JPS6018892A - 半導体デコ−ダ回路 - Google Patents

半導体デコ−ダ回路

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JPS6018892A
JPS6018892A JP58127396A JP12739683A JPS6018892A JP S6018892 A JPS6018892 A JP S6018892A JP 58127396 A JP58127396 A JP 58127396A JP 12739683 A JP12739683 A JP 12739683A JP S6018892 A JPS6018892 A JP S6018892A
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JP
Japan
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transistors
circuit
units
transistor
nmos
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JP58127396A
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English (en)
Inventor
Munehiro Uratani
浦谷 宗宏
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/02Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
    • H03K19/173Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using elementary logic circuits as components
    • H03K19/1733Controllable logic circuits
    • H03K19/1738Controllable logic circuits using cascode switch logic [CSL] or cascode emitter coupled logic [CECL]
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M7/00Conversion of a code where information is represented by a given sequence or number of digits to a code where the same, similar or subset of information is represented by a different sequence or number of digits
    • H03M7/14Conversion to or from non-weighted codes
    • H03M7/20Conversion to or from n-out-of-m codes
    • H03M7/22Conversion to or from n-out-of-m codes to or from one-out-of-m codes

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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Static Random-Access Memory (AREA)
  • Logic Circuits (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。

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 本発明は半導体デコーダ回路に関し、CMOSトランジ
スタで構成されるメモリ回路のデコーダ回路に関するも
のである。
〈従来技術〉 半導体メモリの容量は、プロセス技術の急速な進歩によ
り、大幅に増加してきている。一方、メモリセルサイズ
はチップサイズ−にの制約からメモリ容量に逆比例して
縮小化する傾向にある。
一般に非同期型CMOSメモリではデコーダ部が第1図
に示す様にNAND回路で構成され、この種のNAND
回路としてはNMO5)ランジスタを縦積みに接続した
回路が用いられる。このようなNAND回路構成ではO
N抵抗が大きくなり、放電時間が長くなるという欠点が
ある。しかも、上記で述べた理由によるメモリセルサイ
ズの縮小化に伴い、通常のレイアウト方式ではNMO8
)ランジスタのゲート幅が一層小さくなるためにますま
す放電時間が長くなるという不都合は避けられない。
即ち第1図の非同期型CMOSメモリのデコーダ部にお
いて、A′1〜A′NのN入力が夫々与えられたNAN
DU路が設けられるが、このN入力NAr■回路NAN
D1〜Kが高速化の障害となっており、従来から回路方
式及びレイアウト方式の点から各種の工夫がなされてき
た。
第2図は従来から用いられているCMO8N人力NAN
D回路の最も簡単な構成であり、N個のPMO8)ラン
ジスタが並列接続されると共に、該PMO5)ランジス
タの共通接続点と接地間にN個のNMO5)ランジスタ
が直列に縦段接続され、PMO3)ランジスタ及びNM
OS)ランジスタの各ゲートに入力信号A+7ii(i
=1〜N)が与えられて、NAND回路として動作する
第3図上記NAND回路例えばNAND、 、 NAN
D 2のレイアウトパターンを示し、実線で囲んだ領域
I及び2は拡散領域であり、該拡散領域1,2を跨いで
2N本の信号線λ′l、A′1・・・・・A’N 、 
A’NがAn配線によって形成され、更にNMOS)ラ
ンジスタを構成すべきゲート絶縁膜上に上記Af1.配
線に重なるポリ9932層3,3・・・・・・(図中斜
線で示す)が形成される。尚図中■は、A!配線とNM
OSトランジスタ用ゲート電極のポリシリコン層3との
接続を得るためのコンタクトホールを示し、またX印は
A2配線と拡散領域との接続を示す。同図ではINAN
D回路当りN個のNMO3)ランジスタを使用し、各ト
ランジスタのゲート幅はメモリセル長LMC以内に収め
なければならない。メモリセル長L M Cに相当する
NMOS)ランジスタのゲート幅をWMとするとNMO
5部縦積みの実質的なゲート幅W1は、 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・(1)となる。
次に第4図は第2図の従来回路に改良を加えたものであ
り、第5図はそのレイアウトパターンを示したものであ
る。図ではINAND回路当り(N+IJ/2a(7)
NMOS )ランジスタを使用し、A’ 2 / A1
2−A′N/NNを入力とするトランジスタのゲート幅
を2 L M Cに相当する値まで拡げることができる
。前記従来回路に比べて広いゲート幅をもつMOS)ラ
ンジスタが得られるが、この場合の実質的なゲート幅W
2は ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(2
)となるに過ぎず、多段に縦積みした回路に対してまで
充分な改良が加えられているとはいえず、いずれの従来
方式においてもNMO5)ランジスタの縦段接続が障害
となって充分な高速化は果し得なかった。
〈発明の目的〉 本発明は上記従来のデコーダ回路の欠点に鑑みてなされ
たもので、多段NMO5)ランジスタを木構造に接続し
、出力に近い側のトランジスタからメモリセル長の1個
分、2個分、4個分、・曲のゲート幅として、ゲート幅
を拡げることにより回路のON抵抗の増大を防ぎ、高速
化を図ったデコーダ回路を提供する。
〈実施例〉 第6図は本発明による一実施例のデコーダ回路図を示し
、該回路はCMO5)ランジスタで構成され、N入力A
′1〜AINに対してこれらの反転成いは非反転入力が
夫々ゲートに与えられたN個のPMO8+−ランジスタ
を並列接続してなるPMOSトランジスタ部P4〜P2
N−1及びしの2 個のPMO8)ランジスタ部P1〜
P2N−1の次段に木構造に接続されたNMOS)ラン
ジスタ部を設けて構成される。NMOS)ランジスタ部
の木構造は、入力A’l /Al、が与えられた2N−
1個のNMOSトランジスタ、次に9′2/A12が入
力された2N−2個のNMO5)ランジスタのように最
終段のλN/AI Nが入力された1個のNMO5)ラ
ンジスタまで、順次その数を半減させながら木構造に縦
段接続して構成される。
第7図は」二記第6図に示したNMOS)ランジスタ部
のレイアウトパターンを示す。即ち、入力A 1 / 
A/]が与えられるNMO5)ランジスタのゲート幅を
1メモリセル長LMCとすると、入力X’2.7Af2
が与えられるNMO5)ランジスタのゲート幅は2”X
LMい入力”′3/A・3が与えられるNMOS )ラ
ンジスタは2”XLMい入力A/、 /A、。
が与えられるNMOS)ランジスタのゲート幅は2=1
XLMcとなるように、2 個のNAND回路に含まれ
たNMOS)ランジスタをまとめて形成し、上記寸法を
満すゲート幅及び拡散領域に設計される。即ちN段のN
MOS)ランジスタの木構造は、出力段から遠ざかるに
従ってゲート幅が増加する。
上記レイアウトパターンでは、入力”]/A’、及びX
′2/A′2を入力とするNMOS )ランジスタのゲ
ート幅については第4図に示した従来回路と同様である
が、入力X′3/A13以降に関してはゲート幅を4L
MCl 8LMC、・・・と拡げることができ、実質的
なゲート幅W3は、 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(
3)となる。
第8図は上記のf+) 、 (2) 、 i3)式にお
けるNANDゲート入力数と実質的なゲート幅との関係
をまとめて図示したものである。同図から明らかなよう
にNANDゲート入力数の増加に従ってゲート幅W I
 + W 2は急激に減少するが、本実施例による回路
構成ではゲート幅W3は段数NがN22の場合にはほと
んど変化しないことがわかった。このことは、メモリ容
量が増加するに従って本実施例の特長が発揮されること
を示している。
第9図は上記実施例に基いたより具体的なメモリのデコ
ーダ回路を示したものである。図では、出力段側のNM
OS)ランジスタTNOはメモリセル1個分、次段のT
NTをメモリセル2個分、TN2.TN3をメモリセル
4個分に相当するゲート幅とした。この場合の実質的な
ゲート幅W4はとなった。(第8図の■印) 尚本実施例で4人力のデコーダ回路について、NMOS
)ランジスタの木構造を4段とせずに3段で止めた理由
は、 1、NANDゲート入力数が4人力と少ないため、第8
図かられかるように、木構造を4段にしても実質的なゲ
ート幅にはほとんど影響がない、2 木構造を4段にし
た場合、本実施例ではメモリセルサイズがそれ程小さく
ないため、TN3のソース側及びTN4のドレイン側の
面積が大きくなり、その部分の接合容量の影響が現れ始
める懸念があって好ましくない、 ためである。
しかし、近年のVLSIのようにさらに大容量化が進ん
でメモリセルサイズが縮小化されることにより、木構造
の段数が増した場合には上記の接合容量の影響を少なく
することができるため、NANDゲート入力数の増加と
合わせて効果が期待できる。
〈効 果〉 以上本発明によれば、たとえ多数のMOS)ランジスタ
が縦段接続される回路においても、ゲート幅の拡大によ
ってON抵抗の増大を防ぐことができ、動作の高速化を
図ることができる。特にセルサイズを縮少せざるを得な
い高密度メモリ回路
【図面の簡単な説明】
第1図は非同期型CMOSメモリのデコーダ部を示すブ
ロック図、第2図は同デコーダ部の従来回路を示す図、
第3図は同従来回路のレイアウトパターン図、第4図は
従来回路の改良例を示す図、第5図は同改良例のレイア
ウトパターン図、第6図は本発明による一実施例を示す
回路図、第7図は同実施例のレイアウトパターン図、第
8図は従来回路と本発明による実施例とを比較するため
のゲート入力数とゲート幅の関係図、第9図は本発明に
よる他の実施例を示す回路図である。 ’ i /A’i(i : 1〜rq ) :入力線 
Lyc:メモリセル長 代理人 弁理士 福 士 愛 彦(他2名)第1図 波 2 朗 ↓゛々jJ ’J ?J ’ミ櫨 第3図 1J4図 !! ンンン、12f潰− 第7図 ABCD ABCD )、B″i:D AB乙万、l−
1−1−Ll−1−1−1,、I+lも・[エル、PM
O511PMO5j j pNO5’、:PMO5:+
 11 ’I N 、j 11 −士”−t ’−才・−十−H・

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1) N段縦積みトランジスタで形成される回路を、2
     個含んでなるデコーダ回路において、出力段から順に
    2 .2 ・・・ 2.2 個のトランジスタを木構造
    にN段に配置し、各段のトランジスタのゲート幅を出力
    段からの距離が隔たるに伴って拡く形成したことを特徴
    とする半導体デコーダ回路。 2)前記デコーダ回路は2 N−1個のNAND回路を
    含んでなり、木構造に配置されたトランジスタはNAN
    D回路に含まれたNMO8)ランジスタであることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体デコーダ回
    路。
JP58127396A 1983-07-12 1983-07-12 半導体デコ−ダ回路 Pending JPS6018892A (ja)

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