KR920008054B1 - 신호라인에 대한 전송회로 - Google Patents

신호라인에 대한 전송회로 Download PDF

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KR920008054B1
KR920008054B1 KR1019890000161A KR890000161A KR920008054B1 KR 920008054 B1 KR920008054 B1 KR 920008054B1 KR 1019890000161 A KR1019890000161 A KR 1019890000161A KR 890000161 A KR890000161 A KR 890000161A KR 920008054 B1 KR920008054 B1 KR 920008054B1
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아두오 고시즈까
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후지쓰 가부시끼기아샤
야마모도 다꾸마
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Abstract

내용 없음.

Description

신호라인에 대한 전송회로
제1도는 신호라인에 대한 전송회로의 응용예를 설명하기 위한 스태틱 랜돔 억세스 메모리의 부분회로도.
제2도는 신호라인에 대한 종래의 전송회로를 설명하기 위한 스태틱 랜돔 억세스 메모리의 부분회로도.
제3도는 본 발명의 제1실시예에 의한 신호라인에 대한 전송회로를 설명하기 위한 스태틱 랜돔 억세스 메모리의 부분회로도.
제4도는 본 발명의 제2실시예에 의한 신호라인들에 대한 전송회로를 설명하기 위한 회로도.
제5도는 본 발명의 제3실시예에 의한 신호라인들에 대한 전송회로를 설명하기 위한 회로도.
제6도는 본 발명의 제4실시예에 의한 신호라인들에 대한 전송회로를 설명하기 위한 회로도.
제7도는 제3도에 보인 신호라인들에 대한 전송회로내의 파형도.
본 발명은 신호라인용 전송회로(transfer circuit)에 관한 것으로 예를 들어 공통 데이타버스로 다수의 국부 데이타 버스들중 하나를 선택적으로 전송하기 위해 사용된다.
스태틱 랜돔 억세스 메모리(SRAM)내에서, 메모리셀 어레이는 전력소모가 작고 처리속도가 빠르도록 다수의 블록들로 분할되어 있다. 이 경우에, 메모리셀 어레이 블록에 연결된 다수의 국부 버스들중 하나를 선택하여 그의 데이타를 공통 데이타버스로 전송해야 한다. 이러한 선택 및 전송은 전송게이트회로에 의해 수행된다.
전송게이트를 사용하는 신호라인들에 대한 전송회로에서는 모든 트랜지스터들이 MIS(금속절연반도체)트랜지스터들이기 때문에, 도전상태에서 저항성분이 비교적 높고 무효전압이 낮으며 또한 국부 데이타버스는 많은 메모리셀들의 연결로 인해 대정전용량을 갖고 있다.
그러므로 버스내의 충전시정수가 길어서 국부데이타버스로부터 공통데이타 버스로 데이타를 전송하는데 시간이 오래걸리는 문제점이 있다.
본 발명은 바이폴라 트랜지스터와 MIS트랜지스터를 사용하여 신호라인들에 대한 고속전송회로를 제공하려는데 있다.
본 발명의 목적은 신호라인에 대해 고속동작 전송회로를 제공하는데 있다.
본 발명에 의하면, 제1신호라인에 연결된 제1전극, 제2전극 및 게이트전극을 갖는 제1MIS트랜지스터와, 제1MIS트랜지스터의 제2전극에 연결된 제1전극, 제2신호라인에 연결된 제2전극 및 게이트전극을 갖는 제2MIS트랜지스터와, 제1신호라인에 연결된 베이스전극, 전원라인에 연결된 제1전극 및 제2MIS트랜지스터의 제1전극에 연결된 제2전극을 갖는 바이폴라 트랜지스터로 구성되며, 제1MIS트랜지스터와 제2MIS트랜지스터의 게이트 전극들은 제1 및 제2MIS트랜지스터가 콤프리멘타리식으로 동작하도록 제어신호에 반응하여 제어되는 것이 특징인 제어신호에 응답하여 제1신호라인과 제2신호라인간의 신호전송을 제어하기 위한 전송회로가 제공된다.
본 발명의 다른 특징 및 장점들은 첨부도면들을 참조하여 설명되는 다음 설명으로부터 이해될 수 있다.
본 발명의 실시예들을 설명하기 전에 제1도를 참조하여 신호라인들에 대한 전송회로들이 적용된 스태틱랜돔 억세스 메모리(SRAM)를 설명한다.
제1도에서, 점선으로 둘러싼 블록들 BLK1과 BLK2는 메모리셀 어레이 블록들(부분적으로 약식으로 나타냄)로 분할되어 있다. 각 블록은 메모리 소자들과 같은 메모리셀들(MC등)을 포함하고 있고, 또한 각 블록에서 한 칼럼은 디코오더로부터의 신호들 ＜CAO-CAn＞에 의해 제어된 컬럼선택회로들에 의해 선택되며, 또한 하나의 워드라인(WLO-WLm)은 디코오더에 의해 선택된다. 그다음, 데이타는 컬럼 선택회로에 의해 선택되는 비트라인쌍들
Figure kpo00001
과 워드라인의 교점에 배열된 메모리셀로부터 판독되어 국부데이타버스
Figure kpo00002
를 통해 공통데이타버스
Figure kpo00003
로 공급된다. 공통데이타버스는 감지증폭기 SA에 연결되어 있으므로 데이타는 데이타 출력버퍼 OB를 통해 DOUT로서 출력된다.
여기서, 신호라인에 대한 전송회로가 복수의 국부데이타 버스들과 공통데이타버스를 선택적으로 연결하도록 제공되어야 한다.
제1도에서, 신호라인들에 대한 전송회로는 신호 BS1또는 BS2에 의해 제어되는 트랜지스터들 Q21, Q22, Q31및 Q32를 포함한다.
이 SRAM에 대한 기입데이타(Din)는 데이타입력버퍼(DATA-IN BUF)와 데이타버스
Figure kpo00004
를 통해 기입증폭기들(WRITE AMP 1과 2)에 공급된다. 한 메모리셀 어레이 블록은 제어신호(WS1또는 WS2)에 의해 제어되는 기입증폭기의 선택에 의해 선택되므로 데이타는 국부 데이타버스를 통해 선택된 WC로 공급된다.
신호라인들에 대한 종래의 전송회로를 제2도를 참조하여 설명한다. 제2도는 제1도의 SRAM의 일부를 상세히 나타낸다. 제2도에서는 제1도에서와 동일한 소자는 동일한 참조문자로 나타낸다. 각 MC로부터의 데이타는 트랜지스터들 Q11과 Q12로 구성되는 전송게이트회로 TGB를 통해 국부데이타 버스들
Figure kpo00005
에 공급되며 또한 전송게이트 회로들(TG1,TG2)중 하나가 블록선택제어신호(BS1또는 BS2)에 의해 선택되어 신호라인에 대한 전송회로로서 공통데이타버스로 도통하게 된다.
TG1은 MIS트랜지스터들 Q21과 Q22로 구성되며, 각 트랜지스터는 블록선택 제어신호 BS1에 의해 도통된다. MIS트랜지스터 Q23과 Q24는 국부버스가 비선택상태에 있을때 그 부유상태가 존재하지 않도록 유효저항을 통해 전압 예, Vcc(5볼트)를 걸어주기 위해 사용된다. 전송게이트 TG2는 MIS트랜지스터 Q31과 Q32로 구성된다. 전원전압 Vcc는 MIS트랜지스터 Q33과 Q34를 통해 국부데이타버스
Figure kpo00006
에 연결되며, 그의 동작은 TG1의 것과 동일하다. 신호라인에 대한 종래의 전송회로에서는 MIS트랜지스터 Q21, Q22, Q31및 Q32의 저항이 그의 도전상태에서 완전히 0이 되지않기 때문에 적은 전원용량을 갖는 메모리셀은 짧은시간에 대량의 전류로서 공통데이타 버스를 충전시킬 수 없으므로 결국 버스전송시간이 단축될 수 없다.
본 발명의 제1 실시예에 의한 신호라인들에 대한 전송회로를 제3도를 참조하여 설명한다. 제3도에서, SRAM의 일부분은 제2도에서와 같이 약식으로 도시한다. 메모리셀은 제1 및 제2도에 보인 바와 같이 SRAM내의 메모리 소자로서 제3도의 상부에 보인 플립플록회로이다.
메모리셀은 예를 들어 4개의 MIS트랜지스터와 2개의 저항으로 구성되며, 2개의 직렬로 연결된 저항들과 트랜지스터들은 전원과 접지간에 병렬로 배열되어 있다.
한 트랜지스터의 드레인은 다른 트랜지스터의 게이트에 연결되며, 또한 그 반대로 연결되어 있다. 각 트랜지스터의 게이트는 워드라인(WL)에 의해 선택되어 각 비트라인에 연결될 MIS트랜지스터에 연결되어 있다. 비트라인쌍
Figure kpo00007
은 컬럼선택회로로서 트랜지스터 Q11과 Q12를 포함하는 전송게이트 회로 TGB를 통해 국부 데이타버스
Figure kpo00008
에 연결되어 있다.
또다른 메모리셀 어레이 블록으로부터의 또다른 비트라인쌍은 동일한 방식으로 국부데이타버스(예, DB2,
Figure kpo00009
에 연결되어 있다. 본 발명의 제1 실시예에 의하면 국부데이타버스
Figure kpo00010
는 전송게이트회로 TG11을 통해 공통데이타 버스에 연결되어 있으며, 또한 선택신호
Figure kpo00011
은 전송게이트회로를 도통 또는 단속시켜 준다.
국부데이타버스(DB2,
Figure kpo00012
)와, 다른 블록들에 속하는 국부데이타버스는 동일한 방법으로 연결되어 제어된다.
다음에는 전송게이트회로 TG11(전송회로 조립체)를 설명한다. TG11은 콤프리멘타리 신호쌍을 전달하기 위한 대칭회로이다. 따라서, 대칭회로의 반쪽만을 설명한다.
반쪽회로는 바이폴라 트랜지스터(QB11또는 QB12), n채널 MIS트랜지스터(QN31또는 QN32) 및 p채널 MIS트랜지스터(QP33또는 QP34)로 구성되며, 국부데이타버스 신호라인들 DB1중 하나는 NPN형 바이폴라 트랜지스터 QB11의 베이스에 연결되며, 트랜지스터 QB11의 콜렉터는 전원 Vcc에 연결되며, 트랜지스터 QN31의 소오스는 트랜지스터 QP33의 소오스에 연결되며, 트랜지수터 QN31의 게이트는 트랜지스터 QP33의 게이트에 연결되며, 트랜지스터 QN31의 드레인은 트랜지스터 QB11의 베이스에 연결되며, 또한 트랜지스터 QP33의 드레인은 공통데이타버스 DB에 연결된다. 국부데이타버스의 또다른 신호라인
Figure kpo00013
에 대해서는, 트랜지스터 QB11은 트랜지스터 QB12로 대치되고, 트랜지스터 QN31은 트랜지스터 QN32로, 트랜지스터 QP33은 트랜지스터 QP34로 대치되고 또한 트랜지스터 QP34의 드레인은 공통데이타버스
Figure kpo00014
에 연결된다. 국부데이타버스의 또다른 신호라인의 나머지 회로구성은 국부데이타 버스 신호라인들중 하나의 것과 동일하다. 상호연결된 MIS트랜지스터들의 게이트들은 선택신호
Figure kpo00015
을 공급받는다.
또한 상술한 회로구성은 국부데이타 버스(DB2,
Figure kpo00016
)가 TG11에 대한 것으로 연결되는 전송게이트회로 TG12에 적용된다.
만일 전송될 라인이 버스라인에 대해 콤프리멘타리형이 아니고 개별라인일 경우, 대칭회로의 절반회로 적용으로 충분하다.
이제 제1 실시예의 이 회로의 동작을 설명한다. 데이타가 국부데이타 버스로부터 공통데이타 버스로 전송될때 선택신호
Figure kpo00017
은 ＂저＂ 레벨에 있고, n채널 MIS트랜지스터 QN31과 QN32는 오프되고, p채널 MIS트랜지스터 QP33과 QP34는 온(도통)된다.
국부데이타버스 DB1상의 데이타신호는 트랜지스터 QB11의 베이스에 입력되어 전류가 증폭되어, 트랜지스터 QB11과 QP33의 에미터를 통해 즉시 공통데이타버스 DB로 전송된다. 마찬가지로 국부데이타 버스
Figure kpo00018
상의 데이타신호는 트랜지스터 QB12의 베이스에 입력되어 전류증폭된다음 트랜지스터 QB12와 트랜지스터 QP34의 에미터를 통해 공통데이타버스
Figure kpo00019
로 전송된다.
데이타전송이 억제될때, 선택신호
Figure kpo00020
은 고레벨이고, n채널 트랜지스터 QN31과 QN32는 온되고, p채널 트랜지스터 QP33과 QP34는 오프된다.
따라서, 트랜지스터 QB11과 QB12는 그의 에미터와 베이스간의 단락회로에 의해 오프되므로 결국 국부데이타버스(DB,
Figure kpo00021
)로부터의 데이타신호는 완전히 차단된다.
상기 동작에서, 트랜지스터 QN31은 비선택시간동안 회로단락되기 때문에, 다음 단계에서 도통동작의 지연은 트랜지스터 QB11내의 베이스 전압보다 높은 에미터 전압이 없으므로 인해 방지된다. 바이폴라 트랜지스터 QB11는 에미터 플로워를 사용하여 MC로부터 신호전류를 증폭시키며, 트랜지스터 QP33은 신호라인들에 대한 전송회로가 선택상태에 있을때 그 트랜지스터 QB11로부터의 전류를 공통데이타버스 DB로 공급하며, 또한 트랜지스터 QP33은 전송회로가 비선택상태에 있을때 버스 DB1으로부터의 신호가 버스 DB에 입력되지 않도록 MC로부터의 신호를 단속한다.
공통데이타 버스는 감지증폭기 SA에 연결되며 또한 데이타는 출력버퍼회로를 통해 출력된다. 풀다운회로 PD는 공통데이타 버스에 연결된다. 이 회로 PD는 2MIS트랜지스터 Q15와 Q16로 구성되며, 트랜지스터 Q15의 드레인은 공통데이타 버스 DB에 연결되며, 트랜지스터 Q16의 드레인은 공통데이타버스
Figure kpo00022
에 연결된다.
트랜지스터 Q15와 Q16의 소오스들은 접지되며 또한 트랜지스터 Q15와 Q16의 베이스들은 전원 V1또는 Vcc에 연결된다. 회로 PD는 공통데이타버스의 전압이 고로부터 저로 변경될때 버스전압을 낮춘다.
트랜지스터 Q15와 Q16의 채널폭들은 MIS트랜지스터 QP33등의 것보다 좁게 만들어진다.
트랜지스터 QN31과 QP33의 소오스들간의 점과 트랜지스터 QN32와 QP34의 소오스들간의 점을 연결하는 전압레벨들이 제3도에 보인 바와 같이 A와 B인 것으로 할때, 국부데이타 버스(DB2,
Figure kpo00023
)와, 공통데이타버스(DB,
Figure kpo00024
)의 연결점들의 전압레벨들은 제7도에 보인 바와 같다.
제7도에서의 파형은 고레벨의 선택신호가
Figure kpo00025
으로부터
Figure kpo00026
으로 전환될때 발생된다. 제7도에서, 세로축은 전압(V) 가로축은 시간(t)을 나타낸다.
상술한 회로를 사용할때, 국부 데이타버스를 통해 데이타 신호의 전류가 증폭되기 때문에 공통데이타 버스는 대량의 전류에 의해 충전되므로 결국 데이타에 대한 전송시간은 아주 짧게되어 고속전송이 가능하다.
본 발명의 제2 실시예에 의한 신호라인들에 대한 전송회로의 회로도는 제4도에 나타낸다. 이 회로는 2개의 NPN형 바이폴라 트랜지스터 QB11과 QB12, 2개의 p채널 MIS트랜지스터 QP41과 QP42그리고 2개의 n채널 MIS 트랜지스터 QN43과 QN44로 구성된다.
국부 데이타버스 DB1은 트랜지스터 QB11의 베이스와 트랜지스터 QP41의 드레인에 연결되며, 트랜지스터 QB11의 콜렉터는 전원 Vcc에 연결된다.
트랜지스터 QP41과 QN43의 소오스들은 차단되고, 연결점은 트랜지스터 QB11의 에미터에 연결되며, 트랜지스터 QN43의 드레인은 공통데이타버스 DB에 연결된다. 트랜지스터 QN41과 QN43의 게이트들은 상호연결되어 선택신호 BS를 공급받는다.
국부데이타버스
Figure kpo00027
은 트랜지스터 QB12의 베이스와 트랜지스터 QP42의 드레인에 연결되며, 트랜지스터 QB12의 콜렉터는 전원 Vcc에 연결되고, 트랜지스터 QP42와 QN44의 소오스들은 상호연결되며 또한 그 연결점은 트랜지스터 QB12의 에미터에 연결되며 또한 트랜지스터 QN44의 드레인은 공통데이타버스
Figure kpo00028
에 연결된다. 트랜지스터 QP42와 QN44의 게이트들은 상호연결되며, 선택신호 BS를 공급받는다. 이 회로에서, 선택동안(즉, 신호 BS가 고레벨인동안), 트랜지스터 QP41과 QP42는 오프이고, 트랜지스터 QN43과 QN44는 온이다. 이 회로의 동작은 제1 실시예의 것과 동일하다.
본 발명의 제3실시예에 의한 신호라인들에 대한 전송회로의 회로도는 제5도에 나타낸다. 이회로는 2개의 NPN형 바이폴라 트랜지스터 QB11과 QB12와 4개의 n채널 MIS트랜지스터 QN51, QN52, QN53및 QN54로 구성된다.
국부 데이타버스 DB1은 트랜지스터 QB11의 베이스와 트랜지스터 QN51의 드레인에 연결되며, 트랜지스터 QB11의 콜렉터는 전원 Vcc에 연결되며, 트랜지스터 QN51과 QN53의 소오스들은 상호연결되며, 그 연결점은 트랜지스터 QB11의 에미터에 연결되며 또한 트랜지스터 QN53의 드레인은 공통데이타버스 DB에 연결된다. 트랜지스터 QN51의 게이트는 신호
Figure kpo00029
를 공급받으며, 트랜지스터 AN53의 게이트는 신호 BS(반전
Figure kpo00030
신호)를 공급받는다.
국부데이타 버스
Figure kpo00031
은 트랜지스터 QB12의 베이스와 트랜지스터 QN52의 드레인에 연결되며, 트랜지스터 QB12의 콜렉터는 전원 Vcc에 연결되며, 트랜지스터 QN52와 QN54의 소오스들은 상호연결되며, 그 연결점은 트랜지스터 QB12의 에미터에 연결되며, 트랜지스터 QN54의 드레인은 공통 데이타버스
Figure kpo00032
에 연결된다. 트랜지스터 AN52의 게이트는 선택신호
Figure kpo00033
를 공급받으며 또한 트랜지스터 QN54의 게이트는 선택신호 BS를 공급받는다.
이 회로에서, 전송상태동안(즉, 신호 BS가 높고 또한 신호
Figure kpo00034
가 낮은 레벨인동안), 트랜지스터 QN51과 QN52는 오프이고, 또한 트랜지스터 QN53과 QN54는 온이다. 이 회로의 동작은 제1실시예의 것과 동일하다.
본 발명의 제4실시예에 의한 신호라인들에 대한 전송회로의 회로도는 제6도에 나타낸다. 이 회로는 2개의 NPN형 바이폴라 트랜지스터 QB11과 QB12와 4개의 P채널 MIS트랜지스터 QP61, QP62, QP63및 QP64로 구성된다.
국부데이타버스 DB1은 트랜지스터 QB11의 베이스와 트랜지스터 QP61의 드레인에 연결되며, 트랜지스터 QB11의 콜렉터는 전원 Vcc에 연결되며, 트랜지스터 QP61과 QP63의 소오스들은 상호연결되며 또한 그 연결점은 트랜지스터 QB11의 에미터에 연결되며, 트랜지스터 QP63의 드레인은 공통데이타버스 DB에 연결된다. 트랜지스터 QP61의 게이트는 선택신호 BS를 공급받으며, 트랜지스터 QP63의 게이트는 선택신호
Figure kpo00035
를 공급받는다.
국부 데이타버스
Figure kpo00036
은 트랜지스터 QB12의 베이스와 트랜지스터 QP62의 드레인에 연결되며, 트랜지스터 QB12의 콜렉터는 전원 Vcc에 연결되며, 트랜지스터 QP62와 QP64의 소오스들은 상호연결되며, 그 연결점은 트랜지스터 QB12의 에미터에 연결되며, 또한 트랜지스터 QP64의 드레인은 공통 데이타버스
Figure kpo00037
에 연결된다.
트랜지스터 QP62의 게이트는 선택신호 BS를 공급받으며 또한 트랜지스터 QP64의 게이트는 선택신호
Figure kpo00038
를 공급받는다. 이 회로에서, 전송상태동안 트랜지스터 QP61과 QP62는 오프이고, 트랜지스터 QP63과 QP64는 온이다. 이 회로의 동작은 제1실시예의 것과 동일하다.
그 실시예에 관한 상술한 설명에서 한쌍의 전송회로가 한쌍의 콤프리멘타리 신호를 공급받는 전송버스들로서 사용됐으나 신호라인들에 대한 이 전송회로는 한 신호라인으로 부터 다른 신호라인으로 데이타를 전송시키도록 한쌍의 회로들중 하나만을 사용하여 구성할 수도 있다.

Claims (9)

  1. 제어신호에 응답하여 제1신호라인과 제2신호라인간의 신호전송을 제어하기 위한 전송회로에 있어서, 제1신호라인에 연결되는 제1전극, 제2전극 및 게이트 전극을 포함하는 제1MIS트랜지스터, 제1MIS트랜지스터의 제2전극에 연결되는 제1전극, 제2신호라인에 연결되는 제2전극 및 게이트전극을 포함하는 제2MIS트랜지스터, 그리고 제1신라인에 연결되는 베이스전극, 전원라인에 연결되는 제1전극 및 제2MIS트랜지스터의 제1전극에 연결되는 제2전극을 포함하는 바이폴라 트랜지스터로 구성되며, 제1MIS트랜지스터와 제2MIS트랜지스터의 게이트 전극들은 제1MIS트랜지스터와 제2MIS트랜지스터가 콤프리멘타리 방식으로 동작하도록 제어신호에 응답하여 제어되는 것이 특징인 신호라인에 대한 전송회로.
  2. 제1항에서, 바이폴라 트랜지스터는 NPN형 트랜지스터인 것이 특징인 신호라인에 대한 전송회로.
  3. 제1항에서, 제1MIS트랜지스터는 n채널형 트랜지스터이며, 제2MIS트랜지스터는 p채널형 트랜지스터인 것이 특징인 신호라인에 대한 전송회로.
  4. 제1항에서, 제1MIS트랜지스터는 p채널형 트랜지스터이며, 제2MIS트랜지스터는 n채널형 트랜지스터인 것이 특징인 신호라인에 대한 전송회로.
  5. 제1항에서, 제1MIS트랜지스터와 제2MIS트랜지스터는 n채널형 트랜지스터인 것이 특징인 신호라인에 대한 전송회로.
  6. 제1항에서, 제1MIS트랜지스터와 제2MIS트랜지스터는 p채널형 트랜지스터인 것이 특징인 신호라인에 대한 전송회로.
  7. 제1항에서, 제2신호라인에 풀다운 회로를 더 연결하여 구성되는 것이 특징인 신호라인에 대한 전송회로.
  8. 제7항에서, 풀다운 회로는 제2라인에 연결되는 드레인, 접지에 연결되는 소오스 및 MIS트랜지스터가 도통상태에서 제2MIS트랜지스터의 것보다 더 높은 저항값을 갖는 식의 레벨에서 전압을 공급받는 게이트를 갖는 MIS트랜지스터로 구성되는 것이 특징인 신호라인에 대한 전송회로.
  9. 제1항에서, 제3신호라인에 연결되는 제1전극, 제2전극 및 제1MIS트랜지스터의 게이트 전극에 연결되는 게이트전극을 포함하는 제3MIS트랜지스터, 제3MIS트랜지스터의 제2전극에 연결되는 제1전극, 제4신호라인에 연결되는 제2전극 및 제2MIS트랜지스터의 게이트 전극에 연결되는 게이트전극을 포함하는 제4MIS트랜지스터, 그리고 제3신호라인에 연결되는 베이스전극, 전원라인에 연결되는 제1전극, 및 제4MIS트랜지스터의 제1전극에 연결되는 제2전극을 포함하는 또다른 바이폴라 트랜지스터를 더 포함하며, 그에 의해 콤프리메타리 신호들은 제1 및 제3신호라인들과 제2 및 제4신호라인들간에 전송되는 것이 특징인 신호라인에 대한 전송회로.
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