JPS60121596A - 半導体記憶回路 - Google Patents

半導体記憶回路

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JPS60121596A
JPS60121596A JP59236605A JP23660584A JPS60121596A JP S60121596 A JPS60121596 A JP S60121596A JP 59236605 A JP59236605 A JP 59236605A JP 23660584 A JP23660584 A JP 23660584A JP S60121596 A JPS60121596 A JP S60121596A
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inverter
din
signal
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Takashi Sato
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    • 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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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】 本発明は半導体記憶回路に関し、特に、絶縁ゲート型電
界効果トランジスタ(以下MISFET又は単にFET
と称す)を用(・たものに関する。
半導体記憶回路の一例として第1図に示すような回路が
知られている。
同図は、m列の1対のデータ線taxs 100とn行
の語選択wJl s ’=I nとを有し、それぞれに
メモリセルがマトリクス状に形成されてなるメモリセル
マトリクスの1列のみを示すものであり、3a〜3nが
メモリセルである。このメモリセル3aは、4個のF 
E T Q、〜Q、よりなり、伝送ゲート用FETQ、
とQ6のドレインがデータ線IDI lID0に接続さ
れ、そのゲートが語選択線11に接続され、上記FET
Q4− Qaのそれぞれのソースと接地間にはFETQ
s = Q7を設け、このFBTQ、のドレインをFE
TQ、のゲートに、FETQ、のドレインをFETQ、
のゲートにそれぞれ接続し、ゲート容量などのC,、C
!を記憶容量として用いる。他のメモリセル3b〜3n
も同様な構成よりなる。電源VDD側に存するFETQ
s = Q−はデータ線をプリチャージするためのFE
Tであり、FETQ、は1対のデータ線ID1゜too
を上記プリチャージ時に同一レベルに保っためのFET
であり、このFETQI〜Q、のゲートには、チップ非
選択時にVDDレベルが印加される信号CEが印710
されている。図中のブラックボックス1はT T L 
(Transister TransisterLog
ic)回路であり、外部からの論理信号によりメモリ装
置に信号を送りだすものである。図中2は・上記TTL
回路の出力Dinを受けてMISレベルに増幅して2つ
の相反する出力d t n e d r n V得る書
き込みアンプであり、この出力dirl線は伝送グー)
FETQ、を介して前述の1対のデータ線のうち’DI
に接続され、他方の出力din線は、伝送グー)FET
Qsを介してデータ線tpoに接続されて(・る。伝送
ゲートF E T Qs * Qaは読み出し・書き込
み指令信号r / wによって制御されるようになって
おり、この信号r/wは、システムによって制御される
読み出し/書き込み信号R/W(TTLレベル)を列選
択デコーダ(以下Xデコーダという)5を介して、MI
Sレベy反転信号として得られる。なお、図中4は読み
出しアンプ(センスアンプ)であり、このアンプの出力
から読み出し出力d。、doを得るものである。
この読み出しアンプ4は、前記Yデコーダ5の出力によ
ってこの列が選ばれた場合にのみ出力を送出するように
なって℃・る。上記構成において、FETQ、〜Q o
 ハ全テnチャンネル、エンハンスメント型のものであ
り、電源は正電源を用いるものとする◇ 上記構成の記憶回路の動作説明の概略は次の通りである
先ず、チップ非選択時にはCEの信号vDDレベルにな
り、プリチャージ用FETQ+ 、Q2及び同一レベル
保持用pBTQaがオンとなり、データ線IDII 1
00がプリチャージされ、書き込み動作の準備がなされ
る。次にチップ選択時には上記□信号CEがグランド(
GND)レベルとなり、書き込み信号r/wl:l]7
1[+により、メモリセルの書き込み動作が開始する。
この書き込み動作は、Xデコーダ5によって図示の列が
選ばれ、書き込み指令信号r / wがVDDレベルと
なり、伝送グー)FE T Qa −Qoをオンさせる
ことにより、選択された任意のメモリセルへ対して行わ
れるものである。したがって、例えば、Xデコーダ(行
選択回路、図示せず)によって、語選択線IXが選ばれ
たとすると、そこに接続されるメそリセ)v 3 aに
対してデータ線の信号が記憶されることになる。
すなわち、語選択線1+VCVoDレベルが印710さ
れると、メモリセルのFETQ4= Qeがオンとなり
、例えば、書き込みアンプ2の出力d in カVo。
レベル、 dinがGNDレベルであれば、データ線I
D□、メモリセルのFETQ4を介してF E T Q
7の容量C2がVDDレベルまでチャージされ、このF
ETQ、がオンとなる。これに対して、メモリセ〃のF
ETQ、の容量CIの電荷はFETQ、、データ線lD
oを介して放電するので、FETQ。
はオフとなり、このメモリセル3aの状態は、データ線
101側がVDDレベル、Ino@がGNDレベルに保
持されることになる。この段階で、語選択が書き込み終
了するとデータ線101 t looは再びFETQs
 −Qaによりプリチャージされる。次に、読み出し時
には、例えば、Xデコーダ5によりて図示の列が選択さ
れると、この列のセンスアンプ4が動作し、r / w
信号がGNDレベルとなり、伝送グー) F E TQ
s = Qaがオフとなり、語選択線11が選択された
と丁れば、メモリセル3aの上記書き込み状態がセンス
アンプ4に読み込まれる。
すなわち、語選択葱IIがVDDレベルになることによ
り、メモリセル3aのFETQ4− Qaがオンとなる
。このため、データ線ID0の電荷かFETQ、及びQ
7を介して放電し、他方、FETQI+はオフであるか
らテークm1n1はVDf、レベルに保たれる。このデ
ータ線の状態がセンスアンプ4に感知され、このセンス
アンプの出カニよって読み出しが行われる。
ところで、上記記憶回路に用いられる書き込みアンプ2
0回路構成の一例としては、第2図のような回路が考え
られる。
同図に示すように、FETQIM−’Q+4からなるイ
ンバータと、F E T Q+a −Q+yからなるイ
ンバータを縦続接続してレベル変換回路6を構成する。
このレベル変換回路6の各インバータは、VDDレベル
出力を十分に得ることができるようにブートストラップ
構成となって℃・る。すなわち、初段のインバータQI
ll+Q14の負荷用FETQ、3のゲートにはコンデ
ンサC5を介してチップ選択信号CEが印7111れ、
そのゲートと電源端子VDDとの間にはゲートとドレイ
ンが接続された逆流防止用FETQ、、が接続され℃い
る(この逆流防止用FETQ+tは、ブートストラップ
作用によって、FE T Q +sのゲートの電圧が電
源電圧VDDよりも高くなった場合に、電流が逆流して
コンデンサの両端のレベrが悪くなろうとするときに、
オフとなり、上記逆流防止を図るものである。以下同様
の意味で同一用語を用いるものとする)。次段のインバ
ータQ+a* Q+yに設けられたコンデンサC4゜逆
流防止用FETQlllも上記同様である。なお、入力
側のインバータのFETQ14のゲートに設げられたF
ETQ++は、チップ非選択時CBに、このレベル変換
回路の出力状態を入力状態に関係なく強制的に−1の値
に規定するためのものである。
上記FETQ、、には・チップ選択時CEにオンとなる
伝送ゲートF E T Q r。を介して、T T L
回路の出力Dinが印加される。上記構成のレベル変換
回路によって、TTLレベルと、MISFET回路のレ
ベルとのインターフェイスが行えるのである。
次に、この書き込みアンプの出力段には、第1のインバ
ータF E T Q+a−Q+oと第2のインバータF
 E T Q20− Qt+とからなる駆動回路7が構
成されている。すなわち、第1のインバータの駆動用F
ETQ、。と第2のインバータの負荷用FETQ2nに
は、前記レベル変換回路の初段のインバータQ+s +
 Q +4の出力を共通に印加し、第1のインバータの
負荷用F E T Q、8と第2のインバータの駆動用
FETQ、、には前記レベル変換回路の次段ノインバー
タQ+61Q+7の出力を共通に印加する。
この駆動回路の第1のインバータの出力をdinとし、
第2のインバータの出力’7dinとして、前述のデー
タ線lD工I IDOに送出する。
第3図は、上記書き込みアンプと、前述の記憶回路との
動作の関係な示すためのタイミングチャートである。第
1図から第3図を参照して書き込みアンプの動作を中心
に、さらに詳細に動作説明を行う。以下の動作説明では
、FETは全てnチャンネル型であって、エンハンスメ
ント型のものt用いることとし、電源は正電源である。
チップ非選択時(第3図t1 の期間)Kは、第2図に
おいて、入力側に設けられたF E T Q oがオン
となり、レベル変換回路6の初段のインバータQ+s+
Qnの出力がVDDレベル近くになり、この出力によっ
て駆動される次段のインバータQ+a+Q+7はFET
Q+aがオフとなっていることより、その出力にはGN
Dレベルが得られ、したがって、駆動回路7の第1のイ
ンバータQ□+Q+。の出力dinはGNDレベル、第
2のインバータQzo+QHの出力dinはVDDレベ
ル近くになり、第3図に示すような電圧波形を示す。
次にチップ選択時にはCBがVDDレベルとなるため、
この信号によって駆動される伝送ゲートFE T Q 
+oがオンとなり、入力Dlnがレベル変換回路6の出
力状態を決めることになる。ここで、第3図(11の期
間)に示すように入力pinはGNDレベルとなって℃
・るから、レベル変換回路6の初段のインバータQ13
 + Q +4の出力はVDDレベル、従って、次段の
インバータQ+a + Q +7のレベルはGNDレベ
ルとなり、この両出方によって制御される駆動回路7の
第1のインバータQ+g+Q+oの出力dinはGND
レベル、第2のインバータQ21111Q?+の出力d
inは■DDレベルとなる。また、入力D1nがV。C
レベル(”DDレペルニ近いレベル)になると、上記書
き込みアンプの出力は反転する(dinがVDDレベル
、1;がGNDレベル)。以後はチップ選択信号CEが
切れるまで、書き込みアンプの出力状態は変化しない。
そして、第3図における期間tsの段階で、R/W信号
により前述したような、書き込みまたは読み出し動作が
なされるのである。なお、第3図において、読み出し/
書き込み選択信号R/Wと、読み出し/書き込み指令信
号r/Wのレベルが相違するのは、前者はMIS集積回
路の外部で形成されるのに対し、後者はその内部で形成
されるものであることを意味する。
ところで、かかる書き込みアンプを用いた場合には、次
のような問題点を有する。
(1)チップ非選択時(第3図の期間1+ )には、こ
の書き込みアンプの出力は、din 7!AG N D
レベル、dinがvDDレベルとなつ℃いるため、第1
図で示したr / w指令信号にわずかに雑音が乗った
だけで、伝送ゲートFETQa = Q@がオンとなり
、データ#1IID□I IDOのプリチャージレベル
が悪くなり、したがって、電源利用率が低下する。
さらに、データ線のプリチャージが十分なされないこと
により、メモリセルに影響を与え、このため、誤書き込
みや誤読み出しが生ずる。
(2)チップ選択時であっても、読み出し動作時には、
書き込みアンプの出力状態は、Din入力信号に対応す
るレベルになっており、例えばD1n入力がLOWのと
きに、第1図におけるr / w指令信号にわずかの雑
音が乗ると伝送グー)FETQ8゜Q、がオンとなり、
din (G N Dレベル)#に接続されているデー
タ線lD□のプリチャージレベルが下がり読み出し時に
誤動作を起すことになる。
以上のような問題は、上述のような2本のデータ線を1
対とし℃用いた記憶回路に限り1起る問題ではな(、全
ての記憶回路に共通の問題である。
このことを確認するために、1本のデータ線を用いてな
る記憶回路の概要を示し、その問題点を指摘する。
第4図は、3個のトランジスタな用いてメモリセルを構
成したものを含むダイナミック型記憶回路の一例を示す
ものである。
同図に示すように、F E T Q23〜Q2Bの3個
のトランジスタによつ℃メモリセル10を構成し、1本
のデータ線lDに上記F E T Q2.とQハのドレ
インを接続し、読み出し選択線lRにはFETQNのゲ
ートを、書き込み選択線1wにはFETQt4のゲート
をそれぞれ接続し、FETQ□の容量Csを記憶容量と
して用℃・る。図中11はり7レツシ工回路であり、デ
ータ線lDの状態を読み出し信号r / wによって制
御される伝送ゲートFE T Q t6を介して読み出
しアンプA、に入力し、その出力を読み、出し信号Do
とするとともに、リフレッシュアンプAt’に介してデ
ータ線lDに帰環している。図中9はTTL回路であり
、8はTTL回路の出力Dinを入力とする書き込みア
ンプであり、その出力dinは、書き込み信号前によっ
て制御されるFETQ、□を介してデータ線IDに印刀
口すれるようになっ℃いる。但し、図中のr/w、r/
wは1)ecodeされた読み出し信号、書き込み信号
である。なお、データ線l、は電源VDD 94に設け
られたFETQ、、にょってプリチャージされるように
なっている。実際のこの種の記憶回路は、同様な構成か
らなるデータ線をm列、選択線”J(n行有し、メモリ
セルがマトリクス状に構成されるものであるが、同図で
は、1列、1行のみの構成を示した。
上記記憶回路の概略動作は前述第1図の動作とほぼ同様
である(データ線が1本になったにすぎない)ことによ
り、蓋積を避けるためその説明を省略する。
第5図は、上記記憶回路に用(・られる書き込みアンプ
8の構成の一例を示す回路図である。
同図に示すように、2つのインバータQts+Qto+
Q*o + Qs+によってレベル変換回路12を構成
し、レシオレス型のインバータQsy + Qssによ
って駆動回路13を構成し、レベル変換回路の出力を駆
動回路の負荷用F E T Q s2に、インバータQ
ts+Qtoの出力を駆動回路の駆動用FETQ、3に
印加する。この書き込みアンプによって、入力信号Di
n(TTLレベ/I/)をMISレベルに変換増幅して
、同相の出力dinを取り吊す。
かかる書き込みアンプヶ用(・た場合の問題点は次の通
りである。
(1)仮りに書き込みアンプの出力dinがGNDレベ
ルになっているとすれば、チップ非選択時CEには、プ
リチャージ用FETQ、、オンによりデータ線lDにプ
リチャージがなされることになるが、この段階で、r/
w信号に雑音が乗るとFETQ、、がオンとなり、上記
dinのGNDレベ西の影響によりプリチャージレベル
が低下し、電源利用軍が悪くなるとともにメモリセルへ
の書き込みレベルが下り、す7レンシエ特性を劣化させ
ることになる。
(2)上記のようにプリチャージレベルが悪くなってい
ると、第6図に示すように、リフレッシュ回路11のデ
ータ線との接続点Zの電圧V2が低下し、書き込み時(
図中t、の期間)に定常の書き込みがなされたとしても
、そのときの出力■zは読み出しアンプA、のスレッシ
言ルド電圧VLT Kは達することかできず、したがり
て、読み出し時(期間t、のとき)には誤読み出しが生
ずることになる。このため、信頼性が低下するとともに
、設計自由度が制約されることとなる。
以上の問題は、1つのトランジスタによってメモリセル
を構成した記憶回路にも同様に生ずるものであり、また
、上記回路のように、TTL回路の出力をDinとし℃
用いる場合のみならず、入力DinがMIS集積回路に
よって形成されるものについ又も生じ5るものであるこ
とは言うまでもないであろう。
したがって、本発明の目的とするところは、わずかの雑
音に対し又も誤動作の生じないような半導体記憶回路を
提供することにある。
本発明の他の目的は電源利用率の高(・半導体記憶回路
を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、設計自由度が制約されない
半導体記憶回路を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は信頼性の向上が図れる半導体
記憶回路を提供することにある。
なお、本願出願前に公開された米国特許第359473
6号明細書には、そのゲート(188゜192)に香き
込み指令信号(WRITE COM−MAND>を受け
ることにより、書き込み動作時である場合以外は、入力
回路201の出力状態が入力信号(DATA IN)に
影響されないようにするためのMOSデバイス(186
,190)夕含む半導体記憶回路が示されている。
しかしながら上記御引例のMOSデバイス(186,1
90)は本願におけるような伝送グー)FETY構成す
るものではないので、本願発明のような効果を有し得な
い。
すなわち、上記書き込み指令信号(WRITECOMM
AND>に雑音が乗り、これをゲートに受けるMOSデ
バイス(186,190)が不所望にオフ状態になると
、入力回路201の出力状態(102,104)は入力
信号(DATA IN)に応じた相補レベルに設定され
てしまう。したがってとの相補レベルの信号に応じてプ
ッシュプルドライバー(97,98)が相補的に駆動さ
れてしまう。この結果、データ線(26,28)の電位
レベルが上記入力信号(DATA IN)に基づいて不
所望に変動してしまう。したがっ℃、上記公知例におい
ては前述した本願発明によって得られる効果を有し得な
い。
以下実施例にそって図面を参照し本発明を具体的に説明
する。
第7図は本発明の一例を示す書き込みアンプの回路図で
ある。
同図に示すように、上記書き込みアンプはレベル変換回
路14と駆動回路15とからなる。
レベル変換回路14の構成は次の通りである。
負荷用FETQ、6と駆動用F E T QS、とによ
って第1のインバータを構成し、負荷用FETQ、0と
駆動用F E T Q、、によって第2のインバータを
構成し、第1のインバータにば入力信号DInを印加し
、この第1のインバータの出力を第2のインバータの入
力に印710jる。なお上記各インバータの倉荷側には
、ブートストラップ効実用コンデンサ及び逆流防止用F
ETをそれぞれ設ける。丁なわち、F E T Qsa
 、 Q4(1のゲートをコンデンサC,,C,を介し
てソースに接続するとともに、そのゲートと電源電圧■
DD端子間にはチップ選択信号CEによって制御される
逆流防止用FETQss 、Q so をそれぞれ接続
する。さらに、本発明では前述の目的を達成するために
特に、各インバータの駆動用F E T Qsy 、 
Q41に対して並列にr / w信号(書き込み動作時
のみGNDレベル、他は、VDDレベルとなる信号)が
印刀口されるFET Qss 、Q4! ”tそれぞれ
設けるものとする。かかるr / w信号は、前述第1
図の出力r / wの反転信号を用いればよい。
次に駆動回路15の構成は次の通りである。
負荷用FETQ4.と駆動用FBTQ、、によって第1
のインバータを構成し、負荷用F E T Q、、及び
駆動用F E T Q4JKよって第2のインバータを
構成し、チップ非選択時第1図におけるdin、din
信号が1011 1DO信号と同一レベルにするため負
荷用FE TQ411 、Q46に対して並列にチップ
非選択信号CEによって制御されるプリチャージ用F 
E T QCfi、Q411 Yそれぞれ接続する。第
7図の駆動回路15の出力をレシオレスタイプとするた
め、第1のインバータの負荷用F E T Q 43と
第2のインバータの駆動用FETQ、7には、前記レベ
ル変換回路のインバータQ40 + Q41の出力を共
aK印加し、第1のインバータの駆動用FETQ44と
第2のインバータの負荷用F E T Q4゜にはレベ
ル変換回路14のインバータQsa + Qstの出力
を共通に印加し、第1のインバータから出力dini、
第2のインバータ出力dinをそれぞれ取り出すものと
する。なお、出力din 、dinに接続されるF E
 T Q10は、本発明の目的達成をより確実化せんと
するものであり、チップ非選択時CBに両出力レベルを
同一高レベルに保つためのものである。
上記構成の曹き込みアンプを例えば、第1図に示した一
般的な構成よりなる4トランジスタメモリセルケ用いた
記憶−路に利用した場合には、以下に示すような理由に
よりその目的が達成できる。
なお、以下の動作説明では、FETは全てnチャンネル
、エンハンスメント型のものであり、電源は正電源を用
℃・る。
第8図は、上記実施例に示した書き込みアンプ!用いた
記憶回路の動作説明のためのタイミングチャートである
。以下の動作説明では、説明上の重複をできるだけ避け
るための本発明の特徴部分を中心に説明する。
(11書き込み動作時(第8図A)。
第7図に示した。本発明の書き込みアンプに着目てれは
、チップ非選択時CE(期間t、の時)には、r / 
w (読み出し、書き込み信号の反転信号)はVDDレ
ベルになっており、したがって、レベル変換回路14の
各インバータの駆動側に設けられたF E T Qss
 、Qatがオンとなり各インバータの出力1強制的に
GNDレベルに規定する。かかるGNDレベ/I/が印
710される駆動回路15のFE T Q411 、Q
a□及びQ44 + Q411はオフとなる。−万、チ
ップ非選択信号CBが印加されるFETQ4!l r 
Q4gは共にオンとなり、さらに、出力線に設けられた
F E T Q49もオンとなる。この結果、書き込み
アンプの出力din、dinは共にVDDレベルとなる
次に、チップ選択信号CBがvDDレベルになり、レベ
ル変換回路14の各インバータの負荷側に設けられたF
 E T Q sa及びQ4゜がオンとなりても、上記
r / w信号が変化しない期間(期間11 )内は、
F E T Qss 、Q4!がオンとなっていること
により書き込みアンプの出力din、dinの状態は変
わらない。
そして、書き込み信号印7JD(r/wがVDDレベ/
L/)時には(期間tm )、r / w信号レベルが
GNDレベルとなるから上記レベル変換回路14の各イ
ンバータの駆動側に設けられたFETQ、8゜Q42は
オフとなる。この段階では、TTL回路からの信号(入
力信号)DinかVccレベルとなっているため、入力
側インバータのFETQ、、がオンとなりこのインバー
タの出力はGNDレベル、他方、このGNDレベルが印
加される次段のインバータの駆動用F E T Q、、
はオフとなり、このインバータの出力はVDDレベルと
なる。したがって、駆動回路15に着目すれば、上記入
力側のインバータの出力(GNDレベJv)が印加され
るFETQ44 + Q 41がオフ乏なるのに対し、
次段のインバータの出力(vDDレベル)が印刀口され
るFETQ431 Q47はオンとなる。また、CBは
GNDレベルであるからFETQ4Il、Q48はオフ
となる。
この結果書き込みアンプの一万の出力dinはVDDレ
ベルとなり、他方の出力dinはGNDレベルとなる。
この書き込みタイミングでメモリセルへの書き込み動作
がなされる。
(2)読み出し動作(第8図B) 第7図の書き込みアンプに着目すれば、チップ非選択時
(CB、期間t□のとき)には、r / w信号はVD
Dレベルであり、レベル変換回路14の各インバータの
F E T Qsa 、 Q42がオンとなり各インバ
ータの出力を強制的にグランドレベルに規定する。した
がって、この各インバータの出力(GNDレベル)が印
710される駆動回路15の出力din、 dinはF
 E T Q45 、Q4gにより共にVDDレベルと
なって℃・る。
次にチップ選が信号CBがVDDレベルになり、レベル
変換回路14の各インバータに設けられたF E T 
Qsa 、 Q40がオンとなっても上記r / w信
号がVDDレベルのままであることにより、この期間(
期間11 )は、各インバータの出力は強制的にGND
レベルに規定されており、したがって、駆動回路の出力
din、dinは前の状態と同様に、共にフローティン
グのVDDレベルとなっている。
さらに、記憶回路の読み出し時、すなわち、読み出し信
号r / wがGNDレベルのとき(期間ts)にも、
上記r / w信号は依然としてVDDレベルとなって
いるから、この書き込みアンプの出力状態は変わらず、
din、din共にVDDレベルとなっている。
以上要するに、本発明の書き込みアンプは、記憶回路が
書き込み動作を行うときには、その出力を、入力信号D
inVC応じた出力状態とし、書き込み動作以外の時(
非選択時及び読み出し動作時)には、その出力をdin
、 din共に強制的にVDDレベルにしておくことを
特徴とするものである。
以下、第1図の記憶回路との関係において、その目的が
達成できる理由ケ本発明の効果とともに更に詳細に説明
する。
(1)チップ非選択時CE(第8図の期間1.)には、
書き込みアンプの出力din、dinが共にVDDレベ
ルとなっていることにより、第1図に示した記憶回路の
読み出し、書き込み信号r 7wにわずかに雑音が乗り
て、伝送グー)FBTQa 、Q。
がオンとなっても、データ線IDI I ’IDQプリ
チャージレベルのいずれかがGNDレベルに引っ張られ
て、レベルが悪くなるとい5よ5な問題は起らない。し
たがって、電源利用率が低下することはない。また、プ
リチャージレベルが十分保たれることより、メモリセル
への書き込みレベルが高くメモリセルの記憶内容に影響
を与えることはなく、したがって誤書き込みが生ずるこ
とはない。
(2)チップ選択時CBに、第1図におけるr / w
信号に雑音が乗り、F E T Qs gQoがオンと
なつ℃も、書き込みアンプの出力din、dinはvD
Dレベルであるから、データ線のプリチャージレベルは
十分保たれることとなり、したがって、曹き込み動作時
のレベルが悪くなるということがない。
したがって、電源利用率は向上する。
(3)読み出し時(第8図Bの期間ts )に、第1図
におけるr / w信号に雑音が乗ってF E T Q
、。
Qoがオンとなっても、書き込みアンプの出力din 
、dinは共に70−ティングのvDDレベルとなって
いるため、メモリセルの記憶内容が変化するおそれはな
く、誤読み出しが生じない。
(4)以上全体として、記憶回路が雑音によって誤動作
するということが殆んどなくなるから信頼性が向上し、
また、書き込みアンプの出力状態との兼ね合いで、書き
込み、読み出し、及び誤選択のタイミングをそれほど厳
格に設定する必要がなくなるから設計自由度が向上する
(5)さらに、上記実施例のように、書き込み動作以外
の書き込みアンプの出力din、dinの状態を共VC
VDDレベルとしておけば、書き込み動作が迅速に行わ
れるという効果も有する(一般KMISFETでは、容
量の充電動作よりも放電動作の万が速いものとされてい
ることによる)。
(6)すらにまた、上記実施例(第7図)で示した書き
込みアンプでは、その出力din、din端子間K F
 E T Q axを設けたから、チップ非選択時計下
には、その出力din、dinを確実に同一のvDDレ
ベルに保つことができる。すなわち、両出力を取’)出
すインバータを構成するFET間にインピーダンス等の
バラツキがあっても、このFETが存することにより同
一レベルに保つことができるのである。したがって、製
造上の歩留りの向上も図ることができる。
本発明は上記実施例に限定されず種々の変形を用いるこ
とができる。
例えば、上記実施例では、本発明による効果をより確実
にするために、その出力din、din端子間にチップ
非選択時にオンとなるFETQ4oを設けたが、これは
特に設ける必要はなく、第9図に示すように、駆動回路
15の出力をそのままdin。
dinとして取り出してもよい。
また、第10図のような構成を有する書き込みアンプと
してもよい。同図は、上記第7図と同一の技術的思想よ
り生ずるものであり、以下の構成よりなる。
チップ選択時CBにオンとなる負荷用FETQ411及
び入力信号Dinが印加される駆動用FETQaoから
なる入力段のインバータ、同じ<CEが印710される
負荷用FETQ、、及び駆動用FETQssからなる次
段のインバータを縦続接続したレベル変換回路16を構
成し、このレベル変換回路の各インバータの駆動側には
チップ非選択信号CEによって制御されるF E T 
QsllQ saをそれぞれ並列接続する。また、負荷
用FETQ、6と駆動用FETQsaよりなる第1のイ
ンバータと、負荷用FETQ、δと駆動用FETQ!1
.からなる第2ノインハータを設け、この第1と第2の
インバータをレシオレスタイプとするために、レベル変
換回路16の2本の出力f F E T Q55 、Q
s。およびQaa + Q 58に接続し、その各負荷
側にはチップ非選択信号CEによって制御されるF E
 T Qsy 、 Qa。
tそれぞれ並列接続する。また、特に、本発明の目的を
達成するために、読み出し・書き込み信号r / wに
よって制御されるFBTQ、、を設け、これな介して、
上記第1と第2のインバータの駆動側な接地する。この
FETQ□〜Qa+により駆動回路17を構成する。な
お、出力din 、din端子間に設けられたFETQ
、、は前述したように、本発明の効果を確実にするため
の同一レベル保持用のFETである。
かかる構成の書き込みアンプを用いても、前記同様な効
果が得られることは以下の動作説明より明らかとなろう
。以下の動作説明では、前記実施例Fl様、FETは全
てnチャンネルエンハンスメント型のFETを用い、電
源は正電源とする。
第11図は、上記動作説明のためのタイミングチャート
である〇 先ず、チップ非選択時(CE−VDD)には、レベル変
換回路16の6インバータの駆動側に設けられたF E
 T Qs+ 、Q114がオンとなり、この各インバ
ータの出力を強制的にGNDレベルに規定する。したが
って、この出力(GNDレベル)が印7J[+される。
駆動回路17のF E T Qsa 、Qso 、及び
Q、、、Q□はオフとなるが、CEにより制御されるF
 E T Qay 、Qaoはオンとなっている。また
、r/w信号がGNDレベルであることにより、FET
Qa+はオフとなりて(・る。このため、出力din 
e dinは共に■Dpレベルとなり、FETQ、。
により確実に同一レベルに保たれる。
次に、チップ選択信号CEが■DDレベルになると、入
力信号D1nの状態によりレベル変換回路16の出力状
態が決まる。丁なわち、入力信号1)inがVCCレベ
ルとなるとこのレベルが印刀口されルF E T Q 
6oがオンとなり入力段のインバータ(FBTQイ0.
Q、。)の出力はGNDレベル、このGNDレベルが印
刀QされるFETQ、、はオフとなり、次段のインバー
タ(FETQ112.Qsa )の出力はvDDレベル
となる。このため、駆動回路170FETQ、、及びQ
soはオン、F E T Q 56 。
Qlmはオフとなる。読み出し動作のときは、r / 
w信号がGNDレベルであり、F E T Q Ilo
がオンとなっても、接地側のFBTQ6.がオフである
ことKより、FETQ、。のドレインは、プリチャージ
レベルとなっているから、出力dinもdinもVDD
レベルとなっている@ さらに、書き込み動作時には、駆動回路17の接地側に
設けられたF E T Qe+がオンとなるため、この
書き込みアンプは入力信号Dinのレベルに基づいた出
力din 、din Y出力することとなり、定常の書
き込み動作が行われる。
以上のような、第10図に示した構成の書き込みアンプ
によっても、書き込み動作時以外は、その出力din、
 ding強制的にvDDレベルとすることができるも
のであるから、前記同様の効果が得られる。
さらに、上記実施例は書き込みアンプの出力を2本di
n、din用いて、2本のデータ1lllat。
IDOを肴する記憶回路に適用する書き込みアンプの構
成を示したが、これに限らず、一本のデータmを用いる
記憶面13(前述第4図のような場合)に適用できる書
き込みアンプを上記同一の技術的思想の下に構成しても
よ(・0かかる構成の一例を第12図及び第13図に掲
げその概略動作を説明する。
第12図は、2つのインバータQa4 + Q as 
+Qaa+Qaoを縦続接続することによってレベル変
換回路18を構成する。そして、各インバータにブート
ストラップ効果を持たせるため、コンデンサC8,C1
Iを設けるとともに、逆流防止用FET Qas 、Q
6?’を設ける。さらに、本発明の目的を達成するため
に、駆動側には、読み出し、書き込りの反転信号r /
 wによって11!13御されるFETQae 、Qq
a ’に並列接続する。また、FB’l”Q、、とQ 
yz K 、にってインバータl構成するとともに、こ
の駆動回路19の出力をレシオレス構成とするため、チ
ップ非選択信号CEによつ℃制aされるFETQysを
設ける。上記レベル変換回路18の−1のインバータQ
64 + Qasの入力に入力信号1)inを印加し、
この出力を駆動回路19の駆動用FET(htに印加す
るとともに、第2のインバータQaa+Qsoの出力を
駆動回路19の負荷用FETQy+に団刀口する。この
駆動回路より出力dinを取り吊子。
第14図は、上記回路の動作説明のためのタイミングチ
ャートである。以下の動作説明では、前記第6図に示し
たように、従来のものでは、入力信号DInがGNDレ
ベルであるときの動作が特に問題であることにより、そ
の点を中心に説明する。
先ずチップ非週択時(CB=Vno )には、r/W信
号がVDDレベルであることより、レベル変換回路の各
インバータの駆動側に設けられたFETQaa + Q
 7゜はオンとなっているため、入力側インバータQs
4+ Qas及び次段インバータQss + Qe。
の出力は共にGNDレベルである。このため、駆動回路
19の負荷用FETQ、□、駆動用FETQttは共に
オフとなり、また、プリチャージ用FE T Q ys
はオンとなっている。したがって、出力din KはV
DDレベルが得られる。
次にチップ選択状態となり(CB= VDD )、読み
出し時には(期間1+ )プリチャージ用FETQqs
がオフとなっても、r / w信号によっ℃、レベル変
換回路18のインバータのF E T Qsa 、 Q
?0はオンとなっているため各インバータの出力状態は
変わらず(GNDレベル)、したがりて、駆動回路19
の駆動用FETQ、、がオフであることより、その出力
dinはプリチャージレベル(■DDレベル)を保持し
ている。
書き込み時(図中の期間t1 )にはr / wがGN
Dレベルとなって、入力段及び、次段のインバータの駆
動側に設けられたF E T Q ss 、 Q t。
が共にオフとなる。このため、この書き込みアンプの出
力は入力信号Dinによって規定されることになる。す
なわち、図に示したように、1)iBがGNDレベルで
あれは、この入力によって駆動されるインバータQe+
+QeeのFETQasはオフとなり、このインバータ
の出力はVDDレベルとなる。この出力によって駆動さ
れる次段インバータQaa + Qs。
の駆動用FETQ、。がオンとなり、その出力はOND
レベルとなる。したがりて、入力段のインバータQa+
 r Q asの出力(VOOレベル)によって制御さ
れる駆動回路19のFETQysはオン、また、次段イ
ンバータQaa+Qa。の出力(GNDレベル)によっ
て制aされるFETQ、、はオフとなる。この結果出力
dinにはGNDレベルが得られる。このタイミングで
r/w信号がvDnレベルとなり所定のメモリセルに対
して書き込み動作がなされる。
ここで、第4図に示した3個のトランジスタを用いてメ
モリセルを構成してなる記憶回路のデータ線IDの電圧
■zに注目丁れば、読み出し動作時には第14図に示す
ように、メモリセルの蓄積データによりVDDレベルか
らGNDレベルに変化する。(メモリセルの蓄積データ
が逆の場合は、vzはプリチャージレベルを保持する) 読み出し動作が終了すると、再びプリチャージがなされ
(F E T Q ysオン)、前述同様にr / w
信号がVDDレベルとなり、FETQae、Q?O’に
オンさせ、出力dinは■DDレベルとなる(期@t’
+’)e+次に書き込み動作を説明する。第14図の期
間t、のときは、書き込みアンプの出力dinはDin
入力信号に応じて、GNDレベルになる。このため、デ
ータ線lDの電圧■2はDin入力信号に応じてGND
レベルとなり、情報がメモリセルに書き込まれる。
以上要するに、本発明の魯き込みアンプを用〜・れば、
書き込み、読み出し動作以外は、書き込みアンプの出力
dinを強制的にプリチャージレベル(VDDレベル)
にしておくものであることKより、以下のような効果が
得られる。
(1)プリチャージ時(CE=Von)には、書き込み
アンプの出力dinを■DDレベルにしておくものであ
ることより、r/w信号に雑音が乗ったとしても、デー
タ線のプリチャージレベルが低下することはない。した
がって、電源利用率がよい。
(2)プリチャージレベルの低下がないから、す7レツ
シ一回路のデータ線との接続部(第4図の2部)の電圧
が低下することはなく、したがって、そのレベルは十分
読み出しアンプA、のスレッショルド電圧■Lτ以上に
なるから誤読み出しが生ずることはない。
(3)この結果、信頼度が向上するとともに、設計自由
度が増す。
第13図は、上記第12図の回路の変形であり、同一の
技術的思想に基づくものである。
同図に示すように、F E T Q tsとQ?4より
なる第1のインバータと、FETQ、、とQ??よりな
る第2のインバータを縦続接続し、第1のインバータの
駆動側にチップ非選択信号CBによって制御されるFE
TQ、、を並列接続し、レベル変換回路20を構成し、
また、上記第2のインバータの出力によって制御される
負荷用FETQ、、と第1のインバータの出力によって
制御される駆動用FBTQ?。及びr / w信号によ
って制御されるFETQitを直列接続するとともに、
上記F E T Q taと並列にチップ非選択信号C
Eによって制御されるF E T Q so ’に設け
、駆動回路21を構成する。レベル変換回路20に入力
])ilを印加し、駆動回路21から出力dinを取り
6丁〇 との回路における各信号のタイミングチャートは前述し
た第14図と全く同様となるから、その説明は省略する
以上の実施例では、TTLレベルDinを受ける書き退
入アンプについて述べたが、MISレベルDinを受け
る場合にも同様に適用できるものであることは言うまで
もない。かかる場合には、レベル変換回路と称していた
ものは、入力回路という名称に変わるに過ぎない。
また、上記実施例ではFETは全てnチャンネルエンハ
ンスメント型のものを用いたが、pチャンネルエンハン
スメント型のものを用いてもよい。
かかる場合には電源の極性を変える必要がある。
さらに、本発明になる書き込みアンプを利用できる記憶
回路は上記説明のものに限られずどんなものであっても
よい= 本発明は、記憶回路に広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は4個のトランジスタを用いてメモリセルを構成
した記憶回路の概略を示す回路図、第2図は、一般に考
えられる書き込みアンプの構成を示す回路図、第3図は
その動作説明のだめのタイミングチャート、第4図は3
個のトランジスタを用いてメモリセルを構成した記憶回
路の概略を示す回路図、第5図は書き込みアンプの一例
を示した回路図、第6図は欠点が生ずる理由を示すだめ
のタイミングチャート、第7図は本発明の書き込みアン
プの一例を示す回路図、第8図はその動作説明のための
タイミングチャート、第9図は第7図における駆動回路
の他例を示す回路図、第10図は本発明の書き込みアン
プの他例を示す回路図、第11図はその動作説明のため
のタイミングチャート、第12図は本発明の書き込みア
ンプのさらに他の一例を示す回路図、第13図は本発明
の書き込みアンプのさらに他の一例を示す回路図、第1
4図は第12図及び第13図の回路の動作説明のための
タイミングチャートである。 1.9・・・TTL回路、2.8・・・書き込みアンプ
、3a〜3ce 3n+ 10・・・メモリセル、4・
・・センスアンプ、5・・・Yデコーダ、6. 12.
 14゜16、 18. 20・・・レベル変換回路、
7.13゜15.17.19.21・・・駆動回路、1
1・・・リフレッシュ回路、Q+ −Qat・・・FE
T、 C,〜C0・・・コンデン?、A、、A、・・・
アンプ。 第 2v!J 第 3 図 第 4 図 Vp。 第 5 図 第 6 図 第 7 図 第 8 図 (A’) 第 11 図 第 12 図 第13図 第14図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、 メモリセルが結合されるデー夕線と、そのゲート
    に書き込み指令信号を受けることによりそのソース・ド
    レイン通路を介して書き込みアンプの出力線と上記デー
    タ線とを接続するだめの伝送グーIPETとを有する半
    導体記憶回路において、上記書き込みアンプは入力信号
    が印加される第1のインバータとこの第1のインバータ
    の出力を入力とする第2のインバータとによって構成さ
    れた相補信号形成回路と、上記第1及び第2のインバー
    タの出力端子と電源端子との間に接続され少なくともチ
    ップ非選択時にオン状態とされる第1及び第2のトラン
    ジスタとを備えてなることを特徴とする半導体記憶回路
JP59236605A 1984-11-12 1984-11-12 半導体記憶回路 Granted JPS60121596A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4878649A (en) * 1987-07-24 1989-11-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Throttle device for high viscosity paint

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4878649A (en) * 1987-07-24 1989-11-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Throttle device for high viscosity paint

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