JPS6251092A - デ−タ線駆動回路 - Google Patents

デ−タ線駆動回路

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JPS6251092A
JPS6251092A JP60190433A JP19043385A JPS6251092A JP S6251092 A JPS6251092 A JP S6251092A JP 60190433 A JP60190433 A JP 60190433A JP 19043385 A JP19043385 A JP 19043385A JP S6251092 A JPS6251092 A JP S6251092A
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JP
Japan
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data line
transistors
drive circuit
mos transistors
transistor
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Pending
Application number
JP60190433A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Nakagawara
中川原 明
Kazuo Watanabe
和雄 渡辺
Yukio Kobayashi
幸雄 小林
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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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〕 本発明はメモリのデータ線駆動回路の改良に関する。
〔発明の概要〕
本発明は、データ線駆動回路の能動負荷MOSトランジ
スタの基板効果を排除することによって、高速読み出し
を可能にすると共に、電源電圧低下時においても読み出
しを安定に行うことができるようにしたものである。
〔従来の技術〕
従来、電子計算機の内部記憶装置または外部記憶装置(
メモリ)からの読み出し信号を得るためにデータ線駆動
回路が使用されている。
まず、第6図を参照しながら、従来のデータ線駆動回路
について説明する。
第6図に従来のメモリ (RAM)の要部の構成例を示
す。
この第6図において、(10)はメモリマトリクスを全
体として示し、その構成要素である任意のメモリセル(
11)がワード線(12)に接続されると共に、1対の
ビット線(13)及びビット線(14)に接続されてい
る。このメモリセル(11)は、図示を省略した負荷抵
抗器及びMO3I−ランジスタから成るフリップフロン
ブ回路を有し、電流のオン・オフによって情報を記憶す
るスタティック型である。ビット線(13)及びビット
線(14)の各一端は1対の能動負荷としてのNチャン
ネルMOSトランジスタ(15)及び(16)のソース
にそれぞれ接続される。両MOSトランジスタ(15)
及び(16)は、そのゲート及びドレインが共に電源端
子Pに接続されて、それぞれダイオード化される。
ビット線(13)及びビット線(14)の他端はNチャ
ンネルMOS)ランジスタ(17)及び(18)のドレ
インにそれぞれ接続され、両MO3I−ランジスタ(1
7)及び(18)のゲートはカラム選択端子(19)に
接続される。
(20)はデータ線駆動回路を全体として示し、メモリ
マトリクスα呻の選択用MO3I−ランジスタ(17)
及び(18)の各ソースに接続された1対のデータ線(
21)及びデータ線(22)がそれぞれ1対の能動負荷
としてのNチャンネルMOSl−ランジスタ(23)及
び(24)のソース・ドレインを介して電源端子Pに接
続される。MOS)ランジスタ(23)及び(24)の
ゲートは共にWE信号入力端子(25)に接続される。
WE倍信号読み出し時に“Hi ″となるので、両MO
3)ランジスタ(23)及び(24)は読み出し時に、
破線で示すように、それぞれダイオード化される。
(30)は読み出し増幅器の初段増幅回路であって、カ
レントミラー型羞勤増幅回路となっている。
即ち、入力端子(1) 、 <2)を介して、初段増幅
回路(30)のNチャンネルの差動入力MOSトランジ
スタ(31)及び(3,2)の各ゲートにデータ線(2
1)及びデータ線(22)がそれぞれ接続される。両N
チャンネルMOSトランジスタ(31)及び(32)の
各ドレインは能動負荷としての1対のPチャンネルMO
S)ランジスタ(33)及び(34)の各ドレインにそ
れぞれ接続される。一方のPチャンネルMOSトランジ
スタ(33)はそのゲートとドレインが直結されてダイ
オード接続とされ、他方のPチャンネルMOSl−ラン
ジスタ(34)のゲートはMOS)ランジスタ(33)
のゲートに接続される。両PチャンネルMO3)ランジ
スタ(33) 。
(34)の各ソースが電源端子Pに接続されてカレント
ミラー回路が構成され、NチャンネルMOSトランジス
タ(32)及びPチャンネルMOSトランジスタ(34
)の各ドレインの接続中点が出力端子(3)に接続され
る。
両NチャンネルMO5I−ランジスタ(31)及び(3
2)の各ソースは定電流源としての第3のNチャンネル
MOS)ランジスタ(35)のドレインに共に接続され
る。このMOS)ランジスタ(35)のゲートにはダイ
オード接続されたPチャンネルMOS)ランジスタ(3
3)からバイアス電圧が供給され、MOSl−ランジス
タ(35)のソースはスイッチとしての第4のNチャン
ネルMOS)ランジスタ(36)のドレイン・ソースを
介して接地されて、差動増幅回路が構成される。MOS
l−ランジスタ(36)のゲートはCE信号入力端子(
5)に接続される。差動増幅回路(30)の出力端子(
3)に反転増幅回路(4)が接続される。
読み出しの場合、データ線駆動回路(20)の端子(2
5)に供給されるWE (反転ライトエネイブル)信号
が“Hi’″とされて、両部動負荷MOSトランジスタ
(23) 、  (24)がオン状態とされる。
また、端子(5)から差動増幅回路(30)に供給され
るCE(チップエネイブル)信号が“Hk″とされて、
スイッチングトランジスタ(36)がオン状態となり、
差動増幅回路(30)が動作状態とされる。
図示を省略したXデコーダによってワード線(12)が
選択され、このワード線(12)に接続されたすべての
メモリセルが活性化されると共に、図示を省略したXデ
コーダから所定の1対のビット線(13)及びビット線
(14)に対する“Hi ”のカラム選択信号が端子(
19)に供給されて、MOSl−ランジスタ゛(17)
及び(18)がオン状態とされる。メモリセル(11)
内のフリップフロップ(図示を省略)のビット線(13
)に接続されたMOS)ランジスタがオン状態であった
とすると、データ線駆動回路(20)のMOS)ランジ
スタ(23)からデータ線(21) 、選択用MOSト
ランジスタ(17)及びビット線(13)の経路により
、メモリセル(11)にデータ線電流1oが流入する。
また、ビット線(13)の一端に接続された能動負荷M
O3)ランジスタ(15)は、そのゲートに電源電圧v
DDが供給されて、オン状態にあり、このMOS)ラン
ジスタ(15)を経て、メモリセル(11)にビット線
電流IBが流入する。このビット線電流IBと上述のデ
ータ線電流IDとの和がメモリセル(11)の吸い込み
電流IMとなる。
一方、メモリセル(11)内のビット線(14)に接続
されたMOSトランジスタ(図示を省略)はオフ状態に
あり、ビット線(14)及びデータ線(22)からはメ
モリセル(11)に電流が流入しない。
従って、ビット線(13)及びビット線(14)の電位
V13及びV14は異なり、この異なる2つの電位が所
望のメモリセル(11)の情報としてデータ線(21)
及びデータ線(22)を通って読み出し増幅器の初段差
動増幅回路(30)の両入力MOS)ランジスタ(31
)及び(32)のゲートに供給される。この入力信号の
差信号が増幅されて、差動増幅回路(30)の不平衡出
力信号が出力端子(3)から反転増幅回路(4)に供給
される。
電源電圧VDDが例えば5■であるとき、(高い方の)
ビット線(14)の電位V14は、MOS)ランジスタ
(16)のスレッショルド電圧V Lh (約0.7V
)及び基板効果ΔV th (約1.IV)の影響によ
って、例えば約3.2■とかなり低くなる。また、ビッ
ト線(13)の電位v1iは、メモリセル(11)の吸
い込み電流IMが、例えば100μAであるとき、MO
Sトランジスタ(15)内の電圧降下によってV14よ
りも稍低(、例えば約2.9■となる。
また、データ線(21)及びデータ線(22)の電位V
21及びV22は、上述と同じ理由によって、それぞれ
V1]及びV14と略等しくなる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところが、第6図に示すような従来のデータ線駆動回路
(20)では、電源電圧VOOが、過負荷等によって、
例えば3V程度まで低下した場合、データ線(21)お
よびデータ線(22)の電位V21及びV22が1.5
V程度まで低下してしまう。この値は読み出し増@器の
初段差動増幅回路(3o)の入力電圧としては低過ぎる
ため、読み出し増幅器が動作しなくなるという問題があ
った。
また、従来のデータ線駆動回路(20)では、前述のよ
うに、例えば両データ線(21)及び(22)の電位v
2□及びV22と両ビット線(13)及び(14)の電
位V13及びV14とがそれぞれ略等しくなってしまう
。このため、カラム選択用MOSトランジスタ(17)
及び(18)のドレイン・ソース間電圧VDSが極めて
小さくなり、これらのMO3I−ランジスタ(17)及
び(18)の駆動能力が低下してしまう。そうすると、
選択用MO3)ランジスタ(17)及び(18)並びに
データ線駆動回路(20)のMOSトランジスタ(23
)及び(24)の各面積をビット線駆動用MO5I−ラ
ンジスタ(15)及び(16)の面積の例えば4倍に大
きくしても、大きなデータ線電流を流すことができなく
なり、高速読み出しができないという問題があった。
更に、従来のメモリでは、カラム選択用MOSトランジ
スタ(17)及び(18)の接合容量C17及びCxs
がそれぞれデータ線(21)及びデータ線(22)の浮
遊容量となる0例えば64にビットの容量のメモリでは
、カラムの数は256となり、データ線(21)及びデ
ータ線(22)にはかなり大きな浮遊容量が付加される
。しかも、上述のように、従来のメモリではMO3I−
ランジスタ(17)及び(18)のドレイン・ソース間
電圧VOSが低いため、その接合容量C1を及びcte
は大きく、データ線(21)及びデータ線(22)の高
速駆動が妨げられるという問題もあった。
か\る点に鑑み、本発明の目的は、上述の問題点を解消
したデータ線駆動回路を堤供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、メモリマトリクスのビット線にカラム選択ス
イッチング素子を介して接続されたデータ線と電源との
間に能動負荷素子を設けたデータ線駆動回路において、
能動負荷素子の基板効果を排除するようにしたデータ線
駆動回路である。
〔作用〕
か\る構成によれば、データ線の電位が高(なって、電
源電圧が低下した場合でも、読み出しが安定に行なわれ
る。
マタ、カラム選択用MO5)ランジスタの駆動能力が増
大すると共に、その接合容量が減少して、読み出しが高
速で行なわれる。
(実施例〕 以下、第1図及び第2図を参照しながら、本発明による
データ線駆動回路の一実施例について説明する。
本発明の一実施例の構成を第1図に示す、この第1図に
おいて、第6図に対応する部分には同一の符号を付して
重複説明を省略する。
第1図において、(40)はデータ線駆動回路であって
、1対の能動負荷としてのPチャンネルMO3)ランジ
スタ(41)及び(42)の各ドレインがデータ線(2
1)及びデータ線(22)にそれぞれ接続されると共に
、相互に接続された各ソースがダイオード接続されたP
チャンネルMOSトランジスタ(43)を介して、電源
端子Pに接続される。両MO5)ランジスタ(41)及
び(42)の各ゲートには、インバータ(44)を介し
て、端子(45)からWE倍信号供給される。その余の
構成は第6図と全く同様である。
本実施例の動作は次のとおりである。
読み出しの場合、端子(45)に供給されるWE倍信号
“H1゛であり、これがインバータ(44)で反転され
て“Lo“となって、能動負荷MOSトランジスタ(4
1)及び(42)の各ゲートに供給されて、両MO3)
ランジスタ(41)及び(42)はオン状態となる。そ
の動作点がトライオード領域内に選定されているので、
両MOSトランジスタ(41)及び(42)は、抵抗器
として動作し、本実施例の等価回路は第2図に示すよう
になる。
本実施例においては、能動負荷としてPチャンネルMO
Sトランジスタ(4工)及び(42)を用いて、基板効
果Δvthを排除することにより、電源電圧vooが5
vの場合、データ線(21)及びデ:り線(22)の電
位V21及びV22がそれぞれ約3.9V及び約4.1
vに高められる。
このため、前述のように、電源電圧VOOが例えば3v
程度に低下した場合においても、両データ線(21) 
、  (22)の電位は2v程度に維持されて、読み出
し増幅器は安定に動作する。
また、両データ線(21) 、  (22)の電位が両
ビット線(13) 、  (14)の電位よりもそれぞ
れIV程度高くなるので、選択用MOSトランジスタ(
17)及び(18)のドレイン・ソース間電圧VDSが
大きくなり、その駆動能力が増大して、大きなデータ線
電流を流すことができて、その結果、高速読み出しが可
能となる。更に、選択用MOSトランジスタ(17)及
び(18)のVDSが大きくなるため、その接合容量C
1v及びCzsが減少し、両データ線(21)及び(2
2)の浮遊容量が減少して、高速読み取りに寄与する。
次に、第3図を参照しながら、本発明によるデータ線駆
動回路の他の実施例について説明する。
本発明の他の実施例の構成を第3図に示す。この第3図
において、第1図に対応する部分には同一の符号を付し
て重複説明を省略する。
第3図において、(47)はデータ線駆動回路であって
、1対の能動負荷としてのPチャンネルMO3)ランジ
スタ(41)及び(42)の各ドレインがデータ線(2
1)及びデータ線(22)にそれぞれ接続されると共に
、相互に接続された各ソースがダイオード接続されたN
チャンネルMO3I−ランジスタ(46)を介して、電
源端子Pに接続される。このMOS)ランジスタ(46
)の基板はそのソースと接続されている0両MOSトラ
ンジスタ(41)及び(42)の各ゲートには、インバ
ータ(44)を介して、端子(45)からWE倍信号供
給される。その余の構成は、一部図示を省略するが、第
1図と全く同様である。
本実施例では、ダイオード化されたNチャンネルMOS
トランジスタ(46)は、その基板とソースとが接続さ
れており、両部動負荷MO3)ランジスタ(41)及び
(42)はPチャンネル型であるため、基板効果Δvt
hが排除される。このため、本実施例は第1図に示した
実施例と全く同様に動作し、同一の効果を奏する。
次に、第4図を参照しながら、本発明によるデータ線駆
動回路の更に他の実施例について説明する。
本発明の更に他の実施例の構成を第4図に示す。
この第4図において、第1図に対応する部分には同一符
号を付して重複説明を省略する。
第4図において、(50)はデータ線駆動回路であって
、1対の能動負荷としてのNチャンネルMO3I−ラン
ジスタ(51)及び(52)の各ソースと各基板とがデ
ータ線(21)及びデータ線(22)にそれぞれ接続さ
れると共に、相互接続された各ドレインがダイオード接
続されたPチャンネルMOSトランジスタ(53)を介
して、電源端子Pに接続される8両MOSトランジスタ
(51)及び(52)の各ゲートには端子(45)から
WE倍信号供給される。その余の構成は、一部図示を省
略するが、第1図と全く同様である。
本実施例では、能動負荷としての両NチャンネルMOS
トランジスタ(51)及び(52)は、それぞれの基板
とソースとが接続されているので、基板効果Δvthが
排除される。このため、本実施例も第1図に示した実施
例と全く同様に動作し、同一の効果を奏する。
次に、第5図を参照しながら、本発明によるデータ線駆
動回路の更に他の実施例について説明する。
本発明の更に池の実施例の構成を第5図に示す。
この第5図において、第1図及び第4図に対応する部分
には同一の符号を付して重複説明を省略する。
第5図において、(55)はデータ線駆動回路であって
、1対の能動負荷としてのNチャンネルMOSトランジ
スタ(51)及び(52)の各ソースと各基板とがデー
タ線(21)及びデータ線(22)にそれぞれ接続され
ると共に、相互に接続された各ドレインが電源端子Pに
接続される。両MOSトランジスタ(51)及び(52
)の各ゲートには端子(54)からWE倍信号供給され
る。その余の構成は、一部図示を省略するが、第6図と
全く同様である。
本実施例においても、第4図の実施例と同じく、能動負
荷としての両NチャンネルMOSトランジスタ(51)
及び(52)は、それぞれの基板とソースとが接続され
ているので、基板効果Δvthが排除される。更に、本
実施例では、破線で示すように、両部動負荷MO3I−
ランジスタ(51)及び(52)が読み出し時にダイオ
ード化されて、高い方のデータ線の電位はVDD−Vt
hとなり、読み出し増幅器の入力電圧として適当な範囲
に入る。このため、本実施例も第1図に示した実施例と
全く同様に動作し、同様の効果を奏する。
〔発明の効果〕
以上詳述のように、本発明によれば、データ線の能動負
荷MO3I−ランジスタの基板効果を排除したので、デ
ータ線の電位を高くすることができて、電源電圧が低下
した場合でも、安定した読み出しが可能となる。
また、データ線の電位をビット線の電位よりもかなり高
くすることができて、カラム選択用MOSトランジスタ
の駆動能力を増大させると共に、その接合容量を減少さ
せることができて、高速読み出しが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるデータ線駆動回路の一実施例の構
成を示す結線図、第2図は第1図の一実施例の動作の説
明のための結線図、第3図は本発明の他の実施例の構成
を示す結線図、第4図及び第5図はそれぞれ本発明の更
に他の実施例の構成を示す結線図、第6図は従来のメモ
リの要部の構成を示す結線図である。 a・はメモリマトリクス、(13) 、  (14)は
ビット線、(17) 、  (18)はカラム選択MO
sトランジスタ、(21) 、  (22)はデータ線
、(40) 。 (47) 、  (50) 、  (55)はデータ線
駆動回路である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 メモリマトリクスのビット線にカラム選択スイッチング
    素子を介して接続されたデータ線と電源との間に能動負
    荷素子を設けたデータ線駆動回路において、 上記能動負荷素子の基板効果を排除するようにしたこと
    を特徴とするデータ線駆動回路。
JP60190433A 1985-08-29 1985-08-29 デ−タ線駆動回路 Pending JPS6251092A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01273291A (ja) * 1988-04-25 1989-11-01 Nec Corp スタティックメモリ集積回路
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