JPS59129984A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPS59129984A
JPS59129984A JP58004174A JP417483A JPS59129984A JP S59129984 A JPS59129984 A JP S59129984A JP 58004174 A JP58004174 A JP 58004174A JP 417483 A JP417483 A JP 417483A JP S59129984 A JPS59129984 A JP S59129984A
Authority
JP
Japan
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potential
resistor
word line
circuit
normally
Prior art date
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Pending
Application number
JP58004174A
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English (en)
Inventor
Takehisa Hayashi
剛久 林
Hironori Tanaka
田中 広紀
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Static Random-Access Memory (AREA)
  • Semiconductor Memories (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】 〔発明の利用分野〕 本発明はショットキ・ゲート型電界効果トランジスタを
用いた半導体記憶装置に関する。
〔従来技術〕
近年、従来素子の動作速度を上回る三端子能動素子とし
て、QaAs等を基板材料とするMES(Metal 
 Sem1conductor ) * FET (シ
ョットキFET)が注目され、また、これらFETを集
積化した() a A s集積回路の試作も精力的に行
なわれている。本発明は、ショットキFETを用いた半
導体メモリの高速化に関する。
特願昭57−5919号には、回路構成が簡単で高集積
化に適したノーマリー−オフ型ショットキFETをメモ
リセルに用い、高速性、高負荷駆動能力に優れるノーマ
リ−・オン型FETを周辺駆動回路に用いた構成および
信号振幅の異なるこれら2種の回路を直接接続するため
に、ワード線にレベルクランプ用ダイオードを設けた構
成が提案されている。− 第1図は、上記特願昭57−5919号で提案した半導
体記憶装置の要部を示す図である。第1図において、7
00U、メモリセルをマトリックス状に配置したセルア
レー、701,702はメモリセルの選択信号が与えら
れるワード線、703゜704は、メモリセルの読み出
し、書き込み時に、それぞれ読み出し信号、書き込み信
号の伝達に用いられるデータ線、705は、それぞれの
ワード線に駆動信号を供給する複数の駆動回路であり、
706はワード線の電位を一定電位でクランプするため
のダイオ°−ド、709,710,713〜715.7
17はノーマリ−魯オン型のショットキFET1718
〜721はノーマリ−・オフ型のショットキF’ET1
’712,716はレベル・シフトダイオード、722
,721j:抵抗であり、709.710,712〜7
17で構成される部分がワード線駆動回路、718〜7
23で構成される部分がメモリセルである。このように
、メモリセルにノーマリ−・オフ型PETを使用すると
、レベルシフト回路が不要であるため、回路構成が簡単
であシ、従って、高集積化に適している。一方、ノーマ
リ−・オン型のFETH同寸法のノーマリ−・オフ型F
ETと比べ、最大流せる電流が数倍以上あるため、高速
で高負荷駆動能力を有しており、高速駆動回路に適して
いる。しかし、このような2種の回路を直接接続するに
は、何らかの手段で、両者の信号レベルを一致させる必
要がある。周知のようにショットキFETのゲート電極
は、ショットキ接合であるため、ゲート電位がソースま
たは、ドレインの電位に対し、約0.6 V以上高くな
るとゲートから、ソース″i斤はドレインに電流が流れ
る。第1図のメモリセルにおいては、FET718,7
19のゲートから、ソースに電流が流れると、FET7
20,721のうち、いずれか一方の低レベルを保持し
ているFETのドレインに電流が流入するため、メモリ
セルの低レベルが上昇し、一定以上の電流になると情報
破壊が起こる。このため、ワード線701,702の電
位は約0.6以上にすることができない。一方、第1図
のワード線駆動回路に於ては、FETのしきい電圧VT
を例えば、−1,OVとすると、電源VDに約2Vの電
圧が必要であり、このとき、ワード線の電位は、メモリ
セ〃、レベルクランプダイオード706が接続されてい
ない状態で、第2図(a)に示すように約1.5Vまで
上昇しうる。先の特願昭57−5919号の装置では、
ワード線の電位を制限するために、レベルクランプダイ
オード706を用い、第2図(b)に示すように、ワー
ド線電位を約0.6vに抑えている。
しかし、第1図の回路構成には次のような問題がある。
第3図に示すように、ノーマリ・オン型FET709,
710のゲート電位をそれぞれ、VGI −Vax  
トする。今、vG、カ高L/へA/、 V。
が低レベルにあp、FET’710がオフ状態にあると
する。このとき、出力■。Avレベルは、第4図のよう
に決まる。第4図には、VolO値を変えたときの、F
ET709の電流電圧特性曲線と、レベルクランプ用ダ
イオード706の電流電圧特性曲線がそれぞれ対応する
素子と同じ符号で示しである。出力■。の電位は、第4
図中○印で示した2つの電流電圧特性曲線の交点で定ま
る。第4図から明らかなように、FET710がオフし
た状態のままValの電位が高レベルから下がってきた
場合、Voの電位はほとんど変化しない。これは、ダイ
オード706の電流が電圧に対し指数関数的に変化する
ためである。第1図の回路の動特性全回路シミュレーシ
ョンによって調べると、第5図のような結果を得た。第
5図(b)は、第3図のVoの出力波形であシ、実線が
立下り時、破線が立上9時に対応している。また、第5
図(aJば、第3図のVGI、V−()2への入力波形
を表わしている。第1図の回路において、ワード線駆動
回路の入力端子708の電位が立下る時を考えると、第
1図のFET709.710のゲート電位(第3図のV
()1.vG2)は、第5図(a) (7)実線ノヨウ
に変化する。第5図(a)において、vG2の変化がV
GIの変化よυも遅いのは、第1図に示すように、vG
2の方にインバータ・1段分の遅れがあるためである。
第5図(b)において、立下り時、Δtで表わされる時
間の間、Voの電位はゆるやかに低下し、その後急速に
立下っている。これは、Δtの時間中、FET710が
オフ状態となっているため、VGiの電位が立下り、F
ET709の電流が減少しても1.駆動回路の出力端の
電位v0が前述の理由であまシ低下しないことによる。
このように、ワード線の電位の上昇を制限するために、
レベルクランプ・ダイオードを用いると、ワード線電位
の立下υが遅くなる欠点がある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記のようなワード線立上シ時の遅延
1時間増大がなく、より高速な半導体記憶装置を提供す
ることにある。
〔発明の概要〕
かかる目的を達成するため、本発明は、ワード線電位の
クランプ回路と己で、少なくとも抵抗を含む回路を用い
ることを特徴とするものである。
〔発明の実施例〕
以下、実施例を用いて、本発明の詳細な説明する。第6
図は本発明の一実施例の要部を示す回路図である。図に
おいて、700ばメモリセルをマトリクス状に配置した
セルアレー、701,702はメモリセルの選択信号が
与えられるワード線、703.704はメモリセルの読
み出し時、書き込み時に、それぞれ読み出し信号、書き
込み信号の伝達に用いられるデータ線、705ば、それ
ぞれのワード線に駆動信号を供給する複数の駆動回路で
あり、709,710,713〜715゜717はノー
マリ−・オン型のショットキF’ET。
718〜721はノーマリ−・オフ型のショットキFE
T1712,716(l−t、直列接続された少なくと
も1個以上のダイオード、722,723は抵抗であり
、709,710,712〜717で構成される部分が
ワード線駆動回路、718〜723で構成される部分が
メモリセルである。以上の回路構成は、前述の特願昭5
7−5919号の構成と同じであるので、その詳細な説
明は省略する。706はワード線電位を一定電位でクラ
ンプするためのダイオード、724はダイオード706
と並列に接続された抵抗であり、ダイオード706と抵
抗724によりクランプ回路730を構成する。第6図
の回路において、第1図の回路の欠点が解消できること
を、第7図及び第8図を用いて説明する。
第8図は、第7図の回路構成において、ゲート電位Vc
2がFET710をオフとするレベルにあるときの、F
ET709の電流電圧特性曲線とクランプ回路730の
電流電圧特性曲線を示したものであり、これらの曲線に
は、それぞれ対応する回路素子と同じ符号が記しである
。第8図から明らかなように、第4図の場合と異なり、
ゲート電位VGIが低下すると、クランプ回路の出力電
位Vo  (第8図中○印をつけた点で与えられる)は
、これに伴って、低下することがわかる。第7図におい
て、抵抗724の値をR,FET709のゲート長をL
′y−ト幅をWl しきい電圧をVtとし、FET 7
09の電流Iが I = No    、(Val  Vo   Vt 
) 2      (1)で与えられるとする。但し、
β。ばFETの相互フンダクタンス係数、Vn >VG
I  VTとする。
このとき、クランプ回路730の出力電位V。が充分低
く、Voの電位が抵抗724を流れる電流Iのみで決ま
るとすると、 V、=I・R(2) より、 となる。出力電位v0を例えば、0.6Vにとりたい場
合、(3)式を用いて、ゲート電位vGlの最高値を与
えることで抵抗724の値(Re とする)を決、める
ことかできる。抵抗724の効果があるのは、その抵抗
値Rが、はぼ5Roまで、また、出力電位■。が低くな
りすぎないためには、はぼの実施例におけるクランプ回
路730の出力v0の波形を示したものである。第9図
から明らかなように、第5図の場合のような出力立下シ
時の遅延時間の増大の問題が解決されている。
第10図は、本発明の他の実施例の要部を示す回路図で
ある。第10図の回路は第6図の回路で、レベルクラン
プ・ダイオード706を除いて、抵抗724のみでレベ
ルクランプ回路730を構成したものである。第8図で
述べたように、抵抗724によってワード線電位の上昇
が抑えられるため、メモリセルのFET718及び71
9のゲートへ流れる電流は比較的小さい値に抑えること
ができる。従って、第10図のようにレベルシフトダイ
オードを省いても、実用上問題ないように回路設計を行
うことができる。
第6図及び第10図の抵抗724H1第11図(a)、
 (b)のようにゲートをソースに短絡したノーマリ・
オン型のショットキFET725で置きかえることがで
きる。この場合、このFET725はFET709と同
様にバラツクので、出力電位Voのバラツキを低減する
ことができ、よシ好ましい。FET 725の電流電圧
特性は第12図に示すようにしきい電圧V〒によって、
その電流が飽和する点が異なる。第11図(bJの構成
の場合、FET 725とダイオード706からなるレ
ベルクランプ回路730′の電流電圧特性曲線は、第1
3図の730′で示すようになるため、7丁が浅い場合
、第4図のときと同様の理由で、出力電位Voの立上り
遅延が犬きくなる。したがって、FET 725)j、
、@イ電圧V t トシテtra、−0,6Vより深い
ことが望ましい。
なお、駆動回路としては、第14図のような回路も用い
ることができる。第14図において、726.727は
、それぞれ、レベルシフトダイオード712,716と
並列に接続された容量であシ、駆動回路の高速化に効果
がある。
だが1、例えば抵抗のような電流調整機能をもつもので
あれば、本発明で得られる効果には変わシない。また、
メモリセルの負荷722,723U抵抗としたが、ゲー
トをソースに接続されたノーマリ−・オン型FE、Tで
あっても、本発明で得られる効果には何らの変わりもな
い。
〔発明の効果〕
以上述べた如く、本発明によれば、ワード線立下り時の
遅延時間の増大が抑えられ、よ−シ高速な半導体記憶装
置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の半導体記憶装置を示す図、第2図乃至第
5図は第1図の動作を説明するための図、第6図、第1
0図、第11図(a)、 (b)及び第14図はそれぞ
れ本発明の一実施例の要部を示す図、第7図乃至第9図
、第12図及び第13図は、本発明の実施例の動作を説
明するための図である。 700・・・メモリセルアレー、701,702・・・
ワード線、705・・・ワード線駆動回路、706・・
・ダイオード、724・・・抵抗、730,730’・
・・レベルクランプ回路。 第 Z 図 Ov 第 3 刀 ¥14 図 o、s           t、。 Vo (Volt) ’z’′l 図 Vo(Volt) 第 9[211 (Vρ1 立、′r−リ吟) 拓 IZ  図 − Vo(Volt) 第  13  図 0.5         .10 Vo(Volt)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 ノーマリオフ型のショットキ・ゲート型電界効果
    トランジスタを用いたスタティック型メモリセルをマト
    リックス状に配置したメモリセルアレーと、該セルアレ
    ーの各列に配置されたメモリセルに共通に接続された複
    数のワード線と、上記ワード線の各々に駆動信号を供給
    するための、ノーマリー−オン型のショットキ・ゲート
    型電界効果トランジスタを用いた複数の駆動回路と、上
    記ワード線の各々に接続された抵抗を有する複数のレベ
    ルクランプ回路と−75)らなることを特徴とする半導
    体記憶装置。 2、上記レベルクランプ回路が、上記抵抗と並列接続さ
    れたダイオードを有することを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の半導体記憶装置。 3、上記抵抗をドレインが上記ワード線に接続され か
    つゲートとソースが共通接続され次ノーマリ−・オン型
    電界効果トランジスタで置き換えたことを特徴とする特
    許請求の範囲第1項又は第2項に記載の半導体記憶装置
JP58004174A 1983-01-17 1983-01-17 半導体記憶装置 Pending JPS59129984A (ja)

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ID=11577350

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JP58004174A Pending JPS59129984A (ja) 1983-01-17 1983-01-17 半導体記憶装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008262637A (ja) * 2007-04-12 2008-10-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体集積回路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008262637A (ja) * 2007-04-12 2008-10-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体集積回路

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