JPS61204891A - メモリ回路 - Google Patents

メモリ回路

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JPS61204891A
JPS61204891A JP60044181A JP4418185A JPS61204891A JP S61204891 A JPS61204891 A JP S61204891A JP 60044181 A JP60044181 A JP 60044181A JP 4418185 A JP4418185 A JP 4418185A JP S61204891 A JPS61204891 A JP S61204891A
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JP
Japan
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voltage
gate
source
bit line
transistor
Prior art date
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Pending
Application number
JP60044181A
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English (en)
Inventor
Katsuhiko Suyama
須山 勝彦
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Publication of JPS61204891A publication Critical patent/JPS61204891A/ja
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体メモリ回路、詳しくはMESFETを用
いたSRAMのビット線プルアップ回路に関する。
〔従来の技術〕
半導体基板にヒ化ガリウム(GaAs)を用いた半導体
装置では、MOS (Metal 0xide Sem
1−conductor )型のFET (電界効果ト
ランジスタ)を作りにくいので、接合型又はショソI・
キパリャ型つまりME S (Metal Sem1−
conductor)型のFETを用いる。なおこの接
合型にはPN接合型とへテロl妾台型があり、後者の一
部はF(EMT(lligl+ Electron M
obility Transistor )と呼ばれ、
動作原理が異なるが、こ5ではこれらを単にMES  
FETという。
MES  FETを用いたS RA M (Stati
c Ram−dom Access Memory’)
は第3図の構成を有する。
Q I−Q 4はフリップフロップを構成するIVLE
SFET、、Q5.Q6はトランスファゲート用MES
  FETであり、これらの6トランジスタで1つのメ
モリセルMCを構成する。B1.B2は一対のヒツト線
でメモリセルデータの入出力を司どる。Wは′ワード線
で、トランスファゲートtランジスタQ5.Qeの開閉
を行なう。このようなヒソ1−線対およびワード線はメ
モリでは多数あり、それらの各交点にメモリセルMCが
接続される。 4このメモリでワード線Wが選択されて
[Iレベルになりl・ランジスタQ5.Q6をオンにす
ると、そしてメモリセルMCではトランジスタQIがオ
ン、Q2がオフとすると、トランジスタQ7.Q8によ
り電源VDDヘプルアンプされているヒント線B1、B
2のうちB1はゲートQ ffi、トランジスタQ1を
通してグランドへプルダウンされるので電位が低下し、
B2はQe、Q2を通してのプルダウンはないので電位
は低下せず、こうしてBl。
B2に電位差がついてセル記憶データの読出しが行なわ
れる。
このようにMES  FETを用いたSRAMも、MO
S  FETを用いたSRAMと同様な動作を行なうが
、MES  FETはゲートがダイオ−1:であってM
OS  FETのように絶縁性ではないと6いう特徴か
ら、若干の相違はある。例えば上記で、ヒツト線B2か
らQ5.Q2をjmツてグランドへの電流はないが、Q
e、Qlのゲートを通ってグラン1−への電流はあり、
このためヒ・ノド線B2の電位はMES  FETのゲ
ートのビルトイン電圧(約0.7V)近傍に制限される
。ゲートが絶縁性であるMOS  FET使用のメモリ
ではこのようなことはない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
トランジスタQ1がオン、Q2がオフ、とすると、ヒソ
1−線B1からの電流ばトランジスタQ5゜Qlを通し
てグランドへ流れ、トランジスタQ1のトレイン電圧は
0.1 V程度に低下するので、トランジスタQ2のゲ
ート電流は流れない。しかしビット線B1の電位が高い
とトランジスタQ5゜Ql、グランI・の経路の電流は
大になり、トランジスタQ1のドレイン電圧が上ってト
ランジスタQ2のゲート電流が流れ、該トランジスタQ
2をオンにする恐れがある。また前記の1−ランジスタ
Q6.Qlのゲート、グランドの経路の電流もビット線
B2の電位が高いと大になり、トランジスタQ1のゲー
トを焼損する恐れがある。このようにMES  FET
ではゲート電流が流れるので、ピット線電位は適正値に
抑える必要があり、高過ぎるとゲート焼損、記憶データ
破壊などの問題がある。
プルアップ回路としては図示のゲート、ソース短絡のデ
ィプリーションMES  FET  Q7゜Qeを用い
る代りに、ドレイン、ゲート短絡のエンハンスメントM
XES  FETを使用するものもある。前者は定電汰
型であり、後者は定電圧源型(ダイオードと同じ特性)
である。いずれにしてもピント線電位を正しく所望値に
するのに問題がある。即ち前者では電位が変動しくビッ
ト線電流が少ないとビット線電位は電源VDDまで上る
)、後者では一定値以上の電流を流した状態で一定の電
圧降下を生じるだけであるから、それで所望ピッ1−線
電位が得られるようビット線電源電圧それ自体を所望値
にする、このためセル電源とは異なるビット線プルアッ
プ電源を使用する、などが必要になる。
MES  FET使用SRAMのヒツト線電位は上記ゲ
ート電流を阻止する観点から最高でもビル1−イン電圧
程度であるのがよく、また読出し書込みを行なう必要か
らビット線をトランジスタでグランドへ接続すればその
電位はOV(グランドレベル)程度に下る必要があり、
プルアップ回路はカミる機能を備えることが望まれる。
本発明はか−る機能を持つビット線プルアップ回路を提
供しよ・うとするものである。
〔問題点を解決するだめの手段〕
本発明は、MBS  FETで構成されたフリップフロ
ップと、該フリップフロ・ノブの一対の入出力端を一対
のピント線へ接続するトランスファゲートからなるメモ
リセルを備える半導体メモリ回路において、該ビット線
を電源電圧でプルアップする回路を、メモリセル電源に
一端を接続した電圧降下素子と、該素子の他端とグラン
ドとの間に接続される、MES  FETのゲートとソ
ース、1ζレインで構成されるダイオードと、該素子の
他端とヒツト線との間に接続されるゲート、ソース短絡
のMES  FETとで構成してなることを特徴とする
ものである。
〔作用及び実施例〕
本発明では第1図に示すようにゲート、ソース短絡のデ
ィプリーション(D)型MES  FETQ7.Qeの
電源電圧(P点の電圧)を、トランジスタQ9.QIO
の直列回路からなる分圧回路で1、所望電圧の0.6〜
0.7vに制限する。トランジスタQ9はQ?、QBと
同じゲート、ソース短絡のD型MES  FET、l−
ランジスクQI Oはソース、ドレインを短絡してこれ
らのソーストlメインとゲートとでダイオードとしたエ
ンハンスメン1−(E)型のMES  FETである。
このようにすれば、ゲートソース短絡のD型MES  
FET  Ql、Qeは定電流特性を示し該l〜ランジ
スタを通る電流がOのときは電圧降下なしになるが、そ
の電源電圧が分圧器1?f;Q9.Q+oにより所望電
圧0.6〜0.7■に制限されるので、ビット線B1、
B2の電位は該所望電圧以上になることばない。またこ
の所望電圧は、ゲート電流が問題になるドライバトラン
ジスタQl、Q2と同じMESFETであるトランジス
タQl Oにより得るので、整合性がよく、トランジス
タQl、Q2と同じ工程でトランジスタQl Oを作り
そのソース、トレインを短絡し、トランジスタQ7.Q
oと同じ工程で作ったl−ランジスタQ9と直列に、電
源VDDとグランドとの間に接続するという簡単な手法
で、所望電圧と正確に等しい電圧0.6〜0.7■を容
易に得ることができる。
勿論かかるプルアップ電源電圧制限を行なっても通常動
作に何ら支障はなく、例えばワード線WがHレベルにな
って1−ランジスタQa、Qaがオンになり、メモリセ
ルMCが選択されると、このメモリセルではトランジス
タQ1がオン、C2がオフとすればビット線B1はC5
,Qlの経路でグラン1“へ落され、トランジスタQ7
の電圧隆下でピッI・線ばOV(実際には0.1 V程
度)に下る。
ヒツト線B2ではC6,C2によるプルダウンはないか
ら分圧回路の出力端Pの0.6〜0.7Vの非選択レベ
ルを保つ。
第2図はこれをグラフで示す図で、C1はオフ側ビット
線本例ではB2の電位変化を、C2はオン側ビット線本
例でばB1の電位変化を示す。この圓の縦軸はビット線
電位を、横軸はワード線電位を示す。ワード線のドライ
バもMES  FETで構成されるので選択Hレベルは
ビル1−イン電圧程度本例では0.5■であり、非選択
LレベルはO〜0.IVである。セル選択前のビット線
Bl、B2の電位は共に0.6〜0.7■、セル選択後
は一方はそのま一1他方は0.1■程度に下り、このピ
ント線電位差により図示しないセンスアンプが動作する
。こ\で数値例を挙げると、エンハンスメン1−(E)
型MES  FET  Ql、C2,C5゜Q 6(7
)閾値電圧vthは+0.1v±0.05V、ディプリ
ーション(D)型MES  FET  C3,C4゜Q
?、Qllのvthは−0,5V±0. I V、電源
VDDの電圧は2■である。
第3図の従来のメモリセルにおけるビット線型位変化は
、第4図の如くなる。曲線C1はやはりオフ側のヒント
線B2の、曲線C2はオン側のビット線B1の電位変化
を示しており、これらは、セル非選択時にばl・ランジ
スタQ?、Qθの電圧降下がない(ビット線電流がない
)ので電源VDDの電圧2Vになっている。セルが選択
されると、ピント線BI側はC5,Qlの経路で電流が
流れて0.1■程度に下り、ビット線B2側はC6,C
1+のゲーl−の経路で電流が流れて1.2〜1.3■
程度に下る。このビット線B2の電位1.2〜1.3V
は、トランジスタQ1のゲートのビルトイン電圧と、ト
ランジスタQ6のトレイン、ソース間電圧降下との和で
あり、後者の電圧降下が低いとビルトイン電圧の0.7
■にまで下る。またオフ側のビット線B2の電位が高い
とQ、[l、Qlのゲートの経路に流れる電流が過大に
なってQIのゲー1へを焼損する恐れがある。
分圧回路Q Q I C1+ 0は各コラム(ビット線
対)に設けるが、全コラムに共通に設けてもよい。分圧
回路のトランジスタQl Oにはゲート電流が流れるが
、これは大型にすることでゲート焼損を回避でき、大型
にしても個数が少ないから格別集積度の低下を招くこと
はない。また分圧回路トランジスタQ9は電圧降下素子
として働らくもので、抵抗などの他の素子でもよいが、
図示のゲートソース短絡のMES  FETであれば、
定電流性なので分圧回路で過大な電流を消費することが
ない、同じチップ内の他のトランジスタと同じ工程で製
作できるなどの利点がある。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、MESFETのゲ
ートとソース、ドレインのダイオードでビット線プルア
ップ電源電圧を制限したので、ビット線電圧を簡単に適
正値にすることができ、メモリセルのゲート焼損、記憶
データ破壊を阻止できて甚だ有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す回路図、第2図は第1図
の動作を説明する図、第3図は従来例を示す回路図、第
4図は第3図の動作を説明する図である。 図面でQ1〜Q4はフリップフロップを構成するMES
  FET、Q5.Q6はトランスファゲートを構成す
るMES  FET、Bl、B2はビット線、MCはメ
モリセル、VDDは電源電圧、Q9は電圧降下素子、Q
l Oはダイオ−1−′、Q7.Ql]はゲートソース
短絡のMES  FBTである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)MESFETで構成されたフリップフロツプと、
    該フリップフロップの一対の入出力端を一対のビット線
    へ接続するトランスファゲートからなるメモリセルを備
    える半導体メモリ回路において、該ビット線を電源電圧
    でプルアップする回路を、メモリセル電源に一端を接続
    した電圧降下素子と、該素子の他端とグランドとの間に
    接続される、MESFETのゲートとソース、ドレイン
    で構成されるダイオードと、該素子の他端とビット線と
    の間に接続されるゲート、ソース短絡のMESFETと
    で構成してなることを特徴とする半導体メモリ回路。
  2. (2)電圧降下素子は、ゲート、ソース短絡の第2のM
    ESFETで構成されたことを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の半導体メモリ回路。
JP60044181A 1985-03-06 1985-03-06 メモリ回路 Pending JPS61204891A (ja)

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JP60044181A JPS61204891A (ja) 1985-03-06 1985-03-06 メモリ回路

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5870482A (ja) * 1981-10-23 1983-04-26 Hitachi Ltd 半導体集積回路
JPS5984396A (ja) * 1982-11-08 1984-05-16 Hitachi Ltd 半導体集積記憶装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5870482A (ja) * 1981-10-23 1983-04-26 Hitachi Ltd 半導体集積回路
JPS5984396A (ja) * 1982-11-08 1984-05-16 Hitachi Ltd 半導体集積記憶装置

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