JPS589290A - 半導体記憶装置 - Google Patents
半導体記憶装置Info
- Publication number
- JPS589290A JPS589290A JP56107676A JP10767681A JPS589290A JP S589290 A JPS589290 A JP S589290A JP 56107676 A JP56107676 A JP 56107676A JP 10767681 A JP10767681 A JP 10767681A JP S589290 A JPS589290 A JP S589290A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transistor
- point
- memory
- transistors
- gate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/21—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
- G11C11/34—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
- G11C11/40—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この□発明は□半導体記憶装置C二関する。
半導体メモリの大容量化への試みは、近年、飛1的な1
歩を遂げ、今□後もその勢いはとどまるところを知らな
いと言っても過言ではない。
歩を遂げ、今□後もその勢いはとどまるところを知らな
いと言っても過言ではない。
しかしながら、記憶容量が大容量化される6二従って、
メモリチップが一費する消費電力も増加し、それによる
発熱の問題が増加しつつある。
メモリチップが一費する消費電力も増加し、それによる
発熱の問題が増加しつつある。
これに対し、低肩費イカ化のため゛の手段として回路の
食上、あるいは一部分に消費電力の少ないCMOB
(Complam@ntary Metal 5≧4
1de 15m1−conju4□tor )回路を用
いることが近年盛んζ1行われている。 ゛ 第1図はその0M051メモリセルの回路図である。□
同図において、1.1はE形(エン八ンスメンE形)の
PチャンネルM08トランジスタ、3〜6はE形のNチ
ャンネルM08トランジスタである。上記トランジスタ
1とトランジスタ3、及びトランジスタ2とトランジス
タ4はそれぞれCMO8インバ一タ回路であり、これら
がクロスカップルにII続されてフリップフロップを構
成している。トランジスタ5とトランジスタ6はメモリ
セルのアクセスゲートで、ワード(ロ)線1をゲート入
力とし、データ(9)−8とデタ(D)illとブリッ
ププロップがそれぞれドレイン、ソースに接続されてい
る。
食上、あるいは一部分に消費電力の少ないCMOB
(Complam@ntary Metal 5≧4
1de 15m1−conju4□tor )回路を用
いることが近年盛んζ1行われている。 ゛ 第1図はその0M051メモリセルの回路図である。□
同図において、1.1はE形(エン八ンスメンE形)の
PチャンネルM08トランジスタ、3〜6はE形のNチ
ャンネルM08トランジスタである。上記トランジスタ
1とトランジスタ3、及びトランジスタ2とトランジス
タ4はそれぞれCMO8インバ一タ回路であり、これら
がクロスカップルにII続されてフリップフロップを構
成している。トランジスタ5とトランジスタ6はメモリ
セルのアクセスゲートで、ワード(ロ)線1をゲート入
力とし、データ(9)−8とデタ(D)illとブリッ
ププロップがそれぞれドレイン、ソースに接続されてい
る。
このプリップフロップのノード電圧なマ、アクセスゲー
トに流れる電流を1(フリップフロップC:流れ込む向
きを正とする)とすると、その電圧(マ)−電流(量)
特性は第2図に示すようC二なる。同図において、人、
B、Cの3点で電[1は0となるが、点Cは準安定点で
あって、点ムが”01記憶の安定点、点Bが11−記憶
の安定点である。安定点A、BでのマがそれぞれVss
。
トに流れる電流を1(フリップフロップC:流れ込む向
きを正とする)とすると、その電圧(マ)−電流(量)
特性は第2図に示すようC二なる。同図において、人、
B、Cの3点で電[1は0となるが、点Cは準安定点で
あって、点ムが”01記憶の安定点、点Bが11−記憶
の安定点である。安定点A、BでのマがそれぞれVss
。
VDD tニなっており、これは安定状at二あるメモ
セルが電流を消費しないことを意味する。
セルが電流を消費しないことを意味する。
ところで、回路のすべてに0MO8を用いて消費電力を
低減したメモリが0M08メモリであるが、一般的に0
MO8は素子密度を1げることが構麺的aニーしく、ま
た0M08回路も構成トランジスタ数が多いという欠点
をもつために、0MO8メモリの大容量化には多くの困
難が存在する。
低減したメモリが0M08メモリであるが、一般的に0
MO8は素子密度を1げることが構麺的aニーしく、ま
た0M08回路も構成トランジスタ数が多いという欠点
をもつために、0MO8メモリの大容量化には多くの困
難が存在する。
しかしながら、低消費電力で大容量のメモリの要求は強
゛<、これまでC二構成累子数を減らした’CMO8メ
モリセルの提案がいくつかなされているが、それらは第
1図1=示した0M08メモリセルの低消費電力性能を
楊度の差こそあれ、損うことl:よって素子数を減らす
頌のものであった。
゛<、これまでC二構成累子数を減らした’CMO8メ
モリセルの提案がいくつかなされているが、それらは第
1図1=示した0M08メモリセルの低消費電力性能を
楊度の差こそあれ、損うことl:よって素子数を減らす
頌のものであった。
第3図はその0M08メモリセルの回路図を示すもので
ある。同図において、10はD形(デプリーシ璽ン形)
のPチャンネルMO8)9ンジスタ、11.11はD形
のNチャンネルMO8トランジスタ、13はD形のNチ
ャンネルMO8トランジスタである。トランジスタ10
とトランジスタグ1ノとで構成される回路は、トラン−
スタ10のソース端からみて、成性抵抗として働く。ま
た、トランジスタ12は負荷トランジスタとして働き、
・11記憶の保持を行う。トランジスタ13はアクセス
ゲートであり、ワード尚線14をゲート入力とし、デー
タ(Q線15ト記憶)−ド1gがそれぞれドレイン、ソ
ース゛に接続される。記憶ノード16の電圧をマ、アク
セスゲートに流れる電流を1(記憶)−ド16に流れ込
む向きを正とする)とすると、その電圧(マ)−電流(
1)特性は第4因に示すようになる。同図において、点
線のはトランジスタ10とトランジスタ11による気性
抵抗特性、一点鎖線@はトランジスタ12による負荷特
性、実線は点線と−ム饋線とを◆成したものである。
ある。同図において、10はD形(デプリーシ璽ン形)
のPチャンネルMO8)9ンジスタ、11.11はD形
のNチャンネルMO8トランジスタ、13はD形のNチ
ャンネルMO8トランジスタである。トランジスタ10
とトランジスタグ1ノとで構成される回路は、トラン−
スタ10のソース端からみて、成性抵抗として働く。ま
た、トランジスタ12は負荷トランジスタとして働き、
・11記憶の保持を行う。トランジスタ13はアクセス
ゲートであり、ワード尚線14をゲート入力とし、デー
タ(Q線15ト記憶)−ド1gがそれぞれドレイン、ソ
ース゛に接続される。記憶ノード16の電圧をマ、アク
セスゲートに流れる電流を1(記憶)−ド16に流れ込
む向きを正とする)とすると、その電圧(マ)−電流(
1)特性は第4因に示すようになる。同図において、点
線のはトランジスタ10とトランジスタ11による気性
抵抗特性、一点鎖線@はトランジスタ12による負荷特
性、実線は点線と−ム饋線とを◆成したものである。
点ムが”OI妃憶の安定点、点Bが11@記憶の安定点
、点Cは準安定点である。
、点Cは準安定点である。
この0M08メモリセルに119の内容を書き込むには
、ワード線14を高電位にしてトランジスタIJを等通
さセゲートを開くと共:二、データ線15を高電位にす
る。これ−二より、記憶ノー、【11Gの電圧マが上昇
する。電圧マが上昇しトランジスタ10のしきい値以上
(=なると、トランジスタ数Oが非導通となる。従って
、V・Sへの放電経路が断たれ、第4図において、安定
点ムは準安定点Cを経て安定点Bに遷移し、記憶ノード
J#(:”1@が記憶される。また、@0@の内容を書
き込むには、ワード線1,4を高電位−二シてゲートを
開くと共に、データ線15をO電位C二する。これによ
り 113の書き込みの場合とは逆叫、記憶ノード16
の電圧マが低下し1、トランジスタ10が導通する。従
って、VDDはTe11へ放電され、第4図において、
安′定点Bは一準安定点Cを経て安定点ムと遷移し、記
憶〕−ド16に−O@が記憶される。
、ワード線14を高電位にしてトランジスタIJを等通
さセゲートを開くと共:二、データ線15を高電位にす
る。これ−二より、記憶ノー、【11Gの電圧マが上昇
する。電圧マが上昇しトランジスタ10のしきい値以上
(=なると、トランジスタ数Oが非導通となる。従って
、V・Sへの放電経路が断たれ、第4図において、安定
点ムは準安定点Cを経て安定点Bに遷移し、記憶ノード
J#(:”1@が記憶される。また、@0@の内容を書
き込むには、ワード線1,4を高電位−二シてゲートを
開くと共に、データ線15をO電位C二する。これによ
り 113の書き込みの場合とは逆叫、記憶ノード16
の電圧マが低下し1、トランジスタ10が導通する。従
って、VDDはTe11へ放電され、第4図において、
安′定点Bは一準安定点Cを経て安定点ムと遷移し、記
憶〕−ド16に−O@が記憶される。
ところで、このCMO8メモリ七ルにおいては、11−
1記憶の安定点Bはマ”VDDの点にあり、111記憶
時に電流は消費しないが、10I記憶の安意点ムはマm
v@ @の点6二なく、′0101記憶電流が消費さ
れる。この10I記憶時に電流を消費するのは、111
記憶をD形のNテヤンネルM08トランジスタ12の負
荷特性を使って行っているからである。
1記憶の安定点Bはマ”VDDの点にあり、111記憶
時に電流は消費しないが、10I記憶の安意点ムはマm
v@ @の点6二なく、′0101記憶電流が消費さ
れる。この10I記憶時に電流を消費するのは、111
記憶をD形のNテヤンネルM08トランジスタ12の負
荷特性を使って行っているからである。
第3図に示したメモリセルは、構成素子数こそ4トラン
ジスタと少ないが001記憶時に電流を消費する点で、
第1図6二示した0MO8メモリセルの低消費電力特性
を損うものである。
ジスタと少ないが001記憶時に電流を消費する点で、
第1図6二示した0MO8メモリセルの低消費電力特性
を損うものである。
この発明は1紀実情に鑑みてなされたもので、その目的
は、第1図に示したCMOSメモリの低消費電力特性を
損うことなく、構成素子数を減らし、高密変化の可能な
半導体記憶装置を提供することにある。
は、第1図に示したCMOSメモリの低消費電力特性を
損うことなく、構成素子数を減らし、高密変化の可能な
半導体記憶装置を提供することにある。
以下1図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。
第5図において、21は電1#1lVDD端子、22は
電源Vll端子、23はD形のNチャンネルMO8)ラ
ンジスタ、24はD形のPチャンネルM08トランジス
タ、25はD形のNチャンネルMO8)ランジスタ、2
#はD形のPチャンネルM08トランジスタ、21はr
形のNチャンネルMO8)ランジスタ、18はワード(
W)線、29はデータ(D)線である。
電源Vll端子、23はD形のNチャンネルMO8)ラ
ンジスタ、24はD形のPチャンネルM08トランジス
タ、25はD形のNチャンネルMO8)ランジスタ、2
#はD形のPチャンネルM08トランジスタ、21はr
形のNチャンネルMO8)ランジスタ、18はワード(
W)線、29はデータ(D)線である。
具体的に、VDD端子21にはトランジスタ23のドレ
インが接続され、このトランジスタ2Jのソースにはト
ランジスタ24のソースが*Sされている。このトラン
ジスタ24のゲートは上記VnD端子Ill二接続され
、そのドレインにはトランジスタ25のドレインが11
続されている。このトランジスタ25のゲートはvIS
端子22に接続され、そのソースにはトランジスタ26
のソースが接続されでいる。このトランジスタ26のゲ
ートはトランジスタ2Sのゲートー二接続され、そのド
レインにはVsi端子22が接続されている。また、ト
ランジスタ2rのゲートにはワード線jaが接続される
と共に、そのソース、ドレインには、トランジスタ2j
とトランジスタ2σのゲート間の接続点、及びトランジ
スタ24とトランジスタ2sのドレイン間の接続点と、
データ線1#がそれぞれ接続されている。上記トランジ
スタIJとトランジスタ24.□及びトランジスタ21
とトランジスタ2−はそれぞれ気性抵抗特性を示す。
インが接続され、このトランジスタ2Jのソースにはト
ランジスタ24のソースが*Sされている。このトラン
ジスタ24のゲートは上記VnD端子Ill二接続され
、そのドレインにはトランジスタ25のドレインが11
続されている。このトランジスタ25のゲートはvIS
端子22に接続され、そのソースにはトランジスタ26
のソースが接続されでいる。このトランジスタ26のゲ
ートはトランジスタ2Sのゲートー二接続され、そのド
レインにはVsi端子22が接続されている。また、ト
ランジスタ2rのゲートにはワード線jaが接続される
と共に、そのソース、ドレインには、トランジスタ2j
とトランジスタ2σのゲート間の接続点、及びトランジ
スタ24とトランジスタ2sのドレイン間の接続点と、
データ線1#がそれぞれ接続されている。上記トランジ
スタIJとトランジスタ24.□及びトランジスタ21
とトランジスタ2−はそれぞれ気性抵抗特性を示す。
記憶ノードSOの電圧をマ、アクセスゲート()ランジ
スタ21)砿二流れる電流なi(記憶ノードJ0に流れ
込む向きを正とする)とすると、その電圧マー電流l特
性は第6図に示すよう1二なる。同図において、実線r
−Oはトランジスタ25.16による気性抵抗特性、実
線0はトランジスタ23.14による気性抵抗特性を示
すもので、点ムが101記憶の安定点、点Bが@11記
憶の安定点、点C,Dは準安定点である。
スタ21)砿二流れる電流なi(記憶ノードJ0に流れ
込む向きを正とする)とすると、その電圧マー電流l特
性は第6図に示すよう1二なる。同図において、実線r
−Oはトランジスタ25.16による気性抵抗特性、実
線0はトランジスタ23.14による気性抵抗特性を示
すもので、点ムが101記憶の安定点、点Bが@11記
憶の安定点、点C,Dは準安定点である。
点C,Dの電圧をそれぞれマC,マDとすると、マC≦
マ≦マDで1はOとなり、メモリセルを構成する2つの
電性抵抗回路は双方共に完全な高抵抗状態となり、この
区間では情報の記憶はなされない。安定点ム、Bではマ
はそれぞれVss。
マ≦マDで1はOとなり、メモリセルを構成する2つの
電性抵抗回路は双方共に完全な高抵抗状態となり、この
区間では情報の記憶はなされない。安定点ム、Bではマ
はそれぞれVss。
VDDになっている。これは、安定点A、Hにおいて、
このメモリセルが電流を消費しないことを意味するもの
で、第1図に示した0M08メモリセルと同等の低消費
電力性能を有する。
このメモリセルが電流を消費しないことを意味するもの
で、第1図に示した0M08メモリセルと同等の低消費
電力性能を有する。
この0MO8メモリセルに−11の内容を書き込むには
、ワード線28を高電位にしてトランジスタ゛21を導
通させゲートを開くと共に、データ線IIを高電位にす
る。これにより、記憶ノード10の電圧マが1昇し、ト
ランジスタXttのしきい値以上になると、トランジス
タ26が非導通となる。従って%Wasへの放電経路が
断たれ、第6図において、安定点ムは準安定点C6Dを
経て安定iBに遷移し、記憶ノードgoに□@五〇が記
憶される。また、101の内容を書き込むにはワード線
28を高電位にしてゲートを開くと共に、データ線2g
を0電位にする。これにより、記憶ノードJOの電圧マ
が低下し、トランジスタ2#が導通ずるが、トランジス
タ21が非導通となる。従って、11@記憶の場合と同
wJ:Vssへの放電経路が断たれ、第6図C二おいて
、安定点Bは安定点ムに遷移し、記憶ノード30に10
@が記憶される。
、ワード線28を高電位にしてトランジスタ゛21を導
通させゲートを開くと共に、データ線IIを高電位にす
る。これにより、記憶ノード10の電圧マが1昇し、ト
ランジスタXttのしきい値以上になると、トランジス
タ26が非導通となる。従って%Wasへの放電経路が
断たれ、第6図において、安定点ムは準安定点C6Dを
経て安定iBに遷移し、記憶ノードgoに□@五〇が記
憶される。また、101の内容を書き込むにはワード線
28を高電位にしてゲートを開くと共に、データ線2g
を0電位にする。これにより、記憶ノードJOの電圧マ
が低下し、トランジスタ2#が導通ずるが、トランジス
タ21が非導通となる。従って、11@記憶の場合と同
wJ:Vssへの放電経路が断たれ、第6図C二おいて
、安定点Bは安定点ムに遷移し、記憶ノード30に10
@が記憶される。
この0MO8メモリセルは、5トランジスタで構成され
、第1図に示した0MO8メモリセルの6トランジスタ
に比べると、構成素子数は6分の5に減少し、その分メ
モリセルのrkJlmlを縮少させることができる。
、第1図に示した0MO8メモリセルの6トランジスタ
に比べると、構成素子数は6分の5に減少し、その分メ
モリセルのrkJlmlを縮少させることができる。
尚、第1図に示した0MO8メモリセルは、CMO8イ
ンバータで構成されるフリッププロップからなるので、
第2図1=おける電流1は大きく非破壊読み出しができ
るのに対して、この発明の0MO8メモリセルは第6図
における電流lが比較的小さく、破壊読み出しの動作に
なると考えられるが、ダイナミックメモリ型メモリにお
けるが如くセンスアンプによる再書き込みを行えば、こ
のことはスタティック屋メモリとして特に障害にはなら
ない。
ンバータで構成されるフリッププロップからなるので、
第2図1=おける電流1は大きく非破壊読み出しができ
るのに対して、この発明の0MO8メモリセルは第6図
における電流lが比較的小さく、破壊読み出しの動作に
なると考えられるが、ダイナミックメモリ型メモリにお
けるが如くセンスアンプによる再書き込みを行えば、こ
のことはスタティック屋メモリとして特に障害にはなら
ない。
第1図は従来の0MO8メモリの回路図、第2図はその
電圧−電流特性図、第3図は同じ〈従来の0MO8メモ
リの回路図、第j図はその電圧−電流特性図、第5図は
この発明の一実施例に係る0MO8メモリの回路図、第
6図はその電圧−電流特性図である。 21・・・電源(VDD)端子、J x ・・・電@
(Vss)端子、23・・・D形NチャンネルM08)
ランジスタ、15・・・D形NチャンネルMO8)ラン
ジスタ、26・・・DirチャンネルMO8)ランジス
タ、21・・・E形のNチャンネルM08トランジスタ
、28・・・ワード線、2#・・・データ線。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1図 第3図 第−4図
電圧−電流特性図、第3図は同じ〈従来の0MO8メモ
リの回路図、第j図はその電圧−電流特性図、第5図は
この発明の一実施例に係る0MO8メモリの回路図、第
6図はその電圧−電流特性図である。 21・・・電源(VDD)端子、J x ・・・電@
(Vss)端子、23・・・D形NチャンネルM08)
ランジスタ、15・・・D形NチャンネルMO8)ラン
ジスタ、26・・・DirチャンネルMO8)ランジス
タ、21・・・E形のNチャンネルM08トランジスタ
、28・・・ワード線、2#・・・データ線。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1図 第3図 第−4図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ′s1の電源端4−ニドレインが接続された−1のトラ
ンジスタと、この第1のトランジス□りとソース同志が
amされ□ると共己′ゲートが1記漬1の4瀞端子1=
、 * *された嬉2の1クンジスタと二二の第2のト
ランジスタとドレイン同志が接続されると共′C;ゲー
トがs2の一一゛端子ti接続された第3のトランジス
jと、と6s3のトランジスタとソース同志が−続きれ
ると共にド□ 2イツが前記第iの一源端子一二−統され、かつ前記1
111のトランジスタと?−’kiWl癲が接続された
!4’! 4”のトランジスタ□と、ゲートがワ′−ド
線に接続され、かつソース、ドレインが前記第1のトラ
ンジスタと第4め゛ト′):/ンスタめゲート間のi続
点、及び前記1J2・のトラレη虞簀トー1W昇イ 3のトランジスタのドレイン間め接続煮とデータ線にそ
れぞれ接−さ糺た−5めトラン門スタとを具備し、前記
M1及び第3のトランジスタはデプリ=シ目ン形の第1
44fiM08)ランジスタ、第2及び第4のトランジ
スタはデプリーVヨン形の第2導電11M08)ランジ
スタであることを特徴とする半導体記憶装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56107676A JPS589290A (ja) | 1981-07-10 | 1981-07-10 | 半導体記憶装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56107676A JPS589290A (ja) | 1981-07-10 | 1981-07-10 | 半導体記憶装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS589290A true JPS589290A (ja) | 1983-01-19 |
Family
ID=14465157
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56107676A Pending JPS589290A (ja) | 1981-07-10 | 1981-07-10 | 半導体記憶装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS589290A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04111298A (ja) * | 1990-08-30 | 1992-04-13 | Matsushita Electron Corp | メモリ回路 |
KR100367394B1 (ko) * | 1998-10-29 | 2003-03-26 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체장치의cmos논리게이트및그제조방법 |
WO2003083872A3 (en) * | 2002-03-27 | 2005-07-21 | Univ California | Low-power high-performance memory cell and related methods |
US7190209B2 (en) | 2001-05-22 | 2007-03-13 | The Regents Of The University Of California | Low-power high-performance integrated circuit and related methods |
-
1981
- 1981-07-10 JP JP56107676A patent/JPS589290A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04111298A (ja) * | 1990-08-30 | 1992-04-13 | Matsushita Electron Corp | メモリ回路 |
KR100367394B1 (ko) * | 1998-10-29 | 2003-03-26 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체장치의cmos논리게이트및그제조방법 |
US7190209B2 (en) | 2001-05-22 | 2007-03-13 | The Regents Of The University Of California | Low-power high-performance integrated circuit and related methods |
WO2003083872A3 (en) * | 2002-03-27 | 2005-07-21 | Univ California | Low-power high-performance memory cell and related methods |
US6992915B2 (en) | 2002-03-27 | 2006-01-31 | Regents Of The University Of California | Self reverse bias low-power high-performance storage circuitry and related methods |
KR100964266B1 (ko) * | 2002-03-27 | 2010-06-16 | 더 리전트 오브 더 유니버시티 오브 캘리포니아 | 저전력 고성능의 메모리셀 및 관련방법 |
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