JPH04149898A - センスアンプ - Google Patents
センスアンプInfo
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- JPH04149898A JPH04149898A JP2273867A JP27386790A JPH04149898A JP H04149898 A JPH04149898 A JP H04149898A JP 2273867 A JP2273867 A JP 2273867A JP 27386790 A JP27386790 A JP 27386790A JP H04149898 A JPH04149898 A JP H04149898A
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 10
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- 230000007704 transition Effects 0.000 abstract description 4
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K5/00—Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
- H03K5/22—Circuits having more than one input and one output for comparing pulses or pulse trains with each other according to input signal characteristics, e.g. slope, integral
- H03K5/24—Circuits having more than one input and one output for comparing pulses or pulse trains with each other according to input signal characteristics, e.g. slope, integral the characteristic being amplitude
- H03K5/2472—Circuits having more than one input and one output for comparing pulses or pulse trains with each other according to input signal characteristics, e.g. slope, integral the characteristic being amplitude using field effect transistors
- H03K5/2481—Circuits having more than one input and one output for comparing pulses or pulse trains with each other according to input signal characteristics, e.g. slope, integral the characteristic being amplitude using field effect transistors with at least one differential stage
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C16/00—Erasable programmable read-only memories
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C16/00—Erasable programmable read-only memories
- G11C16/02—Erasable programmable read-only memories electrically programmable
- G11C16/06—Auxiliary circuits, e.g. for writing into memory
- G11C16/26—Sensing or reading circuits; Data output circuits
- G11C16/28—Sensing or reading circuits; Data output circuits using differential sensing or reference cells, e.g. dummy cells
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C7/00—Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
- G11C7/06—Sense amplifiers; Associated circuits, e.g. timing or triggering circuits
- G11C7/062—Differential amplifiers of non-latching type, e.g. comparators, long-tailed pairs
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- Static Random-Access Memory (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、センスアンプに関し、特に不揮発性の半導体
記憶装置に用いられるセンスアンプに関する。
記憶装置に用いられるセンスアンプに関する。
従来の不揮発性半導体記憶装置に用いられるこの種のセ
ンスアンプの回路の一例として、第4図に示す特願昭5
3−158742号明細書に示されているものをあげる
。
ンスアンプの回路の一例として、第4図に示す特願昭5
3−158742号明細書に示されているものをあげる
。
第4図を参照すると、従来のセンスアンプ1は、Pチャ
ンネル形MOS)ランジスタPI、P3からなる真カレ
ントミラー回路13を負荷とする、Nチャンネル形MO
5)ランジスタN1とインバータINIとで構成される
真入力SIに対する真入力回路11と、Pチャンネル形
MO3)−ランジスタP2.P4からなる補カレントミ
ラー回路14を負荷とする、Nチャンネル形MOS)ラ
ンジスタN2とインバータIN2とで構成される補入力
SIIに対する補入力回路12と、カレントミラー回路
13.14の負荷となるNチャンネル形MOS)ランジ
スタN3.N4からなる出力カレントミラー回路15と
から構成され、N3のドレイン側からセンスアンプ出力
S○が出力されるものであった。
ンネル形MOS)ランジスタPI、P3からなる真カレ
ントミラー回路13を負荷とする、Nチャンネル形MO
5)ランジスタN1とインバータINIとで構成される
真入力SIに対する真入力回路11と、Pチャンネル形
MO3)−ランジスタP2.P4からなる補カレントミ
ラー回路14を負荷とする、Nチャンネル形MOS)ラ
ンジスタN2とインバータIN2とで構成される補入力
SIIに対する補入力回路12と、カレントミラー回路
13.14の負荷となるNチャンネル形MOS)ランジ
スタN3.N4からなる出力カレントミラー回路15と
から構成され、N3のドレイン側からセンスアンプ出力
S○が出力されるものであった。
真補の入力回路11.12は対称であり、11を例にと
ると、Nチャンネル形MO3)ランジスタNlのソース
にインバータINIの入力端子が共通接続され、N1の
ゲートにINIの出力端子が共通接続されて負帰還回路
を構成していた。
ると、Nチャンネル形MO3)ランジスタNlのソース
にインバータINIの入力端子が共通接続され、N1の
ゲートにINIの出力端子が共通接続されて負帰還回路
を構成していた。
次に、第4図に示した従来のセンスアンプの動作につい
て説明する。
て説明する。
第3図は、センスアンプを含む不揮発性半導体記憶装置
の構成例を示す図であり、後述の実施例の説明にも共通
に用いるものである。
の構成例を示す図であり、後述の実施例の説明にも共通
に用いるものである。
第3図において、不揮発性半導体記憶装置は、センスア
ンプ1と列選択回路2と、行選択回路3とメモリセルア
レイ4から構成されている。
ンプ1と列選択回路2と、行選択回路3とメモリセルア
レイ4から構成されている。
第3図では、説明簡略化のために、メモリセルアレイ4
の構成は、2つの行線WO,Wlと2つの列線対Do、
DIOおよびDI、DIIからなる4ビツトとしている
。
の構成は、2つの行線WO,Wlと2つの列線対Do、
DIOおよびDI、DIIからなる4ビツトとしている
。
メモリセルは、真補の2素子、たとえば、Moo、Ml
ooの対で1ビツトを構成する。
ooの対で1ビツトを構成する。
また、メモリ素子は、F A M OS (Float
ing^■alanche MOS )をメモリセルと
するE P ROM(Electricaly Pro
grammable ROM)である。
ing^■alanche MOS )をメモリセルと
するE P ROM(Electricaly Pro
grammable ROM)である。
第3図において、メモリ素子MOO,MIO1、MI
10.Ml 1は未プログラム状態であり、読出し時に
行線が選択されるとオンとなる。
10.Ml 1は未プログラム状態であり、読出し時に
行線が選択されるとオンとなる。
また、メモリ素子M100.Mol、MIO。
MILLはプログラム状態であり、そのしきい値電圧は
約10■に上昇しているので、読出し時に行線が選択さ
れてもオンとならない。
約10■に上昇しているので、読出し時に行線が選択さ
れてもオンとならない。
ここで、第4図の入力信号対SI、SIIは、第3図の
入力端子TI、TI Iにおける入力信号対SI、SI
Iに対応するものである。
入力端子TI、TI Iにおける入力信号対SI、SI
Iに対応するものである。
いま、列線対Do、DIOが選択されその状態で固定さ
れており、選択行線がWOからWlへ変化する場合につ
いて説明する。
れており、選択行線がWOからWlへ変化する場合につ
いて説明する。
まず、行線WOが選択され、Wlが非選択の場合、列線
対Do、DIOは、列選択回路2を通して、それぞれ、
真補入力対の端子TIの真人力信号SI、端子TIIの
補入力信号SIIに接続される。このようにして、選択
された真メモリセルMOOはオンとなり、補メモリセル
M100はオフとなっている。
対Do、DIOは、列選択回路2を通して、それぞれ、
真補入力対の端子TIの真人力信号SI、端子TIIの
補入力信号SIIに接続される。このようにして、選択
された真メモリセルMOOはオンとなり、補メモリセル
M100はオフとなっている。
センスアンプ1の真カレントミラー回路13の入力であ
るPチャンネル形MOSトランジスタP1のトレイン電
流は、真入力回路11の負帰還回路のパラメータとメモ
リセルMOOの特性で決定される定常電流である。この
ときの真入力信号SIおよび列1tiDOの電位は約1
■と低い値であり、しlごかって節点T1、すなわち、
Nllのゲトの電位VIAはINIの出力であるので比
較的高い値となる。
るPチャンネル形MOSトランジスタP1のトレイン電
流は、真入力回路11の負帰還回路のパラメータとメモ
リセルMOOの特性で決定される定常電流である。この
ときの真入力信号SIおよび列1tiDOの電位は約1
■と低い値であり、しlごかって節点T1、すなわち、
Nllのゲトの電位VIAはINIの出力であるので比
較的高い値となる。
これに対し、補メモリセルMI 00は、前述のように
オフであるから、補入力回B12のNチャンネル形MO
3)ランジスタN2がオフとなる電位まで補入力信号S
IIが上昇すると、その状態で固定される。このとき節
点T2の電位V2Aは、節点T1の電位VIAに比し低
い値となる。
オフであるから、補入力回B12のNチャンネル形MO
3)ランジスタN2がオフとなる電位まで補入力信号S
IIが上昇すると、その状態で固定される。このとき節
点T2の電位V2Aは、節点T1の電位VIAに比し低
い値となる。
この状態では、前述のようにN2はオフであり、したが
って、補カレントミラー回路14の入力Pチャンネル形
MOSトランジスタP2もオフ、故に、出力Pチャンネ
ル形MO3)ランジスタP4がオフとなる。
って、補カレントミラー回路14の入力Pチャンネル形
MOSトランジスタP2もオフ、故に、出力Pチャンネ
ル形MO3)ランジスタP4がオフとなる。
その結果、出力カレントミラー回路15のNチャンネル
形MOS)ランジスタN4はオフとなり、したがってN
3もオフとなる。
形MOS)ランジスタN4はオフとなり、したがってN
3もオフとなる。
一方、真カレントミラー回路13の入力Pチャンネル形
MOSトランジスタP1は、前述のようにオン、したが
って、P3もオンであるから、結果として、出力端子T
Oの出力信号SOの電位VOAは、電源電位であるr)
(Jレベルとなる。
MOSトランジスタP1は、前述のようにオン、したが
って、P3もオンであるから、結果として、出力端子T
Oの出力信号SOの電位VOAは、電源電位であるr)
(Jレベルとなる。
次に、上述と逆に、行線WOが非選択、行1lW1が選
択の場合では、回路全体の動作が、上述と全く反対に推
移して、その結果、出力端子TOの出力信号S○の電位
VOAは、接地電位である「L」レベルとなる。
択の場合では、回路全体の動作が、上述と全く反対に推
移して、その結果、出力端子TOの出力信号S○の電位
VOAは、接地電位である「L」レベルとなる。
第3図に、後述の本発明の実施例と比較のため、以上説
明した従来のセンスアンプの各部の波形を点線で示す。
明した従来のセンスアンプの各部の波形を点線で示す。
上述した従来のセンスアンプは、定常状態における真補
入力信号のNチャンネル形MO3)ランジスタのゲート
間の電位差が比較的大きいため、選択動作時の電位反転
の遷移時間が長くなるのでセンスアンプの動作速度が遅
いという欠点がある。
入力信号のNチャンネル形MO3)ランジスタのゲート
間の電位差が比較的大きいため、選択動作時の電位反転
の遷移時間が長くなるのでセンスアンプの動作速度が遅
いという欠点がある。
本発明のセンスアンプは、真補両方のそれぞれの入力信
号を増幅検出する第一および第二のカレントミラー回路
と、前記第一および第二のカレントミラー回路にそれぞ
れ前置接続され前記入力信号の電位変動を抑圧する入力
信号安定化回路を有する不揮発性半導体記憶装置用セン
スアンプにおいて、 前記真補両方のそれぞれの入力信号安定化回路の入力側
に接続され前記入力信号の電位を保持しかつ前記半導体
記憶装置のメモリセルの電流駆動能力よりも小さい電流
駆動能力を有する真および補入力信号電位保持手段と、 前記真および補入力信号電位保持手段それぞれの動作ま
たは不動作を前記センスアンプの出力論理値により決定
する真補センス信号を発生する真補センス信号発生手段
とを有するものである。
号を増幅検出する第一および第二のカレントミラー回路
と、前記第一および第二のカレントミラー回路にそれぞ
れ前置接続され前記入力信号の電位変動を抑圧する入力
信号安定化回路を有する不揮発性半導体記憶装置用セン
スアンプにおいて、 前記真補両方のそれぞれの入力信号安定化回路の入力側
に接続され前記入力信号の電位を保持しかつ前記半導体
記憶装置のメモリセルの電流駆動能力よりも小さい電流
駆動能力を有する真および補入力信号電位保持手段と、 前記真および補入力信号電位保持手段それぞれの動作ま
たは不動作を前記センスアンプの出力論理値により決定
する真補センス信号を発生する真補センス信号発生手段
とを有するものである。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第1図は、本発明の一実施例を示す回路図である。
第1図において、本発明のセンスアンプlは、真補それ
ぞれの入力端子TI、TI Iに接続されている負荷回
路16.17と、それらの活性、不活性を決定する真補
センス信号SA、SAIを発生するためのインバータ回
路IN3.IN4が追加された以外は、第4図に示す、
従来例のセンスアンプと全く同様の構成である。すなわ
ち、真カレントミラー回路13を負荷とする、真入力回
路11と、補カレントミラー回路14を負荷とする補入
力回路12と、真補カレントミラー回路13.14の負
荷となる出力カレントミラー回路15とから構成され、
N3のドレイン側がセンスアンプ出力SOが出力される
出力端子TOと、IN3の入力に接続されている。
ぞれの入力端子TI、TI Iに接続されている負荷回
路16.17と、それらの活性、不活性を決定する真補
センス信号SA、SAIを発生するためのインバータ回
路IN3.IN4が追加された以外は、第4図に示す、
従来例のセンスアンプと全く同様の構成である。すなわ
ち、真カレントミラー回路13を負荷とする、真入力回
路11と、補カレントミラー回路14を負荷とする補入
力回路12と、真補カレントミラー回路13.14の負
荷となる出力カレントミラー回路15とから構成され、
N3のドレイン側がセンスアンプ出力SOが出力される
出力端子TOと、IN3の入力に接続されている。
負荷回路16.17は、真補入力信号SI、SIIの電
位を保持するためのもので、それぞれの負荷素子Ll、
L2と、これを駆動するNチャンネル形MOS)ランジ
スタN5.N6から構成されている。負荷素子Ll、L
2は、FAMO3のメモリセルを3段縦続接続したもの
であり、その全段のゲートを共通接続して電源電位に保
持している。したがって、電流駆動能力は、単位メモリ
セルの1/3となる。
位を保持するためのもので、それぞれの負荷素子Ll、
L2と、これを駆動するNチャンネル形MOS)ランジ
スタN5.N6から構成されている。負荷素子Ll、L
2は、FAMO3のメモリセルを3段縦続接続したもの
であり、その全段のゲートを共通接続して電源電位に保
持している。したがって、電流駆動能力は、単位メモリ
セルの1/3となる。
次に、本実施例の動作について説明する。
従来例と同様、本実施例のセンスアンプは、第2図に示
す不揮発性半導体記憶装置のセンスアンプ1であるもの
として説明する。
す不揮発性半導体記憶装置のセンスアンプ1であるもの
として説明する。
第3図は、第1図で示す本実施例の回路の波形を従来例
と対比して説明する動作説明図である。
と対比して説明する動作説明図である。
本図では、本実施例のものを実線で、従来例のものを点
線でそれぞれ示す。
線でそれぞれ示す。
まず、行線WOが選択、行線W1が非選択状態の場合は
、従来例で説明したように、出力端子T。
、従来例で説明したように、出力端子T。
の出力信号SOはr)(Jレベルである。したがって、
インバータIN3の出力信号SAIは「L」レベル、イ
ンバータIN4の出力信号SAは「H」レベルとなる。
インバータIN3の出力信号SAIは「L」レベル、イ
ンバータIN4の出力信号SAは「H」レベルとなる。
故に、負荷回路16のNチャンネル形MOSトランジス
タN5はオフ、負荷回路17のNチャンネル形MOSト
ランジスタN6はオンの状態である。
タN5はオフ、負荷回路17のNチャンネル形MOSト
ランジスタN6はオンの状態である。
この結果、負荷回路16は不活性となり、センスアンプ
から見た入力信号SIの負荷は従来例と同様になり、し
たがって、接点T1の電位V1は従来例の電位VIAと
同じである。
から見た入力信号SIの負荷は従来例と同様になり、し
たがって、接点T1の電位V1は従来例の電位VIAと
同じである。
一方、負荷回路17は活性化されるので、節点T2の電
位■2は従来例の電位V2Aよりも高い値となる。しか
し、負荷回路17の負荷素子L2は、前述のように、本
来のメモリセルMOO等の約1/3の電流駆動能力であ
るので、Vlの電位を越えることはない。したがって、
センスアンプ1の出力は、従来例の場合と同論理値であ
る「H」レベルとなる。
位■2は従来例の電位V2Aよりも高い値となる。しか
し、負荷回路17の負荷素子L2は、前述のように、本
来のメモリセルMOO等の約1/3の電流駆動能力であ
るので、Vlの電位を越えることはない。したがって、
センスアンプ1の出力は、従来例の場合と同論理値であ
る「H」レベルとなる。
次に、行選択がWOからWlへと反転してから、センス
アンプ1の出力S○が「LJレベルに反転するまでの動
作推移について説明する。
アンプ1の出力S○が「LJレベルに反転するまでの動
作推移について説明する。
まず、負荷回路16は不活性のままであるから、前述の
ように、節点T1の電位■1は従来例と同様に推移する
。
ように、節点T1の電位■1は従来例と同様に推移する
。
一方、節点T2の電位V2は、本来のメモリセルMI
00等と、負荷回路17の負荷素子L2との和の電流駆
動能力により駆動されるとともに、もともと、従来例に
おける節点T2の電位V2Aよりも高いので、節点T1
の電位V1と電位レベルが反転する時点が従来例に比し
速くなる。したがって、出力信号SOの電位VOの推移
も速くなる。
00等と、負荷回路17の負荷素子L2との和の電流駆
動能力により駆動されるとともに、もともと、従来例に
おける節点T2の電位V2Aよりも高いので、節点T1
の電位V1と電位レベルが反転する時点が従来例に比し
速くなる。したがって、出力信号SOの電位VOの推移
も速くなる。
出力信号S○の電位■0が「L」レベルに反転すると、
インバータIN3の出力信号SAIはrH,レベル、イ
ンバータIN4の出力信号SAは「L」レベルにそれぞ
れ反転する。故に、負荷回路16は活性化され、負荷回
路17は不活性化される。
インバータIN3の出力信号SAIはrH,レベル、イ
ンバータIN4の出力信号SAは「L」レベルにそれぞ
れ反転する。故に、負荷回路16は活性化され、負荷回
路17は不活性化される。
その結果、節点TI、T2の電位Vl、V2は、行!l
WOが選択、行線W1が非選択状態の場合と逆のそれぞ
れの電位値に推移することになる。すなわち、■1は、
前の場合の■2の値に、V2は、前の場合のVlの値と
なる。
WOが選択、行線W1が非選択状態の場合と逆のそれぞ
れの電位値に推移することになる。すなわち、■1は、
前の場合の■2の値に、V2は、前の場合のVlの値と
なる。
以上、本発明の詳細な説明したが、たとえば、負荷回路
16.17の負荷素子LL、L2は、メモリセルMOO
等と同じものを、3段縦続接続しているが、これは、正
規のメモリセルよりも、電流駆動能力が小さければよい
ので、3段に限らず、任意の段数が選択できることは勿
論である。
16.17の負荷素子LL、L2は、メモリセルMOO
等と同じものを、3段縦続接続しているが、これは、正
規のメモリセルよりも、電流駆動能力が小さければよい
ので、3段に限らず、任意の段数が選択できることは勿
論である。
また、上述の条件が満たされるならば、負荷回路の負荷
素子は、能動素子とは限らず、抵抗器や容量素子等の受
動素子とすることも、本発明の主旨を逸脱しない限り適
用できることは勿論である。
素子は、能動素子とは限らず、抵抗器や容量素子等の受
動素子とすることも、本発明の主旨を逸脱しない限り適
用できることは勿論である。
以上説明したように本発明は、真補の入力端子に、それ
ぞれ、正規のメモリセルよりも電流駆動能力が小さい入
力信号保持手段である負荷回路を接続し、センスアンプ
の出力論理値レベルに対応して、高いときは補負荷回路
を、低いときは真負荷回路をそれぞれ活性化することに
より、メモリ選択時のセンスアンプの動作速度を向上で
きるという効果がある。
ぞれ、正規のメモリセルよりも電流駆動能力が小さい入
力信号保持手段である負荷回路を接続し、センスアンプ
の出力論理値レベルに対応して、高いときは補負荷回路
を、低いときは真負荷回路をそれぞれ活性化することに
より、メモリ選択時のセンスアンプの動作速度を向上で
きるという効果がある。
第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2図は不揮
発性半導体記憶装置の構成を示す回路図、第3図は第1
図で示した回路の動作波形図、第4図は従来のセンスア
ンプの一例を示す回路図である。 1・・・センスアンプ、2・・・列選択回路、3・・・
行選択回路、4・・・メモリセルアレイ、11・・・真
入力回路、12・・・補入力回路、13・・・真カレン
トミラー回路、14・・・補カレントミラー回路、15
・・・出力カレントミラー回路、16・・・真負荷回路
、17・・・補負荷回路。
発性半導体記憶装置の構成を示す回路図、第3図は第1
図で示した回路の動作波形図、第4図は従来のセンスア
ンプの一例を示す回路図である。 1・・・センスアンプ、2・・・列選択回路、3・・・
行選択回路、4・・・メモリセルアレイ、11・・・真
入力回路、12・・・補入力回路、13・・・真カレン
トミラー回路、14・・・補カレントミラー回路、15
・・・出力カレントミラー回路、16・・・真負荷回路
、17・・・補負荷回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、真補両方のそれぞれの入力信号を増幅検出する第一
および第二のカレントミラー回路と、前記第一および第
二のカレントミラー回路にそれぞれ前置接続され前記入
力信号の電位変動を抑圧する入力信号安定化回路を有す
る不揮発性半導体記憶装置用センスアンプにおいて、 前記真補両方のそれぞれの入力信号安定化回路の入力側
に接続され前記入力信号の電位を保持しかつ前記半導体
記憶装置のメモリセルの電流駆動能力よりも小さい電流
駆動能力を有する真および補入力信号電位保持手段と、 前記真および補入力信号電位保持手段それぞれの動作ま
たは不動作を前記センスアンプの出力論理値により決定
する真補センス信号を発生する真補センス信号発生手段
とを有することを特徴とするセンスアンプ。 2、前記真および補入力信号電位保持手段は、従続接続
した複数個のフローテングMOS素子を有することを特
徴とする請求項1記載のセンスアンプ。 3、前記真補センス信号発生手段は、前記センスアンプ
の出力端子に従続接続された2段のインバータ回路であ
り、第1段のインバータ出力端子は前記真入力信号電位
保持手段に接続され、第2段のインバータ出力端子は前
記補入力信号電位保持手段に接続されることを特徴とす
る請求項1または2記載のセンスアンプ。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27386790A JP2586723B2 (ja) | 1990-10-12 | 1990-10-12 | センスアンプ |
KR1019910017924A KR950014821B1 (ko) | 1990-10-12 | 1991-10-11 | 불휘발성 반도체 기억 장치용 센스 증폭기 |
US07/776,791 US5206552A (en) | 1990-10-12 | 1991-10-15 | Sense amplifier for non-volatile semiconductor storage device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27386790A JP2586723B2 (ja) | 1990-10-12 | 1990-10-12 | センスアンプ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04149898A true JPH04149898A (ja) | 1992-05-22 |
JP2586723B2 JP2586723B2 (ja) | 1997-03-05 |
Family
ID=17533669
Family Applications (1)
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