JPS6095790A - 半導体電流源回路 - Google Patents

半導体電流源回路

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JPS6095790A
JPS6095790A JP58200933A JP20093383A JPS6095790A JP S6095790 A JPS6095790 A JP S6095790A JP 58200933 A JP58200933 A JP 58200933A JP 20093383 A JP20093383 A JP 20093383A JP S6095790 A JPS6095790 A JP S6095790A
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JP
Japan
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potential
circuit
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transistor
base
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JP58200933A
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English (en)
Inventor
Masaaki Matsumoto
松本 眞明
Noriyuki Honma
本間 紀之
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • 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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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、バイポーラ型ランダム・アクセス・メモリの
電流源回路の改良に関するもので、高速化および低消費
電力化のだめの電流源回路を提供するものである。
〔発明の背景〕
第1図に、従来の定電流源回路を示す。第1図において
は、NPNトランジスタQ1のエミッタは抵抗R1に接
続されている。
上記第1図の回路において、市原は常に一定電流が流れ
ている。信号配線の電位下降時間ΔTは、ΔT’−iC
・ΔV/I(Cは容量、ΔVは電圧降下分、■は電流)
で表わされる。従って、従来の定電流源を使用して、大
容量の信号線の電位降下をすみやかに行うためには、大
電流を流さなければならない。このため、消費電力が大
きくなる。すなわち、従来の定電流源回路は、昼速化の
ために消費電力を装柱にしなければならない欠点があっ
た。
〔発明の目的〕
本発明は、前述の如き欠点を改善したもので、その目的
は、信号線が高成位から低電位に切りかわる時のみに、
パルス大電流を発生し、信号線容量の放電をすみやかに
行ない、信号d’5位の下降時間の短縮と低消費電力化
をはかることにある。
〔発明の概要〕
そのような目的を達成するために、本発明の半導体電流
源回路は、第2図のように、電位を降下させ電位変化を
ほとんど遅延なく伝達する回路10、パルス電流を発生
するパルス電流源回路12、電位変化を遅延させて伝え
るだめの電位伝達遅延回路14および定電流源回路■1
から構成されている。本回路において、電位伝達回路の
入力TIと、電位伝達遅延回路の入力DIとが共に高電
位時、低硫位時の定常状態および低電位から高電位に遷
移する状態においては、電位伝達遅延回路の出力DOと
電位伝達回路の出力TOとの電位差を、常にパルス電流
源回路が動作しないような小さな値にしておく。一方、
第3図のように電位伝達回路の入力TIと電位伝達遅延
回路の入力DIとが、共に高電位から低電位に切り換わ
る時、電位伝達遅延回路の出力DOと電位伝達回路の出
力TOとの電位差を広げ、両出力間を電流源がオンとな
る電位差にし、パルス状の大電流をパルス電流源の接続
部Pに発生させる。従ってパルス電流源の接続部Pを容
量の大きな信号線に接続し、前記パルス大電流を流すこ
とによって、信号線容量の放電をすみやかに行ない、信
号線電位の下降時間を短縮させることが出来る。しかも
、定常時は、この太゛菫流は流れないので低消費゛成力
化出来ることを特徴としている。
〔発明の実施例〕
本発明の回路を実現する手段は種々あり、以下その実施
例について詳細に説明する。
実施例1 第4図においては、本発明の回路は、レベルシフトダイ
オードD1とショットキーバリアダイオードD2からな
る電位伝達回路、NPNトランジスタQ2とPNP )
ランジスタQ3からなるパルス電流源回路、抵抗R2と
容量C1からなる電位伝達遅延回路、および定電流源■
1で構成されている。この回路において、ダイオードD
1のアノードTIの電位が、高電位から低電位に変化し
た時、この電位変化は、ダイオードI)1.D2を介し
てPNP)ランジスタQ3のベースにほとんど遅延する
ことなく伝達される。また、高抵抗R2の片側DIも、
前記ダイオードD1のアノードTIと同一変化、すなわ
ち、高電位から低電位に遷移する時、この電位変化は、
時定数R2・C1で決まる遅れを持って、NPNトラン
ジスタQ2のベースDOに伝わる。この遅れのため前記
NPNトランジスタQ2のベースと前記PNP )ラン
ジスタQ3のベース間の電位差が2VIlKとなり、パ
ルス電流源がオンとなる。このためNPN)ランジスタ
Q2のコレクタPに定電流源■1の約hPI倍(hpz
 :エミッタ接地電流増幅率)のパルス大電流を発生さ
せることが出来る。
実施例2 第5図に示す。この図の回路は、第4図の回路の低消費
電力化を図ったもので、パルス発生電流源のPNPトラ
ンジスタQ3.C4をダーリントン接続している。この
ため、前記PNPトランジスタQ4のベース電流の約h
ew (hrt :エミツタ接地電流増幅率)倍のパル
ス電流が、NPNIランジスタQ2のコレクタに流れる
。このため、第4図の回路と同一パルス電流を発生させ
るためには、定電流源工1の電流値は第4図の場合の1
/hymでよいことになり、低消費電力化出来ることに
なる。
実施例3 第6図に示す。この図は、第4図の回路のパルス電流源
回路に、抵抗R,3を設けたものである。
この抵抗R3は、パルス電流の大きさを制御するもので
、小電流にする時は、抵抗1’L3を大きく、大電流に
する時は、抵抗R3を小さくすればよい。
実施例4 第7図に示す。この図は、第4図の回路の電位伝達回路
、パルス電流源回路、定電流源回路をn個並列にならべ
、1個の電位伝達遅延回路を共通にしている。すなわち
、本回路は、1個の電位伝達遅延回路を使用して、n個
のパルス大電流を発生させるものである。
実施例5 第8図に示す。第4図の回路をn個使用する時、n個の
ダイオードDim(m=1〜n)のアノードT1m(m
=1〜n)のうち1個だけが高電位、他のn −1個が
低電位になる場合、パルス電流は、高電位から低電位に
遷移する回路にしか流れない。
そのため、定電流源回路工1を1つにし、車流集中化し
、効率的な電流利用を図っている。このためn個使用し
た場合第4図の回路よりも低消費電力化および高集積化
出来る。
実施例6 第9図に示す。この図の回路は、第4図の回路にレベル
シフトダイオードD4を設けたもので、NPNトランジ
スタQ2の飽和を防ぐものである。
すなわち、NPNトランジスタQ2のコレクタと前記ダ
イオードD4のアノード電位が同時に高電位から低電位
に遷移する時、前記NPNトランジスタのベース電位は
、抵抗R2と容量C1との遅延作用のため、すぐには下
がらない。このため、前記ダイオードD4がない場合前
記NPNトランジスタQ2のベース電位がコレクタ電位
より高くなる。このため、トランジスタQ2が一時的に
飽和する。従って、前記ダイオード4によって、NPN
)ランジスタQ2のベース電位を降下させて、飽和を防
止している。
実施例7 第10図に示す。本回路は、第4図の回路のショットキ
ーバリアダイオードD2のかわりに、ダイオードD3を
設け、さらに、NPN)ランジスタQ2のベースに、抵
抗Rを付加し、前記抵抗比の片側の端子を内部重圧■工
に接続したものである。
本回路の作用は、抵抗R,2、Rに電流を流し、R2の
電圧降下を利用して、NPNトランジスタQ2のベース
電位を、内部電圧VIおよび前記抵抗Rによって、可変
としたものである。
実施例8 第11図は、本発・Iノ4に係る半導体電流源回路の回
路図で、第4図示回路と同一部分には同一符号を付しで
ある。
第10図において、2組のデコーダ線(m+0本)のお
のおのに、本発明の半導体電流源回路を接続している。
021〜02mおよびC31〜C3nは、デコーダ線の
容量、Q41.Q41’はエミッタフォロアトランジス
タである。R31は抵抗、Q51.Q51’ 、Q61
はN1)N)ランジスタ、工21は定電流源で、ドライ
バ回路を構成している。
このように構成された本発明の詳細な説明する。
容量C21が接続されているデコーダ線を考える。
前記デコーダ線が高電位時、低電位時および低電位から
高電位に遷移する時において、デコーダ線THIとダイ
オードD210カソードTO1間の電位差はV++g 
+Vp (V Fはショットキーバリアダイオードの順
方向電圧)である。このため、NPN トランジスタQ
21のベースDOIとPNPトランジスタQ31のベー
スTOI間の′電位差は、2Vngより小さな値となり
、前記NPNI−ランジスタQ21とPNP )ランジ
スタQ31は、動作しない。このため、前記デコーダ線
に流れる電流は工1の定電流が流れるのみである。次に
前記デコーダ線が高電位から低電位に遷移する場合、す
なわち、エミッタフォロアトランジスタQ41のベース
電位が高電位から低電位に遷移し、これに伴って前記デ
コーダ線が高電位から低電位に遷移する。この時、デコ
ーダ線容量C21が大容量のため、この容量の放電時間
が問題となる。ところが、前記デコーダ線TIIの電位
が降下し始め、ダイオードD21のカソードTOIが降
下し始めても前記NPN )ランジスタQ21のベース
DOIの電位は、抵抗R,21と容量C1lの遅延作用
のため、すぐには降下しない=このため、前記NPNト
ランジスタのベースDOIと前記PNPトランジスタの
ベースTOIとの電位差が2V++r+となり、前記両
トランジスタがオンとなり、定′亀流源■1の約hpt
倍のパルス大電流が流れ始める。このため、この大電流
によって、前記デコーダ線容量C21を急速に放電して
しまう。これによって、前記デコーダ線の下降が第12
図に示すようにすみやかに行なわれる。前記デコーダ線
TIIが完全に低電位になり、前記NPN トランジス
タのベース電位DOIも、高抵抗R,21と容量C1l
で決まる遅延時間の後、低電位になれば、前記NPNト
ランジスタQ21のベースDOIと前記PNPトランジ
スタQ31のベースTOI間の電位差は、2Vnp:よ
り小さくなり、前記両トランジスタに電流は流れなくな
る。
実施例9 第13図は、本発明に係るドライバ回路図で、第4図示
回路と同一部分には、同一符号を付しである。Q51〜
Q5nlQ51’〜Q5n’IQ61〜Q5nはNPN
)ランジスタでカレントスイッチを構成している。R,
31〜R,3nけ抵抗、Q71〜Q7nはNPN)ラン
ジスタのエミッタフォロア。これらnf固のNPN)ラ
ンジスタQ71〜Q 7 nのエミッタのおのおのに本
発明の生導体電流源回路を接続している。又、前記n個
のNPNトランジスタQ7I (I=1〜n)は、メモ
リのディジット線を選択するためのNPN )ランジス
タQ81.Q91.QIOI (I=1〜n)のベース
に接続している。C4I (I=1〜n)は、前記NP
N )ランジスタQ7I(I=1〜n)に接続される配
線部L I3.I4.I5は定電流源である。
このように構成された本発明の作用は、実施例7と同様
に、信号線容量の放電を速めることにある。すなわちN
PN)ランジスタQ7I(I=1〜n)のエミッタに接
続される配線部の容量C4I(■=1〜n)の放電を速
めることにある。今TIIが、高電位から低電位になる
時を考える。
すなわち、前記NPNトランジスタQ51とQ51′の
ベースに、低電位から高電位に移る入力信号が入ると、
抵抗R31に電流が流れ、前記NPN)ランジスクQ7
10ベース電位が高電位から低電位に遷移する。このた
め、Q71のエミッタTIIも高電位から低電位に遷移
する。この時、容量C41の放電時間が、前記TIIの
下降時間を遅くしている。ところが、前記NPN)ラン
ジスタのエミッタTIIの電位が降下し始め、これに伴
ってダイオードD21のカソードTO1が降下し始めて
も、NPNトランジスタQ21のベースDOIの電位は
、抵抗R21と容量C1lの遅延作用のため、すぐには
降下しない。このため、前記NPN l−ランジスタの
ベース1)Olと前記PNPトランジスタのベースTO
Iとの電位差が2Vizとなり、前記両トランジスタが
オンとなり、定電流源Illの約hFi+倍のパルス大
電流がblすれ始める。このため、この大電流によって
、前記容量C41を急速に放電させ、前記NPN)ラン
ジスタのエミッタTIIの下降がすみやかに行なわれる
。又、信号線TIIが、高電位状態、低電位状態および
低電位から高電位への遷移状態では動作せず、低消費電
力化出来るのは、実施例7と同様である。
実施例10 第14図は、本発明に係るワード線駆動回路の回路図で
、第4図示回路と同一部分には同一符号を付しである。
第13図において、レベルシフトダイオードDII(I
=1〜n)のアノードは、エミッタフォロアトランジス
タQ4I(I=1〜n)のベースに接続され、NPN 
)ランジスタQ2I(I=1〜n)のコレクタと抵抗R
2I (I=1〜n)は、前記NPN)ランジスタQ4
I(I=1〜n)のエミッタに接続されている。前記N
PN)ランジスタQ4I(I=1〜n)のエミッタは、
ワード線に接続されている。C7I (I=1〜n)は
、ワード線の容量である。
このように構成された本発明の詳細な説明する。
ワード線DIIが高電位から低電位に下降する時を考え
る。すなわちNPNトランジスタQ41のベースTII
の電位が高電位から低電位に遷移し始めると、PNPト
ランジスタQ31のベース電位が降下し始める。ところ
が、ワード線DIIは、ワード線の容量C71が大容量
であるため、この容量の放電に時間がかかり、下降時間
が問題となる。しかし、遅延抵抗R,21と容量C1l
の遅延作用のため、NPNトランジスタQ 2 nのベ
ース電位DOIは、すぐには降下しない。このため前記
NPN)ランジスタのベースL)01と前記PNPトラ
ンジスタのベースTOIとの電位差が2Vatとなり、
前記両トランジスタがオンとなり、定電流電源Illの
約Lre倍のパルス大′亀流が流れ始める。このため、
この大電流によって、前記ワード線容量C71が急速に
放電してしまう。これシてよって、前記ワード線の下降
がすみやかに行なわれる。又、ワード線が高電位状態か
低電位状態または低電位から高電位状態では動作せず、
低消費電力化出来るのは、実施例7と同様である。
実施例11 第15図は、本発明に係るメモリセルアレイとその周辺
回路の一部を示した回路図で、第4図示回路と同一部分
には同一符号を付しである。
第14図において、Ql 2t (t= 1−n )は
マルチエミッタ型トランジスタで、コレクタをVccな
る電瀞線に接続し、2つのエミッタはそれぞれTIt、
TIA’ (t=1〜n)に接続され、ベースは、抵抗
R,4t(t=L〜n)を介してバイアス電圧供給線V
Rに接続されている。C8t。
C9t、QI Ol (t=1〜n )は、スイッチン
グトランジスタで、これらのベースは、アドレス線Yt
(j=1〜n)に接続される。C8t。
Qlot(t=1〜n)のコレクタは、それぞれディジ
ットm’rrz、TIt’ (1=1〜n )に接続さ
れ、C9t(t=L〜n)のコレクタは、マルチエミッ
タ型トランジスタQ12t(t=1〜n)のベースに接
続される。C8t、C9t。
Qlotの各エミッタは、それぞれ電流源13゜I4.
I5に接続される。C5t、C6t(t=1〜n)は、
それぞれディジノ)線TIt。
TIt’ (t=1〜n)の容量。これらディジット線
に本発明の半導体電流源回路が接続されている。
このように構成された本発明の作用は、実施例7と同様
に、信号線容量の放電を速めることにある。すなわちデ
ィジット線の容量C3l(I=1〜n)、C6I (I
=1〜n )の放電を速め、ディジット線電位下降をす
みやかに行うことにある。
今、ディジット線TIIが、高電位から低電位になる時
を考える。すなわち、メモリセルMCIを選択するため
に、ワード線X1、アドレス線Y1を共に低電位から高
電位にすると、スイッチングトランジスタQ81.Q9
1.QIOIが導通状態となるため抵抗R41に電流I
4が流れてm圧降下をおこす。このため、マルチエミッ
タ型トランジスタQ121のベースが高電位から低電位
に遷移し始める。このため、ディジットtiT11も高
電位から低電位に遷移し始める。この際、ディジット線
容量051の放電時間が、前記ディジット線TIIの下
降時間を遅くしている。とこわが、前記TIIの電位が
降下し始め、ダイオードD21のカソードTOIが降下
し始めても、N1)N)ランジスタQ21のベースDO
Iの電位は、抵抗FL21と容量C1lの遅延作用のた
め、すぐには降下しない。このため、前記N’PNトラ
ンジスタのベースDOIと前記PNPトランジスタのベ
ースTOIとの電位差が2V++wとなり、前記両トラ
ンジスタがオンとなり、定電流源■1の約hF1倍のパ
ルス大電流が流れ始める。このため、この大電流によっ
て、前記ディジット線容量C51を急速に放電させ、デ
ィジット線電位の下降をすみやかに行なう。又、ディジ
ット線が高電位状態、低電位状態および低電位から高電
位への遷移状態では動作せず、低消費電力化出来るのは
、実施例1と同様である。
なお、上記実施例1−11におけるPNP )ランジス
タQ3のIC構造は、ラテラルPNP、縦形PNPある
いは、寄生PNP トランジスタ全利用する方法がある
。第16図に寄生PNP )ランジスタの断面構造を示
した。断面図で1は、p影領域、2はn形エピタキャル
領域、3はp形基板である。
又、上記実施例1〜11において、ショットキーバリア
ダイオードD2の代りにダイオードを用いることができ
ることはいうまでもない。
〔発明の効果〕
以上説明した如く、本発明の半導体電流源回路は、電位
伝達回路および電位伝達:J!A延回路の入力電位が、
同時に高′iL位から低電位に遷移する時、前記両回路
の出力電位差が大きくなり、パルス犬′亀流を発生する
。このパルス大電流を電位変化する信号線に流し、信号
線容量の放電をすみやかに行うことが出来る。このため
信号線の回位降下を短縮出来、半導体メモリを高速動作
せしめることが出来る。しかも定常状態では、前記大電
流は流れないので低消費電力化出来、その特徴を遺憾な
く発揮することが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は攪棄イ刈の回路構成図、第2図は本発明の回路
構成図、第3図は本発明回路の動作説明図、第4図〜1
0図は本発明の路の具体例を示す図、第11図は本発明
回路をデコーダ線に適用した例を示す図、第12図は本
発明回路の効果を示す図、第13図は本発明回路をドラ
イバ回路に適用した例を示す図、第14図は本発明回路
をワード線駆動回路に適用した例を示す図、第15図は
本発明回路をディジット線に適用した例を示す図、第1
6図はPNPトランジスタの断面図である。 DI、D3・・・ダイオード、D2・・・ショットキー
バリアダイオード、Q2・・・NPN )ランジスタ、
Q3.Q4・・・PNPトランジスタ、工1・・・定電
流第1図 f3 2 図 fJ3 図 一一−す時間 ■ 4 図 葛 5 図 箒 ど 図 ′fJ7図 ′fl]8図 葛 q 図 箔 lρ 図 ′f:J11 図 第12図 テ゛′コー7゛°季泉電イi1歳+多 時間 ”f) 13 図 ”A /4 図 第 15 図 F′fJ16図 2

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、電位を電位降下させ、電位変化をほとんど遅延なく
    伝えるための電位伝達回路の出ノjと、電位変化を遅延
    させて伝えるための電位伝線遅延回路の出力とを、前記
    電位伝達遅延回路の出力と前記電位伝達回路の出力との
    電位差が大きい時に電流を発生するパルス電流源回路に
    接続し、前記電位伝達回路と前記パルス電流源回路との
    接続部に定直流源回路を接続したことを特徴とする半導
    体電流源回路。
JP58200933A 1983-10-28 1983-10-28 半導体電流源回路 Pending JPS6095790A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH063567U (ja) * 1992-06-17 1994-01-18 羊太郎 多賀 インパクトレンチにおけるエア−レギュレ−タ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH063567U (ja) * 1992-06-17 1994-01-18 羊太郎 多賀 インパクトレンチにおけるエア−レギュレ−タ

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