JPS6276097A - 半導体メモリ装置 - Google Patents

半導体メモリ装置

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JPS6276097A
JPS6276097A JP60216434A JP21643485A JPS6276097A JP S6276097 A JPS6276097 A JP S6276097A JP 60216434 A JP60216434 A JP 60216434A JP 21643485 A JP21643485 A JP 21643485A JP S6276097 A JPS6276097 A JP S6276097A
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mesfet
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敦 亀山
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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】 〔発明の技術分野) 本発明は、GaASショットキーゲート型電界効果トラ
ンジスタ(MESFET)を用いて構成される半導体メ
モリ装置に関する。
(発明の技術的背景とその問題点) G a A s −M E S F E Tを用いた集
積回路は、従来の81を用いたものに比べて高速動作が
可能であることから注目を集めている。このMESFE
Tを用いた集積回路の一つの応用分野に高速メモリ装置
、特にスタティックRAMがある。スタティックRAM
の構成法にはいくつかあるが、閏も一般的なものは、ノ
ーマリオフ型〜4 E S F E TをドライバFE
Tとし、ノーマリオン型MESFETを負荷としてフリ
ップフロップを構成する6トランジスタ・セルである。
その−例を第3図に示す。Ql 、Q2がノーマリオフ
型MESFET1Q3 、Q4がノーマリオン型MES
FETであり、これらによりフリップ70ツブが構成さ
れている。このフリップフロップのノードはノーマリオ
フ型MESFET−Q5 、Q6からなるトランスファ
ゲートを介してビットIBL1、B10に接続されてい
る。Q5 、Q6のゲートはワードIWLに接続されて
いる。この様なメモリセルをマトリクス配列することに
より、スタティックRAMが構成される。
このメモリセルの読出し、書込みの動作は、ワード線W
LによりQ5 、Q6をオンにして、ビット線BL1.
8L2を介してフリップ70ツブに信号電圧を与えたり
、フリップフロップの信号電圧を取出したりすることに
より行なう。
このメモリセル構成において、記憶された情報をよみだ
す際の時間(アクセスタイム)は、ビット線BLI 、
B10の容量をMESFET−Q5 。
Q6を介して充放電する時間に依存する。従って、トラ
ンスファゲートとしてのMESFET−05。
Q6の電流駆動能力が大きい程アクセスタイムは短くな
る。ところが一般に、ノーマリオフ型MESFETは寄
生抵抗が大きく、その電流駆動能力はノーマリオン型に
比べて小さい。
そこで第4図に示すように、トランスファゲートとして
ノーマリオン型MESFET−Q7 。
Q8を用いるメモリ構成が提案されている。この構成で
は、Q7.Q8の電流駆動能力が大きく、かつそれ自身
のもつ容量もノーマリオフ型に比べて小さいので、アク
セスタイムの短縮が期待される。
しかしながらこの構成でも問題が残る。ノーマリオン型
MESFET−Q7 、Q8をオフにするためにはゲー
ト電位をソースに対して負−にする必要があるため、ワ
ード線WLをメモリセル内のノード電位に対して負にす
るようなワード線駆動回路を必要とするからである。そ
うしないと、メモリセルの情報を保持することができな
い。
そこで通常考えられるのは、第5図に示すB F L 
(5uffered F E T  Logic)のよ
うな、正負2種類の電11iVno、Vssを用いた回
路をワード線駆動回路として用いることである。しかし
、2電源を用いることはシステム構成の点から好ましく
なく、できれば単一電源が望ましい。
〔発明の目的〕
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、単一電源で駆
動することができ、しかも高速動作が可能なGaAS−
MESFETを用いた半導体メモリ%IIを提供するこ
とを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明は、ノーマリオン型GaAS−MESFETをト
ランス71ゲートとして用いてメモリセルを構成し、そ
のメモリセルのドライバFETの共通ソースをGaAS
ショットキーダイオードとワード線により駆動されるス
イッチング用GaAS−MESFETの並列回路を介し
て接地したことを特徴とする。
(発明の効果) 本発明によれば、メモリセルのノード電位が、スイッチ
ング用MESFETがオフしているときはショットキー
ダイオードによりその電位降下分だけ高くなり、またス
イッチング用〜+ESFETがオンしているときは接地
電位になる。このため、トランスファゲートとしてノー
マリオン型MESFETを用いているにも拘らず、ノー
マリオフ型MESFETをドライバとするE/E型プッ
シュプル回路あるいはインバータなどを用いた単一電源
のワード線駆動回路を用いることができる。
また本発明では、トランスファゲートとしてノーマリオ
ン型MESFETを用いているため、高速動作が可能で
ある。
〔発明の実施例〕
以下本発明の詳細な説明する。
第1図は一実施例のメモリセル部分とワード線駆動回路
WDの出力部を示している。メモリセルの構成は基本的
に第3図と同じであり、対応する部分には第3図と同一
符号を付しである。第3図と異なる点は、メモリセルの
ドライバMESFET−01、Q2の共通ソースがGa
Asショットキーダイオード801 とスイッチング用
GaAS−MESFET−Q13の並列回路を介して接
地されていることである。この並列回路は複数のメモリ
セルに共通に設けられている。スイッチング用MESF
ET−Q13のゲートはワード線Wしに接続され、ワー
ド線駆動回路WDの出力により選択的に駆動されるよう
になっている。また、Ql。
Q2の共通ソースとワード線W Lの間にはクランプ用
のショットキーダイオードSD2が設けられている。
ワード線駆動回路WDの出力段は、ノーマリオフ型Ga
As−MESFET−Qllと、ノーマリオフ型GaA
s−MESFET−Q9 をドライバとし、ノーマリオ
ン型GaAs−MESFET−QIOを負荷とするイン
バータの出力により駆動されるノーマリオフ型GaAs
−MESFET−Q12とからなる、単一電源■DDの
E/E型プッシュプル回路により構成されている。
この実施例においては、メモリセルのMESFET−Q
i 、Q2の共通ソース電位は、ワード線Wしが゛シ′
”レベルの時はダイオードSDIの一個分(約0.7V
)だけ接地電位から上昇しており、また゛Hパレベルの
時はスイッチング用MESFET−Q13がオンとなり
ほぼ接地電位となる。
このため、Ql、Q2のドレイン即ちフリップフロップ
のノード電位は、ワード線Wしが” L ”レベルの時
1.4〜0.7V、また11 H11レベルの時0.7
〜OVの範囲となる。
一方、ワード線駆動回路WDの出力段の電位即ちワード
l1WLの電位はクランプ用ダイオードSD2のクラン
プ効果により、O〜0.7Vの範囲で変化する。従って
ワード線駆動回路WDの出力段MESFET−Q11が
オンとなってワード線WLの電位が0■となった場合を
考えると、この電位はメモリセルのノード電位0.7〜
・1.4vに対して負になるから、トランスファゲート
のMESFET−Q7 、Q8はオフとなる。これによ
り、メモリセルの情報は保持状態に保たれる。
また出力段MESFET−Q12がオンになりワードW
AWLの電位が0.7Vになると、これはメモリセルの
ノード電位0.7〜Ovに対して正になるから、トラン
スファゲートME、5FET−07゜Q8はオンになり
、メモリセルは読み出し、書込みが可能な状態になる。
こうしてこの実施例によれば、メモリセルと同じ単−N
源vDDを用いたワード線駆動回路WDにより不都合な
くメモリ動作が可能となる。またトランスフアゲ−1〜
にはノーマリオン型MES FETを用いているため、
高速動作が可能である。
具体的な数値例を説明する。第1図において、MESF
ET  Q7 、Q8のゲート幅(W>とゲート長(L
)の比(W/L)を5/1、同じくMESFET−01
、Q2のそれを10/1、MESFET−Q3 、Q4
のそれを4/8.MESFET−Ql3のそれを500
/1とし、ショットキーダイオードSDIの面積を20
.czmx2c1mとして、1にビットのスタティック
RAMを作った。?!! 1.電圧をVoo=2Vとし
た時、アクセスタイムは1.5nsecであった。
ちなみに、第3図のメモリセル構成で同様に1にビット
RAMを作ったところ、アクセスタイムは3.0nse
cであり、本実施例はこれより約2倍高速化されたこと
になる。
上記実施例では、ワード線駆動回路WDの出力段をE/
Eプッシュプル・インバータにより構成したが、第2図
に示すようにE/Eプッシュプル・バッフ1回路を用い
てもよい。この場合には、第1図に示したクランプ用シ
ョットキーダイオードSD2は不必要となる。
その他、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で種々変形
して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のスタティックRAMの要部
構成を示す図、第2図は他の実施例のスタティックRA
Mの要部構成を示す図、第3図及び第4図は従来のスタ
ティックRAMのメモリセル構成を示す図、第5図は第
4図のメモリセルを駆動するための2電源回路の例を示
す図である。 Ql 、 Q2 ・・・ノーマリオフ型GaASMES
FET(ドライバFET) 、Q3 、Q4・・・ノー
マリオン型GaAsMESFET (負荷FET)、Q
7.Q8−=ノーマリオン型G a A s M E 
S F ET(トランスファゲート>、BLI、B10
・・・ビット線、WL・・・ワード線、SDI 、SD
2 、、。 GaASショットキーダイオード、Q13・・・スイッ
チング用MESFETSWD・・・ワード線駆動回路。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 Vo。 第3図 Vo。 Vo。 第5図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ノーマリオフ型GaAs−MESFETをドライ
    バFETとしたフリップフロップと、このフリップフロ
    ップのノードをビット線に接続するノーマリオン型Ga
    As−MESFETからなるトランスファゲートとから
    なるメモリセルをマトリクス配列して構成される半導体
    メモリ装置において、前記フリップフロップの共通ソー
    スをGaAsショットキーダイオードとワード線により
    駆動されるスイッチング用GaAs−MESFETの並
    列回路を介して接地したことを特徴とする半導体メモリ
    装置。
  2. (2)前記GaAsショットキーダイオード及びスイッ
    チング用GaAs−MESFETは複数のメモリセルに
    共通に設けられている特許請求の範囲第1項記載の半導
    体メモリ装置。
  3. (3)前記トランスファゲートを制御するワード線駆動
    回路は単一電源で動作するE/E型プッシュプル回路で
    ある特許請求の範囲第1項記載の半導体メモリ装置。
JP60216434A 1985-09-30 1985-09-30 半導体メモリ装置 Expired - Lifetime JPH0746506B2 (ja)

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