JPH0525120Y2 - - Google Patents

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JPH0525120Y2
JPH0525120Y2 JP13121785U JP13121785U JPH0525120Y2 JP H0525120 Y2 JPH0525120 Y2 JP H0525120Y2 JP 13121785 U JP13121785 U JP 13121785U JP 13121785 U JP13121785 U JP 13121785U JP H0525120 Y2 JPH0525120 Y2 JP H0525120Y2
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transistor
equalization
bit lines
pair
channel mos
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Description

【考案の詳細な説明】 A 産業上の利用分野 本考案はイコライズ回路に関し、特に、
CMOS(complementary metal oxide
semiconductor)構成のスタテイツク型RAM
(ramdom access memory)に適用して好適な
ものである。
[Detailed description of the invention] A. Industrial application field The present invention relates to equalization circuits, and in particular,
CMOS (complementary metal oxide)
static type RAM with semiconductor) configuration
(ramdom access memory).

B 考案の概要 本考案はRAMにおける一対のビツト線の電位
をイコライズするイコライズ回路において、イコ
ライズ用のパルス信号が与えられたとき一対のビ
ツト線を短絡させるイコライズ用のMOS用トラ
ンジスタにRAMに使用されている他のNチヤン
ネルMOS型トランジスタより低いしきい値電圧
のNチヤンネルMOS型トランジスタを適用する
ことにより、イコライズ用のトランジスタの電流
駆動能力を高めてイコライズ期間を短縮させよう
としたものである。
B. Summary of the invention This invention is an equalization circuit that equalizes the potential of a pair of bit lines in a RAM, and is used in the RAM as an equalization MOS transistor that shorts the pair of bit lines when an equalization pulse signal is applied. By applying an N-channel MOS type transistor having a lower threshold voltage than other N-channel MOS type transistors, the current drive capability of the equalizing transistor is increased and the equalizing period is shortened.

C 従来の技術 CMOS構成のスタテイツク型RAMは第4図に
示すように、MOS型トランジスタのフリツプフ
ロツプ回路でなるメモリセル10をマトリツクス
上に配列して構成される。
C. Prior Art A static RAM having a CMOS structure is constructed by arranging memory cells 10, each of which is a flip-flop circuit of a MOS transistor, in a matrix, as shown in FIG.

行方向に並設されている各メモリセル10は共
通のワード線11に接続されており、列方向に並
設されている各メモリセル10は共通の一対の相
補うビツト線12及び13に接続されている。所
定のメモリセル10をアクセスする場合、図示し
ないXデコーダによつて当該メモリセル10が接
続されているワード線11が選択され、また、Y
デコーダによつて当該メモリセル10が接続され
ている一対のビツト線12及び13が選択され、
かくして、所定のメモリセルだけが活性化されて
データの書込み読出しが可能となる。
Each memory cell 10 arranged in parallel in the row direction is connected to a common word line 11, and each memory cell 10 arranged in parallel in the column direction is connected to a common pair of complementary bit lines 12 and 13. has been done. When accessing a predetermined memory cell 10, the word line 11 to which the memory cell 10 is connected is selected by an unillustrated X decoder, and the Y
A pair of bit lines 12 and 13 to which the memory cell 10 is connected is selected by the decoder,
In this way, only predetermined memory cells are activated and data can be written or read.

一対のビツト線12及び13はそれぞれゲート
端子及びドレイン端子が電源ラインL1に接続さ
れているNチヤンネルMOS型トランジスタQ1
及びQ2のソース端子に接続されている。また、
一対のビツト線12及び13はそれぞれゲート端
子にイコライズ用のパルス信号φEQ が与えられる
PチヤンネルMOS型トランジスタQ3のソース
端子及びドレイン端子に接続される。
A pair of bit lines 12 and 13 are connected to an N-channel MOS transistor Q1 whose gate terminal and drain terminal are respectively connected to the power supply line L1.
and the source terminal of Q2. Also,
A pair of bit lines 12 and 13 are connected to the source and drain terminals of a P-channel MOS type transistor Q3, respectively, whose gate terminal is supplied with an equalizing pulse signal φEQ .

一対のビツト線12及び13は書込みデータが
論理「H」のときビツト線12が1〜2〔V〕程
度の低電位でビツト線13が4〜5〔V〕程度の
高電位になるようになされており、逆に書込みデ
ータが論理「L」のときビツト線12が4〜5
〔V〕程度の高電位でビツト線13が1〜2〔V〕
程度の低電位になるようになされており、メモリ
セル10のフリツプフロツプ回路を動作させるよ
うになつている。また、メモリセル10からの読
出しデータが論理「H」のときにはビツト線12
の電位が2〜3〔V〕程度、ビツト線13の電位
が4〜5〔V〕程度になり、論理「L」のときに
はビツト線12の電位が4〜5〔V〕程度になり、
ビツト線13の電位が2〜3〔V〕程度になる。
The pair of bit lines 12 and 13 is arranged so that when the write data is logic "H", bit line 12 has a low potential of about 1 to 2 [V] and bit line 13 has a high potential of about 4 to 5 [V]. Conversely, when the write data is logic "L", the bit line 12 is 4 to 5.
At a high potential of about [V], the bit line 13 is 1 to 2 [V]
The voltage is set to a relatively low potential to operate the flip-flop circuit of the memory cell 10. Furthermore, when the read data from the memory cell 10 is at logic "H", the bit line 12
The potential of the bit line 13 becomes about 2 to 3 [V], the potential of the bit line 13 becomes about 4 to 5 [V], and when the logic is "L", the potential of the bit line 12 becomes about 4 to 5 [V],
The potential of the bit line 13 becomes about 2 to 3 [V].

このような電位をとるRAMについてトランジ
スタQ3が設けられていないとすると、アクセス
タイムが長くなると共に、任意の読み出しサイク
ルで論理「L」のデータを読み出し、次のサイク
ルで論理「H」のデータを読み出すような場合に
は、先の読出しによりビツト線12が2〜3
〔V〕、ビツト線13が4〜5〔V〕になつている
ため、次の読出しのためにメモリセル10を選択
した場合誤つてその記憶内容をこれらの電位のた
めに反転して破壊してしまうおそれがあり、次の
読出しデータが本来の記憶内容と異なる結果にな
るおそれがある。
If the transistor Q3 is not provided in a RAM that takes such a potential, the access time will be longer and the logic "L" data will be read in any read cycle, and the logic "H" data will be read in the next cycle. In the case of reading, the bit line 12 becomes 2 to 3 due to the previous reading.
[V], and the bit line 13 is at 4 to 5 [V], so when the memory cell 10 is selected for the next read, the stored contents may be accidentally inverted and destroyed due to these potentials. There is a risk that the next read data will be different from the original stored content.

そこで、メモリセル10をアクセスする場合に
はパルス信号φEQ によりトランジスタQ3をオン
動作させて一対のビツト線12及び13の電位を
イコライズさせて前のアクセスによるデータの状
態により誤動作するような事態を防止するように
している。
Therefore, when accessing the memory cell 10, the transistor Q3 is turned on by the pulse signal φEQ to equalize the potentials of the pair of bit lines 12 and 13, thereby preventing a malfunction due to the data state caused by the previous access. I'm trying to prevent it.

D 考案が解決しようとする問題点 ところで、アクセスタイムには上述したイコラ
イズのための時間も含まれる。従つて、アクセス
タイムを短くして処理の高速化をはかるためには
イコライズのための時間を短くすることが望まし
い。
D. Problems to be solved by the invention By the way, the access time also includes the time for equalization described above. Therefore, in order to shorten access time and speed up processing, it is desirable to shorten the time for equalization.

しかしながら、第4図に示すようにイコライズ
用のトランジスタQ3にPチヤンネルMOS型ト
ランジスタを適用した場合には、Pチヤンネル
MOS型トランジスタはキヤリアの移動度が遅い
ためイコライズに要する時間が長くならざるを得
なかつた。
However, if a P-channel MOS transistor is applied to the equalizing transistor Q3 as shown in FIG.
Because MOS transistors have slow carrier mobility, it takes a long time for equalization.

本考案は以上の点を考慮してなされたもので、
一対のビツト線を短時間でイコライズすることが
でき、RAMのアクセスタイムを短縮できるイコ
ライズ回路を提供しようとするものである。
This idea was created taking the above points into consideration.
The present invention aims to provide an equalization circuit that can equalize a pair of bit lines in a short time and shorten RAM access time.

E 問題点を解決するための手段 かかる問題点を解決するため本考案において
は、CMOS構成でなるRAMの一対のビツト線1
2,13にソース端子及びドレイン端子がそれぞ
れ接続され、ゲート端子にイコライズ用のパルス
信号(φEQ またはφEQ)が供給され、一対のビツト
線12,13を短絡してイコライズさせるイコラ
イズ用のMOS型トランジスタQ3を具えるイコ
ライズ回路において、イコライズ用のMOS型ト
ランジスタQ3を、RAMに使用されている他の
NチヤンネルMOS型トランジスタより低いしき
い値電圧を有するNチヤンネルMOS型トランジ
スタで形成した。
E. Means for solving the problem In order to solve the problem, in the present invention, a pair of bit lines 1 of the RAM having a CMOS configuration are used.
The source terminal and the drain terminal are respectively connected to 2 and 13, and an equalizing pulse signal ( φ EQ or φ EQ ) is supplied to the gate terminal, and the pair of bit lines 12 and 13 are short-circuited to equalize the equalizing MOS. In the equalizing circuit including the MOS transistor Q3, the equalizing MOS transistor Q3 is formed of an N-channel MOS transistor having a lower threshold voltage than other N-channel MOS transistors used in the RAM.

F 作用 イコライズ用のトランジスタQ3をNチヤンネ
ルMOS型トランジスタとすることでキヤリアの
移動度を高めて電流駆動能力を高める。また、他
のNチヤンネルMOS型トランジスタよりしきい
値VTHを低くしているので、その分ドレイン電流
IDを大きくでき電流駆動能力を高める。
F Effect By using the equalizing transistor Q3 as an N-channel MOS transistor, carrier mobility is increased and current drive capability is increased. In addition, since the threshold voltage V TH is lower than that of other N-channel MOS transistors, the drain current can be reduced accordingly.
Increases I D and increases current drive capability.

トランジスタQ3の電流駆動能力が高まつた結
果、一対のビツト線12,13を等電位するイコ
ライズ期間が従来の回路に比べて格段的に短縮さ
れる。
As a result of the increased current driving capability of transistor Q3, the equalization period during which the pair of bit lines 12 and 13 are equalized is significantly shortened compared to conventional circuits.

G 実施例 以下、第4図との対応部分に同一符号を付して
示す第1図について本考案の一実施例を詳述す
る。
G. Embodiment Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1, in which parts corresponding to those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals.

第1図において、一対のビツト線12及び13
をイコライズするために設けられたトランジスタ
Q3はメモリセル10や、周辺回路、例えばビツ
ト線12及び13の能動負荷用に設けられた回
路、ビツト線12及び13のプリチヤージ用に設
けられた回路、メモリセル10からの読出しデー
タを増幅する読出し増幅回路等に用いられる他の
NチヤンネルMOS型トランジスタに比べてしき
い値電圧VTHが低いNチヤンネルMOS型トランジ
スタが適用される。
In FIG. 1, a pair of bit lines 12 and 13
The transistor Q3 provided to equalize the memory cell 10, peripheral circuits such as a circuit provided for an active load of the bit lines 12 and 13, a circuit provided for precharging the bit lines 12 and 13, and a memory An N-channel MOS transistor is used, which has a lower threshold voltage V TH than other N-channel MOS transistors used in a read amplification circuit or the like that amplifies read data from the cell 10.

例えば、トランジスタQ3にデプレツシヨン型
のトランジスタを適用し、他のNチヤンネル
MOS型トランジスタにエンハンス型のトランジ
スタを適用する。
For example, a depletion type transistor is applied to transistor Q3, and other N-channel
Applying enhanced type transistors to MOS type transistors.

このようにすると、PチヤンネルMOS型トラ
ンジスタに比べてキヤリアの移動度が高いのでそ
れだけトランジスタQ3の電流駆動能力が高ま
り、イコライズ期間が短縮される。
In this case, since the carrier mobility is higher than that of a P-channel MOS transistor, the current driving ability of the transistor Q3 is increased accordingly, and the equalization period is shortened.

ここで、トランジスタQ3として他のNチヤン
ネルMOS型トランジスタよりしきい値電圧VTH
低いものを適用するようにしたのは以下に示す検
討の結果に基づく。
Here, the reason why a transistor having a lower threshold voltage V TH than other N-channel MOS transistors is used as the transistor Q3 is based on the results of the study shown below.

一般に、CMOS構成の場合には製造工程の簡
易化のため複数のNチヤンネルMOS型トランジ
スタに同一のしきい値電圧VTH(1〔V〕程度)を
有するエンハンス型のものが用いられる。このよ
うなNチヤンネルMOS型トランジスタをイコラ
イズ用のトランジスタQ3に適用すると、トラン
ジスタQ3のゲート・ソース間電圧VGSとしきい
値電圧VTHとの差電圧を大きくとることができ
ず、そのため次式に示すドレイン電流ID ID=K(VGS−VTH2 …(1) は小さなものとなる(なお、Kは比較定数)。従
つて、電流駆動能力は小さく、Nチヤンネル
MOS型トランジスタをイコライズ用のトランジ
スタQ3に適用しても実際上さほどイコライズ期
間を短縮することができない。
Generally, in the case of a CMOS configuration, enhanced type transistors having the same threshold voltage V TH (approximately 1 [V]) are used for a plurality of N-channel MOS transistors to simplify the manufacturing process. When such an N-channel MOS transistor is applied to the equalizing transistor Q3, the voltage difference between the gate-source voltage V GS of the transistor Q3 and the threshold voltage V TH cannot be made large, so the following equation is obtained. The drain current I D ID =K(V GS −V TH ) 2 (1) is small (K is a comparison constant). Therefore, the current drive capability is small, and the N-channel
Even if a MOS type transistor is applied to the equalizing transistor Q3, the equalizing period cannot actually be shortened much.

そこで上述のように、イコライズ用のトランジ
スタQ3としてしきい値電圧VTHが一段と小さい
ものを適用し、ドレイン電流を大きくして電流駆
動能力を高めイコライズ期間を短縮するようにし
た。
Therefore, as described above, a transistor with a much smaller threshold voltage V TH is used as the equalizing transistor Q3, and the drain current is increased to increase the current drive capability and shorten the equalization period.

因にトランジスタQ3として他のNチヤンネル
MOS型トランジスタと異なるしきい値電圧VTH
ものを適用すれば、複数のしきい値電圧のNチヤ
ンネルMOS型トランジスタを混在させてRAMを
製造することになるが、かかる構成は、イコライ
ズ用のトランジスタQ3の部分を、他のNチヤン
ネルMOS型トランジスタのしきい値電圧を調整
するために行うイオン注入工程でマスクすること
により容易に実現し得、工程を特に複雑にさせな
いようにできる。
Incidentally, as transistor Q3, another N channel
If a MOS transistor with a different threshold voltage V TH is used, a RAM will be manufactured by mixing N-channel MOS transistors with multiple threshold voltages, but such a configuration This can be easily realized by masking the transistor Q3 portion in an ion implantation process performed to adjust the threshold voltage of other N-channel MOS transistors, and the process can be made particularly uncomplicated.

以上のようにこの実施例によれば、イコライズ
期間を従来の回路に比べて一段と短縮することが
できる。このことは、本考案及び従来回路におい
て、イコライズ用のパルス信号φEQ ,φEQが与えら
れてからイコライズするまでの一対のビツト線1
2及び13の電位変化の理論上の演算結果を示す
第2図及び第3図より確認することができる。こ
の演算においてはイコライズ用のトランジスタQ
3のチヤンネル幅Wを7〔μm〕、チヤンネル長L
を1.2〔μm〕、ゲートの酸化シリコン膜の厚さを
200〔Å〕、一対のビツト線12及び13の容量を
1.6〔pF〕として演算した。この演算結果から、従
来のPチヤンネルMOS型トランジスタを用いた
場合にはパルス信号φEQ が立下つてから高低の両
ビツト線電位VBH,VBLがイコライズするまでに
はほぼ11〔ns〕だけ費やすのに対して、本考案の
場合にはパルス信号φEQが立上つてから両ビツト
線電位VBH,VBLがイコライズするまでにはほぼ
6〔ns〕で良く、上述したような効果が得られる
ことが確認できた。
As described above, according to this embodiment, the equalization period can be further shortened compared to the conventional circuit. This means that in the present invention and the conventional circuit, the pair of bit lines 1 after the equalization pulse signals φ EQ and φ EQ are applied until the equalization is performed.
This can be confirmed from FIGS. 2 and 3, which show the theoretical calculation results of the potential changes in Nos. 2 and 13. In this operation, the equalizing transistor Q
Channel width W of 3 is 7 [μm], channel length L
1.2 [μm], and the thickness of the gate silicon oxide film is
200 [Å], the capacitance of the pair of bit lines 12 and 13 is
It was calculated as 1.6 [pF]. From this calculation result, when using a conventional P-channel MOS transistor, it takes approximately 11 [ns] from the fall of the pulse signal φ EQ until both the high and low bit line potentials V BH and V BL are equalized. In contrast, in the case of the present invention, it takes about 6 [ns] from the rise of the pulse signal φ EQ until both bit line potentials V BH and V BL are equalized, and the above-mentioned effect is achieved. I was able to confirm that it was obtained.

また、イコライズ用のトランジスタQ3にデプ
レツシヨン型のNチヤンネルMOS型トランジス
タを適用した場合には、しきい値電圧VTHが−1
〜−2〔V〕程度であるので、低電位のビツト線
電位を容易に電源電圧VDDまで上昇させることが
でき、データの判別を確認になし得るようにでき
る。さらにまた、低電位側のビツト線電位は動作
時に1〔V〕程度より下ることはなく、その電位
の場合トランジスタQ3のゲートにはオフ状態で
VGS=−1〔V〕が印加されており、チヤンネル
リーク等は生じない。
Furthermore, when a depletion type N-channel MOS transistor is applied to the equalizing transistor Q3, the threshold voltage V TH becomes -1.
Since it is about -2 [V], the low potential bit line potential can be easily raised to the power supply voltage VDD , and data can be discriminated without confirmation. Furthermore, the bit line potential on the low potential side never drops below about 1 [V] during operation, and at that potential, the gate of transistor Q3 is in an off state.
V GS =-1 [V] is applied, and no channel leakage occurs.

H 考案の効果 以上のように本考案によれば、イコライズ用の
トランジスタを他のNチヤンネルMOS型トラン
ジスタよりしきい値電圧が低いNチヤンネル
MOS型トランジスタで構成するようにしたので、
一対のビツト線のイコライズ期間を一段と短縮
し、これによりアクセスタイムを短縮することの
できるイコライズ回路を製造工程を複雑化するこ
となく容易に得ることができる。
H. Effect of the invention As described above, according to the invention, the equalizing transistor is an N-channel MOS transistor with a lower threshold voltage than other N-channel MOS transistors.
Since it is configured with MOS type transistors,
An equalization circuit capable of further shortening the equalization period of a pair of bit lines and thereby shortening the access time can be easily obtained without complicating the manufacturing process.

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

第1図は本考案によるイコライズ回路の一実施
例を示す接続図、第2図は第1図の回路により高
低の両ビツト線電位がイコライズされて行く様子
を示す略線図、第3図は従来回路により両ビツト
線電位がイコライズされて行く様子を示す略線
図、第4図は従来回路を示す接続図である。 10……メモリセル、11……ワード線、1
2,13……ビツト線、Q3……イコライズ用の
トランジスタ。
Fig. 1 is a connection diagram showing one embodiment of the equalization circuit according to the present invention, Fig. 2 is a schematic diagram showing how both high and low bit line potentials are equalized by the circuit of Fig. 1, and Fig. 3 is a schematic diagram showing how both high and low bit line potentials are equalized by the circuit of Fig. 1. A schematic diagram showing how the potentials of both bit lines are equalized by the conventional circuit, and FIG. 4 is a connection diagram showing the conventional circuit. 10...Memory cell, 11...Word line, 1
2, 13... Bit line, Q3... Equalizing transistor.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 CMOS構成でなるRAMの一対のビツト線にソ
ース端子及びドレイン端子がそれぞれ接続され、
ゲート端子にイコライズ用のパルス信号が供給さ
れ上記一対のビツト線を短絡してイコライズさせ
るイコライズ用のMOS型トランジスタを具える
イコライズ回路において、 上記イコライズ用のMOS型トランジスタを、
上記RAMに使用されている他のNチヤンネル
MOS型トランジスタより低いしきい値電圧を有
するNチヤンネルMOS型トランジスタで形成し
たことを特徴とするイコライズ回路。
[Claims for Utility Model Registration] A source terminal and a drain terminal are respectively connected to a pair of bit lines of a RAM having a CMOS configuration,
In an equalization circuit comprising an equalization MOS type transistor that shorts the pair of bit lines and equalizes the pair of bit lines by supplying an equalization pulse signal to a gate terminal, the equalization MOS type transistor is
Other N channels used in the above RAM
An equalization circuit characterized in that it is formed of an N-channel MOS type transistor having a lower threshold voltage than a MOS type transistor.
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