JPH0325873B2 - - Google Patents

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JPH0325873B2
JPH0325873B2 JP58124462A JP12446283A JPH0325873B2 JP H0325873 B2 JPH0325873 B2 JP H0325873B2 JP 58124462 A JP58124462 A JP 58124462A JP 12446283 A JP12446283 A JP 12446283A JP H0325873 B2 JPH0325873 B2 JP H0325873B2
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JP
Japan
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sbd
circuit
voltage
current
reference voltage
Prior art date
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JP58124462A
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English (en)
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JPS6015892A (ja
Inventor
Joji Nokubo
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NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP58124462A priority Critical patent/JPS6015892A/ja
Publication of JPS6015892A publication Critical patent/JPS6015892A/ja
Publication of JPH0325873B2 publication Critical patent/JPH0325873B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/34Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Static Random-Access Memory (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は半導体メモリの周辺回路に用いられる
基準電圧発生回路に関する。 従来バイポーラ型半導体メモリにおいては高速
の読出し書込み動作を行なう為に、第1図に示す
様に負荷抵抗RCCに並列にシヨツトキバリヤ
ダイオード(SBD)DCCを接続しマルチエミ
ツタトランジスタの飽和を防いでいた。 第1図において読出し書込み動作はWCC
加えられる信号により行なわれる。このWCC
信号は従来より第2図に示される様な回路で発生
される。以下この回路動作について説明する。 VR0、VR1は入力信号に対するリフアランス電
圧であり通常VR0=−1.3V、VR1=−2.1Vに選ば
れる。は読出し書込み制御信号でありVR1
り高い電圧( High)で読し状態であり、
VR1より低い電圧( Low)で書込み状態と
なる。DIはデータ入力端子であり、がHigh
の場合はQ5、Q6は導通しないのでDI電圧いかん
によらずWCCの電圧は一定である。しかし
WEがLowの場合はQ4が導通するのでWCC
は、DIがHigh or Lowの電圧に応じて、以下に
説明するレベルが発生する。 WCCレベルは次の様にして決められる。基
準電圧発生回路で発生されるVBはD1、D2、D3
びQ1の順方向電圧をVfとして、VB=VfD1+VfD2
+VfD3−VfQ1=2Vfとなる。 同様にQ2のベースエミツタ間電圧もVfとして
Q2を流れる電流は、I=(VB−VfQ2)/R3=Vf
R3である。今抵抗、R4=R5=R3、R6=R7=R3
2、及びシヨツトキバリヤダイオード(SBD)
の順方向電圧をVSBDとする。するとWCCのレ
ベルはEがHighの場合はQ3が導通しIがD4
D5に2等分され分流するので WC=1/2I×R5+VfQ7=1/2Vf+VfCも同様。 ……(1) となる。ただしここで、1/2I×R5=1/2Vf400 mV<VSBD、であるのでD6、D7は導通しないと
した。がLowの場合は、DIがHighの時Q4
Q5が導通するので C=VSBD(D6)+I×R6+VfQ8 =VSBD+1/2Vf+Vf ……(2) WC=VfQ7=Vf ……(3) となる。これらを整理すると、DIのレベルに
よつて下表が得られる。
【表】 第1図のマルチエミツタメモルセルの読出し書
込み動作を以下に説明する。まずEがHighすな
わち読出し状態ではWCCは上表通り1.5Vf
あり、セルのコレクタレベルC、はQCがON、
QCがOFFとしているとして C=Vf+VSBD(DC) ……(4) =Vf+ID×C/hFE ……(5) である。ここでWTのレベルをVfとした。このと
き正常な読出しが行なわれる為には読出し電流
ID,IDは、IDがQCよりDWCより流れる必要があ
る。この為にはQWCとQCの差動電圧(QWCのベー
ス電圧とQCのベース電圧の差)△V1及びWC
QCの差動電圧(WCのベース電圧とCのベース電
圧の差)△V2は下記条件を満足する必要がある。 △V1=WC−=0.5Vf−ID×C/hFE>0……(6) △V2=C−C=VSBD−0.5Vf>0 ……(7) これは今Vf=800mV、VSBD=700mV、ID=1
mA、RC=20KΩ、hFE=100と仮定すると(6)式は
400mV−1mA×20kΩ/100=200mV、(7)式は
700mV−400mV=300mVとなり、読出しは可
能である事が判る。 次に書込みについて考察する。今QCがONして
いるとして、これをCがONする様にするには
WC=Vf、WC=1.5Vf+VSBDとしなければならな
い。すると書込み直前の読出し状態でC=Vf
VSBD、=VfC×ID/hFEであるので上記WC
WCレベルが印加されると △V3C−C=1.5Vf+VSBD −(Vf+VSBD)=0.5Vf>0 ……(8) △V4=−WC=VfC×ID/hFE −(Vf)=CID/hFE>0 ……(9) であるので直ちにQCはOFFとなり、CはONし
セル内容が反転する。ここで注目しなければなら
ないのは第2図のSBD D6、D7の順方向電圧VSBD
がセルのDCCのそれと等しいので(8)、(9)式で
示されるQWCとQCWCCの差動電圧△V3や△
V4はSBDの順方向電圧によらない事である。こ
の様にして従来メモリセルの書込み電圧を発生さ
せる回路にSBDを導入し、SBD特性のバラツキ
を吸収する様にしていた。ところがこの第2図の
従来例では読出し状態において(6)式に示すQWC
QCの差動電圧△V1が高温側で極端に小さくなる
と言う欠点があつた。 すなわち(6)式でVfの温度係数を後述の様に−
1.47mV/℃、T=0℃のVfを800mVと仮定す
ると△V1は T=0℃:△V1=WC−=400mV −20kΩ×1mA/100=200mV T=100℃:△V1=WC−=400mV −1/2×1.47mV/℃×100℃−200mV =400mV−74mV−200mV=126mV (10) となる。これよりQWCとQCの差動電圧△V1はT
=0℃では200mVあるがT=100℃では126mV
まで小さくなる。この為さらにRCやhFEのバラツ
キを考慮した場合QWCとQCの差動電圧△V1はさ
らに小さくなりIDの一部がQWCよりもれ流れ始め
るので正しい読出しができなくなる。 本発明の目的は、この様な従来回路の欠点を除
き、すべての温度範囲にわたつて安定な読出しを
行なう事ができる回路を提供する事にある。 すなわちシヨツトキバリヤダイオードとダイオ
ードが直列接続された第1の回路と該第1の回路
の一端がベースに接続されエミツタホロウ動作す
るトランジスタを含む第2の回路より成る基準電
圧発生回路において、該トランジスタの単位面積
当りの電流量が該ダイオードの単位面積当りの電
流量の10分の1以下である事を特徴とする基準電
圧発生回路においてはこの様な欠点を解決する事
ができる。 第3図は本発明の具体的な実施例である。第2
図と同様WCCのレベルを計算する。回路動作
の詳細な説明に入る前に次の仮定をする。 (1) 抵抗の温度係数をゼロとする。 (2) ダイオードあるいはトランジスタのベースと
エミツタ間の電流電圧の式 If=I0 e×p〔Vf〕.θ=nkT/q≒30mV
……(11) I0:PN接合飽和電流 (3) Vfの温度係数 △Vf/△T=(Vf−Eg)/T.T絶対温度(〓)
……(12) Eg:シリコンのエネルギバンドギヤツプ電圧
で約1200mVの値を持つ。 まずVBの電圧を計算する。 Q1のベースエミツタ間電圧をVf′として VB=VSBD+VfD2+VfD3−VfQ1=VSBD+2V
f−Vf′……(13) よつてQ2のコレクタ電流Iは I=(VB−VfQ2)/R3 =(VSBD+Vf−Vf′)/R3 ……(14) となる。R3=R5としてWCCのレベルは第2
図の説明と同様にして
【表】 となる。第2図と同様にしてまず読出し状態での
QWCとQCの差動電圧△V1及びWCCの差動電圧
△V2は △V1′=WC−=1/2(VSBD+Vf−Vf′) +Vf−Vf−ID×C/hFE =1/2(VSBD+Vf−Vf′) −ID×C/hFE ……(15) △V2′=C−C=Vf+VSBD −〔1/2(VSBD+Vf−Vf′)+Vf〕 =1/2VSBD−1/2(Vf−Vf′) ……(16) となる。 また書込み状態では(8)、(9)式と同様に計算して △V3′=WC−C=VSBD+2Vf−Vf′ −(Vf+VSBD)=Vf−Vf′ ……(17) △V4′=−WC=VfCID/hFE −(Vf)=CID/hFE ……(18) となる。ここで(15)、(16)、(17)及(18)式で
示されるメモリセルの読出し書込み動作が完全に
行なわれる為には差動電圧△V1、△V2、△V3
び△V4は常に正である必要がある。しかし実際
の動作を考えると、例えば読出し状態におけるID
のQWCよりのもれ量はIDの10分の1以下でなくて
はQWCWCのコレクタ部に構成された読出し電
流検出回路の動作が不能になる。同様にDC
もれ電流もID/10以下でなくてはセルは反転して
しまう。 書込み状態においても読出し状態と同様に考え
られ、書込みが正常にかつ高速に行なわれる為に
はQWCとQCの電流比あるいはWCCの電流比は
1対10以上ある必要がある。 ところでQWCとQCあるいはWCCの電流比が
1対10以上である為のQWCとQC(あるいはWC
QC)の差動電圧は、(11)式からIf1ケタ変化す
る時のVfの変化量を求めれば良い。 すなわち(11)式より △Vf=Vf(If=10)−Vf (If=1)=θ×ln10=69mV が電流比1対10を生じさせる差動電圧である。こ
こで(17)式△V3′にこの値を適用するとVf
Vf′>69mVとなり電源回路のエミツタホロワト
ランジスタQ1の電流密度は周辺回路のダイオー
ドやトランジスタの電流密度の1/10以下でなくて
はならない事が判る。 次にメモリ回路の動作上最も大切な(15)式△
V1′の温度係数について考える。今VSBD=700m
V、△VSBD/△T=−1mV/℃と仮定する。今
上述の電流比を1/10と1/100の2通りの場合
について計算する。Vf、Vf′の温度係数は(12)
式よりT=0℃を基準として △Vf/△T=(800mV−1200mV) /273℃=−1.47mV/℃ ……(19) △f′についてはVf′=721mV(800mV−69m
V)の場合(1/10の電流比) △Vf/△T=(721−1200) /273℃=−1.75mV/℃ ……(20) Vf′=652mV(800mV−2×69mV)の場合
(1/100の電流比) △Vf/△T=(652−1200) /273℃=−2.01mV/℃ ……(21) となる。これより(10)式と同様にしてVf′=
721mVの場合(1/10の電流比)とVf′=652m
Vの場合(1/100の電流比)の2つについて△
V1′を計算すると Vf′=721mV:(1/10の電流比) T=0℃:△V1′=1/2(700+800−721) −20kΩ×1mA/100=185mV T=100℃:△V1′=1/2(700mV−1mV/℃ ×100℃+800mV−1.47mV/℃×100℃ −721+1.75mV/℃×100℃)−20KΩ×1m
A/100 =349mV−200mV=149mV ……(22) Vf′=652mV:(1/100の電流比) T=0℃:△V1′=1/2(700+800−652) −20KΩ×1mA/100=224mV T=100℃:△V1′=1/2(700−1×100+800− 1.47 ×100−652+2.01×100)−20KΩ ×1mA/100=401−200mV=201mV
……(23) となる。(22)、(23)式で得られたT=100℃にお
ける△V1′を(10)式の△V1と比較すると高温で
の△V1′が電流比1/10で149mv、電流比が1/
100で201mvとなり、△V1が126mvであるのに
比較して十分大きくなつている事が判る。 以上本発明によればQ1の電流密度を小さくす
る事でWCCレベルの温度係数が改善でき、特
に読出し状態における高温側での動作の安定に役
立つ事が判つた。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来より用いられているSBDクラン
プ型マルチエミツタ型メモリセルである。第2図
は読出し書込み回路とそれに用いられる基準電圧
発生回路の従来例、第3図は本発明より成る基準
電圧発生回路とこれに関連する読出し書込み回路
である。 なお図において、QWCWC,QCC,Q1〜Q8
……トランジスタ、DCC,D1〜D7……ダイオ
ード、C,RC,R1〜R7……抵抗、ID,ID,IWC
IWC……定電流源である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 シヨツトキ バリヤ ダイオード とダイオ
    ードが直列接続された第1の回路と該第1の回路
    の一端がベースに接続されエミツタホロワ動作す
    るトランジスタを含む第2の回路より成る基準電
    圧発生回路において、該トランジスタの単位面積
    当りの電流量が該ダイオードの単位面積当りの電
    流量の10分の1以下である事を特徴とする基準電
    圧発生回路。 2 基準電圧発生回路において該シヨツトキバリ
    ヤダイオードの構造がマルチエミツタメモルセル
    の負荷抵抗と並列に接続されたシヨツトキバリヤ
    ダイオードと同一である事を特徴とする特許請求
    の範囲第1項に記載の基準電圧発生回路。
JP58124462A 1983-07-08 1983-07-08 基準電圧発生回路 Granted JPS6015892A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58124462A JPS6015892A (ja) 1983-07-08 1983-07-08 基準電圧発生回路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58124462A JPS6015892A (ja) 1983-07-08 1983-07-08 基準電圧発生回路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6015892A JPS6015892A (ja) 1985-01-26
JPH0325873B2 true JPH0325873B2 (ja) 1991-04-09

Family

ID=14886117

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58124462A Granted JPS6015892A (ja) 1983-07-08 1983-07-08 基準電圧発生回路

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JP (1) JPS6015892A (ja)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6052520B2 (ja) * 1981-12-29 1985-11-19 富士通株式会社 半導体記憶装置

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Publication number Publication date
JPS6015892A (ja) 1985-01-26

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