JPS6249678B2 - - Google Patents

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JPS6249678B2
JPS6249678B2 JP57166709A JP16670982A JPS6249678B2 JP S6249678 B2 JPS6249678 B2 JP S6249678B2 JP 57166709 A JP57166709 A JP 57166709A JP 16670982 A JP16670982 A JP 16670982A JP S6249678 B2 JPS6249678 B2 JP S6249678B2
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JP
Japan
Prior art keywords
bit line
pair
transistor
bit
switching transistors
Prior art date
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Application number
JP57166709A
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English (en)
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JPS5956287A (ja
Inventor
Kazuhiro Toyoda
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Priority to DE8383305712T priority patent/DE3375748D1/de
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Publication of JPS6249678B2 publication Critical patent/JPS6249678B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C7/00Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • G11C7/12Bit line control circuits, e.g. drivers, boosters, pull-up circuits, pull-down circuits, precharging circuits, equalising circuits, for bit lines

Landscapes

  • Static Random-Access Memory (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (1) 発明の技術分野 本発明は半導体メモリ回路、特にスタテイツク
形バイポーラRAM(random access memory)
に関する。
(2) 技術の背景 近年の半導体メモリ回路では、高集積化、高速
化及び低消費電力化が共通の課題であり、スタテ
イツク形バイポーラRAMにおいても当然そのた
めの研究が重ねられている。
半導体メモリ回路は一般に、多数のメモリセ
ル、ビツト線、ワード線と、これらビツト線なら
びにワード線を駆動するビツト線駆動回路ならび
にワード線駆動回路と、さらにはこれらビツト線
ならびにワード線を選択するための各デコーダ等
をもつて構成されており、いずれの各構成要素も
前記課題の解決のための要因を含んでいる。本発
明においては、このうち、主にビツト線駆動回路
を対象として該課題の一部を解決せんとするもの
である。すなわち、高速化ならびに低消費電力化
を狙うものである。
(3) 従来技術と問題点 本発明において言及する半導体メモリ回路は、
本出願人において既に提案済みの半導体メモリ回
路(特開昭57―92482号公報)を前提とするもの
であり、これが従来技術となる。この従来技術
は、要約していえば、低消費電力化のために、各
ビツト線毎にビツト線切替トランジスタの対を設
けてなり、各該ビツト線切替トランジスタの対の
各ベースを共通接続して各々対応するビツト線駆
動回路に接続し、且つ該ビツト線切替トランジス
タの対の対応する各エミツタを共通接続してさら
に全てのビツト線に対して共通の定電流源の対に
接続した構成において、各前記ビツト線切替トラ
ンジスタの対における共通接続のベース毎に放電
路を設けたことを特徴とするものである。
第1図は本発明の従来技術(特開昭57―92482
号公報)をなす半導体メモリ回路の要部を取り出
して簡略的に示す回路図である。本図において、
BL1,BL2…BLoはビツト線の対であり、それぞ
れに複数個のメモリセルMCを備えている。又、
各ビツト線の対BL1,BL2…BLoにはビツト線切
替トランジスタの対Q11,Q21…Qo1が直列に接続
され、さらに定電流源の対IBにつながれる。こ
こに、ビツト線切替トランジスタの対Q11,Q21
…Qo1の対応する各エミツタは図示するとおり共
通接続されている。かくの如く、これら切替トラ
ンジスタの対はいわゆるカレント・スイツチを構
成するから、選択された1つのビツト線の対のみ
がアクテイブになる。これは低消費電力化に有効
である。いずれのビツト線の対を選択するかは、
ビツトデコーダ(図示せず)からのビツト線選択
アドレス入力ADによつて定まる。このアドレス
入力ADはビツト線駆動回路BDを駆動する。ただ
し、本図では、ビツト線の対BL1に係合する1つ
のビツト線駆動回路BD1のみを代表的に示し、そ
の出力は出力点B1を通して、共通接続された切
替トランジスタQ11のベースに印加される。他の
出力点B2…Boに接続する各ビツト線駆動回路も
回路BD1と全く同様の構成である。
今仮りにビツト線の対BL1が選択されるものと
すると、アドレス入力ADにより、差動増幅器DA
の左側トランジスタがオン、右側トランジスタが
オフとなり、エミツタフオロワのトランジスタ
Q2がオンとなつて、レベルシフト用のダイオー
ドD1を通して、“H”レベルの信号が切替トラン
ジスタの対Q11のベースに印加され、これらをオ
ンとする。かくの如く、出力点B1には“H”レ
ベルの信号が現われ選択期間中これを保持する。
そして、ビツト線の選択が仮りにBL1からBL2
移行したとすると、出力点B1は“H”→“L”、
出力点B2は“L”→“H”という変化を生ず
る。従来技術における主題は、その出力点B1
おける“H”→“L”、つまり任意のビツト線の
選択から非選択への移行をなるべく速くし、高速
化する点にある。第2図は第1図の回路における
出力点B1およびB2のレベル変化を示す波形図で
ある。これら第1図および第2図を参照すると、
出力点B1のレベル変化は実線カーブ21から点
線カーブ22に至るルートを辿り、極めて緩漫で
ある。この原因は各出力点B1(B2…Boも同じ)
に存在する寄生容量に充電された電荷を急速に引
き抜けないことにある。そこで、この従来技術で
は、放電路を設けた。例えばダイオードD12,D22
…Do2を各切替トランジスタ毎に設けるのであ
る。これにより、出力点B1のレベル変化は実線
カーブ21から実線カーブ23に至るルートを辿
り、前記電荷の引抜きを早めた。このようにする
と、次に選択されるビツト線BL2の出力点B2にお
けるレベルの立上り(実線カーブ24)と早い時
点でクロスし、それだけアクセスタイムは短縮さ
れることになる。これが、従来技術の狙いであつ
た。
ところが、出力点B1のレベルが実線カーブ2
3の如く早く立下るようになつたにも拘らず、実
際には、次に選択される出力点B2のレベルが実
線カーブ24から点線カーブ25へとは移行しに
くく、実線カーブ24から実線カーブ26へと移
行することが認められた。そうすると、出力点
B1およびB2における相互のレベル差が所定値以
上に十分に開き切るまでに時間を要し、結局思つ
たようにアクセスタイムが短縮されず、高速化が
十分でないという結果になつた。これが本発明に
よつて解決せんとする問題である。
(4) 発明の目的 本発明は上記問題点に鑑み、第2図に示した実
線のカーブ26を点線のカーブ25にまで持ち上
げ、前記設例における出力点B1およびB2相互間
のレベル差を急速に広げることのできる、すなわ
ち、アクセスタイムの短縮を図つて高速化が可能
な半導体メモリ回路を提案することを目的とする
ものである。
(5) 発明の構成 上記目的に従い本発明は、第1図に示したレベ
ルシフト用ダイオードD1に代えて、増幅機能を
も備えたトランジスタを用いるようにしたことを
特徴とするものである。
(6) 発明の実施例 先ず本発明を説明する前に、第2図における非
所望のカーブ26が如何に得られるかについて考
察しておく。前記設例に準じて、ビツト線の対
BL2が次に選択されるものとすると、対応するビ
ツト線駆動回路BD2(BD1と全く同じであるの
で、これを参照する)のトランジスタQ2がオン
となり、抵抗rを通してベース電流が流れ始め
る。そうすると、抵抗rでの電圧降下が生じ、こ
れが、ダイオードD1を通して、出力点B2に現わ
れ、第2図のカーブ26の如き凹みとなつて現わ
れる。従つて、抵抗rにおける電圧降下を極力小
さくするように工夫すれば良いことが分る。この
場合、単に高速化のみならず低消費電力化にも効
果的な回路であれば、より好都合であることは言
うまでもない(後述)。
第3図は本発明に基づく半導体メモリ回路の一
実施例を示す回路図である。本図において、第1
図と同一の構成要素には同一の参照記号を付して
示す。従つて、新たなビツト線駆動回路BD1(他
のビツト線駆動回路も全て同じ)におけるトラン
ジスタQ3が、第1図のダイオードD1に置き換え
られている点が第1図の場合と異なる。この第3
図におけるトランジスタQ2およびQ3はいわゆる
ダーリントン回路を形成しており、第1図の出力
点B(B1,B2…Boを代表する記号)に従来供給
していた電流と同一の電流を生じさせるに必要な
ベース電流(トランジスタQ2のベース電流)
は、新たなトランジスタQ3の増幅作用により
(増幅率β)、1/βと大幅に低減される。この結
果、第1図の抵抗rにおいてそのベース電流によ
り生起される電圧降下も約1/βに低下する。この
ことは、第2図の実線カーブ26に示される凹み
がなくなることを意味する。なぜなら、既述のと
おり、その凹みの生成が、抵抗rにおける、ベー
ス電流(Q2のベース電流)による電圧降下に起
因しているからである。なお、第1図のダイオー
ドD1の機能は、トランジスタQ3のベース・エミ
ツタによりそのまま維持されている。
ところで、βは通常約200位であり、トランジ
スタQ2のベース電流は極端に減少する。そこ
で、第1図の抵抗rを、もう少し抵抗値の大きな
抵抗(第3図の抵抗R)に置き換えてみても(例
えばR=αr)、αが例えば200を超えない限り、
当該抵抗での電圧降下は第1図の場合よりも十分
小さく抑えられる。そこで、仮りにαをα=2と
すると、非選択ビツトに係る差動増幅器DAを通
して定電流源IBDに流すべき定電流は半減する。
このことは、高集積化されたビツト線の対数
(N)が非常に多い半導体メモリ回路では、低消
費電力化が特に顕著となることを意味する。なぜ
なら、その定電流の半減効果が(N−1)倍にな
つて現われるからである(非選択ビツト対の数は
Nから選択ビツト対の数(=1)を引いたものに
等しい)。こうしてみると、第3図の回路はメモ
リ動作の高速化のみならず、低消費電力化にも有
益であることが分る。
第4図は本発明に基づく第3図の回路における
出力点B1およびB2のレベル変化を示す波形図で
ある。ただし、B1およびB2としたのは前記設例
に準じたためであり、任意の“選択”→“非選
択”のビツト線および“非選択”→“選択”のビ
ツト線について全て同様の波形を生じさせる。な
お、第4図の波形は第2図の点線25を実現した
ものに相当する。この結果、一方の出力点B1
レベルと他方の出力点B2のレベルとの差が、ク
ロス点41を超えて所定の値Δυ以上になるまで
の時間tはかなり短縮され、高速化が実現され
る。なお、上述の説明では、本発明に余り関係し
ないワード線選択の説明を省略した。
第3図において、新たなトランジスタQ3のベ
ース・エミツタ間には抵抗R′が接続されてい
る。この抵抗R′は本発明の本質に係るものでは
ないが、この抵抗R′を設けることにより発振を
防止することができる。この発振は、ダーリント
ン回路Q2,Q3の増幅率が非常に大であることに
よつて生ずるおそれのあるものである。
さらに第3図において新たなトランジスタQ3
についてみると、これは集積回路ICとして製造
する場合、その構造上第1図のダイオードD1
何ら異なるところがない。というのは、ICにお
いて、ダイオードD1は、トランジスタのベー
ス・コレクタを短絡したものとして実現されるの
で、その短絡を行わない当該トランジスタをもつ
てトランジスタQ3とすることができるからであ
る。
(7) 発明の効果 以上詳細に説明したように、本発明によれば、
既述の従来技術に対し高速化ならびに低消費電力
化の双方を満足させる半導体メモリ回路が実現さ
れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の従来技術(特開昭57―92482
号公報)をなす半導体メモリ回路の要部を取り出
して簡略的に示す回路図、第2図は第1図の回路
における出力点B1およびB2のレベル変化を示す
波形図、第3図は本発明に基づく半導体メモリ回
路の一実施例を示す回路図、第4図は本発明に基
づく第3図の回路における出力点B1およびB2
レベル変化を示す波形図である。 BL1,BL2…BLo…ビツト線の対、MC…メモリ
セル、Q11,Q21…Qo1…ビツト線切替トランジス
タの対、IB…定電流源の対、AD…ビツト線選択
アドレス入力、BD1,BD2…BDo…ビツト線駆動
回路、r,R,R′…抵抗、D1…レベルシフト用
ダイオード、D12,D22…Do2…放電路としてのダ
イオード、Q2…第1のトランジスタ、Q3…第2
のトランジスタ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 複数のビツト線の対と、各該ビツト線の対に
    接続される複数のバイポーラメモリセルと、各該
    ビツト線の対に直列に接続されるビツト線切替ト
    ランジスタの対と、各該ビツト線切替トランジス
    タの対における対応する各エミツタ相互を共通接
    続した点に接続する定電流源の対と、各該ビツト
    線切替トランジスタの対におけるベースを共通接
    続した点にそれぞれ出力を与えるビツト線駆動回
    路と、該共通接続のベース毎に設けられる放電路
    とを有してなり、各該ビツト線駆動回路が、ビツ
    ト線選択アドレス入力によりオン・オフする第1
    のトランジスタとこれに直列接続するレベルシフ
    ト機能素子により前記出力を生成するように構成
    される半導体メモリ回路において、 前記レベルシフト機能素子としてベースおよび
    エミツタ間の電位差が利用される第2のトランジ
    スタを設け、該第2のトランジスタは前記第1の
    トランジスタと共にダーリントン接続されること
    を特徴とする半導体メモリ回路。
JP57166709A 1982-09-27 1982-09-27 半導体メモリ回路 Granted JPS5956287A (ja)

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JP57166709A JPS5956287A (ja) 1982-09-27 1982-09-27 半導体メモリ回路
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EP19830305712 EP0107912B1 (en) 1982-09-27 1983-09-26 Semiconductor memory device

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JP57166709A JPS5956287A (ja) 1982-09-27 1982-09-27 半導体メモリ回路

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