JPS63285794A - スタティック・ランダムアクセスメモリ装置 - Google Patents

スタティック・ランダムアクセスメモリ装置

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JPS63285794A
JPS63285794A JP62121642A JP12164287A JPS63285794A JP S63285794 A JPS63285794 A JP S63285794A JP 62121642 A JP62121642 A JP 62121642A JP 12164287 A JP12164287 A JP 12164287A JP S63285794 A JPS63285794 A JP S63285794A
Authority
JP
Japan
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level
memory cell
inverter
connection point
data
Prior art date
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Pending
Application number
JP62121642A
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English (en)
Inventor
Kazuhiro Watanabe
一裕 渡辺
Hide Okubo
大久保 秀
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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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] 本発明はスタティック・ランダムアクセスメモリ(以下
、SRAMという。)装置に関する。
[従来の技術] 第3図は従来例のSRAMの回路図である。第3図にお
いて、スタティック・メモリセルlは2個のインバータ
fNVl及びrNV2から構成され、インバータINV
Iの出力端子がインバータINV2の入力端子に接続さ
れるとともに、インバータINV2の出力端子がインバ
ータINVIの入力端子に接続される。各インバータI
NVI及びINV2はそれぞれ公知の通りPチャンネル
MOS電界効果トランジスタ(以下、MOSFETとい
う。)とNチャンネルMOSFETからなり、各MOS
FETのゲート長及びゲート幅が等しく大きさが同一で
あるCMOS回路で構成される。このメモリセル1のイ
ンバータINVIの入力端子とインバータINV2の出
力端子との接続点11は、ゲートがワード線WLに接続
されるメモリセル選択用NチャンネルMOSFETQI
のソースに接続され、該MOSFETQ、のドレインは
ビット線BLに接続される。一方、メモリセルlのイン
バータINVIの出力端子とイン、(−タTNV2の入
力端子との接続点12は、ゲートがワード線WLに接続
されるメモリセル選択用NチャンネルM OS F E
 T Q tのソースに接続され、該M OS F E
 T Q tのドレインはビット線W「に接続される。
各ビット線BL及びW「は入出力回路2に接続される。
以上のように構成されたSRAMにおいて、例えばいま
、メモリセルiにデータ“ピが記憶されていて、接続点
11が例えば+5vである所定の正の直流電圧のHレベ
ルであり、一方、接続点12が例えばアース電位である
Lレベルであるとし、メモリセルlのデータ“ビをデー
タ゛0”に書き換えるとき、ワード線WLをLレベルか
らHレベルにしてMO9FETQ、及Q、をそれぞれオ
ンとした後、入出力回路2は所定の時間ビット線BLを
Lレベルとするとともに、ビット線「「をHレベルとし
、さらにワード線WLをHレベルから再びLレベルに変
換させる。これによって、メモリセル1のデータの接続
点【」がI(レベルからLレベルに遷移するとともに、
接続点12がLレベルからHレベルに遷移し、従って、
メモリセルlのデータが“ビから“0”に書き換えられ
る。
[発明が解決しようとする問題点] 上述の従来例のSRAMのメモリセルlにおいては、大
きさが同一である2個のCMOSインバータINVI及
びINV2を用いているので、上記接続点11.12に
おけるLレベルの保持力が大きく、Lレベルから■−■
レベルに状態遷移する“ビのデータ書き込みのためのビ
ットライン電圧が例えば+7〜8vのように大きいレベ
ルである。
従って、もしLレベルである1つの接続点11又は12
のみにHレベルの電圧を印加しても、該接続点及びもう
1つの接続点をそれぞれLレベルからHレベルに、また
HレベルからLレベルに遷移させることができない。ま
た、メモリセルlのHレベルの保持力は一般に小さく接
続点の電位をLレベルとすることによって容易にHレベ
ルからしレベルに遷移する。それ故、従来例においては
、上述のようにHレベルである1つの接続点をLレベル
にし、かつLレベルであるもう1つの接続点をHレベル
にすることによって、メモリセルlのデータの書き換え
を行なっている。
従って、2本のビット線BL及びW[並びに2個のメモ
リセル選択用MO3FETQ、及びQ、が必要となるの
で、鰻sRAMのチップ面積が大きくなる。また、一般
の集積回路においては、第3図に示すようにメモリセル
1の両側にメモリセル選択用MOSFETQ、及びQ、
を配置し、さらに該M OS F E T Q +及び
Q、の外側にビット線BL及び「[を配置している(以
下、一般のSRAMの素子配置という。)ので、該SR
AMのワード線WL方向の長さが長くなり、これによっ
て、ワードl1lWLとアースとの容量が大きくなり、
ワード線WLを含む回路の時定数が大きくなるので、動
作周波数を高くすることができないという問題点があっ
た。
本発明の目的は以上の問題点を解決し、1本のビット線
と1個のメモリセル選択用MO5FETでメモリセルの
データの書き換えを可能にし、従来例に比較してチップ
面積を小さくすることができるとともに、高速動作が可
能なSRAM装置を提供することにある。
[問題点を解決するための手段] 本発明は、それぞれが電界効果トランジスタで構成され
た第1と第2のインバータ回路を逆並列関係に接続した
メモリセルであって、一方のインバータ回路の電界効果
トランジスタのゲートの幅及び/又は長さを他方のイン
バータ回路の電界効果トランジスタのゲートの幅及び/
又は長さと異ならせて、上記メモリセルのしきい値電圧
をrHJデータ書き込みのためのビットライン電圧より
も低くしたメモリセルを備え、上記メモリセルの上記第
■と第2のインバータ回路の1個の接続点のみを、ワー
ド線の信号によって制御される少なくとも1個のスイッ
チ回路を介して、少なくとも1本のビット線に、接続し
たことを特徴とする。
[作用コ 以上のように構成することにより、一方のインバータ回
路の電界効果トランジスタのゲートの幅及び/又は長さ
を他方のインバータ回路の電界効果トランジスタのゲー
トの幅及び/又は長さと異ならせて、上記メモリセルの
ローレベルの保持力を低下させ、上記メモリセルのしき
い値電圧を「H」データの書き込みのためのビットライ
ン電圧よりも低くしているので、いま例えば、上記スイ
ッチ回路に接続される上記メモリセルの一端がローレベ
ルとなっていて上記メモリセルが”0“のデータを記憶
しているとき、上記ワード線を例えばハイレベルとして
上記スイッチ回路をオンとし、上記ビット線に上記rH
Jデータ書き込みのためのビットライン電圧を印加する
ことによって容易に上記メモリセルの上記一端をハイレ
ベルとすることができ、上記メモリセル1ごビのデータ
を書き込むことができる。
一方、上記スイッチ回路に接続される上記メモリセルの
一端がハイレベルとなっていて上記メモリセルが”ビの
データを記憶しているとき、上記ワード線を例えばハイ
レベルとして上記スイッチ回路をオンとし、上記ビット
線にローレベルの電圧を印加することによって、従来例
と同様に容易に上記メモリセルの上記一端をローレベル
とすることができ、上記メモリセル1ごO”のデータを
書き込むことができる。
[実施例] 第1の実施例 第1図は、本発明の第1の実施例であるSRAMの回路
図であり、第1図において、第3図と同一のものについ
ては同一の符号を付している。このSRAMが第3図の
従来例のSRAMと異なるのは、 (1)メモリセル1を、大きさの異なるインバータIN
Vla及びINV2aから成るメモリセルlaに置き換
え、メモリセルlのLレベルの保持力を従来例に比べて
小さくし、2個のインバータの1つの接続点をLレベル
からHレベルにした場合、メモリセル1の上記1つの接
続点のレベルをLレベルからHレベルに遷移させるとと
もに、もう1つの接続点のレベルをHレベルからLレベ
ルに遷移させることができるようにしたこと、並びに (2)上記(1)によって、ビット線を1本に減少させ
、メモリセル選択用MO9FETを1個に減少させたこ
とである。以下、上記相違点について詳細に説明する。
第1図において、スタティック・メモリセルfは大きさ
の異なる2個のインバータI NV la及びINV2
aから構成され、インバータINV1aの出力端子がイ
ンバータI NV 2aの入力端子に接続されるととも
に、インバータI NV 2aの出力端子がINVIa
の入力端子に接続される。各インバータINVla及び
2aは、従来例と同様にPチャンネルMOSFETとN
チャンネルMOSPETから成る0M09回路から構成
され、インバータINVIaの各MO5F’ETのゲー
ト長がインバータI NV 2aの各MO9FETのゲ
ート長よりも短くして形成されるとともに、インバータ
INV1aの各MO9FETのゲート幅がインバータI
NV2aの各MO8FETのゲート幅よりも広くして形
成される。これによって、メモリセル1aの接続点11
のLレベルの保持力を小さくし、LレベルからHレベル
へ状態遷移する“ビのデータ書き込みのためのビットラ
イン電圧を例えば+2.5Vにすることができ、例えば
Lレベルである接続点2に対して例えばHレベルの電圧
を印加した場合、接続点11の電圧をI(レベルに遷移
させるとともに、接続点12の電圧をLレベルに遷移さ
せることができる。
このメモリセルlaのインバータI NV laの入力
端子とインバータI NV 2aの出力端子との接続点
11は、ゲートがワード線WLに接続されるメモリセル
選択用NチャンネルMO8FETQ。
のソースに接続され、該MOSFETQ+のドレインは
、入出力回路2aに接続されるビット線BLに接続され
る。なお、接続点12は他の素子に接続されていない。
以上のように構成されたSRAMにおいて、いよ例えば
、メモリセル1aにデータ“ビが記憶されていて接続点
11がHレベルであり、一方、接続点12がLレベルで
あるとし、メモリセルlaのデータ“ビをデータ“0”
に書き換えるとき、ワード線WLをLレベルからHレベ
ルにしてMOSF E T Q +をオンとした後、入
出力回路2aは所定の時間、ビット線BLをLレベルと
し、さらにワード線WLをHレベルから再びLレベルに
変換させる。これによって、メモリセルIaの接続点l
lの電位がHレベルからLレベルに遷移するとともに、
接続点12の電位がLレベルからト■レベルに遷移し、
従って、メモリセル1aのデータが“l”から“0”に
書き換えられる。
一方、メモリセルlaにデータ“0”が記憶されていて
接続点11がLレベルであり、接続点12がHレベルで
あるとしメモリセル1aのデータ“0”を“ビに書き換
えるとき、ワード線WLをLレベルからHレベルにして
MO8FETQ、をオンとした後、入出力回路2aは所
定の時間ビット線BLをHレベルとし、さらにワード線
WLをI]レベルから再びLレベルに変換させる。これ
によって、上述の通り従来例に比較してLレベルの保持
力が弱められ、Lレベルを超えHレベル以下の電圧、例
えば+2.5Vの“ビのデータ書き込みのだめのビット
ライン電圧を有するメモリセルlaの接続点11の電圧
が容易にLレベルから1−ルベルに遷移するとともに、
接続点12の電位がHレベルからLレベルに遷移し、従
って、メモリセルlaのデータが“0”から“ビに書き
換えられる。
ざらに、メモリセルlaに記憶されているデータを読み
出すときは、ワード線WLをLレベルから■]レベルに
してMO8FETQ、をオンとした後、メモリセル1a
の接続点11に接続されるビット線BLの電位を入出力
回路2aが検出することにより、メモリセルlaのデー
タを読み出すことができる。
以上の第1の実施例において、インバータINViaの
各MOSF、ETのゲート長がインバータ夏NV2aの
各MOSFETのゲート長よりも短くして形成されると
ともに、インバータINVIaの各MOSFETのゲー
ト幅がインバータINV2aの各MOSFETのゲート
長よりも広くして形成されているが、これに限らず、上
記構成関係においてインバータI NV laの各MO
SF’ETのゲート長だけをINV2aのゲート長より
も短くして形成するか、又はINV laのゲート幅だ
けをINV2aのゲート幅よりも広くして形成して、2
gAのインバータの各MO3FETを異なる大きさにす
ることも可能である。これによって、メモリセルlaの
接続点11又は12におけるLレベルの保持力を低下さ
せ、“ビのデータを書き込むためのビットライン電圧を
低下させ、上述のように■]レベル以下とすることがで
き接続点11を例えばアース電位のLレベルからHレベ
ルに上昇させることによって、接続点2の電位を!4レ
ベルに遷移させるとともに接続点12の電位をLレベル
に遷移させることができる。
以上説明したように、1本のビット線BLで1個のメモ
リセルlaのデータの書き換えが可能となったので、従
来例に比較して1個のメモリセル当たり1個のメモリセ
ル選択用MOSFETと1本のビット線を減少させるこ
とができ、該メモリセルを構成するSRAMのチップ面
積を従来例に比較して小さくすることができる。また、
一般のSrlAMの素子配置においては上述のようにワ
ード線WLを従来例に比較して短くすることができるの
で、ワード線WLとアースとの容量を小さくすることが
でき、従来例に比較して動作周波数を高くすることがで
きる。
第2の実施例 第2図は本発明の第2の実施例である2ボ一トSRAM
の回路図であり、第2図において上述の図面と同一のら
のについては同一の符号を付している。このSRAMが
第1図の第1の実施例のSRAMと異なるのは、上述の
第1の実施例に、さらに別のワード線、メモリセル選択
用MO9FET Q を及び入出力回路2bを備え、2
個の入出力回路2a及び2bからそれぞれ独立にメモリ
セルlaにデータの読み出し及び書き込みを行うことが
できるようにしたことである。以下、上記相違点につい
て詳細に説明する。
第2図において、第1の実施例と同様に構成されるメモ
リセルlaの接続点11に、メモリセル選択用MO3F
ETQI及びQ、の各ソースが接続され、2本のワード
線WLI及びWL2がそれぞれ上記M OS F E 
’1” Q +及びQ、の各ゲートに接続される。MO
SFETQ、及びQ、の各ドレインはそれぞれ、2本の
ビット線BLI及びBL2を介して入出力回路2a及び
2bに接続される。
以上のように構成された2ボ一トSRAMにおいては、
2本のワード線WLI及びWL2のうち1本のワード線
をI−ルベルにして1個のメモリセル選択用MO8FE
TQ、又はQ、をオンとすることにより、入出力回路2
a及び2bがそれぞれ独立に、メモリセル1aに記憶さ
れるデータを書き込み、もしくはメモリセルlからデー
タを読み出すことが可能となる。この2ポ一トSRAM
は、上述の第3図と同様に構成された従来例の2ボ一ト
SRAMに比較して、上述の第1の実施例と同様にチッ
プ面積を小さくすることかできるとともに動作周波数を
高くすることができるという利点がある。
以上の第2の実施例においては、2ボートのSRAMに
ついて述べているが、これに限らず、第2の実施例と同
様に3ボ一ト以上の複数ボートのSRAMを容易に構成
することができる。
[発明の効果] 以上詳述したように本発明によれば、従来のSRAM装
置において、一方のインバータ回路の電界効果トランジ
スタのゲートの幅及び/又は長さを他方のインバータ回
路の電界効果トランジスタのゲートの幅及び/又は長さ
と異ならせて、上記メモリセルのローレベルの保持力を
低下させ、上記メモリセルのしきい値電圧をrHJデー
タ書き込みのためのビットライン電圧よりも低くしてい
るので、容易に上記メモリセルの一端をハイレベルとす
ることができ、従って、上記メモリセルに“ビのデータ
を書き・込むことができる。
また、本発明のSRAM装置においては、上記メモリセ
ルの2個のインバータ回路の1個の接続点のみを、ワー
ド線の信号によって制御される少なくとも1個のスイッ
チ回路を介して少なくとも1本のビット線に接続したの
で、従来例に比較して1個のメモリセル当たり1個のス
イッチ回路と1本のビット線を減少させることができ、
上記SRAM装置のチップ面積を従来例に比較して小さ
くすることができる。従って、上述のような一般の素子
配置においては、ワード線を従来例に比べて短くするこ
とができるので、ワード線とアースとの容量を小さくす
ることかでき、従来例に比較して上記SRAM装置の動
作周波数を高くすることができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例のSRAMの回路図、 第2図は本発明の第2の実施例の2ボ一トSRAMの回
路図、 第3図は従来例のSRAMの回路図である。 1a・・・メモリセル、 2a・・・入出力回路、 I NV la、 I NV 2a−インバータ、Ql
・・・メモリセル選択用MOS電界効果トランジスタ、 BL・・・ビット線、 WL・・・ワード線。 特 許 出 願 人 株式会社リコー 代 理 人 弁理士 青白 葆 はがI名第1図 3コ 第2図 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)それぞれが電界効果トランジスタで構成された第
    1と第2のインバータ回路を逆並列関係に接続したメモ
    リセルであって、一方のインバータ回路の電界効果トラ
    ンジスタのゲートの幅及び/又は長さを他方のインバー
    タ回路の電界効果トランジスタのゲートの幅及び/又は
    長さと異ならせて、上記メモリセルのしきい値電圧を「
    H」データ書き込みのためのビットライン電圧よりも低
    くしたメモリセルを備え、 上記メモリセルの上記第1と第2のインバータ回路の1
    個の接続点のみを、ワード線の信号によって制御される
    少なくとも1個のスイッチ回路を介して少なくとも1本
    のビット線に接続したことを特徴とするスタティック・
    ランダムアクセスメモリ装置。
JP62121642A 1987-05-18 1987-05-18 スタティック・ランダムアクセスメモリ装置 Pending JPS63285794A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02187991A (ja) * 1989-01-13 1990-07-24 Hitachi Ltd 半導体記憶装置
US6625056B1 (en) 2002-04-04 2003-09-23 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor memory device having memory cells requiring no refresh operations
US6775176B2 (en) 2002-03-28 2004-08-10 Renesas Technology Corp. Semiconductor memory device having memory cells requiring no refresh operations
US6831852B2 (en) 2002-12-20 2004-12-14 Renesas Technology Corp. Semiconductor memory device having a latch circuit and storage capacitor
JP2007172813A (ja) * 2005-11-25 2007-07-05 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体記憶装置及び半導体記憶装置の動作方法
WO2009078220A1 (ja) * 2007-12-19 2009-06-25 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Sramセル回路およびその駆動方法

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