JPS62141696A - バイポーラramセル - Google Patents

バイポーラramセル

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JPS62141696A
JPS62141696A JP61299771A JP29977186A JPS62141696A JP S62141696 A JPS62141696 A JP S62141696A JP 61299771 A JP61299771 A JP 61299771A JP 29977186 A JP29977186 A JP 29977186A JP S62141696 A JPS62141696 A JP S62141696A
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transistors
transistor
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emitter
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マーク・エス・ビリテラ
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Static Random-Access Memory (AREA)

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】 発明の分野 本発明は、一般的にはメモリセルに関し、特に、小さい
読出しタイム及び書込みタイム(時間)、及びスタンバ
イモードと読出しモードの間で大きい電流差を持つバイ
ポーラ・メモリセルに関する。
発明の背景 メモリセルは、情報が低電流スタンバイ・モードにて記
憶され、高電流モードでは書込み、及び読出される回路
である。この電流差はダイナミック・レンジと呼ばれる
。所定数のセルが、多数の上側及び下側ワード・ライン
各々の間の行に置かれ、他の所定数のセルが、多数のビ
ット・ラインの間の列に置かれる。換言すれば、各セル
はワード・ライン及びビット・ラインの組合せに一意的
に接続される。
典型的には、上側ワード・ラインに増加電圧が加えられ
ると、その行のセルは選択される。その行の特定セルは
、ビット・ラインに接続されるセンス・アンプにより読
出される。第1読出し電流は、一方のビット・ラインを
介しセンス・アンプに直接に流れる。他のビット・ライ
ンを通る第2読出し電流は、メモリセルの片側を通り上
側ワード・ラインに流れる。セルが書込まれるときには
、第1読出し電流はセルを通り方向ずけられ(dire
cted)、第2読出し電流゛はセンス・アンプに指向
される。
アクセス・タイムは、選択行のセルの上側ワード・ライ
ンの電圧を上昇するのに要する時間に関連する。書込み
信号が適当なビット・ラインに電流を流し、セルに書込
むまえに、これが実行されなければならない。アレー中
の多くのセルでメモリは製造されているので、大電流、
即ち、高電力消費が非選択行を低電位に維持するために
必要であり、さもなくば、大負荷抵抗、即ち、低アクセ
ス・タイムが必要である。
ある一般的なメモリセルは、ラッチとして動作するマル
チエミッタNPN l−ランジスタの交さ結合対を含む
。各マルチエミッタNPNトランジスタは、第1エミツ
タを下側ワード・ラインに接続させ、第2エミツタを第
1及び第2ビット・ラインにそれぞれ接続させる。各ト
ランジスタのコレクタは、第1及び第2抵抗負荷により
それぞれ上側ワード・ラインに接続される。この抵抗負
荷は、例えば、並列に配置した抵抗とショットキー・ダ
イオードよりなる。このショットキークランプド抵抗負
荷構成は、低電流スタンバイ・モード及びため使用され
る。セル差電圧はスタジバイの間は350 ミリボルト
に典型的に設計され、十分な雑音免疫性を与える。この
差電圧は、約30キロオームの大きな抵抗で得られるの
が普通である。しかし、この受動負荷は、スタンバイ・
モードで比較的高電流を必要とする。さらに、このセル
のトランジスタは飽和され、セルに大電荷を蓄積する結
果となる。
他の一般的メモリセルは、逆モードで動作するNPN 
)ランジスタの交さ結合対をふくむ。各トランジスタの
エミッタは下側ワード・ラインに接続され、コレクタは
相互のベースと第1及び第2PNP負荷トランジスタの
コレクタにそれぞれ接続される。第1及び第2センス・
トランジスタは、それぞれのベースを交さ結合対のそれ
ぞれのベースに接続させ、それぞれのコレクタを第1及
び第2PNP負荷トランジスタのコレクタに接続させ、
それぞれのエミッタを第1及び第2ビット・ラインにそ
れぞれ接続させる。PNP負荷トランジスタのエミッタ
及びベースは、上側ワード・ライン及び下側ワード・ラ
インにそれぞれ接続される。
このセルに存在する問題は、それぞれのマルチエミッタ
・トランジスタ及び負荷トランジスタが“オン”状態で
は飽和するので、メモリセルの中に大電荷を蓄積するで
あろう。これは、書込み電流に対しセルをゆっくり応動
させる。
典型的にSCRと呼ばれる他の既知のセルは、交さ結合
の第1及び第2マルチエミツタNPN トランジスタを
含み、各トランジスタは第1エミツタを下側ワード・ラ
インへ接続させ、第2エミッ夕を第1及び第2ビット・
ラインへそれぞれ接続させる。第1交さ結合マルチエミ
ッタNPN )ランジスタのコレクタは、第2交さ結合
マルチエミッタNPN)ランジスタのベースに接続され
、また第1及び第2PNP負荷トランジスタのベース及
びコレクタにそれぞれ接続される。第2交さ結合マルチ
エミッタNPN)ランジスタのコレクタは、第1交さ結
合マルチエミッタNPN )ランジスタのベースに接続
され、また、第2及び第1PNP負荷トランジスタのベ
ース及びコレクタにそれぞれ接続される。PNP負荷ト
ランジスタのエミッタは上側ワード・ラインに接続され
る。このセルに存在する問題は前に説明したセルと同様
に。
各マルチエミッタ・トランジスタ及び負荷トランジスタ
が“オン”状態で飽和するので、大電荷を蓄積する結果
となるであろう。これは、書込み電流に対しセルをゆつ
(り応動させる。
他の一般的メモリセルは、逆モードで動作する交さ結合
第1及び第2NPN )ランジスタを含む。
各トランジスタのエミッタは下側ワード・ラインに接続
され、コレクタは他のトランジスタのベースと接続され
、かつ第1及び第2PNP@荷トランジスタのコレクタ
にそれぞれ接続される。第3及び第4NPN)ランジス
タは、各々、それぞれのエミッタを第1及び第2ビット
・ラインにそれぞれ接続させ、ベースを第1及び第2N
PNl−ランジスタのベースにそれぞれ接続させ、コレ
クタを互いに接続させ、また、第1及び第2PNP負荷
トランジスタのベースに接続させる。PNP負荷トラン
ジスタのエミッタは、上側ワード・ラインに接続される
。このセルに存在する問題は、第3または第4NPN)
ランジスタのいづれかのエミッタに加えられる書込み電
流が、第1または第2NPN)ランジスタのベース電流
にそれぞれ加えられることである。このベース電流はP
NPトランジスタにより8倍され、ターンオフしようと
する第3または第48PN)ランジスタに、それぞれ電
流を供給する。これはSCR状態を発生し、そのセルは
書込めない。
以上の既知のメモリセルは、すべである特性を持ち、こ
れが他のものに対し長所を与える。しかしながら、既知
のメモリセルは全部、大書込み/続出し電流が、抵抗負
荷(resistor 1oaded )セルのクラン
ピング・ダイオード及びPNP負荷セルのインジェクタ
に流れることにより発生する基本的な電荷蓄積問題を持
っている。この電荷蓄積がセルにたいし長い書込みパル
ス幅及び長い書込み回復時間となる。
それ故に、大ビット・ライン電流が交さ結合対及び負荷
デバイスを流れない小さい読出し及び書込み時間と大電
流ダイナミック・レンジを有するメモリセルが要求され
る。
発明の要約 したがって本発明の目的は、改良されたメモリセルを提
供することである。
本発明の他の目的は、速い書込みタイム(時間)を持つ
改良されたメモリセルを提供することである。
本発明のさらに他の目的は、速い読出しタイムを持つ改
良されたメモリセルを提供することである。
本発明の目的さらに他の目的は、大きいダイナミック・
レンジを持つ改良されたメモリセルを提供することであ
る。
以上の目的及び他の本発明の目的を1形式にて実行する
場合、逆モードで動作される交さ結合NPN)ランジス
タ対を含み、そのエミッタが下側ワード・ラインに接続
され、コレクタが第1及び第2負荷により上側ワード・
ラインにそれぞれ接続される改良されたメモリ回路が提
供される。第1及び第2NPNトランジスタは各々、ベ
ースを交さ結合トランジスタの一つのベースに接続させ
、エミッタを第1及び第2ビット・ラインにそれぞれ接
続させ、コレクタを電源電圧を受けるように接続させる
本発明の以上及び他の目的、特徴、及び、長所は、添付
図面に関連して行われる以下の詳細説明により、よりよ
く理解されるであろう。
発明の概要 減少した読出し及び書込みタイム(時間)を持ち、また
スタンバイ・モードと読出しモードの間に大電流を持つ
メモリセルが提供される。交さ結合NPN )ランジス
タロは、それらのエミッタを下側ワード・ラインに接続
させ、コレクタを上側ワード・ラインにそれぞれ第1及
び第2負荷を介し接続させる。第1及び第2NPNセン
ス・トランジスタは、各々、ベースを交さ結合トランジ
スタの一方のベースに接続させ、エミッタを第1及び第
2ビット・ラインにそれぞれ接続させ、またコレクタを
電源電圧を受けるように接続させる。
発明の詳細説明 第1図を参照するに、本発明によるメモリセルが図示さ
れ、これはモノリシック集積回路形で製造されるのに適
すると同時に、個別部品(素子)としても製造可能であ
る。事実、多くのメモリセルは、点線で表わされる以下
に説明される方法で接続される。NPN I−ランジス
タl及び2は、逆モードに動作し、そのエミッタを下側
ワード・ライン3及び電流源PNP )ランジスタ4及
び5のベースに接続させる。
トランジスタl及び2は逆モードに接続されるように図
面に説明されているが、即ち、そのコレクタがワード・
ライン3に接続されているが、実際上は、そのエミッタ
がワード・ライン3に接続される。トランジスタ1及び
2のコレクタは、相互のベースと、センスNPN )ラ
ンジスタロ及び7のベースにそれぞれ接続され、また、
トランジスタ4及び5のコレクタにそれぞれ接続される
トランジスタ4及び5は、各々、エミッタを上側ワード
・ライン8に接続させる。
トランジスタ6及び7は、各々、コレクタを電源電圧端
子9に接続させ、エミッタをビット・ライン10及び1
1にそれぞれ接続させる。電流源12は、下側ワード・
ライン3と電源電圧端子13の間にスタンバイ電流■を
設定するように、当業技術者に既知の方法で接続される
。追加メモリセルは、ビット・ライン10及び11の間
に接続されることが可能で、メモリセルの列を形成し、
ワード・ライン3及び8の間にはメモリセルの行が形成
される。
ビット・ライン・クランプ・トランジスタ14及び15
は、それらのコレクタを電源電圧端子22に接続させ、
ベースをセンス電圧v3を受けるように接続させ、エミ
ッタをビット・ライン10及び11にそれぞれ接続させ
る。端子22は端子9と同電圧を持つであろう。トラン
ジスタ16は、コレクタをビット・ライン10に接続さ
せ、さらに電流源17を介し電源電圧端子13に接続さ
れ、エミッタを電流源18を介し電源電圧13に接続さ
せ、ベースを書込み信号WLを受けるように接続させる
。トランジスタ19は、コレクタをビット・ライン11
に接続させ、さらに電流源20を介し電源電圧端子13
に接続させ、エミッタを電流源21を介し電源電圧端子
13に接続させ、ベースを書込み信号WRを受けるよう
に接続させる。トランジスタ23は、エミッタをトラン
ジスタ16のエミッタに接続させ、コレクタを端子9に
接続させ、ベースを電圧■。を受けるように接続させる
。トランジスタ24は、エミッタをトランジスタ19の
エミッタに接続させ、コレクタを端子9に接続させ、ベ
ースを電圧V□を受けるように接続させる。
ここで説明されるメモリセルは、当業技術者に理解され
ている典型的なラッチング構成で動作する。しかし、一
般的なメモリセルでは、スタンバイ・モードでビット・
ライン・センストランジスタが飽和すれば、ビット・ラ
インに接続されるエミッタは電流源として動作し、ビッ
ト・ラインに制御不可能な電流を供給する。ビット・ラ
イン10及び11を介しトランジスタ6または7に流れ
る大部分の電流は、電源電圧端子9に進むであろう。
これが、電流がセルに入り、余分の電荷蓄積をすること
もなく、寄生ビット・ライン・キャパシタンスの放電の
ため大電流の使用を可能にさせるものである。
ここに説明されるメモリセルは、上側ワード・ライン8
の電圧を増加することにより選択される。
トランジスタ14及び15のベースはスタンバイ、読出
し、または、書込みモードで、■、と同電位に維持され
る。読出しモードではセルの左側が書込まれていると仮
定すれば、ビット・ライン10からの電流はトランジス
タ6を介し端子9に流れ、ビット・ライン11からの電
流トランジスタ15を介し端子22に流れるであろう。
トランジスタ2のベースの電圧は、そこで、トランジス
タ1のベース電圧より極めて低い故に、トランジスタ1
はオンで、lのβ値を有し、飽和するであろう。電流は
、トランジスタ4,5及びlを介し、ワード・ライン3
に流れるであろう。トランジスタ2及び7を介する電流
は流れないであろう。
セルの右側に書込むには、書込み信号WLが高となり、
トランジスタ16を介しビット・ラインlOに追加電流
が供給されるであろう。この追加電流はトランジスタ6
に流れ、そのベース電流をトランジスタ5のコレクタ電
流より大きくする。そこでトランジスタ1のベース電圧
はさがり、トランジスタ1はターンオフする。トランジ
スタ1のコレクタ電圧は上昇し、それによりトランジス
タ2及び7はターンオンする。
トランジスタ6及び7は順モードで動作されるので、ビ
ット・ライン電流がそこを通り流れる時にも、重要な蓄
積電荷はなにも発生されない。技術的に既知である書込
み存在中のラッチアップの可能性もまた除去される。
減少した書込み及び読出しタイム及び、大電流ダイナミ
ック・レンジを持つバイポーラ・メモリセルが提供され
たことは、今や理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の好ましい実施例の概略図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、第1ビット・ライン、第2ビット・ライン、第1ワ
    ード・ライン、及び第2ワード・ラインを有し、第1負
    荷、第2負荷それらのエミッタを前記第2ワード・ライ
    ンに接続させ、コレクタを前記第1及び第2負荷により
    前記第1ワード・ラインにそれぞれ接続させ、またベー
    スを互いのコレクタに接続させるラッチ可能交さ結合ト
    ランジスタ対、第1電圧及び前記第1ビット・ラインの
    間に接続され、かつ前記ラッチ可能交さ結合トランジス
    タ対の一方の前記ベースに結合され、前記ラッチ可能交
    さ結合トランジスタ対の前記一方の前記ベースから電流
    を引き込む第1手段、前記第1電圧及び前記第2ビット
    ・ラインの間に接続され、かつ前記ラッチ可能交さ結合
    トランジスタ対の他方のトランジスタの前記ベースに結
    合され、前記ラッチ可能交さ結合トランジスタ対の前記
    他方の前記ベースから電流を引き込む第2手段、を具え
    るメモリセル。 2、前記第1、第2手段は、各々、コレクタを前記第1
    電圧を受けるように接続させ、エミッタを前記第1及び
    第2ビット・ラインにそれぞれ接続させ、ベースを前記
    ラッチ可能交さ結合トランジスタ対の一方の前記ベース
    に接続させたトランジスタを具える前記特許請求の範囲
    第1項記載のメモリセル。 3、前記第1、第2負荷は、各々、エミッタを前記第1
    ワード・ラインに接続させ、ベースを前記第2ワード・
    ラインに接続させ、コレクタを前記ラッチ可能交さ結合
    トランジスタ対の他方のベースに接続させた第3及び第
    4のトランジスタを具える前記特許請求の範囲第2項記
    載のメモリセル。
JP61299771A 1985-12-16 1986-12-16 バイポーラramセル Granted JPS62141696A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/809,551 US4697251A (en) 1985-12-16 1985-12-16 Bipolar RAM cell
US809551 1985-12-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62141696A true JPS62141696A (ja) 1987-06-25
JPH0421279B2 JPH0421279B2 (ja) 1992-04-09

Family

ID=25201599

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61299771A Granted JPS62141696A (ja) 1985-12-16 1986-12-16 バイポーラramセル

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US (1) US4697251A (ja)
JP (1) JPS62141696A (ja)

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Publication number Publication date
US4697251A (en) 1987-09-29
JPH0421279B2 (ja) 1992-04-09

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