JPS61139993A - スタテイツク型ram - Google Patents

スタテイツク型ram

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JPS61139993A
JPS61139993A JP59260769A JP26076984A JPS61139993A JP S61139993 A JPS61139993 A JP S61139993A JP 59260769 A JP59260769 A JP 59260769A JP 26076984 A JP26076984 A JP 26076984A JP S61139993 A JPS61139993 A JP S61139993A
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JP
Japan
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complementary data
level
circuit
mosfets
precharging
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JP59260769A
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Hideaki Nakamura
英明 中村
Masaaki Kubodera
久保寺 正明
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Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
Hitachi Microcomputer Engineering Ltd
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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】 〔技術分野〕 この発明は、0MO5(相補型MO3)回路により構成
されたスタティック型RAM (ランダム・アクセス・
メモリ)に関するもので、例えば、相補データ線のイコ
ライゼーシッンを行う機能が付加されたものに利用して
有効な技術に関するものである。
〔背景技術〕
CMOSスタティック型RAMにおけるメモリアレイは
、メモリセルを構成するCMOSスタティック型フリッ
プフロップ回路の入出力端子が伝送ゲー)MOSFET
を介して一対の相補データ線り、i5″″に接続される
(例えば、産報出版fa1977年9月30日発行のr
lcメモリの使い方J新田松雄、大表良−著、頁53参
照)。
同じ相補データ線に対して設けられたメモリセルの読み
出し動作において、反転読み出しを行うとき、言い換え
るならば、あるメモリセルから論理“O″の記憶情報の
読み出しの後に別のメモリセルから論理“1°の記憶情
報の読み出しを行う場合、相補データ線には前の論理“
0°の情報が残ったままであると、そのレベルを変化さ
せるのに比較的長時間を費やすこととなってしまうとい
う開運が生じる。そこで、アドレス信号の変化を検出し
て、相補データ線を短絡して両相補データ線の電位を等
しくするというアドレスクロンクによるイコライズ方式
が行われている(特開昭54−152931号公報)。
本願発明者は、上記イコライズ方式の改善を図ることに
よつて、その低消費電力化と高速動作化を達成すること
を考えた0例えば、第3図に示すようなイコライズ方式
を採用した回路においては、相補データuAD、5”に
おける書込みハイレベルは、カラムスイッチMOS F
 ETのしきい値電圧分だけレベルが低下されることに
よって、約3.5■程度にされる。したがって、MO3
FETQ20によって短絡された相補データij[D、
Dのレベルは、約1.8■程度の低いレベルにされる。
このため、プリチャージMO3FETQ21とQ22に
より、相補データ線り、Dを約3.5■までプリチャー
ジするために電流が消費されるとともに、比較的長い時
間を費やしてしまう。
〔発明の目的〕
この発明の目的は、低消費電力化と高速動作化を図つた
スタティック型RAMを提供することにある。
この発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
この明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
ろう。
〔発明の概要〕
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記の通りである。
すなわち、相補データ線に交差結線されたゲートとドレ
インが結合されたラッチ形態のMOSFETと、書込み
動作のときにこれらのMOS F ETに動作電源電圧
を供給するパワースイッチMO5FETとを設けること
にり、書込み動作時におけるデータ線のハイレベルを電
源電圧のような大きなレベルにしておくことにより、相
補データ線のイコライズ動作での短絡レベルを大きくす
るものである。
(実施例〕 第1図には、この発明の一実施例の回路図が示されてい
る。特に制限されないが、同図のRAMは、公知のCM
O3集積回路技術によって1個のシリコン単結晶のよう
な半導体基板上に形成される。なお、同図において、ソ
ース・ドレイン間に直線が付加されたMOSFETはP
チャンネル型である。
特に制限されないが、集積回路は、単結晶N型シリコン
からなる半導体基板に形成される。PチャンネルMO3
FETは、かかる半導体基板表面に形成されたソース領
域、ドレイン領域及びソース領域とドレイン領域との間
の半導体基板表面に薄い厚さのゲート絶縁膜を介して形
成され桝ポリシリコンからなるようなゲート電極から構
成される。NチャンネルMO3FETは、上記半導体基
板表面に形成されたP型ウェル領域に形成される。  
これによって、半導体基板は、その上に形成された複数
のPチャンネルMOS F ETの共通の基板ゲートを
構成する。P型ウェル領域は、その上に形成されたNチ
ャンネルMO3FETの基体ゲートを構成する。
メモリセルMCは、その1つの具体的回路が代表として
示されており、Nチャンネル型の記憶用MO3FETQ
I、Q2のゲートとドレインは、互いに交差結線される
。特に制限されないが、上記MO5FETQ1.Q2の
ドレインと電源重圧Vccとの間には、情報保持用のポ
リ (多結晶)シリコン層で形成された高抵抗R1,R
2が設けられる。上記MO3FETQI、Q2f7)共
通接続点と相補データ線Do、DOとの間にNチャンネ
ル型伝送ゲートMO3FETQ3、Q4が設けられる。
他のメモリセルMCも相互において同様な回路構成にさ
れている。これらのメモリセルは、マトリックス状に配
置されている。同じ行に配置されたメモリセルの伝送ゲ
ートMO3FETQ3゜Q4等のゲートは、それぞれ例
示的に示された対応するワード1jlWO,Wl等に共
通に接続され、同じ列に配室されたメモリセルの入出力
端子は、それぞれ例示的に示された対応する一対の相補
データ(又はビット)線DO,DO及びDl、DI等に
接続される。
上記メモリセルMCにおいて、それを低消費電力にさせ
るため、その抵抗R1は、MOS F ETQlがオフ
状態にされているときのMO3FETQ2のゲート電圧
をしきい値電圧以上に維持させることができる程度の高
抵抗値にされる。同様に抵抗R2も高抵抗値にされる。
言い換えると、上記抵抗R1は、MO3FETQIのド
レインリーク電流によってMO3FETQ2のゲート容
f(図示しない)に蓄積されている情報電荷が放電させ
られてしまうのを防ぐ程度の電流供給能力を持つように
される。
同図において、ワード線WOは、XアドレスデコーダX
DCRを構成するノア(NOR)ゲート回路G1で形成
された出力信号によって選択される。このことは、他の
ワード1nEW1についても同様である。
上記XアドレスデコーダXDCRば、相互において類似
のノアゲート回路Gl、02等により構゛成される。こ
れらのノアゲート回路G1.02等の入力端子には、複
数ビットからなる外部アドレス信号AX(図示しない適
当な回路装置から出力されたアドレス信号)を受けるX
アビレスバ7ノアXADBで形成された内部相補アドレ
ス信号が所定の組合せにより印加される。
上記メモリアレイにおける一対の相補データ線DO,D
o及びDI、DIは、それぞれデータ線選択のための伝
送ゲートMO3FETQ12.Q13及びQl4.Ql
5から構成されたカラムスイッチ回路を介してコモン相
補データIIcD、CDに接続される。このコモン相補
データ線CD。
CDは、読み出し回路Rへの入力端子と、芒込み回路W
Aの出力端子に接続される。上記読み出し回路RAは、
共通相補データ線CD、CDの読み出し信号を増幅して
、この読み出し信号をデータ出力端子Doutから送出
する。lF込み回路WAは、データ入力端子Dinから
入力される書込みデータ信号を増幅して、上記共通相補
データ線CD、τDに送出する。
上記カラムスイッチ回路を構成するMO3FETQ12
.Ql3及びQl4.Ql5のゲートには、それぞれY
アドレスデコーダYDCHによって形成さた選択信号Y
O,Ylが供給される。このYアドレスデコーダYDC
Rは、相互において類似のノアゲート回i!3G3.0
4等により構成される。これらのノアゲート回路G3,
04等には、複数ピントからなる外部アドレス信号AY
(図示しない適当な回路装置から出力されたアドレスC
8号)を受けるYアドレスバッファY−ADBで形成さ
れた内部相補アドレス信号が所定の組合せにより印加さ
れる。
タイミング制御回路TCは、外部端子WE、C8からの
制御信号を受けて、上記読み出し回路RASiF込み回
路WAの動作制御信号や後述する内部書込み信号71等
を形成する。
上記メモリアレイにおける代表として示された一対の相
補データff1DO,DOと電源電圧Vccとの間には
、Nチャンネル型のプリチャージMO3FETQI O
,Ql 1が設けられる。 (11の代表として示され
た相補データ線ot、’Hxにも同様なMOS F E
Tが設けられる。これらのMO3FETQ10.Qll
のゲートには、後述する°アドレス信号変化検出回路A
TDによって形成されたタイミング信号φpが供給され
る。
アドレスバッファXADBとYADBで形成された内部
アドレス信号aXとayは、アドレス信号変化検出回路
ATDに供給され、ここでアドレス信号の変化検出パル
スφpとφpが形成される。
このアドレス信号変化検出回路ATDの単位回路は、内
部アドレス信号axiと、!!延回路により形成したそ
の遅延信号とを受ける排他的論理和回路により構成され
る。この排他的論理和回路は、アドレス信号axiが変
化した時上記遅延回路の遅延時間に相当−するパルス幅
のアドレス信号変化検出パルスを形成する。他のアドレ
ス信号ax及びayに対しても上記類似の回路が設けら
れる。
これらの排他的論理和回路の検出パルスは、オア(OR
)ゲート回路ORに供給され、その出力端子から上記M
O3FETQI O,Ql 1等に供給されるプリチャ
ージパルスφpが送出される。また、インバータ回路に
よってイコライゼーシヨンMQ”5FETQ5等のゲー
トに供給される反転パルスφpが形成される。他の相補
データ線D1゜Dl等にも同様なイコライゼーシヨンM
O3FETが設けられる。
これによって、アドレス信号AX、AYが変化したタイ
ミングで上記MO3FETQ5がオン状態とされ、前の
動作サイクルにより残っている相補データ線Do、Do
の上述のようなハイレベルとロウレベルとを短絡して両
者を同電位にするとともに所定プリチャージレベルにす
るものである。
この後、ワード線が選択されて1つのメモリセルMCが
選択された時、その記憶情軸に従って、上記相補データ
線DO,DO及びDi、Dl等の電位が決定される。こ
のようにすることによって、メモリセルMCの反転読み
出しを高速にすることができる。
この実施例では、書込み後の続み出し動作におけるプリ
チャージ電流の低減と、高速化を図るため、次の回路が
設けられる。
PチャンネルMOSFETQ6、Q7のゲートとドレイ
ンは、交差結線されることによりラッチ形態にされる。
この交差結線されたゲートとドレインは、相補データ線
Do、Doに結合される。
上記MO3FETQ6.Q7(7)’/−Xと、i!a
ts圧Vccとの間には、内部書込み信号7τを受ける
パワースイッチとしてのPチャンネルMOSFETQ8
、Q9が設けられる。(也の相補データ線DI、、01
等にも上記同様な構成のMOSFETが設けられる。
この実施例における書込み動作後のプリチャージ動作を
第2rJ!Jに示した波形図に従って説明する。
書込み動作によって、選択された相補データ線DO,D
oは、約3.5vのようなハイレベルと、はり回路の接
地電位のようなロウレベルにされる。
このレベルに従うて選択されたメモリセルの一対記憶用
MO5FETは、一方がオフ状態に他方がオフ状態にさ
れる。この時、内部書込み信号マτのロウレベルによっ
てパワースイッチMOSFETQ8、Q9等はオン状態
にされる。したかうて、データff1DQのロウレベl
しを受けるPチャンネルMO5FETQ5はオン状態に
されて、上記オン状態のMO5FETQ8とともに、相
補データ線Doのレベルを電源電圧Vcc(5V)のよ
うな高いレベルにする。なお、上記データ線百)のハイ
レベルによってPチャンネルMO3FETQ7はオフ状
態にされる。
この状態から、アドレス信号が変化して読み出し動作に
移行する時、アドレス信号変化検出パルスTpのロウレ
ベルによって、イコライゼーションMOSFETQ5が
オン状態にされる。−MO3FETQ5のオフ状態によ
って、相補データIIAD0、Doが短絡される。この
場合、相補デ〒り線Do、Doのレベルは、その寄生容
量に蓄積されたものであるので交流的低インピーダンス
であるから、上記MO3FETQ5のオン状態によって
高速に両者の中間レベルである約2.5vにされる。
したがって、プリチャージMO3FETQI O。
Qll等による相補データ線DO,Doのプリチャージ
レベルVcc−Vth(約3.5)までのレベル  ・
差が小さくできるから、プリチャージ電流の低減と高速
化を図ることができる。なお、同図において、点線で示
したのは、前記第3図に示した回路の相補データ線の波
形である。
〔効 果〕
(1)書込みの時に相補データ線のハイレベルを11!
源電圧レベルまで高くしておくことによって、次の読み
出し動作での相補データ線のイコライズによるレベルが
高(できる、これにより、プリチャージレベルとのレベ
ル差が小さくできるから、プリチャージに要する消費電
流の低減を図ることができるという効果が得られる。
(2)上記(11により、相補データ線をプリチャージ
レベルに立ち上げる時間の短縮化を図ることができる。
メモリのアクセスサイクルは、ワーストケースにより決
定されるから、最もレベル変化の大きい上記書込み後の
プリチャージ時間を短くできることによって、メモリ動
作の高速化を図ることができるという効果が得られる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、この発明は上記実施例に議定される
ものではなく、その要旨を泡膜しない範囲でffi々変
更可能であることはいうまでもない0例えば、アドレス
信号変化検出パルスからプリチャージやイコライズ制御
を行うパルス幅にしたパルスを形成するものであワても
よい、また、プリチャージ用のパルスとイコライズ用の
パルスとは、相補的なパルスである必要はなく、それぞ
れの動作タイミングに合わせて形成するものであっても
よい、また、スタティック型RAMを構成するメモリセ
ルは、PチャンネルMO3FETとNチャンネルMO3
FETとを組合せて構成されたスタティック型7971
7071回路を用いるものであってもよい、このように
メモリアレイの構成及びその周辺回路の具体的回路構成
は、種々の実施形態を探ることができるものである。
〔利用分野〕
この発明は、CMOSスタティック型RAMに広く通用
することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の一実施例を示す回路図、第2図は
、相補データ線のイコライズとプリチャージ動作を説明
するための波形図、 $3図は、この発明に先立って考えられた相補データ線
のイコライズ及びプリチャージ回路の一例を示す回路図
である。 XADB・・Xアドレスバッファ、YADB・・Yアド
レスバッファ、XDCR・・Xアドレスデコーダ、YD
CR・・Yアドレスデコーダ、MO・・メモリセル、W
A・・誉込み回路、RA・・読み出し回路、TC・・タ
イミング制御回路、ATD・・アドレス信号変化検出回
路、G1−G4・・ノアゲート回路 第   15!l

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、アドレス信号の変化タイミングを検出するアドレス
    信号変化検出回路と、このアドレス信号変化検出回路に
    より形成された検出パルスによりメモリアレイを構成す
    る一対の相補データ線を短絡するイコライゼーションM
    OSFETQ5と、交差結線されたゲートとドレインが
    上記相補データ線に結合されたラッチ形態のMOSFE
    TQ6、Q7と、書込み動作の時にオン状態にされて上
    記ラッチ形態のMOSFETQ6、Q7のソースに電源
    電圧を供給するパワースイッチMOSFETQ8、Q9
    と、上記検出パルスによりオン状態にされ、そのソース
    が上記相補データ線に結合されたプリチャージMOSF
    ETQ10、Q11とを含むことを特徴とするスタティ
    ック型RAM。 2、上記イコライゼーションMOSFETQ5とラッチ
    形態のMOSFETQ6、Q7及びそのパワースイッチ
    MOSFETQ8、Q9は、PチャンネルMOSFET
    により構成され、上記プリチャージMOSFETQ10
    、Q11は、NチャンネルMOSFETにより構成され
    るものであることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載のスタティック型RAM。
JP59260769A 1984-12-12 1984-12-12 スタテイツク型ram Granted JPS61139993A (ja)

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JP59260769A JPS61139993A (ja) 1984-12-12 1984-12-12 スタテイツク型ram

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JPS61139993A true JPS61139993A (ja) 1986-06-27
JPH0519794B2 JPH0519794B2 (ja) 1993-03-17

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01119982A (ja) * 1987-10-31 1989-05-12 Toshiba Corp スタティック型ランダムアクセスメモリ
JPH02183492A (ja) * 1989-01-09 1990-07-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd メモリ回路

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5613584A (en) * 1979-07-11 1981-02-09 Hitachi Ltd Setting circuit for data line potential
JPS56165982A (en) * 1980-05-22 1981-12-19 Fujitsu Ltd Static type memory circuit

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