JPS62229595A - ダイナミツク型半導体記憶装置 - Google Patents

ダイナミツク型半導体記憶装置

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JPS62229595A
JPS62229595A JP61069933A JP6993386A JPS62229595A JP S62229595 A JPS62229595 A JP S62229595A JP 61069933 A JP61069933 A JP 61069933A JP 6993386 A JP6993386 A JP 6993386A JP S62229595 A JPS62229595 A JP S62229595A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
amplifier
sense amplifier
driver
memory device
high speed
Prior art date
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Pending
Application number
JP61069933A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeyoshi Watanabe
重佳 渡辺
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Priority to KR1019870002908A priority patent/KR950002293B1/ko
Priority to DE19873710536 priority patent/DE3710536A1/de
Publication of JPS62229595A publication Critical patent/JPS62229595A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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】 〔発明の技術分野〕 本発明はダイナミック型半導体記憶装置に関する。
(発明の技術的背景とその問題点〕 MOS型半導体記憶装置は、微細化、高速化が著しい。
大型コンピュータのキャッシュ・メモリのように高速性
が要求される分野では現在、41cあるいは16にのス
タティックRAM (s RAM)が多く使用されてい
る。しかしMOSトランジスタのゲート長が0.5μm
程度まで微細化が進むと、素子の信頼性を確保するため
に外部電源を下げなければならず、これまでのように微
細化による高速化はもはや不可能になる。そこで、s 
RAMではMOSトランジスタより電流駆動能力の大き
いバイポーラトランジスタを導入することにより高速化
を図ることが行われている。
第3図はその様なs RAMの一例を示す。メモリセル
21は、MOSトランジスタ Q41゜Q42と負荷抵
抗R1,R2とからなる双安定回路と、トランスファゲ
ートとしてのMOS)ランジスタQ43.Q44とから
構成される。ワード線23が選択されると、セルデータ
はビット線24.25に転送され、カラム選択信号によ
りMOSトランジスタQ47およびQtaがオンになる
とこのビット線24.25のデータはI10線26.2
7に転送される。I10線26.27のデータは、バイ
ポーラトランジスタT21゜T 22をドライバとし、
負荷抵抗R3,R4を接続して構成されたセンスアンプ
22により増幅される。Qe9はセンスアンプ活性化用
MOS)ランジスタである。
この構造はバイポーラトランジスタとCMOS素子とを
組合わせたもので、B I CMOSと呼ばれる。この
)、′Qな構成とすれば、センスアンプ22にバイポー
ラトランジスタを用いているために、負荷容量の大きい
I10線26.27のデータをl高速に増幅することが
できる。従ってs RAMの高速化が図られる。
第4図は、0MO3とBICMOSの遅延時間特性を比
較して示す。いずれも1.2μmルールを用いて、15
段NANDオシレータを構成して遅延時間特性を測定し
たものである。この図から明らかなように、バイポーラ
トランジスタとCMOSを複合したBICMOSでは、
CMOSと比較して負荷容量が大きくなる程高速化のメ
リットが大きくなる。
ところで第3図に示すようにsRAMは6索子でメモリ
セルを構成するため、通常4素子以下でメモリセルが構
成されるダイナミックRAM(dRAM)に比べて、同
じゲート長を用いた場合高集積化ができない。例えば同
じ集積度を実現するためには、s RAMのゲート長は
dRAMのそれの6〜7割にしなければならない。
つまりs RAMは、高速化には向いているが、dRA
M程に高集積化できない、という本質的な欠点があり、
キャッシュ・メモリを 64k。
256に更にIMと高集積化する場合、1ビット当りの
コストが安くしかも高速であるものをsRAMにより実
現することは難しい。
〔発明の目的〕
本発明は上記した点に鑑みなされたもので、s RAM
の高速性を保ちながら高集積化を可能として、1ビット
当りのコスト低下を可能としたdRAMを提倶すること
を目的とする。
〔発明の概要〕
本発明は、一個または複数個の電界効果型トランジスタ
と一個のキャパシタによりメモリセルが構成されるdR
AMにおいて、センスアンプとして、ドライバにバイポ
ーラトランジスタを用いた増幅器を用いることを特徴と
する。
〔発明の効果〕
本発明によれば、センスアンプのドライバにバイポーラ
トランジスタを用いることによりsRAMと同程度の高
速動作を可能とした、1ビット当りのコストが低いdR
AMを得ることができる。
〔発明の実施例〕
以下本発明の詳細な説明する。
第1図は一実施例のdRAMの要部を示す等価回路であ
る。メモリセル1としては、3個のMOSトランジスタ
Qa r  Qe +  Q+ oと一個のキャパシタ
C1により構成される電流駆動型メモリセルを用いてい
る。電流駆動型メモリセルを用いている理由は、後に説
明するセンスアンプのドライバにバイポーラトランジス
タを用いる上で好ましいからである。ダミーセル2も同
様に3個のMOSトランジスタQ11.Q121Q13
と一個のキャパシタC2により構成される。図では、ビ
ット線51に一個のメモリセル1、ビット線52に一個
のダミーセル2を接続した状態を示しているが、実際に
は各ビット線に多数のメモリセルと一個のダミーセルが
接続された状態で半導体基板に配列形成される。61.
62はそれぞれワード線、ダミーワード線であり、これ
によりメモリセル1およびダミーセル2のスイッチング
用MOSトランジスタQ a + 011が選択駆動さ
れる。Q4.Q5はメモリセルおよびダミーセルの負荷
となるMOSトランジスタである。Q6゜Q7はビット
線51.52とI10線7□、72をつなぐトランスフ
ァゲート用MOS)ランジスタであり、これはカラム選
択信号により選択駆動される。I10線7..72に接
続されるセンスアンプ3は、ドライバにバイポーラトラ
ンジスタ” 1 +  T 2を用い、負荷にMoSト
ランジスタQL、Q2を用いたBIMOS構造の差動増
幅器により構成、されている。Q3は活性化用MOSト
ランジスタである。この実施例では、このセンスアンプ
3の出力線81.82に接続される出力増幅器4として
も、バイポーラトランジスタT3゜I5をドライバとし
、負荷にMOS)ランジスタQ14.QI5を用いたB
IMOS構造の差動増幅器を用いている。
この様な構成として、読み出し時に゛ワード線61、ダ
ミーワード線62が選択されると、メモリセル1および
ダミーセル2のデータはそれぞれビット線51.52に
伝達される。カラム選択信号か入るとMOS+−ランジ
スタQ6およびQ7がオンになり、ビット線5□、52
のデータはそれぞれI10線71.72に伝達され、こ
れらの信号差がセンスアンプ3により読み出される。
この実施例によれば、センスアンプに BIMOS構造の差動増幅器を用いているために、高速
のセンス動作が可能になる。特に高集積化してセンスア
ンプの負荷容量が大きくなった場合に前述のように高速
化の効果が大きく、s RAMと同程度の高速動作可能
なdRAMが得られる。またこの実施例では電流駆動型
メモリセル構造を用いており、これは非破壊読み出し型
である。このため、1トランジスタ/1キヤパシタの電
荷読み出し型メモリセルを用いた場合にようにカラムを
選択するのにビット線データが確定するまで待つ必要が
なく、この意味でも高速動作に有利である。
また電流駆動型メモリセルを用いても、sRAMのメモ
リセルより構成素子数は少ない。従ってこの実施例によ
れば、s RAMと同程度の高速動作が可能で、しかも
ビット当りのコストが低いdRAMが得られる。
また一般にバイポーラ素子はMOS素子と比べて温度特
性に優れ、電源電圧変動の影響も小さいから、この実施
例により信頼性の高いメモリ素子が得られる。従ってま
た、メモリ素子のテスト工程が短縮され、コスト低減が
図られる。
更にバイポーラ素子は一般にMOS素子に比べてプロセ
スパラメータのバラツキに対して強いため、バイポーラ
トランジスタを導入することにより製造が容易になり、
大量生産によるコスト低下か図られる。
更にまた、バイポーラ素子の動特性の負荷容量依存性は
MOS素子のみの場合に比べて非常に小さい。従ってメ
モリ設計時に従来のように負荷容量を正確に見積もる必
要がなく、これにより設計期間の短縮が図られる。
第2図は他の実施例のdRAMの要部構成を示す等価回
路である。この実施例ではメモリセル11およびダミー
セル12として、それぞれ一個のMOSトランジスタQ
27.Q28と一個のキャパシタC11,CI2を用い
た電荷読み出し型を用いている。15..152はビッ
ト線、16、.162はワード線である。ビット線15
1.152に接続されるセンスアンプ13は、ドライバ
としてバイポーラトランジスタT11゜T1□を用い、
負荷としてMOSトランジスタQ21.Q22を用いた
差動増幅器である。
Q23.Q24はセンスアンプ活性化用MOS)ランジ
スタである。メモリセル11およびダミーセル12に電
荷読み出し型を用い、かつセンスアンプ13のドライバ
にバイポーラトランジスタを用いているために、読み出
し時の“H”レベルの低下を防止することが必要であり
、このためにセンスアンプ13のドライバ・トランジス
タT11゜TI2のベースに高抵抗素子として働くMO
SトランジスタQ25.026を挿入している。ビット
線15..152にはそれぞれカラム選択信号により駆
動されるトランスファゲート用MOSトランジスタQ2
9.Q30を介してI10線17、.172が接続され
ている。I10線171 、 172に設けられる出力
増幅器14としても、ドライバにバイポーラトランジス
タT13゜T14を用い、負荷にMOSトランジスタQ
3□。
Q32を用いた差動増幅器が用いられている。
この実施例によっても、先の実施例と同様の効果が得ら
れることは明らかである。
本発明は上記実施例に限られるものではなく、その趣旨
を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のdRAMの要部構成を示す
等価回路図、第2図は他の実施例の要部構成を示す等価
回路図、第3図は従来のsRAMの構成例を示す等価回
路図、第4図はCMOS構造とBICMOS構造の遅延
時間特性を比較して示す図である。 1・・・メモリセル、2・・・ダミーセル、3・・・セ
ンスアンプ、4・・・出力増幅器、5□、52・・・ビ
ット線、6..62・・・ワード線、7..72・・・
T10線、81,82・・・出力線、”r、+ T2 
、T3 +T4・・・バイポーラトランジスタ(ドライ
バ)、11・・・メモリセル、12・・・ダミーセル、
13・・・センスアンプ、14・・・出力増幅器、15
1,152・・・ビット線、161.162・・・ワー
ド線、171゜172・・・T10線、Tl 1 + 
TI 2 、T13 。 T、4・・・バイポーラトランジスタ(ドライバ)。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第3図 第4 図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一個または複数個の電界効果型トランジスタと一
    個のキャパシタにより構成されるダイナミック型メモリ
    セルを半導体基板に配列形成してなるダイナミック型半
    導体記憶装置において、前記メモリセルの出力データを
    読み取るセンスアンプとして、バイポーラトランジスタ
    をドライバとする増幅器を用いたことを特徴とするダイ
    ナミック型半導体記憶装置。
  2. (2)前記センスアンプは、選択されたメモリセルの出
    力とダミーセルの出力が入力される一対のバイポーラト
    ランジスタをドライバとする差動増幅器である特許請求
    の範囲第1項記載のダイナミック型半導体記憶装置。
  3. (3)前記センスアンプの出力端子が接続される出力線
    に設けられる増幅器として、バイポーラトランジスタを
    ドライバとする増幅器を用いた特許請求の範囲第1項記
    載のダイナミック型半導体記憶装置。
JP61069933A 1986-03-28 1986-03-28 ダイナミツク型半導体記憶装置 Pending JPS62229595A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61069933A JPS62229595A (ja) 1986-03-28 1986-03-28 ダイナミツク型半導体記憶装置
KR1019870002908A KR950002293B1 (ko) 1986-03-28 1987-03-28 다이나믹형 반도체기억장치
DE19873710536 DE3710536A1 (de) 1986-03-28 1987-03-30 Dynamischer halbleiterspeicher mit einem abfrageverstaerker des bimos-aufbaus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61069933A JPS62229595A (ja) 1986-03-28 1986-03-28 ダイナミツク型半導体記憶装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS62229595A true JPS62229595A (ja) 1987-10-08

Family

ID=13416964

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61069933A Pending JPS62229595A (ja) 1986-03-28 1986-03-28 ダイナミツク型半導体記憶装置

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JP (1) JPS62229595A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08212787A (ja) * 1995-02-09 1996-08-20 Nec Corp 半導体記憶装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59210589A (ja) * 1983-05-13 1984-11-29 Hitachi Ltd 半導体記憶装置

Patent Citations (1)

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