JPH07101556B2 - メモリバスのプリチャージ回路 - Google Patents

メモリバスのプリチャージ回路

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JPH07101556B2
JPH07101556B2 JP2418286A JP41828690A JPH07101556B2 JP H07101556 B2 JPH07101556 B2 JP H07101556B2 JP 2418286 A JP2418286 A JP 2418286A JP 41828690 A JP41828690 A JP 41828690A JP H07101556 B2 JPH07101556 B2 JP H07101556B2
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    • G11C7/1048Data bus control circuits, e.g. precharging, presetting, equalising

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  • Dram (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は統合メモリバスのプリチ
ャージ回路、特にバイポーラトランジスタと電界効果ト
ランジスタとを使用するプリチャージ回路に関する。
【0002】
【従来の技術】メモリセル内の読取り及び書込みは、一
般に、1つのクロック信号中の読取り及び書込みフェー
ズ中に少なくとも1つのバスを使用して実施される。現
在では、書込みフェーズ及び/又は読取りフェーズの前
にバスのプリチャージフェーズが実施されるのが通例で
ある。プリチャージフェーズはクロック信号中に組み込
まれている。以下便宜上1つのバスについて考慮する。
プリチャージの目的は、バスを、通常は供給電位Vcc
に等しい所定の電位に設定することである。書込み及び
読取りは、メモリセルに書込まれるべき若しくはセルか
ら読取られるべき信号の2進状態に応じて、所定のバス
電圧を維持するか又はバスを放電することにより行われ
る。バスの容量値が小さいときには、プリチャージは通
常少なくとも1つの電界効果トランジスタにより行われ
る。
【0003】しかしながら、比較的高い、例えば1pF
より高い容量値を有するバスを急速にプリチャージさせ
るには、バイポーラトランジスタを使用せねばならな
い。このトランジスタのコレクタは高い供給電位Vcc
に接続され、エミッタはバスに接続されている。このト
ランジスタのベースは、そのゲートでクロック信号を受
け取る相補型の2つのMOSトランジスタの各ドレイン
−ソース導線を介してVcc及びアースに接続されてい
る。プリチャージフェーズ以外では、アースに接続され
たMOSトランジスタはバイポーラトランジスタのベー
スの放電を行うために導通する。プリチャージフェーズ
ではこのトランジスタを遮断させ、且つ他方のMOSト
ランジスタを導通させる。この他方のMOSトランジス
タは、バイポーラトランジスタを導通させるために供給
電位Vccからの電流経路を形成する。クロック信号の
プリチャージフェーズが終了すると、この電流経路が遮
断され且つ接地側のMOSトランジスタが導通状態とな
ってバイポーラトランジスタのベースを放電させる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記プリチャージ回路
は幾つかの欠点を有する。この回路によるバスのプリチ
ャージは、プリチャージ電圧がバイポーラトランジスタ
を遮断するか又は僅かに導通させるのに十分な供給電圧
Vccに近付くと、通常停止される。このような状況で
は、プリチャージ時間は主にバスの容量、及びバイポー
ラトランジスタのベースに給電するためのクロック信号
により駆動されるMOSトランジスタのコンダクタンス
に依存する。電界効果トランジスタが製造条件に応じて
広い範囲の電流及び電圧特性を有することは周知であ
る。その結果、従来のプリチャージ回路においては、バ
イポーラトランジスタのベースの電流経路を導通させる
電界効果トランジスタの特性が広範囲であるため、プリ
チャージ電圧を調整するためにクロック信号の長さによ
って電圧制御することは有効とはなり得ない。
【0005】本発明の目的は、充電時間が短く且つ充電
電位を正確に設定することのできるプリチャージ回路を
提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、メモリ
バスと共に用いられるプリチャージ回路であって、クロ
ック信号(φ)によって駆動されるバイポーラトランジ
スタ(Q)を備えており、該バイポーラトランジスタの
ベース(B)が、前記メモリバス(11)に接続されて
いる入力を有するしきい値増幅器(12)の出力にそれ
ぞれ接続されたゲートを有する相補型の第1及び第2の
電界効果トランジスタ(P2,N2)のドレイン−ソー
ス経路を介して第1及び第2の給電電位にそれぞれ接続
されており、前記バイポーラトランジスタ(Q)のコレ
クタ−エミッタ経路が前記メモリバスと前記第1の給電
電位(Vcc)との間に接続されており、前記クロック
信号(φ)が、前記第1の給電電位(Vcc)と前記バ
イポーラトランジスタ(Q)のベース(B)との間で前
記第1の電界効果トランジスタ(P2)に直列に接続さ
れているドレイン−ソース経路を有する第3の電界効果
トランジスタ(P1)を活動化することを特徴とするメ
モリバスのプリチャージ回路が提供される。
【0007】
【実施例】添付図面に基づく以下の詳細な説明により、
本発明が更によく理解されよう。
【0008】図1において、メモリバス11のプリチャ
ージ回路10はクロック信号φにより駆動されるバイポ
ーラトランジスタQを含んでいる。プリチャージ回路1
0はBiCMOS技術を使用している。n−MOSトラ
ンジスタはNで、p−MOSトランジスタはPで表す。
プリチャージ回路10において、バイポーラトランジス
タQのエミッタは点Aでバス11に接続され、コレクタ
は供給電位Vccに接続されている。バイポーラトラン
ジスタのベースはプリチャージ回路10の点Bを構成し
ている。クロック信号φが2つのトランジスタN1,P
1のゲートに与えられる。トランジスタP1のドレイン
は供給電位Vccに接続され、ソースはトランジスタP
2を介して点Bに接続されている。トランジスタN1の
ソースはアースに、ドレインは点Bに接続されている。
【0009】本発明のバイポーラトランジスタQのベー
スBは、バス11に接続された閾値増幅器12の出力C
に接続されているゲートを有する2つのトランジスタP
2,N2を介して、供給電位Vccとアースとにそれぞ
れ接続されている。換言すれば、トランジスタP1,P
2のドレイン−ソース導線は、バイポーラトランジスタ
QのベースBと供給電位Vccとの間に直列接続されて
おり、トランジスタN1,N2のドレイン−ソース導線
はバイポーラトランジスタQのベースBとアースとの間
に並列接続されている。閾値増幅器12は2つのインバ
ータ12a,12bを含んでいる。インバータ12aの
入力はバスHの点Aに接続され且つ閾値Taを有する。
インバータ12bの入力はインバータ12aの出力に接
続され且つ閾値Tbを有する。
【0010】プリチャージ回路10は更に、供給電位V
ccとアースとの間に直列接続されているドレイン−ソ
ース導線を有する4つのトランジスタN3,P3,N
4,P4を含んでいる。トランジスタP3のソースは供
給電位Vccに接続されており、ゲートはクロック信号
φを受け取る。トランジスタN3のソースはアースに接
続されており、ゲートは相補のクロック信号φ*を受け
取る。トランジスタP4,N4のドレインはバス11の
点Aに結合されている。これらのトランジスタのゲート
は共通であり且つ同様にバス11の点Aに結合されてい
る。その結果、トランジスタN4,P4はダイオードを
構成している。これらのトランジスタの電流/電圧特性
曲線は、それぞれ0ボルト,Vccを原点とする共通の
横座標(電圧)に関する。これら2つのダイオードにつ
いての2つの特性曲線は、横座標が点Aの電圧を決定す
る点で交差している。トランジスタN4,P4相互の寸
法は、バス11の所望のプリチャージ電位Vpを点Aに
与えるように決定される。トランジスタN4,P4はこ
のようにして分極回路13を形成している。
【0011】クロック信号φ,φ*及びプリチャージ回
路10の点A,B,Cでの信号の波形を例示する図2の
タイムチャートを参照して、プリチャージ回路10の機
能を以下説明する。例示する実施例では、クロック信号
φはプリチャージフェーズφ1と実行フェーズ(読取り
又は書込みフェーズ)φ2とを含んでいる。プリチャー
ジフェーズφ1はt1の時点で開始する。t1の時点の
前では、クロック信号φは論理状態1にある。論理状態
1は+5ボルトの供給電位Vccに相当すると考えられ
る。従って、プリチャージ回路10にクロック信号φを
与えると、トランジスタP1,P3が遮断され且つトラ
ンジスタN1が導通状態となる。トランジスタP1を遮
断することにより、バイポーラトランジスタQの導通が
妨げられる。トランジスタN1が導通状態にあれば、バ
イポーラトランジスタQのベースに蓄積された電荷がア
ースに放電される。従って、点Bの電位は0ボルトであ
る。初期状態でのバス11の点Aでの電位は0ボルトで
あるとも考えられる。この電位は増幅器12により点C
に伝達され、その結果トランジスタN2が遮断されて、
トランジスタP2が導通状態となる。しかしながらトラ
ンジスタP2は、P1が遮断されるために、電流を通す
ことができない。
【0012】t1の時点では、クロック信号φは、プリ
チャージフェーズφ1に相当する0の論理状態にある。
t1の時点でプリチャージ回路10にクロック信号φを
与えると、トランジスタP1,P3が導通状態となり且
つトランジスタN1が遮断状態となる。トランジスタP
1,P2を導通させ且つトランジスタN1,N2を遮断
させることにより、バイポーラトランジスタQのベース
内に実質的な電流を流し込むことができる。バイポーラ
トランジスタQのコンダクタンスが高いと、バス11の
点Aの電位が急速に高くなる。バス11の所望のプリチ
ャージ電圧Vpは2.5ボルトに等しいと考えられる。
このような状況では、増幅器12のインバータ12aの
閾値Taに、Vpより僅かに小さい値、例えば2.3ボ
ルトを与えるのが有利である。インバータ12bの閾値
Tbは閾値Taより高く、好ましくはVpに等しい。こ
のような状況では、点Cは0ボルトのままである。更に
はt1の時点では、トランジスタP3,N3は導通状態
となる。従って、トランジスタP3,P4内を流れる電
流はこのようにしてバス11を充電させる。
【0013】しかしながら、これらのトランジスタを通
じてのバスへの充電は、トランジスタQを通じての充電
より実質的にゆっくりと行われる。t2の時点で、点A
の電位は閾値Taの2.3ボルトに達する。この値で
は、インバータ12aの出力は′0′の状態に戻る。従
って、点Cの電位は+5ボルトに変わり、その結果トラ
ンジスタP2は遮断されて、トランジスタN2が導通状
態となる。従って、バイポーラトランジスタQの導通状
態はt2の時点で突然遮断される。分極回路13はバス
11をゆっくりと充電し続ける。ダイオードとして設け
られたトランジスタN4,P4の寸法は、点Aの電圧が
所望のプリチャージ電圧2.5ボルトで安定化されるよ
うに決定される。バイポーラトランジスタQの導通状態
を突然停止させ得る寄生発振も分極回路13により妨げ
られる。従って点Aの電位は、t2の時点の直後からt
3の時点でプリチャージフェーズが終了するまで、所望
のプリチャージ電圧Vpで安定化される。このt3の時
点で、クロック信号φの論理状態1に相当する読取り又
は書込みフェーズφ2が開始される。このような状況で
は、トランジスタP1,P3,N3は遮断されて、書込
み又は読取りフェーズ中に、バス11に対応する論理状
態に応じてバス11の電荷維持又は放電が実施され得
る。
【0014】時点t2とt3との間でトランジスタN2
を導通させると、バイポーラトランジスタQの遮断時中
にこのバイポーラトランジスタQのベースから放電させ
ることができることに留意すべきである。従って、トラ
ンジスタN1はなくてもよい。このトランジスタが存在
するのは、単にプリチャージフェーズφ1以外で静電気
を放電させるためであり得る。更には、分極回路13
が、分圧器N4,P4からなる前述したものとは異なる
形態を有し得ることは明白である。
【0015】トランジスタN2,P2のゲートが増幅器
12の出力Cに接続されていることも重要である。例え
ばトランジスタN2のゲートが点Aに接続されると、t
1の時点から点Aでの電位が次第に高くなり始め、トラ
ンジスタN2の導通性がますます高くなる。従って、ト
ランジスタP1,P2内を通る電流の割合が増すと、ア
ースの方に向けられ、その結果トランジスタQの導通が
ますます小さくなる。その結果、プリチャージ時間t2
−t1が遥かに長くなる。この時間を短縮するには、他
の複雑な回路が必要である。本発明のプリチャージ装置
は、非常に単純であり、また非常に短いプリチャージ時
間が得られるという利点を提供する。
【0016】4つのトランジスタN3,P3,N4,P
4の存在が必要ないことに留意すべきである。これらの
トランジスタがなければ、閾値Taは所望のプリチャー
ジ電圧Vpに調整され得る。付加的なこれら4つのトラ
ンジスタは、プリチャージ回路10の良好な機能安定性
及びプリチャージ電圧Vpを確保するという利点を提供
する。
【0017】本発明によれば、バイポーラトランジスタ
のベースには、バスが所定の電圧に達するまで、バスの
電位に係わりなく一定の電圧が印加されるので充電時間
が短縮され、且つバスの電位を所定の電位と比較するし
きい値増幅回路を使用するので、バスのプリチャージ電
圧を正確に設定することができる。
【0018】当業者はクレームに記載した如き本発明の
範囲を逸脱することなく、他の変形例を実現することが
できる。従って、以上の説明は、クレームに記載した事
項を除いて、本発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のプリチャージ回路の概略図である。
【図2】図1に示すプリチャージ回路の機能を示す種々
の波形を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
10 プリチャージ回路 11 メモリバス 12 閾値増幅器 12a,12b インバータ 13 分極回路 N1,N2,N3,N4,P1,P2,P3,P4 M
OSトランジスタ Q バイポーラトランジスタ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 メモリバスと共に用いられるプリチャー
    ジ回路であって、クロック信号(φ)によって駆動され
    るバイポーラトランジスタ(Q)を備えており、該バイ
    ポーラトランジスタのベース(B)が、前記メモリバス
    (11)に接続されている入力を有するしきい値増幅器
    (12)の出力にそれぞれ接続されたゲートを有する相
    補型の第1及び第2の電界効果トランジスタ(P2,N
    2)のドレイン−ソース経路を介して第1及び第2の給
    電電位にそれぞれ接続されており、前記バイポーラトラ
    ンジスタ(Q)のコレクターエミッタ経路が前記メモリ
    バスと前記第1の給電電位(Vcc)との間に接続され
    ており、前記クロック信号(φ)が、前記第1の給電電
    位(Vcc)と前記バイポーラトランジスタ(Q)のベ
    ース(B)との間で前記第1の電界効果トランジスタ
    (P2)に直列に接続されているドレイン−ソース経路
    を有する第3の電界効果トランジスタ(P1)を活動化
    することを特徴とするメモリバスのプリチャージ回路。
  2. 【請求項2】 前記しきい値増幅器(12)が前記メモ
    リバス(11)の所望のプリチャージ電圧(Vp)より
    僅かに小さい値(Ta)を有することを特徴とする請求
    項1に記載のプリチャージ回路。
  3. 【請求項3】 前記クロック信号(φ)が、前記バイポ
    ーラトランジスタ(Q)のベース(B)と前記第2の給
    電電位との間に接続されたドレイン−ソース経路を有す
    る第4の電界効果トランジスタ(N1)を活動化し、こ
    れにより、該第4の電界効果トランジスタのドレイン−
    ソース経路が前記第2の電界効果トランジスタのドレイ
    ン−ソース経路と並列接続されることを特徴とする請求
    項1または2に記載のプリチャージ回路。
  4. 【請求項4】 前記バス(11)が、前記クロック信号
    (φ)により制御され且つ該バスの所望のプリチャージ
    電圧(Vp)に調整されている分極回路(13)に接続
    されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか
    一項に記載の回路。
  5. 【請求項5】 前記分極回路(13)が、前記バス(1
    1)の所望のプリチャージ電圧(Vp)に調整された分
    極電圧を供給する分圧器(N4,P4)を含んでいるこ
    とを特徴とする請求項4に記載の回路。
  6. 【請求項6】 前記分極回路(13)がダイオードとし
    て接続された相補型の2つの電界効果トランジスタ(N
    4,P4)を含んでおり、該トランジスタ寸法が、前記
    分極電圧を前記バスの所望のプリチャージ電圧(Vp)
    に調整するように相互に選択されることを特徴とする請
    求項4に記載の回路。
  7. 【請求項7】 前記分極回路(13)のダイオードとし
    て接続された前記2つのトランジスタ(N4,P4)
    が、クロック信号(φ)の直接形態及び相補形態により
    それぞれ制御された相補型の2つの電界効果トランジス
    タ(N3,P3)と共に、前記2つの供給電位間に直列
    に接続されていることを特徴とする請求項6に記載の回
    路。
JP2418286A 1989-12-21 1990-12-21 メモリバスのプリチャージ回路 Expired - Fee Related JPH07101556B2 (ja)

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JPH04212783A JPH04212783A (ja) 1992-08-04
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EP (1) EP0434495B1 (ja)
JP (1) JPH07101556B2 (ja)
DE (1) DE69021704T2 (ja)
ES (1) ES2078328T3 (ja)
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