JPS6226692A - スタテイツク型ram - Google Patents

スタテイツク型ram

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JPS6226692A
JPS6226692A JP60164174A JP16417485A JPS6226692A JP S6226692 A JPS6226692 A JP S6226692A JP 60164174 A JP60164174 A JP 60164174A JP 16417485 A JP16417485 A JP 16417485A JP S6226692 A JPS6226692 A JP S6226692A
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JP
Japan
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complementary data
state
data lines
data line
mosfet
Prior art date
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Pending
Application number
JP60164174A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Tachimori
央 日月
Takeshi Fukazawa
深澤 武
Chikao Ookubo
大久保 京夫
Hiroshi Fukuda
宏 福田
Akiyoshi Hatakeyama
畠山 明義
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi ULSI Engineering Corp
Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi ULSI Engineering Corp
Hitachi Ltd
Hitachi Microcomputer Engineering Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi ULSI Engineering Corp, Hitachi Ltd, Hitachi Microcomputer Engineering Ltd filed Critical Hitachi ULSI Engineering Corp
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Publication of JPS6226692A publication Critical patent/JPS6226692A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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、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、ワーピ線の選
択動作が高速に行われるスタティック型RAMに利用し
て有効な技術に関するものモある。
〔背景技術〕
CMOSスタティック型RAMにおけるメモリセルは、
例えばその入出力が交差接続されたCMOSインバータ
回路からなるラッチ回路と、その一対の入出力端子と相
補データ線との間に設けられた伝送ゲートMOS F 
ETとにより構成される。
同じ相補データ線に対して設けられた複数のメモリセル
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“0”の記憶
情報の読み出しの後に別のメモリセルから論理“l”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
うという問題が生じる。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ッりによるイコライ
ズ方式が行われている(特開昭54−152931号公
報)。
ところで、その動作の高速化のためにワード線を分割し
て1つのワード線に接続されるメモリセルの数を減らし
たり(■プレスジャーナル、1983年3月発行「セミ
コンダクタ ワール11誌、頁40〜頁46参照)、或
いは比抵抗値の小さなシリサイド(例えばタングステン
シリサイド)を用いたりすることが検討されている。こ
のようなRAMにあっては、そのワード線の切り替わり
が極めて高速に行える。ところが、イコライズパルスは
、アドレス信号のスキュー(時間ずれ)を考慮する必要
があること、及び多数のメモリセルが結合されることに
よって比較的大きな寄生容量を持つようにされた相補デ
ータ線間の電位を等しくさせるために比較的長い時間を
費やすため、上記イコライズ期間中にワード線の切り換
えが行われることとなってしまい、結果として高速化と
は逆にその動作が遅くなってしまう。
〔発明の目的〕
この発明の目的は、簡単な構成により高速動作化を図っ
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、相補データ線を共通相補データ線に結合させ
るカラムスイッチMOSFETに供給される選択信号の
非選択レベルによりオン状態にされるイコライズ用MO
5FETを設けることによって、その動作の高速化を図
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。
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MOS
 F ET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
て形成された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MOS F ET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MOSFET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MOSFETの基体ゲートを構成する。なお、メモ
リセルを構成するMOSFETをウェル領域に形成する
構成は、α線等によって引き起こされる記憶情報の誤っ
た反転を防止する上で効果的である。
メモリアレイM−ARYは、代表として例示的に示され
ているマトリックス配置された複数のメモリセルMC、
ワード線WOないしWn及び相補データ線DO,DOな
いしDI、DIから構成されている。
メモリセルMCのそれぞれは、互いに同じ構成にされ、
その1つの具体的回路が代表として示されているように
、ゲートとドレインが互いに交差結線され□かつソース
が回路の接地点GNDに結合されたNチャンネル型の記
憶MO5FETQI。
Q2と、上記MOSFETQI、Q2のドレインと電源
端子Vccとの間に設けられたポリ (多結晶)シリコ
ン層からなる高抵抗R1,R2とを含んでいる。そして
、上記MO5FETQI、Q2の共通接続点と相補デー
タ線Do、Doとの間にNチャンネル型の伝送ゲートM
OSFETQ3.Q4が設けられている。同じ行に配置
されたメモリセルの伝送ゲートMOSFETQ3.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
ド線WO〜Wn等に共通に接続され、同じ列に配置され
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線(ビット線又はディジツ
ト線)DO,Do及びDl。
■1等に接続されている。
メモリセルにおいて、MOSFETQI、Q2及び抵抗
R1,R2は、一種のフリップフロップ回路を構成して
いるが、情報保持状態における動作点は、普通の意味で
のフリップフロップ回路のそれと随分異なる。すなわち
、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、MOSFETQLがオフ状
態にされているときのMOSFETQ2のゲート電圧を
そのしきい値電圧よりも若干高い電圧に維持させること
ができる程度の著しく高い抵抗値にされる。
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、R2は、MO5FETQI、Q2のドレイ
ンリーク電流を補償できる程度の高抵抗にされる。抵抗
R1、R2は、M OS F E TQ2のゲート容量
(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。
この実施例に従うと、RAMが0MO3−IC技術によ
って製造されるにもかかわらず、上記のようにメモリセ
ルMCはNチャンネルMO5FETとポリシリコン抵抗
素子とから構成される。
この実施例のメモリセル及びメモリアレイは、上記ポリ
シリコン抵抗素子に代えてPチャンネルMOSFETを
用いる場合に比べ、その大きさを小さくできる。すなわ
ち、ポリシリコン抵抗を用いた場合、駆動MOSFET
QI又はQ2のゲート電橋と一体的に形成できるととも
に、それ自体のサイズを小型化できる。そして、Pチャ
ンネルMOS F ETを用いたときのように、駆動M
OSFETQI、Q2から比較的大きな距離を持って離
さなければならないことがないので無駄な空白部分が生
じない。
同図において、各相補データ線Do、Do及びDi、D
iと電源電圧Vccとの間には、そのゲートに定常的に
電源電圧Vccが供給されることによって抵抗素子とし
て作用するNチャンネル型の負荷MOSFETQ7〜Q
IOが設けられる。
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/7 (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、
他のワード線Wnについても同様である。
上記XアドレスデコーダX−DCRは、相互において類
似のノアゲート回路Gl、G2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I″−,×(図示し
ない過当な回路装置から出力されたアドレス信号〜)を
受けるXアドレスバッファX−AIDBによって形成さ
れた内部相補アドレス信号が所定の組合せをもって印加
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Dl、Diは、それぞれデータ線選択のためのN
チャンネル型の伝送ゲートMO8FETQ12.Q13
及びQ14.Q15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線CD、CDに接続される。
このコモン相補データ線CD、CDには、読み出し回路
RAの入力端子と、書込み回路WAの出力端子が接続さ
れる。上記読み出し回路RAは、データ出力端子Dou
t’に読み出し信号を送出し、書込み回路WAの入力端
子は、データ入力端子Dinから供給される書込みデー
タ信号を受ける。
読み出し回路RAは、センスアンプを含んでおり高感度
のセンス動作を行う。上記読み出し回路RAは、制御回
路C0NTから供給される代表的な制御信号φ「によっ
てその動作が制御される。
読み出し回路RAは、それが動作状態にされているとき
にコモン相補データ線CD及びCDに供給されるデータ
信号を差動増幅し、増幅したデータ信号をデータ出力端
子Doutに出力する。読み出し回路RAは、それが非
動作状態にされているときに、その出力端子を高インピ
ーダンス状態もしくはフローティング状態にする。
書き込み回路WAは、代表的な制御信号φWによってそ
の動作が制御され、動作状態にされているときにデータ
入力端子Dinに供給されている入力データと対応する
相補データ信号をコモン相補データ線CD、CDに出力
する。書き込み回路WAは、それが非動作状態にされて
いるときにモの一対の出力端子を高インピーダンス状態
もしくはフローティング状態にする。
上記カラムスイッチ回路を構成するMOSFBTQ12
.G13及びG14.G15のゲートには、それぞれY
アドレスデコーダY−DCRによって形成される選択信
号YO,”i’lが供給される。
このYアドレスデコーダY−DCRは、相互において類
似の構成とされたノアゲート回路G3.G4等により構
成される。これらのノアゲート回路03、G4等には、
複数ビッ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信号)を受け
るYアドレスへンファY−ADBによって形成された内
部相補アドレス信号が所定の組合せをもって印加される
制御回路C0NTは、外部端子WE、C3からの制御信
号を受けて、上記内部制御タイミング信号φr、φW等
を形成する。
この実施例においては、それぞれ対とされた相補データ
1llo、DQ及びDi、01間は、イコライズ用のP
チャンネルMOSFETQI 6.’Q17が°それぞ
れ設けられる。これらのMOSFETQ16及び・G1
7は、そのゲートに対応するデータ線選択信号YO及び
Ylがそれぞれ供給されることによって、その相補デー
タ線が非選択状態におかれるとき、言い換えるならば、
選択信号YO及びYlがロウレベルにされることにより
、それに対応するカラムスイッチMO8FETQI 2
゜G13及びG14.G15がそれぞれオフ状態にされ
ている間、オン状態にされ相補データ線DO1DO及び
DI、DIをそれぞれ短絡状態にして両レベルを等しく
させるというイコライズを実行するものである。
これにより、第2図に示すようにアドレス信号AX、A
Yが供給されたチップ選択状態において、メモリセルの
実際の選択タイミングに応じてそのメモリセルに結合さ
れた相補データ線り、Dのレベルは、互いに等しいレベ
ルから読み出し動作ならメモリセルの記憶情報に従って
変化し、書込み動作なら書込み信号に従って変化するの
で高速動作化を図ることができる。なお、上記MOSF
ETQ16及びG17は、そのコンダクタンスが比較的
大きくされる。これにより、上記読み出し及び書込み動
作において、非選択とされた相補データ線には、ワード
線が選択状態にされたメモリセルからの読み出し信号に
従ったレベル差が生じるようにされる。したがって、メ
モリアクセス時に非相補データ線を短絡状態にしても、
それに結合されたメモリセルの記憶情報の破壊が行われ
る虞れはない。
また、Yアドレスを固定して読み出し/書き込み動作が
行われる場合に、上記イコライズ用MOSFETはオフ
状態のままにされる。しかしながら、この場合には相補
データ線はオン状態にされているカラムスイッチMO5
FETにより共通相補データ線CD、CDに結合されて
いる。この共通相補データ線CD、CDには、制御信号
WE・CSを受ける負荷MOSFETQ1 B及びG1
9が設けられているので、これらの負荷MO5FETQ
1B、Q19から書き込み終了やチップ非選択状態とと
もに電流供給が行われ、次の書き込み又は読′み出しの
ときには相補データ線のレベル差は小さくされるもので
ある。なお、図示しないがチップ非選択状態のとき上記
共通相補データ線CD、CD間を短絡するM OS F
 E Tを設けるものであってもよい。
〔効 果〕
(1)その選択信号を利用して、相補データ線が非選択
状態にされたときオン状態にされ、上記相補データ線を
短絡させるMOS F ETを設けることにより、相補
データ線のイコライズを行うことができる。これにより
、高速動作化を実現できるという効果が得られる。
(2)カラム選択信号を利用するものであるので、相補
データ線を短絡させるMOSFETを追加するという極
めて簡単な構成により高速動作化を実現できるという効
果が得られる。
(3)相補データ線が非選択期間とされる比較的長い時
間によりそのイコライズを行うものであるので、小さな
サイズのMOS F ETを用いることができ、高集積
度を実現できるという効果が得られる。′(4)相補デ
ータ線が非選択期間でイコライズが行われ、メモリセル
の選択動作とともにそれが終了されるから、ワード線の
分割やワード線としてメタル配線を用いること等による
ワード縁高速切り替え動作に追随したイコライズを実現
できる。したがって、ワード線の高速切り替えと相俟っ
ていっそうの高速動作化を実現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限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。イコライズ用MOS 
F ETは、カラムスイッチM OS F E Tと同
じ導電型のM OS F E Tを用いるものであって
もよい。この場合には、そのカラムスイッチ!v! O
S F E Tのゲートに供給される選択信号の反転信
号を形成して、上記イコライズ用M OS F E T
のゲートに供給すればよい。また、メモリセルは、Pチ
ャンネル’MOSFETとNチャンネルMOSFETと
を組合せて構成きれたスダテインク型フリップフロフプ
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
の実施形態を採ることができるものである。
〔利用分野〕
この発明は、CM OSスタティック型RAMに広く適
用することができる。
図面のffi車な説明 第1図は、この発明の一実施例を示す回路図、第2図は
、その動作の一例を示すタイミング図である。
M−ARY・・メモリーf L/イ、XADB・−Xア
ドレスバッファ、YADB・・Yアドレスバッファ、X
DCR・・Xアドレスデコーダ、YDCR・・)′アド
レスデコーダ、MC・・メモリセル、WA・・書込み回
路、RA・・読み出し回路、TC・・タイミング制御回
路            −−−7・′

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、スタティック型メモリセルの一対の入出力ノードが
    結合された一対の相補データ線と、上記相補データ線間
    に設けられ、相補データ線を共通相補データ線に結合さ
    せるカラムスイッチMOSFETに供給される選択信号
    の非選択レベルによりオン状態にされるイコライズ用M
    OSFETとを含むことを特徴とするスタティック型R
    AM。 2、上記カラムスイッチMOSFETは、Nチャンネル
    MOSFETにより供給され、上記イコライズ用MOS
    FETは、PチャンネルMOSFETにより構成され、
    共通のデータ線選択信号が供給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。
JP60164174A 1985-07-26 1985-07-26 スタテイツク型ram Pending JPS6226692A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04278293A (ja) * 1991-03-07 1992-10-02 Nec Ic Microcomput Syst Ltd 半導体集積回路
JP2002269986A (ja) * 2001-03-12 2002-09-20 Fujitsu Ltd マルチプレクサ並びにこれを用いたメモリ回路及び半導体装置
JP2005166252A (ja) * 2003-12-03 2005-06-23 Samsung Electronics Co Ltd インアクティブウィークプリチャージング及びイコライジングスキームを採用したプリチャージ回路、それを含むメモリ装置及びそのプリチャージ方法

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