JPS6023433B2 - 半導体ram回路 - Google Patents

半導体ram回路

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JPS6023433B2
JPS6023433B2 JP52154452A JP15445277A JPS6023433B2 JP S6023433 B2 JPS6023433 B2 JP S6023433B2 JP 52154452 A JP52154452 A JP 52154452A JP 15445277 A JP15445277 A JP 15445277A JP S6023433 B2 JPS6023433 B2 JP S6023433B2
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JP
Japan
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transistor
circuit
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transistors
output
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JP52154452A
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JPS5487132A (en
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輝雄 磯部
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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
    • 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
    • G11C11/414Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing, timing or power reduction for memory cells of the bipolar type

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、半導体RAM(ランダム・アクセス・メモ
リ)回路に関し、特に、バィボーラトランジスタで構成
され、メモリ・セルががスタティック形のフリツブフロ
ップ回路であるRAM回路を対称とする。
この発明の目的は、チップ非選択時における低消費電力
化を図るとともに、チップ非選択状態からチップ選択状
態に移行する際の誤動作の防止が可能な半導体RAM回
路を提供することにある。
以下、実施例により、この発明を具体的に説明する。第
1図は、この発明の一実施例を示す回路図である。
1は、Xアドレスデコーダ回路であり、一のワード線選
択のための出力信号を形成する。
2は、ワード線駆動回路であり、上記デコーダ出力が印
加されるトランジスタQ.,Q2及びこれと差動的に設
けられ、ベースに基準電圧VBR,が印加されたトラン
ジスタQとにより構成された論理ブロックと、上記トラ
ンジスタQ,,Q2のコレクタ負荷抵抗R,と、ェミッ
タに設けられた定電流トランジスタQ4と、上記論理ブ
ロックの出力を入力するワード線駆動トランジスタQ5
とにより構成されている。
上記の回路でチップ非選択時の消費電力の削減を図るた
め、上言己定電流トランジスタQ4のベースに印放する
定電圧を後述する制御回路9により供給し、チップ選択
時にのみこの定電流トランジスタQを動作させるととも
に、チップ非選択時のワード線非選択レベルを得るため
に上記トランジスタQ4と並列に高抵抗R3を設けてい
る。3は、メモリ・セルであり、マルチ・エミツタトラ
ンジスタQ,Q7の一方のェミツタを用いてスタティッ
ク形のフリップフロツプ回路を構成するとともに、他方
のェミッタをディジット線に接続している。
上記一方のェミツタ共通端子には定電流トランジスタQ
3が接続されており、このトランジスタQ3は、このメ
モリ・セルに保持電流を供給する。このメモリ・セルの
コレクタ負荷抵抗R4,R5に並列に設けられた順方向
ダイオードD,,D2は、クランプダイオードであり、
トランジスタQ,Q7の飽和を防止する。4は、Yアド
レスデコーダ回路であり一組のディジット線D,0選択
のための出力信号を形成する。
5は、ディジット線選択回路であり、コレクタが接地さ
れ、マルチ・ェミツタがれぞれディジツト線に接続され
たトランジスタQ,.,Q,2により構成されている。
このトランジスタQ,.,Q位が共にオフすることによ
りデイジツト線の選択がなされる。6は、メモリ・セル
の読み出し電流発生回路であり、定電流トランジスタQ
,3,Q,4により機成されている。
この定電流トランジスタQ,3,Q,4は、上記〆モリ
・セル3のトランジスタT6,Q7、上記ディジツト線
選択トランジスタQ,.,Q,2及び、後述するセンス
・ゲート・トランジスタQ,Q,oにより構成される電
流功換回路のための定電流吸込源とされる。この実施例
においては、後述するように、この定電流トランジスタ
Q,3,Q,4もチップ非選択時は動作する必要がない
ので、その消費電力の削減を図る上で好ましいので、上
記同様に制御回路9で駆動するものとする。
7は、センス・ゲート回路であり、読み出し、書き込み
制御信号により制御されるトランジスタQ,Q,。で構
成されている。それぞれのトランジスタQ,Q,oのェ
ミツタはデイジツト線に、コレク外まセンスアンプ(図
示せず)の入力端子に接続される。8は、読み出し、書
き込み制御回路である。
この回路は、読出/書込R/W制御信号が印加されるト
ランジスタQ,5とこのトランジスタQ,5のコレクタ
・ェミツタと並列にそれぞれコレクタ負荷抵抗R,o,
R,.を有し、ベースに書き込み信号D,,D,が印加
されるトランジスタQ,6,Q,7とを含む論理ブロッ
クと、この論理ブロックと接地端子間に設けられた抵抗
R9と、上記トランジスタQ,s〜Q,7の共通ェミッ
タと電源端子V88との間に設けられた定電流回路を構
成するトランジスタQ,3と、上記トランジスタQ,6
,Q,?のコレクタ出力を入力とし、ェミッタ負荷とし
て定電流トランジスタQ2o,Q2,を有する出力トラ
ンジスタQ,9,沙とにより構成されている。この回路
においてチップ非選択時の消費電力削減のため、上記定
電流トランジスタQ,8,Q2o,Q22は前記と同様
に定電圧出力回路9で駆動される。この定電流トランジ
スタのそれぞれには後で詳しく説明するようにトランジ
スタQ,9,Qaのェミッタ電位が上記ワード線駆動回
路2におけるチップ非選択時の出力レベルを考慮して定
められる基準電圧VRになるようにするために、それぞ
れ並列に高抵抗R,7,R,5,及びR,6が設けられ
ている。9は、制御回路であり、チップ選択信号CEを
入力信号とするpnpトランジスタQ22のコレクタに
抵抗R,3と順方向ダイオードD4〜D6を並列に設け
ている。
チップ選択時にトランジスタQ22をオン状態とし、上
記ダイオードD,〜Doから定電圧出力を得る。この定
電圧信号をトランジスタQ24と抵抗R,9とによるェ
ミツタフオ。ワ回路を介して前記所定の定電流トランジ
スタを駆動する定電圧2VFを得る。この回路は、チッ
プ非選択時には、その出力が電源電圧VEEとなるため
、上記定電流トランジスタはすべてオフして、この聞く
スタンバイ状態)における消費電力の大幅な削減が図ら
れる。メモリ・セル3の非選択機間において、そのトラ
ンジスタQ6,Q?のベース電位に対し、データライン
LD1,LDOの電位がほぼ等しいかもし〈は高くされ
、したがってそれぞれの他方のェミッタE6,,E7,
の接合は0もしくは逆バイアス状態にある。
この状態ではメモリ・セル3は、定電流トランジスタQ
8の電流により情報保持動作を行なつている。メモリ・
セル3からの情報の読み出し期間において、センスゲー
トトランジスタQ9,Qmのべ−ス電位VR,,VR2
は、メモリ・セルの電位V。
とVbの中間の電位に設定される。この期間において、
メモリ・セル3の記憶内容によって例えばトランジスタ
Q6がオン状態、Q7がオフ状態なら、その一方の節点
の電位Vbは、VR,よりも高く、他方の節点の電位V
aはVR2よりも低い。その結果、トランジスタQ,3
の読み出し電流はトランジスタQに流れ、トランジスタ
Q,4の読み出し電流はトランジスタQMに流れる。す
なわちトランジスタQ6がオン状態となっているときの
記憶内容は、トランジスタQ,oの電流として検出され
る。このようなトランジスタQ9,Q,oの電流は図示
しないセンスアンプに入力される。メモリ・セル3への
情報の書き込み期間において、トランジスタQ9,Q,
oのベース電位VR,,VR2と相互には、メモリ・セ
ル3の他方のェミツタE6,かE7,のいずれか一方に
電流を流すような電位差が与えられる。
例えば、電位VB,がVB2よりも高電位にされたなら
、トランジスタQ,4のコレクタ電流がメモリ・セルの
トランジスタQ,に流れ、その結果、トランジスタQ7
がオン状態、Q6がオフ状態となる。この実施例におい
て、チップ非選択期間では、ワード駆動回路2のトラン
ジスタQ,,Q2の少なくとも1つがデコーダ回路1の
出力によりオン状態であり、また定電流トランジスタQ
4がオフ状態あるので、その出力電位、すなわちワード
線WLIの電位は抵抗R,とR2との分圧比によって決
められる。
同様に、チップ非選択期間では、読み出し書き込み制御
回路8のトランジスタQ,5がオン状態、トランジスタ
Q,6なし、しQ,8,Q2。及びQ22がオフ状態で
あり、その出力電位VR,,VR2は抵抗R9とR,7
との分圧比によって決まる値となる。この時の制御回路
8の抵抗R,5,R,6はオフ状態のトランジスタQ2
o,Q22に代って、ェミッタフオロワトランジスタQ
,9,Q2,に轍4・なェミツタ電流を流すように働き
、その出力端子がフローティング状態となることを防止
し、出力端子の電位VR,,VR2を上記の値に決める
。上記のワード線駆動回路2の抵抗の抵抗R3は、チッ
プ非選択期間において回路の電力を低下させるために比
較的高抵抗値に選ばれ、その結果このチップ非選択期間
でワード線出力レベルは接地電位側にシフトすることに
なる。
これにより、メモリ・セルのトランジスタのベース電位
Va,Vbもハイレベル側にシフトすることになる。同
様に読み出し書き込み制御回路8の抵抗R,7も比較的
高低抗であり、その出力VR,,VR2もハィレベル側
にシフトすることになる。この実施例では、チップ非選
択期間において、ディジット線LD1,LDOのための
トランジスタQ,3,Q.4がオ0フ状態にされるので
、メモリ・セルのトランジスタQ6,Q7Gのェミツタ
E肌E71の電流は0である。すなわちメモリ・セルは
非選択状態を維持する。この場合、ワード線WL1、制
御回路8の出力線VR,,VR2の相互の出力電位の差
は上記のように、トランジスタQ,3,Q,4のオフ状
態によりメモリ・セルの非選択動作に直接関係しない。
したがって、チップ非選択期間の定常期間において、上
記の抵抗R3,R,7はメモリ・セルの動作に直接関係
しない。上記の抵抗R3,R,7を使用する理由は後で
説明する。チップ選択期間では、前記各回路の各トラン
ジスタQ,Q,3,Q,4,Q,5,Q柳Q22はオン
状態とされる。
このチップ選択期間においてメモリ・セル3を選択する
場合は、ワード線駆動回路2の出力によりワード線WL
Iがハイレベルとされ、Yデコーダ回路4の出力を受け
るトランジスタQ,.,Q,2のベース電位は低レベル
とされる。メモリ・セル3から情報を読み出す場合、制
御信号R/Wにより読み出し書き込み制御回路8のトラ
ンジスタQ伍のベース電位が/・ィレベルとされ、トラ
ンジスタQ,3がオン状態、Q.6及びQ,7がオフ状
態となるのでその出力VR,,VR2の電位はトランジ
スタQ,8の電流と抵抗R9の抵抗値により決まるレベ
ルとなる。この状態では前記のようにメモリ・セル3の
情報はトランジスタQ9,Q,oを介して読み出される
。この場合、他のワード線WL2,WL3の電位はロワ
レベルであり、同じ列の他のメモリ・セル3′,3″は
選択されない。情報の書き込みを行なう場合、制御信号
R/Wがロウレベルとなり、トランジスタQ,6及びQ
,7は書き込み信号D,,旦によりその一方がオン状態
となる。第2図は動作レベル図である。
チップ非選択期間T,は、メモリ・セルの記憶レベルV
aとVbの雨者に対して、基準電圧VRを/・ィレベル
側に設定している。チップ選択時T2には、上記定電流
トランジスタがすべてオンするため、非選択メモリ・セ
ルの記憶レベルVa′とVb′は、実線で示すように基
準電圧VRとともに相対的にローレベール側にシフトす
るが、選択されたメモリ・セルの記憶レベルは、読み出
し電流がメモリ・セルのコレクタ負荷抵抗に流れるため
破線で示すようにハィレベル側記憶レベルVめミ基準電
圧VRより高くなって読みZ出しがなされる。
上記において、例えばチップ非選択状態からチップ選択
状態に籾替わるときに、回路の望ましくない遅延動作に
より、チップ非選択時に/・ィレベルを示していた読み
出し書き込み制御回路8の出Z力VR,,VR2が、ワ
ード線駆動回路2の出力よりも遠くチップ選択時のレベ
ル低下した場合、この過渡期間において例えば、メモリ
・セル3のトランジスタQ6,Q7のェミッタ・E6,
,E7,に不所望な電流が流れる。
その結果、メモリ・セル3の内2客が破壊される。同様
に、チップ選択状態からチップ非選択状態に替るときに
、読み出し書き込み制御回路8の動作がワード線駆動回
路2の動作よりも遅れるとメモリ・セルの内容が破壊さ
れる。この実施例において、抵抗R3は、チップ非選択
状態とチップ選択状態との相互におけるワード線のレベ
ル変化を減少させる。同様に、抵抗R,7は、読み出し
書き込み制御回路8の出力レベルの変化を減少させる。
その結果、上記の過度期間において、回路の遅延によっ
て生じる各メモリ・セルの接続するワード線とデイジツ
ト線の相互における望ましくない過渡的なしベル差が減
少する。この発明は、実施例に限定されない。上記のよ
うな遅延による望ましくない動作を防止するために、抵
抗R3,R,?の挿入にかえて、もしくは抵抗R3,R
,?の挿入と併用して、ワード線駆動回路2のトランジ
スタQ4と、ディジット線のためのトランジスタQ,3
,Q,4及び制御回路8のトランジスタとのタイミング
を調整する回路を使用しても良い。
例えば、第1図の制御回路9は第3図のように2つの出
力端子01,02を持つ回路に変更される。マルチコレ
クタトランジスタQ23の第1のコレクタC,は、第2
図のコレクタC2に対し、大きなコレクタ蝿流が流れる
ように例えばそれぞれのコレクタの有効周辺辺長が変更
された構造にされる。その結果、チップ選択信号CEに
対し、回路9の出力01,02は、第4図に示すような
応答特性を示すようになる。上記の出力01は、ワード
線駆動回路2のトランジスタQ40に供V給され、出力
02は読み出し書き込み制御回路8のトランジスタQ.
8,Q2。,Q22及びディジツト線のためのトランジ
スタQ,3,Q,4に供給される。その結果、チップ非
選択状態からチップ選択状タ態への変化に対し、ワード
線駆動回路2が回路8よりも遠く動作し、チップ選択状
態からチップ非選択状態への変化に対し、逆に読み出し
書き込み回路8が回路2よりも速く動作する。
また上記にかえて、第3図の出力01をワード0線駆動
回路2と読み出し書き込み制御回路8に供給するように
し、出力02をデイジット線のためのトランジスタに供
給するようにしても良い。
このようにした場合は、上記の回路2と8との過度期間
内にディジット線のためのトランジスタ5Q,3,Q,
4がオフ状態となっているので、前記のようなメモリ・
セル内容の破壊を防止できる。この発明は、前記実施例
に限定されず、定電圧出力回路9は、ツェーナーダイオ
ードを用いて定電圧を出力するものであってもよい。0
図面の簡単な説明 第1図は、この発明の一実施例を示す回路図、第2図は
、動作レベル図、第3図は、他の実施例の回路図、第4
図は第3図の回路の動作波形図である。
夕 1・・・・・・Xアドレスデコーダ回路、2……ワ
ード線駆動回路、3…・・・メモリ・セル、4・…・・
Yアドレスデコーダ回路、5……ディジット線選択回路
、6・・・・・・読み出し電流発生回路、7…・・・セ
ンス・ゲート回路、8・・・・・・読み出し書き込み制
御回0路「 9・・・・・・定電圧出力回路。
秦’図 秦Z図 菊3図 素4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 バイポートランジスタで構成され、メモリ・セルが
    スタテイツク形のフリツプフロツプ回路であるRAM回
    路であつて、上記フリツプフロツプ回路のハイレベル側
    電圧端子に接続したワードラインと、このワードライン
    に出力が接続し、コレクタ負荷抵抗とアドレスデコーダ
    出力でスイツチング動作すトランジスタ及びこのトラン
    ジスタのエミツタに接続した第1の定電流回路とを含む
    ワード線駆動回路と、上記メモリ・セルのデイジツトラ
    インにエミツタが接続されたセンス・ゲート・トランジ
    スタのベースに出力が接続し、コレクタ負荷抵抗と書き
    込み/読み出し制御信号でスイツチング動作するトラン
    ジスタ及びこのトランジスタのエミツタに接続した第2
    の定電流回路を含む信号生回路とを具備し、上記第1の
    定電流回路を構成する第1の定電流トランジスタと上記
    第2の定電流回路を構成する第2定電流トランジスタと
    がチツプ選択信号に基づいて形成される第1及び第2の
    駆動信号によりそれぞれ駆動されてなりかつ上記第1の
    駆動信号の立上り後に上記第2の駆動信号が立上るよう
    になされてなることを特徴とする半導体RAM回路。
JP52154452A 1977-12-23 1977-12-23 半導体ram回路 Expired JPS6023433B2 (ja)

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JPS5487132A JPS5487132A (en) 1979-07-11
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