JPS61190786A - スタテイツク型ram - Google Patents

スタテイツク型ram

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JPS61190786A
JPS61190786A JP60030335A JP3033585A JPS61190786A JP S61190786 A JPS61190786 A JP S61190786A JP 60030335 A JP60030335 A JP 60030335A JP 3033585 A JP3033585 A JP 3033585A JP S61190786 A JPS61190786 A JP S61190786A
Authority
JP
Japan
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complementary data
circuit
data lines
signal
write
Prior art date
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Pending
Application number
JP60030335A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinji Nakazato
伸二 中里
Akira Ide
昭 井出
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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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】 〔技術分野〕 この発明は、スタティック型RAM (ランダム・アク
セス・メモリ)に関するもので、例えば、CMO3(相
補型MO8)回路とバイポーラ型トランジスタとが組み
合わせて構成された高速スタティック型RAMに利用し
て有効な技術に関するものである。
〔背景技術〕
MOSFET (絶縁ゲート型電界効果トランジスタ)
により構成されたスタティック型RAMにおけるメモリ
セルは、例えばゲート・ドレインが交差結合された一対
の駆動MOS F ETとその負荷素子とからなるスタ
ティック型フリップフロップ回路と一対の伝送ゲー)M
OSFETとから構成される。メモリアレイは、マトリ
ックス配置される複数のメモリセルとともに複数対の相
補データ線を含み、それぞれの相補データ線には、それ
と対応されるべきメモリセルの入出力端子が結合される
。相補データ線のそれぞれと回路の電源端子との間には
、定常的にオン状態にされるMOSFETからなるよう
な負荷抵抗が設けられる(データ線に負荷抵抗が結合さ
れたRAMについては、例えば米国特許第4,272,
834号明細書参照)、相補データ線に結合された負荷
抵抗は、メモリセルからのデータの読み出し開始前及び
メモリセルへのデータの書き込み開始前に、その相補デ
ータ線の電位を所定の電位にさせるよう作用する。しか
しながら、メモリセルを構成するMOSFETのプロセ
スバラツキによって駆動能力が太き(されると、一方の
相補データ線の電位が大きく低下させられてしまうこと
がある。このように相補データ線のレベルが低下しすぎ
ると、次の読み出し動作の時に、この相補データ線のロ
ウレベルによって誤書き込みが行われてしまう、このよ
うな誤書き込みを防止するためには、上記相補データ線
が元のレベルに復旧するまで次の動作サイクルを引き延
ばす必要があるので、動作の高速化を妨げる原因になっ
ている。
なお、アドレス信号の変化を検出して、上記相補データ
線のレベルを等しくさせるイコライズ回路を設けること
が考えられるが、多数のゲート回路からなるアドレス信
号の変化検出回路が必要とされるので、回路が複雑化す
るとともタイミング制御が難しくなる。
〔発明の目的〕
この発明の目的は−、簡単な構成により、高速動作化を
実現したスクティソク型RAM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、書き込み動作以外の時に、メモリアレイを構
成する一対の相補データ線を結合させるMOSFETを
設けて、相補データ線間のレベルが一定のレベル以上に
大きくされないよう制限するものである。
〔実施例〕
第1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0M
O3(相補型−金属一絶縁物一半導体)集積回路(IC
)技術によって単結晶シリコンからなるような1個の半
導体基板上に形成される。
メモリセルを構成するMOSFETは、Nチャンネル型
とされ、N型半導体基板上に形成されたP型つェル領域
上に形成される。Pチャンネル間O3FETは、N型半
導体基板上に形成される。
Nチャンネル型MOS F ETの基体ゲートとしての
P型ウェル領域は、回路の接地端子に結合され、Pチャ
ンネル型MO3FETの共通の基体ゲートとじてのN型
半導体基板は、回路のi!!:R端子に結合される。な
お、メモリセルを構成するMOSFETをウェル領域に
形成する構成は、α線等によって引き起こされるメモリ
セルの蓄積情報の1興った反転を防止する上で効果的で
あろう メモリアレイM−ARYは、代表として例示的に示され
ているマトリックス配置された複数のメモリセルMC,
ワード線WOないしW n及び相補データ線DO,Do
ないしDi、DIから構成されている。
メモリセルMCのそれぞれは、互いに同じ構成にされ、
その1つの具体的回陀、が代表として示されているよう
に、ゲートとドレインが互いに交差結線されかつソース
が回路の接地点GN’Dに結合された記憶MO3FET
QI、Q2と、上記MO3FETQI、Q2のドレイン
と電源端子Vccとの間に設けられたポリ(多結晶)シ
リコン層からなる高抵抗R1,R2とを含んでいる。そ
して、上記MO3FETQ1.Q2の共通接続点と相補
データ線DO,Doとの間に伝送ゲートMO3FETQ
3.Q4が設けられている。同じ行に配置されたメモリ
セルの伝送ゲー)MO5FETQ3゜Q4等のゲートは
、それぞれ例示的に示された対応するワード線W O−
W n等に共通に接続され、同じ列に配置されたメモリ
セルの入出力端子は、それぞれ例示的に示された対応す
る一対の相補データ(又はビット)線DO,TO及びD
i、コ1等に接続されている。
メモリセルにおいて、MO3FETQI、Q2及び抵抗
R1,R2は、一種のフリップフロップ回路を構成して
いるが、情報保持状態における動作点は、普通の意味で
のフリップフロップ回路のそれと随分異なる。すなわち
、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、MO3FETQIがオフ状
態にされているときのMO3FETQ2のゲート電圧を
そのしきい値電圧よりも若干高い電圧に維持させること
ができる程度の著しく高い抵抗値にされる。
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、R2は、MO3FETQI、Q2のドレイ
ンリーク電流を補償できる程度の高抵抗にされる。抵抗
R1、R2は、MOS F ETQ2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。
この実施例に従うと、RAMが0MO3−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。
この実施例のメモリセル及びメモリアレイは、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、そ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MO3FET
QI又はQ2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MO3FETを用いたときのように、駆動MO3
FETQI、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じな
い。
同図において、各相補データ線DO,DO及びDI、D
lと電源電圧Vccとの間には、そのゲートに定常的に
′1M源電圧Vccが供給されることによって抵抗素子
として作用する負荷MO3FETQ7〜QIOが設けら
れる。
同図において、ワード線WOは、XアドレスデコーダX
−DCRを構成するノア(N OR)ゲート回路G1で
形成された出力信号によって選択される。このことは、
他のワード線Wnについても同様である。
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、G2等の入力端子には、複
数ビットからなる外部アドレス信号AX(図示しない適
当な回路装置から出力されたアドレス信号)を受けるX
アドレスバッファX−ADBによって形成された内部相
補アドレス信号が所定の組合せをもって印加される。特
に制限されないが、これらのアドレスバッファX−AD
B及びXアドレスデコーダX−DCRは、その出力部に
バイポーラ型トランジスタが用いられることによって、
容量性負荷を高速に駆動できるようにされる。このよう
なバイポーラ型トランジスタが組み合わせれたアドレス
バッファ及びアドレスデコーダの構成は、例えば、本願
出願人の先順に係る特許出願に詳しく述べられている。
上記メモリアレイにおける一対の相補データ線DO,D
O及びDI、DIは、それぞれデータ線選択のための伝
送ゲートMO3FETQ12.Q13及びQ14.Q1
5から構成されたカラムスイッチ回路を介してコモン相
補データ線co、7f:Dに接続される。このコモン相
補データ線CD。
CDには、読み出し回路RAの入力端子と、書込み回路
WAの出力端子が接続される。上総読み出し回路RA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WAの入力端子は、データ入力端子Dinから
供給される書込みデータ信号を受ける。
読み出し回路RAは、特に制限されないが、バイポーラ
型差動トランジスタを含むセンスアンプを含んでおり高
感度のセンス動作を行う、上記読み出し回路RAは、制
御回路C0NTから供給される代表的な制御信号φ「に
よってその動作が制御される。読み出し回路RAは、そ
れが動作状態にされているときにコモン相補データ線C
D及びCDに供給されるデータ信号を差動増幅し、増幅
したデータ信号をデータ出力端子Doutに出力する。
読み出し回路RAは、それが非動作状態にされていると
きに、その出力端子を高インピーダンス状態もしくはフ
ローティング状態にする。
書き込み回路WAは、代表的な制御信号φWによってそ
の動作が制御され、動作状態にされているときにデータ
入力端子Dinに供給されている人カデータと対応する
相補データ信号をコモン相補データ線CD、(”Tに出
力する。書き込み回路WAは、それが非動作状態にされ
ているときにその一対の出力端子を高インピーダンス状
態もしくはフローティング状態にする。
カラムスイッチ回路を構成するMO3FETQ12、G
13及びG14.G15のゲートには、それぞれYアド
レスデコーダY−OCRによって形成される選択信号Y
O,Ylが供給される。このYアドレスデコーダY−D
CRは、相互において類似の構成とされたノアゲート回
路G3.G4等により構成される。これらのノアゲート
回路G3.04等には、複数ピントからなる外部アドレ
ス信号AY(図示しない適当な回路装置から出力された
アドレス信号)を受けるYアドレスバッファY−ADB
によって形成された内部相補アドレス信号が所定の組合
せをもって印加される。特に制限されないが、これらの
アドレスバッファとアドレスデコーダも上記同様にバイ
ポーラ型トランジスタを含んでいる。
制御回路C0NTは、外部端子WE、C3からの制御信
号を受けて、上記内部制御タイミング信号φr、φW及
び次に説明する内部書き込み信号Wτ等を形成する。
この実施例においては、それぞれ対とされた相補データ
線DO,DO及びDl、Dl間には、選択されたメモリ
セルからの読み出し信号振幅を制限するMO3FETQ
5.G6が設けられる。これらのMO5FETQ5.G
6のゲートには、特に制限されないが、上記内部書き込
み信号マ1が供給される。この内部書き込み信号宜は、
外部端子から供給されたライトイネーブル信号WEがロ
ウレベルにされた時にこれに従ってロウレベルにされる
。これらのM OS F E T Q 5 、 Q 6
は、選択されたメモリセルMCにおける伝送ケ−1−M
03FETとオン状態の駆動MO3FETとの合成コン
ダクタンスと、上記負荷MO5FETQ?及びMO3F
ETQ5と負荷MO3FETQ8との合成コンダクタン
スの関係と得るべき相補データ線間のレベル差との考慮
のもとで設定される。
すなわち、この実施例では、書き込み動作以外の時にM
O3FETQ5.G6がオン状態にされることによって
、ロウレベル側の読み出し信号を得るべき相補データ線
側の実質的な負荷を小さくしてレベル制限を行わせるも
のである。この場合、相補データ線間のレベルが小さい
と、MO3FETQ5の実質的な振り込み電圧が小さく
されるからMO3FETQ5のコンダクタンスは小さく
される。これに対して、プロセスバラツキによってメモ
リセルの駆動MO3FETQ1等や伝送ゲー)MO3F
ETQ3等のコンダクタンスが大きくされるとこによっ
て、相補データ線のレベルを大きくロウレベル側にする
と、上記MO3FETQ5の実質的な振り込み電圧が大
きくされるので、そのコンダクタンスが比較的大きくさ
れロウレベル側の落ち込みを制限させる。
このようなMO3FETQ5.G6等の作用によって、
データ読み出しにおいて、相補データ線に与えられたレ
ベル差は、は−′一定の所望のレベル差を持つようにで
きるものである。これにより、相補データ線の読み出し
レベルをメモリセルのプロセスバラツキに対して誤書き
込みが行われるように大きくなレベルにされることを防
止できるから、次の読み出しサイクル迄の時間を短くす
ることができる。また、上記相補データ線のレベル差を
制限することによって次の読み出しサイクルでの反転読
み出しを高速に行うとこができる。
なお、書込み動作は、ライトイネーブル信号−WEのロ
ウレベルによって上記内部書き込み信号7丁がロウレベ
ルにされ、MO3FETQ5.G6等はオフ状態にされ
る。これによって、書き込み回路WAによって出力され
た比較的大きな書き込み信号レベルは、コモン相補デー
タuAcD、CDとカラムスイッチMO3FETを介し
て選択された相補データ線に伝えられる。
〔効 果〕
+11メモリアレイにおける相補データ線間のレベル差
を制限させるMOSFETを設けることにより、メモリ
セルの記憶情報による相補データ線のレベル差が必要以
上に大きくされるのを防止できる。
これにより、誤書き込み防止のためのタイミングマージ
ンを小さくできるから、動作の高速化を図ることができ
るという効果が得られる。
(2)上記相補データ線間の読み出しレベルを制限する
MOS F ETは、書き込み動作以外の時にオン状態
にされるものであるので、外部から供給されたライトイ
ネーブル信号及びチップ選択信号等に基づいたタイミン
グ信号を利用できる。これにより、アドレス信号の変化
検出回路を用いる場合のような複雑なタイミング制御回
路が不要になり、極めて簡単な構成により、動作の高速
化を図るとこができるものである。
(3)上記(1)により相補データ線間のレベル差が小
さく制限されることによって、前の動作サイクルでの相
補データ線のリセフトが高速に行われるので、メモリセ
ルからの相補データ線に対する読み出し自体の高速化も
達成でき、上記(1)の効果と相俟ていっそうの動作の
高速化を図ることができるという効果が得られる。
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、相補データ線
間のレベル差を制限させるMO3FETQ5.C6のゲ
ートに供給されるタイミング信号は、チップ選択信号と
ライトイネーブル信号とを組み合わせて形成されたタイ
ミング信号を用いることにより、これらのMOSFET
を読み出し動作の時にのみオン状態にさせるものであっ
てもよい、また、メモリセルは、PチャンネルMO3F
ETとNチャンネルMO3FETとを組合せて構成され
たスタティック型フリンプフロップ回路を用いるもので
あってもよい。
また、負荷MO3FETQ7〜QIOは、ポリシリコン
等の抵抗手段に置き換えるものであってもよい、さらに
、メモリアレイの構成及びその周辺回路の具体的回路構
成は、0M03回路のにみより構成されるものであって
もよい。
〔利用分野〕
この発明は、スタティック型RAMに広く適用すること
ができる。
【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、WA・・書込み回路、RA・・読み出し回路、C
0NT・・制御回路第1図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、メモリセルが結合される一対の相補データ線と、上
    記一対の相補データ線間に設けられ、読み出し動作又は
    これに加えてチップ非選択状態の時にオン状態にされて
    相補データ線間の読み出し電圧を所定の電位差に制限す
    るMOSFETを含むことを特徴とするスタティック型
    RAM。 2、上記相補データ線の読み出し信号は、バイポーラ型
    差動トランジスタを含むセンスアンプによってセンスさ
    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
    記載のスタティック型RAM。
JP60030335A 1985-02-20 1985-02-20 スタテイツク型ram Pending JPS61190786A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60030335A JPS61190786A (ja) 1985-02-20 1985-02-20 スタテイツク型ram

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JP60030335A JPS61190786A (ja) 1985-02-20 1985-02-20 スタテイツク型ram

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JPS61190786A true JPS61190786A (ja) 1986-08-25

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JP60030335A Pending JPS61190786A (ja) 1985-02-20 1985-02-20 スタテイツク型ram

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5239507A (en) * 1990-02-15 1993-08-24 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor memory device with readout data buses connecting local and main sense amplifiers
US5369619A (en) * 1990-10-24 1994-11-29 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor memory device reading/writing data of multiple bits internally

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5239507A (en) * 1990-02-15 1993-08-24 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor memory device with readout data buses connecting local and main sense amplifiers
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