JPH0883490A - Semiconductor storage device - Google Patents

Semiconductor storage device

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Publication number
JPH0883490A
JPH0883490A JP21892594A JP21892594A JPH0883490A JP H0883490 A JPH0883490 A JP H0883490A JP 21892594 A JP21892594 A JP 21892594A JP 21892594 A JP21892594 A JP 21892594A JP H0883490 A JPH0883490 A JP H0883490A
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JP
Japan
Prior art keywords
power supply
memory cell
transistor
data
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP21892594A
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Japanese (ja)
Inventor
聡 ▲高▼嶋
Satoshi Takashima
Teruaki Maeda
輝彰 前田
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Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0883490A publication Critical patent/JPH0883490A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To provide a semiconductor storage device which is capable of increasing the speed of operation while lowering the voltage. CONSTITUTION: The memory cell array 1 is provided with many memory cells 2 each composed from a static circuit. The peripheral circuit 3 selects a specified memory 2 from the memory cell array 1 and conducts reading and writing of the data of the selected memory cell. It is powered by a high-voltage source VDD and a low-voltage source VSS. Although the memory cell 2 is supplied with a high voltage VDD, it is supplied with a reference voltage Vref of which the potential is lower than a low-voltage source VSS at the time of data reading and that of data writing, of at least at the time of data reading.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体記憶装置に係り、
詳しくはスタティック回路よりなる多数のメモリセルを
備えたものに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device,
More specifically, the present invention relates to a memory cell including a large number of memory cells each including a static circuit.

【0002】近年、半導体記憶装置には動作電源の低電
圧化が要求されるとともに、動作の高速化が要求されて
いる。
In recent years, semiconductor memory devices have been required to lower the operating power supply voltage and to operate at higher speed.

【0003】[0003]

【従来の技術】図4は従来のスタティックランダムアク
セスメモリ(SRAM)のメモリセル10を示す。
2. Description of the Related Art FIG. 4 shows a conventional static random access memory (SRAM) memory cell 10.

【0004】メモリセル10は2つの抵抗R1,R2
と、4つのNMOSトランジスタ11,12,13,1
4とを備える。抵抗R1及びトランジスタ11は高電源
VDD及び低電源VSS間に直列に接続され、抵抗R2及び
トランジスタ12は高電源VDD及び低電源VSS間に直列
に接続されている。なお、高電源VDD及び低電源VSS
は、メモリセル10を選択してデータの読み出し及び書
き込みを行う周辺回路(図示略)に供給される電源と同
一である。トランジスタ11のゲートはトランジスタ1
2のドレインに接続され、トランジスタ12のゲートは
トランジスタ11のドレインに接続されている。トラン
ジスタ11のドレインはトランジスタ13を介してビッ
ト線BL0に接続され、トランジスタ12のドレインは
トランジスタ14を介してビット線バーBL0に接続さ
れている。トランジスタ13,14の各ゲートはワード
線WL0に接続されている。
The memory cell 10 has two resistors R1 and R2.
And four NMOS transistors 11, 12, 13, 1
4 and. The resistor R1 and the transistor 11 are connected in series between the high power supply VDD and the low power supply VSS, and the resistor R2 and the transistor 12 are connected in series between the high power supply VDD and the low power supply VSS. High power supply VDD and low power supply VSS
Is the same as the power supplied to a peripheral circuit (not shown) that selects the memory cell 10 and reads and writes data. The gate of the transistor 11 is the transistor 1
2 and the gate of the transistor 12 is connected to the drain of the transistor 11. The drain of the transistor 11 is connected to the bit line BL0 via the transistor 13, and the drain of the transistor 12 is connected to the bit line BL0 via the transistor 14. The gates of the transistors 13 and 14 are connected to the word line WL0.

【0005】上記のように構成されたメモリセル10に
おけるデータの読み出し時において、ワード線WL0が
選択されると、トランジスタ13,14がオンする。こ
のとき、ノードN1の電位が高く、ノードN2の電位が
低いと、トランジスタ11はオフし、トランジスタ12
はオンする。そのため、ビット線BL0の電位は低下せ
ず、ビット線バーBL0からトランジスタ12を介して
低電源VSSに電流が流れ、ビット線バーBL0の電位は
低電源VSSとなる。そして、ビット線BL0,バーBL
0の信号が図示しないセンスアンプによって増幅され、
読み出しデータとして出力される。
When the word line WL0 is selected at the time of reading data from the memory cell 10 configured as described above, the transistors 13 and 14 are turned on. At this time, when the potential of the node N1 is high and the potential of the node N2 is low, the transistor 11 is turned off and the transistor 12
Turns on. Therefore, the potential of the bit line BL0 does not decrease, a current flows from the bit line bar BL0 to the low power supply VSS via the transistor 12, and the potential of the bit line bar BL0 becomes the low power supply VSS. Then, the bit lines BL0 and BL
A signal of 0 is amplified by a sense amplifier (not shown),
It is output as read data.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところが、近年の半導
体記憶装置は低電圧化が要求されており、高電源VDDの
電圧が低くなってきている。メモリセル10にも高電源
VDD及び低電源VSSが供給されているため、データの読
み出し時においてビット線BL0,バーBL0からNM
OSトランジスタ11,12を介して流れる電流の値が
小さい。そのため、ビット線BL0,バーBL0の電位
差が開くのに時間を要し、動作速度が遅くなる。
However, recent semiconductor memory devices are required to have a lower voltage, and the voltage of the high power supply VDD is becoming lower. Since the memory cell 10 is also supplied with the high power supply VDD and the low power supply VSS, the bit line BL0 and the bars BL0 to NM are used when reading data.
The value of the current flowing through the OS transistors 11 and 12 is small. Therefore, it takes time for the potential difference between the bit lines BL0 and BL0 to open, and the operation speed becomes slow.

【0007】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は、低電圧化を図りつつ、
読み出し速度を高速化できる半導体記憶装置を提供する
ことにある。
The present invention has been made to solve the above problems, and its purpose is to reduce the voltage while
It is to provide a semiconductor memory device capable of increasing the read speed.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理説明
図である。メモリセルアレイ1はスタティック回路より
なる多数のメモリセル2を備える。周辺回路3はメモリ
セルアレイ1の所定のメモリセル2を選択してその選択
されたメモリセル2のデータの読み出し及び書き込みを
行うものである。周辺回路3には高電源VDD及び低電源
VSSを動作電源として供給する。メモリセル2には高電
源VDDを供給するとともに、データの読み出し時及び書
き込み時のうち少なくともデータの読み出し時において
低電源VSSよりも電位の低い基準電源Vrefを供給す
る。
FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of the present invention. The memory cell array 1 includes a large number of memory cells 2 each composed of a static circuit. The peripheral circuit 3 selects a predetermined memory cell 2 in the memory cell array 1 and reads and writes data in the selected memory cell 2. A high power supply VDD and a low power supply VSS are supplied to the peripheral circuit 3 as operating power supplies. The memory cell 2 is supplied with a high power supply VDD and a reference power supply Vref having a potential lower than that of the low power supply VSS at least during data reading and writing.

【0009】[0009]

【作用】従って、本発明によれば、データの読み出し時
において、メモリセル2には高電源VDDと、低電源VSS
よりも電位の低い基準電源Vref が供給される。従っ
て、高電源VDDを低電圧化しても、電位の低い基準電源
Vref によってメモリセル2に流れる電流を大きくで
き、読み出し速度を高速化できる。
Therefore, according to the present invention, when the data is read, the memory cell 2 has the high power supply VDD and the low power supply VSS.
A reference power source Vref having a lower potential than that of the reference power source is supplied. Therefore, even if the voltage of the high power supply VDD is lowered, the current flowing in the memory cell 2 can be increased by the reference power supply Vref having a low potential, and the read speed can be increased.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明をスタティックランダムアクセ
スメモリ(以下、SRAMという)具体化した一実施例
を図2,図3に従って説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is embodied as a static random access memory (hereinafter referred to as SRAM) will be described below with reference to FIGS.

【0011】図2はSRAM20を示し、チップ20a
上にはアドレスバッファ21、ロウデコーダ22、コラ
ムデコーダ23、メモリセルアレイ24、コラムゲート
25、センスアンプ26、出力回路27、ライトアンプ
28及び入力回路29が設けられている。また、チップ
20a上には基準電源生成回路30及び切換回路31が
設けられている。本実施例では、アドレスバッファ2
1、ロウデコーダ22、コラムデコーダ23、コラムゲ
ート25、センスアンプ26、出力回路27、ライトア
ンプ28及び入力回路29により周辺回路が構成されて
いる。
FIG. 2 shows the SRAM 20, which is a chip 20a.
An address buffer 21, a row decoder 22, a column decoder 23, a memory cell array 24, a column gate 25, a sense amplifier 26, an output circuit 27, a write amplifier 28, and an input circuit 29 are provided above. Further, a reference power supply generation circuit 30 and a switching circuit 31 are provided on the chip 20a. In this embodiment, the address buffer 2
1, a row decoder 22, a column decoder 23, a column gate 25, a sense amplifier 26, an output circuit 27, a write amplifier 28, and an input circuit 29 form a peripheral circuit.

【0012】また、チップ20aはその周縁にアドレス
信号AD1〜ADnを入力するためのn個のアドレス端
子32、電源端子33,34、書き込み信号WEを入力
するための制御端子35、及びデータの入出力を行うた
めの複数のデータ端子(図示せず)を備える。
The chip 20a has n address terminals 32 for inputting address signals AD1 to ADn, power supply terminals 33, 34, a control terminal 35 for inputting a write signal WE, and a data input terminal on the periphery of the chip 20a. It has a plurality of data terminals (not shown) for outputting.

【0013】電源端子33には高電源VDDが入力され、
電源端子34には低電源VSSが入力される。高電源VDD
及び低電源VSSはアドレスバッファ21、ロウデコーダ
22、コラムデコーダ23、コラムゲート25、センス
アンプ26、出力回路27、ライトアンプ28及び入力
回路29に供給され、これらの回路は高電源VDD及び低
電源VSSに基づいて動作する。基準電源生成回路30は
高電源VDD及び低電源VSSを入力し、両電源VDD,VSS
に基づいて低電源VSSよりも電位の低い基準電源Vref
を生成し、その基準電源Vref をチップ20aに供給す
るものである。
The high power supply VDD is input to the power supply terminal 33,
The low power supply VSS is input to the power supply terminal 34. High power VDD
And the low power supply VSS are supplied to the address buffer 21, the row decoder 22, the column decoder 23, the column gate 25, the sense amplifier 26, the output circuit 27, the write amplifier 28 and the input circuit 29, and these circuits have a high power supply VDD and a low power supply. It operates based on VSS. The reference power supply generation circuit 30 inputs the high power supply VDD and the low power supply VSS, and supplies both power supplies VDD and VSS.
Reference power supply Vref having a lower potential than the low power supply VSS
Is generated, and the reference power supply Vref is supplied to the chip 20a.

【0014】アドレスバッファ21はn個のアドレス端
子32に接続され、アドレス端子32を介してアドレス
信号AD1〜ADnを入力し、それらをロウデコーダ2
2及びコラムデコーダ23に供給する。
The address buffer 21 is connected to n address terminals 32, receives address signals AD1 to ADn via the address terminals 32, and outputs them to the row decoder 2
2 and the column decoder 23.

【0015】ロウデコーダ22は入力したアドレス信号
を選択信号SLにデコードし、メモリセルアレイ24の
所定のワード線を選択する。コラムデコーダ23は入力
したアドレス信号をコラム選択信号CLにデコードし、
その選択信号CLをコラムゲート26に出力する。
The row decoder 22 decodes the input address signal into a selection signal SL and selects a predetermined word line of the memory cell array 24. The column decoder 23 decodes the input address signal into a column selection signal CL,
The selection signal CL is output to the column gate 26.

【0016】メモリセルアレイ24にはコラムゲート2
5を介してセンスアンプ26が接続され、センスアンプ
26には出力回路27が接続されている。センスアンプ
26はビット線対BL,バーBLのデータを増幅し、増
幅した信号を出力回路27に出力する。また、コラムゲ
ート25にはライトアンプ28が接続され、ライトアン
プ28には入力回路29に接続されている。入力回路2
9には図示しない制御装置から複数ビット(本実施例で
はnビット)からなるデータ信号が入力されている。入
力回路29はデータ書き込み時にはデータ信号をライト
アンプ28に出力する。
The column gate 2 is provided in the memory cell array 24.
A sense amplifier 26 is connected through the output amplifier 5, and an output circuit 27 is connected to the sense amplifier 26. The sense amplifier 26 amplifies the data on the bit line pair BL, BL and outputs the amplified signal to the output circuit 27. A write amplifier 28 is connected to the column gate 25, and an input circuit 29 is connected to the write amplifier 28. Input circuit 2
A data signal consisting of a plurality of bits (n bits in this embodiment) is input to 9 from a controller (not shown). The input circuit 29 outputs a data signal to the write amplifier 28 when writing data.

【0017】また、メモリセルアレイ24には切換回路
31が接続されている。切換回路31は低電源VSS及び
基準電源Vref を入力するとともに、ロウデコーダ22
の選択信号SL及び前記書き込み信号WEを入力してい
る。切換回路31は選択信号SL及び書き込み信号WE
に基づいてメモリセルアレイ24のメモリセルに供給す
る低電位側の電源を、低電源VSSと基準電源Vref とに
切り換える。
A switching circuit 31 is connected to the memory cell array 24. The switching circuit 31 inputs the low power supply VSS and the reference power supply Vref, and also supplies the row decoder 22.
The selection signal SL and the write signal WE are input. The switching circuit 31 uses the selection signal SL and the write signal WE.
Based on the above, the low-potential-side power supply supplied to the memory cells of the memory cell array 24 is switched to the low power supply VSS and the reference power supply Vref.

【0018】次に、メモリセルアレイ24、切換回路3
1及びセンスアンプ26の詳細を図3に従って説明す
る。メモリセルアレイ24には左右方向に延びる複数の
ワード線WLと、上下方向に延びるビット線対が複数対
設けられている。なお、図3では1本のワード線WL
と、一対のビット線BL,バーBLのみが示されてい
る。各ワード線間及び各ビット線対間には、メモリセル
40が接続されている。
Next, the memory cell array 24 and the switching circuit 3
1 and the sense amplifier 26 will be described in detail with reference to FIG. The memory cell array 24 is provided with a plurality of word lines WL extending in the horizontal direction and a plurality of bit line pairs extending in the vertical direction. In addition, in FIG. 3, one word line WL
And only a pair of bit lines BL and BL are shown. A memory cell 40 is connected between each word line and each bit line pair.

【0019】メモリセル40は2つの抵抗R3,R4
と、4つのNMOSトランジスタ41,42,43,4
4とを備える。抵抗R3及びトランジスタ41は高電源
VDD及び切換回路31間に直列に接続され、抵抗R4及
びトランジスタ42は高電源VDD及び切換回路31間に
直列に接続されている。トランジスタ41のゲートはト
ランジスタ42のドレインに接続され、トランジスタ4
2のゲートはトランジスタ41のドレインに接続されて
いる。トランジスタ41のドレインはトランジスタ43
を介してビット線BLに接続され、トランジスタ42の
ドレインはトランジスタ44を介してビット線バーBL
に接続されている。トランジスタ43,44の各ゲート
はワード線WLに接続されている。メモリセル40はト
ランジスタ43,44のオフ状態において、ノードN
3,N4の電位を保持するスタティック回路である。
The memory cell 40 has two resistors R3 and R4.
And four NMOS transistors 41, 42, 43, 4
4 and. The resistor R3 and the transistor 41 are connected in series between the high power supply VDD and the switching circuit 31, and the resistor R4 and the transistor 42 are connected in series between the high power supply VDD and the switching circuit 31. The gate of the transistor 41 is connected to the drain of the transistor 42, and
The gate of 2 is connected to the drain of the transistor 41. The drain of the transistor 41 is the transistor 43
To the bit line BL, and the drain of the transistor 42 is connected to the bit line bar BL via the transistor 44.
It is connected to the. The gates of the transistors 43 and 44 are connected to the word line WL. The memory cell 40 has the node N when the transistors 43 and 44 are off.
This is a static circuit that holds the potentials of N3 and N4.

【0020】切換回路31はメモリセルアレイ24のワ
ード線毎に設けられ、2入力NAND回路50、インバ
ータ51,52及び2つのNMOSトランジスタ53,
54を備える。トランジスタ53は前記メモリセル40
のトランジスタ41,42と基準電源Vref との間に接
続されている。トランジスタ54はトランジスタ41,
42と低電源VSSとの間に接続されている。トランジス
タ53のゲートはインバータ51を介してNAND回路
50に接続されている。トランジスタ54のゲートはイ
ンバータ52,51を介してNAND回路50に接続さ
れている。NAND回路50は選択信号SL及び書き込
み信号WEを入力し、両信号SL,WEに基づく信号を
出力する。書き込み信号WEがLレベルのときメモリセ
ルにデータを書き込むことができ、書き込み信号WEが
Hレベルのときメモリセルのデータを読み出すことがで
きる。
The switching circuit 31 is provided for each word line of the memory cell array 24, and has a 2-input NAND circuit 50, inverters 51 and 52, and two NMOS transistors 53 and 53.
54 is provided. The transistor 53 is the memory cell 40.
Of the transistors 41 and 42 and the reference power source Vref. The transistor 54 is the transistor 41,
It is connected between 42 and the low power supply VSS. The gate of the transistor 53 is connected to the NAND circuit 50 via the inverter 51. The gate of the transistor 54 is connected to the NAND circuit 50 via the inverters 52 and 51. The NAND circuit 50 receives the selection signal SL and the write signal WE and outputs a signal based on both signals SL and WE. Data can be written in the memory cell when the write signal WE is at L level, and data in the memory cell can be read when the write signal WE is at H level.

【0021】従って、書き込み信号WEがLレベルであ
るデータの書き込み時に、選択信号SLに関わりなく、
NAND回路50の出力信号はHレベルとなる。その結
果、トランジスタ53はオフしトランジスタ54はオン
してメモリセル40には低電源VSSが供給される。ま
た、書き込み信号WEがHレベルであるデータの読み出
し時に、選択信号SLがHレベルになると、NAND回
路50の出力信号はLレベルとなる。その結果、トラン
ジスタ53はオンしトランジスタ54はオフしてメモリ
セル40には基準電源Vref が供給される。
Therefore, when writing the data in which the write signal WE is at the L level, regardless of the selection signal SL,
The output signal of the NAND circuit 50 becomes H level. As a result, the transistor 53 is turned off, the transistor 54 is turned on, and the low power supply VSS is supplied to the memory cell 40. Further, when the selection signal SL becomes H level at the time of reading the data in which the write signal WE is H level, the output signal of the NAND circuit 50 becomes L level. As a result, the transistor 53 is turned on, the transistor 54 is turned off, and the reference power supply Vref is supplied to the memory cell 40.

【0022】前記ビット線対BL,バーBLはコラムゲ
ート25を介してセンスアンプ26に接続されている。
コラムゲート25にはコラムデコーダ23からのコラム
選択信号CLが入力されている。コラム選択信号CLが
Hレベルになると、コラムゲート25がオンし、ビット
線対BL,バーBLのデータはセンスアンプ26に転送
される。
The bit line pair BL and bar BL are connected to a sense amplifier 26 via a column gate 25.
A column selection signal CL from the column decoder 23 is input to the column gate 25. When the column selection signal CL becomes H level, the column gate 25 is turned on, and the data of the bit line pair BL and bar BL is transferred to the sense amplifier 26.

【0023】センスアンプ26は2つのPMOSトラン
ジスタ57,58、3つのNMOSトランジスタ59,
60,61を備える。トランジスタ59,60のソース
は互いに接続されるとともに、両トランジスタ59,6
0のソースはトランジスタ61を介して低電源VSSに接
続されている。トランジスタ59,60のドレインはカ
レントミラー回路を構成するトランジスタ57,58を
介して高電源VDDに接続されている。トランジスタ61
のゲートには活性化信号φ1が入力されている。各トラ
ンジスタ59,60のゲートは前記ビット線BL,バー
BLに接続されている。データの読み出し時において、
活性化信号φ1がHレベルになるとトランジスタ61が
オンし、トランジスタ59,60はビット線対BL,バ
ーBLの電位差を増幅する。トランジスタ60のドレイ
ンから増幅された信号VOUT が出力される。
The sense amplifier 26 includes two PMOS transistors 57, 58, three NMOS transistors 59,
60 and 61 are provided. The sources of the transistors 59 and 60 are connected to each other, and both transistors 59 and 6 are connected.
The source of 0 is connected to the low power supply VSS via the transistor 61. The drains of the transistors 59 and 60 are connected to the high power supply VDD through the transistors 57 and 58 which form a current mirror circuit. Transistor 61
An activation signal φ1 is input to the gate of the. The gates of the transistors 59, 60 are connected to the bit lines BL, BL. When reading data,
When the activation signal φ1 goes high, the transistor 61 is turned on, and the transistors 59 and 60 amplify the potential difference between the bit line pair BL and bar BL. The amplified signal VOUT is output from the drain of the transistor 60.

【0024】さて、上記のように構成されたSRAM2
0の作用について説明する。メモリセルアレイ24から
データを読み出すには、アドレス信号AD1〜ADn
と、Hレベルの書き込み信号WEとをチップ20aに供
給する。アドレス信号AD1〜ADnはロウデコーダ2
2及びコラムデコーダ23によって選択信号SL,CL
にデコードされる。このとき、書き込み信号WEがHレ
ベルであるため、切換回路31のトランジスタ53がオ
ンし、メモリセル40には低電位側の電源として基準電
源Vref が供給される。
Now, the SRAM 2 configured as described above
The operation of 0 will be described. To read data from the memory cell array 24, address signals AD1 to ADn are used.
And a write signal WE of H level are supplied to the chip 20a. The address signals AD1 to ADn are used for the row decoder 2
2 and the column decoder 23 select signals SL, CL
Is decoded into. At this time, since the write signal WE is at the H level, the transistor 53 of the switching circuit 31 is turned on, and the reference power supply Vref is supplied to the memory cell 40 as the power supply on the low potential side.

【0025】選択信号SLに基づいてワード線WLが選
択されるとともに、選択信号CLによってビット線対B
L,バーBLが選択されると、メモリセル40のトラン
ジスタ43,44がオンする。このとき、ノードN3の
電位が高く、ノードN4の電位が低いと、トランジスタ
41はオフし、トランジスタ42はオンする。そのた
め、ビット線BLの電位は低下せず、ビット線バーBL
からトランジスタ42を介して基準電源Vref に電流が
流れる。基準電源Vref は低電源VSSよりも電位が低い
ため、トランジスタ42を流れる電流が大きくなり、ビ
ット線バーBLの電位は高速で低下する。
The word line WL is selected based on the selection signal SL, and the bit line pair B is selected by the selection signal CL.
When L and bar BL are selected, the transistors 43 and 44 of the memory cell 40 are turned on. At this time, when the potential of the node N3 is high and the potential of the node N4 is low, the transistor 41 is turned off and the transistor 42 is turned on. Therefore, the potential of the bit line BL does not decrease, and the bit line bar BL
Current flows through the transistor 42 to the reference power supply Vref. Since the reference power supply Vref has a lower potential than the low power supply VSS, the current flowing through the transistor 42 increases and the potential of the bit line bar BL drops at high speed.

【0026】ビット線BL,バーBLのデータはコラム
ゲート25を介してセンスアンプ26に転送される。そ
して、センスアンプ26によってビット線対BL,バー
BLのデータが増幅され、増幅された信号VOUT が出力
回路27に出力される。
Data on the bit lines BL and BL are transferred to the sense amplifier 26 via the column gate 25. Then, the sense amplifier 26 amplifies the data on the bit line pair BL, BL and the amplified signal VOUT is output to the output circuit 27.

【0027】メモリセルアレイ24にデータを書き込む
には、アドレス信号AD1〜ADnと、Lレベルの書き
込み信号WEとをチップ20aに供給する。アドレス信
号AD1〜ADnはロウデコーダ22及びコラムデコー
ダ23によって選択信号SL,CLにデコードされる。
このとき、書き込み信号WEがLレベルであるため、切
換回路31のトランジスタ54がオンし、メモリセル4
0には低電位側の電源として低電源VSSが供給される。
To write data in the memory cell array 24, the address signals AD1 to ADn and the L-level write signal WE are supplied to the chip 20a. The address signals AD1 to ADn are decoded into selection signals SL and CL by the row decoder 22 and the column decoder 23.
At this time, since the write signal WE is at the L level, the transistor 54 of the switching circuit 31 is turned on, and the memory cell 4
A low power supply VSS is supplied to 0 as a power supply on the low potential side.

【0028】選択信号SLに基づいてワード線WLが選
択されるとともに、選択信号CLによってビット線対B
L,バーBLが選択されると、メモリセル40のトラン
ジスタ43,44がオンする。このとき、ビット線BL
の電位が高く、ビット線バーBLの電位が低いと、トラ
ンジスタ41はオフし、トランジスタ42はオンする。
そのため、ノードN3の電位は高くなり、ノードN4の
電位は低くなる。選択信号SLが出力されなくなってワ
ード線WLが選択されなくなると、トランジスタ43,
44がオフし、メモリセル40にデータが書き込まれ
る。
The word line WL is selected based on the selection signal SL, and the bit line pair B is selected by the selection signal CL.
When L and bar BL are selected, the transistors 43 and 44 of the memory cell 40 are turned on. At this time, the bit line BL
Is high and the potential of the bit line bar BL is low, the transistor 41 is turned off and the transistor 42 is turned on.
Therefore, the potential of the node N3 becomes high and the potential of the node N4 becomes low. When the selection signal SL is not output and the word line WL is not selected, the transistors 43,
44 is turned off, and data is written in the memory cell 40.

【0029】このように、本実施例では、メモリセル4
0に供給する低電位側の電源を低電源VSSと、低電源V
SSよりも電位の低い基準電源Vref とに切り換えるため
の切換回路31を設けた。メモリセル40には高電源V
DDを供給するとともに、データの読み出し時には切換回
路31によって基準電源Vref を供給し、データの書き
込み時には切換回路31によって低電源VSSを供給し
た。従って、高電源VDDを低電圧化しても、電位の低い
基準電源Vref によってメモリセル40に流れる電流が
大きくなる。その結果、ビット線BL,バーBLの電位
差が開くのを高速化して読み出し速度を高速化できる。
そのため、高電源VDDの低電圧化を図ることができる。
As described above, in this embodiment, the memory cell 4
The low-potential-side power supply to supply 0 to the low power supply VSS and the low power supply V
A switching circuit 31 for switching to the reference power supply Vref having a lower potential than SS is provided. The memory cell 40 has a high power supply V
In addition to supplying DD, the reference power supply Vref was supplied by the switching circuit 31 when reading data, and the low power supply VSS was supplied by the switching circuit 31 when writing data. Therefore, even if the voltage of the high power supply VDD is lowered, the current flowing through the memory cell 40 increases due to the reference power supply Vref having a low potential. As a result, the potential difference between the bit lines BL and BL can be opened faster, and the read speed can be increased.
Therefore, it is possible to reduce the voltage of the high power supply VDD.

【0030】また、本実施例ではチップ20aにバック
ゲート電圧を供給するための基準電圧生成回路30の基
準電源Vref を、データ読み出し時におけるメモリセル
40の低電位側の電源として供給するようにした。その
ため、メモリセルアレイ24に供給する電源用に専用の
電源回路を設けずに済み、SRAM20の大型化を抑制
することができる。
Further, in this embodiment, the reference power supply Vref of the reference voltage generation circuit 30 for supplying the back gate voltage to the chip 20a is supplied as the power supply on the low potential side of the memory cell 40 at the time of data reading. . Therefore, it is not necessary to provide a dedicated power supply circuit for the power supply to the memory cell array 24, and the SRAM 20 can be prevented from increasing in size.

【0031】また、データの読み出し時にメモリセル4
0に流れる電流は、切換回路31により選択されたブロ
ック単位のメモリセルに分割することにより、センスア
ンプ26、及びライトアンプ28等の周辺回路の消費電
流と比較して非常に小さくできる。そのため、データの
読み出し時に低電源VSSよりも電位の低い基準電源Vre
f をメモリセル40に供給しても消費電力の増加を抑制
できる。
Further, at the time of reading data, the memory cell 4
The current flowing through 0 can be made extremely small as compared with the current consumption of peripheral circuits such as the sense amplifier 26 and the write amplifier 28 by dividing the memory cells in block units selected by the switching circuit 31. Therefore, at the time of reading data, the reference power source Vre having a lower potential than the low power source VSS
Even if f is supplied to the memory cell 40, an increase in power consumption can be suppressed.

【0032】なお、本発明は次のように任意に変更して
具体化することも可能である。 (1)基準電源Vref をチップの外部から供給してもよ
い。 (2)切換回路にコラムデコーダ23の選択信号CLと
書き込み信号WEとを入力し、両信号CL,WEに基づ
いてメモリセルに供給する低電位側の電源を低電源VSS
と基準電源Vref とに切り換えるように構成してもよ
い。
The present invention can be embodied by being arbitrarily modified as follows. (1) The reference power supply Vref may be supplied from outside the chip. (2) The selection signal CL of the column decoder 23 and the write signal WE are input to the switching circuit, and the low-potential-side power supply to the memory cell based on both signals CL and WE is set to the low power supply VSS.
May be switched to the reference power source Vref.

【0033】(3)切換回路にロウデコーダ22の選択
信号SL、コラムデコーダ23の選択信号CL及び書き
込み信号WEを入力し、これらの信号SL,CL,WE
に基づいてメモリセルに供給する低電位側の電源を低電
源VSSと基準電源Vref とに切り換えるように構成して
もよい。
(3) The selection signal SL of the row decoder 22, the selection signal CL of the column decoder 23 and the write signal WE are input to the switching circuit, and these signals SL, CL and WE are input.
The low-potential-side power supply supplied to the memory cell may be switched between the low power supply VSS and the reference power supply Vref based on the above.

【0034】(4)切換回路を省略し、メモリセルの低
電位側の電源として基準電源Vrefを供給するように構
成してもよい。 (5)メモリセル40の抵抗R3,R4に代えてPMO
Sトランジスタを使用したメモリセルを備えるSRAM
に実施してもい。
(4) The switching circuit may be omitted and the reference power supply Vref may be supplied as the power supply on the low potential side of the memory cell. (5) PMO in place of the resistors R3 and R4 of the memory cell 40
SRAM with memory cell using S-transistor
You can also carry out.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
半導体記憶装置の低電圧化を図りつつ、動作を高速化で
きる優れた効果がある。
As described in detail above, according to the present invention,
There is an excellent effect that the operation speed can be increased while lowering the voltage of the semiconductor memory device.

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

【図1】 本発明の原理説明図である。FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention.

【図2】 一実施例の半導体記憶装置を示すブロック図
である。
FIG. 2 is a block diagram showing a semiconductor memory device of one embodiment.

【図3】 メモリセルアレイ、切換回路及びセンスアン
プを示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a memory cell array, a switching circuit, and a sense amplifier.

【図4】 従来のメモリセルを示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a conventional memory cell.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,24 メモリセルアレイ 2,40 メモリセル 3 周辺回路 30 基準電源生成回路 31 切換回路 VDD 高電源 Vref 基準電源 VSS 低電源 1, 24 Memory cell array 2, 40 Memory cell 3 Peripheral circuit 30 Reference power supply generation circuit 31 Switching circuit VDD High power supply Vref Reference power supply VSS Low power supply

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 スタティック回路よりなる多数のメモリ
セルを備えたメモリセルアレイと、 前記メモリセルアレイの所定のメモリセルを選択してそ
の選択されたメモリセルのデータの読み出し及び書き込
みを行うための周辺回路とを備えた半導体記憶装置にお
いて、 前記周辺回路には高電源及び低電源を動作電源として供
給し、 前記メモリセルには前記高電源を供給するとともに、デ
ータの読み出し時及び書き込み時のうち少なくともデー
タの読み出し時において前記低電源よりも電位の低い基
準電源を供給するようにした半導体記憶装置。
1. A memory cell array having a large number of memory cells each comprising a static circuit, and a peripheral circuit for selecting a predetermined memory cell of the memory cell array and reading and writing data from the selected memory cell. In the semiconductor memory device including, a high power supply and a low power supply are supplied to the peripheral circuit as operation power supplies, the high power supply is supplied to the memory cells, and at least a data read operation or a data write operation is performed. A semiconductor memory device adapted to supply a reference power supply having a lower potential than the low power supply at the time of reading.
【請求項2】 データの書き込み時において前記メモリ
セルに供給する電源を前記低電源に切り換え、データの
読み出し時において前記メモリセルに供給する電源を前
記基準電源に切り換える切換回路を備える請求項1に記
載の半導体記憶装置。
2. A switching circuit for switching the power supply to the memory cell to the low power supply when writing data, and to the reference power supply to the memory cell when reading the data. The semiconductor memory device described.
【請求項3】 前記高電源及び低電源に基づいて前記基
準電源を生成する基準電源生成回路を備える請求項1又
は2に記載の半導体記憶装置。
3. The semiconductor memory device according to claim 1, further comprising a reference power supply generation circuit that generates the reference power supply based on the high power supply and the low power supply.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008091029A (en) * 2007-12-27 2008-04-17 Renesas Technology Corp Semiconductor integrated circuit device
JP2010287287A (en) * 2009-06-12 2010-12-24 Renesas Electronics Corp Semiconductor device

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Effective date: 20030225