JPS63876B2 - - Google Patents
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- JPS63876B2 JPS63876B2 JP59157561A JP15756184A JPS63876B2 JP S63876 B2 JPS63876 B2 JP S63876B2 JP 59157561 A JP59157561 A JP 59157561A JP 15756184 A JP15756184 A JP 15756184A JP S63876 B2 JPS63876 B2 JP S63876B2
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- G11C11/34—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明はバイポーラ形高速半導体記憶回路に好
適な記憶装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a memory device suitable for a bipolar type high-speed semiconductor memory circuit.
複数個のエミツタを有するトランジスタすなわ
ちマルチエミツタトランジスタを2個組合せたメ
モリセルは集積回路化した場合に占有面積が小さ
いことから大容量の半導体記憶装置のメモリセル
として好適なものであつて、これを使用したメモ
リセルの一例を第1図に示す。
A memory cell having a plurality of emitters, that is, a combination of two multi-emitter transistors, is suitable as a memory cell for a large-capacity semiconductor storage device because it occupies a small area when integrated into an integrated circuit. An example of a memory cell using the above is shown in FIG.
同図において、メモリセルMは2個のエミツタ
を有するマルチエミツタトランジスタQ1,Q2
を備え、各トランジスタQ1,Q2のコレクタは
それぞれ負荷抵抗R1,R2を通り、共通に接続
されて抵抗R3を通じて電源端子C1に接続され
る。 In the figure, a memory cell M includes multi-emitter transistors Q1 and Q2 having two emitters.
The collectors of the transistors Q1 and Q2 pass through load resistors R1 and R2, respectively, are connected in common, and are connected to the power supply terminal C1 through a resistor R3.
またトランジスタQ1,Q2の各コレクタはそ
れぞれ互に相手方のベースに交差接続され、かつ
各第1エミツタは互いに共通にしてメモリセル選
択用のエミツタ駆動端子E1に接続され、かつ各
第2エミツタは後述する書込み、読出し用の増幅
器S1,S2に接続される。 Further, the collectors of the transistors Q1 and Q2 are each cross-connected to the base of the other, and the first emitters of the transistors Q1 and Q2 are commonly connected to the emitter drive terminal E1 for memory cell selection, and the second emitters of the transistors Q1 and Q2 are connected to each other in common to the emitter drive terminal E1, which will be described later. It is connected to amplifiers S1 and S2 for writing and reading.
かくして1個のメモリセルとしてのフリツプフ
ロツプ回路が形成される。なおトランジスタQ
1,Q2の各第2エミツタは他の複数個のメモリ
セルを構成するトランジスタの第2エミツタにそ
れぞれ共通に接続されるが、上記第1図において
は簡単のため省略する。 A flip-flop circuit as one memory cell is thus formed. Note that transistor Q
Although the second emitters of transistors Q1 and Q2 are commonly connected to the second emitters of transistors constituting a plurality of other memory cells, they are omitted in FIG. 1 for the sake of simplicity.
書込兼読出増幅器S1,S2はそれぞれ差動増
幅器を構成するトランジスタQ3,Q4およびQ
5,Q6よりなり、Q3とQ4およびQ5とQ6
の各エミツタは共通接続してそれぞれ前記のトラ
ンジスタQ1,Q2の第2エミツタに接続し、メ
モリセルMの読出し電流あるいは書込み電流を規
定する抵抗R5,R7を介して電源端子E2,E
3に接続され、またトランジスタQ3,Q5のコ
レクタはそれぞれ出力端子T1,T2に接続され
ると共に抵抗R4,R6を介して接地される。ま
たトランジスタQ3,Q5のベースには基準電圧
Vrefが加えられ、トランジスタQ4,Q6のベー
スには情報書込用の入力信号VW0,W1が加えられ
る。 The write/read amplifiers S1 and S2 are transistors Q3, Q4 and Q, respectively, which constitute a differential amplifier.
Consisting of 5, Q6, Q3 and Q4 and Q5 and Q6
The respective emitters of are commonly connected to the second emitters of the transistors Q1 and Q2, respectively, and are connected to the power supply terminals E2 and E via resistors R5 and R7 that define the read current or write current of the memory cell M.
3, and the collectors of transistors Q3 and Q5 are connected to output terminals T1 and T2, respectively, and grounded via resistors R4 and R6. In addition, the reference voltage is applied to the bases of transistors Q3 and Q5.
V ref is applied, and input signals V W0 and W1 for information writing are applied to the bases of transistors Q4 and Q6.
次にその動作を説明する。メモリセルMの選択
はコレクタ電源端子C1の電圧VX0を一定とし、
エミツタ駆動端子E1の電圧VX1を非選択時には
低レベルにし、選択時には高レベルにすることに
よつて行なわれる。なおこの場合トランジスタQ
1は遮断、Q2は導通状態にあるものとし、各コ
レクタ電圧をVC1,VC2とする。 Next, its operation will be explained. The memory cell M is selected by keeping the voltage V X0 of the collector power supply terminal C1 constant.
This is done by setting the voltage VX1 of the emitter drive terminal E1 to a low level when not selected and to a high level when selected. In this case, the transistor Q
It is assumed that Q1 is in the cutoff state and Q2 is in the conductive state, and the respective collector voltages are V C1 and V C2 .
メモリセルMが非選択状態、すなわち端子E1
に印加されるエミツタ駆動電圧VX1が低レベルの
とき、トランジスタQ2の第1エミツタには常時
電流ISTが流れているが、第2エミツタには電流
は流れていない。よつて書込み兼読出し増幅器S
2のエミツタ抵抗R7を流れる電流IRはトランジ
スタQ5より抵抗R7を流れるので、トランジス
タQ5の出力電圧Vputは、
Vput=VCC−α・R6・IR
ただしα:トランジスタのベース接地電流増幅
率で示される低い電圧しか現われない。なお抵抗
R5,R7を流れる各動作電流は同一電流値IRに
設定される。 Memory cell M is in a non-selected state, that is, terminal E1
When the emitter drive voltage VX1 applied to the transistor Q2 is at a low level, a current IST always flows through the first emitter of the transistor Q2, but no current flows through the second emitter. Write and read amplifier S
The current I R flowing through the emitter resistor R7 of No. 2 flows through the resistor R7 rather than the transistor Q5, so the output voltage V put of the transistor Q5 is V put = V CC −α・R6・I R where α: transistor base common current amplification Only a low voltage indicated by the rate appears. Note that the operating currents flowing through the resistors R5 and R7 are set to the same current value I R .
次にメモリセルMが選択状態すなわち端子E1
のエミツタ駆動電圧VX1が高レベルのとき、トラ
ンジスタQ2の第2エミツタに電流IRが流れ、こ
れが書込兼読出し増幅器S2のエミツタ抵抗R7
に流入するため、コレクタ抵抗R6を流れる電流
は減少し、出力端子T2の電圧が上昇し、“1”
なる情報が読出される。なおトランジスタQ1は
遮断状態のため、書込み兼読出し増幅器S1の出
力端子T1の電圧はエミツタ駆動電圧VX1の変化に
かかわらず低レベルにままであり、“0”なる情
報が読出される。 Next, the memory cell M is in the selected state, that is, the terminal E1
When the emitter drive voltage V
Therefore, the current flowing through the collector resistor R6 decreases, the voltage at the output terminal T2 increases, and becomes "1".
The following information is read out. Note that since the transistor Q1 is in the cut-off state, the voltage at the output terminal T1 of the write/read amplifier S1 remains at a low level regardless of changes in the emitter drive voltage VX1 , and information of "0" is read out.
なおトランジスタQ1,Q2の第1エミツタに
加えるXアドレス電圧VX1の高レベルの大きさ
は、基準電圧Vrefに対しトランジスタQ1のコレ
クタ電圧VC1は高く、トランジスタQ2のコレク
タ電圧VC2は低くなるように選ばれる。 Note that the magnitude of the high level of the X address voltage V are selected as such.
またメモリセルMへの書込みは、上記読出し時
と同様に選択状態にあるときトランジスタQ4,
Q6のベースにメモリセルのコレクタ電圧の高レ
ベルより高いレベルあるいは基準電圧Vref以下の
レベルの信号を加えることにより“1”あるいは
“0”の情報が書込まれる。 Also, when writing to the memory cell M, when in the selected state, the transistors Q4 and
Information of "1" or "0" is written by applying a signal at a level higher than the high level of the collector voltage of the memory cell or at a level lower than the reference voltage V ref to the base of Q6.
なお以上の説明では選択時にエミツタ駆動電圧
VX1のみを低レベルから高レベルに変化させると
したが、メモリセルの形式によつてはエミツタ駆
動電圧のみではなく、コレクタ電源電圧VX0をも
低レベルから高レベルに変化させる方法が有効な
ことが知られている。本発明はいうまでもなくこ
の方法を用いたメモリセルについても適用するこ
とができる。 Note that in the above explanation, the emitter drive voltage is
Although we have assumed that only V It is known. Needless to say, the present invention can also be applied to memory cells using this method.
次に上記第1図に示したメモリセルMおよび書
込み兼読出し増幅器S1,S2をm×n行設けた
メモリセルマトリクスに適用する場合を説明す
る。この場合、簡単のため、
m=n=2
の場合について説明する。 Next, a case will be described in which the memory cell M and the write/read amplifiers S1 and S2 shown in FIG. 1 are applied to a memory cell matrix in which m×n rows are provided. In this case, for simplicity, the case where m=n=2 will be explained.
第2図にこの種の回路の一例を示す。M11,
M12,M21,M22なる4個のメモリセルに
おいて、フリツプフロツプ回路を構成する各トラ
ンジスタの第2エミツタは2対のデイジツト線
DL11,DL12,DL21とDL22にそれぞれ接続され、か
つ各コレクタはそれぞれ負荷抵抗を通じてコレク
タ電源あるいはコレクタ駆動線(第1ワード線)
に接続されて電圧VX10,VX20を加えられ、さら
に第1エミツタ駆動線(第2ワード線)に接続さ
れて電圧VX11,VX21を加えられる。 FIG. 2 shows an example of this type of circuit. M11,
In the four memory cells M12, M21, and M22, the second emitter of each transistor constituting the flip-flop circuit is connected to two pairs of digit lines.
D L11 , D L12 , D L21 and D L22 are respectively connected, and each collector is connected to the collector power supply or collector drive line (first word line) through a load resistor.
It is connected to the first emitter drive line (second word line) to which voltages V X10 and V X20 are applied, and is further connected to the first emitter drive line (second word line) to which voltages V X11 and V X21 are applied.
読出しあるいは書込用の動作電流IRを供給する
電流源J11,J12,J21,J22はそれぞ
れデイジツト線DL11,DL12,DL21,DL22に接続さ
れる。読出し情報検出用トランジスタQR11,
QR12,QR21,QR22の各エミツタはそれぞれ上記の
デイジツト線に接続され、また各コレクタは
“0”側、“1”側のデイジツト線ごとに共通して
各コレクタ抵抗R8,R9を経て接地すると共に
差動増幅器DIFAに導かれる。 Current sources J11, J12, J21 and J22 supplying operating current I R for reading or writing are connected to digit lines D L11 , D L12 , D L21 and D L22 , respectively. Read information detection transistor Q R11 ,
The emitters of Q R12 , Q R21 , and Q R22 are each connected to the above digit line, and each collector is connected to the digit line on the "0" side and the "1" side through the respective collector resistors R8 and R9. It is grounded and guided to the differential amplifier DIFA.
書込制御信号VW1,VW0はトランジスタQW11,
QW12,QW21,QW22に加えられる。またトランジ
スタQY1,QY2は各デイジツト線(Y線)選択信
号VY1,VY2に応じて非選択のデイジツト線対の
電位を高めることにより、そのデイジツト線対に
接続されたすべてのメモリセル内のフリツプフロ
ツプ回路を構成するトランジスタの第2エミツタ
を遮断し、かつそのデイジツト線対に接続されて
いる電流源の電流が読出し情報検出用トランジス
タQR11,QR12,QR21,QR22に流れないように作用
する。 Write control signals V W1 , V W0 are transmitted through transistors Q W11 ,
Added to Q W12 , Q W21 , and Q W22 . In addition, transistors Q Y1 and Q Y2 increase the potential of the unselected digit line pair in response to the respective digit line (Y line) selection signals V Y1 and V Y2 , so that all memory cells connected to that digit line pair are The second emitter of the transistor constituting the flip-flop circuit inside is cut off, and the current of the current source connected to the digit line pair does not flow to the read information detection transistors Q R11 , Q R12 , Q R21 , Q R22 . It works like this.
上記第2図のメモリ回路においては、メモリの
動作電流による消費電力をPTとすると、
PT=2n・IR・|VEE|
となり、PTが大きいことが欠点である。すなわ
ちメモリセル列nに比例して消費電力が増大する
ため、メモリセルを集積化して高密度にする上の
大きな障害となる。また書入制御信号VW1,VW0
がトランジスタQW11,QW12,QW21,QW22を介し
て直接的にデイジツト線に印加されることや、デ
イジツト線選択信号によるデイジツト線電位の変
動のため、デイジツト線電圧の回復時間が長くな
り、デイジツト線電位の変化がメモリセルへの雑
音となり、さらにメモリセルの所要雑音余裕度が
大きくなるなどの欠点がある。 In the memory circuit shown in FIG. 2, where P T is the power consumption due to the operating current of the memory, P T =2n· IR ·|V EE |, and the disadvantage is that P T is large. That is, power consumption increases in proportion to the number of memory cell rows n, which poses a major obstacle to increasing the density of memory cells by integrating them. Also, write control signals V W1 , V W0
is applied directly to the digit line through transistors Q W11 , Q W12 , Q W21 , and Q W22 and because the digit line potential fluctuates due to the digit line selection signal, the recovery time of the digit line voltage becomes longer. However, there are disadvantages in that changes in the digit line potential cause noise to the memory cells, and that the required noise margin of the memory cells becomes larger.
本発明はこれらの欠点を除去するためになされ
たもので、動作電流を供給する電流源を複数個の
デイジツト線について1組とし、動作電流の各デ
イジツト線への供給を多入力切換回路によつて切
換えて行なうことにより消費電力を減少し、デイ
ジツト線の電位変動を防止したものである。
The present invention has been made to eliminate these drawbacks, and consists of a set of current sources for supplying operating current for a plurality of digit lines, and supply of operating current to each digit line by a multi-input switching circuit. This reduces power consumption and prevents fluctuations in the potential of the digit line.
第3図において、動作電流IRを供給する電流源
を複数個のデイジツト線対について1組とし、動
作電流の各デイジツト線への供給はデイジツト線
(Y線)選択信号VY1,VY2よつてベース電位が制
御されるトランジスタQY11,QY12,QY21,QY22
と、基準電圧Vref2がそのベースに印加される基
準トランジスタQR、書込信号VW0,VW1がベース
に印加される書込制御用トランジスタQW0,QW1
で形成される多入力電流切換回路によつて切換え
て行なわれる。なお書込信号VW0,VW1の低レベ
ルを基準電圧Vref2に等しくすることにより、基
準トランジスタQRは省略することも可能である。
また読出し信号検出用トランジスタQR11,QR12,
QR21,QR22は前記第2図におけるものと同様であ
る。
In FIG. 3, one set of current sources for supplying the operating current I R is provided for a plurality of digit line pairs, and the supply of operating current to each digit line is controlled by digit line (Y line) selection signals V Y1 and V Y2 . Transistors Q Y11 , Q Y12 , Q Y2 1 , Q Y22 whose base potentials are controlled by
, a reference transistor Q R to which a reference voltage V ref2 is applied to its base, and write control transistors Q W0 and Q W1 to which write signals V W0 and V W1 are applied to their bases.
Switching is performed by a multi-input current switching circuit formed by. Note that the reference transistor QR can be omitted by making the low level of the write signals V W0 and V W1 equal to the reference voltage V ref2 .
In addition, read signal detection transistors Q R11 , Q R12 ,
Q R21 and Q R22 are the same as those in FIG. 2 above.
このような構成においてはメモリの動作電流に
よる消費電力PTは、
PT=21R×|VEE|
で与えられ、前記第2図に示したものに比してn
分の1になる。すなわち消費電力はメモリセルに
よつて構成されるマトリクスの列nがいかに多く
ても1列分(実際にはメモリセル一個分)の消費
電力のみとなる。また書込み制御用トランジスタ
の数も前記第2図の場合のn分の1になること
も、この構成の長所である。 In such a configuration, the power consumption P T due to the memory operating current is given by P T = 21 R × |V EE |, which is n compared to that shown in Fig. 2 above.
It becomes 1/1. That is, the power consumption is only for one column (actually, one memory cell) no matter how many columns n there are in the matrix made up of memory cells. Another advantage of this configuration is that the number of write control transistors is reduced to 1/n of that in the case of FIG. 2.
またさらに書込み制御用トランジスタQW0,
QW1のエミツタによつてデイジツト線が直接駆動
されることがないため、デイジツト線上に現われ
る雑音電圧がきわめて軽減される利点がある。 Furthermore, write control transistor Q W0 ,
Since the digit line is not directly driven by the emitter of Q W1 , there is an advantage that the noise voltage appearing on the digit line is extremely reduced.
ところで、動作電圧を供給する電流源を複数個
のデイジツト線について1組とし、動作電流の各
デイジツト線への供給を切換えて行う場合には、
一般に非選択のデイジツト線は電気的にフロート
状態になり、雑音等によりその電位が変動し、メ
モリセルの誤動作ならびに達成可能なサイクル時
間が制限される欠点がある。そのために非選択の
デイジツト線の電位を保持する回路を設けること
が必要となる。 By the way, when a set of current sources for supplying operating voltage is used for a plurality of digit lines, and the supply of operating current to each digit line is switched,
In general, unselected digit lines are electrically floated and their potential fluctuates due to noise or the like, resulting in malfunctions of memory cells and limitations in achievable cycle time. Therefore, it is necessary to provide a circuit that holds the potential of unselected digit lines.
第3図の実施例では、この電圧保持回路を、ベ
ースに基準電圧を印加した読出し用トランジスタ
QR11,QR12,QR21,QR22で構成している。同図に
おいて、トランジスタQY11,QY12,QY21,QY22
が遮断状態のとき、それぞれに対応するデイジツ
ト線の電位がほぼ基準電圧Vref1からQR11,QR12,
QR21,QR22なる各トランジスタのベース・エミツ
タ順方向電圧VBEを差引いた値以下に下降しない
ようにクランプされる。 In the embodiment shown in FIG. 3, this voltage holding circuit is formed by a readout transistor to which a reference voltage is applied to the base.
It consists of Q R11 , Q R12 , Q R21 , and Q R22 . In the figure, transistors Q Y11 , Q Y12 , Q Y2 1 , Q Y22
When is in the cut-off state, the potential of the corresponding digit line approximately changes from the reference voltage V ref1 to Q R11 , Q R12 ,
It is clamped so that it does not fall below the value obtained by subtracting the base-emitter forward voltage V BE of each transistor Q R21 and Q R22 .
非選択時にデイジツト線の電位が正方向に上昇
することに対しては、第3図の実施例ではトラン
ジスタQY11,QY12,QY21,QY22のコレクタから
のリーク電流による防止効果が主となるため、正
方向の雑音に対する電圧保持力は十分とはいえな
い。 In the embodiment shown in FIG. 3, the leakage current from the collectors of the transistors Q Y11 , Q Y12 , Q Y2 1 , and Q Y22 prevents the potential of the digit line from increasing in the positive direction when not selected. The voltage holding power against positive direction noise cannot be said to be sufficient.
また第2図に示したトランジスタθY1,θY2も上
記と同様の効果を期待できる。 Further, the transistors θ Y1 and θ Y2 shown in FIG. 2 can also be expected to have the same effect as described above.
次に上記第3図の回路をさらに改良し、非選択
時にデイジツト線の電位が上昇するおそれをなく
して、これによるメモリセルの誤動作、ならびに
達成可能なサイクル時間が制限される欠点を防止
し、かつデイジツト線における雑音発生を軽減し
た実施例を第4図に示す。 Next, the circuit shown in FIG. 3 is further improved to eliminate the risk of the potential of the digit line rising when not selected, thereby preventing malfunction of the memory cell and the disadvantage of limiting the achievable cycle time. FIG. 4 shows an embodiment in which noise generation in the digit line is reduced.
同図においてトランジスタQY11,QY12,QY21,
QY22が遮断状態のとき、それぞれ対応するデイジ
ツト線の電位がほぼ基準電圧Vref1からQR11,
QR12,QR21,QR22なる各トランジスタのベース・
エミツタ順方向電圧VBEを差引いた値にするため
の抵抗R11,R12,R21,R22を各デイ
ジツト線と負電源VEEの間に接続することによ
り、デイジツト線電位の上昇ならびに雑音発生を
防止したものである。 In the figure, transistors Q Y11 , Q Y12 , Q Y21 ,
When Q Y22 is in the cut-off state, the potential of the corresponding digit line changes approximately from the reference voltage V ref1 to Q R11 ,
The base of each transistor Q R12 , Q R21 , Q R22
By connecting resistors R11, R12, R21, and R22 to a value that subtracts the emitter forward voltage VBE between each digit line and the negative power supply VEE , a rise in the digit line potential and generation of noise are prevented. It is something.
たとえば、トランジスタQR11、抵抗R11、負
電源VEEは、図の最も左のデイジツト線が選択さ
れず、したがつて、電流IRが流れていないときに
は、トランジスタQR11、抵抗R11、負電源VEE
から形成される通路に電流が流れるため、このデ
イジツト線の電圧はVref1により決まる電圧に保
持される。このように、選択されないデイジツト
線の電圧を所定値に保持する手段を設けることに
より、非選択デイジツト線電位の上昇および雑音
発生が防止される。このようにトランジスタQR11
と、抵抗R11および負電源VEEからなる電流通
路とが電圧保持の役目をする。しかも、この保持
回路は本実施例ではトランジスタQR11とその他の
わずかな回路のみからなるので簡単な回路であ
る。とくに、本実施例のごとく、読出し用のトラ
ンジスタQR11をそのまま電圧保持用トランジスタ
として用いるときには、電圧保持回路はさらに簡
単になる。 For example, when the leftmost digit line in the diagram is not selected and therefore no current I R flows, the transistor Q R11 , the resistor R11 , and the negative power supply V EEE
Since current flows through the path formed by Vref1, the voltage on this digit line is held at a voltage determined by Vref1 . In this manner, by providing means for holding the voltage of the unselected digit line at a predetermined value, rise in the potential of the unselected digit line and generation of noise can be prevented. Like this transistor Q R11
The current path consisting of the resistor R11 and the negative power supply VEE serves to maintain the voltage. Furthermore, this holding circuit is a simple circuit in this embodiment since it consists of only the transistor Q R11 and a few other circuits. In particular, when the read transistor Q R11 is used as it is as a voltage holding transistor as in this embodiment, the voltage holding circuit becomes even simpler.
また、以上の説明から明らかなように本発明の
電圧保持回路は、非選択時のデイジツト線の電位
を保持することをその役割としていることから、
非選択時の電圧保持用トランジスタのベース電圧
は当該デイジツト線が選択時と非選択時とで異つ
た値に設定することにより、メモリセルの動作マ
ージンを更に改良することも可能である。 Furthermore, as is clear from the above description, the role of the voltage holding circuit of the present invention is to hold the potential of the digit line when it is not selected.
The operating margin of the memory cell can be further improved by setting the base voltage of the voltage holding transistor when not selected to different values when the digit line is selected and when the digit line is not selected.
さらに第5図に他の実施例を示す。同図におい
てはデイジツト線選択用のトランジスタQY13,
QY23はカソードを共通接続したダイオード対D1
1とD12、D21とD22と共に、前記第4図
において使用した雑音防止用抵抗R11,R1
2,R21,R22と同等の作用を行なう電流源
J01,J02を選択されたデイジツト線から切
離す作用をする。 Further, FIG. 5 shows another embodiment. In the figure, transistors Q Y13 for digit line selection,
Q Y23 is a diode pair D1 whose cathodes are connected in common.
1 and D12, D21 and D22, the noise prevention resistors R11 and R1 used in FIG.
2, R21, and R22 to separate the current sources J01 and J02 from the selected digit line.
たとえば、デイジツト線選択信号VY1が低レベ
ルのとき、トランジスタQY11,QY12がともにオフ
であり、電流IRはメモリセルM11,M21に接
続された一対のデイジツト線に供給されない。一
方、トランジスタQY13はオフであるので、トラン
ジスタQS11のベース電圧は正電圧VSSに等しいの
で、トランジスタ対QS11,QS12の内、VSSより低
い電圧Vref0とが与えられているトランジスタQS12
がオフ、トランジスタQS11がオンとなる。同様に
トランジスタ対QS13,QS14の内、トランジスタ
QS14がオンとなる。したがつて、トランジスタ
QS12,QR11、ダイオードD11、負電源J01からな
る電流通路と、トランジスタQS14,QR12、ダイオ
ードD12、負電源J01からなる電流通路に電流
IHが分散して流れる。この結果上記の一対の非選
択のデイジツト線の電位はトランジスタQR11,
QR12のベースに印加される基準電圧Vref1により
決まる電圧に保持される。このように電流源J01、
ダイオードD11,D12、トランジスタQR11,
QR12等は非選択のデイジツト線を電流源J01に接
続することにより、その電圧を保持する働きをう
する。 For example, when the digit line selection signal V Y1 is at a low level, both the transistors Q Y11 and Q Y12 are off, and the current I R is not supplied to the pair of digit lines connected to the memory cells M11 and M21. On the other hand, since the transistor Q Y13 is off, the base voltage of the transistor Q S11 is equal to the positive voltage V SS . Q S12
is off, and transistor Q S11 is on. Similarly, of the transistor pair Q S13 and Q S14 , the transistor
Q S14 turns on. Therefore, the transistor
Current flows through a current path consisting of Q S12 , Q R11 , diode D11, and negative power supply J 01 and a current path consisting of transistors Q S14 , Q R12 , diode D12, and negative power supply J 01 .
IH flows in a dispersed manner. As a result, the potentials of the above pair of unselected digit lines are the same as those of the transistors Q R11 and
It is held at a voltage determined by the reference voltage V ref1 applied to the base of Q R12 . Thus the current source J 01 ,
Diodes D11, D12, transistor Q R11 ,
Q R12 and the like serve to maintain the voltage of unselected digit lines by connecting them to the current source J01 .
一方、信号VY1が高レベルのときには、トラン
ジスタQY13がオンとなり、ダイオードD11,D
12のカソードの電圧は、トランジスタのベース
エミツタ間降下分だけ低い値になる。一方レベル
シフト回路L1を介してトランジスタQY11,QY12
に信号VY1をレベルシフトした電圧が印加され、
これらのトランジスタがオンとなり、電流IRが流
れる。したがつて、レベルシフト量を適当に選ぶ
ことにより、ダイオードD11,D12のアノー
ド電圧をこれらのカソード電圧より低くできる。
この結果ダイオードD11,D12はオフとな
り、電流源J01はこれらの選択されたデイジツト
線から切り離される。なお、電流源J01の電流IH
は、トランジスタQY13を介して抵抗R33に流れ
ることになる。 On the other hand, when the signal V Y1 is at a high level, the transistor Q Y13 is turned on and the diodes D11 and D
The voltage at the cathode of 12 is lowered by the base-emitter drop of the transistor. On the other hand, the transistors Q Y11 and Q Y12 are connected via the level shift circuit L1.
A level-shifted voltage of signal V Y1 is applied to
These transistors turn on and current I R flows. Therefore, by appropriately selecting the amount of level shift, the anode voltages of the diodes D11 and D12 can be made lower than their cathode voltages.
As a result, diodes D11 and D12 are turned off and current source J01 is disconnected from these selected digit lines. In addition, the current I H of current source J 01
will flow to the resistor R33 via the transistor Q Y13 .
レベルシフト回路L1,L2は次に説明するよ
うに場合によつては省略することができる。すな
わちトランジスタ対QY11とQY12、QY21とQY22のそ
れぞれ共通接続したベースを前記ダイオード対D
11とD12、D21とD22のそれぞれ共通接
続したカソードによつて駆動することにより、ト
ランジスタQY13,QY23にレベルシフト回路L1,
L2の作用を兼ねさせることができる。 The level shift circuits L1 and L2 can be omitted in some cases as described below. In other words, the commonly connected bases of the transistor pairs Q Y11 and Q Y12 and Q Y21 and Q Y22 are connected to the diode pair D.
Level shift circuit L1 ,
It can also function as L2.
上記第5図においては基準トランジスタQR11,
QR12,QR21,QR22、の各コレクタにそれぞれトラ
ンジスタQS11とQS12、QS13とQS14、QS21とQS22、
QS23とQS24よりなる電流切換回路を設け、読出し
信号の論理和回路形成用の抵抗R31,R32へ
流れる電流は選択されたデイジツト線からのみと
する作用を行なわせる。この電流切換回路の制御
信号としては、前記の電流源J01,J02の電
流IHにより抵抗R33,R34に生ずる電圧降下
を用いる。 In Fig. 5 above, the reference transistor Q R11 ,
Transistors Q S11 and Q S12 , Q S13 and Q S14 , Q S21 and Q S22 are connected to the collectors of Q R12 , Q R21 , Q R22 , respectively.
A current switching circuit consisting of Q S23 and Q S24 is provided, and the current flowing through the resistors R31 and R32 for forming an OR circuit for read signals is made to flow only from the selected digit line. As a control signal for this current switching circuit, a voltage drop generated across resistors R33 and R34 due to the current IH of the current sources J01 and J02 is used.
次に読出し増幅器について説明する。上記第5
図の読出し増幅器として従来は差動増幅器が用い
られるが、その出力を常時は低レベルにして読出
し出力が“1”のときのみ高レベルとし、かつこ
れを出力エミツタホロワのエミツタでワイアドオ
アをとることができるようにするため、通常はス
トローブパルスを用いてこれを達成している。こ
れに対し本発明においては抵抗R31,R32の
一端に印加される電圧VB1,VB2に適当な電位差
を加えることにより、きわめて簡単にこれを行な
うものである。 Next, the readout amplifier will be explained. 5th above
Conventionally, a differential amplifier is used as the readout amplifier shown in the figure, but it is possible to keep its output at a low level at all times and set it to a high level only when the readout output is "1", and to take a wired OR with the emitter of the output emitter follower. This is typically achieved using strobe pulses. On the other hand, in the present invention, this is done very simply by adding an appropriate potential difference to the voltages V B1 and V B2 applied to one ends of the resistors R31 and R32.
第6図はこれを施した差動増幅器とその入力部
を示す。同図においては抵抗R35を設けたこと
により、前記第5図における電源電圧VB1,VB2
に差をもたせた場合と等価的な作用をもたせたも
のである。かくすることにより差動増幅器を構成
するトランジスタQA1,QA2の動作を安定にし、
無入力時における出力を低レベルに保ち、読出し
出力が“1”のときのみ高レベルとすることがで
きる。 FIG. 6 shows a differential amplifier to which this is applied and its input section. In the same figure, by providing the resistor R35, the power supply voltages V B1 and V B2 in FIG.
This has the same effect as when there is a difference between the two. This stabilizes the operation of transistors Q A1 and Q A2 that constitute the differential amplifier,
The output can be kept at a low level when there is no input, and can be set to a high level only when the readout output is "1".
第5図に示した回路ではトランジスタQY13、ダ
イオードD11,D12、電流源J01等により電
圧保持回路が形成されるが、この回路は第4図の
回路に比べて、実質的には、ダイオードD11,
D12を余分に必要とするが、すでに述べたごと
く、このトランジスタQY13のコレクタを電流を用
いて読出し増幅器を制御することができるという
利点がある。 In the circuit shown in FIG. 5, a voltage holding circuit is formed by the transistor Q Y13 , diodes D11, D12, current source J01 , etc., but compared to the circuit shown in FIG. D11,
Although D12 is additionally required, as already mentioned, there is an advantage in that the readout amplifier can be controlled using a current flowing through the collector of this transistor QY13 .
以上詳述したように、本発明によるときは電流
切換形記憶装置の読出し電流または書込み電流供
給用電流源の数を減少し消費電力をきわめて減少
することができ、デイジツト線の電位変動を軽減
してこれによる雑音を減少し、さらに読出し増幅
器を安定に動作するようにしたもので、半導体記
憶装置として大きな利点をもたらすものである。
なお、本願の発明により電力消費が節約された
が、電力消費を従来と同じ値まで許容すると、本
願の電流源の電流容量を増大することができる。
すなわち、各デイジツト線に結合されていた個々
の電流源を1個所に集中的に配置したこと等価に
なり、これにより、消費電力を増大せずに高速化
が可能となるという大きな効果を発揮することに
なる。
As described in detail above, according to the present invention, it is possible to reduce the number of current sources for supplying read current or write current to a current switching type memory device, thereby significantly reducing power consumption and reducing potential fluctuations of the digit line. The noise caused by this is reduced and the read amplifier operates stably, which brings great advantages as a semiconductor memory device.
Note that although the power consumption is saved by the invention of the present application, if the power consumption is allowed to be the same value as the conventional one, the current capacity of the current source of the present application can be increased.
In other words, this is equivalent to concentrating the individual current sources connected to each digit line in one place, which has the great effect of increasing speed without increasing power consumption. It turns out.
第1図は電流切換形マルチエミツタメモリセル
および読出し、書込み回路を示す回路図、第2図
は上記第1図のメモリセルを用いたメモリマトリ
クス回路図、第3図は本発明の実施例の内、消費
電力低減に関する部分の回路図、第4図ないし第
6図は本発明の実施例の回路図である。
C1……電源端子、E1……エミツタ駆動端
子、E2,E3……電源端子、DIFA……差動増
幅器、J1,J2,J11,J12,J21,J
22……電流源、L1,L2……レベルシフト回
路、M,M11,M12,M21,M22……メ
モリセル、Q1,Q2……メモリセル用トランジ
スタ、QR……基準トランジスタ、QR11〜QR13,
QR21〜QR23……読出し信号検出用トランジスタ、
QS11〜QS14,QS21〜QS24……読出し回路切換用ト
ランジスタ、QW0,QW1,QW11,QW12,QW21,
QW22……書込み制御用トランジスタ、QY11〜
QY13,QY21〜QY23……デイジツト線選択用トラン
ジスタ、S1,S2……書込兼読出し増幅器、T
1,T2……出力端子、Vref,Vref0,Vref1,
Vref2……基準電圧、VEE,VB1,VB2,VSS:電源
電圧、VY1,VY2……デイジツト線対選択信号、
VW0,VW1……書込制御信号、R11,R12,
R21,R22……雑音防止用抵抗。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a current-switching multi-emitter memory cell and a read/write circuit, FIG. 2 is a memory matrix circuit diagram using the memory cell shown in FIG. 1, and FIG. 3 is an embodiment of the present invention. 4 to 6 are circuit diagrams of portions related to power consumption reduction, and FIGS. 4 to 6 are circuit diagrams of embodiments of the present invention. C1...power supply terminal, E1...emitter drive terminal, E2, E3...power supply terminal, DIFA...differential amplifier, J1, J2, J11, J12, J21, J
22...Current source, L1, L2...Level shift circuit, M, M11, M12, M21, M22...Memory cell, Q1, Q2...Memory cell transistor, Q R ...Reference transistor, Q R11 ~Q R13 ,
Q R21 ~ Q R23 ... Read signal detection transistor,
Q S11 ~ Q S14 , Q S21 ~ Q S24 ... Readout circuit switching transistor, Q W0 , Q W1 , Q W11 , Q W12 , Q W21 ,
Q W22 ...Write control transistor, Q Y11 ~
Q Y13 , Q Y21 ~ Q Y23 ... Digit line selection transistor, S1, S2 ... Write and read amplifier, T
1, T2...Output terminal, V ref , V ref0 , V ref1 ,
V ref2 ... Reference voltage, V EE , V B1 , V B2 , V SS : Power supply voltage, V Y1 , V Y2 ... Digit line pair selection signal,
V W0 , V W1 ...Write control signal, R11, R12,
R21, R22...Resistors for noise prevention.
Claims (1)
よび各ワード線と各デイジツト線の交点に設けら
れたメモリセルからなるメモリセルマトリツクス
と、該デイジツト線を介して選択されたメモリセ
ルの読出し又は書込みを行う回路と、上記複数の
デイジツト線に共通に設けられた電流源と、該電
流源を選択すべきデイジツト線に選択的に接続す
るためのスイツチ手段と、各デイジツト線の電圧
を当該デイジツト線が非選択の時に所定の値に保
持するための電圧保持回路を各デイジツトに設け
た記憶装置であつて、前記スイツチ手段が、デイ
ジツト線選択信号が入力されるトランジスタと、
書き込み信号が入力されるトランジスタとを有し
て構成される多入力電流切換回路であることを特
徴とする記憶装置。 2 複数のワード線と、それぞれコレクタ負荷を
有し交差接続によりフリツプフロツプを形成した
2個のマルチエミツタトランジスタにより構成さ
れた複数個のメモリセルを、1対をなし、一方が
高電位のときは他方が低電位となる2本のデイジ
ツト線上に配置し、かつ上記メモリセルの各マル
チエミツタトランジスタの一つのエミツタをそれ
ぞれ前記各デイジツト線に接続したメモリセル列
を複数設けて構成したメモリマトリツクスと、上
記デイジツト線を介して選択されたメモリセルの
読出し又は書込みを行う回路と、上記複数のデイ
ジツト線に共通に設けられた電流源と、該電流源
を選択すべきデイジツト線に選択的に接続するた
めのスイツチ手段と、各デイジツト線の電圧を当
該デイジツト線が非選択の時に所定の値に保持す
るために少なくとも1つのトランジスタのエミツ
タを上記デイジツト線に接続した構成を有する電
圧保持回路を上記デイジツト線に設けたことを特
徴とする記憶装置。[Scope of Claims] 1. A memory cell matrix consisting of a plurality of word lines, a plurality of digit lines, and memory cells provided at the intersections of each word line and each digit line, and a memory cell selected via the digit lines. A circuit for reading or writing cells, a current source commonly provided to the plurality of digit lines, a switch means for selectively connecting the current source to the digit line to be selected, and a current source provided in common to the plurality of digit lines; A storage device in which each digit is provided with a voltage holding circuit for holding the voltage at a predetermined value when the digit line is not selected, wherein the switching means includes a transistor to which a digit line selection signal is input;
1. A memory device comprising a multi-input current switching circuit including a transistor to which a write signal is input. 2. A plurality of memory cells each consisting of a plurality of word lines and two multi-emitter transistors each having a collector load and forming a flip-flop by cross-connection are formed into a pair, and when one is at a high potential, A memory matrix comprising a plurality of memory cell rows arranged on two digit lines, the other of which is at a low potential, and one emitter of each multi-emitter transistor of the memory cell is connected to each of the digit lines. a circuit for reading or writing to the selected memory cell via the digit line; a current source commonly provided to the plurality of digit lines; and a circuit for selectively applying the current source to the digit line to be selected. a voltage holding circuit having a configuration in which the emitter of at least one transistor is connected to the digit line in order to maintain the voltage of each digit line at a predetermined value when the digit line is not selected; A storage device characterized in that it is provided on the digit line.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59157561A JPS6063789A (en) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | Storage device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59157561A JPS6063789A (en) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | Storage device |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57142090A Division JPS5847794B2 (en) | 1982-08-18 | 1982-08-18 | memory device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6063789A JPS6063789A (en) | 1985-04-12 |
| JPS63876B2 true JPS63876B2 (en) | 1988-01-08 |
Family
ID=15652368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59157561A Granted JPS6063789A (en) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | Storage device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6063789A (en) |
-
1984
- 1984-07-30 JP JP59157561A patent/JPS6063789A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6063789A (en) | 1985-04-12 |
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