JPH0352192A - 半導体メモリ - Google Patents
半導体メモリInfo
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- JPH0352192A JPH0352192A JP1184690A JP18469089A JPH0352192A JP H0352192 A JPH0352192 A JP H0352192A JP 1184690 A JP1184690 A JP 1184690A JP 18469089 A JP18469089 A JP 18469089A JP H0352192 A JPH0352192 A JP H0352192A
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Landscapes
- Static Random-Access Memory (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【産業上の利用分野1
本発明は、半導体メモリに係り、特にメモリの動作余裕
度を拡大するための補償回路に関する。 【従来の技術】 バイボーラメモリの高速化には、負荷の重いビット線を
高速に放電することが必須である。従来技術は、ビット
線の放電電流として働く読み出し電流を大きくすること
で、これに対処してきた。 従来技術の一例を第8図に示す。同図において、Cはメ
モリセル、W,LWはワード線、BO,Blはビット線
、QrefO,Qreflは参照トランジスタ、BSは
ビット線選択信号、BDはビット線岨動回路、IBO,
IBIはビット線放電電流源、OBは出力バッファ、D
oはデータ出力信号である。メモリセルCは、特公昭6
2−7639号で述べられているように、ショットキバ
リアダイオード(以下SBD)に直列に抵抗を接続する
ことにより、読み出し電流を数mA流すことができる。 これにより,ビット線の負荷容量を高速に放電すること
ができる。
度を拡大するための補償回路に関する。 【従来の技術】 バイボーラメモリの高速化には、負荷の重いビット線を
高速に放電することが必須である。従来技術は、ビット
線の放電電流として働く読み出し電流を大きくすること
で、これに対処してきた。 従来技術の一例を第8図に示す。同図において、Cはメ
モリセル、W,LWはワード線、BO,Blはビット線
、QrefO,Qreflは参照トランジスタ、BSは
ビット線選択信号、BDはビット線岨動回路、IBO,
IBIはビット線放電電流源、OBは出力バッファ、D
oはデータ出力信号である。メモリセルCは、特公昭6
2−7639号で述べられているように、ショットキバ
リアダイオード(以下SBD)に直列に抵抗を接続する
ことにより、読み出し電流を数mA流すことができる。 これにより,ビット線の負荷容量を高速に放電すること
ができる。
【発明が解決しようとする課題]
しかし、高集積化が進みビット線に接続されるセル数が
増加し、ビット線の長さが長くなると、ビット線の配線
抵抗RBO,RBIが増加する。 このため、ビット線の配線抵抗による電圧降下により、
メモリセルの読み出しマージンが減少する。 ビット線の配線抵抗による電圧降下V dropは、配
線抵抗をRB、読み出し電流をIRとするとVdrop
= R B−I R となるので、V dropを小さくするためには、読み
出し電流IRを小さくしなければならない。 ところが従来技術では、 (読み出し電流)=(ビット線放電電流)であるため、
読み出し電流を小さくすると、ビット線の放電が遅くな
り,アクセス時間が増大するという問題があった。 上記の問題を解決するため、第9図に示す半導体メモリ
セルが提案されている。 以下同図を用いて,本メモリセルの動作を説明する.C
はメモリセル、W,LWはワード線、B0.B1はビッ
ト線、Q raf O , Q ref 1は参照トラ
ンジスタ、WSはワード線選択信号、BSはビット線選
択信号、BDはビット線卵動回路、IBO,IBI,I
Yは電流源.OBは出力バッファ、Doはデータ出力信
号である。メモリセルCは、pnpトランジスタQPO
,QPIとnpnトランジスタQNO,QNIからなる
2組のサイリスタを相互に接続してフリッププロップを
構成し、トランジスタQNO,QNIのエミソタに電流
源として働くトランジスタQCSを接続し、ダイオード
Do,Inによりビット線と上記サイリスタを結合した
構成となっている。 本メモリセルの選択状態(読み出し状態)、非選択状態
(保持状態)の制御は、第10図に示すように、ワード
線・ビット線間の電圧VWBにより行なう。以下では、
トランジスタQPO,QNOが導通しており,トランジ
スタQNOのコレクタは低電位、トランジスタQNIの
コレクタは高電位となっているとする。 非選択状態では,トランジスタQPO,QNOはともに
飽和領域で動作しており,トランジスタQNO,QNI
のコレクタ間の電位差VMCは、VMC= VBE −
VEC(saturation) 4 700mV
(1)VBE:トランジスタQPOのベース・エ
ミッタ間電圧(〜700mV) V E C (saturation) : トランジ
スタQPOの飽和時のエミッタ・コレクタ間電圧(〜O
IIl■)となっている。 この時、VWBは高電位側のコレクタに接続されている
ダイオードD1が導通しないように、VWB=:=VE
C(saturation) +VF(off)’=O
V (2)V F (off) :ダイオードD
1の非導通時の7ノード・カソード間電圧(〜OV) の電圧を印加する。これは、ワード線選択信号WSを低
電位にする、あるいは、ビット線選択信号BSを低電位
にしてビット線を高電位にすることにより実現できる。 従って、非選択時には、第10図に示すように、メモリ
セルからビッ1一線に読み出し電流は流れない。 選択状態では、ダイオードD1が導通し、トランジスタ
QPOが能動領域で動作するようになるまでVWBを大
きくする.すなわち、 V’JB = VEC (active) + VF
(on) ”= 1.OV (3)V E
C (active) : トランジスタQPOを能動
領域で動作させるために必要な工呈ツタ・コレクタ間電
圧(〜300mV) V F (on) :ダイオードD1の導通時のアノー
ド・カソード間電圧(〜700mV) の電圧を印加する。これは、ワードgi!!択信号WS
を高電位にし、かつ、ビット線選択信号BSを高電位に
してビット線を低電位にすることにより実現できる。こ
のときビット線の電位はトランジスタQref O ,
Qref 1のベースに印加されている参照電位V
refから決まるので、所望のVWBが得られるように
Vrefを設定する.これにより、トランジスタQPO
は定電流源として働くようになり、ダイオードDiを通
ってビット線に流れ出す読み出し電流IRは、第10図
に示すように、IR=hFE(pnplIsT
(4)hFE(pnp):トランジスタQ
POの電流増幅率IST:保持電流 となる。なお、トランジスタQCSは、メモリセルが選
択状態になったとき、保持電流を安定に供給するための
電流源として働く。 この時、参照トランジスタQrefO,Qref1のエ
ミッタ電流はそれぞれ、In−IR,IB(IB:電流
源IBO,IBIによるビット線放電電流)となる。こ
の電流の差を出力バソファOBで増幅して、データ出力
信号Doとして出力する。 今,保持電流ISTを2μA.pnpトランジスタの電
流増幅率h F E (pnp)を100とすると、読
み出し電流IRは200μAとなる。すなわち、ビット
線に定常的に流れる電流は200μA程度であり、従来
の数mAの1/10程度に低減できる.これにより,ビ
ット線の配線抵抗RBO,RB1が高集積化により大き
くなっても,配線抵抗による電圧降下は小さくすること
ができる。また、ビット線の放電電流IBは、IRとは
独立に設定でき、従来通り数mA’流すことができるの
で、ビット線は高速に放電され、高集積化によるアクセ
ス時間の増加は生じない。 しかし、上記のメモリセルでは、メモリセルのpnpト
ランジスタの直流増幅率h F E (pnp)及びダ
イオードDo,Diの導通時のアノード・カソード間電
圧VF(on)の製造ばらつきによる動作余裕度減少の
問題が考慮されていなかった。 すなわち、読み出し電流IRは上記式(4)で決まるの
で、h F E (pnρ)が製造ばらつきにより小さ
くなると、読み出し電流が減少し、アクセス時間が遅く
なる、あるいは、読み出しが行なえない等の問題が生じ
る。 また、メモリセルを選択状態にするには、ワード線・ビ
ット線間の電圧VWBを式(3)で決まる電圧に設定す
る必要があるが、V F (on)が製造ばらつきによ
り大きくなると、その分だけpnp!”ランジスタのV
ECが減少する。このため、pnpトランジスタは飽和
領域で動作するようになり、読み出し電流が減少し、ア
クセス時間が遅くなる、あるいは、読み出しが行なえな
い等の問題が生じる. 本発明の目的は、メモリセルのpnpトランジスタの直
流増幅率h F E (pnp)及びダイオードDO,
Diの導通時のアノード・カソード間電圧■F (on
)がばらついても動作余裕度が減少しない半導体メモリ
を提供することにある。 [課題を解決するための手段1 メモリセルのpnphランジスタの直流増幅率h F
E (pnp)がばらついても動作余裕度が減少しない
半導体メモリを提供するためには、二つのトランジスタ
のコレクタとベースを相互に接続したフリップフロップ
と、上記トランジスタと逆極性の負荷トランジスタと、
メモリセルとビット線を結合するダイオードとからなる
メモリセルを、複数のワード線と、複数のビット線の交
点に配置し、メモリセルに保持電流を供給する電流源回
路を具備する半導体メモリにおいて、上記電流源回路を
、コレクタに負荷抵抗を接続した、上記メモリセルの負
荷トランジスタと同様の電気的特性を持つトランジスタ
と、上記負荷抵抗で発生した電圧を増幅する増幅回路と
、その出力によりバイアスされる電流源から構成すれば
よい。また、上記電流源回路を直列に多段接続し、その
出力電流をメモリセルの保持電流としてもよい。 さらに、メモリセルのダイオードDo,Diの導通時の
アノード・カソード間電圧V F (on)がばらつい
ても動作余裕度が減少しない半導体メモリを提供するた
めには、二つのトランジスタのコレクタとベースを相互
に接続したフリップフロツプと、上記トランジスタと逆
極性の負荷トランジスタと、メモリセルとビット線を結
合するダイオードとからなるメモリセルを、複数のワー
ド線と、複数のビット線の交点に配置し、ビット線にエ
ミッタを接続した参照トランジスタと、そのベースに参
照電位を印加する参照電位発生回路を具備する半導体メ
モリにおいて、上記参照電位発生回路を、上記メモリセ
ルと同様の電気的特性を持つ擬似メモリセルと、上記擬
似メモリセルを読み出し状態にバイアスするバイアス回
路と,上記擬似メモリセルで発生した電圧を増幅し、参
照電位を発生する増幅回路で構成すればよい。 【作用】 前述のように読み出し電流IRは式(4)で表される。 従って.IRをh F E (pnρ)がばらついても
一定値のrRoにするには、h F E (pnp)の
変動に応じて、 で決まるISTをメモリセルに供給してやれば良い。 そこで本発明では、式(5)をh F E (pnρ)
で級数展開し, IST=aO−aihFE(pnp)+a2・hFE(
pnp)”−a3・hFE(pnp)’ + ・・・(
6)で近似したISTを供給する保持電流源回路を提供
する。式(6)の第n項目までを使用する場合は、上記
電流源回路をn段直列に接続すればよい。従って、直列
接続の段数を適当に設計することで、任意の精度を得る
ことができる.これにより.hF E (pnp)が製
造ばらつきにより変動しても、読み出し電流を一定に保
つことができ、メモリの動作余裕度を拡大することがで
きる. また.VF(on)の製造ばらつきに起因する動作余裕
度の減少に関しては、ビット線の低電位を決めるVre
f発生回路に擬似メモリセルを使用することにより、V
F (on)の変動に応じて、Vref発生回路の駈
動電流を制御する構成となっている.これにより、V
F (on)が製造ばらつきにより変動しても、選択状
態のセルのワード線・ビット線間電圧VWBを、読み出
し電流が一定になるように制御することができ、メモリ
の動作余裕度を拡大することができる。
増加し、ビット線の長さが長くなると、ビット線の配線
抵抗RBO,RBIが増加する。 このため、ビット線の配線抵抗による電圧降下により、
メモリセルの読み出しマージンが減少する。 ビット線の配線抵抗による電圧降下V dropは、配
線抵抗をRB、読み出し電流をIRとするとVdrop
= R B−I R となるので、V dropを小さくするためには、読み
出し電流IRを小さくしなければならない。 ところが従来技術では、 (読み出し電流)=(ビット線放電電流)であるため、
読み出し電流を小さくすると、ビット線の放電が遅くな
り,アクセス時間が増大するという問題があった。 上記の問題を解決するため、第9図に示す半導体メモリ
セルが提案されている。 以下同図を用いて,本メモリセルの動作を説明する.C
はメモリセル、W,LWはワード線、B0.B1はビッ
ト線、Q raf O , Q ref 1は参照トラ
ンジスタ、WSはワード線選択信号、BSはビット線選
択信号、BDはビット線卵動回路、IBO,IBI,I
Yは電流源.OBは出力バッファ、Doはデータ出力信
号である。メモリセルCは、pnpトランジスタQPO
,QPIとnpnトランジスタQNO,QNIからなる
2組のサイリスタを相互に接続してフリッププロップを
構成し、トランジスタQNO,QNIのエミソタに電流
源として働くトランジスタQCSを接続し、ダイオード
Do,Inによりビット線と上記サイリスタを結合した
構成となっている。 本メモリセルの選択状態(読み出し状態)、非選択状態
(保持状態)の制御は、第10図に示すように、ワード
線・ビット線間の電圧VWBにより行なう。以下では、
トランジスタQPO,QNOが導通しており,トランジ
スタQNOのコレクタは低電位、トランジスタQNIの
コレクタは高電位となっているとする。 非選択状態では,トランジスタQPO,QNOはともに
飽和領域で動作しており,トランジスタQNO,QNI
のコレクタ間の電位差VMCは、VMC= VBE −
VEC(saturation) 4 700mV
(1)VBE:トランジスタQPOのベース・エ
ミッタ間電圧(〜700mV) V E C (saturation) : トランジ
スタQPOの飽和時のエミッタ・コレクタ間電圧(〜O
IIl■)となっている。 この時、VWBは高電位側のコレクタに接続されている
ダイオードD1が導通しないように、VWB=:=VE
C(saturation) +VF(off)’=O
V (2)V F (off) :ダイオードD
1の非導通時の7ノード・カソード間電圧(〜OV) の電圧を印加する。これは、ワード線選択信号WSを低
電位にする、あるいは、ビット線選択信号BSを低電位
にしてビット線を高電位にすることにより実現できる。 従って、非選択時には、第10図に示すように、メモリ
セルからビッ1一線に読み出し電流は流れない。 選択状態では、ダイオードD1が導通し、トランジスタ
QPOが能動領域で動作するようになるまでVWBを大
きくする.すなわち、 V’JB = VEC (active) + VF
(on) ”= 1.OV (3)V E
C (active) : トランジスタQPOを能動
領域で動作させるために必要な工呈ツタ・コレクタ間電
圧(〜300mV) V F (on) :ダイオードD1の導通時のアノー
ド・カソード間電圧(〜700mV) の電圧を印加する。これは、ワードgi!!択信号WS
を高電位にし、かつ、ビット線選択信号BSを高電位に
してビット線を低電位にすることにより実現できる。こ
のときビット線の電位はトランジスタQref O ,
Qref 1のベースに印加されている参照電位V
refから決まるので、所望のVWBが得られるように
Vrefを設定する.これにより、トランジスタQPO
は定電流源として働くようになり、ダイオードDiを通
ってビット線に流れ出す読み出し電流IRは、第10図
に示すように、IR=hFE(pnplIsT
(4)hFE(pnp):トランジスタQ
POの電流増幅率IST:保持電流 となる。なお、トランジスタQCSは、メモリセルが選
択状態になったとき、保持電流を安定に供給するための
電流源として働く。 この時、参照トランジスタQrefO,Qref1のエ
ミッタ電流はそれぞれ、In−IR,IB(IB:電流
源IBO,IBIによるビット線放電電流)となる。こ
の電流の差を出力バソファOBで増幅して、データ出力
信号Doとして出力する。 今,保持電流ISTを2μA.pnpトランジスタの電
流増幅率h F E (pnp)を100とすると、読
み出し電流IRは200μAとなる。すなわち、ビット
線に定常的に流れる電流は200μA程度であり、従来
の数mAの1/10程度に低減できる.これにより,ビ
ット線の配線抵抗RBO,RB1が高集積化により大き
くなっても,配線抵抗による電圧降下は小さくすること
ができる。また、ビット線の放電電流IBは、IRとは
独立に設定でき、従来通り数mA’流すことができるの
で、ビット線は高速に放電され、高集積化によるアクセ
ス時間の増加は生じない。 しかし、上記のメモリセルでは、メモリセルのpnpト
ランジスタの直流増幅率h F E (pnp)及びダ
イオードDo,Diの導通時のアノード・カソード間電
圧VF(on)の製造ばらつきによる動作余裕度減少の
問題が考慮されていなかった。 すなわち、読み出し電流IRは上記式(4)で決まるの
で、h F E (pnρ)が製造ばらつきにより小さ
くなると、読み出し電流が減少し、アクセス時間が遅く
なる、あるいは、読み出しが行なえない等の問題が生じ
る。 また、メモリセルを選択状態にするには、ワード線・ビ
ット線間の電圧VWBを式(3)で決まる電圧に設定す
る必要があるが、V F (on)が製造ばらつきによ
り大きくなると、その分だけpnp!”ランジスタのV
ECが減少する。このため、pnpトランジスタは飽和
領域で動作するようになり、読み出し電流が減少し、ア
クセス時間が遅くなる、あるいは、読み出しが行なえな
い等の問題が生じる. 本発明の目的は、メモリセルのpnpトランジスタの直
流増幅率h F E (pnp)及びダイオードDO,
Diの導通時のアノード・カソード間電圧■F (on
)がばらついても動作余裕度が減少しない半導体メモリ
を提供することにある。 [課題を解決するための手段1 メモリセルのpnphランジスタの直流増幅率h F
E (pnp)がばらついても動作余裕度が減少しない
半導体メモリを提供するためには、二つのトランジスタ
のコレクタとベースを相互に接続したフリップフロップ
と、上記トランジスタと逆極性の負荷トランジスタと、
メモリセルとビット線を結合するダイオードとからなる
メモリセルを、複数のワード線と、複数のビット線の交
点に配置し、メモリセルに保持電流を供給する電流源回
路を具備する半導体メモリにおいて、上記電流源回路を
、コレクタに負荷抵抗を接続した、上記メモリセルの負
荷トランジスタと同様の電気的特性を持つトランジスタ
と、上記負荷抵抗で発生した電圧を増幅する増幅回路と
、その出力によりバイアスされる電流源から構成すれば
よい。また、上記電流源回路を直列に多段接続し、その
出力電流をメモリセルの保持電流としてもよい。 さらに、メモリセルのダイオードDo,Diの導通時の
アノード・カソード間電圧V F (on)がばらつい
ても動作余裕度が減少しない半導体メモリを提供するた
めには、二つのトランジスタのコレクタとベースを相互
に接続したフリップフロツプと、上記トランジスタと逆
極性の負荷トランジスタと、メモリセルとビット線を結
合するダイオードとからなるメモリセルを、複数のワー
ド線と、複数のビット線の交点に配置し、ビット線にエ
ミッタを接続した参照トランジスタと、そのベースに参
照電位を印加する参照電位発生回路を具備する半導体メ
モリにおいて、上記参照電位発生回路を、上記メモリセ
ルと同様の電気的特性を持つ擬似メモリセルと、上記擬
似メモリセルを読み出し状態にバイアスするバイアス回
路と,上記擬似メモリセルで発生した電圧を増幅し、参
照電位を発生する増幅回路で構成すればよい。 【作用】 前述のように読み出し電流IRは式(4)で表される。 従って.IRをh F E (pnρ)がばらついても
一定値のrRoにするには、h F E (pnp)の
変動に応じて、 で決まるISTをメモリセルに供給してやれば良い。 そこで本発明では、式(5)をh F E (pnρ)
で級数展開し, IST=aO−aihFE(pnp)+a2・hFE(
pnp)”−a3・hFE(pnp)’ + ・・・(
6)で近似したISTを供給する保持電流源回路を提供
する。式(6)の第n項目までを使用する場合は、上記
電流源回路をn段直列に接続すればよい。従って、直列
接続の段数を適当に設計することで、任意の精度を得る
ことができる.これにより.hF E (pnp)が製
造ばらつきにより変動しても、読み出し電流を一定に保
つことができ、メモリの動作余裕度を拡大することがで
きる. また.VF(on)の製造ばらつきに起因する動作余裕
度の減少に関しては、ビット線の低電位を決めるVre
f発生回路に擬似メモリセルを使用することにより、V
F (on)の変動に応じて、Vref発生回路の駈
動電流を制御する構成となっている.これにより、V
F (on)が製造ばらつきにより変動しても、選択状
態のセルのワード線・ビット線間電圧VWBを、読み出
し電流が一定になるように制御することができ、メモリ
の動作余裕度を拡大することができる。
【実施例1
第l図は本発明の第工の実施例であり、pnpトランジ
スタの直流増幅率h F E (pnp)の製造ばらつ
きを補償する保持電流源回路を示している。 同図において、Qlはメモリセルに使用するトランジス
タと同じ特性を有するpnpトランジスタ(例えば、メ
モリセルそのものの結線を一部分変更することで実現で
きる.)、Q2,Q3はnpnhランジスタ,Rl〜R
4は抵抗、■1は電流源、VEEは電源電位、Vl,V
2は内部電源電位、OUTは出力端子である。電流源工
1の電流をIi、出力端子OUTに流れ込む電流をIS
Tとすると、 VBE(Q2): トランジスタQ2のベース・エミッ
タ間電圧 VBE(Q3): hランジスタQ3のベース・エミッ
タ間電・圧 となる。ここでV2は,ISTの電源電圧(VEE)依
存性をなくすため、 aVEE となるような内部電源を使用する。 ように変形できる。 IST=αl−β1・Ii−hFE(pnp)また、 式(7)は次の (9) V2−VEE−VBE(Q3)+−−VBE(Q2)R
2 α1= R4 R2・R4 このように、本実施例では、ISTがhFE(ρnp)
の1次式で表現され,上記式(6)の第2項までで近似
したものに相当する。ここで,α1,β1は互いに独立
に設計できるので、αl,βlの値を適当に設定するこ
とにより、klF E (pnp)が変動してもIRを
ほぼ一定にすることができる。 第2図は、本発明の効果を示したもので、hFE(ρn
p)及びIRの設計中心値をそれぞれ100、200μ
Aとした場合である。同図(a)はhFE(PnP)に
対するISTの変化を示したもので、本実施例により、
h F E (pnp)が減少したときは工STが増加
し、h F E (pnp)が増加したときは工STが
減少するようにできることがわかる.これにより,同図
(b)に示す(図中の第1の実施例)ように、h F
E (pnp)の変動にたいして、読み出し電流IRを
ほぼ一定に保つことができ、メモリの動作余裕度を拡大
することができる。 第3図は本発明の第2の実施例で,第1図の実施例を2
段直列に接続したものである。同図において、VSI,
VS2は第1図の実施例と同一の保持電流源回路である
。出力端子○UTIに流れ込む電流をIol、出力端子
OUT2に流れ込む電流をISTとすると,第1図の実
施例と同様にIo1=al−β1 ・Ii−hFE (
pnp)IST=α2−β24o1・hFE(PnP)
=α2−β2・(α1−β1 ・Ii−hFE (pn
p)) ・hFE (pnp)=α2−α1・β2・h
FE(pnp)+β1・β2・Ii−hFE(pnp)
” (10)と表せる. このように、本実施例では,ISTがhFE(ρnp)
の2次式で表現され、上記式(6)の第3項までで近似
したものに相当する.ここで、α1,β1,α2,β2
の値を適当に設定することで第2図(a)に示す(図中
の第3図の実施例)ように、hF E (pnp)が減
少したときはISTが増加し、hF E (PJIP)
が増加したときはISTが減少するようにできる。これ
により、同図(b)に示すように、第1図の実施例より
もさらに、h F E (pnρ)の変動にたいして、
読み出し電流IRを一定に保つことができるようになる
。 本実施例からわかるように、第l図の保持電流源回路の
直列接続段数を増やせば、任意の精度で読み出し電流I
Rのh F E (pnp)依存性を減らすことができ
、メモリの動作余裕度を拡大することができる。 第4図は本発明の第3の実施例で、ダイオードのアノー
ド・カソード間電圧V F (on)の製造ばらつきを
補償するVref発生回路を示している。 DCはメモリセルと同じ構造及び特性を持つ擬似メモリ
セル、VRGはVref発生回路で、トランジスタQ5
,Q6,Q7からなるカレントスイッチと、トランジス
タQ8,抵抗R6からなる電流源と、R7,R8の負荷
抵抗と,トランジスタQ9,QIO,電流源I4,I5
からなるエミッタホロワから構成される。抵抗R5,ダ
イオードD2はバイアス回路を構成し,トランジスタQ
4,電流源工3はエミッタホロヮを構成している.書き
込み制御信号WE’ .データ信号D’IO,D■1は
、書き込み時に参照電位VrefO,Vreflのいず
れか一方を、書き込みデータに応じて低レベルにするよ
うにVref発生回路を制御するための信号である.ま
た、抵抗R5,ダイオードD2からなるバイアス回路は
、擬似メモリセルDCに保持電流ISTを供給し、電流
源工2は、読み出し電流IRを供給するためのものであ
る。 同図において、Vref発生回路の電流源トランジスタ
Q8のベース電位VCSは、 VCS=V3−VEC(QPO)−VF(DI)−VB
E(Q4) (11)VEC (QPO):ト
ランジスタQPOのエミッタ・コレクタ間電圧 VF (Di):ダイオードD1のアノード・カソード
間電圧 VBE (Q4):トランジスタQ4のベース・エミソ
タ間電圧 で表される。ここでV3は、V r e fの電g電圧
依存性をなくすため、 となるような内部電源を使用する。 従って、参照電位VrefOは、 R8 VrefO = V4−−・(VCS−VBE(Q8)
−VEE)−VBE(Q9)R6 R8 =〒(VEC(QPO) +VF(DI))+{V4−
VBE(Q9)R6 VBE R8 −−−(V3−VEE−VBECQ4)−VBE(Q8
))) (13)R6 (Q8):トランジスタQ8のベース・エミッ夕間電圧 VBE (Q9):トランジスタQ9のベース・エミッ
タ間電圧 となる. すなわち、 その分だけ参照な位VrefOが変化するので、読み出
し電流を一定にすることができる。 第9図に示したメモリセル以外にも、第5図ないし第7
図に示したメモリセルにも本発明を適用することができ
る。 第5図は結合ダイオードをショットキバリアダイオード
(以下SBD)で実現したもの、第6図は電流源として
働くトランジスタQCSを抵抗で代用したもの,第7図
はトランジスタが深い飽和領域で動作しないようにベー
ス・コレクタ間をSBDでクランプしたものである.以
上のいずれのメモリセルにも本発明を適用することがで
き、メモリセルの特徴を活かしつつ,動作余裕度を拡大
することができる. (発明の効果】 以上述べたように、本発明によれば、メモリセルのpn
phランジスタの直流増幅率h F E (pnρ)及
びダイオードのアノード・カソード間電圧VF(on)
がばらついても動作余裕度の減少しない半導体メモリを
提供することができる.
スタの直流増幅率h F E (pnp)の製造ばらつ
きを補償する保持電流源回路を示している。 同図において、Qlはメモリセルに使用するトランジス
タと同じ特性を有するpnpトランジスタ(例えば、メ
モリセルそのものの結線を一部分変更することで実現で
きる.)、Q2,Q3はnpnhランジスタ,Rl〜R
4は抵抗、■1は電流源、VEEは電源電位、Vl,V
2は内部電源電位、OUTは出力端子である。電流源工
1の電流をIi、出力端子OUTに流れ込む電流をIS
Tとすると、 VBE(Q2): トランジスタQ2のベース・エミッ
タ間電圧 VBE(Q3): hランジスタQ3のベース・エミッ
タ間電・圧 となる。ここでV2は,ISTの電源電圧(VEE)依
存性をなくすため、 aVEE となるような内部電源を使用する。 ように変形できる。 IST=αl−β1・Ii−hFE(pnp)また、 式(7)は次の (9) V2−VEE−VBE(Q3)+−−VBE(Q2)R
2 α1= R4 R2・R4 このように、本実施例では、ISTがhFE(ρnp)
の1次式で表現され,上記式(6)の第2項までで近似
したものに相当する。ここで,α1,β1は互いに独立
に設計できるので、αl,βlの値を適当に設定するこ
とにより、klF E (pnp)が変動してもIRを
ほぼ一定にすることができる。 第2図は、本発明の効果を示したもので、hFE(ρn
p)及びIRの設計中心値をそれぞれ100、200μ
Aとした場合である。同図(a)はhFE(PnP)に
対するISTの変化を示したもので、本実施例により、
h F E (pnp)が減少したときは工STが増加
し、h F E (pnp)が増加したときは工STが
減少するようにできることがわかる.これにより,同図
(b)に示す(図中の第1の実施例)ように、h F
E (pnp)の変動にたいして、読み出し電流IRを
ほぼ一定に保つことができ、メモリの動作余裕度を拡大
することができる。 第3図は本発明の第2の実施例で,第1図の実施例を2
段直列に接続したものである。同図において、VSI,
VS2は第1図の実施例と同一の保持電流源回路である
。出力端子○UTIに流れ込む電流をIol、出力端子
OUT2に流れ込む電流をISTとすると,第1図の実
施例と同様にIo1=al−β1 ・Ii−hFE (
pnp)IST=α2−β24o1・hFE(PnP)
=α2−β2・(α1−β1 ・Ii−hFE (pn
p)) ・hFE (pnp)=α2−α1・β2・h
FE(pnp)+β1・β2・Ii−hFE(pnp)
” (10)と表せる. このように、本実施例では,ISTがhFE(ρnp)
の2次式で表現され、上記式(6)の第3項までで近似
したものに相当する.ここで、α1,β1,α2,β2
の値を適当に設定することで第2図(a)に示す(図中
の第3図の実施例)ように、hF E (pnp)が減
少したときはISTが増加し、hF E (PJIP)
が増加したときはISTが減少するようにできる。これ
により、同図(b)に示すように、第1図の実施例より
もさらに、h F E (pnρ)の変動にたいして、
読み出し電流IRを一定に保つことができるようになる
。 本実施例からわかるように、第l図の保持電流源回路の
直列接続段数を増やせば、任意の精度で読み出し電流I
Rのh F E (pnp)依存性を減らすことができ
、メモリの動作余裕度を拡大することができる。 第4図は本発明の第3の実施例で、ダイオードのアノー
ド・カソード間電圧V F (on)の製造ばらつきを
補償するVref発生回路を示している。 DCはメモリセルと同じ構造及び特性を持つ擬似メモリ
セル、VRGはVref発生回路で、トランジスタQ5
,Q6,Q7からなるカレントスイッチと、トランジス
タQ8,抵抗R6からなる電流源と、R7,R8の負荷
抵抗と,トランジスタQ9,QIO,電流源I4,I5
からなるエミッタホロワから構成される。抵抗R5,ダ
イオードD2はバイアス回路を構成し,トランジスタQ
4,電流源工3はエミッタホロヮを構成している.書き
込み制御信号WE’ .データ信号D’IO,D■1は
、書き込み時に参照電位VrefO,Vreflのいず
れか一方を、書き込みデータに応じて低レベルにするよ
うにVref発生回路を制御するための信号である.ま
た、抵抗R5,ダイオードD2からなるバイアス回路は
、擬似メモリセルDCに保持電流ISTを供給し、電流
源工2は、読み出し電流IRを供給するためのものであ
る。 同図において、Vref発生回路の電流源トランジスタ
Q8のベース電位VCSは、 VCS=V3−VEC(QPO)−VF(DI)−VB
E(Q4) (11)VEC (QPO):ト
ランジスタQPOのエミッタ・コレクタ間電圧 VF (Di):ダイオードD1のアノード・カソード
間電圧 VBE (Q4):トランジスタQ4のベース・エミソ
タ間電圧 で表される。ここでV3は、V r e fの電g電圧
依存性をなくすため、 となるような内部電源を使用する。 従って、参照電位VrefOは、 R8 VrefO = V4−−・(VCS−VBE(Q8)
−VEE)−VBE(Q9)R6 R8 =〒(VEC(QPO) +VF(DI))+{V4−
VBE(Q9)R6 VBE R8 −−−(V3−VEE−VBECQ4)−VBE(Q8
))) (13)R6 (Q8):トランジスタQ8のベース・エミッ夕間電圧 VBE (Q9):トランジスタQ9のベース・エミッ
タ間電圧 となる. すなわち、 その分だけ参照な位VrefOが変化するので、読み出
し電流を一定にすることができる。 第9図に示したメモリセル以外にも、第5図ないし第7
図に示したメモリセルにも本発明を適用することができ
る。 第5図は結合ダイオードをショットキバリアダイオード
(以下SBD)で実現したもの、第6図は電流源として
働くトランジスタQCSを抵抗で代用したもの,第7図
はトランジスタが深い飽和領域で動作しないようにベー
ス・コレクタ間をSBDでクランプしたものである.以
上のいずれのメモリセルにも本発明を適用することがで
き、メモリセルの特徴を活かしつつ,動作余裕度を拡大
することができる. (発明の効果】 以上述べたように、本発明によれば、メモリセルのpn
phランジスタの直流増幅率h F E (pnρ)及
びダイオードのアノード・カソード間電圧VF(on)
がばらついても動作余裕度の減少しない半導体メモリを
提供することができる.
第1図はpnpトランジスタの直流増幅率の変動を補償
する実施例を示した回路図、第2図は本発明の効果を示
した特性図、第3図はpnpトランジスタの直流増幅率
の変動を補償するもう1つの実施例を示した回路図,第
4図はメモリセルのダイオードのアノード・カソード間
電圧の変動を補償する実施例を示した回路図、第5.6
.7図は本発明と組み合わせることができるメモリセル
の例を示した回路図,第81Ji!i.第9図は従来技
術を示した回路図、10図はメモリセルの動作説明図で
ある。 符号の説明 W,LW・・・ワード線、BO,Bl・・・ビット線、
C・・・メモリセル、IST・・・保持電流、IR・・
・読み出し電流. h F E (pnp)・・・pn
pトランジスタの直流増幅率、V F (on)・・・
ダイオードの7ノード・カソート間電圧.VSI,VS
2・・・保持電流源、DC・・・擬似メモリセル.VR
G・・・参照電位発生回路。 11田 第3図 〃 チ2 & (a) 半2図(b) 700 八ノ=と(t〒V冫 ノl12 第y図 竿b図 LW
する実施例を示した回路図、第2図は本発明の効果を示
した特性図、第3図はpnpトランジスタの直流増幅率
の変動を補償するもう1つの実施例を示した回路図,第
4図はメモリセルのダイオードのアノード・カソード間
電圧の変動を補償する実施例を示した回路図、第5.6
.7図は本発明と組み合わせることができるメモリセル
の例を示した回路図,第81Ji!i.第9図は従来技
術を示した回路図、10図はメモリセルの動作説明図で
ある。 符号の説明 W,LW・・・ワード線、BO,Bl・・・ビット線、
C・・・メモリセル、IST・・・保持電流、IR・・
・読み出し電流. h F E (pnp)・・・pn
pトランジスタの直流増幅率、V F (on)・・・
ダイオードの7ノード・カソート間電圧.VSI,VS
2・・・保持電流源、DC・・・擬似メモリセル.VR
G・・・参照電位発生回路。 11田 第3図 〃 チ2 & (a) 半2図(b) 700 八ノ=と(t〒V冫 ノl12 第y図 竿b図 LW
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、二つのトランジスタのコレクタとベースを相互に接
続したフリップフロップと、上記トランジスタと逆極性
の負荷トランジスタと、メモリセルとビット線を結合す
るダイオードとからなるメモリセルを、複数のワード線
と、複数のビット線の交点に配置し、メモリセルに保持
電流を供給する電流源回路を具備する半導体メモリにお
いて、上記電流源回路を、コレクタに負荷抵抗を接続し
た上記メモリセルの負荷トランジスタと同様の電気的特
性を持つトランジスタと、上記負荷抵抗で発生した電圧
を増幅する増幅回路と、その出力によりバイアスされる
電流源から構成したことを特徴とする半導体メモリ。 2、上記電流源回路を直列に多段接続し、その出力電流
をメモリセルの保持電流としたことを特徴とする第1請
求項に記載の半導体メモリ。 3、上記電流源回路の出力電流は、上記負荷トランジス
タの直流増幅率のn次多項式(nは1以上の整数)で表
されることを特徴とする第1請求項記載の半導体メモリ
。 4、二つのトランジスタのコレクタとベースを相互に接
続したフリップフロップと、上記トランジスタと逆極性
の負荷トランジスタと、メモリセルとビット線を結合す
るダイオードとからなるメモリセルを、複数のワード線
と、複数のビット線の交点に配置し、ビット線にエミッ
タを接続した参照トランジスタと、そのベースに参照電
位を印加する参照電位発生回路を具備する半導体メモリ
において、上記参照電位発生回路を、上記メモリセルと
同様の電気的特性を持つ擬似メモリセルと、上記擬似メ
モリセルを読み出し状態にバイアスするバイアス回路と
、上記擬似メモリセルで発生した電圧を増幅し、参照電
位を発生する増幅回路で構成したことを特徴とする半導
体メモリ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1184690A JPH0352192A (ja) | 1989-07-19 | 1989-07-19 | 半導体メモリ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1184690A JPH0352192A (ja) | 1989-07-19 | 1989-07-19 | 半導体メモリ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0352192A true JPH0352192A (ja) | 1991-03-06 |
Family
ID=16157669
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1184690A Pending JPH0352192A (ja) | 1989-07-19 | 1989-07-19 | 半導体メモリ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0352192A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05275135A (ja) * | 1991-12-30 | 1993-10-22 | Molex Inc | 雌型電気端子 |
JP2008124519A (ja) | 1996-06-21 | 2008-05-29 | Micron Technology Inc | Soi型トランジスタを用いたメモリアレイ |
-
1989
- 1989-07-19 JP JP1184690A patent/JPH0352192A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05275135A (ja) * | 1991-12-30 | 1993-10-22 | Molex Inc | 雌型電気端子 |
JP2008124519A (ja) | 1996-06-21 | 2008-05-29 | Micron Technology Inc | Soi型トランジスタを用いたメモリアレイ |
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