JPS60136094A - Mos記憶装置 - Google Patents

Mos記憶装置

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JPS60136094A
JPS60136094A JP58243826A JP24382683A JPS60136094A JP S60136094 A JPS60136094 A JP S60136094A JP 58243826 A JP58243826 A JP 58243826A JP 24382683 A JP24382683 A JP 24382683A JP S60136094 A JPS60136094 A JP S60136094A
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JP
Japan
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signal
circuit
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JP58243826A
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Kazuya Ito
和弥 伊藤
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Hitachi Ltd
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Hitachi 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (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】 〔技術分野〕 この発明は、MOSFET (絶縁ゲート形電界効果ト
ランジスタ)で構成された記憶装置に関するもので、例
えば、アドレス信号の変化を検出して内部回路の動作に
必要なタイミング信号を形成するダイナミック型RAM
 (ランダム・アクセス・メモリ)に利用して有効な技
術に関するものである。
〔背景技術〕
本願発明者等は、この発明に先立ってアドレス信号の変
化を検出して内部回路の動作に必要な各種タイミング信
号を形成するものとした擬似スタティック型RAMを考
えた。すなわち、情報を電荷の形態で記憶するキャパシ
タとアドレス選択用MOS F ETとによって構成さ
れるダイナミック型メモリセルを用いるとともに、その
周辺回路を0MO3(相補型MO5)スタティック型回
路で構成し、上記アドレス信号の変化を検出して必要な
タイミング信号を得ることによって、外部からはスタテ
ィック型RAMと同等に扱えるようにするものである。
このようなMO3記憶装置にありでは、次のように未だ
改良の余地のあることがが本願発明者の研究によって見
い出された。すなわち、上記のM0S記憶装置は、アド
レス信号の変化を検出すると、まず、センスアンプとデ
ータ線とを切り離して、データ線をハイインピーダンス
状態としてからデータ線のプリチャージを行うものであ
る。そして、このプリチャージ動作が終了したのち、ワ
ード線選択タイミング信号を発生させるものである。本
願発明者は、上記プリチャージ期間に着目して、この期
間中に予めワード線選択タイミング信号とワ−)線選択
信号とを発生させておいて、上記プリチャージ終了と同
時にワード線選択動作、言い換えるならば、ワード線の
立ち上がりを開始させることにより、その高速化を図る
ことを考えた。
〔発明の目的〕
この発明の目的は、高速化を図ったMO3記憶装置を提
供することにある。
この発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
この明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
ろう。
〔発明の概要〕
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記の通りである。
すなわち、プリチャージ期間を利用してワード線選択タ
イミング信号とワード線選択信号とを発生させておいて
、プリチャージ終了とともに直ちに選択されたワード線
を立ち上げるようにすることによって、その高速化を図
るものである。
【実施例〕
第1図には、この発明の一実施例のブロック図が示され
ている。
同図において、点線で囲まれた各回路ブロックは、公知
の半導体集積回路の製造技術によって、シリコンのよう
な1個の半導体基板上において形成され、例えば、端子
D0〜D7.AO〜A14゜WE、C3,RESH及び
Vcc、Vssは、その外部端子とされ、端子Vcc、
 Vssには図示しない適当な外部電源装置から給電が
行われる。
回路記号M−ARYで示されているのは、メモリアレイ
であり、記憶用キャパシタとアドレス選択用MO3FE
Tで構成された公知の1MO5型メモリセルがマトリッ
クス状に配置されている。
この実施例では、特に制限されないが、上記メモリセル
は一対の平行に配置された相補データ線り。
Dのいずれか一方に、その入出力ノードが結合された2
交点方式で配置される。
回路記号PCIで示されているのは、データ線のプリチ
ャージ回路であり、プリチャージパルスφpcrを受け
、特に制限されないが、相補データ線り、Dを短絡して
Vcc/2にプリチャージするMOSFETにより構成
される。
回路記号SAで示されているのは、センスアンプであり
、特に制限されないが、電源電圧Vccと回路の接地電
位VssにそれぞれパワースイッチMO3FETが設け
られた0MO3(相補型MO3)ラッチ回路で構成され
、その一対の入出力ノードは、上記相補データ線り、 
Dに結合されている。
タイミング信号1paは、上記パワースイッチMO3F
ETを制御するためのものである。上記タイミング信号
φpaを受けるNチャンネル型MO3FET及びタイミ
ングパルスφpaを受けるPチャンネルMO3FETで
構成されたセンスアンプSAのパワースイッチMO3F
ETは、プリチャージ直前にオフ状態にされる。これに
より相補データ線り、Dはフローティング(ハイインピ
ーダンス)状態でV cc、 V asレベルを保持す
る。そして、上記プリチャージMO3FETのオンによ
り上記相補データ線り、 Dが短絡され、Vcc/2に
プリチャージされる。
この実施例のメモリアレイのプリチャージ動作は、一対
の相補データ線(後述する共通相補データ線も同様であ
る)を単に短絡させることにより、約Vcc/2の中間
レベルにするものであるので、0ボルトからVccレベ
ルまでチャージアップするものに比べ、そのレベル変化
量が小さく、プリチャージMO37FETのゲート電圧
を通常の論理レベル(Vcc)を用いても十分に非飽和
状態でオンさせることが出来るからプリチャージ動作を
高速に、しかも低消費電力の下に行うことができる。
そして、上記のように、プリチャージレベルを約Vcc
/2の中間レベルにするものであるので、メモリセルの
読み出し時においても、メモリセルのスイッチMO3’
FETのゲート電圧(ワード線選択電圧)として通常の
論理レベル(Vcc)を用いても十分に非飽和状態でオ
ンさせることが出来るから、ブートストラップ電圧を用
いることなく、情報記憶キャパシタの全電荷読み出しが
可能となる。また、読み出し基準電圧は、メモリセルが
選択されない一方のデータ線のプリチャージレベルを利
用しているので、読み出し基準電圧を形成するダミーセ
ルが不要になる。
なお、上記タイミング信号φpan φpaとば互いに
相補的な信号である。図面を簡単にするために、同図に
おいては、タイミング信号φpaと、φpaとを合わせ
てSpaと表している。
回路記号C−5Wで示されているのは、カラムスイッチ
であり、カラム選択信号に従って、選択された相補デー
タ線を共通相補データ線に結合させる。
回路記号R−ADBで示されているのは、ロウアドレス
バッファであり、外部端子A0〜A8からの外部アドレ
ス信号を受けて、内部相補アドレス信号ao−a8.a
o−a8を形成する。なお、以後の説明及び図面では、
一対の内部相補アドレス信号、例えばao、aoを内部
相補アドレス信号aOと表すことにする。したがって、
上記内部相補アドレス信号a0〜a8.ao〜a8は、
内部相補アドレス信号、L0〜土8と表す。
回路記号C−ADBで示されているのは、カラムアドレ
スバッファであり、外部端子A9〜A14からの外部ア
ドレス信号を受けて、内部相補アドレス信号a9〜a1
4.a9〜a14を形成する。なお、上述した内部相補
アドレス信号の表し方に従って、図面及び以下の説明で
は、上記内部相補アドレス信号a9〜a14.a9〜a
14を内部相補アドレス信号19〜土14と表す。
回路記号R−DCRで示されているのは、ロウアドレス
デコーダであり、後述するマルチプレクサMPXを介し
た内部相補アドレス信号10〜a8に従ってメモリアレ
イM−ARYの一本のワード線選択信号を形成する。
回路記号C−DCRで示されているのは、カラムアドレ
スデコーダであり、内部相補アドレス信号19〜a14
を受けて、M−ARYのデータ線選択信号を形成する。
このデータ線選択信号は、データ線選択タイミング信号
φyに同期して、カラムスイッチC−5Wに伝えられる
回路記号PC2で示されているのは、共通相補データ線
のプリチャージ回路であり、特に制限されないが、プリ
チャージ信号φpcdを受けて共通相補データ線を短絡
する上記プリチャージ回路PCIと同様なMOSFET
により構成されている。
回路記号MAで示されているのは、メインアンプであり
、上記センスアンプSAと同様な回路構成とされる。タ
イミング信号fmaは、そのパワースイッチMOS F
 ETを制御するためのものである。なお、図面を簡単
にするため、このタイミング信号imaは、互いに相補
的な信号φsaとφmaとを合わせて表している。
回路記号DOBで示されているのは、データ出力バッフ
ァであり、読み出しタイミングパルスφrwにより、メ
インアンプMAからの読み出しデータを外部端子D0〜
D7にそれぞれ送出する。なお、書込み時には、読み出
しタイミングパルスφr−によりこのDOBは、不動作
(出力ハイインピーダンス)にされる。
回路記号DIBで示されているのは、データ人力バッフ
1であり、書込みタイミングパルスφrwにより、外部
端子D0〜D7からの書込みデータを共通相補データ線
に伝える。なお、読み出し時には、書込みタイミングパ
ルスφjWによりこのDIBは不動作にされる。
上述した各種タイミング信号は、次の各回路ブロックに
より形成される。
回路記号REGで示されているのは、特に制限されない
が、アドレス信号a0〜a8(又はa0〜;8)を受け
て、その立ち上がり又は立ち下がりのエツジを検出する
エツジトリガ回路である。
回路記号CEGで示されているのは、特に制限されない
が、アドレス信号a9〜a14 (又は丁9〜;14)
を受けて、その立ち上がり又は立ち下がりのエツジを検
出するエツジトリガ回路である。
上記エツジ[・リガ回路REGは、特に制限されないが
、アドレス信号ao−a8と、その遅延信号とをそれぞ
れ受ける排他的論理和回路と、これらの排他的論理和回
路の出力信号を受ける論理和回路とによって構成される
。すなわち、アドレス信号とそのアドレス信号の遅延信
号とを受ける排他的回路が各アドレス信号に対して設け
られている。この場合9([lilの排他的論理和回路
が設けられており、この9個の排他的論理和回路の出力
信号が論理和回路に入力されている。このエツジトリガ
回路REGは、アドレス信号a0−a8のうちいずれか
が変化すると、その変化タイミングに同期したエツジ検
出パルスφrを形成する。
上記エツジトリガ回路CEGは、上記エツジトリガ回路
REGと同様な構成にされている。すなわち、アドレス
信号a9〜a14と、その遅延信号とをそれぞれ受ける
排他的論理和回路と、これらの排他的論理和回路の出力
信号を受ける論理和回路とによって構成されている。こ
のエツジトリガ回路CEGば、上記エツジトリガ回路R
EGと同様に、アドレス信号a9〜a14のうちいずれ
かが変化したとき、その変化タイミングに同期したエツ
ジ検出パルスφCを形成する。
回路記号TGで示されているのは、タイミング発生回路
であり、上記代表として示された主要なタイミング信号
等を形成する。すなわち、このタイミング発生回路TG
は、エツジ検出パルスφr。
φCの他、外部端子から供給されるライトイネーブル信
号WB、チップ選択信号C8を受けて、上記一連のタイ
ミングパルスを形成する。
回路記号MPXで示されているのは、マルチプレクサで
あり、後述する自動リフレッシュ回路REFからの制御
信号φrefに従って、上記アドレスバッファR−AD
Bで形成された内部相補アドレス信号ao〜18と、上
記自動リフレッシュ回路REFで形成された内部相補ア
ドレス信号aQ〜−先8とを選択的に上記デコーダR−
DCHに伝える。
回路記号Vbb−Gで示されているのは、基板バイアス
電圧発生回路である。
回路記号REFで示されているのは、自動リフレッシュ
回路であり、フレッシュアドレスカウンタ、タイマー等
を含んでおり、外部端子からのりフレッシュ信号RES
Hをロウレベルにすることにより起動される。
ずなわち、チップ選択信号csがハイレベルのときにリ
フレッシュ信号RESHをロウレベルにすると自動リフ
レッシュ回路REFは、制御信号φrefによってマル
チプレクサMPXを切り換えて、内蔵のりフレッシュア
ドレスカウンタからの内部アドレス信号をロウデコーダ
R−DCRに伝えて一本のワード線選択によるリフレッ
シュ動作(オートリフレッシュ)を行う。また、971
72118号RESHをロウレベルにしつづけるとタイ
マーが作動して、一定時間毎にリフレッシュアドレスカ
ウンタが歩進させられて、この間連続的なりフレッシュ
動作(セルフリフレッシュ)を行う。
第2図には、上記第1図のロウアドレスデコーダR−D
CRの一実施例の回路図が示されている。
特に制限されないが、この実施例のロウアドレスデコー
ダR−DCRは、2分割されて構成される。すわなち、
ワード線選択タイミング発生回路(図示せず)によって
形成されたワード線選択タイミング信号φXは、3ビツ
トのアドレス信号10〜土2を受ける第1のアドレスデ
コーダDCR1によって8つのアドレスデコーダ出力信
号φX000〜φx111に変換される。言い換えれば
、上記第1のアドレスデコーダ回路DCR1は、特に制
限されないが、8個の伝送ゲートMO3FETを含み、
上記アドレス信号10〜土2に従って1つの伝送ゲート
MOSFETをオン状態とすることによって1/8の上
記アドレスデコーダ出力信号ψx000〜φx111を
形成する。
上記8個のアドレスデコーダ出力信号φx000〜φx
lllは、次の第2のアドレスデコーダOCR2に入力
される。すなわち、上記8個のアドレスデコーダ出力信
号φx000〜φx111は、それぞれ伝送ゲートMO
3FETQI〜Q4を介してその一端がワード線WO−
W7に結合された伝送ゲ−)MOS F B T Q 
5〜Q8のゲートに供給される。
上記伝送ゲ−)MO3)’ETQI 〜Q4(7)ゲー
トには、それぞれゲートに電源電圧VCCが定常的に印
加されたカット用MO3FETQ9〜Ql 2を介して
第2のアドレスデコーダDCR2を構成するノアゲ−1
・回路N0RIの出力信号が共通に供給される。残りの
ワード線も、代表として示されているワード線W8〜W
lO等のように、上記類似の伝送ゲートMO3FETと
ノアゲート回路N0R2等により選択されるものである
特に制限されないが、上記第2のアドレスデコーダDC
R2を構成するノアゲート回路N0RI。
N0R2等には、6ビツトからなる相補アドレス信号!
3〜互8が所定の組合せによりそれぞれ供給される。
この実施例では、ワード線の選択動作の高速化を図るた
め、後述するように上記ワード線選択タイミング信号φ
Xは、プリチャージ期間中に発生させられる。そして、
ワード線の選択動作をプリチャージ終了と同時に行うよ
うにするため、上記代表として示されている各ワード線
W0〜W10にそれぞれ一端が結合された伝送ゲートM
0SFETQ5〜Q8及びQ16〜Q18の他端には、
共通にタイミング信号φ匹r゛が供給される。このタイ
ミング信号φper’は、上記プリチャージ信号φpc
rのロウレベル立ち下がり(プリチャージの終了)によ
りハイレベルに立ち上がるタイミング信号である。
なお、このロウアドレスデコーダR−DCHの動作は、
上記第1のアドレスデコーダDCR1により1/8の選
択を行うので、言い換えるならば、その8個の出力信号
φ×000〜φX111のうち、1つだけがハイレベル
にとどまり、他の全てがロウレベルになる。また、第2
のアドレスデコーダDCR2を構成するノアゲート回路
(64個)のうち、1つのノアゲート回路の出力のみが
ハイレベルにとどまる。したがって、例えば、第1のア
ドレスデコーダDC’RIの出力信号φX000がハイ
レベルで、ノアゲート回Fl!lN0RIの出力がハイ
レベルであると、このノアゲート回路N0RIの出力の
ハイレベルによりオン状態となっている伝送ゲートMO
3FETQI〜Q4のうちMO3F ETQlを通して
上記出力信号φX000のハイレベルが伝送ゲートMO
3FETQ5に伝えられるので、このMO3FgTQ5
のみがオン状態となる。したがって、タイミング信号φ
pcr’のハイレベルに従ってワード線Wがハイレベル
の選択状態にされる。
残りのワード線は、MO3FETQ6〜Q1B等が上記
出力信号φxO01〜φxlllのロウレベル又はノア
ゲート回路N0R2等の出力信号のロウレベルによりオ
フ状態となので、非選択状態とされる。
次に、第3図に示すタイミング図に従って、この実施例
回路の動作を説明する。
アドレス信号AO−Anのうち、いずれかのアドレス信
号Aiが変化すると、上記排他的論理和回路等によって
それぞれのエツジに同期した検出パルスが形成される。
これらの論理和により形成されるエツジ検出パルスφt
(φC)によって、メモリアレイM−ARYの周辺回路
が全てリセント状態にされる。例えば、タイミング信号
φpcr’φX等をロウレベルにしてワード線Wを非選
択状態のロウレベルとする。
また、タイミング信号φpaがロウレベルとして、セン
スアンプSAに設けられたパワースイッチMO3FET
をオフ状態にして、相補データ線対り。
Dをフローティング状態にする。この後、プリチャージ
信号φperをハイレベルにして上記相補データ線り、
Dを短絡するMOSFETをオン状態にすることによっ
て、上記相補データ線対り、 DをVcc/2にプリチ
ャージする。
この実施例では、このプリチャージ信号φpcrがハイ
レベルのプリチャージ期間において、ワード線選択タイ
ミング信号φXをハイレベルに立ち上げるものである。
また、上記入力されたアドレス信号に従ってロウアドレ
スデコーダR−DCRを動作させておくものである。
そして、上記プリチャージ信号φρcrがロウレベルへ
の変化により、言い換えるならばプリチャージ動作の終
了とともに、タイミング信号jpcr’を立ち上がらせ
るものである。これにより、上記第2図のロウアドレス
デコーダR−DCRは、選択されたワード線w−t−選
択状態のハイレベルにするものである。
上記選択されたワード線Wのハイレベルによってデータ
線りの電位は、選択されたメモリセルの電荷に従って微
少に変化する。そして、センスアン7”SAの動作タイ
ミング信号φpaがハイレベルになってセンスアンプS
Aが活性化され、上記相補データ線り、 Dに読み出さ
れた微少信号の増幅動作を開始する。上記センスアンプ
SAの増幅信号をメモリセルがそのまま受け暇ることに
よって再書込みが行われる。このような再書込みにおい
て、そのハイレベルの信号を情報記憶用キャパシタに書
込むため、上記タイミング信号φpcr’は、プートス
トラップ回路によりデータ線のハイレベルに昇圧するも
のであってもよい(図示せず)。
〔効 果〕
データ線のプリチャージ期間中を利用して、予めワード
線選択タイミング信号をハイレベルに立ち上がらせると
ともにロウアドレスデコーダを動作状態にしておいて、
上記プリチャージ動作の終了直後にワード線の選択動作
を開始させることによって、ワード線の選択動作の高速
化、ひいてはメモリアクセスの高速化を図ることができ
るという効果が得られる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、この発明は上記実施 。
例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範
囲で種々変更可能であることはいうまでもない0例えば
、上記プリチャージ制御タイミング信号を利用して、ワ
ード線の選択動作を開始させる具体的なゲート回路の構
成は、種々の実施形態を採ることができるものである。
また、相補データ線のプリチャージレベルは、電源電圧
Vccとするものであってもよい、また、そのメモリア
レイの周辺回路の具体的回路構成は、種々の実施形態を
採ることができるものである。なお、自動リフレッシュ
回路は、特に必要とされるものではない。
〔利用分野〕
この発明は、アドレス信号の変化を検出して内部回路の
動作に必要なタイミング信号を形成するMO3記憶装置
に広く利用できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の一実施例を示すのプロ・ツク図。 第2図は、そのアドレスデコーダの一実施例を示す回路
図、 第3図は、上記実施例回路の動作の一例を説明するため
のタイミング図である。 M−ARY・・メモリアレイ、PCI・・プリチャージ
回路、SA・・センスアンプ、R−ADB・・ロウアド
レスバッファ、C−5W・・カラムスイッチ、C−AD
B・・カラムアドレスバッファ、R−DCR・・ロウア
ドレスデコーダ、C−DCR・・カラムアドレスデコー
ダ、PC2・・プリチャージ回路、MA・・メインアン
プ、REG、CEG・・エツジトリガ回路、TG・・タ
イミング発生回路、REF・・自動リフレッシュ回路、
DOB・・データ出カバソファ、DIB・・データ人力
バッファ、MPX・・マルチプレクサ、Vbb−G・・
基板バイアス回路。 第 1 図 第 2 図 第 3 図 り呟t

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、アドレス信号の変化を検出して、内部回路の動作の
    タイミング信号を形成するタイミング制御回路と、この
    タイミング制御回路によって形成された動作開始タイミ
    ング信号によってデータ線をハイインピーダンス状態と
    しプリチャージ終了後に動作状態とされるセンスアンプ
    と、上記プリチャージ期間中に動作状態とされるワード
    線選択タイミング発生回路及びワード線選択信号を形成
    するアドレスデコーダと、上記ワード線選択タイミング
    信号とアドレスデコーダ出力信号とを受け上記プリチャ
    ージ終了信号によりワード線の選択動作を開始するゲー
    ト回路とを含むことを特徴とするMO5記憶。 2、情報記憶のためのメモリセルは、情報記憶用キャパ
    シタと、アドレス選択用のMO1SFE’l’とにより
    構成され、このメモリセルの書込み及び読み出しのため
    の周辺回路は、0M03回路で構成されるものであるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のMO3記憶
    装置。
JP58243826A 1983-12-26 1983-12-26 Mos記憶装置 Pending JPS60136094A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60212895A (ja) * 1984-04-06 1985-10-25 Hitachi Micro Comput Eng Ltd ダイナミツク型ram

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60212895A (ja) * 1984-04-06 1985-10-25 Hitachi Micro Comput Eng Ltd ダイナミツク型ram

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