JPH04219696A - Static semiconductor memory - Google Patents

Static semiconductor memory

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JPH04219696A
JPH04219696A JP2411359A JP41135990A JPH04219696A JP H04219696 A JPH04219696 A JP H04219696A JP 2411359 A JP2411359 A JP 2411359A JP 41135990 A JP41135990 A JP 41135990A JP H04219696 A JPH04219696 A JP H04219696A
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inverter
transistor
memory
bit line
resistor
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JP2411359A
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Hideki Usuki
秀樹 臼木
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Original Assignee
Sony Corp
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    • G11CSTATIC STORES
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    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/34Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
    • G11C11/40Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
    • G11C11/41Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming static cells with positive feedback, i.e. cells not needing refreshing or charge regeneration, e.g. bistable multivibrator or Schmitt trigger
    • G11C11/412Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming static cells with positive feedback, i.e. cells not needing refreshing or charge regeneration, e.g. bistable multivibrator or Schmitt trigger using field-effect transistors only
    • G11C11/4125Cells incorporating circuit means for protecting against loss of information

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  • Computer Hardware Design (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To attain high integration by making the occupancy area of memory cells small with regard to static semiconductor memory. CONSTITUTION:This memory is used in a flip-flop circuit in which asymmetrical inverters having mutually different input/output characteristic constitute the memory cells 10. And, the main memory node 16 of the flip-flop circuit is connected to a single bit line BL via an access transistor 15. In order to differenciate the input/output characteristics, in an impactor which drives a supplemental node 17 which is not connected to the bit line, an element such as TFT13 can be arranged. Through a reduction in the number of bulk MOS transistor elements, a reduction in the memory cell size is attained. Also, by making the inverter asymmetrical, a need to enlarge a memory cell ratio is eliminated, and a low voltage for a power source voltage and the relaxation of the limitation of a cell size is attained.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は高集積化が実現されるス
タティック型半導体メモリに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a static semiconductor memory capable of achieving high integration.

【0002】0002

【従来の技術】スタティック型半導体メモリは、フリッ
プフロップ回路とアクセストランジスタによってメモリ
セルが構成される。そのメモリセルの構成として、高抵
抗負荷型とCMOS型が知られる。高抵抗負荷型セルの
場合では、抵抗をトランジスタ上に積層することができ
るため集積度の向上に有利であるが、データ保持の安定
性に欠けるという欠点がある。また、CMOS型セルの
場合では、高抵抗負荷型セルに比べて、データ保持の安
定性に優れるが、基板上の占有面積が大きくなるという
欠点がある。そこで、高集積度を維持しながらCMOS
型セルの特長を活かすため、TFT(薄膜トランジスタ
)を負荷に用いてセルを構成する技術が提案されており
、例えば4MSRAMではポリシリコン薄膜トランジス
タをセルに用いた例が知られる。
2. Description of the Related Art In a static semiconductor memory, a memory cell is composed of a flip-flop circuit and an access transistor. High resistance load type and CMOS type are known as memory cell configurations. In the case of a high-resistance load type cell, a resistor can be stacked on top of a transistor, which is advantageous in improving the degree of integration, but it has the disadvantage of lacking stability in data retention. Furthermore, in the case of a CMOS type cell, data retention stability is superior to that of a high resistance load type cell, but there is a drawback that the area occupied on the substrate is increased. Therefore, while maintaining a high degree of integration, CMOS
In order to take advantage of the characteristics of a type cell, a technology has been proposed in which a cell is constructed using a TFT (thin film transistor) as a load. For example, in a 4MSRAM, a polysilicon thin film transistor is used as a cell.

【0003】また、本件出願人が先に提出した特願平1
−168588号の明細書及び図面には、CMOS型セ
ルを有するスタティック型半導体メモリにおいて、フリ
ップフロップ回路の一方の入出力端子に上記アクセスト
ランジスタを介して一本のビット線が接続される半導体
メモリが記載されている。通常、一対のビット線が接続
される構造を一本のみのビット線を接続する構造とする
ことで、ビット線を細くすることなく、メモリセルの高
集積化が実現され得る。
[0003] In addition, the applicant previously filed the patent application No.
The specification and drawings of No. 168588 describe a static semiconductor memory having a CMOS type cell, in which one bit line is connected to one input/output terminal of a flip-flop circuit via the access transistor. Are listed. Normally, by changing the structure in which a pair of bit lines are connected to the structure in which only one bit line is connected, high integration of memory cells can be achieved without making the bit lines thinner.

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】ところが、スタティッ
ク型半導体メモリにおいて、さらに高集積化を図る場合
では、上述のポリシリコン薄膜トランジスタを用いる例
や一本のみのビット線をメモリセルに接続する構造のみ
では、十分な高集積化が実現できず、少しでも小さい面
積のメモリセルをシリコン基板上に形成することが求め
られている。そこで、本発明は上述の技術的な課題に鑑
み、より小さい占有面積のメモリセルを有するようなス
タティック型半導体メモリの提供を目的とする。
[Problems to be Solved by the Invention] However, when achieving higher integration in static semiconductor memory, it is not possible to use only the above-mentioned example using polysilicon thin film transistors or a structure in which only one bit line is connected to a memory cell. However, it has not been possible to achieve a sufficiently high degree of integration, and there is a need to form memory cells with as small an area as possible on a silicon substrate. SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned technical problems, the present invention aims to provide a static semiconductor memory having memory cells occupying a smaller area.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明のスタティック型半導体メモリは、互いに
入出力特性の異なる一対のインバーターからなるフリッ
プフロップ回路とアクセストランジスタによりメモリセ
ルが構成され、上記フリップフロップ回路の一方のデー
タ入出力端子に上記アクセストランジスタを介して一本
のビット線が接続されていることを特徴とする。上記互
いに入出力特性が異なる一対のインバーターの組み合わ
せとしては、一例として、一方のインバーターをnMO
Sトランジスタが駆動トランジスタとされる構成とした
場合では、他方のインバーターを薄膜トランジスタを有
する構成することができる。また、他のポリシリコン抵
抗等の抵抗素子や他の能動素子を組合せることも可能と
される。上記アクセストランジスタを介してビット線が
接続される側の入出力端子に、駆動能力の高いインバー
ターの出力端子を接続させる構成とすることができる。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, a static semiconductor memory of the present invention has a memory cell configured by a flip-flop circuit consisting of a pair of inverters having mutually different input/output characteristics and an access transistor. , a single bit line is connected to one data input/output terminal of the flip-flop circuit via the access transistor. As an example of a combination of a pair of inverters having different input/output characteristics, one inverter may be an nMO
In the case where the S transistor is used as the drive transistor, the other inverter can be configured to include a thin film transistor. It is also possible to combine other resistive elements such as polysilicon resistors and other active elements. An output terminal of an inverter having a high driving capability may be connected to the input/output terminal on the side to which the bit line is connected via the access transistor.

【0006】[0006]

【作用】本発明のスタティック型半導体メモリでは、高
集積化が可能な一本のビット線のみが各メモリセルに接
続される構成に加えて、さらにそのメモリセルのフリッ
プフロップ回路が非対称な一対のインバーターからなる
。従って、その非対称性を活用して、各インバーターを
構成するトランジスタの種類やサイズをセルサイズの縮
小化が達成されるように選択することができる。例えば
、通常のMOSトランジスタに代えて負荷を駆動しない
側のインバーターに薄膜トランジスタを採用することも
できる。その結果、本発明では一層の高集積化を図るこ
とが実現される。
[Operation] In the static semiconductor memory of the present invention, in addition to the configuration in which only one bit line is connected to each memory cell, which enables high integration, the flip-flop circuit of the memory cell is also connected to a pair of asymmetrical bit lines. Consists of an inverter. Therefore, by taking advantage of this asymmetry, the type and size of transistors constituting each inverter can be selected so as to achieve reduction in cell size. For example, instead of a normal MOS transistor, a thin film transistor may be used in the inverter on the side that does not drive the load. As a result, the present invention achieves even higher integration.

【0007】[0007]

【実施例】本発明の好適な実施例を図面を参照しながら
説明する。 〔第1の実施例〕本実施例は非対称な一対のインバータ
ーからフリップフロップ回路が構成されるメモリセルを
複数配列させてなるスタティック型半導体メモリの例で
あり、フリップフロップ回路の一方のインバーターに薄
膜トランジスタを用いた例である。まず、そのメモリセ
ルの回路構成を図1に示す。図1に示すように、そのメ
モリセル10は、nMOSトランジスタ11と抵抗12
で一方のインバーターが形成され、ポリシリコン薄膜ト
ランジスタであるp型チャンネルのTFT13と抵抗1
4で他方のインバーターが形成されている。一方のイン
バーターのnMOSトランジスタ11のソースは接地さ
れており、そのドレインが抵抗12の一方の端子に接続
される。その抵抗12の他方の端子は電源電圧Vccが
与えられている。他方のインバーターのp型チャンネル
のTFT13のソースは、電源電圧Vccが与えられて
おり、そのドレインが抵抗14の一方の端子に接続され
る。抵抗14の他方の端子には接地電圧が与えられる。 nMOSトランジスタ11のゲートは、抵抗14の一方
の端子が接続したp型チャンネルのTFT13のドレイ
ンに接続される。そのp型チャンネルのTFT13のゲ
ートは、抵抗12の一方の端子が接続されたnMOSト
ランジスタ11のドレインに接続される。このTFT1
3のゲートが接続されてなるnMOSトランジスタ11
のドレインは、当該メモリセルの主記憶ノード16とし
て機能する。この主記憶ノード16は、nMOSトラン
ジスタからなるアクセストランジスタ(ワードトランジ
スタ)15を介してビット線BLに接続する。p型チャ
ンネルのTFT13のドレインは補記憶ノード17とし
て機能するが、通常のメモリとは異なりビット線には接
続されない。ビット線BLは、一列のメモリセル列当た
り1本のみ配される。アクセストランジスタ15のゲー
トは行選択のためのワード線WLに接続される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. [First Embodiment] This embodiment is an example of a static semiconductor memory in which a plurality of memory cells are arranged to form a flip-flop circuit from a pair of asymmetrical inverters, and one inverter of the flip-flop circuit is equipped with a thin film transistor. This is an example using . First, the circuit configuration of the memory cell is shown in FIG. As shown in FIG. 1, the memory cell 10 includes an nMOS transistor 11 and a resistor 12.
One inverter is formed using a p-type channel TFT 13, which is a polysilicon thin film transistor, and a resistor 1.
4 forms the other inverter. The source of the nMOS transistor 11 of one inverter is grounded, and its drain is connected to one terminal of the resistor 12. The other terminal of the resistor 12 is supplied with the power supply voltage Vcc. The source of the p-type channel TFT 13 of the other inverter is supplied with the power supply voltage Vcc, and its drain is connected to one terminal of the resistor 14. A ground voltage is applied to the other terminal of the resistor 14. The gate of the nMOS transistor 11 is connected to the drain of a p-type channel TFT 13 to which one terminal of a resistor 14 is connected. The gate of the p-type channel TFT 13 is connected to the drain of the nMOS transistor 11 to which one terminal of the resistor 12 is connected. This TFT1
nMOS transistor 11 in which the gates of 3 and 3 are connected
The drain of the memory cell functions as the main storage node 16 of the memory cell. This main storage node 16 is connected to the bit line BL via an access transistor (word transistor) 15 made of an nMOS transistor. The drain of the p-type channel TFT 13 functions as an auxiliary storage node 17, but unlike a normal memory, it is not connected to a bit line. Only one bit line BL is arranged for each memory cell column. The gate of access transistor 15 is connected to word line WL for row selection.

【0008】次に、本実施例の非対称なメモリセルの動
作について説明する。その背景となっている特徴的な点
は、本実施例のメモリセル10が単一のビット線にのみ
接続することから、ビット線等の負荷を駆動する側すな
わち主記憶ノード16を駆動する側のインバーターは駆
動能力が高くされ、単に補記憶ノード17のみを駆動す
るインバーターはその駆動能力が低くされて非対称に作
動する点である。以下、読み出し時、データ保持時及び
書き込み時の3つの場合に分けて順に説明を加える。
Next, the operation of the asymmetric memory cell of this embodiment will be explained. The characteristic point behind this is that since the memory cell 10 of this embodiment is connected only to a single bit line, the side that drives the load such as the bit line, that is, the side that drives the main memory node 16, The inverter has a high driving capacity, and the inverter that simply drives only the auxiliary storage node 17 has a low driving capacity and operates asymmetrically. In the following, three cases will be explained in order: reading, data holding, and writing.

【0009】まず、読み出し時では、本実施例の非対称
なメモリセルは図2に示すバタフライプロットに従った
入出力特性となる。図2には、曲線fMと曲線fSが描
かれており、曲線fMがnMOSトランジスタ11側の
インバーターの入出力特性を示し、曲線fSがp型チャ
ンネル型のTFT13と抵抗14からなるインバーター
の入出力特性を示す。図2中、横軸は補記憶ノード17
のレベルVsであり、縦軸は主記憶ノード16のレベル
Vmである。
First, during reading, the asymmetric memory cell of this embodiment has input/output characteristics according to the butterfly plot shown in FIG. In FIG. 2, a curve fM and a curve fS are drawn, where the curve fM shows the input/output characteristics of the inverter on the nMOS transistor 11 side, and the curve fS shows the input/output characteristics of the inverter consisting of the p-type channel type TFT 13 and the resistor 14. Show characteristics. In FIG. 2, the horizontal axis is the auxiliary memory node 17
The vertical axis is the level Vs of the main memory node 16, and the vertical axis is the level Vm of the main memory node 16.

【0010】nMOSトランジスタ11側では、読み出
し時にアクセストランジスタ15がオン状態となるため
、当該アクセストランジスタ15がnMOSトランジス
タ11側のインバーターの主たる電流源となる。この意
味で読み出し時に抵抗12は無視できる。曲線fMにお
いて、入力レベルである補記憶ノード17のレベルVs
が電源電圧Vcc程度に高い時では、その出力レベルで
ある主記憶ノード16のレベルVmはアクセストランジ
スタ15及びビット線負荷に対するnMOSトランジス
タ11の抵抗分圧程度の低レベルであるが、入力レベル
Vsが低くなるにつれて出力レベルVmは上昇し、nM
OSトランジスタ11の閾値電圧Vthd以下まで入力
レベルVsが低くなった時には、主記憶ノード16のレ
ベルVmは電源電圧Vcc−閾値電圧(VthW +Δ
VthW )まで上昇する。nMOSトランジスタ11
がオフ状態になることで、主記憶ノード16のレベルは
プルアップされるが、ワード線WLの電圧が電源電圧V
ccであればアクセストランジスタ15の閾値電圧分(
VthW +ΔVthW )だけ、電源電圧Vccから
電圧降下した状態で安定する。
On the nMOS transistor 11 side, since the access transistor 15 is turned on during reading, the access transistor 15 becomes the main current source of the inverter on the nMOS transistor 11 side. In this sense, the resistance 12 can be ignored during reading. In the curve fM, the level Vs of the auxiliary storage node 17 which is the input level
When the output level Vm of the main memory node 16 is as high as the power supply voltage Vcc, the level Vm of the main memory node 16 is as low as the resistance voltage division of the nMOS transistor 11 with respect to the access transistor 15 and the bit line load, but when the input level Vs is As the output level Vm decreases, the output level Vm increases, and nM
When the input level Vs becomes lower than the threshold voltage Vthd of the OS transistor 11, the level Vm of the main memory node 16 becomes equal to the power supply voltage Vcc−threshold voltage (VthW +Δ
VthW). nMOS transistor 11
is turned off, the level of the main memory node 16 is pulled up, but the voltage of the word line WL is lower than the power supply voltage V.
If cc, the threshold voltage of the access transistor 15 (
The voltage is stabilized in a state where the voltage has dropped from the power supply voltage Vcc by an amount (VthW + ΔVthW ).

【0011】曲線fSについては、TFT13と抵抗1
4からなるインバーターの入力レベルである主記憶ノー
ド16のレベルVmが、電源電圧Vccから電源電圧V
cc−閾値電圧Vthpの範囲とされる時では、補記憶
ノード16のレベルVs(当該インバーターの出力レベ
ル)は接地レベル近くものものとされ、p型チャンネル
のTFT13の閾値電圧Vthpの近くでレベルVsが
急に電源電圧Vcc近くに遷移する。そして、主記憶ノ
ード16のレベルVmが閾値電圧Vthpを(マイナス
側に)越えたところでは、レベルVsが電源電圧Vcc
程度の値を有するものとされる。
Regarding the curve fS, TFT 13 and resistor 1
The level Vm of the main memory node 16, which is the input level of the inverter consisting of
cc-threshold voltage Vthp, the level Vs of the auxiliary storage node 16 (output level of the inverter) is close to the ground level, and the level Vs is close to the threshold voltage Vthp of the p-type channel TFT 13. suddenly transitions to near the power supply voltage Vcc. Then, at a point where the level Vm of the main memory node 16 exceeds the threshold voltage Vthp (to the negative side), the level Vs changes to the power supply voltage Vcc.
It is assumed that the value of

【0012】nMOSトランジスタ11側のインバータ
ーは比較的に重い負荷であるビット線BLを読み出し時
に駆動する必要がある。このため高い電流駆動能力を有
するnMOSトランジスタを採用し、曲線fMで示した
入出力特性を採らざる得ない。しかし、TFT13及び
抵抗14からなるインバーターはビット線に接続されず
単に補記憶ノード17を駆動するに過ぎない。このため
薄膜トランジスタであるp型チャンネルのTFT13を
用いたインバーターで充分に作動させることが可能であ
る。また、フリップフロップ回路が確実に作動するか否
かは図2の如きバタフライプロットに2つの安定点が存
在するか否かによる。一般に、バタフライプロットにお
いて2つの安定点が存在する場合は、2つのインバータ
ーの入出力特性曲線が交差するような特性があれば良い
。本実施例にかかる図2を参照すると、点P0で曲線f
Mと曲線fSが交差する。従って、確実にフリップフロ
ップ回路が読み出し動作できることが分かり、安定点P
1,P2が得られる。ここで比較のために、従来の対称
的なインバーターを有するフリップフロップ回路のバタ
フライプロット(図示せず。)を考えてみると、対称的
な2曲線を交差させるためにアクセストランジスタとド
ライブトランジスタの電流駆動能力の比であるベータレ
シオを大きく採っているが、本実施例の非対称なインバ
ーターからなるフリップフロップ回路では、レシオを大
きく採る必要がなくなり、単に補記憶ノード17を駆動
する側のインバーターの論理閾値電圧を調整して主記憶
ノード16を駆動する側のインバーターの特性曲線と交
差させてやれば良いことになる。このようなレシオを大
きく採る必要がないと言う利点は、後述するように、セ
ルサイズに絡むトランジスタのサイズを制限していた要
素を取り除くものであり、高集積化に大きく寄与するこ
ととなる。
The inverter on the nMOS transistor 11 side needs to drive the bit line BL, which is a relatively heavy load, during reading. For this reason, it is necessary to adopt an nMOS transistor having a high current drive capability and adopt the input/output characteristics shown by the curve fM. However, the inverter consisting of the TFT 13 and the resistor 14 is not connected to the bit line and merely drives the auxiliary memory node 17. Therefore, it is possible to sufficiently operate the inverter using the p-type channel TFT 13, which is a thin film transistor. Furthermore, whether or not the flip-flop circuit operates reliably depends on whether or not there are two stable points in the butterfly plot as shown in FIG. Generally, if there are two stable points in the butterfly plot, it is sufficient that the two inverters have characteristics such that their input/output characteristic curves intersect. Referring to FIG. 2 according to this embodiment, the curve f at point P0
M intersects with the curve fS. Therefore, it can be seen that the flip-flop circuit can reliably perform the read operation, and the stable point P
1, P2 is obtained. For comparison, consider the butterfly plot (not shown) of a conventional flip-flop circuit with a symmetrical inverter. Although the beta ratio, which is the ratio of driving capabilities, is set large, in the flip-flop circuit consisting of the asymmetric inverter of this embodiment, there is no need to set a large ratio, and the logic of the inverter that drives the auxiliary memory node 17 is simply All that is required is to adjust the threshold voltage so that it intersects the characteristic curve of the inverter that drives the main memory node 16. The advantage of not having to take such a large ratio, as will be described later, is that it eliminates the factors that limit the transistor size related to the cell size, which greatly contributes to higher integration.

【0013】次に、データ保持時では、アクセストラン
ジスタ15はオフ状態となり、実質的に、nMOSトラ
ンジスタ11とp型チャンネルのTFT13と抵抗12
,14のみからなる回路構成となる。TFT13と抵抗
14からなるインバーター側は、前述の読み出し時と回
路構成が同一なため、図2の曲線fSはそのままデータ
保持時にも当てはまる。しかし、nMOSトランジスタ
11側のインバーターでは、アクセストランジスタ15
がオフとなるため、図2の曲線fMは当てはまらずに、
負荷は抵抗12が主体となり、nMOSトランジスタ1
1の閾値電圧Vthd程度で急峻に立ち下がる入出力特
性が得られることになる。その結果、本実施例のデータ
保持時の入出力特性は、従来の対称的なインバーターか
らなるフリップフロップの入出力特性の一部が、TFT
13のインバーター側で曲線fSに置換されたものと見
做すことができ、このデータ保持時に限り従来の対称的
な回路とほぼ同様に作動するものとみることができる。
Next, when data is retained, the access transistor 15 is turned off, and the nMOS transistor 11, p-type channel TFT 13, and resistor 12 are substantially
, 14 only. Since the inverter side consisting of the TFT 13 and the resistor 14 has the same circuit configuration as that at the time of reading described above, the curve fS in FIG. 2 also applies to the time of data retention. However, in the inverter on the nMOS transistor 11 side, the access transistor 15
is off, so the curve fM in Figure 2 does not apply, and
The load mainly consists of a resistor 12 and an nMOS transistor 1.
An input/output characteristic that falls sharply at a threshold voltage Vthd of about 1 is obtained. As a result, the input/output characteristics during data retention of this embodiment are similar to those of a conventional flip-flop consisting of a symmetrical inverter, whereas a portion of the input/output characteristics of a conventional flip-flop consisting of a symmetric inverter
It can be considered that the curve fS is substituted on the inverter side of No. 13, and it can be considered that the circuit operates almost in the same way as a conventional symmetrical circuit only when this data is held.

【0014】最後に書き込み時では、本実施例が非対称
の入出力特性のインバーターを組み合わせており、さら
に単一のビット線で書き込みを行う必要から、特に従来
と異なる書き込み技術を必要とする。すなわち、ビット
線対を用いる従来例では、一方のビット線を接地レベル
に落とすことで書き込みが行われるが、本実施例では図
2に示したバタフライプロットのバランスを崩すことで
“1”及び“0”の書き込みが行われる。図3及び図4
は、本実施例の半導体メモリの書き込み時の動作を説明
する図であり、図3が“1”の書き込み時、図4が“0
”の書き込み時である。なお、図3,4中、縦軸が主記
憶ノード16のレベルVmであり、横軸が補記憶ノード
17のレベルVsである。
Finally, at the time of writing, this embodiment combines inverters with asymmetric input/output characteristics, and further requires writing using a single bit line, which requires a writing technique that is particularly different from the conventional one. That is, in the conventional example using a bit line pair, writing is performed by dropping one bit line to the ground level, but in this embodiment, "1" and "" are written by disrupting the balance of the butterfly plot shown in FIG. 0'' is written. Figures 3 and 4
3A and 4B are diagrams illustrating the write operation of the semiconductor memory of this embodiment. FIG.
3 and 4, the vertical axis is the level Vm of the main memory node 16, and the horizontal axis is the level Vs of the auxiliary memory node 17.

【0015】“1”の書き込み時では、図3に示すよう
に、nMOSトランジスタ11側のインバーターの曲線
fMW1がTFT13側のインバーターの曲線fSW1
と交差することなく、読み出し時(図2)の曲線fMと
比較して曲線fMW1は全体的に高レベル側にシフトし
た形となっている。その結果、nMOSトランジスタ1
1側のインバーターは出力レベルVmが定常的にTFT
13の閾値電圧Vthpよりも高くなって、TFT13
の出力すなわち補記憶ノード17のレベルVsは抵抗1
4を介して接地レベルに固定される。その結果、nMO
Sトランジスタ11は定常的にオフとなり、安定点は高
レベル側の点PW1のみとなる。
When writing "1", as shown in FIG. 3, the curve fMW1 of the inverter on the nMOS transistor 11 side becomes the curve fSW1 of the inverter on the TFT 13 side.
The curve fMW1 is entirely shifted to the higher level side compared to the curve fM at the time of reading (FIG. 2) without intersecting with the curve fM. As a result, nMOS transistor 1
The inverter on the 1st side has a constant output level Vm of TFT.
TFT13 becomes higher than the threshold voltage Vthp of TFT13.
That is, the level Vs of the auxiliary storage node 17 is
4 to ground level. As a result, nMO
The S transistor 11 is constantly turned off, and the only stable point is the point PW1 on the high level side.

【0016】“0”の書き込み時では、図4に示すよう
に、TFT13側のインバーターの入出力特性は変化し
ておらず、TFT13側のインバーターの曲線fSW0
は前記曲線fS(図2)と同様である。ところが、この
曲線fSW0と交差しないように、nMOSトランジス
タ11側のインバーターの曲線fMW0は補記憶ノード
17のレベルVsに拘わらず、その出力レベルVmが接
地レベルに近い値を取るものとされる。その結果、定常
的にp型チャンネルのTFT13はオン状態となり、安
定点PW0は接地レベルに近いものとなる。
When writing "0", as shown in FIG. 4, the input/output characteristics of the inverter on the TFT 13 side do not change, and the curve fSW0 of the inverter on the TFT 13 side
is the same as the curve fS (FIG. 2). However, in order to avoid crossing this curve fSW0, the output level Vm of the curve fMW0 of the inverter on the nMOS transistor 11 side is set to take a value close to the ground level, regardless of the level Vs of the auxiliary storage node 17. As a result, the p-type channel TFT 13 is constantly turned on, and the stable point PW0 is close to the ground level.

【0017】これら図3,4に示すように、本実施例の
半導体メモリは、書き込み時では、非対称なインバータ
ーの各特性のバランスをシフトさせて、必要な書き込み
を行うように作動される。具体的には、ビット線BLや
ワード線WLのレベルを読み出し時と書き込み時で変化
させたり、各インバーターへ供給される電源電圧Vcc
を書き込み時と読み出し時で異ならせたりすれば良い。
As shown in FIGS. 3 and 4, during writing, the semiconductor memory of this embodiment is operated so as to shift the balance of each characteristic of the asymmetric inverter to perform necessary writing. Specifically, the levels of the bit line BL and word line WL are changed between reading and writing, and the power supply voltage Vcc supplied to each inverter is changed.
may be made different between writing and reading.

【0018】以上のような構造を有する本実施例の半導
体メモリは、ドライブトランジスタとアクセストランジ
スタのベータレシオ(セルレシオ)を大きくする必要が
ないことから、低電圧動作やトランジスタのサイズの自
由度を改善できることになる。すなわち、動作上の最小
電源電圧Vccminは、ドライブトランジスタの閾値
電圧Vthdとアクセストランジスタの閾値電圧(Vt
hw+ΔVthw)の和から与えられることになるが、
レシオを大きくする必要がないため、アクセストランジ
スタの閾値電圧(Vthw+ΔVthw)を小さく設定
することが可能である。このため最小電源電圧Vccm
inを小さくすることができる。また、アクセストラン
ジスタの閾値電圧(Vthw+ΔVthw)を小さく設
定することは、アクセストランジスタのゲート長を長く
する必要がなくなり、ドライブトランジスタのゲート幅
も大きく採る必要がなくなる。このためメモリセルのサ
イズの縮小化が可能となり、大容量化が実現される。さ
らに、本実施例の半導体メモリでは、メモリセルに使用
されるTFT以外のMOSトランジスタは、アクセスト
ランジスタ15とnMOSトランジスタ11であり、シ
リコン基板等の半導体基板表面に形成されるMOSトラ
ンジスタの数は1つのメモリセル当たり2個で良い。そ
して、抵抗12,14及びTFT13は単層もしくは多
層のポリシリコン層等を用いて構成すれば良いため、大
幅なメモリセルのサイズの縮小化が実現される。
The semiconductor memory of this embodiment having the above-described structure does not need to increase the beta ratio (cell ratio) of the drive transistor and the access transistor, so it is possible to improve low voltage operation and the degree of freedom in transistor size. It will be possible. In other words, the minimum operational power supply voltage Vccmin is the threshold voltage Vthd of the drive transistor and the threshold voltage (Vt
It is given from the sum of hw+ΔVthw),
Since there is no need to increase the ratio, it is possible to set the threshold voltage (Vthw+ΔVthw) of the access transistor small. Therefore, the minimum power supply voltage Vccm
in can be made small. Further, by setting the threshold voltage (Vthw+ΔVthw) of the access transistor small, it is not necessary to increase the gate length of the access transistor, and it is not necessary to increase the gate width of the drive transistor. Therefore, it is possible to reduce the size of the memory cell and increase the capacity. Furthermore, in the semiconductor memory of this embodiment, the MOS transistors other than the TFT used in the memory cell are the access transistor 15 and the nMOS transistor 11, and the number of MOS transistors formed on the surface of the semiconductor substrate such as a silicon substrate is 1. Two memory cells are enough. Since the resistors 12, 14 and the TFT 13 may be constructed using a single layer or a multilayer polysilicon layer, the size of the memory cell can be significantly reduced.

【0019】〔第2の実施例〕本実施例は、第1の実施
例の変形例であり、図5に示す構成を有する。図5に示
すように、本実施例の半導体メモリのメモリセル20は
、nMOSトランジスタ21と抵抗22で一方のインバ
ーターが形成され、抵抗23とポリシリコン薄膜トラン
ジスタであるn型チャンネルのTFT24で他方のイン
バーターが形成されている。nMOSトランジスタ21
とn型チャンネルのTFT24のソースにはそれぞれ接
地電圧が供給される。nMOSトランジスタ21のドレ
インである主記憶ノード26には、アクセストランジス
タ25の一方のソース・ドレイン及びnチャンネルのT
FT24のゲートが接続される共に抵抗22の一端が接
続される。n型チャンネルのTFT24のドレインであ
る補記憶ノード27には、nMOSトランジスタ21の
ゲートが接続されると共に抵抗23の一端が接続される
。この補記憶ノード27には、アクセストランジスタは
接続されない。抵抗22,23の他端には電源電圧Vc
cが供給される。アクセストランジスタ25の他方のソ
ース・ドレインは、データの転送に用いられるビット線
BLに接続される。また、アクセストランジスタ25の
ゲートは、行選択用のワード線WLに接続される。
[Second Embodiment] This embodiment is a modification of the first embodiment, and has the configuration shown in FIG. As shown in FIG. 5, in the memory cell 20 of the semiconductor memory of this embodiment, one inverter is formed by an nMOS transistor 21 and a resistor 22, and the other inverter is formed by a resistor 23 and an n-type channel TFT 24 which is a polysilicon thin film transistor. is formed. nMOS transistor 21
A ground voltage is supplied to the sources of the and n-channel TFTs 24, respectively. The main memory node 26, which is the drain of the nMOS transistor 21, has one source/drain of the access transistor 25 and an n-channel T
The gate of FT24 is connected, and one end of resistor 22 is also connected. The gate of the nMOS transistor 21 and one end of the resistor 23 are connected to the auxiliary storage node 27 which is the drain of the n-type channel TFT 24 . No access transistor is connected to this auxiliary storage node 27. The other ends of the resistors 22 and 23 are connected to the power supply voltage Vc.
c is supplied. The other source and drain of access transistor 25 are connected to bit line BL used for data transfer. Further, the gate of the access transistor 25 is connected to a word line WL for row selection.

【0020】このような回路構成の本実施例は、第1の
実施例と比較して、p型チャンネルのTFTを用いたイ
ンバーターに代えて、n型チャンネルのTFT24を用
いたインバーターを有する点で異なっている。しかし、
ビット線BLを駆動する側のnMOSトランジスタ21
側のインバーターと、n型チャンネルのTFT24側の
インバーターは、その入出力特性が、図2に示したもの
と同様に非対称とされる。このような本実施例でも、そ
の非対称性から、ドライブトランジスタとアクセストラ
ンジスタのレシオを大きくする必要がなくなる。その結
果、電源電圧Vccの低電圧化やセルサイズの縮小化が
可能となり、チップ上に形成すべきバルクのMOSトラ
ンジスタも2個で済むため、大幅なセルサイズの縮小化
が可能となる。
The present embodiment having such a circuit configuration is different from the first embodiment in that it has an inverter using an n-type channel TFT 24 instead of an inverter using a p-type channel TFT. It's different. but,
nMOS transistor 21 on the side that drives the bit line BL
The input/output characteristics of the inverter on the side and the inverter on the n-type channel TFT 24 side are asymmetrical, similar to those shown in FIG. Also in this embodiment, due to the asymmetry, there is no need to increase the ratio between the drive transistor and the access transistor. As a result, it becomes possible to lower the power supply voltage Vcc and reduce the cell size, and since only two bulk MOS transistors are required to be formed on the chip, it becomes possible to significantly reduce the cell size.

【0021】〔第3の実施例〕本実施例は、第1の実施
例の変形例であり、図6に示す構成を有する。図6に示
すように、本実施例の半導体メモリのメモリセル30は
、nMOSトランジスタ31と抵抗32で一方のインバ
ーターが形成され、共にポリシリコン薄膜トランジスタ
であるp型チャンネルのTFT33とn型チャンネルの
TFT34からなるCMOSインバーターで他方のイン
バーターが形成されている。nMOSトランジスタ31
とn型チャンネルのTFT34のソースにはそれぞれ接
地電圧が供給される。nMOSトランジスタ31のドレ
インである主記憶ノード36には、アクセストランジス
タ35の一方のソース・ドレイン及びTFT33,34
のゲートが接続される共に抵抗32の一端が接続される
。TFT33,34のドレインである補記憶ノード37
には、nMOSトランジスタ31のゲートが接続される
。p型チャンネルのTFT33のソース及び抵抗32の
他端には電源電圧Vccが供給される。補記憶ノード3
7には、アクセストランジスタは接続されない。アクセ
ストランジスタ35の他方のソース・ドレインは、デー
タの転送に用いられるビット線BLに接続され、そのゲ
ートは、行選択用のワード線WLに接続される。
[Third Embodiment] This embodiment is a modification of the first embodiment, and has the configuration shown in FIG. 6. As shown in FIG. 6, in the memory cell 30 of the semiconductor memory of this embodiment, one inverter is formed by an nMOS transistor 31 and a resistor 32, and a p-type channel TFT 33 and an n-type channel TFT 34 are both polysilicon thin film transistors. The other inverter is formed of a CMOS inverter consisting of. nMOS transistor 31
A ground voltage is supplied to the sources of the TFT 34 and the n-type channel TFT 34, respectively. The main memory node 36, which is the drain of the nMOS transistor 31, has one source/drain of the access transistor 35 and the TFTs 33, 34.
The gate of the resistor 32 is connected to the resistor 32, and one end of the resistor 32 is also connected to the gate of the resistor 32. A supplementary memory node 37 which is the drain of TFTs 33 and 34
The gate of the nMOS transistor 31 is connected to . A power supply voltage Vcc is supplied to the source of the p-type channel TFT 33 and the other end of the resistor 32. Auxiliary memory node 3
No access transistor is connected to 7. The other source and drain of access transistor 35 are connected to bit line BL used for data transfer, and its gate is connected to word line WL for row selection.

【0022】このような回路構成の本実施例は、第1の
実施例と比較して、p型チャンネルのTFTを用いた抵
抗負荷型のインバーターに代えて、p型チャンネルのT
FT33とn型チャンネルのTFT34を用いたCMO
Sインバーターを有する点で異なるが、ビット線BLを
駆動する側のnMOSトランジスタ31側のインバータ
ーとTFTのCMOSインバーターとは、第1の実施例
と同様にその入出力特性が非対称とされる。従って、ド
ライブトランジスタとアクセストランジスタのレシオを
大きくする必要がないため、電源電圧Vccの低電圧化
やセルサイズの縮小化が可能となり、さらに、チップ上
に形成すべきバルクのMOSトランジスタも2個で済む
ため、大幅なセルサイズの縮小化が可能となる。
The present embodiment having such a circuit configuration is different from the first embodiment in that a p-type channel TFT is used instead of a resistive load type inverter using a p-type channel TFT.
CMO using FT33 and n-type channel TFT34
Although the second embodiment differs in that it includes an S inverter, the inverter on the nMOS transistor 31 side that drives the bit line BL and the CMOS inverter of the TFT have asymmetrical input/output characteristics as in the first embodiment. Therefore, there is no need to increase the ratio between the drive transistor and the access transistor, making it possible to lower the power supply voltage Vcc and reduce the cell size.Furthermore, the number of bulk MOS transistors to be formed on the chip can be reduced to two. This makes it possible to significantly reduce the cell size.

【0023】〔第4の実施例〕本実施例は、第1の実施
例の変形例であり、図7に示す構成を有する。図7に示
すように、本実施例の半導体メモリのメモリセル40は
、nMOSトランジスタ41と負荷用のポリシリコン薄
膜トランジスタであるp型チャンネルのTFT42で一
方のインバーターが形成され、さらにp型チャンネルの
TFT43とn型チャンネルのTFT44からなるCM
OSインバーターで他方のインバーターが形成されてい
る。nMOSトランジスタ41とn型チャンネルのTF
T44のソースにはそれぞれ接地電圧が供給される。 nMOSトランジスタ41のドレインである主記憶ノー
ド46には、アクセストランジスタ45の一方のソース
・ドレイン及びTFT43,44のゲートが接続される
共にTFT42のドレインが接続される。TFT43,
44のドレインである補記憶ノード47には、nMOS
トランジスタ41及びTFT42のゲートが接続される
。p型チャンネルのTFT42,42のソースには電源
電圧Vccが供給される。補記憶ノード47には、アク
セストランジスタは接続されない。アクセストランジス
タ45の他方のソース・ドレインは、データの転送に用
いられるビット線BLに接続され、そのゲートは、行選
択用のワード線WLに接続される。
[Fourth Embodiment] This embodiment is a modification of the first embodiment, and has the configuration shown in FIG. As shown in FIG. 7, in the memory cell 40 of the semiconductor memory of this embodiment, one inverter is formed by an nMOS transistor 41 and a p-type channel TFT 42 which is a polysilicon thin film transistor for load, and a p-type channel TFT 43 is further formed. CM consisting of and n-type channel TFT44
The other inverter is formed by the OS inverter. nMOS transistor 41 and n-type channel TF
A ground voltage is supplied to each source of T44. The main memory node 46, which is the drain of the nMOS transistor 41, is connected to one source and drain of the access transistor 45, the gates of TFTs 43 and 44, and the drain of the TFT 42. TFT43,
The auxiliary memory node 47, which is the drain of 44, has an nMOS
The gates of transistor 41 and TFT 42 are connected. A power supply voltage Vcc is supplied to the sources of the p-type channel TFTs 42, 42. No access transistor is connected to auxiliary storage node 47. The other source and drain of access transistor 45 are connected to bit line BL used for data transfer, and its gate is connected to word line WL for row selection.

【0024】このような回路構成の本実施例は、第3の
実施例と比較して、抵抗素子がp型チャンネルのTFT
42に置換された構造となっているが、ビット線BLを
駆動する側のnMOSトランジスタ41側のインバータ
ーとTFT側のCMOSインバーターとは、第1の実施
例と同様、その入出力特性が非対称とされる。従って、
ドライブトランジスタとアクセストランジスタのレシオ
を大きくする必要がないため、電源電圧Vccの低電圧
化やセルサイズの縮小化が可能となり、さらに、チップ
上に形成すべきバルクのMOSトランジスタも2個で済
むため、大幅なセルサイズの縮小化が可能となる。
In this embodiment with such a circuit configuration, compared to the third embodiment, the resistance element is a p-type channel TFT.
However, the inverter on the nMOS transistor 41 side that drives the bit line BL and the CMOS inverter on the TFT side have asymmetrical input/output characteristics, as in the first embodiment. be done. Therefore,
Since there is no need to increase the ratio between the drive transistor and the access transistor, it is possible to lower the power supply voltage Vcc and reduce the cell size.Furthermore, only two bulk MOS transistors are required to be formed on the chip. , it becomes possible to significantly reduce the cell size.

【0025】〔第5の実施例〕本実施例は、第1の実施
例の変形例であり、図8に示す構成を有する。図8に示
すように、本実施例の半導体メモリのメモリセル50は
、nMOSトランジスタ51と負荷用のポリシリコン薄
膜トランジスタであるp型チャンネルのTFT52で一
方のインバーターが形成され、このインバーターと非対
称な入出力特性を有するインバーターは、第1の実施例
と同様に、p型チャンネルのTFT53と抵抗54から
なる。ソースに接地電圧が供給されるnMOSトランジ
スタ51のドレインである主記憶ノード56には、アク
セストランジスタ55の一方のソース・ドレイン及びT
FT53のゲートが接続される共にTFT52のドレイ
ンが接続される。負荷用のTFT52,53のソースに
は電源電圧Vccが供給される。その負荷用のTFT5
3のドレインである補記憶ノード57には、nMOSト
ランジスタ51及びTFT52のゲートが接続されると
共に抵抗54の一端が接続される。この補記憶ノード5
7には、アクセストランジスタは接続されず、抵抗54
の他端には接地電圧が供給される。アクセストランジス
タ55の他方のソース・ドレインは、データの転送に用
いられるビット線BLに接続され、そのゲートは、行選
択用のワード線WLに接続される。
[Fifth Embodiment] This embodiment is a modification of the first embodiment, and has the configuration shown in FIG. As shown in FIG. 8, in the memory cell 50 of the semiconductor memory of this embodiment, one inverter is formed by an nMOS transistor 51 and a p-type channel TFT 52 which is a polysilicon thin film transistor for load, and an asymmetric input to this inverter is formed. The inverter having output characteristics is composed of a p-type channel TFT 53 and a resistor 54, as in the first embodiment. The main memory node 56, which is the drain of the nMOS transistor 51 whose source is supplied with the ground voltage, is connected to one source/drain of the access transistor 55 and T
The gate of FT53 is connected, and the drain of TFT52 is also connected. A power supply voltage Vcc is supplied to the sources of the load TFTs 52 and 53. TFT5 for that load
The gates of the nMOS transistor 51 and the TFT 52 are connected to the auxiliary storage node 57, which is the drain of the transistor 3, and one end of the resistor 54 is also connected thereto. This supplementary memory node 5
No access transistor is connected to the resistor 54.
Ground voltage is supplied to the other end. The other source and drain of access transistor 55 are connected to bit line BL used for data transfer, and its gate is connected to word line WL for row selection.

【0026】このような回路構成の本実施例は、第1の
実施例と比較して、負荷用の抵抗素子がp型チャンネル
のTFT52に置換された構造とされ、同様にビット線
BLを駆動する側のnMOSトランジスタ51側のイン
バーターと、TFT53及び抵抗54側のCMOSイン
バーターとは、その入出力特性が非対称とされる。従っ
て、ドライブトランジスタとアクセストランジスタのレ
シオを大きくする必要がないため、電源電圧Vccの低
電圧化やセルサイズの縮小化が可能となり、さらに、チ
ップ上に形成すべきバルクのMOSトランジスタも2個
で済むため、大幅なセルサイズの縮小化が可能となる。
The present embodiment with such a circuit configuration is different from the first embodiment in that the load resistance element is replaced with a p-type channel TFT 52, and the bit line BL is similarly driven. The input/output characteristics of the inverter on the nMOS transistor 51 side and the CMOS inverter on the TFT 53 and resistor 54 side are asymmetric. Therefore, there is no need to increase the ratio between the drive transistor and the access transistor, making it possible to lower the power supply voltage Vcc and reduce the cell size.Furthermore, the number of bulk MOS transistors to be formed on the chip can be reduced to two. This makes it possible to significantly reduce the cell size.

【0027】〔第6の実施例〕本実施例は、第1の実施
例の変形例であり、図9に示す構成を有する。図9に示
すように、本実施例の半導体メモリのメモリセル60は
、nMOSトランジスタ61とpMOSトランジスタ6
2で一方のインバーターが形成され、このインバーター
と非対称な入出力特性を有するインバーターは、pMO
Sトランジスタ63と抵抗64からなる。ソースに接地
電圧が供給されるnMOSトランジスタ61のドレイン
である主記憶ノード66には、アクセストランジスタ6
5の一方のソース・ドレイン及びpMOSトランジスタ
63のゲートが接続される共にpMOSトランジスタ6
2のドレインが接続される。負荷用のpMOSトランジ
スタ62,63のソースには電源電圧Vccが供給され
る。その負荷用のpMOSトランジスタ63のドレイン
である補記憶ノード67には、nMOSトランジスタ6
1及びpMOSトランジスタ62のゲートが接続される
と共に抵抗64の一端が接続される。この補記憶ノード
67には、アクセストランジスタは接続されず、抵抗6
4の他端には接地電圧が供給される。アクセストランジ
スタ65の他方のソース・ドレインは、データの転送に
用いられるビット線BLに接続され、そのゲートは、行
選択用のワード線WLに接続される。
[Sixth Embodiment] This embodiment is a modification of the first embodiment, and has the configuration shown in FIG. As shown in FIG. 9, the memory cell 60 of the semiconductor memory of this embodiment includes an nMOS transistor 61 and a pMOS transistor 6.
2 forms one inverter, and the inverter with input/output characteristics asymmetrical to this inverter is pMO
It consists of an S transistor 63 and a resistor 64. The main memory node 66, which is the drain of the nMOS transistor 61 whose source is supplied with the ground voltage, has an access transistor 6
5 and the gate of the pMOS transistor 63 are both connected to the pMOS transistor 6.
2 drains are connected. A power supply voltage Vcc is supplied to the sources of the load PMOS transistors 62 and 63. The nMOS transistor 6 is connected to the auxiliary storage node 67 which is the drain of the pMOS transistor 63 for the load.
1 and the gates of the PMOS transistor 62 are connected, and one end of the resistor 64 is also connected. No access transistor is connected to this auxiliary memory node 67, and the resistor 6
A ground voltage is supplied to the other end of 4. The other source and drain of access transistor 65 are connected to bit line BL used for data transfer, and its gate is connected to word line WL for row selection.

【0028】このような回路構成の本実施例は、第1の
実施例と比較して、TFTが使用されない構造とされる
が、一対のインバーターの入出力特性が非対称とされて
、ドライブトランジスタとアクセストランジスタのレシ
オを大きくする必要がないため、電源電圧Vccの低電
圧化やセルサイズの縮小化が可能となる。
The present embodiment with such a circuit configuration has a structure in which no TFT is used compared to the first embodiment, but the input/output characteristics of the pair of inverters are asymmetrical, and the drive transistor and Since there is no need to increase the ratio of the access transistor, it is possible to lower the power supply voltage Vcc and reduce the cell size.

【0029】〔第7の実施例〕本実施例は、第1の実施
例の変形例であり、図10に示す構成を有する。図10
に示すように、本実施例の半導体メモリのメモリセル7
0は、nMOSトランジスタ71と抵抗72で一方のイ
ンバーターが形成され、このインバーターと非対称な入
出力特性を有するインバーターは、pMOSトランジス
タ73と抵抗74からなる。ソースに接地電圧が供給さ
れるnMOSトランジスタ71のドレインである主記憶
ノード76には、アクセストランジスタ75の一方のソ
ース・ドレイン及びpMOSトランジスタ73のゲート
が接続される共に抵抗72の一端が接続される。負荷用
のpMOSトランジスタ73のソース及び抵抗72の他
端には、電源電圧Vccが供給される。その負荷用のp
MOSトランジスタ73のドレインである補記憶ノード
77には、nMOSトランジスタ71のゲートが接続さ
れると共に抵抗74の一端が接続される。この補記憶ノ
ード77には、アクセストランジスタは接続されず、抵
抗74の他端には接地電圧が供給される。アクセストラ
ンジスタ75の他方のソース・ドレインは、データの転
送に用いられるビット線BLに接続され、そのゲートは
、行選択用のワード線WLに接続される。
[Seventh Embodiment] This embodiment is a modification of the first embodiment, and has the configuration shown in FIG. Figure 10
As shown in the figure, the memory cell 7 of the semiconductor memory of this embodiment
0, one inverter is formed by an nMOS transistor 71 and a resistor 72, and an inverter having input/output characteristics asymmetrical to this inverter is composed of a pMOS transistor 73 and a resistor 74. The main memory node 76, which is the drain of the nMOS transistor 71 whose source is supplied with the ground voltage, is connected to one source/drain of the access transistor 75, the gate of the pMOS transistor 73, and one end of the resistor 72. . The source of the load PMOS transistor 73 and the other end of the resistor 72 are supplied with the power supply voltage Vcc. p for that load
A supplementary memory node 77, which is the drain of the MOS transistor 73, is connected to the gate of the nMOS transistor 71 and to one end of a resistor 74. No access transistor is connected to this auxiliary storage node 77, and the ground voltage is supplied to the other end of the resistor 74. The other source and drain of access transistor 75 are connected to bit line BL used for data transfer, and its gate is connected to word line WL for row selection.

【0030】このような回路構成の本実施例も、第6の
実施例と同様に、TFTが使用されない構造とされるが
、一対のインバーターの入出力特性が非対称とされて、
ドライブトランジスタとアクセストランジスタのレシオ
を大きくする必要がないため、電源電圧Vccの低電圧
化やセルサイズの縮小化が可能となる。
Similar to the sixth embodiment, this embodiment of the circuit configuration has a structure in which no TFT is used, but the input/output characteristics of the pair of inverters are asymmetric,
Since it is not necessary to increase the ratio between the drive transistor and the access transistor, it is possible to lower the power supply voltage Vcc and reduce the cell size.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明のスタティック型半導体メモリは
、上述のように、高集積化が可能な一本のビット線のみ
が各メモリセルに接続され、さらにそのメモリセルのフ
リップフロップ回路では、入出力特性が互いに異なるイ
ンバーターが用いられる。このため、従来例のようにド
ライブトランジスタとアクセストランジスタのレシオを
大きくする必要がないため、電源電圧Vccの低電圧化
やセルサイズの縮小化が可能となり、さらに、入出力特
性を異なるインバーターを得る構成として、薄膜トラン
ジスタを用いた場合では、チップ上に形成すべきバルク
のMOSトランジスタの個数も低減できることから、大
幅なセルサイズの縮小化が可能となる。
Effects of the Invention As described above, in the static semiconductor memory of the present invention, only one bit line is connected to each memory cell, which enables high integration, and the flip-flop circuit of the memory cell has an input Inverters with different output characteristics are used. Therefore, it is not necessary to increase the ratio of the drive transistor and the access transistor as in the conventional example, so it is possible to lower the power supply voltage Vcc and reduce the cell size.Furthermore, it is possible to obtain an inverter with different input/output characteristics. When thin film transistors are used as a structure, the number of bulk MOS transistors to be formed on a chip can also be reduced, making it possible to significantly reduce the cell size.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明のスタティック型半導体メモリの第1の
実施例のメモリセルの回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a memory cell of a first embodiment of a static semiconductor memory of the present invention.

【図2】上記第1の実施例のメモリセルの読み出し時の
フリップフロップ回路を構成する各インバーターの入出
力特性を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the input/output characteristics of each inverter forming the flip-flop circuit during reading of the memory cell of the first embodiment.

【図3】上記第1の実施例のメモリセルに“1”を書き
込む時のフリップフロップ回路の各インバーターの入出
力特性を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing the input/output characteristics of each inverter of the flip-flop circuit when writing "1" into the memory cell of the first embodiment.

【図4】上記第1の実施例のメモリセルに“0”を書き
込む時のフリップフロップ回路の各インバーターの入出
力特性を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing the input/output characteristics of each inverter of the flip-flop circuit when writing "0" into the memory cell of the first embodiment.

【図5】本発明のスタティック型半導体メモリの第2の
実施例のメモリセルの回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram of a memory cell of a second embodiment of the static semiconductor memory of the present invention.

【図6】本発明のスタティック型半導体メモリの第3の
実施例のメモリセルの回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram of a memory cell of a third embodiment of the static semiconductor memory of the present invention.

【図7】本発明のスタティック型半導体メモリの第4の
実施例のメモリセルの回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram of a memory cell of a fourth embodiment of the static semiconductor memory of the present invention.

【図8】本発明のスタティック型半導体メモリの第5の
実施例のメモリセルの回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram of a memory cell of a fifth embodiment of the static semiconductor memory of the present invention.

【図9】本発明のスタティック型半導体メモリの第6の
実施例のメモリセルの回路図である。
FIG. 9 is a circuit diagram of a memory cell of a sixth embodiment of the static semiconductor memory of the present invention.

【図10】本発明のスタティック型半導体メモリの第7
の実施例のメモリセルの回路図である。
FIG. 10: Seventh static semiconductor memory of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram of a memory cell according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,21,31,41,51,61,71…nMOS
トランジスタ 12,14,22,23,32,54,64,72,7
4…抵抗 13,33,42,43,52,53…p型チャンネル
のTFT 24,34,44…n型チャンネルのTFT15,25
,35,45,55,65,75…アクセストランジス
タ 16,26,36,46,56,66,76…主記憶ノ
ード 17,27,37,47,57,67,77…補記憶ノ
ード
11, 21, 31, 41, 51, 61, 71...nMOS
Transistors 12, 14, 22, 23, 32, 54, 64, 72, 7
4... Resistors 13, 33, 42, 43, 52, 53... P-type channel TFT 24, 34, 44... N-type channel TFT 15, 25
, 35, 45, 55, 65, 75... Access transistor 16, 26, 36, 46, 56, 66, 76... Main memory node 17, 27, 37, 47, 57, 67, 77... Auxiliary memory node

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  互いに入出力特性の異なる一対のイン
バーターからなるフリップフロップ回路とアクセストラ
ンジスタによりメモリセルが構成され、上記フリップフ
ロップ回路の一方のデータ入出力端子に上記アクセスト
ランジスタを介して一本のビット線が接続されているこ
とを特徴とするスタティック型半導体メモリ。
1. A memory cell is constituted by a flip-flop circuit consisting of a pair of inverters having different input/output characteristics, and an access transistor, and one data input/output terminal of the flip-flop circuit is connected to one data input/output terminal of the flip-flop circuit via the access transistor. A static semiconductor memory characterized by connected bit lines.
JP2411359A 1990-12-18 1990-12-18 Static semiconductor memory Pending JPH04219696A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005293814A (en) * 2004-03-31 2005-10-20 Hynix Semiconductor Inc Dual port sram cell with six transistors
JP2009076200A (en) * 2008-12-05 2009-04-09 Renesas Technology Corp Semiconductor memory device
JP2018190480A (en) * 2017-05-04 2018-11-29 朝景 湯 Random access memory and associated circuit, method and system

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