JP2539593B2 - 半導体メモリ回路 - Google Patents

半導体メモリ回路

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JP2539593B2 JP59064415A JP6441584A JP2539593B2 JP 2539593 B2 JP2539593 B2 JP 2539593B2 JP 59064415 A JP59064415 A JP 59064415A JP 6441584 A JP6441584 A JP 6441584A JP 2539593 B2 JP2539593 B2 JP 2539593B2
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    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Static Random-Access Memory (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は半導体メモリ回路に関し、特にその書き込み
読み出し回路に関するものである。
(従来の構成とその問題点) 従来より、MISFET(絶縁ゲート型電界効果トランジス
タ)で構成されるSRAM(スタティック型ランダムアクセ
スメモリ)の書き込み読み出し回路として、例えば、第
1図のような回路が公知である。
この図において、1はプリチャージ回路、2はメモリ
セル、3はラッチ回路、P1〜P3はPチャネルトランジス
タ、N1〜N6はNチャネルトランジスタ、PCはプリチャー
ジ信号入力端子、WLはワード選択信号入力端子、LTはラ
ッチ信号入力端子、CL,▲▼はコラム選択信号入力
端子、IN,▲▼は書き込みデータ入力端子、OUTは読
み出しデータ出力端子、B,はビット線である。この回
路の動作を説明すると、メモリデータ読み出し時には、
プリチャージ信号入力端子PCにロウレベル(以下“L"と
略す)を入力し、ビット線B,をハイレベル(以下“H"
と略す)にプリチャージする。この時、ワード選択信号
入力端子WL、ラッチ信号入力端子LT、書き込みデータ入
力端子INには“L"が入力されている。ビット線B,のプ
リチャージが完了すると、プリチャージ信号入力端子PC
には“H"が入力される。その後、メモリ装置に入力され
たアドレスにより選択されたメモリセル2に接続された
ワード選択信号入力端子WLに“H"が入力され、前記メモ
リセル2がビット線B,と接続され、メモリセル2に記
憶されていたデータにより、ビット線B,に電位差が生
じる。この時、ラッチ信号入力端子LTへの入力信号が
“L"から“H"に変化し、ラッチ回路3がビット線B,の
うち、いずれか電位の低いビット線(例えば、B)の電
位をさらに引き下げ、電位の高いビット線()の電位
を維持するようにして、メモリセル2に記憶していたデ
ータをラッチし増幅する。さらに、ビット線Bに表われ
た信号を、P1−N1とP2−N2で構成される2段のインバー
タで増幅し、アドレス信号により選択されたコラム選択
信号入力端子CLに“H"▲▼に“L"が入力されてお
り、P3とN3で構成された転送ゲートを介して読み出しデ
ータ出力端子OUTにメモリセル2に記憶されていたデー
タが出力される。またメモリセルへのデータの書き込み
時には選択されたコラムのコラム選択信号入力端子CLに
“H"を入力し、書き込みデータ入力端子INに書き込みデ
ータ信号(例えば“H")、▲▼に前記書き込みデー
タの反転信号“L"を入力して、それに応じてNチャネル
トランジスタN4が非導通、N5が導通状態となり、ビット
線が“L"に引き下げられ、ビット線に接続されたラ
ッチ回路3のPチャネルトランジスタが導通状態にな
り、ビット線Bが“H"に引き上げられる。さらに、選択
されたワードのメモリセル2にビット線B,の電位に応
じてデータが書き込まれる。
このような回路では、メモリデータの読み出し時に1
つのデータ読み出し出力端子OUT、書き込み時に2つの
データ書き込み入力端子IN,▲▼を必要とし、大き
な配線面積を必要とするという欠点をもっている。また
コラム選択信号端子としてCLと▲▼が必要である。
また、メモリデータの読み出し時には、コラムが選択さ
れてコラム選択入力信号端子CLが“H"となるとNチャネ
ルトランジスタN6が導通状態になるため、書き込みデー
タ入力端子INと▲▼をともに“L"としてNチャネル
トランジスタN4とN5を非導通状態としなければならず、
そのための論理回路を必要とする。また、ビット線Bの
みからメモリデータを読み出しているため、ビット線B,
の負荷容量が異なりビット線B,に侵入してくる雑音
の影響を受けやすく、さらに次段の回路への信号伝達が
遅くなるなどの欠点を有する。さらに、ビット線B,の
プリチャージ時に、ビット線Bが“H"に充電されるた
め、読み出しデータ出力端子OUTに“H"を出力し、消費
電力を増加させる。
(発明の目的) 本発明は、以上のような欠点を除き、データ入出力線
を2本のみとし、プリチャージにより生じる信号がデー
タ入出力線に表われず、さらにビット線に侵入する雑音
の影響を受けにくい半導体メモリ回路を提供することを
目的とする。
(発明の構成) 本発明は、一方のビット線信号の反転出力と他方のビ
ット線の信号とを入力信号とするトライステートバッフ
ァと、読み出し時に前記トライステートバッファの出力
をデータ入出力端子に転送する手段と、書き込み時にデ
ータ入出力端子の信号をその端子に応じたビット線に転
送する手段を各ビット線ごとに設けた構成にすることを
特徴とする半導体メモリ回路を実現する。
(実施例の説明) 第2図は本発明をMOSFETで構成した場合の第1の実施
例の回路図を示す。この図において、4はメモリデータ
入出力回路、CTは制御信号入力端子、D,はデータ入出
力端子、S,は節点、P1〜P4はPチャネルトランジス
タ、N1〜N9はNチャネルトランジスタ、その他は第1図
の場合と同様である。
第2図において、データ読み出し時の動作を第3図の
各信号波形図を参照して説明する。読み出し時には制御
信号端子CTに“L"を入力しておき、選択されたコラムの
コラム選択信号端子CLには“H"が入力されている。ま
ず、プリチャージ信号入力端子PCの電位を“H"から“L"
に変化させて、プリチャージ回路1によりビット線B,
を“H"にプリチャージする。プリチャージ終了後は、P1
とN1で構成されるインバータの出力節点の電位と、P2
とN2で構成されるインバータの出力節点Sの電位はとも
に“L"になる。したがって、P3,P4,N3,N4はすべて非導
通状態となり、データ入出力端子D,の電位はプリチャ
ージ以前の電位を維持し変化しない。その後、プリチャ
ージ信号入力端子PCに“H"を入力し、選択されたワード
のワード選択信号端子WLを“L"から“H"に変化して、メ
モリセル2をビット線B,と結合する。この時、メモリ
セル2の記憶内容によりビット線B,に電位差を生じ
る。その後、ラッチ信号入力端子LTの電位を“L"から
“H"に変化させ、ラッチ回路3が、ビット線B,のうち
いずれか電位の低い方のビット線(例えばB)の電位を
さらに引き下げ、電位の高い方のビット線()の電位
を“H"に維持するようにして、メモリセル2に記憶され
ていたデータをラッチし増幅する。また、ビット線Bが
“L"に引き下げられることにより、Pチャネルトランジ
スタP1,P3が導通状態、NチャネルトランジスタN1が非
導通状態となり、データ入出力端子に“H"が出力さ
れ、節点が“H"となる。それによって、Nチャネルト
ランジスタN4が導通状態となりデータ入出力端子Dに
“L"が出力される。次に書き込み時の動作を第4図の各
信号波形図を参照して説明する。書き込み時には、ラッ
チ信号入力端子LTに“L"を入力しておき、選択されたコ
ラムのコラム選択信号端子CLには“H"が入力されてい
る。まず、プリチャージ信号入力端子PCの電位を“H"か
ら“L"に変化させて、プリチャージ回路1によりビット
線B,を“H"にプリチャージする。十分なプリチャージ
が終わると、読み出し時と同様にして節点S,はともに
“L"となり、P3,P4,N3,N4はすべて非導通状態となる。
その直後に書き込もうとする入力データをデータ入出力
端子D,に印加する。その後、プリチャージ信号入力端
子PCに“H"を入力し、制御信号入力端子CTを“H"としN
チャネルトランジスタN7を導通状態とする。それによっ
て、“H"を入力されたデータ入出力端子(例えばD)に
接続されたNチャネルトランジスラN6が導通状態とな
り、ビット線の電位は“H"から“L"に引き下げられ
る。一方、“L"を入力されたデータ入出力端子()に
接続されたNチャネルトランジスタN5は非導通状態であ
りビット線Bの電位は“H"のまま維持される。この時、
サード選択信号入力端子WLに“H"が入力されているメモ
リセル2に強制的にデータが書き込まれる。
第2図のような構成では、データ書き込み時にプリチ
ャーじを行なうことにより自動的にデータ入出力端子D,
をハイインピーダンス状態にすることで、入力回路と
出力回路を分離することができるため、読み出しデータ
線と書き込みデータ線を共用することができ、配線面積
を小さくすることができる。さらに、プリチャージ終了
時にメモリデータ出力段のPチャネルトランジスタP3,P
4およびNチャネルトランジスタN3,N4がすべて非導通状
態となり、プリチャージ信号がデータ入出力端子に出力
されることはなく消費電力を低くすることができる。ま
た、読み出し時にビット線Bおよびより記憶されてい
たデータと同一論理値の信号とその反転信号を対称な回
路で読み出しているためビット線B,の負荷容量は等し
く、ビット線B,に侵入する雑音の影響を受けにくく、
さらに次段の回路を駆動できるため高速な読み出しを行
なうことができる。
第5図は、本発明の第2の実施例を示したもので、第
2図と異なるのはNチャネルトランジスタN10およびN11
を付加したことであり、OCは出力制御信号入力端子であ
る。第5図の動作は第2図の場合と同様であるが、メモ
リデータの読み出しを行なう場合にのみ出力制御信号入
力端子OCに“H"を入力し、その他の場合に“L"を入力す
ることにより第2図の場合ど同様な効果を得ることがで
きる。
第6図は、本発明の第3の実施例である。第6図が第
2図と異なるのは、コラム選択回路を構成するNチャネ
ルトランジスタN8およびN9がラッチ回路3とメモリデー
タ入出力回路4の間に挿入したことであり、第6図の動
作は第2図の場合と同様であり、同様の効果を得ること
ができ、さらに、メモリデータ入出力回路4を各コラム
ごとに設ける必要はなく、それに要する面積を小さくす
ることができる。
さらに第7図は、本発明の第4の実施例であり第7図
は、第5図の回路のコラム選択回路を構成するNチャネ
ルトランジスタN8およびN9をラッチ回路3とメモリデー
タ入出力回路4の間に挿入したものであり、第5図の場
合と同様の動作で、同様の効果を得ることができ、さら
に、メモリデータ入出力回路4を各コラムごとに設ける
必要がないので、それに要する面積を小さくすることが
できる。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明はビット線のプリチャー
ジ後にメモリデータ出力段のトランジスタがすべて非導
通状態となる構成としたことによりデータの書き込み時
と読み出し時のデータ線を共用でき、その配線面積を小
さくできるという利点がある。また、上記のような構成
のためプリチャージによるビット線の電位の変化がデー
タ端子に出力されないため消費電力を小さくできるとい
う利点がある。さらに、回路の構成が、ビット線につい
て対称になっているため、ビット線の負荷容量は等しく
ビット線に侵入する雑音の影響を受けにくいという利点
がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例、第2図は本発明の第1の実施例、第3
図はその読み出し時の信号波形、第4図は第2図の書き
込み時の信号波形、第5図、第6図、第7図はそれぞれ
本発明の第2、第3、第4の実施例を示す図である。 P1〜P4……Pチャネルトランジスタ、N1〜N4……Nチャ
ネルトランジスタ、B,……ビット線、D,……データ
入出力端子、CT……制御信号入力端子、OC……出力制御
信号入力端子。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】1対のビット線と、該ビット線の信号を入
    力とする1対のインバータ回路と、前記ビット線の一方
    と他方の信号のインバータ出力を入力とする1対のトラ
    イステートバッファ回路と、該1対のトライステートバ
    ッファ回路の出力を読み出し時にそれぞれ異なるデータ
    入出力端子に接続する1対の手段と、書き込み時に第1
    の制御信号により一方のデータ入出力線の信号に応じた
    信号を前記ビット線の一方に転送する1対の手段とを有
    することを特徴とする半導体メモリ回路。
  2. 【請求項2】前記トライステートバッファ回路は、一方
    のビット線にゲートが接続され、ソースが電源に接続さ
    れた第1の導電型の第1のMISFET(絶縁ゲート型電電界
    効果トランジスタ)と、他方ビット線の信号のインバー
    タ出力にゲートが接続され、ソースが接続された第1の
    MISFETと逆導電型の第2導電型の第2のMISFETとを有
    し、前記第1のMISFETのドレインと前記第2のMISFETの
    ドレインが前記トランスファーゲートの出力に接続され
    ていることを特徴とする特許請求第(1)項記載の半導
    体メモリ回路。
  3. 【請求項3】読み出し時に1対のトライステートバッフ
    ァ回路の出力をそれぞれ異なるデータ入出力端子に接続
    する前記手段が該1対のトライステートバッファ回路の
    出力が直接前記データ入出力端子に接続されて得られる
    ことを特徴とする特許請求第(1)項記載の半導体メモ
    リ回路。
  4. 【請求項4】読み出し時に1対のトライステートバッフ
    ァ回路の出力をそれぞれ異なるデータ入出力端子に接続
    する前記手段が、該1対のトライステートバッファ回路
    の出力が第2の制御信号によって駆動されるトランスフ
    ァーゲートを介して前記データ入出力端子に接続して得
    られることを特徴とする特許請求第(1)項記載の半導
    体メモリ回路。
  5. 【請求項5】書き込み時に前記第1の制御信号により一
    方のデータ入出力端子の信号に応じた信号を一方のビッ
    ト線に転送する手段を、ゲートに前記第1の制御信号が
    入力され、ソースが接続された第2導電型の第3のMISF
    ETと、ドレインが前記ビット線に接続され、ゲートが前
    記ビット線に応じたデータ入出力端子に接続された第2
    導電型の第4のMISFETによって得、前記第3のMISFETの
    ドレインと前記第4のMISFETのソースが接続されている
    ことを特徴とする特許請求第(1)項記載の半導体メモ
    リ回路。
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JPS60209995A JPS60209995A (ja) 1985-10-22
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