JPH04106789A - Sram用メモリセル回路 - Google Patents
Sram用メモリセル回路Info
- Publication number
- JPH04106789A JPH04106789A JP2226333A JP22633390A JPH04106789A JP H04106789 A JPH04106789 A JP H04106789A JP 2226333 A JP2226333 A JP 2226333A JP 22633390 A JP22633390 A JP 22633390A JP H04106789 A JPH04106789 A JP H04106789A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- memory cell
- value
- circuit
- current
- cell circuit
- Prior art date
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- Granted
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-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C19/00—Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers
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- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野コ
この発明は、一般にSRAM用メモリセル回路に関し、
特に、書込まれたデータを安定して保持できるSRAM
用メモリセル回路に関する。
特に、書込まれたデータを安定して保持できるSRAM
用メモリセル回路に関する。
[従来の技術]
第6図は、従来のNMO3型メモ型上モリセル回路図で
ある。二のメモリセル回路は、基本的にはクロスカップ
ルされたインバータによるラッチ回路と、アクセスゲー
トとから構成されている。
ある。二のメモリセル回路は、基本的にはクロスカップ
ルされたインバータによるラッチ回路と、アクセスゲー
トとから構成されている。
第6図を参照して、la、lbはビット線、2はワード
線、3a、3b、4aおよび4bはNMOSトランジス
タ、7は接地電位、8は電源電位、10a、10bは記
憶ノード、15a 15bは負荷素子である。第6図
において、NMOSトランジスタ4a、4bおよび負荷
素子15a、15bが2つのインバータを構成し、その
クロスカップルによってラッチ回路が構成される。
線、3a、3b、4aおよび4bはNMOSトランジス
タ、7は接地電位、8は電源電位、10a、10bは記
憶ノード、15a 15bは負荷素子である。第6図
において、NMOSトランジスタ4a、4bおよび負荷
素子15a、15bが2つのインバータを構成し、その
クロスカップルによってラッチ回路が構成される。
データが書込まれたとき、記憶ノード10aおよび10
bのうち、一方が高電位、他方が低電位となる。高電位
となった記憶ノードにゲートが接続されているトランジ
スタ4aまたは4bがオンするので、負荷素子を介して
電源電位より接地電位へ電流が流れる。負荷素子15a
、15bとして、第7A図に示すエンハンスメント型N
MOSトランジスタまたは第7B図に示すデプレション
型NMOSトランジスタが用いられるが、大容量のSR
AM用メモリセルとしては、第7C図に示す高抵抗が負
荷素子として使用される。高抵抗負荷型メモリセルは、
NMOSメモリセルの主流となっている。
bのうち、一方が高電位、他方が低電位となる。高電位
となった記憶ノードにゲートが接続されているトランジ
スタ4aまたは4bがオンするので、負荷素子を介して
電源電位より接地電位へ電流が流れる。負荷素子15a
、15bとして、第7A図に示すエンハンスメント型N
MOSトランジスタまたは第7B図に示すデプレション
型NMOSトランジスタが用いられるが、大容量のSR
AM用メモリセルとしては、第7C図に示す高抵抗が負
荷素子として使用される。高抵抗負荷型メモリセルは、
NMOSメモリセルの主流となっている。
高抵抗負荷型メモリセルは、LOGΩないし100GΩ
の高抵抗ポリシリコンを使用することにより、その抵抗
値かユMΩないしITΩとなる。
の高抵抗ポリシリコンを使用することにより、その抵抗
値かユMΩないしITΩとなる。
そのため、1つのメモリセル当たり10−′。ないし1
0−”Aの低いメモリセル電流を得ることができ、かつ
占有面積を減少させることができる。
0−”Aの低いメモリセル電流を得ることができ、かつ
占有面積を減少させることができる。
したがって、低消費電力化および高集積化に適している
といえる。
といえる。
第8図は、従来のCMO3型メモ型上モリセル回路図で
ある。第8図において、la、lbはビット線、2はワ
ード線、3a、3b、4a、4bはNMOSトランジス
タ、7は接地電位、8は電源電位、16a、 16b
はPMOSI−ランジスタである。第8図に示したcb
ios型メモリセメモリセル回路MOSトランジスタ1
6aおよび16bが負荷素子として使用されているので
、データの保持期間において電源から接地に向かって流
れる直流電流のバスか存在しない。わずかに、サブスレ
ッショルド電流などの非常に小さなリーク電流(≦10
−”A)Lか消費されない。したがって、このメモリセ
ル回路のスタンバイ電流は数nA程度となっている。
ある。第8図において、la、lbはビット線、2はワ
ード線、3a、3b、4a、4bはNMOSトランジス
タ、7は接地電位、8は電源電位、16a、 16b
はPMOSI−ランジスタである。第8図に示したcb
ios型メモリセメモリセル回路MOSトランジスタ1
6aおよび16bが負荷素子として使用されているので
、データの保持期間において電源から接地に向かって流
れる直流電流のバスか存在しない。わずかに、サブスレ
ッショルド電流などの非常に小さなリーク電流(≦10
−”A)Lか消費されない。したがって、このメモリセ
ル回路のスタンバイ電流は数nA程度となっている。
一方、一般にゲートアレイ型集積回路では、メモリセル
の消費電流を低減するための高抵抗ポリシリコンなどの
ような特別な負荷回路か準飾されていない。したがって
、高抵抗負荷型の第6図に示したようなメモリセル回路
は使用されず、第8図に示したCMO5型メモ型上モリ
セル回路される。
の消費電流を低減するための高抵抗ポリシリコンなどの
ような特別な負荷回路か準飾されていない。したがって
、高抵抗負荷型の第6図に示したようなメモリセル回路
は使用されず、第8図に示したCMO5型メモ型上モリ
セル回路される。
[発明が解決しようとする課題]
従来のSRAM用メモリセル回路では、直前の読出しサ
イクルにおいてビット線対1a、lbに残されたデータ
信号により、同一のビット線対に接続されている他のメ
モリセルにそのデータ信号が誤って書込まれる場合か生
じる。すなわち、他のメモリセルにおけるアクセスゲー
ト用トランジスタがワード線の電位に応答してオンした
とき、ビット線対に残されたデータ信号が書込まれてし
まう。従来のメモリセル回路では、この問題を防止する
ため、第8図に示したラッチ回路を構成するトランジス
タ4a、4bの電流駆動能力よりも、アクセスゲートを
構成するトランジスタ3a 3bの電流駆動能力が小
さく設定されていた。しかしながら、トランジスタ3a
、3bの電流駆動能力をトランジスタ4a、4bのそれ
よりも小さく設定しすぎると、書込み動作か不可能とな
る。したがって、メモリセルにストアされたデータの安
定的な保持と、メモリセルへの書込み動作の容易性とを
両立させることが困難であった。
イクルにおいてビット線対1a、lbに残されたデータ
信号により、同一のビット線対に接続されている他のメ
モリセルにそのデータ信号が誤って書込まれる場合か生
じる。すなわち、他のメモリセルにおけるアクセスゲー
ト用トランジスタがワード線の電位に応答してオンした
とき、ビット線対に残されたデータ信号が書込まれてし
まう。従来のメモリセル回路では、この問題を防止する
ため、第8図に示したラッチ回路を構成するトランジス
タ4a、4bの電流駆動能力よりも、アクセスゲートを
構成するトランジスタ3a 3bの電流駆動能力が小
さく設定されていた。しかしながら、トランジスタ3a
、3bの電流駆動能力をトランジスタ4a、4bのそれ
よりも小さく設定しすぎると、書込み動作か不可能とな
る。したがって、メモリセルにストアされたデータの安
定的な保持と、メモリセルへの書込み動作の容易性とを
両立させることが困難であった。
この発明は、上記のような課題を解決するためこなされ
たもので、S RA M用メモリセル回路において、書
込まれたデータを安定に保持することを目的とする。
たもので、S RA M用メモリセル回路において、書
込まれたデータを安定に保持することを目的とする。
[課題を解決するための手段]
この発明に係るSRAM用メモリセル回路は、アクセス
ゲート手段を介してビット線に接続されたラッチ回路を
含む。ラッチ回路は、互いにクロスカップルされた第1
および第2のインバータ手段を含む。第1のインバータ
手段は、第1および第2の電源電位の間に直列に接続さ
れた第1の負荷手段および第1のスイッチング手段を含
む。第2のインバータ手段は、第1および第2の電源電
位の間に直列に接続された第2の負荷手段および第2の
スイッチング手段を含む。このメモリセル回路は、さら
に、メモリセル回路の動作モードに応答して、第1およ
び第2の負荷手段のインピーダンスを制御するインピー
ダンス制御手段を含む。
ゲート手段を介してビット線に接続されたラッチ回路を
含む。ラッチ回路は、互いにクロスカップルされた第1
および第2のインバータ手段を含む。第1のインバータ
手段は、第1および第2の電源電位の間に直列に接続さ
れた第1の負荷手段および第1のスイッチング手段を含
む。第2のインバータ手段は、第1および第2の電源電
位の間に直列に接続された第2の負荷手段および第2の
スイッチング手段を含む。このメモリセル回路は、さら
に、メモリセル回路の動作モードに応答して、第1およ
び第2の負荷手段のインピーダンスを制御するインピー
ダンス制御手段を含む。
[作用]
この発明におけるSRAM用メモリセル回路では、イン
ピーダンス制御手段がメモリセル回路の動作モードに応
答して、第1および第2の負荷手段のインピーダンスを
制御する。したかって、所望の動作モードにおいてのみ
インピーダンスを所定の値に制御できるので、誤ってデ
ータが書込まれることが防がれる。
ピーダンス制御手段がメモリセル回路の動作モードに応
答して、第1および第2の負荷手段のインピーダンスを
制御する。したかって、所望の動作モードにおいてのみ
インピーダンスを所定の値に制御できるので、誤ってデ
ータが書込まれることが防がれる。
[発明の実施例]
第1図は、この発明の一実施例を示すSRAM用メモリ
セル回路の回路図である。第1図を参照して、la、l
bはビット線、2はワード線、3a、3b、4aおよび
4bはNMOSトランジスタ、5a、5bはPMOSト
ランジスタ、6a。
セル回路の回路図である。第1図を参照して、la、l
bはビット線、2はワード線、3a、3b、4aおよび
4bはNMOSトランジスタ、5a、5bはPMOSト
ランジスタ、6a。
6bはnpnバイポーラトランジスタ、7は接地電位、
8は電源電位、9は制御端子、10a、10は記憶ノー
ドである。
8は電源電位、9は制御端子、10a、10は記憶ノー
ドである。
トランジスタ6aおよび4aは、電源電位8と接地電位
7との間に直列に接続される。同様に、トランジスタ6
bおよび4bも電源電位8と接地電位7との間に直列に
接続される。トランジスタ6aおよび4aによってイン
バータが構成され、トランジスタ6bおよび4bによっ
てインバータが構成される。これら2つのインバータは
クロスカップルされ、ラッチ回路が構成される。トラン
ジスタ6aは、ベースがトランジスタ5aを介して電源
電位8に接続される。トランジスタ6bも、ベースがト
ランジスタ5bを介して電源電位8に接続される。トラ
ンジスタ5aおよび5bのゲートは、インピーダンス制
御信号Scを受けるように制御端子9に接続される。
7との間に直列に接続される。同様に、トランジスタ6
bおよび4bも電源電位8と接地電位7との間に直列に
接続される。トランジスタ6aおよび4aによってイン
バータが構成され、トランジスタ6bおよび4bによっ
てインバータが構成される。これら2つのインバータは
クロスカップルされ、ラッチ回路が構成される。トラン
ジスタ6aは、ベースがトランジスタ5aを介して電源
電位8に接続される。トランジスタ6bも、ベースがト
ランジスタ5bを介して電源電位8に接続される。トラ
ンジスタ5aおよび5bのゲートは、インピーダンス制
御信号Scを受けるように制御端子9に接続される。
第2図は、第1図に示したインピーダンス制御用トラン
ジスタ5aおよび5bの特性図である。
ジスタ5aおよび5bの特性図である。
この図では、PMOSトランジスタ5aおよび5bのド
レインソース電圧Vdsを一定としたときの、ドレイン
ソース電a I d sのゲートソース電圧Vgs依存
性を示している。lVgsl<Vth(vthはしきい
電圧)の範囲では、トランジスタのIdsはlVgsl
の指数に比例して変化する。したかって、電圧Vgsの
微小な変化により電流1dsを大きく変化させることが
可能である。
レインソース電圧Vdsを一定としたときの、ドレイン
ソース電a I d sのゲートソース電圧Vgs依存
性を示している。lVgsl<Vth(vthはしきい
電圧)の範囲では、トランジスタのIdsはlVgsl
の指数に比例して変化する。したかって、電圧Vgsの
微小な変化により電流1dsを大きく変化させることが
可能である。
Vgs−OVのとき、値1Ids1は1pAないし10
0pAとなり、lVgsl=Vthのとき、l Ids
lは数mAとなる。この電流を第1図に示したトラン
ジスタ6aおよび6bを用いて電流増幅すると、npn
バイポーラトランジスタ6aおよび6bの電流増幅率h
+−8を100と仮定すると、約100pAないし10
0mAの可変電流源か構成されることになる。
0pAとなり、lVgsl=Vthのとき、l Ids
lは数mAとなる。この電流を第1図に示したトラン
ジスタ6aおよび6bを用いて電流増幅すると、npn
バイポーラトランジスタ6aおよび6bの電流増幅率h
+−8を100と仮定すると、約100pAないし10
0mAの可変電流源か構成されることになる。
第3A図は、第1図に示した端子9に与えられる制御電
圧の電圧レベル図である。また、第3B図は、第1図に
示したバイポーラトランジスタ6aおよび6bに流れる
電ff116の電流レベル図である。メモリセルがアク
セス状態にある場合では、制御電圧Vcのレベルが書込
み動作において最も高い値V、となる。したがって、ト
ランジスタ6aおよび6bを介して最も高い値工8を有
する電流I6が流れる。メモリセルの読出し動作におい
て、最も低い値V、を有する制御電圧Vcか与えられる
ので、トランジスタ6aおよび6bを介して最も低い値
ILを有する電i16が流れる。さらには、メモリセル
が非選択状態にある場合では、中間の値V、を有する制
御電圧Vcが与えられ、中間の値1.を有する電流I6
が流れる。
圧の電圧レベル図である。また、第3B図は、第1図に
示したバイポーラトランジスタ6aおよび6bに流れる
電ff116の電流レベル図である。メモリセルがアク
セス状態にある場合では、制御電圧Vcのレベルが書込
み動作において最も高い値V、となる。したがって、ト
ランジスタ6aおよび6bを介して最も高い値工8を有
する電流I6が流れる。メモリセルの読出し動作におい
て、最も低い値V、を有する制御電圧Vcか与えられる
ので、トランジスタ6aおよび6bを介して最も低い値
ILを有する電i16が流れる。さらには、メモリセル
が非選択状態にある場合では、中間の値V、を有する制
御電圧Vcが与えられ、中間の値1.を有する電流I6
が流れる。
その結果、書込み動作においては、データ信号の書込み
を容易に行なうことができ、他方、読出し動作において
は、ストアされたデータ信号がビット線対の電荷により
破壊されないようにすることができる。また、非選択状
態では、ストアされたデータ信号が失われない範囲で電
流I6の値を低くすることができるのて(IM)、スタ
ンバイ状態における消費@流を減じることかできる。す
なわち、制御電圧VCをメモリセルの動作モードに応じ
て制御することにより、ラッチ回路を構成する2つのイ
ンバータの負荷素子のインピーダンスを制御することが
でき、その結果上記のような利点が得られることになる
。
を容易に行なうことができ、他方、読出し動作において
は、ストアされたデータ信号がビット線対の電荷により
破壊されないようにすることができる。また、非選択状
態では、ストアされたデータ信号が失われない範囲で電
流I6の値を低くすることができるのて(IM)、スタ
ンバイ状態における消費@流を減じることかできる。す
なわち、制御電圧VCをメモリセルの動作モードに応じ
て制御することにより、ラッチ回路を構成する2つのイ
ンバータの負荷素子のインピーダンスを制御することが
でき、その結果上記のような利点が得られることになる
。
第1図に示した実施例では、PMOSトランジスタ5a
、5bとnpnトランジスタ6a、6bとによって負荷
回路が構成されたが、この発明はこの実施例に限らず、
たとえば第4図に示すような第1図とは相補な回路にも
適用することができる。
、5bとnpnトランジスタ6a、6bとによって負荷
回路が構成されたが、この発明はこの実施例に限らず、
たとえば第4図に示すような第1図とは相補な回路にも
適用することができる。
第5図は、第1図または第4図に示したメモリセル回路
を適用することができるB1CMOSゲートアレイのブ
ロック図である。第5図を参照して、20は人出力バッ
ファ領域、21は内部ゲート領域、22はSRAM領域
、23は制御回路である。第1図または第4図に示した
メモリセル回路は、S RA M eA域22内に構成
することができる。制御回路23は、インピーダンス制
御用制御電圧Vcを発生し、SRAM領域22内のメモ
リセル回路に供給する。このように、この発明は、SR
AM領域を備えたB1C0M5ゲートアレイに適用可能
であることが指摘される。
を適用することができるB1CMOSゲートアレイのブ
ロック図である。第5図を参照して、20は人出力バッ
ファ領域、21は内部ゲート領域、22はSRAM領域
、23は制御回路である。第1図または第4図に示した
メモリセル回路は、S RA M eA域22内に構成
することができる。制御回路23は、インピーダンス制
御用制御電圧Vcを発生し、SRAM領域22内のメモ
リセル回路に供給する。このように、この発明は、SR
AM領域を備えたB1C0M5ゲートアレイに適用可能
であることが指摘される。
[発明の効果コ
以上のように、この発明によれば、メモリセル回路の動
作モードに応答して、ラッチ回路を構成する負荷手段の
インピーダンスを制御するインピーダンス制御手段を設
けたので、書込まれたデータを安定して保持することが
可能なSRAM用メモリセル回路が得られた。
作モードに応答して、ラッチ回路を構成する負荷手段の
インピーダンスを制御するインピーダンス制御手段を設
けたので、書込まれたデータを安定して保持することが
可能なSRAM用メモリセル回路が得られた。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の一実施例を示すSRAM用メモリ
セル回路の回路図である。第2図は第1図に示したイン
ピーダンス制御用トランジスタの特性図である。第3A
図は、第1図に示した端子9に与えられるインピーダン
ス制御電圧の電圧レベル図である。第3B図は、第1図
に示したバイポーラトランジスタに流れる電流の電流レ
ベル図である。第4図は、この発明の別の実施例を示す
メモリセル回路の回路図である。第5図は、第1図また
は第4図に示したメモリセル回路を適用することのでき
るB1C0M5ゲートアレイのブロック図である。第6
図は、従来のNMO3型メモ型上モリセル回路図である
。第7A図、第7B図および第7C図は、第6図に示し
た負荷素子として使用され得る素子の回路図である。第
8図は、従来のCMO5型メモ型上モリセル回路図であ
る。 図において、5a、5bはPMOSトランジスタ、6a
6bはnpnバイポーラトランジスタ、9は制御端子、
Vcはインピーダンス制御電圧である。 も1図 Vc 50.5b : PMOS )ランプスタ乳2図 vth [V] l Vgs 1 Vc’ to、I lb 、’ PMOS トラ、シ又り1
2a 12b ’。 PMOS l−ランジス7 13a、13b : NMO5)ランジスり14a 、
14b pnp八″へボ−ラトクシシスタ BiCMO8ケ゛ トアレ1 どU 17A図 ち7B図 る7C図 る8区
セル回路の回路図である。第2図は第1図に示したイン
ピーダンス制御用トランジスタの特性図である。第3A
図は、第1図に示した端子9に与えられるインピーダン
ス制御電圧の電圧レベル図である。第3B図は、第1図
に示したバイポーラトランジスタに流れる電流の電流レ
ベル図である。第4図は、この発明の別の実施例を示す
メモリセル回路の回路図である。第5図は、第1図また
は第4図に示したメモリセル回路を適用することのでき
るB1C0M5ゲートアレイのブロック図である。第6
図は、従来のNMO3型メモ型上モリセル回路図である
。第7A図、第7B図および第7C図は、第6図に示し
た負荷素子として使用され得る素子の回路図である。第
8図は、従来のCMO5型メモ型上モリセル回路図であ
る。 図において、5a、5bはPMOSトランジスタ、6a
6bはnpnバイポーラトランジスタ、9は制御端子、
Vcはインピーダンス制御電圧である。 も1図 Vc 50.5b : PMOS )ランプスタ乳2図 vth [V] l Vgs 1 Vc’ to、I lb 、’ PMOS トラ、シ又り1
2a 12b ’。 PMOS l−ランジス7 13a、13b : NMO5)ランジスり14a 、
14b pnp八″へボ−ラトクシシスタ BiCMO8ケ゛ トアレ1 どU 17A図 ち7B図 る7C図 る8区
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 アクセスゲート手段を介してビット線に接続されたラ
ッチ回路を有するSRAM用メモリセル回路であって、 前記ラッチ回路は、 第1および第2の電源電位の間に直列に接続された第1
の負荷手段および第1のスイッチング手段を含む第1の
インバータ手段と、 第1および第2の電源電位の間に直列に接続された第2
の負荷手段および第2のスイッチング手段を含む第2の
インバータ手段とを含み、前記第1および第2のインバ
ータ手段は、クロスカップルされており、 前記第1および第2のインバータ手段の入力ノードは、
前記アクセスゲート手段を介してビット線に接続されて
おり、 前記メモリセル回路は、さらに、前記メモリセル回路の
動作モードに応答して、前記第1および第2の負荷手段
のインピーダンスを制御するインピーダンス制御手段を
含む、SRAM用メモリセル回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2226333A JP2557279B2 (ja) | 1990-08-27 | 1990-08-27 | Sram用メモリセル回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2226333A JP2557279B2 (ja) | 1990-08-27 | 1990-08-27 | Sram用メモリセル回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04106789A true JPH04106789A (ja) | 1992-04-08 |
| JP2557279B2 JP2557279B2 (ja) | 1996-11-27 |
Family
ID=16843524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2226333A Expired - Fee Related JP2557279B2 (ja) | 1990-08-27 | 1990-08-27 | Sram用メモリセル回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2557279B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5589984A (en) * | 1978-12-28 | 1980-07-08 | Fujitsu Ltd | Static memory cell |
-
1990
- 1990-08-27 JP JP2226333A patent/JP2557279B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5589984A (en) * | 1978-12-28 | 1980-07-08 | Fujitsu Ltd | Static memory cell |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2557279B2 (ja) | 1996-11-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
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| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |