JPS638555B2 - - Google Patents

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JPS638555B2
JPS638555B2 JP54009565A JP956579A JPS638555B2 JP S638555 B2 JPS638555 B2 JP S638555B2 JP 54009565 A JP54009565 A JP 54009565A JP 956579 A JP956579 A JP 956579A JP S638555 B2 JPS638555 B2 JP S638555B2
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JP
Japan
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mosfet
drain
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mos field
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JP54009565A
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English (en)
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JPS55101185A (en
Inventor
Masahiko Yoshimoto
Kenji Anami
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CHO ERU ESU AI GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Original Assignee
CHO ERU ESU AI GIJUTSU KENKYU KUMIAI
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Publication date
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Publication of JPS55101185A publication Critical patent/JPS55101185A/ja
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/34Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
    • G11C11/40Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
    • G11C11/41Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming static cells with positive feedback, i.e. cells not needing refreshing or charge regeneration, e.g. bistable multivibrator or Schmitt trigger
    • G11C11/413Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing, timing or power reduction
    • G11C11/417Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing, timing or power reduction for memory cells of the field-effect type
    • G11C11/418Address circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Static Random-Access Memory (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は書き込み動作の高速性を保持しなが
ら読み出し動作を安定にできるような半導体記憶
装置に関するものである。
第1図は従来の半導体記憶装置の回路図であ
る。図において、1および2はエンハンスメント
型のMOS電界効果トランジスタ(以下MOSFET
と称す)で、MOSFET1および2の各ドレイン
はそれぞれ負荷抵抗3および4を介して電源端子
5に接続され、各ソースは接地されている。また
MOSFET1のゲートはMOSFET2のドレイン
に接続され、MOSFET2のゲートはMOSFET
1のドレインに接続されて2安定回路すなわちフ
リツプ・フロツプが形成されている。以上の各部
品によつて1ビツトのメモリセルが構成される。
なお、この例ではMOSFET1,2はNチヤンネ
ル型として説明する。書き込みならびに読み取り
の制御機能を有するゲート用のMOSFET6およ
び7は、ドレイン(またはソース)がそれぞれ
MOSFET1のドレインおよびMOSFET2のド
レインに接続され、ソース(またはドレイン)が
それぞれ書き込み情報線、ならびに読み出し情報
線を共通にしたビツトライン8および9に接続さ
れ、またゲートが書き込みならびに読み出し選択
線を共通にしたワードライン10に接続されてい
る。また、デプレツシヨン型のMOSFET11は
ダイオード接続され、ドレインとソースを共通接
続したエンハンスメント型のMOSFET12,1
3,14の並列回路に直列に接続されている。
MOSFET11のドレインは電源端子5に接続さ
れ、MOSFET12,13,14の共通接続され
たソースは接地されている。これらの部品によつ
てデコーダが構成され、このデコーダの出力端子
はワードライン10に接続されている。
このような構成において、次に動作について説
明する。メモリセルおよびゲート用のMOSFET
はマトリツクス状に多数配置され、ランダムアク
セス法で所定のメモリセルを選択し、これに情報
の書き込みならびに読み出し動作を行なわしめ
る。記憶状態では、ワードライン10は零近い電
位にあつてMOSFET6,7は非導通状態にあ
り、MOSFET1,2はビツトライン8,9から
絶縁されている。MOSFET1のゲートが“H”
になつている状態が一つの安定状態で、このとき
MOSFET1は導通してそのドレインが“L”に
あり、したがつてMOSFET2はゲートが“L”
で非導通状態になりそのドレインは“H”にあ
る。
この状態のメモリセルに情報を書き込むには、
ビツトライン8,9に所望の情報に相当する電圧
を加え、ワードライン10にはメモリセルをアド
レスするための電圧を加える。いま、正論理
“1”を書き込むときは、ビツトライン8を
“H”、ビツトライン9を“L”にし、またワード
ライン10をデコーダ出力によつて“H”にする
と、MOSFET6,7が導通してMOSFET2は
ゲート“H”になつて導通し、これによりスイツ
チングが起こつてMOSFET1と2は状態が反転
し、メモリセルは“1”を記憶した状態になる。
この動作後、ワードライン10は“L”に戻り情
報の書き込み動作は終わる。次に、メモリセルか
ら記憶情報を読み出すときは、デコーダ出力によ
りワードライン10に書き込みに加えたと同じ大
きさの電圧の“H”信号が加えられ、MOSFET
6,7が導通してビツトライン8,9にメモリセ
ル内の記憶情報が直ちに送り出される。ビツトラ
イン8,9に送り出された記憶情報はセンスアン
プなどを通して外部に出力される。
通常このような半導体記憶装置においては、ゲ
ート用のMOSFET6,7の導通時の抵抗が小さ
いと読み取り動作が不安定になる。すなわち、い
ま、ビツトライン8がビツトライン9により高い
電位にプリチヤージされ、かつMOSFET1のド
レインが“H”、MOSFET2のドレインが“L”
になつている状態で、ワードライン10が“H”
になつて読み出し動作が行なわれる場合、可能な
限りコンパクトに設計れたメモリセルにおいて
は、MOSFET1,2の各ドレイン点の寄生容量
はビツトライン8,9の寄生容量に比べて一般に
極めて小さいため、MOSFET6,7の導通時の
抵抗が小さいと、ビツトライン9からMOSFET
7を経てMOSFET2のドレインの点に電荷が急
激に流入した際に、この点で電荷を十分に吸収し
きれず電位が上昇してしまう。このように
MOSFET2のドレインの電位が上昇すると、こ
の上昇と同時に反転作用にもとづいてMOSFET
1のドレインの電位が下降しようとするのでメモ
リセルが極めて不安定な状態となる。最悪の場合
には完全に反転動作が起こつて記憶情報が逆にな
つてしまう。これに対しMOSFET6,7の導通
時の抵抗が大きいと、前記のような現象は起こら
ず読み出し動作は極めて安定になる。
一方、書き込み動作の方は、MOSFET6,7
の導通時の抵抗が小さいと動作が高速かつ安定と
なるが、反対に抵抗が大きいと低速になつてしま
う。
このように、従来の半導体記憶装置において
は、ゲート用のMOSFETの導通時の抵抗に対す
る要求が読み出し時と書き込み時で逆になるた
め、読み出し動作を安定にするためには書き込み
動作が低速になり、書き込み動作を高速にするた
めには読み出し動作が不安定になるという欠点が
あつた。
この発明は上記のような従来のものの欠点を除
去するためになされたもので、その目的とすると
ころは、書き込み動作が高速にでき、かつ読み取
り動作も安定にできるような半導体記憶装置を提
供することにある。
このような目的を達成するために、この発明
は、読み出し時と書き込み時にワードラインに互
いに異なる電圧を印加するような電圧発生回路を
設けたものである。
以下、この発明を実施例に基づいて詳細に説明
する。
第2図はこの発明に係る半導体記憶装置の一実
施例の回路図である。図において、第1図と同一
部分は同番号を付してある。エンハンスメント型
のMOSFET20は、ドレインが電源端子5に接
続され、ソースが抵抗21と22の直列回路を介
して接地され、さらにゲートにはWE信号が入力
されるようになつている。同じくエンハンスメン
ト型のMOSFET23は、ドレインが電源端子5
に接続され、ソースがデコーダの負荷素子である
MOSFET11のドレインに接続され、さらにゲ
ートにはWE信号が入力されるようになつてい
る。また、エンハンスメント型のMOSFET24
は、ドレインが電源端子5に接続され、ソースが
MOSFET11のドレインに接続され、さらにゲ
ートが抵抗21と22の接続点に接続されてい
る。したがつて、MOSFET24のゲートは、
MOSFET20のソースと接地間の電圧を抵抗2
1と22によつて分割した電圧にバイアスされて
いる。以上の第2図で点線で囲まれた回路は全デ
コーダに共有され、各デコーダのMOSFET11
のドレインに接続される。
このような回路構成において、次に動作を説明
する。いま、ビツトライン8,9が所定の電圧に
プリチヤージされ、かつMOSFET1のドレイン
が“H”、MOSFET2のドレインが“L”でメ
モリセルが安定状態にあるとする。情報の書き込
み時には、WE信号が入力されるためMOSFET
23が導通し、アドレス信号のデコーダへの入力
によつて選択されたワードライン10は電圧が印
加された“H”になる。このとき、電源端子5の
電圧をVDD、MOSFET23のしきい値電圧をVth
とすると、ワードライン10の電圧VWは次のよ
うになる。
VW=VDD−Vth 一方、記憶情報の読み出し時には、WE信号が
入力されるためMOSFET20が導通し、これに
よつてMOSFET24も導通してアドレス信号の
デコーダへの入力により選択されたワードライン
10は電圧が印加されて“H”になる。ただし、
この場合は、電源電圧を抵抗21と22によつて
分割した値がMOSFET24のゲートに印加さ
れ、しかもこのゲートに印加される電圧は
MOSFET23のゲートに入力されたWE信号よ
り小さく設定されているため、ワードライン10
の電圧VRは書き込み時の電圧VWより低い値とな
り次のような関係になる。
VR<VW したがつて、MOSFET6,7のゲートは読み
出し時において、書き込み時におけるよりも低い
正電位でバイアスされ、この結果、MOSFET
6,7の導通時の抵抗は、読み出し時には大き
く、書き込み時にはこれより小さくなる。
第3図は他の実施例の回路図である。図におい
て、第1図と同一部分には同番号を付してある。
エンハンスメント型のMOSFET26はしきい値
電圧がVth1であり、このドレインは電源端子5に
接続され、ソースはMOSFET11のドレインに
接続され、さらにゲートにはWE信号が入力され
るようになつている。また、エンハンスメント型
のMOSFET27はしきい値電圧がVth2であり、
そのドレインは電源端子5に接続され、ソースは
MOSFET11のドレインに接続され、さらにゲ
ートにはWE信号が入力されるようになつてい
る。したがつてMOSFET26,27は並列接続
された状態で電源端子5に接続される。ただし、
この場合しきい値電圧の関係は次のように設定さ
れている。
Vth1>Vth2 ここで、書き込み時にはWE信号が入力されて
MOSFET27は導通し、アドレス信号のデコー
ダへの入力によりワードライン10が選択されて
電圧が印加されるが、この電位VWは次のように
なる。
VW=VDD−Vth2 一方、読み出し時にはWE信号が入力されて
MOSFET26は導通し、アドレス信号のデコー
ダへの入力によりワードライン10が選択されて
電圧が印加されるが、その電位VRは次のように
なる。
VR=VDD−Vth1 しかるにVth1>Vth2の関係からVWとVRの関係
は次のようになる。
VR<VW したがつて、MOSFET6,7のゲートは読み
出し時において、書き込み時におけるよりも低い
正電位でバイアスされ、この結果、MOSFET
6,7の導通時の抵抗は、読み出し時には大き
く、書き込み時にはこれより小さくなる。
以上の各実施例では、MOSFETはNチヤンネ
ル型を用いたが、全く同様にPチヤンネル型を使
用することができる。この場合電圧の極性などが
逆になる。また、メモリセルのMOSFETの負荷
として抵抗を用いたが、抵抗のかわりにMOSト
ランジスタを使用することもできる。
このように、この発明に係る半導体記憶装置に
よると、選択されたワードラインに加わる電圧
を、読み出し時において、書き込み時におけるよ
りも小さくなるように電圧発生回路で制御するよ
うにしたため、読み出し時のゲート用MOSFET
の導通時の抵抗が大きくなり、書き込み時の高速
性を保持しながら安定な読み出し動作を行なうこ
とができ、性能向上をはかれる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の半導体記憶装置の回路図、第2
図はこの発明に係る半導体記憶装置の一実施例の
回路図、第3図は他の実施例の回路図である。 各図において同一部分は同番号で示してある。
1,2,6,7,20,23,24……エンハン
スメント型のMOSFET、3,4,21,22…
…抵抗、5……電源端子、8,9……ビツトライ
ン、10……ワードライン、11……デプレツシ
ヨン型のMOSFET。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 第1および第2のMOS電界効果トランジス
    タで2安定回路を構成したメモリセルと、この第
    1および第2のMOS電界効果トランジスタのド
    レインにソース(またはドレイン)をそれぞれ接
    続したゲート用の第3および第4のMOS電界効
    果トランジスタと、この第3および第4のMOS
    電界効果トランジスタのドレイン(またはソー
    ス)にそれぞれ接続された書き込み情報線ならび
    に読み出し情報線を共通にしたビツトラインと、
    前記第3および第4のMOS電界効果トランジス
    タのゲートに接続された書き込みならびに読み出
    し選択線を共通にしたワードラインと、書き込み
    時に導通する相対的に抵いしきい値電圧を有する
    第5のMOS電界効果トランジスタと読み出し時
    に導通する相対的に高いしきい値電圧を有する第
    6のMOS電界効果トランジスタとの並列接続を
    電源端子に接続したデコーダ回路とを有し、この
    デコーダ回路にて、情報の読み出し時に比し、書
    き込み時の前記ワードラインにより大きな電圧を
    印加してワードラインを駆動させるようにしたこ
    とを特徴とする半導体記憶装置。
JP956579A 1979-01-29 1979-01-29 Semiconductor memory device Granted JPS55101185A (en)

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JPS55101185A JPS55101185A (en) 1980-08-01
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Families Citing this family (7)

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