JPS6028076B2 - 半導体メモリの書込み回路 - Google Patents

半導体メモリの書込み回路

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JPS6028076B2
JPS6028076B2 JP55184564A JP18456480A JPS6028076B2 JP S6028076 B2 JPS6028076 B2 JP S6028076B2 JP 55184564 A JP55184564 A JP 55184564A JP 18456480 A JP18456480 A JP 18456480A JP S6028076 B2 JPS6028076 B2 JP S6028076B2
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JP
Japan
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pair
transistor
bit line
transistors
memory cell
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JP55184564A
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JPS57109182A (en
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和博 豊田
靖久 菅生
勝之 山田
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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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
    • G11C11/416Read-write [R-W] circuits 

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Static Random-Access Memory (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体メモリの書込み回路特に12L,PNP
N等の大きい書込み電流を要するメモリセルを持つメモ
リの書込みを高速で行なえるようにする回路に関する。
12LまたはPNPNメモリセルのようにPNPトラン
ジスタを負荷とするフリップフロップからなるメモリセ
ルは書込み電流を読出し電流より大にして高速化を図っ
ている。しかし書込み電流が大きいと、その大きな書込
み電流が十分ビット線に切換ってから書込みが行なわれ
るので、書込み電流が増大する時間だけ余計な書込時間
を要する。またビット線選択回路にも書込み電流を流す
ためビット線選択用トランジスタのサイズが大になり、
またそのドライバなどのスイッチングパラメータにも悪
影響を与える。本発明はビット線を電圧駆動することに
よりか)る点を改善しようとするもので、その特徴とす
る所はビット線対と、該ビット線対にェミッタが接続さ
れた1対の−導電形のトランジスタで構成されるフリッ
プフロップを有するメモリセルとが設けられた半導体メ
モリーこおいて、該メモリセルの書込情報を高電位と低
電位の1対の相補信号に変換する回路と、該ビット線対
にェミッタが接続され、該相補信号をベース入力として
受け、前記メモリセルの1対のトランジスタとは反対導
電形のヱミッタフオロワトランジスタ対とを有し、書込
み時に供給される該相補信号により該ェミッタフオロワ
トランジスタ対のうち、前記メモリセルの書込み後にオ
ンになる方の一方のトランジスタに接続されているビッ
ト線に接続される一方のェミツタフオロワトランジスタ
がオンとなり、該一方のェミッタフオロワトランジスタ
から一方のビット線を介して前記メモリセルの一方のト
ランジスタに書込電流を流すようにし、議出し時には前
記ェミッタフオロワトランジスタが共にオフになるよう
にしたことにある。
以下図面を参照しながらこれを詳細に説明する。第1図
はPNPトランジスタを負荷とするスタティックメモリ
の要部を示し、MCはメモリセルで、ビット(またはコ
ラム)線対Bjo,Bj,とワード(またはロー)線対
Wi,Wih(i,jは0、1、2……………のいずれ
か、hはホールド線を示す)の各交点に接続される。
メモリセルMCは12L型なら第2図a、PNPN型な
ら第2図bに示す周知の構成を有する。この図でQ,,
Q2はPNP負荷トランジスタ、Q3,Q4はNPNド
ライバトランジスタ、K,B,はビット線である。各ビ
ット線B側臥,〜Bno,Bn,には選択用のマルチエ
ミツタトランジスタT。。,Tの〜Tn。,Tn,が挿
入され、その一方Tの〜Tnoの第1ェミッタは共通に
電流源lwoに、第2ェミッ外ま共通電流源IR。に、
他方To,〜Tn,の第1ェミッ夕は共通電流源lw,
に、第2ェミッ外ま共通電流源IR,は接続され、それ
ぞれカレントスイッチを組む。VY。〜VYnはビット
線選択電圧でいずれか1つが日(ハイ)レベルになり、
当該トランジスタ対をオン、他のビット線対のトランジ
スタをオフにしてビット線選択を行なう。本例ではVY
oが日となり、トランジスタTOO,To,がオンにな
ってビット線Bo,B,が選択されたとする。論出し状
態では書込み議取り電圧Voo,Vo,は共にHレベル
であり、従ってトランジスタT,,L,T3,T4はオ
ンとなり、書込み用電流源lwo,Iw,の電流はトラ
ンジスタT3,Lから供給されて、トランジスタTの,
To,の第1ェミツタから供給されることはない。従っ
てビット線Bo,Bo,には議取り用電流源1Rの I
R,の電流が流れる。この議取り電流はメモリセルの記
憶状態に従ってビット線&o,&,の電位を迅速に確定
する役割を持つ。即ち図示ワード線Wi,WihがHレ
ベルになり、図示メモリセルMCが選択されてそのBo
o側が日、Bo,側がL(ロー)とすると、ビット線B
oは日、Bo,はLとなってこの電位差が図示しないセ
ンス回路により感知され、メモリセルMCの記憶状態の
議出しが行なわれるが、この議出しの直前の読出し又は
書込みでは氏。がL、Bo,が日にされたとすると、B
oは日に、B.はLに、急速に立上り、立下りする必要
がある。立上り所要時間はメモリセルMCの駆動能力に
より定まり余り問題はないが、立下りは放電させるもの
がないと中々立下らない。電流IR。,IR,(こ)で
は電流源とその電流には同じ符号を使用する)本例では
IR,は、この放電を行なわせて立上りを迅速にする。
書込みでは書込み情報“1”、“0”に従って電圧Vo
o,VD,の一方を日、他方をL、またはその逆にする
今Vo,=L,Voo=日とするとトランジスタT4オ
フ、T,,T3オンとなり、書込み電流lwoがビット
線&oに流れる。従って既知のように、メモリセルMC
のトランジスタQ3から電流が流出し、該トランジスタ
Qはオフ、代ってトランジスタQ4がオンになり、こう
して記憶状態が反転して書込みが行なわれる。ところで
書込み論取り電流制御用の回路CNTと電流源1wの
IR,を結ぶ配線1.,lbは全ビット線対Boの &
,.Bn,の存在領域長以上の長さを持ち、トランジス
タT。
。,T,〜Tn。,Tn,のエミッタが接続されるので
大きな寄生容量Ca,Cbを有する。従って上記の例で
トランジスタT4がオフになっても書込み電流1woは
直ちにはビット線&。から供給されず、いまらくの間は
寄生容量Cbから供給される。波形A,Bはこの間の状
況を図示するもので、Aは入力波形、Bはビット線電源
の波形である。これは図示のように書込みに有効なパル
ス幅を狭くし、ひいては実効書込み幅を大にする。書込
み電流lwo,lw,を大にするとこの問題は改善でき
るが、そのようにするとビット線選択用トランジスタT
oo,To,〜Tno,Tn,が大型化し、ドライバ即
ち電圧VYo,VYnを発生する回路の駆動能力増大が
必要になる。更に、ビット線も寄生容量Cc,Cdがあ
るので、従来方式のような電流駆動ではビット線の立上
りが遅い。本発明はか)る点を改善しようとするもので
あって、第3図に実施例を示す。
この第3図では第1図と同様に1対のビット線BOO,
&,およびワード線Wi,Wih、1メモリセルMCの
み示すが、実際には多数のビット線対、ワード線対およ
びメモリセルがある。トランジスタT8,T,oはビッ
ト線選択用のトランジスタで第1図のTOO,To,に
相当するが、議取り電流IRo,IR,のみを扱うので
シングルェミッタ型である。書込み電流はトランジスタ
T側T27が供給する。T側T25はビット線電位検出
用のトランジスタ、T5,T6,T7およびT9はこれ
らのトランジスタの制御用のトランジスタである。また
T,.〜T23はトランジスタT5〜T7缶9御用のト
ランジスタである。マークM,は定電流源、同地はダイ
オード、同M3は抵抗、同地はグランドを示す。動作を
説明すると、議出し状態ではライトィネーブルWEが日
であり、トランジスタT,5,T,6がオン、T,3,
L4,T,7がオフ、電流16はダイオード○,,D2
に均等に流れて、抵抗R4,R5の抵抗値が等しいとす
るとトランジスタT,.,T,2の電位は共に一R16
/2になり(こ)でRはR4,R6の抵抗値)、線15
,17の電位Voo,Vo,は−RL/2−2VF(こ
)でVFはダイオードの順方向電圧で約0.8V)にな
る。
一方、トランジスタT,?オフでL3のべ−ス電位はほ
ゞOV、従って線16の電位VRwは1まゞ−2VF、
従って図示のビット線BOO,K,が選択コラムとすれ
ばトランジスタT9オン、トランジスタT5〜T7から
なるカレントスイッチではLがオン、T5,T7はオフ
となり、抵抗収6,R7には電流が流れず、トランジス
タT26,T27はオフとなる。トランジスタLの電流
はビット線差動電圧検出用のトランジスタT州T25の
電流となり、高電位のビット線に接続されている方のト
ランジスタがオンとなり、これがセンスアンプSAによ
り検出され、読取り出力0ut力ミ生じる。書込み状態
ではライトィネーブルWEがLとなり、トランジスタT
,5,T,6はオフ、T,3とT,4の一方とT,7が
オンになる。書込みデータD,NはトランジスタT蟹に
加えられ、データ“1”、“0”を日、Lに対応させれ
ば“1”のときT23,T2。がオン、T22,T幻が
オフ、“0”のときその逆となる。トランジスタT,3
,T,4のオン オフはトランジスタT柳T2,のオン
オフにより定まり、T2。がオン、T2,がオフなら
T,3がオン、T,4がオフ、逆なら逆となる。従って
線15,17の電位は一方が日、他方がLとなり、また
T,7オンでT,8のベース電位はL、従ってVRwも
L、カレットスイッチL〜T7ではtオフ、虫,T7は
一方がオン、他方がオフとなる。これによりセンスアン
プ系は不動作となり、またトランジスタT26,L7は
一方がオンとなって当該ビット線の電位を下げる。pn
pトランジスタT蟹,T27はェミッタホロァ接続なの
で駆動能力は大きく、ビット線に寄生容量が付いていて
も急速に電位を低下させることができる。また線15〜
17はトランジスタT5〜T7のベース電流を流すのみ
で、第1図のように書込み、読取り電流を流すものでは
ないから、この部分による動作遅れも櫨小である。第4
図は前述のライトィネーブルWE、データD,N、講取
り制御電圧VRw、書込み制御電圧V。
o,Vo,の変化を示す波形図である。この回路では書
込みに際してはトランジスタL6,L7により直接ビッ
ト線に書込み電流を流し、書込み講取り制御回路CNT
は該トランジスタのベース電位を制御する電圧制御方式
をとるのでメモリセルに高速に書込み電流を供V給でき
、実効書込み幅を小さくすることができる。
このトランジスタT26,T27はコレクタをモストネ
ガテイブ(mostne鉾tive)に接続したPNP
ェミッタフオロアであるのでバーチカルタイプとすると
ができ(NPNとの併用PNPは通常ラテラルタィプに
なる)利得を大にすることが容易である。またビット線
選択トランジス外ま第1図の様に大型のマルチェミツタ
トランジスタを使用するとなく、小型のシングルェミツ
タトランジスタT8〜T,oは前述のように議取り時の
ビット線電位低減用であるから、この議取り電流源1M
IR,はビット線に接続したま)としてT8,T,o
を省略してもよい。この意味で真のビット線選択トラン
ジス外ま本回賂ではT9である。また線15,17の電
位で直接トランジスタT26,T27のベースを駆動す
るようにして、トランジスタ虫,T7を省略してもよい
。以上説明したように本発明によればPNPトランジス
タを負荷とするスタティックメモリセル群を有するメモ
リの書込み時間を短かくし、ビット線選択トランジスタ
およびそのドライバを小型、簡単化、小容量化すること
ができる利点を有する。
【図面の簡単な説明】 第1一図はスタティックメモリの要部の従来例を示す回
路図、第2図はメモリセルの回路図、第3図は本発明の
実施例を示す回路図、第4図は各種信号の波形図である
。 図面でBo,&,はビット線対、Wi,Wih‘まワー
ド線対、Q,,Q2はPNPトランジスタ、MCはメモ
リセル、T蟹,T27は一対のトランジスタである。 第1図 第2図 第3図 第4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ビツト線対と、該ビツト線対にエミツタが接続され
    た1対の一導電形のトランジスタで構成されるフリツプ
    フロツプを有するメモリセルとが設けられた半導体メモ
    リにおいて、該メモリセルの書込情報を高電位と低電位
    の1対の相補信号に変換する回路と、該ビツト線対にエ
    ミツタが接続され、該相補信号をベース入力として受け
    、前記メモリセルの1対のトランジスタとは反対導電形
    のエミツタフオロワトランジスタ対とを有し、書込み時
    に供給される該相補信号により該エミツタフオロワトラ
    ンジスタ対のうち、前記メモリセルの書込み後にオンに
    なる方の一方のトランジスタに接続されているビツト線
    に接続される一方のエミツタフオロワトランジスタがオ
    ンとなり、該一方のエミツタフオロワトランジスタから
    一方のビツト線を介して前記メモリセルの一方のトラン
    ジスタに書込電流を流すようにし、読出し時には前記エ
    ミツタフオロワトランジスタが共にオフになるようにし
    たことを特徴とする半導体メモリ。 2 ビツト線対と、該ビツト線対にエミツタが接続され
    た1対の一導電形のトランジスタで構成されるフリツプ
    フロツプを有するメモリセルとが設けられた半導体メモ
    リにおいて、該メモリセルへの書込情報を高電位と低電
    位の1対の相補信号に変換する回路と、該ビツト線対に
    エミツタが接続され前記メモリセルの1対のトランジス
    タとは反対導電形のエミツタフオロワトランジスタより
    なる書込電流供給用トランジスタ対T_2_6,T_2
    _7と、それぞれの該ビツト線対に設けられ、該相補信
    号をベースに受けエミツタが共通接続されコレクタ電位
    が該書込電流供給用トランジスタ対のベースに供給され
    てそのトランジスタ対を制御する制御用トランジスタ対
    T_5,T_7と、それぞれのビツト線対に設けられビ
    ツト線の選択時にオンして該制御用トランジスタ対のエ
    ミツタに共通電流源から電流を供給するトランジスタT
    _2とを有し、ビツト線対の選択時であつて且つ書込み
    時に供給される該相補信号により該制御用トランジスタ
    対の一方がオンし、そのコレクタ電位で書込電流供給用
    トランジスタ対のうち、前記メモリセルの書込み後にオ
    ンとなる方の一方のトランジスタに接続されているビツ
    ト線に接続される一方のエミツタフオロワトランジスタ
    がオンとなり、該一方のエミツタフオロワトランジスタ
    から一方のビツト線を介して前記メモリセルの一方のト
    ランジスタに書込電流を流すようにし、読出し時には前
    記エミツタフオロワトランジスタが共にオフになること
    を特徴とする半導体メモリ。
JP55184564A 1980-12-25 1980-12-25 半導体メモリの書込み回路 Expired JPS6028076B2 (ja)

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US06/329,922 US4464735A (en) 1980-12-25 1981-12-11 Semiconductor memory
EP81110324A EP0055409A1 (en) 1980-12-25 1981-12-11 A semiconductor memory

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JPS57109182A JPS57109182A (en) 1982-07-07
JPS6028076B2 true JPS6028076B2 (ja) 1985-07-02

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ID=16155407

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EP (1) EP0055409A1 (ja)
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JPS57109182A (en) 1982-07-07
EP0055409A1 (en) 1982-07-07
US4464735A (en) 1984-08-07

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