node V2 is
Is written indirectly by setting "0" to "0", so that it takes time for the first drive transistor N1 to stop sufficiently and for the first load transistor P1 to operate sufficiently. Since the MOS transistor does not operate unless the threshold voltage is exceeded, the operating time can be shortened by reducing the size of the first load transistor P1 to reduce the capacitance.
【0209】本変形例の特徴として、第1の記憶ノード
V1及び第2の記憶ノードV2はビット線対BL,/B
Lと遮断されているため、読み出し動作時のノイズマー
ジンが非常に大きく確保されており、しかも容易には小
さくならないので、フリップフロップ回路のバランスを
崩して、第1の負荷トランジスタP1のサイズを小さく
し書き込み易くして、書込み動作を高速化することがで
きる。A feature of this modification is that the first storage node V1 and the second storage node V2 have a bit line pair BL, / B.
Since it is cut off from L, a very large noise margin is ensured at the time of read operation, and it does not easily become small. Therefore, the balance of the flip-flop circuit is disturbed and the size of the first load transistor P1 is made small. The writing operation can be facilitated and the writing operation can be speeded up.
【0210】以下、本発明の第2実施形態の第2変形例
を図面に基づいて説明する。A second modification of the second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0211】図6(b)は本発明の第2実施形態の第2
変形例に係るメモリセルを表わす回路図である。図6
(a)に示すメモリセルに対して新たに図6(b)に示
すメモリセルに追加された構成要素のみを説明する。図
6(b)において、N26は書き込み動作時の第2の記
憶ノードV2に対する書き込み速度を上げるために、第
1の記憶ノードV1と第2の電源Vssとの間に第1の駆
動トランジスタN1と並列に接続され、ビット線BLに
より制御される第4のスイッチである。FIG. 6B shows a second embodiment of the second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a circuit diagram illustrating a memory cell according to a modification. Figure 6
Only the components newly added to the memory cell shown in FIG. 6B with respect to the memory cell shown in FIG. 6A will be described. In FIG. 6B, N26 is a first drive transistor N1 between the first storage node V1 and the second power supply Vss in order to increase the write speed to the second storage node V2 during the write operation. A fourth switch connected in parallel and controlled by the bit line BL.
【0212】以下、前記のように構成されたメモリセル
の書き込み動作を説明する。第1の記憶ノードに「0」
及び第2の記憶ノードに「1」を書き込む場合を考え
る。第2実施形態と比較して特徴的な点のみを説明する
と、まず、ワード線WLには第1の電源Vcc程度の電圧
が印加され、ビット相補線/BLには第2のハイデータ
電位Vu2が印加されるため、第1のスイッチN3及び第
2のスイッチN14は共にオンになる。The write operation of the memory cell configured as described above will be described below. "0" in the first storage node
And write "1" to the second storage node. Explaining only the characteristic points in comparison with the second embodiment, first, a voltage of about the first power supply Vcc is applied to the word line WL and the second high data potential Vu2 is applied to the bit complementary line / BL. Is applied, the first switch N3 and the second switch N14 are both turned on.
【0213】次に、ビット線BLと第2の記憶ノードV
2とが第1のスイッチN3及び第2のスイッチN24を
通して接続されるため、第2の記憶ノードV2の電位は
徐々に第1のハイデータ電位Vu1に近づく。また、第4
のスイッチN26のゲート電極の電位は第2の記憶ノー
ドV2よりも高いため、第1の駆動トランジスタN1が
動作するよりも先に第4のスイッチN26が動作を開始
しているので、第1の記憶ノードV1の電位は、第2の
電源Vssの電位に急速に近づく。従って、第2の駆動ト
ランジスタN2は急速に動作を止め、かつ第2の負荷ト
ランジスタP2は急速に低インピーダンスとなり、第2
実施形態よりも高速に書き込み動作を行なうことができ
る。Next, the bit line BL and the second storage node V
2 is connected through the first switch N3 and the second switch N24, the potential of the second storage node V2 gradually approaches the first high data potential Vu1. Also, the fourth
Since the potential of the gate electrode of the switch N26 of the second switch N26 is higher than that of the second storage node V2, the operation of the fourth switch N26 is started before the operation of the first drive transistor N1. The potential of the storage node V1 rapidly approaches the potential of the second power supply Vss. Therefore, the second drive transistor N2 rapidly stops operating, and the second load transistor P2 rapidly becomes low impedance,
The write operation can be performed faster than in the embodiment.
【0214】以下、本発明の第2実施形態の第3変形例
を図面に基づいて説明する。A third modification of the second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0215】図2(a)は本発明の第2実施形態の第3
変形例に係るメモリセルの電源の電位を示している。本
実施形態は、第1実施形態の第4変形例におけるメモリ
セル1に替わり第2実施形態のメモリセルを有する構成
とする。FIG. 2A shows the third embodiment of the second embodiment of the present invention.
The electric potential of the power supply of the memory cell which concerns on a modification is shown. In this embodiment, the memory cell 1 of the fourth modification of the first embodiment is replaced with the memory cell of the second embodiment.
【0216】本変形例の特徴として、フリップフロップ
接続されるトランジスタ群は第1の電源Vccの電位より
も低い第6の電源Vm の電位であっても、読み出し動作
時にはビット線対BL,/BLが第2の電源Vssの電位
に印加され、書き込み動作時にはビット相補線/BLに
第2実施形態と同様の第1の電源Vccの電位と同程度の
電位に印加されるため、安定した動作ができる。A feature of the present modification is that the flip-flop connected transistor group has a potential of the sixth power source Vm lower than the potential of the first power source Vcc even during the read operation. Is applied to the potential of the second power source Vss and is applied to the bit complementary line / BL at the same potential as the potential of the first power source Vcc similar to that of the second embodiment during the write operation, so that stable operation is achieved. it can.
【0217】また、メモリセルの共通ソース線に第1の
電源Vccと第2の電源Vssとの中間の第6の電源Vm の
電位が印加されているため、信号電位のラッチ能力が低
下しているので、書き込み動作が早くなる。Since the potential of the sixth power source Vm intermediate between the first power source Vcc and the second power source Vss is applied to the common source line of the memory cell, the signal potential latching ability is lowered. Therefore, the write operation becomes faster.
【0218】以下、本発明の第2実施形態の第4変形例
を図面に基づいて説明する。A fourth modification of the second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0219】図2(b)は本発明の第2実施形態の第4
変形例に係るメモリセルの電源の電位を示している。図
2(b)において、図2(a)に示した降圧回路に替え
て第2実施形態に係るメモリセルが接続されている構成
とする。FIG. 2B shows a fourth embodiment of the second embodiment of the present invention.
The electric potential of the power supply of the memory cell which concerns on a modification is shown. 2B, the step-down circuit shown in FIG. 2A is replaced with the memory cell according to the second embodiment.
【0220】図7は本発明の第2実施形態の第4変形例
に係るメモリセルを表わす回路図である。図7(a)に
おけるメモリセルは、図2(b)に示すメモリセル2に
対応し、メモリセルの構成は図6(a)に示す第2実施
形態に係るメモリセルの各トランジスタが対応するトラ
ンジスタの導電型と逆の導電型に設定されている。図7
(b)におけるメモリセルは、図2(b)に示すメモリ
セル1に対応し、メモリセルの構成は図6(a)に示す
第1実施形態に係るメモリセルと同様である。FIG. 7 is a circuit diagram showing a memory cell according to a fourth modification of the second embodiment of the present invention. The memory cell in FIG. 7A corresponds to the memory cell 2 shown in FIG. 2B, and the configuration of the memory cell corresponds to each transistor of the memory cell according to the second embodiment shown in FIG. 6A. The conductivity type is set to the opposite conductivity type of the transistor. Figure 7
The memory cell in (b) corresponds to the memory cell 1 shown in FIG. 2 (b), and the configuration of the memory cell is similar to that of the memory cell according to the first embodiment shown in FIG. 6 (a).
【0221】本変形例の特徴として、第1実施形態の第
5変形例と同様に、メモリセル1は、フリップフロップ
接続された負荷トランジスタP1及びP2並びに駆動ト
ランジスタN1及びN2が低電圧で動作し、ワード線W
Ln及びビット線対BLn,/BLnが第2実施形態と
同じ降圧されていない電位により制御されるため、安定
した動作をすることができる。As a feature of this modification, as in the fifth modification of the first embodiment, in the memory cell 1, the load transistors P1 and P2 and the drive transistors N1 and N2 connected in a flip-flop are operated at a low voltage. , Word line W
Since Ln and the bit line pair BLn, / BLn are controlled by the same non-stepped down potential as in the second embodiment, stable operation can be performed.
【0222】また同様に、メモリセル2は、フリップフ
ロップ接続された負荷トランジスタN1及びN2並びに
駆動トランジスタP1及びP2は低電圧で動作し、ワー
ド線WLp及びビット線対BLp,/BLpは第2実施
形態と同じ降圧されていない電位により制御されるた
め、安定した動作をすることができる。Similarly, in the memory cell 2, the load transistors N1 and N2 and the drive transistors P1 and P2, which are flip-flop connected, operate at a low voltage, and the word line WLp and the bit line pair BLp, / BLp are the second embodiment. Since it is controlled by the same potential that is not stepped down as in the form, stable operation can be performed.
【0223】さらに、メモリセル1及びメモリセル2
は、共通ソース線に第6の電源Vm の電位が印加されて
いるため、信号電位のラッチ能力が低下しているので、
書き込み動作が早くなる。Further, the memory cell 1 and the memory cell 2
Since the potential of the sixth power source Vm is applied to the common source line, the ability to latch the signal potential is reduced.
Write operation becomes faster.
【0224】以下、本発明の第2実施形態の第5変形例
を図面に基づいて説明する。A fifth modification of the second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0225】図4は本発明の第2実施形態の第5変形例
に係るメモリセルアレイを表わす模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a memory cell array according to a fifth modification of the second embodiment of the present invention.
【0226】図5は本発明の第2実施形態の第5変形例
に係るメモリセルアレイからデータを読み出す際のタイ
ミングチャートを示している。FIG. 5 is a timing chart for reading data from the memory cell array according to the fifth modification of the second embodiment of the present invention.
【0227】図4(a)におけるメモリセルは、図6
(a)に示す第2実施形態のメモリセルが4行×16列
のアレイ状に配置されており、WLはワード線、BLは
ビット線、/BLは書き込み時には書き込み制御線とな
るビット相補線である。図4(b)、図4(c)及び図
5の説明は第1実施形態の第6変形例と同じであるので
省略する。The memory cell in FIG. 4A is the same as that in FIG.
The memory cells of the second embodiment shown in (a) are arranged in an array of 4 rows × 16 columns, where WL is a word line, BL is a bit line, and / BL is a bit complementary line which becomes a write control line at the time of writing. Is. The description of FIGS. 4B, 4C, and 5 is the same as that of the sixth modified example of the first embodiment, and therefore will be omitted.
【0228】本変形例の特徴として、第1実施形態の第
6変形例と同様に、活性化されたワード線に接続された
メモリセルは記憶ノードがビット線から遮断されている
ため貫通電流が流れず、またプリチャージに電力が消費
されないメモリセルを用いているため、メモリセル当た
りの消費電力が小さくなるので、ワード線の本数を減ら
すことができるようになり、その結果、アクセス時間を
短縮することができる。As a feature of this modification, as in the sixth modification of the first embodiment, a memory cell connected to an activated word line has a storage node cut off from a bit line, and therefore a through current is generated. Since the memory cells that do not flow and consume no power for precharging are used, the power consumption per memory cell is reduced, and the number of word lines can be reduced, resulting in a shorter access time. can do.
【0229】以下、本発明の第3実施形態を図面に基づ
いて説明する。Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
【0230】図8(a)は本発明の第3実施形態に係る
メモリセルを表わす回路図である。図8(a)におい
て、図1(a)に示す第1実施形態に係るメモリセルと
の構成の違いのみを説明すると、Vs1は第1の駆動トラ
ンジスタN1のグラウンド線が接続される第3の電源、
Vs2は第2の駆動トランジスタN2のグラウンド線が接
続される第4の電源である。FIG. 8A is a circuit diagram showing a memory cell according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 8A, only the difference in configuration from the memory cell according to the first embodiment shown in FIG. 1A will be described. Vs1 is the third one to which the ground line of the first drive transistor N1 is connected. Power supply,
Vs2 is a fourth power supply to which the ground line of the second drive transistor N2 is connected.
【0231】図9は本発明の第3実施形態に係るグラウ
ンド線制御回路を表わす回路図である。図9において、
WEは図25に示すリード/ライト切り替え制御回路に
より通知される書き込み要求、Dinは図25に示す入出
力データ制御回路により通知される書き込みデータ、p
Vs1(k)は図27(b)に示すグラウンド線の選択回
路DSW2に送られ、メモリセルのグラウンド線の第3
の電源Vs1に印加するための多重化された第1の前グラ
ウンド線、pVs2(k)は同じくグラウンド線の選択回
路DSW2に送られ、メモリセルの第4の電源Vs2に印
加するための多重化された第2の前グラウンド線、Vu3
は第1の前グラウンド線pVs1(k)及び第2の前グラ
ウンド線pVs2(k)に印加するグラウンド線制御電
位、Vssは第1の前グラウンド線pVs1(k)及び第2
の前グラウンド線pVs2(k)に印加する接地電位であ
る第2の電源、PB1は書き込み要求WEの相補値に応
じて第1の前グラウンド線pVs1(k)にグラウンド線
制御電位Vu3を開閉する第1のP型スイッチ、PB2は
書き込みデータDinに応じて第1の前グラウンド線pV
s1(k)にグラウンド線制御電位Vu3を開閉する第2の
P型スイッチ、NB1は書き込みデータDinに応じて第
1の前グラウンド線pVs1(k)に第2の電源Vssの電
位を開閉する第1のN型スイッチ、NB2は書き込み要
求WEに応じて第1の前グラウンド線pVs1(k)に第
2の電源Vssの電位を開閉する第2のN型スイッチ、N
B3は書き込み要求WEの相補値に応じて第1の前グラ
ウンド線pVs1(k)に第2の電源Vssの電位を開閉す
る第3のN型スイッチ、PB3は書き込み要求WEの相
補値に応じて第2の前グラウンド線pVs2(k)にグラ
ウンド線制御電位Vu3を開閉する第3のP型スイッチ、
PB4は書き込みデータDinの相補値に応じて第2の前
グラウンド線pVs2(k)にグラウンド線制御電位Vu3
を開閉する第4のP型スイッチ、NB4は書き込みデー
タDinの相補値に応じて第2の前グラウンド線pVs2
(k)に第2の電源Vssの電位を開閉する第4のN型ス
イッチ、NB5は書き込み要求WEに応じて第2の前グ
ラウンド線pVs2(k)に第2の電源Vssの電位を開閉
する第5のN型スイッチ、NB6は書き込み要求WEの
相補値に応じて第2の前グラウンド線pVs2(k)に第
2の電源Vssの電位を開閉する第6のN型スイッチであ
る。FIG. 9 is a circuit diagram showing a ground line control circuit according to the third embodiment of the present invention. In FIG.
WE is a write request notified by the read / write switching control circuit shown in FIG. 25, Din is write data notified by the input / output data control circuit shown in FIG. 25, p
Vs1 (k) is sent to the ground line selection circuit DSW2 shown in FIG.
Of the multiplexed first front ground line, pVs2 (k), for application to the power supply Vs1 of the memory cell is also sent to the ground line selection circuit DSW2 and applied to the fourth power supply Vs2 of the memory cell. Second front ground line, Vu3
Is the ground line control potential applied to the first front ground line pVs1 (k) and the second front ground line pVs2 (k), and Vss is the first front ground line pVs1 (k) and the second front ground line pVs1 (k).
The second power source, which is the ground potential applied to the front ground line pVs2 (k) of PB1, opens and closes the ground line control potential Vu3 to the first front ground line pVs1 (k) according to the complementary value of the write request WE. The first P-type switch PB2 is connected to the first front ground line pV according to the write data Din.
s1 (k) is a second P-type switch for opening / closing the ground line control potential Vu3, and NB1 is a second P-type switch for opening / closing the potential of the second power supply Vss on the first front ground line pVs1 (k) according to the write data Din. A first N-type switch, NB2 is a second N-type switch for opening and closing the potential of the second power supply Vss to the first front ground line pVs1 (k) in response to the write request WE, N
B3 is a third N-type switch that opens and closes the potential of the second power supply Vss to the first front ground line pVs1 (k) according to the complementary value of the write request WE, and PB3 is according to the complementary value of the write request WE. A third P-type switch for opening and closing the ground line control potential Vu3 on the second front ground line pVs2 (k),
PB4 supplies the ground line control potential Vu3 to the second front ground line pVs2 (k) according to the complementary value of the write data Din.
NB4 is a fourth P-type switch for opening / closing the second front ground line pVs2 according to the complementary value of the write data Din.
A fourth N-type switch that opens and closes the potential of the second power supply Vss at (k), and NB5 opens and closes the potential of the second power supply Vss at the second front ground line pVs2 (k) in response to the write request WE. The fifth N-type switch, NB6, is a sixth N-type switch that opens and closes the potential of the second power supply Vss to the second front ground line pVs2 (k) according to the complementary value of the write request WE.
【0232】以下、前記のように構成されたグラウンド
線制御回路Bの動作を説明する。The operation of the ground line control circuit B configured as described above will be described below.
【0233】本実施形態においては、書き込み要求WE
を正論理とする。In this embodiment, the write request WE
Is positive logic.
【0234】まず、書き込み要求WEが「1」の場合、
すなわち書き込み期間のグラウンド線制御回路Bの動作
を説明する。First, when the write request WE is "1",
That is, the operation of the ground line control circuit B in the writing period will be described.
【0235】書き込みデータDinが「1」のとき、第1
の前グラウンド線pVs1(k)における、第1のP型ス
イッチPB1、第1のN型スイッチNB1及び第2のN
型スイッチNB2が閉じて他のスイッチが開くため、第
1の前グラウンド線pVs1(k)は第2の電源Vssの電
位に印加され、第2の前グラウンド線pVs2(k)にお
ける、第3のP型スイッチPB3、第4のP型スイッチ
PB4及び第4のN型スイッチNB4が閉じて他のスイ
ッチが開くため、第2の前グラウンド線pVs2(k)は
グラウンド線制御電位Vu3に印加される。When the write data Din is "1", the first
The first P-type switch PB1, the first N-type switch NB1, and the second N-type line on the front ground line pVs1 (k) of
Since the type switch NB2 is closed and the other switches are opened, the first front ground line pVs1 (k) is applied to the potential of the second power supply Vss, and the third front ground line pVs2 (k) is Since the P-type switch PB3, the fourth P-type switch PB4, and the fourth N-type switch NB4 are closed and the other switches are opened, the second front ground line pVs2 (k) is applied to the ground line control potential Vu3. .
【0236】書き込みデータDinが「0」のとき、第1
の前グラウンド線pVs1(k)における、第1のP型ス
イッチPB1、第2のP型スイッチPB2及び第2のN
型スイッチNB2が閉じて他のスイッチが開くため、第
1の前グラウンド線pVs1(k)はグラウンド線制御電
位Vu3に印加され、第2の前グラウンド線pVs2(k)
における、第3のP型スイッチPB3、第4のN型スイ
ッチNB4及び第5のN型スイッチNB5が閉じて他の
スイッチが開くため、第2の前グラウンド線pVs2
(k)は第2の電源Vssの電位に印加される。When the write data Din is "0", the first
Of the first P-type switch PB1, the second P-type switch PB2, and the second N on the front ground line pVs1 (k) of
Since the type switch NB2 is closed and the other switches are opened, the first front ground line pVs1 (k) is applied to the ground line control potential Vu3 and the second front ground line pVs2 (k) is applied.
, The third P-type switch PB3, the fourth N-type switch NB4, and the fifth N-type switch NB5 are closed and the other switches are opened, so that the second front ground line pVs2
(K) is applied to the potential of the second power supply Vss.
【0237】次に、書き込み要求WEが「0」の場合、
すなわち読み出し期間のグラウンド線制御回路Bの動作
を説明する。Next, when the write request WE is "0",
That is, the operation of the ground line control circuit B in the read period will be described.
【0238】書き込みデータDinが「1」のとき、第1
の前グラウンド線pVs1(k)における、第1のN型ス
イッチNB1及び第3のN型スイッチNB3が閉じて他
のスイッチが開くため、第1の前グラウンド線pVs1
(k)は第2の電源Vssの電位に印加され、第2の前グ
ラウンド線pVs2(k)における、第4のP型スイッチ
PB4及び第6のN型スイッチNB6が閉じて他のスイ
ッチが開くため、前ビット相補線/pBL(k)は第2
の電源Vssの電位に印加される。When the write data Din is "1", the first
Of the first ground line pVs1 (k), the first N-type switch NB1 and the third N-type switch NB3 are closed and the other switches are opened.
(K) is applied to the potential of the second power supply Vss, and the fourth P-type switch PB4 and the sixth N-type switch NB6 are closed and the other switches are opened in the second front ground line pVs2 (k). Therefore, the previous bit complementary line / pBL (k) is the second
Is applied to the potential of the power source Vss.
【0239】書き込みデータDinが「0」のとき、第1
の前グラウンド線pVs1(k)における、第2のP型ス
イッチPB2及び第3のN型スイッチNB3が閉じて他
のスイッチが開くため、第1の前グラウンド線pVs1
(k)は第2の電源Vssの電位に印加され、第2の前グ
ラウンド線pVs2(k)における、第4のN型スイッチ
NB4及び第6のN型スイッチNB6が閉じて他のスイ
ッチが開くため、第2の前グラウンド線pVs2(k)は
第2の電源Vssの電位に印加される。When the write data Din is "0", the first
Of the first ground line pVs1 (k), the second P-type switch PB2 and the third N-type switch NB3 are closed and the other switches are opened.
(K) is applied to the potential of the second power supply Vss, and the fourth N-type switch NB4 and the sixth N-type switch NB6 are closed and the other switches are opened in the second front ground line pVs2 (k). Therefore, the second front ground line pVs2 (k) is applied to the potential of the second power supply Vss.
【0240】本実施形態の特徴として、書き込み期間中
には、書き込みデータDinに応じて第3の電源Vs1又は
第4の電源Vs2に印加する第2の電源Vssの電位又はグ
ラウンド線制御電位Vu3が生成され、読み出し期間中に
は、第3の電源Vs1又は第4の電源Vs2に印加する第2
の電源Vssの電位が共に生成される。A feature of this embodiment is that during the writing period, the potential of the second power source Vss or the ground line control potential Vu3 applied to the third power source Vs1 or the fourth power source Vs2 is changed according to the write data Din. A second voltage generated and applied to the third power supply Vs1 or the fourth power supply Vs2 during the read period.
The electric potential of the power source Vss is also generated.
【0241】以下、前記のように構成されたメモリセル
の動作を、図面に基づいて説明する。The operation of the memory cell configured as described above will be described below with reference to the drawings.
【0242】図30は本発明の第3実施形態に係るメモ
リセルの動作時のタイミングチャートである。各信号は
図29と同様であるため説明を省略する。FIG. 30 is a timing chart during operation of the memory cell according to the third embodiment of the present invention. Since each signal is the same as that in FIG. 29, the description is omitted.
【0243】図30に示すように、読み出し動作は、読
み出し期間のタイミングチャートが図29に示す読み出
し期間のタイミングチャートと同じであり、動作も同じ
であるため説明を省略する。As shown in FIG. 30, in the read operation, the timing chart of the read period is the same as the timing chart of the read period shown in FIG. 29, and since the operation is the same, the description thereof will be omitted.
【0244】書き込み動作においても、第1実施形態と
の違いのみを説明する。まず、第1の記憶ノードV1に
「1」が、第2の記憶ノードV2に「0」が書き込まれ
るとする。Also in the write operation, only the difference from the first embodiment will be described. First, it is assumed that "1" is written in the first storage node V1 and "0" is written in the second storage node V2.
【0245】次に、ラッチされたアドレスにより選択さ
れたワード線WL(2)が立ち上がり、図9に示すグラ
ウンド線制御回路Bにおいて、書き込み要求WEは
「1」でありATき込みデータDinは「0」であるとす
ると、第1の前グラウンド線pVs1(k)にグラウンド
線制御電位Vu3が発生し、第2の前グラウンド線pVs2
(k)に第2の電源Vssの電位が発生する。Next, the word line WL (2) selected by the latched address rises, and in the ground line control circuit B shown in FIG. 9, the write request WE is "1" and the AT data Din is "1". 0 ", the ground line control potential Vu3 is generated on the first front ground line pVs1 (k), and the second front ground line pVs2 is generated.
The potential of the second power supply Vss is generated at (k).
【0246】次に、ビット相補線/BL(1)の電位が
第2のハイデータ電位Vu2に印加されると共に、第3の
電源Vs1(1)はグラウンド線制御電位Vu3に印加さ
れ、第4の電源Vs2(1)は第2の電源Vssの電位に印
加される。Next, the potential of the bit complementary line / BL (1) is applied to the second high data potential Vu2 and the third power supply Vs1 (1) is applied to the ground line control potential Vu3, and the fourth Power source Vs2 (1) is applied to the potential of the second power source Vss.
【0247】次に、ワード線WL(2)には第1の電源
Vcc程度の電圧が印加され、ビット相補線/BL(1)
には第2のハイデータ電位Vu2が印加されるため、図8
(a)に示す第1のスイッチN3及び第2のスイッチN
14は共にオンになる。Next, a voltage of about the first power supply Vcc is applied to the word line WL (2), and the bit complementary line / BL (1) is applied.
Since the second high data potential Vu2 is applied to the
The first switch N3 and the second switch N shown in (a)
Both 14 are turned on.
【0248】次に、ビット線BLと第1の記憶ノードV
1とが第1のスイッチN3及び第2のスイッチN14を
通して接続されるため、第1の記憶ノードV1の電位は
徐々に第1のハイデータ電位Vu1に近づき、逆に第2の
記憶ノードV2の電位は徐々に第2の電源Vssの電位に
近づく。Next, the bit line BL and the first storage node V
Since 1 and 1 are connected through the first switch N3 and the second switch N14, the potential of the first storage node V1 gradually approaches the first high data potential Vu1, and conversely, of the second storage node V2. The potential gradually approaches the potential of the second power supply Vss.
【0249】本実施形態の特徴として、書き込み動作期
間において、第2のスイッチN14は常に動作中であ
り、第1の負荷トランジスタP1及び第1の駆動トラン
ジスタN1も、第1の記憶ノードV1の電位が「1」に
なるまでの過渡期においては動作中のため、第1の電源
Vccから第3の電源Vs1に向けて貫通電流が流れてしま
う。しかし、第1の記憶ノードにつながる第3の電源V
s1の電位を接地電位である第2の電源Vssの電位よりも
高く設定することにより、第1の駆動トランジスタN1
のオン抵抗が大きくなるため、該第1の駆動トランジス
タN1を流れる貫通電流が抑制されるので、書き込み動
作が早く完了する。A feature of this embodiment is that the second switch N14 is always in operation during the write operation period, and the first load transistor P1 and the first drive transistor N1 are also at the potential of the first storage node V1. In the transitional period until “1” becomes “1”, the through current flows from the first power supply Vcc to the third power supply Vs1 because it is in operation. However, a third power supply V connected to the first storage node
By setting the potential of s1 higher than the potential of the second power supply Vss which is the ground potential, the first drive transistor N1
Since the on-state resistance is increased, the through current flowing through the first drive transistor N1 is suppressed, and the write operation is completed quickly.
【0250】また、第3の電源を第2の電源Vssよりも
高く印加しているため、第2の記憶ノードの信号電位の
ラッチ能力が低下するので、第1の駆動トランジスタN
1が第2の電源Vssの場合に比べて早くオフになる。そ
の結果、信号電位のバランスが早く崩れるので、書き込
み動作を一層加速することになる。Further, since the third power supply is applied higher than the second power supply Vss, the ability to latch the signal potential of the second storage node is lowered, so that the first drive transistor N
It turns off earlier than when 1 is the second power supply Vss. As a result, the balance of the signal potential is quickly lost, and the write operation is further accelerated.
【0251】なお、グラウンド線制御電位Vu3は、数1
00mV以上、かつ、第1の電源Vccの電位と第1の駆
動トランジスタN1のしきい値電圧Vtとの差の電位以
下に設定されている。The ground line control potential Vu3 is expressed by the equation 1
It is set to be equal to or higher than 00 mV and equal to or lower than a potential difference between the potential of the first power supply Vcc and the threshold voltage Vt of the first drive transistor N1.
【0252】以下、本発明の第3実施形態の第1変形例
を図面に基づいて説明する。A first modification of the third embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0253】図8(b)は本発明の第3実施形態の第1
変形例に係るメモリセルアレイの一部を表わす回路図で
ある。図8(b)において、メモリセル31、32及び
33は図8(a)に示す第3実施形態に係るメモリセル
が同一のワード線WLに接続されており、メモリセル3
1の第4の電源Vs2(n−1)とメモリセル32の第3
の電源Vs1(n)とが接続され、メモリセル32の第4
の電源Vs2(n)とメモリセル33の第3の電源Vs1
(n+1)とが接続されている構成である。FIG. 8B shows the first embodiment of the third embodiment of the present invention.
It is a circuit diagram showing a part of memory cell array concerning a modification. In FIG. 8B, the memory cells 31, 32, and 33 are the memory cells according to the third embodiment shown in FIG. 8A, which are connected to the same word line WL.
1st fourth power supply Vs2 (n-1) and 3rd memory cell 32
Connected to the power supply Vs1 (n) of
Power supply Vs2 (n) of the memory cell 33 and the third power supply Vs1 of the memory cell 33
(N + 1) is connected.
【0254】前記の構成をとるメモリセルにおいて、メ
モリセル32に対して書き込みを行なう場合に、隣接す
るメモリセルは書込み制御線となるビット相補線/BL
(n−1)及び/BL(n+1)が選択されていないた
め、隣接メモリセル31及び33の第2のスイッチN1
4はオフになっている。従って、第3の電源Vs1と第4
の電源Vs2との電位差、すなわちグラウンド線制御電位
Vu3は、数100mV以上、かつ、第1の電源Vccの電
位と第1の駆動トランジスタN1又は第2の駆動トラン
ジスタN2のしきい値電圧Vtとの差の電位以下に設定
することができる。In the memory cell having the above structure, when writing to memory cell 32, the adjacent memory cells are bit complementary lines / BL serving as write control lines.
Since (n-1) and / BL (n + 1) are not selected, the second switch N1 of the adjacent memory cells 31 and 33 is
4 is off. Therefore, the third power source Vs1 and the fourth power source
Potential difference from the power source Vs2, that is, the ground line control potential Vu3 is several hundred mV or more, and the potential of the first power source Vcc and the threshold voltage Vt of the first drive transistor N1 or the second drive transistor N2. It can be set below the potential of the difference.
【0255】本変形例の特徴として、互いに隣接するメ
モリセル同士の第3の電源Vs1及び第4の電源Vs2を共
有して、分割されたグラウンド線の本数が増加しないよ
うにできるため、基板上の回路素子形成領域を犠牲にす
ることがない。A feature of this modification is that the third power supply Vs1 and the fourth power supply Vs2 of the memory cells adjacent to each other can be shared so that the number of divided ground lines does not increase. Does not sacrifice the circuit element forming region.
【0256】以下、本発明の第3実施形態の第2変形例
を説明する。The second modification of the third embodiment of the present invention will be described below.
【0257】第2変形例は、第1実施形態の第1変形例
と同様に、第2のスイッチN14のしきい値電圧が、第
1の駆動トランジスタN1のしきい値電圧、第2の駆動
トランジスタN2のしきい値電圧及び第1のスイッチN
3のしきい値電圧よりも低くなるように設定されている
構成とする。In the second modification, as in the first modification of the first embodiment, the threshold voltage of the second switch N14 is equal to the threshold voltage of the first drive transistor N1 and the second drive. The threshold voltage of the transistor N2 and the first switch N
The configuration is such that it is set to be lower than the threshold voltage of 3.
【0258】本変形例の特徴として、第1実施形態の第
1変形例と同様に、第2のスイッチN14となるMOS
型トランジスタのしきい値電圧を他のトランジスタと比
較して低く設定することにより、書き込み動作時におい
てビット相補線/BLが第1の電源Vccの電位よりも高
い電位Vppまで昇圧される必要がなくなるため、低電圧
により動作するメモリセルを実現することができる。A feature of this modification is that, as in the first modification of the first embodiment, a MOS serving as the second switch N14 is formed.
By setting the threshold voltage of the type transistor to be lower than that of other transistors, the bit complementary line / BL does not need to be boosted to the potential Vpp higher than the potential of the first power source Vcc during the write operation. Therefore, a memory cell that operates with a low voltage can be realized.
【0259】以下、本発明の第3実施形態の第3変形例
を説明する。The third modification of the third embodiment of the present invention will be described below.
【0260】第3変形例は、第1実施形態の第2変形例
と同様に、第2の負荷トランジスタP2のサイズが、第
1の負荷トランジスタP1及び第2の駆動トランジスタ
N2よりも小さくなるように設定されている構成とす
る。In the third modification, the size of the second load transistor P2 is smaller than that of the first load transistor P1 and the second drive transistor N2, as in the second modification of the first embodiment. The configuration is set to.
【0261】本変形例の特徴として、第1実施形態の第
2変形例と同様に、第1の記憶ノードV1及び第2の記
憶ノードV2はビット線対BL,/BLとそれぞれ遮断
されているため、読み出し動作時のノイズマージンが非
常に大きく確保されており、しかも容易には小さくなら
ないので、フリップフロップ回路のバランスを崩して、
第2の負荷トランジスタP2のサイズを小さくすること
ができ、書込み動作が高速になる。As a feature of this modification, as in the second modification of the first embodiment, the first storage node V1 and the second storage node V2 are cut off from the bit line pair BL, / BL, respectively. Therefore, a very large noise margin is ensured at the time of read operation, and since it does not easily become small, the balance of the flip-flop circuit is disturbed,
The size of the second load transistor P2 can be reduced, and the write operation becomes faster.
【0262】以下、本発明の第3実施形態の第4変形例
を図面に基づいて説明する。A fourth modification of the third embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0263】図10は本発明の第3実施形態の第4変形
例に係るメモリセルを表わす回路図である。図10にお
いて、図8(a)に示す第3実施形態に係るメモリセル
との構成の違いのみを説明すると、/BLは書き込み動
作時に第4の電源Vs2の電位に印加されるビット線BL
の相補線となり、WTは書き込み動作時に第2のハイデ
ータ電位Vu2に印加される第2の制御線としての書き込
み制御線となる構成である。FIG. 10 is a circuit diagram showing a memory cell according to a fourth modification of the third embodiment of the present invention. In FIG. 10, only the difference in configuration from the memory cell according to the third embodiment shown in FIG. 8A will be described. / BL is the bit line BL applied to the potential of the fourth power supply Vs2 during the write operation.
And WT is a write control line as a second control line applied to the second high data potential Vu2 during the write operation.
【0264】第4の電源Vs2に印加する第2の電源Vss
の電位及びグラウンド線制御電位Vu3は、図9に示すグ
ラウンド線制御回路Bにより生成され、また、第2のハ
イデータ電位Vu2は図21(b)に示すビット線制御回
路A2により生成される。Second power supply Vss applied to fourth power supply Vs2
And the ground line control potential Vu3 are generated by the ground line control circuit B shown in FIG. 9, and the second high data potential Vu2 is generated by the bit line control circuit A2 shown in FIG.
【0265】第4変形例の読み出し動作及び書き込み動
作は第3実施形態と同様であるため省略する。The read operation and write operation of the fourth modified example are similar to those of the third embodiment, and will be omitted.
【0266】本変形例の特徴として、ロウ方向よりもコ
ラム方向に多くのメモリセルが接続されている構成とす
る場合の書き込み動作時において、第2の電源Vssの電
位から第2のハイデータ電位Vu2まで大きく電位が変化
する書き込み制御線WTの配線が、ワード線WLと平行
に配置されることにより、書き込み制御線WTに接続さ
れるメモリセルの数が減るため、書き込み制御線WTの
負荷容量が減るので、メモリセルの消費電力が減り、ま
たその書き込み動作が高速になる。A feature of this modification is that, in the case of a write operation in the case where more memory cells are connected in the column direction than in the row direction, the potential of the second power supply Vss changes to the second high data potential. Since the wiring of the write control line WT whose potential changes greatly to Vu2 is arranged in parallel with the word line WL, the number of memory cells connected to the write control line WT is reduced, so that the load capacitance of the write control line WT is reduced. Since the power consumption is reduced, the power consumption of the memory cell is reduced and the write operation becomes faster.
【0267】さらに、第1の駆動トランジスタN1のグ
ラウンド線の電位となる第3の電源Vs1の電位が図9に
示すグラウンド線制御回路Bにより制御されて、書き込
み動作が行なわれる際に、書き込み制御線WTがロウ方
向から選択されることにより、書き込みデータ信号が印
加されるビット線BLはコラム方向に配置され、書き込
み制御電圧が印加される書き込み制御線WTはロウ方向
に配置されているため、書き込みが行なわれるメモリセ
ルは、ビット線BLと書き込み制御線WTとが交差する
選択されたメモリセルに限られるので、選択されていな
いメモリセルに対してデータを書き込んでしまう、いわ
ゆる誤書き込みを防ぐことができる。Further, when the potential of the third power supply Vs1 which is the potential of the ground line of the first drive transistor N1 is controlled by the ground line control circuit B shown in FIG. 9 and the write operation is performed, the write control is performed. Since the line WT is selected from the row direction, the bit line BL to which the write data signal is applied is arranged in the column direction, and the write control line WT to which the write control voltage is applied is arranged in the row direction. Since the memory cell to be written is limited to the selected memory cell where the bit line BL and the write control line WT cross each other, so-called erroneous writing in which data is written to the unselected memory cell is prevented. be able to.
【0268】以下、本発明の第3実施形態の第5変形例
を図面に基づいて説明する。A fifth modification of the third embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0269】図11は本発明の第3実施形態の第5変形
例に係るメモリセルアレイを表わす模式図である。図1
1において、図10に示す第3実施形態の第4変形例に
係るメモリセルがアレイ状に配置される際に、4本のワ
ード線WLに対して1本の書き込み制御線WTが配置さ
れる構成である。書き込み制御線WTの電位は、第3実
施形態の第4変形例と同様に、図21(b)に示すビッ
ト線制御回路A2により生成される。FIG. 11 is a schematic diagram showing a memory cell array according to a fifth modification of the third embodiment of the present invention. Figure 1
In FIG. 1, when the memory cells according to the fourth modified example of the third embodiment shown in FIG. 10 are arranged in an array, one write control line WT is arranged for four word lines WL. It is a composition. The potential of the write control line WT is generated by the bit line control circuit A2 shown in FIG. 21B, as in the fourth modification of the third embodiment.
【0270】図11に示すように、4コラムごとに選択
コラムが存在するとすると、16本のワード線に対し
て、4本の書き込み制御線WTを設けることにより、4
本の書き込み制御線WTがそれぞれ異なるコラムアドレ
スのメモリセルに接続されるため、選択セルのみが、ワ
ード線となるワード線WLと書き込み制御線となる書き
込み制御線WTとにより同時に選択される唯一のメモリ
セルになる。従って、第3の電源Vs1及び第4の電源V
s2の電位が書き込み動作時に変化したとしても、選択さ
れなかったメモリセルに対する誤書き込みは防止でき
る。As shown in FIG. 11, assuming that there is a selected column for every four columns, four write control lines WT are provided for the 16 word lines, so that four write control lines WT are provided.
Since the write control line WT of the book is connected to the memory cells of different column addresses, only the selected cell is selected at the same time by the word line WL serving as the word line and the write control line WT serving as the write control line. Become a memory cell. Therefore, the third power source Vs1 and the fourth power source Vs
Even if the potential of s2 changes during the write operation, erroneous write to the unselected memory cells can be prevented.
【0271】本変形例の特徴として、ワード線WLと同
じロウアドレスごとに書き込み制御線WTを設けるので
はなく、4本のワード線WLに対して1本のみ設ける構
成をとることにより、書き込み制御線WTの本数を減ら
すことができるため、書き込み制御線WTが半導体基板
上の回路素子形成領域を犠牲にしない。A feature of this modification is that the write control line WT is not provided for each row address that is the same as that of the word line WL, but only one write control line WT is provided for four word lines WL. Since the number of lines WT can be reduced, the write control line WT does not sacrifice the circuit element formation region on the semiconductor substrate.
【0272】以下、本発明の第3実施形態の第6変形例
を図面に基づいて説明する。A sixth modification of the third embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0273】図12は本発明の第3実施形態の第6変形
例に係るメモリセルを表わす回路図である。図8(a)
に示すメモリセルに対して新たに図12に示すメモリセ
ルに追加された構成要素のみを説明する。図12におい
て、N35は書き込み動作時の第1の記憶ノードV1に
対する書き込み速度を上げるために第2の記憶ノードV
2と第4の電源Vs2との間に第2の駆動トランジスタN
2と並列に接続され、ビット線BLにより第1のスイッ
チN3を介して制御される第3のスイッチである。FIG. 12 is a circuit diagram showing a memory cell according to a sixth modification of the third embodiment of the present invention. Figure 8 (a)
Only the components newly added to the memory cell shown in FIG. 12 with respect to the memory cell shown in FIG. In FIG. 12, N35 is a second storage node V for increasing the write speed to the first storage node V1 during the write operation.
Second drive transistor N between the second power supply Vs2 and the fourth power supply Vs2
The third switch is connected in parallel with 2 and is controlled by the bit line BL via the first switch N3.
【0274】以下、前記のように構成されたメモリセル
の書き込み動作を説明する。The write operation of the memory cell configured as described above will be described below.
【0275】第3実施形態と比較して特徴的な点のみを
説明する。第1の記憶ノードに「1」及び第2の記憶ノ
ードに「0」を書き込む場合を考える。まず、ワード線
WLには第1の電源Vcc程度の電圧が印加され、ビット
相補線/BLには第2のハイデータ電位Vu2が印加され
るため、第1のスイッチN3及び第2のスイッチN14
は共にオンになる。Only characteristic points as compared with the third embodiment will be described. Consider a case where "1" is written in the first storage node and "0" is written in the second storage node. First, since a voltage of about the first power supply Vcc is applied to the word line WL and a second high data potential Vu2 is applied to the bit complementary line / BL, the first switch N3 and the second switch N14 are applied.
Turn on together.
【0276】次に、ビット線BLと第1の記憶ノードV
1とが第1のスイッチN3及び第2のスイッチN14を
通して接続されるため、第1の記憶ノードV1の電位は
図21(a)に示すビット線制御回路A1が生成する第
1のハイデータ電位Vu1に徐々に近づく。また、第1の
接続点V3の電位は第1の記憶ノードV1よりも高くな
っているため、第2の駆動トランジスタN2が動作する
よりも先に第3のスイッチN35が動作を開始するの
で、第2の記憶ノードV2の電位は、第2の電源Vssの
電位に急速に近づき、第1の駆動トランジスタN1は急
速に動作を止め、かつ第1の負荷トランジスタP1は急
速に低インピーダンスとなり、第3実施形態よりも高速
に書き込み動作を行なうことができる。Next, the bit line BL and the first storage node V
1 is connected through the first switch N3 and the second switch N14, the potential of the first storage node V1 is the first high data potential generated by the bit line control circuit A1 shown in FIG. It gradually approaches Vu1. Since the potential of the first connection point V3 is higher than that of the first storage node V1, the third switch N35 starts its operation before the second drive transistor N2 operates. The potential of the second storage node V2 rapidly approaches the potential of the second power supply Vss, the first drive transistor N1 rapidly stops operating, and the first load transistor P1 rapidly becomes low impedance, The write operation can be performed faster than in the third embodiment.
【0277】なお、メモリセル当たりのトランジスタの
数が1つ増えることにはなるが、対象性が良くなるた
め、半導体基板上のレイアウト設計をする際に不利には
ならない。Although the number of transistors per memory cell is increased by one, the symmetry is improved, so that there is no disadvantage in designing the layout on the semiconductor substrate.
【0278】以下、本発明の第3実施形態の第7変形例
を図面に基づいて説明する。A seventh modification of the third embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0279】図2(a)は本発明の第3実施形態の第7
変形例に係るメモリセルの電源の電位を示している。第
7変形例は、第1実施形態の第4変形例におけるメモリ
セル1に替わり第3実施形態のメモリセルを有する構成
とするものである。FIG. 2A shows the seventh embodiment of the present invention.
The electric potential of the power supply of the memory cell which concerns on a modification is shown. The seventh modification has a configuration including the memory cell of the third embodiment in place of the memory cell 1 of the fourth modification of the first embodiment.
【0280】本変形例の特徴として、フリップフロップ
接続されるトランジスタ群は第1の電源Vccの電位より
も低い第6の電源Vm の電位であっても、読み出し動作
時にはビット線対BL,/BLが第2の電源Vssの電位
に印加され、書き込み動作時にはビット相補線/BLに
第3実施形態と同様の第1の電源Vccの電位と同程度の
電位に印加されるため、安定した動作ができる。A feature of this modification is that the flip-flop-connected transistor group has a potential of the sixth power source Vm lower than the potential of the first power source Vcc even during the read operation. Is applied to the potential of the second power supply Vss and is applied to the bit complementary line / BL at the same potential as the potential of the first power supply Vcc similar to that of the third embodiment during the write operation, so that stable operation is achieved. it can.
【0281】また、メモリセルの共通ソース線に第1の
電源Vccと第2の電源Vssとの中間の第6の電源Vm の
電位が印加されているため、信号電位のラッチ能力が低
下しているので、書き込み動作が早くなる。Further, since the potential of the sixth power source Vm intermediate between the first power source Vcc and the second power source Vss is applied to the common source line of the memory cell, the signal potential latching capability is lowered. Therefore, the write operation becomes faster.
【0282】以下、本発明の第3実施形態の第8変形例
を図面に基づいて説明する。An eighth modification of the third embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0283】図2(b)は本発明の第3実施形態の第8
変形例に係るメモリセルの電源の電位を示している。図
2(b)において、図2(a)に示した降圧回路に替え
て第3実施形態に係るメモリセルが接続されている構成
とする。FIG. 2B shows the eighth embodiment of the third embodiment of the present invention.
The electric potential of the power supply of the memory cell which concerns on a modification is shown. 2B, the step-down circuit shown in FIG. 2A is replaced with the memory cell according to the third embodiment.
【0284】図13は本発明の第3実施形態の第8変形
例に係るメモリセルを表わす回路図である。図13
(a)におけるメモリセルは、図2(b)に示すメモリ
セル2に対応し、メモリセルの構成は図8(a)に示す
第3実施形態に係るメモリセルの各トランジスタが対応
するトランジスタの導電型と逆の導電型に設定されてい
る。図13(b)におけるメモリセルは、図2(b)に
示すメモリセル1に対応し、メモリセルの構成は図8
(a)に示す第1実施形態に係るメモリセルと同様であ
る。FIG. 13 is a circuit diagram showing a memory cell according to an eighth modification of the third embodiment of the present invention. FIG.
The memory cell in (a) corresponds to the memory cell 2 shown in FIG. 2 (b), and the configuration of the memory cell is the same as that of each transistor in the memory cell according to the third embodiment shown in FIG. 8 (a). It is set to the opposite conductivity type to the conductivity type. The memory cell in FIG. 13B corresponds to the memory cell 1 shown in FIG. 2B, and the configuration of the memory cell is shown in FIG.
This is similar to the memory cell according to the first embodiment shown in (a).
【0285】本変形例の特徴として、第1実施形態の第
5変形例と同様に、メモリセル1は、フリップフロップ
接続された負荷トランジスタP1及びP2並びに駆動ト
ランジスタN1及びN2が低電圧で動作し、ワード線W
Ln及びビット線対BL,/BLnが第3実施形態と同
じ降圧されていない電位で制御されるため、安定した動
作をすることができる。As a feature of this modification, as in the fifth modification of the first embodiment, in the memory cell 1, the load transistors P1 and P2 and the drive transistors N1 and N2 connected in the flip-flop are operated at a low voltage. , Word line W
Since Ln and the bit line pair BL, / BLn are controlled by the same non-stepped down potential as in the third embodiment, stable operation can be performed.
【0286】また、メモリセル2は、フリップフロップ
接続された負荷トランジスタN1及びN2並びに駆動ト
ランジスタP1及びP2が低電圧で動作し、ワード線W
Lp及びビット線対BLp,/BLpが第3実施形態と
同様に降圧されていない電位で制御されるため、安定し
た動作をすることができる。In the memory cell 2, the load transistors N1 and N2 and the drive transistors P1 and P2 connected in a flip-flop operate at a low voltage, and the word line W
Since Lp and the pair of bit lines BLp and / BLp are controlled by the potential which is not stepped down as in the third embodiment, stable operation can be performed.
【0287】さらに、メモリセル1及びメモリセル2
は、共通ソース線に第6の電源Vm の電位が印加されて
いるため、信号電位のラッチ能力が低下しているので、
書き込み動作が早くなる。Further, the memory cell 1 and the memory cell 2
Since the potential of the sixth power source Vm is applied to the common source line, the ability to latch the signal potential is reduced.
Write operation becomes faster.
【0288】以下、本発明の第3実施形態の第9変形例
を図面に基づいて説明する。The ninth modification of the third embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0289】図4は本発明の第3実施形態の第9変形例
に係るメモリセルアレイを表わす模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a memory cell array according to a ninth modification of the third embodiment of the present invention.
【0290】図5は本発明の第3実施形態の第9変形例
に係るメモリセルアレイからデータを読み出す際のタイ
ミングチャートを示している。FIG. 5 is a timing chart for reading data from the memory cell array according to the ninth modification of the third embodiment of the present invention.
【0291】図4(a)において、メモリセルは図8
(a)に示す第3実施形態のメモリセルが4行×16列
のアレイ状に配置されており、WLはワード線、BLは
ビット線、/BLは書き込み時には書き込み制御線とな
るビット相補線である。図4(b)、図4(c)及び図
5の説明は第1実施形態の第6変形例と同様であるので
省略する。In FIG. 4A, the memory cell is shown in FIG.
The memory cells of the third embodiment shown in (a) are arranged in an array of 4 rows × 16 columns, and WL is a word line, BL is a bit line, and / BL is a bit complementary line which becomes a write control line at the time of writing. Is. The description of FIG. 4B, FIG. 4C, and FIG. 5 is the same as that of the sixth modified example of the first embodiment, and therefore will be omitted.
【0292】本変形例の特徴として、第1実施形態の第
6変形例と同様に、活性化されたワード線に接続された
メモリセルは記憶ノードがビット線から遮断されている
ため貫通電流が流れず、またプリチャージに電力が消費
されないメモリセルを用いているためメモリセル当たり
の消費電力が小さくなるので、ワード線WLの本数を減
らすことができるようになり、その結果、アクセス時間
を短縮することができる。As a feature of this modification, as in the sixth modification of the first embodiment, a memory cell connected to an activated word line has a storage node cut off from a bit line, and therefore a through current is generated. Since the memory cell that does not flow and consumes no power for precharging is used, the power consumption per memory cell is small, so that the number of word lines WL can be reduced, and as a result, the access time is shortened. can do.
【0293】以下、本発明の第4実施形態を図面に基づ
いて説明する。The fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0294】図14(a)は本発明の第4実施形態に係
るメモリセルを表わす回路図である。図14(a)にお
いて、図6(a)に示す第2実施形態に係るメモリセル
との構成の違いのみを説明すると、Vs1は第1の駆動ト
ランジスタN1のグラウンド線が接続される第3の電
源、Vs2は第2の駆動トランジスタN2のグラウンド線
が接続される第4の電源である。FIG. 14A is a circuit diagram showing a memory cell according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 14A, only the difference in configuration from the memory cell according to the second embodiment shown in FIG. 6A will be described. Vs1 is the third one to which the ground line of the first drive transistor N1 is connected. A power source, Vs2, is a fourth power source to which the ground line of the second drive transistor N2 is connected.
【0295】図9は本発明の第4実施形態に係るグラウ
ンド線制御回路を表わす回路図である。図9に示すグラ
ウンド線制御回路Bは第3実施形態と共通に用いられる
ため説明を省略する。FIG. 9 is a circuit diagram showing a ground line control circuit according to the fourth embodiment of the present invention. Since the ground line control circuit B shown in FIG. 9 is used in common with the third embodiment, description thereof will be omitted.
【0296】以下、前記のように構成されたメモリセル
及びグラウンド線制御回路の動作を、図面に基づいて説
明する。The operation of the memory cell and the ground line control circuit configured as described above will be described below with reference to the drawings.
【0297】図30は本発明の第4実施形態に係るメモ
リセルの動作時のタイミングチャートである。FIG. 30 is a timing chart during the operation of the memory cell according to the fourth embodiment of the present invention.
【0298】図30に示すように、読み出し動作は、読
み出し期間のタイミングチャートが図29に示す読み出
し期間のタイミングチャートと同様であり、動作も同様
であるため説明を省略する。As shown in FIG. 30, in the read operation, the timing chart of the read period is the same as the timing chart of the read period shown in FIG. 29, and the operation is also the same, so the description thereof will be omitted.
【0299】書き込み動作においても、第2実施形態と
の違いのみを説明する。まず、第1の記憶ノードV1に
「0」が、第2の記憶ノードV2に「1」が書き込まれ
るとする。Also in the write operation, only the difference from the second embodiment will be described. First, it is assumed that "0" is written in the first storage node V1 and "1" is written in the second storage node V2.
【0300】次に、ラッチされたアドレスにより選択さ
れるワード線WL(2)が立ち上がり、図9に示すグラ
ウンド線制御回路Bにおいて、書き込み要求WEは
「1」であり、書き込みデータDinは「0」であるとす
ると、第1の前グラウンド線pVs1(k)はグラウンド
線制御電位Vu3に印加され、第2の前グラウンド線pV
s2(k)は第2の電源Vssの電位に印加される。Next, the word line WL (2) selected by the latched address rises, and in the ground line control circuit B shown in FIG. 9, the write request WE is "1" and the write data Din is "0". , The first front ground line pVs1 (k) is applied to the ground line control potential Vu3, and the second front ground line pVs1 (k) is applied.
s2 (k) is applied to the potential of the second power supply Vss.
【0301】次に、ビット相補線/BL(1)の電位が
第2のハイデータ電位Vu2に印加されると共に、第3の
電源Vs1(1)はグラウンド線制御電位Vu3に印加さ
れ、第4の電源Vs2(1)は第2の電源Vssの電位に印
加される。Next, the potential of the bit complementary line / BL (1) is applied to the second high data potential Vu2, the third power source Vs1 (1) is applied to the ground line control potential Vu3, and the fourth Power source Vs2 (1) is applied to the potential of the second power source Vss.
【0302】次に、ワード線WL(2)には第1の電源
Vcc程度の電圧が印加され、ビット相補線/BL(1)
には第2のハイデータ電位Vu2が印加されるため、第1
のスイッチN3及び第2のスイッチN24は共にオンに
なる。Next, a voltage of about the first power supply Vcc is applied to the word line WL (2), and the bit complementary line / BL (1) is applied.
Since the second high data potential Vu2 is applied to the first
Both the switch N3 and the second switch N24 are turned on.
【0303】その結果、ビット線BLと第2の記憶ノー
ドV2とが第1のスイッチN3を通して接続されるた
め、第2の記憶ノードV2の電位は徐々に接地電位Vx1
に近づく。また、第1の駆動トランジスタN1のゲート
電極が第2のデータ保持ノードV2と接続されているた
め、そのしきい値電圧まで下がると第1の駆動トランジ
スタN1の動作が止まり、かつ第1の負荷トランジスタ
P1のゲート電極が第2の記憶ノードV2と接続されて
いるため、第1の負荷トランジスタP1はそのしきい値
電圧を越えると動作し始めるので、第1の記憶ノードV
1の電位は、第1の電源Vccに次第に近づいて書き込み
動作は完了する。なお、書き込みの対象となる記憶ノー
ドは、第3実施形態のメモリセルにおいては第1の記憶
ノードV1であるが、本実施形態においては第2実施形
態と同じ第2の記憶ノードV2である。As a result, since the bit line BL and the second storage node V2 are connected through the first switch N3, the potential of the second storage node V2 gradually increases to the ground potential Vx1.
Approach. Further, since the gate electrode of the first drive transistor N1 is connected to the second data holding node V2, the operation of the first drive transistor N1 stops when the voltage drops to the threshold voltage, and the first load Since the gate electrode of the transistor P1 is connected to the second storage node V2, the first load transistor P1 starts operating when its threshold voltage is exceeded.
The potential of 1 gradually approaches the first power supply Vcc and the write operation is completed. The storage node to be written is the first storage node V1 in the memory cell of the third embodiment, but is the same second storage node V2 as in the second embodiment in the present embodiment.
【0304】本実施形態の特徴として、書き込み動作期
間において、第1の駆動トランジスタN1は、第1の記
憶ノードV1にローデータを書き込む場合に、第3の電
源Vs1にグラウンド線制御電位Vu3を印加することによ
り、第1の記憶ノードV1の信号電位のラッチ能力を低
下させているため、第1の記憶ノードV1に速やかに
「0」に書き込むことができる。As a feature of this embodiment, during the write operation period, the first drive transistor N1 applies the ground line control potential Vu3 to the third power supply Vs1 when writing low data to the first storage node V1. By doing so, the ability to latch the signal potential of the first storage node V1 is reduced, so that it is possible to quickly write "0" to the first storage node V1.
【0305】なお、グラウンド線制御電位Vu3は、数1
00mV以上、かつ、第1の電源Vccの電位と第1の駆
動トランジスタのしきい値電圧Vtとの差の電位以下に
設定される。The ground line control potential Vu3 is expressed by the equation 1
It is set to be equal to or higher than 00 mV and equal to or lower than the potential difference between the potential of the first power supply Vcc and the threshold voltage Vt of the first drive transistor.
【0306】本実施形態のメモリセルと第3実施形態の
メモリセルとの使い分けは、よりノイズマージンを優先
する場合には第2のスイッチN24が第1の駆動トラン
ジスタN1と直列に接続されていない本実施形態のメモ
リセルを用い、より集積度を優先する場合には6個のト
ランジスタにより構成される第3実施形態のメモリセル
を用いると良い。The memory cell of this embodiment and the memory cell of the third embodiment are properly used, and when the noise margin is prioritized, the second switch N24 is not connected in series with the first drive transistor N1. When the memory cell of the present embodiment is used and the degree of integration is prioritized, the memory cell of the third embodiment including six transistors may be used.
【0307】以下、本発明の第4実施形態の第1変形例
を図面に基づいて説明する。A first modification of the fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0308】図14(b)は本発明の第4実施形態の第
1変形例に係るメモリセルアレイの一部を表わす回路図
である。図14(b)において、メモリセル41、42
及び43は図14(a)に示す第4実施形態に係るメモ
リセルが同一のワード線WLに接続されており、メモリ
セル41の第4の電源Vs2(n−1)とメモリセル42
の第3の電源Vs1(n)とが接続され、メモリセル42
の第4の電源Vs2(n)とメモリセル43の第3の電源
Vs1(n+1)とが接続されている構成とする。FIG. 14B is a circuit diagram showing a part of the memory cell array according to the first modification of the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 14B, the memory cells 41 and 42
14 and 43, the memory cells according to the fourth embodiment shown in FIG. 14A are connected to the same word line WL, and the fourth power source Vs2 (n-1) of the memory cell 41 and the memory cell 42 are connected.
Connected to the third power supply Vs1 (n) of the memory cell 42
The fourth power supply Vs2 (n) is connected to the third power supply Vs1 (n + 1) of the memory cell 43.
【0309】前記の構成をとるメモリセルにおいて、第
3実施形態の第1変形例と同様に、隣接するメモリセル
は書込み制御線となるビット相補線/BL(n−1)及
び/BL(n+1)が選択されていないため、隣接メモ
リセル41及び43の第2のスイッチN24はオフにな
っている。従って、第3の電源Vs1と第4の電源Vs2と
の電位差、すなわちグラウンド線制御電位Vu3は、数1
00mV以上、かつ、第1の電源Vccの電位と第1の駆
動トランジスタN1又は第2の駆動トランジスタN2の
しきい値電圧Vtとの差の電位以下に設定することが可
能である。In the memory cell having the above-mentioned structure, as in the first modification of the third embodiment, the adjacent memory cells are the bit complementary lines / BL (n-1) and / BL (n + 1) serving as the write control lines. ) Is not selected, the second switch N24 of the adjacent memory cells 41 and 43 is off. Therefore, the potential difference between the third power source Vs1 and the fourth power source Vs2, that is, the ground line control potential Vu3, is expressed by the formula 1
It is possible to set the potential to be equal to or higher than 00 mV and equal to or lower than the potential difference between the potential of the first power supply Vcc and the threshold voltage Vt of the first drive transistor N1 or the second drive transistor N2.
【0310】本変形例の特徴として、互いに隣接するメ
モリセル同士の第3の電源Vs1及び第4の電源Vs2を共
有しているため、分割されたグラウンド線の本数が増加
しないので、半導体基板上の回路素子形成領域が分割さ
れたグラウンド線によって犠牲にならない。A feature of this modification is that since the third power supply Vs1 and the fourth power supply Vs2 are shared by the memory cells adjacent to each other, the number of divided ground lines does not increase. The circuit element formation region of is not sacrificed by the divided ground line.
【0311】以下、本発明の第4実施形態の第2変形例
を説明する。The second modification of the fourth embodiment of the present invention will be described below.
【0312】第2変形例は、第2実施形態の第1変形例
と同様に、第1の負荷トランジスタP1のサイズが、第
2の負荷トランジスタP2よりも小さく設定されている
構成とする。The second modification is similar to the first modification of the second embodiment in that the size of the first load transistor P1 is set smaller than that of the second load transistor P2.
【0313】本変形例の特徴として、第2実施形態の第
1変形例と同様に、第1の記憶ノードV1及び第2の記
憶ノードV2はビット線対BL,/BLとそれぞれ遮断
されているため、読み出し動作時のノイズマージンが非
常に大きく確保されており、しかも容易には小さくなら
ないので、フリップフロップ回路のバランスを崩して、
第1の負荷トランジスタP1のサイズを小さくすること
ができ、書込み動作を高速化することができる。As a feature of this modification, as in the first modification of the second embodiment, the first storage node V1 and the second storage node V2 are cut off from the bit line pair BL, / BL, respectively. Therefore, a very large noise margin is ensured at the time of read operation, and since it does not easily become small, the balance of the flip-flop circuit is disturbed,
The size of the first load transistor P1 can be reduced, and the write operation can be speeded up.
【0314】以下、本発明の第4実施形態の第3変形例
を図面に基づいて説明する。A third modification of the fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0315】図15(a)は本発明の第4実施形態の第
3変形例に係るメモリセルを表わ回路図である。図15
(a)において、図14(a)に示す第4実施形態に係
るメモリセルとの構成の違いのみを説明すると、ビット
線BLの相補線となる/BLは第4の電源Vs2に印加さ
れ、WTは書き込み動作時に第2のハイデータ電位Vu2
に印加される書き込み制御線となる構成である。FIG. 15A is a circuit diagram showing a memory cell according to a third modification of the fourth embodiment of the present invention. Figure 15
In FIG. 14A, only the difference in configuration from the memory cell according to the fourth embodiment shown in FIG. 14A will be described. / BL, which is a complementary line to the bit line BL, is applied to the fourth power supply Vs2, WT is the second high data potential Vu2 during the write operation
The write control line is applied to the.
【0316】第4の電源Vs2に印加する第2の電源Vss
の電位及びグラウンド線制御電位Vu3は、図9に示すグ
ラウンド線制御回路Bにより生成され、第2のハイデー
タ電位Vu2は図21(b)に示すビット線制御回路A2
により生成される。Second power supply Vss applied to fourth power supply Vs2
And the ground line control potential Vu3 are generated by the ground line control circuit B shown in FIG. 9, and the second high data potential Vu2 is the bit line control circuit A2 shown in FIG.
Is generated by.
【0317】第3変形例の読み出し動作及び書き込み動
作は第4実施形態と同様であるため省略する。The read operation and write operation of the third modified example are similar to those of the fourth embodiment, and will be omitted.
【0318】本変形例の特徴として、図10に示した第
3実施形態の第4変形例と同様に、ロウ方向よりもコラ
ム方向に多くのメモリセルが接続されている構成とする
場合の書き込み動作時において、書き込み制御線WTに
接続されるメモリセルの数が減るため、書き込み制御線
WTの負荷容量が減るので、メモリセルの消費電力が減
り、またその書き込み動作が高速になる。さらに、第1
の駆動トランジスタN1のグラウンド線の電位となる第
3の電源Vs1の電位が図9に示すグラウンド線制御回路
Bにより制御されて、書き込み動作が行なわれる際に、
書き込みが行なわれるメモリセルは、ビット線BLと書
き込み制御線WTとが交差する選択されたメモリセルに
限られるので、選択されていないメモリセルに対して、
誤書き込みを防ぐことができる。As a characteristic of this modification, as in the case of the fourth modification of the third embodiment shown in FIG. 10, writing in the case where more memory cells are connected in the column direction than in the row direction is written. During operation, the number of memory cells connected to the write control line WT is reduced, so the load capacity of the write control line WT is reduced, so that the power consumption of the memory cell is reduced and the write operation becomes faster. Furthermore, the first
When the write operation is performed by controlling the potential of the third power supply Vs1 which is the potential of the ground line of the driving transistor N1 of FIG. 9 by the ground line control circuit B shown in FIG.
The memory cell to be written is limited to the selected memory cell where the bit line BL and the write control line WT cross each other.
Incorrect writing can be prevented.
【0319】以下、本発明の第4実施形態の第4変形例
を図面に基づいて説明する。A fourth modification of the fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0320】図11は本発明の第4実施形態の第4変形
例に係るメモリセルアレイを表わす模式図である。図1
1において、第4実施形態の第3変形例に係るメモリセ
ルがアレイ状に配置される際に、4本のワード線WLに
対して1本の書き込み制御線WTが配置される構成であ
る。書き込み制御線WTの電位は図21(b)に示すビ
ット線制御回路A2により生成される。FIG. 11 is a schematic diagram showing a memory cell array according to a fourth modification of the fourth embodiment of the present invention. Figure 1
1, the configuration is such that when the memory cells according to the third modified example of the fourth embodiment are arranged in an array, one write control line WT is arranged for four word lines WL. The potential of the write control line WT is generated by the bit line control circuit A2 shown in FIG.
【0321】図11に示すように、第3実施形態の第5
変形例と同様に、4本の書き込み制御線WTがそれぞれ
異なるコラムアドレスのメモリセルに接続されるため、
選択セルのみが、ワード線WLと書き込み制御線WTと
により同時に選択される唯一のメモリセルになるので、
第3の電源Vs1の電位及び第4の電源Vs2の電位が書き
込み動作時に変化したとしても、選択されなかったメモ
リセルに対する誤書き込みが防止できる。As shown in FIG. 11, the fifth embodiment of the third embodiment
As in the modified example, since the four write control lines WT are connected to the memory cells of different column addresses,
Since only the selected cell is the only memory cell that is simultaneously selected by the word line WL and the write control line WT,
Even if the potential of the third power supply Vs1 and the potential of the fourth power supply Vs2 change during the write operation, erroneous write to the unselected memory cells can be prevented.
【0322】本変形例の特徴として、ワード線WLと同
じロウアドレスごとに書き込み制御線WTを設けるので
はなく、4本のワード線WLに対して1本のみ設ける構
成をとることにより、書き込み制御線WTの本数を減ら
すことができるため、書き込み制御線WTが半導体基板
上の回路素子形成領域を犠牲にしない。A feature of this modification is that the write control line WT is not provided for each row address that is the same as that of the word line WL, but only one write control line WT is provided for four word lines WL. Since the number of lines WT can be reduced, the write control line WT does not sacrifice the circuit element formation region on the semiconductor substrate.
【0323】以下、本発明の第4実施形態の第5変形例
を図面に基づいて説明する。A fifth modification of the fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0324】図15(b)は本発明の第4実施形態の第
5変形例に係るメモリセルを表わす回路図である。図1
4(a)に示すメモリセルに対して新たに図15(b)
に示すメモリセルに追加された構成要素のみを説明す
る。図15(b)において、N46は書き込み動作時の
第2の記憶ノードV2に対する書き込み速度を上げるた
めに、第1の記憶ノードV1と第3の電源Vs1との間に
第1の駆動トランジスタN1と並列に接続され、ビット
線BLにより第1のスイッチN3を介して制御される第
4のスイッチである。FIG. 15B is a circuit diagram showing a memory cell according to a fifth modification of the fourth embodiment of the present invention. Figure 1
FIG. 15B is newly added to the memory cell shown in FIG.
Only the components added to the memory cell shown in will be described. In FIG. 15B, N46 is a first drive transistor N1 between the first storage node V1 and the third power supply Vs1 in order to increase the write speed to the second storage node V2 during the write operation. A fourth switch connected in parallel and controlled by the bit line BL via the first switch N3.
【0325】以下、前記のように構成されたメモリセル
の書き込み動作を説明する。The write operation of the memory cell configured as described above will be described below.
【0326】第4実施形態と比較して特徴的な点のみを
説明する。第1の記憶ノードV1に「0」及び第2の記
憶ノードに「1」を書き込む場合を考える。まず、ワー
ド線WLには第1の電源Vcc程度の電圧が印加され、ビ
ット相補線/BLには第2のハイデータ電位Vu2が印加
されるため、第1のスイッチN3及び第2のスイッチN
14は共にオンになる。Only characteristic points as compared with the fourth embodiment will be described. Consider a case where "0" is written in the first storage node V1 and "1" is written in the second storage node. First, since the voltage of about the first power supply Vcc is applied to the word line WL and the second high data potential Vu2 is applied to the bit complementary line / BL, the first switch N3 and the second switch N are connected.
Both 14 are turned on.
【0327】次に、ビット線BLと第2の記憶ノードV
2とが第1のスイッチN3及び第2のスイッチN24を
通して接続されるため、第2の記憶ノードV2の電位は
図21(a)に示すビット線制御回路A1により生成さ
れる第1のハイデータ電位Vu1に徐々に近づく。また、
第4のスイッチN46のゲート電極の電位は第2の記憶
ノードV2よりも高いため、第1の駆動トランジスタN
1が動作するよりも先に第4のスイッチN46が動作を
開始しているので、第1の記憶ノードV1の電位は、第
2の電源Vssの接地電位に急速に近づく。従って、第2
の駆動トランジスタN2は急速に動作を止め、かつ第2
の負荷トランジスタP2は急速に低インピーダンスとな
り、第4実施形態よりも高速に書き込み動作を行なうこ
とができる。Next, the bit line BL and the second storage node V
2 is connected through the first switch N3 and the second switch N24, the potential of the second storage node V2 is the first high data generated by the bit line control circuit A1 shown in FIG. It gradually approaches the potential Vu1. Also,
Since the potential of the gate electrode of the fourth switch N46 is higher than that of the second storage node V2, the first drive transistor N4
Since the fourth switch N46 starts to operate before 1 operates, the potential of the first storage node V1 rapidly approaches the ground potential of the second power supply Vss. Therefore, the second
Drive transistor N2 rapidly stops operating, and
The load transistor P2 of 3) rapidly becomes low impedance, and the write operation can be performed faster than in the fourth embodiment.
【0328】以下、本発明の第4実施形態の第6変形例
を図面に基づいて説明する。A sixth modification of the fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0329】図2(a)は本発明の第4実施形態の第6
変形例に係るメモリセルの電源の電位を示している。本
実施形態は、第1実施形態の第4変形例におけるメモリ
セル1に替わり第4実施形態のメモリセルを有する構成
とする。FIG. 2A shows a sixth embodiment of the fourth embodiment of the present invention.
The electric potential of the power supply of the memory cell which concerns on a modification is shown. The present embodiment is configured to have the memory cell of the fourth embodiment in place of the memory cell 1 of the fourth modification of the first embodiment.
【0330】本実施形態の特徴として、フリップフロッ
プ接続されるトランジスタ群は第1の電源Vccの電位よ
りも低い第6の電源Vm の電位であっても、読み出し動
作時にはビット線対BL,/BLが第2の電源Vssの電
位に印加され、書き込み動作時にはビット相補線/BL
に第4実施形態と同様の第1の電源Vccの電位と同定度
の電位に印加されるため、安定した動作をすることがで
きる。A feature of this embodiment is that the flip-flop connected group of transistors has a potential of the sixth power source Vm lower than the potential of the first power source Vcc even during the read operation. Is applied to the potential of the second power supply Vss, and the bit complementary line / BL
Further, since the potential of the first power source Vcc and the potential of the degree of identification similar to those of the fourth embodiment are applied, stable operation can be performed.
【0331】また、メモリセルの共通ソース線に第1の
電源Vccと第2の電源Vssとの中間の第6の電源Vm の
電位が印加されているため、信号電位のラッチ能力が低
下しているので、書き込み動作が早くなる。Further, since the potential of the sixth power source Vm intermediate between the first power source Vcc and the second power source Vss is applied to the common source line of the memory cell, the signal potential latching ability is lowered. Therefore, the write operation becomes faster.
【0332】以下、本発明の第4実施形態の第7変形例
を図面に基づいて説明する。A seventh modification of the fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0333】図2(b)は本発明の第4実施形態の第7
変形例に係るメモリセルの電源の電位を示している。図
2(b)において、図2(a)に示した降圧回路に替え
て第4実施形態に係るメモリセルが接続されている構成
とする。FIG. 2B shows a seventh embodiment of the fourth embodiment of the present invention.
The electric potential of the power supply of the memory cell which concerns on a modification is shown. 2B, the step-down circuit shown in FIG. 2A is replaced with the memory cell according to the fourth embodiment.
【0334】図16は本発明の第4実施形態の第7変形
例に係るメモリセルを表わす回路図である。図16
(a)におけるメモリセルは、図2(b)に示すメモリ
セル2に対応し、メモリセルの構成は図14(a)に示
す第4実施形態に係るメモリセルの各トランジスタが対
応するトランジスタの導電型と逆の導電型に設定されて
いる。図16(b)におけるメモリセルは、図2(b)
に示すメモリセル1に対応し、メモリセルの構成は図1
4(a)に示す第4実施形態に係るメモリセルと同様で
ある。FIG. 16 is a circuit diagram showing a memory cell according to a seventh modification of the fourth embodiment of the present invention. FIG.
The memory cell in (a) corresponds to the memory cell 2 shown in FIG. 2 (b), and the memory cell has a configuration of the transistor corresponding to each transistor of the memory cell according to the fourth embodiment shown in FIG. 14 (a). It is set to the opposite conductivity type to the conductivity type. The memory cell in FIG. 16B is the same as that in FIG.
1 corresponds to the memory cell 1 shown in FIG.
This is similar to the memory cell according to the fourth embodiment shown in FIG.
【0335】本変形例の特徴として、第3実施形態の第
8変形例と同様に、メモリセル1は、フリップフロップ
接続された負荷トランジスタP1及びP2並びに駆動ト
ランジスタN1及びN2が低電圧で動作し、ワード線W
Ln及びビット線対BLn,/BLnが第4実施形態と
同じく降圧されていない電位で制御されるため、安定し
た動作をすることができる。As a feature of this modification, as in the eighth modification of the third embodiment, in the memory cell 1, the load transistors P1 and P2 and the drive transistors N1 and N2 connected in a flip-flop are operated at a low voltage. , Word line W
Since Ln and the pair of bit lines BLn, / BLn are controlled by the potential which is not stepped down like the fourth embodiment, stable operation can be performed.
【0336】また、メモリセル2は、フリップフロップ
接続された負荷トランジスタN1及びN2並びに駆動ト
ランジスタP1及びP2が低電圧で動作し、ワード線W
Lp及びビット線対BLp,/BLpが第4実施形態と
同じ降圧されていない電位で制御されるため、安定した
動作をすることができる。In the memory cell 2, the load transistors N1 and N2 and the drive transistors P1 and P2 connected in the flip-flop operate at a low voltage, and the word line W
Since Lp and the bit line pair BLp, / BLp are controlled by the same non-stepped down potential as in the fourth embodiment, stable operation can be performed.
【0337】さらに、メモリセル1及びメモリセル2
は、共通ソース線に第6の電源Vm の電位が印加されて
いるため、信号電位のラッチ能力が低下しているので、
書き込み動作が早くなる。Further, the memory cell 1 and the memory cell 2
Since the potential of the sixth power source Vm is applied to the common source line, the ability to latch the signal potential is reduced.
Write operation becomes faster.
【0338】以下、本発明の第4実施形態の第8変形例
を図面に基づいて説明する。An eighth modified example of the fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0339】図4は本発明の第4実施形態の第8変形例
に係るメモリセルアレイを表わす模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a memory cell array according to an eighth modification of the fourth embodiment of the present invention.
【0340】図5は本発明の第4実施形態の第8変形例
に係るメモリセルアレイからデータを読み出す際のタイ
ミングチャートを示している。FIG. 5 is a timing chart for reading data from the memory cell array according to the eighth modification of the fourth embodiment of the present invention.
【0341】図4(a)において、メモリセルは図14
(a)に示す第4実施形態のメモリセルが4行×16列
のアレイ状に配置され、WLはワード線、BLはビット
線、/BLは書き込み時には書き込み制御線となるビッ
ト相補線である。図4(b)、図4(c)及び図5の説
明は第1実施形態の第6変形例と同様であるため省略す
る。In FIG. 4A, the memory cell is shown in FIG.
The memory cells of the fourth embodiment shown in (a) are arranged in an array of 4 rows × 16 columns, WL is a word line, BL is a bit line, and / BL is a bit complementary line which becomes a write control line at the time of writing. . The description of FIGS. 4B, 4C, and 5 is the same as that of the sixth modified example of the first embodiment, and will not be repeated.
【0342】本変形例の特徴として、第1実施形態の第
6変形例と同様に、活性化されたワード線WLに接続さ
れたメモリセルは記憶ノードがビット線BLから遮断さ
れているため貫通電流が流れず、またプリチャージに電
力が消費されないメモリセルを用いているため、メモリ
セル当たりの消費電力が小さくなるので、ワード線の本
数を減らすことができるようになり、その結果、アクセ
ス時間を短縮することができる。As a feature of this modification, as in the sixth modification of the first embodiment, the memory cell connected to the activated word line WL penetrates because the storage node is cut off from the bit line BL. Since memory cells that do not flow current and consume no power for precharging use less power per memory cell, the number of word lines can be reduced. Can be shortened.
【0343】以下、本発明の第5実施形態を図面に基づ
いて説明する。The fifth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0344】図17(a)は本発明の第5実施形態に係
るメモリセルを表わす回路図である。図17(a)にお
いて、図28に示す従来のメモリセルに比べて構成の異
なる構成要素のみを説明すると、N54は第2の記憶ノ
ードV2の電位により制御され第1の記憶ノードV1を
ビット線BLから遮断する第2のスイッチ、N55は第
1の記憶ノードV1の電位により制御され第2の記憶ノ
ードV2をビット相補線/BLから遮断する第3のスイ
ッチ、N56はワード線WLが活性化された際にビット
相補線/BLにより第2の記憶ノードV2に対して書き
込み動作を可能にする第4のスイッチ、Vsmはメモリセ
ルを動作させる基準電位となる第5の電源、V53は第
1の駆動トランジスタN1と第1のスイッチN3との間
の第1の接続点、V54は第2の駆動トランジスタN2
と第3のスイッチN55との間の第2の接続点である。FIG. 17A is a circuit diagram showing a memory cell according to the fifth embodiment of the present invention. In FIG. 17A, only the components different in configuration from the conventional memory cell shown in FIG. 28 will be described. N54 is controlled by the potential of the second storage node V2 and the first storage node V1 is connected to the bit line. A second switch for cutting off from BL, N55 is a third switch which is controlled by the potential of the first storage node V1 and cuts off the second storage node V2 from the complementary bit line / BL, and N56 activates the word line WL. The fourth switch that enables the write operation to the second storage node V2 by the complementary bit line / BL when it is turned on, Vsm is the fifth power supply serving as the reference potential for operating the memory cell, and V53 is the first power supply. Connection point between the first drive transistor N1 and the first switch N3, V54 is the second drive transistor N2
And the third switch N55.
【0345】第2のスイッチN54は第1の負荷トラン
ジスタP1と第1の駆動トランジスタN1との間に直列
に接続され、第3のスイッチN55は第2の負荷トラン
ジスタP2と第2の駆動トランジスタN2との間に直列
に接続されている。The second switch N54 is connected in series between the first load transistor P1 and the first drive transistor N1, and the third switch N55 is connected to the second load transistor P2 and the second drive transistor N2. And are connected in series.
【0346】第1の駆動トランジスタN1及び第2のス
イッチN54と第2の駆動トランジスタN2及び第3の
スイッチN55とは対をなし、第1の負荷トランジスタ
P1及び第2の負荷トランジスタP2は対をなし、これ
らのトランジスタ群はフリップフロップ接続されてい
る。The first drive transistor N1 and the second switch N54 form a pair with the second drive transistor N2 and the third switch N55, and the first load transistor P1 and the second load transistor P2 form a pair. None, these transistor groups are flip-flop connected.
【0347】第1の記憶ノードV1は第1の負荷トラン
ジスタP1に接続され、また第2のスイッチN54及び
第1の駆動トランジスタN1を介して第5の電源Vsmに
接続されている。The first storage node V1 is connected to the first load transistor P1 and is also connected to the fifth power supply Vsm via the second switch N54 and the first drive transistor N1.
【0348】第2の記憶ノードV2は第2の負荷トラン
ジスタP2に接続され、また第3のスイッチN55及び
第2の駆動トランジスタN2を介して第5の電源Vsmに
接続されている。The second storage node V2 is connected to the second load transistor P2, and is also connected to the fifth power supply Vsm via the third switch N55 and the second drive transistor N2.
【0349】以下、前記のように構成されたメモリセル
の動作を図に基づいて説明する。図19(a)は本発明
の第5実施形態に係るメモリセルの動作時のタイミング
チャートである。図19(a)において、Vccはメモリ
セルの読み出し動作及び書き込み動作を制御する第1の
電源の電位、Vssはメモリセルの読み出し動作及び書き
込み動作を制御する接地電位となる第2の電源の電位、
Vsmはメモリセルの読み出し動作及び書き込み動作を制
御する第1の電源の電位Vccのほぼ2分の1の基準電位
となる第5の電源の電位、V1はメモリセルの第1の記
憶ノードの電位、V2はメモリセルの第2の記憶ノード
の電位、WLnはワード線の電位、BLn及び/BLn
はビット線とビット相補線との電位である。The operation of the memory cell configured as described above will be described below with reference to the drawings. FIG. 19A is a timing chart during operation of the memory cell according to the fifth embodiment of the present invention. In FIG. 19A, Vcc is the potential of the first power supply that controls the read operation and write operation of the memory cell, and Vss is the potential of the second power supply that is the ground potential that controls the read operation and the write operation of the memory cell. ,
Vsm is the potential of the fifth power supply, which is a reference potential that is approximately one half of the potential Vcc of the first power supply that controls the read operation and write operation of the memory cell, and V1 is the potential of the first storage node of the memory cell. , V2 is the potential of the second storage node of the memory cell, WLn is the potential of the word line, BLn and / BLn
Is the potential of the bit line and the bit complementary line.
【0350】最初に、本実施形態に係るメモリセルの読
み出し期間の動作を説明する。First, the operation during the read period of the memory cell according to this embodiment will be described.
【0351】まず、第1の記憶ノードV1には「1」す
なわち第1の電源Vccの電位が保持され、第2の記憶ノ
ードV2には「0」すなわち第5の電源Vsmの電位が保
持されているとする。メモリセルの各制御回路の動作は
第1実施形態と同じであるのでメモリセルにのみ着目し
て説明する。First, the first storage node V1 holds "1", that is, the potential of the first power supply Vcc, and the second storage node V2 holds "0", that is, the potential of the fifth power supply Vsm. Suppose Since the operation of each control circuit of the memory cell is the same as that of the first embodiment, only the memory cell will be focused and described.
【0352】まず、ワード線WLnの電位が立ち上がり
第1のスイッチN3及び第4のスイッチN56がオンに
なると、第1の接続点V53はビット線BLnに接続さ
れ、第2の接続点V54はビット相補線/BLnに接続
される。First, when the potential of the word line WLn rises and the first switch N3 and the fourth switch N56 are turned on, the first connection point V53 is connected to the bit line BLn and the second connection point V54 is connected to the bit. Connected to complementary line / BLn.
【0353】次に、第2の記憶ノードV2の電位は第5
の電源Vsmの電位であるため、第1の駆動トランジスタ
N1が十分に動作しておらず、ビット線BLnは高イン
ピーダンスで第5の電源Vsmと接続される。一方、ビッ
ト相補線/BLnは第2の接続点V54に接続され、第
2の駆動トランジスタN2が十分に動作しているため、
ビット線BLnよりも低いインピーダンスで第5の電源
Vsmに接続される。従って、ビット線対BLn,/BL
n間の電気的特性の差は、第1の記憶ノードV1の保持
データにのみ依存し、インピーダンス特性の差として現
われるので、安定な読出し動作が可能になる。Next, the potential of the second storage node V2 is the fifth
Because of the potential of the power source Vsm, the first driving transistor N1 is not operating sufficiently, and the bit line BLn is connected to the fifth power source Vsm with high impedance. On the other hand, since the bit complementary line / BLn is connected to the second connection point V54 and the second drive transistor N2 is operating sufficiently,
It is connected to the fifth power supply Vsm with an impedance lower than that of the bit line BLn. Therefore, the bit line pair BLn, / BL
The difference in the electrical characteristics between n depends only on the data held in the first storage node V1 and appears as the difference in the impedance characteristics, so that a stable read operation is possible.
【0354】本実施形態の特徴として、第1の記憶ノー
ドV1は第2のスイッチN54によりビット線から遮断
されているため、読み出し時に記憶ノードV1の電位が
上昇することがないので、第1の電源Vccから第2の駆
動トランジスタN2を通して第5の電源Vsmに貫通電流
が流れなくなる。従って、安定な読み出し動作が可能と
なり、不要な電力を消費することがない。A feature of this embodiment is that the first storage node V1 is cut off from the bit line by the second switch N54, so that the potential of the storage node V1 does not rise at the time of reading. No through current flows from the power supply Vcc to the fifth power supply Vsm through the second drive transistor N2. Therefore, a stable read operation is possible and unnecessary power is not consumed.
【0355】また、従来のように保持データの信号電位
がビット線対BLn,/BLn間の電位差として読み出
されず、またビット線対BLn,/BLnは共に接地電
位に印加されているため、プリチャージに使用する電力
が不要となる。Further, unlike the conventional case, the signal potential of the held data is not read as the potential difference between the bit line pair BLn, / BLn, and both the bit line pair BLn, / BLn are applied to the ground potential. The electric power used for is unnecessary.
【0356】さらに、インピーダンス検知用の読み出し
電流として確保すべき最小電圧は、ビット線対BLn,
/BLnのインピーダンス特性の差として検知できる範
囲でよくなるため、第1の駆動トランジスタN1及び第
2の駆動トランジスタN2が動作する電圧、すなわちト
ランジスタのしきい値電圧となるので低電圧動作が可能
となる。Furthermore, the minimum voltage to be secured as the read current for impedance detection is the bit line pair BLn,
As the difference between the impedance characteristics of / BLn can be detected, the voltage at which the first drive transistor N1 and the second drive transistor N2 operate becomes the threshold voltage of the transistor, which allows low voltage operation. .
【0357】次に、本実施形態に係るメモリセルの書き
込み期間の動作を説明する。Next, the operation of the memory cell according to this embodiment during the write period will be described.
【0358】まず、第1の記憶ノードV1に「0」が、
第2の記憶ノードV2に「1」が書き込まれるとする。First, "0" is stored in the first storage node V1.
It is assumed that “1” is written in the second storage node V2.
【0359】次に、図19(a)の書き込み期間に示す
ように、ラッチされたアドレスにより選択されるワード
線WLnが立ち上がり、ビット相補線/BLnの電位は
第1の電源Vccの電位に印加され、ビット線BLnの電
位は第2の電源Vssの電位に印加される。Next, as shown in the writing period of FIG. 19A, the word line WLn selected by the latched address rises and the potential of the bit complementary line / BLn is applied to the potential of the first power source Vcc. Then, the potential of the bit line BLn is applied to the potential of the second power supply Vss.
【0360】次に、ワード線WLnには第1の電源Vcc
程度の電圧が印加されて第1のスイッチN3及び第4の
スイッチN56は共にオンになる。Next, the word line WLn is supplied with the first power source Vcc.
A voltage of about a certain degree is applied to turn on both the first switch N3 and the fourth switch N56.
【0361】次に、図17(a)に示すビット相補線/
BLnと、第1の電源の電位Vccが保持されている第1
の記憶ノードV1にゲート電極が接続されて活性化され
ている第3のスイッチN55を通して第2の記憶ノード
V2とが接続されるため、第2の記憶ノードV2の電位
は徐々に第1の電源Vccの電位に近づく。Next, the bit complementary line / shown in FIG.
BLn and the first Vcc of the first power source are held
Since the second storage node V2 is connected through the activated third switch N55 whose gate electrode is connected to the second storage node V1, the potential of the second storage node V2 is gradually changed to the first power supply. It approaches the potential of Vcc.
【0362】また、第2の記憶ノードV2にゲート電極
が接続されている第2のスイッチN54はそのゲート電
極の電位がしきい値電圧を越えると動作し始め、「0」
の基準電位となる第5の電源Vsmの電位よりも低い電位
に印加されたビット線BLnと記憶ノードV1とが第1
のスイッチN3及び第2のスイッチN54を通して接続
され、図19(a)に示すように、第1の記憶ノードV
1の電位は徐々に第5の電源の電位Vsmを越えて第2の
電源の電位Vssに近づく。同時に第1の駆動トランジス
タN1のゲート電極が第2の記憶ノードV2と接続され
ているため、そのゲート電極の電位がしきい値電圧を越
えると第1の駆動トランジスタN1は動作し始め、第1
の記憶ノードV1は第5の電源Vsmと接続され、かつ第
1の負荷トランジスタP1のゲート電極は第2の記憶ノ
ードV2と接続されているため、第1の負荷トランジス
タP1はゲート電極の電位がそのしきい値電圧を越えて
高くなると動作が停止するので、第1の記憶ノードV1
は第1の電源Vccから遮断される。The second switch N54 having the gate electrode connected to the second storage node V2 starts to operate when the potential of the gate electrode exceeds the threshold voltage, and becomes "0".
Of the storage node V1 and the bit line BLn applied to a potential lower than the potential of the fifth power supply Vsm, which is the reference potential of
19 is connected through the switch N3 and the second switch N54, and as shown in FIG.
The potential of 1 gradually exceeds the potential Vsm of the fifth power source and approaches the potential Vss of the second power source. At the same time, since the gate electrode of the first drive transistor N1 is connected to the second storage node V2, when the potential of the gate electrode exceeds the threshold voltage, the first drive transistor N1 starts to operate and
Storage node V1 is connected to the fifth power supply Vsm, and the gate electrode of the first load transistor P1 is connected to the second storage node V2, the potential of the gate electrode of the first load transistor P1 is When the voltage exceeds the threshold voltage and becomes higher, the operation is stopped, so that the first storage node V1
Is cut off from the first power supply Vcc.
【0363】また、第2の駆動トランジスタN2及び第
3のスイッチN55のゲート電極が第1の記憶ノードV
1と接続されているため、その電位がしきい値電圧より
も下がると第2の駆動トランジスタN2及び第3のスイ
ッチN55は動作を停止して、第2の記憶ノードV2は
第5の電源Vsmから遮断され、かつ第2の負荷トランジ
スタP2のゲート電極が第1の記憶ノードV1と接続さ
れているため、第2の負荷トランジスタP2はゲート電
極の電位がそのしきい値電圧を越えて低くなると動作し
始めるので、第2の記憶ノードV2は第1の電源Vccに
接続されて書き込み動作は完了する。The gate electrodes of the second drive transistor N2 and the third switch N55 are connected to the first storage node V1.
Since the potential is lower than the threshold voltage, the second drive transistor N2 and the third switch N55 stop operating, and the second storage node V2 is connected to the fifth power supply Vsm. And the gate electrode of the second load transistor P2 is connected to the first storage node V1, the potential of the gate electrode of the second load transistor P2 exceeds the threshold voltage and becomes low. Since the operation starts, the second storage node V2 is connected to the first power supply Vcc and the write operation is completed.
【0364】本実施形態の特徴として、「0」を書き込
む際に、ビット線BLが「0」の基準電位となる第5の
電源Vsmの電位よりも低い第2の電源Vssの電位に印加
されるため、高速に「0」を書き込むことができ、従っ
て、その相補値となる「1」の書き込み動作も早くな
る。As a feature of this embodiment, when writing "0", the bit line BL is applied to the potential of the second power supply Vss lower than the potential of the fifth power supply Vsm which is the reference potential of "0". Therefore, "0" can be written at a high speed, and therefore the write operation of "1", which is the complementary value, can be speeded up.
【0365】さらに、クロスカップルトランジスタを構
成する第1の駆動トランジスタN1及び第2の駆動トラ
ンジスタN2の共通グラウンド線に接続されている第5
の電源Vsmは第1の電源の電位Vccのほぼ2分の1であ
るため、第1の駆動トランジスタN1及び第2の駆動ト
ランジスタN2の信号電位のラッチ能力が低下するた
め、書き込み動作がさらに早くなる傾向を示す。Further, the fifth drive transistor N1 and the second drive transistor N2 forming the cross-coupled transistor are connected to the common ground line of the fifth drive transistor N1.
Since the power supply Vsm of the first power supply is approximately one half of the potential Vcc of the first power supply, the latching capability of the signal potentials of the first drive transistor N1 and the second drive transistor N2 is reduced, so that the write operation is faster. Shows a tendency to become.
【0366】以下、本発明の第5実施形態の第1変形例
を図面に基づいて説明する。A first modification of the fifth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0367】図18は本発明の第5実施形態の第1変形
例に係るメモリセルを表わす回路図である。図18にお
いて、図17(a)に示す第5実施形態に係るメモリセ
ルとの構成の違いのみを説明すると、Vs1は第1の駆動
トランジスタN1のグラウンド線が接続される第3の電
源、Vs2は第2の駆動トランジスタN2のグラウンド線
が接続される第4の電源である。FIG. 18 is a circuit diagram showing a memory cell according to a first modification of the fifth embodiment of the present invention. In FIG. 18, only the difference in configuration from the memory cell according to the fifth embodiment shown in FIG. 17A will be described. Vs1 is a third power supply to which the ground line of the first drive transistor N1 is connected, Vs2 Is a fourth power supply to which the ground line of the second drive transistor N2 is connected.
【0368】図9は本発明の第5実施形態の第1変形例
に係るグラウンド線制御回路の回路図である。図9に示
すグラウンド線制御回路は第3実施形態及び第4実施形
態と共通に用いる制御回路であるため説明を省略する。FIG. 9 is a circuit diagram of the ground line control circuit according to the first modification of the fifth embodiment of the present invention. The ground line control circuit shown in FIG. 9 is a control circuit used in common with the third and fourth embodiments, and therefore its description is omitted.
【0369】以下、前記のように構成されたメモリセル
を説明する。The memory cell configured as described above will be described below.
【0370】読み出し動作の説明は第5実施形態と同様
であるため省略し、書き込み動作の説明は第5実施形態
との違いのみとする。The description of the read operation is omitted because it is the same as that of the fifth embodiment, and the description of the write operation is only different from that of the fifth embodiment.
【0371】まず、第1の記憶ノードV1に「0」が、
第2の記憶ノードV2に「1」が書き込まれるとする。First, "0" is stored in the first storage node V1,
It is assumed that “1” is written in the second storage node V2.
【0372】次に、ラッチされたアドレスにより選択さ
れるワード線WLが立ち上がり、図9に示すグラウンド
線制御回路Bにおいて、書き込み要求WEは「1」であ
り、書き込みデータDinは「1」とすると、第1の前グ
ラウンド線pVs1(k)に第2の電源Vssの電位が発生
し、第2の前グラウンド線pVs2(k)にグラウンド線
制御電位Vu3が発生する。Next, the word line WL selected by the latched address rises, and in the ground line control circuit B shown in FIG. 9, the write request WE is "1" and the write data Din is "1". , The potential of the second power supply Vss is generated on the first front ground line pVs1 (k), and the ground line control potential Vu3 is generated on the second front ground line pVs2 (k).
【0373】その結果、ビット相補線/BLの電位が第
1の電源Vccの電位に印加されると共に、第3の電源V
s1は第2の電源Vssの電位に印加され、第4の電源Vs2
はグラウンド線制御電位Vu3に印加される。As a result, the potential of the bit complementary line / BL is applied to the potential of the first power source Vcc and the third power source Vcc.
s1 is applied to the potential of the second power source Vss, and the fourth power source Vs2 is applied.
Is applied to the ground line control potential Vu3.
【0374】次に、ワード線WLに第1の電源Vccの電
位程度の電圧が印加されるため、第1のスイッチN3及
び第4のスイッチN56は共にオンになる。Next, since a voltage about the potential of the first power source Vcc is applied to the word line WL, both the first switch N3 and the fourth switch N56 are turned on.
【0375】次に、第5実施形態と同様に、ビット相補
線/BLと、活性化されている第3のスイッチN55を
通して第2の記憶ノードV2とが接続されるため、第2
の記憶ノードV2の電位は徐々に第1の電源Vccの電位
に近づく。Next, as in the fifth embodiment, since the bit complementary line / BL and the second storage node V2 are connected through the activated third switch N55, the second storage node V2 is connected.
Of the storage node V2 gradually approaches the potential of the first power supply Vcc.
【0376】また、「0」の基準電位となる第2の電源
Vssの電位に印加されたビット線BLと記憶ノードV1
とが第1のスイッチN3及び第2のスイッチN54を通
して接続され、第1の記憶ノードV1の電位は、徐々に
第2の電源Vssの電位に近づく。Further, the bit line BL and the storage node V1 applied to the potential of the second power source Vss which is the reference potential of "0".
Are connected through the first switch N3 and the second switch N54, and the potential of the first storage node V1 gradually approaches the potential of the second power supply Vss.
【0377】本変形例の特徴として、第5実施形態と同
様に、書き込み動作期間において、第2の負荷トランジ
スタP2、第3のスイッチN55及び第2の駆動トラン
ジスタN2は、第2の記憶ノードV2の電位が「1」に
なるまでの過渡期において動作中のため、第1の電源V
ccから第4の電源Vs2に向けて貫通電流が流れてしま
う。しかし、第2の記憶ノードにつながる第4の電源V
s2の電位を接地電位である第2の電源Vssよりも高く設
定することにより、第2の駆動トランジスタN2のオン
抵抗が高くなるため、該第2の駆動トランジスタN2を
流れる貫通電流が抑制されるので、書き込み動作が早く
なる。As a feature of this modification, as in the fifth embodiment, during the write operation period, the second load transistor P2, the third switch N55, and the second drive transistor N2 have the second storage node V2. Is operating during the transition period until the potential of the
A through current flows from cc to the fourth power source Vs2. However, a fourth power supply V connected to the second storage node
By setting the potential of s2 higher than that of the second power supply Vss, which is the ground potential, the on resistance of the second drive transistor N2 is increased, so that the through current flowing through the second drive transistor N2 is suppressed. Therefore, the writing operation becomes faster.
【0378】なお、グラウンド線制御電位Vu3は、数1
00mV以上、かつ、第1の電源Vccの電位と第2の駆
動トランジスタのしきい値電圧Vtとの差の電位以下に
設定される。The ground line control potential Vu3 is expressed by the equation 1
It is set to be equal to or higher than 00 mV and equal to or lower than the potential difference between the potential of the first power supply Vcc and the threshold voltage Vt of the second drive transistor.
【0379】以下、本発明の第5実施形態の第2変形例
を図面に基づいて説明する。A second modification of the fifth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0380】図17は本発明の第5実施形態の第2変形
例に係るメモリセルを表わす回路図である。図17
(a)に示すメモリセルは第5実施形態に用いたものと
同じであるので説明を省略する。図17(b)におい
て、Vsmはメモリセルを駆動する第1の電源Vccの電位
のほぼ2分の1の電位である基準電位となる第5の電源
であり、Vssはメモリセルを駆動する接地電位となる第
2の電源であり、各トランジスタは図17(a)に示す
メモリセルに対応する各トランジスタの導電型を反転さ
せた構成である。FIG. 17 is a circuit diagram showing a memory cell according to a second modification of the fifth embodiment of the present invention. FIG. 17
Since the memory cell shown in (a) is the same as that used in the fifth embodiment, its explanation is omitted. In FIG. 17B, Vsm is a fifth power supply serving as a reference potential that is a potential that is approximately one half of the potential of the first power supply Vcc that drives the memory cell, and Vss is the ground that drives the memory cell. It is a second power source which becomes a potential, and each transistor has a configuration in which the conductivity type of each transistor corresponding to the memory cell shown in FIG. 17A is inverted.
【0381】第2変形例は図17(a)及び図17
(b)のメモリセルが、第1実施形態の第5変形例と同
様に、2段に直列に接続された構成とする。The second modified example is shown in FIGS.
It is assumed that the memory cells of (b) are connected in two stages in series, as in the fifth modification of the first embodiment.
【0382】以下、前記のように構成されたメモリセル
の動作を図面に基づいて説明する。図19(a)は図1
7(a)に示す第2変形例に係るメモリセルの動作時の
タイミングチャートであり、図19(b)は図17
(b)に示す第2変形例に係るメモリセルの動作時のタ
イミングチャートである。The operation of the memory cell configured as described above will be described below with reference to the drawings. FIG. 19A shows FIG.
FIG. 19B is a timing chart at the time of operation of the memory cell according to the second modification shown in FIG. 7A, and FIG.
9 is a timing chart at the time of operation of the memory cell according to the second modified example shown in (b).
【0383】図17(a)に示す第2変形例に係るメモ
リセルの読み出し動作及び書き込み動作は第5実施形態
と同じであるため、説明を省略する。Since the read operation and write operation of the memory cell according to the second modification shown in FIG. 17A are the same as those in the fifth embodiment, description thereof will be omitted.
【0384】図19(b)に示すメモリセルのタイミン
グチャートは負論理となるため、読み出し期間において
は、第1の記憶ノードV1に「0」が保持され、第2の
記憶ノードV2に「1」が保持されていることを示し、
書き込み期間においては、第1の記憶ノードV1に
「1」が書き込まれ、第2の記憶ノードV2に「0」が
書き込まれるようすを示している。Since the timing chart of the memory cell shown in FIG. 19B has a negative logic, "0" is held in the first memory node V1 and "1" is held in the second memory node V2 during the read period. ”Is held,
In the writing period, "1" is written in the first storage node V1 and "0" is written in the second storage node V2.
【0385】図17(b)に示す第2変形例に係るメモ
リセルの読み出し動作及び書き込み動作は、駆動トラン
ジスタがP型トランジスタであるため、接地電位である
第2の電源Vssの電位で動作すること以外は第5実施形
態と同様である。The read operation and the write operation of the memory cell according to the second modification shown in FIG. 17B operate at the potential of the second power supply Vss, which is the ground potential, because the drive transistor is a P-type transistor. Other than the above, it is the same as the fifth embodiment.
【0386】本変形例の特徴として、第1実施形態の第
5変形例と同様に、図17(a)に示すメモリセルにお
いて、フリップフロップ接続されるトランジスタ群N
1,N2,N54,N55,P1及びP2は、駆動され
る電位が第1の電源Vccの電位の約2分の1となる第5
の電源の電位Vsmであっても、読み出し動作時において
は、ワード線WLnが第1の電源Vccの電位に印加さ
れ、ビット線対BLn,/BLnが第5の電源Vsmの電
位に印加される。また、書き込み動作時においては、前
記トランジスタ群はワード線WLnが第1実施形態と同
じ第1の電源Vccの電位に印加され、ビット線BLn及
びビット相補線/BLnが基準電位となる第5の電源の
電位Vsmを中心として第1の電源Vccの電位の2分の1
ずつを増減して印加されるため、それらの電位差は実質
的に第1実施形態と同じ第1の電源Vccの電位に印加さ
れるので、本実施形態に係るメモリセルは安定した動作
をすることができる。As a feature of this modification, as in the fifth modification of the first embodiment, in the memory cell shown in FIG. 17A, a transistor group N flip-flop connected.
Nos. 1, N2, N54, N55, P1 and P2 have a driven potential which is about ½ of the potential of the first power source Vcc.
Of the power source Vsm, the word line WLn is applied to the potential of the first power source Vcc and the bit line pair BLn, / BLn is applied to the potential of the fifth power source Vsm during the read operation. . In the write operation, the word line WLn of the transistor group is applied to the same potential of the first power supply Vcc as in the first embodiment, and the bit line BLn and the bit complementary line / BLn are set to the reference potential. Half of the potential of the first power source Vcc centering on the potential Vsm of the power source
Since the voltage difference is applied in increments and decrements, the potential difference between them is applied to the potential of the first power source Vcc which is substantially the same as that in the first embodiment, so that the memory cell according to the present embodiment operates stably. You can
【0387】また、図17(b)に示すメモリセルは、
図17(a)に示すメモリセルとはトランジスタの導電
型が反転しているため、各トランジスタが駆動及び制御
される電位は全て反転されているので、図17(a)に
示すメモリセルと同様に安定した動作をすることができ
る。The memory cell shown in FIG. 17B is
Since the conductivity type of the transistor is inverted from that of the memory cell shown in FIG. 17A, all the potentials driven and controlled by the transistors are inverted, so that the memory cell shown in FIG. It can operate stably.
【0388】以下、本発明の第5実施形態の第3変形例
を説明する。The third modification of the fifth embodiment of the present invention will be described below.
【0389】図17(a)は本発明の第5実施形態の第
3変形例に係るメモリセルを表わす回路図であって、第
5実施形態に用いたものと同様の構成である。FIG. 17A is a circuit diagram showing a memory cell according to a third modification of the fifth embodiment of the present invention, which has the same structure as that used in the fifth embodiment.
【0390】本変形例は、各構成要素のトランジスタの
しきい値電圧の設定値を調整することにより、動作の高
速化を図る。In this modification, the operation speed is increased by adjusting the set value of the threshold voltage of the transistor of each component.
【0391】例えば、各トランジスタのしきい値電圧を
Vt (トランジスタ名)で表わすとすると、各メモリセ
ルの各トランジスタのしきい値電圧を
Vtp(P1) =Vtp(P2) =−0.5V,
Vtn(N54)=Vtn(N55)=0.5V,
Vtn(N1) =Vtn(N2) =0.1V,
Vtn(N3) =Vtn(N56)=0.1V
のようにそれぞれ設定する。For example, if the threshold voltage of each transistor is represented by Vt (transistor name), the threshold voltage of each transistor of each memory cell is Vtp (P1) = Vtp (P2) =-0.5V, Vtn (N54) = Vtn (N55) = 0.5V, Vtn (N1) = Vtn (N2) = 0.1V, Vtn (N3) = Vtn (N56) = 0.1V.
【0392】このようにすると、読み出しの高速動作を
規定する第1の駆動トランジスタN1と第1のスイッチ
トランジスタN3とが速やかに活性化されるため、読み
出し動作の高速化を図ることができる。By doing so, the first drive transistor N1 and the first switch transistor N3 which define the high-speed read operation are quickly activated, so that the high-speed read operation can be achieved.
【0393】さらに、読み出し動作も書き込み動作も行
われていない状態において消費されるスタンバイ電流
は、第2のスイッチトランジスタN54及び第3のスイ
ッチトランジスタN55のしきい値電圧が0.5Vと高
いため、メガビット級の大容量の記憶装置であっても、
マイクロアンペア以下に抑えることができる。Further, the standby current consumed in the state where neither the read operation nor the write operation is performed, the threshold voltage of the second switch transistor N54 and the third switch transistor N55 is as high as 0.5V, Even with a megabit-class storage device,
It can be kept below microamperes.
【0394】なお、図17(b)に示す反転型のメモリ
セルの場合は、各メモリセルの各トランジスタのしきい
値電圧を
Vtn(N1) =Vtn(N2) =0.5V,
Vtp(P54)=Vtp(P55)=−0.5V,
Vtp(P1) =Vtp(P2) =−0.2V,
Vtp(P3) =Vtp(P56)=−0.2V
のようにそれぞれ設定すればよい。In the case of the inversion type memory cell shown in FIG. 17B, the threshold voltage of each transistor of each memory cell is Vtn (N1) = Vtn (N2) = 0.5V, Vtp (P54 ) = Vtp (P55) =-0.5V, Vtp (P1) = Vtp (P2) =-0.2V, Vtp (P3) = Vtp (P56) =-0.2V.
【0395】以下、本発明の第5実施形態の第4変形例
を図面に基づいて説明する。A fourth modification of the fifth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0396】図20(a)は本発明の第5実施形態の第
4変形例に係るメモリセルを表わす回路図である。図1
7(a)に示すメモリセルに新たに追加された構成要素
のみを説明する。図20(a)において、BLrは読み
出し専用の第1の制御線としての読み出し用ビット線、
/BLrは読み出し専用の第2の制御線としての読み出
し用ビット相補線、WLrは読み出し専用の第3の制御
線としての読み出し用ワード線、BLwは書き込み専用
の第1の制御線としての書き込み用ビット線、/BLw
は書き込み専用の第2の制御線としての書き込み用ビッ
ト相補線、WLwは書き込み専用の第3の制御線として
の書き込み用ワード線、N81は書き込み専用ワード線
WLwにより活性化され、書き込み用ビット線BLwと
第1の記憶ノードV1との間に直列に接続された書き込
み専用の第5のスイッチ、N82は書き込み専用ワード
線WLwにより活性化され、書き込み用ビット相補線/
BLwと第2の記憶ノードV2との間に直列に接続され
た書き込み専用の第6のスイッチである。FIG. 20A is a circuit diagram showing a memory cell according to a fourth modification of the fifth embodiment of the present invention. Figure 1
Only the components newly added to the memory cell shown in FIG. 7A will be described. In FIG. 20A, BLr is a read bit line as a read-only first control line,
/ BLr is a read bit complementary line as a second read-only control line, WLr is a read word line as a third read-only control line, and BLw is a write-only first control line as a write-only first control line. Bit line, / BLw
Is a write bit complementary line as a write-only second control line, WLw is a write word line as a write-only third control line, and N81 is a write bit line activated by a write-only word line WLw. A write-only fifth switch N82 connected in series between BLw and the first storage node V1 is activated by the write-only word line WLw, and a write bit complementary line /
A sixth write-only switch connected in series between BLw and the second storage node V2.
【0397】本変形例のメモリセルは、読み出し動作と
書き込み動作とが同時に実行が可能な2ポートSRAM
である。The memory cell of this modification is a 2-port SRAM capable of simultaneously executing a read operation and a write operation.
Is.
【0398】本変形例のメモリセルにおいても、各トラ
ンジスタのしきい値電圧の設定値を調整することにより
動作を高速にすることが可能となる。Also in the memory cell of this modification, it is possible to speed up the operation by adjusting the set value of the threshold voltage of each transistor.
【0399】例えば、各メモリセルの各トランジスタの
しきい値電圧を
Vtp(P1) =Vtp(P2) =−0.5V,
Vtn(N54)=Vtn(N55)=0.5V,
Vtn(N1) =Vtn(N2) =0.1V,
Vtn(N3) =Vtn(N56)=0.1V
Vtn(N81)=Vtn(N82)=0.1V
のようにそれぞれ設定する。For example, the threshold voltage of each transistor of each memory cell is Vtp (P1) = Vtp (P2) =-0.5V, Vtn (N54) = Vtn (N55) = 0.5V, Vtn (N1) = Vtn (N2) = 0.1V, Vtn (N3) = Vtn (N56) = 0.1V Vtn (N81) = Vtn (N82) = 0.1V.
【0400】本変形例のメモリセルは、読み出し専用の
第1のスイッチN3と第1の駆動トランジスタN1とが
直列に接続され、第4のスイッチN56と第2の駆動ト
ランジスタN2とが直列に接続されていると共に、書き
込み専用の第5のスイッチN81と第1の記憶ノードV
1とが接続され、第6のスイッチN82と第2の記憶ノ
ードV2とが接続されている点に特徴がある。In the memory cell of this modification, the read-only first switch N3 and the first drive transistor N1 are connected in series, and the fourth switch N56 and the second drive transistor N2 are connected in series. And the write-only fifth switch N81 and the first storage node V
1 is connected, and the sixth switch N82 and the second storage node V2 are connected.
【0401】この構成及びしきい値電圧の設定により、
第1の記憶ノードV1と読み出し時に読み出し用ビット
線BLrと接続される第1の接続点V53とが切り離さ
れ、第2の記憶ノードV2と読み出し動作時に読み出し
用ビット相補線/BLrと接続される第2の接続点V5
4とが切り離されるため、読み出し時のスタチックノイ
ズマージンを大きくしながら、書き込みの高速化を図る
ことができる。With this configuration and the setting of the threshold voltage,
The first storage node V1 and the first connection point V53 connected to the read bit line BLr at the time of reading are disconnected, and are connected to the second storage node V2 at the read bit complementary line / BLr at the time of the read operation. Second connection point V5
Since 4 and 4 are separated, the writing speed can be increased while increasing the static noise margin at the time of reading.
【0402】なお、図20(b)に示す反転型のメモリ
セルの場合は、各メモリセルの各トランジスタのしきい
値電圧を
Vtn(N1) =Vtn(N2) =0.5V,
Vtp(P54)=Vtp(P55)=−0.5V,
Vtp(P1) =Vtp(P2) =−0.2V,
Vtp(P3) =Vtp(P56)=−0.2V
Vtp(P81)=Vtp(P82)=−0.2V
のようにそれぞれ設定すればよい。In the case of the inversion type memory cell shown in FIG. 20B, the threshold voltage of each transistor of each memory cell is Vtn (N1) = Vtn (N2) = 0.5V, Vtp (P54 ) = Vtp (P55) =-0.5V, Vtp (P1) = Vtp (P2) =-0.2V, Vtp (P3) = Vtp (P56) =-0.2V Vtp (P81) = Vtp (P82) It may be set as follows: = -0.2V.
【0403】以下、本発明の第6実施形態を図面に基づ
いて説明する。A sixth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0404】図21(a)は本発明の第6実施形態に係
るビット線制御回路を表わす回路図である。図21
(a)において、WEは図25に示すリード/ライト切
り替え制御回路により通知される書き込み要求、Dinは
図25に示す入出力データ制御回路により通知される書
き込みデータ、pBL(k)は図27(a)に示すビッ
ト線の選択回路DSW1を通してメモリセルのビット線
に印加するための多重化された前ビット線、/pBL
(k)は同じくビット線の選択回路DSW1を通してメ
モリセルのビット相補線/BLに印加するための多重化
された前ビット相補線、Vu1は前ビット線pBL(k)
に印加する第1のハイデータ電位、Vu2は前ビット相補
線/pBL(k)に印加する第2のハイデータ電位、V
x1は前ビット線pBL(k)又は前ビット相補線/pB
L(k)に印加する接地電位、P61は書き込み要求W
Eの相補値に応じて第1のハイデータ電位Vu1を開閉す
る第1のP型スイッチ、P62は書き込みデータDinに
応じて第1のハイデータ電位Vu1を開閉する第2のP型
スイッチ、N61は書き込みデータDinに応じて接地電
位Vx1を開閉する第1のN型スイッチ、N62は書き込
み要求WEに応じて接地電位Vx1を開閉する第2のN型
スイッチ、N63は書き込み要求WEの相補値に応じて
接地電位Vx1を開閉する第3のN型スイッチ、P63は
書き込み要求WEの相補値に応じて第2のハイデータ電
位Vu2を開閉する第3のP型スイッチ、P64はゲート
電極が接地されているため常に閉じている第4のP型ス
イッチ、N64はゲート電極が接地されているため常に
開いている第4のN型スイッチ、N65は書き込み要求
WEに応じて接地電位Vx1を開閉する第5のN型スイッ
チ、N66は書き込み要求WEの相補値に応じて接地電
位Vx1を開閉する第6のN型スイッチである。FIG. 21A is a circuit diagram showing a bit line control circuit according to the sixth embodiment of the present invention. Figure 21
25A, WE is a write request notified by the read / write switching control circuit shown in FIG. 25, Din is write data notified by the input / output data control circuit shown in FIG. 25, and pBL (k) is shown in FIG. a) The multiplexed previous bit line for applying to the bit line of the memory cell through the bit line selection circuit DSW1 shown in a), / pBL
(K) is a multiplexed previous bit complementary line for applying to the bit complementary line / BL of the memory cell through the bit line selection circuit DSW1, and Vu1 is the previous bit line pBL (k).
Is a first high data potential applied to the first bit, Vu2 is a second high data potential applied to the previous bit complementary line / pBL (k), Vu2
x1 is the previous bit line pBL (k) or the previous bit complementary line / pB
Ground potential applied to L (k), P61 is write request W
A first P-type switch that opens and closes the first high data potential Vu1 according to the complementary value of E, P62 is a second P-type switch that opens and closes the first high data potential Vu1 according to the write data Din, and N61. Is a first N-type switch that opens and closes the ground potential Vx1 according to the write data Din, N62 is a second N-type switch that opens and closes the ground potential Vx1 according to the write request WE, and N63 is a complementary value of the write request WE. A third N-type switch that opens / closes the ground potential Vx1 in response, a P63 is a third P-type switch that opens / closes the second high data potential Vu2 in accordance with the complementary value of the write request WE, and a gate electrode of P64 is grounded. The fourth P-type switch that is always closed because it is open, the N64 is the fourth N-type switch that is always open because the gate electrode is grounded, and the N65 is the ground potential V in response to the write request WE. A fifth N-type switch that opens and closes x1 is a sixth N-type switch that opens and closes the ground potential Vx1 according to the complementary value of the write request WE.
【0405】以下、前記のように構成されたビット線制
御回路A1の動作を説明する。The operation of the bit line control circuit A1 having the above structure will be described below.
【0406】図29又は図30に示すように、本実施形
態において、書き込み要求WEを正論理とする。As shown in FIG. 29 or 30, in the present embodiment, the write request WE has a positive logic.
【0407】まず、書き込み要求WEが「1」の場合、
すなわち書き込み期間のビット線制御回路A1の動作を
説明する。First, when the write request WE is "1",
That is, the operation of the bit line control circuit A1 during the writing period will be described.
【0408】書き込みデータDinが「1」のとき、前ビ
ット線pBL(k)における、第1のP型スイッチP6
1、第1のN型スイッチN61及び第2のN型スイッチ
N62が閉じて他のスイッチが開くため、前ビット線p
BL(k)は接地電位Vx1に印加され、前ビット相補線
/pBL(k)における、第3のP型スイッチP63及
び第4のP型スイッチP64が閉じて他のスイッチが開
くため、前ビット相補線/pBL(k)は第2のハイデ
ータ電位Vu2に印加される。前ビット線pBL(k)に
印加される接地電位Vx1によりメモリセルの書き込み対
象となる記憶ノードには「0」が書き込まれることにな
る。When the write data Din is "1", the first P-type switch P6 on the previous bit line pBL (k) is
1, the first N-type switch N61 and the second N-type switch N62 are closed and the other switches are opened, so that the previous bit line p
BL (k) is applied to the ground potential Vx1, and the third P-type switch P63 and the fourth P-type switch P64 in the previous bit complementary line / pBL (k) are closed and the other switches are opened, so that the previous bit is opened. The complementary line / pBL (k) is applied to the second high data potential Vu2. By the ground potential Vx1 applied to the previous bit line pBL (k), "0" is written in the storage node to be written in the memory cell.
【0409】書き込みデータDinが「0」のとき、前ビ
ット線pBL(k)における、第1のP型スイッチP6
1、第2のP型スイッチP62及び第2のN型スイッチ
N62が閉じて他のスイッチが開くため、前ビット線p
BL(k)は第1のハイデータ電位Vu1に印加され、前
ビット相補線/pBL(k)における、第3のP型スイ
ッチP63及び第4のP型スイッチP64が閉じて他の
スイッチが開くため、前ビット相補線/pBL(k)は
第2のハイデータ電位Vu2に印加される。前ビット線p
BL(k)に印加される第1のハイデータ電位Vu1は第
1の電源Vccの電位又はその昇圧された電位Vppに印加
されるため、メモリセルの書き込み対象となる記憶ノー
ドには「1」が書き込まれることになる。When the write data Din is "0", the first P-type switch P6 on the previous bit line pBL (k) is
Since the first and second P-type switch P62 and the second N-type switch N62 are closed and the other switches are opened, the previous bit line p
BL (k) is applied to the first high data potential Vu1, and the third P-type switch P63 and the fourth P-type switch P64 in the previous bit complementary line / pBL (k) are closed and the other switches are opened. Therefore, the previous bit complementary line / pBL (k) is applied to the second high data potential Vu2. Previous bit line p
Since the first high data potential Vu1 applied to BL (k) is applied to the potential of the first power supply Vcc or its boosted potential Vpp, "1" is applied to the storage node to be written in the memory cell. Will be written.
【0410】次に、書き込み要求WEが「0」の場合、
すなわち読み出し期間の場合を説明する。Next, when the write request WE is "0",
That is, the case of the read period will be described.
【0411】書き込みデータDinが「1」のとき、前ビ
ット線pBL(k)における、第1のN型スイッチN6
1及び第3のN型スイッチN63が閉じて他のスイッチ
が開くため、前ビット線pBL(k)は接地電位Vx1に
印加され、前ビット相補線/pBL(k)において、第
4のP型スイッチP64及び第6のN型スイッチN66
が閉じて他のスイッチが開くため、前ビット相補線/p
BL(k)は接地電位Vx1に印加される。 従って、接
地電位Vx1により読み出し期間中は前ビット線pBL
(k)及び前ビット相補線/pBL(k)は共に接地電
位となる。When the write data Din is "1", the first N-type switch N6 on the previous bit line pBL (k) is
Since the first and third N-type switches N63 are closed and the other switches are opened, the front bit line pBL (k) is applied to the ground potential Vx1 and the fourth P-type switch is applied to the front bit complementary line / pBL (k). Switch P64 and sixth N-type switch N66
Is closed and other switches are opened, so the previous bit complementary line / p
BL (k) is applied to the ground potential Vx1. Therefore, the previous bit line pBL is read by the ground potential Vx1 during the read period.
Both (k) and the previous bit complementary line / pBL (k) are at the ground potential.
【0412】書き込みデータDinが「0」のとき、前ビ
ット線pBL(k)における、第2のP型スイッチP6
2及び第3のN型スイッチN63が閉じて他のスイッチ
が開くため、前ビット線pBL(k)は接地電位Vx1に
印加され、前ビット相補線/pBL(k)における、第
4のP型スイッチP64及び第6のN型スイッチN66
が閉じて他のスイッチが開くため、前ビット相補線/p
BL(k)は接地電位Vx1に印加される。When the write data Din is "0", the second P-type switch P6 on the previous bit line pBL (k) is
Since the second and third N-type switches N63 are closed and the other switches are opened, the front bit line pBL (k) is applied to the ground potential Vx1, and the fourth P-type in the front bit complementary line / pBL (k) is Switch P64 and sixth N-type switch N66
Is closed and other switches are opened, so the previous bit complementary line / p
BL (k) is applied to the ground potential Vx1.
【0413】従って、接地電位Vx1により読み出し期間
中は前ビット線pBL(k)及び前ビット相補線/pB
L(k)は共に接地電位となる。Therefore, due to the ground potential Vx1, the previous bit line pBL (k) and the previous bit complementary line / pB are read during the read period.
Both L (k) are at the ground potential.
【0414】本実施形態の特徴として、書き込み期間中
には、メモリセルのビット線BLに印加する書き込みデ
ータとなる接地電位Vx1又は第1のハイデータ電位Vu1
が生成され、書き込み制御線となるビット相補線/BL
に印加する制御用の第2のハイデータ電位Vu2が生成さ
れると共に、読み出し期間中には、ビット線対BL,/
BLに印加する接地電位Vx1が生成される。As a feature of this embodiment, during the write period, the ground potential Vx1 or the first high data potential Vu1 which becomes the write data to be applied to the bit line BL of the memory cell.
Is generated and serves as a write control line. Bit complementary line / BL
A second high data potential Vu2 for control applied to the bit line pair BL, / is generated during the read period.
The ground potential Vx1 applied to BL is generated.
【0415】本実施形態に係るビット線制御回路A1は
第3実施形態の第4変形例、第3実施形態の第5変形
例、第4実施形態の第3変形例及び第4実施形態の第4
変形例を除く第1実施形態から第4実施形態の全てのメ
モリセルにおいて使用される。The bit line control circuit A1 according to this embodiment is the fourth modification of the third embodiment, the fifth modification of the third embodiment, the third modification of the fourth embodiment, and the fourth modification of the fourth embodiment. Four
It is used in all the memory cells of the first to fourth embodiments except the modified example.
【0416】以下、本発明の第6実施形態の第1変形例
を図面に基づいて説明する。A first modification of the sixth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0417】図21(b)は本発明の第6実施形態の第
1変形例に係るビット線制御回路をを表わす回路図であ
る。図21(b)において、図21(a)に示すビット
線制御回路A1との違いのみを説明する。WTは図21
(a)における前ビット相補線/pBL(k)に替わる
ものであり、第3実施形態の第4変形例、第3実施形態
の第5変形例、第4実施形態の第3変形例及び第4実施
形態の第4変形例に係るメモリセルにおいて、書き込み
動作時に第2の制御線としての書き込み制御線となる。FIG. 21B is a circuit diagram showing a bit line control circuit according to a first modification of the sixth embodiment of the present invention. 21B, only the difference from the bit line control circuit A1 shown in FIG. 21A will be described. Figure 21 for WT
It replaces the preceding bit complementary line / pBL (k) in (a), and is a fourth modified example of the third embodiment, a fifth modified example of the third embodiment, a third modified example of the fourth embodiment, and a fourth modified example. In the memory cell according to the fourth modification of the fourth embodiment, the write control line serves as the second control line during the write operation.
【0418】第1変形例に係るビット線制御回路A2の
動作は前記第6実施形態に係るビット線制御回路A1と
同様であるため説明を省略する。Since the operation of the bit line control circuit A2 according to the first modification is similar to that of the bit line control circuit A1 according to the sixth embodiment, the description thereof will be omitted.
【0419】以下、本発明の第7実施形態を図面に基づ
いて説明する。The seventh embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0420】図22(a)は本発明の第7実施形態に係
るセンスアンプを表わす回路図である。図22(a)に
おいて、RD(k)は読み出し動作時に図28(a)又
(b)に示すセンスアンプ前段の選択回路DSW3から
コラムデコーダによりデコードされたビット線BL
(n)のデータを取り込む共通データ線、/RD(k)
は同じくセンスアンプ前段の選択回路DSW3からコラ
ムデコーダによりデコードされたビット相補線/BL
(n)のデータを取り込む共通データ参照線、XSAは
読み出し期間の前半にのみ活性化され、共通データ線R
D(k)及び共通データ参照線/RD(k)のインピー
ダンスを検知するトリガとなるセンスアンプの活性化信
号、EQは読み出し期間の後半にのみ活性化され、イン
ピーダンス特性の差を電位差に変換し、またビット線対
BL(n),/BL(n)を接地電位にプリチャージす
るトリガとなるビット線のイコライズ信号、Vccはセン
スアンプを動作させる第1の電源、Vx1はセンスアンプ
を動作させ、またビット線対BL(n),/BL(n)
のプリチャージ用の接地電位、P71は一方のインバー
タの第1の負荷トランジスタ、P72は第1の負荷トラ
ンジスタP71と対をなす他方のインバータの第2の負
荷トランジスタ、N71は一方のインバータの第1の駆
動トランジスタ、N72は第1の駆動トランジスタN7
1と対をなす他方のインバータの第2の駆動トランジス
タ、N73はセンスアンプの活性化信号XSAにより活
性化され第1の電源Vccと共通データ参照線/RD
(k)とを接続する第1導電型の第1のトランジスタと
しての第3のトランジスタ、N74はセンスアンプの活
性化信号XSAにより活性化され第1の電源Vccと共通
データ線RD(k)とを接続する第1導電型の第2のト
ランジスタとしての第4のトランジスタ、P75はセン
スアンプの活性化信号XSAの相補信号により活性化さ
れ第1の電源Vccと第1の負荷トランジスタN71及び
第2の負荷トランジスタN72の共通のソース電極とを
接続する第2導電型の第1のトランジスタとしての第5
のトランジスタ、N76はビット線のイコライズ信号E
Qにより活性化され共通データ参照線/RD(k)を接
地電位Vx1に印加するための第1のスイッチ、N77は
ビット線のイコライズ信号EQにより活性化され共通デ
ータ線RD(k)を接地電位Vx1に印加するための第2
のスイッチ、pDout は共通データ線RD(k)のイン
ピーダンス特性の差を電位差に変換して出力するセンス
アンプの出力、/pDout は共通データ参照線/RD
(k)のインピーダンス特性の差を電位差に変換して出
力するセンスアンプの参照出力、N78はセンスアンプ
の出力pDout を適当な電位に変換する第6のトランジ
スタ、N79はセンスアンプの参照出力/pDout を適
当な電位に変換する第7のトランジスタ、Dout は図2
5に示す入出力データ制御回路に送られる読み出しデー
タ、/Dout は同じく入出力データ制御回路に送られる
読み出し参照データである。FIG. 22A is a circuit diagram showing a sense amplifier according to the seventh embodiment of the present invention. In FIG. 22A, RD (k) is the bit line BL decoded by the column decoder from the selection circuit DSW3 in the preceding stage of the sense amplifier shown in FIG. 28A or 28B during the read operation.
Common data line for capturing data of (n), / RD (k)
Is also the bit complementary line / BL decoded by the column decoder from the selection circuit DSW3 in the preceding stage of the sense amplifier.
The common data reference line for fetching the data (n), XSA, is activated only in the first half of the read period, and the common data line R
The activation signal of the sense amplifier that serves as a trigger for detecting the impedance of D (k) and the common data reference line / RD (k), EQ is activated only in the latter half of the read period, and the difference in impedance characteristics is converted into a potential difference. , An equalizing signal of the bit line that serves as a trigger to precharge the bit line pair BL (n), / BL (n) to the ground potential, Vcc is the first power supply for operating the sense amplifier, and Vx1 is for operating the sense amplifier. , Bit line pair BL (n), / BL (n)
Ground potential for precharging, P71 is the first load transistor of one inverter, P72 is the second load transistor of the other inverter paired with the first load transistor P71, and N71 is the first load transistor of the one inverter. Drive transistor, N72 is the first drive transistor N7
The second drive transistor N73 of the other inverter paired with 1 is activated by the activation signal XSA of the sense amplifier and is activated by the first power supply Vcc and the common data reference line / RD.
The third transistor N74, which is a first transistor of the first conductivity type and is connected to (k), is activated by the activation signal XSA of the sense amplifier, and is connected to the first power supply Vcc and the common data line RD (k). A fourth transistor P75 as a second transistor of the first conductivity type for connecting the first power source Vcc, the first load transistor N71 and the second load transistor N71 is activated by a complementary signal of the activation signal XSA of the sense amplifier. The fifth transistor as the first transistor of the second conductivity type, which is connected to the common source electrode of the load transistor N72 of
, N76 is a bit line equalize signal E
A first switch that is activated by Q to apply the common data reference line / RD (k) to the ground potential Vx1, N77 is activated by the equalization signal EQ of the bit line and makes the common data line RD (k) the ground potential. Second for applying to Vx1
, PDout is the output of a sense amplifier that converts the difference in the impedance characteristics of the common data line RD (k) into a potential difference and outputs it, / pDout is the common data reference line / RD
The reference output of the sense amplifier that converts the difference in the impedance characteristics of (k) into a potential difference and outputs the potential difference, N78 is a sixth transistor that converts the output pDout of the sense amplifier to an appropriate potential, and N79 is the reference output of the sense amplifier / pDout. The seventh transistor, Dout, which converts the voltage to an appropriate potential is shown in Fig. 2.
5, read data sent to the input / output data control circuit, / Dout is read reference data also sent to the input / output data control circuit.
【0421】なお、図28(b)に示すセンスアンプ前
段の選択回路DSW3はセンスアンプの活性化信号XS
Aが活性化されている際に、共通データ線RD(k)の
参照電位となる共通データ参照線/RD(k)の電位が
第1の電源Vccと第2の電源Vssとの中間となるよう
に、ダミーセルが共通データ参照線/RD(k)に設け
られている。The selection circuit DSW3 in the preceding stage of the sense amplifier shown in FIG. 28 (b) is activated by the sense amplifier activation signal XS.
When A is activated, the potential of the common data reference line / RD (k), which is the reference potential of the common data line RD (k), is intermediate between the first power supply Vcc and the second power supply Vss. Thus, the dummy cell is provided on the common data reference line / RD (k).
【0422】以下、前記のように構成されたセンスアン
プの動作を説明する。図29において、全ての信号の立
上がり方向をハイと呼び立ち下がり方向をローと呼ぶ。
図29に示すタイミングチャートの読み出し期間の前半
において、まず、センスアンプの活性化信号XSAがハ
イになり、ビット線のイコライズ信号EQがローにな
る。このときの回路を等価回路にして示したのが図22
(b)である。The operation of the sense amplifier configured as described above will be described below. In FIG. 29, the rising direction of all signals is called high and the falling direction is called low.
In the first half of the read period of the timing chart shown in FIG. 29, first, the activation signal XSA of the sense amplifier becomes high and the equalization signal EQ of the bit line becomes low. FIG. 22 shows the circuit at this time as an equivalent circuit.
It is (b).
【0423】図22(b)において、図22(a)に示
した構成要素と同じ符号を付している。共通データ線R
D(k)は図28(a)に示すセンスアンプ前段の選択
回路DSW3により選択されたビット線BLが接続さ
れ、共通データ参照線/RD(k)はセンスアンプ前段
の選択回路DSW3により選択されたビット相補線/B
Lが接続される。In FIG. 22 (b), the same reference numerals as those of the components shown in FIG. 22 (a) are attached. Common data line R
D (k) is connected to the bit line BL selected by the selection circuit DSW3 in the previous stage of the sense amplifier shown in FIG. 28A, and the common data reference line / RD (k) is selected by the selection circuit DSW3 in the previous stage of the sense amplifier. Bit complementary line / B
L is connected.
【0424】このように、本センスアンプは読み出し期
間の前半に、選択されたビット線対BL,/BLに対し
てのみインピーダンス検知用の電流をセンスアンプ側か
ら注入している。As described above, this sense amplifier injects the current for impedance detection from the sense amplifier side only to the selected bit line pair BL, / BL in the first half of the read period.
【0425】センスアンプの出力対pDout 及び/pD
out の電位は、第3のトランジスタN73及び第4のト
ランジスタN74と第1の駆動トランジスタN71及び
第2の駆動トランジスタN72との抵抗比により決定さ
れる。従って、例えば共通データ線RD(k)に選択さ
れたビット線BLは接地レベルの低インピーダンスで接
続されており、共通データ参照線/RD(k)に選択さ
れたビット相補線/BLは低インピーダンスでは接続さ
れていない、すなわち浮いている状態とすると、図29
に示すようにビット線対BL,/BLは共に接地電位に
印加されていても、低インピーダンス側の共通データ線
RD(k)には高インピーダンス側の共通データ参照線
/RD(k)よりも多くの電流が流れるため、センスア
ンプの出力pDout の電位は電圧降下が大きくなるの
で、センスアンプの参照出力/pDout よりも低くな
る。図29に示すように、この読み出し期間前半のセン
スアンプの出力対pDout 及び/pDout の電位差は僅
少である。Output pair of sense amplifier pDout and / pD
The potential of out is determined by the resistance ratio between the third transistor N73 and the fourth transistor N74 and the first drive transistor N71 and the second drive transistor N72. Therefore, for example, the bit line BL selected as the common data line RD (k) is connected with a low impedance at the ground level, and the bit complementary line / BL selected as the common data reference line / RD (k) has a low impedance. Then, assuming that they are not connected, that is, in a floating state, as shown in FIG.
As shown in, even if the bit line pair BL and / BL are both applied to the ground potential, the common data line RD (k) on the low impedance side is more likely than the common data reference line / RD (k) on the high impedance side. Since a large amount of current flows, the potential of the output pDout of the sense amplifier has a large voltage drop, which is lower than the reference output / pDout of the sense amplifier. As shown in FIG. 29, the potential difference between the output pair pDout and / pDout of the sense amplifier in the first half of the reading period is very small.
【0426】次に、図29に示す読み出し期間の後半に
おいて、センスアンプの活性化信号XSAがローにな
り、ビット線のイコライズ信号EQがハイになる。この
ときの回路を等価回路にして示したのが図22(c)で
ある。Next, in the latter half of the read period shown in FIG. 29, the sense amplifier activation signal XSA goes low and the bit line equalize signal EQ goes high. FIG. 22C shows the circuit at this time as an equivalent circuit.
【0427】図22(c)において、図22(a)に示
した構成要素と同じ符号を付している。図22(c)に
示すように、第1の負荷トランジスタP71及び第2の
負荷トランジスタP72と第1の駆動トランジスタN7
1及び第2の駆動トランジスタN72により構成される
フリップフロップ回路が活性化され、センスアンプの出
力対pDout 及び/pDout の電位は、相補型MOSレ
ベルの電位に変換される。図29に示すように、この読
み出し期間後半のセンスアンプの出力対pDout 及び/
pDout の電位差は増幅されている。In FIG. 22 (c), the same reference numerals as the constituent elements shown in FIG. 22 (a) are attached. As shown in FIG. 22C, the first load transistor P71, the second load transistor P72, and the first drive transistor N7.
The flip-flop circuit constituted by the first and second drive transistors N72 is activated, and the potential of the output pair pDout and / pDout of the sense amplifier is converted into the potential of the complementary MOS level. As shown in FIG. 29, the output pair pDout and /
The potential difference of pDout is amplified.
【0428】また、共通データ線対RD(k)及び/R
D(k)に接地電位Vx1が印加されることにより、イン
ピーダンス検知用に注入された電荷は廃棄される。Also, the common data line pair RD (k) and / R
By applying the ground potential Vx1 to D (k), the charges injected for impedance detection are discarded.
【0429】なお、本発明の第3実施形態の第4変形例
及び第4実施形態の第3変形例の場合に限り、共通デー
タ参照線/RD(k)は第4の電源Vs2の電位に印加さ
れる。Only in the case of the fourth modification of the third embodiment of the present invention and the third modification of the fourth embodiment, the common data reference line / RD (k) is set to the potential of the fourth power supply Vs2. Is applied.
【0430】本実施形態の特徴として、読み出し期間の
前半において、図28(a)又は(b)に示すセンスア
ンプ前段の選択回路DSW3のコラムデコーダにより選
択されたビット線対BL,/BLに対してのみインピー
ダンス検知用の電流をセンスアンプ側から注入し、第3
のトランジスタN73及び第4のトランジスタN74に
より生じるビット線対BL,/BLの電流の差を検知し
てセンスアンプの出力対pDout 及び/pDout に電位
差を生じさせ、読み出し期間の後半において、該電位差
をフリップフロップ回路により増幅させることにより、
所望の読み出しデータ対Dout 及び/Dout を生成する
と共に、選択されたビット線対BL,/BLを接地レベ
ルとして注入された電荷を廃棄している。As a feature of this embodiment, in the first half of the read period, for the bit line pair BL, / BL selected by the column decoder of the selection circuit DSW3 in the preceding stage of the sense amplifier shown in FIG. Injecting current for impedance detection from the sense amplifier side only
Of the current between the bit line pair BL, / BL caused by the transistor N73 and the fourth transistor N74 of the sense amplifier is detected to generate a potential difference between the output pair pDout and / pDout of the sense amplifier. By amplifying with a flip-flop circuit,
The desired read data pair Dout and / Dout is generated, and the injected charges are discarded with the selected bit line pair BL, / BL as the ground level.
【0431】このように、本発明に係る半導体集積回路
装置によると、低消費電力化の障害となるビット線のプ
リチャージの電位を接地電位とすることにより、低消費
電力化を図れると共に、ビット線を接地電位とすること
から生じるメモリセルの記憶ノードの電位喪失を防ぐた
めに、ビット線と記憶ノードとの間をスイッチトランジ
スタにより遮断している。この結果、読み出し時のメモ
リセルの貫通電流を抑制することもできるようになる。As described above, according to the semiconductor integrated circuit device of the present invention, the power consumption can be reduced and the bit power can be reduced by setting the precharge potential of the bit line which is an obstacle to the low power consumption to the ground potential. In order to prevent the potential loss of the storage node of the memory cell caused by setting the line to the ground potential, the bit line and the storage node are cut off by a switch transistor. As a result, it becomes possible to suppress the through current of the memory cell at the time of reading.
【0432】また、信号電位の読み出しは、センスアン
プ側から選択されたメモリセルにのみインピーダンスを
検知できる程度の電流を注入するだけで行なえるため、
一層の低消費電力化を図れると共に、読み出し動作を高
速に行なうことができる。The signal potential can be read by injecting a current from the sense amplifier side only to the memory cell selected so that the impedance can be detected.
The power consumption can be further reduced, and the read operation can be performed at high speed.
【0433】一方、メモリセルのソース線の電位に記憶
ノードの信号電位のラッチ能力を弱める方向の電位を印
加するため、書き込み動作を高速にすることができる。On the other hand, since the potential of the source line of the memory cell is applied in the direction of weakening the latching ability of the signal potential of the storage node, the writing operation can be performed at high speed.
【0434】[0434]
【発明の効果】本発明に係る第1の半導体集積回路装置
によると、選択されたメモリセルのインピーダンス値を
検知することにより、該メモリセルのデータを判定する
ため高速な読み出し動作が可能となる。According to the first semiconductor integrated circuit device of the present invention, by detecting the impedance value of the selected memory cell, the data of the memory cell is determined, so that a high-speed read operation is possible. .
【0435】さらに、プリチャージが不要になるため、
低消費電力化を図ることができる。Furthermore, since precharging is unnecessary,
Low power consumption can be achieved.
【0436】本発明に係る第2の半導体集積回路装置に
よると、トランジスタ対のうちの少なくともよりオンの
状態にあるトランジスタが他のトランジスタよりもオフ
の状態になるため、信号電位のラッチ能力が低下するの
で、記憶ノード対の信号電位のバランスが早く崩れるよ
うになり、その結果、書き込み動作を高速に行なえるよ
うになる。According to the second semiconductor integrated circuit device of the present invention, at least the transistor in the on-state of the transistor pair is in the off-state than the other transistors, so that the signal potential latching capability is deteriorated. Therefore, the balance of the signal potentials of the storage node pair is quickly lost, and as a result, the write operation can be performed at high speed.
【図1】(a)は本発明の第1実施形態に係るメモリセ
ルを示す回路図である。(b)は本発明の第1実施形態
の第3変形例に係るメモリセルを示す回路図である。FIG. 1A is a circuit diagram showing a memory cell according to a first embodiment of the present invention. (B) is a circuit diagram showing a memory cell according to a third modification of the first embodiment of the present invention.
【図2】(a)は本発明の第1実施形態の第4変形例、
第2実施形態の第3変形例、第3実施形態の第7変形例
及び第4実施形態の第6変形例に係るメモリセルの電源
の電位を示す図である。(b)は本発明の第1実施形態
の第5変形例、第2実施形態の第4変形例、第3実施形
態の第8変形例及び第4実施形態の第7変形例に係るメ
モリセルの電源の電位を示す図である。2A is a fourth modification of the first embodiment of the present invention, FIG.
It is a figure which shows the electric potential of the power supply of the memory cell which concerns on the 3rd modification of 2nd Embodiment, the 7th modification of 3rd Embodiment, and the 6th modification of 4th Embodiment. (B) is a memory cell according to a fifth modified example of the first embodiment of the present invention, a fourth modified example of the second embodiment, an eighth modified example of the third embodiment, and a seventh modified example of the fourth embodiment. It is a figure which shows the electric potential of the power supply of.
【図3】(a)、(b)は本発明の第1実施形態の第5
変形例に係るメモリセルを示す回路図である。3 (a) and 3 (b) are a fifth embodiment of the present invention.
It is a circuit diagram which shows the memory cell which concerns on a modification.
【図4】(a)は本発明の第1実施形態の第6変形例、
第2実施形態の第5変形例、第3実施形態の第9変形例
及び第4実施形態の第8変形例に係るメモリセルアレイ
を示す模式図であり、(b)は従来のワード線及びビッ
ト線をデコードするゲートアレイの回路図であり、
(c)は本発明に係るワード線及びビット線をデコード
するゲートアレイの回路図である。FIG. 4A is a sixth modification of the first embodiment of the present invention,
It is a schematic diagram which shows the memory cell array which concerns on the 5th modification of 2nd Embodiment, the 9th modification of 3rd Embodiment, and the 8th modification of 4th Embodiment, (b) is a conventional word line and bit. FIG. 3 is a circuit diagram of a gate array for decoding lines,
(C) is a circuit diagram of a gate array for decoding word lines and bit lines according to the present invention.
【図5】本発明の第1実施形態の第6変形例、第2実施
形態の第5変形例、第3実施形態の第9変形例及び第4
実施形態の第8変形例に係るメモリセルアレイからデー
タを読み出す際のタイミングチャートを示す図である。FIG. 5 is a sixth modification of the first embodiment of the present invention, a fifth modification of the second embodiment, a ninth modification of the third embodiment, and a fourth modification.
It is a figure which shows the timing chart at the time of reading data from the memory cell array which concerns on the 8th modification of embodiment.
【図6】(a)は本発明の第2実施形態に係るメモリセ
ルを示す回路図である。(b)は本発明の第2実施形態
の第2変形例に係るメモリセルを示す回路図である。FIG. 6A is a circuit diagram showing a memory cell according to a second embodiment of the present invention. (B) is a circuit diagram showing a memory cell according to a second modification of the second embodiment of the present invention.
【図7】(a)、(b)は本発明の第2実施形態の第4
変形例に係るメモリセルを示す回路図である。7 (a) and 7 (b) are a fourth embodiment of the second embodiment of the present invention.
It is a circuit diagram which shows the memory cell which concerns on a modification.
【図8】(a)は本発明の第3実施形態に係るメモリセ
ルを示す回路図である。(b)は本発明の第3実施形態
の第1変形例に係るメモリセルアレイの一部を示す回路
図である。FIG. 8A is a circuit diagram showing a memory cell according to a third embodiment of the present invention. (B) is a circuit diagram showing a part of a memory cell array according to a first modification of the third embodiment of the present invention.
【図9】本発明の第3実施形態、第4実施形態及び第5
実施形態の第1変形例に係るグラウンド線の制御回路を
示す回路図である。FIG. 9 is a third embodiment, a fourth embodiment and a fifth embodiment of the present invention.
It is a circuit diagram which shows the control circuit of the ground line which concerns on the 1st modification of embodiment.
【図10】本発明の第3実施形態の第4変形例に係るメ
モリセルを示す回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram showing a memory cell according to a fourth modification of the third embodiment of the present invention.
【図11】本発明の第3実施形態の第5変形例、第4実
施形態の第4変形例に係るメモリセルアレイを示す模式
図である。FIG. 11 is a schematic diagram showing a memory cell array according to a fifth modification of the third embodiment of the present invention and a fourth modification of the fourth embodiment.
【図12】本発明の第3実施形態の第6変形例に係るメ
モリセルを示す回路図である。FIG. 12 is a circuit diagram showing a memory cell according to a sixth modified example of the third embodiment of the present invention.
【図13】(a)、(b)は本発明の第3実施形態の第
8変形例に係るメモリセルを示す回路図である。13A and 13B are circuit diagrams showing a memory cell according to an eighth modified example of the third embodiment of the present invention.
【図14】(a)は本発明の第4実施形態に係るメモリ
セルを示す回路図である。(b)は本発明の第4実施形
態の第1変形例に係るメモリセルアレイの一部をを示す
回路図である。FIG. 14A is a circuit diagram showing a memory cell according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 16B is a circuit diagram showing a part of the memory cell array according to the first modification of the fourth embodiment of the present invention.
【図15】(a)は本発明の第4実施形態の第3変形例
に係るメモリセルを示す回路図である。(b)は本発明
の第4実施形態の第5変形例に係るメモリセルを示す回
路図である。FIG. 15A is a circuit diagram showing a memory cell according to a third modification of the fourth embodiment of the present invention. (B) is a circuit diagram showing a memory cell according to a fifth modification of the fourth embodiment of the present invention.
【図16】(a)、(b)は本発明の第4実施形態の第
7変形例に係るメモリセルを示す回路図である。16A and 16B are circuit diagrams showing a memory cell according to a seventh modified example of the fourth embodiment of the present invention.
【図17】(a)は本発明の第5実施形態及び第5実施
形態の第2変形例に係るメモリセルを示す回路図であ
る。(b)は本発明の第5実施形態の第2変形例に係る
メモリセルを示す回路図である。FIG. 17A is a circuit diagram showing a memory cell according to a fifth embodiment of the present invention and a second modification of the fifth embodiment. (B) is a circuit diagram showing a memory cell according to a second modification of the fifth embodiment of the present invention.
【図18】本発明の第5実施形態の第1変形例に係るメ
モリセルを示す回路図である。FIG. 18 is a circuit diagram showing a memory cell according to a first modification of the fifth embodiment of the present invention.
【図19】(a)は図17(a)に示す本発明の第5実
施形態の第2変形例に係るメモリセルの動作時のタイミ
ングチャートを示す図である。(b)は図17(b)に
示す本発明の第5実施形態の第2変形例に係るメモリセ
ルの動作時のタイミングチャートを示す図である。19A is a diagram showing a timing chart at the time of operation of the memory cell according to the second modification of the fifth embodiment of the present invention shown in FIG. 17A. FIG. FIG. 17B is a diagram showing a timing chart at the time of operation of the memory cell according to the second modification of the fifth embodiment of the present invention shown in FIG. 17B.
【図20】(a)、(b)は本発明の第5実施形態の第
4変形例に係るメモリセルを示す回路図である。20A and 20B are circuit diagrams showing a memory cell according to a fourth modification of the fifth embodiment of the present invention.
【図21】(a)は本発明の第6実施形態に係るビット
線の制御回路を示す回路図である。(b)は本発明の第
6実施形態の第1変形例に係るビット線の制御回路を示
す回路図である。FIG. 21A is a circuit diagram showing a bit line control circuit according to a sixth embodiment of the present invention. FIG. 16B is a circuit diagram showing a bit line control circuit according to a first modification of the sixth embodiment of the present invention.
【図22】(a)は本発明の第7実施形態に係るセンス
アンプを示す回路図である。(b)は本発明の第7実施
形態に係る読み出し期間前半のセンスアンプの等価回路
を示す回路図である。(c)は本発明の第7実施形態に
係る読み出し期間後半のセンスアンプの等価回路を示す
回路図である。FIG. 22A is a circuit diagram showing a sense amplifier according to a seventh embodiment of the present invention. FIG. 16B is a circuit diagram showing an equivalent circuit of the sense amplifier in the first half of the read period according to the seventh embodiment of the present invention. FIG. 13C is a circuit diagram showing an equivalent circuit of the sense amplifier in the latter half of the read period according to the seventh embodiment of the present invention.
【図23】本発明に係るSRAM半導体集積回路装置に
おける読み出し時の電流の流れの模式図であって、
(a)はSRAM装置であり、(b)はタイミングチャ
ートである。FIG. 23 is a schematic diagram of a current flow at the time of reading in the SRAM semiconductor integrated circuit device according to the present invention,
(A) is a SRAM device, (b) is a timing chart.
【図24】本発明に係るSRAM半導体集積回路装置に
おける書き込み時のクロスカップルトランジスタのソー
ス線の電位の模式図を示し、(a)は共通型のソース線
を有するメモリセルの模式図であり、(b)は分離型の
ソース線を有するメモリセルの模式図である。FIG. 24 is a schematic diagram of the potential of the source line of the cross-coupled transistor at the time of writing in the SRAM semiconductor integrated circuit device according to the present invention, (a) is a schematic diagram of a memory cell having a common type source line, (B) is a schematic diagram of a memory cell having a separate source line.
【図25】本発明の実施形態に係る半導体集積回路装置
の全体構成図である。FIG. 25 is an overall configuration diagram of a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention.
【図26】本発明の実施形態に係るコラム回路を示すブ
ロック構成図である。FIG. 26 is a block diagram showing a column circuit according to the embodiment of the present invention.
【図27】(a)は本発明の実施形態に係るビット線の
選択回路を示す回路図である。(b)は本発明の実施形
態に係るグラウンド線の選択回路を示す回路図である。FIG. 27A is a circuit diagram showing a bit line selection circuit according to an embodiment of the present invention. (B) is a circuit diagram showing a ground line selection circuit according to an embodiment of the present invention.
【図28】(a)、(b)は本発明の実施形態に係るセ
ンスアンプ前段の選択回路を示す回路図である。28 (a) and 28 (b) are circuit diagrams showing a selection circuit in the preceding stage of the sense amplifier according to the embodiment of the present invention.
【図29】本発明の第1実施形態及び第2実施形態に係
るメモリセルの動作時のタイミングチャートを示す図で
ある。FIG. 29 is a diagram showing a timing chart during operation of the memory cell according to the first and second embodiments of the present invention.
【図30】本発明の第3実施形態及び第4実施形態に係
るメモリセルの動作時のタイミングチャートを示す図で
ある。FIG. 30 is a diagram showing a timing chart at the time of operation of the memory cell according to the third and fourth embodiments of the present invention.
【図31】従来のメモリセルを示す回路図である。FIG. 31 is a circuit diagram showing a conventional memory cell.
【図32】従来のSRAM装置における読み出し時の電
流の流れの模式図を示し、(a)は第1の従来型SRA
M装置の模式図であり、(b)は第1の従来型SRAM
装置のタイミングチャートであり、(c)は第2の従来
型SRAM装置の模式図であり、(d)は第2の従来型
SRAM装置のタイミングチャートである。FIG. 32 is a schematic diagram showing a current flow at the time of reading in a conventional SRAM device, FIG. 32 (a) is a first conventional SRA.
It is a schematic diagram of M apparatus, (b) is a first conventional SRAM
3 is a timing chart of the device, (c) is a schematic view of a second conventional SRAM device, and (d) is a timing chart of the second conventional SRAM device.
【図33】従来のSRAM装置における書き込み動作の
模式図である。FIG. 33 is a schematic diagram of a write operation in a conventional SRAM device.
P1 第1の負荷トランジスタ
N1 第1の反転型負荷トランジスタ
P2 第2の負荷トランジスタ
N2 第2の反転型負荷トランジスタ
N1 第1の駆動トランジスタ
P1 第1の反転型駆動トランジスタ
N2 第2の駆動トランジスタ
P2 第2の反転型駆動トランジスタ
N3 第1のスイッチP3 第1
の反転型スイッチ
N14 第2のスイッチ
P14 第2の反転型スイッチ
N24 第2のスイッチ
P24 第2の反転型スイッチ
N54 第2のスイッチ
P54 第2の反転型スイッチ
N15 第3のスイッチ
N25 第3のスイッチ
P25 第3の反転型スイッチ
N35 第3のスイッチ
N55 第3のスイッチ
P55 第3の反転型スイッチ
N26 第4のスイッチ
N46 第4のスイッチ
N56 第4のスイッチ
P56 第4の反転型スイッチ
N81 第5のスイッチ
P81 第5の反転型スイッチ
N82 第6のスイッチ
P82 第6の反転型スイッチ
V1 第1の記憶ノード
V2 第2の記憶ノード
V3 第1の接続点
V53 第1の接続点
V4 第2の接続点
V54 第2の接続点
WL ワード線
WL(m) ワード線
WLn ワード線
WLp ワード線
WLr 読み出し用ワード線
WLw 書き込み用ワード線
WT 書き込み制御線
WT(m) 書き込み制御線
BL ビット線
BL(n) ビット線
BLn ビット線
BLp ビット線
BLr 読み出し用ビット線
BLw 書き込み用ビット線
/BL ビット相補線
/BL(n) ビット相補線
/BLn ビット相補線
/BLp ビット相補線
/BLr 読み出し用ビット相補線
/BLw 書き込み用ビット相補線
Vcc 第1の電源
Vss 第2の電源
Vs1 第3の電源
Vs1(n) 第3の電源
Vs2 第4の電源
Vs2(n) 第4の電源
Vsm 第5の電源
Vm 第6の電源
Vx1 接地電位
Vu1 第1のハイデータ電位
Vu2 第2のハイデータ電位
Vu3 グラウンド線制御電位
A1 ビット線制御回路
A2 ビット線制御回路
WE 書き込み要求
RE 読み出し要求
Din 書き込みデータ
pBL(k) 前ビット線
/pBL(k) 前ビット相補線
P61 第1のP型スイッチ
P62 第2のP型スイッチ
P63 第3のP型スイッチ
P64 第4のP型スイッチ
N61 第1のN型スイッチ
N62 第2のN型スイッチ
N63 第3のN型スイッチ
N64 第4のN型スイッチ
N65 第5のN型スイッチ
N66 第6のN型スイッチ
Dout 読み出しデータ
/Dout 読み出し参照データ
pDout センスアンプの出力
/pDout センスアンプの参照出力
XSA センスアンプの活性化信号
EQ センスアンプのイコライズ信号
RD(k) 共通データ線
/RD(k) 共通データ参照線
P71 第1の負荷トランジスタ
P72 第2の負荷トランジスタ
N71 第1の駆動トランジスタ
N72 第2の駆動トランジスタ
N73 第3のトランジスタ
N74 第4のトランジスタ
P75 第5のトランジスタ
N76 第1のスイッチ
N77 第2のスイッチ
N78 第6のトランジスタ
N79 第7のトランジスタ
B グラウンド線制御回路
PB1 第1のP型スイッチ
PB2 第2のP型スイッチ
PB3 第3のP型スイッチ
PB4 第4のP型スイッチ
NB1 第1のN型スイッチ
NB2 第2のN型スイッチ
NB3 第3のN型スイッチ
NB4 第4のN型スイッチ
NB5 第5のN型スイッチ
NB6 第6のN型スイッチ
pVs1(k) 第1の前グラウンド線
pVs2(k) 第2の前グラウンド線
DSW1 ビット線の選択回路
DSW2 グラウンド線の選択回路
DSW3 センスアンプ前段の選択回路
Add コラムアドレス
dT1 ワード線の立ち上がりの時間差
dT2 読み出しデータ出力の時間差P1 first load transistor N1 first inverting load transistor P2 second load transistor N2 second inverting load transistor N1 first drive transistor P1 first inverting drive transistor N2 second drive transistor P2 Two inverting drive transistors N3 first switch P3 first
Inverting switch N14 second switch P14 second inverting switch N24 second switch P24 second inverting switch N54 second switch P54 second inverting switch N15 third switch N25 third switch P25 Third inverting switch N35 Third switch N55 Third switch P55 Third inverting switch N26 Fourth switch N46 Fourth switch N56 Fourth switch P56 Fourth inverting switch N81 Fifth switch Switch P81 Fifth inverting switch N82 Sixth switch P82 Sixth inverting switch V1 First storage node V2 Second storage node V3 First connection point V53 First connection point V4 Second connection point V54 Second connection point WL Word line WL (m) Word line WLn Word line WLp Word line WLr For reading Word line WLw Write word line WT Write control line WT (m) Write control line BL Bit line BL (n) Bit line BLn Bit line BLp Bit line BLr Read bit line BLw Write bit line / BL Bit complementary line / BL (N) Bit complementary line / BLn Bit complementary line / BLp Bit complementary line / BLr Read bit complementary line / BLw Write bit complementary line Vcc First power supply Vss Second power supply Vs1 Third power supply Vs1 (n) Third power supply Vs2 Fourth power supply Vs2 (n) Fourth power supply Vsm Fifth power supply Vm Sixth power supply Vx1 Ground potential Vu1 First high data potential Vu2 Second high data potential Vu3 Ground line control potential A1 bit Line control circuit A2 Bit line control circuit WE Write request RE Read request Din Write data pBL (k) Previous bit line / pBL (k ) Previous bit complementary line P61 First P-type switch P62 Second P-type switch P63 Third P-type switch P64 Fourth P-type switch N61 First N-type switch N62 Second N-type switch N63 Third N-type switch N64 Fourth N-type switch N65 Fifth N-type switch N66 Sixth N-type switch Dout Read data / Dout Read reference data pDout Sense amplifier output / pDout Sense amplifier reference output XSA Sense amplifier activity Signal EQ equalize signal RD (k) of sense amplifier common data line / RD (k) common data reference line P71 first load transistor P72 second load transistor N71 first drive transistor N72 second drive transistor N73 3rd transistor N74 4th transistor P75 5th transistor 76 First switch N77 Second switch N78 Sixth transistor N79 Seventh transistor B Ground line control circuit PB1 First P-type switch PB2 Second P-type switch PB3 Third P-type switch PB4 Fourth P-type switch NB1 First N-type switch NB2 Second N-type switch NB3 Third N-type switch NB4 Fourth N-type switch NB5 Fifth N-type switch NB6 Sixth N-type switch pVs1 (k) 1st ground line pVs2 (k) 2nd previous ground line DSW1 Bit line selection circuit DSW2 Ground line selection circuit DSW3 Sense amplifier previous stage selection circuit Add Column address dT1 Word line rise time difference dT2 Read data output time difference
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 27/11 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01L 27/11
Claims (29)
モリセルアレイを備えた半導体集積回路装置であって、 前記メモリセルは、ゲート電極とドレイン電極とがクロ
スカップルされている第1のトランジスタ及び第2のト
ランジスタからなるトランジスタ対を含み、 前記メモリセルにデータを書き込む際に、前記トランジ
スタ対のうちの少なくともよりオンの状態にあるトラン
ジスタのゲート・ソース間電圧の差の絶対値が小さくな
るように前記トランジスタのソース電極の電位を変動さ
せるソース電位変動手段を備えていることを特徴とする
半導体集積回路装置。1. A semiconductor integrated circuit device comprising a memory cell array in which memory cells are arranged in rows and columns, wherein the memory cell has a first transistor in which a gate electrode and a drain electrode are cross-coupled. And a second transistor pair, the absolute value of the difference between the gate-source voltage of at least one of the transistor pairs in the ON state is small when data is written to the memory cell. Thus, the semiconductor integrated circuit device is provided with the source potential changing means for changing the potential of the source electrode of the transistor.
されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体集
積回路装置。2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the transistor pair shares a source electrode.
されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体集
積回路装置。3. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein a source electrode of the transistor pair is separated.
ジスタ対が、よりオフの状態にあるトランジスタのゲー
ト・ソース間電圧の差の絶対値が大きくなるように前記
トランジスタのソース電極の電位を変動させることを特
徴とする請求項3に記載の半導体集積回路装置。4. The source potential changing means changes the potential of the source electrode of the transistor so that the absolute value of the difference between the gate-source voltage of the transistor in the transistor pair is in a more off state. The semiconductor integrated circuit device according to claim 3, wherein.
ランジスタはドレイン電極が第1の記憶ノードに接続さ
れた第1の駆動トランジスタであり、前記第2のトラン
ジスタはドレイン電極が前記第1の記憶ノードの相補関
係にある第2の記憶ノードに接続された第2の駆動トラ
ンジスタであり、 前記メモリセルは、 互いのゲート電極とソース電極とがクロスカップルさ
れ、一方のソース/ドレイン電極が第1の電源に接続さ
れ他方のソース/ドレイン電極が前記第1の記憶ノード
に接続された第1の負荷トランジスタと、一方のソース
/ドレイン電極が第1の電源に接続され他方のソース/
ドレイン電極が前記第2の記憶ノードに接続された第2
の負荷トランジスタとを有しており、 前記ソース電位変動手段は、 第1の記憶ノードに前記第1の駆動トランジスタのソー
ス/ドレイン電極と反対の信号電位を書き込む際には、
前記第3の電源にグラウンド線制御電位を印加し且つ前
記第4の電源に前記第2の電源の電位を印加すると共
に、前記第1の記憶ノードに第1の駆動トランジスタの
ソース/ドレイン電極と同じ信号電位を書き込む際に
は、前記第3の電源に前記第2の電源の電位を印加し且
つ前記第4の電源に前記グラウンド線制御電位を印加す
るグラウンド線制御回路であることを特徴とする請求項
4に記載の半導体集積回路装置。5. In the memory cell, the first transistor is a first drive transistor having a drain electrode connected to a first storage node, and the second transistor has a drain electrode in the first storage node. A second driving transistor connected to a second storage node having a complementary relationship with the node, wherein the memory cell has a gate electrode and a source electrode cross-coupled to each other, and one source / drain electrode has a first First load transistor connected to the power supply of the other and the other source / drain electrode connected to the first storage node, and one source / drain electrode connected to the first power supply of the other source / drain electrode.
A second drain electrode connected to the second storage node;
And the source potential changing means writes a signal potential opposite to the source / drain electrode of the first drive transistor to the first storage node,
A ground line control potential is applied to the third power source, a potential of the second power source is applied to the fourth power source, and a source / drain electrode of a first drive transistor is connected to the first storage node. When writing the same signal potential, the ground line control circuit applies the potential of the second power source to the third power source and applies the ground line control potential to the fourth power source. The semiconductor integrated circuit device according to claim 4.
記メモリセルを制御する第1の制御線及び第2の制御線
を有しており、 前記メモリセルからデータを読み出す際に、前記第1の
制御線及び第2の制御線に第1の電位を印加し、 前記メモリセルにデータを書き込む際に、前記第1の制
御線に前記第1の電位又は第2の電位を印加し、且つ、
前記第2の制御線に第3の電位を印加するビット線制御
回路を備えていることを特徴とする請求項1〜5のいず
れか1項に記載の半導体集積回路装置。6. The memory cell array has a first control line and a second control line for controlling the memory cells arranged in a column direction, and when reading data from the memory cell, the first control line is provided. A first potential is applied to the control line and the second control line, and when writing data in the memory cell, the first potential or the second potential is applied to the first control line, and
The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, further comprising a bit line control circuit that applies a third potential to the second control line.
に接続されており、第3の制御線により制御され、一方
のソース/ドレイン電極が前記第1の制御線に接続され
ている第1のスイッチトランジスタと、 前記第2の制御線により制御され、一方のソース/ドレ
イン電極が前記第1の記憶ノードに接続され他方のソー
ス/ドレイン電極が前記第1のスイッチトランジスタの
他方のソース/ドレイン電極に接続されている第2のス
イッチトランジスタとを有し、 前記第2のスイッチトランジスタは前記第1の記憶ノー
ドと前記第1の駆動トランジスタとの間に直列に接続さ
れていることを特徴とする請求項6に記載の半導体集積
回路装置。7. The memory cell is connected in series between the first storage node and the first control line, is controlled by a third control line, and has one source / drain electrode. A first switch transistor connected to the first control line, and one source / drain electrode connected to the first storage node and controlled by the second control line, the other source / drain electrode And a second switch transistor connected to the other source / drain electrode of the first switch transistor, the second switch transistor including the first storage node and the first drive transistor. 7. The semiconductor integrated circuit device according to claim 6, wherein the semiconductor integrated circuit device is connected in series between the two.
3の電源と前記第4の電源とに共通に接続されているこ
とを特徴とする請求項7に記載の半導体集積回路装置。8. The semiconductor integrated circuit device according to claim 7, wherein the memory cells adjacent to each other are commonly connected to the third power supply and the fourth power supply.
い値電圧は、前記第1の駆動トランジスタ、第2の駆動
トランジスタ及び第1のスイッチトランジスタのいずれ
のしきい値電圧よりも低くなるように設定されているこ
とを特徴とする請求項7又は8に記載の半導体集積回路
装置。9. The threshold voltage of the second switch transistor is set to be lower than the threshold voltage of any of the first drive transistor, the second drive transistor and the first switch transistor. 9. The semiconductor integrated circuit device according to claim 7, which is provided.
は前記第1の負荷トランジスタ及び第2の駆動トランジ
スタのいずれのサイズよりも小さくなるように設定され
ていることを特徴とする請求項7〜9のいずれか1項に
記載の半導体集積回路装置。10. The size of the second load transistor is set to be smaller than the size of either of the first load transistor or the second drive transistor. The semiconductor integrated circuit device according to any one of 1.
と平行に配置されており、 前記第4の電源に接続されている電源線と前記第1の制
御線とはコラムアドレスをデコードするための前記メモ
リセルのビット線対をなすことを特徴とする請求項7〜
10のいずれか1項に記載の半導体集積回路装置。11. The second control line is arranged in parallel with the third control line, and a power source line connected to the fourth power source and the first control line have a column address. 8. A bit line pair of the memory cell for decoding is formed.
11. The semiconductor integrated circuit device according to any one of 10.
の前記メモリセルにより共有されていることを特徴とす
る請求項11に記載の半導体集積回路装置。12. The semiconductor integrated circuit device according to claim 11, wherein the second control line is shared by a plurality of memory cells in the same column.
2の駆動トランジスタと平行に接続されており、前記第
1のスイッチトランジスタと前記第2のスイッチトラン
ジスタとの接続点の電位により制御される第3のスイッ
チトランジスタをさらに有していることを特徴とする請
求項7〜12のいずれか1項に記載の半導体集積回路装
置。13. The memory cell is connected between the second storage node and the fourth power supply in parallel with the second drive transistor, and the first switch transistor and the second switch transistor are connected in parallel. 13. The semiconductor integrated circuit device according to claim 7, further comprising a third switch transistor controlled by a potential at a connection point with the switch transistor.
されていることを特徴とする請求項7〜13のいずれか
1項に記載の半導体集積回路装置。14. The semiconductor integrated circuit device according to claim 7, wherein the first power supply is stepped down by a step-down circuit.
している全てのトランジスタの導電型が反転されてなる
メモリセルであることを特徴とする請求項14に記載の
半導体集積回路装置。15. The semiconductor integrated circuit device according to claim 14, wherein the step-down circuit is a memory cell in which conductivity types of all transistors forming the memory cell are inverted.
モリセルの数は前記第1の制御線及び第2の制御線に接
続されているメモリセルの数よりも多いことを特徴とす
る請求項7〜15のいずれか1項に記載の半導体集積回
路装置。16. The number of memory cells connected to the third control line is larger than the number of memory cells connected to the first control line and the second control line. The semiconductor integrated circuit device according to claim 7.
に接続されており、前記第3の制御線により制御され、
一方のソース/ドレイン電極が前記第1の制御線に接続
されている第1のスイッチトランジスタと、 前記第2の制御線により制御され、一方のソース/ドレ
イン電極が前記第2の記憶ノードに接続され他方のソー
ス/ドレイン電極が前記第1のスイッチトランジスタの
他方のソース/ドレイン電極に接続されている第2のス
イッチトランジスタと、 前記第1のスイッチトランジスタと前記第3の電源との
間に直列に接続されており、前記第1の記憶ノードによ
り制御される第3のスイッチトランジスタとを有してい
ることを特徴とする請求項6に記載の半導体集積回路装
置。17. The memory cell is connected in series between the second storage node and the first control line, and is controlled by the third control line,
A first switch transistor having one source / drain electrode connected to the first control line, and one source / drain electrode controlled by the second control line, and one source / drain electrode connected to the second storage node A second switch transistor whose other source / drain electrode is connected to the other source / drain electrode of the first switch transistor; and a second switch transistor connected in series between the first switch transistor and the third power source. 7. The semiconductor integrated circuit device according to claim 6, further comprising a third switch transistor that is connected to the first storage node and is controlled by the first storage node.
第3の電源と前記第4の電源とに共通に接続されている
ことを特徴とする請求項17に記載の半導体集積回路装
置。18. The semiconductor integrated circuit device according to claim 17, wherein the memory cells adjacent to each other are commonly connected to the third power supply and the fourth power supply.
は前記第2の負荷トランジスタのサイズよりも小さくな
るように設定されていることを特徴とする請求項17又
は18に記載の半導体集積回路装置。19. The semiconductor integrated circuit device according to claim 17, wherein the size of the first load transistor is set to be smaller than the size of the second load transistor.
と平行に配置されており、 前記第4の電源に接続されている電源線と前記第1の制
御線とはコラムアドレスをデコードするための前記メモ
リセルのビット線対をなすことを特徴とする請求項17
〜19のいずれか1項に記載の半導体集積回路装置。20. The second control line is arranged in parallel with the third control line, and a power source line connected to the fourth power source and the first control line have a column address. The bit line pair of the memory cell for decoding is formed.
20. The semiconductor integrated circuit device according to claim 19.
の前記メモリセルにより共有されていることを特徴とす
る請求項20に記載の半導体集積回路装置。21. The semiconductor integrated circuit device according to claim 20, wherein the second control line is shared by a plurality of the memory cells in the same column.
1の駆動トランジスタと並列に接続されており、前記第
1のスイッチトランジスタと前記第2のスイッチトラン
ジスタとの接続点の電位により制御される第4のスイッ
チトランジスタをさらに有していることを特徴とする請
求項17〜21のいずれか1項に記載の半導体集積回路
装置。22. The memory cell is connected in parallel with the first drive transistor between the first storage node and the third power supply, and the first switch transistor and the second switch transistor are connected in parallel. 22. The semiconductor integrated circuit device according to claim 17, further comprising a fourth switch transistor controlled by a potential of a connection point with the switch transistor.
されていることを特徴とする請求項17〜22のいずれ
か1項に記載の半導体集積回路装置。23. The semiconductor integrated circuit device according to claim 17, wherein the first power supply is stepped down by a step-down circuit.
している全てのトランジスタの導電型が反転されてなる
メモリセルであることを特徴とする請求項23に記載の
半導体集積回路装置。24. The semiconductor integrated circuit device according to claim 23, wherein the step-down circuit is a memory cell in which conductivity types of all transistors forming the memory cell are inverted.
モリセルの数は前記第1の制御線及び第2の制御線に接
続されているメモリセルの数よりも多いことを特徴とす
る請求項17〜24のいずれか1項に記載の半導体集積
回路装置。25. The number of memory cells connected to the third control line is larger than the number of memory cells connected to the first control line and the second control line. The semiconductor integrated circuit device according to any one of claims 17 to 24.
ぶ前記メモリセルを制御する第1の制御線及び第2の制
御線と、行方向に並ぶ前記メモリセルを制御する第3の
制御線とを有しており、 前記メモリセルにおける、前記第1のトランジスタはド
レイン電極が第1の記憶ノードに接続された第1の駆動
トランジスタであり、前記第2のトランジスタはドレイ
ン電極が前記第1の記憶ノードの相補関係にある第2の
記憶ノードに接続された第2の駆動トランジスタであ
り、 前記メモリセルは、 互いのゲート電極とソース電極とがクロスカップルさ
れ、一方のソース/ドレイン電極が第1の電源に接続さ
れ他方のソース/ドレイン電極が前記第1の記憶ノード
に接続された第1の負荷トランジスタと、一方のソース
/ドレイン電極が第1の電源に接続され他方のソース/
ドレイン電極が前記第2の記憶ノードに接続された第2
の負荷トランジスタとを有しており、 前記第1の記憶ノードと前記第1の制御線との間に直列
に接続されており、前記第3の制御線により制御され、
一方のソース/ドレイン電極が前記第1の制御線に接続
されている第1のスイッチトランジスタと、 前記第2の記憶ノードにより制御され、一方のソース/
ドレイン電極が前記第1のスイッチトランジスタの他方
のソース/ドレイン電極に接続されている第2のスイッ
チトランジスタと、 前記第2の記憶ノードと前記第2の制御線との間に直列
に接続されており、前記第1の記憶ノードにより制御さ
れる第3のスイッチトランジスタと、 前記第1の制御線により制御され、一方のソース/ドレ
イン電極が前記第3のスイッチトランジスタの一方のソ
ース/ドレイン電極に接続され他方のソース/ドレイン
電極が前記第2の制御線に接続されている第4のスイッ
チトランジスタとを有し、 前記第2のスイッチトランジスタは前記第1の記憶ノー
ドと前記第1の駆動トランジスタとの間に直列に接続さ
れ、 前記第3のスイッチトランジスタは前記第2の記憶ノー
ドと前記第2の駆動トランジスタとの間に直列に接続さ
れていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項
に記載の半導体集積回路装置。26. The memory cell array includes a first control line and a second control line for controlling the memory cells arranged in a column direction, and a third control line for controlling the memory cells arranged in a row direction. In the memory cell, the first transistor is a first drive transistor having a drain electrode connected to a first storage node, and the second transistor has a drain electrode in the first storage node. A second driving transistor connected to a second storage node having a complementary relationship with the node, wherein the memory cell has a gate electrode and a source electrode cross-coupled to each other, and one source / drain electrode has a first A first load transistor connected to the power supply of the other and the other source / drain electrode connected to the first storage node, and one source / drain electrode of the first power supply Connected to the other source /
A second drain electrode connected to the second storage node;
A load transistor of, and is connected in series between the first storage node and the first control line, controlled by the third control line,
One source / drain electrode is controlled by a first switch transistor having one source / drain electrode connected to the first control line, and one source / drain electrode controlled by the second storage node.
A second switch transistor whose drain electrode is connected to the other source / drain electrode of the first switch transistor; and a second switch transistor connected in series between the second storage node and the second control line. A third switch transistor controlled by the first storage node, and one source / drain electrode controlled by the first control line, one source / drain electrode of the third switch transistor being And a fourth switch transistor having the other source / drain electrode connected to the second control line, wherein the second switch transistor is connected to the first storage node and the first drive transistor. And a third switch transistor connected in series between the second storage node and the second drive transistor. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the semiconductor integrated circuit device is connected in series.
メモリセル内の対応する各トランジスタの導電型が反転
された第2のメモリセルとを有し、 前記第1のメモリセル及び第2のメモリセルは前記第1
の電源の電位のほぼ半分の電位に印加されることを特徴
とする請求項26に記載の半導体集積回路装置。27. The memory cell array has a first memory cell connected in series with each other, and a second memory cell in which a conductivity type of each corresponding transistor in the first memory cell is inverted. And the first memory cell and the second memory cell are the first memory cell
27. The semiconductor integrated circuit device according to claim 26, wherein the semiconductor integrated circuit device is applied to a potential which is substantially half of the potential of the power source of.
スタ並びに前記第1及び第2の駆動トランジスタのうち
のいずれのしきい値電圧の絶対値も、前記第1及び第2
の負荷トランジスタ並びに前記第2及び第3のスイッチ
トランジスタの各しきい値電圧の絶対値よりも小さくな
るように設定されていることを特徴とする請求項26又
は27に記載の半導体集積回路装置。28. The absolute value of the threshold voltage of any of the first and fourth switch transistors and the first and second drive transistors is the same as that of the first and second switch transistors.
28. The semiconductor integrated circuit device according to claim 26, wherein the load transistor and the threshold voltages of the second and third switch transistors are set to be smaller than absolute values.
2及び第3の制御線は読み出し専用の制御線であり、 前記メモリセルアレイは、 列方向の前記メモリセルにおける書き込み専用の第4の
制御線及び第5の制御線と、行方向の前記メモリセルに
おける書き込み専用の第6の制御線と、 前記第6の制御線に制御され、一方のソース/ドレイン
電極が前記第1の記憶ノードに接続され他方のソース/
ドレイン電極が前記第4の制御線に接続されている第5
のスイッチトランジスタと、 前記第6の制御線に制御され、一方のソース/ドレイン
電極が前記第2の記憶ノードに接続され他方のソース/
ドレイン電極が前記第5の制御線に接続されている第6
のスイッチトランジスタとを有しており、 前記第1及び第4のスイッチトランジスタ、前記第1及
び第2の駆動トランジスタ並びに前記第5及び第6のス
イッチトランジスタのうちのいずれのしきい値電圧の絶
対値も、前記第1及び第2の負荷トランジスタ並びに前
記第2及び第3のスイッチトランジスタの各しきい値電
圧の絶対値よりも小さくなるように設定されていること
を特徴とする請求項26又は27に記載の半導体集積回
路装置。29. The first, second, and third control lines in the memory cell are read-only control lines, and the memory cell array is a write-only fourth control line in the memory cell in the column direction. And a fifth control line, a sixth control line dedicated to writing in the memory cell in the row direction, and a sixth control line, and one source / drain electrode is connected to the first storage node. The other source /
A fifth drain electrode is connected to the fourth control line.
Controlled by the sixth control line, one source / drain electrode is connected to the second storage node, and the other source / drain electrode is connected to the second storage node.
A sixth drain electrode connected to the fifth control line
An absolute threshold voltage of any one of the first and fourth switch transistors, the first and second drive transistors, and the fifth and sixth switch transistors. 27. The value is also set to be smaller than the absolute value of each threshold voltage of the first and second load transistors and the second and third switch transistors. 27. The semiconductor integrated circuit device according to item 27.
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-
2002
- 2002-04-22 JP JP2002119120A patent/JP2003007067A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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GB2510828B (en) * | 2013-02-13 | 2015-06-03 | Surecore Ltd | Single wordline low-power SRAM cells |
US9627062B2 (en) | 2013-02-13 | 2017-04-18 | Surecore Limited | SRAM cells |
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