JPS58169392A - ワ−ド線放電電流源用バイアス回路を備えた半導体メモリ - Google Patents

ワ−ド線放電電流源用バイアス回路を備えた半導体メモリ

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JPS58169392A
JPS58169392A JP57050108A JP5010882A JPS58169392A JP S58169392 A JPS58169392 A JP S58169392A JP 57050108 A JP57050108 A JP 57050108A JP 5010882 A JP5010882 A JP 5010882A JP S58169392 A JPS58169392 A JP S58169392A
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Kazuhiro Toyoda
豊田 和博
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    • G11C11/413Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing, timing or power reduction
    • G11C11/414Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing, timing or power reduction for memory cells of the bipolar type
    • G11C11/415Address circuits

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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Static Random-Access Memory (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (1)発明の技術分野 本発明はワード線放電電**用バイアス回路を備え九半
導体メモリ、特にパイ−−ラトランジスタによる飽和形
メモリセルを用いた半導体メモリKmする。
(2)発明の背景 半導体メモリにおいては読込まれた@l”0#のデータ
を保持すべくいわゆる保持電流がメモリセルに通電され
る。そしであるワード線が選択から非選択に移行する際
には、その保持電流が放電されることになる。従って保
持電流が大きい穆その選択切替時のスイッチングスピー
ドが高速となる。とεろが半導体メモリの大容量化なら
びに低消費電力化を図る上で紘その保持電流(I、)が
小さhs好ましいから、高速のスイッチングスピードが
達成できなくなる。そこで本出願人は、選択された9−
ド一に対して選択的に放電電流(!D)を引き込むこと
ができるようにし、これによシスイニチングスピードの
高速化を図るという提案を既に行なった。一方、牛遺択
メモリセルにおけ石検出トランジスタの工2ヅタを高電
位に持ち上けるということが行なわれている。該半選択
メモリセルへの誤書込みを防止するためである。そうす
ると、飽和形セルにおい工はワード線の前記放電電流(
ID)の一部に半選択メモリセルを介して非選択ピット
線からシンク電流が流れ込むと込う現象が現われ前記放
電電流(ID)を導入したにも拘らずそれ程スイ、チン
ゲスピードが高速化しないという不都合を生ずる。
(3)従来技術と問題点 本出願人は先に、特願1856−155100号におい
て、前記放電電流(!、)を引き込む電#lIKとして
、定電流源用ノ譬イアス回路の一部にピンチ抵抗を形成
し、該ピンチ抵抗の抵抗値の大小に応じて放電電流の大
小が定まるようにし九半導体メモリを提案した。この従
来技術によれば、ピンチ抵抗はトランジスタのニオツタ
直下のペース層を利用した抵抗であって、その抵抗値は
、製造ロットによってトランジスタの、ペース@が変動
しても、そのトランジスタの逆電流増幅率(逆β)にほ
ぼ比例して変化する事実を利用して、製造口、トのバラ
ツキに応じて放電電流の大小を定め、それkよシ半導体
メモリのスイ、チンダスピードヲ高速に維持している。
しかしながら、上述の従来技術には次の問題点がある◎
第1の問題点は、上記ピンチ抵抗は、メモリセルを構成
するトランジスタの工t、l夕部分の特性しか代表して
おらず、製造ロフトによるメモリセルの特性のバラツキ
に充分に対応していないことである。実際には、メモリ
セルは負荷としてのPNP )ランゾスタとフリ、f・
フロラlを構成スるマルチエイツタNPN)ランゾスタ
とで構成されていゐ九め、これらのトランジスタの特性
が製造口、トによって異なると、半選択メモリセルにピ
ット線から流れ込むタンク電流もそれに応じて異なるた
め、スイ、チンゲスピードの高速化を製造口、トの・雪
うツキに無関係に維持することは依然として困難であり
九。第2の問題点はピンチ抵抗の抵抗値は比験的大であ
るため、ピンチ抵抗1 形成用のトランジスタのペース幅を小としなければなら
ず、設計が比較的困難であることである。
(4)発明の目的 本発明の目的は、上述の従来技術に?ける問題点にかん
がみ、半導体メモリのワード線放電電流源用バイアス回
路に、メモリセルと実質的に同一特性を有するダミーセ
ルを設けるという構111に基づき、製造口、トによる
メモリセルの特性のバラツキに依存しない高速スイ、チ
ンゲスピードで動作し、かつ設計が比較的容易な半導体
メモリを提供することにある。
(5)発明の実施例 以下図i1に基づいて本発明の詳細な説明する◎第1図
は本発明に適用される半導体メモリの一部を示す回路図
である。第1図において、W+およびW−は一対の選択
されているワード線(選択ワード線)であり、その間に
メモリセルMCが挾まれている◎メモリセル中、5c1
2選択されているメモリセル(選択メモリセル)、H2
Oは半選択のメモリセル(半選択メモリセル)を示して
いる。
選択ワード線W+ 、 w−の間には図示しない多数の
半選択メモリセルが存在する。また、図示しない多数の
非選択ワーP線および非選択メモリセルも存在する。各
メモリセルMCは又、それぞれ一対のビットill B
 Ll ’ r“「1重又はBL、、pL雪の間に挾ま
れておプ、1つのビット線対と1つのワード線対を選択
して所望の1つのメモリセル8Cをアクセスすることが
できる。メモリセルMCは各々“°l′又は′01のデ
ータを記憶しており、この記憶データを保持する九めの
電流、すなわち保持電流111を引き込む丸めの定保持
電流981Mが設けられている。従って、ワード線切替
えが行われるときには、選択ワード線W+、W−の電荷
は保持電流源8I。
に保持電流輸として吸収されるという形で放電される。
DI8は放電回路であシ、定電流源81Dとバイアス回
路B8を備えている。放電回路DISは周知の如く、選
択ワーPIIaに対してのみ選択的に弊電電流XDを吸
収する。ようkしえものでibり、従りて選択ワード線
からの電荷の放電は(I、+ID)でなされることにな
シ、放電回路DXSが存在しない場合と比較してスシッ
チングスピードは高速化される・なお、放電電流!。を
流すトランジスタ Tsは選択゛ワード線についてのみ
オンとなるトランジスタであシ、コンデンサCおよび抵
抗8と共に時定数をもっ九スイッチを形成し、なるぺ〈
長い間、電流!。を吸収できるようにする働きをするO
ただし、これらTsm Ce R等は本発明の本質では
ないO 本発明は放電回路DI8に含まれるバイアス回路B8に
改良を加えたものである0 各ビット線対の間に接続された回路BCL@ aBC1
4、−・・は周知のビットクラyfWA路である。選択
ピ゛ット線対の間のげットクランノ回路のみオンKL、
非選択ビット対の閏のビ、トクラップ回路をオンにする
ことによシ、非選択ビット線電位を高電位に持ち上げ、
それKよ如、選択メモリセル8Cへの書込みに伴う半選
択メモリセルH8Cへの誤書込みを防止している。
第2図は第1図に示し九半選択メモリ七ルHIICを示
す回路図である。第211において% Tl e TI
は7す、f・フロッft構成するマルチエミッタNPN
 )ランゾスタであり% Tl  r 74は負荷とな
るPNP )ランゾスタである。○で包囲されたトラン
ジスタTI 、Tsがオン状態にあるとする。ワード線
対W、、W−が選択状態から非選択に向うとき、ワード
@W+、W−およびメモリセルH8C内の各ノードにお
ける電荷は電流(1,+ID)として保持電流源S!、
および放電回路DISlfCFIk収される。
ところで、このメモリセルH8Cは半選択状態にあるか
ら、ビット線対BL寓e丁6はげ、トクラシグ回路1c
L、(第1図)の駆動によジノーイレペル(Hレベル)
に持ち上げられている。フリップ・フロ、fを構成する
トランジスタ、例えばTIについて、そのマルチエミッ
タのうち、ビット線BL、に接続された工ζツタをE、
とじ、ワード線W−に接続された工2.夕をξとすると
、飽和形メモリセルを用いる半一5体メモリにあっては
、ニオツタE、の電位が工i9りEllの電位より萬く
なると、皺ニオツタ鵞、が逆トランジスタのコレクタと
して働くようにな勤、ビット線BL−から工tvりEl
を通ってエミッタEMKいわゆるタンク電流!1が流れ
込む0従って、半選択メモリセルのすべてからのこのシ
ンク電流はワードmW−を介して流れる放電電流(IN
+ II))の一部を占める。このことは、シンク電流
!、の存在によって、半選択状態から非選択状態に向う
メモリセルH8C内の各ノードから引き出すべき電荷の
放電が阻害されてしまうことを意味する。ビ、)lil
BL、からトランジスタTI を通りてワード、@W−
に流れるシンク電流!1の大きさは、第2図Th)K示
すグラフかられかるように、)ランゾスタT1の逆電流
増幅率(逆りにはぼ比例する。従りて、逆βが大である
程スイ、チンダスピードは低下する・このようにビット
IIIBLへの分流が生ずるのは、ニオ、タ鳶、の電位
が工ty夕]c、の電位よ)も高くなりているメモリセ
ルMCにおいてである・りt夛、ビtトクラン!回路1
1CLがアクティfllclkりている半選択メモリセ
ルが金てこれに#轟する。そうすると、1つの選択ワー
ド線について選択された1つのメモリセルを除いて他の
全ての大多数のメモリセルが上記分流を呈するととKな
りその値は非常に大きくなる。従って前記逆βの特に大
きい製造ロットから生産された半導体メモリは、前記シ
ンク電流による問題が顕著となり、製造規格上廃棄せざ
るを得なくなる。それでは逆に、その逆βを極端に小さ
くする方向で製造ロット門流したらどうかという考え方
も成り立つ。この場合は、半選択メモリセルの放電は良
好になシスイアチンゲスピードは高速されよう 然し、
逆βを小にするということは反面、ワード線の負荷を過
大にすることになシ好ましくない。
かくの如く、逆βは大きく゛ても小さくても不都合であ
る。というても、全ての製造ロットについて予定した最
適の逆βを保証することは、製造上のバラツキからして
不可能である。そζで、前記シック電流の大小が逆βの
大小に依存することに着目し、逆βがどのように変動し
てもこれを事実上不変にすることのできる手段を導入す
ることを考える。具体的には、製造口、ト毎の逆βに応
じて、前記定放電回路DI8を流れる放電電流!ゎの値
を変化させる。つま如逆βが大きい製造ロットについて
はその放電電流!。の値が大になるようKL、半導体メ
モリセル内の各ノードからの電荷の吸収を迅速にする。
第3図は第1図に示したバイアス回路B8の、本発明の
一実施例による回路図である。#I3図において、バイ
アス回路B81は、トランジスタT・。
T1.およびT・と抵抗R@ eRl eRl eRl
とからなる従来のバイアス回路に、トランシスタフ 、
/とT!からなるダミーセルDCと、これに直列に接続
された抵抗8・とを付加して構成されている・トランジ
スタT−のフレフタは第imlの放電回路DI8Ktす
れるスイッチングトランジスタTIのエミッタに接続さ
れる・ダt−セルDCが存在しない従来形では、トラン
ジスタT・のペース電圧であるバイアス電圧V、は、 となり、放電電流IDは、 となる0ここで、”1  # Rs  r R11lt
それぞれ抵抗R1a R1# Rsの抵抗−を表わし、
vsg(t、)+V工(?@) #′iそれぞれ、トラ
ンジスタT・ 、T−のペース・エミッタ電圧を表わし
ている◎ICICチップVam(t、)とV□(T、)
は#lは尋しいので、これらをV□で表わすと、■。は となる。11  sRl  alLs mvmmはそれ
ぞれ一定なので、放電電流i、は一定であシ、従ってX
D中にシンク電流1.$11れると、その分だけ、メモ
リセルからの放電電流は減少することになる。
本出願人による先の出願特願昭56−155100にお
いては、トランジスタ?、のエイツタ拡散抵抗1の部分
に、、¥ンチ抵抗を形成し、ICチップのトランジスタ
のIの増減に応じて放電電流!。
が増減するようにしていたが、前述の如く、このピンチ
抵抗はトランジスタの工iツ、り1部分の特性しか反映
しておらず、また製造も困難でありた。
本発明によって付加されたダミーセルDCは、第11g
1および第2図に示した各メモリセルMCの片側と同一
の構成を有しており、同−ICチップ内に同−製造口、
トで組み込まれるので、各メモリセルと実質的に同一の
特性を有しており、従ってダミーセルを構成するトラン
ジスタT I’ e T I’の電流増幅率βも各メモ
リセル内のトランジスタのβと同一である。ダき−セル
DCおよびこれに直列接続され九抵抗R・は、基準電圧
源vllと電源電圧vllとの間に接続されてお如、ダ
さ一セルの両端の電圧は一定なので、抵抗3・の両端の
電圧は一定であゐ。従って、抵抗翼・を流れる電流は一
定である。ダミーセルDC内のマルチェζツタトランジ
スタ71/の工ζツタI、/には、メモリセル内の検出
トランジスタTIKおけると同様に1逆βに応じ九シン
ク電流1.が流れ込むり従うて、トランジスタT・のペ
ース電圧であるバイアス電となる。放電電流夏DFi、
トランジスタのペース・工き〜夕電圧をV□で表わすと
、式(2)からとなる。シンク電fit1.II′i上
紀の如く、トランジスタの逆βに比例するので、逆βが
大のときは放電流IDが自動的に増大する。従って、タ
ンク電流の増大によってメモリセルからの放電電流が減
少することはない。
第4図は本発明の他の実施例によるバイアス回路BSl
を示す回路図である。第4図において、第3図と異なる
ところは、第3図の抵抗R・に替えて、定電流源用のト
ランジスタT・をダンーセルDCKI列に接続し、この
トランジスタT―のペースと電源電圧V□の間にダイオ
−PDを挿入し、ダイオードのアノードを抵抗RIを介
して基準電圧11[V、KJI続し九ことであり、他の
構成は第3図と同様である。ダイオードDとトランジス
タT、はカレント2ラ一回路を構成しており、トランジ
スタT・のペース電圧はダイオードDによって一定にク
ランプされているので、トランジスタT・を流れる電流
は第3図の抵抗R・を流れる電流と同様に一定である。
(6)発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、製造口y)Kよる
メモリセルの特性のバラツキに依存しない高速スイ、チ
ンゲスピードで動作し、かつ設計が比較的容易な半導体
メモリが得られる。
【図面の簡単な説明】
鮪1図は本発明に適用される半導体メモリの一部を示す
回路図、第2図(a)は第111に示しえ半選択メモリ
セルH8Cを示す回路図、第2開缶)祉トランジスタの
逆βとタンク電流!、の関係を示すグラフ、鮪3図は本
発明の一実施例によるバイアス回路を示す回路図、第4
図は本発明の他の実施例によるバイアス回路を示す回路
図である・W+ 、 W−・・・ワード線、IILI、
爬、BL、、TYI。 ・・・ヒツト線、MC(SC)・・・選択メモリセル、
MC(H2O)−・・半選択メモリセル、DIli−・
・放電回路、BS・・・バイアス回路、DC・・・ダき
−セル、XD・・・放電電流、■、・・・保持電流、1
1・・・シンク電流、vl・・・バイアス電圧。 特許出願人 富士通株式会社 特許出願代理人 弁理士  實 木   朗 弁理士 画舘和之 弁理士  内 1)幸 男 弁理士   山  口  昭  2 第 1 図 第2図 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. Ill数のワード線と、複数のピット線と、該ワード線
    および該ピット線の各交差部に配設されたメモリセルと
    、該ワード線の電荷を鍍メモリセルな介して放電させる
    ためのワード線放電電流源とを備え、該ワード線放電電
    amは、所定の放電電流を吸収するためのバイアス電圧
    を発生するバイアス回路を備えてなる半導体メそりにお
    、いて、前記バイアス回路は前記メモリセルと実質的に
    同一特性を有するダき一七ルを備えており、前記ダギー
    セルの特性に応じて前記バイアス電圧が定まるようkし
    たことを特徴とするワード−放電電流源用バイアス回路
    を備え喪亭導体メそり。
JP57050108A 1981-09-29 1982-03-30 ワ−ド線放電電流源用バイアス回路を備えた半導体メモリ Granted JPS58169392A (ja)

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JPS56163583A (en) * 1980-05-15 1981-12-16 Nec Corp Semiconductor circuit

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