JPS595986B2 - Mosランダムアクセスメモリ - Google Patents

Mosランダムアクセスメモリ

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Publication number
JPS595986B2
JPS595986B2 JP51072909A JP7290976A JPS595986B2 JP S595986 B2 JPS595986 B2 JP S595986B2 JP 51072909 A JP51072909 A JP 51072909A JP 7290976 A JP7290976 A JP 7290976A JP S595986 B2 JPS595986 B2 JP S595986B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
latch circuit
digit line
mos transistor
random access
access memory
Prior art date
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Expired
Application number
JP51072909A
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English (en)
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JPS52155927A (en
Inventor
宏司 松木
富士雄 舛岡
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP51072909A priority Critical patent/JPS595986B2/ja
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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
    • G11C11/413Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing, timing or power reduction
    • G11C11/417Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing, timing or power reduction for memory cells of the field-effect type
    • G11C11/419Read-write [R-W] circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Static Random-Access Memory (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は高速かつ低消費電力の動作を可能としたMO
Sランダムアクセスメモリに関する。
MOSトランジスタを集積して構成するメモリ 。のう
ち、特に相補型MOS(Complement&ワMO
S)以下CMOSと略称)を用いたものは低消電力かつ
高速動作が可能であることから注目されている。現在C
MOSを用いたメモリはその大部分がメモリセルとして
完全スタティック型セルを利用したランダムアクセスメ
モリ(RandomAccessMemory、以下R
AMと略称)である。スタティック型CMOS/RAM
において1個のメモリセルは、通常6個のトランジスタ
、即ち2組のインバータと2個のトランスファゲート用
トランジスタとから構成される。この場合、メモリセル
には1本の語線と2本のディジット線が接続される。高
集積化を考えた場合、メモリセルを構成するトランジス
タの数を減らすことが望ましい。このことは原理的に可
能で1個のメモリセルは5個のトランジスタ、即ち2組
のインバータと1個のトランスファゲート用トランジス
タから構成され得る。この場合、メモリセルには1本の
語線と1本のディジット線が接続される。この様な5ト
ランジスタ/セル構成のCMOS/RAMでは、書込み
、読出しの各サイクルにおいて6トランジスタ/セルと
は異なつたメモリセル駆動方法および読出し方法が要求
される。例えば6トランジスタ/セルの構成では、ディ
ジット線が2本あるため読出し回路に2入力のセット・
リセットF/Fを用いることが可能である。
またNOR型のセット・リセットF/Fでは2つの入力
が低レベルになつた場合F/Fの内容が変化しないとい
う特徴を有するため、F/Fの出力をその入力に帰還さ
せ、読出し後すぐに次のサイクルの待機状態に入るよう
な動作を行わせることも可能である。しかし、5トラン
ジスタ/セルの構成ではディジット線が1本であるため
読出し回路に前述のような2入力のセット・リセットF
/Fを用いることは難しい。この発明は上記した5トラ
ンジスタ/セル構成のCMOS/RAMの1メモリセル
に対して1本のディジットが設けられるメモリであつて
、新規な読出し回路を備えたものを提供することを目的
とする。
この発明に係るMOSランダムアクセスメモリは、MO
Sトランジスタを集積して構成され、電源電圧V。
Oに予備充電された1本のデイジット線の電位変化によ
りメモリセル情報を読出すものである。この場合センス
回路として、ソースに電源電圧V。Oが与えられゲート
がデイジツト線に接続されたEタイプ、PチヤネルMO
Sトランジスタを設け、更lとこのMOSトランジスタ
のドレインに入力端が接続されたラツチ回路、およびこ
のラツチ回路の出力により制御されて前記デイジツト線
の電位を読出し前の状態に復帰させる充電回路を備えた
ことを特徴とする。第1図にこの発明の一実施例の要部
構成を示す。
メモリセルMはCPlfOSトランジスタQ,l,Ql
,からなるインバータ、同じくCMOSトランジスタQ
,l,Q22からなるインバータと、一方のインバータ
の出力端とデイジツト線dの間に設けられたトランスフ
アゲート用nチヤネルMOSトランジスタQ,とから構
成されている。MOSトランジスタQ,のゲートは語源
wに接続されている。即ち、語源デコーダ/ドライバW
Dにより語源wを選択し、デイジツト線デコーダ/ドラ
イバDDIICよりデイジツト線dを選択することでメ
モリセルMを選択するものである。図では1個のメモリ
セルMしか示してないが、勿論通常は複数本の語源デイ
ジット線に沿つてマトリクス状に多数のメモリセルが配
列される。なお、メモリセルMの情報を読出すのが1本
のデイジツト線dであることが、従来一般のCMOS/
RAMと基本的に異なるところである。デイジツト線d
は高抵抗R1を介して電源VDDに接続され、読出しサ
イクル前には高レベルに保たれている。
また、デイジツト線dは制御信号CEおよび後述するラ
ツチ回路のO出力によりそれぞれ制御される直列接続さ
れたpチヤネルMOSトランジスタQ,,Q,を介して
やはり電源V。OllC接続されている。デイジツト線
dはセンス回路としてのpチヤネルMOSトランジスタ
Q6を介してラツチ回路LCの入力端に導かれる。
即ち、MOSトランジスタQ6はEタイプであつて、そ
のソースに電源電圧ヵ゛を与え、ゲートをデイジツト線
dに接続して、ドレインをラツチ回路LCの入力端に接
続している。ラツチ回路LCの入力端は高抵抗R,を介
して接地されると共に、直列接続されたnチヤネルMO
SトランジスタQ,,Q8を介して接地されている。M
OSトランジスタQ7のゲートにはラツチ回路LCの一
方の出力4をインバータIで反転して入力し、またMO
SトランジスタQ8のゲートには制御信号σ百を入れる
ようになつており、これによりラツチ回路LCの出力を
その入力端に帰還して入力端電位を読出し前の状態に復
帰させるものである。またデイジツト線dにはnチヤネ
ルMOSトランジスタQ,,Q,からなる充電回路が設
けられ、ラツチ回路LCの出力がこの充電回路に帰還さ
れるようになつている。ラツチ回路LCをCMOSを用
いて構成した例を第2図に示す。これは、クロツクド・
インバータと通常のCMOSインバータを直列接続し、
後段のインバータの入出力端間に更にクロツクド・イン
バータを設けたもので、この構成はよく知られている。
このように構成されたメモリの読出し動作を次に説明す
る。
アドレス信号は例えば第3図のように変化し、時刻t1
〜T3がメモリセルMの読出しサイクルであるとする。
そして、この読出しサイクルにおいて、時刻t1〜T,
の間、制御信号CEが高レベルになるものとする。いま
、メモリセルMの内容が、トランジスタQl,およびQ
2lがオン状態であつたとする。
語線デコーダ/ドライバWDによりこのメモリセルMが
選択され、トランスフアゲート用MOSトランジスタQ
,がオンすると、読出し前に高レベルにあつたデイジツ
ト線dの電励はメモリセルMの内容に従つて下がり始め
る。そして、デイジツト線dの電位変化分がMOSトラ
ンジスタQ6の閾値電圧を越えるとこのMOSトランジ
スタQ6はオンし、高抵抗R2を介して低レベルに保た
れていたラツチ回路LCの入力端電位は高レベルになる
。また、制御信号CEがT,〜T,の期間高レベルにな
ることによりラツチ回路LCの入出力が導通状態となり
、Q出力が高レベルに変化する。そして、このQ出力が
後続する出力回路へ導かれる。ラッチ回路LCf)Q出
力はpチヤネルMOSトランジスタQ,に帰還され、こ
れをオンにする。また、pチヤネルMOSトランジスタ
Q4は制御信号CEによりやはりt1〜T,の間オンで
ある。従つて、読出しにより下がつたデイジツト線dの
電位はこれらMOSトランジスタQ4,Q,を通して電
源。により読出し前の高レベル状態に復帰する。またラ
ツチ回路LCf)Q出力はインバータIを介してMOS
トランジスタQ,に帰還される。
いまの場合寛の出力は低レベルであるから、これが反転
され、nチヤネルMOSトランジスタQ7をオンにする
。このMOSトランジスタQ,と直列に接続されたnチ
ヤネルMOSトランジスタQ8はゲートに制御信号CE
が入つているから、t1〜T,の間はオフである。そし
て、T,を過ぎるとこのMOSトランジスタQ8もオン
し、読出しにより高レベルになつたラツチ回路LCの入
力端電位を低レベルに復帰させる。この場合、ラッチ回
路LCは、制御信号、CEが低レベルになるためその内
容を保持する。即ちラツチ回路LCの入力端電位を読出
し前の状態に戻す帰還動作によつて、ラツチ回路LCの
内容は何ら影響を受けない。次に、メモリセルMの内容
がMOSトランジスタQ,,,Q2lがオフの状態であ
つたとすると、読出し動作によりデイジツト線dの電位
変化はない。従つてラツチ回路LCの入力端電位も低レ
ペルのままであつて、これが制御信号CEによつてQ出
力にそのまま得られる。この場合、デイジツト線dおよ
びラツチ回路LCの入力端への帰還回路は作動しなぃ。
読出し動作によりデイジツト線dおよびラツチ回路LC
の入力端の電位変化はないので、帰還回路が作動する必
要はないものである。以上に述べたMOS/RAMでは
、従来のものと比べてメモリセルの素子数が少なく、か
つメモリセルの情報を読出すデイジツト線は1本である
から、高集積化が可能である。しかも、Eタイプ、Pチ
ヤネルMOSトランジスタを用いて、そのしまい値電圧
分に相当する微小な電位変化で端報検出を行う極めて簡
単なセンス回路を構成しており、これとラツチ回路を組
合せることにより高速読出しができる。なお、この発明
は上記実施例に限られるものではない。
例えばラツチ回路として第4図あるいは第5図のような
構成のものを用いてもよい。第4図は、2段のCMOS
インバータの間にクロックで制御されるやはりCMOS
からなるトランスフアゲート介在させ、後段のCMOS
インバータの入出力端間にCMOSトランスフアゲート
とCMOSインバータを直列に設けたものである。また
第5図はより少い素子数で構成した例で、これはトラン
ジスタ基板が互いに絶縁分離されたもので実現できる。
即ち、電源端子にクロツクパルスを入れるようにしたC
MOSインバータと通常のCMOSインバータを縦続し
、後段のCMOSインバータの入出力端間に電源端子に
クロックパルスを入れるようにしたCMOSインバータ
を設けたものである。その他この発明はその趣旨を逸脱
しない範囲で種々変形実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例におけるCMOS/RAM
f)要部構成を示す図、第2図は第1図におけるラツチ
回路LCの具体的構成例を示す図、第3図は第1図のC
MOS/RAMの読出し動作を説明するための図、第4
図および第5図はラツチ回路の他の構成を示す図である
。 M・・・・・・CMOSメモリセル、d・・・・・・デ
イジット線、w・・・・・・語線、DD・・・・・・デ
イジツト線デコーダ/ドライバ、WD・・・・・・語線
デコーダ/ドライバ、LC・・・・・・ラツチ回路、I
・・・・・・インバータ、Q,・・・・・・nチヤネル
MOSトランジスタ(トランスフアゲート)、Q4,Q
「・・・・・PチヤネルMOSトランジスタ(帰還用)
Q6・・・・・・pチヤネルMOSトランジスタ(セン
ス回路)、Q,,Q8・・・・・・nチヤネルMOSト
ランジスタ(帰還用)。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 MOSトランジスタを集積して構成され、メモリセ
    ルの情報を電源電圧V_D_Dに予備充電された1本の
    ディジット線の電位変化により読出すようにしたランダ
    ムアクセスメモリにおいて、ソースに電源電圧V_D_
    Dが与えられゲートがディジット線に接続されたEタイ
    プ、Pチャンネルのセンス用MOSトランジスタと、こ
    のMOSトランジスタのドレインに入力端が接続された
    ラッチ回路と、このラッチ回路の出力により制御されて
    前記デイジエット線の電位を続出し前の状態に復帰させ
    る充電回路とを備えたことを特徴とするMOSランダム
    アクセスメモリ。
JP51072909A 1976-06-21 1976-06-21 Mosランダムアクセスメモリ Expired JPS595986B2 (ja)

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JPS52155927A JPS52155927A (en) 1977-12-24
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WO1991015856A1 (en) * 1990-03-30 1991-10-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Output circuit of sense amplifier used in semiconductor memory

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