DE2525225A1 - Schaltungsanordnung zur anzeige der verschiebung elektrischer ladung - Google Patents
Schaltungsanordnung zur anzeige der verschiebung elektrischer ladungInfo
- Publication number
- DE2525225A1 DE2525225A1 DE19752525225 DE2525225A DE2525225A1 DE 2525225 A1 DE2525225 A1 DE 2525225A1 DE 19752525225 DE19752525225 DE 19752525225 DE 2525225 A DE2525225 A DE 2525225A DE 2525225 A1 DE2525225 A1 DE 2525225A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- bit
- voltage
- circuit
- circuit arrangement
- charge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- 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
- G11C11/40—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
- G11C11/401—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming cells needing refreshing or charge regeneration, i.e. dynamic cells
- G11C11/403—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming cells needing refreshing or charge regeneration, i.e. dynamic cells with charge regeneration common to a multiplicity of memory cells, i.e. external refresh
- G11C11/404—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming cells needing refreshing or charge regeneration, i.e. dynamic cells with charge regeneration common to a multiplicity of memory cells, i.e. external refresh with one charge-transfer gate, e.g. MOS transistor, per cell
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- 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
- G11C11/40—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
- G11C11/401—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming cells needing refreshing or charge regeneration, i.e. dynamic cells
- G11C11/4063—Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing
- G11C11/407—Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing for memory cells of the field-effect type
- G11C11/409—Read-write [R-W] circuits
- G11C11/4091—Sense or sense/refresh amplifiers, or associated sense circuitry, e.g. for coupled bit-line precharging, equalising or isolating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Dram (AREA)
- Static Random-Access Memory (AREA)
- Read Only Memory (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Description
Böblingen, den 5. Juni 1975 moe-so
Anmelderin: International Business Machines
Corporation, Armonk, N.Y. 10504
Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung Aktenzeichen der Anmelderin: YO 973 058
Schaltungsanordnung zur Anzeige der Verschiebung elektrischer Ladung.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Anzeige der Verschiebung elektrischer Ladung, welche
Ladung in einem Halbleiterspeicher aufgezeichnete Information darstellen kann.
Datenspeicher, welche die Information in Form elektrischer Ladung speichern, sind an sich bekannt. Beispielsweise sind
Anordnungen dieser Art samt zugehörigen Leseschaltungen in den amerikanischen Patentschriften 3.514.765 und 3.760.381,
wie auch in dem Artikel "Storage Array and Sense/Refresh Circuits for Single Transistor Memory Cells" von K.U. Stein
u.a., veröffentlicht durch die IEEE International Solid-State
YO9-73-058 - 1 -
.'·, 509886/0795
Circuits Conference, Februar 1972, beschrieben worden. Der Leistungsverbrauch
in diesen Schaltungen ist keineswegs vernachlässigbar, wenn berücksichtigt wird, wie klein mit den modernen Herstellverfahren solche Bauelemente
ausgeführt werden.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Schaltungsanordnung aufzuzeigen,
die dank hoher Empfindlichkeit und geringstem Leistungsverbrauch für die Verwendung in einem modernen Halbleiterspeicher
besonders geeignet erscheint, und somit eine weitere Verbesserung gegenüber den genannten Anordnungen bedeutet. Gelöst wird diese Aufgabe
durch die in den Patenansprüchen gekennzeichneten Maßnahmen.
Die vorliegende Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels eingehend
erläutert und in den zugehörigen Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen Ausschnitt aus der Schaltung eines Datenspeichers
mit Ladungsspeicherung, der einen Leseverstärker gemäss der vorliegenden Erfindung enthält, und
Fig.2 eine Darstellung der Impulsfolge in der Schaltungsanordnung
von Fig. 1.
YO 9-73-058 - 2 -
509886/11795
Zellen mit Ladungsspeicherung, besonders wenn sie in ganzen Feldern angeordnet sind, finden wegen ihrer Kleinheit und
verhältnismässig einfachen Struktur für den Aufbau von Halbleiter-Datenspeichern
grosses Interesse. Bei ihrer Verwendung besteht aber eine grössere Schwierigkeit im Auslesen der
gespeicherten Signale während einer Leseoperation, da jene wegen der Verteilung der gespeicherten Ladung auf die Kapazität
der Speicherzelle einerseits und auf die im Vergleich hierzu grosse Kapazität der Bit/Leseleitung anderseits stark
gedämpft erscheinen. Daher muss die Kapazität einer Speicherzelle bei der Planung gross vorgesehen werden, wodurch die
von der Zelle beanspruchte Fläche gross wird, oder man ist gezwungen, hochempfindliche Leseverstärker zu verwenden. Als
weiterer Faktor ist beim Betrieb von Anordnungen mit Ladungsspeicherzellen der Leistungsverbrauch im Auge zu behalten.
In dieser Hinsicht ist es äusserst wünschenswert, Leseverstärker mit geringer Leistungsaufnahme einzusetzen.
Die Fig. 1 zeigt nun ein Ausführungsbeispiel eines sehr empfindlichen Leseverstärkers. Dieser ist in der Lage, viel
kleinere Ladungsmengen als sonst üblich festzustellen, und stellt auch bezüglich Leistungsverbrauch einen Fortschritt
YO9-73-058 - 3 -
: s η 9 a « 6 / η 7 9 F
dar, weil er praktisch keine Gleichstromleistung aufnimmt, was in bisher üblichen Anordnungen die wichtigste Ursache
von Leistungsverbrauch war.
Der in Fig. 1 dargestellte Lese-Differenzverstärker 10 schliesst einen dynamischen Haltekreis 12 ein, der zwischen
(bucket-brigade) zwei sog. "Eimerketten'/'-Schaltungen 14A und 14B liegt, die
ihrerseits zur Vorverstärkung beidseits des Haltekreises 12 verwendet werden. Die genannten Eimerketten-Schaltungen 14A
und 14B, die je an einen Anschluss 16A bzw. 16B des Haltekreises 12 gelegt sind, sind gleichzeitig auch über gleichwertige
Segmente 18A und 18B der Bit/Leseleitung mit den typischen Ladungsspeicherzellen 20A und 2OB verbunden. Ein
Beispiel solcher Datenspeicherzellen mit Ladungsspeicherung mit ihren zugehörigen Wortleitungen 15A und 15B ist eingehend
in der amerikanischen Patentschrift 3 760 381 erläutert. Zusätzlich zu den genannten Datenspeicherzellen sind aber
auch zwei Referenz-Speicherzellen 23A und 23B vorgesehen, die gleich wie die ersteren und alle weiteren Speicherzellen
entlang der Bitleitung des Datenspeichers aufgebaut sind.
YO9-73-058 - 4 -
■:. B Π 9 β β β / 0 7 ^ F
Die Referenz-Speicherzellen 23A und 23B bestehen aus dem steuerbaren Element 22A bzw. 22B und einer Kapazität 36A
bzw. 36B. Die Elemente 22A und 22B sind je mit der Bit/ Leseleitung 18A bzw. 18B einerseits und mit der Kapazität
36A bzw. 36B anderseits verbunden. Die Referenz-Speicherzellen
23A und 23B werden dazu benötigt, einen Referenzspannungspegel aufzubauen, der das Schalten des dynamischen Haltekreises
12 mitbestimmt. Die Eimerkettenschaltungen 14A und 14B umfassen jede zwei steuerbare Elemente 24A, 38A bzw. 24B, 38B und
eine Kapazität 42A bzw. 42B. Der dynamische Haltekreis 12 schliesslich besteht aus einer Anordnung steuerbarer Elemente
28, 30 und 32, die alle Feldeffekt-Transistoren sein können.
Eine Quelle, welche ein Signal Vp zwecks vorausgehender Aufladung
der Leseleitungen liefert, ist an die Gate-Elektroden der steuerbaren Elemente 24A und 24B angeschlossen. Diese
Spannung V wird einer unabhängigen, nicht dargestellten Impulsquelle entnommen. An die Gate-Elektrode eines weiteren
steuerbaren Elementes 34 wird zudem die Quelle einer Verteilspannung Vßjj gelegt, die Quelle einer Referenzspannung Vr an
die Gate-Elektroden der Elemente 38A und 38B, und schliesslich die Quelle einer sägezahnähnlichen Spannung V^ an die Gate-
YO9-73-058 - 5 -
509886/0795
Elektrode des Elementes 32. Keine dieser Spannungsquellen VRD» VR oder VLH ist *n der Fiß* ^ gezeigt. Die Fig· 2
hingegen zeigt die Impulsformen der vorgenannten Spannungen wie auch die Spannung V^ der angesteuerten Wortleitung,
die Spannung V^p der Referenz-Wortleitung und jene der
Knoten 16A und 16B bzw. der Anschlüsse des dynamischen Haltekreises 12.
Die Betriebssequenz des Leseverstärkers 10 aus Fig. 1 verläuft nach den Darstellungen der Fig. 2 wie folgt. Die Spannung
Vp zur Voraufladung und die Referenzspannung V^ werden
an die Elemente 24A und 24B bzw. an die Uebertragerelemente 38A und 38B gelegt und schalten diese ein, womit die Vorladeperiode
beginnt. Dadurch wird positive Ladung über die Elemente 24A, 38A und 24B, 38B der Bit/Leseleitung zugeführt,
bis die Elemente 38A und 38B nahe am Sperrpunkt der Stromleitung angelangt sind. Das Potential, bis zu welchem die
Bit/Leseleitungen aufgeladen werden, wird durch die Referenzspannung V^ bestimmt, die danach auf ihren Basiswert Null
zurücksinkt und dadurch sicherstellt, dass die steuerbaren Elemente 38A und 38B gesperrt werden.
YO9-73-058 - 6 -
■ 509886/0795
252522b
Zur selben Zeit erfolgt auch eine Verteilung der Ladung unter den Kapazitäten 42A, 44A und 42B, 44B, wodurch die
Spannung an den Knoten 16A, 16B etwas sinkt, wie dies der Spannung am Haltekreis in Fig. 2 anzusehen ist. Bei den mit
44A und 44B bezeichneten Kapazitäten handelt es sich um die Streukapazität an dem betreffenden Anschluss. Weil die der
Vorladung dienenden Elemente 24A und 24B unter der Einwirkung der Spannung Vp immer noch eingeschaltet sind, wird
aber die Spannung an den genannten Knoten durch weitere Aufladung auf die volle, ursprüngliche Höhe gebracht. Danach
schaltet die Spannung Vp zur Voraufladung ab, weshalb die steuerbaren Elemente 24A und 24B gesperrt werden und die
Periode der Voraufladung mit aufgeladenen Bit/Leseleitungen 18A und 18B und gesperrten Uebertragerelementen 38A und 3 8B
endet.
Die Leseperiode beginnt damit, dass die Referenzspannung V^
eingeschaltet und durch sie die Elemente 38A und 38B in den ursprünglichen stromleitenden Zustand nahe dem Sperrpunkt
versetzt werden. Dabei steigt die Spannung an den Knoten 16A und 16B infolge Ladungsverteilung unter den Kapazitäten
42A, 44A bzw. 42B, 44B an. Jetzt werden auch eine angesteuerte
YO9-73-058 - 7 -
Wortleitung sowie eine bezüglich letzterer auf der anderen Seite des Leseverstärkers 10 liegende Referenzwortleitung,
die beide mit der Bit/Leseleitung zusammenwirken, mit Spannung belegt. Die Referenzspeicherzelle stellt sozusagen
ein weiteres Bit pro Bit/Leseleitung dar. Sie besitzt eine Speicherspannung, die etwa in der Mitte zwischen den beiden
Spannungspegeln liegt, welche an den regulären Speicherzellen zur Darstellung binärer Information auftreten. Die Speicherspannung
der Referenzspeicherzelle wird zur Festsetzung des Referenzpegels für das Schalten des Haltekreises 12 benötigt.
Für diese Erläuterungen wird angenommen, dass die Datenspeicherzelle
20A angesteuert wird und dass in der zu ihr gehörigen Kapazität 21A keine Ladung, d.h. eine Null, gespeichert
ist. Wenn die angesteuerte Wortleitung der Zelle 2OA mit Spannung belegt wird, dann fliesst Ladung von der an der Bit/
Leseleitung verteilten Kapazität in die Speicherkapazität 21A der Zelle 2OA, wodurch die Spannung über der Speicherkapazität
21A ansteigt und jene an der Bit/Leseleitung 18A absinkt. Dieser letztere Spannungsabfall bewirkt, dass das
Element 38A zur Ladungsübertragung besser stromleitend wird.
Y09-73-058 - 8 -
B Π 9 a fi 6 / Π 7 Π 5
252522b
Da das Potential am Knoten 16A näher liegt als jenes der Bit/Leseleitung 18A, fliesst Ladung vom Anschluss 16A
zur Leitung 18A solange, bis das Element 38A zur Ladungsübertragung wieder fast seinen Sperrzustand erreicht hat. Die
Ladung, welche am Anschluss 16A verlorengegangen ist, entspricht im wesentlichen jener, um welche die der Speicherkapazität
21A der angesteuerten Zelle zugenommen hat, da an der Ladung der an der Bit/Leseleitung verteilten Kapazität
praktisch kaum eine Aenderung stattgefunden hat. Daher ist der durch verlorene Ladung verursachte Spannungsabfall am
Knoten 16A gleich dem Spannungsanstieg über der Kapazität der angesteuerten Datenspeicherzelle maldem Verhältnis der
Speicherzellenkapazität 21A zur Kapazität am Anschlussknoten 16A.
Ueblicherweise ist ein Lesesignal, das sich auf der Bit/ Leseleitung 18A entwickelt, ziemlich klein, da die Kapazität
der Leseleitung sehr viel grosser ist als die Speicherkapazität.
Wenn nun in der vorliegenden Anordnung die Kapazität am Anschlussknoten 16A auf einen vernünftigen Wert verglichen
zu jenem der Speicherkapazität 21A, d.h. auf etwa das Zwei- bis Dreifache, festgelegt wird, dann ergibt sich am Knoten
YO9-73-058 - 9 -
252522b 40
16Aein vergleichsweise-kräftiges Signal.Dies ist eine"''
wichtige Eigenschaft der Ladungsübertragung gemäss der vorliegenden Erfindung. Solange das Potential am Anschlussknoten
16A grosser ist als dasjenige auf der Bit/Leseleitung 18A, ist Gewähr gegeben, dass das Element 38A wie erwünscht
fast seinen Sperrzustand erreicht. Der eben beschriebene Vorgang wiederholt sich auf der gegenüberliegenden Bit/Leseleitung
18B, wo eine Referenzspeicherzelle 23B angesteuert worden ist. Da diese Referenzzelle 23B halb aufgeladen ist,
wird das Potential des zugehörigen Anschlussknotens 16B nur etwa um den halben Betrag fallen. Dies ist in der Fig. 2
durch die Spannungskurven für die zwei Anschlussknoten des Haltekreises 12 dargestellt.
Nachdem sich ein relativ grosses Differenzsignal zwischen
den Anschlüssen 16Ä und 16B des Haltekreises 12 entwickelt hat, wird die Steuerleitung V"lh des Elementes 32 mit Spannung
den
belegt, worauf dieses in/ leitenden Zustand versetzt wird. Wie
belegt, worauf dieses in/ leitenden Zustand versetzt wird. Wie
Verlauf von v"lh in Fig. 2 zeigt, wird das Element 32 durch
(Rampen-)^ den sägezahnähnlichen Anstieg derYSpannung V^ langsam eingeschaltet,
wodurch die Kapazität am Drain-Knoten 17 entladen wird. Bei sinkendem Potential am Knoten 17 wird ein Punkt
YO9-73-058 - 10 -
509886/0795
erreicht, an dem das Element 28 leitend wird, da sein Steuerpotential,
identisch mit jenem des Knotens 16B höher liegt als jenes des Elementes 30, das mit dem Potential am Knoten
16A übereinstimmt. Bei eingeschaltetem Element 28 beginnt die Ladung am Knoten 16A über die Elemente 28 und 32 abzufliessen.
Wenn das Potential am Knoten 16A unter jenes der Bit/Leseleitung 18A gesunken ist, dann beginnt auch deren
Ladung über die Elemente 38A, 28 und 32 abzufliessen.
Wenn die Entladungsrate, welche durch den Spannungsanstieg der Funktion Vj^ gegeben ist, so verläuft, dass das Potential
am Knoten 16A jenem des Knotens 17 in einem Abstand folgt, der kleiner ist als die Schwellenspannung des Elementes 30,
dann wird das Element 30 überhaupt nicht leitend werden. Die Bit/Leseleitung 18A und die Speicherkapazität der Datenzelle
werden sich bis auf Erdpotential völlig entladen. Der dynamische Haltekreis 12 ist dabei ohne eigentliche Aufnahme
von Gleichstromleistung eingestellt worden.
Da anfänglich die angesteuerte Datenspeicherzelle keine Ladung gespeichert hatte, ist sie nun in den Zustand vor
der eingeleiteten Leseoperation zurückgeführt worden, oder
YO9-73-058 - 11 -
anders ausgedrückt, die Information ist wieder in die angesteuerte
Speicherzelle zurückgeschrieben worden. Die angesteuerte Wortleitung ist ebenfalls auf Erdpotential zurückversetzt
worden, wodurch die Speicherzelle ausgeschaltet wurde. Die Spannung V"lj-j ist auch auf Erdpotential abgesunken,
so dass das Element 32 gesperrt ist. Nachdem nun die eine Bit/Leseleitung 18A auf Erdpotential und die andere Bit/Leseleitung
18B auf hohem Potential angelangt ist, wird der Steueranschluss Vpjj mit Spannung belegt und das Element 34
in leitenden Zustand versetzt.
Nun erfolgt äer Ladungsausgleich zwischen den beiden Bit/Leseleitungen 18A und 18B über die stromleitenden Elemente
38A, 34 und 38B. Das Potential der Leitung 18B fällt dabei auf
die Hälft« des anfänglichen Wertes und das Potential der Leitung IBA steigt auf diesen selben Wert an. Die Kapazität 36B
der Referenzspeicherzelle hat nun die halbe Ladung und damit auch das halbe Potential einer regulären Speicherzelle. Die
Referenzwertleitung wird jetzt auf die Spannung Null herabgesetzt und damit die Referenzspeicherzelle 23B durch ihr Element
22B ausgeschaltet. Das Element 34 ist ebenfalls wieder gesperrt. Das Absenken des Potentials an jener Bit/Leseleitung, die vorher
YO9-73-058 - 12 -
■ 509886/0795
.ein hohes Potential erreicht hatte, ist noch aus einem
anderen Grund wünschenswert. Indem beide Segmente der Bit/ Leseleitung auf denselben Pegel gebracht werden, wird
gewährleistet, dass während der anschliessenden Vorladeperiode die Elemente 38A und 38B in denselben Sperrzustand
versetzt werden. Dabei kann die Spannung V^ auf Null herabgesetzt
werden oder auch nicht, die Elemente 38A und 38B können eingeschaltet bleiben. Die Sequenz ist nun damit
beendet, dass die angesteuerte Speicherzelle und die Referenzzelle in den ursprünglichen Zustand zurückversetzt worden
sind, d.h. die gespeicherte Information ist in die Zelle zurückgespeichert worden.
Wenn in der angesteuerten Speicherzelle hohes Potential oder eine Eins gespeichert gewesen wäre, dann wäre das
Potential auf der Bit/Leseleitung nach dem Einschalten der angesteuerten Wortleitung unverändert geblieben. Das Element
38A wäre dann folglich fast im Sperrzustand verblieben und wenig oder keine Ladungsübertragung hätte zwischen dem Anschlussknoten
16A und der Bit/Leseleitung 18A stattgefunden. Der Knoten 16A hätte somit ein höheres Potential besessen
als der Knoten 16B,und der Haltekreis 12 wäre in den
YO9-73-058 - 13 -
umgekehrten Zustand versetzt worden, d.h. Element 28 gesperrt und Element 30 leitend. Die Bit/Leseleitung 18A
wäre also auf hohem Pegel verblieben. Dabei würde sich die Sequenz wie vorher fortsetzen, indem der hohen Pegel wieder
in die angesteuerte Zelle zurückgespeichert würde.
Es ist hier zu erwähnen, dass in anderen Ausführungen die Spannung V^ nicht in Impulsen vorliegen muss. In der vorliegenden
Ausführung ist V^ eine Impulsspannung, um über die Kapazitäten 42A und 42B eine höhere Spannung auf die Anschlussknoten
16A und 16B zu bringen. Diese Kapazitäten hätten aber auch getrennt mit Impulsen beaufschlagt werden können, um
eine ähnliche Spannungssteigerung zu erzielen, nachdem ihre Anschlüsse von der V^-Leitung getrennt worden wären. Die
Spannung Vr würde statt dessen als Gleichspannung auf konstantem
Potential gehalten. Um ein höheres Potential an den Knoten 16A und 16B zu erzielen, ist es auch möglich, diese
über die stromführenden Elemente 24A und 24B auf einen höheren Pegel aufzuladen. Dadurch könnte auf die Verwendung der Kapazitäten
42A und 42B ganz verzichtet werden. An die V^-Leitung kann in diesem Fall eine Gleichspannung gelegt werden.
YO9-73-058 - 14 -
::/':, 508686/0795
Das Beaufschlagen der V^-Leitung mit Impulsen hat aber den
wünschenswerten Effekt, dass die Ladungsverschiebung unterbrochen wird, sobald sich zwischen den Knoten 16A und 16B
eine genügende Differenz entwickelt hat. Umgekehrt können diese Impulse andere, unerwünschte Effekte wie z.B. Rauschen
durch Erzeugen von Spannungsspitzen hervorbringen. Um die Ladungsverschiebung ohne solche schädlichen Folgen zu unterbrechen,
könnte zu geeigneter Zeit das Potential der Bit/ Leseleitung angehoben werden. Das hätte zur Folge, dass das
Element 38A oder 38B in der Sperrzustand versetzt würde, bevor die zwischen den Knoten 16A und 16B entwickelte Differenz verlorengehen
könnte.
Ein weiteres Betriebsverfahren könnte darin bestehen, dass durch Wahl der Spannung Vn die Bit/Leseleitungen auf ein
Potential aufgeladen würden, das in der Mitte zwischen einem Pegel für eine gespeicherte Eins und einem solchen für eine
gespeicherte Null liegt. In diesem Fall könnte auf Referenzzellen zur Festlegung eines Referenzpegels verzichtet werden.
Ein Referenzpegel könnte durch unvollständiges, vorausgehendes Aufladen errichtet werden, d.h. die Vorladeperiode würde dann
durch vorzeitiges Abschalten der Spannung Vp abgebrochen.
YO9-73-058 - 15 -
-.'. 509686/0795
Die Ladungsübertragerelemente 38A und 38B wären dann noch genügend leitend, um Ladung von den Anschlussknoten des
Haltekreises zu den Bit/Leseleitungen fliessen zu lassen. Nach Beendigung der Vorladeperiode wird eine Wortleitung
mit Spannung belegt und je nach Art der gespeicherten Information wird das Potential der Bit/Leseleitung entweder steigen
oder fallen. Ein Potentialanstieg wird dazu führen, dass das Element 38A oder 38B zur Ladungsübertragung je nach der
Lage des Falles noch näher an den Sperrzustand herangebracht wird. Dadurch wird verglichen mit der anderen Seite die
Ladungsverschiebung verlangsamt, was die Entwicklung einer Differenz zwischen den Knoten 16A und 16B am Haltekreis verursacht.
Ein Potentialabfall auf der Bit/Leseleitung wird umgekehrt das Element zur Ladungsübertragung in Richtung
erhöhter Leitfähigkeit beeinflussen, wodurch die Ladungsverschiebung beschleunigt wird, welche ihrerseits die Bildung
einer Differenz mit umgekehrten Vorzeichen zwischen den Anschlussknoten des Haltekreises verursacht. Danach läuft
der Vorgang wieder so ab, wie er vorher beschrieben worden ist.
YO9-73-058 - 16 -
;■-■. 509686/0795
Nachdem sich zwischen beiden genannten Knoten die Differenz ausgebildet hat, werden beide Segmente der Bit/Leseleitung
auf den Pegel einer gespeicherten Eins angehoben, indem externe, mit diesen Leitungen verbundene Elemente für kurze
Zeit stromleitend gemacht werden. Der dynamische Haltekreis wird sodann wie bereits beschrieben eingestellt. Bei dieser
Betriebsart wäre es vorteilhafter, den Anfang mit Bit/Leseleitungen auf Erdpotential zu machen. Das Element 34 ist
in diesem Fall überflüssig, aber zwei zusätzliche Elemente werden dann gebraucht, um vor dem Beginn des nächsten Zyklus
die Bit/Leseleitungen zu entladen. Der beschriebene Differenzverstärker für Ladungsübertragung wirkt also als Lese- und
Regenerierschaltung für die angeschlossenen Speicherzellen mit Ladungsspeicherung. Ausser durch Leckströme wird in diesem
Verstärker keine Gleichstromleistung verbraucht, wobei seine Empfindlichkeit sehr hoch ist und er nur insgesamt zehn aktive
Elemente umfasst.
YO9-73-058 - 17 -
- 509886/0795
Claims (3)
- PATENTANSPRÜCHE(\)J Schaltungsanordnung zur Anzeige der Verschiebung elektrischer Ladung, welche Ladung in einem Halbleiterspeicher aufgezeichnete Information darstellen kann, gekennzeichnet durch zwei Anschlüsse (18A, 18B), welche je mit einer Hälfte einer Bit/Leseleitung des Speichers verbunden sind, durch einen dynamischen, bistabilen Haltekreis (12) bestehend aus einer Anzahl aktiver Elemente (28, 30, 32), vorzugsweise Feldeffekttransistoren, ferner durch ein Paar Schaltvorrichtungen (14A, 14B), die je zwischen einen der genannten Anschlüsse (18Abzw. 18B) und eine Eingangsklemme (16Abzw. 16B) zum Haltekreis (12) geschaltet sind, welche Schaltvorrichtungen je wenigstens eine Speicherkapazität (42A bzw. 42B) zur Übernahme oder Abgabe elektrischer Ladung umfassen, und schliesslich durch einen steuerbaren Schalter (34), der zwischen die beiden Eingangsklemmen (16A, 16B) des genannten Haltekreises (12) gelegt ist.
- 2) Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Haltekreis (12) zwei kreuzweise gekoppelte, erste aktive Elemente (28, 30) umfasst, von denen je ein Anschluss an einen gemeinsamen Knotenpunkt (17) geführt ist, und dass zwecks Steuerung des Haltekreises zwischen den genannten Knotenpunkt (17) und Erde ein zweites aktives Element (32) als Schalter eingefügt ist.
- 3) Schaltunganordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Schaltvorrichtungen (14A, 14B) je ein Glied einer Eimerkettenschaltung mit der erwähnten Speicherkapazität (42A bzw. 42B) enthalten und dass die Speicherkapazität je an einer der Eingangsklemmen (16Abzw. 16B) zum Haltekreis (12) liegt.509888/0795YO 9-73-OSS - 18 -Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Schaltvorrichtungen (14A, 14B) je einen Zusatzschalter (24Abzw. 24B) umfassen, der je die Verbindungsleitung Speicherkapazität/Haltekreis-Eingangsklemme (42A/16A bzw. 42B/16B) an eine Ladestromquelle (+V) anschliesst und seinerseits durch eine Ladespannung (V ) steuerbar ist.Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Steuerspannung für das den dynamischen Haltekreis (12) einschaltende aktive Element (32) eine Rampenspannung (V. ,,) vorgesehen ist.Schaltungsanordnung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapazität am Anschlussknoten (16A, 16B) des Haltekreises (12) auf etwa den zwei- bis dreifachen Wert der Speicherzellenkapazität (21A, 21B) begrenzt und damit klein relativ zur Kapazität der Bit/Leseleitung (en) ist.Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die nach dem Zurückschreiben der Speicherinformation im Anschluss an einen Lesevorgang auf der jeweiligen Bit/Leseleitung verbleibende Spannung zum Wiederaufladen beider Bit/Leseleitungen auf ihren Ausgangswert benützt wird.YO 973-058 - 19 -
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/491,023 US3949381A (en) | 1974-07-23 | 1974-07-23 | Differential charge transfer sense amplifier |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2525225A1 true DE2525225A1 (de) | 1976-02-05 |
DE2525225C2 DE2525225C2 (de) | 1984-02-23 |
Family
ID=23950483
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2525225A Expired DE2525225C2 (de) | 1974-07-23 | 1975-06-06 | Lese-Differentialverstärker für durch elektrische Ladungen dargestellte Bits speichernde Halbleiterspeicher |
Country Status (13)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3949381A (de) |
JP (2) | JPS5539075B2 (de) |
BE (1) | BE830434A (de) |
CA (1) | CA1058321A (de) |
CH (1) | CH594956A5 (de) |
DE (1) | DE2525225C2 (de) |
ES (1) | ES439584A1 (de) |
FR (1) | FR2280247A1 (de) |
GB (1) | GB1495063A (de) |
IT (1) | IT1039030B (de) |
NL (1) | NL7508612A (de) |
SE (1) | SE408500B (de) |
SU (1) | SU673202A3 (de) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2707456A1 (de) * | 1976-02-24 | 1977-09-01 | Tokyo Shibaura Electric Co | Dynamischer ram-speicher/direktzugriffspeicher |
DE2722757A1 (de) * | 1976-05-21 | 1977-12-08 | Western Electric Co | Dynamischer lese-auffrischdetektor |
DE2746385A1 (de) * | 1976-11-17 | 1978-05-18 | Upjohn Co | 3'-aminooxanilat-derivate, diese enthaltende arzneimittel und verwendung der 3'-aminooxanilat-derivate zur prophylaxe von allergien sowie verfahren zur herstellung der 3'-aminooxanilat- derivate |
DE2901233A1 (de) * | 1978-01-16 | 1979-07-19 | Western Electric Co | Dynamischer lese-auffrischdetektor |
DE2801255A1 (de) * | 1978-01-12 | 1979-07-19 | Siemens Ag | Bewerterschaltung fuer halbleiterspeicher |
DE2912328A1 (de) * | 1978-03-31 | 1979-10-04 | Hitachi Ltd | Speichersystem mit stabilisiertem leseverstaerker |
Families Citing this family (36)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1523752A (en) * | 1974-08-28 | 1978-09-06 | Siemens Ag | Dynamic semiconductor data stores |
US4168537A (en) * | 1975-05-02 | 1979-09-18 | Tokyo Shibaura Electric Co., Ltd. | Nonvolatile memory system enabling nonvolatile data transfer during power on |
JPS51139220A (en) * | 1975-05-28 | 1976-12-01 | Hitachi Ltd | Sense amplifier |
US4158891A (en) * | 1975-08-18 | 1979-06-19 | Honeywell Information Systems Inc. | Transparent tri state latch |
US3983544A (en) * | 1975-08-25 | 1976-09-28 | International Business Machines Corporation | Split memory array sharing same sensing and bit decode circuitry |
DE2541686A1 (de) * | 1975-09-18 | 1977-03-24 | Siemens Ag | Regenerierschaltung fuer ladungsgekoppelte elemente |
US4031415A (en) * | 1975-10-22 | 1977-06-21 | Texas Instruments Incorporated | Address buffer circuit for semiconductor memory |
US4039861A (en) * | 1976-02-09 | 1977-08-02 | International Business Machines Corporation | Cross-coupled charge transfer sense amplifier circuits |
US4038567A (en) * | 1976-03-22 | 1977-07-26 | International Business Machines Corporation | Memory input signal buffer circuit |
US4045783A (en) * | 1976-04-12 | 1977-08-30 | Standard Microsystems Corporation | Mos one transistor cell ram having divided and balanced bit lines, coupled by regenerative flip-flop sense amplifiers, and balanced access circuitry |
US4081701A (en) * | 1976-06-01 | 1978-03-28 | Texas Instruments Incorporated | High speed sense amplifier for MOS random access memory |
JPS52152128A (en) * | 1976-06-14 | 1977-12-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Minute signal detection circuit |
DE2630797C2 (de) * | 1976-07-08 | 1978-08-10 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Funktionsgenerator zur Erzeugung einer Spannung an einem Knoten, an den den Bitleitungen eines MOS-Speichers zugeordnete Flip-Flops aus MOS-Transistoren angeschlossen sind |
DE2712735B1 (de) * | 1977-03-23 | 1978-09-14 | Ibm Deutschland | Lese-/Schreibzugriffschaltung zu Speicherzellen eines Speichers und Verfahren zu ihrem Betrieb |
JPS53123039A (en) * | 1977-04-01 | 1978-10-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Detection circuit for signal voltage |
US4134151A (en) * | 1977-05-02 | 1979-01-09 | Electronic Memories & Magnetics Corporation | Single sense line memory cell |
US4160275A (en) * | 1978-04-03 | 1979-07-03 | International Business Machines Corporation | Accessing arrangement for memories with small cells |
DE2919166C2 (de) * | 1978-05-12 | 1986-01-02 | Nippon Electric Co., Ltd., Tokio/Tokyo | Speichervorrichtung |
US4239993A (en) * | 1978-09-22 | 1980-12-16 | Texas Instruments Incorporated | High performance dynamic sense amplifier with active loads |
US4370575A (en) * | 1978-09-22 | 1983-01-25 | Texas Instruments Incorporated | High performance dynamic sense amplifier with active loads |
JPS5545188A (en) * | 1978-09-27 | 1980-03-29 | Nec Corp | Dynamic random access memory unit |
JPS5931155B2 (ja) * | 1979-10-11 | 1984-07-31 | インターナシヨナルビジネス マシーンズ コーポレーシヨン | 感知増幅回路 |
US4279023A (en) * | 1979-12-19 | 1981-07-14 | International Business Machines Corporation | Sense latch |
EP0084844B1 (de) * | 1982-01-20 | 1986-07-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | FET-Schaltungen |
JPS61145794A (ja) * | 1984-12-19 | 1986-07-03 | Nec Corp | 半導体メモリの駆動方法 |
US4816706A (en) * | 1987-09-10 | 1989-03-28 | International Business Machines Corporation | Sense amplifier with improved bitline precharging for dynamic random access memory |
US5270591A (en) * | 1992-02-28 | 1993-12-14 | Xerox Corporation | Content addressable memory architecture and circuits |
US5532623A (en) * | 1994-10-21 | 1996-07-02 | Waferscale Integration, Inc. | Sense amplifier with read current tracking and zero standby power consumption |
US5525918A (en) * | 1994-12-27 | 1996-06-11 | Alliance Semiconductor Corporation | Pre-sense amplifier for monolithic memories |
KR100264075B1 (ko) | 1997-06-20 | 2000-08-16 | 김영환 | 전하 증폭 비트 라인 센스 앰프 |
US7023243B2 (en) * | 2002-05-08 | 2006-04-04 | University Of Southern California | Current source evaluation sense-amplifier |
US6606049B1 (en) * | 2002-08-02 | 2003-08-12 | Ami Semiconductor, Inc. | Analog to digital converters based on transconveyance amplifiers |
US7263016B1 (en) | 2004-06-07 | 2007-08-28 | Virage Logic Corporation | Method and system for pre-charging and biasing a latch-type sense amplifier |
WO2007099623A1 (ja) * | 2006-03-01 | 2007-09-07 | Renesas Technology Corp. | 半導体記憶装置 |
CN103559903B (zh) * | 2013-10-25 | 2016-09-28 | 中国科学院微电子研究所 | 一种灵敏放大器 |
US11037621B2 (en) * | 2018-12-26 | 2021-06-15 | Micron Technology, Inc. | Sensing techniques using a charge transfer device |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3514765A (en) * | 1969-05-23 | 1970-05-26 | Shell Oil Co | Sense amplifier comprising cross coupled mosfet's operating in a race mode for single device per bit mosfet memories |
DE2148896A1 (de) * | 1971-09-30 | 1973-04-12 | Siemens Ag | Halbleiterspeicher mit eintransistor-speicherelementen und mit flipflop-schaltung zur informationsbewertung und -regenerierung |
US3760381A (en) * | 1972-06-30 | 1973-09-18 | Ibm | Stored charge memory detection circuit |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3678473A (en) * | 1970-06-04 | 1972-07-18 | Shell Oil Co | Read-write circuit for capacitive memory arrays |
US3771147A (en) * | 1972-12-04 | 1973-11-06 | Bell Telephone Labor Inc | Igfet memory system |
-
1974
- 1974-07-23 US US05/491,023 patent/US3949381A/en not_active Expired - Lifetime
-
1975
- 1975-05-26 CH CH670475A patent/CH594956A5/xx not_active IP Right Cessation
- 1975-06-03 FR FR7518149A patent/FR2280247A1/fr active Granted
- 1975-06-06 DE DE2525225A patent/DE2525225C2/de not_active Expired
- 1975-06-17 IT IT24423/75A patent/IT1039030B/it active
- 1975-06-19 BE BE157502A patent/BE830434A/xx not_active IP Right Cessation
- 1975-06-23 GB GB26502/75A patent/GB1495063A/en not_active Expired
- 1975-06-24 JP JP7711975A patent/JPS5539075B2/ja not_active Expired
- 1975-07-07 CA CA230,887A patent/CA1058321A/en not_active Expired
- 1975-07-18 NL NL7508612A patent/NL7508612A/xx not_active Application Discontinuation
- 1975-07-21 ES ES439584A patent/ES439584A1/es not_active Expired
- 1975-07-21 SU SU752156922A patent/SU673202A3/ru active
- 1975-07-22 SE SE7508311A patent/SE408500B/xx not_active IP Right Cessation
-
1979
- 1979-07-13 JP JP54088394A patent/JPS58116B2/ja not_active Expired
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3514765A (en) * | 1969-05-23 | 1970-05-26 | Shell Oil Co | Sense amplifier comprising cross coupled mosfet's operating in a race mode for single device per bit mosfet memories |
DE2148896A1 (de) * | 1971-09-30 | 1973-04-12 | Siemens Ag | Halbleiterspeicher mit eintransistor-speicherelementen und mit flipflop-schaltung zur informationsbewertung und -regenerierung |
US3760381A (en) * | 1972-06-30 | 1973-09-18 | Ibm | Stored charge memory detection circuit |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
1972 IEEE International Solid-State Circuits Conference, Digest of Technical Papers, S. 56/57 * |
Electronics, 13. Sept. 1973, S. 119/120 * |
IBM TDB, Bd. 16, Nr. 9, Februar 1974, S. 2792/2793 * |
In Betracht gezogene ältere Anmeldung: DE-OS 24 22 136 * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2707456A1 (de) * | 1976-02-24 | 1977-09-01 | Tokyo Shibaura Electric Co | Dynamischer ram-speicher/direktzugriffspeicher |
DE2722757A1 (de) * | 1976-05-21 | 1977-12-08 | Western Electric Co | Dynamischer lese-auffrischdetektor |
DE2746385A1 (de) * | 1976-11-17 | 1978-05-18 | Upjohn Co | 3'-aminooxanilat-derivate, diese enthaltende arzneimittel und verwendung der 3'-aminooxanilat-derivate zur prophylaxe von allergien sowie verfahren zur herstellung der 3'-aminooxanilat- derivate |
DE2801255A1 (de) * | 1978-01-12 | 1979-07-19 | Siemens Ag | Bewerterschaltung fuer halbleiterspeicher |
DE2901233A1 (de) * | 1978-01-16 | 1979-07-19 | Western Electric Co | Dynamischer lese-auffrischdetektor |
DE2912328A1 (de) * | 1978-03-31 | 1979-10-04 | Hitachi Ltd | Speichersystem mit stabilisiertem leseverstaerker |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2280247A1 (fr) | 1976-02-20 |
BE830434A (fr) | 1975-10-16 |
JPS5119943A (de) | 1976-02-17 |
CA1058321A (en) | 1979-07-10 |
DE2525225C2 (de) | 1984-02-23 |
SE408500B (sv) | 1979-06-11 |
GB1495063A (en) | 1977-12-14 |
SU673202A3 (ru) | 1979-07-05 |
IT1039030B (it) | 1979-12-10 |
CH594956A5 (de) | 1978-01-31 |
FR2280247B1 (de) | 1977-07-22 |
JPS58116B2 (ja) | 1983-01-05 |
ES439584A1 (es) | 1977-02-16 |
SE7508311L (sv) | 1976-01-26 |
US3949381A (en) | 1976-04-06 |
NL7508612A (nl) | 1976-01-27 |
JPS5539075B2 (de) | 1980-10-08 |
JPS5512600A (en) | 1980-01-29 |
AU8328875A (en) | 1977-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2525225A1 (de) | Schaltungsanordnung zur anzeige der verschiebung elektrischer ladung | |
DE2650479C2 (de) | Speicheranordnung mit Ladungsspeicherzellen | |
DE2659248C3 (de) | Dynamischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff | |
DE2556831C2 (de) | Matrixspeicher und Verfahren zu seinem Betrieb | |
DE2527486C3 (de) | Verfahren zur Prüfung bistabiler Speicherzellen | |
DE3802363A1 (de) | Halbleiterspeicher | |
DE2634089B2 (de) | Schaltungsanordnung zum erfassen schwacher signale | |
DE2721851A1 (de) | Verriegelnder leseverstaerker fuer halbleiterspeicheranordnungen | |
DE2621654C3 (de) | Speicheranordnung mit Feldeffekt- Transistoren | |
DE2707456C3 (de) | ||
DE2628383A1 (de) | Monolithischer halbleiterspeicher fuer wahlfreien zugriff mit abfuehlschaltungen | |
DE2708702A1 (de) | Selektionstreiberschaltung | |
DE1774708B2 (de) | ||
DE2845100C3 (de) | Speicherschaltung | |
DE2655999A1 (de) | Speicherzelle mit transistoren, die mit verschiedenen schwellenwertspannungen arbeiten | |
DE2646653C3 (de) | ||
DE2422136A1 (de) | Speicherschaltung mit einzeltransistorspeicherzellen | |
DE3329096C2 (de) | ||
DE2842690C2 (de) | ||
DE2424858A1 (de) | Integrierte treiberschaltung | |
EP1153394B1 (de) | Verfahren zum betrieb einer speicherzellenanordnung mit selbstverstärkenden dynamischen speicherzellen | |
DE2359153A1 (de) | Integrierte treiberschaltung zur anwendung in einem halbleiterspeicher | |
DE3529476C2 (de) | ||
DE3050249C2 (de) | Integrierte statische Speicherzelle | |
EP0045399B1 (de) | Monolithisch integrierter Halbleiterspeicher |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OD | Request for examination | ||
8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: BUSCH, R., DIPL.-ING., PAT.-ANW., 7030 BOEBLINGEN |
|
8126 | Change of the secondary classification |
Ipc: ENTFAELLT |
|
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |