KR930007284B1 - 공통 데이타선 바이어스 구성을 갖는 기억장치 - Google Patents

공통 데이타선 바이어스 구성을 갖는 기억장치 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

공통 데이타선 바이어스 구성을 갖는 기억장치
제1도는 본 발명자등에 의하여 출원전에 검토되었던 기억 장치의 전체 구성의 1예를 도시한 도면.
제2도는 제1도에 도시한 기억 장치의 일부를 도시한 회로도.
제3도는 제1도의 일부로서 본 발명의 주요부에 있어서의 1실시예를 도시한 도면.
제4도는 본 발명의 1실시예에 의한 기억 장치의 특성의 1예를 도시한 도면.
제5도는 본 발명의 제2실시예를 도시한 주요부의 회로도.
제6도는 본 발명의 제3실시예를 도시한 주요부의 회로도.
제7도는 본 발명의 제4실시예를 도시한 주요부의 회로도.
제8도는 제7도에 도시한 회로의 일부를 도시한 도면.
제9도는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 주요부의 회로도.
본 발명은 반도체 기억 장치에 관한 것으로, 특히 대용량의 스테이틱형 RAM에 적용하여 유효한 기술에 관한 것이다.
1983년 9월 26일 발행의 닛께이 엘렉트로닉스지의 125페이지에서 139페이지에 기술되어 있는 바와 같이 스테이틱형 RAM의 대용량화와 고속화가 진행되고 있다. 우선, 스테이틱 RAM의 구성을 이하 간단하게 설명한다.
제1도는 본 발명자들에 의하여 출원전에 개발된 반도체 기억 장치의 전체 구성의 1예를 도시한 것이다.
제1도에 도시한 기억 장치(100)은 다수개의 메모리 셀 M을 행과 열의 매트릭스 형상으로 배열한 메모리 매트(10)과 이 메모리 매트(10)안에 있는 메모리 셀을 어드레스 데이타 Ai에 따라서 선택하기 위한 X디코더(20)과 Y디코더(30)등을 갖고 있다.
X디코더(20)은 어드레스 데이타 Ai의 하위(상위) 비트의 데이타를 디코드하여 택일적인 선택 신호 X0~Xm을 형성한다. 이 선택 신호 X0~Xm은 상기 메모리 매트(10)의 행방향으로 배선된 워드선 W에 부여된다.
Y디코더(30)은 어드레스 데이타 Ai의 상위(하위) 비트의 데이타를 디코드하여 택일적인 선택 신호 Y0~Yn을 형성한다. 이 선택 신호 Y0~Yn을 형성한다. 이 선택 신호Y0∼Yn은 Y선택 스위치 열(컬럼 스위치 열)(40)에 부여된다. 그리고, 이 Y선택 스위치 열(40)에 의하여 상기 메모리 매트(10)의 열방향으로 2쌍씩 배선되어 있는 상보 데이타선 쌍D,
Figure kpo00001
를 선택한다.
이상과 같이 하여 메모리 매트(10)안에 있는 메모리셀 M이 행방향과 열방향에서 각각 선택되게되어 있다.
어드레스 데이타 Ai에 따라서 선택된 행과 열의 교차점에 접속되어 있는 메모리 셀 M은 그의 선택된 상보 데이타선쌍, D,
Figure kpo00002
와 Y선택 스위치 열(40)을 거쳐서 공통 데이타선 L1,L2에 접속된다. 그리고 이 공통 데이타선 L1,L2에 나타나는 전위의 변화가 리드 센스회로(50)에 의하여 검출되고, 이 검출 결과가 기억 데이타의 리드 출력 Dout로 된다. 데이타 Din은 데이타 라이트회로(55)에 의해 메모리 매트(10)으로 라이트 된다. 이 데이타 라이트회로는 데이타 입력 버퍼 DIB, 데이타 입력 중간 증폭기 DIIA, MOS 트랜지스터 m1,m2(예를 들면, 제9도에 도시한 소자) 및 바이어스 회로(60) (제2도, 제3도, 제5도, 제6도, 제7도 및 제9도)을 포함한다. 이 데이타 라이트 회로(55)는 라이트 인에이블 신호 WE(
Figure kpo00003
)와 칩 선택 신호 CS(
Figure kpo00004
)를 받는다. 이들 신호는 제9도에 도시한 바와 같이 바이어스 회로(60)에 인가된다.
바이어스 회로(60)에 대한 이들 신호의 접속에 대한 상세한 설명과 데이타 라이트 회로(55)의 상세한 설명은 간략화를 위해 제2도, 제3도, 제5도, 제6도 및 제7도에서 생략하였다.
제2도는 제1도에 도시한 기억 장치의 내부 회로의 일부를 도시한 것으로서, 제1도와 마찬가지로 본 발명자들에 의하여 개발된 것이다.
제2도에 도시한 바와 같이, 각 상보 데이타선 D,
Figure kpo00005
는 각각 그 한쪽끝이 풀업용 MOSFET m11을 거쳐서 공통 전원 Vcc에 접속되고, 그 다른쪽 끝은 상기 Y스위치 열(40)내의 Y선택 스위치(컬럼 스위치) S1,S2를 거쳐서 상기 공통 데이타선 L1,L2에 접속되어 있다. 따라서, 이 공통 데이타선 L1,L2에 상보적으로 나타나는 전위의 변화를 리드 센스 회로(50)에 의하여 검출하므로서 선택된 메모리셀 M에 기억되어 있는 기억 정보를 리드할 수가 있다. 상기 Y선택 스위치 열(40)내의 각 선택 스위치 S1,S2는 각각 MOSFET를 사용해서 구성되어 있다.
그런데, 상기 Y선택 스위치 S1,S2는 비선택 모드시, 즉 유효한 어드레스 데이타가 입력되어 있지 않을 때 모두 OFF(비도통 상태)로 된다. 이때에 상기 공통 데이타선 L1,L2는 어떠한 공통 데이타선 쌍 D, D에도 접속되지 않는 상태로 된다. 이때에 공통 데이타선 L1,L2의 전위가 플로팅 상태로 되어 그 전위가 고정되지 않는다.
비선택시에 공통 데이타선 L1,L2의 전위가 플로팅 상태로 되면, 이 공통 데이타선에 기생하는 용량에 충전되어 있던 전하가 이 기간 동안에 방전되어 버려서 공통 데이타선 L1,L2의 전위는 매우 낮은 전위(예를 들면 접지 전위에 가까운 전위)까지 떨어지게 된다. 그러므로, 어떤 메모리 셀이 다음에 선택되고, 메모리셀에 기억되어 있던 정보를 리드할 때, 상보데이타선 쌍의 전위 변화를 검출하는 센스 회로가 안정하게 동작하는 전위까지 공통 데이타선의 전위를 상승시킬때까지의 긴시간이 요구되므로 액세스 시간이 걸어져 버린다.
그래서 본 발명자들은 제2도에 도시한 바와 같이 바이어스 회로(60)을 마련하여 공통 데이타선 L1,L2에 항상 일정한 전위(센스 회로가 안정하게 동작하는 전위에 가까운 전위)를 부여하므로서 액세스 시간을 단축하는 기술을 생각해냈다.
제2도에 도시한 바와 같은 본 발명자가 생각해낸 바이어스회로(60)은 MOSFET로 구성되는 임피던스소자 Z1,Z2,Z3,Z4를 사용하여 2개조의 분압 회로(Z1과 Z3,Z2와 Z4)를 형성하고, 각 분압점의 전압을 각각 상기 공통 데이타선 L1,L2에 부여하도록 한 것이다. 이 2개조의 분압회로(Z1과 Z3, Z2와 Z4)는 각각 공통 전원 Vcc와 접지 전위 사이에 접속되고, 공통 전원 Vcc와 접위 사이의 전압을 저항 분압해서 얻어진 전압을 상기 공통 데이타선 L1,L2에 부여한다. 이것에 의하여 상기 공통 데이타선 L1,L2가 전기적으로 플로팅 상태로 되는 것을 막을 수 있어 일정 전위로 바이어스 된다. 임피던스 소자 Z1~Z4로서의 MOSFET는 각각 일정한 제어 전압 VS1, S2에 의하여 소정의 등가 저항(임피던스)을 갖도록 ON으로 제어된다.
한편, 본 출원인들은 스테이틱 RAM의 저소비 전력화와 고속화의 관점에서 연구를 진행하여 스테이틱 RAM을 바이폴라 트랜지스터와 MOS트랜지스터 양쪽을 사용하여 구성하는 기술을 개발하였다. 그 개략적인 것을 기술하면 다음과 같다. 즉, 반도체 메모리 내의 어드레스 회로와 타이밍 회로 등에 있어서, 장거리의 신호선을 충방전하는 출력 트랜지스터와 팬 아우트가 큰 출력 트랜지스터는 바이폴라 트랜지스터로 구성하고, 논리회로, 예를 들면 반전, 비반전, NAND, NOR 등의 논리 처리를 실행하는 논리 회로를 CMOS회로로 구성하고 있다. CMOS회로로 구성된 논리 회로는 저소비 전력이며, 이 논리 회로의 출력 신호는 출력 임피던스가 낮은 바이폴라 출력 트랜지스터를 거쳐서 장거리의 신호선에 전달된다. 출력 임피던스가 낮은 바이폴라 출력 트랜지스터를 사용하여 출력 신호를 신호선에 전달하게 하였기 때문에 신호선의 플로팅 용량에 대한 신호 전파 지연시간의 의존성을 작게할 수 있는 것에 의해서 저 소비 전력이고 고속인 반도체 메모리가 얻어진다는 것이다.
상술한 바이폴라 소자와 CMOS소자가 혼합해 있는 기술을 이용한 고속이고 저소비 전력의 SRAM(스테이틱 RAM)기술을 기초로 해서 본 발명자들은 액세스 시간을 더욱 고속화하는 것을 검토하였다. 그 결과, 액세스 시간을 짧게하기 위해서는 공통 데이타선의 전위를 낮추는 것이 좋다는 것과 공통 데이타선의 임피던스(또는 공통 데이타선상의 신호의 진폭)가 작은편이 좋다는 것이 판명되었다.
즉, 공통 데이타선 L1,L2의 임피던스를 될 수 있는 대로 작게하는 편이 각 공통 데이타선 L1, L2에 기생하는 용량 CS1, CS2와 상기 공통 데이타선의 임피던스에 의하여 결정되는 시정수를 작게할 수가 있어 공통 데이타선의 신호 전달 속도가 향상되는 것을 알았다.
또, 공통 데이타선의 전위가 높으면 제2도에 도시한 센스앰프 SA(50)을 구성하는 한쌍의 차동 트랜지스터 Q1,Q2의 베이스 전위가 높아지고, 콜렉터 전압이 일정하기 때문에 트랜지스터 Q1, Q2가 포화 상태에 가까워지며 이것이 신호 전달 속도를 저하시키는 하나의 원인이 되는 것도 알게 되었다.
이 대책으로서 제2도에 도시한 공통 데이타선의 전위 발생회로(60)을 사용하여 공통 데이타선의 임피던스를 작게하고, 또 공통 데이타선의 전위를 낮추기 위해서 임피던스 소자로서의 MOSFET Z1,Z2,Z3,Z4의 ON 저항을 작게할 필요가 있다.
그러나, 상기공통 데이타선 L1,L2의 임피던스를 낮게하기 위해서 상기 공통 데이타선의 바이어스 회로(60)내의 MOSFET Z1~Z4의 ON저항(등가 임피던스)을 작게하면, 비선택시에 MOSFET Z1~Z4을 통하여 흐르는 관통전류 IX(도면에서 화살표 방향으로 흐르는 전류)가 많아져서 이 부분에서의 직류 전류에 의한 소비전력이 증가하게 되는 것을 알게 되었다.
즉, 동작 속도를 향상하기 위해서 공통 데이타선의 바이어스 회로(60)내의 MOSFET의 ON저항을 작게하면 비선택시에 소비전력이 증가하게 된다는 서로 상반되는 문제점이 나타나는 것이 본 발명자에 의하여 명확하게 되었다.
본 출원에 있어서 공개되는 발명중에서 대표적인 것의 개요를 간단하게 설명하면 다음과 같다.
즉, 기억 장치의 최고 동작 전위에서 일정 전압으로 강하된 전압을 임피던스 소자를 사용하여 분압하고, 이 분압된 전압에 의하여 공통 데이타선을 바이어스한다.
상기 임피던스 소자의 저항을 작은 값으로 설정하는 것에 의해 이 저항과 공통 데이타선에 기생하는 용량에 의하여 결정되는 시정수가 작아지게 되고, 이것에 의하여 메모리 셀에 저장된 기억 정보에 대응하여 나타나게 되는 공통 데이타선의 전위 변화가 빨라져서 데이타 센스 시간이 단축되어 액세스 시간이 향상된다.
그리고, 최고 동작 전위에서 일정 전압으로 강하된 전압이 인가되므로, 임피던스 소자의 저항값을 작게하여도 이 임피던스 소자 통로에 흐르는 직류는 그다지 증대하지 않아 저소비 전력화가 가능하게 된다.
본 발명의 목적은 소비 전력의 증대를 억제하면서 액세스 속도를 향상시킨 기억 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적과 그 밖의 목적 및 신규의 특징에 대해서는 본 명세서의 설명과 첨부 도면에 의하여 명백하게 될 것이다.
이하 본 발명의 대표적인 실시예를 도면을 참조하면서 설명한다.
그리고 도면에 있어서 동일 부호는 동일 또는 서로 상당하는 부분을 표시한다.
상기한 바와 같이 제1도는 본 발명이 적용되는 반도체 기억 장치의 전체 구성의 1예를 도시한 것이다.
제1도에 도시한 기억 장치(100)은 상술한 본 출원인들에 의하여 개발된 C-MOS 소자와 바이폴라 소자를 혼합하여 형성되는, Bi/C-MOS형 반도체 집적 회로로서 구성되는 것이며, 기능적으로는 스테이틱형 RAM을 구성한다.
이 반도체 기억 장치(100)은 다수개의 메모리 셀 M을 행과 열의 매트릭스 형상으로 배열한 메모리 매트(10)과 이 메모리 매트(10)내의 메모리 셀을 어드레스 데이타 Ai에 따라서 선택하기 위한 X디코더(20)과 Y디코더(30)등을 갖고 있다.
X디코더(20)은 어드레스 데이타 Ai의 하위(상위) 비트 데이타를 디코드하여 택일적인 선택 신호 X0~Xm을 형성한다. 이 선택 신호 X0~Xm은 상기 메모리 매트(10)의 행방향으로 배선된 워드선 W에 부여된다.
Y디코더(30)은 어드레스 데이타 Ai의 상위(하위) 비트 데이타를 디코드하여 택일적인 선택 신호 Y±~Yn을 형성한다.
이 선택 신호 Y±~Yn은 Y선택 스위치 열(컬럼 스위치열)(40)에 부여된다. 그리고, 이 Y선택 스위치 열(40)에 의해 상기 메모리 매트(10)의 열방향으로 2쌍씩 배선된 상보 데이타선 쌍 D,
Figure kpo00006
를 선택한다. 이 선택 동작은 상기 워드선 W의 선택과 동시에 이루어진다.
이상과 같이 해서 메모리 매트(10)내의 메모리 셀 M이 행방향과 열방향에서 각각 선택되게 된다. 어드레스 데이타 Ai에 따라서 선택된 행과 열의 교차점에 접속되어 있는 메모리 셀 M은 상보 데이타선 쌍 D,
Figure kpo00007
와 Y선택 스위치 열(40)을 거쳐서 공통 데이타선 L1,L2에 접속된다. 그리고, 이 공통 데이타선 L1,L2에 나타나는 전위의 변화가 센스 회로(50)에 의하여 검출되고, 이 검출 결과가 기억 데이타의 리드 출력 Dout로 된다.
제3도는 본 발명의 제1의 실시예에 따라서 제1도에 도시한 기억 장치의 내부 회로의 일부를 도시한 것이다.
제3도에 도시한 바와 같이 각 열마다 상보 데이타선 쌍, D,
Figure kpo00008
에는 각각 MOSFET m13,m14를 거쳐서 메모리 셀 M이 접속되어 있다. 이 메모리 셀 M과 데이타선 D,
Figure kpo00009
사이에 개재되는 MOSFET m13,m14를 선택 워드선 W에 의하여 행방향으로 ON(도통)시킴과 동시에, 어느 하나의 열의 데이타선 D,
Figure kpo00010
을 선택하여 선택된 워드선 W와 선택된 데이타선 D,
Figure kpo00011
사이의 교차점에 배치되는 메모리셀 M이 선택되어 공통 데이타선 L1, L2에 접속되게 된다. 각 데이타선 D,
Figure kpo00012
는 각각 이 한쪽 끝이 풀업용 MOSFET m11을 거쳐서 공통 전원 Vcc에 접속되고, 그의 다른쪽 끝은 상기의 Y스위치내의 Y선택 스위치(컬럼 스위치) S1,S2를 거쳐서 상기 공통데이타선 L1,L2에 접속되어 있다. 따라서 이 공통 데이타선 L1,L2에 상보적으로 나타나는 전위의 변화를 센스 회로 SA(50)에 의하여 검출하므로서 선택된 메모리 셀 M에 기억된 정보를 리드할 수가 있다. 상기 Y선택 스위치 열 내의 각 선택 스위치 S1,S2는 각각 MOSFET로 구성되어 있다.
한편, 비선택시에 공통 데이타선 L1,L2가 플로팅 상태로 되어 그의 전위가 고정되지 않는 상태를 피하기 위하여 그 공통 데이타선 L1,L2에 일정 전위를 부여하는 바이어스 회로(60)을 마련하고 있다. 이 바이어스 회로(60)은 MOSFET로 구성되는 임피던스 소자 Z1,Z2,Z3,Z4를 사용하여 2개조의 분압회로(Z1과 Z3, Z2와 Z4)를 형성하고, 각 분압점에서의 전압을 각각 상기의 공통 데이타선 L1,L2에 부여하도록 구성되어 있다.
여기서, 상기 2개조의 분압회로(바이어스회로)(Z1과 Z3, Z2와 Z4)는 직렬로 마련된 정전압 회로(정전압 발생회로 또는 강하 전압 발생회로라고도 부른다)(70)을 거쳐서 공통 전원 Vcc와 접지 전위 사이에 접속되어 있다. 이 정전압 회로(70)은 본 실시예에서는 다수개의 다이오드를 순방향으로 직렬 접속하여서 이루어진 다이오드 열 Dn으로 구성되어 있다. 따라서 공통 전원 Vcc보다 낮은 일정전압을 갖는 전원 Vd가 얻어진다. 저전원 전압 Vd는 각 분압 회로(Z1과 Z3, Z2와 Z4)에 부여된다.
따라서, 상기 공통 데이타선 L1,L2는 상기 저전원 전압 Vd를 저항 분할하여 얻어진 전압에 의하여 일정 전위로 바이어스 된다.
임피던스 소자 Z1~Z4로서의 MOSFET는 각각 일정 제어 전압 VS1,VS2에 의하여 소정의 등가 저항(임피던스)을 갖도록 ON으로 제어된다.
바이어스 회로(60) 내의 분압 회로(Z1과 Z3, Z2와 Z4)에는 전원 전압으로부터 일정 전압 레벨로 강하된 전압 Vd가 인가된다.
컬럼 스위치 S1,S2가 비선택일때에 공통 데이타선 L1,L2의 전위 VREF는,
Figure kpo00013
또는
Figure kpo00014
로 된다.
여기서, R1,R2,R3및 R4는 각각 임피던스 소자로써의 MOSFET Z1,Z2,Z3및 Z4의 ON저항을 나타낸다.
한편, 공통 데이타선 L1,L2는 센스 앰프 SA(50)을 구성하는 1쌍의 차동 트랜지스터 Q1,Q2의 베이스에 각각 접속되어 있다. 트랜지스터 Q1,Q2가 안정하게 ON하기위해서 필요한 트랜지스터 Q1,Q2의 최소 베이스 전위 VB는 VB=VBE+VDS이다.
여기서, VDS는 차동 트랜지스터 Q1,Q2의 일정 전류원으로써 작용하는 MOSFET Q3의 소오스-드레인 전압이고, VBE는 트랜지스터 Q1및 Q2의 베이스-에미터 전압이다.
그러므로, 데이타를 리드할때 센스 앰프 SA(50)을 고속에서 안정하게 동작시키기 위해서 상기 대기시의 공통 데이타선의 전위 VREF는 VB보다 어느 정도의 전압 β만큼 낮은 값으로 설정된다.
즉 VREF= VBE+VDS-β로 설정된다. 트랜지스터 Q1,Q2의 베이스에 인가되는 바이어스 전압은 필요 최소한의 전위이고, 트랜지스터 Q1,Q2가 포화되거나 데이타 출력 중간 증폭기 DOIA의 제1의 증폭단을 구성하는 베이스 접지 트랜지스터 T27,T28의 출력 동적범위가 좁아지거나 하는 일이 없다. 이상 설명한 것은 공통 데이타선 L1,L2의 전위 전환 특성으로서 제4도에 도시되어 있다.
다음에 컬럼 스위치 S1,S2가 Y선택 신호 Y0에 의하여 ON이 되어 메모리 셀에 기억된 데이타를 리드하는 경우를 고려한다. 이때에, 메모리 셀에 기억되어 있는 데이타의 H(고), L(저) 정보가 상보 데이타선쌍 D,
Figure kpo00015
의 전위 변화와 공통 데이타선 쌍의 전위 변화를 일으켜 센스 앰프 SA(50)에 입력된다. 이때의 신호 전달 상태를 제3도에 전류 변화로서 표시한다. 실제의 신호 전달 메카니즘은 여러가지 요인이 영향을 주게 되므로 간단하게 설명할 수는 없지만, 제3도에 그 대체적인 개요를 도시한 것으로 하고, 이하 간단하게 설명한다.
지금, 메모리 셀(플립플롭회로)을 구성하는 n채널 MOSFET m15및 MOSFET m16이 OFF상태 및 ON상태에 있다고 하면, MOSFET m15의 드레인은 "H"레벨이고, MOSFET m16의 드레인은 "L"레벨이며, 이 전위가 MOSFET m13과 m14를 거쳐서 상보 데이타선쌍 D,
Figure kpo00016
에 전달되어 데이타선
Figure kpo00017
가 "H"레벨로 되고, 데이타선 D가 "L"레벨로 된다.
그러면, 데이타선
Figure kpo00018
에 대해서 이 데이타선
Figure kpo00019
에 기생하는 기생 용량 CS4에 예비 충전용 MOSFET m11을 통하여 충전되었던 전하가 방전되어 전류 I1,I2가 흐른다.
또, 데이타선 D에 대해서 예비 충전용 MOSFET m11을 통하여 전류 I3이 흐른다.
다음에, 공통 데이타선 L1,L2에 대해서 고려한다. 공통 데이타선 L2에 대해서는 공통 데이타선에 기생하는 용량 CS2에 충전되어 있던 전하가 주로 MOSFET Z4를 거쳐서 방전되어(전류 I6) 공통 데이타선 L2의 전위가 저레벨로 된다.
한편, 공통 데이타선 L1에 대해서는 공통 데이타선 L1에 기생하는 용량 CS1이 전류 I3의 일부와 MOSFET Z1을 거쳐서 공급되는 전류 I7에 의하여 충전되어 공통 데이타선 L1의 전위가 고레벨로 된다.
이상 간단하게 설명한 바와 같이, MOSFET Z1,Z2,Z3,Z4는 공통 데이타선에 기생하는 기생 용량 CS1,CS2의 충방전에 관여하며, 이 MOSFET Z1~Z4의 등가저항과 상기 기생 용량 CS1,CS2에 의하여 정해지는 시정수가 공통 데이타선의 전위 변화 속도에 영향을 준다. 이 때문에, 상술한 바와 같이 MOSFET Z1~Z4의 등가 저항은 비교적 낮은 값으로 설정되어 있으며, 이 결과 공통 데이타선의 전위 변화 속도가 빨라진다. 그리고, 본 발명자들의 검토에 의하면 MOSFET Z1,Z2,Z3,Z4의 등가 저항 Z1,Z2,Z3,Z4가 Z1,Z2＜Z3,Z4로 설정되면, 액세스 시간이 빨라지는 것이 명확하게 되었다.
여기서, 주목하여야 할 것은 상술한 바와 같이 MOSFET Z1~Z4의 ON저항을 어드 정도 작게 하여도 정전압 회로(70)으로 부터는 전원 전압 Vcc에서 어느 정도의 전압 만큼 낮아진 전압 Vd가 발생하고, 이것이 MOSFET Z1,Z2의 드레인에 인가되게 되어 있으며, 이에 의하여 비선택시에 MOSFET Z1,Z3및 Z2,Z4를 흐르는 관통 전류(직류)의 양을 작게할 수 있다.
이상 기술한 바와 같이, 큰 관통 전류 또는 고정 전류를 흘리지 않고, 공통 데이타선의 전위를 낮추고, 또한 상기 공통 데이타선 L1,L2의 등가 임피던스를 저감시켜서 소비 전력을 억제하면서 동작 속도를 향상시킬 수가 있도록 된다. 즉, 상기 공통 데이타선 L1,L2부근의 기생 용량에 의한 시정수가 그 공통 데이타선 L1,L2의 낮은 임피던스화에 의해서 작아져서 동작 속도의 향상이 이루어지게 된다.
제4도는 상기 공통 데이타선 L1,L2내의 전위 전환상태를 도시한 것이다.
제5도는 본 발명에 의한 기억 장치의 주요부의 제2의 실시예를 도시한 것이다.
제5도에 도시한 실시예는 기본적으로 상술한 실시예와 마찬가지이다. 단지, 여기서는 바이어스 회로(60)을 동작시키기 위한 낮은 전압 전원 Vd를 얻기 위한 정전압 발생 회로의 출력단에 에미터 폴로워를 마련하여 저출력 임피던스화를 실현하고 있다. 이와 같이, 정전압 발생 회로(72)의 출력 임피던스를 낮게하면, 정전압 발생회로(72)와 바이어스 회로(60)을 연결하는 신호 전달선 L3의 길이가 길어져도 출력 전압 신호를 확실하게 바이어스 회로(60)에 공급할 수 있도록 된다. 이 결과, IC의 레이아웃을 설계할때, 정전압 발생 회로(72)를 편리한 위치에 독립시켜서 마련하여 그의 출력 전압을 Al배선 등에 의해 공통 데이타선 바이어스 회로(60)에 전달할 수 있어 레이아웃 설계에서의 자유도가 향상된다.
또, 메모리 셀과 공통 데이타선을 몇개의 군으로 분할한 구성에서는 분할된 각 공통 데이타선은 1개의 정전압 발생회로(72)를 공유할 수가 있어 칩의 면적을 축소하는데 유용하다.
정전압 발생 회로(72)는 바이폴라 트랜지스터 Q71과 MOSFET m74로 구성된 에미터 폴로워 단을 사용하여 구성되어 있다. 이 경우의 MOSFET m74는 부하 임피던스로서 기능한다. 이 부하 임피던스는 에미터 플로워 단에서의 소비 전류를 증대시키지 않도록 하기 위해서 상기 임피던스 소자 Z1~Z4의 임피던스보다도 충분히 높게 설정된다. 또, 이 에미터 폴로워 단에 기준 전압을 부여하기 위해서 MOSFET m71, m72, m73및 다이오드 열 Dn이 사용되고 있다.
여기서, MOSFET m71,m72,m73의 도통에 의해서 상기 다이오드 열 Dn에 일정전류가 공급되면, 다이오드 열 Dn의 양쪽끝에 일정 전압이 발생한다. 이 일정 전압이 상기 바이폴라 트랜지스터 Q71의 베이스로 입력되어 바이폴라 트랜지스터 Q71의 에미터에서 낮은 임피던스 출력 전원 Vd가 얻어진다. 그리고, 이 출력 전원 Vd의 전압을 상기 다이오드 열 Dn의 수등을 조절하는 것에 의해 공통 전원 Vcc보다도 충분히 낮게 설정하여 임피던스 소자 Z1~Z4로 되는 바이어스 회로(60)에 낮은 전압이고, 낮은 임피던스의 전원 Vd를 공급할 수가 있고, 이로 인해 상술한 실시예와 마찬가지의 효과를 얻을 수가 있다.
또한, 제5도에 도시한 실시예에서는 상기 다이오드 열 Dn에 정전류를 흘리기 위한 MOSFET m71,m72및 상기 바이플라 트랜지스터 Q71의 부하 저항 MOSFET m74가 각각 외부로부터의 신호, 예를 들면 칩 선택 신호
Figure kpo00020
등에 의해서 제어되도록 되어 있다.
이로 인해, 예를 들면 대기시(
Figure kpo00021
가 "H"일때 등)에, 상기 MOSFET m71,m72,m74을 OFF상태로 해서 바이어스 회로(60)의 동작 전원 Vd를 자동적으로 차단하도록 구성할 수가 있게 된다. 즉, 예를 들면, 리드동작 이외의 모드나 비선택 모드시의 소비 전력을 자동적으로 저감시키는 것이 가능하게 된다.
제6도는 본 발명에 의한 기억 장치의 주요부의 제3실시예를 도시한 것이다.
제6도에 도시한 실시예도 제5도에 도시한 것과 마찬가지로 바이어스 회로(60)을 동작시키기 위한 낮은 전압 또는 낮은 출력 임피던스 전원 Vd를 얻기 위해서, 에미터 플로워로 구성된 정전압 발생회로(72)가 마련되어있다.
이 정전압 발생회로(72)는 바이폴라 트랜지스터 Q71과 MOSFET m74로 구성된 에미터 플로워 단을 사용하여 구성되어 있다. 이 경우의 MOSFET m74는 부하 임피던스로서 작용하고, 전위를 안정시키는 역할을 한다. 또, 이 에미터 플로워 단에 기준 전압을 부여하기 위해서 P채널 공핍형 MOSFET m71,m72및 정전압 발생용 다이오드 Dd1,Dd2가 사용되고 있다.
여기서, 공핍형 MOSFET m71,m72를 거쳐서 상기 다이오드 Dd1,Dd2로 정전류 I가 흐르면, 바이폴라 트랜지스터 Q71의 에미터에서 VCC- I ·R71-VBEQ71로 결정되고, 또한 낮은 임피던스 출력인 전압 Vd가 얻어진다. 여기서, R71은 MOSFET m71의 ON저항이고, VBEQ71은 트랜지스터 Q71의 베이스-에미터 사이의 전압이다.
그리고, 이 출력 전원 Vd의 전압은 공통 전원 Vcc보다 낮게 설정함으로서, 임피던스 소자 Z1~Z4로 구성되는 바이어스 회로(60)에 낮은 전압이고, 낮은 임피던스의 전원 Vd를 공급할 수가 있으므로, 상술한 실시예와 마찬가지의 효과를 얻을 수가 있다.
또한, 제6도에 도시한 실시예에서는 상기 다이오드 Dd1,Dd2가 트랜지스터 Q71의 베이스-에미터 사이의 전압의 온도 의존성을 보상하는 작용을 하고, 온도 변화에 대응해서 출력 전압 Vd가 변동하는 것을 방지한다. 이로 인해 출력 전압(Vd)가 온도에 대해서 안정하게 된다. 따라서, 공통 데이타선 L1,L2의 바이어스 전위를 더욱 안정시킬 수가 있다. 그리고, 예를 들면 상기 공통 데이타선 L1,L2의 신호 전압의 진폭을 대폭적으로 적게하여도 안정하고도 확실한 리드 센스를 실행할 수 있게 된다.
제7도는 본 발명에 의한 기억 장치의 주요부의 제4의 실시예를 도시한 것이다.
제7도에 도시한 실시예에서는 상술한 실시예와는 달리 바이어스 회로(60)이 저항 분압 회로와 관계없이 구성되어 있다. 즉, 여기서는 낮은 전압이며, 낮은 임피던스 출력의 정전압 발생 회로(72)의 출력을 임피던스 소자 Z1,Z2를 거쳐서 직접 공통 데이타선 L1,L2에 부여하도록 하고 있다. 이 경우에, 정전압 발생회로(72)는 이상적인 전지를 시뮬레이트하는 능동회로에 의해서 구성된다. 즉, 임피던스에 방향성이 없고, 유출 전류(방전 전류) IXO가 흐를때와 유입 전류(흡입 전류) IXi가 흐를때의 어떠한 경우에도 일정한 저 임피던스를 나타내는 쌍방향의 출력 특성을 갖는 정전압 발생 회로(72)가 사용된다.
제8도는 그 쌍방향 출력 특성을 갖는 정전압 발생 회로(72)의 1예를 도시한 것이다. 제8도에 도시한 정전압 발생 회로(72)는 차동형 고이득 직류 증폭 회로(74)에 의해서, 소위 전압 폴로워라고 하는 능동 회로를 구성한 것이다. 이 능동 회로의 입력쪽에는 매우 높은 등가 임피던스가 얻어지고, 그 출력쪽에는 매우 낮은 등가 임피던스가 얻어진다.
따라서, 공통 전원 Vcc의 전압을 높은 저항 R1,R2로 분압하여 얻어지는 전압을 입력시키면, 이 입력 전압과 거의 같은 전압의 직류 출력이 낮은 출력 임피던스로 얻어진다. 이로 인해 큰 고정 전류 또는 관통 전류를 흘리는 일없이 공통 데이타선 L1,L2를 낮은 임피던스 상태로 바이어스할 수가 있다. 또, 바이어스 전위는 상기 높은 저항 R1,R2의 비에 의해서 임의로 설정할 수 있다. 이로 인해, 공통 데이타선 L1,L2를 고속으로 리드할 수 있고 안정 동작에 가장 적절한 상태로 바이어스할 수 있게 된다.
그리고, 본 실시예에서는 상기 정전압 발생회로(72)의 출력 전압(Vd)가 공통 전원 Vcc의 전압보다도 충분히 낮게 설정된다. 구체적으로는 데이타선 D,
Figure kpo00022
와 공통 데이타선 L1,L2사이에 상기 Y선택 스위치 S1,S2로서 사용되고 있는 MOSFET의 ON(도통) 저항을 충분히 낮게할 수 있는 전위차가 확보될 수 있는 전압으로 한다.
제9도는 본 발명에 의한 64K 비트의 스테이틱형 기억 장치를 도시한 것이다.
제9도에 도시한 실시예는 선택된 메모리 셀 M-CEL에 라이트된 기억 정보를 공통 데이타선 L1,L2와 리드 센스회로 SA(50)을 거쳐서 리드하도록 구성함과 동시에, 상기 공통 데이타선 L1,L2와 리드 센스 회로 SA(50)을 다수의 군으로 분할하여 마련하고 있다. 즉, 이 64K비트 RAM에서는 상기 공통 데이타선 L1,L2와 상기 리드 센스 회로(50)이 16군으로 분할되어 마련되며, 그 어느 1개의 군이 선택되어 능동화 되도록 되어 있다.
제9도에 있어서 출력쪽이 검게 표시된 논리 심볼은 출력 신호선의 플로팅 용량을 충방전 하는 출력 트랜지스터가 바이폴라 트랜지스터로 구성되고, 반전, 비반전, NAND, NOR 등의 논리 처리가 CMOS회로에 의해 실행되는 준 CMOS회로를 나타내는 것이다. 한편, 통상의 논리 심볼은 순 CMOS회로인 것을 표시하고 있다. 제9도에 도시되는 바와 같이 어드레스 버퍼 ADB에는, 예를 들면 외부에서 TTL 레벨의 어드레스 신호 A7~A15를 그의 입력에 받아들이고, 비반전 출력 a7~a15를 반전 출력
Figure kpo00023
7~
Figure kpo00024
15를 상보 출력 신호선으로 전송하기 위한 비반전 및 반전회로 G7~G15가 배치되어 있다. 비반전 및 반전회로 G7~G15의 출력 트랜지스터는 상술한 바와 같이, 바이폴라 트랜지스터로 구성되어 있으므로, 비반전 및 반전회로 G7~G15의 출력 신호선이 반도체 칩의 표면위에서 장거리에 걸쳐 배치된다고 하여도 비반전 및 반전 회로 G7~G15를 고속으로 동작시키는 것이 가능하다.
다음에, Y디코더 Y-DCR1에 대해서 간단하게 설명한다. Y디코더 Y-DCR1은 어드레스 버퍼 ADB에서 공급된 어드레스 신호 a7~a15,
Figure kpo00025
7~
Figure kpo00026
15가 인가되는 2입력 NAND회로 G74~G77, G78~G81, G82~G85와 3입력 NAND회로 G86~G93을 포함한다.
또, Y디코더 Y-DCR1내에서 이들의 NAND회로 G74~G93의 출력 신호선은 장거리로 배치됨과 동시에, 많은 NOR회로 G94~G95의 입력 단자에 접속되어 있으므로, 이들 NAND회로 G74~G93의 출력 신호선의 플로팅 용량은 큰 용량값으로 된다.
따라서, 3입력 NAND회로 G86~G93은 그 출력 트랜지스터가 바이폴라인 준 CMOS 3입력 NAND회로에 의해서 구성되고, 2입력 NAND회로 G74~G85는 그의 출력 트랜지스터가 바이폴라인 준 CMOS 2입력 NAND회로에 의해서 구성되어 있다.
한편, 제9도에 있어서, 3입력 NOR회로 G94, G95의 출력 신호선은 짧은 거리로 인버터 G100,G101의 입력에 접속되어 있으므로, 이들의 3입력 NOR회로 G94~G95의 출력 신호선의 플로팅 용량의 용량값은 작다. 따라서, 그들의 3입력 NOR회로 G94~G95는 순 CMOS 3입력 NOR회로에 의해 구성되어 있다.
또, 인버터 G100,G101의 출력 신호선은 짧은 거리로 2입력 NOR회로 G98,G99의 입력 단자에 접속되어 있으므로, 그들 인버터 G100,G101의 출력 신호선의 플로팅용량의 용량값은 작다. 따라서, 그들 인버터 G100,G101은 주지의 순 CMOS인버터에 의해 구성되어 있다.
다음에, 메모리 어레이 M-ARY를 구성하는 1비트의 메모리 셀 M-CEL에 대해 설명한다.
이 메모리 셀 M-CEL은 부하 저항 R1,R2와 n채널 MISFET Q101,Q102로 되는 1쌍의 인버터의 입출력을 교차 결합한 플립 플롭과 트랜스터 게이트용 n채널 MISFET Q103,Q104에 의해 구성되어 있다.
플립 플롭은 정보의 기억 수단으로서 사용된다. 트랜스퍼 게이트는 X디코더(로우 디코더)에 접속된 워드선 X1에 인가되는 어드레스 신호에 의하여 제어되며, 상보 데이타선 쌍 D1001,
Figure kpo00027
1001과 플립 플롭 사이의 정보의 전달이 이 트랜스퍼 게이트에 의해 제어된다.
리드 동작시에는 라이트 인에이블 제어신호 WECS에 의해 MOSFET m1,m2가 OFF상태로 되어 메모리 셀에 기억되어 있는 정보가 리드 센스 회로 선택회로 SASC에서 발생된 리드 센스 회로 선택 신호 YS(및 칩 선택신호
Figure kpo00028
)에 의해 활성으로 된 리드 센스 회로 SA(50)과 데이타 출력버퍼 DOB를 거쳐서 리드된다.
또, 라이트 동작시에는 MOSFET m1,m2가 ON상태로 되고, 한편 리드 센스 회로 선택 신호 YS에 의해 리드 센스 회로 SA(50)이 OFF상태로 된다. 따라서 입력 데이타가 데이타 입력 버퍼 DIB 및 데이타 입력 중간 증폭 회로 DIIA를 거쳐서 소정의 메모리 셀에 라이트된다.
제9도에 도시한 실시예에서 상술한 구성의 기억 장치(100)은 선택된 군의 리드 센스 회로(50)에 접속된 공통 데이타선 L1,L2에만이 데이타선을 일정 전위로 바이어스 하기 위한 전압을 선택적으로 부여하도록 한 것을 특징으로 한다. 구체적으로 설명하면, 상기 바이어스 회로(60)을 각 공통 데이타선 L1,L2와 리드 센스 회로(50)마다 마련한다. 이와 함께, 상기 리드 센스 회로(50)의 선택 신호 YS를 분기하여 이 분기된 신호를 상기 바이어스 회로(60)의 제어 신호로 한다. 그리고, 선택된 리드 센스 회로(50)에 대응하는 바이어스 회로(60)내의 접지쪽 임피던스소자 Z3,Z4만을 ON상태로 하고, 그 이외의 비선택중인 리드 센스 회로(도시생략)에 대응하는 바이어스 회로(60)내의 접지쪽의 임피던스 소자는 전부 OFF상태로 한다.
이로 이해, 공통 데이타선 L1,L2를 바이어스 하기 위한 전류를, 예를 들면 상술한 64K비트형 RAM일 경우에 약 1/16까지 감소 시킬 수 있도록 된다. 또, 상기 리드 센스 회로의 선택 신호 YS는 칩 선택 신호 CS와의 논리곱이 취해지고 있다. 이 경우에는 칩 선택 신호 CS가 비능동으로 되는 대기 상태에서 상기 공통 데이타선 L1,L2를 바이어스 하기 위한 전류를 거의 흐르지 않게할 수가 있다. 이와 같이 본 실시예에서는 기억 장치(100)의 평균 소비 전력을 더욱 저감할 수 있게 된다.
그리고, 상기 바이어스 회로(60)에 낮은 전압 Vd를 인가하기 위한 정전압 발생 회로(72)는 그 출력을 전압 폴로워를 이용한 낮은 출력 임피던스 출력으로 함으로서, 신호 전달선의 플로팅 용량이나 기생 임피던스를 무시할 수 있고, IC내에 1개만 마련한 정전압 발생회로(72)를 공유할 수가 있다.
이상 설명한 본 발명의 효과를 정리하면 다음과 같이 된다.
(1) 선택된 메모리 셀에 라이트된 기억 정보를 공통 데이타선을 거쳐서 리드하도록 구성된 기억장치에 있어서, 큰 관통 전류 또는 고정 전류를 흘리지 않고, 상기 공통 데이타선의 등가 임피던스를 크게 저감시킬 수가 있으며, 이로 인해 소비 전력을 그다지 증대시키지 않고도 동작 속도를 향상시킬 수 있는 효과가 얻어진다.
(2) 또, 선택된 메모리 셀에 라이트된 기억 정보를 공통데이타선과 리드 센스 회로를 거쳐서 리드하도록 구성함과 동시에, 상기 공통 데이타선과 리드 센스 회로를 다수의 군으로 분할하여 마련하고, 이 다수의 군중의 1개의 군의 리드 센스 회로만을 선택해서 능동화하도록 구성된 기억장치에 있어서, 선택된 군의 리드 센스 회로에 접속되는 공통 데이타선에만 그 데이타선을 일정 전위로 바이어스 하기 위한 전압을 선택적으로 부여하도록 하는 것에 의해 상기 공통 데이타선을 바이어스 하기 위한 전류를 더욱 저감할 수가 있고, 이로 인해 기억 장치 전체의 평균 소비 전력을 더욱 저감하는 것이 가능하게 된다는 효과가 얻어진다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 실시예에 따라서 구체적으로 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러가지로 변경이 가능하다는 것은 말할것도 없다.
예를 들면, 상기 바이어스 회로(60)내의 임피던스 소자 Z1~Z4에 바이폴라 트랜지스터를 사용하여도 된다.
이상의 설명에서는 주로 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 그 배경으로 된 이용분야인 스테이틱형 RAM에 적용한 예에 대해서 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 ROM 또는 다이나믹 RAM 등에도 적용된다. 적어도 공통 데이타선을 거쳐서 기억 정보를 리드하는 조건의 것에는 적용할 수 있다.

Claims (25)

  1. 제1전원전압(Vcc)가 인가되는 제1단자, 상기 제1전원전압보다도 작은 제2전원전압(GND)가 인가되는 제2단자, 데이타를 저장하는 메모리셀 수단(M), 상기 메모리셀 수단에 저장된 상기 데이타에 따르는 한쌍의 신호를 받도록 결합된 베이스, 공통에미터를 형성하도록 공통 결합된 에미터, 상기 한쌍의 신호에 응답해서 출력신호를 공급하도록 결합된 콜렉터를 갖는 차동 바이폴라 트랜지스터(Q1,Q2), 상기 차동 바이폴라 트랜지스터의 동작전류를 선택적으로 공급하는 제1MOSFET(Q3), 상기 제1 및 제2단자에 결합되고, 상기 차동 바이폴라 트랜지스터의 베이스를 상기 제1 및 제2전원전압 사이의 소정의 제1전압으로 바이어스하는 베이스 바이어스수단(72,60), 상기 제1 및 제2단자에 결합되고, 상기 제1 및 제2전원전압 사이이고 또한 상기 소정의 제1전압과 동알하던가 또는 그 이상의 소정의 제2전압으로 상기 차동 바이폴라 트랜지스터의 상기 콜렉터를 바이어스하는 콜렉터 바이어스수단(D1,D2,T23,T24,T26,T27,T28)을 포함하고, 상기 제1MOSFET(Q3)은 상기 차동 바이폴라 트랜지스터의 상기 공통에미터와 상기 제2단자와의 사이에 결합된 소오스-드레인경로를 갖고, 상기 제1MOSFET(Q3)은 상기 차동 바이폴라 트랜지스터를 사용해서 상기 메모리셀 수단에 저장된 상기 데이타를 리드하기 위해 선택적으로 ON상태로 되고, 상기 베이스 및 콜렉터 바이어스수단은 상기 차동 바이폴라 트랜지스터가 포화영역에서 동작되는 것을 방지하는 기억장치.
  2. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 베이스 바이어스수단은 상기 제2단자와 상기 차동 바이폴라 트랜지스터의 각 베이스와의 사이에 각각 결합된 소오스-드레인 경로, 상기 제1MOSFET의 게이트에 각각 결합된 게이트를 갖는 한쌍의 제2MOSFET(Z3,Z4)를 포함하고, 상기 베이스 바이어스수단은, 또, 상기 제1단자와 상기 차동 바이폴라 트랜지스터의 각 베이스와의 사이에 결합된 제1레벨 시프트회로를 갖고, 상기 제1레벨 시프트회로는 적어도 하나의 바이폴라 트랜지스터(Q71)과 다이오드소자(Dn)을 포함하는 기억장치.
  3. 특허청구의 범위 제2항에 있어서, 상기 콜렉터 바이어스수단은 상기 차동 바이폴라 트랜지스터의 상기 콜렉터 각각 결합된 에미터를 갖는 베이스 접지 트랜지스터(T27,T28), 상기 제1단자와 상기 베이스 접지 트랜지스터의 상기 베이스와의 사이에 결합된 제2레벨 시프트회로(D1,D2)를 포함하고, 상기 차동 바이폴라 트랜지스터의 상기 콜렉터는 부하소자를 거쳐서 상기 제1단자에 결합되는 기억장치.
  4. 특허청구의 범위 제3항에 있어서, 상기 레벨 시프트회로(D1,D2)는 다이오드소자를 포함하는 기억장치.
  5. 특허청구의 범위 제3항에 있어서, 상기 제1 및 제2MOSFET는 n채널형인 기억장치.
  6. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 메모리셀 수단은 플립플롭을 갖는 스테이틱형 메모리셀을 포함하는 기억장치.
  7. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 메모리셀 수단은 저항소자(R1,R2)와 그의 게이트 및 드레인이 서로 교차결합된 n채널 MOSFET(m15,m16)으로 구성된 스테이틱형 메모리셀인 기억장치.
  8. 제1전원전압(Vcc)가 공급되는 제1단자. 제2전원전압(GND)가 공급되는 제2단자, 여러개의 메모리셀, 상기 여러개의 메모리셀로 부터 특징의 메모리셀을 선택하는 선택수단, 상기 특정의 메모리셀에 저장된 데이타에 따르는 신호를 받도록 결합된 베이스, 상기 신호에 따르는 출력을 공급하도록 결합된 콜렉터를 갖는 센스 바이폴라 트랜지스터, 상기 센스 바이폴라 트랜지스터의 에미터에 결합된 소오스-드레인 경로, 활성화신호를 받는 게이트를 가지며 또한 상기 활성화신호가 상기 게이트에 입력될때, 상기 센스 바이폴라 트랜지스터에 동작전류를 공급하는 제1 n채널 MOSFET, 상기 센스 바이폴라 트랜지스터의 상기 베이스에 결합되고, 또한 상기 제1 및 제2전원전압 사이에 있는 소정의 제1의 전압으로 상기 센스 바이폴라 트랜지스터의 상기 베이스를 바이어스하는 베이스 바이어스회로, 상기 센스 바이폴라 트랜지스터의 상기 콜렉터에 결합되고, 상기 센스 바이폴라 트랜지스터로 부터 공급된 상기 출력에 응답해서 외부출력을 공급하는 출력수단(DOIA)를 포함하고, 상기 베이스 바이어스회로는 상기 제1단자에 결합된 콜렉터와 상기 센스 바이폴라 트랜지스터의 상기 베이스에 결합된 에미터를 갖는 바이폴라 트랜지스터(Q71), 상기 제1단자와 상기 바이폴라 트랜지스터(Q71)의 베이스와의 사이에 결합된 소오스-드레인경로와 상기 제2단자에 결합된 게이트를 갖는 p채널 MOSFET(m71), 상기 센스 바이폴라 트랜지스터의 상기 베이스와 상기 제2단자와의 사이에 결합된 소오스-드레인경로와 상기 제1 n채널 MOSFET의 게이트에 결합된 게이트를 갖는 제2 n채널 MOSFET를 포함하고, 상기 출력수단은 상기 소정의 제1전압과 상기 제1전원전압과의 사이의 소정의 제2전압으로 상기 센스 바이폴라 트랜지스터의 상기 콜렉터를 바이어스하는 콜렉터 바이어스회로(T27,D1,D2)를 갖고, 상기 콜렉터 바이어스회로는 상기 센스 바이폴라 트랜지스터의 상기 콜렉터에 결합된 에미터와 레벨 시프트소자(D1,D2)를 거쳐서 상기 제1단자에 결합된 베이스를 갖는 베이스 접지 바이폴라 트랜지스터(T27)을 포함하는 반도체기억장치.
  9. 특허청구의 범위 제8항에 있어서, 상기 센스 바이폴라 트랜지스터, 상기 베이스 바이어스회로내의 바이폴라 트랜지스터 및 베이스 접지 바이폴라 트랜지스터는 npn형인 반도체기억장치.
  10. 특허청구의 범위 제8항에 있어서, 상기 여러개의 메모리셀은 각각이 플립플롭을 갖는 스테이틱형 메모리셀인 반도체기억장치.
  11. 특허청구의 범위 제8항에 있어서, 상기 레벨 시프트소자는 여러개의 다이오드소자를 포함하는 반도체 기억장치.
  12. 특허청구의 범위 제8항에 있어서, 상기 제1 n채널 MOSFET의 소오스-드레인경로는 상기 센스 바이폴라 트랜지스터의 상기 에미터와 상기 제2단자와의 사이에 결합된 반도체기억장치.
  13. 제1전원전압(Vcc)가 인가되는 제1단자, 상기 제1전원전압보다도 작은 제2전원전압(GND)가 인가되는 제2단자, 여러개의 워드선(W), 한쌍의 데이타선(D1001,D1001), 각각이 데이타를 저장하고, 또한 각각이 하나의 워드선에 결합되도록, 상기 여러개의 워드선과 상기 한쌍의 데이타선에 결합된 여러개의 메모리셀(M-CEL), 상기 여러개의 워드선에 결합되고, 선택신호에 응답해서 특정의 워드선을 선택하는 것에 의해, 상기 여러개의 메모리셀로 부터 특정의 메모리셀을 선택하는 선택수단(20).
    상기 특정의 메모리셀내에 저장된 데이타에 따라서 변화된 상기 한쌍의 데이타선상에 전압에 응답하도록 결합된 베이스, 공통에미터를 형성하도록 결합된 에미터, 상기 한쌍의 데이타선상의 전압에 따라서 한쌍의 출력신호를 공급하도록 결합된 콜렉터를 갖는 한쌍의 차동접속 바이폴라 트랜지스터(Q1,Q2), 상기 차동 접속 바이폴라 트랜지스터의 공통에미터와 상기 제2단자와의 사이에 결합되고, 상기 차동 접속 바이폴라 트랜지스터의 동작전류를 공급하는 전류공급수단(Q3), 상기 제1 및 제2단자 사이에 결합되고, 상기 제1 및 제2전원전압 사이의 소정의 제1전압으로 상기 차동 접속 바이폴라 트랜지스터의 상기 베이스를 바이어스하는 베이스 바이어스수단(72,60), 상기 차동 접속 바이폴라 트랜지스터의 상기 콜렉터에 결합되고, 상기 한쌍의 출력신호에 응답해서 출력을 공급하는 출력수단(DOIA)를 포함하고, 상기 출력수단은 상기 제1 및 제2단자 사이에 결합되고, 상기 차동 접속 바이폴라 트랜지스터의 각각의 콜렉터를 상기 제1전원전압과 상기 소정의 제1전압과의 사이에 제2전압으로 바이어스하는 콜렉터 바이어스회로(T27,T28,D1,D2)를 포함하고, 상기 베이스 바이어스수단은 적어도 하나의 다이오드소자와 적어도 하나의 MOSFET, 적어도 하나의 바이폴라 트랜지스터로 이루어지는 레벨 시프트소자를 포함하고, 상기 여러개의 메모리셀(M-CEL)의 각각은 그의 게이트 및 드레인이 서로 교차결합되고, 그의 소오스가 상기 제2단자에 결합된 한싸의 MOSFET(Q101,Q102), 상기 한쌍의 MOSFET의 각각의 드레인과 상기 제1단자와의 사이에 결합된 저항소자(R1,R2), 그의 게이트가 대응하는 워드선에 결합되고, 그의 각각의 소오스-드레인경로가 상기 대응하는 한쌍의 MOSFET의 드레인과 상기 대응하는 데이타선과의 사이에 결합된 한쌍의 트랜스퍼 MOSFET(Q103,Q104)를 갖는 반도체기억장치.
  14. 특허청구의 범위 제13항에 있어서, 상기 콜렉터 바이어스회로는 상기 차동 접속 바이폴라 트랜지스터의 상기 콜렉터에 결합된 에미터를 갖는 한쌍의 베이스 접지 바이폴라 트랜지스터, 상기 제1단자와 상기 베이스 접지 바이폴라 트랜지스터(T27,T28)의 베이스와의 사이에 결합된 레벨 시프트수단을 포함하는 반도체기억장치.
  15. 특허청구의 범위 제14항에 있어서, 상기 콜렉터 바이어스회로의 상기 레벨 시프트수단은 여러개의 다이오드소자를 포함하는 반도체기억장치.
  16. 특허청구의 범위 제13항에 있어서, 상기 전류공급수단은 상기 차동 접속 바이폴라 트랜지스터의 상기 공통에미터와 상기 제2단자와의 사이에 결합된 소오스-드레인경로와 활성화신호를 받도록 결합된 게이트를 갖는 n채널 MOSFET(Q3)을 포함하고, 상기 베이스 바이어스회로는 또, 상기 차동 접속 바이폴라 트랜지스터의 상기 베이스와 상기 제2단자와의 사이에 각각 결합된 소오스-드레인경로와 상기 활성화신호를 받도록 결합된 게이트를 갖는 한쌍의 n채널 MOSFET를 포함하는 반도체기억장치.
  17. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 또 상기 제1MOSFET 및 상기 한쌍의 제2MOSFET의 게이트에 결합되고, 상기 제1MOSFET 및 상기 한쌍의 제2MOSFET를 선택적으로 ON상태로 하기 위한 제어수단 (SASC)를 갖는 기억장치.
  18. 특허청구의 범위 제3항에 있어서, 상기 콜렉터 바이어스수단은 상기 베이스 접지 트랜지스터의 각각의 에미터와 상기 제2단자와의 사이에 결합된 제1 및 제2전류공급소자(T23,T26), 상기 베이스 접지 트랜지스터의 베이스와 상기 제2단자와의 사이에 결합된 제3전류공급소자(T24)를 포함하는 기억장치.
  19. 특허청구의 범위 제5항에 있어서, 상기 차동 바이폴라 트랜지스터 및 상기 베이스 접지 트랜지스터는 NPN형 바이폴라 트랜지스터인 기억장치.
  20. 특허청구의 범위 제11항에 있어서, 상기 콜렉터 바이어스수단은 상기 베이스 접지 트랜지스터의 에미터와 상기 제2단자와의 사이에 결합된 제1전류공급소자(T23), 상기 베이스 접지 트랜지스터의 베이스와 상기 제2단자와의 사이에 결합된 제2전류공급소자(T24)를 포함하는 반도체기억장치.
  21. 특허청구의 범위 제8항에 있어서, 또 상기 제1 및 제2 n채널 MOSFET의 게이트에 결합되고, 상기 제1 및 제2 n채널 MOSFET의 게이트에 선택적으로 상기 활성화신호를 공급하는 제어회로(SASC)를 갖는 반도체기억장치.
  22. 특허청구의 범위 제14항에 있어서, 상기 출력수단은 또, 상기 한쌍의 베이스 접지 바이폴라 트랜지스터의 각각의 콜렉터와 상기 제1단자와의 사이에 결합된 한쌍의 부하소자, 상기 한쌍의 베이스 접지 바이폴라 트랜지스터의 각각의 에미터와 상기 제2단자와의 사이에 결합된 한쌍의 제1전류공급소자(T23,T26), 상기 한쌍의 베이스 접지 바이폴라 트랜지스터의 각각의 베이스와 상기 제2단자와의 사이에 결합된 제2전류공급소자(T24)를 포함하는 반도체기억장치.
  23. 특허청구의 범위 제22항에 있어서, 상기 한쌍의 제1전류공급소자(T23,T26)과 상기 제2전류공급소자(T24)는 n채널 MOSFET인 반도체기억장치.
  24. 특허청구의 범위 제16항에 있어서, 또 상기 전류공급수단내의 상기 n채널 MOSFET의 게이트와 상기 베이스 바이어스회로내의 상기 한쌍의 n채널 MOSFET의 게이트에 상기 활성화신호를 선택적으로 공급하는 제어수단(SASC)를 포함하는 반도체기억장치.
  25. 특허청구의 범위 제16항에 있어서, 상기 차동 접속 바이폴라 트랜지스터및 상기 베이스 접지 바이폴라 트랜지스터는 NPN형인 반도체기억장치.
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