JPS6083290A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPS6083290A
JPS6083290A JP58190771A JP19077183A JPS6083290A JP S6083290 A JPS6083290 A JP S6083290A JP 58190771 A JP58190771 A JP 58190771A JP 19077183 A JP19077183 A JP 19077183A JP S6083290 A JPS6083290 A JP S6083290A
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JP
Japan
Prior art keywords
signal
circuit
mosfets
latch
semiconductor memory
Prior art date
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Pending
Application number
JP58190771A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Tachimori
央 日月
Hiroshi Fukuda
宏 福田
Koichi Adachi
安達 幸一
Toshiro Aoto
青砥 敏郎
Osamu Takahashi
収 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Microcomputer Engineering Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6083290A publication Critical patent/JPS6083290A/ja
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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)
  • Static Random-Access Memory (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、MOS F ET (lf!!縁ゲー1−
形電界効果トランジスタ)で構成された半^〒体記1.
a装置に関するもので、例えば、CMO3(相?iti
型MO3)回路で構成されたスタティック型RAM(ラ
ンダム・アクセス・メモリ)に有効な技術に関するもの
である。
(ff景技術〕 本願発明に先立つ”ζ、第1図に示すようなCMOSス
タティック型RAMにおりるセンスアンプが考えられて
いる。このセンスアンプは、その高31動作化のために
、4111i1の差動増幅回路A1〜A4を組み合わせ
て、高利(q、高速動作のセンスアンプを実現している
。しかし、回路素子数が多くなるので、レイアウト面積
が増大−」るとともに、消′R電力が大きくなるという
欠点がある。
〔発明の目的〕
この発明の目的は、比較的簡単な回路構成により、高速
動作化を図ったセンスアンプを具備する半導体記憶装置
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、差動増幅MO3FETのドレイン側に、ラッ
チ形態の反対導電型のMOSFETを設で、その正帰還
動作を利用することによって簡単な回路構成により高感
度、高速のセンスアンプを実現するものである。
〔実施例〕
第4図には、この発明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CM
O5(相補型−金属一絶縁物一半導体)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cs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。
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され
た記憶MO3FE′rQl、Q2と、上記MO3FET
QI、Q2のドレインと電源電圧VDDとの間に設けら
れた情報保持用のポリ (多結晶)シリコン層で形成さ
れた高抵抗R1,R2とによって構成されている。そし
て、上記MO3FETQI、Q2の共通接続点と相補デ
ータ線DO2DOとの間に伝送ゲー1− M OS F
 E T Q 3 。
Q4が設げられている。他のメモリセルMCも相互にお
いて同様な回vII構成にされている。これらのメモリ
セルは、マトリックス状に配置されている。同じ行に配
置されたメモリセルの伝送デー1−型MO3FETQ3
.Q4等のゲートは、それぞれ対応するワード線Wl及
iw2に共通に接続され、同じ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(又はビア)線)DO,DO及びDI、DIに接続さ
れる。
同図において、ワード線w1は、XアドレスデコーダX
−D CRで形成された選択信号を受L3る駆動量1i
’8DV1によって選択される。他のワード線W2につ
いても同様である。
上記Xアト[/スデコーダX−D CRは、相互におい
て類似のノアゲート回Ii’8G1.G2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AXを受けるXアドレスバッフプX ” A 
I) Bで加工された内部相補アドレス信号10〜−a
iが所定の組合せにより]−11加される。
上記メモリアレイにおレノる一対のデータ線DO。
DO及びDI、DIは、それぞれデータ線選択のための
伝送ゲー)MO3FETQ9.Ql O及びQll、Q
l2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CD、CDに接続される。このコモンデータ線
(1)、CDには、読み出し回路DOBの入力端子と、
書込み回路DIBの出力端子が接続される。上記読み出
し回路DOB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DIB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。上記読み出し回1?8DOBは、後
述するセンスアンプを含み、データ出カバソファOBを
介してデータ出力端子Doutから読み出し信号を送出
する。
上記カラムスイッチ回路を構成するM O、S F E
TQ9.QIO及びQll、’Q12のゲートには、そ
れぞれYアドレスデコーダY−DCRから選IR信号が
供給される。このYアドレスデコーダY−DCRは、相
互においてfl伯のノアゲート回路G3.64等により
構成される。これらのノアデー1−回路G 3.G 4
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ΔYを受りるYアドレスバッファ※−
AI)Bで加工された内部相補対アドレス信−υaQ〜
−ajが所定の組合−Vにより印加される。
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。すなわ
ち、制御回路CONは、ライトイネーブル信号W玉、チ
ップ選択信号面を受けて、内部イネーブル信号晶、内部
チンプセレクト信号δなどの内部タイミング信号を形成
する。
また、特に制限されないが、上記各データ線と電源電圧
VDDとの間には、プリチャージ用pチャンネルMO3
FET、Q5ないしQ8が設りられている。この実施例
では、外部アドレス信jit A X。
AYの変化(遷移)タイミングを検出するため、上記ア
ドレスバッファX−ADH,Y−AI’)nで形成され
たアドレス信号ax’、ay’ を受りるエツジトリガ
回路E G Tが設けられる。特に制限されないが、こ
のエツジトリガ回路E G Tにより形成されたタイミ
ング信号φtにより上記アドレスバッファX−AD+3
の出力タイミングが制限される。これによって、アドレ
ス信号の変化特番、コ仕しるワード線の二重選択を防止
する。また、このタイミング信号φtに従って形成され
たタイミング信号φ、φによりXアドレスデコーダX−
DCRと上記データ線負荷MO3FETQ5ないしQ8
の動作が制御される。特に制限されないが、上記タイミ
ング信号φ、(7)は、上記タイミング信号φtが形成
されてから一定期間ロウレベル(ハイレベル)となる。
すなわち、上記タイミング信号φがロウレベルの期間だ
けワード線選択動作を行うものとして、メモリセルの読
み出し/書込みが終了した後及び非選択期間においてワ
ード線の選択動作を禁止するものとして、プリチャージ
用MO3FETと選択されたメモリセルを通して流れる
直流電流が発生するのを防止している。言い換えれば、
上記プリチャージ動作と、ワード線選択動作とは、相補
的に行われるものである。
第2図には、センスアンプの基本的な一実施例の回路図
が示されている。
この実施例では、差動増幅MO3FETQ20゜Q21
は、nチャンネルMO3F、ETにより構成される。そ
して、その負荷手段としてランチ形態にされたpチャン
ネルMO3FETQ22.Q23が設けられる。すなわ
ち、増幅M OS F E ′I’ Q20のドCイン
側に設番ノられたMo5rETQ22のゲートは、他方
の増幅MO3FETQ21のドレインに接続され、増幅
MOS F IETQ 21のドレイン1則に設りられ
たMOS FETQ23のゲートは、上記一方の増幅M
 OS F IE ’rQ 200) I’レインに接
続される。
また、上記差動増幅MO3FETQ20.Q21の共通
化されたソースには、特に制限されないが、アドレス信
号変化時にラッチのPf?、除を行うとともに、非選択
時の消費電流を低減するために、アドレス信号変化時に
上記エツジトリガ回路1′で形成された夕・イミノジ(
i号と、チップセレクト信号iとに基づいて形成された
内部制御信−号φSを受りるnナヤン不ルM OS F
 E T Q 24が設けられ、その動作夕・イミノジ
の制御が行われる。
この実施例では、差動増幅MO3FETQ20゜Q21
の増幅動作によって形成されたトレーイン出力に従って
負荷としての■)チャ〉ネル〜10 S FI?。
′rQ22.Q23が正帰還作用を伴・う増幅動作を行
うので実質的な高利得、高速のもとに入力信号IN、I
Nの増幅動作を行うものとなる。
第3図には、上記実施例の一増幅回路を用いたセンスア
ンプの一実施例の回路図が示されている。
この実施例では、上記ランチ形態のpチャンネルMO3
FETQ22.Q23を設けた場合には、以前の信号レ
ベルが残っていると、それに従った増幅動作を行うこと
となってしまうので、そのゲート間を短絡してイコライ
ズを行うリセット(イコライズ)用MO3FETQ27
が設りられる。
このMo5rETQ22のゲートには、上記アドレス信
号の変化タイミング信号φtが供給されることによって
、読み出し直前にイコライズが行われる。また、共通デ
ータ線CD、CDにおける雑音に上記ラッチ形態のMo
5rETQ22.Q23が一旦応答してしまうと誤動作
を行うこととな□ってしまう。そこで、上記MO3FE
TQ22゜0.23には、nチャンネルMO3FETQ
25゜Q26が並列形態に設けられる。これらのMO3
FETQ、25.Q26のゲートには、共通データ線C
D、CDが接続され、対応する差動増幅MO3FETQ
20.Q21に刻してはそのゲートが交差結線される。
ずなわら、MO3FETQ20゜Ω25及びMO5FE
TQ21.Ω26のゲートには、それぞれ相補的に共通
データ線の信号が供給される。
上記構成の増幅回路を初段回路として、次の増幅回路が
設けられる。この実施例では、特に制限されないが、上
記初段回路での出力信号の1辰帰がその増幅動作Gこよ
って大きくな−、ていることより、上記同様な差動増1
17iiMO8FE′1Q30、Ω31と、そのドし・
インに設けられた電流ミラー形態のアクティブ゛f(荷
とし′Cのpチャンネル)J OS F ETQ32.
Ω33が設りられる。また、上記同様に、利iηを少し
でも大きくするため、−上記各MO5FETQ32.Q
33には、上記M OS F E TQ25.Ω26と
同様に対応する差動増幅MO3FETQ30.Q31の
入力信−υに刻して相補的な入力信号を受註ノるMO3
FETQ35.0.36が設けらる。また、上記差!I
I増幅Nf OS FF、 ”I−Ω30、Ω31の共
通ソースには、上記同様に制御信号φSを受けるMO5
FETQ34が設けられる。そして、この増幅回路で形
成された出力信号は、データ出カバソファOBに供給さ
れ、ごごで外部信号レベルに増幅されて外部br、ドア
ーDoutから送出される。
〔効 果〕
(1)差動増幅M OS F E Tと、そのドレ・「
ンに設けられたランチ形成のM OS F E Tとの
組み合わせ”Cその正帰還作用を利用することによって
、極めて簡単な構成により、高感度、高利得のセンスア
ンプを実現3−ることができるという効果が得られる。
(2)−上記ラッチ形態のM OS F E Tに対し
て、イコライズ用MO3FETを設けて前の増幅動作に
おける残り信号をリセフトすることによって、誤動作を
防止することができるという効果が得られる。
(3)上記ランチ形感のM OS F F、 Tに対し
て、並列形態のMO3F、ETを設けて、対応する差動
増幅MO3FETに対して相補的な入力信号を(Jt給
することによって、ラッチ形態のMOSFETによる雑
音pこ対して過剰な応答を緩和できのるので、感度、高
速性を損なうことなく耐雑音性の向−Fを図ることがで
きるという効果が得られる。
(4)上記(2)及び(3)により、w1華な回@溝成
によって実用性の高いセンスアンプを実現することがで
きるという効果が得られる。
(5)上記(11により、回路素子数が削減できるから
レイアウト面稍を削減できるという効果が得られる。
(6)上記(1)により、その、消費電流を削減できる
という効果が得られる。
以上本発明壱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。例えば、上記エツジ挾
出出力は、例えば、データ線間を読み出し直前に短絡す
るイコライズ゛ を施ずもの等種々のメモリ動作の制御
に用いることができるものである。また、メモリセルの
trl成は、高抵抗に代えpチ中ン不ルFv10 S 
F E Tを用いるものであってもよい。また、上記構
成のメモリアレイを複数組設りて、×4ピッ1構成等の
ような複数ビットのデータの書込め/読み出しを行うも
のであってもよい。この場合には、上記センスアンプの
数も複数組設けるa・要があるので、上記素子数の削減
によるし・fアウト面積及υ消KN流を削減できるとい
う効果が大きくなる。また、上述した制御信号φSは−
、上述した夕・イミンク信号と、デツプセレクト信5−
17と、ライト・fネーブル信号w6に基づいて形成し
てもよい。このようにすれば、書込み動作のとき、セン
スアンプが動作しないようにできるため、低消費電力化
がしlれる (利用分野〕 以上の説明では主として本願発明壱によってなされた発
明をその背景となった技術分野であるCMOSスタ′テ
ィック型RA Mに適用した場合にってい説明したが、
これに限定されるものでけla’ <、センスアンプを
必要とするROM(リード・オンリー・メモリ)等のよ
うな半導体記1.α装置にも刊用できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明に先立って考えられているセンスア
ンプの回路図、 第2図は1、この発明に係るセンスアンプの基本的一実
施例を示す回路図、 第3図ば、この発明に係るセンスアンプの具体的一実施
例を示す回路図、 第4図は、この発明が適用されたCMOSスタテ、イン
ク型RA Mの回路図である。 X−A1.IB −−X7’ドレスハソフア、Y−AD
B・・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、DIB・・書込み回路、DOB・・読み
出し回路、CON・・制御回路、E G T・・エツジ
トリガ回路、OB・・データ出力バッファ 第 1 図 第 2 図 第 3 図 第1図 ( 旧 胚ジ〜C

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、第1導電型の差動増幅M OS F E Tと、こ
    れらの差動増幅M OS F E Tのドレインと電圧
    端子との間に設けられ、そのゲート ドレイン間が交差
    結線された第2導電型のM OS F E Tとを含む
    センスアンプを具備することを特徴とする半導体記憶装
    置。 2、上記第2導電型のM OS F ETには、上記差
    動増幅M OS F E Tのゲートにそのゲートが交
    差結線された第1導電型のM OS F E Tがそれ
    ぞれ並列形態に設けられるものであることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の半導体記憶装置。 3、上記第2導電型のMOSFETのゲート間には、イ
    コライズ用スイッチM OS FE ”Vが設りられる
    ものであることを特徴とする特許請求の範囲第1又は第
    2項記載の半導体記1a装置。 4、上記半導体記憶装置は、CMOSスタティック型R
    AMを構成するものであることを特徴とする特許請求の
    範皿第1、第2又は第3項記載の半導体記憶装置。
JP58190771A 1983-10-14 1983-10-14 半導体記憶装置 Pending JPS6083290A (ja)

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JP58190771A JPS6083290A (ja) 1983-10-14 1983-10-14 半導体記憶装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03130992A (ja) * 1988-12-21 1991-06-04 Texas Instr Inc <Ti> ワードライン選択制御のための非対称ディレイ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03130992A (ja) * 1988-12-21 1991-06-04 Texas Instr Inc <Ti> ワードライン選択制御のための非対称ディレイ

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