JP2866268B2 - ゲートアレイ方式半導体集積回路装置 - Google Patents

ゲートアレイ方式半導体集積回路装置

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JP2866268B2 JP4342087A JP34208792A JP2866268B2 JP 2866268 B2 JP2866268 B2 JP 2866268B2 JP 4342087 A JP4342087 A JP 4342087A JP 34208792 A JP34208792 A JP 34208792A JP 2866268 B2 JP2866268 B2 JP 2866268B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路装置に
関する。特にゲートアレイ方式の半導体集積回路装置の
ベーシックセルに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体集積回路装置は、その開発
期間が短いことから、ゲートアレイ方式によって設計開
発が行われるのが一般的となっている。このゲートアレ
イ方式においては、ベーシックセルが敷き詰められたマ
スタースライスが予め準備されており、設計者の設計デ
ータに応じてベーシックセル内の配線、及びベーシック
セル間の配線が行われる。このようにして所望の電子回
路が設計・製造される。従来のCMOS型ゲートアレイ
方式半導体集積回路装置においては、一般に同数個のP
MOS型トランジスタとNMOS型トランジスタとがベ
ーシックセルの中に含まれている。これらのPMOS型
トランジスタとNMOS型トランジスタとを使用するこ
とによりいわゆるCMOS型の回路が構成される。この
CMOS型の回路はよく知られているように、消費電力
が少ないなどの優れた性質を有する。
【0003】このようなゲートアレイ方式半導体集積回
路装置においては、設計者の要望により内部にRAMが
設けられることも少なくない。このRAMのメモリセル
は、一般に図2に示されているような回路で構成されて
いる。図2に示されているように、RAMのメモリセル
は、2つのインバータ回路10a,10bと、それらの
データ線をBIT線又は反転BIT線と接続するための
パストランジスタ12a,12bとから構成されてい
る。インバータ10(a,b)の出力端子は、互いに他
のインバータ回路10(a,b)の入力端子に接続さ
れ、フリップフロップ回路を構成している。すなわち、
このフリップフロップ回路の部分に外部からデータが書
き込まれ、またデータが読み出される。読み出しもしく
は書き込みの際には、WORD線に選択信号が供給さ
れ、この選択信号がパストランジスタ12(a,b)の
ゲートに印加される。これによってパストランジスタ1
2(a,b)は導通状態となり、BIT線及び反転BI
T線のデータが上述したフリップフロップ回路に書き込
まれたり、又はフリップフロップ回路の状態がデータと
してBIT線及び反転BIT線に読み出される。
【0004】このように、RAMの1個のメモリセル
は、2個のPMOS型トランジスタと4個のNMOS型
トランジスタとから構成されている。一方、上述したよ
うに、ゲートアレイ方式半導体集積回路装置の1個のベ
ーシックセルには同数のPMOS型トランジスタとNM
OS型トランジスタが含まれているため従来のゲートア
レイ方式半導体集積回路装置においてRAMを構成しよ
うとすれば、一般にPMOS型トランジスタが余ってし
まう。例えば、ベーシックセルとして、2個のPMOS
型トランジスタと2個のNMOS型トランジスタとを含
んでいる場合には、2つのベーシックセルが用いられて
1つのRAMのメモリセルが構成され、2個のPMOS
型トランジスタが未使用となってしまう。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来のゲ
ートアレイ方式半導体集積回路装置のベーシックセル
は、同じ個数のPMOS型トランジスタとNMOS型ト
ランジスタとを含んでいるため、RAMのメモリセルを
構成しようとした場合、PMOS型トランジスタが未使
用となってしまう問題があった。上述した例において
は、1つのメモリセルを構成する際に未使用となったP
MOS型トランジスタは2個であるが、一般にRAMと
しての容量は極めて多いので、未使用となるPMOS型
トランジスタの個数も無視できない大きさとなる。
【0006】本発明は、上記課題に鑑みなされたもの
で、その目的は、ゲートアレイ方式半導体集積回路装置
において、RAMのメモリセルを構成した場合に、余っ
たPMOS型トランジスタを他の目的に使用したゲート
アレイ方式半導体集積回路装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するために、NMOS型トランジスタと、PMOS
型トランジスタとを同数個含むベーシックセルを備えた
ゲートアレイ方式半導体集積回路であって、前記ベーシ
ックセルは、2個のNMOS型トランジスタと、2個の
PMOS型トランジスタとで構成されるフリップフロッ
プ部と、前記フリップフロップ部の一方の出力端と、ビ
ット線とを接続する第一のNMOS型トランジスタと、
前記フリップフロップ部の他方の出力端と、反転ビット
線とを接続する第二のNMOS型トランジスタと、を含
み、さらに、ゲート端子がワード線に接続され、ソース
端子が電源端子に接続され、保持するデータに応じて前
記ビット線がドレイン端子に接続または非接続されてい
るROM用PMOS型トランジスタと、を含み、前記ワ
ード線に選択信号が供給された場合に、前期接続または
非接続状態に応じたデータを前記ビット線に出力するこ
とを特徴とするゲートアレイ方式半導体集積回路装置で
ある。
【0008】
【作用】本発明におけるROM用PMOS型トランジス
タは、そのドレイン端子が前記ビット線に接続されてい
るか、もしくは接続されていないかによってデジタルデ
ータを記憶する。
【0009】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面に基づい
て説明する。
【0010】図1に、本発明の好適な実施例である半導
体集積回路装置の部分構成ブロック図が示されている。
図1には、RAMのメモリセルとROMのメモリセルと
を含むメモリ部20とメモリ部20のRAM用WORD
線22aとROM用WORD線22bとを制御し、選択
信号をそれらに送出する制御部30とを含んでいる回路
図が示されている。更に図1には、メモリ部20のBI
T線と反転BIT線とをプリチャージするプリチャージ
部40が示されている。
【0011】本実施例において特徴的なことは、メモリ
部20にROMのメモリセルが含まれていることであ
る。本実施例において使用されているベーシックセルは
1つのベーシックセルに2つのPMOS型トランジスタ
2つのNMOS型トランジスタとを含むベーシックセル
であり、図1に示されているように2個のPMOS型ト
ランジスタと4個のNMOS型トランジスタとを用いた
RAMのメモリセルを2個のベーシックセルで構成して
いる。すると、従来の技術において述べたように2個の
PMOS型トランジスタが未使用となる。本実施例にお
いてはこの未使用となったPMOS型トランジスタ2個
をROMのメモリセルと使用したのである。図1に示さ
れているように、これら2個のPMOS型トランジスタ
のソース端子は共通に電源端子に接続されており、その
ゲート端子は共通にROM用WORD線22bに接続さ
れている。そして、ドレイン端子は保持すべきデジタル
データに応じてBIT線に接続されるか又は切り離され
ている。なお、図1においてはドレイン端子がBIT線
に接続されている例が示されている。
【0012】本実施例においてはこのように未使用のP
MOS型トランジスタを用いてROMのメモリセルを構
成したが、このROMのメモリセルに供給されるROM
用WORD線22bは、RAMのメモリセルに供給され
るRAM用WORD線22aとは別に設けられている。
RAMのメモリセルに供給されているRAM用WORD
線22aは、従来と同様にアドレス信号からデコードし
て作成された選択信号が供給されている。まず、アドレ
ス信号はデコーダ32によってデコードされ、このデコ
ードされた選択信号がセレクタ34aとドライバ36a
を介してRAM用WORD線22aに供給されている。
本実施例において新たに付加されたROM用WORD線
22bに対しても、デコーダ32から出力された選択信
号がセレクタ34b及びドライバ36bを介して供給さ
れている。そして、RAMとROMとの切り替えはRA
M/ROM切り替え信号によって切り替えられる。すな
わち、このRAM/ROM切り替え信号はセレクタ34
aに供給され、また反転されたRAM/ROM信号がセ
レクタ34bに供給されている。すなわち、セレクタ3
4a、34bはいずれか一方が選択されて、いずれか一
方のみが選択信号を出力する。このように、RAM/R
OM切り替え信号によってRAMかROMのいずれか一
方に対してのみ選択信号が出力されるように制御されて
いる。
【0013】このように、本実施例によればメモリ部2
0において従来未使用であったPMOS型トランジスタ
を用いてROMを構成したので、メモリ部20の面積を
何等増加させることなくROMを設けることが可能であ
る。また、制御部30においては新たにセレクタ34b
とドライバ36b及びインバータ38とを設けるだけで
新たにROM用WORD線22bを作成することが可能
である。この新たに付け加えられた構成はWORD線の
本数分だけ必要になるが、制御部30の占める面積は上
述したメモリ部22に比べて極めて小さいので、半導体
集積回路装置における面積の増加にはほとんど影響を及
ぼすことはない。
【0014】なお、本実施例においてはPMOS型トラ
ンジスタを用いてROMのメモリセルを構成したので、
このROMに保持されているデータを読み出す際にプリ
チャージレベルは「L」レベルであることが望ましい。
この場合には、上述したRAM/ROM切り替え信号を
用いてプリチャージ回路を切り替え、プリチャージする
電圧のレベルを変更することが考えられる。このように
構成した場合プリチャージ部40はRAMのメモリセル
にアクセスが行われた場合のために「H」レベルにプリ
チャージするプリチャージ回路と、ROMのメモリセル
にアクセスが行われた場合に「L」レベルにプリチャー
ジするプリチャージ回路とを切り替える必要があり、そ
の分回路面積が増加してしまう。
【0015】そこで、本実施例においてはこのプリチャ
ージ部40を1つのプリチャージ回路のみで構成してい
る。図1に示されているように本実施例におけるプリチ
ャージ部40は3つのPMOS型トランジスタを用いて
構成され、それぞれのゲート端子は共通に接続されプリ
チャージ信号が共通に供給されている。本実施例におけ
るプリチャージ部40において特徴的なことはそのプリ
チャージレベルがVDD/2であることである。すなわ
ち、本実施例においてはプリチャージレベルを電源電圧
の半分とすることにより、RAMのメモリセルがアクセ
スされた場合と、ROMのメモリセルがアクセスされた
場合とで、共通のプリチャージレベルを適用しているこ
とである。このような構成により、いずれのメモリセル
がアクセスされた場合においても共通のプリチャージ回
路が使用でき、従来と比べて何等回路面積の増加はな
い。
【0016】なお、上述したように、ROMにアクセス
された場合のために、別のプリチャージ回路を準備する
構成にしたとしても、このプリチャージ部40の占める
面積は上述したメモリ部20に比べて極めて小さいの
で、半導体集積回路装置全体における面積の大幅な増加
とはならない。
【0017】以上述べたように、本実施例によれば、N
MOS型トランジスタとPMOS型トランジスタとを同
数個含むベーシックセルを用いてRAMのメモリセルを
構成した場合に、未使用となるPMOS型トランジスタ
をROMのメモリセルとして使用した。従って、従来未
使用であったPMOS型トランジスタをROMとして使
用したので、メモリ部20の面積を何等増やすことなく
ROMを新たに設けることができる。更に、その際に制
御部30において増加する構成も1つのWORD線に対
して各1個のセレクタ、ドライバ、インバータのみであ
る。
【0018】更にまた本実施例においてはプリチャージ
レベルを電源電圧の半分としたため、RAMのメモリセ
ルがアクセスされた場合と、ROMのメモリセルがアク
セスされた場合とで共通のプリチャージ部40を使用す
ることができ、プリチャージ部40においては何等構成
の増加はない。従って、本実施例によれば半導体集積回
路の面積をほとんど増やさずに従来RAMのメモリセル
が構成されていた部分にROMのメモリセルを同じ容量
だけ構成することが可能となった。この結果、半導体集
積回路装置の面積を増やさずにROMを含むことができ
る半導体集積回路装置が得られる。
【0019】なお、本実施例においては、未使用となっ
ていたPMOS型トランジスタ2個を並列に接続し、1
ビットのROMのメモリセルを構成したが、ROM用W
ORD線22bを2本用意し、それぞれ別のROMのメ
モリセルとすることも好適である。但しその場合にはR
OMの容量が2倍となるため、アドレスとして新たに1
本のアドレス線が必要となり、セレクタ、ドライバ、イ
ンバータも1つのWORD線に対して各1個ずつ必要と
なる。しかしながら、その場合においてもメモリ部20
の面積は全く増加しないため、半導体集積回路装置全体
としての面積の増加も極めて小さく抑えることが可能で
ある。
【0020】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば半導
体集積回路装置のチップ面積を増加させることなくRO
Mを組み込むことが可能なゲートアレイ方式半導体集積
回路装置が得られるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好適な一実施例であるゲートアレイ方
式半導体集積回路装置の部分回路図である。
【図2】従来の半導体集積回路装置におけるRAMのメ
モリセルの構成回路図である。
【符号の説明】
20 メモリ部 22a,22b WORD線 30 制御部 32 デコーダ 34a,34b セレクタ 36a,36b ドライバ 38 インバータ 40 プリチャージ部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 27/118 H01L 21/8244 H01L 21/8246 H01L 27/11 H01L 27/112

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 NMOS型トランジスタと、PMOS型
    トランジスタとを同数個含むベーシックセルを備えたゲ
    ートアレイ方式半導体集積回路であって、 前記ベーシックセルは、 2個のNMOS型トランジスタと、2個のPMOS型ト
    ランジスタとで構成されるフリップフロップ部と、 前記フリップフロップ部の一方の出力端と、ビット線と
    を接続する第一のNMOS型トランジスタと、 前記フリップフロップ部の他方の出力端と、反転ビット
    線とを接続する第二のNMOS型トランジスタと、 を含み、さらに、 ゲート端子がワード線に接続され、ソース端子が電源端
    子に接続され、保持するデータに応じて前記ビット線が
    ドレイン端子に接続または非接続されているROM用P
    MOS型トランジスタと、 を含み、前記ワード線に選択信号が供給された場合に、
    前期接続または非接続状態に応じたデータを前記ビット
    線に出力することを特徴とするゲートアレイ方式半導体
    集積回路装置。
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