JPH0644784A - 半導体スタティックメモリ - Google Patents

半導体スタティックメモリ

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JPH0644784A
JPH0644784A JP3330715A JP33071591A JPH0644784A JP H0644784 A JPH0644784 A JP H0644784A JP 3330715 A JP3330715 A JP 3330715A JP 33071591 A JP33071591 A JP 33071591A JP H0644784 A JPH0644784 A JP H0644784A
Authority
JP
Japan
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data
bit
bit data
memory cell
conductive
Prior art date
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Pending
Application number
JP3330715A
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English (en)
Inventor
Hisashi Kondou
恒 金銅
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
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Publication of JPH0644784A publication Critical patent/JPH0644784A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 サイクル時間が長くなることなく、消費電力
を大幅に低減することができる半導体スタティックメモ
リを提供することを目的とする。 【構成】 メモリセルの入出力接点とビットデータ線と
の間に、ワード選択データに同期して導通または非導通
となるトランジスタ素子と、ビット選択データに同期し
て導通または非導通となるトランジスタ素子が互いに直
列接続することによりデータの書込み及び読出しを行う
ビット選択回路を設けると共に、上記ビット選択データ
に同期してスタンバイ期間中に上記ビットデータ線をプ
リチャージするプリチャージ回路を設けることにより
て、アクセス時間にデータを転送したビットデータ線の
みをプリチャージする構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体スタティックメ
モリに関し、特に、スタンバイ期間におけるビットデー
タ線をプリチャージする際の消費電力を大幅に低減する
半導体スタティックメモリに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、図3に示すような構成の半導体ス
タティックメモリが知られている。
【0003】これは、一対のインバータで形成されるフ
リップフロップをメモリセルに適用し、この構成の複数
のメモリセルM11〜Mnmがn行m列のマトリックス状に
配列されている。
【0004】更に、行方向に配列するメモリセルに対し
て行デコーダ1からのワード選択線X1〜Xn が延びて
おり、行デコーダ1が行アドレス入力をデコードするこ
とによってこれらのワード選択線X1〜Xn にワード選
択データW1〜Wn を出力する。
【0005】更に、列方向に配列するメモリセルに対し
て、一対ずつのビットデータ線Y1a,Y1b〜Yma,Ymb
が設けられ、各メモリセルは、ワード選択データW1〜
Wnによって導通または非導通の切換え制御が行われる
トランジスタA11a,A11b 〜Anma,Anmb を介して、対
応するビットデータ線Y1a,Y1b〜Yma,Ymbに接続し
ている。即ち、第1のメモリセルM11を代表して述べる
ならば、メモリセルM11とビットデータ線Y1aの間に
は、ワード選択データW1によって導通または非導通と
なるトランジスタA11a 、メモリセルM11とビットデー
タ線Y1bの間には、ワード選択データW1によって導通
または非導通となるトランジスタA11b が設けられてい
る。
【0006】更に、プリチャージ制御信号Spに同期し
て導通状態となることにより、全てのビットデータ線Y
1a,Y1b〜Yma,Ymbを電源電圧Vccの電位にプリチャ
ージするトランジスタC1a,C1b〜Cma,Cmbで構成さ
れるプリチャージ回路2が設けられている。
【0007】更に、ビットデータ線Y1a,Y1b〜Yma,
Ymbには、ビット選択回路3が設けられ、列デコーダ4
が出力するビット選択データB1〜Bm によって指定さ
れるトランジスタF1a, F1b〜Fma, Fmbのいずれかが
導通することによって、指定されたビットデータ線のデ
ータを読出したり、指定されたビットデータ線にデータ
を入力して書込みを行うようになっている。
【0008】次に、かかる半導体スタティックメモリの
動作を図4に基いて説明する。
【0009】図示するように、データの読出し時には、
サイクル時間Ts においてリードライト信号RWが
“H”レベル、データの書込み時には、サイクル時間T
s においてリードライト信号RWが“L”レベルとな
る。
【0010】まず、読出し時には、アクセス時間TA に
おいて、行デコーダ1からワード選択データW1〜Wn
が出力され、例えば、第1行目のワード選択線X1が選
択されると、メモリセルM11〜M1mのビットデータが、
トランジスタA11a ,A11b〜Anma ,Anmb を介して
夫々対応する全てのビットデータ線Y1a,Y1b〜Yma,
Ymbに転送される。
【0011】また、列デコーダ4から出力されるビット
選択データB1〜Bm によって、ビット選択回路3が指
定されたビットデータ線を導通にするので、ビットデー
タ線Y1a,Y1b〜Yma,Ymbのデータの内の指定された
ビットデータのみを出力する。例えば、ビット選択デー
タB1のみが“H”レベルとなれば、トランジスタF1
a, F1bが導通となるので、ビットデータ線Y1a,Y1b
のビットデータが読み出される。
【0012】このように、ワード選択データによってi
行、ビット選択データによってj列を指定するとメモリ
セルMijのビットデータDout が読み出される。
【0013】次に、スタンバイ時間TB において、プリ
チャージ制御信号Spが“L”レベルとなることにより
プリチャージ回路2のトランジスタC1a,C1b〜Cma,
Cmbが導通状態となり、全てのビットデータ線Y1a,Y
1b〜Yma,Ymbが電源電圧Vccの電位にプリチャージさ
れ、次のサイクル時間Tsでのデータの読出しまたは書
込みの準備を完了する。
【0014】一方、書込み時には、アクセス時間TA に
おいて、リードライト信号RWが“L”レベルとなり、
記憶しようとするメモリセルを指定するためのワード選
択データとビット選択データを供給する。そして、記憶
すべきビットデータDinをビット選択回路3を介して印
加することにより、そのメモリセルに格納する。そし
て、リセット時間TB において、プリチャージ制御信号
Spが“L”レベルとなることによりプリチャージ回路
2が導通状態となり、全てのビットデータ線Y1a,Y1b
〜Yma,Ymb2 が電源電圧Vccの電位にプリチャージさ
れ、次のサイクル時間Tsでのデータの読出しまたは書
込みの準備を完了する。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の半導体スタティックメモリにあっては、ビッ
トデータの読出しと書込みのためのアクセスの後に、次
のアクセスを行うためのプリチャージ動作、即ち、リセ
ット処理を行うが、全てのビットデータ線に対して同時
に行うことから、消費電力が大きくなる問題があった。
【0016】特に、近年のバッテリで作動したり携帯可
能な電子機器に適用する場合の様に、消費電力の少ない
半導体スタティックメモリの開発が望まれている。
【0017】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
て成されたものであり、サイクル時間が長くなることな
く、消費電力を大幅に低減することができるる半導体ス
タティックメモリを提供することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明は、メモリセルの入出力接点とビットデ
ータ線との間に、ワード選択データに同期して導通また
は非導通となるトランジスタ素子と、ビット選択データ
に同期して導通または非導通となるトランジスタ素子が
互いに直列接続することによりデータの書込み及び読出
しを行うビット選択回路と、上記ビット選択データに同
期してリセット期間中に上記ビットデータ線をプリチャ
ージするプリチャージ回路とを供える構成とした。
【0019】
【作用】このような構成を有する本発明の半導体スタテ
ィックメモリによれば、データの読出し時には、ワード
選択データとビット選択データで指定したメモリセルの
ビットデータのみをそれに対応するビットデータ線に転
送し、一方、データの書込み時には、ビット選択データ
で指定したビットデータ線にのみデータを転送し、これ
らの読出しまたは書込みのためのアクセス時間の終了後
にビット選択データに同期してその指定したビットデー
タ線のみをプリチャージする。したがって、従来の半導
体スタティックメモリのように、リセット時間において
全てのビットデータ線をプリチャージするのではなく、
ワード選択データとビット選択データによって指定され
たメモリセルに関連するビットデータ線のみをプリチャ
ージするので、消費電力を大幅に低減することができ
る。即ち、m本のビットデータ線を有する場合には、従
来例と比較して本発明は、消費電力をm分の1に低減す
ることができ、高集積度かつ大容量の半導体スタティッ
クメモリを実現する上で優れた効果が得られる。また、
プリチャージ回路をONにするための時間が短縮される
ので、サイクル時間が短くなり、高速な半導体スタティ
ックメモリを実現することができる。
【0020】
【実施例】以下、本発明による半導体スタティックメモ
リの一実施例を図面と共に説明する。
【0021】まず、図1に基いて構成を説明する。尚、
図1において図3と同一また相当する部分を同一符号で
示す。
【0022】図1において、pチャンネルMOSFET
とnチャンネルMOSFETで形成される一対のインバ
ータの入出力接点間を互に接続することによって構成さ
れたフリップフロップをメモリセルに適用し、この構成
の複数のメモリセルM11〜Mnmがn行m列のマトリック
ス状に配列されている。
【0023】更に、行方向に配列するメモリセルに対し
て行デコーダ5からのワード選択線X1〜Xn が延びて
おり、行デコーダ5が行アドレス入力をデコードするこ
とによってこれらのワード選択線X1〜Xn にワード選
択データW1〜Wn を出力する。
【0024】更に、列方向に配列するメモリセルに対し
て、一対ずつのビットデータ線Y1a,Y1b〜Yma,Ym1
b と、ビット選択データB1〜Bm が印加されるビット
選択線B1a,B1b〜Bma,Bm1b が設けられている。
【0025】各メモリセルとそれらに対応するビットデ
ータ線Y1a,Y1b〜Yma,Ym1b の間に、ビット選択回
路Z11a ,Z11b 〜Znma ,Znmb が設けられ、夫々の
ビット選択回路には、ワード選択線X1〜Xn を介して
印加されるワード選択データW1〜Wn によって導通ま
たは非導通となるnチャンネルMOSFET A11a,A
11b 〜Anma,Anmと、ビット選択線B1a,B1b〜Bma,
Bm1b を介して印加されるビット選択データB1〜Bm
によって導通または非導通となるnチャンネルMOSF
ET E11a,E11b 〜Enma,Enmを有している。そし
て、ワード選択データW1〜Wn とビット選択データB
1〜Bm によって同時に指定されたビット選択回路のみ
が導通となり、そのビット選択回路に対応するメモリセ
ルとビットデータ線を導通状態にする。尚、ビット選択
データB1〜Bm は、列デコーダ6が列アドレス入力を
デコードすることによって形成される。
【0026】例えば、第1のメモリセルM11に付随する
ビット選択回路Z11a とZ11b を代表して述べると、ワ
ード選択データW1が“H”レベルになるとnチャンネ
ルMOSFET A11a,A11b が導通状態となり、更
に、ビット選択データB1が“H”レベルとなることに
よりnチャンネルMOSFET E11a,E11b が導通状
態となるので、読出しサイクル時間にはメモリセルM11
のビットデータのみがビットデータ線Y1a, Y1bに転送
され、書込みサイクル時間には、ビットデータ線Y1a,
Y1bのビットデータがメモリセルM11に書き込まれる。
【0027】更に、ビットデータ線Y1a,Y1b〜Yma,
Ymbを電源電圧Vccの電位にプリチャージするためのプ
リチャージ回路9が設けられ、このプリチャージ回路9
は、列方向に沿って設けられているメモリセルに対応す
る一対ずつのビットデータ線Y1a,Y1b〜Yma,Ym1b
ごとに独立して電源電圧Vccの電位にプリセットする構
成となっている。
【0028】即ち、第1列目のビットデータ線Y1aとY
1bについては、電源電圧Vccとビットデータ線Y1a,Y
1bとの間を、ビット選択データB1によって導通または
非導通とするpチャンルMOSFET C1aと、pチャ
ンルMOSFET C1bが設けられ、第2列目のビット
データ線Y2aとY2bについては、電源電圧Vccとビット
データ線Y2a,Y2bとの間を、ビット選択データB2に
よって導通または非導通とするpチャンルMOSFET
C2aと、pチャンルMOSFET C2bが設けられ、
そして、残余のビットデータ線についても同様の構成と
なっている。
【0029】次に、かかる実施例の動作を図2に基いて
説明する。
【0030】図示するように、データの読出し時には、
サイクル時間Ts においてリードライト信号RWが
“H”レベル、データの書込み時には、サイクル時間T
s においてリードライト信号RWが“L”レベルとな
る。
【0031】まず、読出し時には、アクセス時間TA に
おいて、行デコーダ5から供給されるワード選択データ
W1〜Wn と、列デコーダ6から供給されるビット選択
データB1〜Bm によって設定される1つのメモリセル
が選択される。即ち、例えば第i行目を指定するワード
選択データWiと、第j列目を指定するビット選択デー
タBjが供給された場合には、メモリセルMijに付随す
るビット選択回路Zija1とZijb が導通となるので、メ
モリセルMijのビットデータDijのみが対応するビット
データ線YiaとYibに転送され、出力バッファ7を介し
て読み出される。
【0032】尚、ビット選択回路Z11a ,Z11b 〜Znm
a ,Znmb はnチャンネルMOSFETで構成され、プ
リチャージ回路9はpチャンネルMOSFET C1a,
C1b〜Cma,Cmbで構成されているので、アクセスの時
間TA では、ビットデータが読み出されているビットデ
ータ線をプリセット回路によってプリセットすることは
なく、必ず指定されたメモリセルのビットデータを破壊
することなく読み出すことができる。
【0033】次に、リセット時間TB において、ビット
選択データが“L”レベルとなることにより、全てのビ
ット選択回路Z11a ,Z11b 〜Znma ,Znmb は非導通
となるので、全てのメモリセルM11〜Mnmはビットデー
タ線Y1a,Y1b〜Yma,Ymbから切り離される。一方、
プリチャージ回路9のpチャンネルMOSFET C1
a,C1b〜Cma,Cmbが導通となるので、アクセス時間
TA でビットデータを読出したビットデータ線のみが電
源電圧Vccの電位にプリチャージされ、次のサイクル時
間Tsでのデータの読出しまたは書込みの準備を完了す
る。
【0034】尚、アクセス時間TA において、ビットデ
ータを転送しなかった残余のビットデータ線は、電源電
圧Vccのままの電位にチャージされたままの状態を維持
していることから、リセット時間TB においては、アク
セス時間TA でビットデータを読出したビットデータ線
のみが電源電圧Vccの電位にプリチャージされることと
なる。
【0035】一方、書込み時には、アクセス時間TA に
おいて、リードライト信号RWが“L”レベルとなり、
記憶しようとするメモリセルを指定するためのワード選
択データW1〜Wn とビット選択データB1〜Bm を供
給する。そして、書込むべきビットデータDinをデータ
入力バッファ8を介してビットデータ線Y1a,Y1b〜Y
ma,Ym1b に供給することにより、指定したメモリセル
に格納する。
【0036】次に、リセット時間TB において、ビット
選択データが“L”レベルとなることにより、全てのビ
ット選択回路Z11a ,Z11b 〜Znma ,Znmb は非導通
となるので、全てのメモリセルM11〜Mnmはビットデー
タ線Y1a,Y1b〜Yma,Ymbから切り離され、プリチャ
ージ回路9のpチャンネルMOSFET C1a,C1b〜
Cma,Cmbが導通となるので、アクセス時間TA でビッ
トデータDinを転送したビットデータ線のみが電源電圧
Vccの電位にプリチャージされ、次のサイクル時間Ts
でのデータの読出しまたは書込みの準備を完了する。
【0037】このように、この実施例によれば、リセッ
ト時間TB におけるビットデータ線のプリセットを、ア
クセス時間TA におけるビットデータの転送に寄与した
ビットデータ線のみについて行うので、プリセットのた
めの消費電力を大幅に低減することができる。
【0038】
【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体スタ
ティックメモリによれば、データの読出し時には、ワー
ド選択データとビット選択データで指定したメモリセル
のビットデータのみをそれに対応するビットデータ線に
転送し、一方、データの書込み時には、ビット選択デー
タで指定したビットデータ線にのみデータを転送し、こ
れらの読出しまたは書込みのためのアクセス時間の終了
後にビット選択データに同期してその指定したビットデ
ータ線のみをプリチャージする。したがって、従来の半
導体スタティックメモリのように、リセット時間におい
て全てのビットデータ線をプリチャージするのではな
く、ワード選択データとビット選択データによって指定
されたメモリセルに関連するビットデータ線のみをプリ
チャージするので、消費電力を大幅に低減することがで
きる。即ち、m本のビットデータ線を有する場合には、
従来例と比較して本発明は、消費電力をm分の1に低減
することができ、高集積度かつ大容量の半導体スタティ
ックメモリを実現する上で優れた効果が得られる。ま
た、プリチャージ回路のイネーブル信号が駆動する容量
負荷が低減されることとなるので、プリチャージに要す
る時間が大幅に短縮化されるので、サイクル時間が短く
なり、高速な半導体スタティックメモリを実現すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による半導体スタティックメモリの一実
施例の構成を示す構成説明図である。
【図2】一実施例の動作を説明するためのタイミングチ
ャートである。
【図3】従来の半導体スタティックメモリの構成を示す
構成説明図である。
【図4】従来の半導体スタティックメモリの動作を説明
するためにタイミングチャートである。
【符号の説明】 5…行デコーダ、6…列デコーダ、7…出力バッファ、
8…入力バッファ、9…プリチャージ回路、X1〜Xn
…ワード選択線、Y1a,Y1b〜Yma,Ymb…ビットデー
タ線、B1a,B1b〜Bma,Bmb…ビット選択線、M11〜
Mnm…メモリセル、Z11a,Z11b 〜Znma,Znmb …ビッ
ト選択回路、C1a,C1b〜Cma,Cmb…pチャンネルM
OSFET、A1a,A1b〜Ama,Amb…nチャンネルM
OSFET、E1a,E1b〜Ema,Emb…nチャンネルM
OSFET、W1〜Wn …ワード選択データ、B1〜B
n …ビット選択データ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 メモリセルの入出力接点とビットデータ
    線との間に、ワード選択データに同期して導通または非
    導通となるトランジスタ素子と、ビット選択データに同
    期して導通または非導通となるトランジスタ素子が互い
    に直列接続することによりデータの書込み及び読出しを
    行うビット選択回路と、 上記ビット選択データに同期してスタンバイ期間中に上
    記ビットデータ線をプリチャージするプリチャージ回路
    とを具備することを特徴とする半導体スタティックメモ
    リ。
JP3330715A 1991-12-13 1991-12-13 半導体スタティックメモリ Pending JPH0644784A (ja)

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JP3330715A JPH0644784A (ja) 1991-12-13 1991-12-13 半導体スタティックメモリ

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JP3330715A JPH0644784A (ja) 1991-12-13 1991-12-13 半導体スタティックメモリ

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ID=18235759

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010282721A (ja) 2010-08-09 2010-12-16 Renesas Electronics Corp 半導体装置
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