JPH01155589A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH01155589A
JPH01155589A JP62311945A JP31194587A JPH01155589A JP H01155589 A JPH01155589 A JP H01155589A JP 62311945 A JP62311945 A JP 62311945A JP 31194587 A JP31194587 A JP 31194587A JP H01155589 A JPH01155589 A JP H01155589A
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JP
Japan
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data line
reading
voltage
common data
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP62311945A
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English (en)
Inventor
Goro Kitsukawa
橘川 五郎
Ryoichi Hori
堀 陵一
Kazumasa Yanagisawa
一正 柳沢
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体記憶装置に係り、特にその高速化に好適
な回路を提供するものである。
〔従来の技術〕
従来、MOSトランジスタを交差接続したメモリセルを
用いたMOSスタティックメモリのアクセス時間の高速
化に関しては、アイ・イー・イー・イー、ジャーナル 
オフ ソリッドーステートサーキッツボリューム ニス
シー19.ナンバー5(198,3年10月 545頁
〜551頁)I E E E  Journal of
 5olid−5tate C1rcuitsvo1.
5C−190at、  1983)において論じられて
いる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来技術によれば、そのメモリセルまわりの基本回
路構成は第2図に示す通りである。その特徴はメモリセ
ルアレーとデータの授受を行なう共通ドータ線(RD、
RD)と書込み用データ線(WD、■)とに分離したこ
とである。読出し時には1ビツトのメモリセル1からデ
ータ線対り。
■に読出された情報は、読出し用列選択信号線YSRで
起動される読出し用差動アンプ2と経て読出し用共通デ
ータ線対RD、RDに読出される。書込み時はYSWを
高電位にし、WD、WDの電位を転送回路3を介してデ
ータ線り、Dに送り、所望の書込みを行なう。この方式
の利点は読出し時に書込み用転送回路3が書込み用列選
択信号線YSWが低電位のためのオフであり、駆動能力
の小さなメモリセルはデータ線のみを駆動すれば良く、
読出しデータを転送MO8を介して後段回路に送る回路
方式に比べ、読出し時間を高速化できることである。
しかし大規模メモリセルアレーで大きな寄生容量の付随
する読出し用共通データ線にはMOSトランジスタによ
る出荷回路4が用いられているので、信号振幅が大きく
高速化には限界があった。
本発明の目的はダイナミックRAMやスタティックRA
M等のアクセス時間を高速化することにある。
〔問題点を解決するための手段〕 上記の目的は大きな寄生容量が付随する共通データ線の
電位を、バイポーラトランジスタを用いて電圧クランプ
し、共通データ線の’1”O″読出による電圧変化を可
能な限り小さく押さえ、読出し情報を表現する信号電圧
はバイポーラトランジスタのコレクタと負荷抵抗の接続
点より取出すことで達成できる。
〔作用〕
本構成において、共通データ線を電圧クランプするため
のバイポーラトランジスタに、読出し時にいくらかのバ
イアス電流を流しておくと、111、IQ+ と異った
情報を読出した場合の読出し電流差による、共通データ
線の電圧変化は小さく押さえられ、一方、後段回路を動
作させるための信号電圧はバイポーラトランジスタのコ
レクタと負荷抵抗との接続点より取出すこの信号電圧は
、読出し用共通データ線対における読出し電流差と負荷
抵抗の積で表わされる差動電圧である。本構成によれば
共通データ線の等価的な負荷抵抗は、バイポーラトラン
ジスタのエミッタから見た内部抵抗r6であり、バイア
ス電流をI5とすると、は工。の値により100Ω以下
に押さえることができるので、共通データ線にたとえ大
きな寄生容量が存在してもその時定数(寄生容量と等価
抵抗の積)は比較的小さく押さえることができる。
〔実施例〕
以下、本発明を実施例を用いて詳しく説明する。
第1図は本発明をMOSスタティックRAMに適用した
実施例である。回路構成の特徴は第1図に比べ、読出し
用共通データ線RD、RDに負荷用MO8)−ランジス
タでなくバイポーラトランジスタを用いた回路4が付加
されていることである。
その他の回路構成は第1図と同様である。前述した様に
1本構成では回路4において、2個のバイポーラトラン
ジスタQl、Q工′に一定のバイアス電流IEを流して
おき、読出し用アンプ2が動作した時も、共通データ線
RD、RDの電位は、ベース電位をVBとすればVB−
VBgとほぼ一定に押さえることができる。したがって
、大規模メモリで共通データ線に多数の読出しアンプ2
が接続され配線が長くなり、寄生容量が大きくなっても
、読出し速度の劣化は少ない。コレクタ側に負担抵抗R
1,R1’を設け、ノードPiePi′より、読出し用
アンプでの差動MO8の電流差と、R1,R1’の積で
決まる信号電圧差を得ることができる。
Pt、Pt’の配線はRD、RDに比べはるかに短かく
、その負荷回路の個数も少ないので、その寄生容量は小
さく、Pl、 P1’の時定数は小さい。
Pl、P工′での必要な信号電圧差は後段回路によって
決まり、後段回路にもバイポーラトランジスタを用いる
と、Pl、 P1’での信号振幅を低減できるのでさら
に高速化に有効である。なお読出し用アンプ2は読出し
用列選択信号YSRで制御するので、データ線対毎に設
けた多数の読出し用アンプの中で動作するので選択され
たデータ線対のみである。この電流および、バイアス電
流工。による消費電流は回路数が少ないので、チップ全
体の消9に電流の増加は少ないが、後述する様にメモリ
セルからデータを読出す時のみ電流が流れる様に電流制
御を行なうと、さらにチップ全体の消費電流を低減する
ことができる。
第3図は本発明をダイナミックRAMに適用した実施例
である。回路1は1MO8,1キヤパシタより成るダイ
ナミック形メモリセルである。回路5はプリチャージ回
路であり、メモリの待機時にプリチャージ線PCを高電
位にし、データ線り、D−をプリチャージ電圧Hvc(
例えば電源電圧VCCの1/2に設定)にプリチャージ
しておく。
回路6は再書込み用アンプであり、メモリセルの情報を
読み出した時、共通駆動線PPを高電位。
PNを低電位に変化することにより、D、Dの高電位側
をPPに、低電位側をPNの電位に増幅し、メモリセル
に再書込みを行なう。本構成では転送回路3は読出しと
書込みで共用しており、読み出し時も書込み時も選択列
のYSを高電位にし、転送MOSをオンさせる。回路4
が本発明によるバイアス回路である。読出し時には回路
6が動作した後、YSをオンにすると、回路4のバイポ
ーラトランジスタQ1.Qt’のエミッタからデータ線
対り、Dに向かって電流が流れ、この電流は回路6のN
MO5を経て共通駆動線PNに流れていく。この時り、
Dの低い方にはより多くの電流が流れ、この電流差と負
荷抵抗R1,R1’の積が読出し信号電圧としてノード
P1. P1’に現われる。この時共通データ線対CD
、CDの電位は読出しデータに余り依存せず、VB  
VBIKにクラブされるので、CD、■の寄生容量が大
きくとも読出し速度の劣化は少ない。書込み時には回路
4のVBを低電位、■。をゼロとし、CD、3百に接続
した別の書込み回路からCD、CDに書込み電圧を印加
することにより、書込みを行なう。
第4図は、ダイナミックRAMにおいて、第1図、第2
図のスタティックRAMと同様に共通データ線を読出し
用と書込み用に分離した実施例である。破線で囲んだ回
路1,5.6は各々、第3図と等しいメモリセル、プリ
チャージ回路、再書込み用アンプである。また回路4は
本発明の共通データ線電圧クランプ回路である。回路2
は読出し用アンプであるが、第1図、第2図と異なり、
読出し用列選択信号線YSRが接続されるMOSトラン
ジスタと、データ線対信号を受けるMOSトランジスタ
の上下関係を逆転されている。この構成によれば、共通
データ線対RD、RDには選択列のみが電気的に接続さ
れるので、たとえアレー全体のデータ線対り、Dの一方
の電位が再書込み動体により上昇しても、多数の非選択
列のデータ線とは電気的に分離されているので、共通デ
ータ線の寄生容量が実効的に増加することはない。
また、本構成では読出し用アンプ2を設けており、ワー
ド線選択によりデータ線に現われた差動信号を、再書込
みアンプの動作で増幅する前に、回路2で直接検出する
ことができる。従って本構成により共通データ線の電圧
のランプの効果と合わせDRAMのアクセス時間を一層
高速化することができる。
第5図は本発明のバイポーラトランジスタによる電圧ク
ランプ形共通データ線方式を大容量のSRAM、DRA
Mに適用するために好適なメモリアレーの構成例を示す
。本図のアレー構成ではメモリセルアレーをサブアレニ
A、Bに2分割し、その中央に読出し用アンプと書込み
用アンプをA。
Bアレー各々に配置し、列デコーダ(YDEC)はA、
Bアレーで共通に用いる。なお本図では第3図、第4図
に記したプリチャージ回路と再書込み用アンプは省略し
ている6列デコーダの出力YSR,YSWは各アレーで
2列を駆動するので、合計4列を共通に駆動することに
なる。φいは書込み用制御信号で、読出し時には、低電
位、書込み時には高電位とする。こうして第1.3.4
図実施例と同様に読出し時には選択列のYSRのみを高
電位にし、4個の読出し用アンプ21A。
22A、21B、22Bが動作し、4組の読出し用共通
データ線対(RDIA、RDIAとRD2A、RD2A
とRDIB、RDIBおよびR02B、R02B)に電
流差を生じ、メモリセル情報を読出すことができる。
また書込み時には選択列のYSR,YSWが高電位とな
り、4組の書込み用共通データ線対(WDIA、WDI
AとWD2A、WD2AとWDIB、WDIBおよびW
D2B、WD2B)の情報が4組の選択列のデータ線対
に転送される。
こうして、DRAMやSRAMセルの高集積性を損なう
ことなく、本発明を適用しDRAMやSRAMのアクセ
ス時間を高速化することができる。なお第5回の構成は
メモリセルアレーをさらに多分割した時にも容易に拡張
できる。例えばアレーをA、B、C,Dに4割した時は
、A、BおよびC,Dアレーの中間にYデコーダや読出
し用アンプ書込み用転送回路を第5図の様に配置すれば
良い。
第6図は共通データ線電圧クランプ回路とその後段のメ
インアンプ回路の構成例である。本実施例は3つの特徴
を有している。第1に電流制御の機能を有する。第2に
複数アレーからの読出し情報を選択して1つにまとめる
機能を有する。第3に読出し情報をメインアンプでラッ
チする機能を有する。第1の機能はチップ内の動作状態
、待機状態切替信号φ。Fir φ。2□で、電圧7ラ
ンプ回路のバイアス電流やメインアンプの電流を制御し
ている。待機状態(φ。Pi、φ。P2=低電位)でも
微少な電流を流し、動作時の応答を速めている。これら
の電流量はMOSトランジスタのゲート長りやゲート幅
Wで制御でき、待機時微少電流はWZL比が小さなMO
Sトランジスタ、動作時の大電流はW/L比の大きなM
oSトランジスタを使って流す。あるいは複数のMOS
)−ランジスタを直列接続して微少電流を流すこともで
きる。φ。Pi+φOP2のタイミング設定により読出
し速度を損なうことなく、チップ全体の消費電力を低減
できる。
第2の複数アレーの読出しデータの切替え機能は以下の
様に行なう。
第6図で、メインアンプを構成する2組のバイポーラ差
動アンプの電流源MOSトランジスタのゲートに選択信
号S E LAy S E Lgを印加することにより
行なっている。例えばアレーAからの読出しデータ5O
IA、5OIAを後段回路に伝えたい時は5ELAを高
電位、SELgを低電位にすれば良い。本図では2組の
切替えであるが、さらに多くのデータの切替えも、バイ
ポーラ差動アンプの並列数を増すことにより容易に実現
できる。
第3の読出しデータのラッチ機能はメインアンプの出力
をメモリセルアレーから読出した期間と独立に延長する
機能である。本図の構成ではメインアンプの出力MO,
MOをインバータとNMOSトランジスタでフィードバ
ックする。
φ。2□はデータを保持したい期間だけ高電位にする。
一方φ。plはメモリセルアレーからデータを読出した
い期間だけ高電位にしておく。こうして一部の回路のみ
が、データ保持期間に動作するだけなので、その消費電
流はわずかで済む。
メインアンプの出力MO,MOはさらに後段の出力バッ
ファ回路に伝達され、TTLやECLインタフェースの
出力信号を発生する。こうして本発明の共通データ線電
圧ランプによる高速化と合わせ、RAMとして必要な機
能を有し、低電力で高速のメモリを実現することができ
る。
〔発明の効果〕
以上の実施例に述べてきた様に、本発明によれば、寄生
容量の大きな共通データ線を読出し時にベース接地のバ
イポーラトランジスタで電圧クランプし、等節約負荷抵
抗を下げ、情報読出し電圧は寄生容量の小さなバイポー
ラトランジスタのコレクタ側から取出すことにより、読
出し速度を高速化することができる。また本読出し方式
に好適なアレー構成、後段のメインアンプの構成を提案
した。これらを用いて、高速、低消費電力のDRAM、
SRAMを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図、第3図、第4図は本発明の実施例の回路を示す
図、第5図は本発明を適用したメモリアレー構成を示す
図、第6図は本発明を適用したメインアンプ回路構成を
示す図、第2図は従来例を示す図である。 1・・・メモリル、2・・・読出し用アンプ、3・・・
転送回路、4・・・共通データ線負荷回路、5・・・プ
リチャージ回路、6・・・再書込み用アンプ、YSR・
・・読出し用列選択線、YSW・・・書込み用列選択線
、W・・・ワ−ド線、D、D・・・データ線、RD、R
D・・・読出し用共通データ線、WD、WD・・・書込
み用共通データ線。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)MOSトランジスタを用いたメモリセルと、複数
    のメモリセルが接続されたデータ線対と複数のデータ線
    対毎に設けた共通データ線対とを有する半導体記憶装置
    において、該共通データ線対にバイポーラトランジスタ
    のエミッタを接続し、読出し時にはベースに一定電圧を
    供給し、コレクタと電源電圧との間に負荷抵抗を設ける
    ことを特徴とする半導体記憶装置。
  2. (2)データ線対毎に、そのデータ線信号をゲートとす
    るMOSトランジスタによる差動増幅回路を設け、複数
    の該回路のドレイン端子を接続し読出し用共通データ線
    とする特許請求範囲第一項記載の半導体記憶装置。
JP62311945A 1987-12-11 1987-12-11 半導体記憶装置 Pending JPH01155589A (ja)

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JP62311945A JPH01155589A (ja) 1987-12-11 1987-12-11 半導体記憶装置

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JP62311945A JPH01155589A (ja) 1987-12-11 1987-12-11 半導体記憶装置

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ID=18023327

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0660655A (ja) * 1991-03-06 1994-03-04 Hyundai Electron Ind Co Ltd データセンス回路
JPH06282988A (ja) * 1992-12-31 1994-10-07 Hyundai Electron Ind Co Ltd 改良されたデータ伝送回路を有する半導体メモリー装置
EP2383349A2 (en) 2006-12-18 2011-11-02 Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Primer and probe for detection of mycobacterium avium and method for detection of mycobacterium avium using the same
WO2018135560A1 (ja) 2017-01-19 2018-07-26 株式会社カネカ マイコバクテリウム・カンサシイを検出するためのプライマーセット、プローブ、キット及び方法

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EP2383349A2 (en) 2006-12-18 2011-11-02 Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Primer and probe for detection of mycobacterium avium and method for detection of mycobacterium avium using the same
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