JPS5823388A - メモリ装置 - Google Patents

メモリ装置

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JPS5823388A
JPS5823388A JP56123261A JP12326181A JPS5823388A JP S5823388 A JPS5823388 A JP S5823388A JP 56123261 A JP56123261 A JP 56123261A JP 12326181 A JP12326181 A JP 12326181A JP S5823388 A JPS5823388 A JP S5823388A
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Hiroaki Ikeda
博明 池田
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NEC Corp
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    • G11CSTATIC STORES
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    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
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    • G11C11/41Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming static cells with positive feedback, i.e. cells not needing refreshing or charge regeneration, e.g. bistable multivibrator or Schmitt trigger
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    • G11C17/00Read-only memories programmable only once; Semi-permanent stores, e.g. manually-replaceable information cards
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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】 本発明はメモリ装置特に電界効果トランジスタ(Fhi
Tという)を用いたダイナミック型のメモリ装置に関す
る。
最近におけるMOSFETを用−たダイナミックメモリ
の大容量化及び高速化の発展は目覚しく、lチップ当9
の記憶容量が(64〜256)Kビット、アクセス時間
(100〜200)nsのものが開発あるいは実用化さ
れている。しかしながらこの大容量化、高速化の問題が
十分に解決された訳では決してなくなお多くの問題が残
されている。そのうちの′JM要なものとしてセンスア
ンプに関連した問題があげられる。それL大按盆化に伴
いMO8ダイナミックメモリ内のセンスアンプに接続さ
れているビット線の浮遊容置と抵抗が増大してセンスア
ンプの差信号の1vI幅速度が低下することである。東
VC電源電圧が低電圧化(12V→5V)されたことに
よりセンスアンプが判定すべき差信号が小さくなってき
ており高速化をより困難にしている。
゛さて、センスアンプはビット線に現れた差信号を高感
度で感知し、その差信号をすみやかに増幅しなければな
らないが、この増幅の速度を大にするためにはセンスア
ンプを構成するフリップフロ、グ(F、F、という)の
トランジスタの能力を増すかあるいは増幅すべき信号が
のっている節点の容量と時定数とを小さくする心安があ
る。しかしながら前者のトランジスタ能力f:II#純
に上げる方法はトランジスタの面積を増し高密度化に逆
行し、更に節点の容量及び時定数をも増加させることに
もなるので採上げることができない。
そこで、後者の節点の容量と時定数とを小さくする方法
が採上げられることになる。かかる見地よりビット線と
センスアンプの間にトラ/スフアゲートを挿入したメモ
リ装置が開発されている。
第1図にがかる一従来的のトランスファゲートを有する
センスアンプを含むメモリ装置の回路図を示す、この回
路はすべてエンハ/スメ7ト形nfヤ/ネルMO8FE
Tで構成されている。FETQ=、Q2からなるF、F
、4がセンスアンプであり、ンはセ/スアンブ40節点
1に、ソースはビット線11Vci続される。同様にQ
l、のドレイ/はセンスアンプ4の節点21C,ソース
はビット線12に接続される。センスアンプ4の共通ン
ニス節点品 3に  号7.が与えられる。ビット線11.12はそ
れぞれ選択ゲートQ2..Q、1に介して人出力バス2
1.22と接続され、Q21e Q@ @のゲートに与
えられるビット線選択信号φrVC従りて情報のやりと
りが行われる。
次にこの回路の動作の概要を説明する。
ビット線11.12は電源電圧(vDD)レベルか若し
くはその近くまでプリチャージする。このときisA 
は■DD以上、LもVDD付近になるよう設定する。従
ってQXl、Q、!はオンとなり節点1゜2はそれぞれ
ビット線11.12と同電位にプリチャージされる。こ
の状態の後、ビット線11゜12間にメモリセル(図示
していない)と夕°ミーメモリセル(図示していない)
間のレベル差に基づく微少差信号が与えられる。差信号
が与えられるとi、Atビット線のプリチャージレベル
付近にまで下げでや’) Qt s −Qst tl−
オフとする。同時にi;  をソース電源(V、、)レ
ベルまで下げてやる。
これでセンスアンプ4は差信号増幅を始めることになる
。その際Ql 11 Ql 2が共にオフになりている
ためQl、Q、にとって差信号の増幅を行う対象はビッ
ト線から分離された節点1,2となる。節点1.2に存
在する浮遊容量及び抵抗はビット線11.12のそれに
比で著しく小さくできるので差信号増幅の初期において
は高速の増幅が可能となる。
さて、節点2の方がわずかに低い状態にあるとするとs
 Q、  はオンとなり”i、の電瓜降下に従−節点2
の電位は低下する。節点2の電位が下りてくるとQl2
はオンすることになシ節点2の電位降下につれてビット
線12の電位は低下してくる。
この微少差信号増幅の際に、Q、t−完全にオフとしな
から差信号増幅を行うことは難しくQ1ti通常わずか
にオ/し節点lの電位唸差信号増幅とともにわずかに低
下する。しかしこの電位像mQ1をオンさせるまでは至
らずにビット線11の電位はほぼプリチャージ電位に保
たれる。
この一連の動作により微少差信号ひ−では情報のリフレ
ッシュが完了し、ビット線11.12には増幅された差
信号かのりでいることになる。このビット線11.12
上の情報をピット選択信号φアにようてQ□、Q、を通
して入出カッ(ス21゜22に取り出される。
第2図は以上の動作時における各部電位と信号電圧のふ
るt−を示したものである。
前述の説明及び第2図から明らか、なように、この従来
例のメモリ装置においてLl トランスファゲートQs
tt qxのゲート信号’mA性電源電圧■DD以上の
レベルであることが殻求される。この輩求はビット@1
1,12のプリチャージ電位がvDDよりも少しく低け
れば必ずしも過大なものではない。しかしながら、1!
源電圧が5V系に移行している現在少しでも多くの信号
量を得る丸めビット線のプリチャージ電位はvDDとな
って来ている。
すべての使用条件に対して十分な感度を得るためには、
プリチャージ時にVD−よりも高い十分なレベルに$ 
mA を保持しなければならない、しかしながらvDD
 はメモリ装置全体の動作状態に応じて常に変化してお
り、これをプリチャージに必要とする数371 Sec
以上の間それを一定に保持することは相当に困難である
。従ってこの従来例のメモリ装置はセンスアンプの差信
号−の増幅の速度を上げる高速化の目的は達成している
ものの、センスアンプの感度特性が一定せず不安定であ
るという欠点を有している。
なお、何等かのφ、Aレベル保持回路を用いることによ
り感度特性の不安定さt−ある程度改善させることは可
能ではあるが、それだけ余分の回路を付加することにな
pメモリ装置としてもう一つの電袂な焚求事項である高
密度化に反することになる。
本発明の目的はトランスファゲートにデプレシ、ン形F
ETを用いることにより、特殊なレベルの信号を必要と
しなり高速化、高安定化されたセンスアンプを有するメ
モリ装置を提供することにある。
本発明のメモリ装置は、@lと第2の接続点で交差接続
された第1と第2のエンハンスメント形第2のビット線
との間に接続されかつそのゲートが前記プリップフロッ
プの共通の第3の接続点に接続された第3と第4のデプ
レシ冒/型絶縁ゲート電界効果トラ/ジスタとを含むこ
とから成っている。
以下1本発明について図面を参照し詳細に説明する。
第3図は本発明の装置の一実施例を示す回路図である。
なおこの図は前に第1図に示した従来例の回路図と対比
して描いたもので同じ構成妥累については同一記号、同
一参照数字を用いている。
節点11−形成する第1の接続点と節点2を形成する第
2の接続点でそれぞれのドレイン及びゲートが交差接続
された第1と第2の二ンノ)/スメント形MO8F’h
iTQ1.Q、 VCより形成’g し、6 F、li
’。
から成るセンスアンプ4と、このF、F、(センスアン
プ4)に対し対称に配置された第1.第2のピッ)線1
1 、12との間にソースをビット線11゜12にドレ
イン(iF、F、の節点1.2に接続されかつそのゲー
トがF、F、(センスアンプ4)の節点3を形成する共
通の第3の接続点に接続された第3と第4のデプレシ曹
ン形MO8FBTQ11’、Q、、’とを含み更にビッ
ト線11.12はそれぞれ選択ゲートとして動作する工
/ハンスメ7 ) 形M08FETQ□、Q2.を介し
て入出力線21.22に接続されている。セしてQ21
.Q!2 のゲートには信号も が、F、F、の節点3
には信号φ8が与えられる。なおFHTはすべてnチャ
ネル形である。
第1図及び第3図から明らかなように、本発明の一実施
例の装置の回路と従来例のそれとの相異は、トランスフ
ァゲートとして本発明では従来例のゲートに特別な信号
も□が与えられる工/ハンスメント形pg’rQ、1.
 Q1□の代シにデプレシ璽/形’ ETQl 1 ’
 # Ql g ’を用いそれらのゲートはP、F、の
節点3に接続し信号″i8を共通に与えるようにしたこ
とにある。すなわち従来必要でセンスアンプの感度特性
の不安定さを引き起こす原因であるところの特別な信号
φ8□が必要でなくなるので非常に安定な感度特性を有
するセンスアンプを得ることができる。
次に、この−実施列の装置の回路動作について詳細に説
明する。
始めに、ビット線11.12を電源電圧■DDレベルか
若しくはその近くまでプリチャージする。
このと睡18 もvDD付近になるよう設定する。この
ときテプレシ璽/形FWTのゲート電圧■。とドレイ/
電流■ゎの関係は第5図に示すように与えられるのでQ
l、’ 、Q、’は共にオン状態(ηPOに対応)にあ
るので節点1,2もビット線11゜12と同電位にプリ
チャージされる。この状態の後、ビット線11.12間
にメモリセル(図示していない)とダミーメモリセル(
図示していない)間のレベル差VcM、づく微少差信号
が与えられる。
差信号が与えられると同時に18をvssレベルまで下
げてやる。これでセンスアンプ4は差信号増幅を始める
ことになる。この状態ではQ11°+Q1□1のゲート
電圧■。はそのしきい値電圧■TDよりも小となりQ、
、’I Q、!’はオフとなる。(第5図参照)従りて
Q、、Q、にとうて差信号の増幅を行う対象はビット線
から分離された節点1.2のみとなるので前述の第1図
に示した従来例と同様に差信号増幅の初期においては高
速の増幅が可能となる。
さて、節点2の方がわずかに低−状態になるとするとQ
2はオ/となり礼 の電位降下に従い節点2の電位は低
下する。節点2の電位が低下してくるとQl、′の■。
は再びゼロ電圧に近づくのでQ、2′ はオンすること
にな九節点2の電位降下につれてビット線12の電位は
低下してくる。この場合%Q11’のソース電位はvD
Dレベルに保持されたままゲート電位がi とともに低
下するのでそのゲート電圧■。はますますしきvh(i
!電圧vTDよりも小となりQlllはオフ状態を維持
する。以上の動作においてb dB t−下げて行りた
ときまずQl、′がオフし次いでQ2がオンとなること
が要求されるが、これはQlloのしきい値電圧■TD
の絶対値をQ2のしきい値vTの絶対値よりも小さぐ設
定してておくことで確実な動作を行わせることができる
この一連の動作により微少差信号ひいてはt11報のリ
フレッシュが完了し、ビット線11.12には増1−さ
れた差信号がのっていることになる。このビット線11
.12の情報は前と同様にしてピット選択信号φrVc
よってQHtQHを通して人出力バス21.22に収シ
出される。
@4図は以上の動作時における各部電位と信号電圧のふ
るまめを示したものである。
Mi1述の第2図に示した従来例の場合と比較して見る
と、この一実施例の場合には特殊信号φ8Aがなく、か
つ節点1の電位もQl がいつもオフ状態ヲ保つので■
DD レベルを保持する。
以上詳細に説明したとおりこの実施例のメモリ装置lt
、VCおいては、トランスファゲートとして従来用いら
れているエンハンスメント形F W Tに代えてテグレ
シW)形111ETt−用いデプレッシ■/形1’ E
 Tが有するV。=OVでオ/、 ■o=−”ntで始
めてオフになる性質を有効に利用できるよう配設しであ
るので、従来例では必狭とした■DDレベル以上の特殊
信号φllAt?用いる必妥がなめことそれにもかかわ
らず従来例と同様に差信号の増幅の初期においては節点
1,2t−ビット線11 、12から分嘔することがで
粘るのでビット線11.12の浮遊容量及び抵抗の影響
を受けないで高速の増幅を行うことができる。従りてト
ランスファゲートを有する従来のメモリ装置と同様のセ
ンスアンプの高速性を保持したまま感度特性の極めて優
れた安定性を得ることかで籾る。
史Vこ、従来必要とした特殊信号保持用の付加装置も必
要でなくなることになる。
以上の説明においては、MOSFETとしてnチャネル
形に限定したがこれはpチャネル形の場合にも同様に適
用できることはいうまでもない。
又FETとしてMOSFETを採り上げたがこれも他の
MI8Fh:T等他のFETの場合にも適用できること
はいうまでもな−0 以上詳細に説明したとおり、本発明のメモリ装置ili
は、トランスファゲートとして従来用−られているエン
ハンス形pg’rrc代えてディプレジ、/形FFtT
を用いることにより従来感度特性の不安定螢素であった
■DD以上の特殊信号を不必要とすることができたので
、高速化、高安定化センスアンプを有するメモリ装置を
提供できるという効果を有する。更に従来必要とされた
特殊信号保持用の付加回路も不必要となるので、高密度
化されたメモリ装置が得られるという効果も付加される
【図面の簡単な説明】
@1図は一従来例のメモリ装置の回路図、第2図は第1
図の回路の各部電位と信号電圧の動作波形図、第3図は
本発明の一実施例のメモリ装置の回路図、第4図は第3
図の回路の各部電位と信号電圧の動作波形図、第5図は
デプレシーン形FETのIJVo特性図である。 1.2,3・・・・・・節点(F、F、の)、4・・・
・・・センスアンプ、11,12・・・・・・ビット線
、21.22・・・・・・入出力線%  ”11A・・
・・・・トランスファゲート信号°、¥8・・・・・・
センス信号、φ1・・・・・・選択ゲート信号、Q、 
e Q、 Q、、 Q12e Q!1.Q22・・・・
・・エンハ/スメント形MO8k’ E T、 Q、、
’、 Ql、’・・・・・・ ディプレジ冒/形MO8
FET。 第30 端間 第+V V? 隼ダヅ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 第1と第2の接続点で交差接続された第1と第2のエン
    ハンスメント形電界効果トランジスタに←に第1.第2
    のビット線との間に接続されかつそのゲートが前記フリ
    ップフロップの共通の第3の接続点に接続された第3と
    第4のデプレシ璽/型電界効果トランジスタとを含むこ
    とを特徴とするメモリ装置。
JP56123261A 1981-08-05 1981-08-05 メモリ装置 Granted JPS5823388A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56123261A JPS5823388A (ja) 1981-08-05 1981-08-05 メモリ装置
EP82107095A EP0071989B1 (en) 1981-08-05 1982-08-05 Memory device
US06/405,462 US4542484A (en) 1981-08-05 1982-08-05 Sense amplifier with high speed, stabilized read-out
DE8282107095T DE3277949D1 (en) 1981-08-05 1982-08-05 Memory device

Applications Claiming Priority (1)

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JP56123261A JPS5823388A (ja) 1981-08-05 1981-08-05 メモリ装置

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JPS5823388A true JPS5823388A (ja) 1983-02-12
JPS63877B2 JPS63877B2 (ja) 1988-01-08

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EP (1) EP0071989B1 (ja)
JP (1) JPS5823388A (ja)
DE (1) DE3277949D1 (ja)

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DE3277949D1 (en) 1988-02-11
EP0071989A2 (en) 1983-02-16
EP0071989B1 (en) 1988-01-07
JPS63877B2 (ja) 1988-01-08
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