JPS6358697A - Static semiconductor memory device - Google Patents

Static semiconductor memory device

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JPS6358697A
JPS6358697A JP61203337A JP20333786A JPS6358697A JP S6358697 A JPS6358697 A JP S6358697A JP 61203337 A JP61203337 A JP 61203337A JP 20333786 A JP20333786 A JP 20333786A JP S6358697 A JPS6358697 A JP S6358697A
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JP
Japan
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potential
sense amplifier
memory device
data
semiconductor memory
Prior art date
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Pending
Application number
JP61203337A
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Japanese (ja)
Inventor
Mitsuo Isobe
磯部 満郎
Tetsuya Iizuka
飯塚 哲哉
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Priority to KR870009528A priority patent/KR880003334A/en
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  • Static Random-Access Memory (AREA)

Abstract

PURPOSE:To read data out of a semiconductor memory device at a high speed by lowering the potential produced at a sense amplifier input terminal forming said memory device via a potential lowering means down to a prescribed level and actuating the sense amplifier at its highest point of sensitivity. CONSTITUTION:When data are read out of a memory cell 10, a word line 12 and a decoding line 15 are selected by the outputs of a row decoder 21 and a column decoder 23 respectively. Thus a specific one of cells 10 is selected and therefore the potential of either one of bit lines 11A and 11b connected to cell 10 is lowered slightly less than the power supply potentially VDD. In this connection, the potential lowering circuits 30A and 30B are connected between input lines 18A and 18B of a sense amplifier 17 and a reference potential VSS respectively. In such a constitution, the MOS TR31 forming the circuits 30A and 30B conduct and the potentials of both lines 11A and 11B are lowered than the initial levels. Then the amplifier 17 amplifies the potential difference between both lines 18A and 18B with high sensitivity and delivers outputs from cells 10 at a high speed.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的コ (産業上の利用分野) この発明は半導体記憶装置、特にスタティック型のラン
ダム−アクセス・メモリに係り、メモリセルから高速に
データの読み出しが行なえるようにした改良に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Purpose of the Invention (Industrial Application Field) The present invention relates to a semiconductor memory device, particularly a static random access memory, and a method for reading data from memory cells at high speed. Regarding the improvements made.

(従来の技術) 第6図は従来のスタティック型ランダム・アクセス・メ
モリ(以下、5−RAMと称する)の概略的な構成を示
すブロック図である。図において、IOはスタティック
型のメモリセル、lIA及び11Bはこれら各メモリセ
ル10との間でデータの授受を行なうビット線、12は
上記複数のメモリセル10を行方向で同時に選択するた
めのワード線、13は上記ビット線11A、 IIBを
電源端子14に印加される電源電位VDDで充電する負
荷回路、15は上記複数のメモリセル10を列方向で選
択するカラムデコード線、18A及び18Bはビット線
11A、 IIBのデータをセンスアンプ17に転送す
るビット線選択用のMOSトランジスタ、18A及び1
8Bはセンスアンプ17の一対の入力端子に接続された
入力線、19はセンスアンプ17の出力線である。
(Prior Art) FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional static random access memory (hereinafter referred to as 5-RAM). In the figure, IO is a static type memory cell, lIA and 11B are bit lines for exchanging data with each of these memory cells 10, and 12 is a word for simultaneously selecting the plurality of memory cells 10 in the row direction. 13 is a load circuit that charges the bit line 11A and IIB with the power supply potential VDD applied to the power supply terminal 14, 15 is a column decode line that selects the plurality of memory cells 10 in the column direction, and 18A and 18B are bit lines. MOS transistors 18A and 1 for bit line selection that transfer data on lines 11A and IIB to sense amplifier 17;
8B is an input line connected to a pair of input terminals of the sense amplifier 17, and 19 is an output line of the sense amplifier 17.

第7図は上記従来の5−RAMにおける負荷回路13の
具体的な構成を示す回路図である。電源電圧VDDが印
加される前記電源端子14と一対のビット線11A、 
IIBとの間にはpチャンネルMOSトランジスタ41
.42それぞれのソース、ドレイン間が挿入されている
。上記トランジスタ41.42の各ゲートは基準電位(
vss、アース電位)に接続され、両トランジスタ41
.42は常時、導通状態にされている。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a specific configuration of the load circuit 13 in the conventional 5-RAM. the power supply terminal 14 and a pair of bit lines 11A to which a power supply voltage VDD is applied;
A p-channel MOS transistor 41 is connected between IIB and IIB.
.. 42 are inserted between their sources and drains. Each gate of the transistors 41 and 42 has a reference potential (
vss, ground potential), and both transistors 41
.. 42 is always in a conductive state.

第8図は上記従来のS −RA Mにおける各メモリセ
ル10の具体的な構成を示す回路図である。すなわち、
51及び52は転送ゲート用のnチャンネルMOSトラ
ンジスタ、53及び54は駆動用のnチャンネルMOS
トランジスタ、55及び56は負荷用の高抵抗である。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a specific configuration of each memory cell 10 in the conventional S-RAM. That is,
51 and 52 are n-channel MOS transistors for transfer gates, and 53 and 54 are n-channel MOS transistors for driving.
Transistors 55 and 56 are high resistance loads.

転送ゲート用のMoSトランジスタ51.52の各一端
は一対の各ビット線11A、 IIBにそれぞれ接続さ
れ、ゲートはワード線12に共通に接続されている。駆
動用のMOSトランジスタ53.54それぞれのソース
は基準電位VSSに共通に接続され、互いにゲートとド
レイン間が交差接続され、かつ各ドレインが上記転送ゲ
ート用のMoSトランジスタ5L 52の各他端にそれ
ぞれ接続されている。負荷用の高抵抗55.56それぞ
れの一端はMOSトランジスタ58.54それぞれのド
レインに接続され、他端は電源端子14に共通に接続さ
れている。ここで、トランジスタ53と高抵抗55及び
トランジスタ54と高抵抗56はそれぞれインバータを
構成しており、この二つのインバータの人出力を相互に
接続することにより1ビツトのデータをスタティックに
記憶するフリップフロップ回路が構成されている。
One end of each of the transfer gate MoS transistors 51 and 52 is connected to a pair of bit lines 11A and IIB, respectively, and the gates are commonly connected to the word line 12. The sources of the drive MOS transistors 53 and 54 are commonly connected to the reference potential VSS, the gates and drains are cross-connected, and each drain is connected to the other end of the transfer gate MoS transistor 5L 52. It is connected. One end of each of the load high resistances 55 and 56 is connected to the drain of each of the MOS transistors 58 and 54, and the other end is commonly connected to the power supply terminal 14. Here, the transistor 53 and the high resistance 55 and the transistor 54 and the high resistance 56 each constitute an inverter, and by interconnecting the human outputs of these two inverters, a flip-flop that statically stores 1-bit data is created. The circuit is configured.

第9図は上記従来の5−RAMにおけるセンスアンプ1
7の具体的な構成を示す回路図である。このセンスアン
プは一般的に、一対のビット線に発生する微少電位差を
高速で増幅するため、図示のような構成にされている。
Figure 9 shows the sense amplifier 1 in the conventional 5-RAM mentioned above.
FIG. 7 is a circuit diagram showing a specific configuration of No. 7; This sense amplifier is generally configured as shown in the figure in order to amplify a minute potential difference generated between a pair of bit lines at high speed.

すなわち、pチャンネルMOSトランジスタ61及び6
2それぞれのソースを前記電源端子14に共通に接続し
、両トランジスタ61.62のゲートを共通に接続し、
このゲート共通接続点をトランジスタ61のドレインに
接続する。
That is, p-channel MOS transistors 61 and 6
2. Their respective sources are commonly connected to the power supply terminal 14, and the gates of both transistors 61 and 62 are commonly connected,
This gate common connection point is connected to the drain of the transistor 61.

上記トランジスタ61のドレインにnチャンネルMOS
トランジスタ63のドレインを接続し、このトランジス
タ63のソースを基準電位VSSに接続する。同様に上
記トランジスタ62のドレインにnチャンネルMOSト
ランジスタ84のドレインを接続し、このトランジスタ
64のソースを基準電位VSSに接続する。そして、上
記両トランジスタ63.64のゲートを前記入力線18
A、 18Bそれぞれに接続する。そして、増幅された
データはトランジスタ62と64の共通ドレインから出
力される。このようなセンスアンプは一般に電流ミラー
負荷型センスアンプと称され、出力駆動能力が高いため
に広く利用されているものである。
An n-channel MOS is connected to the drain of the transistor 61.
The drain of transistor 63 is connected, and the source of transistor 63 is connected to reference potential VSS. Similarly, the drain of an n-channel MOS transistor 84 is connected to the drain of the transistor 62, and the source of this transistor 64 is connected to the reference potential VSS. Then, the gates of both transistors 63 and 64 are connected to the input line 18.
Connect to A and 18B respectively. The amplified data is then output from the common drain of transistors 62 and 64. Such a sense amplifier is generally called a current mirror load type sense amplifier, and is widely used because of its high output driving ability.

このような構成の5−RAMにおいて、メモリセルlO
に対してデータを書き込むときは、図示しないアドレス
入力、ロウデコーダ、カラムデコーダにより特定のワー
ド線12及びカラムデコード線15が選択され、特定の
1個のメモリセル1oが選択される。続いて、図示しな
い書き込み回路がらの書込み用データが入力線18A、
 18Bに与えられる。
In the 5-RAM with such a configuration, the memory cell lO
When data is written to, a specific word line 12 and column decode line 15 are selected by an address input, a row decoder, and a column decoder (not shown), and one specific memory cell 1o is selected. Subsequently, write data from a write circuit (not shown) is sent to the input line 18A,
18B.

このとき、カラムデコード線15で選択されている一対
のMOSトランジスタIBA、 113Bを介してこの
書込み用データがビット線11A、 IIBに供給され
ることにより、ビット線11A%IIBの一方が“Hル
ーベルに、他方が1L″レベルに設定される。この後、
予め選択されているメモリセル■oに対してビット線1
1A、 IIBの電位に応じたデータの書き込みが行わ
れる。
At this time, this write data is supplied to the bit lines 11A and IIB via the pair of MOS transistors IBA and 113B selected by the column decode line 15, so that one of the bit lines 11A%IIB becomes "H level". Then, the other one is set to 1L'' level. After this,
bit line 1 for preselected memory cell o
Data is written according to the potentials of 1A and IIB.

これに対して読み出し動作は、書き込み動作と同様に特
定のメモリセル10が選択され、この選択されたメモリ
セル10から読み出されるデータに応じてビット線11
ASIIBの電位が変化する。この電位変化はセンスア
ンプ17の入力線18A、 18Bに伝えられる。この
後、センスアンプ17はこの電位差を増幅し、出力端子
19からメモリセル10の読み出しデータに対応したデ
ータを出力する。このデータは図示しないデータ出力回
路を通じて外部に出力される。
On the other hand, in a read operation, similarly to a write operation, a specific memory cell 10 is selected, and the bit line 11 is changed depending on the data read from the selected memory cell 10.
The potential of ASIIB changes. This potential change is transmitted to the input lines 18A and 18B of the sense amplifier 17. Thereafter, the sense amplifier 17 amplifies this potential difference and outputs data corresponding to the read data of the memory cell 10 from the output terminal 19. This data is output to the outside through a data output circuit (not shown).

ところで、5−RAMにおいて通常使用される電源電圧
VDDは+5Vである。しかし、最近では5−RAMが
使用されるシステムを小型軽量化するため、電池による
動作が要求されることが多くなっている。そして、例え
ば3vの電池動作を保証するためには、第7図に示した
負荷回路13で使用されるMOSトランジスタ41.4
2としてはpチャンネルのものを使わざるを得ない。す
なわち、pチャンネルMOSトランジスタの代わりにn
チャンネルのものを使用すると、ビット線11A111
Bの電位は電源電圧+3vからバックゲート効果を加味
したnチャンネルMOSトランジスタの閾値電圧だけ低
い電位に低下する。すなわち、ビット線11A、 II
Bの電位は例えば+1.5v以上には高くならない。こ
のような電位では正しくデータの書き込み、読み出しを
行なうことができない。
By the way, the power supply voltage VDD normally used in the 5-RAM is +5V. However, recently, in order to reduce the size and weight of systems using 5-RAM, battery operation is increasingly required. For example, in order to guarantee 3V battery operation, the MOS transistor 41.4 used in the load circuit 13 shown in FIG.
2 has no choice but to use a p-channel one. That is, instead of a p-channel MOS transistor, an n
If you use the channel one, bit line 11A111
The potential of B is lowered from the power supply voltage +3V to a potential lower by the threshold voltage of the n-channel MOS transistor taking into account the back gate effect. That is, bit lines 11A, II
The potential of B does not rise above +1.5V, for example. At such a potential, data cannot be written or read correctly.

他方、MOSトランジスタ41.42としてpチャンネ
ルのものを使用した場合、pチャンネルMOSトランジ
スタの閾値電圧が負極性であるため、負荷回路13にお
ける電圧降下は発生しない。このため、・ビット線11
A、 LIBのいずれか一方の電位は電源電圧+3Vま
で上昇し、正しいデータの書き込み、読み出しが行なえ
ることになる。
On the other hand, if p-channel MOS transistors are used as the MOS transistors 41 and 42, no voltage drop occurs in the load circuit 13 because the threshold voltage of the p-channel MOS transistor is negative. Therefore, bit line 11
The potential of either A or LIB rises to the power supply voltage +3V, allowing correct data writing and reading.

ところで、従来ではビット線11A、 IIBに対する
負荷としてpチャンネルM OS 、トランジスタを使
用しているため、メモリセル10からの読み出しデータ
がビット線11A、 IIBに出力されたとき、その電
位は電源電圧かられずかしか低下しない。
By the way, conventionally, p-channel MOS and transistors are used as loads for the bit lines 11A and IIB, so when read data from the memory cell 10 is output to the bit lines 11A and IIB, the potential thereof is different from the power supply voltage. It only decreases by a small amount.

その理由は、メモリセルlOを構成する駆動用MOSト
ランジスタ53.54の大きさには制限があり、むやみ
に大きくすることができないからである。
The reason for this is that the size of the driving MOS transistors 53 and 54 constituting the memory cell IO is limited and cannot be increased unnecessarily.

従って、“L#レベルに低下する方のビット線電位は電
源電圧かられずかしか低下しない。例えば、電源電圧が
+5vのときに一方のビット線電位は+5vとなり、他
方のビット線電位は+4.5v程度となる。センスアン
プ17はこのわずかな電位差を高速に増幅する必要があ
る。しかし、第9図のような構成のセンスアンプは電源
電圧VDDと基準電位VSSとのほぼ中間の電位付近の
入力電位でその感度が最も高くなるように設計されてい
る。このため、従来の5−RAMでは電源電圧付近でビ
ット線電位が変化するために、ビット線の電位差を高速
に増幅することができず、データ読み出しが高速に行な
えないという欠点がある。
Therefore, the bit line potential that drops to the "L# level" drops only slightly from the power supply voltage. For example, when the power supply voltage is +5V, the potential of one bit line becomes +5V, and the potential of the other bit line becomes +4. 5 V.The sense amplifier 17 needs to amplify this small potential difference at high speed.However, the sense amplifier with the configuration shown in FIG. It is designed so that its sensitivity is highest at the input potential.For this reason, in conventional 5-RAMs, the bit line potential changes around the power supply voltage, making it possible to amplify the bit line potential difference at high speed. First, it has the disadvantage that data reading cannot be performed at high speed.

(発明が解決しようとする問題点) このように従来の記憶装置ではセンスアンプの入力電位
を下げることができないためにデータ読み出しが高速に
行なえないという問題がある。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in the conventional memory device, there is a problem that data reading cannot be performed at high speed because the input potential of the sense amplifier cannot be lowered.

この発明は上記のような事情を考慮してなされたもので
あり、その目的は通常電圧よりも低い電源電圧でも安定
に動作し、かつ通常電源電圧でも高速に動作させること
ができるスタティック型半導体記憶装置を提供すること
にある。
This invention was made in consideration of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to provide a static semiconductor memory that can operate stably even at a power supply voltage lower than the normal voltage and can operate at high speed even at the normal power supply voltage. The goal is to provide equipment.

[発明の構成] (問題点を解決するための手段) この発明のスタティック型半導体記憶装置は、データ記
憶用の複数のスタティック型メモリセルと、上記各メモ
リセルとの間でデータの授受を行なうビット線と、上記
ビット線に接続された負荷回路と、上記メモリセルから
データを読み出す際に上記ビット線に生じる電位を増幅
するセンスアンプと、上記センスアンプの入力端子に発
生する電位を所定電位だけ低下させる電位低下手段とか
ら構成されている。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) A static type semiconductor memory device of the present invention transmits and receives data between a plurality of static type memory cells for data storage and each of the above-mentioned memory cells. A bit line, a load circuit connected to the bit line, a sense amplifier that amplifies the potential generated on the bit line when reading data from the memory cell, and a potential generated at the input terminal of the sense amplifier at a predetermined potential. and a potential lowering means for lowering the potential by the same amount.

(作用) この発明のスタティック型半導体記憶装置では、電位低
下手段でセンスアンプの入力端子に発生する電位を所定
電位だけ低下させることにより、センスアンプを感度が
最も高い所で動作させるようにしている。
(Function) In the static semiconductor memory device of the present invention, the potential generated at the input terminal of the sense amplifier is lowered by a predetermined potential using the potential lowering means, so that the sense amplifier operates at the highest sensitivity. .

(実施例) 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。(Example) Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図はこの発明に係るスタティック型半導体記憶装置
の構成を示すブロック図である。図において、10はス
タティック型のメモリセル、11A及びIIBはこれら
各メモリセル10との間でデータの授受を行なうビット
線、12は上記複数のメモリセル10を行方向で同時に
選択するためのワード線、13は上記ビット線11A、
 IIBを電源端子14に印加される電源電圧VDDで
充電する負荷回路、15は上記複数のメモリセル10を
列方向で選択するカラムデコード線、16A及び18B
はビット線11A及び11Bのデータをセンスアンプ1
7に転送するビット線選択用のMOSトランジスタ、1
8A及び18Bは上記センスアンプ17の一対の入力端
子に接続された入力線、19はセンスアンプ17の出力
線、20はロウアドレスバッファ、21はこのロウアド
レスバッファ20の出力に応じて前記ワード線12を選
択駆動するロウデコーダ、22はカラムアドレスバッフ
ァ、23はこのカラムアドレスバッファ22の出力に応
じて前記カラムデコード線15を選択駆動するカラムデ
コーダ、24は前記センスアンプ17から出力される読
み出しデータ及び外部から供給される書き込ろ用データ
を一時的に記憶するI10バッファ、25はこのI10
バッファ24で記憶されている書き込み用データが供給
され、データの書き込み時にこの書き込み用データに応
じて前記センスアンプ17の入力線18A及び18Bの
電位を設定する書き込み回路である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a static semiconductor memory device according to the present invention. In the figure, 10 is a static type memory cell, 11A and IIB are bit lines for exchanging data with each of these memory cells 10, and 12 is a word for simultaneously selecting the plurality of memory cells 10 in the row direction. line, 13 is the bit line 11A,
A load circuit that charges IIB with the power supply voltage VDD applied to the power supply terminal 14, 15 a column decode line that selects the plurality of memory cells 10 in the column direction, 16A and 18B
The data on bit lines 11A and 11B are sent to sense amplifier 1.
MOS transistor for bit line selection to be transferred to 7, 1
8A and 18B are input lines connected to a pair of input terminals of the sense amplifier 17, 19 is an output line of the sense amplifier 17, 20 is a row address buffer, and 21 is connected to the word line according to the output of the row address buffer 20. 22 is a column address buffer; 23 is a column decoder that selects and drives the column decode line 15 according to the output of the column address buffer 22; 24 is read data output from the sense amplifier 17; and an I10 buffer for temporarily storing write data supplied from the outside; 25 is this I10 buffer;
This write circuit is supplied with the write data stored in the buffer 24 and sets the potentials of the input lines 18A and 18B of the sense amplifier 17 according to the write data when writing data.

この実施例装置ではさらに前記センスアンプ17の一対
の各入力線18A、 18Bと基準電位VSSとの間に
電位低下回路30A、 30Bそれぞれが接続されてい
る。上記同電位低下回路30内にはnチャンネルMO8
トランジスタ31が設けられており、このトランジスタ
31のソースは基準電位VSSに接続され、ドレイン及
びゲートは入力線18に共通に接続されている。
In this embodiment, furthermore, potential lowering circuits 30A and 30B are connected between the pair of input lines 18A and 18B of the sense amplifier 17 and the reference potential VSS, respectively. In the same potential lowering circuit 30, there is an n-channel MO8.
A transistor 31 is provided, the source of which is connected to the reference potential VSS, and the drain and gate of which are commonly connected to the input line 18.

なお、この実施例装置における負荷回路13、メモリセ
ル10、センスアンプ17それぞれの具体的な回路構成
は前記第7図、第8図、第9図の場合と同様にされてい
る。
The specific circuit configurations of the load circuit 13, memory cell 10, and sense amplifier 17 in this embodiment device are the same as those shown in FIGS. 7, 8, and 9.

このような構成において、メモリセル10からデータを
読み出すときは、ロウデコーダ21の出力により特定の
ワード線12が、また、カラムデコーダ23の出力によ
り特定のカラムデコード線15が選択され、特定の1個
のメモリセル10が選択される。
In such a configuration, when reading data from the memory cell 10, a specific word line 12 is selected by the output of the row decoder 21, and a specific column decode line 15 is selected by the output of the column decoder 23. memory cells 10 are selected.

ここで予め全てのビット線11A、 ILBは前記第7
図の具体回路で示される負荷回路13内のpチャンネル
MOSトランジスタ41.42により電源電位VDDに
充電されている。そして、この状態で1個のメモリセル
10が選択されると、選択メモリセルから読み出される
データに応じて、このセルが接続されているビット線1
1A、 IIBの電位が変化する。このとき、ビット線
ILA、 IIBのいずれか一方の電位は電源電位VD
Dから変化しないが、他方の電位は読み出しデータに応
じて電源電位VDDかられずかに低下する。ここで、セ
ンスアンプ17の入力!18A、 18Bそれぞれと基
’4M位VSSとの間には電位低下回路30A、 30
Bが接続されている。これら各電位低下回路30A、 
30Bでは、nチャンネルMOSトランジスタ31のド
レイン及びゲート電位が基準電位VSSとこのトランジ
スタ31の閾値電圧の和の電圧以上になると、このトラ
ンジスタ31が導通し、入力線18A、 18Bそれぞ
れと基準電位VSSとの間に電流経路を形成する。従っ
て、データ読み出し時に、カラムデコーダ23の出力に
より特定のカラムデコード線15が選択されて1組のト
ランジスタ18A、 18Bが導通し、ビット線11A
、 IIBと入力線18A、 18BがトランジスタI
6A、 l13Bを介して接続されると、データの読み
出しが行われたビット線11A、 IIBそれぞれの電
位は当初の電位から低下する。すなわち、人力線18A
、 18Bにおける1”レベル電位及び“0”レベル電
位はいずれもビット線11A111Bにおける電位から
低下する。この電位低下は負荷回路13内のトランジス
タ41.42と電位低下回路30内のトランジスタ31
の寸法比、すなわち、チャンネル長やチャンネル幅など
の比に応じてなされ、この比の設定により電位低下後の
入九電位をセンスアンプ17が最も感度が高い付近の電
位にすることができる。例えば、電位低下回路30A1
30Bが設けられていないときにデータ読み出し後のビ
ット線11A、 IIBの“l”レベル電位が+5V、
“0“ レベル電位が+4.5vとすると、電位低下回
路30A、 30Bを設けたときにこれらの電位をそれ
ぞれ例えば2Vだけ低下した+3V。
Here, all the bit lines 11A and ILB are connected to the seventh
It is charged to the power supply potential VDD by p-channel MOS transistors 41 and 42 in the load circuit 13 shown in the concrete circuit of the figure. When one memory cell 10 is selected in this state, the bit line 1 to which this cell is connected is selected according to the data read from the selected memory cell.
The potentials of 1A and IIB change. At this time, the potential of either bit line ILA or IIB is the power supply potential VD.
Although it does not change from D, the other potential slightly decreases from the power supply potential VDD in accordance with the read data. Here, the input of sense amplifier 17! Potential lowering circuits 30A and 30 are provided between each of 18A and 18B and the base 4M position VSS.
B is connected. Each of these potential lowering circuits 30A,
In 30B, when the drain and gate potentials of the n-channel MOS transistor 31 become equal to or higher than the sum of the reference potential VSS and the threshold voltage of this transistor 31, this transistor 31 becomes conductive and connects each of the input lines 18A and 18B to the reference potential VSS. A current path is formed between the two. Therefore, when reading data, a specific column decode line 15 is selected by the output of the column decoder 23, a pair of transistors 18A and 18B are turned on, and the bit line 11A is turned on.
, IIB and input lines 18A and 18B are transistors I
When connected through bit lines 6A and I13B, the potential of each bit line 11A and IIB from which data is read is lowered from the initial potential. In other words, human force line 18A
, 18B are both lowered from the potential at the bit line 11A111B.
By setting this ratio, the input potential after the potential decrease can be set to a potential near which the sense amplifier 17 is most sensitive. For example, potential reduction circuit 30A1
When 30B is not provided, the “L” level potential of bit line 11A and IIB after data reading is +5V,
If the "0" level potential is +4.5V, when the potential lowering circuits 30A and 30B are provided, these potentials are lowered by, for example, 2V to +3V.

十2.5Vにすることができる。このような入力電位は
センスアンプ17で最も感度が高い+2.5V付近の入
力電位にほぼ一致する。
It can be set to 12.5V. Such an input potential almost coincides with an input potential near +2.5V, at which the sense amplifier 17 has the highest sensitivity.

従って、この後、センスアンプ17は入力線18A11
gB相互間の電位差を高感度で増幅し、出力端子19か
らはメモリセル10の記憶データが高速に出力される。
Therefore, after this, the sense amplifier 17 inputs the input line 18A11.
The potential difference between gB is amplified with high sensitivity, and the data stored in the memory cell 10 is output from the output terminal 19 at high speed.

また、この読み出しデータはI10バッファ24を介し
て外部に出力される。
Further, this read data is output to the outside via the I10 buffer 24.

このように上記実施例装置では、負荷回路13を閾値電
圧による電圧降下が発生しないnチャンネルMOSトラ
ンジスタで構成しているので、ビット線11A、 LI
Bの電位は電源電圧VDDまで上昇する。従って、低い
電源電圧でも安定した動作を行なわせることができる。
In this way, in the device of the above embodiment, the load circuit 13 is constituted by an n-channel MOS transistor that does not cause a voltage drop due to the threshold voltage, so that the bit lines 11A, LI
The potential of B rises to power supply voltage VDD. Therefore, stable operation can be achieved even at a low power supply voltage.

さらに、電位低下回路30を設けたことにより、入力電
位をセンスアンプ17が最も感度が高い付近の電位に設
定することができるので、通常の高い電源電圧で動作さ
せた場合でも高速にデータを読み出すことができる。
Furthermore, by providing the potential reduction circuit 30, the input potential can be set to a potential near which the sense amplifier 17 has the highest sensitivity, so data can be read out at high speed even when operating at a normal high power supply voltage. be able to.

第2図ないし第4図はそれぞれこの発明の他の実施例に
よる記憶装置で使用される電位低下回路30の構成を示
す回路図である。
FIGS. 2 to 4 are circuit diagrams showing the configuration of a potential lowering circuit 30 used in a memory device according to another embodiment of the present invention.

第2図の実施例装置で使用される電位低下回路30では
nチャンネルMOSトランジスタ31のゲートをセンス
アンプ17の入力線18に接続する代わりに電源端子1
4に接続して、人力線18の電位とかかわりなく常時、
導通させるようにしたものである。
In the potential lowering circuit 30 used in the embodiment shown in FIG. 2, instead of connecting the gate of the n-channel MOS transistor 31 to the input line 18 of the sense amplifier 17,
4, always regardless of the potential of the human power line 18.
It is designed to conduct electricity.

第3図の実施例装置で使用される電位低下回路30では
前記nチャンネルMOSトランジスタ31の代わりにP
チャンネルM OS トランジスタ32を使用するよう
にしたものである。この場合、このトランジスタ32の
ゲートは基準電位VSSに接続される。
In the potential lowering circuit 30 used in the embodiment shown in FIG.
A channel MOS transistor 32 is used. In this case, the gate of this transistor 32 is connected to the reference potential VSS.

第4図の実施例装置で使用される電位低下回路30では
前記nチャンネルMOSトランジスタ31の代わりに抵
抗33を使用するようにしたものである。
In the potential lowering circuit 30 used in the embodiment shown in FIG. 4, a resistor 33 is used in place of the n-channel MOS transistor 31.

ところで、上記第1図ないし第4図の各実施例装置では
、データ書き込み時に書き込み回路25により入力線1
8A、18Bのいずれか一方の電位が“H”レベル、他
方が“L″レベル設定される。
By the way, in each of the embodiments shown in FIGS. 1 to 4, the input line 1 is
The potential of either one of 8A and 18B is set to "H" level, and the other is set to "L" level.

すると、電位低下回路30を設けたことにより、書き込
み回路25により“H″レベル電位されている方の入力
線18から電位低下回路3Dを介して電流が流れる。こ
のことは、データの書き込み時における消費電力の増大
を招く。
Then, since the potential lowering circuit 30 is provided, a current flows from the input line 18 which is set to the "H" level potential by the write circuit 25 via the potential lowering circuit 3D. This leads to an increase in power consumption when writing data.

第5図は上記のようなデータ書き込み時における消費電
力の増大の発生を防止するよう゛にした、この発明のさ
らに他の実施例の構成を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of still another embodiment of the present invention, which is designed to prevent the increase in power consumption during data writing as described above.

この実施例装置では、前記電位低下回路30A、30B
内のnチャンネルMOSトランジスタ31のゲートにラ
イトイネーブル信号WEを供給し、この信号WEに基づ
いてトランジスタ31を導通制御するようにしたもので
ある。ここで、このライトイネーブル信号WEはデータ
の書き込み時にのみアクティブ(“L゛レベルにされる
ような信号であり、図示しないがこの信号WEにより前
記書き込み回路25などの動作が制御されている。
In this embodiment device, the potential lowering circuits 30A, 30B
A write enable signal WE is supplied to the gate of an n-channel MOS transistor 31 in the transistor 31, and conduction of the transistor 31 is controlled based on this signal WE. Here, the write enable signal WE is a signal that is activated (set to "L" level) only when writing data, and although not shown, the operations of the write circuit 25 and the like are controlled by this signal WE.

この実施例の場合、トランジスタ31は信号WEがノン
・アクティブにされているとき、すなわちデータの読み
出し時にのみ導通状態にされる。従って、信号WEがア
クティブにされているデータ書き込み時には、入力線1
8A、 18Bから基準電位VSSへの電流経路が発生
せず、無駄な電力消費が押えられる。なお、この実施例
ではnチャンネルMOSトランジスタ31の代わりにp
チャンネルMOSトランジスタを使用することもできる
。その場合、このpチャンネルMOSトランジスタのゲ
ートには信号WEを供給する。
In this embodiment, transistor 31 is rendered conductive only when signal WE is inactive, that is, when reading data. Therefore, when writing data when signal WE is active, input line 1
A current path from 8A and 18B to the reference potential VSS is not generated, and wasteful power consumption can be suppressed. Note that in this embodiment, a p-channel MOS transistor 31 is used instead of the n-channel MOS transistor 31.
Channel MOS transistors can also be used. In that case, the signal WE is supplied to the gate of this p-channel MOS transistor.

なお、上記実施例では、メモリセルが第8図に示される
ように高抵抗を負荷として使用した4トランジスタ、2
抵抗の構成である場合について説明したが、これは高抵
抗負荷の代わりにトランジスタを使用する6トランジス
タ構成のものを使用するようにしてもよい。
In the above embodiment, the memory cell consists of four transistors and two transistors each using a high resistance as a load, as shown in FIG.
Although the case of a resistor configuration has been described, a six-transistor configuration using transistors instead of a high resistance load may also be used.

[発明の効果コ 以上説明したようにこの発明のスタティック型半導体記
憶装置では、通常電圧よりも低い電源電圧でも安定に動
作し、かつ通常電源電圧でも高速に動作するという効果
を得ることができる。また、この種の記憶装置において
、ビット線電位と信号振幅の設定は、メモリセルからセ
ンスアンプ出力までの遅延時間の短縮に重要な関係があ
る。従来ではこのビット線電位と信号振幅の設定を負荷
回路のみでしか行なえないが、この発明の記憶装置では
電位低下手段を用いても行なうことができ、これにより
設計の自由度が増すという効果も得ることができる。
[Effects of the Invention] As explained above, the static semiconductor memory device of the present invention has the advantage of operating stably even at a power supply voltage lower than the normal voltage and operating at high speed even at the normal power supply voltage. Furthermore, in this type of memory device, the bit line potential and signal amplitude settings have an important relationship with reducing the delay time from the memory cell to the sense amplifier output. Conventionally, the bit line potential and signal amplitude can only be set using a load circuit, but in the memory device of the present invention, this can also be done using potential lowering means, which has the effect of increasing the degree of freedom in design. Obtainable.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図、
第2図ないし第4図はそれぞれこの発明の他の実施例の
要部の構成を示す回路図、第5図はこの発明のさらに他
の実施例の構成を示すブロック図、第6図は従来装置の
構成を示すブロック図、第7図ないし第9図はそれぞれ
上記従来装置並びに上記各実施例装置の一部を具体的に
示す回路図である。 10・・・メモリセル、IIA、 IIB・・・ビット
線、12A。 12B・・・ワード線、13・・・負荷回路、14・・
・電源端子、15・・・カラムデコード線、16A、 
16B・・・ビット線選択用のMOSトランジスタ、1
7・・・センスアンプ、18A、 18B・・・入力線
、19・・・出力線、2o・・・ロウアドレスバッファ
、21・・・ロウデコーダ、22・・・カラムアドレス
バッファ、23・・・カラムデコーダ、24・・・I1
0バッファ、25・・・書き込み回路、3o・・・電位
低下回路、31・・・nヤンネルMOSトランジスタ、
32・・・nヤンネルMOSトランジスタ、33・・・
抵抗。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第2図 第3図 第4図
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention.
2 to 4 are circuit diagrams showing the configuration of main parts of other embodiments of the present invention, FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of still another embodiment of the invention, and FIG. 6 is a conventional circuit diagram. A block diagram showing the configuration of the device, and FIGS. 7 to 9 are circuit diagrams specifically showing a part of the conventional device and each of the embodiments described above, respectively. 10...Memory cell, IIA, IIB...Bit line, 12A. 12B...Word line, 13...Load circuit, 14...
・Power terminal, 15... Column decode line, 16A,
16B...MOS transistor for bit line selection, 1
7...Sense amplifier, 18A, 18B...Input line, 19...Output line, 2o...Row address buffer, 21...Row decoder, 22...Column address buffer, 23... Column decoder, 24...I1
0 buffer, 25... writing circuit, 3o... potential lowering circuit, 31... n channel MOS transistor,
32...n-channel MOS transistor, 33...
resistance. Applicant's representative Patent attorney Takehiko Suzue Figure 2 Figure 3 Figure 4

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)データ記憶用の複数のスタティック型メモリセル
と、上記各メモリセルとの間でデータの授受を行なうビ
ット線と、上記ビット線に接続された負荷回路と、上記
メモリセルからデータを読み出す際に上記ビット線に生
じる電位を増幅するセンスアンプと、上記センスアンプ
の入力端子に発生する電位を所定電位だけ低下させる電
位低下手段とを具備したことを特徴とするスタティック
型半導体記憶装置。
(1) A plurality of static memory cells for data storage, a bit line for exchanging data with each of the memory cells, a load circuit connected to the bit line, and reading data from the memory cell. A static semiconductor memory device comprising: a sense amplifier that amplifies the potential generated on the bit line; and potential lowering means that lowers the potential generated at the input terminal of the sense amplifier by a predetermined potential.
(2)前記電位低下手段がゲートとドレイン間が接続さ
れ、前記センスアンプの入力端子と基準電位との間に接
続されたnチャンネルMOSトランジスタで構成されて
いる特許請求の範囲第1項に記載のスタティック型半導
体記憶装置。
(2) Claim 1, wherein the potential lowering means is constituted by an n-channel MOS transistor whose gate and drain are connected, and whose gate and drain are connected and which are connected between the input terminal of the sense amplifier and a reference potential. static semiconductor memory device.
(3)前記電位低下手段がゲートが所定電位に接続され
、前記センスアンプの入力端子と基準電位との間に接続
されたnチャンネルMOSトランジスタで構成されてい
る特許請求の範囲第1項に記載のスタティック型半導体
記憶装置。
(3) Claim 1, wherein the potential lowering means is constituted by an n-channel MOS transistor whose gate is connected to a predetermined potential and which is connected between the input terminal of the sense amplifier and a reference potential. static semiconductor memory device.
(4)前記電位低下手段がゲートとドレイン間が接続さ
れ、前記センスアンプの入力端子と基準電位との間に接
続されたpチャンネルMOSトランジスタで構成されて
いる特許請求の範囲第1項に記載のスタティック型半導
体記憶装置。
(4) According to claim 1, wherein the potential lowering means is constituted by a p-channel MOS transistor whose gate and drain are connected, and which is connected between the input terminal of the sense amplifier and a reference potential. static semiconductor memory device.
(5)前記電位低下手段が前記センスアンプの入力端子
と基準電位との間に接続された抵抗で構成されている特
許請求の範囲第1項に記載のスタティック型半導体記憶
装置。
(5) The static semiconductor memory device according to claim 1, wherein the potential lowering means is constituted by a resistor connected between the input terminal of the sense amplifier and a reference potential.
(6)前記電位低下手段が前記センスアンプの入力端子
と基準電位との間に接続され、前記メモリセルでデータ
の読み出しが行われる時にのみ導通するnチャンネルM
OSトランジスタで構成されている特許請求の範囲第1
項に記載のスタティック型半導体記憶装置。
(6) The potential lowering means is connected between the input terminal of the sense amplifier and a reference potential, and is conductive only when data is read in the memory cell.
Claim 1 consisting of OS transistors
2. The static semiconductor memory device described in 2.
(7)前記電位低下手段が前記センスアンプの入力端子
と基準電位との間に接続され、前記メモリセルでデータ
の読み出しが行われる時にのみ導通するpチャンネルM
OSトランジスタで構成されている特許請求の範囲第1
項に記載のスタティック型半導体記憶装置。
(7) The potential lowering means is connected between the input terminal of the sense amplifier and a reference potential, and is conductive only when data is read in the memory cell.
Claim 1 consisting of OS transistors
2. The static semiconductor memory device described in 2.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH023169A (en) * 1988-06-13 1990-01-08 Nec Corp Memory circuit

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6043294A (en) * 1983-08-18 1985-03-07 Toshiba Corp Semiconductor memory device

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