JPS59162693A - 半導体記憶セル - Google Patents

半導体記憶セル

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Publication number
JPS59162693A
JPS59162693A JP58035748A JP3574883A JPS59162693A JP S59162693 A JPS59162693 A JP S59162693A JP 58035748 A JP58035748 A JP 58035748A JP 3574883 A JP3574883 A JP 3574883A JP S59162693 A JPS59162693 A JP S59162693A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
terminal
collector
transistor
base
transistors
Prior art date
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Pending
Application number
JP58035748A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasusuke Yamamoto
庸介 山本
Hiroshi Miyanaga
博史 宮永
Tetsushi Sakai
徹志 酒井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP58035748A priority Critical patent/JPS59162693A/ja
Publication of JPS59162693A publication Critical patent/JPS59162693A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • 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

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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 (座業上の第1j用分野) 本発明はBじ憶ナータ保持′…、力〃・少lく、〃・つ
抗み出し7誉さ込み速1及り込いバイポーフ彬の半纏体
す己憶セルVC++、4するもので七)る3、(従来技
術) 従来パイホーラメの記1息セルと直か出し再さ込み回路
の基本片\分は第1図にボ丁よってあり、図中Aは院介
出し簀さ込牟匍j仙11す1路、Btユメモリセル、b
il−iビット想r示す−しη・してセルトランジスタ
のエミッタとWしみ出し7−十纒込ノド用トランジスタ
のエミッタかヒツト線6【JJilシ結合してあ・り、
エミッタ結合セル(ECL型メセメモリセル畔はγして
いる。このセルQよ若しみ出し電流IR7a:増やすこ
とによって筒連eこ動作する。
しかし電流IRによってメモリセルのオフ側負荷抵抗R
Lに流れるベース′亀沌(IR/β)によって抵抗の−
り端に屯位差Ri(jH/β)か光生し、この値が保持
振幅VH(辿′畠300??+V程度)しこ近つくと耽
子出し時に6已1舐円谷か憤わILる。−力保持電光I
Hによって保持振幅(IHRL)たV□(300mV 
) 葡(11A保フーる心安がりる。従って曹き込み、
tcみ出し、保持の3 jlI〃作〒円fFj VL行
なうためには と Ifi<7ブ■H(2) となる。このaトに第1図のセル形式1/CおいてIH
はRA IViの?l!l貿゛亀力佑1けるために小芒
くする必軟かあり、IRは筒之社龍を引さた丁ために太
きくする必散があめのに回路動作ゴ・積置の観点から与
ると逆の栄件〃≦ててくる。IKヒツト程匿の小規模な
RA Mの場合にはIR= l FFIA 、β= 1
00 、 IH= 50μAのよう薗i−1してかろプ
じで上の宋桐−旬粘7j している71八、b己1.リ
ビット数が増えるに従って、ナツツ当りに粁芒む、る消
費車力の制限から1ビット当りのlHケ減らさねはなら
丁、上記の朱件奮flkI7こ1−ことは困炒となって
米た。
又バイホーラメモリセルで本発明と同じように、PNI
’ )ジンジスタケ用いた例として第2図ビ)、に))
にボ丁よりな4・1q成が知らfしているか、これらは
コレクタ結付形で低迷tめった。
(発見]の目的〕 不発明は篩迷性龍忙イ」し、刀)つ低い消費車力で叱憶
抹持欠行い″)ろ半纏体9じ憶セルヶ提供づ゛ることグ
・[1的とする。
(光ゆJL0D栴成) 上記の目的乞′達D9.す/)ため、本発明は第1゜第
2.絹:3.第4のN P N彫・くイホーラトランジ
スタと、第IL第2のPNP彫バイポーラトランジスタ
と第1.第2の抵抗と勿倫え、11j記のL L +第
3のNPNトラン/スタのベース相互、コレクタ相互全
電気的に接続し、こfl忙香各躊ち1のベース’jkn
士、第1のコレクタ端干とし、又前記の第2.第4のN
PN トランジスタのベース相互、コレクタ相互ケミ気
的に恢伏し、これをもへ第2のベース端寸、第2のコレ
クタ端すとし、前bCの第1のベース端子と第2のコレ
クタ端子、第2のベース幼子と第1のコレクタ端子全接
続し、ちらに前記の第l、第2のNPNトランジスタの
エミッタ勿併せてワートマイナス線に接れし、前へピの
弔3.弔4のN P N トランジスタのエミッタを各
々第l、第2のヒツト線に接続し、塾らに14+1 M
eの第l、第2のPNPトランシスタリコレクタ荀谷々
前目己の凋古1゜第2の抵抗【弁し1 jjiJ %己
の第1.第2のコレクタ端十銖−伎幌し、さらVL r
JIJ @己の第l、第2のPNP)ランジスタのベー
ス葡各々n’+i utの第2゜第lのコレクタ端子に
接ゎc L 、さらに前icの第1、第2のPN)’)
ラノシスタのエミッタを併せてワードグラス腺に接続し
たこと勿特赦とする半導体記憶セルを発明の散旨とする
ものである。
さらに木兄りJは第l、弔2.第3.第4のNPNルバ
イホーラトランジスタと、第l、第2のPNP形パイボ
ーラトシンシスタと第1,142の抵抗とを俯え、=i
J記の第1.第3のNPNトランジスタのベース相互、
コレクタ相互w %を気的に装軌し、これ會各々第1の
ベース端子。
第lvコレクタ端子とし、叉削記の第2.第4のNPN
 トランジスタのベース相互、コレクタ相互ケ奄気的に
接続し、こt’Lケ谷々第2のベース端子、第2のコレ
クタ端子とし、前記の第1のベース端子と第2のコレク
タ端子、第2のベース端子と第lのコレクタ端子ケ接枕
し、さらに前記の第l、第2ONPN)シンジスタのエ
ミッタ葡併せてワードマイナス勝に接続し、前り己の第
3.第4のIN P N)シンジスタリエミソタ會各々
第1.第2のビット線V(接続し、さらに前記の第1.
第2のPNPトランジスタのコレクタ相互NGの第1.
第2のコレクタ端ゴーに接続し、芒らにblI記の第1
.第2のPNP トランジスタのベースケ、各々前Me
の第2.第lのコレクタ幅1子に接岐じし、塾らr(前
i已の第1.第2のPNP )シンシスタのエミッタヶ
、谷々M’I NILの第l、第2の抵抗ケ介してソー
トフラスN[接続し1こことr%徴とする半導体記憶セ
ル葡光明の髪旨とするものである。
蒙約ずれは本発明はエミツク粕台形の記1.いセルVC
′J?いて、1対の)’NP)ランジスタと抵抗とを組
み合わせた負+or x用いることケ特徴とするもので
める。
次に本つ6明の実施?!l k徐何図田]について直切
″Tる。なり・実施例−一つの例がであって、本発明の
梢神會逸脱しない範囲で、4里々の震史めるいI″i改
良酊行いうることは19までもない。
記3IAは本発明の第lの実施例であって、図にお・い
て、1は本発明ノモリセル、2は吊し今出し岩さ込み制
何1回路、3はワードグラス腺、4はワードマイナスi
、5.6はヒント線、7゜8は仇み出し畳さ込み制御端
子(R/W端子)、9、川は抗牟出し信号出力端子(D
OUT端子)である。lおN l) N +・ランシス
タは4つの独立したトランジスタt′屯極で配線しても
艮く、又聞のよりにベースとコレクタが半纏体の拡散饋
域で′電気的に接続さ7また2個のマルテエミツタトン
ンシスタで構成してもよい。
この回路U、第第1リVC示1こECL形メ子メモリセ
ル様のバイアス条件で記憶保持−1読み出し。
影き込み食行うことかできる。−例として、非選択時は
ワードグラス腺3 YC−1,8V、  ワードマイナ
ス脚に1呆持軍流’H’l:m、し2、ヒツト線5゜6
は−0,8Vとし、辿択時はワードプラス脚3盆−〇、
8 V 、読み出し時にはR/W端子7,8ヶ−1,3
V K バイアスし、1き込み時にはR/W端子7又は
8のいずれかi−1,6V以下とすると書き込みケ行う
ことができる。
このような構成にして$−・くと、通常用いられている
I!;CL型型上モリN株のプコータ回路。
センスアンフ等がそのま4便えて、重連動作が実現!で
きる。以上Vこ動作原理’c 11’細にのべる。
まず訛憶保持機北についてのべる。第3図の回路でわ〃
八るよ′)に、不発ゆjメモリセルQよNl’Nトラン
ジスタQN+ 、 QN2 k口目却カトランジスタ、
PNPトランジスタQR、Q、P2と抵抗R+ 、 R
tケ負荷とするフリソフーフロツフである。このフリツ
フフロツフにワートブシス1則からワードマイナス側に
向りて保持電流IHケ流ターと、QN+ 。
Q Rの2つのトランジスタがオンする状態(保持状態
l)と、QN2 、 QP+の2つのトランジスタかオ
ン″jろ状態(保持状態2)の2辿りの安矩状容かるり
、これによってティジタル情報ケ台己↑息することがで
きる。ここで例えはNPN トランジスタのペース′亀
k k IB (N P N ) 、コレクタ電流ケ■
c(NPN)等と記すと、保持時には、 IB <PNPノ  =  Ic  (NPN、+  
           (3)IC! <PNP) =
 IB (NPN)(4)でロシ、指、流増幅率rβ(
NPN)、!1(PNP)とすると、■c−βIB  
だから(3バ4)式が同時に成シ立つためには β(PNP)Xβ(N P N ) −1(5)であれ
ば艮い。電流増幅率βはエミッタ・コレクタ′電圧Vl
の関数でh ’) 、VOEが数Vの場合にβが100
近くろっても保持動作時にはVcEが自己整合的に調整
され(5)式がみたはれる低電圧領域で安尾することに
なる。従って通常βの値として用いられ/)VcEが数
Vの頭載での値βとしては、自己整合が可能なこと、す
なわちβ(PNP)Xβ(NPN)>1   (6)が
保トデ粂件となる。
甑今出し時eこはワードフラス線が一〇、8Vにな#)
(迅択状慇)、オン側のNPNトランジスタのベース電
圧VB(ON)は約−1,0Vに、オフ側のNPN ト
ランジスタのベース電圧vB(OFF)は約−1,6v
になっている。従って、ビット線対に仇今出し電流IR
ケ流し、R/W端子7,8にこの中間の電圧、ψりえは
1.3Vi印刀口すると、メツ狽1[のトランジスタの
ついたヒ゛ット線側のLシシみ出し書き込みトランジス
タQl尤W1又はQRW2がオンしてり。UT端子9又
は10の電圧か下がる1、このようVCシて(g号全祝
ケ出せる。
この回路でも胱今出しXηtによってオフ側の抵抗に蒐
位降l”R(IR/β)が発生するがこのRは以下に欧
明する様に小さいので問題は生しない。
簀き込みは、やはり選択状態にしfこうえで、R/W端
子7又は8の電圧葡−1.6V以下にする。今(保持状
態1)から(保持状態2)へV)き侠える′@台勿考え
ると、1c7vv炸子8の′電圧會−1,6V以下にす
る。するとヒツト肪゛6に流れている゛電流IRWはQ
Pt 、R2,QN4ヶ別して流れるようI/C”7j
る。この結果(■RW XR2)の電圧降下か鰭こりQ
N+ 、QNaのベース電圧VB (NPN 1ンは、
ワードプラス電圧?rVw、PNPI−ランジスタがオ
ン状部にめるときの、エミッタ・コレクタ′電圧k V
CE (P N P 2 )とすると、VB (NPN
 l )=、 VW−V(3H(PNP 2 )  I
RWX& (7)となる。この゛電圧がR/VV端子7
の電圧−1,3V以下となる。と、トランジスタQN+
はオフ状態となり、■さ込牟動作が完了することになる
例えはvw = −0,8V、  VcE (PNP 
2 ) zO12V 、 IHw= 、1 mAとする
と、VB(NPN l )<V(R/W端子7)   
  (8)の条件?みたして沓き込み葡oj能にするに
はR2〉300Ωが役目1条件となる。
第4図は本!ち明の第2の実施例r示すもので、NPN
トシンシスタr飽和に追いこまないようにする1こめベ
ース拳コレクタ間にクランクタイオート音数けたもので
める。通常はビルトイン血圧の小芒いショットキタイオ
ードr用いる。
これによってワード線の振11¥もぜまくてすむ様にな
り i*>速性能が実現できる。
第5図は本発明の第3の実施例ケ示すもので、この実施
例か第1の実施例と相違する点は、第l、第2の抵抗R
,,R,が夫々トランジスタQP、。
QP2とワードフラス線との間に仲人されている点であ
る。この実施例の!I]JJ1′ト及び効果は第l実施
例と同様である。
(発明の効果) 以上説ゆ」したように、PNP )ランジスタとNPN
)ランジスタと抵抗全組み合わせた本発明メモリセルで
は、保持条件が(5)式の様にトランジスタの電流増幅
率のみV(よって決駕しており、舎さ込牟抗み出し条件
は(8)式の様に抵抗によっテ決雉してυシ、谷々独立
に設■1できる。
従って従来回路の条件式(2)の様な問題を考慮するこ
となく、小さな保持電流と大きな読み出し電流r設に士
することができる。従って低γ肖費1株力で高速のRA
 Mを各局に実現できる。
塾らに従米丙速のECL型メモリ°セル用に曲発さtて
きたアコータやセンスアンフ回路がその葦l使えること
も1代7日貿電力で商運のRAM全実現し易い一因とな
っている。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のエミッタ結金型論理(ECL)杉メモリ
セル、第2図は従来のPNP NPN  トランジスタ
混載形メモリセル、第3図は本発明の第1の実施例、第
4図tよ本発明の第2の実施例、第5図は本発明の第3
の実施例を示す。 1 ・・・・一本発明メモリセル 2・・・・・瓶み出し書き込み制御回路3・・・・・ 
ワード7ラス線 4・・・・・ ワードマイナス線 5.6・・・ビット想 7.8・・・胱不出し書き込み制脚端士9、川・・1停
出し信号出力端子 QN、 、 QN2・・・保持用のNPN トランジス
タQ Ns 、Q N4・・ 肌今出し書き込み用NP
N)ランジスタQlJ口QP2−  負イi7fとなる
PNPトランジスタR1、R2・・・書)込φ反転に必
委な市辻降下盆起こターための抵抗S+ 、82・・・
NPNトランジスタを飽和させないためのクランプ用タ
イオート 特許出願人  日本′亀化屯詰公社 第 コ 「51 第2図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (υ 第l、第2.第3.第4のNPN形パイホーラド
    ラン/スクと、第l、第2のPNP形バイポーラトラン
    ジスタと第1;第2の抵抗と勿倫え、前記の第l、第3
    のNPN)ランジスタのベース相互、コレクタ相互に!
    気的9Lm続し、こ1rLk谷々第lのベース端士、第
    lのコレクタ端子とし、又前記の第2.第4のN P 
    N トランジスタのベース相互、コレクタ相互に’に気
    的に接続し、これ葡谷々第2のベース端士、第2のコレ
    クタ端すとじ、前記の第lのベース端子と第2のコレタ
    フ端子、第2のベース端子と第1のコレクタ端子葡接続
    し、aらl/LM1工韻の第1゜第2ONPN)ンンジ
    スタのエミッタ全併+!:て°  ワードマ1ナス服に
    接続し、前記の第3.第4のNPN )フンジスタのエ
    ミツダ勿谷々第1゜第2のヒツト線VC接ML、芒らI
    c庁I己の第1゜第2のPNP )ランジスタのコレク
    タに各々前0己の第l、第2の丁(仇葡弁しで前iCの
    第l、第2のコレタフ端士VC嵌幌し、芒らに削6己の
    ml。 第2のPNP)ランシスクのベースケ谷々前dcの第2
    .第1のコレクタ端子に接続し、芒らに目II配の第l
    、第2のl’N)’ トランジスタのエミッタ會併せて
    ワードフラス線VC接続し7ここと孕特伎とする牛υを
    体記憶セル。 (2)半導体記憶セルにおいて第l、第2.y3゜第4
    のNPN トランジスタのコレクタ、ベースの谷々VC
    ンヨットキタイオートのアノード、カソード盆接続L7
    ここと葡府徴とし1こ特に1″紬*の範囲第1項記載の
    半導体記憶セル3゜ (3)第1.第2.第3.第4のtqPN形パイポーラ
    トランシスクと、第l、第2のPNP形バイボーラド2
    ンジスクと第l、第2の抵抗と4俯え、目’JN已の第
    l、第3のrJPNトラ/シスタのベース相互、コレタ
    タ相、!i+c奄しく的に接続し、こn?!:谷々44
    1のベース端士、第1のコレクタ端子とし、又前記り第
    2.第4のNPN)ランジスタのベース相互、コレタタ
    相互r′屯気的に接続し、こf[ケ谷々第2のベース端
    士、第2のコレクタ端子とじ、前記の第lのベース躊子
    と第2のコレクタ端す、第2のベースシー士と第lのコ
    レクタ端士欠接続し、芒らV(前記の第1゜第2のN)
    ’N トランジスタのエミッターxg+ぜてワードマイ
    ナス線に?&絖し、前記の第31第4のNPNトランジ
    スタの工くツタ【谷々第1゜第2のヒツト線に接続し、
    さらしこ前記の第l。 淘ろ2のPNP トランジスタのコレクタ端子りi己の
    第l、第2のコレクン端すに接続(7、さらに前西己の
    第l、第2のPNPトフンジスタのベースケ、各々前す
    己の第2.第1のコレクタ端子に接わ16シ、ちらにM
    !I N己の第l、第2のPNP )ランシスタのエミ
    ッタ欠、谷々前記の第1.第2の抵抗r介してソートプ
    ラス緑に接続し1こことケ相似とする半纏1杢i己1急
    セル。
JP58035748A 1983-03-07 1983-03-07 半導体記憶セル Pending JPS59162693A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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