JP2011054239A - Thermally insulated charge memory circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、pMOSトランジスタのソース電極の電位を一定にしつつ、微細化に起因するエレクトロマイグレーションによる配線の断線を防止可能な断熱充電メモリ回路に関する。 The present invention relates to an adiabatic charging memory circuit capable of preventing disconnection of wiring due to electromigration caused by miniaturization while keeping the potential of a source electrode of a pMOS transistor constant.
従来、一般的に用いられているSRAM(Static Random Access Memory)の回路は、図16に示すように、pMOSトランジスタとnMOSトランジスタとで構成されるCMOSインバータを2つ用いて(P1、P2、N1、N2)、各CMOSインバータの出力端を他方の入力端に接続するフリップフロップをメモリ素子としている。そして、各CMOSインバータの出力信号を、nMOSトランジスタN3、N4を介してビット線BL、NBLに接続しており、1メモリセルにおいて合計6個のトランジスタを備えた構成である。 Conventionally, an SRAM (Static Random Access Memory) circuit generally used, as shown in FIG. 16, uses two CMOS inverters composed of a pMOS transistor and an nMOS transistor (P1, P2, N1). N2), a flip-flop connecting the output terminal of each CMOS inverter to the other input terminal is used as a memory element. The output signal of each CMOS inverter is connected to the bit lines BL and NBL via nMOS transistors N3 and N4, and a total of six transistors are provided in one memory cell.
近年、メモリ素子の微細化が進み、配線の断面積が小さくなるにつれて配線電流密度が増大し、その結果として、エレクトロマイグレーションなどによる配線の断線が発生するという問題がある。 In recent years, the miniaturization of memory elements has progressed, and the wiring current density has increased as the cross-sectional area of the wiring has decreased. As a result, there has been a problem that wiring disconnection due to electromigration or the like occurs.
そこで、メモリセルにデータを書き込む際に電源線の電位をフリップフロップの時定数よりも長い時間で降圧させる技術が提案されている(特許文献1参照)。 Therefore, a technique has been proposed in which the potential of the power supply line is stepped down for a time longer than the time constant of the flip-flop when data is written in the memory cell (see Patent Document 1).
図17は特許文献1で開示された断熱充電メモリ回路の回路図である。
FIG. 17 is a circuit diagram of the adiabatic charging memory circuit disclosed in
メモリセルにおいて各pMOSトランジスタP1、P2のソース電極はメモリセル電源線(以下、MCPL(Memory Cell Power Line)という)により導通している。回路の電源部分は、正電位VDDに設定された定電圧電源線V1’とMCPLの間を開閉するスイッチS1’、及び、零電位に設定された定電圧電源線V2’とメモリセル電源線MCPLの間を開閉するスイッチS2’を備えた構成である。スイッチS1’は、nMOSトランジスタやpMOSトランジスタそのものを利用することも可能であり、その他、nMOSトランジスタとpMOSトランジスタとを並列接続することにより実現することもできる。 In the memory cell, the source electrodes of the pMOS transistors P1 and P2 are made conductive by a memory cell power line (hereinafter referred to as MCPL (Memory Cell Power Line)). The power supply portion of the circuit includes a switch S1 ′ that opens and closes between the constant voltage power supply line V1 ′ set to the positive potential VDD and the MCPL, and a constant voltage power supply line V2 ′ set to the zero potential and the memory cell power supply line MCPL. It is the structure provided with switch S2 'which opens and closes between. The switch S1 'can be an nMOS transistor or a pMOS transistor itself, or can be realized by connecting an nMOS transistor and a pMOS transistor in parallel.
次に、図18のタイミングチャートを用いてメモリセルへデータを書き込む時の動作を説明する。ここでは、スイッチS1’、S2’はnMOSトランジスタを用い、nMOSトランジスタのゲート電位が正電位VDDの時に、スイッチがオンとなる回路構成を用いることとしている。 Next, the operation when data is written to the memory cell will be described with reference to the timing chart of FIG. Here, nMOS transistors are used for the switches S1 'and S2', and a circuit configuration in which the switches are turned on when the gate potential of the nMOS transistor is the positive potential VDD is used.
なお、スイッチS1’、S2’に用いられるnMOSトランジスタのしきい値電圧VTは、正電位VDDの大きさに対して十分小さく、nMOSトランジスタのオン時におけるしきい値電圧VTに応じた電圧降下を無視することとする。 Note that the threshold voltage VT of the nMOS transistor used for the switches S1 ′ and S2 ′ is sufficiently small with respect to the magnitude of the positive potential VDD, and the voltage drop corresponding to the threshold voltage VT when the nMOS transistor is on is reduced. Ignore it.
最初に、スイッチS1’をオンからオフ、スイッチS2’をオフからオンすることにより、MCPLを正電位VDDから零電位(0)に緩やかに降圧させる(t1→t2)。緩やかに降圧させるために、スイッチS2’は抵抗値の大きいトランジスタとする。 First, the switch S1 'is turned off from on and the switch S2' is turned on from off, whereby the MCPL is gradually lowered from the positive potential VDD to the zero potential (0) (t1 → t2). In order to gently step down the voltage, the switch S2 'is a transistor having a large resistance value.
次に、スイッチS2’をオンからオフし、MCPLをハイインピーダンス状態とする(t2)。 Next, the switch S2 'is turned off from on, and the MCPL is set to a high impedance state (t2).
続いて、ワード線WLを正電位VDDとし、nMOSトランジスタN3、N4をオンさせ、ビット線BL、NBLからの信号の入力を待ち受ける状態にする(t3)。 Subsequently, the word line WL is set to the positive potential VDD, the nMOS transistors N3 and N4 are turned on, and the input of signals from the bit lines BL and NBL is waited (t3).
次に、ビット線NBLを零電位とし、一方、ビット線BLには断熱充電信号A2を入力するとともに、断熱充電信号A2を零電位から正電位VDDに緩やかに昇圧する(t4→t5)。これにより、ビット線BLを流れる電流がnMOSトランジスタN3を介してフリップフロップ回路FFへ入力され、断熱充電メモリ回路を緩やかに充電してデータを書き込むことができる。MCPLも連動して零電位から正電位VDDに昇圧する。 Next, the bit line NBL is set to zero potential, while the adiabatic charge signal A2 is input to the bit line BL, and the adiabatic charge signal A2 is gradually increased from zero potential to the positive potential VDD (t4 → t5). As a result, the current flowing through the bit line BL is input to the flip-flop circuit FF via the nMOS transistor N3, and the adiabatic charging memory circuit can be gently charged to write data. MCPL also boosts the voltage from zero potential to positive potential VDD.
その後、スイッチS1’をオンにする(t5)。こうしてMCPLを正電位VDDに固定することにより、書き込まれたデータを保持することができる。 Thereafter, the switch S1 'is turned on (t5). In this way, the written data can be held by fixing MCPL to the positive potential VDD.
この断熱充電メモリによれば、定電圧電源線V1’、V2’を用いて、スイッチS1’、S2’の操作により、MCPLを正電位VDDから零電位に緩やかに降圧させた後、データを書き込むことができるので、エレクトロマイグレーションによる断熱充電メモリ内部の配線断線を防ぐことができる。 According to this adiabatic charging memory, data is written after the MCPL is gently lowered from the positive potential VDD to the zero potential by operating the switches S1 ′ and S2 ′ using the constant voltage power supply lines V1 ′ and V2 ′. Therefore, the disconnection of the wiring inside the adiabatic charging memory due to electromigration can be prevented.
しかしながら、この断熱充電メモリは、pMOSトランジスタのソース電極の電位を変化させるべく、MCPLと定電圧電源線V1’、V2’との間にスイッチS1’、S2’を配置する構成としなければならないので、回路の設計自由度に制約があった。 However, this adiabatic charging memory must have a configuration in which switches S1 ′ and S2 ′ are arranged between MCPL and constant voltage power supply lines V1 ′ and V2 ′ in order to change the potential of the source electrode of the pMOS transistor. There was a restriction on the degree of freedom of circuit design.
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的は、pMOSトランジスタのソース電極の電位を一定にしつつ、微細化に起因するエレクトロマイグレーションによる配線の断線を防止可能な断熱充電メモリ回路を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide an adiabatic charging memory circuit capable of preventing disconnection of wiring due to electromigration due to miniaturization while keeping the potential of the source electrode of a pMOS transistor constant. There is to do.
上記課題を解決するために、第1の本発明に係る断熱充電メモリ回路は、直列に接続されたpMOSトランジスタとnMOSトランジスタとを含むCMOSインバータ回路が相補的に接続されたフリップフロップ回路と、前記一方のCMOSインバータ回路の入力端と第1のビット線の間に接続されたトランジスタと、前記他方のCMOSインバータ回路の入力端と第2のビット線の間に接続されたトランジスタと、前記フリップフロップ回路内の各nMOSトランジスタのソース電極を接続するグラウンド線と零電位を呈する回路節点との間を開閉する第1のスイッチ素子と、前記グラウンド線に一端を接続された第2のスイッチ素子とを備え、前記各pMOSトランジスタのソース電極が正電位に保たれ、前記各トランジスタがオフ、前記第1のスイッチ素子がオン、前記第2のスイッチ素子がオフの状態で、前記第1、第2のビット線を前記正電位まで昇圧し、前記第1のスイッチ素子がオフに変化し、前記第2のスイッチ素子がオンに変化した状態で、前記第2のスイッチ素子を介して、前記時定数よりも長い時間をかけて、前記グラウンド線を前記正電位まで昇圧し、前記第2のスイッチ素子がオフに変化し、前記各トランジスタがオンに変化した状態で、前記時定数よりも長い時間をかけて、前記第1、第2のビット線の内の、前記フリップフロップ回路にデータ0を書き込む側のビット線を前記正電位から零電位まで降圧させることを特徴とする。
In order to solve the above problems, an adiabatic charging memory circuit according to a first aspect of the present invention includes a flip-flop circuit in which a CMOS inverter circuit including a pMOS transistor and an nMOS transistor connected in series is connected in a complementary manner, A transistor connected between an input terminal of one CMOS inverter circuit and a first bit line; a transistor connected between an input terminal of the other CMOS inverter circuit and a second bit line; and the flip-flop A first switch element that opens and closes between a ground line that connects a source electrode of each nMOS transistor in the circuit and a circuit node that exhibits zero potential; and a second switch element that has one end connected to the ground line. The source electrode of each pMOS transistor is kept at a positive potential, and each transistor is turned off. With the first switch element turned on and the second switch element turned off, the first and second bit lines are boosted to the positive potential, the first switch element is turned off, With the second switch element turned on, the ground line is boosted to the positive potential via the second switch element over a time longer than the time constant, and the second switch element In a state where the element is turned off and each transistor is turned on,
第2の本発明に係る断熱充電メモリ回路は、直列に接続されたpMOSトランジスタとnMOSトランジスタとを含むCMOSインバータ回路が相補的に接続されたフリップフロップ回路と、前記一方のCMOSインバータ回路の入力端と第1のビット線の間に接続されたトランジスタと、前記他方のCMOSインバータ回路の入力端と第2のビット線の間に接続されたトランジスタと、前記フリップフロップ回路内の各nMOSトランジスタのソース電極を接続するグラウンド線と零電位を呈する回路節点との間を開閉する第1のスイッチ素子と、前記グラウンド線に一端を接続された接続された第2のスイッチ素子とを備え、前記各pMOSトランジスタのソース電極が正電位に保たれ、前記各トランジスタがオフ、前記第1のスイッチ素子がオン、前記第2のスイッチ素子がオフの状態で、前記第1、第2のビット線を前記第1の正電位まで昇圧し、前記第1のスイッチ素子がオフに変化し、前記第2のスイッチ素子がオンに変化した状態で、前記第2のスイッチ素子を介して、前記時定数よりも長い時間をかけて、前記第1の正電位より低い第2の正電位まで前記グラウンド線を昇圧し、前記第2のスイッチ素子がオフに変化した状態で、前記時定数よりも長い時間をかけて、前記第1、第2のビット線の内の、前記フリップフロップ回路にデータ0を書き込む側のビット線を前記第2の正電位まで降圧させ、さらに前記各トランジスタがオンに変化した状態で、前記時定数よりも長い時間をかけて、当該ビット線を零電位まで降圧させることを特徴とする。
The adiabatic charging memory circuit according to the second aspect of the present invention includes a flip-flop circuit in which CMOS inverter circuits including a pMOS transistor and an nMOS transistor connected in series are complementarily connected, and an input terminal of the one CMOS inverter circuit , A transistor connected between the first bit line, a transistor connected between the input terminal of the other CMOS inverter circuit and the second bit line, and a source of each nMOS transistor in the flip-flop circuit A first switch element that opens and closes between a ground line that connects electrodes and a circuit node that exhibits zero potential; and a second switch element that is connected to one end of the ground line, and each pMOS The source electrode of the transistor is kept at a positive potential, each of the transistors is turned off, and the first switch With the child turned on and the second switch element turned off, the first and second bit lines are boosted to the first positive potential, the first switch element is turned off, and the first switch element is turned off. In a state in which the second switch element is turned on, the ground line is passed through the second switch element to a second positive potential lower than the first positive potential over a time longer than the time constant. In the state where the second switch element is turned off, the
本発明に係る断熱充電メモリ回路によれば、pMOSトランジスタのソース電極の電位を一定にしつつ、微細化に起因するエレクトロマイグレーションによる配線の断線を防止することができる。 According to the adiabatic charging memory circuit of the present invention, it is possible to prevent disconnection of wiring due to electromigration due to miniaturization while keeping the potential of the source electrode of the pMOS transistor constant.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1の実施の形態]
図1は、第1の実施の形態に係る断熱充電メモリ回路の回路図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a circuit diagram of an adiabatic charging memory circuit according to the first embodiment.
断熱充電メモリ回路は、マトリクス状に配置された複数の断熱充電メモリ回路の内の1つを示すものであり、いわゆるSRAMである。 The adiabatic charging memory circuit indicates one of a plurality of adiabatic charging memory circuits arranged in a matrix, and is a so-called SRAM.
断熱充電メモリ回路は、直列に接続されたpMOSトランジスタP1およびnMOSトランジスタN1とを含むCMOSインバータ回路IV1、直列に接続されたpMOSトランジスタP2およびnMOSトランジスタN2とを含むCMOSインバータ回路IV2が相補的に接続されたフリップフロップ回路FFと、CMOSインバータ回路IV1の入力端(pMOSトランジスタP1およびnMOSトランジスタN1の各ゲート電極を接続するノードND1)と第1のビット線BLの間に接続されたnMOSトランジスタN3と、CMOSインバータ回路IV2の入力端(pMOSトランジスタP2およびnMOSトランジスタN2の各ゲート電極を接続するノードND2)と第2のビット線NBLの間に接続されたトランジスタN4と、各nMOSトランジスタN1、N2のソース電極を接続するグラウンド線MCGLと定電圧電源線V1との間を開閉する第1のスイッチ素子S1と、グラウンド線MCGLと定電圧電源線V2との間を開閉する第2のスイッチ素子S2とを備える。 In the adiabatic charging memory circuit, a CMOS inverter circuit IV1 including a pMOS transistor P1 and an nMOS transistor N1 connected in series, and a CMOS inverter circuit IV2 including a pMOS transistor P2 and an nMOS transistor N2 connected in series are complementarily connected. Flip-flop circuit FF, an nMOS transistor N3 connected between the input terminal of the CMOS inverter circuit IV1 (node ND1 connecting the gate electrodes of the pMOS transistor P1 and the nMOS transistor N1) and the first bit line BL, A transistor N4 connected between the input terminal of the CMOS inverter circuit IV2 (node ND2 connecting the gate electrodes of the pMOS transistor P2 and the nMOS transistor N2) and the second bit line NBL; The first switch element S1 that opens and closes between the ground line MCGL connecting the source electrodes of the nMOS transistors N1 and N2 and the constant voltage power supply line V1, and the first switch element S1 that opens and closes between the ground line MCGL and the constant voltage power supply line V2. 2 switch elements S2.
各pMOSトランジスタP1、P2のソース電極を接続する電源線は正電位VDDに保たれる。CMOSインバータ回路IV1、IV2、トランジスタN3、N4は、いわゆるメモリセルを構成する。定電圧電源線V1、V2は、それぞれ零電位、正電位VDDを呈する回路節点である。 The power supply line connecting the source electrodes of the pMOS transistors P1 and P2 is kept at the positive potential VDD. The CMOS inverter circuits IV1 and IV2 and the transistors N3 and N4 constitute a so-called memory cell. The constant voltage power supply lines V1 and V2 are circuit nodes that exhibit a zero potential and a positive potential VDD, respectively.
スイッチ素子S1、S2は、ここでは、それぞれnMOSトランジスタとし、そのゲート電圧が正電位VDDになってオンすることとする。なお、スイッチ素子をpMOSトランジスタとしてもよい。 Here, the switch elements S1 and S2 are nMOS transistors, respectively, and are turned on when the gate voltage becomes the positive potential VDD. The switch element may be a pMOS transistor.
また、トランジスタN3、N4を、それぞれnMOSトランジスタとし、そのゲート電圧が正電位VDDになってオンすることとする。なお、トランジスタをpMOSトランジスタとしてもよい。 The transistors N3 and N4 are nMOS transistors, respectively, and are turned on when the gate voltage becomes the positive potential VDD. The transistor may be a pMOS transistor.
CMOSインバータ回路IV1の出力(pMOSトランジスタP1とnMOSトランジスタN1とのドレイン電極)は、CMOSインバータ回路IV2の入力(pMOSトランジスタP2とnMOSトランジスタN2とのゲート電極)に接続され、同様に、CMOSインバータ回路IV2の出力(pMOSトランジスタP2とnMOSトランジスタN2とのドレイン電極)は、CMOSインバータ回路IV1の入力(pMOSトランジスタP1とnMOSトランジスタN1とのゲート電極)に接続されている。 The output of the CMOS inverter circuit IV1 (the drain electrodes of the pMOS transistor P1 and the nMOS transistor N1) is connected to the input of the CMOS inverter circuit IV2 (the gate electrodes of the pMOS transistor P2 and the nMOS transistor N2). Similarly, the CMOS inverter circuit The output of IV2 (drain electrodes of the pMOS transistor P2 and the nMOS transistor N2) is connected to the input (gate electrode of the pMOS transistor P1 and the nMOS transistor N1) of the CMOS inverter circuit IV1.
pMOSトランジスタP1とnMOSトランジスタN1とのゲート電極とメモリセルアレイのビット線BLとの間にnMOSトランジスタN3が接続され、このnMOSトランジスタN3のゲート電極が、ワード線WLに接続されている。同様に、pMOSトランジスタP2とnMOSトランジスタN2とのゲート電極とメモリセルアレイのビット線NBLとの間にnMOSトランジスタN4が接続され、このnMOSトランジスタN4のゲート電極もワード線WLに接続されている。 An nMOS transistor N3 is connected between the gate electrodes of the pMOS transistor P1 and the nMOS transistor N1 and the bit line BL of the memory cell array, and the gate electrode of the nMOS transistor N3 is connected to the word line WL. Similarly, an nMOS transistor N4 is connected between the gate electrodes of the pMOS transistor P2 and the nMOS transistor N2 and the bit line NBL of the memory cell array, and the gate electrode of the nMOS transistor N4 is also connected to the word line WL.
次に、第1の実施の形態に係る断熱充電メモリ回路の動作、特にデータの書き込み時における動作について、図2を用いて説明する。図2は、第1の実施の形態に係る断熱充電メモリ回路にデータを書き込むときの動作を示すタイミングチャートである。 Next, the operation of the adiabatic charging memory circuit according to the first embodiment, particularly the operation during data writing will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a timing chart showing an operation when data is written to the adiabatic charging memory circuit according to the first embodiment.
まず、ワード線WLを零電位とし、つまり、各トランジスタN3、N4をオフさせ、且つ、スイッチ素子S1がオン、スイッチ素子S2がオフの状態で、ビット線BL、NBLを正電位VDDまで昇圧する。 First, the word line WL is set to zero potential, that is, the transistors N3 and N4 are turned off, and the bit lines BL and NBL are boosted to the positive potential VDD while the switch element S1 is on and the switch element S2 is off. .
次に、スイッチ素子S1をオフし、スイッチ素子S2をオンする(t1)。例えば、比較的にオン抵抗の大きいnMOSトランジスタをスイッチ素子S2とすることにより、グラウンド線MCGLが、フリップフロップ回路FFの時定数より長い時間をかけて、正電位VDDに昇圧する(t2)。これにより、フリップフロップ回路FFに書き込まれているデータが消去される。 Next, the switch element S1 is turned off and the switch element S2 is turned on (t1). For example, by using an nMOS transistor having a relatively high on-resistance as the switch element S2, the ground line MCGL is boosted to the positive potential VDD over a time longer than the time constant of the flip-flop circuit FF (t2). Thereby, the data written in the flip-flop circuit FF is erased.
グラウンド線MCGLが正電位VDDに昇圧したらスイッチ素子S2をオフする(t2)。これにより、グラウンド線MCGLがハイインピーダンスの状態になる。 When the ground line MCGL is boosted to the positive potential VDD, the switch element S2 is turned off (t2). As a result, the ground line MCGL enters a high impedance state.
次に、ワード線を正電位VDDとする。つまり、各トランジスタN3、N4をオンさせる(t3)。 Next, the word line is set to the positive potential VDD. That is, the transistors N3 and N4 are turned on (t3).
次に、ビット線BL、NBLの内のフリップフロップ回路FFに書き込むべきデータ0に対応するビット線、例えば、ビット線NBLを、フリップフロップ回路FFの時定数より長い時間をかけて、零電位に降圧する(t3→t4)。
Next, of the bit lines BL and NBL, the bit line corresponding to the
このとき、正電位VDDのグラウンド線MCGLから、ビット線NBLへと電流が流れ、グラウンド線MCGLが正電位VDDから緩やかに零電位になる(t3→t4)。こうして、フリップフロップ回路FFの電源側電位が正電位VDD、接地側電位が零電位となる。つまり、フリップフロップ回路FFは従来の方法でデータが書き込まれた状態と同じになり、具体的には、ノードND1に高電圧、ノードND2に低電圧が書き込まれる。 At this time, a current flows from the positive potential VDD ground line MCGL to the bit line NBL, and the ground line MCGL gradually changes from the positive potential VDD to the zero potential (t3 → t4). Thus, the power supply side potential of the flip-flop circuit FF becomes the positive potential VDD and the ground side potential becomes zero potential. That is, the flip-flop circuit FF becomes the same as the state in which data is written by the conventional method. Specifically, a high voltage is written to the node ND1 and a low voltage is written to the node ND2.
次に、スイッチ素子S1をオンし(t5)、ワード線WLを零電位とする。これにより、グラウンド線MCGLが零電位に保たれ、各トランジスタN3、N4がオフに保たれ、つまり、書き込まれたデータが保持される。 Next, the switch element S1 is turned on (t5), and the word line WL is set to zero potential. As a result, the ground line MCGL is kept at zero potential, and the transistors N3 and N4 are kept off, that is, the written data is held.
ここで、上記のように、例えば、ビット線NBLを、フリップフロップ回路FFの時定数より長い時間をかけて、零電位に降圧することは、ビット線NBLに断熱充電信号を与えるともいう。 Here, as described above, for example, when the bit line NBL is lowered to zero potential over a time longer than the time constant of the flip-flop circuit FF, it is also said that an adiabatic charging signal is applied to the bit line NBL.
この断熱充電信号について説明する。断熱充電とは、回路の時定数よりも非常に緩やかに充電を行う方法であり、断熱という言葉は、物理学において、系を非常に緩やかに変化させる場合に用いられていることから、この言葉が用いられている。 This adiabatic charging signal will be described. Adiabatic charging is a method in which charging is performed more slowly than the time constant of the circuit, and the term adiabatic is used to change the system very slowly in physics. Is used.
その意味では、上記のように、グラウンド線MCGLを、フリップフロップ回路FFの時定数より長い時間をかけて、正電位VDDに昇圧する(t2)ことは、グラウンド線MCGLにスイッチ素子S2を介して断熱充電信号を与えるともいう。 In that sense, as described above, boosting the ground line MCGL to the positive potential VDD over a time longer than the time constant of the flip-flop circuit FF (t2) means that the ground line MCGL is connected to the ground line MCGL via the switch element S2. It is also said to give an adiabatic charge signal.
上記の説明では、定電圧電源線V2の電位を正電位VDDとし(一定とし)、比較的にオン抵抗の大きいnMOSトランジスタをスイッチ素子S2とすることにより、これを実現したが、スイッチ素子S2のオン抵抗は任意とし、V2に与える断熱充電信号の電位を零電位から正電位VDDに高めることにより、これを実現してもよい。 In the above description, this is realized by setting the potential of the constant voltage power supply line V2 to the positive potential VDD (constant) and the nMOS transistor having a relatively large on-resistance as the switch element S2. The on-resistance is arbitrary, and this may be realized by raising the potential of the adiabatic charging signal applied to V2 from zero potential to positive potential VDD.
さて、そのようにグラウンド線MCGLを、フリップフロップ回路FFの時定数より長い時間をかけて、正電位VDDに昇圧すべく、断熱充電信号の電位を緩やかに昇圧すること、ならびに、ビット線NBLを、フリップフロップ回路FFの時定数より長い時間をかけて、零電位に降圧すべく、断熱充電信号の電位を緩やかに降圧する方法について説明する。 Now, in order to boost the ground line MCGL to the positive potential VDD over a time longer than the time constant of the flip-flop circuit FF, the potential of the adiabatic charging signal is gently boosted, and the bit line NBL is A method for gradually lowering the potential of the adiabatic charging signal so as to step down to zero potential over a time longer than the time constant of the flip-flop circuit FF will be described.
断熱充電信号の電位を緩やかに昇圧降圧させる具体的な回路は、電荷を再利用する方法を使用するインダクタとコンデンサを用いた交流電源回路や、コンデンサをN−1個用いたN段の階段状電圧を生成する電源回路を用いることができる。尚、電荷の再利用とは、電源から負荷容量に充電した電荷をGNDに捨てることなく、再び電源のほうに戻すことにより、電荷を再利用する方法である。 Specific circuits for gradually boosting and stepping down the potential of the adiabatic charging signal include an AC power supply circuit using an inductor and a capacitor that uses a method of reusing charges, and an N-stage stepped configuration using N-1 capacitors. A power supply circuit that generates a voltage can be used. The charge reuse is a method of reusing the charge by returning the charge charged to the load capacity from the power supply to the power supply again without throwing it back to the GND.
図3は、インダクタLとコンデンサCと用いた交流電源回路の例を、図4は、3個のコンデンサC1〜C3を用いて4段の階段状電圧を発生する電源回路の例を示す。図4において、階段状電圧を発生する電源回路は、4つの定電圧電源VDD,3/4VDD,2/4VDD,1/4VDD、3個のコンデンサC1〜C3、8個のnMOSトランジスタN5〜N12を備えた構成である。3つのコンデンサC1〜C3は各々1/4VDD,2/4VDD,3/4VDDの電圧により充電される。3つのnMOSトランジスタN5〜N7のゲート電極には入力信号Preが印加され、4つのnMOSトランジスタN8〜N11のゲート電極には入力信号T1〜T4が印加され、1つのnMOSトランジスタN12のゲートには入力信号CLが印加される。尚、1/4VDD,2/4VDD,3/4VDDの各電源は、図5に示す、これらがない回路でも自然にコンデンサC1〜C3はそれぞれ1/4VDD,2/4VDD,3/4VDDに充電され安定状態となる。まず、入力信号Preを一定時間だけHighにして、nMOSトランジスタN5〜N7をオンとし、コンデンサC1〜C3を各々1/4VDD,2/4VDD,3/4VDDの電圧に充電する。次に、各入力信号T1〜T4を、T1→T2→T3→T4→T3→T2→T1の順に所定時間ずつHighにしてnMOSトランジスタN8〜N11をオンさせ、コンデンサC1〜C3に充電されている電圧1/4VDD,2/4VDD,3/4VDDを時分割的に出力電圧Voutとして出力し、最後に入力信号T1がLowになったら入力信号CLをHighにしてnMOSトランジスタN12を所定時間だけオンして出力電圧Voutを接地電位とする。このようなタイミング制御により、階段状電圧を発生する電源回路の出力電圧Voutは、立ち上がり立ち下がりに4つの階段をもつ波形となる。これらの電源回路では、その出力電圧を緩やかに上昇させ緩やかに下降させる交流波形(繰り返し波形)とすることができる。
FIG. 3 shows an example of an AC power supply circuit using an inductor L and a capacitor C, and FIG. 4 shows an example of a power supply circuit that generates four stepped voltages using three capacitors C1 to C3. In FIG. 4, a power supply circuit for generating a stepped voltage includes four constant voltage power supplies VDD, 3 / 4VDD, 2 / 4VDD, 1 / 4VDD, three capacitors C1 to C3, and eight nMOS transistors N5 to N12. This is a configuration provided. The three capacitors C1 to C3 are charged by voltages of 1/4 VDD, 2/4 VDD, and 3/4 VDD, respectively. The input signal Pre is applied to the gate electrodes of the three nMOS transistors N5 to N7, the input signals T1 to T4 are applied to the gate electrodes of the four nMOS transistors N8 to N11, and the input to the gate of one nMOS transistor N12. A signal CL is applied. Note that the power supplies of 1/4 VDD, 2/4 VDD, and 3/4 VDD are naturally charged to 1/4 VDD, 2/4 VDD, and 3/4 VDD, respectively, even in a circuit without them as shown in FIG. It becomes a stable state. First, the input signal Pre is set to High for a predetermined time, the nMOS transistors N5 to N7 are turned on, and the capacitors C1 to C3 are charged to voltages of 1 / 4VDD, 2 / 4VDD, and 3 / 4VDD, respectively. Next, each of the input signals T1 to T4 is set high for a predetermined time in the order of T1, T2, T3, T4, T3, T2, and T1, and the nMOS transistors N8 to N11 are turned on to charge the capacitors C1 to C3. The
また、電荷を再利用することなく、図6に示すように、フリップフロップ回路の時定数よりも1桁程度以上長い時間で電圧を変化させることを可能とする抵抗値の大きいトランジスタを用いたインバータを利用して昇圧降圧することも可能である。具体的には、ゲート長を長くする方法や、トランジスタ幅を小さくする方法、また、ソースやドレインのイオン注入ドーピング濃度を小さくする方法などがある。また、トランジスタのしきい値電圧を大きくする方法を用いても良い。 Further, as shown in FIG. 6, an inverter using a transistor having a large resistance value that can change the voltage in a time longer by about one digit than the time constant of the flip-flop circuit without reusing the charge. It is also possible to step up and down using Specifically, there are a method of increasing the gate length, a method of reducing the transistor width, and a method of reducing the ion implantation doping concentration of the source and drain. Alternatively, a method for increasing the threshold voltage of the transistor may be used.
また、段階波形の生成において、キャパシタを用いた図4の回路に限定はされず、図7の回路でも良い。入力信号を、T0→T1→T2→T3→T4→T3→T2→T1→T0の順にHighにして、これを繰り返しても良い。 Further, the generation of the stepped waveform is not limited to the circuit of FIG. 4 using a capacitor, and the circuit of FIG. 7 may be used. This may be repeated by setting the input signal to High in the order of T0, T1, T2, T3, T4, T3, T2, T1, and T0.
したがって、第1の実施の形態に係る断熱充電メモリ回路によれば、直列に接続されたpMOSトランジスタとnMOSトランジスタとを含むCMOSインバータ回路が相補的に接続され、各pMOSトランジスタのソース電極を接続する電源線が正電位VDDに保たれるフリップフロップ回路FFと、一方のCMOSインバータ回路IV1の入力端(ND1)と第1のビット線BLの間に接続されたトランジスタN3と、他方のCMOSインバータ回路IV2の入力端(ND2)と第2のビット線NBLの間に接続されたトランジスタN4と、各nMOSトランジスタ(N1,N2)のソース電極を接続するグラウンド線MCGLと零電位を呈する回路節点(V1)との間を開閉する第1のスイッチ素子S1と、グラウンド線MCGLに一端を接続された第2のスイッチ素子S2とを備え、各トランジスタN3、N4がオフにされ、第1のスイッチ素子S1がオン、第2のスイッチ素子S2がオフの状態で、第1、第2のビット線BL、NBLを正電位VDDまで昇圧し、第1のスイッチ素子S1がオフに変化し、第2のスイッチ素子S2がオンに変化した状態で、第2のスイッチ素子S2を介して、前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間をかけて、グラウンド線MCGLを正電位VDDまで昇圧し、第2のスイッチ素子S2がオフに変化し、各トランジスタN3、N4がオンにされた状態で、前記時定数よりも長い時間をかけて、第1、第2のビット線BL、NBLの内のフリップフロップ回路FFにデータ0を書き込む側のビット線(上記例では、ビット線NBL)を正電位VDDから零電位まで降圧させるので、pMOSトランジスタP1、P2のソース電極の電位を一定にしつつ、微細化に起因するエレクトロマイグレーションによる配線の断線を防止することができる。
Therefore, according to the adiabatic charging memory circuit according to the first embodiment, the CMOS inverter circuit including the pMOS transistor and the nMOS transistor connected in series is complementarily connected, and the source electrode of each pMOS transistor is connected. A flip-flop circuit FF in which the power supply line is maintained at the positive potential VDD, a transistor N3 connected between the input terminal (ND1) of one CMOS inverter circuit IV1 and the first bit line BL, and the other CMOS inverter circuit A circuit node (V1) exhibiting zero potential with a transistor N4 connected between the input terminal (ND2) of IV2 and the second bit line NBL, and a ground line MCGL connecting the source electrodes of the nMOS transistors (N1, N2). ) Between the first switch element S1 and the ground line MCGL. Are connected to each other, the transistors N3 and N4 are turned off, the first switch element S1 is turned on, and the second switch element S2 is turned off. The bit lines BL and NBL are boosted to the positive potential VDD, the first switch element S1 is turned off, and the second switch element S2 is turned on, via the second switch element S2. Over a time longer than the time constant of the flip-flop circuit, the ground line MCGL is boosted to the positive potential VDD, the second switch element S2 is turned off, and the transistors N3 and N4 are turned on. The bit line on the side of writing
[第2の実施の形態]
次に、第2の実施の形態に係る断熱充電メモリ回路について説明する。断熱充電メモリ回路の回路構成は、第1の実施の形態と同じなので、重複説明を省略する。ただし、定電圧電源線V2の電位は、正電位VDDより低い電位(ここでは、正電位VDDの1/2の電位(以下、「正電位VDD/2」)とする。
[Second Embodiment]
Next, an adiabatic charging memory circuit according to the second embodiment will be described. Since the circuit configuration of the adiabatic charging memory circuit is the same as that of the first embodiment, a duplicate description is omitted. However, the potential of the constant voltage power supply line V2 is lower than the positive potential VDD (here, a potential that is ½ of the positive potential VDD (hereinafter, “positive potential VDD / 2”)).
第2の実施の形態に係る断熱充電メモリ回路の動作、特にデータの書き込み時における動作について、説明する。図8は、第2の実施の形態に係る断熱充電メモリ回路にデータを書き込むときの動作を示すタイミングチャートである。 The operation of the adiabatic charging memory circuit according to the second embodiment, particularly the operation during data writing will be described. FIG. 8 is a timing chart showing an operation when data is written to the adiabatic charging memory circuit according to the second embodiment.
まず、ワード線WLを零電位とし、つまり、各トランジスタN3、N4をオフさせ、且つ、スイッチ素子S1がオン、スイッチ素子S2がオフの状態で、ビット線BL、NBLを正電位VDDまで昇圧する。 First, the word line WL is set to zero potential, that is, the transistors N3 and N4 are turned off, and the bit lines BL and NBL are boosted to the positive potential VDD while the switch element S1 is on and the switch element S2 is off. .
次に、スイッチ素子S1をオフし、スイッチ素子S2をオンする(t1)。例えば、比較的にオン抵抗の大きいnMOSトランジスタをスイッチ素子S2とすることにより、グラウンド線MCGLが、フリップフロップ回路FFの時定数より長い時間をかけて、正電位VDD/2に昇圧する。これにより、フリップフロップ回路FFに書き込まれているデータが保持される。 Next, the switch element S1 is turned off and the switch element S2 is turned on (t1). For example, by using an nMOS transistor having a relatively large on-resistance as the switch element S2, the ground line MCGL is boosted to the positive potential VDD / 2 over a time longer than the time constant of the flip-flop circuit FF. Thereby, the data written in the flip-flop circuit FF is held.
グラウンド線MCGLが正電位VDD/2に昇圧したらスイッチ素子S2をオフする(t2)。これにより、グラウンド線MCGLがハイインピーダンスの状態になる。 When the ground line MCGL is boosted to the positive potential VDD / 2, the switch element S2 is turned off (t2). As a result, the ground line MCGL enters a high impedance state.
次に、ビット線BL、NBLの内のフリップフロップ回路FFに書き込むべきデータである0に対応するビット線、例えば、ビット線NBLを、フリップフロップ回路FFの時定数より長い時間をかけて、正電位VDD/2に降圧する(t3→t4)。 Next, the bit line corresponding to 0 which is the data to be written to the flip-flop circuit FF in the bit lines BL and NBL, for example, the bit line NBL is set to be positive over a time constant longer than the time constant of the flip-flop circuit FF. The voltage is lowered to the potential VDD / 2 (t3 → t4).
次に、ワード線を正電位VDDとする。つまり、各トランジスタN3、N4をオンさせる(t4)。そして、同じビット線(上記例では、ビット線NBL)を、フリップフロップ回路FFの時定数より長い時間をかけて、零電位に降圧する(t4→t5)。 Next, the word line is set to the positive potential VDD. That is, the transistors N3 and N4 are turned on (t4). Then, the same bit line (in the above example, bit line NBL) is stepped down to zero potential over a time longer than the time constant of the flip-flop circuit FF (t4 → t5).
このとき、正電位VDD/2のグラウンド線MCGLから、ビット線NBLへと電流が流れ、グラウンド線MCGLが正電位VDD/2から緩やかに零電位になる(t4→t5)。こうして、フリップフロップ回路FFの電源側電位が正電位VDD、接地側電位が零電位となる。つまり、フリップフロップ回路FFは従来の方法でデータが書き込まれた状態と同じになり、具体的には、ノードND1に高電圧、ノードND2に低電圧が書き込まれる。 At this time, a current flows from the ground line MCGL at the positive potential VDD / 2 to the bit line NBL, and the ground line MCGL gradually becomes zero potential from the positive potential VDD / 2 (t4 → t5). Thus, the power supply side potential of the flip-flop circuit FF becomes the positive potential VDD and the ground side potential becomes zero potential. That is, the flip-flop circuit FF becomes the same as the state in which data is written by the conventional method. Specifically, a high voltage is written to the node ND1 and a low voltage is written to the node ND2.
次に、スイッチ素子S1をオンし(t6)、ワード線WLを零電位とする。これにより、グラウンド線MCGLが零電位に保たれ、各トランジスタN3、N4がオフに保たれ、つまり、書き込まれたデータが保持される。 Next, the switch element S1 is turned on (t6), and the word line WL is set to zero potential. As a result, the ground line MCGL is kept at zero potential, and the transistors N3 and N4 are kept off, that is, the written data is held.
したがって、第2の実施の形態に係る断熱充電メモリ回路によれば、直列に接続されたpMOSトランジスタとnMOSトランジスタとを含むCMOSインバータ回路が相補的に接続され、各pMOSトランジスタのソース電極を接続する電源線が第1の正電位VDDに保たれるフリップフロップ回路FFと、一方のCMOSインバータ回路IV1の入力端(ND1)と第1のビット線BLの間に接続されたトランジスタN3と、他方のCMOSインバータ回路IV2の入力端(ND2)と第2のビット線NBLの間に接続されたトランジスタN4と、フリップフロップ回路内の各nMOSトランジスタのソース電極を接続するグラウンド線MCGLと零電位を呈する回路節点(V1)との間を開閉する第1のスイッチ素子S1と、グラウンド線MCGLに一端を接続された第2のスイッチ素子S2とを備え、各トランジスタN3、N4がオフにされ、第1のスイッチ素子S1がオン、第2のスイッチ素子S2がオフの状態で、第1、第2のビット線BL、NBLを正電位VDDまで昇圧し、第1のスイッチ素子S1がオフに変化し、第2のスイッチ素子S2がオンに変化した状態で、第2のスイッチ素子S2を介して、前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間をかけて、グラウンド線MCGLを正電位VDD/2まで昇圧し、第2のスイッチ素子S2がオフに変化した状態で、前記時定数よりも長い時間をかけて、第1、第2のビット線BL、NBLの内のフリップフロップ回路FFにデータ0を書き込む側のビット線(上記例では、ビット線NBL)を正電位VDD/2まで降圧させ、さらに各トランジスタN3、N4がオンにされた状態で、前記時定数よりも長い時間をかけて、当該ビット線(上記例では、ビット線NBL)を零電位まで降圧させるので、pMOSトランジスタP1、P2のソース電極の電位を一定にしつつ、微細化に起因するエレクトロマイグレーションによる配線の断線を防止することができる。また、グラウンド線MCGLを正電位VDDより低い正電位まで昇圧すればよいので、データを迅速に書き込むことができる。
Therefore, according to the adiabatic charging memory circuit according to the second embodiment, the CMOS inverter circuit including the pMOS transistor and the nMOS transistor connected in series is complementarily connected, and the source electrode of each pMOS transistor is connected. A flip-flop circuit FF in which the power supply line is maintained at the first positive potential VDD, a transistor N3 connected between the input terminal (ND1) of one CMOS inverter circuit IV1 and the first bit line BL, and the other A circuit exhibiting zero potential with a transistor N4 connected between the input terminal (ND2) of the CMOS inverter circuit IV2 and the second bit line NBL, and a ground line MCGL connecting the source electrodes of the respective nMOS transistors in the flip-flop circuit. A first switch element S1 for opening and closing between the node (V1) and a ground A second switch element S2 having one end connected to the line MCGL, the transistors N3 and N4 are turned off, the first switch element S1 is turned on, and the second switch element S2 is turned off. The first and second bit lines BL and NBL are boosted to the positive potential VDD, the first switch element S1 is turned off, and the second switch element S2 is turned on. Through the time constant, the ground line MCGL is boosted to the positive potential VDD / 2 over a time longer than the time constant of the flip-flop circuit, and the second switch element S2 is turned off. After a long time, the bit line (in the above example, the bit line NBL) on which
次に、各実施の形態に係る断熱充電メモリ回路(総称して、単に断熱充電メモリ回路という)のレイアウトについて説明する。 Next, the layout of the adiabatic charging memory circuit (collectively, simply referred to as adiabatic charging memory circuit) according to each embodiment will be described.
SRAMのレイアウトについては、図9に示す縦型と、図10に示す横型が知られている。 As the layout of the SRAM, a vertical type shown in FIG. 9 and a horizontal type shown in FIG. 10 are known.
図11は、縦型の2×2セルのレイアウトを示す図である。図1のワード線WLに該当するワード線WL0、WL1、図1のグラウンド線MCGLに該当するグラウンド線MCGL0、MCGL1を横方向に配置し、図1のビット線BLに該当するビット線BL0、BL1、正電位VDDに設定される配線(図示せず)を縦方向に配置するレイアウトが可能である。 FIG. 11 is a diagram illustrating a layout of a vertical 2 × 2 cell. The word lines WL0 and WL1 corresponding to the word line WL in FIG. 1, the ground lines MCGL0 and MCGL1 corresponding to the ground line MCGL in FIG. 1 are arranged in the horizontal direction, and the bit lines BL0 and BL1 corresponding to the bit line BL in FIG. A layout in which wirings (not shown) set to the positive potential VDD are arranged in the vertical direction is possible.
図12は、横型の2×2セルのレイアウトを示す図である。図1のワード線WLに該当するワード線WL0、WL1、正電位VDDに設定される配線(図示せず)を横方向に配置し、図1のビット線BLに該当するビット線BL0、BL1、図1のグラウンド線MCGLに該当するグラウンド線MCGL0、MCGL1を縦方向に配置するレイアウトが可能である。このレイアウトで、第1の実施の形態で説明した書き込みを行うと、グラウンド線が正電位VDDとなった際に、選択していない他の行のワード線のメモリセルのデータを消去してしまうので、このレイアウトで第1の実施の形態に係る書き込みは行えない。一方、このレイアウトで、第2の実施の形態で説明した書き込みを行っても、グラウンド線は正電位VDD/2までしか昇圧されないので、選択していない他の行のワード線のデータを保持でき、よって、このレイアウトで第2の実施の形態に係る書き込みを行うことができる。なお、縦型のレイアウトでは、グラウンド線は、異なるワード間で共有されることがないので、いずれの実施の形態に係る書き込みでも行うことができる。 FIG. 12 is a diagram showing a layout of a horizontal 2 × 2 cell. Word lines WL0 and WL1 corresponding to the word line WL in FIG. 1 and wirings (not shown) set to the positive potential VDD are arranged in the horizontal direction, and the bit lines BL0 and BL1 corresponding to the bit line BL in FIG. A layout in which the ground lines MCGL0 and MCGL1 corresponding to the ground line MCGL in FIG. 1 are arranged in the vertical direction is possible. If the writing described in the first embodiment is performed with this layout, when the ground line becomes the positive potential VDD, the data in the memory cells of the word lines in the other rows not selected are erased. Therefore, writing according to the first embodiment cannot be performed with this layout. On the other hand, with this layout, even if the writing described in the second embodiment is performed, the ground line is boosted only to the positive potential VDD / 2, so that the data of the word lines of other unselected rows can be held. Therefore, writing according to the second embodiment can be performed with this layout. In the vertical layout, since the ground line is not shared between different words, writing according to any embodiment can be performed.
また、各実施の形態では、ビット線BL、NBLを共に正電位VDDとしているために、選択しないワードのメモリセルへ誤ってデータが書き込まれることがない。 In each embodiment, since both the bit lines BL and NBL are set to the positive potential VDD, data is not erroneously written to the memory cells of the unselected word.
すなわち、ワード線WLを制御するデコーダ回路(図示せず)が、あるワード線WLを正電位VDDとする際、グリッチなどの影響により、他のワード線WLを瞬間的に正電位VDDにすることがある。このときに、ビット線BLを正電位VDD、ビット線NBLを零電位(または逆)にすると、反対のデータを誤って書き込むことが起こり得る。これを避けるためには、十分時間が経過した後、ワード線イネーブル信号を立ち上げ、グリッチのない安定状態の信号をワード線WLに伝達するという回路が必要となる。 That is, when a decoder circuit (not shown) that controls a word line WL sets a certain word line WL to a positive potential VDD, other word lines WL are instantaneously set to a positive potential VDD due to the influence of a glitch or the like. There is. At this time, if the bit line BL is set to the positive potential VDD and the bit line NBL is set to the zero potential (or reverse), the opposite data may be erroneously written. In order to avoid this, a circuit is required in which the word line enable signal is raised after a sufficient time has elapsed and a stable signal without glitch is transmitted to the word line WL.
図13は、この回路を示す図である。図14は、NANDゲートとインバータで構成した等価な回路を示す図である。図15は、回路のタイミングチャートである。 FIG. 13 is a diagram showing this circuit. FIG. 14 is a diagram showing an equivalent circuit composed of a NAND gate and an inverter. FIG. 15 is a timing chart of the circuit.
信号PRE−WORDは、デコーダ回路からの信号であり、グリッチを有する。ワード線イネーブル信号WORD−ENは、時刻t1において、正電位VDDとなる。この直後、信号WORDが正電位VDDとなる。よって、信号WORDにはグリッチが発生しないようにすることが可能となる。この信号WORDをワード線WLに伝達すればよいのである。しかし、図13、図14に示すような回路が必要となる。 The signal PRE-WORD is a signal from the decoder circuit and has a glitch. The word line enable signal WORD-EN becomes the positive potential VDD at time t1. Immediately after this, the signal WORD becomes the positive potential VDD. Therefore, it is possible to prevent a glitch from occurring in the signal WORD. This signal WORD may be transmitted to the word line WL. However, a circuit as shown in FIGS. 13 and 14 is required.
そこで、本発明の各実施の形態では、ビット線BL、NBLを共に正電位VDDとしているため、図13、図14に示すような回路が無くとも、選択しないワードのメモリセルへ誤ってデータが書き込まれることがないという利点がある。 Therefore, in each embodiment of the present invention, both the bit lines BL and NBL are set to the positive potential VDD. Therefore, even if there is no circuit as shown in FIGS. There is an advantage that it is not written.
BL,NBL…ビット線
FF…フリップフロップ回路
IV1,IV2…CMOSインバータ回路
MCGL…グラウンド線
N1〜N4…nMOSトランジスタ
P1,P2…pMOSトランジスタ
S1、S2…スイッチ素子
V1、V2…定電圧電源線
WL…ワード線
BL, NBL ... bit line FF ... flip-flop circuit IV1, IV2 ... CMOS inverter circuit MCGL ... ground line N1-N4 ... nMOS transistors P1, P2 ... pMOS transistors S1, S2 ... switch elements V1, V2 ... constant voltage power supply line WL ... Word line
Claims (2)
前記一方のCMOSインバータ回路の入力端と第1のビット線の間に接続されたトランジスタと、
前記他方のCMOSインバータ回路の入力端と第2のビット線の間に接続されたトランジスタと、
前記フリップフロップ回路内の各nMOSトランジスタのソース電極を接続するグラウンド線と零電位を呈する回路節点との間を開閉する第1のスイッチ素子と、
前記グラウンド線に一端を接続された第2のスイッチ素子とを備え、
前記各pMOSトランジスタのソース電極が正電位に保たれ、前記各トランジスタがオフ、前記第1のスイッチ素子がオン、前記第2のスイッチ素子がオフの状態で、前記第1、第2のビット線を前記正電位まで昇圧し、
前記第1のスイッチ素子がオフに変化し、前記第2のスイッチ素子がオンに変化した状態で、前記第2のスイッチ素子を介して、前記時定数よりも長い時間をかけて、前記グラウンド線を前記正電位まで昇圧し、
前記第2のスイッチ素子がオフに変化し、前記各トランジスタがオンに変化した状態で、前記時定数よりも長い時間をかけて、前記第1、第2のビット線の内の、前記フリップフロップ回路にデータ0を書き込む側のビット線を前記正電位から零電位まで降圧させることを特徴とする断熱充電メモリ回路。 A flip-flop circuit in which CMOS inverter circuits including a pMOS transistor and an nMOS transistor connected in series are complementarily connected;
A transistor connected between the input end of the one CMOS inverter circuit and the first bit line;
A transistor connected between an input terminal of the other CMOS inverter circuit and a second bit line;
A first switch element that opens and closes between a ground line connecting a source electrode of each nMOS transistor in the flip-flop circuit and a circuit node exhibiting a zero potential;
A second switch element having one end connected to the ground line,
The first and second bit lines are maintained in a state where the source electrode of each pMOS transistor is maintained at a positive potential, each transistor is off, the first switch element is on, and the second switch element is off. Is increased to the positive potential,
With the first switch element changed to OFF and the second switch element changed to ON, the ground line is passed through the second switch element over a time longer than the time constant. Is increased to the positive potential,
In the state where the second switch element is turned off and the transistors are turned on, the flip-flops in the first and second bit lines are taken over a time longer than the time constant. An adiabatic charging memory circuit, wherein the bit line on the side where data 0 is written to the circuit is stepped down from the positive potential to the zero potential.
前記一方のCMOSインバータ回路の入力端と第1のビット線の間に接続されたトランジスタと、
前記他方のCMOSインバータ回路の入力端と第2のビット線の間に接続されたトランジスタと、
前記フリップフロップ回路内の各nMOSトランジスタのソース電極を接続するグラウンド線と零電位を呈する回路節点との間を開閉する第1のスイッチ素子と、
前記グラウンド線に一端を接続された接続された第2のスイッチ素子とを備え、
前記各pMOSトランジスタのソース電極が正電位に保たれ、前記各トランジスタがオフ、前記第1のスイッチ素子がオン、前記第2のスイッチ素子がオフの状態で、前記第1、第2のビット線を前記第1の正電位まで昇圧し、
前記第1のスイッチ素子がオフに変化し、前記第2のスイッチ素子がオンに変化した状態で、前記第2のスイッチ素子を介して、前記時定数よりも長い時間をかけて、前記第1の正電位より低い第2の正電位まで前記グラウンド線を昇圧し、
前記第2のスイッチ素子がオフに変化した状態で、前記時定数よりも長い時間をかけて、前記第1、第2のビット線の内の、前記フリップフロップ回路にデータ0を書き込む側のビット線を前記第2の正電位まで降圧させ、さらに前記各トランジスタがオンに変化した状態で、前記時定数よりも長い時間をかけて、当該ビット線を零電位まで降圧させることを特徴とする断熱充電メモリ回路。 A flip-flop circuit in which CMOS inverter circuits including a pMOS transistor and an nMOS transistor connected in series are complementarily connected;
A transistor connected between the input end of the one CMOS inverter circuit and the first bit line;
A transistor connected between an input terminal of the other CMOS inverter circuit and a second bit line;
A first switch element that opens and closes between a ground line that connects a source electrode of each nMOS transistor in the flip-flop circuit and a circuit node that exhibits zero potential;
A second switch element connected at one end to the ground line,
The first and second bit lines are maintained with the source electrode of each pMOS transistor kept at a positive potential, each transistor off, the first switch element on, and the second switch element off. Is increased to the first positive potential,
In a state where the first switch element is turned off and the second switch element is turned on, the first switch element is passed through the second switch element over a time longer than the time constant. Boosting the ground line to a second positive potential lower than the positive potential of
A bit on the side of writing data 0 to the flip-flop circuit in the first and second bit lines over a time longer than the time constant with the second switch element turned off. The heat insulation is characterized in that the line is stepped down to the second positive potential, and the bit line is stepped down to zero potential over a time longer than the time constant in a state where each transistor is turned on. Charging memory circuit.
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JPH09270468A (en) * | 1996-03-29 | 1997-10-14 | Fujitsu Ltd | Cmos type srram cell and semiconductor device using it |
JPH11185476A (en) * | 1997-12-18 | 1999-07-09 | Toshiba Corp | Semiconductor storage device |
JP2002184870A (en) * | 2000-12-18 | 2002-06-28 | Mitsubishi Electric Corp | Static semiconductor storage device |
JP2007226927A (en) * | 2006-02-27 | 2007-09-06 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Thermally insulated charge memory circuit and data writing method |
JP2009129495A (en) * | 2007-11-22 | 2009-06-11 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Heat insulation charge memory circuit |
-
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09270468A (en) * | 1996-03-29 | 1997-10-14 | Fujitsu Ltd | Cmos type srram cell and semiconductor device using it |
JPH11185476A (en) * | 1997-12-18 | 1999-07-09 | Toshiba Corp | Semiconductor storage device |
JP2002184870A (en) * | 2000-12-18 | 2002-06-28 | Mitsubishi Electric Corp | Static semiconductor storage device |
JP2007226927A (en) * | 2006-02-27 | 2007-09-06 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Thermally insulated charge memory circuit and data writing method |
JP2009129495A (en) * | 2007-11-22 | 2009-06-11 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Heat insulation charge memory circuit |
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