JPH01241089A - スタティック型ランダムアクセスメモリ - Google Patents

スタティック型ランダムアクセスメモリ

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JPH01241089A
JPH01241089A JP63068391A JP6839188A JPH01241089A JP H01241089 A JPH01241089 A JP H01241089A JP 63068391 A JP63068391 A JP 63068391A JP 6839188 A JP6839188 A JP 6839188A JP H01241089 A JPH01241089 A JP H01241089A
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JP
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write
pulse signal
data
pulse
circuit
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JP63068391A
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Azuma Suzuki
東 鈴木
Masaki Matsui
松井 正貴
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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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】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明はスタティック型ランダムアクセスメモリ(以
下SRAMと称する)に関し、特にその書込み方式の改
善技術に係わる。
(従来の技術) 従来のSRAMの構成を第8図に示す。第8図には、ビ
ット線対BLI、BLIに対応した一列分の構成が示さ
れいる。アドレス信号はアドレス入力端子11を介して
アドレス入力回路12に入力し、このアドレス入力回路
12から行アドレス信号が行デコーダ13に出力される
と共に、列アドレス信号が列デコーダ14に出力される
。そして、行デコーダ13のデコード出力によって、複
数のワード線WLI〜W L nのうちの特定の一本が
選択される。例えばワード線WLlが選択された場合は
、メモリセルMCIが駆動される。同様に列デコーダ1
4は複数の列選択線C3LI−CSLa+のうちの一本
を選択するものであり、例えば列選択線C3Llが選択
された場合にはN型MOSFETQI 、Q2がオンす
ることによって第1列すなわちビット線対BLI、BL
Iが選択される。このビット線対BLI、BLIは、負
荷回路lOを介して電源電位vDD端子に接続されてい
る。
書込み時においては、書込み信号端子15に所定レベル
の書込み制御信号が供給され、これによって書込み制御
回路16は書込み回路17を書込み動作状態に制御する
。そして、上記のようにして選択されたメモリセルMC
Iには、データ入出力端子18のデータがデータ入出力
回路19、書込み回路17、ビット線対BLI、BLI
を介して書込まれる。
また、読み出し時には、メモリセルMCIから読み出さ
れたデータがセンスアンプ20で増幅され、そしてデー
タ入出力回路19を介してデータ入出力端子18に送ら
れる。
しかしながら、このように構成されるS RAMでは、
書込み動作期間中に電源端子間に貫通電流が流れ続ける
ため消費電力が大きくなる欠点がある。この貫通電流を
第9図を参照して説明する。
第9図は第8図に示したSRAMのセル周辺部の構成を
示すものである。N型MOSFETQ3、Q4.および
CMOSインバータ101 、102は第8図の書込み
回路17を構成するものであり、F E TQ3および
Q4のゲートには書込み制御回路からの制御信号SWE
が供給される。
メモリセルMCIは、抵抗R1,R2およびN型MO8
FETQII、Ql2より成るフリップフロップと、デ
ータ転送用のN型MOSFETQ13゜Ql4とにより
構成される。また、N型MO8FETQ9 、QIOは
負荷回路IOを構成するものである。
今、書込みデータ線Dlrl、Dinにそれぞれ低レベ
ル電位、高レベル電位を与えてメモリセルMCIにデー
タ“0”を書込むことを考える。
この場合には、メモリセルMCIのフリップフロップ部
のノードAの電位が低レベル、ノードBの電位が高レベ
ルに設定される。この結果、FETQIIがオンし、F
ETQ12がオフする。したがって、書込み期間中には
破線で示すように電流IfがFETQ9 、Ql3.Q
llを介して電源電位VDD端子から接地電位VSS端
子に流れ、また電流■2がFETQ9.Ql、Q3.Q
8を介して電源電位VDD端子から接地VSS端子に流
れる。
書込み動作期間中はワード線が選択されたままになって
いるため、この貫通電流If、I2は書込み動作期間中
流れ続ける。したがって、従来のSRAMでは書込み時
の消費電力が大きい欠点があった。
(発明が解決しようとする課題) この発明は前述の事情に鑑みなされたもので、従来のS
RAMでは書込み時に電源端子間に多くの貫通電流が流
れ消費電力が大きかった点を改善し、低消費電力のS 
RA Mを提供することを目的とする。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) この発明によるスタティック型ランダムアクセスメモリ
にあっては、複数のビット線対と複数のワード線との各
交差位置にスタティック型メモリセルをそれぞれ配置し
てなるメモリセルアレイと、前記ビット線対に書込みデ
ータを供給する書込み回路と、外部から供給される書込
みイネーブル信号を検出する書込みモード検出手段と、
外部から供給される入力データの変化を検出する入力デ
ータ遷移検出手段と、前記書込みモード検出手段および
入力データ遷移検出手段から出力される検出信号のいず
れか一方に応答して所定のパルス幅のパルス信号を出力
するパルス信号発生手段と、このパルス信号発生手段か
ら出力されるパルス信号と行アドレス信号に応じて前記
ワード線を選択的に所定期間駆動するワード線選択手段
と、前記パルス信号発生手段から出力されるパルス信号
の発生期間には前記書込み回路に前記入力データに応じ
た書込みデータを供給し、非発生期間には前記書込み回
路に書込用初期設定データを供給する書込み回路制御手
段とを具備することを特徴とする。
(作用) 前記構成のスタティック型ランダムアクセスメモリにあ
っては、パルス信号発生手段から発生されるパルス信号
によって、実際に書込み動作を実行する期間を外部から
の制御信号によらず内部で一義的に決定することができ
る。したがって、特に書込みサイクルが長い場合におい
て、書込み時における消費電力を著しく低減することが
可能になる。
(実施例) 以下、図面を参照してこの発明の詳細な説明する。
第1図にこの発明の一実施例に係るS RA Mを示す
。このSRAMは、第8図の従来の構成に加え、このS
RAMに外部から供給される書込みイネーブル信号を検
出する書込みモード検出回路31と、外部からの入力デ
ータの内容が変化したことを検出するデータ遷移検出回
路32と、これら2つの検出回路31.32からの検出
信号のいずれかに応答して所定のパルス幅の信号を発生
するパルス信号発生手段としての書込みパワーダウンタ
イマ33が設けられている。
書込みモード検出回路31の入力には、外部からの書込
みイネーブル信号WEおよびチップイネーブル信号CE
を入力とするノアゲート41の出力信号WE’が供給さ
れる。ノアゲー)41の出力信号WE’が“12レベル
になった時、すなわち書込みイネーブル信号WEおよび
チップイネーブル信号CEが共に“0″レベルになった
時に、書込みモード検出回路31は書込みモード検出信
号φweを書込みパワーダウンタイマ33に供給する。
データ遷移検出回路32は、外部からデータ人出力回路
19に供給される入力データの内容が“0”から“11
に、または“1゛から“0”に変化した時に、データ遷
移検出信号φdtを書込みパワーダウンタイマ33に供
給する。
書込みパワーダウンタイマ33は、検出信号φweまた
はφdtのいずれかを受信した時に、所定期間′0”レ
ベルとなる2つのパルス信号WE’およびφWaetを
同時に発生する。この場合、2つのパルス信号WE’お
よびφvactのパルス幅は等しいか、あるいはWE’
よりもφwac tのパルス幅が長いことが好ましい。
パルス信号WE’はワード線の制御および書込み回路1
7の制御のために使用される。すなわち、パルス信号W
E’は、出力がワード線WLLに接続されているノアゲ
ート42の一方の入力に供給される。このノアゲート4
2の他方の入力には、インバータ43を介して行デコー
ダ13の出力が供給される。したがって、行デコーダ1
3によってワード線WLIが選択された場合、ワード線
WLIはパルス信号WE’の発生期間つまり“0“レベ
ル期間だけ駆動される。また、図示してないが他の各ワ
ード線それぞれに対しても同様にノアゲートおよびイン
バータより成るゲート回路が接続され、その各ゲート回
路はパルス信号WE’よってゲートコントロールされる
また、パルス信号WE’は、出力が書込み回路17内の
N型MO8FETQ3 、Q4のゲートに接続されたノ
アゲート弁の一方の入力にも供給される。このノアゲー
ト葺の他方の入力には、インバータ45を介してノアゲ
ート41の出力信号WE’が供給されている。したがっ
て、書込みバッファとして作用するインバータ101 
、102がビット線BLI、BLIに結合されるのは、
書込みモードでしかもパルス信号WE’が“02レベル
の期間だけとなる。
パルス信号φwactは、ノアゲー)41の出力信号W
E’ と共に書込み制御回路34に供給される。書込み
制御回路34は、信号φvactおよびWE’ に基づ
いてデータ入出力回路19を制御する。パルス信号φw
actの発生期間つまり“0″レベルの時には、書込み
制御回路34は、データ入出力回路19を制御して外部
からの入力データに対応した書込みデータを書込み回路
17に供給する。例えば、入力データが“1“の場合は
、書込み制御回路34およびデータ入出力回路19によ
って書込み回路17のインバータ101 、102の出
力が“0”レベルおよび“1″レベルにそれぞれ制御さ
れる。また、入力データが“0”の場合は、インバータ
101 、102の出力が“1”レベルおよび“0”レ
ベルに制御される。
信号φνa員の非発生期間つまり“1”レベルの時は、
書込み制御回路34は、データ入出力回路19を制御し
て書込み回路17に書込み用の初期設定データを供給し
てインバータ101 、102の出力を共に″17レベ
ルにする。
データ遷移検出回路32は、例えば第2図に示すように
インバータ51〜54と、ノアゲート55.56と、N
型MO8FET57.58によって構成することができ
る。すなわち、入力データが“1“から“0”に変化し
た場合は、3個のインバータ51〜53による遅延時間
に対応した期間だけ“1#レベルとなるパルス信号がノ
アゲート55から発生されてFET57のゲートに供給
される。また、入力データが02から“1”に変化した
場合は、3個のインバータ52〜54による遅延時間に
対応した期間だけ“1#レベルとなるパルス信号がノア
ゲート5Bから発生され、このパルス信号はFET58
のゲートに供給される。したがって、検出信号iは、入
力データが“0”から11に変化する時、および′1”
から“0#に変化する時のいずれにおいても所定期間“
0”レベルに設定される。
第3図は書込みモード検出回路31の具体的回路構成を
示すもので、この検出回路31はインバータ60、61
と、遅延回路62と、ノアゲート63とにより構成され
ている。ノアゲート63の一方の入力にはインバータ6
0を介して第1図に示したノアゲート41 (第1図参
照)の出力信号WE’が供給され、また他方の入力には
信号WE’がインバータ60゜61および遅延回路62
を介して供給されている。したがって、信号WE’が“
0″から“1”に変化する際には、ノアゲート63から
は遅延回路62の遅延時間に対応した期間だけ“1”レ
ベルとなるパルス信号が検出信号φweとして出力され
る。
第4図は書込みパワーダウンタイマ33の具体的な回路
構成を示すもので、電源VDD端子と接地VSS端子間
にはP型MO9FET71.N型MOS F E T7
2.73が直列接続されている。
FET71および72はそれぞれ常に導通状態に制御さ
れ、それらの接続ノードNlにはデータ遷移検出回路3
2からの検出信号φdlが供給されている。
また、FET73のゲートには、書込みモード検出回路
31からの検出信号φweが供給される。ノードN1の
電位は、検出信号<6dtまたはφνeが供給された際
に、所定期間“0″レベルとなる。したがって、インバ
ータ74からは所定期間“1”レベルのパルス信号が出
力され、このパルス信号はノアゲート75および78の
各一方の入力に直接供給されると共に、パルス伸長回路
81を介してノアゲート75および78の各他方の入力
に供給される。パルス伸長回路81は、インバータ74
から出力されるパルス信号のパルス幅を引伸ばすための
もので、たとえば第3図に示したようなパルス発生回路
により構成することができる。したがって、ノアゲート
75および78の各出力は、パルス伸長回路81で得ら
れるパルス幅に対応する期間だけ“0”レベルに設定さ
れる。ノアゲート75の出力は、一方の入力が接地vS
S端子に接続されたノアゲートT6の他方の入力に供給
され、そしてこのノアゲート76の出力はインバータ7
7を介して信号φwactとして出力される。同様に、
ノアゲート78の出力は、一方の入力が接地vSS端子
に接続されたノアゲート79の他方の入力に供給され、
そしてこのノアゲート79の出力はインバータ80を介
して信号WE’として出力される。
したがって、この書込みパワーダウンタイマ33では、
検出信号φdt、  φweのいずれかが入力されると
、パルス伸長回路8Iで得られるパルス幅を有するパル
ス信号φwactSW E ’が出力される。
次に第5図および第6図を参照してこの発明のSRAM
におけるデータの書込み動作を説明する。
第5図および第6図に示されているタイミングチャート
は、書込みモード検出回路31、データ検出回路32、
書込みパワーダウンタイマ33としてそれぞれ第2図乃
至第4図の回路を用いた場合のものである。
第5図には、外部からの書込みイネーブル信号WEがア
クティブ状態すなわち“0”レベルで、入力データの内
容が“1”からO″に変化した場合のタイミングチャー
トが示されている。入力データが“1′から“02に変
化すると、データ遷移検出回路32はこのデータの変化
を検知して検出信号7項を出力する。この検出信号1石
が書込みパワーダウンタイマ33に入力されると、書込
みパワーダウンタイマ33は所定期間“0“レベルとな
るパルス信号φvactSW E ’を出力する。パル
ス信号WE’の発生期間には、ワード線の付勢が許可さ
れるので、ワード線WLIが選択された場合にはその電
位は図示のように上昇し、そしてパルス信号WE’の後
縁でその電位は低下される。
また、パルス信号φvact、 W E ’が“0”レ
ベルの期間には、入力データに対応した書込みデータが
書込み回路17に入力される共に、書込み回路17内の
FETQ3 、Q4がオン状態となるので、データ線D
 ln、 D In及びビット線BLI 、BLIの電
位はそれぞれ入力データに対応した電位に設定される。
これによってメモリセルMCIには書込みデータが書込
まれるが、この書込み動作は、パルス信号φνact、
WE’が“0”レベルの期間中だけ実行され、φvac
t、 W E ’が“1”レベルに立上がるとワード線
WLIの付勢が禁止されると共に、書込みデータの供給
が禁止されるので書込み動作は行われない。したがって
、パルス信号φvact、 W E ’のパルス幅をデ
バイスにより決定される書込みデータセットアツプ時間
(T ds)を十分満足する範囲で最小の値に設定する
ことによって、前述のような貫通電流を減少させること
ができる。
第6図は入力データが“1″レベルで一定であり、書込
みイネーブル信号W下が“0“レベルのアクティブ状態
に変化した場合のタイミングチャートである。チップイ
ネーブル信号CEが“0#レベルの期間では、書込みイ
ネーブル信号WEが“0”レベルになると、ノアゲート
41の出力信号WE’は′12レベルに立上がる。書込
みモード検出回路31は、この信号WE’の変化を検出
して検出信号φweを出力する。この検出信号φveが
入力されると、書込みパワーダウンタイマ33は所定期
間′0”レベルとなるパルス信号φwact。
WE’を出力する。前述したように、パルス信号φνa
ct、wti:’の発生期間中には、ワード線WLIが
駆動されると共に、′1”レベルの入力データに応じた
書込みデータが書込み回路17に供給される。この結果
、データ線Din、Dlnはそれぞれ“1”レベル、“
0”レベルに設定され、これに伴ってビット線BLI、
BLIの電位もそれぞれ“1”レベル、“0°レベルに
設定される。
これにより、メモリセルMC1にはデータ“1#が書込
まれる。この書込み動作は、パルス信号φvact、 
W E ’が“0°レベルの期間中だけ実行されへφシ
act、WE’が′1”レベルに立上がるとワード線W
Llの付勢が禁止されると共に、書込みデータの供給が
禁止されるので書込み動作は行われない。したがって、
パルス信号φνnet。
WE’のパルス幅をデバイスにより決定される書込みデ
ータのセットアツプ時間(T ds)を十分満足する範
囲で最小の値に設定すれば、この場合にも前述のような
貫通電流を減少させることができる。
このように、この発明のSRAMでは、実際に書込み動
作を実行する期間を外部からの制御信号によらず内部で
一義的に決定することができる。
したがって、このSRAMの使用サイクルに対する消費
電流の変化は、第7図に示されているように、そのサイ
クルが遅い場合例えば25MHz以下の場合に消費電流
を著しく減少することが可能になる。
尚、ここではワード線の制御の他に、書込み回路17に
設けられたスイッチ回路(FETQ3゜Q4)と書込み
バッラア(インバータ101 、102 )を共に書込
みパワーダウンタイマ38を用いて制御した例を示した
が、書込み回路17に書込み用の初期設定データを供給
してインバータ101 、102の出力を“1”レベル
に設定しておけば、たとえスイッチ回路がオン状態でも
貫通電流は流れないので、書込みパワーダウンタイマ3
3による制御をワード線と書込みバッファに対してだけ
行なうようにしでもよい。
また、この場合にはメモリセルへのデータの誤書込みを
防止するために、ワード線の駆動を禁止した後にインバ
ータlot 、 102の出力を“1”レベルに設定す
るようにタイミング設定することが好ましい。したがっ
て、この場合には書込みパワーダウンタイマ33から所
定のパルス幅のパルス信号WE’とこれよりもパルス幅
の長いパルス信号φwactが発生されるようにする。
これは、第4図に示した回路においてパルス伸長回路8
1の他に、これよりパルス伸長幅の長いパルス伸長回路
を別に設けることによって簡単に実現することができる
[発明の効果] 以上のようにこの発明によれば、書込み時における貫通
電流を減少することができ、低消費電力のスタティック
型ランダムアクセスメモリが提供される。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例に係るスタティック型ラン
ダムアクセスメモリを示すブロック図、第2図は第1図
に示したメモリに設けられているデータ遷移検出回路の
具体的な構成を示す回路図、第3図は第1図に示したメ
モリに設けられている書込みモード検出回路の具体的な
構成を示す回路図、第4図は第1図に示したメモリに設
けられている書込みパワーダウンタイマの具体的な構成
を示す回路図、第5図および第6図はそれぞれ第1図に
示したメモリの書込み動作を説明するタイミングチャー
ト、第7図は第1図に示したメモリの動作サイクルに対
する消費電力の変化を示す図、第8図は従来のメモリの
構成を示すブロック図、第9図は従来のメモリにおける
書込み時の貫通電流を説明するための図である。 BLI、BLI・・・ビット線対、WLI・・・ワード
線、MC1・・・メモリセル、17・・・書込み回路、
19・・・データ入出力回路、31・・・書込みモード
検出回路、32・・・データ遷移検出回路、33・・・
書込みパワーダウンタイマ、34・・・書込み制御回路
、%−・・ノアゲート。 第5図 第6図 ■ 0  10  20  。−1v、b (M)−tz 
)DD

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)複数のビット線対と複数のワード線との各交差位
    置にスタティック型メモリセルをそれぞれ配置してなる
    メモリセルアレイと、 前記ビット線対に書込みデータを供給する書込み回路と
    、 外部から供給される書込みイネーブル信号を検出する書
    込みモード検出手段と、 外部から供給される入力データの変化を検出する入力デ
    ータ遷移検出手段と、 前記書込みモード検出手段および入力データ遷移検出手
    段から出力される検出信号のいずれか一方に応答して所
    定のパルス幅のパルス信号を出力するパルス信号発生手
    段と、 このパルス信号発生手段から出力されるパルス信号と行
    アドレス信号に応じて前記ワード線を選択的に所定期間
    駆動するワード線選択手段と、前記パルス信号発生手段
    から出力されるパルス信号の発生期間には前記書込み回
    路に前記入力データに応じた書込みデータを供給し、非
    発生期間には前記書込み回路に書込用初期設定データを
    供給する書込み回路制御手段とを具備することを特徴と
    するスタティック型ランダムアクセスメモリ。
  2. (2)前記パルス信号発生手段は、第1のパルス信号と
    これよりパルス幅の広い第2のパルス信号を同時に発生
    し、第1のパルス信号は前記ワード線選択手段に供給さ
    れ、第2のパルス信号は前記書込み回路制御手段に供給
    されることを特徴とする請求項1記載のスタティック型
    ランダムアクセスメモリ。
  3. (3)前記書込み回路は、書込みデータをビット線対に
    供給する書込みバッファと、この書込みバッファと前記
    ビット線対間に挿入されたスイッチ回路とを備え、この
    スイッチ回路は前記書込みイネーブル信号と前記パルス
    信号に応じてスイッチ制御されることを特徴とする請求
    項1記載のスタティック型ランダムアクセスメモリ。
JP63068391A 1988-03-23 1988-03-23 スタティック型ランダムアクセスメモリ Pending JPH01241089A (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63068391A JPH01241089A (ja) 1988-03-23 1988-03-23 スタティック型ランダムアクセスメモリ
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