JPS626486A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPS626486A
JPS626486A JP60145050A JP14505085A JPS626486A JP S626486 A JPS626486 A JP S626486A JP 60145050 A JP60145050 A JP 60145050A JP 14505085 A JP14505085 A JP 14505085A JP S626486 A JPS626486 A JP S626486A
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JP
Japan
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bit line
mesfet
level
power supply
pull
Prior art date
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Pending
Application number
JP60145050A
Other languages
English (en)
Inventor
Tadashi Maeta
正 前多
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC 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〕 本発明は電界効果トランジスタ論理回路に関し。
特にGaAaを用いたスタティックメモリのピッ)!振
幅を安定にする回路に関する。
〔従来の技術〕
GaAa半導体は5tjD数倍移動度が高いことからS
tでは実現不可能な超高速動作を目指しfcsaAaL
SIの開発が各所で精力的になされている。特に、Ga
As電界効果トランジスタ(以後GaAs部5FETと
称す。)を用いたスタティック型メモリの集積化にはめ
ざましいものがある。GaAsメモリの読み出しモード
で最も動作マージンを律速しでいる部分はビット線から
マルチブレフサである。これは、ビット線振幅を、高速
性を考慮して他の周辺回路に比較して小さく設計するた
めであるが、歩留りの良いメモリを得るためには、ME
SFETの素子特性の変化を吸収し、ビット線のDCレ
ベルを安定にすることが必要である。従来、GaAsス
タティック型メモリのビット線は第2図、第4図に示す
ようにビット線に能動負荷を接続し、回路の動作マージ
ンを広げ、ビット線の充放電時間を短縮する方式がとら
れていた。第2図において9,10,15.16はエン
ハンスメント型MESFET、  11.12は負荷素
子であり、エンハンスメント型MES FET 9のケ
ゞ−ト電極は、エンハンスメントmFh:TIOのドレ
イン電極に接続され、ト°レイン電極は負荷素子11に
接続さ九、ソース電極は電源の端子に接続さrしている
一方、エンハンスメント型F’ET 10のタート電極
は、エンハンスメント型1i’ET9のドレイン電極に
接続され、ドレイン電極は負荷素子12に接続され、ソ
ース電極は電源の端子に接続されている。さらに負荷素
子11 、12は電源の端子101に接続されてメモリ
セルフリップフロツノを構成している。このため節点2
0.21はどちらか一方がr[(J (ハイ)レベル、
他方が「L」(ロウ)の状態となっている。
6.7はビット線、8はワード線である。
この回路においてはデコーダによりワード線8が選択さ
れ、ワード線8のDCレベルが「H」の状態となるとト
ランスフアク9−トがオンとなシ、メモリセルフリップ
フロッグのrLJ側ではトランスファゲートを通してビ
ット線に蓄積された電荷をセルのエンハンスメント型F
ET9、又は1oが放電スル〇一方、メモリセルフリッ
プフロッグの「H」側ではビット線プルアップ用FET
 15又は16によりビット線に電荷を充電することに
より、ビット線のDCレベルが決定される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、この回路のビット線のロウレベルはトランス
ファダートFET3又は4と、プルアップ用FET15
 又ハ16及びセルのエンハンスメントm FET9又
は10で決定される。この時のプルアラ7’FET15
又は16の負荷特性は第3図に示されるようになシ、ト
ランスファff−)を通して流れる1!流の変化に対し
てレベルがあまシ変化せず、ロウレベルは安定であるが
ハイレベルは電源電圧VDoよりエンハンスメントff
l FETのしきい値電圧”TEだけシフトし、プルア
ップ用FETのばらつきの影響を強く受ける。このため
マルチプレクサの入力電位が変化し、動作マージンが狭
くなってしまう。さらにプルアップ用FKT15,16
の充電能力が低いため高速化に適していない。
一方、第4図に示される回路はピット線プルアップF肩
にデプレーション型MESFETを用いタモノであシ、
プルアップ用FET13,14のドレイン電極は電源の
端子100に接続され、ダート及びソース電極はそれぞ
れビット線に接続されている。
この時のプルアップ用FET13,14の負荷特性は第
5図に示されるようになるが、エンハンスメント型FE
Tに比べ電流供給能力が高いため高速読み出しが可能で
あり、かつビット線のハイレベルが電源電圧vDDまで
上昇し、デグレーション型MESF’ETのしきい値電
圧VTDに依存しないという利点を有する。通常、この
プルアップ用FETは、メモリ動作の安定性を考え、ド
レイン電流未飽和領域で動作させるように設計されるた
め、ビット線振幅はデプレーション型FETのしきい値
電圧VTDの絶対値IVTD1以上にはとれずメモリの
動作マージンは小さくなってしまう。さらにメモリセル
を構成するGaAaMESFETの素子特性のばらつき
によりプルアップ用FETがドレイン電流飽和領域で動
作する可能性が出てくる。ビット線プルアップ用FET
がドレイン電流飽和領域で動作するとビット線のロウレ
ベル;l!>(MESFETのドレインコンダクタンス
に強く依存するようになシ、特にドレインコンダクタン
スがないような理想的なMESFETでは、ビット線の
ロウレベルは全く決定されなくなってしまいメモリの安
定な動作は望めなくなる欠点を有する@本発明の目的は
スタティック型ランダムアクセスメモリのビット線プル
アンプ用素子において、ビット線を高速で充放電し、か
つ動作マージンが広くメモリの安定な動作を保証する回
路を得ようとするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の半導体記憶装置は各一対のピント線間にそれぞ
れのワード線で選択されるスタティック型メモリセルが
複数個並列に接続されたランダムアクセスメモリにおい
て、上記一対のビット線に、ダート電極・ソース電極間
を短絡したデプレーション型MESFETと、ダート電
極・ドレイン電極間を短絡したエンハンスメント型ME
SF’ETとを並列接続してなるビット線プルアップ用
負荷素子を電源とビット線間に接続したことを特徴とす
る。さらに上記ン0ルアツブ用負Frはy”fレージフ
ン減量5FIIETのしきい値電圧vTLIの絶対値が
エンノ1ンスメント型!l/IESFETのしきい値電
圧vTEよりも大きいことを特徴とする。
〔作用〕
本発明による半導体記憶装置においては、ビット線プル
アップ用負荷としてエンノ1ンスメント型FETのダー
ト電極とドレイン電極を短絡し九FE’l”とデプレー
ション型FETのゲート電極とソース電極を短絡したF
ETを並列接続した負荷をビット線プルアップ用負荷と
して用いている。また、各素子のしきい値電圧はデプレ
ーション型MESFETのしきい値電圧VTDの絶対値
がエンハンスメント型MES F’ETのしきい値電圧
”Icよりも大きいことにより、負荷曲線は第6図に示
すようになる。このため、ビット線のDCレベルに関し
てはビット線のrllJ レベルが電源電圧vDDまで
上昇し、MESF’ETのしきい値・電圧に依存しない
。一方、ビット線のロウレベルが電源電圧からデデレー
ションW FETのしきい値電圧■TDの絶対値以下に
なり、デプレー71ン型MESFETがドレイン電流飽
和領域で動作しても・エンハンスメント型FETの特性
が加わるため、ロウレベルは、第4図に示される回路に
比べて安定である。さらにデデレーション型MESFE
Tの高い電流供給能力を備えているため高速動作が可能
となる。
〔実施例〕
以下に本発明の実施例を図によって説明する。
第1図に本発明による半導体記憶装置の実施例を示す。
本発明はビット線プルアップ用負荷として、エンハンス
メント型MESFET15.16のダート電極とドレイ
ン電極が電源の端子100に接続され、ソース電極がビ
ット線に接続され、デプレーンツン型MESFET 1
3 、14のドレイン電極が電源の端子に接続され、ソ
ース電極とケ゛−ト電極がそれぞれビット線に接続した
ものを用いている。エンハンスメント型FET9及び1
0はそれぞれのケ1−ト電極が互いのドレイン電極に接
続され、それぞれのソース電極が電源の端子103に接
続され、負荷素子11゜12は、電源の端子101とエ
ン′・ンスメント型MESFET 9 、10のドレイ
ン電極に接続されてメモリセルフリップフロップを形成
している・・このため・節点20.21はどちらか一方
が「H」()−イ)レベル、片方が「L」(ロウ)レベ
ルの状態となっている。
今、デコーダによりワード線8が選択され、ワード線8
のDCレベルが「H」の状態となった時にはトランスフ
ァゲートFET3,4は「ON」の状態となり、メモリ
セルフリップフロップの「L」側ではトランスファゲー
トを通してビット線に蓄積された電荷ヲセルのエンハン
スメント型FET9又は10が放電する。この時の電流
値によってビット線のロウレベルは決定されるが、素子
特゛性のばらつきによりこの電流値が変化し、ビット線
ロウレベルが電源電圧vDDよりビット線プルアップ用
7′プレーンヨン型MESFETのしきい値電圧VTD
の絶対値以下に下がってもビット線プルアップ用エンハ
ンスメント型MESFETの特性によりロウレベルは安
定となる。一方、メモリセルフリップフロップの「H」
側では、ビット線プルアンプ用負荷素子てよりビット線
に電荷が充電さiする。この時、ビット線のノ・イレベ
ルは電源電圧vDDまで上昇し、MESFETのしきい
値の影響を受けない。従ってビット線のDCし4ルを比
較的安定に保証することができる0さらにデプレーシ冒
ン型MESFET13.14の高い電流供給能力により
高速読み出し動作が可能となる。
〔発明の効果〕
本発明による半導体記憶装置では、ビット線プルアップ
用負荷としてエンハンスメント型MESFETとデプレ
ーシ1ン型MESFETとを用いているため従来のどち
らか一方を用いたプルアッ7′素子を有する回路に比べ
てビット線のDCレベルが安定であり、かつ高速読み出
しが可能となる。また、エンハンスメント型MESF’
ETのダート・ソース間でダイオードの立上り電圧φ、
までビット線の振幅を大きくすることができるため、浅
いデプレーション型MESFETを用いた回路でも第2
図、第4図に示された回路に比べて大きなピット線像1
@を得ることができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施レリを示す回路図。第2図、:′
P、4図は従来例を示す回路図。第3図、第5図は従来
例のグルアップ用素子の負荷特性を丞す図、第6図は本
発明のプルアップ用素子の負荷特性を示す図である。 3.4,13.14・・・デプレーション型MESFE
T、9,10゜15.16・・・エンハンスメント型M
ESFT2T、 11.12・・・負荷素子、100.
101.102・・・電源端子、20.21・・・節点
、8・・・ワード線、6.7・・・ビット線。 特許出願人  日本電気株式会社 !

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)各一対のビット線間に、それぞれのワード線で選
    択されるスタティック型メモリセルが複数個並列に接続
    されたランダムアクセスメモリにおいて、上記一対のビ
    ット線にゲート電極・ソース電極間を短絡したデプレー
    ション型MESFETと、ゲート電極・ドレイン電極間
    を短絡したエンハンスメント型MESFETとを並列接
    続してなるビット線プルアップ用負荷素子を電源とビッ
    ト線間に接続したことを特徴とする半導体記憶装置。
  2. (2)前記プルアップ用負荷はデプレーション型MES
    FETのしきい値電圧V_T_Dの絶対値がエンハンス
    メント型MESFETのしきい値電圧V_T_Eよりも
    大きい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。
JP60145050A 1985-07-01 1985-07-01 半導体記憶装置 Pending JPS626486A (ja)

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JP60145050A JPS626486A (ja) 1985-07-01 1985-07-01 半導体記憶装置

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JP60145050A JPS626486A (ja) 1985-07-01 1985-07-01 半導体記憶装置

Publications (1)

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JPS626486A true JPS626486A (ja) 1987-01-13

Family

ID=15376222

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JP60145050A Pending JPS626486A (ja) 1985-07-01 1985-07-01 半導体記憶装置

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6137200B2 (ja) * 1977-09-26 1986-08-22 Komatsu Fuookurifuto Kk

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6137200B2 (ja) * 1977-09-26 1986-08-22 Komatsu Fuookurifuto Kk

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