JPH07122996B2 - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JPH07122996B2
JPH07122996B2 JP1998291A JP1998291A JPH07122996B2 JP H07122996 B2 JPH07122996 B2 JP H07122996B2 JP 1998291 A JP1998291 A JP 1998291A JP 1998291 A JP1998291 A JP 1998291A JP H07122996 B2 JPH07122996 B2 JP H07122996B2
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misfet
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勝己 荻上
幸郎 鈴木
郁郎 増田
雅則 小高
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はメモリ・セルが大規模に
集積化された半導体集積回路に関する。
【0002】
【従来の技術】メモリ・セルが大規模に集積化された半
導体集積回路(以下、半導体メモリと言う)の一種とし
て、いわゆるRAMがある。
【0003】RAM(ランダムアクセスメモリ)は、情
報を一時的に蓄え、必要な時期にそれを読み出すことが
できるデバイスであり、読出し/書込みメモリとも呼ば
れる。 RAMは、情報を記憶するメモリ・セル,外部
から特定のメモリ・セルを選択するアドレス回路,情報
の読出し・書込みを制御するタイミング回路等からな
る。 RAMにおいては、複数のメモリ・セルがマトリ
ックス状に配置される。この複数のメモリ・セルから所
望のメモリ・セルを選択する動作は、上記マトリックス
の交点を指定する形で行なわれるため、アクセス時間
は、メモリ・セルの位置(番地)によらず一定である。
【0004】RAMは、バイポーラRAMとMOSRA
Mとに大きく二分類される。
【0005】バイポーラRAMは下記の長所を有する。
【0006】 (1) MOSRAMに比較すると高速で動作する。
【0007】 (2) メモリ・セルの動作はスタティック形であり、
タイミング等のコントロールが簡単である。
【0008】これに対して、バイポーラRAMは下記の
欠点を有する。
【0009】 (3) MOSRAMに比較すると、消費電力(特に非
動作時)が大きい。
【0010】 (4) MOSRAMに比較すると、製造工程が複雑
で、高集積度が得にくい。バイポーラRAMは、入出力
レベルの違いにより、TTL形とEOL形の二種類に分
けられる。TTLインターフェイスのバイポーラRAM
のアクセスタイム(読出し時間)は30〜60(nsec)
の範囲にあり、ECLインターフェイスのバイポーラR
AMのアクセスタイムは4〜35(nsec)の範囲にあ
る。
【0011】従って、バイポーラRAMは高速性を要求
される各種メモリ・システムに応用されている。
【0012】一方、バイポーラRAMと比較し、MOS
RAMは、その構造及び製造工程が簡単で、消費電力,
記憶密度,価格の面で有利であり、高速動作を必要とし
ない領域で使用されている。
【0013】MOSRAMは、ダイナミック形とスタテ
ィック形とに分類される。
【0014】ダイナミック形MOSRAMは、そのメモ
リ・セルが、比較的少ないトランジスタにより構成され
る、すなわち1ビット当り1〜3個のトランジスタによ
り構成される(1〜3トランジスタ/ビット)。そのた
め、同一チップ面積であれば、後で述べるスタティック
形MOSRAMに比べビット密度が高くなる。
【0015】ダイナミック形MOSRAMにおいては、
情報がメモリ・セル内の容量に電荷として記憶される。
容量に蓄積された電荷は、リーク電流等によって放電さ
れてしまうため、所定時間内にメモリ・セルの情報を読
出し、再度書込む(リフレッシュ)ことが必要となる。
【0016】これに対して、スタティック形MOSRA
Mにおいては、そのメモリ・セルとして、一般に6個の
素子によって構成されたフリップフロップ回路が使われ
る。このため、ダイナミック形MOSRAMで必要とさ
れるようなリフレッシュを必要としない。
【0017】ダイナミック形MOSRAMのアクセスタ
イムは100〜300(nsec)の範囲にあり、スタティ
ック形MOSRAMのアクセスタイムは30〜200
(nsec)の範囲にある。また、MOSRAMのアクセス
タイムはバイポーラRAMと比較すると大きな値であ
る。
【0018】一方、ホトリソグラフィー技術の改良によ
り半導体集積回路内のMISFETの素子寸法の縮細化
が進められており、1982年10月発刊の IEEE JOUR
NALOF SOLID−STATE CIROUIT, VOL. SC-17, NO.5, 頁
793乃至797には、2(μm)のデザイン・ルール
のウェハ・プロセス技術を用い、アクセスタイム65(n
sec)動作消費電力200(mW),待機消費電力10
(μW)の64KビットのスタティックMOSRAMが
記載されている。
【0019】一方、ECL形のバイポーラRAMの一例
としては、アクセスタイム15(nsec)消費電力800
(mW)の4KビットのECL形バイポーラRAMが製
品名HM100474−15として、本出願人より製造,販売さ
れている。
【0020】以上説明したように、高速・高消費電力の
バイポーラRAMの特徴と低速・低消費電力のMOSR
AMの特徴とは全く独立に、半導体メモリの記憶容量
は、1Kビット,4Kビット,16Kビット,64Kビ
ット,256Kビット,1Mビット……と大容量化する
技術動向がある。
【0021】
【発明が解決しようとする課題】半導体メモリの消費電
力と、バイポーラ・トランジスタの素子寸法を決める現
在のホトリソグラフィー技術とを考慮すると、バイポー
ラRAMの記憶容量は16Kビットが限界であろう。
【0022】一方、半導体メモリーの記憶容量の大容量
化(特に64Kビット以上)に伴って、半導体チップ面
積も増大し、RAMのアドレス回路の信号線は大面積の
半導体チップ上で長距離にわたり配置される。アドレス
回路の信号線の距離が長くなると、当然この信号線の浮
遊容量が大きくなるばかりか、この信号線の等価分布抵
抗も大きくなる。微細化のために、ホトリソグラフィー
技術を改良することによって、アドレス回路の信号線の
配線幅が2(μm)以下にされると、信号線の等価分布
抵抗も一層大きくなる。また、大容量化に伴って各回路
のファンアウトも大きくなるので、次段MOSのゲート
容量による負荷容量も大きくなる。従って、2(μm)
のホトリソグラフィー技術を用い、アドレス回路の全て
がCMOSによって構成された64KビットMOSRA
Mにおいては、アドレスのアクセスタイムは30(nse
c)が限界であろう。
【0023】本発明は、ECL形のバイポーラRAMに
相当するアクセスタイムとスタティックMOSRAMに
相当する消費電力とを有する半導体メモリを開発するに
際し、本発明者によってなされたものである。
【0024】本発明の目的は、高速度で、低消費電力の
半導体メモリを提供することにある。 本発明の前記な
らびにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述
および添付図面からあきらかになるであろう。
【0025】
【課題を解決するための手段】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。
【0026】CMOS回路とバイポーラトランジスタと
を組み合わせてなる内部回路と、外部端子に供給すべき
信号を形成する出力回路とを備えてなる半導体集積回路
の出力回路として、上記外部端子に信号を出力する出力
トランジスタと、上記出力トランジスタを駆動する駆動
部とを備え、上記出力トランジスタはCMOS構成の出
力MISFETからなり、上記駆動部に上記CMOS回
路により形成された出力すべき信号を電流増幅して上記
出力MISFETのゲート容量をチャージアップ又はデ
ィスチャージさせるバイポーラトランジスタを用いる。
【0027】
【作用】大きなゲート容量を持つCMOS構成の出力M
ISFETをバイポーラトランジスタにより駆動するこ
とにより、高速動作で大きな信号振幅の出力信号を形成
することができる。
【0028】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に沿って説明す
る。
【0029】図1には、記憶容量が64Kビットで、入
出力が1ビット単位で行なわれるスタティックRAMの
内部構成が示されている。破線ICで囲まれた各回路ブ
ロックは、半導体集積回路技術によって、1個のシリコ
ンチップに形成されている。本実施例のスタティックR
AMは、それぞれが16Kビット(=16384ビッ
ト)の記憶容量を持つ4つのマトリックス(メモリ・ア
レイM−ARY1〜M−ARY4)を有し、これにより
合計で64Kビット(=65536ビット)の記憶容量
を持つようにされている。4つのメモリ・アレイM−A
RY1〜M−ARY4は、互いに同様な構成にされてお
り、それぞれには、メモリ・セルが128列(ロウ)×
128行(カラム)に配置されている。
【0030】複数のメモリ・セルを有するメモリ・アレ
イから所望のメモリ・セルを選択するためのアドレス回
路は、アドレスバッファADB,ロウデコーダR−DC
R0,R−DCR1,R−DCR2,カラムデコーダC
−DCR1〜DCR4,カラムスイッチC−SW1〜C
−SW4等から構成されている。
【0031】情報の読出し・書込みを扱う信号回路は、
特に制限されないが、データ入力バッファDIB,デー
タ入力中間アンプDIIA1〜DIIA4,データ出力
バッファDOB,データ出力中間アンプDOIA,セン
スアンプSA1〜SA16から構成されている。
【0032】情報の読出し・書込み動作を制御するため
のタイミング回路は、特に制限されないが、内部制御信
号発生回路COM−GE,センスアンプ選択回路SAS
Cから構成されている。
【0033】ロウ系のアドレス選択線(ワード線WL1
1〜WL1128,WL21〜WL2128,WR11
〜WR1128,WR21〜WR2128)には、アド
レス信号A0〜A8に基づいて得られるデコード出力信号
がローデコーダR−DCR1,R−DCR2より送出さ
れる。上記アドレス信号A0〜A8のうち、アドレス信号
7,A8は、4つのメモリ・マトリックスM−ARY1
〜M−ARY4から1つのメモリ・マトリックスを選択
するために用いられる。
【0034】アドレスバッファADBは、アドレス信号
0〜A15を受け、これにもとづいた内部相補アドレス
信号0 15 を形成する。なお、内部相補アドレス信
0 は、アドレス信号A0と同相の内部アドレス信号a
0と、アドレス信号A0に対して位相反転された内部アド
レス信号a0とによって構成されている。残りの内部相
補アドレス信号1 15 についても、同様に、内部ア
ドレス信号a1〜a15と内部アドレス信号a1〜a15とに
よって構成されている。
【0035】アドレスバッファADBによって形成され
た内部相補アドレス信号a0〜a15のうち、内部相補ア
ドレス信号a7,a8,a9〜a15は、カラムデコーダC
−DCR1〜C−DCR4に供給される。カラムデコー
ダC−DCR1〜C−DCR4は、これらの内部相補ア
ドレス信号を解読(デコード)し、このデコードによっ
て得られた選択信号(デコード出力信号)を、カラムス
イッチC−SW1〜C−SW4内のスイッチ用絶縁ゲー
ト型電界効果トランジスタ(以下、MISFETと称す
る) Q1001, Q1001, Q1128, Q1128, Q2001
2001,Q3001,Q3001,Q4001,Q4001,のゲート電
極に供給する。
【0036】ワード線WL11〜WL1128,WL21〜WL
2128,WR11〜WR1128,WR21〜WR2128のうち、外
部からのアドレス信号A0 〜A8 の組み合わせによって
指定された1本のワード線が上述したロウデコーダR−
DCR1,R−DCR2によって選択され、上述したカ
ラムデコーダC−DCR1〜C−DCR4及びカラムス
イッチC−SW1〜C−SW4とによって、外部からの
アドレス信号A7 ,A8 ,A9 〜A15の組み合わせによ
って指定された1対の相補データ線が複数の相補データ
線対D1001, 1001〜D1128, 1128, 2001, 2001
〜D2128, 2128, 3001, 3001〜D3128, 3128,
4001, 4001〜D4128, 4128のなかから選択され
る。これにより、選択されたワード線と選択された相補
データ線対との交点に位置されたメモリ・セルM−CE
Lが選択される。
【0037】読出し動作においては、スイッチ用MIS
FETQ1,Q1〜Q4,Q4,Q8,Q8,Q12,Q12,Q
16,Q16が、特に制限されないが、内部制御信号発生回
路COM−GEから出力された制御信号によりオフ状態
にされる。これにより、コモンデータ線CDL1,CD
1〜CDL4,CDL4と書込み信号入力中間アンプD
IIA1〜DIIA4とが電気的に分離される。選択さ
れたメモリ・セルの情報は、選択された相補データ線対
を介してコモンデータ線に伝えられる。コモンデータ線
に伝えられたメモリ・セルの情報は、センスアンプによ
りセンスされ、データ出力中間アンプDOIA及びデー
タ出力バッファDOBを介して外部に出力される。
【0038】なお、本実施例では、センスアンプが16
個設けられているが、これらのセンスアンプSA1〜S
A16のうち、1つのセンスアンプ、すなわちその入力
端子がコモンデータ線を介して選択された相補データ線
対に結合されたセンスアンプがセンスアンプ選択回路S
ASCからのセンスアンプ選択信号により選択されて、
センス動作を実行する。
【0039】書込み動作においては、スイッチMISF
ETQ1,Q1〜Q4,Q4,Q8,Q8,Q12,Q12
16,Q16が内部制御信号発生回路COM−GEからの
制御信号によってオン状態にされる。アドレス信号A7
〜A15に従って、例えば、カラムデコーダC−DCR1
がスイッチ用MISFETQ1001,Q1001をオン状態に
した場合、データ入力中間アンプDIIA1の出力信号
は、コモンデータ線対CDL1,CDL1,MISFE
TQ1,Q1,Q1001,Q1001を介して相補データ線対D
1001,D1001に伝えられる。このとき、ロウデコーダR
−DCR1によってワード線WL11が選択されていれ
ば、 このワード線WL11 と相補データ線D1001,D
1001との交点に設けられたメモリ・セルにデータ入力中
間アンプDIIA1の出力信号に応じた情報が書き込ま
れる。
【0040】コモンデータ線対CDL1,CDL1は、
特に制限されないが、本実施例においては、4組のコモ
ンデータ線対(サブコモンデータ線対)により構成され
ている。同図には、これら4組のコモンデータ線対のう
ち、2組のコモンデータ線対が示されている。残りの2
組のコモンデータ線対も、図示されているコモンデータ
線対と同様に、それぞれスイッチ用MISFETQ2
2,Q3,Q3を介してデータ入力中間アンプDIIA
1に結合されるようにされている。この4組のコモンデ
ータ線対のそれぞれには、1個のセンスアンプの入力端
子と、32組のスイッチ用MISFETの一方の入出力
電極が結合されている。すなわち、第1のコモンデータ
線対には、センスアンプSA1の入力端子と、スイッチ
用MISFETQ1001,Q1001〜Q1032,Q1032の入出
力端子が結合され、第2のコモンデータ線対には、 セ
ンスアンプSA2の入力端子と、 スイッチ用MISF
ETQ1033,Q1033〜Q1064,Q1064の入出力端子が結
合され、第3のコモンデータ線対には、センスアンプS
A3の入力端子と、スイッチ用MISFETQ1065,Q
1065〜Q1096,Q1096の入出力端子が結合され、第4の
コモンデータ線対には、センスアンプSA4の入力端子
と、スイッチ用MISFETQ1097,Q1097〜Q1128
1128の入出力端子が結合されている。書込み動作にお
いては、これら4組のコモンデータ線対は、スイッチ用
MISFETQ1,Q1〜Q4,Q4を介して互いに電気的
に結合されるが、読出し動作においては、互いに電気的
に分離される。これにより、読出し動作のとき、センス
アンプの入力端子に結合される浮遊容量を減らすことが
可能であり、読出し動作の高速化を図ることができる。
なお、読出し動作においては、スイッチ用MISFET
を介して選択されたメモリ・セルからの情報が伝えられ
たサブコモンデータ線対に、その入力端子が結合された
ところのセンスアンプのみが選択されて、センス動作を
実行するようにされている。他のコモンデータ線対CD
L2,CDL2〜CDL4,CDL4についても、上述
したコモンデータ線対CDL1,CDL1と同様な構成
にされている。
【0041】なお、本実施例では、スイッチ用MISF
ETQ1,Q1〜Q4,Q4,Q8,Q8,Q12,Q12
16,Q16に共通の制御信号WECSが供給されるよう
にされているが、各スイッチ用MISFETにカラムで
コーダからの選択信号を供給するようにしてもよい。こ
のようにすれば、書込み動作において、データ入力中間
アンプの負荷容量を減らすことが可能であり、書込み動
作の高速化を図ることが可能となる。
【0042】内部制御信号発生回路COM−GEは、2
つの外部制御信号すなわちCS(チップセレクト信
号),WE(ライトイネーブル信号)を受けて、複数の
制御信号CS1,CS2,CS3,WECS,WECS,
DOC等を発生する。
【0043】センスアンプ選択回路SASCは、チップ
セレクト信号CSと、内部相補アドレス信号7 15
を受けて、上述したセンスアンプ選択信号と、内部チッ
プセレクト信号CS,CSを形成する。
【0044】図2は、図1のアドレスバッファADB,
ロウデコーダR−DCR0,R−DCR1,R−DCR
2をさらに詳細に示すブロックダイアグラムである。
【0045】図2において、出力側が黒くマークされた
論理シンボルの回路は出力信号線を充電および放電する
出力トランジスタがバイポーラ・トランジスタにより構
成され、反転,非反転,NAND,NOR等の論理処理
用トランジスタがCMOSにより構成された準CMOS
回路であり、通常の論理シンボルの回路は純CMOS回
路である。
【0046】図2に示すようにアドレスバッファADB
には、外部からTTLレベルのアドレス信号A0〜A3
その入力に受け、非反転出力a0〜a3と反転出力a0
3を相補出力信号線に送出するための非反転・反転回
路G0〜G3が配置されている。この非反転・反転回路G
0〜G3は図4に示す如き準CMOS回路により構成され
ている。
【0047】図4において、Q40,Q42,Q44,Q46
50,Q52,Q53はNチャンネルのMISFETであ
り、Q41,Q42,Q43,Q49はPチャンネルのMISF
ETであり、Q47,Q48,Q51,Q54はNPNバイポー
ラ・トランジスタである。
【0048】抵抗R40とMISFETQ40とは、入力端
子に印加される外部サージ電圧からMISFETQ41
42のゲート絶縁膜を保護するためのゲート保護回路を
構成する。
【0049】Q41,Q42,Q43,Q44は2段カスケード
接続されたCMOSインバータを構成するため、ノード
1の信号と同相の信号がノードN3に伝達される。
【0050】Q45,Q46もCMOSインバータを構成す
るため、ノードN3と逆相の信号がノードN4に伝達され
る。
【0051】Q47は出力端子OUTの容量性負荷C41
充電用出力トランジスタで、Q48は容量性負荷C41の放
電用出力トランジスタである。
【0052】Q49,Q50もCMOSインバータを構成す
るため、ノードN3と逆相の信号がノードN5に伝達され
る。
【0053】Q52はノードN3の信号によりオンし、出
力端子OUTの容量性負荷C42の放電用トランジスタQ
54にベース電流を与えるためのソースフォロワMISF
ETであり、Q53はソースフォロワMISFETQ52
負荷として動作するばかりではなくQ54のベース蓄積電
荷を放電するためのスイッチ用MISFETとしても動
作する。
【0054】Q48が飽和領域で駆動されることを防止す
るため、MISFETQ45のソースが電源VCCではなく
48のコレクタに接続され、同様にQ54が飽和領域で駆
動されることを防止するため、MISFETQ52のドレ
インが電源VCCではなくQ54のコレクタに接続されてい
る点も、改良上の大きな特徴である。
【0055】従って、図4の非反転・反転回路におい
て、入力端子INにハイレベルの信号が印加されると、
ノードN3はハイレベル、ノードN4とノードN5とはロ
ーレベルとなり、 Q47のベースには、Q43を介してベ
ース電流が供給されるため、Q4 7がオンされる。出力端
子OUTがハイレベルにあると、Q52がオンするため、
このQ52を介してQ54にベース電流が供給される。この
とき、Q46,Q50は、ノードN3がハイレベルであるた
め、オンしている。そのためQ45,Q54は、そのベース
蓄積電荷が、Q46,Q50を介して放電されるため、オフ
となる。よって、容量性負荷C41は、低出力インピーダ
ンスのバイポーラ出力トランジスタQ47により高速に充
電され、容量性負荷C42は低出力インピーダンスのバイ
ポーラ出力トランジスタQ54により高速に放電される。
容量性負荷C41の充電が終了すると、Q47のコレクタ・
エミッタ経路に電流が流れなくなり、容量性負荷C42
放電が終了すると、Q52のドレイン・ソース経路とQ54
のコレクタ・エミッタ経路とに電流が流れなくなる。
【0056】図4の非反転・反転回路の入力端子INに
ローレベルの信号が印加されると、Q47とQ54がオフと
なり、Q48とQ51とがオンとなるため、容量性負荷C41
が高速で放電され、容量性負荷C42が高速で充電され
る。この時、ノードN5はハイレベルとなるため、MI
SFETQ53がオンとなる。従って、Q54のベース蓄積
電荷はQ53を介して接地電位点に高速で放電されるた
め、Q54のターンオフ速度が向上される。容量性負荷C
41の放電が終了すると、Q45のドレイン・ソース経路と
48のコレクタ・エミッタ経路とに電流が流れなくな
り、容量性負荷C42の充電が終了すると、Q51のコレク
タ・エミッタ経路に電流が流れなくなる。
【0057】万一、容量性負荷C41,C42の充電と放電
とがバイポーラトランジスタQ47,Q48,Q51,Q54
より実効されるのではなく、MISFETにより実効さ
れる場合は、MISFETのオン抵抗はバイポーラ・ト
ランジスタのオン抵抗と比較すると極めて大きな値とな
るため、充電・放電は低速度でしか実行できない。
【0058】これに対し、図2の実施例のアドレスバッ
ファにおいては、内部アドレス信号a0,a0〜a3,a3
をその出力信号線に送出する非反転・反転回路G0〜G3
の出力トランジスタは、図4に示すようにバイポーラ・
トランジスタにより構成されているため、非反転・反転
回路G0〜G3の出力信号線が半導体チップ表面上で長距
離にわたり配置されるとしても、非反転・反転回路G0
〜G3を高速度で動作させることが可能となる。
【0059】図2のロウデコーダR−DCR0はアドレ
ス回路のプリデコーダとして動作する。このロウデコー
ダR−DCR0は、アドレスバッファADBから得られ
た内部アドレス信号a0,a0〜a3,a3 が印加される
3入力NAND回路G15〜G2 3,G24〜G31,G40〜G
47及びチットプセレクト信号CSと3入力NAND回路
24〜G31の出力信号とが印加される2入力NOR回路
32〜G39により構成されている。
【0060】プリデコーダとしてのロウデコーダR−D
CR0の出力信号線(すなわち3入力NAND回路G16
〜G23,G40〜G47の出力信号線と2入力NOR回路G
32〜G39の出力信号線)は、図2に示すように、アドレ
ス回路のデコーダ・ドライバとしてのロウデコーダR−
DCR1及びロウデコーダR−DCR2の内部で、たて
方向に長距離にわたって配置される。
【0061】第2図のロウデコーダR−DCR0中の3
入力NAND回路G16〜G23,G24〜G31,G40〜G47
は、図5に示す如き準CMOS回路によって構成されて
いる。 図5の準CMOS・3入力NAND回路は、P
チャンネルMISFETQ55〜Q57NチャンネルMIS
FETQ58〜Q61により構成された入力論理処理部と、
NPNバイポーラ出力トランジスタQ62,Q63により構
成された出力部とを含む。MISFETQ61はQ63のベ
ース蓄積電荷を放電するためのスイッチ用MISFET
として動作する。
【0062】3つの入力端子IN1〜IN3の全てにハイ
レベルの入力信号が印加されると、Q55〜Q57がオフと
なり、Q58〜Q60がオンとなり、ノードN7はローレベ
ルとなり、Q61はオフとなる。すると、出力部では、Q
62はオフとなり、出力端子OUTがハイレベルにあると
きはQ58〜Q60を介してQ63にベース電流が供給され、
63がオンとなる。出力端子OUTの容量性負荷C43
電荷は、Q63のコレクタ・エミッタ径路を介して接地電
位点に高速で放電されるとともに、容量性負荷C43,ダ
イオードQ64,MISFETQ58〜Q60,Q63のベース
・エミッタ接合のルートにも放電電流が流れる。この時
のダイオードQ64の両端の間の電圧降下によって、Q62
は確実にオフに制御される。
【0063】3つの入力端子IN1〜IN3の少なくとも
いずれかひとつにローレベルの入力信号が印加される
と、ノードN7はハイレベルとなり、Q62はオンとなっ
て、容量性負荷C43はQ62のコレクタ・エミッタ径路を
介して高速で充電される。ノードN7がハイレベルとな
ることにより、Q61のベース蓄積電荷がQ61のドレイン
・ソース経路を介して高速で放電され、Q63のターンオ
フ速度を向上することができる。
【0064】このように図5の準CMOS・3入力NA
ND回路の出力部はバイポーラ・トランジスタQ62,Q
63により構成されているため、容量性負荷C43の充電・
放電が高速度で実行される。
【0065】なお、図2のロウデコーダR−DCR0中
の3入力NAND回路G24〜G31は、その出力が短距離
で2入力NOR回路G32〜G39の入力に接続されている
ため、図6に示す如き純CMOS回路によって構成して
もよい。
【0066】図6の純CMOS・3入力NAND回路は
PチャンネルMISFETQ64〜Q66NチャンネルMI
SFETQ67〜Q69により構成されている。上述したよ
うに出力端子OUTからの信号線の距離が短いため、
出力端子OUTの浮遊容量C4 4の容量値は小さい。
【0067】従って、この小さな浮遊容量C44の充電・
放電をオン抵抗の比較的大きなMISFETQ64
66,Q67〜Q69により実行しても、比較的高速度で実
行できる。 図2のロウデコーダR−DCR0中の2入
力NOR回路G32〜G39は、図7に示す如き準CMOS
回路によって構成されている。
【0068】図7の準CMOS・2入力NOR回路は、
PチャンネルMISFETQ70,Q 71,NチャンネルM
ISFETQ72〜Q74により構成された入力論理処理部
と、NPNバイポーラ出力トランジスタQ75,Q76によ
り構成された出力部とを含む。MISFETQ74は、Q
76のベース蓄積電荷を放電するためのスイッチ用MIS
FETとして動作する。
【0069】2つの入力端子IN1,IN2の全てにロー
レベルの入力信号が印加されると、Q70,Q71がオン、
72,Q73がオフとなり、ノードN9はハイレベルとな
る。するとQ75がオンとなって、出力端子OUTの容量
性負荷C45はQ75のコレクタ・エミッタ経路を介して高
速で充電される。ノードN9がハイレベルとなることに
より、Q74がオンとなり、Q76のベース蓄積電荷がQ74
のドレイン・ソース経路を介して高速で放電され、Q76
のターンオフ速度を向上することができる。
【0070】2つの入力端子の少なくともいずれか一
方、例えば入力端子IN1にハイレベルの入力信号が印
加されると、Q70がオフ、Q72がオンとなり、ノードN
9はローレベルとなる。すると出力部ではQ75がオフと
なり、出力端子OUTがハイレベルにあると、Q72,Q
77を介してQ76にベース電流が供給され、Q76がオンと
なる。出力端子OUTの容量性負荷C45の電荷はQ76
コレクタ・エミッタ経路を介して高速で放電されるとと
もに、容量性負荷C45,ダイオードQ77,MISFET
72のドレイン・ソース径路,Q76のベース・エミッタ
接合のルートにも放電電流が流れる。 この時のダイオ
ードQ77の両端の間の電圧降下によって、Q75は確実に
オフに制御される。
【0071】図2のロウデコーダR−DCR1,R−D
CR2はアドレス回路のデコーダ・ドライバとして動作
する。このロウデコーダR−DCR1は、ロウデコーダ
R−DCR0の出力信号を受ける2入力NOR回路
48,この2入力NOR回路G43の出力信号とロウデコ
ーダR−DCR0の出力信号を受ける2入力NAND回
路G49〜G56,これら2入力NAND回路G49〜G56
出力信号を受けるインバータG57〜G64とを含む。
【0072】2入力NOR回路G48の出力と2入力NA
ND回路G49〜G56の入力との間の信号線の距離は長
く、これらの信号線浮遊容量値は大きい。従って、この
2入力NOR回路G48は、図7に示す如き準CMOS回
路によって構成されている。
【0073】図2のロウデコーダR−DCR1中の2入
力NAND回路G49〜G56は、その出力が短距離でイン
バータG57〜G64の入力に接続されているため、図9に
示す如き純CMOS回路によって構成されている。
【0074】図9の純CMOS・2入力NAND回路は
PチャンネルMISFETQ82,Q83NチャンネルMI
SFETQ84,Q85によって構成されている。上述した
ように出力端子OUTからの信号線の距離が短いため、
出力端子OUTの浮遊容量C47の容量値は小さい。
【0075】従って、この小さな浮遊容量C47の充電・
放電をオン抵抗の比較的大きなMISFETQ82
83,Q84,Q85により実行しても、小さな浮遊容量C
47の充電・放電が高速度で実行される。
【0076】図2のロウデコーダR−DCR1中のイン
バータG57〜G64の出力は、メモリ・アレイM−ARY
1のワード線WL11〜WL18に接続されている。従っ
て、デコーダ・ドライバとしてのロウデコーダR−DC
R1の出力信号線(すなわちインバータG57〜G64の出
力信号線)は、ワード線WL11〜WL18としてメモリ・
アレイM−ARY1の内部で横方向に長距離にわたって
配置されるため、このワード線WL11〜WL18の浮遊容
量は極めて大きなものとなる。
【0077】かくして、図2のロウデコーダR−DCR
1中のインバータG57〜G64は、図10に示す如き準C
MOS回路によって構成されている。
【0078】図10の準CMOS・インバータは、Pチ
ャンネルMISFETQ86,NチャンネルMISFET
87〜Q89,NPNバイボーラ出力トランジスタQ90
9 1により構成されている。この準CMOS・インバー
タの動作は、図4の非反転・反転回路の反転出力OUT
を得るQ49〜Q54回路の動作と同一であるため、その詳
細な説明を省略するが、NPNバイボーラ出力トランジ
スタQ90,Q91により大きな浮遊容量C48の充電・放電
が高速度で実行される。
【0079】図2において、ロウデコーダD−DCR2
は、上述のR−DCR1と同様に構成される。
【0080】図3は、図1のアドレスバッファADB,
カラムデコーダC−DCR1等をさらに詳細に示すブロ
ックダイアグラムである。
【0081】図3においても、出力側が黒くマークされ
た論理シンボルの回路は出力信号線の浮遊容量を充電お
よび放電する出力トランジスタがバイポーラ・トランジ
スタにより構成され、反転,非反転,NAND,NOR
等の論理処理がCMOS回路により実行される準CMO
S回路であり、通常の論理シンボルの回路は純CMOS
回路である。
【0082】図3に示すようにアドレスバッファADB
には、外部からTTLレベルのアドレス信号A7〜A15
をその入力に受け、非反転出力a7〜a15と反転出力a7
〜a1 5を相補出力信号線に送出するための非反転・反転
回路G7〜G15が配置されている。
【0083】この非反転・反転回路G7〜G15は、図4
に示す如き準CMOS回路により構成されている。従っ
て、非反転・反転回路G7〜G15の出力トランジスタは
図4に示すようにバイポーラ・トランジスタにより構成
されているたるめ、非反転・反転回路G7〜G15の出力
信号線が半導体チップ表面上で長距離にわたり配置され
るとしても、非反転・反転回路G7〜G15を高速で動作
させることが可能となる。
【0084】カラムデコーダC−DCR1は、アドレス
バッファADBから得られた内部アドレス信号a7〜a
15,a7〜a15が印加される2入力NAND回路G74
77,G78〜G81,G82〜G85と、3入力NAND回路
86〜G89とを含む。
【0085】さらに図3に示すように、カラムデコーダ
C−DCR1内において、これらのNAND回路G74
93の出力信号線は、長距離で配置されるとともに多く
のNOR回路G94〜G95の入力端子に接続されているた
め、これらのNAND回路G74〜G93の出力信号線の浮
遊容量は大きな容量値となる。
【0086】従って、3入力NAND回路G86〜G
89は、図5に示す如き準CMOS・3入力NAND回路
によって構成され、2入力NAND回路G74〜G85は、
図5から入力端子IN3とMISFETQ57,Q60とを
省略した準CMOS・2入力NAND回路によって構成
されている。
【0087】一方、図3において、3入力NOR回路G
94,G95の出力信号線は短距離でインバータG100,G
101の入力に接続されているため、これらの3入力NO
R回路G94〜G95の出力信号線の浮遊容量の容量値は小
さい。従って、これらの3入力NOR回路G94〜G
95は、純CMOS・3入力OR回路により構成されてい
る。さらに、 インバータG100,G101の出力信号線は
短距離で2入力NOR回路G98,G99の入力端子に接続
されているため、これらのインバータG100,G101の出
力信号線の浮遊容量の容量値は小さい。従って、これら
のインバータG100,G101は周知の純CMOS・インバ
ータにより構成されている。
【0088】さらに、2入力・NOR回路G98,G99
出力信号線は比較的短距離でカラムスイッチC−SW1
のスイッチ用MISFETQ1001,Q1001のゲート電極
に接続されているため、これらのNOR回路G98,G99
の出力信号線の浮遊容量は小さい。従って、これらのN
OR回路は図8図に示す如き純CMOS・2入力NOR
回路によって構成されている。
【0089】図8の純CMOS・ 2入力NOR回路は
PチャンネルMISFETQ78,Q7 9,NチャンネルM
ISFETQ80,Q81によって構成されている。出力端
子からの信号線の距離が比較的短いため、出力端子OU
Tの浮遊容量C46の容量値は小さい。
【0090】従って、この小さな浮遊容量C46の充電・
放電をオン抵抗の比較的大きなMISFETQ78
79,Q80,Q81により実行しても、小さな浮遊容量C
46の充電・放電が高速度で実行される。
【0091】なお、上述した3入力NOR回路G94〜G
95は、上記図8の2入力NOR回路に第3入力端子IN
3を追加するとともに、そのゲートが上記入力端子IN3
に接続された第3のPチャンネルMISFETQ78,Q
79に直列に挿入し、そのゲートが上記入力端子IN3
接続された第3のNチャンネルMISFETをQ80,Q
81に並列に挿入した純CMOS・3入力回路により構成
されている。
【0092】さらに図3には、図1のメモリ・アレイM
−ARY1の1ビットのメモリ・セルM−CELがさら
に詳細に示されている。
【0093】このメモリ・セルM−CELは負荷抵抗R
1,R2とNチャンネルMISFETQ101,Q102からな
る1対のインバータの入出力を交差結合したフリップ・
フロップと、トランスミッション・ゲート用Nチャンネ
ルMISFETQ103,Q104とにより構成されている。
【0094】フリップ・フロップは情報の記憶手段とし
て用いられる。トランスミッション・ゲートはロウデコ
ーダR−DCR1に接続されたワード線WL11に印加さ
れるアドレス信号によって制御され、相補データ線対D
1001,D1001とフリップ・フロップとの間の情報伝達が
このトランスミッション・ゲートによって制御される。
【0095】図11は、図1のセンスアンプ選択回路S
ASCの要部の一例及び内部制御信号発生回路COM−
GEの一例をより詳細に示す回路図である。
【0096】同図には、センスアンプ選択回路SASC
のうち、外部からのチップセレクト信号CSを受けて、
データ出力中間アンプDOIA,ロウデコーダR−DC
R0及びカラムデコーダC−DCR1等へ供給する制御
信号CS,CSを形成する部分の回路が示されている。
【0097】外部からのチップセレクト信号CSが印加
されるこの部分の回路は図4の非反転・反転回路と同一
の回路により構成されている。この回路の出力信号CS
は、バイポーラ・トランジスタT1,T2,T3,T4から
得られるため、センスアンプ選択回路SASCの出力C
S,CSの充電・放電速度の容量依存性は小さい。従っ
て、センスアンプ選択回路SASCの出力CSが図2の
ロウデコーダR−DCR0のNORゲートG32〜G39
入力端子および図3のカラムデコーダC−DCR1のN
ORゲートG94〜G95の入力端子に接続されても、この
出力CSは高速となる。また、センスアンプ選択回路S
ASCの出力CSがデータ出力中間アンプDOIA内の
複数のスイッチ用MISFETのゲート電極に接続され
ても、この出力CSは高速となる。
【0098】同図に示されていないが、センスアンプ選
択回路SASCは、内部相補アドレス信号a7〜a
15と、上記制御信号CSを受け、センスアンプへ供給す
る選択信号S1を形成するデコーダ回路を含んでいる。
このデコーダ回路によって。、センスアンプSA1〜S
A16のうち、選択されるべき相補データ線対にその入
力端子が電気的に結合されるセンスアンプが選択され、
そのセンス動作が実行される。このデコーダ回路の出力
部は、準CMOS回路によって構成されており、その出
力の充電・放電の容量依存性が小さくなるようにされて
いる。これにより、センスアンプを選択する動作の高速
化を図ることができる。なお、デコーダ回路に上記制御
信号が供給されるようにしてあっても、上述したように
上記制御信号がバイポーラ・トランジスタによって形成
されるため、その制御信号CSは高速である。
【0099】本実施例では、センスアンプを選択するた
めに、デコーダ回路をセンスアンプ選択回路SASOに
設けるようにしてあるが、カラムデコーダC−DCR1
〜C−DCR4で形成されている選択信号をセンスアン
プの選択信号とに利用するようにしてもよい。このよう
にすれば、素子数を減らすことができるため、高集積化
を図ることが可能となる。
【0100】図11の内部制御信号発生回路COM−G
Eは、外部からのチップセレクト信号CSが印加される
ことにより、複数の内部遅延チップセレクト信号C
2,CS1,CS1,CS2を発生するための回路部を有
する。この回路部の大半はCMOS回路により構成され
る。しかし、これらの出力CS2,CS1,CS1,CS2
はバイポーラ出力トランジスタT5,T6,T9,T10
11,T12,T7,T8から得られるため、これらの出力
の充電・放電の容量依存性は小さい。
【0101】図11の内部制御信号発生回路COM−G
Eはさらに、外部からのライトイネーブル信号WEを内
部遅延チップセレクト信号CS1,CS2が印加されるこ
とにより、書込み制御信号WECS,WECSとデータ
出力バッファ制御信号DOCとを発生するための回路部
を有する。この回路部の大半は同様にCMOS回路によ
って構成されている。しかし、信号WECSはバイポー
ラ出力トランジスタT14,T15から得られるため、この
出力WECSの充電・放電の容量依存性は小さい。従っ
て、この出力WECSが図3のカラムデコーダC−DC
R1のNAND(図示されていない)の多数の入力端子
あるいは図1のスイッチ用MISFETQ1,Q1
16,Q16のゲート電極に印加されても、この出力WE
CSは高速となる。
【0102】図12は、図1のセンスアンプSA1,デ
ータ出力中間アンプDOIA,データ出力バッファDO
B等により詳細に示す回路図である。
【0103】図13は、図1のデータ入力バッファDI
B,データ入力中間アンプDIIA1等をより詳細に示
す回路図である。
【0104】図14は、図1乃至図13に示された一実
施例のスタティックRAMの読出し時および書込み時の
各部の信号波形図である。
【0105】まず、図12及び図14を用いて本スタテ
ィックRAMの情報の読出し時の動作を説明する。
【0106】図14に示すようにアドレス信号A0〜A
15が印加されると同時にチップセレクト信号CSがロウ
レベルに変化し、ライトイネーブル信号WEがハイレベ
ルのまま保持されるとする。内部制御信号発生回路CO
M−GEからは第14図に示すように、内部遅延チップ
セレクト信号CS1,CS2,CS3,書込み制御信号W
ECS,データ出力バッファ制御信号DOCが発生され
る。
【0107】供給されたアドレス信号A0〜A15が、例
えばワード線WL11と相補データ線対D1001,D1001
指定するアドレス信号であった場合、ワード線WL11
相補データ線対D1001,D1001との交点に設けられたメ
モリ・セルM−CELが選択される。選択されたメモリ
・セルM−CELの内部情報は、相補データ線対
10 01,D1001,スイッチ用MISFETQ1001,Q
1001を介してセンスアンプSA1の両入力に伝えられ
る。センスアンプSA1はエミッタ結合された差動対ト
ランジスタT21,T22と定電流源MISFETT20とか
ら構成される。定電流源MISFETT20のゲート電極
にセンスアンプ選択回路SASCからハイレベルの選択
信号S1が印加されると、センスアンプSA1はセンス
動作を実行する。
【0108】センスアンプ選択回路SASCからデータ
出力中間アンプDO1Aの定電流源MISFETT23
26のゲート電極にハイレベルの内部チップセレクト信
号OSが印加されると、データ出力中間アンプDOIA
は増幅動作を実行する。
【0109】従って、 センスアンプSA1の出力信号
は、ベース接地トランジスタT27,T28,エミッタフォ
ロワトランジスタT29,T30,出力MISFETT35
38を介して、データ出力中間アンプDOIAの出力ノ
ードN11に伝達される。
【0110】図12に示すようにデータ出力バッファD
OBには内部制御信号発生回路COM−GEからデータ
出力バッファ制御信号DOCが供給される。また、図1
2に示すようにデータ出力バッファDOBは、T39,T
40の純CMOSインバータ,T41〜T48の準CMOS・
2入力NAND回路,T49〜T56の準CMOS・2入力
NOR回路,Pチャンネル・スイッチ用MISFETT
57,Nチャンネル・スイッチ用MISFET58,Pチャ
ンネル・出力用MISFETT59,Nチャンネル出力用
MISFETT60から構成されている。
【0111】データ出力バッファ制御信号DOCがハイ
レベルの時は、スイッチ用MISFETのT57,T58
オンとなり、出力用MISFETのT59,T60が同時に
オフとなるため、データ出力バッファDOBの出力 Do
ut はハイ・インピーダンス(フローティング)状態と
なる。
【0112】情報の読出し時にはデータ出力バッファ制
御信号DOCはロウレベルとなり、スイッチ用MISF
ETのT57,T58はオフとなり、データ出力中間アンプ
DOIAの出力ノードN11の信号レベルに応答した準C
MOS・2入力NAND回路の出力と準CMOS・2入
力NOR回路の出力によって出力用MISFETの
59,T60のゲート電極が制御され、出力端子Dout よ
り有効データが得られる。出力用MISFETのT59
60のオン抵抗を小とするため、これらのMISFET
のチャンネル幅Wは極めて大きな値に設定されている。
すると、これらのMISFETT59,T60のゲート容量
は極めて大きなものとなるが、準CMOS・2入力NA
ND回路の出力部はバイポーラ出力トランジスタT47
48により構成され、準CMOS・2入力NOR回路の
出力部はバイポーラ出力トランジスタT55,T56により
構成されているため、これら出力用MISFETの
59,T60のゲート容量の充電・放電は高速度で実行さ
れる。
【0113】次に、図13及び図14を用いて本スタテ
ィックRAMの情報の書込み時の動作を説明する。
【0114】図14に示すようにアドレス信号A0〜A
15が印加されると同時にチップセレクト信号CSがロウ
レベルに変化し、その後ライトイネーブル信号WEがロ
ウレベルに変化する。内部制御信号発生回路COM−G
Eからは、図14に示すように内部遅延チップセレクト
信号CS1,CS2,CS3,書込み制御信号WECS,
データ出力バッファ制御信号DOCが発生される。
【0115】図13に示すように、データ入力バッファ
DIBには入力データDinと反転内部チップセレクト信
号CS1とが印加される。情報の書込み時には、この信
号CS1はロウレベルに変化する。すると、データ入力
バッファのPチャンネル・スイッチ用・MISFETT61
はオン、Nチャンネル・スイッチ用・MISFETT6 2
はオフに変化する。これにより、多段接続された純CM
OS・インバータを介して、入力データDinは出力ノー
ドN12に伝達される。
【0116】情報の書込みに際して、書込み制御信号W
EOSはロウレベルに変化する。すると、図13のデー
タ入力中間アンプDIIA1内では、Pチャンネル・M
ISFETのT63,T65はオン、NチャンネルMISF
ETT64,T66はオフとなり、ノードN13にはデータ入
力バッファDIBの出力ノードN12と同相の信号が現わ
れ、ノードN14にはこれと逆相の信号が現われる。
【0117】ノードN13の信号T67〜T72から構成され
た準CMOS・インバータを介してコモンデータ線CD
1に伝達され、ノードN14の信号はT73〜T78から構
成された準CMOS・インバータを介してコモンデータ
線CDL1に伝達される。寄生容量の大きなコモンデー
タ線対CDL1,CDL1の充電・放電はこれら準CMO
S・インバータのバイポーラ出力トランジスタT71,T
72,T77,T78により実行されるため、これらの充電・
放電は高速度で実行される。
【0118】かくして、データ入力中間アンプDIIA
1の相補出力信号はコモンデータ線対CDL1,CDL1
スイッチ用MISFET,Q1,Q1,Q1001,Q1001
相補データ線対D1001,D1001を介して、メモリ・セル
M−CELに伝達され、メモリ・セルへの情報の書込み
が実行される。
【0119】
【発明の効果】
(1) アドレスバッファADBの非反転・反転回路G
0〜G15は準CMOS回路によって構成されている。こ
の準CMOS回路においては、非反転・反転の論理処理
部の大半がCMOS回路により構成されているため、低
消費電力が可能である。さらに、非反転・反転出力の充
電・放電を実行する出力トランジスタをバイポーラ・ト
ランジスタにより構成したため、MISFETと比較し
てバイポーラ・トランジスタは小さな素子寸法でも小さ
な出力抵抗が得られるという作用により、非反転・反転
回路G0〜G15の出力信号線の浮遊容量が大となって
も、高速度の動作が可能となる。
【0120】 (2) ロウデコーダR−DCR0,R−DCR1,R
−DCR2のNAND回路G16〜G23,G24〜G31,G
40〜G47,NOR回路G32〜G39,G48〜G65,インバ
ータG57〜G64の如き出力信号線の浮遊容量の大きな回
路は準CMOS回路により構成されているため、これら
の回路を低消費電力・高速とすることができる。
【0121】さらに、NAND回路G49〜G56の如き出
力信号線の浮遊容量の小さな回路はCMOS回路によ
り構成されているため、これらの回路を低消費電力化す
ることができる。
【0122】 (3) カラムデコーダC−DCR1〜C−DCR4の
NAND回路G74〜G85の如き出力信号線の浮遊容量の
大きな回路は準CMOS回路により構成されているた
め、これらの回路を低消費電力・高速とすることができ
る。
【0123】さらに、NOR回路G74〜G99,インバー
タG100,G101の如き出力信号線の浮遊容量の小さな回
路は準CMOS回路により構成されているため、これら
の回路を低消費電力化することができる。
【0124】 (4) センスアンプ選択回路SASCを構成する非反
転・反転回路は準CMOS回路により構成されているた
め、低消費電力が達成されるとともに、出力CS,CS
がバイポーラ出力トランジスタから得られるため、これ
らの出力CS,CSの浮遊容量が大きくても、これらの
出力CS,CSは高速となる。
【0125】 (5) 内部制御信号発生回路COM−GEは準CMO
S回路により構成されているため、低消費電力が達成さ
れるとともに、出力CS2,CS3,CS1,CS1,WE
CSがバイポーラ出力トランジスタから得られるため、
これらの出力の浮遊容量が大きくても、これらの出力C
2,CS3,CS1,CS1,WECSは高速となる。
【0126】 (6) データ出力バッファDOBは準CMOS回路に
より構成されているため、低消費電力が達成される。
【0127】さらに、デ−タ出力バツファDOBの出力
用MISFETの大きなゲ−ト容量はバイポ−ラ出力ト
ランジスタにより充電・放電されるため、このゲ−ト容
量の充電・放電は高速度で実行される。デ−タ出力バツ
ファDOBは、出力トランジスタがMISFETからな
ることによって比較的大きい出力電圧を形成することが
できる。これにより一方の出力レベルから他方の出力レ
ベルへの変化が比較的大きいものとなる。このように出
力トランジスタのバイポ−ラトランジスタによる駆動
と、出力MISFETそれ自体による出力レベルの高速
変化により、デ−タ出力バツファは、十分な高速動作を
するものとなる。
【0128】 (7) データ入力バッファDIBは純CMOS回路に
より構成されているため、低消費電力が達成される。
【0129】 (8) データ入力中間アンプDIIA1は準CMOS
回路により構成されているため、低消費電力が達成され
る。
【0130】さらに、寄生容量の大きなコモンデータ線
対CDL1,CDL1の充電・放電はバイポーラ出力トラ
ンジスタにより実行されるため、これらの充電・放電は
高速度で実行される。
【0131】以上の相乗効果により、本スタティックS
RAMにおいては下記の如き特性を得ることができた。
【0132】 (a) アドレスバッファADBの非反転・反転回路G
0〜G15の入力から出力までの伝播遅延時間tpdは約3.
0(nsec)に短縮され、非反転・反転回路G0〜G15
体の待機時消費電力は約33.7(mW)に、動作時消
費電力は約45.8(mW)に低減された。
【0133】 (b) ロウデコーダR−DCR0,R−DCR1,R
−DCR2,カラムデコーダC−DCR1〜C−DCR
4の入力から消費までの伝播遅延時間tpdは約4.8(n
sec)に短縮され、全体の待機時消費電力はほぼ零に、
動作時消費電力は約153(mW)に低減された。
【0134】 (c) メモリ・セルM−CEL,センスアンプSA
1,データ出力中間アンプDOIA全体の伝播遅延時間
tpdは約5.0(nsec)に低減され、64K(6553
6)ケのメモリ・セルM−CEL全体,センスアンプS
A1〜SA16全体とデータ出力中間アンプDOIAの
待機時消費電力は約0.6(mW)、動作時消費電力は
約160(mW)に低減された。
【0135】 (d) データ出力バッファDOBの入力から出力まで
の伝播遅延時間tpdは約2.8(nsec)に短縮され、待
機時消費電力はほぼ零に、動作時消費電力は23.5
(mW)に低減された。
【0136】 (e) 上記(a)〜(d)によりアクセスタイム(読
出し時間)が約15.6(nsec)に短縮され、ECL形
のバイポーラRAMのアクセスタイム(nsec)とほぼ同
程度の値が得られた。
【0137】 (f) 上記(a)〜(d)により本スタティックSR
AM全体の待機消費電力は、約34.3(mW)、動作
時消費電力は約382.3(mW)と従来のバイポーラ
RAMと従来のスタティックMOSRAMの中間(従来
のスタティックMOSRAMに近い)の低消費電力特性
が得られた。
【0138】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、本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。
【0139】例えば、図3のメモリ・セルM−CELに
おいて、負荷抵抗R1,R2はPチャンネルのMISFE
Tにより置換して、CMOSインバータによりフリップ
・フロップを構成しても良い。また、フリップ・フロッ
プをマルチ・エミッタのNPNトランジスタにより構成
しても良い。
【0140】さらに、リフレッシュを行なうことによ
り、メモリ・セルM−CELはフリップ・フロップ回路
ではなく、セル容量への電荷蓄積による情報一時記憶形
回路により構成しても良い。
【0141】また、アドレスバッファADBに印加され
るアドレス信号A0〜A15の信号レベルはTTLレベル
ではなく、ECLレベルとしてアドレスバッファADB
に適切なレベル変換動作を実行させる様に構成しても良
い。
【0142】また、入力Din・出力Doutは1ビットで
はなく複数ビット(例えば、4ビット,8ビット……)の
形式に構成しても良い。
【0143】また、メモリ・マトリックスは、4個に限
定されるものではなく、それ以上あるいはそれ以下であ
っても良い。
【0144】以上の説明では主として本発明者によりな
された発明を半導体メモリに適用した場合について説明
したが、それに限定されるものではない。
【0145】例えば、半導体チップ上にはメモリ・セル
特定のセルを選択するためのアドレス回路、情報の読出
し・書込みを扱う信号回路、情報の読出し・書込みの動
作を制御するためのタイミング回路だけではなく、必要
に応じてバイポーラ・アナログ回路、MOS・アナログ
回路、Pチャンネル・MOS・ロジック、Nチャンネル
・MOSロジック、CMOS・ロジック、I2L回路、
ECL回路のいずれかが半導体チップ上に配置されるこ
とも可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるスタティックRAMの
内部構成を示すブロックダイアグラムである。
【図2】図1のアドレスバッファADB,ロウデコーダ
R−DCR0,R−DCR1,R−DCR2をさらに詳
細に示すブロックダイアグラムである。
【図3】図1のアドレスバッファADB,カラムデコー
ダC−DCR1等をさらに詳細に示すブロックダイアグ
ラムである。
【図4】準CMOS・非反転・反転回路を示す回路図で
ある。
【図5】準CMOS・3入力NAND回路を示す回路図
である。
【図6】純CMOS・3入力NAND回路を示す回路図
である。
【図7】準CMOS・2入力NOR回路を示す回路図で
ある。
【図8】純CMOS・2入力NOR回路を示す回路図で
ある。
【図9】純CMOS・2入力NAND回路を示す回路図
である。
【図10】準CMOS・インバータを示す回路図であ
る。
【図11】図1のセンスアンプ選択回路SASCと内部
制御信号発生回路COM−GEをより詳細に示す回路図
である。
【図12】図1のセンスアンプSA1A,データ出力中
間アンプDOIA,データ出力バッファDOB等をより
詳細に示す回路図である。
【図13】図1のデータ入力バッファDIB,データ入
力中間アンプDIIA1等をより詳細に示す回路図であ
る。
【図14】図1乃至図13に示された一実施例のスタテ
ィックRAMの読出し時および書込み時の各部の信号波
形図である。
【符号の説明】
M−CEL…メモリセル、ADB…アドレスバッファ、
R−DCR0,R−DCR1,R−DCR2…ロウデコ
ーダ、C−DCR1〜C−DCR4…カラムデコーダ、
C−SW1〜C−SW4…カラムスイッチ、DIB…デ
ータ入力バッファ、DIIA1〜DIIA4…データ入
力中間アンプ、SA1〜SA16…センスアンプ、DO
IA…データ出力中間アンプ、DOB…データ出力バッ
ファ、COM−GE…内部制御信号発生回路、SASC
…センスアンプ選択回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小高 雅則 東京都小平市上水本町1450番地 株式会社 日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 内田 英明 群馬県高崎市西横手町111番地 株式会社 日立製作所高崎工場内 (56)参考文献 特開 昭48−39157(JP,A) 特開 昭58−125291(JP,A) 実開 昭59−149733(JP,U) 実開 昭55−152728(JP,U)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 CMOS回路とバイポーラトランジスタ
    とを組み合わせてなる内部回路と、外部端子に供給すべ
    き信号を形成する出力回路とを備えてなる半導体集積回
    路であって、 上記出力回路は、上記外部端子に信号を出力する出力ト
    ランジスタと、上記出力トランジスタを駆動する駆動部
    とを備え、 上記出力トランジスタは、そのドレインから上記外部端
    子に供給すべき信号を出力するPチャンネルの第1MI
    SFETと、そのドレインから上記外部端子に供給すべ
    き信号を出力するNチャンネルの第2MISFETから
    なり、 上記駆動部は上記第1出力MISFETを駆動する第1
    駆動部と、第2出力MISFETを駆動する第2駆動部
    とからなり、上記CMOS回路により形成された信号を
    電流増幅して上記第1MISFETと上記第2MISF
    ETのゲート容量をそれぞれチャージアップ又はディス
    チャージさせるバイポーラトランジスタからなること
    特徴とする半導体集積回路。
  2. 【請求項2】 上記第1駆動部は出力すべき入力信号と
    第1制御信号とを受け、上記第1制御信号が第1レベル
    であるとき上記入力信号に応じて上記第1出力MISF
    ETを駆動し、かつ上記第1制御信号が第1レベルと異
    なる第2レベルであるとき上記入力信号にかかわらずに
    上記第1出力MISFETをオフ状態にせしめる駆動制
    御信号を形成する第1CMOS論理回路を含み上記第2駆動部は上記出力すべき入力信号と上記第1制
    御信号とは位相が反転させられた第2制御信号を受け、
    かかる第2制御信号が上記第2レベルであるとき上記入
    力信号に応じて上記第2出力MISFETを駆動し、か
    つ上記第2制御信号が上記第1レベルであるとき上記入
    力信号にかかわらずに上記第2出力MISFETをオフ
    状態にせしめる駆動制御信号を形成する第2CMOS論
    理回路を含むものである ことを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の半導体集積回路。
  3. 【請求項3】 上記第1駆動回路は上記第1出力MIS
    FETのゲートとソース間に設けられ、上記第1制御信
    号を受けてそれが上記第2レベルのときにオン状態にさ
    れるPチャンネル型の第3MISFETを備え、 上記第2駆動部は上記第2出力MISFETのゲートと
    ソース間に設けられ、 上記第2制御信号を受けてそれが
    上記第1レベルのときにオン状態にされるNチャンネル
    型の第4MISFETを備えてなること を特徴とする特
    許請求の範囲第2項記載の半導体集積回路。
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