JPS6177191A - 半導体メモリ - Google Patents

半導体メモリ

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JPS6177191A
JPS6177191A JP59198540A JP19854084A JPS6177191A JP S6177191 A JPS6177191 A JP S6177191A JP 59198540 A JP59198540 A JP 59198540A JP 19854084 A JP19854084 A JP 19854084A JP S6177191 A JPS6177191 A JP S6177191A
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JP
Japan
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transistor
cell
potential
circuit
current
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JP59198540A
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Kenichi Ohata
賢一 大畠
Kunihiko Yamaguchi
邦彦 山口
Noriyuki Honma
本間 紀之
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Hitachi Ltd
Japan Display Inc
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Hitachi Device Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は半導体メモリに係り、特にワード線駆動回路の
低振幅化に好適な書き込み回路に関する。
〔発明の背景〕
本発明の背景技術として、例えば、rJ、NOにυBO
T、TAMUR^、M、NAKAMAE、 H,5II
IRAKI、 T、IKUSHIMA。
T、AKASHI、)1.MAYUMI、 T、にUB
OTA、 T、NAKAMURA、  ”A4.5ns
 Access Time I K X 4 Bit 
ECL )IAM” IEEHVOL 5c−18,N
a50CT 1983 p515〜p519Jに記載さ
れた技術がある。
一般に集積回路に於いて、信号の低振幅化は回路の高速
化に有効である。特に、バイポーラメモリに於いては、
ワード線駆動回路での遅延時間がアクセス時間の大きな
部分をしめており、ワード線駆動回路の低振幅化を図れ
ば高速化に大きく寄与できる。しかし、従来の書き込み
回路では、ワード線駆動回路の振幅がかなり大きな値に
制限され、それ以下にすることがむずかしい状況にあっ
た。
以下この関係を説明する。従来のメモリセルアレイ及び
周辺回路の概要を第1図に示し、この回路の動作を以下
に簡単に説明する。まずワード線駆動回路XDのうちの
1つ、例えばXDlが選択されてワード線又□は高レベ
ルのVllllとなる。その他のすべてのワード線例え
ばx2は、非選択で低レベルのvlLになる。この状態
でディジット線駆動回路YDのうちの1つ1例えばYD
lが選択されてセルの情報に応じてディジット線り、、
 D。
のいずれかにセルから読み出し電流が流れる。こうして
、セルMC1□が選択される。今このセルにおいて、ト
ランジスタQ□、がオン、トランジスタQ1□がオフし
ていると仮定し説明をする。この時のトランジスタQt
□のベース電位をV、□−1.トランジスタQi2のベ
ース電位をV。o−aとする。またセルMC,□と同じ
ディジット線に接続されており。
選択されていないセル、例えばセルM C21において
も、トランジスタQ2□がオフ、トランジスタQ z 
zがオンしていると仮定する。この時のトランジスタQ
2□のベース電位をvo。、□、トランジスタQ□のベ
ース電位をVaX−□とする。またこの図でIaT□、
■、?□は保持電流であり、1.1.I□は読み出し電
流であるに の回路に於いて読み出し時には、書き込み命令信号(W
E)により読み出し・書き込み回路RWI71出力線R
W1. RW2(7)電位を共にV Q 1− aとV
、、、の中間の電位Vrefcにする。
この時、ディジット線D1に流れる読み出し電流Ill
は、ディジット線D1に接続されているトランジスタの
うち最もベース電位の高いトランジスタから流れる。こ
の関係を第2図で説明する。
この図の(a)に読み出し時のディジット線D1に接続
されるトランジスタの電位関係を、(b)にD2の電位
関係を示す。又(c)(d)には書き込み時の電位関係
を示す。すなわち第2図から解る様に読み出し電流11
□はトランジスタQ1□から流れる。同様に第2図から
ディジット線D2に流れる読み出し電流工。は、セル電
位参照トランジスタQIIzから流れる。そこでセル電
位参照トランジスタQ。、Qoのどちらに読み出し電流
が流れるかをセンス回路Sで検出することにより、セル
が記憶している情報をデータ出力として読み出すことが
できる。
書き込み時には、書き込み命令信号(WE)により読み
出し・書き込み回路RWの出力!RW工。
RW、  を書き込む情報に応じて一方をV、l、。−
、より低い電位■w、にし、もう一方をV refcの
電位にする。以下、読み出し・書き込み回路RWの出力
線RW、の電位をVrefc、RW、の電位をvwLに
した場合を考える。ディジット線D1に流れる読み出し
電流ll11は、読み出し時と同じ様にトランジスタQ
□1から流れる6ところが、ディジット線D2 に流れ
る読み出し電流工。は、第2図から解る様にセル電位参
照トランジスタQ0のベース電位が、■。。−6より低
いvWLであるため、トランジスタQ、□から流れる。
この時、トランジスタc12のコレクタに接続されてい
る負荷の電圧降下によって、トランジスタQ□□のベー
ス電位が下がり。
V refc以下になった時点から、トランジスタQ 
t tはオフし、読み出し電流工え□はセル電位参照ト
ランジスタQ vxから流れる様になり、セルの情報は
逆転する。この様にしてセルに任意の情報を書き込むこ
とができる。
さて、この様な従来の書き込み方式の場合、書き込み時
に読み出し電流工。がトランジスタQ□2゜Q2zで分
流しない程度にv0□1.がV。o−aより低くなけれ
ばならない。
通常カレントスイッチを構成するトランジスタが分流を
起さないためには100〜200mVの電位差が必要で
あるからvol−□はV。。−6よす100〜200m
V低くなければならない。
vcl−1,llが上の条件を満たさないと本来トラン
ジスタQ1□から流れるべき読み出し電流工□が。
非選択のセルのトランジスタQ。からも分流し。
トランジスタQ12から流れる電流が減るので選択され
たセルMC1□に書き込みが完全に行なわれないからで
ある6一方ワード、mu動開回路低レベルvxLとvc
x−naは、はぼ同電位なので上述の制限により、vx
、、はv a o + aよりloo〜200mV低く
なければならない。この条件によりワード線駆動回路の
出力振幅は決定される。
また、一般に、読み出し電流を大きくすればセルでの遅
延時間を短縮できることが知られている。
ところが、第1図のセルの場合セルに流す電流を増すと
、ショットキバリアダイオード(以下SBDと略す)S
BDl、5BD2が共にオンし、トランジスタQ工x*
Qixのベース電位を両方ともVXllからSBDの電
圧降下分だけ低い電位にクランプするため、トランジス
タQ□1.Q1□のベース間電位差がなくなり、情報を
保持できなくなる。(第3図参照)そこで第4図の様な
セルが考案されている。このセルの場合、電流を大きく
してもSBDに直列に入れた抵抗のため、ベース間電位
差は適当な値に保たれる(第4図参照)。この様に読み
出し電流工、を大きく設定できるセルを使用した場合v
0゜8の電位が第3図のセルより低いため、上述の制限
によりvlは第3図のセルを使用した場合よりも低く設
定せねばならず、ワード線駆動回路の振幅が大きくなり
この部分での遅延時間を小さくする際に問題視されてい
た。
【発明の目的〕
本発明の目的は、高速動作に適した低振幅のワード線駆
動回路を有する半導体メモリを提供することにある。
〔発明の概要〕
上記の目的を達成するために、書き込む情報に応じてい
ずれかの読み出し電流をディジット線に流さない様にし
て書き込みを行う書き込み方式を考案した。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を第5図により説明する。
従来、読み出し・書き込みの両方に使用していたセル電
位参照トランジスタQR1,Ql12のベース電位はV
refcに固定する。そしてWき込み用に新らたにトラ
ンジスタQwt+ Qwzを、読み出し電流切換トラン
ジスタQ vtt Qwzとそれぞれカレントスイッチ
を構成するように接続する。セルは第4図のセルを使用
する。以下、この回路の動作を説明する。
セルMC11が選択されているとし、セルMC,□に於
いて、トランジスタQ1□がオン、トランジスタQtt
がオフとし、この時のトランジスタQユ□、のベース電
位をV。L−8% トランジスタQ1mのベース電位を
V。o4とする。また、セルMC11と同じディジット
線に接続されている選択されていないセル、例えばMC
,□では、トランジスタQ21がオフ、トランジスタQ
。がオンとし、この時のトランジスタQ21のベース電
位を■。。−11、トランジスタQzzのベース電位を
v a z −* a とする。
読み出し時には、書き込み回路Wの出力線WllW2 
をディジット線駆動回路の高レベルV□より低い電位V
□、とし、トランジスタQ wit Qwzをオフし、
読み出し電流を従来と同じ様に流すことによって読み出
しを行うことができる。
書き込み時には、書き込み回路Wの出力線W□。
w2  を書き込む情報に応じて、一方をVマ冒より高
い電位vw□にしそこに接続されている書き込み用トラ
ンジスタをオンさせ、もう一方をvwvLにし、そこに
接続されている書き込み用トランジスタをオフにする。
今、書き込み用トランジスタQ w tをオン、Q、□
をオフにした場合を考える。この時、読み出し電流工、
□は書き込み用トランジスタQ、工から流れ、読み出し
電流工、はセル電位参照トランジスタQl1mから流れ
るため1選択されたセルMC□1に流れる電流は保持電
流のみになり。
セル内のトランジスタのコレクタに接続されてい、  
    る負荷による電圧降下が減少しそれまでV6N
−a+V c o −aであったトランジスタQ 1L
+ Qxiのベース電位が第4図に示す様にvct−x
、lt Vao−xaへ向かって上昇する。
この時、読み出し電流Iわがセル電位参照トランジスタ
QR2とトランジスタQ 1mとで分流しない程度に■
。。−xlがV rafcより高ければトランジスタQ
1□を完全にオンさせることができ、情報を書き込むこ
とができる。ところがs V66−1Bが上の条件を満
たないと、トランジスタQ12を完全にオンさせること
ができず、トランジスタQ1□e Qsのベースの電位
関係が逆転しながったり、逆転したとしてもベース間の
電位差が小さいため情報が破壊され易くなる0例えば、
第3図に示すセルの場合はvo。−X、はV refc
以下であり、本発明を適用するこはできない、しかし、
第4図に示すセルの場合v0゜−X、はV refcよ
り十分高く、本発明が適用可能である。
次に本発明に於けるワード線駆動回路の出方振幅につい
て述べる。
従来の書き込み方式では、vK&は書き込みによって限
界を受けていたのに対し1本発明では読み出しによって
制限を受ける。すなわち読み出し時には、読み出し電流
がセル電位参照トランジスタと非選択セルのトランジス
タから分流しない様にV3.、をVrefcより100
〜200mV低い電位までしか上げることはできない。
本発明を適用することで、従来V。。、8より100〜
200mV低い電位までしかとげることのできなかった
vx、が、 Vrefcより100〜200mV低い電
位まで上げることができろ様になる。この関係を第6図
で説明する。第6図(、)に従来のワード線駆動回路の
出力振幅ΔV、を(b)に本発明適用時のワード線駆動
回路の出力振幅A V、’  を示す、これから解る様
に本発明によればワード線駆動回路の振幅を従来の27
3程度に減らすことができる。
また本発明では、選択セルのトランジスタのベース電位
がV refcを越えるまでの時間が書き込み期間に大
きな割合をしめる。そこで、書き込み期間中だけV r
efcを読み出し時より下げれば書き込み時間を短縮で
きる。
またこの場合、第5図の例の様にセル電位参照トランジ
スタQll□、QOtのベースを共通にして、両方のベ
ース電位を下げる必要はなく、セル電位参照トランジス
タQ 11 f Q II2のベースを分離して、書き
込む情報によってセルのオンにしたいトランジスタと同
じディジット線に接続されているセル電位参照トランジ
スタのベース電位のみを下げれば良い。
第7図は、ワード線の立ち下り時間を短縮するためワー
ド線放電回路を付加したメモリ回路に本発明を適用した
例である。Δ■1がワード線放電電流である。この様な
回路の場合、書き込み時に選択セルに読み出し電流を流
さない様にした時、セルには保持電流に加えてワード線
放電電流が流れるが、第4図のV’ QO−1mがVr
efc以上になる様にワード線放電電流を設定すること
でこの様な回路にも本発明は適用可能となる。
第8図は1本発明に使用する書き込み回路の一例である
。WE、C3はそれぞれ書き込み命令信号、チップ選択
信号でこれらは負論理である。
DIは書き込み情報入力信号でこれは正論理である。O
Dは出力禁止信号であり、出力回路へ接続されるm V
lll t Vans z Vansはそれぞれの回路
の参照電位である。またW□、W2は書き込み回路の出
力線である。C5が高レベルの時はDI。
WEによらず、この回路の出力線W1.W、は2つとも
低レベルのVIIILになり書き込みを禁止し。
ODが高レベルとなりデータ出力を禁止する。
3丁が低レベルでWEが高レベルの時には、出力mw□
t WZは2つとも低レベルのV Y W &になり読
み出しが行なわれ、ODが低レベルとなり読み出した情
報がデータ出力として出力される。3丁が低レベルでW
Eが低レベルの時には出力線W、。
W2はDIによって一方が高レベルのvwYヨ、もう一
方が低レベルのV□、になり書き込みが行われ、ODが
高レベルとなり書き込み中のデータ出力を禁止する。
〔発明の効果〕
本発明によれば、ワード線駆動回路の出力振幅を従来の
273程度にすることが可能となり、この回路での遅延
時間を短縮できるため、その分アクセス時間を短縮でき
る効果がある。更にワード線駆動回路の低出力振幅を可
能にした本発明によれば、電源電圧を従来回路に比べ小
さくする事、また同一電源電圧とすれば、トランジスタ
の飽和に対する余裕度を増大することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のセルアレイ及び周辺回路の一部を示した
回路図、第2図は読み出し、書き込み時に於ける従来の
セル、セル電位参照トランジスタのベース電位関係を示
した説明図、第3,4図はメモリセルの直流特性図、第
5図は本発明の実施例を示した回路図、第6図は従来の
ワード線駆動回路の振幅と本発明のそれを比較した説明
図、第7図は本発明をワード線放電回路付きの回路に適
用した例を示す回路図、第8図は本発明で使用す第  
/  国 I+u         IR2 第2図 (0−)    (b)     (C)    (L
:L)第 3 z       第4 凶 夢 5 口 第 6 図 (α)(6)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  読み出し電流を複数対のディジット線で共有するため
    の電流切換回路を有するメモリに於いて、選択されたメ
    モリセルヘの情報書き込み時、対をなすディジット線に
    流れる読み出し電流の一方を書き込み情報に応じて、デ
    ィジット線から流出するのを止める電流切換回路を設け
    たことを特徴とする半導体メモリ。
JP59198540A 1984-09-25 1984-09-25 半導体メモリ Granted JPS6177191A (ja)

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JP59198540A JPS6177191A (ja) 1984-09-25 1984-09-25 半導体メモリ

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JP59198540A JPS6177191A (ja) 1984-09-25 1984-09-25 半導体メモリ

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JPS6177191A true JPS6177191A (ja) 1986-04-19
JPH0476200B2 JPH0476200B2 (ja) 1992-12-02

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ID=16392854

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JP59198540A Granted JPS6177191A (ja) 1984-09-25 1984-09-25 半導体メモリ

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02146187A (ja) * 1988-11-28 1990-06-05 Nec Corp 半導体記憶装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02146187A (ja) * 1988-11-28 1990-06-05 Nec Corp 半導体記憶装置

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