JPS5856283A - 半導体記憶装置のワ−ド線放電回路 - Google Patents

半導体記憶装置のワ−ド線放電回路

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JPS5856283A
JPS5856283A JP56152908A JP15290881A JPS5856283A JP S5856283 A JPS5856283 A JP S5856283A JP 56152908 A JP56152908 A JP 56152908A JP 15290881 A JP15290881 A JP 15290881A JP S5856283 A JPS5856283 A JP S5856283A
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Kazuhiro Toyoda
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    • G11INFORMATION STORAGE
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    • 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
    • G11C11/414Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing, timing or power reduction for memory cells of the bipolar type
    • G11C11/415Address circuits

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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
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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】 本発明はパイボーラトランノスタを用いたECL。
I2L形等のスタティック形半導体記憶装置のフード線
放電回路に関する。
一般に、上述のスタディツク形半導体日田、は装置にお
いては、1行のメモリセルが1つのワード線と1つのホ
ールド線との間に接続さ7t、各メモリセルの記憶状態
すなわちフリ、″/″フロツノ状態を保持するだめに、
ワード線からメモリセルを経てホールド線へ、ホールド
(保持)市、流が6M、れている。このようなワード線
の選択はワードドライバによってワード線電位を押」二
げることによって行われており、この局舎、ワードト1
ライパはエミッタホロワであるので、ワード線の非選択
状態から選択状態への変化時間、すなわちワード線の立
上シ時間は短かい。これに対し、ワード線の選択状態か
ら非選択状態への変化時間、すなわちワード線の立下シ
時間はワード線の寄生容量に蓄積された電荷量とホール
ド電流の大きさとに依存する。
これはワードドライバを構成するエミッタホロワが立下
シ時にカットオフするためである。しかしながら、最近
の半導体記憶装置は大容量化および低消費電力化が進み
、ホールド電流の大きさも小さくなっておシ、従って、
ワード線の立下シ時間は長くなる傾向にある。
上述のワード線の立下シ時間を早めるために、選択ワー
ド行に集中的に放電電流を流し、すなわち正規のホール
ド電流に加えて放電電流を流し、且つこの放電電流をあ
る時間持続させる装置が提案されている。(参照:特願
昭54−110720号)。
この装置においては、ワード線電位によってスイッチン
グされるエミッタホロワの第1のトランジスタと、第1
のトランジスタの出力を遅延させる第1の抵抗およびキ
ヤ・ヤシタからなる時定数回路と、この時定数回路の出
力によってスイッチ7グされるスイッチ手段と、スイッ
チ手段を共通のバイアス電流源に接続する第2の抵抗と
を設けている。この場合、スイッチ手段は第2のトラン
ジスタで構成されておシ、第2のトランジスタはホール
ド線と放電用共通電流源との間に接続されておシ、従っ
て、共通1[c流源に対して各ワード行毎に設けられた
第2のトランジスタはカレントスイッチを構成する。す
々わち、あるワード線が非選択状態から選択状態に移行
するときは、第1のトランジスタがオンし、次いで、時
定数回路の抵抗とキャパシタによって決する時定数の陵
に第2のトランジスタがオンして放電用共通箱:流源に
よる電流が正規のホールド11(流に加わる。上記ワー
 ド線が選択状態に移行すると同時に他のワード線d、
選択状態から非選択状態に移行するが、それにより、そ
のワード行の第1のトランジスタがオフし、時定数回路
のキャパシタに蓄積された電荷が第2のトランジスタを
通して放電されるまで、放′ぼ用共通電源による放電電
流は保持される。従って、非(3) 選択状態に移行したワード線の電荷は急激に減少し、ワ
ード線の立下シ時間は短くなる。ワード線の立下り時間
は、後に詳述するように、時定数回路を構成する抵抗R
とキヤ・母シタの容量Cが大きい程短かくなる。
しかしながら、容量Cを大きくするためには、キャパシ
タCの面積を太きくしなければならす、集積度の低下を
招くという問題がある。また、抵抗Rを大きくすること
は、後に詳述するように、第2のトランジスタの動作マ
ージンを減少させるように働く抵抗Rの両端の電圧降下
が大となシ、第2のトランジスタの動作マージンを小さ
くするという問題がある。
本発明の目的は、上述の従来回路における問題にかんが
み、時定数回路の出力によってスイッチングされるスイ
ッチ手段を、ダーリントン接続された2つのトランジス
タで構成するという構想に基づき、スタティック形半導
体記憶装置のワー ド線放電回路において、時定数回路
の抵抗を流れる電流を少なくシ、それにより、スイッチ
手段の動(4) 作マージンを損なうことなく大抵抗の時定数回路を実現
可能にすることにある。
以下、本発明の実施例を添附の図面に基づいて、従来例
と対比しながら説明する。
第1図は従来のスタティック形半導体記憶装置を示すブ
ロック回路図である(特願昭54−110720号参照
)。第1図において、MCはフリツノフロップ型のメモ
リセル、WLはワード線、IILはこれと対をなすホー
ルド線、B 、 Bはビット線対、W Dはワードドラ
イバ、■□はホールド電M、源である。メモリセルMC
はマトリクス状に配設されメモリセルアレイMCAを構
成する。そして、1つのメモリセルMCは、ワードドラ
イバWDの1つとビットドライバBDの1つをオンにし
て選択される。Xo〜Xnは列アドレス信号であシ、選
択状態で高電位“H#となって対応するワードドライバ
WDをオンにする。Yo−Ynは桁アドレス信号であシ
、選択状態で′”H#となって対応するビットドライバ
BDをオンにする。3はワード線放電回路であシ、各ワ
ード線対WL−HLの端部に接続されるn個の終端回路
31〜3nからなる。各終端回路31〜3nの構成は同
一であるので、以下上として終端回路31について説明
する。この回路31はワード線WLにペースが接続され
るエミッタフォロアの第1のトランジスタT11と、該
トランジスタの出力を遅延させる抵抗Rおよびコンデン
サC41か1 らなる時定数回路4と、該時定数回路4の出力をペース
に受はコレクタがホールド線HLにエミッタが共通の定
電流源Δ工□に接続され、時定数回路4の出力でオン(
4通)またはオフ(非導通)にされる第2のトランジス
タT21と、該トランジスタのペースを共通のバイアス
電流源よりsへ接続する抵抗R21とからなる。これら
のトランジスタT21〜T2nは共通電流源ΔIHと共
にカレントスイッチを構成する。
上記構成であれば、ワード線WLが選択から非選択へ、
また逆に非選択から選択へと変った時のワード線電位波
形はトランジスタT11および時定数回路4を通してト
ランジスタT21のペースへ伝達される。■ は時定数
回路4の出力電圧であるが、時定数R11C11によシ
この電圧はワード線電圧■7よシ立上シ立下ジ共に遅く
なる。第2図にこの電圧vwxとワード線電位■アとの
関係を示す。同図はVWを選択時vwsおよび非選択時
vwNに分けて示し、また■wxを選択時■wX8およ
び非選択時vWxNに分けて示したものであるが、■□
 ・■wNのクロス4?インドCP1と%x8・vWx
NのクロスポイントCP2との間には011R11に応
じた遅延時間Δtが生ずる。このΔtはC11”’ i
 l)F I R11−=R21−5]<0トすれば約
5 n5ecであるが、これらの定数を変えることで任
意に設定できる。カレントスイッチヲ構成するトランジ
スタT21〜T2nの切換時点は、ワード線電位■1の
クロスポイン)CP、がらΔtだけ遅れるので、電流Δ
IIiの切換わりもその分遅くなり、選択から非選択に
移った後しばらくΔ■□は流れており、また逆に非選択
から選択へ移ってもしばらくはΔ■□は流れない。
従って、この回路によれば、選択、非選択ワード線電位
のクロスポイント以後もしばらくは電流Δ■11が流れ
るので、非選択ワード線の立下シは早くなる。
なお、この電流Δ稲を流すのは、ワード線WL。
ホールド線HL1およびメモリセルMCに含まれる漂遊
容量に充電されていた電荷を急速に放電させて電位低下
を促進さぜようとするものである。
この電位低下の究極の対象は勿論メモリセルであって、
ワード線等ではない(非選択メモリセルは出力電位を速
やかに下げないとその読出しトランジスタからはまだ電
流が流出していることになり、選択メモリセルのそれか
らの電流と重なってしまうので、読出しは前記流出が止
ってからとなシ、結局読出し所要時間は犬になる)。唯
メモリセルの出力電位を下げようとしてもそれはワード
線等を介して行なわざるを得す、またワード線WLの電
位を下げてもメモリセル内に含まれる容量により出力電
位は直ちには下ら々いので、ホールド線に付加電流ΔI
H(この電流は従って強制放電電流とでもいうべきもの
である)を流し、低電位(Lレベル)へ引張るというこ
とである。
第1図に示した従来回路において、選択ワード線電位v
w、と非選択ワード線電位VwNとのクロスポイントC
P1と、選択ワード線に接続された時定数回路の出力電
圧vwxBと非選択ワード線に接続された時定数回路の
出力電圧vwxNとのクロスポイントCP2との間の遅
延時間Δtは、ある程度長くないと選択から非選択に移
ったワード線電位を急速に低下することができない。」
二記遅延時間Δtを大きくするためには、時定数回路4
を構成するWIiCll・・・C1nまだは抵抗R1j
 ”’ Rlnを大きくする必要がある。すなわち、容
1tc1.および抵抗R11について考察すると、ワー
ド線WLがTIレベルの間ハトラン・ゾスタT11がオ
ンであり、l−ジン・ゾスクT21のペース電圧■wx
は容量C11により一定電圧にフランジされている。ワ
ード線WLがI−IレベルからLレベルに立下ると、容
+tC++に蓄積されていた電荷がトランジスタT21
を通して放電されてしまうまでトランジスタT21がオ
ンとなってΔ■11を流し続ける。従って容fic11
が大きい程、ワード線電位の立下υ後にΔIHが流れて
いる時間は長い。一方、ワード線WLがLレベルから■
(レベルに立上る場合は、ワード線WLの立上pに応じ
てトランジスタT11はオンになシ、時定数回l118
4の時定数C11R11だけ遅れてトランジスタT21
のペースニ”wx ノHl、’ ベルが印加され、トラ
ンジスタT21がオンになることによってΔ稲が流れる
。従って、抵抗R11が大きい程、ワード線電位の立上
りからΔ工□が流れ始めるまでの時間は長くなる。
しかしながら、容量C41を大きくするためにl′:1
その面積を太きくしなければならず、集積度の低下を招
くという問題がある。また、抵抗R11を大きくするこ
とは、以下に述べる理由にょシ製造上の歩留低下につな
がる。すなわち、放電電流切換トランジスタT21のペ
ースに印加される、時定蚊回路4の出力電圧■wxの高
電位()iレベル)と低’に位(Lレベル)の差をΔv
1 トランジスタT21のペース電流を18、電流増幅
率をhl、P3、ワード線WLのHレベルとLレベルの
差をΔVとすると、となる。この値Δ■はトランクスタ
T211.T2nヲ切換えるだめに必要なレベル差であ
る。たとえば、ワード列がn個の場合であって選択ワー
ド線に99%の放電電流ΔIHを流すときには、ΔvX
の最小値は、 ただし、kT/q = 2 (i mVであシ、従って
、n=64のときにはΔV  m1nE230 mVで
ある。
電流増幅率hFEは製造二「捏上ばらつきがあり、hF
EQ値が小さいと上式(1)からIllが大きくなシ、
Δ■ゆは小さくなることがある。さらにその上に、抵抗
Rを大きくすると、」二連の式からΔv ilニーまず
壕す小さくなシ、ΔVxminに対してマージンが小さ
くなることになる。
第3図は本発明の一実施例によるスタティック半導体記
憶装置を示す!ロック回路図であシ、図において、第1
図と同一部分には同一参照符号を付しである。第3図に
おいて、第1図と異なると(11) ころは、第1図における放電電流切換トランジスタT2
1に代えて、ダーリントン接続された2つのnpn )
ランジスタQ1+’Q21を設けたことである。
他の放電電流切換スイッチT2nも同様にダーリントン
接続された2つのトランジスタQin ” 2nで置き
換えられている。トランジスタQ11のペースは時定数
回路4の出力に接続されトランジスタQ21のコレクタ
はホールド線HLに、エミッタは共通電流源Δ工□に接
続されている。トランジスタQ21のペース・エミッタ
間には発振防止用の抵抗R31が接続されている。他の
ダーリントン接続トランジスタの周辺の接続関係も上記
と同様々ので、説明を省略する。
ダーリントン接続されたトランジスタの全体としての電
流増幅率h;1は、トランジスタQ1.。
Q1□の電流増幅率をそれぞれ、hFKl、hF]i1
2とすると、周知の如く、 hy’g=(h、。+ +1 ) (h、I12+t 
)−1となシ、非常に大きな値となる。第1図の場合と
同様に■wxのHレベルとLレベルの差Δv、!′は(
12) と表わされるが、hF’lDが充分太きいため、トラン
ジスタQ11のペース電流工、は少なくてすみ、従って
、抵抗R11を大きくしてもΔ籾が小さくなることはな
い。
以上の説明から明らかなように、本発明によればスタテ
ィック形半導体記憶装置のワード線放電回路において、
時定数回路の出力によってスイッチングされるスイッチ
手段を、ダーリントン接続された2つのトランジスタで
構成したことにより、時定数回路の抵抗を流れる電流が
少なくなったので、上記スイッチ手段の動作マージンを
損なうことなく、時定数回路の11(抗を大きくして、
非選択状態に移行したワード線の電位の立下シを早くす
ることができる。
尚、実施例ではバイアス電流源IBBを各終端回路31
〜3nで共通にしたが、各終端回路に個々にバイアス電
流源を設けてその電流値を制御するようにすれば抵抗R
21〜R2nは省略できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のスタテイ、り形半導体記憶装置を示すブ
ロック回路図、第2図は第1図の回路図の各部電圧波形
図、第3図は本発明の一実施例によるスタティック形半
導体記憶装置を示すブロック図である。 図中、WLはワード線、1−ILはホールド線、MCは
メモリセル、IHはホールド電流源、3はワード線放電
回路、31〜3nは終端回路、Ti+〜T1nは第1の
トランジスタ、T21〜T2nは第2のトランジスタ、
R11〜R1nおよびC11〜C4nは時定数回路4を
構成する抵抗およびコンデンサ、■B8ハバイアス電流
源、Qll、Q211・”Qin”2nはダーリントン
接続されたトランジスタである。 (15) 第1図 第2図 V+

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 ワード線とホール1夕線の間に接続された複数の
    メモリセル、該ワード線の電位変化を検出する第1のi
    ・ランノスタ、該第1のトランノスタの出力を一定時間
    遅延させる時定数回路、および、該時定数回路の出力で
    スイッチングされる手段を各ワード線毎に具備し、該ス
    イッチ手段の各々を各ホールド線と、放電用共通電流源
    との間に介在させて玉流スイッチを構成したスタティッ
    ク型半導体記憶装置において、該スイッチ手段の各々は
    、該時定数回路の出力に接続された第2のトランジスタ
    と、該第2のトランジスタにダーリントン接続されてお
    シ、該各ホールド線と該放電用共通電流源との間に挿入
    された第3のトランジスタとを具備することを特徴とす
    る半導体記憶装置のフード線放電回路。 2 該第2および第3のトランジスタはnpn トラン
    ジスタからなシ、該時定数回路の出力が該第2のトラン
    ジスタのペースに、該第3のトランノスタのコレクタお
    よびエミッタがそれぞれ各ホールド線および該放電用共
    通電流源に、それぞれ接続されてなることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載のフード線放電回路。
JP56152908A 1981-09-29 1981-09-29 半導体記憶装置のワ−ド線放電回路 Granted JPS5856283A (ja)

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