JPS61258395A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPS61258395A
JPS61258395A JP60099588A JP9958885A JPS61258395A JP S61258395 A JPS61258395 A JP S61258395A JP 60099588 A JP60099588 A JP 60099588A JP 9958885 A JP9958885 A JP 9958885A JP S61258395 A JPS61258395 A JP S61258395A
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JP
Japan
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mosfet
drain
data line
signal
gate
Prior art date
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Pending
Application number
JP60099588A
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English (en)
Inventor
Toshio Togashi
富樫 敏男
Yoichi Sato
陽一 佐藤
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 ULSI Engineering Corp
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi ULSI Engineering Corp
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi ULSI Engineering Corp, Hitachi Ltd filed Critical Hitachi ULSI Engineering Corp
Priority to JP60099588A priority Critical patent/JPS61258395A/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】 〔技術分野〕 この発明は、半導体記憶装置に関するもので、例えば、
MOSFET (絶縁ゲート形電界効果トランジスタ)
で構成された横型レシオレスROM(リード・オンリー
・メモリ)に有効な技術に関するものである。
〔背景技術〕
ワード線とデータ線との交叉点に記憶情報に従って記憶
用MO5FETを形成する横型マスクROMが公知であ
る(例えば、産報出版■、1977年9月30日付rf
cメモリの使い方」新田松雄、大表良−共著、頁73〜
頁76参照)。
このマスク型ROMは、例えば、ワード線とデ−夕線と
の交叉点にMOSFETのゲート絶縁膜を厚く形成して
正常に動作しないMOSFETかあるいはゲート絶縁膜
を薄く形成して正常に動作するMOS F ETを形成
することによって、記憶情報を書込むものである。
この場合、その読み出し信号が記憶用MOSFETと負
荷手段とのコンダクタンスのレシオによらないで、予め
プリチージされたデータ線の電位を記憶用MOSFET
によってディスチャージするか否かで形成されるレシオ
レス(ダイナミック型)ROMにおいて、そのレベル判
定にCMOS(相補型MO3)インバータ回路を用いる
と、読み出し動作が遅(なってしまう、すなわち、CM
OSインバータ回路にあっては、そのロジンクスレッシ
ョルド電圧が電源電圧VccのはyVcc/2のような
中間レベルにされる。記憶MO5FETは、高集積大記
憶用化のためにそのサイズが比較的小さく設定される。
また、データ線は多数の記憶用MOSFETが結合され
るため、その浮遊容量値が比較的大きくされる。この結
果、上記記憶用MOS F ETによってデータ線のプ
リチャージレベルをロジンクスレフショルド電圧(Vc
c/2)以下にディスチャージさせるために比較的長時
間を費やすことになってしまう。そこで、ロジ。
クスレッショルド電圧が任官に設定できる差動型のセン
スアンプを用いることが考えられる。しかしながら、こ
の場合には、センスアンプ自体の回路が複雑化するとと
もに基準電圧発生回路が必要になるため素子数が増大し
、増幅動作のために直流電流を消費するので、消費電力
も大きくなる等の問題が生じる。
〔発明の目的〕
この発明の目的は、簡単な構成によりその動作の高速化
を図った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、レシオレス方式のROMにおけるメモリアレ
イからの読み出し信号を増幅MOSFETのゲートに供
給し、そのドレインから増幅出力信号を得るようにする
ものである。
〔実施例1〕 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。
同図の各回路素子は、特に制限されないが、公知のCM
O3集積回路の製造技術によって、単結晶シリコンのよ
うな半導体基板上に、おいて形成される。同図において
、PチャンネルMO5FETは、MO3FE’T”QI
のようにそのチャンネル部分に直線が付されることによ
って、NチャンネルMOSFETQ9等と区別される。
メモリアレイM−ARYは、その代表として例示的に示
されている複数のワード線W1〜Wm及びデータ線(デ
ィシフト線又はビット線)D1〜Dnと、これらのワー
ド線とデータ線との交叉点に記憶情報に従って選択的に
設けられた記憶用MO5FETMI〜M5とにより構成
される。同図において、例示的に示された記憶用MOS
 F ETM1〜M5は、そのしきい値電圧がワード線
の選択レベルでオン状態にされるものであり、上記選択
レベルに対してオフ状態か又はそのゲート又はドレイン
がワード線又はデータ線に接続されない記憶用MOSF
ETは省略されている。上記メモリアレイM −A R
Yにおいて、同じ行に配置された記憶用MOS F E
Tは、MOSFETM3.M4等のようにそのゲートが
それぞれ対応するワード線wi等に接続される。同じ列
に配置された記憶用MOS F ETは、MOSFET
Mi、M2等のようにそのドレインがそれぞれ対応する
データ線D1等に接続される。特に制限されないが、こ
れらの記憶用MOSFETMI〜M5は、Nチャンネル
部分 S F ETで構成され、同じP型ウェル領域内
に形成される。
上記各データ線D1〜Dnには、それぞれPチャンネル
部分 S F ETQ 1〜Q3により構成されたプリ
チャージ回路が設けられる。これらのM O5FETQ
I〜Q3のゲートには、プリチャージ信号φpが供給さ
れる。これらのプリチャージMO5FETQI〜Q3は
、上記プリチャージ信号φpがロウレベル(回路の接地
電位)にされたときオン状態にされ、上記それぞれのデ
ータ線D1〜I)nをハイL・ベル(電源電圧Vcc)
にプリチャージする。
また、各データ線D1〜Dnは、特に制限されないが、
カラムスイッチ回路を構成するPチャンネルMO5FE
TQ4〜Q6を介して共通データ線CDに接続される。
XアドレスデコーダXDCRは、図示しない相補アドレ
ス信号を解読して、上記ワード線W1〜Wmの中から1
つのワード線を選択状態にさせる選択信号を形成して、
それを対応するワード線に伝える。
YアドレスデコーダY−DCRは、図示しない相補アド
レス信号を解読して、上記データ線D1〜Dnの中から
1つのデータ線を選択する選択信号を形成して、上記カ
ラムスイッチMOSFET04〜Q6のゲートに伝える
上記共通データ線CDは、上記プリチャージ信号φpが
ゲートに供給されたPチャンネルMOSFETQ7によ
り、データ線と同様にプリチャージされる。
この実施例では、上記メモリアレイM−ARYからの読
み出し動作の高速化のために、上記共通データ線CDに
は次のようなセンスアンプ回路が設けられる。
共通データ線CDは、Pチャンネル型の増@MOSFE
TQ8のゲートに結合される。このMOS F ETQ
 Bのソースは、電源電圧VCCに接続され、そのドレ
インから増幅信号を送出するものである。上記MOS 
F ETQ 8のドレインと回路の接地電位(基準電位
)点との間には、Nチャンネル型のリセットMOSFE
TQ9が設けろれる。
このMOSFETQ9は、そのゲートに非反転のプリチ
ャージ信号φpが供給されることによって、プリチャー
ジ期間にオン状態にされる。
この実施例では、上記増幅MOSFETQ8のドレイン
出力は、小さなサイズのPチャンネル間O3FETとN
チャンネルMOS F ETとにより構成されたCMO
Sインバータ回路IVIの入力端子に結合される。これ
によって、増幅MO5FETQ8は、小さな入力容量を
持つCMOSインバータ回路IVIを駆動するので、共
通データ線CDに現れた読み出し信号を高速に次段回路
に伝えることができる。このCM OSインバータ回路
IVIの出力信号は、比較的大きなサイズのPチャンネ
ルM、03FETとNチャンネルMOSFETとにより
構成されたC M OSインバーク回路I■2を介して
データ出力回1?@DOB (図示せず)へ送出される
この実施例回路の動作の一例を第2図のタイミング図に
従って説明する。
メモリセルの記憶情報の読み出しに先立って、ブリチー
ジ信号φpがロウレベルにされるので、ブリチージMO
SFETQI〜Q3及びQ7はオン状態にされ、それぞ
れ対応するデータ9jlD1〜Dn及び共通データ線C
Dをはゾ電源電圧VCCのレベルにプリチャージする。
このとき、ハイレベルにされるプリチャージ信号φpに
よってリセット用MOSFETQ9もオン状態にされ、
増[MOSFETQ8の出力点であるドレイン(ノード
Nl)を回路の接地電位にリセットさせる。なお、Xア
ドレスデコーダXDCRば、このプリチャージ期間にお
いては、その出力信号を全てロウレベルにする。これに
よって、全ての記憶用MO5FETMI〜rvf 5は
オフ状態にされる。これによって、データ線Dl−Dn
−の上述のようなプリチャージが行われる。
次に、ブリチージパルスφpがハイレベルにさされると
、上記プリチャージMOSFETQI〜Q3及びQ7は
オフ状態にされる。これによって、データ線D1〜Dn
と共通データ線CDは、フローティング状態で上記プリ
チャージレベルを維持する。上記プリチージMOS F
 ETQ 1〜Q3及びQ7をオフ状態とした後、アド
レスデコーダX−DCR,Y−DCRによってメモリセ
ルの選択動作が行われる。選択されたワード線に結合さ
れた記憶用MOSFETは、記憶情報に従って、ワード
線の選択レベルに対して高いしきい値電圧を持つMOS
FET (図示せず)か又は低いしきい値電圧を持つM
OSFETMかであるので、そのオフ/オン動作に従っ
てデータ線がハイレベルに留まるかロウレベルにディス
チャージされる。このようなデータ線の読み出し信号は
、選択されたカラムスイッチMOSFETを通して共通
データ線CDに現れる。
例えば、選択された記憶用MO5FETがオン状態なら
、同図に実線で示すように共通データ線CDの電位はロ
ウレベルにディスチャージされる。
この実施例では、上記共通データ線CDの電位が、上記
プリチャージ電圧(Vcc)に対して増幅MOSFET
Q8171しきい値電圧Vthp  (約0.5V)以
下に低下すると、直ちにこのMOSFETQBはオン状
態となり、その出力であるドレイン(ノードNl)をハ
イレベルに立ち上げる。これによって、同図において点
線で示したように、約Vcc/2のロジックスレッショ
ルド電圧を持つCMOSインバータ回路を用いた場合に
比べて大幅な動作の高速化を図ることができる。
なお、選択されたデータ線に結合された記憶用MOS 
F ETがオフ状態又はワード線若しくはデータ線に接
続されていない場合と、共通データ線CDの電位は、同
図に破線で示したようにハイレベルHのままとされる。
この実施例では、センスアンプとして、増幅MOSFE
TとリセットMOSFETという極めて簡単な回路によ
り構成できるとともに、ダイナミック動作を行うので、
差動型のセンスアンプを用いた場合のような直流電流が
流れないから、低消費電力化をも図ることができる。
〔効 果〕
(1)メモリアレイからの読み出し信号をプリチャージ
レベルと同じ電位の1i源電圧Vccがソースに供給さ
れ、ドレインから出力信号を得る増幅MO8FETによ
ってディスチャージの有無を判定するものであるので、
そのしきい値電圧に従つた小さな信号レベルの変化に応
答するものとなる。これによって、高速読み出し動作を
実現できるという効果が得られる。
(2)センスアンプは、増@MOSFETとリセットM
OSFETという極めて簡単な回路により構成できると
いう効果が得られる。
(3)増!MOSFETとリセットMOSFETとは、
プリチャージ信号に従って相補的に動作するので、両M
OS F ETを通して直流電流が流れることがないか
ら、低消費電力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、カラムスイッ
チ回路は、特に必要とされるものではない。例えば、P
LA (プログラマブル・ロジック・アレイ)を構成す
るオア(OR)又はアンド(AND)アレイに適用する
場合、上記メモリアレイM−ARYのデータ線の信号は
上記センスアンプを介して次段のアンド又はオアアレイ
の入力線(ワード線)に伝えられる。
また、電源電圧として負の電圧を用いる場合、第1図の
実施例回路では、ブリチージレベルを回路の接地電位の
ようなハイレベルとするか、又は負の電圧をプログラム
レベルとする場合には、MOSFETの導電型を逆に構
成ればよい。
〔利用分野〕
この発明は、マイクロコンピュータ等のような各種情報
処理装置を構成する半導体S積回路装置に内蔵されるR
OM、PLA又は単独の半導体記憶装置としてのROM
として広(利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、第2図は
、その動作の一例を示すタ、1ミング図である。 X−DCR,Y−DCR・・アドレスデコーダ、M−A
RY・・メモリアレイ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、そのドレインがデータ線に結合されたプリチャージ
    MOSFETによってプリチャージされたデータ線の電
    位を記憶情報に従って選択的にディスチャージさせる記
    憶用MOSFETを含むメモリアレイと、このメモリア
    レイからの読み出し信号がゲートに伝えられ、そのドレ
    インから増幅信号を送出する増幅MOSFETと、上記
    増幅MOSFETのドレインと回路の基準電位点との間
    に設けられたリセットMOSFETとを含むセンスアン
    プとを具備することを特徴とする半導体記憶装置。 2、上記記憶用MOSFETとリセットMOSFETは
    、NチャンネルMOSFETで構成され、上記プリチー
    ジMOSFETと増幅MOSFETはPチャンネルMO
    SFETで構成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項記載の半導体記憶装置。 3、上記データ線とセンスアンプの入力端子である増幅
    MOSFETのゲートとの間には、PチャンネルMOS
    FETにより構成されたカラム選択MOSFETが設け
    られるものであることを特徴とする特許請求の範囲第2
    項記載の半導体記憶装置。
JP60099588A 1985-05-13 1985-05-13 半導体記憶装置 Pending JPS61258395A (ja)

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JP60099588A JPS61258395A (ja) 1985-05-13 1985-05-13 半導体記憶装置

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JPS61258395A true JPS61258395A (ja) 1986-11-15

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JP (1) JPS61258395A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100306174B1 (ko) * 1997-02-03 2001-11-15 니시무로 타이죠 반도체기억장치
US9916904B2 (en) 2009-02-02 2018-03-13 Qualcomm Incorporated Reducing leakage current in a memory device

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KR100306174B1 (ko) * 1997-02-03 2001-11-15 니시무로 타이죠 반도체기억장치
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