JPH05315569A - Memory cell and semiconductor memory device - Google Patents

Memory cell and semiconductor memory device

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JPH05315569A
JPH05315569A JP4114720A JP11472092A JPH05315569A JP H05315569 A JPH05315569 A JP H05315569A JP 4114720 A JP4114720 A JP 4114720A JP 11472092 A JP11472092 A JP 11472092A JP H05315569 A JPH05315569 A JP H05315569A
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JP
Japan
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channel transistor
memory cell
inverter circuit
bit line
drain
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JP4114720A
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Japanese (ja)
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Hideshi Maeno
秀史 前野
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

PURPOSE:To provide a memory element and a semiconductor memory circuit device where initial data are determined. CONSTITUTION:A first inverter circuit is composed of a P-channel transistor 6b and an N-channel transistor 7b, and a second inverter circuit is composed of P-channel transistors 6a and 6d and an N-channel transistor 7a. The drain connection of the first inverter circuit is connected to the source of a third N-channel transistor 7c, and the drain of the transistor 7c is connected to a first bit line BIT. The drain connection of the second inverter circuit is connected to the source of a fourth N-channel transistor 7d, and the drain of the transistor 7d is connected to a second reverse bit line #BIT. The N-channel transistors 7c and 7d are connected to a word line WL with a gate common connection.

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、半導体メモリ装置、特
にCMOSゲートアレイのリードライトメモリ機能を有
するメモリセル及び半導体メモリ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly to a memory cell having a read / write memory function of a CMOS gate array and a semiconductor memory device.

【0002】[0002]

【従来の技術】CMOSゲートアレイを構成する基本セ
ルを用いた従来のリードライトメモリ機能を有する半導
体メモリ装置を以下に説明する。
2. Description of the Related Art A conventional semiconductor memory device having a read / write memory function using a basic cell constituting a CMOS gate array will be described below.

【0003】図1は、従来のCMOSゲートアレイの半
導体集積回路装置の模式的平面図である。図中1は半導
体チップであり、半導体チップ1上の中央には基本セル
列3,3…が、半導体チップの周辺部には入出力パッド
2,2…が形成されている。図2は図1に示す基本セル
列3,3…の1列分の拡大平面図である。P型拡散領域
4a及びN型拡散領域4bが長手方向を平行にして並設され
ている。P型拡散領域4a上にはPチャネルトランジスタ
のゲート5a, 5a…が等間隔に形成されており、N型拡散
領域4b上にはNチャネルトランジスタのゲート5b, 5b…
が等間隔に形成されている。これにより、P型拡散領域
4aはPチャネルトランジスタのソース及びドレインとな
り、N型拡散領域4bはNチャネルトランジスタのソース
及びドレインとなって、Pチャネルトランジスタ及びN
チャネルトランジスタが2列に並設される。
FIG. 1 is a schematic plan view of a conventional semiconductor integrated circuit device having a CMOS gate array. In the figure, reference numeral 1 is a semiconductor chip, and basic cell rows 3, 3 ... Are formed in the center of the semiconductor chip 1, and input / output pads 2, 2 ... Are formed in the peripheral portion of the semiconductor chip. FIG. 2 is an enlarged plan view of one row of the basic cell rows 3, 3 ... Shown in FIG. P-type diffusion region
4a and the N-type diffusion region 4b are arranged in parallel with their longitudinal directions parallel to each other. The gates 5a, 5a of the P-channel transistor are formed at equal intervals on the P-type diffusion region 4a, and the gates 5b, 5b of the N-channel transistor are formed on the N-type diffusion region 4b.
Are formed at equal intervals. Thereby, the P-type diffusion region
4a serves as the source and drain of the P-channel transistor, and the N-type diffusion region 4b serves as the source and drain of the N-channel transistor.
The channel transistors are arranged in two rows.

【0004】図3は、上述した図2に示す基本セル列3
の等価回路図である。Pチャネルトランジスタ6及びN
チャネルトランジスタ7は夫々直列に形成されている。
このような基本セル列3は、任意のトランジスタをOF
F状態にすることにより直列に形成されたトランジスタ
をその位置で分断することができるゲート分離方式であ
るため、特定のトランジスタをOFF状態にすることに
よって、所望する回路を構成することができる。
FIG. 3 shows the basic cell array 3 shown in FIG.
2 is an equivalent circuit diagram of FIG. P-channel transistor 6 and N
The channel transistors 7 are formed in series, respectively.
In such a basic cell row 3, an arbitrary transistor is OF
Since a transistor formed in series can be divided at that position by switching to the F state, a gate separation method can be used, so that a desired circuit can be formed by turning off a specific transistor.

【0005】図4は、このようなCMOSゲートアレイ
上にて半導体メモリ装置を構成する場合の概念図であ
る。半導体チップ1上に形成された基本セル列3,3…
の、任意の領域に半導体メモリ装置8が構成されてい
る。半導体チップ1の周辺部には、入出力パッド2,2
…が形成されている。
FIG. 4 is a conceptual diagram when a semiconductor memory device is constructed on such a CMOS gate array. Basic cell rows 3, 3 ... Formed on the semiconductor chip 1
The semiconductor memory device 8 is formed in any area. Input / output pads 2 and 2 are provided around the semiconductor chip 1.
... is formed.

【0006】図5は図4に示す半導体メモリ装置8の構
成図である。メモリセル9,9…が行列に並設されてお
り、その近郊には、Xデコーダ(ワード線デコーダ)1
0, 書き込み及び読み出し回路11, 並びにYデコーダ12
が形成されている。半導体メモリ装置8は、Xデコーダ
10及びYデコーダ12により選択されたメモリセル9に対
して、書き込み及び読み出し回路11により書き込み動作
及び読み出し動作を行うように構成されている。
FIG. 5 is a block diagram of the semiconductor memory device 8 shown in FIG. Memory cells 9, 9 ... Are arranged side by side in a matrix, and an X decoder (word line decoder) 1 is provided near the memory cells.
0, write and read circuit 11, and Y decoder 12
Are formed. The semiconductor memory device 8 is an X decoder
The memory cell 9 selected by 10 and the Y decoder 12 is configured to perform a write operation and a read operation by the write and read circuit 11.

【0007】図6は図5に示したメモリセル9,9…の
中の任意のメモリセル9の回路図である。図中6a, 6bは
Pチャネルトランジスタ、7a,7b,7c,7d はNチャネルト
ランジスタである。
FIG. 6 is a circuit diagram of an arbitrary memory cell 9 among the memory cells 9, 9 ... Shown in FIG. In the figure, 6a and 6b are P-channel transistors, and 7a, 7b, 7c and 7d are N-channel transistors.

【0008】電源線VDDにPチャネルトランジスタ6a
のソースが接続され、Pチャネルトランジスタ6aにはゲ
ート及びドレインを共通にして、Nチャネルトランジス
タ7aが直列に接続されている。そしてNチャネルトラン
ジスタ7aのソースは接地線GRDに接続され、第1のイ
ンバータ回路を構成している。また、電源線VDDにP
チャネルトランジスタ6bのソースが接続され、同様にN
チャネルトランジスタ7bが直列に接続されて、第2のイ
ンバータ回路を構成している。この第1及び第2のイン
バータ回路は並列に接続されており、第1のインバータ
回路のドレイン部及びゲート部が、第2のインバータ回
路のゲート部及びドレイン部と夫々接続されている。こ
のようなインバータ回路の入力部は夫々のゲート接続部
となり、出力部は夫々のドレイン接続部となっている。
第1及び第2のインバータ回路は互いの出力部を他の入
力部に接続しており、データの保持ループを構成してい
る。
A P-channel transistor 6a is connected to the power supply line VDD.
Is connected to the P channel transistor 6a, and the N channel transistor 7a is connected in series to the P channel transistor 6a with a common gate and drain. The source of the N-channel transistor 7a is connected to the ground line GRD and constitutes a first inverter circuit. In addition, P to the power supply line VDD
The source of the channel transistor 6b is connected, and similarly, N
The channel transistors 7b are connected in series to form a second inverter circuit. The first and second inverter circuits are connected in parallel, and the drain section and the gate section of the first inverter circuit are connected to the gate section and the drain section of the second inverter circuit, respectively. The input part of such an inverter circuit is the respective gate connection part, and the output part is the respective drain connection part.
The first and second inverter circuits have their output parts connected to other input parts, and form a data holding loop.

【0009】第2のインバータ回路のドレイン接続部は
Nチャネルトランジスタ7cのソースに接続され、そのド
レインはビット線BITに接続されている。また、第1
のインバータ回路のドレイン接続部はNチャネルトラン
ジスタ7dのソースに接続され、そのドレインは反転ビッ
ト線 #BITに接続されている。Nチャネルトランジス
タ7c及びNチャネルトランジスタ7dのゲートの共通接続
部にて、ワード線WLと接続している。
The drain connection of the second inverter circuit is connected to the source of the N-channel transistor 7c, and its drain is connected to the bit line BIT. Also, the first
The drain connection part of the inverter circuit is connected to the source of the N-channel transistor 7d, and its drain is connected to the inverted bit line #BIT. The common connection portion of the gates of the N-channel transistor 7c and the N-channel transistor 7d is connected to the word line WL.

【0010】図7は図6に示すメモリセル回路のレイア
ウト図である。図2に示すように形成された基本セル列
3のゲート5a,…及び5b,…が、夫々のゲートとなるよ
うに、Pチャネルトランジスタ6a,6b,6c,6d 及びNチャ
ネルトランジスタ7a,7b,7c,7d が構成されている。電源
線VDD,接地線GRD,ビット線BIT及び反転ビッ
ト線 #BITは、第1層配線13にて形成されており、ワ
ード線WLは第2層配線にて形成されている。コンタク
トホール15により、第1層配線13とトランジスタのソー
ス及びドレイン(図示せず)とを接続し、また第1層配
線13とトランジスタのゲートとを接続している。そし
て、スルーホール16により、第1層配線13と第2層配線
14とを接続している。
FIG. 7 is a layout diagram of the memory cell circuit shown in FIG. .. and 5b, ... Of the basic cell row 3 formed as shown in FIG. 2 are P-channel transistors 6a, 6b, 6c, 6d and N-channel transistors 7a, 7b ,. 7c and 7d are configured. The power supply line VDD, the ground line GRD, the bit line BIT and the inverted bit line #BIT are formed by the first layer wiring 13, and the word line WL is formed by the second layer wiring. The contact hole 15 connects the first layer wiring 13 to the source and drain (not shown) of the transistor, and also connects the first layer wiring 13 to the gate of the transistor. Then, the first layer wiring 13 and the second layer wiring are formed by the through holes 16.
14 and is connected.

【0011】このように、図7(a),図7(b) は、いずれ
も図6に示すメモリセル回路を実現しており、いずれを
用いても半導体メモリ装置を構成することができる。通
常は、図7(a),図7(b) を交互に接続することにより、
半導体メモリ装置を構成している。図8はこれらのメモ
リセルを交互に接続した状態を示すレイアウト図であ
る。ワード線WL(n-1),WL(n),WL(n+1) は夫々隣接
するメモリセルのワード線を示している。その他同じ部
位には、図7(a),図7(b) のものと同符号を付して説明
を省略する。
As described above, FIGS. 7A and 7B both realize the memory cell circuit shown in FIG. 6, and any of them can be used to form a semiconductor memory device. Normally, by connecting Figure 7 (a) and Figure 7 (b) alternately,
It constitutes a semiconductor memory device. FIG. 8 is a layout diagram showing a state in which these memory cells are alternately connected. Word lines WL (n-1), WL (n), WL (n + 1) indicate word lines of adjacent memory cells, respectively. The same parts as those in FIGS. 7 (a) and 7 (b) are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0012】以上のような構成のメモリセル回路は、第
1のインバータ回路及び第2のインバータ回路で構成さ
れるデータ保持ループによりデータ保持動作を行う。ま
た、ワード線WLを“H”レベルにすることにより、ト
ランジスタ7c及び7dを通じて夫々の出力レベルがビット
線BIT及び反転ビット線 #BITに読み出される。ま
た、書込み及び読み出し回路11(図5に示す)によりビ
ット線BIT及び反転ビット線 #BITに逆論理レベル
を設定し、ワード線WLを“L”レベルから“H”レベ
ルに変化させることにより、設定されたデータを書き込
む。このようなメモリセル回路にて構成されている従来
の半導体メモリ装置は、データ保持動作,読み出し動
作,及び書込み動作を行うリードライトメモリ機能を有
している。
The memory cell circuit configured as described above performs a data holding operation by the data holding loop composed of the first inverter circuit and the second inverter circuit. Further, by setting the word line WL to the “H” level, the respective output levels are read out to the bit line BIT and the inverted bit line #BIT through the transistors 7c and 7d. Further, by setting the inverse logic level to the bit line BIT and the inverted bit line #BIT by the write / read circuit 11 (shown in FIG. 5) and changing the word line WL from the “L” level to the “H” level, Write the set data. A conventional semiconductor memory device configured by such a memory cell circuit has a read / write memory function of performing a data holding operation, a reading operation, and a writing operation.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】このような構成のメモ
リセル回路では、第1インバータ回路及び第2インバー
タ回路は同等のトランジスタを同様に接続しているた
め、夫々のインバータ回路に特性差が生じない。このた
め、電源を投入した際にいずれのインバータ回路が先に
“L”レベルを出力するのかは決まっておらず、第1イ
ンバータ回路が“L”レベルを出力する場合と、“H”
レベルを出力する場合とがあった。従って、従来のリー
ドライトメモリ機能を有する半導体メモリ装置は、電源
投入の際に出力される初期データが確定されないため、
電源投入の都度、所望するデータを設定しなければなら
ないという問題があった。
In the memory cell circuit having such a configuration, since the first inverter circuit and the second inverter circuit have the same transistors connected in the same manner, a characteristic difference occurs between the respective inverter circuits. Absent. Therefore, it is not decided which inverter circuit outputs the "L" level first when the power is turned on, and when the first inverter circuit outputs the "L" level and when the "H" level is output.
There was a case to output the level. Therefore, in the conventional semiconductor memory device having the read / write memory function, the initial data output when the power is turned on is not fixed,
There was a problem that desired data had to be set every time the power was turned on.

【0014】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、メモリセル内の第1と第2インバータ回路と
の特性を異ならせることにより、電源投入の際にメモリ
セルの初期データを確定させたメモリセル及び半導体メ
モリ装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and by making the characteristics of the first and second inverter circuits in the memory cell different, the initial data of the memory cell is determined when the power is turned on. It is an object of the present invention to provide such a memory cell and a semiconductor memory device.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明に係るメモリセル
は、第1のインバータ回路及び第2のインバータ回路を
備え、書込み,読み出しを可能に構成したメモリセルに
おいて、1つのPチャネルトランジスタと1つのNチャ
ネルトランジスタを直列に接続して第1のインバータ回
路を構成し、並列に接続した2つのPチャネルトランジ
スタと1つのNチャネルトランジスタを直列に接続して
第2のインバータ回路を構成してあることを特徴とす
る。
A memory cell according to the present invention includes a first inverter circuit and a second inverter circuit, and in a memory cell configured to be writable and readable, one P-channel transistor and one One N-channel transistor is connected in series to form a first inverter circuit, and two P-channel transistors and one N-channel transistor connected in parallel are connected in series to form a second inverter circuit. It is characterized by

【0016】本発明に係る半導体メモリ装置は、第1の
インバータ回路及び第2のインバータ回路を備え、第1
のビット線及び第2のビット線により書込み,読み出し
が可能に構成された半導体メモリ装置において、第1の
インバータ回路のデータを第1のビット線に、第2のイ
ンバータのデータを第2のビット線に出力するように構
成された第1のメモリセルと、第1のインバータ回路の
データを第2のビット線に、第2のインバータのデータ
を第1のビット線に出力するように構成された第2のメ
モリセルとの少なくともいずれか一方を備えてあること
を特徴とする。
A semiconductor memory device according to the present invention comprises a first inverter circuit and a second inverter circuit,
In a semiconductor memory device configured to be writable and readable by the second bit line and the second bit line, the data of the first inverter circuit is used for the first bit line, and the data of the second inverter circuit is used for the second bit. A first memory cell configured to output to a line, and data of the first inverter circuit to a second bit line, and data of a second inverter to a first bit line. And at least one of the second memory cell and the second memory cell.

【0017】[0017]

【作用】本発明のメモリセルでは、第1インバータと第
2インバータの回路の特性を異ならせているので、夫々
の論理電圧しきい値が異なる。電源投入の際に、論理電
圧しきい値が低い方のインバータ回路が必ず先に“L”
レベルを出力するため、論理電圧しきい値が高い方のイ
ンバータ回路は必ず“H”レベルを出力し、電源投入の
際の初期データが確定する。
In the memory cell of the present invention, the circuit characteristics of the first inverter and the second inverter are made different, so that the respective logic voltage thresholds are different. When the power is turned on, the inverter circuit with the lower logic voltage threshold must always be "L" first.
Since the level is output, the inverter circuit having the higher logic voltage threshold always outputs the “H” level, and the initial data when the power is turned on is determined.

【0018】本発明の半導体メモリ装置では、前記第1
のメモリセルと前記第2のメモリセルとを必要に応じて
用いている。第1のインバータのデータを第1のビット
線に出力して第2のインバータのデータを第2のビット
線に出力する第1のメモリセルと、第1のインバータの
データを第2のビット線に出力して第2のインバータの
データを第1のビット線に出力する第2のメモリセルと
は、夫々異なる初期データを確定することができるの
で、電源投入の際に所望する初期データを設定すること
ができる。
In the semiconductor memory device of the present invention, the first
Memory cell and the second memory cell are used as necessary. A first memory cell for outputting the data of the first inverter to the first bit line and outputting the data of the second inverter to the second bit line; and the data of the first inverter for the second bit line The initial data that is different from the second memory cell that outputs the data of the second inverter to the first bit line can be determined, so that the desired initial data can be set when the power is turned on. can do.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
き具体的に説明する。図9は第1実施例に係るメモリセ
ルの回路図である。図9(b) は、メモリセル回路のビッ
ト線への接続関係だけが図9(a) と異なるように構成さ
れたものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be specifically described below with reference to the drawings showing the embodiments thereof. FIG. 9 is a circuit diagram of the memory cell according to the first embodiment. FIG. 9B is configured so that only the connection relationship to the bit line of the memory cell circuit is different from that of FIG. 9A.

【0020】図10(a),(b) は図9(a) に示す回路図を
実現したメモリセルのレイアウト図であり、図11(a),
(b) は図9(b) に示す回路図を実現したメモリセルのレ
イアウト図である。図9(a),図9(b) 夫々に対して2通
りづつの構成が考えられる。なお、図9(a) に示されて
いないが、ゲートアレイ上では図10(a),(b) に示すよ
うにトランジスタ6cが存在する。このトランジスタ6c
は、ゲートを電源線VDDに接続しておりOFF状態と
なっている。また同様に図11(a),(b) に示すように、
トランジスタ6cはOFF状態となっている。また、図1
0,図11において、図面の複雑化を避けるためトラン
ジスタのソース及びドレイン領域は省略している。
FIGS. 10 (a) and 10 (b) are layout diagrams of the memory cell realizing the circuit diagram shown in FIG. 9 (a).
9B is a layout diagram of a memory cell realizing the circuit diagram shown in FIG. 9B. Two configurations are possible for each of FIG. 9 (a) and FIG. 9 (b). Although not shown in FIG. 9A, a transistor 6c exists on the gate array as shown in FIGS. 10A and 10B. This transistor 6c
Has its gate connected to the power supply line VDD and is in an OFF state. Similarly, as shown in FIGS. 11 (a) and 11 (b),
The transistor 6c is in the OFF state. Also, FIG.
0 and FIG. 11, the source and drain regions of the transistor are omitted in order to avoid complication of the drawing.

【0021】図9(a) 及び図10(a),(b) において、6
b, 6a ,6dは第1,第2,第3のPチャネルトランジス
タ、7b,7a,7c,7d は第1,第2,第3,第4のNチャネ
ルトランジスタである。電源線VDDにPチャネルトラ
ンジスタ6a及び6dのソースが接続され、夫々のゲート及
びドレインを共通にして並列に接続されている。Pチャ
ネルトランジスタ6a,6d には夫々のゲート及びドレイン
を共通にして、Nチャネルトランジスタ7aが直列に接続
されており、Nチャネルトランジスタ7aのソースは接地
線GRDに接続されている。また、電源線VDDにはP
チャネルトランジスタ6bのソースも接続されており、そ
のゲート及びドレインを共通にして直列接続。されたN
チャネルトランジスタ7bを介して接地線GRDに接続さ
れている。
In FIG. 9A and FIGS. 10A and 10B, 6
b, 6a and 6d are first, second and third P-channel transistors, and 7b, 7a, 7c and 7d are first, second, third and fourth N-channel transistors. The sources of the P-channel transistors 6a and 6d are connected to the power supply line VDD, and the gates and drains of the P-channel transistors 6a and 6d are connected in parallel with each other. An N-channel transistor 7a is connected in series to the P-channel transistors 6a and 6d with their gates and drains in common, and the source of the N-channel transistor 7a is connected to the ground line GRD. In addition, P is connected to the power supply line VDD.
The source of the channel transistor 6b is also connected, and the gate and drain thereof are commonly connected in series. N done
It is connected to the ground line GRD via the channel transistor 7b.

【0022】Pチャネルトランジスタ6b及びNチャネル
トランジスタ7bにより第1のインバータ回路を構成し、
Pチャネルトランジスタ6a,6d 及びNチャネルトランジ
スタ7aにより第2のインバータ回路を構成している。こ
の第1及び第2のインバータ回路は並列に接続されてお
り、第1のインバータ回路のドレイン部及びゲート部
が、第2のインバータ回路のゲート部及びドレイン部と
夫々接続されている。このようなインバータ回路の入力
部は夫々のゲート接続部となり、出力部は夫々のドレイ
ン接続部となっている。第1及び第2のインバータ回路
は互いの出力部を他の入力部に接続しており、データの
保持ループを構成している。
The P-channel transistor 6b and the N-channel transistor 7b constitute a first inverter circuit,
The P-channel transistors 6a and 6d and the N-channel transistor 7a form a second inverter circuit. The first and second inverter circuits are connected in parallel, and the drain section and the gate section of the first inverter circuit are connected to the gate section and the drain section of the second inverter circuit, respectively. The input part of such an inverter circuit is the respective gate connection part, and the output part is the respective drain connection part. The first and second inverter circuits have their output parts connected to other input parts, and form a data holding loop.

【0023】第1のインバータ回路のドレイン接続部は
第3のNチャネルトランジスタ7cのソースに接続され、
そのドレインは第1のビット線BITに接続されてい
る。また、第2のインバータ回路のドレイン接続部は第
4のNチャネルトランジスタ7dのソースに接続され、そ
のドレインは第2の反転ビット線 #BITに接続されて
いる。Nチャネルトランジスタ7c及びNチャネルトラン
ジスタ7dはゲートの共通接続部にて、ワード線WLと接
続している。このように構成されたメモリセル回路をメ
モリセルAとする。
The drain connection of the first inverter circuit is connected to the source of the third N-channel transistor 7c,
Its drain is connected to the first bit line BIT. Further, the drain connection part of the second inverter circuit is connected to the source of the fourth N-channel transistor 7d, and the drain thereof is connected to the second inverted bit line #BIT. The N-channel transistor 7c and the N-channel transistor 7d are connected to the word line WL at the common connection part of their gates. The memory cell circuit configured in this way is called a memory cell A.

【0024】図9(b) 及び図11(a),(b) において、6
a, 6b ,6cは第1,第2,第3のPチャネルトランジス
タ、7a,7b,7d,7c は第1,第2,第3,第4のNチャネ
ルトランジスタである。Pチャネルトランジスタ6a及び
Nチャネルトランジスタ7aにより第1のインバータ回路
を構成し、Pチャネルトランジスタ6b,6c 及びNチャネ
ルトランジスタ7bにより第2のインバータ回路を構成し
ている。このPチャネルトランジスタ6bとPチャネルト
ランジスタ6cは、夫々のソース, ゲート及びドレインを
共通にして並列に接続されている。そして、第1のイン
バータ回路のドレイン接続部は第3のNチャネルトラン
ジスタ7cのソースに接続され、そのドレインは第2の反
転ビット線 #BITに接続されている。また、第2のイ
ンバータ回路のドレイン接続部は第4のNチャネルトラ
ンジスタ7dのソースに接続され、そのドレインは第1の
ビット線BITに接続されている。それ以外は図9(a)
に示すメモリセルAと同様であり、同部位に同符号を付
して、説明を省略する。そして、このように構成された
メモリセル回路をメモリセルBとする。
In FIG. 9B and FIGS. 11A and 11B, 6
Reference numerals a, 6b and 6c are first, second and third P-channel transistors, and reference numerals 7a, 7b, 7d and 7c are first, second, third and fourth N-channel transistors. The P-channel transistor 6a and the N-channel transistor 7a form a first inverter circuit, and the P-channel transistors 6b and 6c and the N-channel transistor 7b form a second inverter circuit. The P-channel transistor 6b and the P-channel transistor 6c are connected in parallel with their sources, gates and drains in common. The drain connection portion of the first inverter circuit is connected to the source of the third N-channel transistor 7c, and its drain is connected to the second inverted bit line #BIT. The drain connecting portion of the second inverter circuit is connected to the source of the fourth N-channel transistor 7d, and its drain is connected to the first bit line BIT. Other than that, Fig. 9 (a)
The memory cell A is the same as the memory cell A shown in FIG. Then, the memory cell circuit configured in this manner is referred to as a memory cell B.

【0025】以上のような構成のメモリセルA,Bは、
夫々の第1のインバータ回路及び第2のインバータ回路
間で、特性差を生じている。例えば論理電圧しきい値を
比較する場合を説明する。図12はインバータ回路の入
出力電圧特性を示すグラフである。電源投入の際、並列
接続した2つのPチャネルトランジスタを有する第1イ
ンバータ回路は、1つのPチャネルトランジスタを有す
る第2インバータ回路よりも、Pチャネルトランジスタ
が1つ多くON状態になる。このため、図12に示すよ
うに、遷移状態では同じ入力電圧に対して第1インバー
タ回路の出力電圧が第2インバータ回路の出力電圧より
も高くなる。
The memory cells A and B having the above structure are
There is a characteristic difference between each of the first inverter circuit and the second inverter circuit. For example, a case of comparing logic voltage thresholds will be described. FIG. 12 is a graph showing the input / output voltage characteristics of the inverter circuit. When the power is turned on, the first inverter circuit having two P-channel transistors connected in parallel has one more P-channel transistor turned on than the second inverter circuit having one P-channel transistor. Therefore, as shown in FIG. 12, in the transition state, the output voltage of the first inverter circuit becomes higher than the output voltage of the second inverter circuit for the same input voltage.

【0026】このことから、論理電圧しきい値を出力電
圧の2分の1になる時の入力電圧であると定義すると
き、第1インバータ回路の論理電圧しきい値はV1 であ
り、第2インバータ回路の論理電圧しきい値はV2 とな
り、第1のインバータ回路は第2のインバータ回路に比
較して、論理電圧しきい値が低いと言える。このため、
電源投入時には必ず、論理電圧しきい値が低い第1のイ
ンバータ回路が先に“L”レベルを出力し、第2のイン
バータ回路の出力は“H”レベルに確定することができ
る。
From this, when the logic voltage threshold is defined as the input voltage when the output voltage becomes half the output voltage, the logic voltage threshold of the first inverter circuit is V 1 , and It can be said that the logical voltage threshold of the two-inverter circuit is V 2 and the logical voltage threshold of the first inverter circuit is lower than that of the second inverter circuit. For this reason,
When the power is turned on, the first inverter circuit having a low logic voltage threshold first outputs the “L” level, and the output of the second inverter circuit can be determined to be the “H” level.

【0027】図13は、図9(a),(b) に示すメモリセル
A,Bを接続した回路図である。ワード線WL(n) を備
えるメモリセルAとワード線WL(m) を備えるメモリセ
ルBとが、ビット線BIT及び反転ビット線 #BITを
共通に接続されている。メモリセルAの第1インバータ
回路の出力点をX点、第2インバータ回路の出力点をY
点、メモリセルBの第1インバータ回路の出力点をZ
点、第2インバータ回路の出力点をU点とする。
FIG. 13 is a circuit diagram in which the memory cells A and B shown in FIGS. 9A and 9B are connected. The memory cell A having the word line WL (n) and the memory cell B having the word line WL (m) are commonly connected to the bit line BIT and the inverted bit line #BIT. The output point of the first inverter circuit of the memory cell A is X point, and the output point of the second inverter circuit is Y point.
, The output point of the first inverter circuit of the memory cell B is Z
And the output point of the second inverter circuit is U point.

【0028】このようなメモリセル回路に電源を投入し
た際には、X点及びZ点の電位は“L”レベルに、Y点
及びU点の電位は“H”レベルになる。ワード線WL
(n) を“H”レベルにするとき、ビット線BITにはメ
モリセルAの初期データである“L”レベルが出力さ
れ、反転ビット線 #BITには“H”レベルが出力され
る。また、ワード線WL(m) を“H”レベルにすると
き、ビット線BITにはメモリセルBの初期データであ
る“H”レベルが出力され、反転ビット線 #BITには
“L”レベルが出力される。このことから、第1実施例
のメモリセルA及びメモリセルBは、電源投入の際に初
期データを確定することができ、また読み出される初期
データは、メモリセルA及びメモリセルBでは異なる論
理レベルを確定することが判る。
When power is applied to such a memory cell circuit, the potentials at points X and Z become "L" level, and the potentials at points Y and U become "H" level. Word line WL
When (n) is set to "H" level, "L" level which is the initial data of the memory cell A is output to the bit line BIT and "H" level is output to the inverted bit line #BIT. When the word line WL (m) is set to "H" level, "H" level which is the initial data of the memory cell B is output to the bit line BIT and "L" level is set to the inverted bit line #BIT. Is output. Therefore, the memory cell A and the memory cell B of the first embodiment can determine the initial data when the power is turned on, and the read initial data has different logic levels in the memory cell A and the memory cell B. It turns out that

【0029】次に、第2実施例をこれを示す図面に基づ
いて説明する。図14は、第1実施例のメモリセルを用
いた半導体メモリ装置の構成図である。図14(a) に示
すように、A/Bを記したメモリセル17,17…が行列に
並設されている。このメモリセル17は第1実施例で示し
た第1のメモリセルA、又は第2のメモリセルBであ
る。そして、Xデコーダ(ワード線デコーダ)10, 書き
込み及び読み出し回路11, 並びにYデコーダ12が形成さ
れており、この半導体メモリ装置は、Xデコーダ10及び
Yデコーダ12により選択されたメモリセル17に対して、
書き込み及び読み出し回路11により、書き込み動作又は
読み出し動作を行うように構成されている。
Next, a second embodiment will be described with reference to the drawings showing this. FIG. 14 is a configuration diagram of a semiconductor memory device using the memory cell of the first embodiment. As shown in FIG. 14 (a), memory cells 17, 17 ... Indicated by A / B are arranged side by side in a matrix. This memory cell 17 is the first memory cell A or the second memory cell B shown in the first embodiment. Then, an X decoder (word line decoder) 10, a write / read circuit 11, and a Y decoder 12 are formed, and this semiconductor memory device corresponds to a memory cell 17 selected by the X decoder 10 and the Y decoder 12. ,
The write / read circuit 11 is configured to perform a write operation or a read operation.

【0030】また、図14(b) に示すように、Mを記し
た従来のメモリセル9,9…及びA/Bを記したメモリ
セル17,17 …が、混在して行列に並設されている。その
他は図14(a) と同様であり、同部位には同符号を付し
て説明を省略する。
Further, as shown in FIG. 14B, the conventional memory cells 9, 9 ... Indicated by M and the memory cells 17, 17 ... Indicated by A / B are mixed and arranged in parallel in a matrix. ing. Others are the same as those in FIG. 14 (a), and the same parts are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0031】このような半導体メモリ装置では、電源を
投入した際にA/Bメモリセル17の初期データが確定す
る。図14(a) に示す半導体メモリ装置では、全てのメ
モリセルに本発明のA/Bメモリセル回路を用いてお
り、全てのメモリセルの初期データが確定する。図14
(b) に示す半導体メモリ装置では、従来のMメモリセル
9と本発明のA/Bメモリセル17とを混在させて構成し
ており、初期データを確定する必要のないメモリセルは
従来のMメモリセル9を使用している。初期データを確
定する必要のあるメモリセルには、所望する初期データ
に合わせてメモリセルA又はBを使用することにより、
電源投入の際に所望するデータが確定される。
In such a semiconductor memory device, the initial data of the A / B memory cell 17 is fixed when the power is turned on. In the semiconductor memory device shown in FIG. 14A, the A / B memory cell circuit of the present invention is used for all the memory cells, and the initial data of all the memory cells is fixed. 14
In the semiconductor memory device shown in (b), the conventional M memory cell 9 and the A / B memory cell 17 of the present invention are mixed, and the memory cell for which it is not necessary to determine the initial data is the conventional M memory cell. The memory cell 9 is used. By using the memory cell A or B according to the desired initial data for the memory cell for which the initial data needs to be determined,
The desired data is determined when the power is turned on.

【0032】このような半導体メモリ装置は、初期デー
タを設定できるROM(リードオンリーメモリ)の機能
を持ち、また必要に応じてデータを書き換えることがで
きる、リードライトメモリの機能をも持ち合わせてい
る。
Such a semiconductor memory device has a function of a ROM (read only memory) capable of setting initial data, and also has a function of a read / write memory capable of rewriting data as needed.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上のように、本発明のメモリセル及び
半導体メモリ装置においては、第1のインバータ回路と
第2のインバータ回路との特性を異ならせることによ
り、電源投入の際にメモリセルの初期データを確定する
ことができる。また、本発明の第1のメモリセル及び第
2のメモリセルを備えることにより電源投入の際に初期
データが設定された半導体メモリ装置を提供することが
できる等、本発明は優れた効果を奏する。
As described above, in the memory cell and the semiconductor memory device of the present invention, the characteristics of the first inverter circuit and the second inverter circuit are made different from each other, so that the memory cell Initial data can be established. In addition, the present invention has excellent effects such that a semiconductor memory device in which initial data is set when power is turned on can be provided by including the first memory cell and the second memory cell of the present invention. ..

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】従来のCMOSゲートアレイの半導体集積回路
装置の模式的平面図である。
FIG. 1 is a schematic plan view of a conventional semiconductor integrated circuit device having a CMOS gate array.

【図2】従来の基本セル列の1列分の拡大平面図であ
る。
FIG. 2 is an enlarged plan view of one conventional basic cell row.

【図3】図2に示す基本セル列の等価回路図である。FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the basic cell row shown in FIG.

【図4】従来の、CMOSゲートアレイ上にて半導体メ
モリ装置を構成する場合の概念図である。
FIG. 4 is a conceptual diagram in the case of configuring a semiconductor memory device on a conventional CMOS gate array.

【図5】従来の半導体メモリ装置の構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional semiconductor memory device.

【図6】従来のメモリセル9の回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram of a conventional memory cell 9.

【図7】従来のメモリセル回路のレイアウト図である。FIG. 7 is a layout diagram of a conventional memory cell circuit.

【図8】従来のメモリセル回路のレイアウト図である。FIG. 8 is a layout diagram of a conventional memory cell circuit.

【図9】第1実施例に係るメモリセルの回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram of a memory cell according to the first embodiment.

【図10】第1実施例に係るメモリセルのレイアウト図
である。
FIG. 10 is a layout diagram of a memory cell according to the first embodiment.

【図11】第1実施例に係るメモリセルのレイアウト図
である。
FIG. 11 is a layout diagram of a memory cell according to the first embodiment.

【図12】インバータ回路の入出力電圧特性を示すグラ
フである。
FIG. 12 is a graph showing input / output voltage characteristics of an inverter circuit.

【図13】第1実施例のメモリセルを接続した回路図で
ある。
FIG. 13 is a circuit diagram in which the memory cells of the first embodiment are connected.

【図14】第2実施例の半導体メモリ装置の構成図であ
る。
FIG. 14 is a configuration diagram of a semiconductor memory device of a second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

9 従来のメモリセル 17 本発明のメモリセル 6a,6b,6c,6d Pチャネルトランジスタ 7a,7b,7c,7d, Nチャネルトランジスタ A 第1のメモリセル B 第2のメモリセル BIT ビット線(第1のビット線) #BIT 反転ビット線(第2のビット線) VDD 電源線 GRD 接地線 9 Conventional memory cell 17 Memory cell of the present invention 6a, 6b, 6c, 6d P-channel transistor 7a, 7b, 7c, 7d, N-channel transistor A First memory cell B Second memory cell BIT Bit line (first Bit line) #BIT Inverted bit line (second bit line) VDD Power line GRD Ground line

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 並列に接続された第1のインバータ回路
及び第2のインバータ回路に、ビット線に設定されたデ
ータを書き込み、保持されたデータを前記ビット線に読
み出すべく、CMOSゲートアレイで構成されたメモリ
セルにおいて、 第1のPチャネルトランジスタ及び第
1のNチャネルトランジスタにより構成される前記第1
のインバータ回路と、第2及び第3のPチャネルトラン
ジスタ並びに第2のNチャネルトランジスタにより構成
される前記第2のインバータ回路と、前記ビット線に接
続される第3及び第4のNチャネルトランジスタとを備
え、 前記第1,第2及び第3のPチャネルトランジスタのソ
ースを電源に接続し、前記第1及び第2Nチャネルトラ
ンジスタのソースを接地し、前記第1のNチャネルトラ
ンジスタ及び前記第1のPチャネルトランジスタのドレ
イン,前記第3のNチャネルトランジスタのソース,前
記第2のNチャネルトランジスタのゲート,並びに前記
第2及び第3のPチャネルトランジスタのゲートを共通
に接続し、前記第2Nチャネルトランジスタのドレイ
ン,前記第2及び第3のPチャネルトランジスタのドレ
イン,前記第4のNチャネルトランジスタのソース,並
びに前記第1のNチャネルトランジスタ及び前記第1の
Pチャネルトランジスタのゲートを共通に接続し、前記
第3及び第4のNチャネルトランジスタを夫々のゲート
を共通に接続して構成されていることを特徴とするメモ
リセル。
1. A CMOS gate array is provided for writing data set in a bit line to a first inverter circuit and a second inverter circuit connected in parallel and reading the held data in the bit line. A first P-channel transistor and a first N-channel transistor in the formed memory cell.
Inverter circuit, the second and third P-channel transistors and the second N-channel transistor formed by the second N-channel transistor, and the third and fourth N-channel transistor connected to the bit line The sources of the first, second and third P-channel transistors are connected to a power source, the sources of the first and second N-channel transistors are grounded, and the first N-channel transistor and the first N-channel transistor The drain of the P-channel transistor, the source of the third N-channel transistor, the gate of the second N-channel transistor, and the gates of the second and third P-channel transistors are commonly connected, and the second N-channel transistor is connected. Drain, the drains of the second and third P-channel transistors, the fourth The source of the N-channel transistor and the gates of the first N-channel transistor and the first P-channel transistor are connected in common, and the third and fourth N-channel transistors are connected in common to their respective gates. A memory cell characterized by being configured as follows.
【請求項2】 並列に接続された第1のインバータ回路
及び第2のインバータ回路に、第1及び第2のビット線
に設定されたデータを書き込み、保持されたデータを前
記第1及び第2のビット線に読み出すべく、CMOSゲ
ートアレイで構成された複数のメモリセルを備えた半導
体メモリ装置において、 前記第3のNチャネルトランジスタのドレインを前記第
1のビット線に接続し、第4のNチャネルトランジスタ
のドレインを前記第2のビット線に接続して構成される
請求項1記載のメモリセルと、 前記第3のNチャネルトランジスタのドレインを前記第
2のビット線に接続し、第4のNチャネルトランジスタ
のドレインを前記第1のビット線に接続して構成される
請求項1記載のメモリセルと、 の少なくともいずれか一方を、1つ又は複数備えること
を特徴とする半導体メモリ装置。
2. The data set in the first and second bit lines is written to the first inverter circuit and the second inverter circuit connected in parallel, and the held data is stored in the first and second inverter circuits. In a semiconductor memory device having a plurality of memory cells configured by a CMOS gate array to read to the bit line of, the drain of the third N-channel transistor is connected to the first bit line, and the fourth N-channel transistor is connected. The memory cell according to claim 1, wherein the drain of the channel transistor is connected to the second bit line, and the drain of the third N channel transistor is connected to the second bit line, The memory cell according to claim 1, wherein the drain of an N-channel transistor is connected to the first bit line, and at least one of A semiconductor memory device comprising a number of semiconductor memory devices.
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