JPS598911B2 - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPS598911B2
JPS598911B2 JP54118423A JP11842379A JPS598911B2 JP S598911 B2 JPS598911 B2 JP S598911B2 JP 54118423 A JP54118423 A JP 54118423A JP 11842379 A JP11842379 A JP 11842379A JP S598911 B2 JPS598911 B2 JP S598911B2
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JP
Japan
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transistor
drain
line
bit line
level
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Application number
JP54118423A
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English (en)
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JPS5644193A (en
Inventor
雅彦 吉本
健治 穴見
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Expired legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/34—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
    • G11C11/40—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
    • G11C11/41—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming static cells with positive feedback, i.e. cells not needing refreshing or charge regeneration, e.g. bistable multivibrator or Schmitt trigger
    • G11C11/413—Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing, timing or power reduction
    • G11C11/417—Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing, timing or power reduction for memory cells of the field-effect type
    • G11C11/419—Read-write [R-W] circuits

Landscapes

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

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ビットラインの読出しレベルを適当な値に
設定することによつて、読出し動作を高速にした半導体
記憶装置に関するものである。
従来、この種の装置として第1図に示すものがあつた。
第1図はメモリセルアレイの1コラムにつき着目したも
ので、説明を簡単にするために1個のメモリセルを図示
したものである。第1図において、10および11はエ
ンハンスメント型のMOS型電界効果トランジスタ(以
下MOSFETという)で、MOSFETIO、11の
各ドレインはそれぞれ負荷抵抗体14、15を介して電
源端子に接続され、各ソースは接地されている。また、
MOSFETIOのゲートはMOSFET11のドレイ
ンに接続され、MOSFETI1のゲートはMOSFE
TIOのドレインに接続されて2安定回路、すなわちフ
リップフロップが形成されている。以上で1ビットのメ
モリセルが構成されて’゛る゜なお、Vssは接地電位
である。また、。この例ではMOSFETIO、11は
Nチヤン不ル型として説明する。書込みならびに読出し
の制御機能を有するゲート用のM0SFET12および
13はドレインまたはソースがそれぞれMOSFETI
OのドレインおよびMOSFETIIのドレインに接続
され(ソースまたはドレインがそれぞれビットライン2
0、21に接続され、また、ゲートはワードライン22
に接続されている。
同様にして複数個のメモリセルがゲート用のMOSFE
Tを介してビットラインに連結される。ビットライン2
0、21の一方の端はそれぞれエンハンスメント型のM
OSFETl8,l9のソースに接続され、MOSFE
Tl8および19のドレインとゲートは電源につながれ
る。また、ビツトライン20,21の他方の端はそれぞ
れエンハンスメント型MOSFETl6,l7を介して
I/Oラインに接続される。MOSFETl6,l7の
ゲートはコラム・デコーダ出力に接続されている。以上
の構成によりメモリセルアレイの1コラムが形成される
。次に動作について説明する。
メモリセルおよびゲート用のMOSFETl2,l3は
マトリツクス状に多数配置され、ランダムアクセル法で
所定のメモリセルを選択し、これに情報の書込みならび
に読出し動作を行わしめる。記憶状態ではワードライン
22は零に近い電位にあつてMOSFETl2,l3は
非常通状態にあり、MOSFETlO,llはビツトラ
イン20,21から絶縁されている。MOSFETlO
のゲートが′HIになつている状態が一つの安定状態で
、このときMOSFETlOを導通してそのドレインが
ゞLIにあり、従つてMOSFETllはゲート′LI
で非導通状態になり、そのドレイン1H″にある。ビツ
トライン20,21はMOSFETl8,l9によつて
(VDD−VTH)なる電位にブリチヤージされている
。ただし、Iは電位、VTHはMOSFETl8,l9
のしきい値電位である。また、通常1/OラインもVD
D近くにブリチヤージされている。この状態のメモリセ
ルから情報を読み出すためには、ワードライン22を所
定の電位まで充電する。これにより、M,OSFETl
2,l3が導通してビツトライン20,21にメモリセ
ル内の記憶情報が直ちに送り出される。同時にMOSF
ETl6,l7のゲートに入力されるコラム・デコーダ
出力が囁LI!CH″に立ち上がる。第3図に示すよう
にビツトライン20のレベルはレベル31からレベル3
2へと低下し、ビツトライン21のレベルはほぼブリチ
ヤージ電位(VDD−VTH)を維持する。コラム・デ
コーダ出力レベル35とビツトライン20のレベル32
の差がVTilとなる時点TONでMOSFETl6は
オンし、ピツトライン20の信号がI/Oラインへ伝達
される。この後、ワードライン22が放電され読出し動
作を終わる。通常、このような半導体記憶装置において
は、メモリセルのドライブ能力が小さいために読出し時
においてビツトラインのゞL″レベルが高くなりMOS
FETl6あるいは17のターン・オンが遅れ、従つて
ビツトラインからI/Oラインへの信号伝達が遅れ、最
終的にRAMのアクセスタイムを著しく遅らせるという
欠点があつた。
このような欠点を除去するためビツトラインの負荷トラ
ンジスタのゲートに、電源位置よりも低い所定の電圧を
印加することにより、読出し時におけるビツトラインの
SH″およびSLIレベルを低電位へシフトさせること
により、コラム・デコーダ出力に接続されたMOSFE
Tのターン・オンを早め、読み出し速度を向上させるこ
とのできる半導体記憶装置が提案されている。即ち、第
2図において、第1図と同一符号は同一部分を示す。
エンハンスメント型のMOSFET23,24のゲート
、およびドレインは電源端子に接続され、ソースはMO
SFETl8,l9のゲートに接続されている。他は第
1図と同じ構成である。このような回路構成における動
作を第3図を参照して説明する。
記憶状態においてMOSFETlOがオンし、MOSF
ETlOのドレインは零に近い電位にあつてSO″を記
憶し、また、MOSFETllがオンし、MOSFET
llのドレインは電源電圧に近い電位にあつてSI″を
記憶している。ビツトライン20,21は第3図のレベ
ル33で示す(VDD−2TH)なる電位にブリチヤー
ジされている。また、通常、I/OラインはVDD近く
にブリチヤージされている。ワードライン22が充電さ
れ、読出し動作が開始されると、MOSFETl2,l
3がオンし、第3図に示すようにビツトライン20の電
位は1L″レベルとなり、ビツトライン21は′H″レ
ベルとなる。この場合、2つのMOSFETl8,23
によるビツトライン20の負荷のインピーダンスが大き
いので、ビツトライン20は従来の構成で得られるレベ
ルよりも低い電位のレベル34となるらまた、ビツトラ
イン21はほぼレベル33で示すブリチャージ電位(V
DD−2VTH)を維持し、従来の構成で得られるレベ
ル(DD{TH)よりも低い電位となるために、ビツト
ラインの振幅を増大させないで1L″レペルを低下させ
たことになる。従つて、上昇するコラム・デコーダ出力
レベルとビツトラインのSL″レベルの差がVTHとな
る時点t′0N&CMOsFETl6はオンし、従来の
構成よりも速くビツトライン20,21の信号をI/0
ラインに伝達することができる。この後、ワードライン
22が放電され、読出し動作を終る。ところで、上述し
た第2図の回路は一段のMOSFET23と負荷用MO
SFETl8とによりビツトライン20の電位をDD−
2VTHまでしか下げることができない欠点があつた。
この発明はMOSFET23を多段接続することにより
、読出時におけるビツトラインのレベルをより低電位に
シフトさせ得るようにし、それによつて読出速度をより
一層向上させることができる半導体記憶装置を提供する
ものである。
以下、第4図に示すこの発明の一実施例について説明す
る。
第4図に於て、25,27,29及び26,28,30
は多段縦列接続されたMOSFETである。
第2図のMOSFET23,24と同様に、各MOST
Eはゲートとドレインが短絡されていてもよいし、チツ
プ内部で発生された基準電圧でバイアスされていてもよ
い。ゲートとドレインが短絡されている場合には、この
実施例における読出時に於けるビツトラインのレベルは
DD−(n+1)TH(nは負荷MOSFETl8,l
9のゲートに直列接続されたMOSFETの個数)とな
り、より速い続出速度が得られることとなる。
なお、上記実施例では、MOSFETはNチヤンネル型
を用いたが、全く同様にPチヤンネル型を使用すること
ができる。
この場合、電圧の極性などが逆になる。負荷として抵抗
体を用いたが、抵抗体の代わりにMOSFETを使用す
ることもできる。以上説明したようにこの発明によれば
、ビツトラインの負荷トランジスタのゲートと電源端子
との間に多段縦列接続されたMOSトランジスタを接続
したので、ビツトラインのレベルを任意の低レベルへ正
確にシフトさせることができるため、ビツトラインの振
幅を増大させることなく、ビツトラインの蓼L〃レベル
を低下させることができ高速読出し動作を実現すること
ができる利点を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の半導体記憶装置の回路図、第2図はこの
発明を説明するための半導体記憶装置の回路図、第3図
は回路動作の説明図、第4図はこの発明の一実施例を示
す半導体記憶装置の回路図である。 図中、10,11,12,13,16,17,18,1
9,23,24,25〜30,36〜41はエンハンス
メント型のMOSFET,l4,l5は抵抗器、20,
21はビツトライン、22はワードライン、31は従来
の構成におけるビツトラインのSH″レベル、32は従
来の構成におけるビツトラインのゞL〃レベル、33は
第2図の構成におけるビツトラインのSH″レベル、3
4は第2図の構成におけるビツトラインのSLllレベ
ルである。 35はコラムデコーダ出力レベルである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 第1および第2トランジスタで2安定回路を構成し
    たメモリセルと、この第1および第2トランジスタの各
    ドレインにソースまたはドレインをそれぞれ接続したゲ
    ート用の第3および第4トランジスタと、この第3およ
    び第4トランジスタのドレインまたはソースにそれぞれ
    接続された書き込み情報線ならびに読出し情報線を共通
    にしたビットラインと、前記第3および第4トランジス
    タのゲートに接続された書込みならびに読出し選択線を
    共通にしたワードラインと、前記ビットラインの負荷ト
    ランジスタのゲートに電源電圧より低い所定の電位を直
    流的に印加するための定電圧発生手段とを備えた半導体
    記憶装置に於て、前記定電圧発生手段として多段縦列接
    続されたMOSトランジスタを設け、このMOSトラン
    ジスタのゲート電極は各々のドレイン電極または所定電
    位に接続されると共にこのMOSトランジスタ群の最上
    段トランジスタのドレインを電源端子に、最下段トラン
    ジスタのソースをビットラインの負荷トランジスタのゲ
    ートにそれぞれ接続したことを特徴とする半導体記憶装
    置。
JP54118423A 1979-09-14 1979-09-14 半導体記憶装置 Expired JPS598911B2 (ja)

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JPS5644193A JPS5644193A (en) 1981-04-23
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6152617U (ja) * 1984-09-13 1986-04-09

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JPS6152617U (ja) * 1984-09-13 1986-04-09

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