JPH0447397B2 - - Google Patents

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JPH0447397B2
JPH0447397B2 JP58151263A JP15126383A JPH0447397B2 JP H0447397 B2 JPH0447397 B2 JP H0447397B2 JP 58151263 A JP58151263 A JP 58151263A JP 15126383 A JP15126383 A JP 15126383A JP H0447397 B2 JPH0447397 B2 JP H0447397B2
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JP
Japan
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node
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JP58151263A
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JPS6043296A (ja
Inventor
Akira Yonezu
Kazuhiro Sakashita
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Priority to US06/638,678 priority patent/US4638461A/en
Priority to NL8402488A priority patent/NL8402488A/nl
Priority to DE19843430144 priority patent/DE3430144A1/de
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Publication of JPH0447397B2 publication Critical patent/JPH0447397B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/34Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
    • G11C11/40Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
    • G11C11/41Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming static cells with positive feedback, i.e. cells not needing refreshing or charge regeneration, e.g. bistable multivibrator or Schmitt trigger
    • G11C11/413Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing, timing or power reduction
    • G11C11/417Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing, timing or power reduction for memory cells of the field-effect type
    • G11C11/419Read-write [R-W] circuits

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Static Random-Access Memory (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、書込み動作の高速化及び、低消費
電力化を図つた半導体記憶装置に関するものであ
る。
〔従来技術〕
第1図は従来の半導体記憶装置の回路図であ
る。図において、1,2,3および4はエンハン
スメント型とMOS電界効果トランジスタ(以下
MOSFETと称す)で、PチヤネルMOSFET1
とNチヤネルMOSFET2のドレイン同志、ゲー
ト同志が接続され、MOSFET1,2の各ソース
はそれぞれ電源端子5および接地に接続されて、
相補型MOS(以下CMOSと称す)インバータ回路
31aを形成している。同様にしてPチヤネル
MOSFET3およびNチヤネルMOSFET4によ
りCMOSインバータ回路30bを形成している。
この2つのCMOSインバータ回路30a,30
bの各出力つまりPチヤネルMOSFET1および
3と、NチヤネルMOSFET2および4のそれぞ
れのドレインを、相手方のCMOSインバータ回
路30b,30aの入力、つまりNチヤネル
MOSFET4および2と、PチヤネルMOSFET
3および1のそれぞれのゲートに接続することに
より、2安定回路、すなわちフリツプ・フロツプ
を形成している。そして以上の各部品によつて1
ビツトのメモリセル30が構成されている。
書込みおよび読出し制御機能を有するゲート用
のNチヤネルMOSFET6および7は、ドレイン
(またはソース)がそれぞれMOSFET1,2の
ドレインおよびMOSFET3,4のドレインに接
続され、ソース(またはドレイン)がそれぞれ書
込み情報線、ならびに読出し情報線を共通にした
ビツトライン8および9に接続され、またゲート
が書込みならびに読出し選択線を共通にしたワー
ドライン10に接続されている。
またNチヤネルMOSFET11および12の各
ソースおよび各ゲートは電源端子5に接続され、
各ドレインはそれぞれビツトライン8および9に
接続されている。情報入力信号線13は書込み回
路40を構成するPチヤネルMOSFET14およ
びNチヤネルMOSFET15の各ゲートに接続さ
れ、さらに該入力信号線13は書込み情報の制御
機能を有するゲート用のNチヤネルMOSFET1
6のドレイン(またはソース)に接続されてい
る。該MOSFET16のソース(またはドレイ
ン)はビツトライン9に接続され、ゲートはメモ
リセル30の書込み動作を制御するための書込み
制御信号線17に接続されている。MOSFET1
4および15の各ドレインは書込みデータの制御
機能を有するゲート用のNチヤネルMOSFET1
8のドレイン(またはソース)に接続され、該
MOSFET18のソース(またはドレイン)はビ
ツトライン8に接続され、そのゲートは書込み制
御信号線17に接続されている。
次に動作について説明する。メモリセル30お
よびゲート用のMOSFET6,7はマトリツクス
状に多数配置されており、ランダムアクセス方式
で所定のメモリセルを選択して、これに情報の書
込みならびに読出し動作を行なわしめる。記憶状
態では、ワードライン10は零に近い電圧にあつ
てMOSFET6,7は非導通状態にあり、
MOSFET1,2,3および4により構成された
メモリセル30はビツトライン8,9から分離さ
れている。このメモリセル30はMOSFET1,
2のゲートが“L”になつている状態が一つの安
定状態で、このときMOSFET1は導通してその
ドレインが“H”にあり、従つてMOSFET3,
4のゲートは“H”になり、MOSFET4が導通
してそのドレインは“L”にある。
この状態のメモリセル30に情報を書込むに
は、ビツトライン8,9に所望の情報に相当する
電圧を加え、ワードライン10にはメモリセル3
0をアドレスするための電圧“H”を加える。
今、メモリセル30に論理“1”を書込むとき
は、まず書込み制御信号線17に“H”の電圧を
加えてMOSFET16,18を導通させ、情報入
力信号線13に、その書込みたい論理“1”に相
当する“H”の電圧を加えることにより
MOSFET16を介してビツトライン9を“H”
にし、さらにMOSFET14,15のゲートを
“H”にしてMOSFET14を非導通にし、
MOSFET15を導通させることにより
MOSFET14,15のドレインが“L”になつ
てMOSFET18を介してビツトライン8を
“L”にする。
この際ワードライン10を“H”にすると、
MOSFET6,7が導通してビツトライン8,9
の電位がメモリセル30に印加され、MOSFET
1は非導通、MOSFET2は導通状態となり、こ
れによりスイツチングが起こつてMOSFET1,
2と3,4は状態が反転し、メモリセル30は
“1”を記憶した状態になる。この動作後、ワー
ドライン10、書込み制御信号線17を“L”に
戻し、情報の書込み動作は終わる。
次にメモリセル30から記憶情報を読出すとき
は、まずワードライン10に書込み時に加えたも
のと同じ大きさの電圧、即ち“H”の信号が加え
られ、これによりMOSFET6,7が導通して
MOSFET11および12によりビツトライン8
および9に充電されていた電荷がメモリセル30
の記憶情報により吸収され、これによつてビツト
ライン8および9にメモリセル30内の記憶情報
に従つて電位差が与えられる。こうしてビツトラ
イン8および9に送り出された記憶情報は、セン
スアンプなどを通して増幅され、外部に出力され
る。
この読出し動作の際、NチヤネルMOSFET1
1,12によりあらかじめビツトライン8,9を
“H”の電圧に充電しておくことは、一般に、寄
生容量の大きなビツトラインにメモリセルと反対
の情報が与えられた状態でMOSFET6,7を導
通させたときに、メモリセルにビツトラインの情
報が誤書込みされることを防止する点で重要であ
る。
従来のこの種の半導体記憶装置は、以上のよう
に構成されているので、情報の読出し時にのみ必
要なビツトラインの充電が常時行なわれているた
め、情報の書込み時において書込み情報と充電電
圧とが衝突を起こし、消費電力の増加ならびに動
作速度の低下などを生じる欠点があつた。
〔発明の概要〕
この発明は上記のような従来のものの欠点を除
去するためになされたもので、ビツトラインの充
電を、ビツトラインに情報を載せる書込み回路に
より行ない、しかもその充電を、書込み制御信号
線の情報を用いてメモリセルの非書込み時にのみ
行なうことにより、書込み時の装置の高速動作及
び低消費電力化が可能となる半導体記憶装置を提
供することを目的としている。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第2図において、第1図と同一部分は同一符
号を付してある。50は本実施例における書込み
回路であり、この書込み回路50において、
CMOSインバータ論理回路19の出力はビツト
ライン8に接続され、入力はCMOS論理回路2
0の出力に接続されている。同様に、CMOSイ
ンバータ論理回路23の出力はビツトライン9
に、入力はCMOS論理回路22の出力に接続さ
れている。CMOS論理回路20,22の2入力
のうちの1入力は書込み制御信号線17に接続さ
れている。CMOS論理回路20のもう一つの入
力はCMOSインバータ論理回路21の出力に接
続され、このCMOSインバータ論理回路21の
入力とCMOS論理回路22のもう一つの入力は
情報入力信号線13に接続されている。そしてこ
のように構成された書込み回路50は、書込み時
情報入力信号線13を介して外部からい入力され
る書込み情報をビツトライン8および9に伝達
し、非書込み時はこのビツトライン8および9を
電源電圧値まで充電するものとなつている。
次に動作について説明する。今、ワードライン
10の電圧が“L”の状態にあり、MOSFET
6,7が非導通状態になり、メモリセル30を構
成するMOSFET1,2,3,4がビツトライン
8,9から分離されて、なおかつMOSFET1,
2のドレインが“H”、MOSFET3,4のドレ
インが“L”でメモリセル30が安定状態にある
とする。
今、この状態のメモリセル30に情報“1”を
書込むには、情報入力信号線13に“1”に相当
する“H”の電圧を加え、書込み制御信号線17
を“L”にする。ここでCMOS論理回路20,
22は入力値の論理和を反転して出力する論理回
路であり、CMOS論理回路20の入力が共に
“L”であるため出力は“H”となり、この値を
CMOSインバータ論理回路19により反転させ
てビツトライン8は“L”の値になる。同様にビ
ツトライン9はCMOS論理回路22および
CMOSインバータ論理回路23により“H”の
値が加えられる。
この状態でワードライン10に“H”の電圧を
加えMOSFET6,7を導通状態にして
MOSFET1,2のゲートを“H”、MOSFET
3,4のゲートを“L”にするとメモリセル30
に“1”の情報が書込まれることになる。この
後、ワードライン10を“L”に、書込み制御信
号線17を“H”にすることにより書込み動作が
終了する。
次に、情報の読出し動作について説明する。ま
ず、書込み制御信号線17に“H”、ワードライ
ン10に“L”の電圧を加える。このとき書込み
制御信号線17に加えられた“H”の電圧は
CMOS論理話論理回路20,22およびCMOS
インバータ論理回路19,23によつてビツトラ
イン8,9共に“H”の電圧が加えられる。この
状態でワードライン10を“H”にすると、
MOSFET6および7が導通状態になり、メモリ
セル30の記憶情報によりビツトライン8および
9の電荷が吸収され、これによつてビツトライン
8および9にメモリセル30の記憶情報を送り出
すようにする。そしてビツトライン8および9に
送り出された記憶情報は、センスアンプなどを通
して増幅され、外部に出力される。
なお、上記実施例では汎用随意書込み読出し記
憶装置の場合について説明したが、本発明は特に
カラム毎に固定パターンとし、カラム毎にセンス
アンプ、書込み回路を有する構造としたCMOS
型ゲートアレイ大規模集積回路では容易に実現で
き、高速化並びに消費電力削減の効果も大きい。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によればビツトライン
の充電を、ビツトラインに情報を載せる書込み回
路により行ない、しかもその充電を、書込み制御
信号線の情報を用いてメモリセルの非書込み時に
のみに行なうようにしたので、メモリセルの書込
み情報とビツトラインの充電電圧との衝突がな
く、書込み動作の高速化および書込み時の低消費
電力化を達成でき、書込み回路が、非書込み時に
ビツトラインを充電する機能をも有しているた
め、集積度を向上できるとともに、書込み回路に
接続される書込み制御信号線及び情報信号線を近
接配置できるので、パターン回路設計が容易にな
るという効果を有する。
また、この様に構成されたものをCMOS型ゲ
ートアレイ大規模集積回路で実現した場合に、両
線を同じ配線領域にできるので、さらなる集積度
の向上を図れるとともにパターン回路設計が容易
になるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の半導体記憶装置の一部分を示す
回路図、第2図はこの発明の一実施例による半導
体記憶装置の第1図と同じ部分を示す回路図であ
る。 1,3はエンハンスメント型Pチヤネル
MOSFET、2,4はエンハンスメント型Nチヤ
ネルMOSFET、30はメモリセル、5は電源端
子、8,9はビツトライン、13は情報入力信号
線、17は書込み制御信号線、50は書込み回
路、19,21,23はCMOSインバータ論理
回路、20,22はCMOS反転論理和論理回路
である。なお図中、同一符号は同一又は相当部分
を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 MOSFETにより構成されたメモリセルと、
    該メモリセルへの書込み情報及び読み出し情報を
    伝達するためのビツトラインと、上記メモリセル
    への書き込み動作を制御するための書込み制御信
    号を伝達するための書込み制御信号線と、書込み
    情報を伝達するための情報入力信号線と、この情
    報入力信号線が接続される第1の入力ノードと上
    記書込み制御信号線が接続される第2の入力ノー
    ドと上記ビツトラインに接続される出力ノードと
    を有し、上記第2の入力ノードに上記書込み制御
    信号における書込み動作を示す信号が入力される
    と上記第1の入力ノードに入力された上記書込み
    情報に応じた情報を上記出力ノードを介して上記
    ビツトラインに出力し、上記第2の入力ノードに
    上記書込み制御信号における非書込み動作を示す
    信号が入力されると上記出力ノードを介して上記
    ビツトラインを電源電圧値まで充電する書込み回
    路とを備えたことを特徴とする半導体記憶装置。 2 書込み回路は出力ノードにその出力端が接続
    されたインバータ論理回路を有したことを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の半導体記憶装
    置。 3 書込み回路は、第1及び第2の入力ノードに
    接続され、上記第2の入力ノードに書込み制御信
    号における書込み動作を示す信号が入力されると
    上記第1の入力ノードに入力された上記書込み情
    報に応じた情報を出力し、上記第2の入力ノード
    に書込み制御信号における非書込み動作を示す信
    号が入力されると非書込み動作に応じた信号を出
    力する論理回路と、この論理回路の出力を受け、
    出力ノードにその出力端が接続されたインバータ
    論理回路を有したことを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の半導体記憶装置。
JP58151263A 1983-08-17 1983-08-17 半導体記憶装置 Granted JPS6043296A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58151263A JPS6043296A (ja) 1983-08-17 1983-08-17 半導体記憶装置
US06/638,678 US4638461A (en) 1983-08-17 1984-08-08 Semiconductor memory device
NL8402488A NL8402488A (nl) 1983-08-17 1984-08-13 Halfgeleider geheugenelement.
DE19843430144 DE3430144A1 (de) 1983-08-17 1984-08-16 Halbleiter-speichereinrichtung

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JPS6043296A JPS6043296A (ja) 1985-03-07
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