JPS60231996A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPS60231996A
JPS60231996A JP59086876A JP8687684A JPS60231996A JP S60231996 A JPS60231996 A JP S60231996A JP 59086876 A JP59086876 A JP 59086876A JP 8687684 A JP8687684 A JP 8687684A JP S60231996 A JPS60231996 A JP S60231996A
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JP
Japan
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memory cell
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JP59086876A
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Kenji Anami
穴見 健治
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、半導体スタティックメモリの消費電力の低減
に関するものである。
〔従来技術〕
従来の半導体スタティックメモリは、第1図の様に構成
されていた。図において、(1)は6素子から成るメモ
リセル、(2)はワード線、(3)はビット線、(4)
はインバータトランジスタ、(5)はアクセストランジ
スタ、(6)は負荷抵抗、(7)は記憶ノード、(8)
ハビット線負荷である。
次にスタティックメモリの消費電流の一部となるコラム
電流について説明する。スタティックメモリでは、記憶
ノード(7a)と(7b)に情報が記憶される。いま第
1図のように、(7a)にItHHgh$1が、(7b
)に” Low”が記憶されているとき、図のように、
ワード線を”High”にすることにより選択されたメ
モリセルには、電源Vcc−ビット線負荷(8b)−ア
クセストランジスタ(5b)−インバータトランジスタ
(4b)−接地の流路を経て貫通電流(以下コラム電流
という)が流れる。スタティックRAMにおいて問題な
のは、行デコーダによって活性化された1本のワード線
に接続されたすべてのメモリセルにコラム電流が流れ込
むことである。列デコーダによって選択される列以外の
メモリセルに流れ込むコラム電流は、全く無効なもので
ある。
コノ無効なコラム電流を削減する方法として、本特許出
願者らは、特願54−027851にて、行デコーダを
中央に配し、ワード線を左右に分割し、一方だけしか活
性化させないようにすることにより、コラム電流を半減
させた。その具体例は、電子材料、昭和55年6月号5
0頁に示している。しかし、この方法の欠点は、コラム
電流を半分しか削減できないことである。更に本特許出
願者らは、コラム電流を削減させるために、特願昭57
−095982 にて、ワード線を多数に分割し、行選
択線と列ブロツク選択信号により上記の分割されたワー
ド線を活性化する方法を提案し、64にビットスタティ
ックRAMで具体化した。(ISSCCDigest 
of Technical papers、 pp、 
58−59. Feb 。
1988) しかし、この方法の欠点は、ワード線の他に、ワード線
と平行・に行選択線が必要で、メモリセルが複雑になる
ことである。
やはりコラム電流を低減する方法として、非選択の列の
メモリセルの接地電位を上昇させ、コラム電流を低減す
ることを提案した例(特開昭56−148587)があ
るが、低減するだけで、完全に遮断するまでに到ってい
ない。かつ上記接地線を列上にあるすべてのメモリセル
が共有しているために、接地線に負荷される寄生容量が
太き(なり、充放電に大電流を必要とするなどの欠点が
あった。
コラム電流を遮断する方法として、ビット線負荷をパル
スで駆動し貫通電流を遮断する方法が具体化されたが(
l5SCCDigest of Technicalp
apers、 p、 258−259. Feb、 、
 1982又は、ISSCCDigest of Te
chnical papers、 p、260−261
.Feb、。
1982) 、直流的な電流は低減できたものの、過渡
的に流れるコラム電流は削減できていない。
〔発明の概要〕
この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、非選択の列と行のメモリセルの接
地電位を上昇させ、被選択のワード線の電圧レベルを、
非選択セルの接地電位に、アクセストランジスタのしき
い値電圧を加えた電圧以下に設定し、非選択の列または
列ブロツクメモリセルには、直流的にも、過渡的にも電
流が流れ込まないようにすることにより、低消費成力の
半導体スタティックメモリを提供することを目的として
いる。
〔発明の実施例〕
第2図はこの発明の一実施例を示すスタティック形メモ
リ装置の構成図であり、図において、(1)は6素子か
ら成るメモリセル、(2)はワード線、(3)はビット
線、(4)はインバータトランジスタ、(6)は負荷抵
抗、(7)は記憶ノード、(8)はビット線負荷、(9
)はメモリセルの接地ノード(以下ブロックVssと称
す)であり、Ql)はワード線(2)と列ブロツク選択
線a41を入力とするNANDゲート、(2)は列(ト
)アドレス信号を入力とし、ANDゲートからなる列ブ
ロツクセレクタ、(IIは行(3)アドレス信号を入力
とする行間デコーダ、Q◆は列ブロツク選択信号であり
、α時は第1電位点α〜を介して負荷抵抗(6)に接続
される第1電位発生手段である。NAN Dゲート01
>は列ブロックと行が共に選択されたときのみ、ブロッ
ク■5s(9)を接地(GND)電位にし、列ブロック
行のいずれかが非選択のときは、それよりも高い中間レ
ベルになるように設定し、かつワード線レベル(2a)
がブロックVss(9)の電位にアクセストランジスタ
(5)のしきい値電圧vthを加えた値以下になるよう
に設定している。
第8図は、6素子からなるメモリセルψの回路図であり
、特に第1電位発生手段叫の回路を具体的に示したもの
である1、この第1電位発生手段竺は同一のインバータ
を奇数段重ねてフィードバックをかりた構成のリング発
振器すなわちリングオシレータa′:)と、そのリング
オシレータ0ηにコンデンサ(至)を介してソースが接
続され、ドレインとゲートが電源電圧Vccに接続され
るトランジスタ四、ソースが第1電位点(至)に接続さ
れ、ドレインとゲートがコンデンサ(ト)を介してリン
グオシレータαηに接続されるトランジスタに)とから
なるものであり、これによって記憶ノード(7)に記憶
されるH″の電位は、電源電圧Vccより高くなり、V
ccを5v1リングオシレータαのの振幅を5vとすれ
ば約8v程度になるものである。従って、ブロックVs
s (9)の電位が仮りに5v程度であっても記憶ノー
ド(7)に記憶されている内容は保持されるものである
以下、第8図の回路を第4図及び第5図の電圧レヘル図
を参照して説明する。非選択のメモリセルにおいては、
アクセストランジスタのソース電圧VASはブロックV
ss (9)の電位Vssにインバータトランジスタの
による電圧降下を加えた電位まで上昇しているので、ワ
ード線の電位VwとアクセストランジスタのソースVA
Sとの間の電位差が、アクセストランジスタのしきい値
電圧以上になる仁とはなく、アクセストランジスタは完
全に非導通となり、コラム電流のパスは完全にしゃ断さ
れる。
また被選択のメモリセルにおいては、従来と同様、アク
セストランジスタのゲート、ソース間にはアクセストラ
ンジスタのしきい値電圧よりも十分に大きな電圧が印加
されるので、正常な書き込み、読み出し動作が行なわれ
る。
またアドレス信号により、選択しているメモリセルが他
の列ブロックの他の行へ移動しても、元選択されていた
ブロックVssの小さな付加容量を充電し、新たに選択
されたメモリセルに接続されているブロックVssの小
さな付加容量を放電するだけであるから、これらの動作
に要する消費電力は非常に小さい。
また、ブロック分割により消費電流を低減するのは、特
願昭57−095982と同様であるが、本発明によれ
ば、前発明で用いているワード線は2本も必要とせず、
1本で良いから、メモリセルの構造が簡単になり、歩留
りが向上する。
なお、上記実施例では、高抵抗負荷を用いたメモリセル
を使用したものを示したが、デプリーション型MO5)
ランジスタを用いたED型(エンハンスメント−デプリ
ーション型)メモリセルや、PMO8)ランジスタを用
いたCAIQs型メモリセメモリセルもよ(、上記実施
例と同様の効果を奏する。
更に、上記実施例に於ては、第1電位点αυに第1電位
発生手段αQを接続したものとしたが、直接電源に接続
してVccを与えても良い。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、列をブロックに分割
し、非選択の列ブロック又は非選択のワード線上にある
メモリセルの接地電位を上昇させ、被選択のワード線の
電位を、非選択の列ブロック又は非選択のワード線上に
あるメモリセルの接地電位にアクセストランジスタのし
きい値電圧を加えた電位以下に設定したので、非選択の
列ブロックのメモリセルには直流的にも過渡的にも電流
が流れ込まず、かつ、ブロック分割により、セルの接地
線に付ずいする静電容量が小さいので、メモリセルの切
替時の充放電電流が少なく、低消費電力の半導体スタテ
ィックメモリが得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の半導体スタティックメモリ装置のメモリ
セル部分を示す回路図、第2図はこの発明の一実施例を
示す半導体スタティックメモリ装置の構成図、第8図は
この発明の一実施例を示す半導体スタティックメモリ装
置のメモリセル部分の回路図、第4図は、この発明の一
実施例を示す半導体スタティックメモリ装置の非選択ブ
ロックの電圧レベルを示す図、第5図はこの発明の一実
施例を示す半導体スタティックメモリ装置の選択ブロッ
クの電圧レベルを示す図である。 図において、(11a)(11b)(11C)はワード
線とブロック選択線を入力とするNANDゲート、(1
2a) (i2b) (12C)はアドレス信号を人力
とするブロックセレクタである。 尚、各図中同一符号は同一または相当部分を示すものと
する。 代理人 大岩増雄 第1図 第3図 第4図 第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)インバータMO3)ランジスタとアクセストラン
    ジスタと負荷素子から成るメモリセルを2次的に配列し
    たスタティック形メモリ装置において、メモリセルアレ
    イを複数の列ブロックに分割し、前記ブロック内にある
    同−賃上のメモリセルの接地端子を、ワード線信号と列
    ブロツク選択信号を入力とするNANDゲートで駆動し
    、かつ前記メモリセルの接地端子の電位が、列ブロック
    又はワード線が非選択のときは、ワード線電位からアク
    セストランジスタのしきい値電圧を差し引いた電位以上
    に設定され、列ブロック、ワード練兵選択されたときは
    、周辺回路と同じ接地電位(OV)になるように設定さ
    れていることを特徴とする半導体記憶装置。
JP59086876A 1984-04-28 1984-04-28 半導体記憶装置 Pending JPS60231996A (ja)

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