JPH0524594B2 - - Google Patents
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- JPH0524594B2 JPH0524594B2 JP59004313A JP431384A JPH0524594B2 JP H0524594 B2 JPH0524594 B2 JP H0524594B2 JP 59004313 A JP59004313 A JP 59004313A JP 431384 A JP431384 A JP 431384A JP H0524594 B2 JPH0524594 B2 JP H0524594B2
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- G11—INFORMATION STORAGE
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- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/21—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
- 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】
本発明はメモリ回路に係り、特に非同期式スタ
テイツクメモリに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to memory circuits, and more particularly to asynchronous static memories.
従来より、外部クロツクを必要としない非同期
式スタテイツクメモリの動作時電源電流の低減化
を計つた回路が種々考案されている。まず、以下
に代表的な従来例を示し、その構成、動作につい
て説明する。 Conventionally, various circuits have been devised to reduce the power supply current during operation of asynchronous static memories that do not require an external clock. First, a typical conventional example will be shown below, and its configuration and operation will be explained.
まず、第1図aを参照して従来のスタテイツク
メモリについて説明する。 First, a conventional static memory will be explained with reference to FIG. 1a.
アドレス入力信号Ai(i=0,1,2,……,
n)は、入力バツフア101に入力される。又、
チツプセレクト入力信号、データ入力信号
DIN、ライトイネーブル入力信号は、それぞ
れ入力バツフア102に入力される。入力バツフ
ア101,102の構成はそれぞれ第1図bおよ
びcに示す通りである。第1図bの入力バツフア
101に於て、アドレス変化検知信号φiは、アド
レス入力Aiがロウレベルからハイレベルへ、又
はハイレベルからロウレベルへ変化する時に、遅
延回路11の遅延時間で決まる一定期間だけロウ
レベルになる様な信号である。アドレス入力信号
Ai、アドレスバツフア信号A′i,′、及びアドレ
ス変化検知信号φiのタイミング関係は、第2図に
示す通りである。 Address input signal Ai (i=0, 1, 2,...,
n) is input to the input buffer 101. or,
Chip select input signal, data input signal
D IN and the write enable input signal are each input to input buffer 102 . The configurations of input buffers 101 and 102 are as shown in FIGS. 1b and 1c, respectively. In the input buffer 101 of FIG. 1b, the address change detection signal φi is output for a certain period determined by the delay time of the delay circuit 11 when the address input Ai changes from low level to high level or from high level to low level. This is a signal that goes low level. address input signal
The timing relationship among Ai, address buffer signals A'i,', and address change detection signal φi is as shown in FIG.
クロツク発生部103は、第1図dに示す様に
アドレス変化検知信号φi(i=0,1,2,……,
n)及びチツプセレクトバツフア信号CS′の
AND論理を採つて、プリチヤージクロツク信号
φpを発生する。該プリチヤージクロツク信号φp
は、チツプセレクト入力信号がロウレベルで
あつてかつアドレス入力信号Aiが変化した時又
はチツプセレクト入力信号がハイレベルの時
に、メモリセルマトリツクス部107内に配置さ
れている各ビツト線BL、のプリチヤージ、即
ちビツト線上のデータのリセツトを行なう。又、
入力バツフア101でバツフアされた信号A′i,
A′iから、Xアドレスデコーダ104及びYアド
レスデコーダ105で所望のメモリセル109が
選択される。DIN制御部106、DpuT制御部10
8は、それぞれデータの書き込み、読み出しの制
御を行なう。第1図eに、メモリセルマトリツク
ス部107の要部を示す。複数のワード線WL
と、複数のビツト線対BL,の各交点にメモリ
セル109が配置されている。ここで、メモリセ
ル109は、第1図fに示す様なCMOS構成の
6トランジスタセルである
次に、メモリセルマトリツクス部107の動作
について説明する。尚、各部の信号波形は第2図
に示す通りである。前記メモリ回路が選択時、即
ちチツプセレクト入力信号がロウレベルの時、
アドレス入力信号Aiが切り換わることによつて、
Xアドレスデコード信号Xi及びYアドレスデコ
ード信号Yjもまた切り換わる。一方、前記アド
レス入力信号Aiの変化に伴なつて、アドレス変
化検知信号φiが発生し、よつてプリチヤージクロ
ツク信号φpが発生する。前記Xi,Yi,φpのタイ
ミング関係は、第2図に示す通りである。第2図
に於て、φpがロウレベルにある期間中に、Xi,
Yjが切り換わり、アドレス入力信号Aiで決定さ
れた、ただ一つのメモリセル番地だけが選択され
る。 The clock generating section 103 generates an address change detection signal φi (i=0, 1, 2, . . . ,
n) and chip select buffer signal CS'.
A precharge clock signal φp is generated by using AND logic. The precharge clock signal φp
is the precharge of each bit line BL arranged in the memory cell matrix section 107 when the chip select input signal is at low level and the address input signal Ai changes or when the chip select input signal is at high level. That is, the data on the bit line is reset. or,
The signal A′i buffered by the input buffer 101,
A desired memory cell 109 is selected from A'i by the X address decoder 104 and the Y address decoder 105. D IN control unit 106, D puT control unit 10
8 controls data writing and reading, respectively. FIG. 1e shows the main part of the memory cell matrix section 107. Multiple word lines WL
A memory cell 109 is arranged at each intersection of a plurality of bit line pairs BL, and a plurality of bit line pairs BL. Here, the memory cell 109 is a 6-transistor cell having a CMOS configuration as shown in FIG. 1f. Next, the operation of the memory cell matrix section 107 will be explained. Note that the signal waveforms of each part are as shown in FIG. When the memory circuit is selected, that is, when the chip select input signal is at low level,
By switching the address input signal Ai,
The X address decode signal Xi and Y address decode signal Yj also switch. On the other hand, as the address input signal Ai changes, an address change detection signal φi is generated, and thus a precharge clock signal φp is generated. The timing relationship among the Xi, Yi, and φp is as shown in FIG. In Figure 2, during the period when φp is at low level, Xi,
Yj is switched and only one memory cell address determined by address input signal Ai is selected.
プリチヤージクロツク信号φpは、新しいメモ
リセルが選択される時刻を含む一定期間だけ、ビ
ツト線BL,をプリチヤージし、ビツト線の状
態をリセツトする。この様なプリチヤージクロツ
ク信号φpを用いることにより、ビツト線のプリ
チヤージ期間が動作サイクル時間の5%乃至10%
程度となる為、メモリセルマトリツクス部107
で消費される電源電流の平均値は、ビツト線終端
に抵抗性負荷を設けた他の従来方式より、かなり
低い値となる。なぜなら、ビツト線終端に抵抗性
負荷を設けた従来の方式は、常にビツト線よりメ
モリセルへDC的に電流を流すからである。 The precharge clock signal φp precharges the bit line BL for a certain period of time including the time when a new memory cell is selected, and resets the state of the bit line. By using such a precharge clock signal φp, the bit line precharge period can be reduced to 5% to 10% of the operating cycle time.
Since the memory cell matrix section 107
The average value of the power supply current consumed by the bit line is much lower than that of other conventional systems that use a resistive load at the end of the bit line. This is because in the conventional system in which a resistive load is provided at the end of the bit line, current always flows from the bit line to the memory cell in a DC manner.
しかしながら、本従来例にも、電源電流のピー
ク値と言う点から見ると、以下の様な欠点があ
る。即ち第2図からわかる様に、Xi,Yjが選択
され、読み出し又は書き込み動作が完了した後
も、ビツト線BL,の“0”情報側線の電圧し
ベルは、トランスフアーゲートQ111の開いている
メモリセルのドライバ・トランジスタQ112に引か
れ、ゆつくりと低下し、GND電位付近まで下げ
られる。やがて、次のアドレスサイクルに切り換
わり、プリチヤージクロツク信号φpが発生し、
全てのビツト線がVcc電位まで充電される。この
時、電源電流のピーク値は、ビツト線BL、の
一方がGND電位付近迄下がつているためかなり
大きな値に達する。例えば、2K×8ビツトRAM
の場合、Vcc=5Vで電源電流のピーク値Iccpeak
は、およそ100mA以上にもなる。電源ピーク電
流が大きいRAMをボード上に実装する場合、パ
ターン設計、電源設計に特に注意を払う必要が生
じるので、電源ピーク電流はできるだけ小さい方
が望ましい。 However, this conventional example also has the following drawbacks from the point of view of the peak value of the power supply current. That is, as can be seen from FIG. 2, even after Xi and Yj are selected and the read or write operation is completed, the voltage on the "0" information side line of the bit line BL remains the same as when the transfer gate Q111 is open. It is pulled by the driver transistor Q 112 of the memory cell in the memory cell, and slowly drops to near the GND potential. Eventually, the next address cycle occurs, and the precharge clock signal φp is generated.
All bit lines are charged to Vcc potential. At this time, the peak value of the power supply current reaches a considerably large value because one of the bit lines BL has dropped to near the GND potential. For example, 2K x 8 bit RAM
In the case of Vcc=5V, the peak value of power supply current Iccpeak
is approximately 100mA or more. When mounting a RAM with a large power supply peak current on a board, it is necessary to pay special attention to pattern design and power supply design, so it is desirable that the power supply peak current is as small as possible.
以上の様に、本従来例の如く構成されたメモリ
回路に於ては、ビツト線のプリチヤージ時に、電
源電流のピーク値が非常に大きくなると言う欠点
があつた。 As described above, the memory circuit constructed as in this conventional example has the disadvantage that the peak value of the power supply current becomes extremely large when the bit line is precharged.
本発明の目的は、動作時電源電流の平均値を前
記従来例と同程度以下に抑え、かつ動作時電源電
流のピーク値を前記従来例より十分小さくした、
メモリ回路を提供することにある。 The object of the present invention is to suppress the average value of the power supply current during operation to the same level or less as the conventional example, and to suppress the peak value of the power supply current during operation to be sufficiently smaller than the conventional example.
The purpose is to provide memory circuits.
本発明によるメモリ回路は、ゲートが交差接続
されたMOSトランジスタおよびトランスフアー
ゲートを備えたメモリセルと、行方向のメモリセ
ルに接続されたワード線と、列方向のメモリセル
に接続されたビツト線と、このビツト線対にそれ
ぞれ設けられ、ビツト線選択用アドレスデコード
信号が入力されることにより、上記ビツト線対に
電流を供給するプリチヤージ回路と、前記ビツト
線対にそれぞれ設けられ前記ビツト線選択用アド
レスデコード信号の入力により上記ビツト線対間
の電位レベルを検出出力するセンスアツプとを備
え、前記メモリセルのトランスフアーゲートは、
前記ワード線により駆動され前記ビツト線と前記
MOSトランジスタの接続された節点とを接続す
るように設けられ、前記メモリセルのアドレス入
力信号の変化によつて前記プリチヤージ回路によ
り、選択された上記ビツト線対をプリチヤージし
た後、前記ワード線選択用アドレスデコード信号
および前記ビツト線選択用アドレスデコード信号
により選択されたメモリセルに記憶された情報を
前記センスアンプにより読み出す回路手段を備え
たメモリ回路において、
選択されたワード線の電位を前記読み出し動作
完了後に選択電圧からこれよりも低く前記トラン
スフアーゲートが動作状態である中間電位に設定
させるワード線制御回路と、非選択のビツト線の
電位をこのビツト線のリセツト時の値に近い第二
の値に保持するビツト線電位保持回路とを備えた
ことを特徴とする。 A memory circuit according to the present invention includes a memory cell having a MOS transistor and a transfer gate whose gates are cross-connected, a word line connected to the memory cells in the row direction, and a bit line connected to the memory cells in the column direction. A precharge circuit is provided for each of the bit line pairs and supplies a current to the bit line pair by inputting an address decode signal for bit line selection; The transfer gate of the memory cell is provided with a sense-up which detects and outputs the potential level between the bit line pair by inputting an address decode signal for the memory cell.
Driven by the word line, the bit line and the
The precharge circuit is provided to connect the nodes to which the MOS transistors are connected, and after precharging the bit line pair selected by the precharge circuit according to a change in the address input signal of the memory cell, In a memory circuit comprising circuit means for reading out information stored in a memory cell selected by an address decode signal and the bit line selection address decode signal by the sense amplifier, the potential of the selected word line is changed to the point where the read operation is completed. a word line control circuit that later sets the selected voltage to an intermediate potential below which the transfer gate is in an operating state; and a word line control circuit that sets the potential of an unselected bit line to a second value close to the value at the time of resetting this bit line. A bit line potential holding circuit is also provided.
本発明によるメモリ回路では、前記ワード線制
御回路は、ワード線選択用アドレスデコード信号
を入力とするインバータ回路と、このインバータ
回路の出力がゲートに入力されるNチヤネルトラ
ンジスタと、アドレス入力信号の変化によつて一
定期間だけハイレベルとなるクロツク信号を読み
出し動作完了まで遅延させる遅延回路と、この遅
延回路の出力と前記ワード線選択用アドレスデコ
ード信号を入力とする二入力NAND回路と、前
記二入力NAND回路の出力がそのゲートに印加
される第一のPチヤネルトランジスタと、前記イ
ンバータ回路の出力がそのゲートに印加される第
二のPチヤネルトランジスタと、基準電圧にその
ゲートが接続された第三のPチヤネルトランジス
タとを備え、前記Nチヤネルトランジスタ及び前
記第一、第二のPチヤネルトランジスタのそれぞ
れのドレインと、前記第三のPチヤネルトランジ
スタのソースが共通接続され、該共通接続点がワ
ード線に接続され、前記Nチヤネルトランジスタ
のソースと前記第三のPチヤネルトランジスタの
ドレインとが前記基準電圧に接続され、前記第
一、第二のPチヤネルトランジスタのそれぞれの
ソースを電源電圧に接続されたことができる。 In the memory circuit according to the present invention, the word line control circuit includes an inverter circuit that receives an address decode signal for word line selection, an N-channel transistor whose gate receives the output of the inverter circuit, and a change in address input signal. a delay circuit that delays a clock signal that becomes high level for a certain period of time until the read operation is completed; a two-input NAND circuit that receives the output of this delay circuit and the address decode signal for word line selection; a first P-channel transistor to whose gate the output of the NAND circuit is applied; a second P-channel transistor to whose gate the output of the inverter circuit is applied; and a third P-channel transistor whose gate is connected to a reference voltage. a P-channel transistor, the drains of the N-channel transistor and the first and second P-channel transistors are commonly connected to the source of the third P-channel transistor, and the common connection point is connected to a word line. The source of the N-channel transistor and the drain of the third P-channel transistor are connected to the reference voltage, and the sources of each of the first and second P-channel transistors are connected to a power supply voltage. be able to.
また、本発明のメモリ回路の前記ビツト線電位
保持回路は、そのゲートがビツト線選択用アドレ
スデコード信号線に接続され、そのソースが電源
電圧に接続され、そのドレインがそれぞれのビツ
ト線に接続された二つの第四のPチヤネルトラン
ジスタで構成することができる。 Further, the bit line potential holding circuit of the memory circuit of the present invention has its gate connected to the bit line selection address decode signal line, its source connected to the power supply voltage, and its drain connected to each bit line. and two fourth P-channel transistors.
本発明では、上記ワード線とVcc(又はGND)
の間に、書き込み時にON(又はOFF)となり、
読み出し時にOFF(又はON)となるトランジス
タを設けることができる。 In the present invention, the above word line and Vcc (or GND)
During this period, it turns ON (or OFF) when writing,
A transistor that is turned OFF (or ON) during reading can be provided.
本発明の第一の実施例を第3図a,b,c及び
第4図を参照して説明する。 A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3a, b, and c and FIG. 4.
まず、第3図aを参照して本実施例のメモリの
全体構成について第3図aは、第1図aのメモリ
セルマトリツクス部107をメモリセルマトリツ
クス部301に置き換え、さらにワード線制御部
302を追加した構成である。第3図bに示した
ワード線制御部302は、プリチヤージ信号φp
とその遅延回路31を介した遅延信号を入力とす
るNAND ゲート32と、このNAND ゲート
32の出力φxとXデコーダ出力Xiを入力とする
NANDゲート34と、NANDゲート34の出力
とXデコーダ出力Xiのインバータ33を介した
反転信号とによつて制御されるPチヤンネルトラ
ンジスタQ301,Q303,Nチヤンネルトランジスタ
Q302,Q304によつて形成される電圧出力回路とに
よつて構成される。この回路302は選択ワード
線信号Wiの電位を、読み出し動作の完了後に、
Vcc電位から或る所要の中間電位に引き下げる役
割を果す。この動作を実現する為に、プリチヤー
ジクロツク信号φpの位相遅延信号であるワード
線制御信号φxを作る。該φxによつて、ワード線
ドライブ用PチヤネルトランジスタQ301は、読み
出し動作完了後、ONからOFFに切り換えられ
る。 First, with reference to FIG. 3a, the overall structure of the memory of this embodiment is explained. FIG. 3a shows that the memory cell matrix section 107 of FIG. This is a configuration in which a section 302 is added. The word line control section 302 shown in FIG. 3b uses a precharge signal φp
A NAND gate 32 receives as input the delayed signal via the delay circuit 31, and receives the output φx of this NAND gate 32 and the X decoder output Xi as input.
P channel transistors Q 301 , Q 303 , N channel transistors controlled by the NAND gate 34 and the inverted signal of the output of the NAND gate 34 and the inverter 33 of the X decoder output Xi
and a voltage output circuit formed by Q 302 and Q 304 . This circuit 302 changes the potential of the selected word line signal Wi after the read operation is completed.
It serves to lower the Vcc potential to a certain intermediate potential. To realize this operation, a word line control signal φx, which is a phase delay signal of the precharge clock signal φp, is generated. By the φx, the word line drive P-channel transistor Q301 is switched from ON to OFF after the read operation is completed.
本実施例に於ては、予め見積もられた読み出し
動作の完了時刻に基づいて、前記ワード線制御信
号φxが立ち下る様に、遅延回路31の遅延時間
が設定されるものとする。従つて、読み出し動作
完了後、ワード線信号WiはPチヤネルトランジ
スタQ303,Q304の電流能力比で決まる電位に向か
う。尚、非選択のワード線については、Xデコー
ダ出力XiがGND電位である為、前記φxのタイミ
ングと無関係にPチヤネルトランジスタQ301,
Q303がOFF,NチヤネルトランジスタQ302がON
となり、ワード線信号WiもGND電位となる。即
ち、非選択ワード線の状態は前記従来例と同じで
ある。 In this embodiment, it is assumed that the delay time of the delay circuit 31 is set so that the word line control signal φx falls based on the pre-estimated completion time of the read operation. Therefore, after the read operation is completed, the word line signal Wi goes to the potential determined by the current capability ratio of the P channel transistors Q 303 and Q 304 . Note that for unselected word lines, since the X decoder output Xi is at the GND potential, the P channel transistors Q 301 ,
Q 303 is OFF, N-channel transistor Q 302 is ON
Therefore, the word line signal Wi also becomes the GND potential. That is, the states of unselected word lines are the same as in the conventional example.
次に、第3図cを参照してメモリセルマトリツ
クス部301の動作について説明する。尚、動作
波形は第4図に示す通りである。第3図cは、第
1図cに示した上記従来例のメモリセルマトリツ
クス部101にビツト線電位保持回路303を付
加した回路である。まず、ビツト線電位保持回路
303について説明する。各ビツトにおいて、該
回路303は、Yデコーダ出力Yjにより開閉制
御されるPチヤネルトランジスタQ305,Q305′か
ら構成される。従つて、選択ビツト線について
は、Yデコーダ出力YjがVcc電位である為、上記
PチヤネルトランジスタQ305,Q305′がOFFとな
る。即ち、選択ビツト線の状態は上記第一の実施
例と同じである。一方、非選択ビツト線について
は、Yデコーダ出力YjがGND電位である為、上
記PチヤネルトランジスタQ305,Q305′はONとな
る。ここで、前述の選択ワード線の動作との関係
を考える。まず、選択ワード線信号WiがVcc電
位まで立ち上がり、選択のワード線に接続するメ
モリセルの情報がビツト線に現われ始め、ビツト
線ベアBL,の一方がVcc電位からゆつくりと
下がり始める。やがて、BL,間の電位差は、
センスアツプ110で増幅され、読み出しデータ
として、データ出力系へ伝達される。データ出力
系へ読み出しデータが伝達された時刻、即ち読み
出しのほぼ完了した時刻に、上記ワード線制御信
号φxが立ち下り、上記ワード線ドライブ用Pチ
ヤネルトランジスタQ301がOFFになり、上記ワ
ード線信号WiはPチヤネルトランジスタQ303,
Q304で決まる中間電位に向かう。この中間電位
は、書き込み動作に於て、選択のメモリセル10
9のトランスフアーゲートQ111が確実にONにな
る範囲で、できるだけ低い値に設計すれば良い。
例えば、Vcc=5Vで前記中間電位が約3Vになる
様に、上記PチヤネルトランジスタQ303,Q304の
トランジスタサイズが決定される。 Next, the operation of the memory cell matrix section 301 will be explained with reference to FIG. 3c. Note that the operating waveforms are as shown in FIG. FIG. 3c shows a circuit in which a bit line potential holding circuit 303 is added to the conventional memory cell matrix section 101 shown in FIG. 1c. First, the bit line potential holding circuit 303 will be explained. For each bit, the circuit 303 is composed of P channel transistors Q 305 and Q 305 ' whose opening and closing are controlled by the Y decoder output Yj. Therefore, for the selected bit line, since the Y decoder output Yj is at Vcc potential, the P channel transistors Q 305 and Q 305 ' are turned off. That is, the state of the selected bit line is the same as in the first embodiment. On the other hand, for the unselected bit line, since the Y decoder output Yj is at the GND potential, the P channel transistors Q 305 and Q 305 ' are turned on. Here, the relationship with the operation of the selected word line described above will be considered. First, the selected word line signal Wi rises to the Vcc potential, information of the memory cell connected to the selected word line begins to appear on the bit line, and one of the bit line bears BL slowly begins to fall from the Vcc potential. Eventually, the potential difference between BL and
The signal is amplified by the sense amplifier 110 and transmitted to the data output system as read data. At the time when read data is transmitted to the data output system, that is, at the time when reading is almost completed, the word line control signal φx falls, the word line drive P-channel transistor Q 301 is turned off, and the word line signal Wi is P channel transistor Q 303 ,
towards the intermediate potential determined by Q 304 . This intermediate potential is applied to the selected memory cell 10 in the write operation.
The value should be designed to be as low as possible within the range that transfer gate Q 111 of 9 is definitely turned on.
For example, the transistor sizes of the P channel transistors Q 303 and Q 304 are determined so that the intermediate potential is about 3 V when Vcc=5V.
この様に、選択ワード線に接続したメモリセル
109のトランスフアーゲートQ111のゲート電
位、即ち上記Wiの電位が中間電位に向かう為、
該Q111の電流能力が低下し、選択の“0”情報側
ビツト線(BL又は)のレベル落ちの速度は小
さくなるものの、上記トランスフアーゲートQ111
がONである為、上記“0”情報側ビツト線の電
位はGND電位に向かつて低下し続ける。一方、
非選択の“0”情報側ビツト線については、ビツ
ト線保持回路303が働く為、ビツト線電位はほ
ぼVcc電位に保持され、Vcc→Q305→ビツト線→
Q111→Q112→GNDの経路でDC電流が流れる。該
DC電流は、主にトランスフアーゲートQ111の電
流能力で決まる。前述の様に該Q111のゲート信号
であるワード線信号Wiが中間電位である為、該
Q111の電流能力はかなり小さく抑えられる。例え
ば、VU=SVかつWi=SVの場合、上記DC電流は
1本当り約120μAであるのに対し、Vcc=5Vか
つWi=3Vの場合、上記DC電流は1本当り約
60μAである。従つて、本実施例を2K×8ビツト
RAMに適用した場合、ビツト線総数は128列で
あるから全ての非選択ビツト線を流れる上記DC
電流の総和は、約7.2mA(0.06mA×120)であり、
従来の(0.12mA×120=14.4mA)に比較してか
なり小さな値である。 In this way, since the gate potential of the transfer gate Q 111 of the memory cell 109 connected to the selected word line, that is, the potential of the above Wi, moves toward the intermediate potential,
Although the current capability of the Q 111 decreases and the level drop speed of the selected “0” information side bit line (BL or) becomes smaller, the transfer gate Q 111
is ON, the potential of the "0" information side bit line continues to decrease toward the GND potential. on the other hand,
As for the unselected "0" information side bit line, the bit line holding circuit 303 operates, so the bit line potential is held at approximately Vcc potential, and Vcc → Q 305 → bit line →
DC current flows through the path Q 111 → Q 112 → GND. Applicable
The DC current is mainly determined by the current capability of the transfer gate Q 111 . As mentioned above, the word line signal Wi, which is the gate signal of Q 111 , is at an intermediate potential, so the
Q 111 's current capability can be kept fairly low. For example, when V U = SV and Wi = SV, the above DC current is approximately 120 μA per unit, whereas when Vcc = 5V and Wi = 3V, the above DC current is approximately 120 μA per unit.
It is 60μA. Therefore, in this example, 2K x 8 bits
When applied to RAM, the total number of bit lines is 128 columns, so the above DC flowing through all non-selected bit lines
The total current is approximately 7.2mA (0.06mA x 120),
This is a much smaller value than the conventional value (0.12mA x 120 = 14.4mA).
一方、前述の様に選択の“0”情報側ビツト線
はほぼGND電位まで低下し、次のアドレスサイ
クルでVcc電位までプリチヤージされる。この
時、電源電流にピークが現れる。このピークの値
は、選択のビツト線の本数に依存するが、上記従
来例に比べてかなり小さい事は明らかである。な
ぜなら、上記従来例に於ては、選択が非選択の全
ての“0”情報側ビツト線がほぼGND電位まで
低下し、その全てを次のアドレスサイクルでVcc
電位までプリチヤージしていたからである。例え
ば、本実施例を2K×8ビツトRAMに適用した場
合、上記ピーク値は20mA以下である。 On the other hand, as described above, the selected "0" information side bit line drops almost to the GND potential, and is precharged to the Vcc potential in the next address cycle. At this time, a peak appears in the power supply current. Although the value of this peak depends on the number of selected bit lines, it is clear that it is considerably smaller than that of the conventional example. This is because in the above conventional example, all the selected and unselected "0" information side bit lines drop to almost the GND potential, and all of them are set to Vcc in the next address cycle.
This is because the potential was pre-charged. For example, when this embodiment is applied to a 2K×8 bit RAM, the peak value is 20 mA or less.
ここで、読み出し完了後にワード線の電位をリ
セツトせずに中間電位にしておくと、非選択のメ
モリセルのトランスフアーゲートQ111を介して流
れるDC電流がトラスフアーゲートQ111の電流能
力で決まる少ないDC電流ですむ。この非選択の
メモリセルに流れるDC電流を少なくするために、
ワード線の電位をリセツトするようにすると、選
択のメモリセルのビツト線の電位が保持されない
ため、たとえばセンスアツプの出力のデータバス
線に読み出しデータをラツチするためのデータラ
ツチ回路を設ける必要があり、回路が複雑になる
問題がある。本発明実施例では、このようにワー
ド線をリセツトして回路を複雑にすることなく非
選択ビツト線に流れるDC電流の総和を小さくで
きる。 Here, if the potential of the word line is left at an intermediate potential without being reset after completion of reading, the DC current flowing through the transfer gate Q111 of the unselected memory cell will be determined by the current capacity of the transfer gate Q111 . Requires less DC current. In order to reduce the DC current flowing to this unselected memory cell,
If the potential of the word line is reset, the potential of the bit line of the selected memory cell will not be held, so it is necessary to provide a data latch circuit for latching the read data on the data bus line of the sense-up output, for example, and the circuit The problem is that it becomes complicated. In the embodiment of the present invention, by resetting the word line in this way, the sum of DC currents flowing through the unselected bit lines can be reduced without complicating the circuit.
又、本実施例に於て書き込み動作を行なつた場
合、メモリセル109の“1”側節点の書き込み
後電位は(Wiの電位)−(VTN)、“0”側節点の書
き込み後電位はGND電位であり、ワード線信号
Wiの電位が低過ぎない限り、十分に書き込みは
行なわれる。但し、VTNはNチヤネルトランジス
タの閾値電圧である。特に、本実施例ではメモリ
セル109がCMOS構成である為、“1”側節点
の電位はメモリセル109のPチヤネルトランジ
スタQ113により、書き込み後数ナノ秒後にはVcc
電位まで引き上げられる。尚、動作波形は第4図
に示す通りである。 Furthermore, when a write operation is performed in this embodiment, the potential after writing at the node on the "1" side of the memory cell 109 is (potential of Wi) - (V TN ), the potential after writing at the node on the "0" side. is the GND potential, and the word line signal
As long as the potential of Wi is not too low, sufficient writing is performed. However, V TN is the threshold voltage of the N-channel transistor. In particular, in this embodiment, since the memory cell 109 has a CMOS configuration, the potential of the node on the "1" side is reduced to Vcc several nanoseconds after writing due to the P channel transistor Q113 of the memory cell 109.
potential. Note that the operating waveforms are as shown in FIG.
以上の様に、本実施例は上記従来例とほぼ同等
の動作マージン、平均電源電流を確保しながら、
電源ピーク電流を十分小さく抑えたメモリ回路を
実現している。 As described above, this embodiment secures almost the same operating margin and average power supply current as the conventional example, while
A memory circuit with sufficiently low power supply peak current has been realized.
次に、本発明の他の実施例を説明する。 Next, another embodiment of the present invention will be described.
本実施例は、上記第一の実施例に於けるワード
線制御部302を第5図aに示すワード線制御部
501に置き換え、又、前記第一の実施例に於け
るメモリセル109を第5図bに示すメモリセル
502に置き換えたメモリ回路である。本実施例
のワード線制御部501は、前記従来例のワード
線制御部302にライトイネーブルバツフア信号
WE′をゲートに接続したPチヤネルトランジスタ
Q501をワード線とVccの間に付加した回路であ
る。又、本実施例のメモリセル502は、抵抗5
01とNチヤネルトランジスタQ111,Q112から構
成されるNMOSメモリセルである。 In this embodiment, the word line control section 302 in the first embodiment is replaced with the word line control section 501 shown in FIG. This is a memory circuit that replaces the memory cell 502 shown in FIG. 5b. The word line control unit 501 of this embodiment sends a write enable buffer signal to the word line control unit 302 of the conventional example.
P-channel transistor with WE′ connected to the gate
This is a circuit with Q501 added between the word line and Vcc. Furthermore, the memory cell 502 of this embodiment has a resistor 5.
01 and N-channel transistors Q 111 and Q 112 .
前述の様に、上記第一の実施例の書き込み動作
に於てメモリセル109“1”側節点の電位は、
書き込み直後の(Wiの電位)−(VTN)から、数+
1秒後には、PチヤネルトランジスタQ113により
Vcc電位まで上昇する。ところが、メモリセルが
本実施例の様にNMOSメモリセル502の場合、
抵抗501は通常数ギガオームの高抵抗である
為、“1”側節点電位が書き込み後Vcc電位まで
上昇するには、数百マイクロ秒と言う長い時間を
要する。この様に、メモリセルの“1”側節点電
位が長い時間にわたつて中間的電位にあると、電
気的雑音又はα線粒子により、メモリセル情報が
破壊される確率が高くなり、実使用上の問題を起
こし易くなる。 As mentioned above, in the write operation of the first embodiment, the potential of the node on the "1" side of the memory cell 109 is
From (Wi potential) - (V TN ) immediately after writing, the number +
After 1 second, the P-channel transistor Q 113
Increases to Vcc potential. However, when the memory cell is an NMOS memory cell 502 as in this embodiment,
Since the resistor 501 normally has a high resistance of several gigaohms, it takes a long time of several hundred microseconds for the "1" side node potential to rise to the Vcc potential after writing. In this way, if the node potential on the "1" side of the memory cell remains at an intermediate potential for a long time, there is a high probability that the memory cell information will be destroyed by electrical noise or alpha particles, making it difficult to use in actual use. becomes more likely to cause problems.
本実施例は、かかる欠点を除く為に、書き込み
時の選択ワード線の中間電位を、読み出し時のそ
れよりも高くしたものである。ワード線制御部5
01に示す、ライトイネーブルバツフア信号
WE′で開閉制御されたPチヤネルトランジスタ
Q501により、書き込み時の選択ワード線の中間電
位は、読み出し時より高くなり、書き込み後のメ
モリセル502の情報破壊を防止している。 In this embodiment, in order to eliminate this drawback, the intermediate potential of the selected word line during writing is set higher than that during reading. Word line control section 5
Write enable buffer signal shown in 01
P-channel transistor whose opening/closing is controlled by WE'
Due to Q501 , the intermediate potential of the selected word line during writing is higher than that during reading, thereby preventing information destruction in the memory cell 502 after writing.
以上述べた様に、本発明は、選択ワード線電位
を読み出し動作完了後に中間電位に引き下げる事
によつて、動作時電源電流の平均値及びピーク値
を十分小さくする様なメモリ回路を実現するもの
である。尚、前記各実施例は、ビツト線終端にプ
リチヤージ・トランジスタQ102,Q113を設けた場
合の実施例であるが、ビツト線終端に抵抗性負荷
を設けた場合も、本発明の主旨を満たす、動作時
電源電流の平均値及びピーク値の十分小さなメモ
リ回路を実現できる。 As described above, the present invention realizes a memory circuit in which the average value and peak value of the power supply current during operation can be sufficiently reduced by lowering the selected word line potential to an intermediate potential after the completion of a read operation. It is. Although the above embodiments are examples in which precharge transistors Q 102 and Q 113 are provided at the end of the bit line, the gist of the present invention can also be satisfied if a resistive load is provided at the end of the bit line. , it is possible to realize a memory circuit in which the average value and peak value of the power supply current during operation are sufficiently small.
又、上記各実施例は、完全CMOS構成或るい
は周辺回路CMOS構成のメモリ回路に本発明を
適用した例であるが、NMOS 構成のメモリ回
路、NMOS−CMOS 混成のメモリ回路、或る
いはバイポーラトランジスタ構成のメモリ回路等
に本発明を適用することも可能である。その他、
本発明の主旨を満たす種々の応用例が可能である
ことは言うまでもない。 Furthermore, each of the above embodiments is an example in which the present invention is applied to a memory circuit with a complete CMOS configuration or a peripheral CMOS configuration; It is also possible to apply the present invention to a memory circuit or the like having a transistor configuration. others,
It goes without saying that various examples of application that satisfy the gist of the present invention are possible.
第1図a,b,c,d,e,fは、それぞれ従
来例によるメモリを示すブロツク図、アドレス入
力バツフア回路図、入力バツフア回路図、クロツ
ク発生部回路図、メモリセルマトリツクス部回路
図、メモリセル部回路図である。第2図は同じく
従来例の読み出し・書き込み動作を示す信号波形
図、第3図a,b,c,は、それぞれ本発明の第
一の実施例を示すブロツク図、部分回路図、メモ
リセルマトリツクス部回路図、第4図は本発明の
第一の実施例の読み出し・書き込み動作を示す信
号波形図、第5図a,bは、それぞれ本発明の第
二の実施例を示す部分回路図、メモリセル部回路
図である。
101,102……入力バツフア、103……
クロツク発生部、104……Xアドレスデコー
ダ、105……Yアドレスデコーダ、106……
DIN制御部、107……メモリセルマトリツクス
部、108……DpuT制御部、109……メモリセ
ル、110……センスアツプ、301……メモリ
セルマトリツクス部、302……ワード線制御
部、303……ビツト線電位保持回路、501…
…ワード線制御部、502……メモリセル。
Figures 1a, b, c, d, e, and f respectively show a block diagram of a conventional memory, an address input buffer circuit diagram, an input buffer circuit diagram, a clock generation circuit diagram, and a memory cell matrix circuit diagram. , is a memory cell section circuit diagram. FIG. 2 is a signal waveform diagram showing read/write operations in the conventional example, and FIGS. 3 a, b, and c are block diagrams, partial circuit diagrams, and memory cell matrices, respectively, showing the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a signal waveform diagram showing the read/write operation of the first embodiment of the present invention, and FIGS. 5 a and b are partial circuit diagrams of the second embodiment of the present invention. , is a memory cell section circuit diagram. 101, 102...input buffer, 103...
Clock generator, 104...X address decoder, 105...Y address decoder, 106...
D IN control unit, 107...Memory cell matrix unit, 108...D puT control unit, 109...Memory cell, 110...Sense up, 301...Memory cell matrix unit, 302...Word line control unit, 303...Bit line potential holding circuit, 501...
...Word line control unit, 502...Memory cell.
Claims (1)
およびトランスフアーゲートを備えたメモリセル
と、 行方向のメモリセルに接続されたワード線と、 列方向のメモリセルに接続されたビツト線と、 このビツト線対にそれぞれ設けられ、ビツト線
選択用アドレスデコード信号が入力されることに
より、上記ビツト線対に電流を供給するプリチヤ
ージ回路と、 前記ビツト線対にそれぞれ設けられ前記ビツト
線選択用アドレスデコード信号の入力により上記
ビツト線対間の電位レベルを検出出力するセンス
アツプと を備え、 前記メモリセルのトランスフアーゲートは、前
記ワード線により駆動され前記ビツト線と前記
MOSトランジスタの接続された節点とを接続す
るように設けられ、 前記メモリセルのアドレス入力信号の変化によ
つて前記プリチヤージ回路により、選択された上
記ビツト線対をプリチヤージした後、前記ワード
線選択用アドレスデコード信号および前記ビツト
線選択用アドレスデコード信号により選択された
メモリセルに記憶された情報を前記センスアンプ
により読み出す回路手段を備えた メモリ回路において、 選択されたワード線の電位を前記読み出し動作
完了後に選択電圧からこれよりも低く前記トラン
スフアゲートが動作状態である中間電位に設定さ
せるワード線制御回路と、 非選択のビツト線の電位をこのビツト線のリセ
ツト時の値に近い第二の値に保持するビツト線電
位保持回路と を備えたことを特徴とするメモリ回路。 2 前記ワード線制御回路は、 ワード線選択用アドレスデコード信号を入力と
するインバータ回路と、 このインバータ回路の出力がゲートに入力され
るNチヤネルトランジスタと、 アドレス入力信号の変化によつて一定期間だけ
ハイレベルとなるクロツク信号を読み出し動作完
了まで遅延させる遅延回路と、 この遅延回路の出力と前記ワード線選択用アド
レスデコード信号を入力とする二入力NAND回
路と、 この遅延回路の出力と前記ワード線選択用アド
レスデコード信号を入力とする二入力NAND回
路と、 前記二入力NAND回路の出力がそのゲートに
印加される第一のPチヤネルトランジスタと、 前記インバータ回路の出力がそのゲートに印加
される第二のPチヤネルトランジスタと、 基準電圧にそのゲートが接続された第三のPチ
ヤネルトランジスタと を備え、 前記Nチヤネルトランジスタ及び前記第一、第
二のPチヤネルトランジスタのそれぞれのドレイ
ンと、前記第三のPチヤネルトランジスタのソー
スが共通接続され、該共通接続点がワード線に接
続され、前記Nチヤネルトランジスタのソースと
前記第三のPチヤネルトランジスタのドレインと
が前記基準電圧に接続され、前記第一、第二のP
チヤネルトランジスタのそれぞれのソースを電源
電圧に接続された ことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載
のメモリ回路。 3 前記ビツト線電位保持回路は、そのゲートが
ビツト線選択用アドレスデコード信号線に接続さ
れ、そのソースが電源電圧に接続され、そのドレ
インがそれぞれのビツト線に接続された二つの第
四のPチヤネルトランジスタで構成されることを
特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項に
記載のメモリ回路。 4 前記ワード線と電源との間に、書き込み時に
オン(またはオフ)となり、読み出し時にオフ
(またはオン)となるトランジスタを設けたこと
を特徴とする特許請求の範囲第1ないし第3項の
いずれかに記載のメモリ回路。[Claims] 1. A memory cell having a MOS transistor and a transfer gate whose gates are cross-connected, a word line connected to the memory cells in the row direction, and a bit line connected to the memory cells in the column direction. and a precharge circuit provided for each of the bit line pairs and supplying current to the bit line pair by inputting an address decode signal for bit line selection; and a precharge circuit provided for each of the bit line pairs to supply current to the bit line selection. and a sense-up for detecting and outputting a potential level between the bit line pair by inputting an address decode signal for the memory cell, the transfer gate of the memory cell being driven by the word line and connecting the bit line and the bit line.
The bit line pair is connected to the node to which the MOS transistor is connected, and after the precharge circuit precharges the bit line pair selected by the change in the address input signal of the memory cell, the word line selection bit line pair is In a memory circuit comprising circuit means for reading out information stored in a memory cell selected by the address decode signal and the bit line selection address decode signal by the sense amplifier, the potential of the selected word line is changed to the point where the read operation is completed. A word line control circuit that later sets the selected voltage to an intermediate potential lower than this, at which the transfer gate is in an operating state, and a word line control circuit that sets the potential of the unselected bit line to a second value close to the value at the time of resetting this bit line. A memory circuit comprising: a bit line potential holding circuit for holding a bit line potential; 2. The word line control circuit includes an inverter circuit which inputs an address decode signal for word line selection, an N-channel transistor whose gate receives the output of this inverter circuit, and which operates for a certain period of time depending on changes in the address input signal. a delay circuit that delays a high-level clock signal until the read operation is completed; a two-input NAND circuit that receives the output of this delay circuit and the address decode signal for selecting the word line; and the output of this delay circuit and the word line a two-input NAND circuit to which a selection address decode signal is input; a first P-channel transistor to which the output of the two-input NAND circuit is applied; and a first P-channel transistor to which the output of the inverter circuit is applied; a third P-channel transistor whose gate is connected to a reference voltage, and a drain of each of the N-channel transistor and the first and second P-channel transistors; The sources of the P-channel transistors are connected in common, the common connection point is connected to a word line, the source of the N-channel transistor and the drain of the third P-channel transistor are connected to the reference voltage, and the source of the first P-channel transistor is connected to the reference voltage. , second P
2. The memory circuit according to claim 1, wherein each source of the channel transistor is connected to a power supply voltage. 3. The bit line potential holding circuit has two fourth pins whose gates are connected to the address decode signal line for bit line selection, whose sources are connected to the power supply voltage, and whose drains are connected to the respective bit lines. 3. The memory circuit according to claim 1, wherein the memory circuit is formed of a channel transistor. 4. Any one of claims 1 to 3, characterized in that a transistor is provided between the word line and the power source, which is turned on (or off) during writing and turned off (or on) during reading. Memory circuit described in .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59004313A JPS60150286A (en) | 1984-01-13 | 1984-01-13 | Memory circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59004313A JPS60150286A (en) | 1984-01-13 | 1984-01-13 | Memory circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60150286A JPS60150286A (en) | 1985-08-07 |
| JPH0524594B2 true JPH0524594B2 (en) | 1993-04-08 |
Family
ID=11580988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59004313A Granted JPS60150286A (en) | 1984-01-13 | 1984-01-13 | Memory circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60150286A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4928268A (en) * | 1989-04-21 | 1990-05-22 | Motorola, Inc. | Memory using distributed data line loading |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57105887A (en) * | 1980-12-24 | 1982-07-01 | Fujitsu Ltd | Static type semiconductor storage device |
-
1984
- 1984-01-13 JP JP59004313A patent/JPS60150286A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60150286A (en) | 1985-08-07 |
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