JPS6286599A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPS6286599A
JPS6286599A JP60226122A JP22612285A JPS6286599A JP S6286599 A JPS6286599 A JP S6286599A JP 60226122 A JP60226122 A JP 60226122A JP 22612285 A JP22612285 A JP 22612285A JP S6286599 A JPS6286599 A JP S6286599A
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JP
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signal
output
circuit
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JP60226122A
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Inventor
Shingo Aizaki
相崎 伸吾
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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〉 この発明は半導体記憶装置、特に、差動増幅器の出力変
化に基づいて内部クロック信号を発生させ、該内部クロ
ック信号で出力信号の同期を行う半導体記憶装置に関す
る。
〈従来の技術〉 従来、外部クロック信号を必要としない非同期式の半導
体記憶装置として、アドレス信号の変化を検知して各種
内部回路の制御信号の基礎となる内部クロック信号を発
生させる内部同期式スタティックメモリ回路が提案され
ている。この内部同期式スタティックメモリ回路は、ブ
イジフト線やバス線に設けられたバランサ回路を内部ク
ロック信号で制御してディジット、1やバス線を完全に
バランスさせた後に読み出し動作を行うことができるた
め高速化が可能であり、また、差動増幅器や出力制御回
路を内部クロック信号で制御してアドレス信号変化後読
み出し動作開始1での一定期間に流れる電流を削減でき
るため消費電力の低減が可能である。したがって、近年
においては、この種の内部同期式スタティックメモリ回
路が非同期式の半導体記憶装置の主流となっている。
このような内部同期式スタティックメモリ回路として、
従来、例えば第3図から第6図に示すようなものが提案
されている。第3図は全体構成図、第4図(a)〜第4
図(e)、第5図お工び第6図は部分回路図である。第
3図において、(310)、 (320)。
(330)および(340)は入力バッファ回路であり
、これら人力バッファ回路(310)、(320)。
(330)、(340)に4それぞれ、アドレス信号(
Ai) (i =0.  l 、 −、n )、チップ
セレクト信号(C8)、書き込みデータ信号(DIN)
およびライトイネーブル信号(WE)が入力している。
人力バッファ回路(310)は、第4図(a)に拝承す
る工うに、3つのNo几素子(311)、1つのNAN
D素子(312)、4つのNOT素子(313)および
1つの遅延素子(314)”、(有している。この人カ
バソファ回路(310)は、アドレス信号(Ai)お工
び入力バッファ回路(320)から出力されるチップセ
レクトバッファ信号(CS’ )を基にアドレス信号(
A1)に対し同相のアドレスバッファ信号(Ai’)お
よび逆相のアドレスバッファ信号(A+’)をXアドレ
スデコーダ(360)およびYアドレスデコーダ(37
0)へそれぞれ出力し、またアドレス8号(Ai )の
ハイレベルカラロウレベルまたはロウレベルからハイレ
ベルへの変化を検知して一定期間ハイレベルを維持する
パルス状のアドレス信号変化検知信号(φi)を発生し
、該信号(φ査)を基本内部クロック信号発生回路(3
50)へ出力する。入カパッフア回路(320)は、第
4図(b)に示すように、1つのNO几素子(321)
、5つのNOT素子(323)および遅延素子(324
)を有し、入力するチップセレクト信号(CS)を基に
チップセレクトバッファ信号(C8’)およびチップセ
レクト信号変化検知信号(φaS)を出力する。
チップセレクトバッファ信号CC8’)u、各人力バッ
ファ回路(310)(330)(340)へ出力されて
各人カバッ7ア回路(310) (330) (340
)の入力信号の伝達を制御し、また、Xアドレスデコー
ダ(360)およびYアドレスデコーダ(370)へ出
力され、さらに、出力制御回路(390)へ出力すれる
。チップセレクト信号変化検知信号(φCS)は、チッ
プセレクト信号(aS)がハイレベルからロウレベルに
変化する時に一定期間ハイレペルを維持するパルス状の
信号であり、基本内部クロック信号発生回路(350)
へ出力される。人力バッファ回路(330)は、第4図
(C)に示すように、1つのNOル素子(331)、2
つのNAND素子(332)、5つのNUT素子(33
3)および4つの電界効果形トランジスタ(以下、F’
ETと記す)(335)を有している。この人力バッフ
ァ回路(330)は、書き込みデータ信号(DIN)と
テップセレクトバッファ信号(c s’ )を基にして
、書き込みデータ信号(DIN)と同相の信号を書き込
みバス線(WB)に、また、書き込みデータ信号(1)
IN)と逆相の信号を書き込みバス線(WB)に出力す
る。
ただし、人力バッファ回路(330)は、入力バッファ
回路(340)から入力するライトイネーブルバッファ
信号(WE’ )がハイレベルの場合すなわち読み出し
状態では書き込みバス線(WB)(WB)を共にハイイ
ンピーダンス状態に保持する。入力バッファ回路(34
0)は、第4図(d)に示すようにNo几素子(341
)とNOT素子(343)を有し、ライトイネーブル信
号(WE)およびチップセレクトバッファ信号(cs’
)に基づいてライトイネーブルバッファ信号(WE’ 
)を前記入力バッファ回路(330)と出力制御回路(
390)とへ出力する。
Xアドレスレコーダ(360)は、入力するアドレス信
号(A屋)の組み合せにより一義的に定まるj番目のワ
ード線選択信号(Xj)をメモリセルマトリックス回路
(380)へ出力し、また、入力するチ多プセレクトバ
ッ7ア信号(cs’)がハイレベルの時すなわちメモリ
回路が非選択状態にある持金てのワード線を非選択にす
る。同様に、Yアドレスレコーダ(370)は、アドレ
ス信号(Ai )の組み合せにより決定されるに番目の
ディジットd選択信号(Yh)を出力し、また、入力す
るチップセレクトバッファ信号(cs’ )がハイレベ
ルであれば全てのデイツク11を非選択にする。基本内
部クロック発生回路(350)は、第4図(e)に示す
ようにNO几素子(351)を有し、アドレス信号変化
検知信号(φI)およびチップセレクト信号変化検知信
号(φas)をNO几演算して得られる内部クロック信
号(φム)をメモリセルマトリックス回路(380)お
よび出力制御部(390)へ出力する。
メモリセルマトリックス回路(380)は、第5図に示
すように、ワード線(X)2よび対を成すディジット線
(DG)(i)G)にそれぞれ結線された複数の記憶セ
ル(381)を有し、これら記憶セル(381)が行列
状に配列されている。ディジット線(DGン(1)G)
は、プリチャージ回路(382)を介して電源に接続さ
れ、また、差動増幅器(383)を介して書き込みバス
線(VVB)(WB)および読み出しバス線(DB)(
1)に接続されている。プリチャージ回路(382)は
、5つのFETを有し、内部クロック信号(φ人)に応
答してディジットa(DG)(DG)を電源に接続する
とともに各ディジット線(DG)(DG)間の電圧を均
衝させる。差動増幅器(383)は、6つのFETを有
し、内部クロック信号(φ^)に応答して各ディジット
線(DG)(DG)間の電圧差を増幅して読み出しバス
線(DB)(DB)に出力するとともに、ディクツ11
選択信号(Y)K応答シテ各ティジットfa(DG) 
(DG )を書き込みバス線(WB)(WB)に導通す
る。読み出しバス1ni(DB) (DB )は、電源
との間にプリチャージ回路(384)が設けられ、また
、出力制御部(390)に接続されている。このプリチ
ャージ回路(384)も、内部クロック信号(φム)に
応答して各読み出しバスm(DB)(13B)を電源に
導通ずるFETと、各読み出しバス線(DB)(DB)
間の電圧を均衝させるためのFETと、を有している。
なお、以下、第5図については、添字(o)(k)(j
 )を付して各構成部分を特定する。
出力制御部(390)は、第6図に示す工うに、出力制
御信号発生回路(391)、出力制御回路(392)お
よび出力回路(393)を有している。
出力制御信号発生回路(391)は、遅延素子(391
a)、NAND素子(391b)、NO几素子(391
C)およびNOT素子(391d)’i有し、内部クロ
ック信号(φム)、チップセレクトバッファ信号(G′
)および書き込みバッファ信号(WE’)に基づき出力
制御信号(φB)を出力制御回路(392)へ出力する
。この出力制御信号(φB)は、内部クロック信号(φ
^)と同相で、かつ、この内部クロック信号(φム)よ
り大きなロウレベルの期間を有している。なお、出力制
御信号(φB)は、チップセレクト信号(C8)がハイ
レベル、またはライトイネーブル(it(WE)がロウ
レベルの時、ロソレベルを維持するものとする。出力制
御回路(392)は、F’ETお工びNOT素子を有し
、読み出しバス線(DB)(DB、lの信号を出力制御
信号(φB)に応答して出力ノード(Ns ) (Nt
)に出力する。出力回路(393ンは、ゲートが出力ノ
ードCNt)CNz)に接続されて互いに逆相の信号が
入力する2つのFETt−電源と接地電位との間で直列
に接続して成り、このFET間の電圧を信号として出力
する。
次に、このような内部同期式スタティックメモリ回路の
読み出し動作を、第7図(a)を参照して、論理”0”
の読み出しについて説明する。
まず、チップセレクト信号(CS)がロウレベルである
選択時において、アドレス信号(A+)が反転するとア
ドレスバク7ア信号(Ai ”) (A +″)  も
反転し、第7図(a)に示すように、選択状態に対応し
たワード線選択信号(Xo)およびディジットM&選択
信号(Yo)がハイレベルからロウレベルへ変化して非
選択状態へ移行するとともに、パルス状のアドレス信号
変化検知信号(φ1)が出力されるため該信号(φi)
のパルス幅に対応して内部クロック信号(φA)が一定
期間ロウレベルに変化する。
この結果、ディジット線(Doo、ootのプリチャー
ジ回路(382)および読み出しバスN(DB)(DB
)のプリチャージ回路(384)が動作し、各ディジッ
ト線(DG)(DG)お工び読み出しバス線(DB)(
DB)は電源電位(Vcc)までグリチャージされる。
このプリジャージ動作の完了後に内部クロック信号(φ
A)がロウレベルからハイレベルへffi化−jると、
アドレス信号(A1)の変化を検出して選択されたワー
ド線選択信号(X、)およびディジノト線選択信号(Y
k)がロウレベルからハイレベルへ変化するため、該信
号(Xr)(Yk)の交錯する記憶セル(381jk)
が選択される。そして、この記憶セル(3813k)に
保持されていたデータ(論理”0“)は、ディジット線
(DGk)(L)Gk)  に現われ、該ディジット線
(1)Gi ) (DG+c )の差Ml瑠幅器(38
3k)によジ増幅されて読み出しバス板(DB)(DB
)へ出力される。
読み出しバス線(DB)(DB)に出力されたデータは
、出力制御部(390)に入力し、出力制御信号(φB
)に応答して制御される。ここで、出力制御信号(φB
)はアドレス信号(Ai )の反転時に内部クロック信
号(φA)に同期してハイレベルからロウレベルへ変化
するため、アドレス信号(Ai )の反転後において、
出力制御回路(392)は出力ノード(N、)が電源電
位(VCC)までプリチャージされて出力ノード(N2
)が接地電位まで低下され、出力回路(393)U各F
ETがOFF状態を保持している。したがって、この後
、読み出しバス線(DJ(1)B)にデータが出力され
て読み出しバス線(DB)(DB)の電位差が出力制御
回路(392)の各FETを動作させるのに充分な値を
超え、また、出力制御信号(φB)が出力制御信号発生
回路(391)の遅延素子(391a )により設定さ
れた遅延時間に従ってロウレベルからハイレベルへ変化
すると、出力制御回路(392)がデータ(論理”O“
)の読み出し動作を開始する。すなわち、出力制御回路
(392)の出力ノード(N、)がロウレベルからハイ
レベルに変化して出力回路(393)の接地側FETが
ON状態へ移行し、出力回路(393)の出力ノード(
Dout)に論理″o”が出力される。
なお、第7図(a)および後述する第7図(b)におい
て、(N、)は出力制御回路(392)のNOT素子の
入力側ノードの電位を表す。
〈発明が解決し二うとする問題点〉 このような内部同期式スタティックメモリ回路は、メモ
リセルマトリックス回路(380)の集積度が高いため
、メモリセルマトリックス回路(380)を構成する各
FETを一様に形成することが因雉で定格能力を充足し
ない記憶セル(381)が混在することがあった。そし
て、このような欠陥のある記憶セル(381)が選択さ
れると、ディジット線(DG)(1)G)に伝達される
情報量も少く、読み出しバスd(L)B)(DB)の電
位差が出力制御回路(392)の各FETを動作させる
のに充分な値(以下、便宜上、動作値と称す)となるま
でに相当の期間を要する。この結果、第7図(b)に示
すように、読今出しバスa(DB)CDB)の電位差が
動作値を超える前に出力制御信号(φB)がロウレベル
からハイレベルに変化し、出力制御回路(392)が活
性化して出力回路(393)の出力ノード(L)out
)の出力信号が乱れるという問題点があった。すなわち
、読み出しバス#!(DB)(DB)の電位差が動作値
を超える前に出力制御信号(φB)がハイレベルに変化
した場合、出力制御回路(392)はノード(Nt)(
Nt)の電位がプリチャージレベルである電源電位(V
cc)から等しく低下した後に読み出しデータ(論理“
O“)に従ってノード(N、)がハイレベルに変化して
ノード(Nt)がロウレベルに変化するが、このノード
(N、)の電源電位(Vcc)からの電位低下が出力回
路(393)の電源側FET(pチャンネル型MOSト
ランジスタンのスレッシヲルド電位を超えると該FET
が一時的にON状態へ移行して論理”I″の読み出し状
態となるため、出力゛ノード(Dout)の出力信号が
乱れる。
一方、このような問題点の対策として、従来、意図的に
出力制御信号(φB)の立ち上がり時刻を遅らせて読み
出しバス線(DB)(DB)に出力される読み出しデー
タと出力制御信号(φB)との順序を保つことが行なわ
れているが、欠陥のある記憶セル(381)を有さない
正常なメモリ回路にあっては、出力制御信号(φB)の
立ち上がり時刻を遅らせることが読み出し速度を低下さ
せ、高速化を阻む1つの制約となるという問題点があっ
念。
く問題点を解決するための手段〉 この発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、少なく
ともアドレス信号の変化および出力制御回路へ入力する
信号の変化を検知して出力される制御信号に基づき出力
制御回路を制御する半導体記憶装置を提供し、記憶セル
の欠陥の有無にかかわらず出力制御回路へ入力する信号
と制御信号とを同期させ、読み出し速度を低下させるこ
と無く出力信号の安定化を図るものである。
〈実施例〉 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する0 第1図および第2図はこの発明にかかる牛導体記憶装置
の一実施例を示し、第1図が電気回路図、第2図がタイ
ミングチャートである。なお、前述した従来のものと同
一の構成部分には、同一の符号を付して説明を省略する
第1図には出力制御部(390)を表し、出力制御回路
(392)に接続される読み出しバス線(1)B)(D
B)には読み出しバス線信号変化検知回路(140)が
設けられている。読み出しバス線信号変化検知回路(1
40)は、2つのNOT素子(141a)(141b)
とNOR素子(142)とを有し、各読み出しバス線(
DB)(f)B)の逆相信号である検知ノード(N4)
(Nl)の電位をNOR演算して得られる読み出しパス
緑変化検知信号(φDB)を出力制御信号発生回路(3
91)に出力する。これらのNOT素子(141a)(
141b)およびNOR素子(142)は、読み出しバ
ス線(Df3)(Dis)の電位差が出力制御回路(3
92)の各FETを安定に動作できる値(動作値)を超
えた後にバス緑変化検知信号(φDB)が立ち下がるよ
う成流能力が調整されている。
出力制御信号発生回路(391)は、2つのNOT素子
(151)(152)とNOR素子(153)とを有し
ている。この出力制御信号発生回路(391Jは、内部
クロック信号(φ人〕の逆相信号、盗き込みバッファ信
号(WE’ )の逆相信号、チップセレクトバッファ信
号(O8’)お工び前述の読み出しパス線変化検知回路
(140)から人力するパス融変化検知信号(φDB)
をNOR演算して制御信号(φB)を発生し、この制御
信号(φB)を出力制御回路(392)へ出力する。
次に、この実施例の動作を、前述した従来レリと同様に
論理@01の読み出しについて、第2図のタイミングチ
ャートを参照して説明する。
まず、アドレス信号(Ai )がロウレベルからバイン
ベルあるいはハイレベルからロウレベルへ変化すると(
便宜上、第2図に(1)および(11)で表す)、前述
のように、内部クロック信号(φム)が発生され(時刻
ti)、該内部クロック信号(φム)がロウレベルの期
間に読み出しバス線(DB)(DB)が電源電位までプ
リチャージされる。そして、アドレス信号(Ai )の
組み合せで決定された所定のワード線選択信号(Xi 
)およびディジット線選択信号(Yk)が出力され、内
部クロック信号(φ人)がロウレベルからハイレベルへ
変化すると(時刻h)、選択された記憶セル(3813
v)のデータ(論理”0“)が読み出しバス線(DB)
(DB)へ出力される。
一方、内部クロック信号(φ人)がハイレベルからロウ
レベルへ変化すると同時(時刻1+)に、出力制御回路
(392)へ出力される制御信号(φB)もハイレベル
からロウレベルへ変化する。そして、読み出しバス線(
DB)(DB)のプリチャージが開始されて一方の読み
出しバス線(DB)がロウレベルからハイレベルへ変化
すると(時刻iy)、読み出しバス線変化検知回路(1
40)は一方のNOT素子(141b)の出力である検
知ノード(N、)もハイレベルからロウレベルへ変化し
てNOR素子(142)が出力するパス緑変化検知信号
(φon)もハイレベルへ変化する。この後、内部クロ
ック信号(φA)がハイレベルへ変化して記憶セル(3
814h)のデータ(論理“O“)が読み出しバス線(
DB)(DB)へ出力されると(時刻ta)、一方の読
み出しバス線(DB)がロウレベルに移行する。そして
、この読み出しバスm(DB)が所定の屯位筐で低下す
ると(時刻1+)、検知ノード(N4)がノ・イレベル
へ変化し、N0fL素子(142)が出力するパス緑変
化検知信号(φDB)もロウレベルへ変化する。
同時に、出力制御回路(392)へ入力する制御信号(
φB)もハイレベルに変化するため、出力制御回路(3
92)が活性化して出力回路(393)のFETのベー
スに入力するノード(N2)の電位をハイレベルに変化
させ、出力ノード(Dout)に論理”O”を出力する
。この時、制御信号(φB)は、読み出しバス線(DB
)(DB)の電位差に同期しているため、読み出しバス
線(DB)(DB)の電位差が動作値を超える前にハイ
レベルへ移行することは無い。したがって、欠陥のある
記憶セル(381)がデータが出力された場合でも、出
力信号が乱れることは無く安定した出力信号を得られる
この工うに、この内部同期式スタティックメモリ回路に
おいては、読み出しバス線(DB)(DB)の電位差に
基づいて出力信号を制御するため、欠陥のある記憶セル
(381)のデータを出力する場合でも出力信号が乱れ
ることは無くなり安定した出力信号を得ることができ、
また、欠陥のある記憶セル(381)を補償するための
遅れ時間を一律に設定する必要が無くなり読み出し速度
を高速化できる。
なお、上述し実施例では、1ビツト系のメモリ回路を例
示するが、この発明が多ビツト系のメモリ回路にも適用
できることは言うまでも無い。
〈発明の効果〉 以上説明してきたよりに、この発明にかかる半導体記憶
装置によれば、出力制御回路へ入力する読み出しバス線
の電圧に基づいて出力制御回路の制御信号の出力時刻を
調整するため、記憶セルの情報量に応じて最適な時刻に
出力制御回路を活性化することができる。この結果;欠
陥のある記憶セルのデータを読み出す場合にあっても出
力信号が乱れることが無くなジ、さらに、欠陥のある記
憶セルを考慮した遅れ時間を一律に設定して正常な記憶
セルのデータの読み出しを低速化させるようなことも無
くなる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図はこの発明にかかる半導体記憶装置
の一実施例を示し、第1図が要部回路図、第2図がタイ
ミングチャートである。第3図から第7図は従来の半導
体記憶装置を示し、第3図が全体構成図、第4図(a)
、第4図(b)、第4図(C)、第4図(d)、第4図
(e)、第5図および第6図が構成部分それぞれの回路
図、第7図(a)お工び第7図(b)がタイミングチャ
ートである0 140・・・・・・読み出しバス線変化検知回路(信号
変化検矧回路)、381・・・・・・記憶セル、383
・・・・・・差動増幅器、391・・・・・・出力制御
信号発生回路、392・・・・・・出力制御回路、 A
H・・・・・・アドレス信号、φB・・・・・・制御信
号、φDfl・・・・・・バス腺変化検知信号、DB、
DB・・・・・・読み出しビット線。 代理人 弁理士  内 原   晋 単 f 口 7ノ  “t2  tat4 妾3 凹 L       +j−−1 ゝ・350 第5 図 3θO IA/B    WB 瑯6 面 熟7 図 置方I’V) 電圧〔V] 吟開

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. アドレス信号により選択された記憶セルの信号を増幅す
    る差動増幅器と、前記アドレス信号の変化を検知して制
    御信号を出力する制御信号発生回路と、該制御信号発生
    回路が出力する制御信号に基づいて前記差動増幅器によ
    り増幅された信号の出力を制御する出力制御回路と、を
    備えた半導体記憶装置において、前記差動増幅器から前
    記出力制御回路へ入力する信号の変化を検知する信号変
    化検知回路を設け、前記制御信号発生回路が、少なくと
    も前記アドレス信号の変化および信号変化検知回路の出
    力信号に基づいて前記制御信号を出力することを特徴と
    する半導体記憶装置。
JP60226122A 1985-10-09 1985-10-09 半導体記憶装置 Pending JPS6286599A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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