JPH04103094A - 半導体記憶回路 - Google Patents

半導体記憶回路

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JPH04103094A
JPH04103094A JP2221924A JP22192490A JPH04103094A JP H04103094 A JPH04103094 A JP H04103094A JP 2221924 A JP2221924 A JP 2221924A JP 22192490 A JP22192490 A JP 22192490A JP H04103094 A JPH04103094 A JP H04103094A
Authority
JP
Japan
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circuit
mos transistor
voltage
power supply
source
Prior art date
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Pending
Application number
JP2221924A
Other languages
English (en)
Inventor
Takehisa Shimokawa
下川 健寿
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Publication of JPH04103094A publication Critical patent/JPH04103094A/ja
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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、半導体記憶回路に利用され、特に、B1CM
OSメモリに関する。
〔概要〕
本発明は、MOSトランジスタから構成されたメモリセ
ルと、終段出力段がバイポーラトランジスタで構成され
たワードドライバー回路とを備えた半導体記憶回路にお
いて、 メモリセルおよびワードドライバー回路の最高電圧電源
線および最低電圧電源線に、それぞれ半導体記憶回路の
外部電源の最高電圧よりも高い高高電圧、および外部電
源の最低電圧よりも低い低低電圧を与える電源回路を設
けることにより、回路の簡単化を図ったしのである。
〔従来の技術〕
第3図は、従来のB i CMOSメモリの一例の要部
を示す回路図である。この図に示すように、B1CMO
Sメモリは、メモリセル2と、このメモリセルを選択す
るために行方向および列方向にそれぞれ、布線されたワ
ード線WLならびにディジット線DLおよびDLと、任
意の行を選択するワードドライバー回路1とを備えてい
る。
メモリセル2は、nチャネル型のMOSトランジスタM
n l + およびMn + 2 と、負荷抵抗R5お
よびR2とでフリップ70ツブを構成している。さらに
、トランスファゲートとしてのnチャネル型のMOSト
ランジスタM、、2、およびM。22でディジット線D
LおよびDLとそれぞれ接続されている。
ワードドライバー回路1は、pチャネル型のMOSトラ
ンジスタM p +およびM P 2と、nチャネル型
のMOSトランジスタMhl〜Mr、sと、npn型の
バイポーラトランジスタQ1 およびQ2 とを含み、
外部電源の最高電圧電源線V。0(電源電圧もVCCて
表す)と外部電源の最低電圧電源線VEE (電源電圧
もVEEで表す)との間に接続される。同様に、メモリ
セル2も負荷抵抗R1およびR2は最高電圧電源線V。
0に接続され、MOSトランジスタMr+ l + お
よびM、、12のソースの共通接続節点は最低電圧電源
線V E Eに接続される。
本従来例において、ワード線WLのレベルは、B1CM
OSメモリのワードドライバー回路1の場合、電源V。
CVEE間の電位差よりも、バイポーラトランジスタQ
1 およびQ2のコレクターエミッタ間に生じる電圧降
下に相当する分だけ狭くなる。その結果、ワード線W、
の「H」レベルは最高電源電圧V CCより約0.7シ
だけ低く、rJレベルは最低電源電圧V□より約0.6
v高い。従って、メモリセルのトランスファーゲートが
不完全な「オフ」状態になり、ゲートのリークをおこし
、メモリセルが破壊されたり、また不完全なゲートの「
オン」状態では、誤読出しおよび誤書込みを行うことに
もなる。
そこで、従来のB1CMOSメモリでは、ワード線WL
のレベルを確実なrH」および「L」レベルにするため
、正帰還回路3を備えている。この正帰還回路3は、ワ
ード線W、の電位を入力とした、nチャネル型のMOS
トランジスタM p 3、およびM、4とnチャネル型
のMOSトランジスタM、、6およびM、、7とにより
構成されたインバータ回路2段で構成されており、ワー
ド線のrHJおよびr L Jレベルの中間レベルをし
きい怖として、ワード線W、のレベルを確実に「H」レ
ベルまたは「L」レベルに立上げたり、立下げたりする
こうして、トランスファーゲートを完全に「オン」また
は「オフ」させることが可能となる。
〔発明が解決しようとする課題〕
前述した従来の半導体記憶回路としてのB1CMOSメ
モリでは、ワード線W、のレベルを確実に「H」レベル
または「L」レベルにさせるために、各ワード線WLご
とに前述の正帰還回路3を設けなければならない。従っ
て、ワード線数×4M03T、の素子が必要になり、大
きなチップ面積を必要とし大規模集積化を阻害する欠点
があった。
本発明の目的は、前記の欠点を除去することにより、回
路の簡単化を図り、大規模集積化に適した半導体記憶回
路を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、メモリセルを選択するための行方向および列
方向にそれぞれ布線されたワード線およびディジット線
と、終段圧カ段がバイポーラトランジスタによって構成
され、選択されたワード線を駆動するワードドライバー
回路とを備えた半導体記憶回路において、前記半導体記
憶回路の外部電源の最高電圧よりも高い高高電圧および
外部電源の最低電圧よりも低い低低電圧を発生する電源
回路を備え、この電源回路から発生される高高電圧出力
および低低電圧出力をそれぞれ前記メモリセルおよび前
記ワードドライバー回路の最高電圧電源線および最低電
圧電源線に接続したことを特徴とする。
また、本発明は、前記電源回路は、クロック信号を発生
するクロック信号発生回路と、ソースが高高電圧出力端
にゲートおよびドレインが前記クロック信号にそれぞれ
接続されたnチャネル型の第一のMOSトランジスタと
、ソースが前記第一のMOSトランジスタのドレインに
ゲートおよびドレインが前記半導体記憶回路の最高電圧
電源線にそれぞれ接続されたnチャネル型の第二〇M○
SMOSトランジスタする第一のレベル生成回路と、ソ
ースが前記半導体記憶回路の最低電圧電源線にゲートお
よびドレインが前記クロック信号にそれぞれ接続された
nチャネル型の第三のMOSトランジスタと、ソースが
前記第三のMOSトランジスタのドレインにゲートおよ
びドレインが低低電圧出力端にそれぞれ接続されたnチ
ャネル型の第四のMOSトランジスタとを有する第二の
レベル生成回路とを含むことができる。
また、本発明は、前記電源回路は、クロック信号を発生
するクロック信号発生回路と、ドレインが高高電圧出力
端にゲートおよびソースが前記クロック信号にそれぞれ
接続されたnチャネル型の第五のMOSトランジスタと
、ドレインが前記第五のMOSトランジスタのソースに
ゲートおよびソースが前記半導体記憶回路の最高電圧電
源線にそれぞれ接続されたnチャネル型の第六のMOS
トランジスタとを有する第三のレベル生成回路と、ドレ
インが前記半導体記憶回路の最低電圧電源線にゲートお
よびソースが前記クロック信号にそれぞれ接続されたn
チャネル型の第七のMOSトランジスタと、ドレインが
前記第七のMOSトランジスタのソースにゲートおよび
ソースが低低電圧出力端にそれぞれ接続されたnチャネ
ル型の第八のMOSトランジスタとを有する第四のレベ
ル生成回路とを含むことができる。
また、本発明は、前記クロック信号発生回路は、奇数段
のインバータを含むリング発振回路であることができる
〔作用〕
電源回路は、半導体記憶回路の外部電源の最高電圧Vc
cよりも高い高高電圧v0゜5、および最低電圧VEE
よりも低い低低電圧V E E lを出力し、それぞれ
メモリセルおよびワードドライバー回路の最高電圧電源
線および最低電圧電源線に接続される。ここで、高高電
圧V (CI は最高電圧VCCよりもワードドライバ
ー回路の終段出力段に用いられている二つのバイポーラ
トランジスタによる電位降下分7.以上高い値に設定さ
れ、低低電圧V E E 1は最低電圧Vゆ。よりV、
分量上低い値に設定される。
従って、メモリセルのトランスファーゲートには正規の
電圧が印加され確実に「オン」または「オフ」しメモリ
セルが破壊したり、誤動作することはない。
すなわち、この電源回路を設けることにより、従来各ワ
ード線ごとに必要とした正帰還回路は不用となり、回路
構成が大幅に簡単化される。
かつ、この電源回路としてリング発振回路と、それぞれ
2個のMOSトランジスタの直列回路からなるレベル生
成回路とで構成された、二つのいわゆるバックバイアス
発振回路(BBG)を用いることにより、より一層の簡
単化が図られる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
第1図は本発明の第一実施例の要部を示すブロック構成
図である。
本気−実施例は、nチャネル型のMOSトランジスタM
hz 、Mll+2 、M+121 およびM h22
 と、負荷抵抗R1およびR2とを含むメモリセル2と
、このメモリセル2を選択するための行方向および列方
向にそれぞれ布線されたワード線W、およびディジット
線DLおよびDLと、pチャネル型のMOSトランジス
タMp、およびMp2と、nチャネル型のMOSトラン
ジスタM。1〜Mnsとを含み、終段出力段がnpn型
のバイポーラトランジスタQ1 およびQ2によって構
成され、選択されたワード線WLを駆動するワードドラ
イバー回路1と、を備えた半導体記憶回路において、 本発明の特徴とするところの、 前記半導体記憶回路の外部電源の最高電圧V。0よりも
高い高高電圧V。ol および外部電源の最低電圧V 
E Eよりも低い低低電圧VEEI を発生する電源回
路4を備え、この電源回路4から発生される高高電圧V
 CCI 出力および低低電圧V E E I 出力は
それぞれメモリセル2およびワードドライバー回路1の
最高電圧電源線および最低電圧電源線に接続される。
そして、電源回路4は、クロック信号CLKを発生する
クロック信号発生回路としての奇数段のインバータ51
を含むリング発振回路5と、ソースが高高電圧V。c+
 mカ端にゲートおよびドレインがクロック信号CLK
に容IC1を介してそれぞれ接続されたnチャネル型の
第一のMOSトランジスタM。3.と、ソースが第一の
MOSトランジスタM n 31 のドレインにゲート
およびドレインが前記半導体記憶回路の最高電圧電源線
■。0にそれぞれ接続されたnチャネル型の第二のMO
SトランジスタM。3□とを有する第一のレベル生成回
路6と、ソースが前記半導体記憶回路の最低電圧電源線
V□にゲートおよびドレインがクロック信号CLKに容
量C2を介してそれぞれ接続されたnチャネル型の第三
のMOSトランジスタN4+、41  と、ソースが第
三のMOSトランジスタM。41 のドレインにゲート
およびドレインが低低電圧V E E 1 出力端にそ
れぞれ接続されたnチャネル型の第四のMOSトランジ
スタMゎ、2とを有する第二のレベル生成回路7とを含
んでいる。
次に、本気−実施例の動作について説明する。
レベル生成回路6は、クロック信号CLKに従って、M
OSトランジスタMh 3 + およびM。3゜が共に
「オン」状態となり、そのしきい値電圧をvT、。
とすると、高高電圧V。0.は最高電圧V。Cよりも2
XVTl、以上高い高高電圧V。。、を出力する。同様
にして、レベル生成回路7は、最低電圧VEEより2X
VTゎだけ低し)低低電圧V E E lを出力する。
いま、ワード線WLが選択されるとき、ワード線W、の
レベルは、■、をバイポーラトランジスタQ、のベース
−エミッタ間電圧として、Vcc+  Vr となる。このとき、 vcc+−vr≧V CC となるように高高電圧Vc・1のレベルを設定する。
また、ワード線W、が非選択となるとき、ワード線WL
のレベルは、VCEをバイポーラトランジスタQ2のコ
レクターエミッタ間電圧として、VEEI +VCE となる。このとき、 VEEI +VCE≦VEE となるように低低電圧V E E I のレベルを設定
する。
かくすることによって、メモリセル2のトランスファー
ゲートであるMO3I−ランジスタM +、21および
M。22 は選択時、確実に「オン」させ、非選択時、
確実に「オフ」させることができる。
第2図は、本発明の第二実施例の要部を示す回路図で、
レベル生成回路を示す。
本第二実施例は、第1図の第一実施例において、電源回
路4内のレベル生成回路6および7を、それぞれpチャ
ネル型のMOSトランジスタで構成したレベル生成回路
6aおよび7aとしたもので、その特徴および動作は第
一実施例と同じである。
すなわち、本第二実施例は、ドレインが高高電圧V。o
l 出力端にゲートおよびソースがクロック信号CLK
に容量C1を介してそれぞれ接続されたpチャネル型の
第五のMOSトランジスタM1,1と、ドレインが第五
のMOSトランジスタM p 3 Hのソースにゲート
およびソースが前記半導体記憶回路の最高電圧電源線V
CCにそれぞれ接続されたpチャネル型の第六のMOS
トランジスタM p 、2とを有する第三のレベル生成
回路6aと、ドレインが前記半導体記憶回路の最低電圧
電源線V E Eにゲートおよびソースがクロック信号
CLKに容量C2を介してそれぞれ接続されたpチャネ
ル型の第七のMOSトランジスタM、41 と、ドレイ
ンが第七のMOSトランジスタM1,1のソースにゲー
トおよびソースが低低電圧V E E 1 出力端にそ
れぞれ接続されたpチャネル型の第八のMOSトランジ
スタMp 42とを有する第四のレベル生成回路7aと
を含んでいる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明は、簡単な回路構成である
BBG回路を使って、各ワード線レベルを確実な「H」
レベルまたは「L」レベルとすることにより、メモリセ
ルのトランスファーゲートを完全に「オン」または「オ
フ」させることができる。これにより、従来ワード線ご
とに設けられた正帰還回路を不用とし、大幅な素子の削
減ができ、大規模集積化を図ることができる効果がある
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第一実施例の要部を示す回路図。 第2図は本発明の第二実施例の要部を示す回路図。 第3図は従来例の要部を示す回路図。 1・・・ワードトライバ41iH12・・・メモリセル
、3・・・正帰還回路、4・・・電源回路、5・・・リ
ング発振回路、6.6a、7.7a・・・レベル生成回
路、51・・・インバータ、C1、C2・・・容量、C
LK・・・クロック信号、DL、DL・・・ディジット
線、M、、1〜M、、7、NLz 、M+112 % 
M1121 、M1122 、M1131 、M+13
2、Mn<+ 、M、、4t −(Tl f ’rネル
型の)MOSトランジスタ、MPI〜M p 4、Mp
31 、MP3□、MP41 、M、42・・・(pチ
ャネル型の)MOSトランジスタ、Q+ 、C2・・・
(npn型の)バイポーラトランジスタ、R1、R2・
・・負荷抵抗、VCC・・・最高電圧電源線(最高電圧
) 、vccl ・・・高高電圧、VEE・・・最低電
圧電源線(最低電圧) 、VEEI・・・低低電圧。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、メモリセルと、 メモリセルを選択するための行方向および列方向にそれ
    ぞれ布線されたワード線およびディジット線と、 終段出力段がバイポーラトランジスタによって構成され
    、選択されたワード線を駆動するワードドライバー回路
    と を備えた半導体記憶回路において、 前記半導体記憶回路の外部電源の最高電圧よりも高い高
    高電圧および外部電源の最低電圧よりも低い低低電圧を
    発生する電源回路を備え、 この電源回路から発生される高高電圧出力および低低電
    圧出力をそれぞれ前記メモリセルおよび前記ワードドラ
    イバー回路の最高電圧電源線および最低電圧電源線に接
    続した ことを特徴とする半導体記憶回路。 2、前記電源回路は、 クロック信号を発生するクロック信号発生回路と、 ソースが高高電圧出力端にゲートおよびドレインが前記
    クロック信号にそれぞれ接続されたnチャネル型の第一
    のMOSトランジスタと、ソースが前記第一のMOSト
    ランジスタのドレインにゲートおよびドレインが前記半
    導体記憶回路の最高電圧電源線にそれぞれ接続されたn
    チャネル型の第二のMOSトランジスタとを有する第一
    のレベル生成回路と、 ソースが前記半導体記憶回路の最低電圧電源線にゲート
    およびドレインが前記クロック信号にそれぞれ接続され
    たnチャネル型の第三のMOSトランジスタと、ソース
    が前記第三のMOSトランジスタのドレインにゲートお
    よびドレインが低低電圧出力端にそれぞれ接続されたn
    チャネル型の第四のMOSトランジスタとを有する第二
    のレベル生成回路と を含む請求項1記載の半導体記憶回路。 3、前記電源回路は、 クロック信号を発生するクロック信号発生回路と、 ドレインが高高電圧出力端にゲートおよびソースが前記
    クロック信号にそれぞれ接続されたpチャネル型の第五
    のMOSトランジスタと、ドレインが前記第五のMOS
    トランジスタのソースにゲートおよびソースが前記半導
    体記憶回路の最高電圧電源線にそれぞれ接続されたpチ
    ャネル型の第六のMOSトランジスタとを有する第三の
    レベル生成回路と、 ドレインが前記半導体記憶回路の最低電圧電源線にゲー
    トおよびソースが前記クロック信号にそれぞれ接続され
    たpチャネル型の第七のMOSトランジスタと、ドレイ
    ンが前記第七のMOSトランジスタのソースにゲートお
    よびソースが低低電圧出力端にそれぞれ接続されたpチ
    ャネル型の第八のMOSトランジスタとを有する第四の
    レベル生成回路と を含む請求項1記載の半導体記憶回路。 4、前記クロック信号発生回路は、奇数段のインバータ
    を含むリング発振回路である請求項1ないし請求項3の
    いずれかに記載の半導体記憶回路。
JP2221924A 1990-08-22 1990-08-22 半導体記憶回路 Pending JPH04103094A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0798985A (ja) * 1993-09-29 1995-04-11 Nec Corp 半導体記憶回路

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0798985A (ja) * 1993-09-29 1995-04-11 Nec Corp 半導体記憶回路

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