JPS60234291A - Semiconductor memory - Google Patents

Semiconductor memory

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JPS60234291A
JPS60234291A JP59089406A JP8940684A JPS60234291A JP S60234291 A JPS60234291 A JP S60234291A JP 59089406 A JP59089406 A JP 59089406A JP 8940684 A JP8940684 A JP 8940684A JP S60234291 A JPS60234291 A JP S60234291A
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ecl
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emitter
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修一 宮岡
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小高 雅則
Nobuyuki Goto
後藤 展行
Katsumi Ogiue
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
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    • 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

Abstract

PURPOSE:To attain the high-speed working of a semiconductor memory device with low power consumption by constituting an address buffer and a pre-address decoder of the ECL (emitter coupled logic) circuit structure. CONSTITUTION:The address signal bit AO of a CMOS level is converted into an ECL level through a transistor TR10 of an address buffer constituting an ECL circuit, a level shift diode D10 and an emitter follower forming an MOSFET30 constituting a constant current source. This conversion output is supplied to the base of a differential TR11 of an address buffer which constitutes the ECL circuit with the emitter connected to a constant current source TR31 in common to the emitter of a differential TR12 together with said TR12 to which the reference voltage is applied through the base as the threshold voltage. A pre-address decoder part also applies the constitution of an ECL circuit, and an ECL circuit is used also to other address signal bits. Therefore a static RAM semiconductor device using an MOSFET to a memory array can works at a high speed with low power consumption.

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、半導体記憶装置に関するもので、例えば、
メモリアレイがMOSFETによって構成されたスタテ
ィック型RAMを構成する半導体記憶装置に利用して有
効な技術に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field] The present invention relates to a semiconductor memory device, for example,
The present invention relates to a technique that is effective for use in a semiconductor memory device that constitutes a static RAM whose memory array is constituted by MOSFETs.

〔背景技術〕[Background technology]

バイポーラ型トランジスタによって構成されたRAM(
ランダム・アクセス・メモリ)(例えば、製品名HM2
105)は、高速動作である反面、各トランジスタに常
時動作電流を流しつづけるものであるので、消費電力が
大きくなるという欠点がある。
RAM composed of bipolar transistors (
random access memory) (for example, product name HM2
Although the transistor No. 105) operates at high speed, it has the drawback of increasing power consumption because an operating current continues to flow through each transistor at all times.

1一方、CMO3回路によって構成されらスタティック
型RAM (例えば、雑誌電子材料1983年4月号第
56頁〜第61頁参照)は、低消費電力である反面上記
バイポーラ型トランジスタによって構成されたECL 
(エミッタ・カップルド・ロジック)型RAMに比べて
、アクセス時間が遅いという欠点がある。
1. On the other hand, a static type RAM configured with CMO3 circuits (see, for example, Magazine Electronic Materials, April 1983 issue, pages 56 to 61) has low power consumption, but on the other hand, an ECL configured with the above-mentioned bipolar type transistors.
(Emitter-coupled logic) type RAM has the disadvantage of slow access time.

そこで、本願発明者は、上記CMOSスタティック型R
AMにおけるアドレスバッファとプレアドレスデコーダ
部に高速動作化が図られるE CL回路を利用すること
によって、高速動作と低消費電力化を図ることを考えた
Therefore, the inventor of the present invention proposed the above-mentioned CMOS static type R.
We considered achieving high-speed operation and low power consumption by using an ECL circuit that can operate at high speed in the address buffer and pre-address decoder section of AM.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

この発明の目的は、高速動作と低消費電力とを実現した
半導体記t、a装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a semiconductor device that realizes high-speed operation and low power consumption.

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。
The above and other objects and novel features of this invention include:
It will become clear from the description of this specification and the accompanying drawings.

〔発明の(既要〕[Invention (already required)]

本願において開示される発明のうちR,表的なもののm
要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
Among the inventions disclosed in this application, R, representative m
A brief explanation of the main points is as follows.

すなわち、MOSスタティック型RAMの“アドレスバ
ッファとプレアドレスデコーダとをE CL回路によっ
て構成し、ECL回路による高速動作と、0M03回路
による低消費電力とを実現するものである。
That is, the address buffer and pre-address decoder of the MOS static RAM are configured by ECL circuits, and high-speed operation by the ECL circuit and low power consumption by the 0M03 circuit are realized.

〔実施例〕〔Example〕

第1図には、この発明をCMOSスタティック型RAM
に通用した場合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、同図のRAMは、公知のバイポーラ
(Bi)及び0MO5(相補型MO3)集積回路(IC
)技術によって1個のシリコン単結晶のような半導体基
板上に形成される。端子Ax、Ay、Din、Dout
 、WE及びC8は、その外部端子とされる。なお、同
図において電源供給端子は省略されている。特に制限さ
れないが、この実施例のCMOSスタティック型RAM
は、約64にビットの記憶容量を持つようされる。そし
て、後述するコモンデータ線における浮遊容量を削減す
るため、メモリアレイが41周に分割されて構成される
FIG. 1 shows the present invention as a CMOS static RAM.
A circuit diagram of an embodiment that is applicable to the following is shown. Although not particularly limited, the RAM in the figure may be a known bipolar (Bi) or 0MO5 (complementary MO3) integrated circuit (IC).
) technology on a semiconductor substrate such as a silicon single crystal. Terminals Ax, Ay, Din, Dout
, WE and C8 are its external terminals. Note that the power supply terminal is omitted in the figure. Although not particularly limited, the CMOS static type RAM of this embodiment
is designed to have a storage capacity of approximately 64 bits. In order to reduce stray capacitance in common data lines, which will be described later, the memory array is divided into 41 circuits.

メモリセルMCは、その1つの具体的回路が代表として
示されており、ゲートとドレインが互いに交差結線(ラ
ッチ形態)された記憶(駆動)MO5FETQI、C2
と、上記MO5FETQI。
One specific circuit of the memory cell MC is shown as a representative, which is a memory (drive) MO5FETQI, C2 whose gate and drain are cross-connected (latch type).
And the above MO5FETQI.

C2のドレインと電源電圧VDDとの間には、特に制限
されないが、情報保持用のポリ (多結晶)シリコン層
で形成された高抵抗R1,R2が設けられている。そし
て、上記MO3FETQI、Q2の共通接続点と相補デ
ータ線(又はディジット線)Do、DOとの間に伝送ゲ
ートMO3FETQ3、C4が設けられている。他のメ
モリセルMCも相互において同様な回路構成にされてい
る。
Although not particularly limited, high resistances R1 and R2 formed of a polysilicon layer for information retention are provided between the drain of C2 and the power supply voltage VDD. Transmission gates MO3FETs Q3 and C4 are provided between the common connection point of the MO3FETs QI and Q2 and the complementary data lines (or digit lines) Do and DO. Other memory cells MC also have similar circuit configurations.

これらのメモリセルMCは、マトリックス状に配置され
て、代表として示されているメモリアレイM−ARYO
を構成する。すなわち、同じ行に配置されたメモリセル
の伝送ゲート型MO3FETQ3.Q4等のゲートは、
それぞれ対応するワード線W1及びW2に共通に接続さ
れ、同し列に配置されたメモリセルの入出力端子は、そ
れぞれ対応する一対の相補データ線DO,Do及びDI
These memory cells MC are arranged in a matrix, and a memory array M-ARYO is shown as a representative.
Configure. That is, the transmission gate type MO3FETQ3 . of the memory cells arranged in the same row. Gates such as Q4 are
Input/output terminals of memory cells arranged in the same column and commonly connected to corresponding word lines W1 and W2 are connected to a pair of corresponding complementary data lines DO, Do and DI, respectively.
.

Dlに接続される。Connected to Dl.

上記メモリセルMCにおいて、それを低消費電力にさせ
るため、その抵抗R1は、へイ05FETQ1がオフ状
態にされているときのMO3FETQ2のゲート電圧を
しきい値電圧以上に維持させることができる程度の高抵
抗値にされる。同様に抵抗R2も高抵抗値にされる。言
い換えると、上記抵抗R1は、MO3FETQIのドレ
インリーク電流によってMO3FETQ2のゲート容量
(図示しない)に蓄積されている情報電荷が放電させら
れてしまうのを防ぐ程度の電流供給能力を持つようにさ
れる。
In the above memory cell MC, in order to reduce power consumption, the resistor R1 is set to a level that allows the gate voltage of MO3FETQ2 to be maintained above the threshold voltage when H05FETQ1 is turned off. It is made to have a high resistance value. Similarly, the resistor R2 is also made to have a high resistance value. In other words, the resistor R1 has enough current supply capability to prevent the information charges stored in the gate capacitance (not shown) of the MO3FET Q2 from being discharged due to the drain leakage current of the MO3FET QI.

この実施例に従うと、メモリアレイがCMO5−IC技
術によって製造されるにもかかわらず、上記のようにメ
モリセルMCはnチャンネルMO3FETとポリシリコ
ン抵抗素子とから構成される。上記ポリシリコン抵抗素
子に代えてpチャンネルMO3FETを用いる場合に比
べ、メモリセル及びメモリアレイの大きさを小さくでき
る。すなわち、ポリシリコン抵抗を用いた場合、駆動M
O3FETQI又はC2のゲート電極と一体的に形成で
きるとともに、それ自体のサイズを小型化できる。そし
て、pチャンネルMO5FETを用いたときのように、
駆動MO3FETQI、Q2から比較的大きな距離を持
って離さなければならないことがないので無駄な空白部
分が生しない。
According to this embodiment, although the memory array is manufactured by CMO5-IC technology, the memory cells MC are composed of n-channel MO3FETs and polysilicon resistance elements as described above. Compared to the case where a p-channel MO3FET is used in place of the polysilicon resistance element, the size of the memory cell and memory array can be made smaller. That is, when using a polysilicon resistor, the drive M
It can be formed integrally with the gate electrode of O3FETQI or C2, and its size can be reduced. And, like when using p-channel MO5FET,
Since it is not necessary to separate it from the driving MO3FETs QI and Q2 by a relatively large distance, no wasted blank space is created.

同図において、ワード線W1は、XアドレスデコーダX
−DCRで形成された選択信号を受ける駆動回路DVI
によって選択される。他のワードIjlW2についても
同様である。
In the figure, the word line W1 is connected to the X address decoder
- Drive circuit DVI that receives the selection signal formed by DCR
selected by The same applies to the other word IjlW2.

上記XアドレスデコーダX−DCRは、相互において類
似のノアゲート回路Gl、02等により構成される。こ
れらのノアゲート回路Gl、02等の入力には、図示し
ない適当な回路装置から供給される外部アドレス信号A
xを受けるXアドレスバッファX−ADBで加工された
内部相補アドレス信号が所定の絹合せにより印加される
The X-address decoder X-DCR is composed of mutually similar NOR gate circuits G1, 02, etc. The inputs of these NOR gate circuits Gl, 02, etc. receive an external address signal A supplied from an appropriate circuit device (not shown).
An internal complementary address signal processed by the X address buffer X-ADB receiving x is applied according to a predetermined combination.

上記メモリアレイM−ARYOにおける一対のデータ線
DO,Do及びDI、DIは、特に制限されないが、そ
れぞれデータ線選択のための伝送ゲー1−M05FET
Q9.Ql O及びQll、G12から構成されたカラ
ムスイッチ回路を介してコモンデータ線、CDO,CD
Oに接続される。このコモンデータ線CDO,CDOに
は、読み出L7回路Rの入力端子と、書込み回路Wの出
力端子が接続される。図示しない他のメモリアレイM−
ARYO〜メモリアレイM−ARY3のコモンデータ線
もそれぞれ上記読み出し回路Rの対応する入力端子と、
書込み回路Wの対応する出力端子に接続される。上記読
め出し回路Rの出力端子は、データ出力端子Doutに
読み出し信号を送出し、書込み回路Wの入力端子には、
データ入力端子Dinから供給される書込みデータ信号
が印加される。
The pair of data lines DO, Do and DI, DI in the memory array M-ARYO are each connected to a transmission gate 1-M05FET for data line selection, although it is not particularly limited.
Q9. The common data line, CDO, CD is connected via a column switch circuit composed of QlO, Qll, and G12.
Connected to O. The input terminal of the read L7 circuit R and the output terminal of the write circuit W are connected to the common data lines CDO, CDO. Other memory array M- not shown
The common data lines of ARYO to memory array M-ARY3 are also connected to corresponding input terminals of the readout circuit R, respectively.
It is connected to the corresponding output terminal of the write circuit W. The output terminal of the read circuit R sends a read signal to the data output terminal Dout, and the input terminal of the write circuit W sends a read signal to the data output terminal Dout.
A write data signal supplied from the data input terminal Din is applied.

上記カラムスイッチ回路を構成するMO5FETQ9.
QIO及びQll、G12のゲートには、それぞれYア
ドレスデコーダY−DCRから選択信号Yl、Y2が供
給される。このYアドレスデコーダY−DCRば、相互
において類似のノアゲート回路G3,04等により構成
される。これらのノアゲート回路G3.G4の入力には
、図示しない適当な回路装置から供給される外部アドレ
ス信号Ayを受けるYアドレスバッファY−ADBで加
工された内部相補アドレス信号が所定の組合せにより印
加される。
MO5FETQ9 that constitutes the above column switch circuit.
Selection signals Yl and Y2 are supplied from the Y address decoder Y-DCR to the gates of QIO, Qll, and G12, respectively. This Y-address decoder Y-DCR is composed of mutually similar NOR gate circuits G3, G04, etc. These NOR gate circuits G3. A predetermined combination of internal complementary address signals processed by a Y address buffer Y-ADB receiving an external address signal Ay supplied from an appropriate circuit device (not shown) is applied to the input of G4.

制御回路CONは、外部端子WE、C3からの制御信号
を受けて、内部制御タイミング信号を形成する。
The control circuit CON receives control signals from external terminals WE and C3 and forms an internal control timing signal.

この実施例では、特に制限されないが、チップ非選択時
にデータ線の負荷MO3FETQ5等といずれか1つ選
択状態とされたワード線に接続されたメモリセルMCの
伝送ゲートMO3FETQ3等及びオン状態となってい
る記憶MO3FETQ1等を通して直流電流が流れるの
を防止するため、上記XアドレスデコーダX−DCRを
構成するノアゲート回路Gl、02等の入力に上記制御
回路COHにより形成さた非選択状態の内部チップ選択
信号aのハイレベルによって、全ワード線を非選択状態
としている。
In this embodiment, although not particularly limited, when the chip is not selected, the load MO3FETQ5 etc. of the data line and the transmission gate MO3FETQ3 etc. of the memory cell MC connected to the word line of which one is in the selected state are in the on state. In order to prevent direct current from flowing through the memory MO3FET Q1, etc., the internal chip selection signal in a non-selected state is generated by the control circuit COH at the input of the NOR gate circuit Gl, 02, etc. that constitute the X address decoder X-DCR. The high level of a makes all word lines non-selected.

第2図には、上記読み出し回路の一実施例の回路図が示
されている。
FIG. 2 shows a circuit diagram of one embodiment of the readout circuit.

この実施例では、上記メモリアレイM −A RYOか
らの読み出し信号を増幅するセンスアンプSAOとして
、特に制限されないが、差動形態のバイポーラ型トラン
ジスタTI、T2が用いられる。
In this embodiment, differential bipolar transistors TI and T2 are used as the sense amplifier SAO that amplifies the read signal from the memory array M-ARYO, although not particularly limited thereto.

すなわち、上記コモンデータ綿CDO,CDOに現れた
メモリセルの読み出し電圧は、上記差動トランジスタT
1.T2のベースに供給される。これらの差動トランジ
スタTI、T2の共通エミッタには、動作タイミング信
号φpaoを受けるnチャンネルMO3FETQI 3
が設けられる。他の代表として示されているメモリアレ
イM−ARY3に対しても同様な差動トランジスタT3
.T4と、NチャンネルMO3FETQI 4とで構成
されたセンスアンプSA3が設けられる。そして、上記
差動トランジスタTI、T2及びT3.T4等の対応す
るコレクタは、それぞれ共通化されて後述するメインア
ンプMAの一対の入力端子に接続される。
That is, the read voltage of the memory cell appearing in the common data CDO and CDO is the same as that of the differential transistor T.
1. Supplied to the base of T2. The common emitters of these differential transistors TI and T2 include an n-channel MO3FETQI3 which receives an operation timing signal φpao.
is provided. A similar differential transistor T3 is also applied to the memory array M-ARY3 shown as another representative.
.. A sense amplifier SA3 is provided, which includes a transistor T4 and an N-channel MO3FET QI4. The differential transistors TI, T2 and T3. Corresponding collectors such as T4 are shared and connected to a pair of input terminals of a main amplifier MA, which will be described later.

各差動トランジスタの共通エミッタに設けられるMO5
FETQI 3.Ql 4のゲートに供給される動作タ
イミング信号φpaO、φpa3は、チップが選択状態
にされ、読み出し動作状態にされたときにロウレベル(
論理″0″)になる読み出し制御信号C5+ WEと、
上記メモリアレイM −A RYO〜M−ARY3の選
択動作に用いられる相補アドレス信号axi、ayiと
を受けるノア(N。
MO5 provided at the common emitter of each differential transistor
FETQI 3. The operation timing signals φpaO and φpa3 supplied to the gate of Ql4 go to a low level (
a read control signal C5+WE which becomes logic "0");
A NOR (N) receives complementary address signals axi and ayi used in the selection operation of the memory arrays M-ARYO to M-ARY3.

R)ゲート回路G5.G6により形成される。これによ
って、読み出し動作のために選択されたメモリアレイに
対応した1つのセンスアンプSAの動作電流を形成する
MOSFETのみがオン状態となり、残り3個のセンス
アンプSAのMOSFETはオフ状態になる。
R) Gate circuit G5. Formed by G6. As a result, only the MOSFET that forms the operating current of one sense amplifier SA corresponding to the memory array selected for the read operation is turned on, and the MOSFETs of the remaining three sense amplifiers SA are turned off.

上記共通化された各センスアンプ5AO−3A3を構成
する差動トランジスタTl、T2〜T3゜T4のそれぞ
れのコレクタは、メインアンプMAの初段回路を構成す
るヘース接地型の増幅トランジスタT5.T6のエミッ
タにそれぞれ接続される。これらのトランジスタT5.
76のヘースには、次のバイアス回路によって形成され
たバイアス電圧が供給されている。すなわち、電源電圧
■DDと回路の接地電位点との間に、」二記電源電圧■
DDをレベルシフトする直列形態のダイオードDI。
The collectors of the differential transistors Tl, T2 to T3, T4, which constitute each of the common sense amplifiers 5AO-3A3, are connected to the grounded amplification transistors T5, T2, T2, T3, T4, and T4, which constitute the first stage circuit of the main amplifier MA, respectively. Each is connected to the emitter of T6. These transistors T5.
76 is supplied with a bias voltage formed by the following bias circuit. In other words, between the power supply voltage ■DD and the ground potential point of the circuit,
Diode DI in series form to level shift DD.

D2とバイアス電流を流すnチャンネルMO3FETQ
16とが直列形態に接続される。また、上記ダイオード
Diには、並列形態にnチャンネルMO3FETQ23
が設けられ、ごのMO3FETQ23のゲートには、特
に制限されないが、読み出し動作のときにロウレベルに
なる読み出し制御信号−p、+csが供給される。また
、」−記トランジスタT5.T6のそれぞれのエミッタ
にはそのバイアス電流を形成するnチャンネルMO3F
ETQ15.Ql7が設りられる。これらのMO3FE
TQI 5.Ql 7のゲートには、上記読み出し動作
の時にハイレベルになる制御信号■・C5が供給される
ことによって、読み出し動作の時のみ上記MO3FET
Q15〜Q17がオン状態となり、それぞれのバイアス
電流を形成する。
n-channel MO3FETQ that flows bias current with D2
16 are connected in series. In addition, the diode Di is connected to an n-channel MO3FET Q23 in parallel.
The gate of each MO3FET Q23 is supplied with read control signals -p, +cs which become low level during a read operation, although this is not particularly limited. Also, the transistor T5. Each emitter of T6 has an n-channel MO3F forming its bias current.
ETQ15. Ql7 is established. These MO3FE
TQI 5. The gate of Ql 7 is supplied with a control signal C5 which becomes high level during the read operation, so that the MO3FET is activated only during the read operation.
Q15 to Q17 are turned on and form their respective bias currents.

また、上記トランジスタT5.’T”6のコレクタと電
源電圧VDDとの間には、負荷手段としてそれぞれ並列
形態にされたpチャンネルMOS F ETQ20.C
21とNチーレンネルMO3FETQ22、C24が設
りられる。上記pチャンネルMO3FETQ20.C2
1のゲートは、回路の接地電位が定常的に供給されるこ
とによって常時オン状態となり、nチャンネルMO3F
ETQ22゜C24のゲートには1.上記読み出し制御
信号−E十CSが供給される。
Further, the transistor T5. Between the collector of 'T'6 and the power supply voltage VDD, there are p-channel MOS FETQ20.C connected in parallel as load means.
21 and N-channel MO3FETs Q22 and C24 are installed. The above p-channel MO3FETQ20. C2
The gate of No. 1 is always on by being constantly supplied with the ground potential of the circuit, and the gate of n-channel MO3F
The gate of ETQ22°C24 has 1. The read control signal -E1CS is supplied.

これらのトランジスタT5.T6のコレクタ出力は、エ
ミッタフォロワトランジスタT7.T8を通してデータ
出力バンファDOBに伝えられる。
These transistors T5. The collector output of T6 is connected to the emitter follower transistor T7. The data is transmitted to the data output buffer DOB through T8.

上記トランジスタT7.T8のエミッタには、その動作
電流を形成するnチャンネルM OS FE ’r1 C18,C19がそれぞれ設けられ、上記読み出し制御
信号−E −C5が供給される。
Said transistor T7. The emitter of T8 is provided with n-channel MOS FE'r1 C18 and C19 that form its operating current, and is supplied with the readout control signal -E-C5.

読み出し動作においては、ライトイネーブル信号WEが
ハイレベルにされ、チップ選択信号篩がロウレベルされ
る。これにより、読み出し制御信iE −C5がハイレ
ベルに、その反転信号−B+C5がロウレベルになる。
In a read operation, the write enable signal WE is set to high level, and the chip selection signal Sieve is set to low level. As a result, the read control signal iE -C5 becomes high level and its inverted signal -B+C5 becomes low level.

したがって、例えば、このとき供給されたアドレス信号
axi、aylがロウレベルならノアゲート回路G5が
開いてその出力信号φpaOがハイレベルになりMO5
FETQ13がオン状態にする。これにより差動トラン
ジスタTl、T2に動作電流が流れるので、メモリアレ
イM−ARYOからの読み出し信号を増幅してコレクタ
から送出する。
Therefore, for example, if the address signals axi and ayl supplied at this time are at low level, NOR gate circuit G5 is opened and its output signal φpaO is at high level, MO5
FETQ13 is turned on. As a result, an operating current flows through the differential transistors Tl and T2, so that the read signal from the memory array M-ARYO is amplified and sent from the collector.

一方、メインアンプMAの制御信号WE −C5がハイ
レベルになるので、電流源を構成するMO3FETQ1
5〜Q19がオン状態になって、それぞれのトランジス
タT5〜T8に動作電流を形成するので、上記センスア
ンプSAOの出力信号を増幅してデータ出カバソファD
OB (図示せず)に2 供給するので、外部端子から読み出し出力信号Dout
が得られる。
On the other hand, since the control signal WE-C5 of the main amplifier MA becomes high level, the MO3FETQ1 constituting the current source
5 to Q19 are turned on to form operating currents in the respective transistors T5 to T8, so the output signal of the sense amplifier SAO is amplified and the data output cover sofa D
2 is supplied to OB (not shown), so the read output signal Dout from the external terminal
is obtained.

なお、他のメモリアレイM−ARYI〜M−ARY3の
センスアンプSA1〜SA3は、その動作タイミング信
号pal〜φpa3がロウレベルになって動作電流を形
成するMO8FETQ14等がオフ状態になるので、出
力ハイインピーダンス状態となる。これにより、メイン
アンプMAには、上記選択されたメモリアレイM−AR
YOの出力電流のみが供給される。
Note that the sense amplifiers SA1 to SA3 of the other memory arrays M-ARYI to M-ARY3 have output high impedance because their operation timing signals pal to φpa3 become low level and MO8FETQ14 etc. that form the operating current are turned off. state. As a result, the main amplifier MA has the memory array M-AR selected above.
Only the output current of YO is supplied.

また、書込み動作にあっては、ライトイネーブル信号W
Eがロウレベルになるため、上記制御信号WE −C5
がロウレベルに、WE+’C5がハイレベルになる。こ
れにより、センスアンプSAO〜S A 3とメインア
ンプMAの増幅トランジスタの動作電流を形成するMO
3FETQI 3〜Q19が全てオフ状態になって、こ
れらの動作を禁止するものである。このとき、メインア
ンプMAの初段回路のバイアス電圧は、MO3FETQ
23のオン状態ニヨッテ約VDD−Vf (Vfはダイ
オードD2の順方向電圧)にしている。また、負荷手段
としてのNチャンネルMO5FETQ22及びQ24も
オン状態としてエミッタフォロワトランジスタT7.T
8のベース電位を共に高くして、その出力信号を受ける
データ出カバソファ回路DOBの入力段回路を構成する
ところのPチャンネル間O3FETが共にオフ状態にな
るようにしている(図示せず)。
In addition, in the write operation, the write enable signal W
Since E becomes low level, the above control signal WE -C5
becomes low level, and WE+'C5 becomes high level. As a result, the MO which forms the operating current of the sense amplifiers SAO to S A 3 and the amplification transistor of the main amplifier MA
All 3FETQI 3 to Q19 are turned off and their operations are prohibited. At this time, the bias voltage of the first stage circuit of the main amplifier MA is MO3FETQ
The on-state voltage of 23 is approximately VDD-Vf (Vf is the forward voltage of diode D2). Further, the N-channel MO5FETs Q22 and Q24 serving as load means are also turned on, and the emitter follower transistors T7. T
By raising the base potentials of both 8 and 8, the P-channel inter-channel O3FETs forming the input stage circuit of the data output cover sofa circuit DOB that receives the output signal are both turned off (not shown).

なお、バイポーラトランジスタの動作電流を形成すると
き、そのMOSFETは、飽和領域で動作させられてい
る。これにより、MOS F ETは、バイポーラトラ
ンジスタに対して、は−一定(定電流)の動作電流を形
成することができるものである。
Note that when forming the operating current of the bipolar transistor, the MOSFET is operated in the saturation region. As a result, the MOS FET can generate a constant (constant current) operating current with respect to the bipolar transistor.

第3図には、上記第1図の実施例回路におけるアドレス
バッファX−ADB (Y−ADB)とアドレスデコー
ダX−DCR(Y−DCR)の一実施例の回路図が示さ
れている。
FIG. 3 shows a circuit diagram of an embodiment of the address buffer X-ADB (Y-ADB) and address decoder X-DCR (Y-DCR) in the embodiment circuit of FIG. 1.

特に制限されないが、8ビツトのアドレス信号AO〜A
7によって、256本のワード線(又は相補データ線)
の選択信号を形成する場合、8ビツトのアドレス信号A
O−A7は、AO〜A2゜A3〜A5及びA6.A7の
ように3分割される。
Although not particularly limited, 8-bit address signals AO to A
7, 256 word lines (or complementary data lines)
When forming the selection signal of 8-bit address signal A
O-A7 is AO~A2°A3~A5 and A6. It is divided into three parts like A7.

このうち、同図には、上記アドレス信号AO−A2を受
ける2つのアドレスバッファ回路が代表として示されて
いる。すなわち、外部端子から供給されたアドレス信号
AOは、CMOSレベルのアドレス信号AOをECLレ
ベルの信号に変換するためのトランジスタTIOとレベ
ルシフトダイオードDIO及び定電流源を構成するMO
3FETQ30からなるエミッタフォロワ回路に供給さ
れる。このレベル変換出力は、差動トランジスタT11
のベースに供給される。この差動トランジスタTllと
対をなす差動トランジスタT12のベースには、ロジッ
クスレッショルド電圧としての基準電圧VBBが供給さ
れている。そして、上記差動トランジスタTll、T1
2の共通エミッタには、定電流源としてのMO3FET
Q31が設けられる。また、上記差動トランジスタTl
l、T12のコレクタには、それぞれ負荷抵抗R1,R
5 2が設けられる。上記差動トランジスタTll。
Of these, two address buffer circuits receiving the address signals AO-A2 are shown as representatives in the figure. That is, the address signal AO supplied from the external terminal is transmitted through a transistor TIO, a level shift diode DIO, and an MO constituting a constant current source for converting the CMOS level address signal AO into an ECL level signal.
It is supplied to an emitter follower circuit consisting of 3FETQ30. This level conversion output is the differential transistor T11
supplied to the base of A reference voltage VBB as a logic threshold voltage is supplied to the base of a differential transistor T12 paired with the differential transistor Tll. And the differential transistors Tll, T1
The common emitter of 2 is a MO3FET as a constant current source.
Q31 is provided. Further, the differential transistor Tl
Load resistors R1 and R are installed on the collectors of R1 and T12, respectively.
5 2 will be provided. The differential transistor Tll.

T12のコレクタ出力は、マルチエミッタ構造の出力ト
ランジスタT13.T14を通して出力される。上記ア
ドレス信号A2を受ける他の代表として示されいてるア
ドレスバッファ回路も上記類似の回路によって構成され
る。
The collector output of T12 is output from a multi-emitter output transistor T13. It is output through T14. The address buffer circuit shown as another representative which receives the address signal A2 is also constituted by a circuit similar to the above.

プレアドレスデコーダは、上記3ビツトのアドレス信号
AO−A2を用いて0〜7の1/8のデコード出力O〜
7を形成するものである。すなわち、上記それぞれ4つ
の内部相補アドレス信号aO〜a2.aO〜a2をそれ
ぞれ送出するマルチエミッタを所定の組み合わせにより
接続するというワイヤード論理構成により構成される。
The pre-address decoder uses the above 3-bit address signal AO-A2 to output 1/8 of 0 to 7 decoded output O to
7. That is, each of the four internal complementary address signals aO to a2 . It is constructed with a wired logic configuration in which multi-emitters that respectively transmit aO to a2 are connected in a predetermined combination.

例えば、デコード出力0はaQ、al、a2.1はaQ
For example, decode output 0 is aQ, al, a2.1 is aQ
.

al、a2.2はaQ、al、a2−・・・7はaO,
al、a2を送出する各エミッタがそれぞれ接続される
ことによって構成される。
al, a2.2 is aQ, al, a2-...7 is aO,
It is constructed by connecting emitters that send out al and a2, respectively.

他のアドレス信号A3〜A5を受けるアドレスバッファ
及びプレアドレスデコーダ及びアドレス信号A6.7を
受けるアドレスバッファ及びプレ6 アドレスデコーダも上記類似の回路によって構成される
The address buffer and pre-address decoder receiving other address signals A3 to A5 and the address buffer and pre-6 address decoder receiving address signal A6.7 are also constructed of similar circuits as described above.

上記プレアドレスデコーダの出力信号は、Pチャンネル
MO3FETQ35とNチャンネルMO3FETQ36
及び上記MO3FETQ36のソースと回路の接地電位
点との間に設けられたレベルシフトダイオードDllに
より構成されたCMOSインバータ回路に供給される。
The output signal of the above pre-address decoder is output from P-channel MO3FETQ35 and N-channel MO3FETQ36.
And it is supplied to a CMOS inverter circuit constituted by a level shift diode Dll provided between the source of the MO3FET Q36 and the ground potential point of the circuit.

上記レベルシフトダイオードDllを設けたのは、上記
CMOSインバータ回路のロジックスレッショルド電圧
をレベルシフトして、上記ECL回路によって形成され
たプレアドレスデコーダの出力信号とのレベルを合わせ
るためである。言い換えるならば、ECLロウレベルが
接地電位より高い中間レベルになるので、このロウレベ
ルのもとでもNチャンネルMO3FETQ36がオフ状
態になるようにされる。
The reason why the level shift diode Dll is provided is to level shift the logic threshold voltage of the CMOS inverter circuit to match the level with the output signal of the pre-address decoder formed by the ECL circuit. In other words, since the ECL low level is at an intermediate level higher than the ground potential, the N-channel MO3FET Q36 is turned off even at this low level.

上記CMOSインバータ回路の出力信号は、CMOSイ
ンバータ回路IVIによって完全なCMOSレベルとさ
れ、CMOSノアゲート回路G7によって構成され、ワ
ード線(又は相補データ線)を選択するためのアドレス
デコーダ回路に供給される。このCMOSノアゲート回
路G7には、上記アドレス信号A3〜A5及びA6.A
7を受ける上記類似のアドレスバッファ及びプレアドレ
スデコーダの出力信号が供給される。
The output signal of the CMOS inverter circuit is made to a complete CMOS level by the CMOS inverter circuit IVI, is configured by a CMOS NOR gate circuit G7, and is supplied to an address decoder circuit for selecting a word line (or complementary data line). This CMOS NOR gate circuit G7 receives the address signals A3 to A5 and A6. A
The output signal of a similar address buffer and pre-address decoder receiving 7 is provided.

上記3組のプレアドレスデコーダ出力は、それぞれ1/
8.1/8及び1/4の選択信号を形成するので、合計
1/256のワード線又は相補データ線の選択信号を形
成することができる。
The above three sets of pre-address decoder outputs are each 1/
8. Since 1/8 and 1/4 selection signals are formed, a total of 1/256 word line or complementary data line selection signals can be formed.

この実施例においては、上記定電流源を構成するMO5
FETQ30〜Q34のゲートにチップ選択信号CSが
供給され、チップ選択状態のときのみ、これらのMO3
FETQ30−Q34が飽和領域で動作するようにされ
る。これによって、上記アドレスバッファ及びプレアド
レスデコーダを構成するECL回路でのチップ非選択状
態における無駄な電流消費が発生することを防止するも
のである。
In this embodiment, MO5 constituting the constant current source is
A chip selection signal CS is supplied to the gates of FETQ30 to Q34, and these MO3
FETs Q30-Q34 are made to operate in the saturation region. This prevents wasteful current consumption in the chip non-selected state in the ECL circuit constituting the address buffer and pre-address decoder.

〔効 果〕 (1)アドレスバッファとその出力を受けるプレアドレ
スデコーダとをECL回路によって構成することにより
、高速動作化を図ることができるという効果が得られる
。ちなみに、アドレスバッファ及びアドレスデコーダを
全て0M03回路によって構成した場合には、アドレス
信号が供給されてから、ワード線又は相補データ線の選
択信号が形成されるまで約14r+sもかかってしまう
が、上記ECL回路を用いることによって約8naもの
高速化を実現することができる。
[Effects] (1) By configuring the address buffer and the pre-address decoder that receives the output from the ECL circuit, it is possible to achieve the effect that high-speed operation can be achieved. By the way, if the address buffer and address decoder are all constructed with 0M03 circuits, it will take about 14r+s from the time the address signal is supplied until the word line or complementary data line selection signal is formed, but the above ECL By using a circuit, it is possible to achieve a speed increase of about 8 na.

(2)メモリアレイ及び上記選択信号を形成する回路を
0M03回路によって構成するものであるので、バイポ
ーラ型RAMに比べて大幅な低消費電力化を図ることが
できるという効果が得られる。
(2) Since the memory array and the circuit for forming the selection signal are constituted by 0M03 circuits, it is possible to significantly reduce power consumption compared to bipolar RAM.

(3)上記アドレスバッファとプレアドレスデコーダと
センスアンプ、メインアンプもECL回路化することに
よって、より高速動作化を実現できるという効果が得ら
れる。
(3) By incorporating the address buffer, pre-address decoder, sense amplifier, and main amplifier into ECL circuits, it is possible to realize higher-speed operation.

(4)上記ECL回路の動作電流を形成する定電流源と
して、その動作期間だけオン状態になって定電9 流を流すMOS F ETを用いることによって、EC
L回路の低消費電力化を図ることができるという効果が
得られる。
(4) As a constant current source that forms the operating current of the ECL circuit, a MOS FET that is turned on only during its operation period and passes a constant current of 9 Ω is used.
This has the effect of reducing the power consumption of the L circuit.

(51CM OSスタティック型RAMにおけるセンス
アンプとして、バイポーラ型トランジスタにより構成さ
れた差動トランジスタを用いることによってデータ線に
はその電流増幅率の逆比例に従った微少電流しか流れな
い。言い換えると、メモリセルのセルサイズを小さくし
てその電流駆動能力を小さくしても、センスアンプの動
作電流(を大きくできる。これにより、大記憶容量化と
高速読み出し動作を実現できるという効果が得られる。
(By using a differential transistor composed of bipolar transistors as the sense amplifier in the 51CM OS static RAM, only a small current inversely proportional to the current amplification factor flows through the data line. In other words, the memory cell Even if the cell size of the sense amplifier is reduced to reduce its current drive capability, the operating current of the sense amplifier can be increased.This has the effect of increasing storage capacity and achieving high-speed read operations.

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、その要旨を造成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。例えば、第1図の実施
例回路のメモリセルは、上記情報保持用抵抗に代え、p
チャンネル間O3FETを用いるものであってもよい。
The invention made by the present inventor has been specifically explained above based on Examples, but it goes without saying that this invention is not limited to the above Examples and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. Nor. For example, in the memory cell of the embodiment circuit of FIG. 1, p
An inter-channel O3FET may also be used.

また、上記0M03回路に代え、nチャンネルMO3F
0 ETか又はpチャンネルMO8FETのMOSFET一
方により構成するものとしてもよい。また、その周辺回
路の具体的回路構成及びタイミング制御は、種々の実施
形態を採ることができるものである。
Also, instead of the above 0M03 circuit, an n-channel MO3F
0 ET or a p-channel MO8FET. Further, the specific circuit configuration and timing control of the peripheral circuit can take various embodiments.

〔利用分野〕[Application field]

この発明は、半導体記憶装置として広く利用できるもの
である。
The present invention can be widely used as a semiconductor memory device.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、この発明をCMOSスタティック型RAMに
適用した場合の一実施例を示す回路図、第2図は、第1
図に示した実施例における読み出し回路の一実施例を示
す回路図、 第3図は、第1図に示した実施例におけるアドレスバッ
ファとアドレスデコーダの一実施例を示す回路図である
。 X−ADB・・Xアドレスバッファ、Y−ADB・・Y
アドレスバッファ、X−DCR・・Xアドレスデコーダ
、Y−DCR・・Yアドレスデコーダ□、MC・・メモ
リセル、W・・書込み回路、R・・読み出し回路、SA
O〜SA3・・センスアンプ、MA・・メインアンプ、
DOB・・データ出力バッファ、DIB・・データ人カ
バソファ、CON・・制御回路 3 第 2 図 “′″″″′ 第 3 図 A 冷読 、−μΔs
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention applied to a CMOS static RAM, and FIG.
FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of the readout circuit in the embodiment shown in FIG. 1. FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of the address buffer and address decoder in the embodiment shown in FIG. X-ADB...X address buffer, Y-ADB...Y
Address buffer, X-DCR...X address decoder, Y-DCR...Y address decoder□, MC...memory cell, W...write circuit, R...read circuit, SA
O~SA3...Sense amplifier, MA...Main amplifier,
DOB...Data output buffer, DIB...Data buffer sofa, CON...Control circuit 3 Figure 2 "'""''' Figure 3 A Cold reading, -μΔs

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、ECL回路によって構成されたアドレスバッファ回
路及びその出力信号を受けるプレアドレスデコーダ回路
と、このプレアドレスデコーダ回路を受け、メモリアレ
イの選択信号を形成するCMOSアドレスデコ・−ダ回
路とを含むことを特徴とする半導体記憶装置。 2、上記メモリアレイは、MOSFETによって構成さ
れたスタティック型RAMを構成するものであることを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体記憶装置
[Claims] 1. An address buffer circuit constituted by an ECL circuit, a pre-address decoder circuit that receives its output signal, and a CMOS address decoder that receives the pre-address decoder circuit and forms a memory array selection signal. What is claimed is: 1. A semiconductor memory device comprising: a data circuit; 2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the memory array constitutes a static type RAM constituted by MOSFETs.
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