JPH023171A - スタティックram - Google Patents

スタティックram

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JPH023171A
JPH023171A JP63135101A JP13510188A JPH023171A JP H023171 A JPH023171 A JP H023171A JP 63135101 A JP63135101 A JP 63135101A JP 13510188 A JP13510188 A JP 13510188A JP H023171 A JPH023171 A JP H023171A
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JP
Japan
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word line
word
transistor
voltage
potential
Prior art date
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Pending
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JP63135101A
Other languages
English (en)
Inventor
Fumio Miyaji
宮司 文雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Priority to US07/359,153 priority patent/US5046052A/en
Priority to EP89305540A priority patent/EP0345065B1/en
Priority to DE68917792T priority patent/DE68917792T2/de
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、メモリセルを選択するワード線を駆動するた
めのワード線駆動回路を存したスタティックRAMに関
し、特に内部降圧電圧を用いて動作させるようなスタテ
ィックRAMに関する。
〔発明の概要) 本発明は、メモリセルを選択するワード線を駆動するた
めのワード線駆動回路を存したスタティックRAMにお
いて、書き込み時にワード線に高電圧を印加し、読み出
し時にワード線に低電圧を印加するワード線駆動回路を
設けることにより、メモリセルのサイズを大きくするこ
となく動作マージンを向上させることが可能なスタティ
ックRAMを提供しようとするものである。
〔従来の技術〕
従来より、第3図に示す構成のスタチックRAMが知ら
れている。
すなわち、上記スタティックRAMは、インバータ回路
を有するワード線駆動回路31と、終端部に負荷トラン
ジスタ40.41が設けられた一対のビット線BLI、
BL2と、該ビット綿BL1、BL2間と接続するワー
ドトランジスタ33゜34を有したメモリセル35と、
データ書き込み用トランジスタ42.43とを主たる構
成としている。
ここで、上記メモリセル35は、上記ワードトランジス
タ33.34の他に抵抗素子36.37とドライバトラ
ンジスタ38.39等の素子から構成されている。そし
て、その抵抗素子36,37の一端には電源電圧として
Vcc”5Vが印加されるようになっている。また、ワ
ードトランジスタ33.34のゲートは、ワード線駆動
回路31によって選択されるワード線WLと接続されて
いる。そして、上記ワードトランジスタ33.34のソ
ース、ドレインは、点P及び点Qにおいてドライバトラ
ンジスタ3839のゲートと接続されている。
また、上記ピント線BL1.BL2の終端部に設けられ
た負荷トランジスタ40.41には、電圧V cc =
5 Vが印加されるようになっている。
上述のような回路構成を有するスタティックRAMは、
次のような動作を行う。すなわち、第4図に示すように
、時刻L0でライトイネーブル信号WEがGNDからV
CCへと立ち上がり、その後やや遅れてワード&%WL
の信号φWLがGNDからVCCへと立ち上がる(時刻
t1)、上記ワード線WLの信号φWLの立ち上がりと
同時に時刻tでデータ信号DATAがGNDからVCC
へと立ち上がる。この時、ワードトランジスタ34はオ
ン状態となり、点Pにおける電位■2はGNDから上記
ワードトランジスタ34の有するしきい値■い分だけ低
下した電圧V、=V、c−Vいへと変化する。これに対
して、ワードトランジスタ33はオフ状態となり、点Q
における電位v0は■。−VCC−■いからGNDへと
変化する。なお、ここで上記ワードトランジスタ33.
34のしきい値Vtkは■い。(基板バイアスOV)に
ΔVい(基板バイアス効果によるVいの上昇分)を加え
た値である。
例えば上述の従来の回路構成において、ワード線WLの
電位が5 V (=Vcc) 、基板バイアス0■時の
しきい値が■い。=約0.8 Vの場合には、基板バイ
アス効果によるVいの上昇分はΔ■いm。1.OVとな
る。そのため、ワードトランジスタ33のしきい値は■
い=約1.8■と大きくなる。
従って、点Pの電圧■、は、V、=V、、−VいよりV
、−約3.2■となる。
ここで、メモリセルの動作マージンは、■。
■い。で表すことができ、これに上述の値を代入すると
V、−Vい。=3.2 V−0,8V=2.4 Vとな
り、メモリセルの動作マージン上問題のないレベルとな
る。
[発明が解決しようとする課題〕 ところが、メモリセルの微細化が進むに連れ、上記メモ
リセルの信頬性の観点から電源電圧としてVcc=5V
の使用が非常に難しいものとなっている。その結果、メ
モリセルに対しては内部降圧電圧を使用せざるを得ない
。上記内部降圧電圧VINとしては、VIN=3〜4■
が提案されているが、基板バイアス0■時のしきい値V
LSI。が略一定であるため、例えばメモリセル内の点
Pにおける電圧■、はVr =V+s  Vいで与えら
れることとなりVp=約1.5v〜2.5vとなってし
まう。したがって、メモリセルの動作マージンはv、 
 vth。
より、約0.7■〜1.7■となり、電源電圧として5
■を印加していた場合に比ベメモリセルの動作マージン
が著しく小さくなってしまう。
そこで、本発明においては上述の技術的な課題に鑑み、
ワード線駆動回路を用いたスタティックRAMにおいて
、メモリセルのサイズを大きくすることなく書き込み時
の動作マージンを向上させることができるスタティック
RAMを提供することを目的とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は上述の目的を達成するために、スタティックR
AMにおいて、書き込み時にはワード線に対して高電圧
を印加し、読み出し時にはワード線に対して低電圧を印
加するワード線駆動回路を有することを特徴とするもの
である。
ここで、上記低電圧は上記高電圧よりも低い電圧である
が、その低電圧がゲートに印加されたワードトランジス
タのg7の値では十分な読み出しが可能な電圧であり、
例えば、その読み出し動作のβ5レシオを変化させない
電圧とされる。上記高電圧は上記低電圧より高い電圧で
あって、−例としてワードトランジスタのしきい電圧V
い分だけ上記低電圧より高い電圧にしても良い。
また、上記スタティクRAMは、例えば内部降圧手段を
有した構成とすることができ、その場合には、上記高電
圧を例えば外部電源電圧(Vcc)とし、同時に上記低
電圧を内部降圧手段からの内部降圧電圧(V +s)に
することができる。
〔作用〕
例エバ、ビット線の゛H″レベル(ハイレベル)が内部
降圧電圧VINとされるスタティクRAMにおいて、書
き込み時に、上記ワード線駆動回路を用いて高電圧とし
て例えば電源電圧■。、をワードトランジスタのゲート
に供給するものとする。ワードトランジスタのソース側
の電位を■、とすると、vcc  VIN≧■いの場合
には、VP −VINとなり、また、Vcc  V+s
<Vthの場合には、■。
”’VCCVLhとなる。
したがって、従来に比較して十分にワードトランジスタ
のソース側の電位■2が引き上げられることになり、動
作マージンが確保される。
また、一般にメモリセルの記憶保持特性は、g、(ドラ
イバトランジスタ) で与えられるβ、によって定められている。従って、上
述のように読み出し時に、ワード線駆動回路から低電圧
である例えば内部降圧電圧■1工を印加することで、メ
モリセル全体としてのgaのバランス(β、)は保たれ
たままとなり、素子の微細化を図ることができる。すな
わち、仮にワードトランジスタのg、を増大させたまま
読み出しを行って、それにドライブトランジスタのg、
を追従させるためにチャンネル幅を大きくするようなこ
とを行うのに比較して、微細化した素子をそのまま用い
ることができる。
〔実施例〕
以下、本発明の具体的な実施例について図面を参考にし
て説明する。
本発明を適用したスタティックRAMの回路構成を第1
図に示す。
上記スタティックRAMは、ワード線駆動回路1と、終
端部に負荷トランジスタ14.15が設けられた一対の
ビット線BL1.BL2と、該ビット線BLI、BL2
間と接続するワードトランジスタ7.8を有したメモリ
セル9(洒単のため1つのみ図示している。)を主たる
構成としている。
ここで、上記メモリセル9は、上記ワードトランジスタ
7.8の他に抵抗素子10.11とドライバトランジス
タ12.13を有している。上記抵抗素子10.11の
一端は電圧として内部降圧電圧VIN(例えば−3〜4
V)が印加されるようになっており、他端はドライバト
ランジスタ12゜13のドレインと接続されている。ま
た、上記ドライバトランジスタ12.13のソースは共
通に接地されており、ゲートはワードトランジスタ7゜
8のソース・ドレインと点21点Qにおいて接続されて
いる。また、ワードトランジスタ7.8の各ゲートは、
ワード線駆動回路1から選択されるワード線WLと接続
されている。
なお、上記ビット線BLI、BL2の終端部に設けられ
た負荷トランジスタ14.15はゲートが共通に接地さ
れ、そのソースには内部降圧電圧VINが供給されてい
る。また、上記ビット線BL1、BL2間に接続してい
るデータ書き込み用トランジスタ16.17は、ライト
イネーブル信号W已で制御され、そのデータ信号DAT
Aはデータ書き込み用トランジスタ17を介してビット
線BL2に供給されると共に、インバータ回路18を介
してデータ書き込み用トランジスタ16に供給される。
上記ワード線駆動回路1は、3つのpMOsトランジス
タ2.3.4と1つのnMOsトランジスタ5及びイン
バータ回路6から構成されている。
上記pMO3)ランジスタ2は、ソースに高電圧である
電源電圧Vcc(例えば=5■)が印加され、そのゲー
トにはインバータ回路7を介してライトイネーブル信号
WEが供給されている。また、2MO3)ランジスタ3
は、ソースに低電圧である内部降圧電圧■、が印加され
、ゲートにはライトイネーブル信号WEが直接供給され
ている。そして、上記pMO3)ランジスタ2,3の各
ドレインは、上記PMOSトランジスタ4のソースと接
続されている。また、上記pMO3)ランジスタ4とn
MO3)ランジスタ5は、インバータ回路を構成してお
り、上記PMOSトランジスタ4とnMOSトランジス
タ5のそれぞれゲートには、信号wI!、が供給される
ようになっている。そして、pMO3)ランジスタ4と
nMOSトランジスタ5のドレインは、共通してワード
線WLと接続されている。
上述のような回路構成を有する本実施例のスタティック
RAMは、次のような動作を行う。
すなわち、第2図に示すように、当初、ライトイネーブ
ル信号WEの電位はGNDレベル、信号wlの電位はV
INCCレベルード線WLの信号φWL及びデータ信号
DATAの電位はGNDレベルであるものとする。また
、前のサイクルのデータは残存していて、メモリセル内
の点Pの電位V。
ハG N Dレベル、点Qの電位V、は■、レベルの状
態であるものとする。
この状態の後、書き込みを行う場合には、時刻t0でラ
イトイネーブル信号WEの電位がGNDからVINへと
立ち上がり、その後やや遅れて信号wlの電位がVIN
からGNDへと立ち下がる(時刻1+ )、そして、ワ
ード線駆動回路1内のpMOSトランジスタ2はオン、
pMO3)ランジスク3はオフ、そしてpMO3)ラン
ジスタ4がオンの状態となり、ワード線WLの信号φW
Lの電位はGNDからVCCレベルへと立ち上がる。
ここで、データ入力されてデータDATA信号が、時刻
も、の時にVINCCレベル立ち上がるとすると、ビッ
ト線BLIはGNDレベル、ビット線BL2はVTMレ
ベルとなる。
次に、時刻t2で、ワードトランジスタ8のゲートはV
CCレベル、ドレインはV0レベルとされる。ここで上
記ワードトランジスタ8のしきい電圧を■chc=Vc
ho+ΔVth)とした時は、VCCV+S≧■いのと
きには、点Pの電位■Pは■P=■、となり、また、v
CC−vlNく■いのときには、点Pの電位■2はV、
=V、、−Vいとなる。
したがって、書き込み時のワードトランジスタのゲート
電位をVCCにまで引き上げることにより点Pにおける
電位を高くすることができ、当該スタティックRAMの
動作マージンを確保することができる。なお、ワードト
ランジスタ7側では、点Qの電位はV+++からGND
に立ち下がる。
一方、読み出し時には、時刻1.でライトイネーブル信
号WEが■、からGNDへと立ち下がる。
この時、ワード線駆動回路1内のpMO3)ランジスタ
2はオフ、pMOSトランジスタ3はオンの状態となり
、ワード線WLの電圧φWLは時刻t4で読み出し時の
低電圧であるV+Sレベルまで立ち下がる。このように
、ワード線駆動回路1からVINを供給することで、ド
ライバトランジスタのgmとワードトランジスタgmの
比によって決まるメモリセル全体としてのg、のバラン
ス(β1、l)は保たれたままとなり、不要に素子のチ
ャンネル幅等を増大させる必要もなく、素子の微細化を
図ることができる。
なお、選択されないワード線WLに関しては、nMOS
トランジスタ5がオンとなり、CNDレベルにされる。
また、本発明のスタティックRAMは、上述の実施例に
限定されず、その要旨を逸脱しない範囲での種々の変更
が可能である。
〔発明の効果〕
以上の説明より明らかなように、本発明のスタティック
RAMは、書き込み時にワード線に高電圧が印加される
ように動作するワード線駆動回路を有しているため、ワ
ードトランジスタのソース側(ドライバトランジスタ側
)の電位を高めることができ、メモリセルの動作マージ
ンを向上させることができる。また、読み出し時ではワ
ード線駆動回路から、低電圧がワード線に印加され、最
小のセルサイズのままでデータを有効に記憶保持するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るスタティックRAMの−例を示す
回路図であり、第2図はその動作を説明するための波形
図である。また、第3図は従来のスタティックRAMの
一例を示す回路図である。 第4図はその動作を説明するための波形図である。 l・・・ワード線駆動回路 2.3.4・・・pMO3)ランジスタ5・・・nMO
3)ランジスタ フ、8・・・ワードトランジスタ 9・・・メモリセル 10.11・・・抵抗素子 12.13・・・ドライバトランジスタ14.15・・
・負荷トランジスタ BLI、BL2・・・ビット線 WL・・・ワード線 特許出願人   ソニー株式会社 代理人  弁理士  小泡  晃 同   山村 榮− 同    佐胚   勝 第2 く ヒ く

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  書き込み時にワード線に高電圧を印加し、読み出し時
    にワード線に低電圧を印加するワード線駆動回路を有す
    るスタティックRAM。
JP63135101A 1988-06-01 1988-06-01 スタティックram Pending JPH023171A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63135101A JPH023171A (ja) 1988-06-01 1988-06-01 スタティックram
US07/359,153 US5046052A (en) 1988-06-01 1989-05-31 Internal low voltage transformation circuit of static random access memory
EP89305540A EP0345065B1 (en) 1988-06-01 1989-06-01 Memories
DE68917792T DE68917792T2 (de) 1988-06-01 1989-06-01 Speicher.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63135101A JPH023171A (ja) 1988-06-01 1988-06-01 スタティックram

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH023171A true JPH023171A (ja) 1990-01-08

Family

ID=15143863

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63135101A Pending JPH023171A (ja) 1988-06-01 1988-06-01 スタティックram

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