JPS5950229B2 - 半導体メモリセル - Google Patents

半導体メモリセル

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JPS5950229B2
JPS5950229B2 JP53121189A JP12118978A JPS5950229B2 JP S5950229 B2 JPS5950229 B2 JP S5950229B2 JP 53121189 A JP53121189 A JP 53121189A JP 12118978 A JP12118978 A JP 12118978A JP S5950229 B2 JPS5950229 B2 JP S5950229B2
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JP
Japan
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transistors
conductivity type
transistor
pair
collector
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JP53121189A
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JPS5548960A (en
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清 青木
多章 市瀬
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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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
    • 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
    • G11C11/411Digital 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 using bipolar transistors only
    • G11C11/4113Digital 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 using bipolar transistors only with at least one cell access to base or collector of at least one of said transistors, e.g. via access diodes, access transistors

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はIIL論理ゲート回路で構成するのに好i適な
半導体メモリセルに関する。
近年集積回路の集積度を向上させる為に分離が不要なI
IL(IntegratedInjectionLog
ic)論理ゲート回路が用いられつつある。
このようなILL論理ゲート回路を用いた半導体メモリ
セルとして、例えば特開昭49−24329号公報に記
載されたものがある。
ここで、マトリックス配列された多数のフリップフロッ
プ型メモリセルの読み書きは各セル毎に選択して行なわ
れる。読み出しの場合選択されたメモリセル以外のセル
jは一時的に電源が断たれるが、それらのセルの記憶内
容はセルを構成するバイポラトランジスタ固有の静電容
量により保持される。ところがこのような静電容量によ
る記憶内容の保持時間は非常に短かい為、セルの読み書
きは必然的に高速で行な、われなければならない。従っ
てメモリセルを含めた記憶装置を高速化に適するような
回路構成及び構造にする必要が生じる。
又メモリセルから読み出される信号を感知する為に複雑
な感知回路を要し、記憶装置の占有面積が大きくなる難
点がある。マトリツクス配列されたメモリセルの読み書
きを行なう場合、ビツト単位ではなく、複数ビツトで構
成されるワード単位で処理することが要求されることが
多いが、上述したようなメモリセル構成ではこのような
ワード単位での読み書きをすることはできない。本発明
はこのような事情に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは複雑な感知回路を必要とせず、従って占有
面積が小さ<読み出し書き込みに必ずしも高速性が要求
されず、ワード単位での読み書きが可能な半導体メモリ
セルを提供するものである。この為、本発明によれば、
第1の列選択線及び一対のデーク線に接続され、フリツ
プフロツプ型メモリセルを構成する一対の交差接続され
た第1導電型のトランジスタの一方のコレクタに、デー
タ線に接続される第1導電型のトランジスタ及び第2の
列選択線に接続される負荷、例えば第2導電型トランジ
スタを接続し、これら回路を読み出し動作させることに
より、複雑な感知回路を必ずしも必要とせず、かつ低速
動作が可能で、ワード単位での読み書きが可能な半導体
メモリセルを提供するものである。以下本発明の詳細を
図面を参照しながら説明する。
第1図は本発明の一実施例を示す回路図である。
第1導電型(図ではNPN型)の一対のトランジスタT
,,T,は配線2,3により交差接続され、一方のベー
スが他方のコレクタに接続されており、エミツタは共通
接続されている。これら各トランジスタT,,T。のコ
レクタ及び第1の列選択線(ワード線)W間にはそれぞ
れ負荷インピーダンス、例えばベースが共通接続された
第2導電型(図ではPNP型)のトランジスタT3,T
4のコレクタ及びエミツタが接続されている。一対のト
ランジスタT,,T。の各ベースと第1及び第2のデー
タ線D,,D。には、第2導電型(図ではPNP型)の
トランジスタT。,T。の各コレクタ及びエミツタが接
続されている。これらトランジスタT。.T。は接地さ
れ、トランジスタT,,T2の共通接続エミツタと同電
位に保持される。第1導電型のトランジスタT。は2個
のコレクタ領域を有しており、一方のコレクタ領域はト
ランジスタT,のコレクタに接続され、他方のコレクタ
領域は配線4を介して第1導電型(図ではNPN型)の
トランジスタT,のベースに接続されている。このトラ
ンジスタT7のエミツタは接地され、コレクタは第2の
データ線D2に接続されている。トランジスタT7のベ
ースには、インピーダンス、例えば第2導電型(図では
PNP型)のトランジスタT。のコレクタが接続されて
おり、さらにこのトランジスタT8のベースは接地され
、エフミツタは第2の列選択線Rに接続されている。こ
のように構成されたメモリセルをIIL論理ゲート回路
で構成しパターン化した様子を第2図に示す。図におい
て、斜線部はP型領域でありその他の部分はN型領域で
、点線で囲んだ部分が1個・のメモリセル5である。図
において、トランジスタT2,T3,T6によりIIL
論理ゲート回路が構成され、トランジスタT,,T,,
T。
により別のIIL論理ゲート回路が構成され、又トラン
ジスタT,,T,により更に別のIIL’論理ゲート回
路が構成されている。第2図におけるA−A’断面を第
3図に示す。このように構成された多数のメモリセルを
N行、M列マトリツクス配列し配線した様子を第4図に
示す。
(1、l)、(l、2)、・・・・・・、(M、N)は
各メモリセルを示し、それぞれ第1図から第3図に示し
たセルと同じ構造である。D,,〜D,N及びD2,〜
D2Nはそれぞれ第1及び第2のデータ線、W,〜WM
は第1の列選択線、R,〜RMは第2の列選択線である
。次に上述したメモリセルの動作を説明する。
いま各メモリセルには所定の記憶内容が保持されている
とする。この状態においては、第1の列選択線W,〜W
Mが高い電位、例えば〜0.7Vに設定されており、交
差接続されたトランジスタT,,T。の一方が導通され
他方が非導通されている。記憶内容を読み出す場合には
、第1の列選択線W,〜WNを高い電位(〜0.7V)
に保持した状態で、読み出したいメモリセル列に接続さ
れた第2の列選択線R,を高い電位とし、それ以外の第
2列選択線を低い電位に設定する。
すると、セルを構成するトランジスタT,の導通あるい
は非導通状態に従つて選択されたセル列のトランジスタ
T,が導通あるいは非導通となる。この為、第2のデー
タ線D2lからセルの記憶状態に応じた“0”あるいは
“1”信号が読み出される。この場合、トランジスタT
7,T8はIIL論理ゲート回路を構成している為、ト
ランジスタT7のコレクタから得られる信号は“0”、
“゜1”に対応した低レベルあるいは高レベルとなり特
に感知回路が無くてもセルの記憶内容を十分感知するこ
とができる。第2のデータ線D2,が“0”になるとき
は他の列のセルのトランジスタT6を通して第2のデー
タ線D2lに電流が流れ込む可能性もあるが、トランジ
スタT7の電流増幅率βが大きければ十分第2のデータ
線D2iを“0”レベルにすることができる。尚、トラ
ンジスタT7のコレクタをデータ線Dl,D2とは別に
設けられたデータ線に接続して読み出すようにしてもよ
い。次に所望のメモリセルに書き込みを行なう場合には
、書き込みたいメモリセル列に接続された第1の列選択
線Wlを低い電位としそれ以外の第1の列選択線を高い
電位とする。
そして第2の列選択線R1〜RMを低い電位とし、書き
込みたい情報に従って各メモリセルに接続された第1及
び第2のデータ線Dll〜DlN,D2l〜D2Nを低
い電位及び高い電位もしくは高い電位及び低い電位に設
定する。
例えば第1のデータ線Dllを低い電位、第2のデータ
線D2lを高い電位に設定すればメモリセル(1.i)
を構成するトランジスタT6を介してトランジスタT2
のベースに電流が供給され、トランジスタT2は導通、
トランジスタT1は非導通の状態となる。この状態は第
1の列選択線Wiが高い電位にもどされた後でも保持さ
れる。逆に第1のデータ線D1を高い電位、第2のデー
タ線D2,を低い電位に設定すればトランジスタT1が
導通、トランジスタT2が非導通となる。
こうして書き込みたいメモリセル列に所望の情報が書き
込まれた後第1の列選択線W1を高い電位に設定すれば
記憶内容が保持される。このような書き込み動作時にお
いて他のメモリセル列ではそれに接続された第1の列選
択線が高い電位に保持されているので、これらのセルに
誤って書き込まれる恐れはない。以下、同様にして、他
のメモリセル列に書き込みを行なうことができる。
上述した読み出し動作では、第1の列選択線W1〜WM
が全て高い電位に保持されるから、従来のように記憶内
容をバイポラトランジスタの静電容量により保持する必
要がない。
従ってセルの読み出しを必ずしも高速で行なう必要がな
い。しかも第2のデータ線D2から得られる読み出し信
号はトランジスタT7,T8で構成されるIIL論理ゲ
ート回路出力であるから、明確な“1゛、 “0゛信号
が得られ、従って複雑な感知回路を要しない。このよう
なメモリセルを含む記憶装置は、例えば他の分周回路等
と同一チツプに形成され、その為占有面積を小さくする
ことが望まれる場合(周波数シンセサイザ等)に好適で
ある。またワード単位で読み書きができる他、書き込み
の際に、第1の列選択線Wが低い電位になっている時間
を短かくすることにより、第1及び第2のデータ線Dl
,D2に信号を与えて特定のセルのみに書き込むことも
できる。この場合、同じ列の書き込まれない他のセルの
記憶内容はセルを構成するバイポラトランジスタの静電
容量により保持される。上述した実施例では交差接続さ
れた一対のトランジスタTl,T2の内トランジスタT
2にトランジスタT7,T8で構成される論理ゲート回
路を接続しているが、このような回路をトランジスタT
1に接続し第1のデータ線から読み出すように構成する
こともできる。また単に第1図におけるトランジスタT
7のコレクタを第1のデータ線D1に接続し、読み出し
動作を行なうこともできる。そして上記実施例における
トランジスタT3,T4,T8は抵抗でおきかえても十
分動作させることもできる。第2のデータ線D2からの
“0”読み出しをより確実にする為、トランジスタT2
のベースへの供給電流よりもトランジスタT7のベース
への供給電流を大きくしてもよい。又読み出したいメモ
リセル列に接続された第1及び第2の列選択線W,Rか
ら各セルへの供給電流を増大しても同様な効果が得られ
る。尚、上述した実施例における各トランジスタでPN
P型をNPN型に、NPN型をPNP型に置き換えても
同様な動作を行なわせることができる。
以上詳述した本発明によれば、複雑な感知回路を必ずし
も要せず、かつ低速度動作が可能で、さらにワード単位
での読み書きが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2図は第1
図の回路を集積回路化したパターン構成を示す概略平面
図、第3図は第2図のA−A’断面図、第4図は本発明
によるメモリセルをマトリツクス配列し配線した様子を
示す構成図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 エミッタが共通接続され一方のベースが他方のコレ
    クタに接続される第1導電型の一対のトランジスタと、
    これらトランジスタの各コレクタと第1の列選択線の間
    に接続される一対の負荷インピーダンスと、前記一対の
    トランジスタの各ベースにそれぞれのコレクタが接続さ
    れ、前記一対のトランジスタの共通接続エミッタにそれ
    ぞれのベースが接続されかつ第1及び第2のデータ線に
    それぞれのエミッタが接続される第2導電型の一対のト
    ランジスタと、前記第1導電型の一対のトランジスタの
    一方のコレクタにベースが接続されコレクタが前記第1
    及び第2のデータ線の一方もしくはこれらとは別のデー
    タ線に接続されかつ前記第1導電型の一対のトランジス
    タの共通エミッタにエミッタが接続される第1導電型の
    トランジスタと、前記第1導電型の一対のトランジスタ
    の一方のコレクタと第2の列選択線間に接続されるイン
    ピーダンスとを具備した半導体メモリ装置。 2 第1の列選択線に接続される負荷インピーダンス及
    び第2の列選択線に接続されるインピーダンスはそれぞ
    れ第2導電型のトランジスタであることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項に記載した半導体メモリセル。 3 第1導電型の一対のトランジスタの各々と、それら
    のベースに接続される第2導電型のトランジスタがそれ
    ぞれIIL論理ゲート回路を構成するとともに、第1導
    電型の一対のトランジスタの一方のコレクタにベース接
    続される第1導電型のトランジスタ及び第2の列選択線
    にエミッタが接続される第2導電型のトランジスタがI
    IL論理ゲート回路を構成することを特徴とする特許請
    求の範囲第2項に記載した半導体メモリセル。 4 第1導電型の一対のトランジスタの一方は少なくと
    も2個のコレクタ領域を有しかつ各コレクタ領域に各第
    2導電型トランジスタが接続されることを特徴とする特
    許請求の範囲第3項に記載した半導体メモリセル。
JP53121189A 1978-10-03 1978-10-03 半導体メモリセル Expired JPS5950229B2 (ja)

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US06/198,953 US4366554A (en) 1978-10-03 1979-09-04 I2 L Memory device
DE7979901095T DE2967103D1 (en) 1978-10-03 1979-09-04 Semiconductor memory device
PCT/JP1979/000235 WO1980000761A1 (en) 1978-10-03 1979-09-04 Semiconductor memory device
EP79901095A EP0020769B1 (en) 1978-10-03 1980-04-22 Semiconductor memory device

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JPS5548960A JPS5548960A (en) 1980-04-08
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0542886B2 (ja) * 1986-10-17 1993-06-30 Kubota Kk

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4193126A (en) * 1978-12-04 1980-03-11 General Instrument Corporation I2 L Ram unit

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JPH0542886B2 (ja) * 1986-10-17 1993-06-30 Kubota Kk

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JPS5548960A (en) 1980-04-08

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