JPS5860487A - Storage device - Google Patents

Storage device

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JPS5860487A
JPS5860487A JP57142089A JP14208982A JPS5860487A JP S5860487 A JPS5860487 A JP S5860487A JP 57142089 A JP57142089 A JP 57142089A JP 14208982 A JP14208982 A JP 14208982A JP S5860487 A JPS5860487 A JP S5860487A
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digit line
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digit
read
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JP57142089A
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Kenji Taniguchi
研二 谷口
Koetsu Chiba
千葉 光悦
Atsuo Hotta
堀田 厚生
Ichiro Imaizumi
今泉 市郎
Teruo Isobe
磯部 輝雄
Masahiko Yamamoto
正彦 山本
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/34Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
    • G11C11/40Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
    • 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
    • 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
    • G11C11/416Read-write [R-W] circuits 

Abstract

PURPOSE:To simplify a sense circuit and to read memory cells at a high speed by using readout transistors (TR) which perform current switching operation between memory cells, and providing a common sense circuit to plural digit lines. CONSTITUTION:When a memory cell M11 among memory cells M11-M22 in (2X2) matrix arrays is selected, a TR Qy1 for digit line selection is turned off, and TRs QR11 and QR12 for readout signal detection are turned on to switch current paths. Then, constant currents from constant current sources J11 and J12 flow to the cell M11, and information in the cell M11 is read out through the TRs QR11 and QR12 and a differential amplifier DIFA forming a common sense circuit. Other digit line couples are the same, and one sense circuit is provided in common to plural digit lines to simplify the sense circuits; and current paths are switched by two TRs which operate in parallel to perform high-speed readout operation.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はバイポーラ形高速半導体記憶回路に好適な記憶
装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a memory device suitable for a bipolar high-speed semiconductor memory circuit.

複数個のエミッタを有するトランジスタすなわちマルチ
エミッタトランジスタを2個組合せたメモリセルは集積
回路化した場合に占有面積が小さいことから大容量の半
導体記憶装置のメモリセルとして好適なものであって、
これを使用したメモリセルの一例を第1図に示す。
A memory cell having a plurality of emitters, that is, a combination of two multi-emitter transistors, is suitable as a memory cell for a large-capacity semiconductor storage device because it occupies a small area when integrated into an integrated circuit.
An example of a memory cell using this is shown in FIG.

同図において、メモリセルMは2個のエミノタヲ有スる
マルチエミッタトランジスタQl 、 Q2を備え、各
トランジスタQl 、Q2のコレクタはそれぞれ負荷抵
抗R1、R2を通り、共通に接続されて抵抗R3を通じ
て電源端子C1に接続される0 またトランジスタQl、Q2の各コレクタはそれぞれ互
に相手方のベースに交差接続され、かつ各第1エミツタ
は互いに共通にしてメモリセル選択用のエミッタ駆動端
子E1に接続され、かつ各第2エミツタは後述する書込
み、読出し用の増幅器81.82に接続される。
In the figure, a memory cell M includes multi-emitter transistors Ql and Q2 with two emitters, and the collectors of each transistor Ql and Q2 pass through load resistors R1 and R2, respectively, and are commonly connected to a power source through a resistor R3. The collectors of the transistors Ql and Q2 are each cross-connected to the base of the other, and the first emitters of each transistor are commonly connected to the emitter drive terminal E1 for selecting a memory cell. Each second emitter is connected to write and read amplifiers 81 and 82, which will be described later.

かくして1個のメモリセルとしてのフリップフロップ回
路が形成される。なおトランジスタQl。
In this way, a flip-flop circuit as one memory cell is formed. Note that the transistor Ql.

Q2の各第2エミツタは他の複数個のメモリセルを構成
するトランジスタの第2エミツタにそれぞれ共通に接続
されるが、上記第1図においては簡単のため省略する。
Each second emitter of Q2 is commonly connected to the second emitters of transistors constituting a plurality of other memory cells, but is omitted in FIG. 1 for simplicity.

書込兼読出増幅器81.82はそれぞれ差動増幅器を構
成するトランジスタQ3 、Q4およびQ5.Q6より
なり、Q3とQ4およびQ5とQ6の各エミッタは共通
接続してそれぞれ前記のトランジスタQl、Q2の第2
エミツタに接続しメモリセルMの読出し電流あるいは書
込み電流を規定する抵抗R5,fL7を介して市1源端
子1弓2゜R3に接続され、またトランジスタQ3 、
Q5のコレクタはそれぞれ出力端子TI 、T2に接続
されると共に抵抗R4,l’L6を介して接地でれる。
Write/read amplifiers 81, 82 each include transistors Q3, Q4 and Q5 . . . , which constitute a differential amplifier. The emitters of Q3 and Q4 and Q5 and Q6 are commonly connected to the second transistors Q1 and Q2, respectively.
It is connected to the input terminal 1 through resistors R5 and fL7, which are connected to the emitter and defines the read current or write current of the memory cell M, and to the transistor Q3,
The collector of Q5 is connected to output terminals TI and T2, respectively, and is grounded via resistors R4 and l'L6.

またトランジスタQ3 、Q5のベースには基準′電圧
■  が加えられ、トランジスタQ4.Q6のet ベースには情報書込用の入力信号■wo 、vwlが加
えられる。
Further, a reference voltage (2) is applied to the bases of transistors Q3 and Q5, and transistors Q4. Input signals ■wo and vwl for information writing are added to the et base of Q6.

次にその動作を説明する0メモリセルMの選1ノ〈はコ
レクタ電源端子C1の電圧Vxo を一定とし、エミッ
タ駆動端子E1の電圧vx1 を非選択時には低レベル
にし、選択時には高レベルにすることによって行なわれ
る。なおこの場合トランジスタQ1は遮断、Q2は導通
状態にあるものとし、各コレクタ電圧を■。、、Vo2
 とする0メモリセルMが非選択状態、すなわち端子E
1に印加されるエミッタ駆動電圧■X1 が低レベルの
とき、トランジスタQ2の第1エミツタには常時電流■
sT:が流れているが、第2エミツタには電流は流れな
い。よって書込み兼読出し増幅器S2のエミッタ抵抗R
7を流れる電流■、はトランジスタQ5より抵抗R7を
流れるので、トランジスタQ5の出力電圧V。ulは、 V (ill l −v。c −α・R,6−I。
Next, in the selection 1 of 0 memory cell M whose operation will be explained, the voltage Vxo of the collector power supply terminal C1 is kept constant, and the voltage vx1 of the emitter drive terminal E1 is set to a low level when not selected, and set to a high level when selected. It is carried out by In this case, it is assumed that transistor Q1 is cut off, Q2 is in a conductive state, and each collector voltage is . ,,Vo2
0 memory cell M is in the unselected state, that is, terminal E
When the emitter drive voltage X1 applied to the transistor Q1 is at a low level, a constant current flows through the first emitter of the transistor Q2.
sT: is flowing, but no current flows through the second emitter. Therefore, the emitter resistance R of the write/read amplifier S2
7 flows through the resistor R7 rather than the transistor Q5, so the output voltage V of the transistor Q5. ul is V (ill l -v.c -α・R,6-I.

ただしα:トランジスタのベース接地電流増幅率 で示される低い電圧しか現われない。なお抵抗R5、R
7を流れる各動作電流は同一電流値■8に設定される。
However, α: Only a low voltage shown by the common base current amplification factor of the transistor appears. Note that the resistance R5, R
Each operating current flowing through the circuit 7 is set to the same current value ■8.

次にメモリセルMが選択状態すなわち端子E1のエミッ
タ駆動電圧VX1 が高レベルのとき、トランジスタQ
2の第2エミツタに電流■8が流れ、これが舊込兼読出
し増幅器S2のエミッタ抵抗R7に流入するため、コレ
クタ抵抗R6を流れる電流は減少し、出力端子′1゛2
の′電圧が」1昇し、1″なる情報が読出される。なお
トランジスタQ1は遮断状態のため、由込み兼読出し増
幅器S1の出力端子TIの゛電圧はエミッタ駆動′rf
j圧vx1 の変化にかかわらず低レベルのitであり
、”0”なる情報が読出される。
Next, when the memory cell M is in the selected state, that is, the emitter drive voltage VX1 of the terminal E1 is at a high level, the transistor Q
A current 8 flows through the second emitter of the input terminal '1'2, which flows into the emitter resistor R7 of the input/readout amplifier S2, so that the current flowing through the collector resistor R6 decreases, and the current flows through the output terminal '1'2.
The voltage at the output terminal TI of the input/read amplifier S1 increases by 1, and the information 1 is read out. Since the transistor Q1 is in the cutoff state, the voltage at the output terminal TI of the input/read amplifier S1 is the emitter drive voltage rf.
Regardless of the change in the j pressure vx1, it is at a low level, and information of "0" is read out.

なおトランジスタQl、Q2の第1エミツタに加えるX
アドレス電圧Vx、の高レベルの大きさは、基準電圧V
 r a fに対しトランジスタQ1のコレクタ′成圧
V。l は高く、l・ランジスタQ2のコレクタ電圧■
c2 は低くなるように選ばれる。
Note that X added to the first emitters of transistors Ql and Q2
The magnitude of the high level of the address voltage Vx is the reference voltage V
The voltage V at the collector of transistor Q1 with respect to r a f. l is high, l・Collector voltage of transistor Q2■
c2 is chosen to be low.

またメモリセルMへの11へみは、  l二ie読出し
2時と同様に選択状態にあるときl・ランジスタQ4゜
Q6のベースにメモリセルのコレクタ「d圧の高レベル
より高いレベルあるいは基準iff、圧V r e I
以下のレベルの信号を加えることにより、”】″ ある
いは0“の情報が書込まれる。
In addition, when the memory cell M is in the selected state as in the case of reading 2, the base of the transistor Q4, Q6 is connected to the collector of the memory cell at a level higher than the high level of the d voltage or the reference if. , pressure V r e I
By adding signals of the following levels, information of "]" or 0 is written.

なお以上の説明では選択時にエミッタ駆動・ぼ圧vx1
 のみを低レベルから高レベルに変化させるとしたが、
メモリセルの形式によってはエミッタ駆動電圧のみでな
く、コレクタ電源電圧Vxo をも低レベルから高レベ
ルに変化させる方法が有効なことが知られている。本発
明はいうまでもなくこの方法を用いたメモリセルについ
ても適用することができる。
In addition, in the above explanation, when selecting, emitter drive/vore pressure vx1
It was assumed that only changes from low level to high level,
It is known that depending on the type of memory cell, it is effective to change not only the emitter drive voltage but also the collector power supply voltage Vxo from a low level to a high level. Needless to say, the present invention can also be applied to memory cells using this method.

この方法は、読出し用のトランジスタQ3゜Q5がセル
のトランジスタQ2 、Qlとの間でエミッタ結合型電
流切換え回路を形成するので、セル情報の読出しが高速
化され、かつ、この電流切換えの対象が読出し電流■8
であるため、別の電流源を必要としないという利点があ
る。しかるに、メモリセルを多数マトリックス状に配列
したとき、全ディジット線に共通に設けることが望まし
い。
In this method, the reading transistors Q3 and Q5 form an emitter-coupled current switching circuit with the cell transistors Q2 and Ql, so that cell information can be read out at high speed, and the current switching target is Read current ■8
Therefore, there is an advantage that no separate current source is required. However, when a large number of memory cells are arranged in a matrix, it is desirable to provide a common digit line for all digit lines.

したがって、本発明の目的はメモリセルのトランジスタ
とセンス回路のトランジスタが電流切換え動作をし、し
かもセンス回路が複数のディジット線に共通に設けられ
ている記憶装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a memory device in which transistors in a memory cell and transistors in a sense circuit perform current switching operations, and in which the sense circuit is commonly provided to a plurality of digit lines.

以下、上記第1図に示したメモリセルMおよび書込み兼
読出し増幅器S1,82をmxn個設けたメモリセルマ
トリクスに適用する場合を第2図に基づき説明する。こ
の場合、簡単のため、m = n = 2 の場合について説明する。
Hereinafter, a case where the present invention is applied to a memory cell matrix in which m×n memory cells M and write/read amplifiers S1 and 82 shown in FIG. 1 are provided will be described with reference to FIG. 2. In this case, for the sake of simplicity, the case where m = n = 2 will be described.

Mll、M12.M21.M22なる4個のメモリセル
において、フリップフロップ回路を構成する各トランジ
スタのg2エミッタは2対のディジット線DLll  
DLl□1I)L21とDL2□にそれぞれ接続され、
かつ各コレクタはそれぞれ負荷抵抗を通じてコレクタ電
源あるいはコレクタ駆動線(第1ワード線)に接続され
て電圧Vx1o、vx2゜を加えられ、さらに各第1エ
ミツタはエミッタ駆動線(第2ワード線)に接続されて
゛1イ圧V x 11+■x2、を加えられる。
Mll, M12. M21. In the four memory cells M22, the g2 emitter of each transistor constituting the flip-flop circuit connects to two pairs of digit lines DLll.
DLl□1I) are connected to L21 and DL2□ respectively,
Each collector is connected to a collector power supply or a collector drive line (first word line) through a load resistor, and voltages Vx1o and Vx2° are applied thereto, and each first emitter is connected to an emitter drive line (second word line). Then, a pressure of 1 x 11 + x 2 is applied.

読出しあるいは書込用の動作電流■。を供給する電流源
J11.J12.J21.J22はそれぞれディジット
線DL□1.D0.1□l I)L 21 r DL 
22に接続される。読出し情報検出用トランジスタQR
I l  l QILI□+ QR21HQB2□の各
エミッタはそれぞれ上記のディジット線に接続され、ま
た各コレクタは“0”側、”1”側のディジット線ごと
に共通にして各コレクタ抵抗R8、f’t9を経て接地
すると共に差動増幅器DIFAに導かれる。
■ Operating current for reading or writing. Current source J11. J12. J21. J22 are the digit lines DL□1. D0.1□l I) L 21 r DL
22. Read information detection transistor QR
Each emitter of I l l QILI□+ QR21HQB2□ is connected to the above-mentioned digit line, and each collector is connected to each digit line on the "0" side and "1" side, and the respective collector resistors R8 and f't9 are connected to each other. It is connected to ground through the circuit and led to the differential amplifier DIFA.

書込制御信号■い2.■い。はトランジスタQw 1、
+ QW12 r QW21 + QW22に加えられ
る。
Write control signal 2. ■I. is the transistor Qw 1,
+ QW12 r QW21 + Added to QW22.

またトランジスタQ yl + Qy2 は各ディジッ
ト線(Y線)選択信号vY1.■Y2に応じて非選択の
ディジット線対の電位を高めることにより、そのディジ
ット線対に接続されたすべてのメモリセル内のフリップ
フロップ回路を構成するトランジスタの第2エミツタを
遮断し、かつそのディジット線対に接続されている電流
源の電流が読出し情報検出用トランジスタQ R1□I
QRI□r Q B21 +QR2□に流れないように
作用する。
Further, the transistor Q yl + Qy2 receives each digit line (Y line) selection signal vY1. ■By increasing the potential of the unselected digit line pair in accordance with Y2, the second emitter of the transistor constituting the flip-flop circuit in all memory cells connected to that digit line pair is cut off, and the digit line pair is The current of the current source connected to the line pair is read from the read information detection transistor Q R1□I
QRI□r Q B21 + QR2□ acts to prevent it from flowing.

すなわち、読み出すべきメモリセル(たとえばMll)
の選択のために、コレクタ駆動線の電圧■x1o、■X
11を選択状態にする。たとえば、■x1、を一定に保
持したまま電圧■x1oを高レベルにする。
That is, the memory cell to be read (for example Mll)
For selection of collector drive line voltage x1o, x
11 is selected. For example, while keeping x1 constant, the voltage x1o is set to a high level.

さらに、電圧vY□ を選択的に低レベルにする。Furthermore, the voltage vY□ is selectively set to a low level.

他のディジノlに対する電圧”Y2は高レベルのままと
する。
The voltage ``Y2'' for other digital nodes 1 remains at a high level.

この電圧vY1の高レベルは、読出しトランジスタQR
1□〜Q、。2のベース′畦圧■、。、あるいは選択さ
れたメモリセル〜111の2つのマルチエミッタトラン
ジスタのベース電圧のいずれよりも高くされる。また電
圧vY1の低レベルはこれらのベース電圧のいずれよシ
も低くされる。
The high level of this voltage vY1 is the read transistor QR.
1□~Q,. Base of 2' ridge pressure ■. , or higher than either of the base voltages of the two multi-emitter transistors of the selected memory cell ~111. Also, the low level of voltage vY1 is set low for any of these base voltages.

この結果、非運1ノテのディジット線対1〕1□1 。As a result, digit line pair 1〕1□1  with 1 note of unlucky.

DL2□に接続されたいろいろのトランジスタのベース
の内、トランジスタQ Y2のベース電圧が最も高くな
り、電流源J21.J22からの胱出し電流はすべてト
ランジスタQY□に流れるが、読出しトランジスタQI
L□1.QIL□2には流れない。
Among the bases of the various transistors connected to DL2□, the base voltage of transistor QY2 becomes the highest, and current source J21. All the bladder current from J22 flows to the transistor QY□, but the readout transistor QI
L□1. It does not flow to QIL□2.

したがって、これらの−It 随により抵bCl(、8
、l’L 9の電圧は変化しない。一方b;”III’
<さ)1、たディジット線DX、10.1)L2□の各
々に接続さJまたトランジスタのベースの内、メモリセ
ルMll内のマルチエミッタトランジスタ又は読出しト
ランジスタQR1□lQR+2のいずれか一方のベース
の′IIf、圧V r a fが最も高くなる。したが
って、を流源Jll、J12からの読出し′電流■8は
これらのトランジスタのいずれかに電流切換動作により
導かれる。すなわち、たとえば電流源Jllからの読出
し電流IPLがメモリセルMllに流れ、電流源J12
からの読出し電流■□が読出しトランジスタQ R1□
に流れるかあるいは電流源Jllからの電流■、がトラ
ンジスタQR41に流れ、電流源J12からの’jtA
I、がメモリセルMllに流れる。したがって、抵抗R
,8、R9の内、メモリセルMllの記憶内容により定
まる一方に読出し電流が流れる。したがって、差動増幅
器DIF’A抵抗R8、R9と各読出しトランジスタQ
 RI 1〜QR2□の接続点に接続されているので、
読み出されたメモリセルの記憶内容に応じて異なる電圧
を出力する。このように、各ディジット線の読出し電流
■、は非選択時には、トランジスタQyl+QY2 に
流れるので、共通に設けられた抵抗R8゜R9の電圧に
影響を及はさず、しかもこのトランジスタQyl + 
Qy2と読出しトランジスタQ R1、〜QR□2とが
電流切換回路を形成しているのでディジット線の選択の
切り換えを高速に行うことができる。
Therefore, these −It combinations reduce the resistance bCl(,8
, l'L 9 voltage does not change. On the other hand b; “III”
<Sa) 1) connected to each of the digit lines DX and 10.1) L2 'IIf, the pressure V r a f becomes the highest. Therefore, the read current 8 from sources Jll and J12 is directed to either of these transistors by current switching operation. That is, for example, read current IPL from current source Jll flows to memory cell Mll, and current source J12
The read current from ■□ is the read transistor Q R1□
, or current from current source Jll flows through transistor QR41, and 'jtA from current source J12 flows through transistor QR41.
I, flows to memory cell Mll. Therefore, the resistance R
, 8, and R9, a read current flows through one of them, which is determined by the storage contents of the memory cell Mll. Therefore, the differential amplifier DIF'A resistors R8, R9 and each read transistor Q
Since it is connected to the connection point of RI 1 to QR2□,
Different voltages are output depending on the read contents of the memory cell. In this way, when the read current ① of each digit line is not selected, it flows through the transistor Qyl+QY2, so it does not affect the voltage of the commonly provided resistor R8゜R9, and furthermore, this transistor Qyl+
Since Qy2 and the read transistors QR1 and QR□2 form a current switching circuit, the selection of the digit line can be switched at high speed.

上記第2図のメモリ回路においては、メモリの動作電流
による消費′成力をP、rとすると、PT =2n” 
a ’ l VBm lとなり、PTが大きいことが欠
点である。すなわちメモリセル列nに比例して消費電力
が増大するため、メモリセルを集積化して高密度にする
上の大きな障害となる。また書込制御信号■7□、vw
In the memory circuit shown in FIG. 2 above, if the power consumption due to the operating current of the memory is P and r, then PT = 2n''
a' l VBm l, and the drawback is that the PT is large. That is, power consumption increases in proportion to the number of memory cell rows n, which poses a major obstacle to increasing the density of memory cells by integrating them. Also, write control signal ■7□, vw
.

がトランジスタQWII  I Q、WI2 + QW
21  + QW22を介して直接的にディジット線に
印加されることや、ディジット線選択信号によるディジ
ット、−電位の変動のため、ディジット線′酸圧の回復
時間が長くなり、ディジット線区位の変化がメモリセル
への雑音となり、さらにメモリセルの所要雑汗余裕度が
大きくなるなどの欠点がある。
is the transistor QWII I Q, WI2 + QW
21 + Since it is applied directly to the digit line via QW22 and the digit and - potentials fluctuate due to the digit line selection signal, the recovery time for the digit line's acid pressure becomes long, and changes in the digit line segment occur. This has drawbacks such as noise to the memory cells and an increase in the required miscellaneous sweat margin of the memory cells.

第3図は消費′成力を低減した本発明の実施例を示し、
動作電流■1を供給するば流源を複数個のディジット線
対について1組とし、動作′電流の各ディジット線への
供給はディジノl[I(Y線)選択信号■Y1.■7゜
によってベース電位が制御されるトラ7ジ゛8夕Qy1
1r QY+2 + QY21  +QY2□と、基準
電圧V r e f 2  がそのベースに印加される
基準トランジスタQ B s書込信号■wo。
FIG. 3 shows an embodiment of the present invention with reduced consumption power,
If the operating current ■1 is supplied, the current source is set as one set for a plurality of digit line pairs, and the supply of the operating current to each digit line is performed using the digino l [I (Y line) selection signal ■Y1. ■7゛8゛Qy1 whose base potential is controlled by 7゜
1r QY+2 + QY21 +QY2□ and the reference transistor Q B s write signal ■wo to which the reference voltage V r e f 2 is applied to its base.

4w1がベースに印加される書込制御用トランジスタQ
WO+ QW+  で形成される多入力電流切換回路に
よって切換えて行なわれる。なお書込信号Vwo 、V
、、の低レベルを基準電圧V r 6 f 2等しくす
ることによシ、基準トランジスタQRは省略することも
可能である。また読出し信号検出用トランジスタQ R
11l QR12+ QR2+  1 QR2□は前記
第2図におけるものと同様である。
Write control transistor Q to which 4w1 is applied to the base
Switching is performed by a multi-input current switching circuit formed by WO+QW+. Note that the write signals Vwo, V
It is also possible to omit the reference transistor QR by making the low level of , , equal to the reference voltage V r 6 f 2 . Also, the read signal detection transistor Q R
11l QR12+ QR2+ 1 QR2□ is the same as that in FIG. 2 above.

メモリセル、たとえばMllを読出す場合嶋圧■xIo
を高レベルにし、■x1□を低レベルのままに保持する
のは第2図と同じでろるoしかし、第3図においては第
2図のディジット線選、沢用トランジスタQyl +Q
y□が不必要で、高レベルの選択信号■Y1を電流切換
え用のトランジスタQyll。
When reading a memory cell, for example Mll, the pressure xIo
It is the same as in Fig. 2 to set x1□ to a high level and keep x1□ at a low level.
y□ is unnecessary and the high level selection signal ■Y1 is a current switching transistor Qyll.

QY12に印加する。その結果、メモリセルMllのト
ランジスタと読出し用トランジスタQR□1 。
Apply to QY12. As a result, the transistor of memory cell Mll and the read transistor QR□1.

QR1□の間で電流切換え動作がされる。この結果、ト
ランジスタQRIIIQIL+□の内、メモリセルMl
lの記憶内容に応じて定捷るいずれか一方のみがオンと
なり、抵抗I′L8 、 l’l、9の一方に読出し電
流■、が流れる。一方、非選択のディジッ+−Sには読
出し′電流が流れないので、結局、抵抗1モ8゜R9の
一方に読出されたメモリセルの記憶情報に応じて電流■
8が流れ、差動増幅器D1FAにより検出出力V o 
u lを得ることができる。
Current switching operation is performed between QR1□. As a result, memory cell Ml of transistor QRIIIQIL+□
Only one of the resistors I'L8, I'L, and 9 is turned on, and a read current (2) flows through one of the resistors I'L8, I'L, and 9. On the other hand, since no read current flows through the unselected digits +-S, the current flows through one of the resistors 1 and 8 degrees R9 depending on the stored information of the memory cell read out.
8 flows, and the detection output V o is detected by the differential amplifier D1FA.
u l can be obtained.

以上から明らかなごとく、第3図のμ施例では、ディジ
ット線の非選択時には読出しiff、 f51Uはその
ディジット線には流れないので、第2図のトランジスタ
QYIIQY□のような、非選択のディジット線に対す
る読出し電流をそのディジット線に対する読出しトラン
ジスタに流さないようにするだめのトランジスタが不要
である。また、 このような構成においてはメモリの動作’rPL流によ
る消費′電力PTは、 P  =21  XIVB、I T          R で与えられ、前記第2図に示したものに比してn分の1
になる。すなわち消費ぼ力はメモリセルによって構成さ
れるマ) IJクスの列nがいかに多くても1列分(実
際にはメモリセル1個分)の消費電力のみとなる。また
書込み制御用トランジスタの数も前記第2図の場合のn
分の1になることも、この構成の長所である。
As is clear from the above, in the μ embodiment shown in FIG. 3, when a digit line is not selected, the read IF, f51U does not flow to that digit line. No additional transistor is required to prevent the read current for a line from flowing through the read transistor for that digit line. In addition, in such a configuration, the power consumption PT due to the operation 'rPL flow' of the memory is given by P = 21
become. In other words, the power consumption is only for one column (actually one memory cell) no matter how many columns n of IJ boxes are formed by memory cells. Also, the number of write control transistors is n in the case of FIG.
Another advantage of this configuration is that it is reduced to 1/2.

またさらに書込み制御用トランジスタQwo。Furthermore, a write control transistor Qwo.

QWlのエミッタによってディジット線が直接駆動され
ることがないため、ディジット線上に現われる雑音電圧
がきわめて軽減される利点がある。
Since the digit line is not directly driven by the emitter of QWl, there is an advantage that the noise voltage appearing on the digit line is significantly reduced.

次に上記第3図の回路をさらに改良し、非選択時にディ
ジット線の電位が上昇するおそれをなくして、これによ
るメモリセルの誤動作、ならびに達成可能なサイクル時
間が制限される欠点を防止し、かつディジット線におけ
る雑音発生を軽減した実施例を第4図に示す。
Next, the circuit shown in FIG. 3 is further improved to eliminate the risk of the potential of the digit line rising when it is not selected, thereby preventing malfunction of the memory cell and the disadvantage of limiting the achievable cycle time. FIG. 4 shows an embodiment in which noise generation in the digit line is reduced.

同図においてトランジスタQ Yll IQYI□。In the same figure, transistor Q Yll IQYI□.

QY□1 r Qy2□が遮断状態のとき、それぞれ対
応するディジット線の電位がほぼ基準電圧V r a 
I IからQ R11I QRI21 QIL□I I
 QIL22なる各l・ランジスタのベース・エミッタ
順方向′ぼ圧■□ を差引いた値にするための抵抗1t
i I 、 l’tl 2 。
QY□1 r When Qy2□ is in the cutoff state, the potential of the corresponding digit line is approximately the reference voltage V r a
I I to Q R11I QRI21 QIL□I I
A resistor of 1 t is used to set the value obtained by subtracting the base-emitter forward pressure of each l transistor, which is QIL22.
i I, l'tl 2.

R21,R22を各ディジット線と負′亀源V□の間に
接続することにより、ディジット線、に位の上昇ならび
に雑音発生を防止したものである。
By connecting R21 and R22 between each digit line and the negative voltage source V□, the digit line, voltage rise and noise generation are prevented.

たとえは、トランジスタ’ILI□、 uc抗1も】1
゜負電源■。は、図の最も左のディジット線が選択され
ず、しだがって、電流18.が流れていないときには、
トランジスタQIL+1+抵抗1(,11,負電源■□
から形成される通路に電流が流れるため、このディジッ
ト線の電圧はV r e t lにより決まる電圧に保
持される。このように、;l<されないジット線の電圧
を所定値に保持する手段を設けることにより、非選択デ
ィジット線゛11L位の上昇および雑音発生が防止され
る。このようにトランジスタQ、11と、抵抗R11お
よび負電源vHBからなる電流通路とが電圧保持の役目
をする。しかも、この回路は本実施例ではトランジスタ
Q IL I、とその他のかすかな回路のみからなるの
で簡単な回路である。とくに本実施例のごとく読出し用
のトランジスタQR□1をそのまま・酸圧保持用トラン
ジスタとして用いるときには、電圧保持回路はさらに簡
単になる。
For example, the transistor 'ILI□, uc anti-1]1
゜Negative power supply■. , the leftmost digit line in the diagram is not selected, and therefore the current 18. When is not flowing,
Transistor QIL + 1 + resistor 1 (, 11, negative power supply ■□
Because current flows through the path formed by V r e t l , the voltage on this digit line is held at a voltage determined by V r e t l. In this way, by providing a means for holding the voltage of the digit line for which ;l< is not satisfied at a predetermined value, an increase in the voltage of the unselected digit line 11L and generation of noise can be prevented. In this way, the current path consisting of the transistors Q and 11, the resistor R11, and the negative power supply vHB serves to maintain the voltage. Furthermore, this circuit is a simple circuit in this embodiment since it consists only of the transistor Q IL I and other small circuits. In particular, when the read transistor QR□1 is used as it is as the acid pressure holding transistor as in this embodiment, the voltage holding circuit becomes even simpler.

以上述べたごとく、本発明では、メモリセルとの間で電
流切換え動作をする抗出し用トランジスタを用いて、セ
ンス回路を複数のディジット線に共通に設けることがで
き、センス回路の簡単化およびメモリセルの読出しの高
速化を図ることができる。
As described above, in the present invention, a sense circuit can be provided in common to a plurality of digit lines by using an offset transistor that performs a current switching operation between memory cells, which simplifies the sense circuit and Cell reading speed can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は・電流切換形マルチエミッタメモリセルおよび
読出し、書込み回路を示す回路図、第2図は上記第1図
のメモリセルを用いたメモリマトリクスの回路図、第2
図は本発明の一実施例を示す回路図、第3図、$4図は
本発明の他の実施例の回路図である。 C1・・・・・・電源端子、El・・・・・エミッタ駆
動端子、R2,R3・・・・・・電源端子、I)IFA
・・曲差動増幅器、Jl、J2.Jll、Jl2.J2
1゜J22・・・・・・電流源、M 、 Ml 1 、
 +V+ 12 、 M 21 。 M22・・・・・・メモリセル%Q]、、Q2・・・・
・・メモリセル用トランジスタ、QR・・・・・・基準
トランジスタ、Q、1、〜QR121QIL2□〜Q1
,2□・・・・・・読出し信号検出用トランジスタ、Q
WO+ Qwl・・・・・・誓込み制御用トランジスタ
、QY、、〜QY□21QY21〜QY□2・・・・・
・ディジット線選沢用トランジスタ、81.82・・・
・・・書込兼読出増幅器’Vref・・曲基準電圧、■
工0.■Y2・・・・・・ディクツl−線対選択信号、
■wo、VW□・・・・・・書込制御信号、101、R
12,R21,)(,22・・曲雑音防止用抵抗。 卑 1 望 L−〜−I       J           J
第1頁の続き 0発 明 者 磯部輝雄 国分寺市東恋ケ窪1丁目280番 地株式会社日立製作所中央研究 所内 0発 明 者 山本正彦 国分寺市東恋ケ窪1丁目280番 地株式会社日立製作所中央研究 所内 538−
Figure 1 is a circuit diagram showing a current switching type multi-emitter memory cell and a read/write circuit; Figure 2 is a circuit diagram of a memory matrix using the memory cell shown in Figure 1;
The figure is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention, and FIGS. 3 and 4 are circuit diagrams of other embodiments of the present invention. C1...Power supply terminal, El...Emitter drive terminal, R2, R3...Power supply terminal, I) IFA
... Curved differential amplifier, Jl, J2. Jll, Jl2. J2
1゜J22...Current source, M, Ml 1,
+V+ 12, M 21. M22...Memory cell %Q],,Q2...
...Memory cell transistor, QR...Reference transistor, Q, 1, ~QR121QIL2□~Q1
, 2□... Read signal detection transistor, Q
WO+ Qwl...Pledge control transistor, QY,...~QY□21QY21~QY□2...
・Digit line selection transistor, 81.82...
...Write/read amplifier 'Vref...Tune reference voltage, ■
Engineering 0. ■Y2...Dicts l-line pair selection signal,
■wo, VW□・・・Write control signal, 101, R
12, R21,) (,22...Resistance for preventing music noise. 1 Desired L-~-I J J
Continued from page 1 0 Inventor: Teruo Isobe, Hitachi, Ltd. Central Research Laboratory, 1-280 Higashi-Koigakubo, Kokubunji-shi 0 Inventor: Masahiko Yamamoto, 538- Hitachi, Ltd. Central Research Laboratory, 1-280 Higashi-Koigakubo, Kokubunji City

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、複数のワード線と、複数対のディジット線のトラン
ジスタを有し、各トランジスタのエミッタは対応するデ
ィジット線対の一方に接続されているものと、各ディジ
ット線に接続された読出し電流源と各ディジット線にそ
のエミッタが接続された読出し用トランジスタと、各デ
ィジットaにそのエミッタが接続されたディジット線選
択用のトランジスタと、該続出し用トランジスタのコレ
クタ側に接続され、各ディジット線対に共通に設けられ
た差動検出手段と、非選択のディジット線対に対する該
読出し電流は当該ディジット線対に対する該選択用トラ
ンジスタに流れ、選択されたディジット線対に対する該
読出し電流は当該ディジット線対に対する読出し用トラ
ンジスタと選択されたメモリセルとの間でfla切換動
作するための電圧を該選択用トランジスタ、該続出し用
トランジスタのベースに印加する手段とを有する記憶装
置。 2、該差動検出手段は各対のディジット線の互いに対応
する一方にそれぞれ接続されている該読出しトランジス
タのコレクタに共通に接続された第1の抵抗と、各対の
ディジット線の互いに対応する他方にそれぞれ接続され
ている該続出し用トランジスタのコレクタに共通に接続
されている第2の抵抗と、該第1、第2の抵抗の、一端
の電圧を差動検出する手段とよりなる第1項の記憶装置
。 3、複数のワード線と、複数対のディジット線と、各ワ
ード線と各ディジット線対の交点に配置されたメモリセ
ルであって交叉接続された一対のトランジスタを有し、
各トランジスタのエミッタは対応するディジット線対の
一方に接続されているものと、該複数対のディジット線
に共通に設けられた一対の読出し′電流源と、該一対の
読出し電流源を一対のディジット線に選択的に接続する
だめのスイッチ回路と、該ディジット線の各々にそのエ
ミッタが接続されたデ・「ジット線選沢用のトランジス
タと各対のディジyhdのU、いに対応する一方にそれ
ぞれ接続されているd tff’?、川しトランジスタ
のコレクタに共jflに接続された第1の抵抗と、各対
のディジット梅の互いに対応する他方にそれぞれ接続さ
れている該読出し用トランジスタのコレクタに共通に接
続されている第2の抵抗と、該第1、第2の抵抗の一端
の電圧を差動検出する手段とよ)なる記憶装置。 4、各ディジット線の電圧を非選択時に所定の値に保持
するだめの電圧保持回路を各ディジット線に設けた第3
項の記憶装置。
[Claims] 1. The transistor has transistors for a plurality of word lines and a plurality of pairs of digit lines, and the emitter of each transistor is connected to one of the corresponding digit line pair, and the emitter of each transistor is connected to each digit line. a readout current source, a readout transistor whose emitter is connected to each digit line, a digit line selection transistor whose emitter is connected to each digit a, and a readout transistor connected to the collector side of the successive readout transistor. , differential detection means provided in common to each digit line pair, the read current for an unselected digit line pair flows through the selection transistor for the digit line pair, and the read current for the selected digit line pair flows through the selection transistor for the selected digit line pair. A memory device comprising means for applying a voltage for performing fla switching operation between a read transistor for the digit line pair and a selected memory cell to the bases of the selection transistor and the successive read transistor. 2. The differential detection means includes a first resistor commonly connected to the collectors of the readout transistors connected to corresponding one of each pair of digit lines, and a first resistor connected to one of the digit lines corresponding to each other of each pair. A second resistor commonly connected to the collector of the successive transistor connected to the other, and means for differentially detecting a voltage at one end of the first and second resistors. 1. Storage device. 3. A memory cell having a plurality of word lines, a plurality of pairs of digit lines, and a pair of cross-connected transistors arranged at the intersections of each word line and each digit line pair,
The emitter of each transistor is connected to one of the corresponding digit line pairs, a pair of readout current sources provided in common to the plurality of pairs of digit lines, and a pair of readout current sources connected to the pair of digit line pairs. a switch circuit for selectively connecting the digit line to the digit line; a first resistor connected to the collector of the transistor d tff'?, which are connected to each other, and the collector of the read transistor connected to the corresponding other of each pair of digits; a second resistor commonly connected to the digit line, and means for differentially detecting the voltage at one end of the first and second resistors.4. A third voltage holding circuit is provided on each digit line to hold the value at
Storage of terms.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4899314A (en) * 1987-04-24 1990-02-06 Hitachi, Ltd. Semiconductor memory
US4970687A (en) * 1987-06-10 1990-11-13 Hitachi, Ltd. Semiconductor memory device having a timing generator circuit which provides a write pulse signal which has an optional timing relationship with the chip select signal
US5321664A (en) * 1989-01-16 1994-06-14 Hitachi, Ltd. Semiconductor integrated circuit device having various blocks specifically arranged on a single semiconductor substrate for high speed operation

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