JP2011018421A - 半導体記憶装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】一対の駆動トランジスタN0、N1、一対の負荷トランジスタP0、P1、一対の書き込み専用伝送トランジスタN2、N3、一対の読み出し専用駆動トランジスタN4、N5および一対の伝送トランジスタN6、N7をメモリセルに設け、読み出し専用駆動トランジスタN4、N5のドレインを電源電位VDDに接続する。
【選択図】 図1
Description
図1は、本発明の第1実施形態に係る半導体記憶装置のメモリセルの概略構成を示す回路図である。
図1において、半導体記憶装置として用いられるSRAMのメモリセルには、一対の駆動トランジスタN0、N1、一対の負荷トランジスタP0、P1、一対の書き込み専用伝送トランジスタN2、N3、一対の読み出し専用駆動トランジスタN4、N5および一対の伝送トランジスタN6、N7が設けられている。
図2において、メモリセルからデータを読み出す場合、ビット線BL、BLBの電位はロウレベルに設定される。また、書き込み用ワード線WWLの電位はロウレベルに設定される。そして、クロック信号CLKに従って読み出し用ワード線RWLの電位がロウレベルからハイレベルに移行すると、伝送トランジスタN6、N7がオンし、読み出し専用駆動トランジスタN4、N5のソースがビット線BL、BLBとそれぞれ導通される。
図3および図4において、読み出し用ワード線RWLがロウレベルからハイレベルに移行すると、メモリセルからデータが読み出され、ビット線BL、BLB間の電位が開く。
図5は、本発明の第2実施形態に係る半導体記憶装置のセンスアンプ部の概略構成を示す回路図である。
図5において、メモリセルアレイ11には、図1のメモリセルが行方向および列方向にマトリックス状に配置されている。そして、ビット線BL、BLB間には、プリチャージャ12が接続されている。このプリチャージャ12は、メモリセルからのデータの読み出し時にビット線BL、BLBをロウレベルにプリチャージすることができる。ここで、プリチャージャ12には、Nチャンネル電界効果トランジスタN11〜N13が設けられている。そして、Nチャンネル電界効果トランジスタN11〜N13のゲートは互いに共通に接続され、Nチャンネル電界効果トランジスタN11〜N13のゲートにはプリチャージ信号PRが入力される。また、Nチャンネル電界効果トランジスタN11はビット線BL、BLB間に接続され、Nチャンネル電界効果トランジスタN12のドレインはビット線BLに接続され、Nチャンネル電界効果トランジスタN13のドレインはビット線BLBに接続されている。
図6は、本発明の第3実施形態に係る半導体記憶装置のメモリセルの概略構成を示す回路図である。
図6において、このメモリセルには、図1の構成に加え電源線VVDDが設けられている。なお、電源線VVDDは、ビット線BL、BLBに平行に配置することができる。そして、電源線VVDDは、負荷トランジスタP0のソースおよび負荷トランジスタP1のソースに接続されている。
図7において、図6のメモリセルにデータが保持されている期間および図6のメモリセルにデータを書き込む場合、電源線VVDDの電位が電源電位VDDに設定されること以外は、図1のメモリセルと同様に動作される。
図10は、本発明の第4実施形態に係る半導体記憶装置の動作時の各部の波形を示すタイミングチャートである。
図10において、図6のメモリセルにデータが保持されている期間および図6のメモリセルにデータを書き込む場合、図7のタイミングチャートと同様に動作される。
図11は、本発明の第5実施形態に係る半導体記憶装置のワード線駆動回路の概略構成を示すブロック図である。
図11において、ワード線駆動回路には、昇圧を行うブースタ17、ロウ選択を行うロウデコーダ18およびインバータ19が設けられている。そして、ロウデコーダ18は、インバータ19を介して読み出し用ワード線RWLに接続されている。また、インバータ19の電源は、ブースタ17に接続されている。
図12は、本発明の第6実施形態に係る半導体記憶装置のメモリセルの概略構成を示す回路図である。
図12において、このメモリセルには、図1の構成に加え補助電源線VSupが設けられている。なお、補助電源線VSupは、読み出し用ワード線RWLに平行に配置することができる。そして、補助電源線VSupは、読み出し専用駆動トランジスタN4、N5のドレインに接続されている。
図13において、図12のメモリセルにデータが保持されている期間および図12のメモリセルからデータを読み出す場合、補助電源線VSupの電位が電源電位VDDに設定されること以外は、図1のメモリセルと同様に動作される。
図14は、本発明の第7実施形態に係る半導体記憶装置の動作時の各部の波形を示すタイミングチャートである。
図14において、図12のメモリセルにデータが保持されている期間および図12のメモリセルからデータを読み出す場合、図13のタイミングチャートと同様に動作される。
図15は、本発明の第8実施形態に係る半導体記憶装置のメモリセルの概略構成を示す回路図である。
図15において、このメモリセルには、図12の読み出し専用駆動トランジスタN4、N5の代わりに読み出し専用駆動トランジスタP2、P3が設けられている。なお、読み出し専用駆動トランジスタN4、N5にはNチャンネル電界効果トランジスタが用いられているのに対して、読み出し専用駆動トランジスタP2、P3にはPチャンネル電界効果トランジスタが用いられている。
Claims (6)
- 第1の駆動トランジスタと、
第2の駆動トランジスタと、
前記第1の駆動トランジスタと直列に接続された第1の負荷トランジスタと、
前記第2の駆動トランジスタと直列に接続された第2の負荷トランジスタと、
前記第2の駆動トランジスタのゲートと前記第2の負荷トランジスタのゲートと前記第1の駆動トランジスタのドレインと前記第1の負荷トランジスタのドレインにドレインが接続された第1の書き込み専用伝送トランジスタと、
前記第2の駆動トランジスタのドレインと前記第2の負荷トランジスタのドレインと前記第1の駆動トランジスタのゲートと前記第1の負荷トランジスタのゲートにドレインが接続された第2の書き込み専用伝送トランジスタと、
前記第1の書き込み専用伝送トランジスタのソースにドレインが接続された第1の伝送トランジスタと、
前記第2の書き込み専用伝送トランジスタのソースにドレインが接続された第2の伝送トランジスタと、
前記第1の書き込み専用伝送トランジスタのソースにソースが接続され、前記第1の書き込み専用伝送トランジスタのドレインにゲートが接続され、電源電位にドレインが接続された第1の読み出し専用駆動トランジスタと、
前記第2の書き込み専用伝送トランジスタのソースにソースが接続され、前記第2の書き込み専用伝送トランジスタのドレインにゲートが接続され、前記電源電位にドレインが接続された第2の読み出し専用駆動トランジスタと、
前記第1の書き込み専用伝送トランジスタのゲートと前記第2の書き込み専用伝送トランジスタのゲートに接続された書き込み用ワード線と、
前記第1の伝送トランジスタのゲートと前記第2の伝送トランジスタのゲートに接続された読み出し用ワード線と、
前記第1の伝送トランジスタのソースに接続された第1のビット線と、
前記第2の伝送トランジスタのソースに接続された第2のビット線とが設けられたメモリセルを備えることを特徴とする半導体記憶装置。 - 請求項1に記載のメモリセルと、
前記第1のビット線および前記第2のビット線をロウレベルにプリチャージする第1のプリチャージャと、
前記メモリセルから読み出された信号を増幅するセンスアンプと、
前記第1および第2のビット線に読み出された信号を前記センスアンプに伝送する第1および第2のセンス用ビット線と
前記第1のセンス用ビット線および前記第2のセンス用ビット線をロウレベルにプリチャージする第2のプリチャージャと、
前記メモリセルに書き込みを行うライトドライバと、
前記メモリセルからのデータの読み出し時に前記第1および第2のビット線を前記第1および第2のセンス用ビット線にそれぞれ接続する第1の接続スイッチと、
前記メモリセルへのデータの書き込み時に前記第1および第2のビット線を前記ライトドライバに接続する第2の接続スイッチとを備えることを特徴とする請求項1に記載の半導体記憶装置。 - 前記第1の負荷トランジスタおよび前記第2の負荷トランジスタの電源を前記電源電位と別個に制御する電源線をさらに備えることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体記憶装置。
- 前記メモリセルからのデータの読み出し時に前記読み出し用ワード線の電位を前記電源電位より昇圧するブースタをさらに備えることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の半導体記憶装置。
- 前記メモリセルからのデータの読み出し時に第1および第2の読み出し専用駆動トランジスタのドレインを前記電源電位に接続するとともに、前記メモリセルへのデータの書き込み時に第1および第2の読み出し専用駆動トランジスタのドレインをフローティング状態にする補助電源線をさらに備えることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の半導体記憶装置。
- 前記第1の読み出し専用駆動トランジスタは、前記第2の書き込み専用伝送トランジスタのドレインにゲートが接続された第1のPチャンネル電界効果トランジスタ、前記第2の読み出し専用駆動トランジスタは、前記第1の書き込み専用伝送トランジスタのドレインにゲートが接続された第2のPチャンネル電界効果トランジスタであることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の半導体記憶装置。
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