JPH03205693A - 断続メモリにおいてメモリセルと共に用いるためのバイアス回路 - Google Patents

断続メモリにおいてメモリセルと共に用いるためのバイアス回路

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JPH03205693A
JPH03205693A JP2187007A JP18700790A JPH03205693A JP H03205693 A JPH03205693 A JP H03205693A JP 2187007 A JP2187007 A JP 2187007A JP 18700790 A JP18700790 A JP 18700790A JP H03205693 A JPH03205693 A JP H03205693A
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JP
Japan
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transistor
channel
bit line
memory cell
bias circuit
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JP2187007A
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Stuart T Auvinen
スチュアート・ティ・オービネン
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Advanced Micro Devices Inc
Original Assignee
Advanced Micro Devices Inc
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
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    • G11C11/413Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing, timing or power reduction
    • G11C11/417Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing, timing or power reduction for memory cells of the field-effect type
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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
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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】 発明の背景 この発明は、一般的にはメモリセル回路に関し、より特
定的には、アレイにおけるビットラインが電力を消費す
ることなしに漏れ電流に対して補償するように連続的に
バイアスをかけられる先入れ先出し(FIF○)メモリ
アレイのような断続メモリのためのバイアス回路に関す
るものである。
一般的には、メモリは固定されたサイクル回数を有さな
いとき、セルにおいてストアされたデータの損失のため
の故障を被ることがあり得る。そのようなメモリセルに
おいてストアされたデータは読出される必要があること
を仮定すると、読出し行ラインは典型的にはメモリセル
を1対の読出しビットラインに接続するように起動化さ
れる。
こうして、セルにおいてストアされたデータはビットラ
インへ転送されるであろう。もしビットライン上に漏洩
があれば、この読出しサイクルの間に故障が生ずるかも
しれない。これは、ビットラインおよびメモリセル上の
電荷のすべては漏洩されることがあり得て、それによっ
てメモリセルにおけるデータの損失の結果を引き起こす
からである。
漏洩の問題は通常の読出しアクセス時間と比べて相対的
に遅いプロセスであるので、もし読出しサイクルが十分
速く終れば故障は生じないであろう。したがって、漏洩
の問題は、ただ読出しサイクルが不確定の量の時間にわ
たって生ずることを許容するFIF○メモリのような断
続メモリだけにより遭遇される。
この問題の2つの先行技術の解決が知られている。1つ
の方策は、読出しサイクルがサイクルが始まった後に固
定された量の時間で終えるようにさせることである。し
かしながら、これはサイクルを終えるためのメモリアレ
イの内部のクロックまたはタイミング回路の使用を必要
とする。この方策のための内部のクロックはただ複雑な
だけではなく、温度、処理および供給電圧のための変化
に感応的である。
第1図において示されるように、IK×9の深さのFI
FOメモリ上に用いられている第2の方策は、1対のト
ランジスタによりビットラインに活発にバイアスをかけ
ることである。これらのトランジスタN4およびN5は
、漏洩されるより多い電流をビットラインに供給するよ
うに設計される。あいにく、この方策についての問題は
、1対のトランジスタの一方がメモリセルが読出しサイ
クルの間に「ロー」に保持しているビットラインをハイ
にバイアスしていることである。結果として、電力放散
を引き起こす接地への直流経路が提供される。このトラ
ンジスタは電力ドレインを最小化するように弱くされる
ことができるが、これはトランジスタが大きくつくられ
ねばならず、それによって費用を増加しかつより多くの
チップ面積を占有するという不利益を被る。
この発明は、1対のビットラインのただ一方の、メモリ
セルが読出しサイクルの間に「ハイ」に保持しているビ
ットラインだけがバイアスされる、第2の方策にわたっ
た改良を表わす。メモリセルが「ロー」に保持している
他方のビットラインは少しもバイアスされない。こうし
て、電力放散は生じないであろう。
発明の概要 したがって、この発明の一般的な目的は、製造および組
立てのために比較的簡単かつ経済的であり、しかしなお
先行技術のバイアス回路の不利益を克服する、断続メモ
リのための改良されたバイアス回路を提供することであ
る。
この発明の目的は、電力を消費せずに漏れ電流に対して
補償するような、断続メモリのためのバイアス回路を提
供することである。
この発明の他の目的は、漏洩に対して補償するように読
出し動作の間にビットラインを連続的にバイアスするた
めのNチャネルMOSバイアストランジスタおよび交差
結合されたハーフラッチ回路を含む、断続メモリにおい
てメモリセルと共に用いるためのバイアス回路を提供す
ることである。
これらの狙いおよび目的に従って、この発明は、メモリ
セル、NチャネルMOSバイアストランジスタおよび交
差結合されたハーフラッチ回路を含み、メモリセルにお
いてデータが書込まれかつ検出されることができる、断
続メモリにおいてメモリセルと共に用いるためのバイア
ス回路の提供に関するものである。メモリセルは、ワー
ドラインにおよび対応する第1および第2のセンスノー
ドにおいて第1のおよび第2のビットラインの間に結合
される。Nチャネルトランジスタは、そのゲートおよび
ドレインを電源電位に接続させる。交差結合されたハー
フラッチ回路は、第1のPチャネルMOSトランジスタ
および第2のPチャネルMOSトランジスタから形成さ
れる。第1のPチャネルトランジスタは、そのソースが
第2のPチャネルトランジスタおよびNチャネルトラン
ジスタのソースに接続される。第1のPチャネルトラン
ジスタは、そのゲートが第2のPチャネルトランジスタ
のドレインおよび第2のビットラインに接続される。第
2のPチャネルトランジスタは、そのゲートが第1のP
チャネルトランジスタのドレインおよび第1のビットラ
インに接続される。
この発明のこれらおよびその他の目的および利点は、類
似の参照数字が全体にわたって対応する部分を示す添付
の図面と関連して読まれたとき、以下の詳細な説明から
より十分に明らかになるであろう。
好ましい実施例の説明 さて、図面の第1図を参照すると、1対のビットライン
12および14をバイアスするための先行技術のバイア
ス回路10の概略回路図が、示される。メモリセル16
は、ワードライン18に接続され、かつセンスノードS
gにおける第1のビットライン12および第2のセンス
ノードs1における第2のビットライン14の間に接続
される平衡回路は、NチャネルMOSトランジスタNI
N2およびN3から形成される。トランジスタN1は、
そのドレインが電源電圧または電位VCcに接続され、
かつそのソースがビットライン12に接続される。トラ
ンジスタN2はそのドレインが電源電位VCCに接続さ
れ、かつそのソースをビットライン14に接続される。
トランジスタN3は、そのドレインおよびソースがビッ
トライン12および14の間にそれそれに接続される。
トランジスタN1、N2およびN3は、一緒にかつ平衡
信号BLEQを受ける人カノード20に接続される。平
衡信号BLEQかハイの論理または「1」のレベルであ
るとき、トランジスタN1ないしN3はオンにされ、そ
れによって、平衡電圧を整定するようにビットライン1
2および14を一緒に接続する。
メモリ七ル16へおよびメモリセル16からデータを経
路付けするために、ビットライン12および14の各々
は、メモリセル16へおよびメモリセル16からデータ
を経路付けするために列トランジスタN6およびN7が
設けられる。トランジスタN6は、そのドレインおよび
ソースが第1のセンスノードS〆および真のデータライ
ン22の間に接続される。トランジスタN7は、そのド
レインおよびソースが第2のセンスノードS1および補
足的なデータライン24の間に接続される。
トランジスタN6およびN7のゲートは、一緒におよび
列選択信号COLSELを受ける入カノード26に接続
される。
バイアス回路10は、1対のNチャネルMOSバイアス
トランジスタN4およびN5からなる。
トランジスタN4は、そのドレインおよびゲートが電源
電位VCCに接続され、かつそのソースか第1のビット
ライン12に接続される。トランジスタN5は、そのド
レインおよびゲートが電源電圧VCCに接続され、かつ
そのソースを第2のビットライン14に接続される。
動作において、メモリセル16は通常は2つの安定した
状態の一方にあり、セルの一方の側部はハイの論理また
は「1」のレベルにあり、セルの他方の側部は低い論理
または「カ」のレベルにあり、または逆もまた同様であ
る。メモリセルの左の側部が「1」のレベルにあり、か
つメモリセルの右の側部が「y」のレベルにあると仮定
する。
データがメモリセル16から読出されることが必要とさ
れるとき、ワードライン18はセルのデータがビットラ
イン12および14上に置かれるように、起動化される
。したがって、第1のセンスノードSyは「1」に位置
し、かつ第2のセンスノードS1は「y」に位置するで
あろう。結果として、バイアストランジスタN5はオン
にされ、それによって電流経路をつくるであろう。結果
として、トランジスタN5を介して電力放散があるであ
ろう。電力放散がないように、トランジスタN4はオフ
にされ名こと力く注目されるであろう。
もしメモリセルの左側部が「y」のレベルにあり、かつ
右の側部が「1」のレベルにあれば、次いでバイアスト
ランジスタN4はオンにされかつトランジスタN4を介
して電力放散がある。いかなる場合も、バイアストラン
ジスタの一方は、メモリセルが「ロー」に保持するビッ
トラインを、それを介して不要の電力放散を引き起こす
ように、常にハイにバイアスしているであろう。データ
が読出された後で、ビットライン12および14を一緒
に接続するように平衡信号BLEQが与えられる。結果
として、ビットラインは、次の読出しサイクルの準備の
ために平衡電圧へ戻される。
第2図において、FIFOメモリアレイのような断続メ
モリにおいて1対のビットライン12および14をバイ
アスするための、この発明のバイアス回路30の概略回
路図が示される。FIFOのような二重ポートのメモリ
アレイにおいて各々が第2図において示されるものと類
似の他のバイヤス回路に結合される付加的なビットライ
ンの対があり、かつ第2図において示される1つ以外の
ビットライン12および14の間に結合された付加的な
メモリセルがあることが、理解されるべきである。さら
に、メモリアレイの全体の動作に関連し、この発明の動
作原理の理解の特定的に関連しないいくつかの機能が、
明快さのために故意に省略されている。先行技術のバイ
アス回路IOと対照をなして、バイアス回路30は電力
を消費せずに電流の漏洩に対して補償するように、メモ
リアレイにおいてビットライン12および14を連続的
にバイアスする。バイアス回路30は、NチャネルMO
SバイアストランジスタM1および一対のPチャネルM
OSトランジスタM2およびM3からなる交差結合され
たハーフラッチ回路32からなる。
バイアストランジスタM1は、そのドレインが電源電位
VCCに接続され、そのソースがラッチトランジスタM
2およびM3のソースに接続される。バイアストランジ
スタM1のゲートは、入力ノード34を介して電源電位
■CCに接続される。
ラッチトランジスタM2は、そのゲートがラッチトラン
ジスタM3のドレインおよびビットライン14に接続さ
れる。ラッチトランジスタM3は、そのゲートがラッチ
トランジスタM2のドレインおよびビットライン12に
接続される。バイアストランジスタM1は、ラッチトラ
ンジスタM2およびM3の共用のソースが電源電位VC
CまたはVb Ia − =VCC  V− nより下
のしきい値降下Vtnにおいてバイアスする働きをし、
■.7は人体降下の向上されたしきい値である。このバ
イアス電圧Vblasは、セルの安定性のためにおよび
速い読出しならびに書込み動作を促進するために、望ま
れる。ラッチトランジスタは、ビットライン12および
l4の状態を保持する働きをする。さらに、ラッチトラ
ンジスタは、電源電位VCCおよび接地の間の直接の経
路をオフにすることにより、電力の放散を妨げる。これ
らのトランジスタM2およびM3は、低い費用および弱
い駆動を与え、したがって読出しまたは書込み動作の速
力を落とすことを避けるように比較的小さいサイズに設
計される。
代替的には、バイアストランジスタM1のゲートは、電
源電位VCCに結合されるよりは、クロック発生器(示
されない)からのクロックパルスを受けるために人カノ
ード34を介して接続されてもよい。この場合には、バ
イアストランジスタM1は、ひとたびビットライン12
および14が据えられるとクロックパルスにより起動化
され、かつ平衡信号BLEQが与えられる時間の間に非
起動化される。
次に、第2図のメモリセル16の読出し動作が述べられ
るであろう。読出し動作の間、メモリセル16はビット
ラインの一方をローの論理または「y」のレベルに引き
、かつビットラインの他方をハイの蕩理または「1」の
レベルに残すであろう。メモリセルの左の側部はローの
論理レベルにあり、かつメモリセルの右の側部はノ)イ
の論理レベルにあると仮定する。ワードライン18が起
動化されるとき、第1のセンスノードSOはローの論理
レベルに置かれ、かつ第2のセンスノードS1はハイの
論理レベルに置かれるであろう。
結果として、ビットライン14上のハイの論理レベルは
PチャネルラッチトランジスタM2のゲートに与えられ
、それによって同一のものをオフにする。こうして、ト
ランジスタM2を介して電流は引き込まれないであろう
。他方では、ビットライン12上のローの論理レベルが
、トランジスタM3をオンにするPチャネルラッチトラ
ンジスタM3のゲートに与えられる。これは、トランジ
スタM3がビットライン14を、その点においてトラン
ジスタM3がオフにされるであろうハイの論理レベル、
またはバイアス電圧Vb+amに保持するようにさせる
ビットライン14からのいずれの電荷の漏洩も、トラン
ジスタM3がオンに戻されるようにさせるようにビット
ライン14上の電圧を下げるであろう。これは、順に、
ビットライン14がバイアス電圧Vblasまで引き戻
されるようにさせる。
こうしてわかるように、ビットライン14上に経路がな
いので、全く無視してよい、漏れ電流を除いては、トラ
ンジスタM3を介して電力は放散されないであろう。
前の詳細な説明から、この発明は、電力を消費すること
なしにビットライン上の漏洩に対して補償する、断続メ
モリにおけるメモリセルと共に用いるための改良された
バイアス回路を提供することがわかる。この発明のバイ
アス回路は、NチャネルMOSバイアストランジスタお
よび第1のPチャネルMOSトランジスタおよび第2の
PチャネルMOSトランジスタからなる交差結合された
ハーフラッチ回路を含む。
現在この発明の好ましい実施例であると考慮されるもの
が例示され、かつ述べられてきたが、様々な変更および
修正が行なわれてもよく、かつこの発明の真の範囲から
逸脱することなしにそれのエレメントのために均等物が
代用されてもよいことは、当業者には理解されるであろ
う。加えて、特定の状態または材料を、この発明の教示
にその中心の範囲から逸脱することなしに適合させるよ
うに、多くの修正が行なわれてもよい。したがって、こ
の発明はこの発明を実施するために企図される最良のモ
ードとして開示される特定の実施例に制限されないが、
この発明は前掲の特許請求の範囲に属するすべての実施
例を含むであろうことが意図される。
【図面の簡単な説明】
第1図は、1対のビットラインをバイアスするための先
行技術のバイアス回路の概略回路図である。 第2図は、この発明の原理に従って構成された、l対の
ビットラインをバイアスするためのバイアス回路の概略
回路図である。 図において、10は先行技術のバイアス回路、12およ
び14は1対のビットライン、16はメモリセル、18
はワードライン、20は入カノード、22は真のデータ
ライン、24は補足的なデータライン、26は入カノー
ド、30はこの発明のバイアス回路、32は交差結合さ
れたハーフラッチ回路、34は入カノード、N1、N2
、N3、N4およびN5はNチャネルMOSトランジス
タ、N6およびN7は列トランジスタ、M1はバイアス
トランジスタ、M2およびM3はラッチトランジスタで
ある。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)メモリセルにおいてデータが書込まれかつ感知さ
    れることができる、断続メモリにおいてメモリセルと共
    に用いるためのバイアス回路であって、 ワードラインにおよび対応する第1および第2のセンス
    ノードにおいて第1および第2のビットライン(12、
    14)の間に結合されるメモリセル(16)と、 そのゲートおよびドレインが電源電位(VCC)に接続
    されるNチャネルMOSバイアストランジスタ(M1)
    と、 第1のPチャネルMOSトランジスタ(M2)および第
    2のPチャネルMOSトランジスタ(M3)からなる交
    差結合されたハーフラッチ回路とを含み、前記第1のP
    チャネルトランジスタ(M2)はそのソースが前記第2
    のPチャネルトランジスタ(M3)および前記Nチャネ
    ルトランジスタ(M1)に接続され、前記第1のPチャ
    ネルトランジスタ(M2)はそのゲートが前記第2のP
    チャネルトランジスタ(M3)のドレインおよび前記第
    2のビットライン(14)に接続され、前記第2のPチ
    ャネルトランジスタ(M3)はそのゲートが前記第1の
    Pチャネルトランジスタ(M2)および前記第1のビッ
    トライン(12)に接続され、さらに 前記第1および第2のPチャネルトランジスタ(M2、
    M3)は、電力を消費することなしに漏洩に対して補償
    するように、読出し動作の間に前記ビットラインを連続
    的にバイアスする、バイアス回路。
  2. (2)前記Nチャネルトランジスタ(M2)のドレイン
    は、電源電位(VCC)以下の1つのしきい値降下に等
    しいバイアス電圧(V_b_i_a_s)を供給する、
    請求項1に記載のバイアス回路。
  3. (3)メモリセルにおいてデータが書込まれかつ検出さ
    れることのできる、断続メモリにおいてメモリセルと共
    に用いるためのバイアス回路であって、 ワードラインにおよび対応する第1および第2のセンス
    ノードにおいて第1のおよび第2のビットライン(12
    、14)の間に結合されるメモリセル(16)と、 そのゲートがクロック動作された信号を受けるために接
    続され、かつそのドレインが電源電位(VCC)に接続
    されるNチャネルMOSバイアストランジスタ(M1)
    と、 第1のPチャネルMOSトランジスタ(M2)および第
    2のPチャネルMOSトランジスタ(M3)から形成さ
    れる交差結合されたハーフラッチ回路とを結合して含み
    、前記第1のPチャネルトランジスタ(M2)はそのソ
    ースが前記第2のPチャネルトランジスタ(M3)のソ
    ースおよび前記Nチャネルトランジスタ(M1)に接続
    され、前記第1のPチャネルトランジスタ(M2)はそ
    のゲートが前記第2のPチャネルトランジスタ(M3)
    のドレインおよび前記第2のビットライン(14)に接
    続され、前記第2のPチャネルトランジスタ(M3)は
    そのゲートが前記第1のPチャネルトランジスタ(M2
    )のドレインおよび前記第1のビットライン(12)に
    接続され、さらに、 それによって、前記第1および第2のPチャネルトラン
    ジスタ(M2、M3)は、電力を消費せずに漏洩に対し
    て補償するように読出し動作の間に前記ビットラインを
    連続的にバイアスする、バイアス回路。
  4. (4)メモリセルにおいてデータが書込まれかつ検出さ
    れることができる、断続メモリにおいてメモリセルと共
    に用いるためのバイアス回路であって、 ワードラインにおよび対応する第1および第2のセンス
    ノードにおいて第1および第2のビットライン(12、
    14)の間に結合されるメモリセル(16)と、 電力を消費せずに電荷のいずれの漏洩に対しても補償す
    るように、読出し動作の間に前記第1および第2のビッ
    トライン連続的にバイアスするために、前記第1および
    第2のビットラインの間に結合される手段(30)とを
    結合して含む、バイアス回路。
  5. (5)前記第1のおよび第2のビットラインを連続的に
    バイアスするための前記手段は、NチャネルMOSトラ
    ンジスタ(M1)および第1のPチャネルMOSトラン
    ジスタ(M2)ならびに第2のPチャネルMOSトラン
    ジスタ(M3)から形成される交差結合されたハーフラ
    ッチ回路を含む、請求項4に記載のバイアス回路。
JP2187007A 1989-07-17 1990-07-13 断続メモリにおいてメモリセルと共に用いるためのバイアス回路 Pending JPH03205693A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/380,369 US4975879A (en) 1989-07-17 1989-07-17 Biasing scheme for FIFO memories
US380,369 1989-07-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH03205693A true JPH03205693A (ja) 1991-09-09

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ID=23500899

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JP2187007A Pending JPH03205693A (ja) 1989-07-17 1990-07-13 断続メモリにおいてメモリセルと共に用いるためのバイアス回路

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EP (1) EP0409394A3 (ja)
JP (1) JPH03205693A (ja)

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JPH07122097A (ja) * 1993-10-27 1995-05-12 Nec Corp 半導体記憶装置
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