JP2001076491A - Latch type sense amplifier - Google Patents

Latch type sense amplifier

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JP2001076491A
JP2001076491A JP25100199A JP25100199A JP2001076491A JP 2001076491 A JP2001076491 A JP 2001076491A JP 25100199 A JP25100199 A JP 25100199A JP 25100199 A JP25100199 A JP 25100199A JP 2001076491 A JP2001076491 A JP 2001076491A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable to perform surely latch of complementary signals having minute potential difference even when threshold voltage of a pair of field effect transistors being a driving element are unbalanced, with respect to a latch type sense amplifier incorporated and used in a semiconductor device requiring a circuit for amplifying a complementary signal having minute potential difference. SOLUTION: nMOS transistors 27, 29 having a large ON-resistance value are temporarily turned on before data are read out from a memory cell, a minute current is made to flow in nMOS transistors 22, 23 being a driving element, potentials of nodes N6, N7 are temporarily lowered, even when threshold voltage Vth22, Vth23 of nMOS transistors are unbalanced, source potentials of the nMOS transistors 22 23 are set to a potential at which normal latch operation can be performed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、微小電圧差の相補
信号を増幅するための回路を必要とする半導体装置、た
とえば、SRAM(Static Random Access Memory)や
DRAM(DynamicRandom Access Memory)やROM(R
ead Only Memory)等に搭載して使用されるラッチ型セ
ンスアンプに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device requiring a circuit for amplifying a complementary signal having a small voltage difference, for example, an SRAM (Static Random Access Memory), a DRAM (Dynamic Random Access Memory) or a ROM (R).
The present invention relates to a latch type sense amplifier mounted and used in an ead only memory).

【0002】携帯電話などの携帯機器に使用されるLS
Iは、高速性を損なわずに消費電力を低減化することが
求められている。消費電力の低減化を図るには、電源電
圧を下げることが有効であり、また、定常的に電流が流
れる回路方式を避けることが望ましい。
LS used for portable equipment such as portable telephones
I is required to reduce power consumption without impairing high-speed performance. In order to reduce power consumption, it is effective to lower the power supply voltage, and it is desirable to avoid a circuit system in which current flows constantly.

【0003】たとえば、SRAMにおいては、対をなす
ビット線間の微小電圧差を増幅するためのセンスアンプ
として、カレントミラー型差動アンプが使用されてきた
が、カレントミラー型差動アンプは定常的に電流が流れ
てしまい、かつ、低電源電圧で高速動作させることが困
難である。そこで、近時、カレントミラー型差動アンプ
に代わり、ラッチ型センスアンプが使用されるようにな
ってきた。
For example, in an SRAM, a current mirror type differential amplifier has been used as a sense amplifier for amplifying a minute voltage difference between a pair of bit lines. Therefore, it is difficult to operate at a high speed with a low power supply voltage. Therefore, recently, a latch type sense amplifier has been used instead of the current mirror type differential amplifier.

【0004】[0004]

【従来の技術】図10は従来のラッチ型センスアンプの
一例を備えるSRAMの一部分を示す回路図であり、図
10中、WLはワード線、BL、/BLは対をなすビッ
ト線である。
2. Description of the Related Art FIG. 10 is a circuit diagram showing a part of an SRAM having an example of a conventional latch type sense amplifier. In FIG. 10, WL is a word line, and BL and / BL are a pair of bit lines.

【0005】また、1は6トランジスタ型(完全CMO
S型)のメモリセルであり、2は電源電圧VDDを供給
するVDD電源線、3、4はpMOSトランジスタ、5
〜8はnMOSトランジスタである。
Further, 1 is a 6-transistor type (complete CMO)
S-type) memory cell, 2 is a VDD power supply line for supplying a power supply voltage VDD, 3 and 4 are pMOS transistors, 5
-8 are nMOS transistors.

【0006】また、9はビット線BL、/BLを必要に
応じて電源電圧VDDにクランプするためのビット線ク
ランプ回路であり、10、11はVDD電源線、12、
13はpMOSトランジスタ、CLK1はビット線クラ
ンプ回路9を駆動する内部クロックである。
Reference numeral 9 denotes a bit line clamp circuit for clamping the bit lines BL and / BL to a power supply voltage VDD as required. Reference numerals 10 and 11 denote VDD power supply lines, 12 and
13 is a pMOS transistor, and CLK1 is an internal clock for driving the bit line clamp circuit 9.

【0007】また、14は従来のラッチ型センスアンプ
の一例であり、15はVDD電源線、16〜21はpM
OSトランジスタ、22〜24はnMOSトランジス
タ、DO、/DOはセンスアンプ出力、CLK2はラッ
チ型センスアンプ14を駆動する内部クロックである。
Reference numeral 14 denotes an example of a conventional latch-type sense amplifier. Reference numeral 15 denotes a VDD power supply line;
OS transistors, 22 to 24 are nMOS transistors, DO and / DO are sense amplifier outputs, and CLK2 is an internal clock for driving the latch type sense amplifier 14.

【0008】なお、ビット線BL、/BLには、メモリ
セル1のほか、多数のメモリセルが接続されており、大
きな寄生容量が付いている。また、ビット線BL、/B
Lには、書き込み回路が接続されており、選択されたメ
モリセルへの書き込みが行われる。
The bit lines BL and / BL are connected to a large number of memory cells in addition to the memory cell 1, and have a large parasitic capacitance. Also, bit lines BL, / B
A writing circuit is connected to L, and writing to a selected memory cell is performed.

【0009】また、実際には、ビット線BL、/BLを
含む複数のビット線対が存在し、これら複数のビット線
対とラッチ型センスアンプ14との間にはコラムスイッ
チが設けられており、複数のビット線対の中から選択さ
れた一つのビット線対がラッチ型センスアンプ14に接
続されるが、ここでは、説明を簡単にするため、ビット
線BL、/BL以外のビット線対及びコラムスイッチ
は、図示を省略している。したがって、図10は、ビッ
ト線BL、/BLが選択されている状態と等価となって
いる。
Actually, there are a plurality of bit line pairs including bit lines BL and / BL, and a column switch is provided between the plurality of bit line pairs and the latch type sense amplifier 14. , One bit line pair selected from the plurality of bit line pairs is connected to the latch type sense amplifier 14, but here, for the sake of simplicity, the bit line pairs other than the bit lines BL and / BL are connected. The illustration of the column switches is omitted. Therefore, FIG. 10 is equivalent to a state where the bit lines BL and / BL are selected.

【0010】図11は図10に示す従来のラッチ型セン
スアンプ14の動作を説明するための波形図であり、ワ
ード線WLの電位と、内部クロックCLK1、CLK2
と、ビット線BL、/BLの電位と、センスアンプ出力
DO、/DOと、ラッチ型センスアンプ14内のnMO
Sトランジスタ22、23の共通ソースであるノードN
1の電位を示している。
FIG. 11 is a waveform diagram for explaining the operation of the conventional latch type sense amplifier 14 shown in FIG. 10, and shows the potential of the word line WL and the internal clocks CLK1 and CLK2.
, Potentials of bit lines BL and / BL, sense amplifier outputs DO and / DO, and nMO in latch type sense amplifier 14.
Node N which is a common source of S transistors 22 and 23
1 is shown.

【0011】なお、メモリセル1においては、pMOS
トランジスタ3=OFF、pMOSトランジスタ4=O
N、nMOSトランジスタ5=ON、nMOSトランジ
スタ6=OFFであり、ノードN2がLレベル、ノード
N3がHレベルとされているものとしている。
In the memory cell 1, the pMOS
Transistor 3 = OFF, pMOS transistor 4 = O
N, nMOS transistor 5 = ON, nMOS transistor 6 = OFF, node N2 is at L level, and node N3 is at H level.

【0012】ここに、従来のラッチ型センスアンプ14
を備えるSRAMにおいては、メモリセル1からのデー
タ読み出しの開始タイミングである時刻T1の前は、ワ
ード線WL及び内部クロックCLK1、CLK2はLレ
ベルとされる。
Here, the conventional latch type sense amplifier 14
Before the time T1, which is the start timing of reading data from the memory cell 1, the word line WL and the internal clocks CLK1 and CLK2 are at the L level.

【0013】そして、メモリセル1からのデータ読み出
しの開始タイミングである時刻T1になると、ワード線
WL及び内部クロックCLK1がHレベルとされ、更
に、その後、ラッチ型センスアンプ14を駆動するタイ
ミングである時刻T2になると、内部クロックCLK2
がHレベルとされる。
At time T1, which is the start timing of reading data from the memory cell 1, the word line WL and the internal clock CLK1 are set to the H level, and thereafter, it is the timing to drive the latch type sense amplifier 14. At time T2, the internal clock CLK2
Are set to the H level.

【0014】そして、ラッチ型センスアンプ14の駆動
を終了させるタイミングである時刻T3になると、ワー
ド線WL及び内部クロックCLK1、CLK2はLレベ
ルに戻される。
Then, at time T3 when the drive of the latch type sense amplifier 14 is completed, the word line WL and the internal clocks CLK1 and CLK2 are returned to the L level.

【0015】ここに、ワード線WL及び内部クロックC
LK1、CLK2がLレベルとされているメモリセル1
からのデータ読み出し前の定常状態時は、メモリセル1
においては、nMOSトランジスタ7、8=OFF、ビ
ット線クランプ回路9においては、pMOSトランジス
タ12、13=ON、ラッチ型センスアンプ14におい
ては、pMOSトランジスタ18〜21=ON、nMO
Sトランジスタ24=OFFとなっている。
Here, the word line WL and the internal clock C
Memory cell 1 in which LK1 and CLK2 are at L level
In the steady state before reading data from memory cell 1,
, NMOS transistors 7 and 8 = OFF, pMOS transistors 12 and 13 = ON in bit line clamp circuit 9, pMOS transistors 18 to 21 = ON in latch type sense amplifier 14, nMO
The S transistor 24 is off.

【0016】この結果、ビット線BL、/BLは、それ
ぞれ、pMOSトランジスタ12、13を介して電源電
圧VDDにクランプされ、センスアンプ出力DO、/D
Oも電源電圧VDDにクランプされる。
As a result, the bit lines BL and / BL are clamped to the power supply voltage VDD via the pMOS transistors 12 and 13, respectively, and the sense amplifier outputs DO and / D
O is also clamped to the power supply voltage VDD.

【0017】また、nMOSトランジスタ22、23
は、nMOSトランジスタ24がOFFとされているた
め、ノードN1の電位をVDD−Vthまで引き上げた状
態でOFFしている。但し、VthはnMOSトランジス
タ22、23のスレッショルド電圧である。また、セン
スアンプ出力DO、/DOは電源電圧VDDにクランプ
されているので、pMOSトランジスタ16、17はO
FFしている。
The nMOS transistors 22 and 23
Is turned off with the potential of the node N1 raised to VDD-Vth because the nMOS transistor 24 is turned off. Here, Vth is a threshold voltage of the nMOS transistors 22 and 23. Also, since the sense amplifier outputs DO and / DO are clamped to the power supply voltage VDD, the pMOS transistors 16 and 17
FF.

【0018】この状態から、メモリセル1が選択され、
時刻T1で、ワード線WL及び内部クロックCLK1が
Hレベルとされると、メモリセル1においては、nMO
Sトランジスタ7、8=ON、ビット線クランプ回路9
においては、pMOSトランジスタ12、13=OFF
となり、ビット線BL、/BLは、メモリセル1と接続
されると共に、ビット線クランプ回路9から解放され
る。
From this state, the memory cell 1 is selected,
At time T1, when the word line WL and the internal clock CLK1 are set to the H level, in the memory cell 1, nMO
S transistors 7, 8 = ON, bit line clamp circuit 9
, The pMOS transistors 12, 13 = OFF
The bit lines BL and / BL are connected to the memory cell 1 and released from the bit line clamp circuit 9.

【0019】この結果、ビット線BLからnMOSトラ
ンジスタ7、5を通して接地側にセル電流が流れ、ビッ
ト線BLの寄生容量の電荷が放電され、ビット線BLの
電位が電源電圧VDDからゆっくりと引き下げられる。
As a result, a cell current flows from the bit line BL to the ground through the nMOS transistors 7 and 5, the charge of the parasitic capacitance of the bit line BL is discharged, and the potential of the bit line BL is slowly lowered from the power supply voltage VDD. .

【0020】他方、メモリセル1内のノードN3の電位
は、電源電圧VDDに維持されるので、ビット線/BL
の寄生容量の電荷は放電されず、ビット線/BLの電位
は電源電圧VDDに維持される。
On the other hand, since the potential of node N3 in memory cell 1 is maintained at power supply voltage VDD, bit line / BL
Is not discharged, and the potential of the bit line / BL is maintained at the power supply voltage VDD.

【0021】また、ラッチ型センスアンプ14において
は、pMOSトランジスタ18、19=OFFとなり、
それまで電源電圧VDDにクランプされていたセンスア
ンプ出力DO、/DOが解放される。
In the latch type sense amplifier 14, the pMOS transistors 18 and 19 are turned off.
The sense amplifier outputs DO and / DO which have been clamped to the power supply voltage VDD are released.

【0022】この結果、センスアンプ出力DOの電位
は、ビット線BLの電位に追従して、電源電圧VDDか
らゆっくりと引き下げられる。他方、センスアンプ出力
/DOの電位は、ビット線/BLと同様に、電源電圧V
DDに維持される。
As a result, the potential of the sense amplifier output DO is slowly lowered from the power supply voltage VDD following the potential of the bit line BL. On the other hand, the potential of sense amplifier output / DO is equal to power supply voltage V
DD is maintained.

【0023】なお、nMOSトランジスタ22、23
は、内部クロックCLK2がLレベルで、nMOSトラ
ンジスタ24がOFFとされているため、ノードN1の
電位をVDD−Vthまで引き上げた状態でOFFを維持
する。
The nMOS transistors 22 and 23
Since the internal clock CLK2 is at the L level and the nMOS transistor 24 is OFF, the OFF state is maintained with the potential of the node N1 raised to VDD-Vth.

【0024】また、センスアンプ出力DOの電位は、ラ
ッチ型センスアンプ14が駆動される前までに、電源電
圧VDDより僅かに、たとえば、100mV程度引き下
げられるだけであり、ラッチ型センスアンプ14が駆動
されるまで、pMOSトランジスタ16、17はOFF
状態を維持する。
Further, the potential of the sense amplifier output DO is only slightly lowered, for example, about 100 mV from the power supply voltage VDD before the latch type sense amplifier 14 is driven. Until the pMOS transistors 16 and 17 are turned off
Maintain state.

【0025】そして、ラッチ型センスアンプ14を駆動
するタイミング、すなわち、ビット線BL、/BL間の
電圧差ΔVBLがある値(例えば、100mV程度)に
なるタイミングである時刻T2となり、内部クロックC
LK2がHレベルとされると、pMOSトランジスタ2
0、21=OFFとなり、ノードN4、N5がビット線
BL、/BLと切り離されると共に、nMOSトランジ
スタ24=ONとなり、ノードN1の電位が接地電圧G
NDに引き下げられる。
Then, the timing for driving the latch type sense amplifier 14, that is, the timing T2 at which the voltage difference .DELTA.VBL between the bit lines BL and / BL becomes a certain value (for example, about 100 mV), becomes the internal clock C.
When LK2 is set to the H level, the pMOS transistor 2
0, 21 = OFF, the nodes N4, N5 are disconnected from the bit lines BL, / BL, the nMOS transistor 24 is turned ON, and the potential of the node N1 is set to the ground voltage G.
Reduced to ND.

【0026】ここに、nMOSトランジスタ22、23
の共通ソースであるノードN1の電位が接地電圧GND
に引き下げられると、nMOSトランジスタ22、23
は、ONし始めるが、センスアンプ出力DOの電位=V
DD−ΔVBL、センスアンプ出力/DOの電位=VD
Dとなっているので、nMOSトランジスタ22が先に
ONし、センスアンプ出力DOを急速に引き下げること
になる。
Here, the nMOS transistors 22 and 23
Of the node N1 which is the common source of the
Are reduced to nMOS transistors 22 and 23
Starts to turn on, but the potential of the sense amplifier output DO = V
DD−ΔVBL, potential of sense amplifier output / DO = VD
Since it is D, the nMOS transistor 22 is turned on first, and the sense amplifier output DO is rapidly reduced.

【0027】これに対して、nMOSトランジスタ23
は、nMOSトランジスタ22に遅れてONし始め、セ
ンスアンプ出力/DOを引き下げ始めるが、そのゲート
に印加されているセンスアンプ出力DOがnMOSトラ
ンジスタ22により急速に引き下げられるため、直ちに
OFFとなり、それ以上、センスアンプ出力/DOを引
き下げることはない。
On the other hand, the nMOS transistor 23
Starts turning on later than the nMOS transistor 22 and starts lowering the sense amplifier output / DO. However, since the sense amplifier output DO applied to its gate is rapidly lowered by the nMOS transistor 22, it turns off immediately, and , The sense amplifier output / DO is not reduced.

【0028】また、ラッチ型センスアンプ14の駆動前
にはOFF状態とされていたpMOSトランジスタ1
6、17のうち、急速に引き下げられるセンスアンプ出
力DOをゲートに印加されているpMOSトランジスタ
17はONし、センスアンプ出力/DOを電源電圧VD
Dに戻すことになる。
Further, the pMOS transistor 1 which was turned off before the latch type sense amplifier 14 was driven is turned off.
6 and 17, the pMOS transistor 17 whose gate is applied with the sense amplifier output DO which is rapidly lowered is turned on, and the sense amplifier output / DO is connected to the power supply voltage VD.
D will be returned.

【0029】また、pMOSトランジスタ16は、ゲー
トに印加されているセンスアンプ出力/DOが僅かに引
き下げられた後、直ちに電源電圧VDDに戻るため、O
FFのままであり、センスアンプ出力DOがノードN1
によって接地電圧GNDまで引き下げられることを阻害
することはない。
Since the pMOS transistor 16 returns to the power supply voltage VDD immediately after the sense amplifier output / DO applied to the gate is slightly lowered,
The sense amplifier output DO remains at the node N1
Does not prevent the voltage from being lowered to the ground voltage GND.

【0030】このようにして、ラッチ型センスアンプ1
4は、ビット線BL、/BL間の微小電圧差ΔVBLを
増幅して、GNDレベルのセンスアンプ出力DOと、V
DDレベルのセンスアンプ出力/DOとを出力すること
になる。なお、ラッチ型センスアンプ14から出力され
るセンスアンプ出力DO、/DOは図示しないラッチ回
路を介してSRAMの外部に出力されることになる。
As described above, the latch type sense amplifier 1
4 amplifies the small voltage difference ΔVBL between the bit lines BL and / BL, and outputs the sense amplifier output DO of GND level and V
The sense amplifier output / DO at the DD level is output. The sense amplifier outputs DO and / DO output from the latch type sense amplifier 14 are output to the outside of the SRAM via a latch circuit (not shown).

【0031】そして、ラッチ型センスアンプ14の駆動
を終了させるタイミングである時刻T3になり、ワード
線WL及び内部クロックCLK1、CLK2がLレベル
に戻されると、メモリセル1においては、nMOSトラ
ンジスタ7、8=OFFとなり、メモリセル1はビット
線BL、/BLから切り離される。
When the word line WL and the internal clocks CLK1 and CLK2 are returned to the L level at time T3 when the driving of the latch type sense amplifier 14 ends, in the memory cell 1, the nMOS transistor 7 8 = OFF, and the memory cell 1 is disconnected from the bit lines BL and / BL.

【0032】また、ビット線クランプ回路9において
は、pMOSトランジスタ12、13=ON、ラッチ型
センスアンプ14においては、nMOSトランジスタ2
4=OFF、pMOSトランジスタ18〜21=ONと
なり、ビット線BL、/BL及びセンスアンプ出力D
O、/DOの電位が電源電圧VDDに引き戻される。
In the bit line clamp circuit 9, the pMOS transistors 12, 13 = ON, and in the latch type sense amplifier 14, the nMOS transistor 2
4 = OFF, pMOS transistors 18-21 = ON, bit lines BL, / BL and sense amplifier output D
The potentials of O and / DO are returned to the power supply voltage VDD.

【0033】この結果、pMOSトランジスタ16、1
7=OFFとなると共に、nMOSトランジスタ22、
23は、ノードN1の電位をVDD−Vthまで引き下げ
て、OFFとなり、次の読み出し又は書き込みまでの定
常状態に戻ることになる。
As a result, the pMOS transistors 16, 1
7 = OFF, and the nMOS transistor 22
23 turns off the potential of the node N1 to VDD-Vth, and returns to the steady state until the next read or write.

【0034】なお、ここでは、メモリセル1内のノード
N2がLレベル、ノードN3がHレベルの場合の読み出
し動作について述べたが、回路は左右対称とされている
ので、ノードN2がHレベル、ノードN3がLレベルの
場合の読み出し動作は、上記の場合と左右を対称として
同様に行われる。
Here, the read operation when the node N2 in the memory cell 1 is at the L level and the node N3 is at the H level has been described. However, since the circuit is symmetrical, the node N2 is at the H level. The read operation in the case where the node N3 is at the L level is performed in the same manner as in the above case with the left and right symmetrical.

【0035】ここに、ラッチ型センスアンプ14は、定
常状態では電流が流れず、読み出し動作時におけるデー
タ・ラッチの過渡時に電流が流れるだけであり、電力消
費が小さいという利点を有している。
Here, the latch type sense amplifier 14 has the advantage that the current does not flow in the steady state and the current only flows during the transition of the data latch in the read operation, and the power consumption is small.

【0036】[0036]

【発明が解決しようとする課題】ところで、nMOSト
ランジスタ22、23のスレッショルド電圧Vth22、
Vth23が全く等しいならば、ビット線BL、/BL間
に僅かでも電位差が付けば、ラッチ型センスアンプ14
は、メモリセルから読み出されたデータを正しくラッチ
することができる。
By the way, the threshold voltage Vth22 of the nMOS transistors 22 and 23,
If Vth23 is completely equal, if a slight potential difference is applied between bit lines BL and / BL, latch type sense amplifier 14
Can correctly latch data read from a memory cell.

【0037】しかし、実際には、MOSトランジスタの
スレッショルド電圧の製造バラツキを避けることは困難
であり、nMOSトランジスタ22、23のように、近
接した2個のMOSトランジスタ間であっても、そのス
レッショルド電圧Vth22、Vth23に相対的な差が生
じてしまう。このスレッショルド電圧Vth22、Vth2
3のアンバランスは、ゲート長が短くなると、大きくな
る傾向にある。
However, in practice, it is difficult to avoid manufacturing variations in the threshold voltage of the MOS transistor, and even between two adjacent MOS transistors such as the nMOS transistors 22 and 23, the threshold voltage of the MOS transistor cannot be reduced. A relative difference occurs between Vth22 and Vth23. These threshold voltages Vth22, Vth2
The imbalance of No. 3 tends to increase as the gate length decreases.

【0038】図12はnMOSトランジスタ22、23
のスレッショルド電圧Vth22、Vth23が等しくない
場合に発生する問題点、すなわち、従来のラッチ型セン
スアンプ14が有している問題点を説明するための回路
図であり、ここでは、ビット線BL、/BLのうち、ビ
ット線BLが下がる場合を想定している。
FIG. 12 shows nMOS transistors 22 and 23.
Is a circuit diagram for explaining a problem that occurs when the threshold voltages Vth22 and Vth23 are not equal, that is, a problem of the conventional latch-type sense amplifier 14. In this case, the bit lines BL and / It is assumed that the bit line BL of BL is lowered.

【0039】ここに、ラッチ型センスアンプ14の出力
ノードN4、N5は、ラッチ型センスアンプ14が駆動
される直前まで、ビット線BL、/BLに接続されてい
るので、ラッチ型センスアンプ14が駆動される直前で
は、センスアンプ出力DO、/DO間の電圧差は、ビッ
ト線BL、/BL間の電圧差と同様に、ΔVBLとな
る。
Here, the output nodes N4 and N5 of the latch type sense amplifier 14 are connected to the bit lines BL and / BL until immediately before the latch type sense amplifier 14 is driven. Immediately before driving, the voltage difference between the sense amplifier outputs DO and / DO becomes ΔVBL, like the voltage difference between the bit lines BL and / BL.

【0040】この場合、メモリセルから読み出されたデ
ータの正常なラッチは、nMOSトランジスタ22がO
Nすることであるが、nMOSトランジスタ23のゲー
ト電位は、nMOSトランジスタ22のゲート電位より
ΔVBLだけ下がっているので、Vth22≦Vth23の
場合には、ラッチ型センスアンプ14がメモリセルから
読み出されたデータを正常にラッチすることができるこ
とは明らかである。
In this case, the normal latch of the data read from the memory cell is performed when the nMOS transistor 22
However, since the gate potential of the nMOS transistor 23 is lower than the gate potential of the nMOS transistor 22 by ΔVBL, when Vth22 ≦ Vth23, the latch type sense amplifier 14 is read from the memory cell. Obviously, the data can be latched normally.

【0041】そこで、Vth22>Vth23の場合に、ラ
ッチ型センスアンプ14がメモリセルから読み出された
データを正常にラッチすることができる条件を考察する
ことにする。
Therefore, when Vth22> Vth23, a condition under which the latch type sense amplifier 14 can normally latch data read from the memory cell will be considered.

【0042】まず、図11に示す時刻T1においては、
ノードN1の電位は、少なくとも、(VDD−Vth2
2)と(VDD−Vth23)のうち、高い方まで引き上
げられているはずであるが、ここでは、Vth22>Vth
23であることを前提としているので、ノードN1の電
位は、(VDD−Vth23)となる。
First, at time T1 shown in FIG.
The potential of the node N1 is at least (VDD−Vth2
2) and (VDD-Vth23), it should have been raised to the higher one, but here, Vth22> Vth
23, the potential of the node N1 is (VDD-Vth23).

【0043】なお、ノードN1はハイインピーダンス状
態とされ、ノードN1の電位を引き下げる要因がないの
で、ノードN1の電位は、ノイズやnMOSトランジス
タ22、23のリークにより、(VDD−Vth23)以
上に高くなることもある。
Since the node N1 is in a high impedance state and there is no factor for lowering the potential of the node N1, the potential of the node N1 is higher than (VDD-Vth23) due to noise and leakage of the nMOS transistors 22 and 23. It can be.

【0044】次に、時刻T2までに、nMOSトランジ
スタ23は、そのゲート電位が電源電圧VDDからΔV
BLだけ下がるが、ゲート電位が下がっても、そのソー
スであるノードN1は、ハイインピーダンス状態で、電
位を引き下げる要因がないので、ノードN1の電位は、
(VDD−Vth23)か、それ以上のままである。
Next, by the time T2, the nMOS transistor 23 has its gate potential changed from the power supply voltage VDD to ΔV
Although the voltage drops only by BL, even if the gate potential drops, the source node N1 is in a high impedance state and there is no factor for lowering the potential.
(VDD-Vth23) or more.

【0045】ここで、時刻T2で、内部クロックCLK
2がHレベルとなり、nMOSトランジスタ24がON
すると、ノードN1の電位が下がり、nMOSトランジ
スタ22、23がONしようとするが、nMOSトラン
ジスタ22がONするに必要なノードN1の電位は、 VDD−Vth22 であり、nMOSトランジスタ23がONするに必要な
ノードN1の電位は、 VDD−ΔVBL−Vth23 である。
Here, at time T2, the internal clock CLK
2 becomes H level, and the nMOS transistor 24 is turned on.
Then, the potential of the node N1 decreases and the nMOS transistors 22 and 23 try to be turned on. However, the potential of the node N1 required for turning on the nMOS transistor 22 is VDD−Vth22, which is necessary for turning on the nMOS transistor 23. The potential of the node N1 is VDD−ΔVBL−Vth23.

【0046】したがって、nMOSトランジスタ22の
方が先にONする条件は、 VDD−Vth22>VDD−ΔVBL−Vth23 すなわち、 ΔVBL>Vth22−Vth23 となる。
Therefore, the condition for turning on the nMOS transistor 22 first is as follows: VDD−Vth22> VDD−ΔVBL−Vth23, that is, ΔVBL> Vth22−Vth23.

【0047】このことから明らかなことは、メモリセル
から読み出されたデータをラッチ型センスアンプ14で
正常にラッチするためには、ビット線BL、/BL間の
電圧差ΔVBLが(Vth22−Vth23)を越えるまで
待つ必要があるということである。
It is clear from this that the voltage difference ΔVBL between the bit lines BL and / BL must be (Vth22-Vth23) in order for the data read from the memory cell to be normally latched by the latch type sense amplifier 14. ).

【0048】このため、従来のラッチ型センスアンプ1
4においては、内部クロックCLK2を立ち上げるタイ
ミングを早めることができず、SRAMのアクセスタイ
ムの高速化を図ることが困難であるという問題点があっ
た。
Therefore, the conventional latch type sense amplifier 1
In No. 4, there was a problem that the timing of raising the internal clock CLK2 could not be advanced, and it was difficult to shorten the access time of the SRAM.

【0049】なお、nMOSトランジスタ22、23と
して、ゲート長の長いnMOSトランジスタを使用すれ
ば、nMOSトランジスタ22、23のスレッショルド
電圧Vth22、Vth23のアンバランスをある程度は小
さく抑えることはできるが、完全にゼロにすることはで
きない。
If nMOS transistors 22 and 23 having a long gate length are used as the nMOS transistors 22 and 23, the imbalance between the threshold voltages Vth22 and Vth23 of the nMOS transistors 22 and 23 can be suppressed to some extent, but they are completely zero. Can not be.

【0050】本発明は、かかる点に鑑み、駆動素子をな
す一対の電界効果トランジスタのスレッショルド電圧に
アンバランスがある場合であっても、微小電圧差の相補
信号のラッチを確実に行うことができるようにしたラッ
チ型センスアンプ、及び、駆動素子をなす一対の電界効
果トランジスタのスレッショルド電圧にアンバランスが
ある場合であっても、微小電圧差の相補信号のラッチを
確実、かつ、高速に行うことができるようにしたラッチ
型センスアンプを提供することを目的とする。
In view of the above, the present invention can reliably latch a complementary signal having a small voltage difference even when the threshold voltages of a pair of field effect transistors forming a driving element are unbalanced. Even if the threshold voltage of the pair of field effect transistors forming the driving element has an imbalance, the latching of the complementary signal having a small voltage difference can be performed reliably and at high speed. It is an object of the present invention to provide a latch-type sense amplifier capable of performing the following.

【0051】[0051]

【課題を解決するための手段】本発明のラッチ型センス
アンプは、それぞれのゲートとドレインがクロス接続さ
れた一対の電界効果トランジスタと、前記一対の電界効
果トランジスタのそれぞれのドレインと第1の電源との
間に接続された一対の負荷手段及び第1の一対のスイッ
チ手段と、前記一対の電界効果トランジスタのそれぞれ
のソースと第2の電源との間に接続された第2の一対の
スイッチ手段及び前記第2の一対のスイッチ手段のオン
抵抗値より高いオン抵抗値を有する第3の一対のスイッ
チ手段とを備えているというものである。
According to the present invention, there is provided a latch type sense amplifier comprising: a pair of field effect transistors each having a gate and a drain cross-connected; a drain of each of the pair of field effect transistors; And a second pair of switch means connected between a source of each of the pair of field effect transistors and a second power supply. And a third pair of switch means having an on-resistance value higher than the on-resistance value of the second pair of switch means.

【0052】本発明においては、前記一対の電界効果ト
ランジスタのドレイン間に微小電圧差の相補信号を与
え、第1、第3の一対のスイッチ手段をOFF、第2の
一対のスイッチ手段をONとすることにより、微小電圧
差の相補信号のラッチ動作を開始させることができる
が、このラッチ動作開始前に、第1、第3の一対のスイ
ッチ手段を一時的にONとし、前記一対の電界効果トラ
ンジスタに一時的に微小電流を流すことにより、前記一
対の電界効果トランジスタのスレッショルド電圧にアン
バランスがある場合であっても、前記一対の電界効果ト
ランジスタのソース電位を、正常にラッチ動作を行うこ
とができる電位に設定することができる。
In the present invention, a complementary signal having a minute voltage difference is applied between the drains of the pair of field effect transistors, and the first and third pair of switch means are turned off, and the second pair of switch means are turned on. By doing so, the latch operation of the complementary signal of the minute voltage difference can be started, but before the start of the latch operation, the first and third pair of switch means are temporarily turned on, and the pair of field effect Even if a threshold current of the pair of field-effect transistors is unbalanced by temporarily passing a small current through the transistors, the source potentials of the pair of field-effect transistors can be normally latched. Can be set to a potential that allows

【0053】[0053]

【発明の実施の形態】以下、図1〜図9を参照して、本
発明の第1実施形態〜第3実施形態のラッチ型センスア
ンプについて説明する。なお、図1、図4、図8におい
て、図10に対応する部分には同一符号を付し、その重
複説明は省略する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a latch type sense amplifier according to first to third embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 4, and 8, portions corresponding to FIG. 10 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

【0054】第1実施形態・・図1〜図3 図1は本発明の第1実施形態のラッチ型センスアンプを
備えるSRAMの一部分を示す回路図であり、図1中、
符号25を付した部分が本発明の第1実施形態のラッチ
型センスアンプである。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a part of an SRAM having a latch type sense amplifier according to a first embodiment of the present invention.
The portion denoted by reference numeral 25 is the latch type sense amplifier according to the first embodiment of the present invention.

【0055】本発明の第1実施形態のラッチ型センスア
ンプ25は、nMOSトランジスタ22、23のソース
を分離し、nMOSトランジスタ22のソースと接地と
の間にnMOSトランジスタ26、27を接続すると共
に、nMOSトランジスタ23のソースと接地との間に
nMOSトランジスタ28、29を接続し、その他につ
いては、図10に示す従来のラッチ型センスアンプ14
と同様に構成したものである。
In the latch type sense amplifier 25 according to the first embodiment of the present invention, the sources of the nMOS transistors 22 and 23 are separated, and the nMOS transistors 26 and 27 are connected between the source of the nMOS transistor 22 and the ground. The nMOS transistors 28 and 29 are connected between the source of the nMOS transistor 23 and the ground, and the others are connected to the conventional latch type sense amplifier 14 shown in FIG.
It is configured similarly to.

【0056】ここに、nMOSトランジスタ26、28
は、ON時に、それぞれ、nMOSトランジスタ22、
23のソース電位を接地電圧に引き下げることができる
サイズとされ、nMOSトランジスタ27、29は、例
えば、ゲート長が大きくされるか、ゲート幅が小さくさ
れることにより、ON抵抗値を高抵抗値とされ、ON時
に、それぞれ、微小なドレイン電流が流れるように構成
されている。
Here, the nMOS transistors 26 and 28
Are turned on when nMOS transistors 22
The nMOS transistors 27 and 29 have an ON resistance value of a high resistance value, for example, by increasing the gate length or decreasing the gate width. Then, at the time of ON, each is configured so that a minute drain current flows.

【0057】また、nMOSトランジスタ26、28は
内部クロックCLK2によりON、OFFが制御され、
nMOSトランジスタ27、29は内部クロックCLK
3によりON、OFFが制御される。
The ON and OFF of the nMOS transistors 26 and 28 are controlled by the internal clock CLK2.
The nMOS transistors 27 and 29 are connected to the internal clock CLK.
3 controls ON and OFF.

【0058】図2及び図3はそれぞれ本発明の第1実施
形態のラッチ型センスアンプ25の動作を説明するため
の波形図及び回路図であり、図2はワード線WLの電位
と、内部クロックCLK1〜CLK3と、ビット線B
L、/BLの電位と、センスアンプ出力DO、/DO
と、nMOSトランジスタ22、23のソースであるノ
ードN6、N7の電位を示している。なお、図3におい
て、30、31はそれぞれnMOSトランジスタ27、
29のON抵抗を示している。
FIGS. 2 and 3 are a waveform diagram and a circuit diagram, respectively, for explaining the operation of the latch type sense amplifier 25 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 shows the potential of the word line WL and the internal clock. CLK1 to CLK3 and bit line B
L, / BL potential and sense amplifier outputs DO, / DO
And the potentials of the nodes N6 and N7 which are the sources of the nMOS transistors 22 and 23. In FIG. 3, reference numerals 30 and 31 denote nMOS transistors 27,
29 shows the ON resistance.

【0059】この例でも、メモリセル1においては、p
MOSトランジスタ3=OFF、pMOSトランジスタ
4=ON、nMOSトランジスタ5=ON、nMOSト
ランジスタ6=OFFであり、ノードN2がLレベル、
ノードN3がHレベルとされているものとしている。
Also in this example, in the memory cell 1, p
MOS transistor 3 = OFF, pMOS transistor 4 = ON, nMOS transistor 5 = ON, nMOS transistor 6 = OFF, node N2 is at L level,
It is assumed that the node N3 is at the H level.

【0060】ここに、本発明の第1実施形態のラッチ型
センスアンプ25を備えるSRAMにおいては、メモリ
セル1からのデータ読み出しの開始タイミングである時
刻T1の所定時間前の時刻T4の前は、ワード線WL及
び内部クロックCLK1〜CLK3はLレベルとされ
る。
Here, in the SRAM including the latch type sense amplifier 25 according to the first embodiment of the present invention, before the time T4, which is a predetermined time before the time T1, which is the start timing of reading data from the memory cell 1, Word line WL and internal clocks CLK1 to CLK3 are at L level.

【0061】そして、メモリセル1からのデータの読み
出しに先立って、時刻T4から時刻T5の間、内部クロ
ックCLK3が一時的にHレベルとされる。
Prior to reading data from memory cell 1, internal clock CLK3 is temporarily set to an H level from time T4 to time T5.

【0062】そして、メモリセル1からのデータ読み出
しの開始タイミングである時刻T1になると、ワード線
WL及び内部クロックCLK1がHレベルとされ、更
に、その後、本発明の第1実施形態のラッチ型センスア
ンプ25を駆動するタイミングである時刻T2になる
と、内部クロックCLK2がHレベルとされる。
At time T1, which is the start timing of reading data from the memory cell 1, the word line WL and the internal clock CLK1 are set to the H level, and thereafter, the latch type sense circuit according to the first embodiment of the present invention is used. At time T2, which is the timing for driving the amplifier 25, the internal clock CLK2 goes high.

【0063】そして、本発明の第1実施形態のラッチ型
センスアンプ25の駆動を終了させるタイミングである
時刻T3になると、ワード線WL及び内部クロックCL
K1、CLK2はLレベルとされる。
Then, at time T3 when the driving of the latch type sense amplifier 25 according to the first embodiment of the present invention ends, the word line WL and the internal clock CL are turned off.
K1 and CLK2 are at L level.

【0064】ここに、ワード線WL及び内部クロックC
LK1〜CLK3がLレベルとされている時刻T4の前
の定常状態時は、メモリセル1においては、nMOSト
ランジスタ7、8=OFF、ビット線クランプ回路9に
おいては、pMOSトランジスタ12、13=ON、本
発明の第1実施形態のラッチ型センスアンプ25におい
ては、pMOSトランジスタ18〜21=ON、nMO
Sトランジスタ26〜29=OFFとなる。
Here, the word line WL and the internal clock C
In a steady state before time T4 when LK1 to CLK3 are at L level, in the memory cell 1, the nMOS transistors 7, 8 = OFF, in the bit line clamp circuit 9, the pMOS transistors 12, 13 = ON, In the latch type sense amplifier 25 according to the first embodiment of the present invention, the pMOS transistors 18 to 21 = ON, nMO
The S transistors 26 to 29 are turned off.

【0065】この結果、ビット線BL、/BLは、それ
ぞれ、pMOSトランジスタ12、13を介して電源電
圧VDDにクランプされ、センスアンプ出力DO、/D
Oも電源電圧VDDにクランプされると共に、ノードN
6は、(VDD−Vth22)か、あるいは、それ以上の
電位で、ハイインピーダンス状態となり、ノードN7
は、(VDD−Vth23)か、あるいは、それ以上の電
位で、ハイインピーダンス状態となる。また、センスア
ンプ出力DO、/DOは電源電圧VDDにクランプされ
ているので、pMOSトランジスタ16、17はOFF
している。
As a result, the bit lines BL and / BL are clamped to the power supply voltage VDD via the pMOS transistors 12 and 13, respectively, and the sense amplifier outputs DO and / D
O is also clamped to the power supply voltage VDD and the node N
6 is in a high impedance state at (VDD-Vth22) or higher potential, and the node N7
Is in a high impedance state at (VDD-Vth23) or higher. Further, since the sense amplifier outputs DO and / DO are clamped at the power supply voltage VDD, the pMOS transistors 16 and 17 are turned off.
are doing.

【0066】そして、時刻T4で、内部クロックCLK
3がHレベルとされると、nMOSトランジスタ27、
29=ONとなり、図3に示すように、nMOSトラン
ジスタ27、29にそれぞれ微小なドレイン電流I2
7、I29が流れ、ノードN6の電位を VDD−Vth22−ΔV27 に引き下げ、ノードN7の電位を VDD−Vth23−ΔV29 に引き下げる。
At time T4, the internal clock CLK
3 is set to the H level, the nMOS transistor 27,
29 = ON, and as shown in FIG. 3, the nMOS transistors 27 and 29 each have a small drain current I2.
7, I29 flows, and the potential of the node N6 is reduced to VDD−Vth22−ΔV27, and the potential of the node N7 is reduced to VDD−Vth23−ΔV29.

【0067】但し、ΔV27はnMOSトランジスタ2
2が微小電流I27を流すのに必要な電圧、ΔV29は
nMOSトランジスタ23が微小電流I29を流すのに
必要な電圧であるが、nMOSトランジスタ27、29
は、同一サイズであることから、I27、I29は略等
しい電流値となり、ΔV27、ΔV29は略等しい電圧
値となる。
Where ΔV27 is the nMOS transistor 2
2 is a voltage required for flowing the minute current I27, and ΔV29 is a voltage required for the nMOS transistor 23 to flow the minute current I29.
Are the same size, I27 and I29 have substantially equal current values, and ΔV27 and ΔV29 have substantially equal voltage values.

【0068】その後、時刻T5で、内部クロックCLK
3がLレベルに戻されると、ノードN6の電位は VDD−Vth22 に向かって、ノードN7の電位は VDD−Vth23 に向かって、同じ速さで並行して戻って行く。
Thereafter, at time T5, the internal clock CLK
When 3 is returned to the L level, the potential of the node N6 returns to VDD-Vth22, and the potential of the node N7 returns to VDD-Vth23 in parallel at the same speed.

【0069】なお、ノードN6の電位が完全に VDD−Vth22 に戻ると共に、ノードN7の電位が完全に VDD−Vth23 に戻るには、長い時間がかかる。It takes a long time for the potential of the node N6 to completely return to VDD-Vth22 and for the potential of the node N7 to completely return to VDD-Vth23.

【0070】そこで、時刻T2の直前においては、ノー
ドN6の電位は、 VDD−Vth22−ΔV となり、ノードN7の電位は、 VDD−Vth23−ΔV となる。但し、ΔVは微小電圧である。
Therefore, immediately before time T2, the potential of the node N6 becomes VDD-Vth22-.DELTA.V, and the potential of the node N7 becomes VDD-Vth23-.DELTA.V. Here, ΔV is a minute voltage.

【0071】このように、nMOSトランジスタ27、
29は、ハイインピーダンス状態で、電位が不確定であ
ったノードN6、N7の電位を一時的に引き下げ、ラッ
チ動作を開始する直前までに、ノードN6の電位を確実
に、 VDD−Vth22−ΔV とすると共に、ノードN7の電位を確実に、 VDD−Vth23−ΔV とする機能を果たしている。
As described above, the nMOS transistor 27,
Reference numeral 29 denotes a high impedance state, in which the potentials of the nodes N6 and N7 whose potentials are uncertain are temporarily reduced, and the potential of the node N6 is reliably reduced to VDD-Vth22-ΔV until immediately before the latch operation is started. At the same time, the function of reliably setting the potential of the node N7 to VDD−Vth23−ΔV is achieved.

【0072】また、時刻T1で、ワード線WL及び内部
クロックCLK1がHレベルとされると、メモリセル1
においては、nMOSトランジスタ7、8=ON、ビッ
ト線クランプ回路9においては、pMOSトランジスタ
12、13=OFFとなり、ビット線BL、/BLは、
メモリセル1と接続されると共に、ビット線クランプ回
路9から解放される。
At time T1, when word line WL and internal clock CLK1 are set to H level, memory cell 1
, The nMOS transistors 7 and 8 = ON, the pMOS transistors 12 and 13 = OFF in the bit line clamp circuit 9, and the bit lines BL and / BL are
Connected to the memory cell 1 and released from the bit line clamp circuit 9.

【0073】この結果、ビット線BLからnMOSトラ
ンジスタ7、5を通してセル電流が接地側に流れ、ビッ
ト線BLの寄生容量の電荷が放電され、ビット線BLの
電位が電源電圧VDDからゆっくりと引き下げられる。
As a result, a cell current flows from the bit line BL to the ground through the nMOS transistors 7 and 5, the charge of the parasitic capacitance of the bit line BL is discharged, and the potential of the bit line BL is slowly lowered from the power supply voltage VDD. .

【0074】他方、メモリセル1内のノードN3の電位
は、電源電圧VDDに維持されるので、ビット線/BL
の寄生容量の電荷は放電されず、ビット線/BLの電位
は電源電圧VDDに維持される。
On the other hand, since the potential of node N3 in memory cell 1 is maintained at power supply voltage VDD, bit line / BL
Is not discharged, and the potential of the bit line / BL is maintained at the power supply voltage VDD.

【0075】また、本発明の第1実施形態のラッチ型セ
ンスアンプ25においては、pMOSトランジスタ1
8、19がOFFとなり、それまで電源電圧VDDにク
ランプされていたセンスアンプ出力DO、/DOが解放
される。
In the latch type sense amplifier 25 according to the first embodiment of the present invention, the pMOS transistor 1
8 and 19 are turned off, and the sense amplifier outputs DO and / DO which have been clamped to the power supply voltage VDD are released.

【0076】この結果、センスアンプ出力DOの電位
は、ビット線BLの電位に追従して、電源電圧VDDか
らゆっくりと引き下げられる。他方、センスアンプ出力
/DOは、ビット線/BLと同様に、電源電圧VDDに
維持される。
As a result, the potential of the sense amplifier output DO is slowly lowered from the power supply voltage VDD, following the potential of the bit line BL. On the other hand, the sense amplifier output / DO is maintained at the power supply voltage VDD, similarly to the bit line / BL.

【0077】ここに、ビット線BLの電位が電源電圧V
DDからΔVBLだけ下がり、したがって、センスアン
プ出力DOが電源電圧VDDからΔVBLだけ下がる時
刻T2においては、nMOSトランジスタ22のゲート
・ソース間電圧Vgsは VDD−(VDD−Vth22−ΔV)=Vth22+ΔV となり、nMOSトランジスタ23のゲート・ソース間
電圧Vgsは VDD−ΔVBL−(VDD−Vth23−ΔV)=Vth
23+ΔV−ΔVBL となる。
Here, the potential of the bit line BL is changed to the power supply voltage V
At time T2 at which the sense amplifier output DO decreases by ΔVBL from the power supply voltage VDD, the gate-source voltage Vgs of the nMOS transistor 22 becomes VDD− (VDD−Vth22−ΔV) = Vth22 + ΔV, and the nMOS The gate-source voltage Vgs of the transistor 23 is VDD−ΔVBL− (VDD−Vth23−ΔV) = Vth
23 + ΔV−ΔVBL.

【0078】また、センスアンプ出力DOの電位は、本
発明の第1実施形態のラッチ型センスアンプ25が駆動
される前までに、電源電圧VDDより僅かに、たとえ
ば、100mV程度引き下げられるだけであり、したが
って、本発明の第1実施形態のラッチ型センスアンプ2
5が駆動されるまで、pMOSトランジスタ16、17
はOFFしている。
Further, the potential of the sense amplifier output DO is slightly lowered, for example, about 100 mV from the power supply voltage VDD before the latch type sense amplifier 25 of the first embodiment of the present invention is driven. Therefore, the latch type sense amplifier 2 according to the first embodiment of the present invention
5 is driven until the pMOS transistors 16, 17
Is OFF.

【0079】そして、本発明の第1実施形態のラッチ型
センスアンプ25を駆動するタイミング、すなわち、ビ
ット線BL、/BL間の電位差ΔVBLがある値(例え
ば、100mV程度)になるタイミングである時刻T2
となり、内部クロックCLK2がHレベルとされると、
本発明の第1実施形態のラッチ型センスアンプ25にお
いては、pMOSトランジスタ20、21=OFFとな
り、ノードN4、N5がビット線BL、/BLと切り離
されると共に、nMOSトランジスタ26、28=ON
となり、ノードN6、N7の電位が接地電位GNDに引
き下げられることになる。
Then, the timing for driving the latch type sense amplifier 25 according to the first embodiment of the present invention, that is, the time when the potential difference ΔVBL between the bit lines BL and / BL becomes a certain value (for example, about 100 mV). T2
When the internal clock CLK2 is set to the H level,
In the latch type sense amplifier 25 according to the first embodiment of the present invention, the pMOS transistors 20 and 21 are turned off, the nodes N4 and N5 are disconnected from the bit lines BL and / BL, and the nMOS transistors 26 and 28 are turned on.
And the potentials of the nodes N6 and N7 are reduced to the ground potential GND.

【0080】ここに、nMOSトランジスタ22は、そ
のゲート・ソース間電圧Vgsを Vth22+ΔV とされ、既に浅くONしている状態とされているので、
直ちに完全にON状態となる。これに対して、nMOS
トランジスタ23は、そのゲート・ソース間電圧Vgsを Vth23+ΔV−ΔVBL とされているので、ΔVBLの分だけ、必ず、nMOS
トランジスタ22より遅れてONすることになる。
Here, the gate-source voltage Vgs of the nMOS transistor 22 is set to Vth22 + ΔV, and the nMOS transistor 22 is already in a shallow ON state.
Immediately turns on completely. On the other hand, nMOS
The transistor 23 has a gate-source voltage Vgs of Vth23 + ΔV−ΔVBL.
It turns on later than the transistor 22.

【0081】このように、本発明の第1実施形態のラッ
チ型センスアンプ25においては、(ビット線BLの電
位)<(ビット線/BLの電位)の場合には、nMOS
トランジスタ22、23のスレッショルド電圧Vth2
2、Vth23のアンバランスに関係なく、nMOSトラ
ンジスタ22の方が先にONし、センスアンプ出力DO
を急速に引き下げることになる。
As described above, in the latch type sense amplifier 25 according to the first embodiment of the present invention, when (potential of the bit line BL) <(potential of the bit line / BL), the nMOS
The threshold voltage Vth2 of the transistors 22 and 23
2. Irrespective of the imbalance of Vth23, the nMOS transistor 22 is turned on first and the sense amplifier output DO
Will be reduced rapidly.

【0082】これに対して、nMOSトランジスタ23
は、nMOSトランジスタ22に遅れてONし始め、セ
ンスアンプ出力/DOを引き下げ始めるが、そのゲート
に印加されているセンスアンプ出力DOがnMOSトラ
ンジスタ22により急速に引き下げられるため、直ちに
OFFとなり、それ以上、センスアンプ出力/DOを引
き下げることはない。
On the other hand, nMOS transistor 23
Starts turning on later than the nMOS transistor 22 and starts lowering the sense amplifier output / DO. However, since the sense amplifier output DO applied to its gate is rapidly lowered by the nMOS transistor 22, it turns off immediately, and , The sense amplifier output / DO is not reduced.

【0083】また、本発明の第1実施形態のラッチ型セ
ンスアンプ25の駆動前にはOFF状態とされていたp
MOSトランジスタ16、17のうち、急速に引き下げ
られるセンスアンプ出力DOをゲートに印加されている
pMOSトランジスタ17はONし、センスアンプ出力
/DOを電源電圧VDDに戻すことになる。
Further, the p-state which was turned off before the latch-type sense amplifier 25 of the first embodiment of the present invention was driven.
Of the MOS transistors 16 and 17, the pMOS transistor 17 whose gate is supplied with the sense amplifier output DO which is rapidly lowered is turned on, and the sense amplifier output / DO is returned to the power supply voltage VDD.

【0084】また、pMOSトランジスタ16は、ゲー
トに印加されているセンスアンプ出力/DOが僅かに引
き下げられた後、直ちに電源電圧VDDに戻るため、O
FFのままであり、センスアンプ出力DOがノードN6
によって接地電圧GNDまで引き下げられることを阻害
することはない。
Since the pMOS transistor 16 returns to the power supply voltage VDD immediately after the sense amplifier output / DO applied to the gate is slightly lowered,
The sense amplifier output DO remains at the node N6
Does not prevent the voltage from being lowered to the ground voltage GND.

【0085】このようにして、本発明の第1実施形態の
ラッチ型センスアンプ25は、ビット線BL、/BL間
の微小電圧差ΔVBLを増幅して、GNDレベルのセン
スアンプ出力DOと、VDDレベルのセンスアンプ出力
/DOとを出力することになる。なお、本発明の第1実
施形態のラッチ型センスアンプ25から出力されるセン
スアンプ出力DO、/DOは図示しないラッチ回路に送
られて、SRAMの外部に出力されることになる。
As described above, the latch type sense amplifier 25 according to the first embodiment of the present invention amplifies the minute voltage difference ΔVBL between the bit lines BL and / BL, and outputs the GND level sense amplifier output DO and VDD. The level of the sense amplifier output / DO is output. The sense amplifier outputs DO and / DO output from the latch type sense amplifier 25 according to the first embodiment of the present invention are sent to a latch circuit (not shown) and output outside the SRAM.

【0086】そして、本発明の第1実施形態のラッチ型
センスアンプ25の駆動を終了させるタイミングである
時刻T3になり、ワード線WL及び内部クロックCLK
1、CLK2はLレベルとされると、メモリセル1にお
いては、nMOSトランジスタ7、8=OFFとなり、
メモリセル1はビット線BL、/BLから切り離され
る。
Then, at time T3 which is the timing to end the driving of the latch type sense amplifier 25 according to the first embodiment of the present invention, the word line WL and the internal clock CLK are reached.
1, when the CLK2 is set to the L level, in the memory cell 1, the nMOS transistors 7, 8 are turned off,
Memory cell 1 is disconnected from bit lines BL and / BL.

【0087】また、ビット線クランプ回路9において
は、pMOSトランジスタ12、13=ON、本発明の
第1実施形態のラッチ型センスアンプ25においては、
nMOSトランジスタ26、28=OFF、pMOSト
ランジスタ18〜21=ONとなり、ビット線BL、/
BL及びセンスアンプ出力DO、/DOの電位が電源電
圧VDDに引き戻される。
In the bit line clamp circuit 9, the pMOS transistors 12 and 13 are turned on. In the latch type sense amplifier 25 according to the first embodiment of the present invention,
The nMOS transistors 26 and 28 = OFF, the pMOS transistors 18 to 21 = ON, and the bit lines BL and /
The potentials of BL and sense amplifier outputs DO and / DO are returned to power supply voltage VDD.

【0088】この結果、pMOSトランジスタ16、1
7=OFFとなると共に、nMOSトランジスタ22
は、ノードN6の電位を VDD−Vth22 まで引き下げてOFFとなると共に、nMOSトランジ
スタ23は、ノードN7の電位を VDD−Vth23 まで引き下げてOFFとなり、次の読み出し又は書き込
みまでの定常状態に戻ることになる。
As a result, the pMOS transistors 16, 1
7 = OFF and the nMOS transistor 22
Means that the potential of the node N6 is lowered to VDD-Vth22 to be turned off, and the nMOS transistor 23 is lowered to the potential of the node N7 to VDD-Vth23 to be turned off to return to the steady state until the next reading or writing. Become.

【0089】なお、ここでは、メモリセル1内のノード
N2がLレベル、ノードN3がHレベルの場合の読み出
し動作について述べたが、回路は左右対称とされている
ので、ノードN2がHレベル、ノードN3がLレベルの
場合の読み出し動作は、上記の場合と左右を対称として
同様に行われる。
Here, the read operation when the node N2 in the memory cell 1 is at the L level and the node N3 is at the H level has been described. However, since the circuit is bilaterally symmetric, the node N2 is at the H level. The read operation in the case where the node N3 is at the L level is performed in the same manner as in the above case with the left and right being symmetrical.

【0090】以上のように、本発明の第1実施形態のラ
ッチ型センスアンプ25によれば、ラッチ動作前に、p
MOSトランジスタ18、19=ON、nMOSトラン
ジスタ27、29=ONとすることにより、nMOSト
ランジスタ22、23に一時的に微小電流を流し、nM
OSトランジスタ22、23のスレッショルド電圧Vth
22、Vth23にアンバランスがある場合であっても、
nMOSトランジスタ22、23のソース電位を、正常
にラッチ動作を行うことができる電位に設定することが
できる。
As described above, according to the latch type sense amplifier 25 of the first embodiment of the present invention, p
By setting the MOS transistors 18 and 19 = ON and the nMOS transistors 27 and 29 = ON, a minute current is temporarily applied to the nMOS transistors 22 and 23, and nM
The threshold voltage Vth of the OS transistors 22 and 23
22, even if Vth23 has imbalance,
The source potential of the nMOS transistors 22 and 23 can be set to a potential at which a normal latch operation can be performed.

【0091】したがって、nMOSトランジスタ22、
23のスレッショルド電圧Vth22、Vth23にアンバ
ランスがある場合であっても、メモリセルから読み出さ
れたデータのラッチを確実に行うことができる。
Therefore, the nMOS transistor 22,
Even when the threshold voltages Vth22 and Vth23 of 23 are unbalanced, the data read from the memory cell can be reliably latched.

【0092】第2実施形態・・図4〜図7 図4は本発明の第2実施形態のラッチ型センスアンプを
備えるSRAMの一部分を示す回路図であり、図4中、
符号32を付した部分が本発明の第2実施形態のラッチ
型センスアンプである。
Second Embodiment FIG. 4 to FIG. 7 FIG. 4 is a circuit diagram showing a part of an SRAM having a latch type sense amplifier according to a second embodiment of the present invention.
The portion denoted by reference numeral 32 is a latch type sense amplifier according to the second embodiment of the present invention.

【0093】本発明の第2実施形態のラッチ型センスア
ンプ32は、ノードN6、N7間にコンデンサ33を接
続し、その他については、図1に示す本発明の第1実施
形態のラッチ型センスアンプ25と同様に構成したもの
である。このコンデンサ33の容量は、ノードN6、N
7のそれぞれと他の電極間との寄生容量(対基板容量な
ど)より充分に大きいことが望ましい。
The latch-type sense amplifier 32 according to the second embodiment of the present invention has a capacitor 33 connected between nodes N6 and N7, and the rest is the latch-type sense amplifier according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. The configuration is the same as that of No. 25. The capacitance of this capacitor 33 is determined by nodes N6, N
It is desirable that the parasitic capacitance is sufficiently larger than the parasitic capacitance between each of the electrodes 7 and the other electrode (for example, the capacitance with respect to the substrate).

【0094】図5はコンデンサ33の構成を示す回路図
であり、本発明の第2実施形態のラッチ型センスアンプ
32は左右対称であることから、コンデンサ33は、p
MOSトランジスタからなるMOSコンデンサ34、3
5をゲート同士を接続しないように並列に接続して、回
路の左右対称性が維持できるように構成されている。な
お、配線間容量やPN接合容量でコンデンサ33を構成
するようにしても良い。
FIG. 5 is a circuit diagram showing the configuration of the capacitor 33. Since the latch type sense amplifier 32 of the second embodiment of the present invention is symmetrical,
MOS capacitors 34 and 3 composed of MOS transistors
5 are connected in parallel so that the gates are not connected to each other, so that left-right symmetry of the circuit can be maintained. It should be noted that the capacitor 33 may be constituted by a capacitance between wirings or a PN junction capacitance.

【0095】図6及び図7はそれぞれ本発明の第2実施
形態のラッチ型センスアンプ32の動作を説明するため
の波形図及び回路図であり、図6はワード線WLの電位
と、内部クロックCLK1〜CLK3と、ビット線B
L、/BLの電位と、センスアンプ出力DO、/DO
と、ラッチ型センスアンプ32内のノードN6、N7の
電位を示している。
FIGS. 6 and 7 are waveform diagrams and circuit diagrams for explaining the operation of the latch type sense amplifier 32 according to the second embodiment of the present invention. FIG. 6 shows the potential of the word line WL and the internal clock. CLK1 to CLK3 and bit line B
L, / BL potential and sense amplifier outputs DO, / DO
And the potentials of the nodes N6 and N7 in the latch type sense amplifier 32.

【0096】この例でも、メモリセル1においては、p
MOSトランジスタ3=OFF、pMOSトランジスタ
4=ON、nMOSトランジスタ5=ON、nMOSト
ランジスタ6=OFFであり、ノードN2がLレベル、
ノードN3がHレベルとされているものとしている。
Also in this example, in the memory cell 1, p
MOS transistor 3 = OFF, pMOS transistor 4 = ON, nMOS transistor 5 = ON, nMOS transistor 6 = OFF, node N2 is at L level,
It is assumed that the node N3 is at the H level.

【0097】ここに、本発明の第2実施形態のラッチ型
センスアンプ32を備えるSRAMにおいては、メモリ
セル1からのデータ読み出しの開始タイミングである時
刻T1の所定時間前の時刻T6の前は、ワード線WL及
び内部クロックCLK1〜CLK3はLレベルとされ
る。
Here, in the SRAM including the latch type sense amplifier 32 according to the second embodiment of the present invention, before the time T6, which is a predetermined time before the time T1, which is the start timing of reading data from the memory cell 1, Word line WL and internal clocks CLK1 to CLK3 are at L level.

【0098】そして、メモリセル1からのデータの読み
出しに先立って、時刻T6から時刻T1の間、内部クロ
ックCLK3が一時的にHレベルとされる。
Prior to reading data from memory cell 1, internal clock CLK3 is temporarily set to an H level from time T6 to time T1.

【0099】そして、時刻T1になると、ワード線WL
及び内部クロックCLK1がHレベルとされると共に、
内部クロックCLK3がLレベルとされ、その後、本発
明の第2実施形態のラッチ型センスアンプ32を駆動す
るタイミングである時刻T2になると、内部クロックC
LK2がHレベルとされる。
At time T1, the word line WL
And the internal clock CLK1 is set to the H level,
The internal clock CLK3 is set to the L level, and thereafter, at time T2 which is the timing for driving the latch type sense amplifier 32 according to the second embodiment of the present invention, the internal clock C
LK2 is set to the H level.

【0100】そして、本発明の第2実施形態のラッチ型
センスアンプ32の駆動を終了させるタイミングである
時刻T3になると、ワード線WL及び内部クロックCL
K1、CLK2はLレベルとされる。
Then, at time T3 when the driving of the latch type sense amplifier 32 according to the second embodiment of the present invention ends, the word line WL and the internal clock CL are turned off.
K1 and CLK2 are at L level.

【0101】ここに、ワード線WL及び内部クロックC
LK1〜CLK3がLレベルとされている時刻T6の前
の定常状態時は、メモリセル1においては、nMOSト
ランジスタ7、8=OFF、ビット線クランプ回路9に
おいては、pMOSトランジスタ12、13=ON、本
発明の第2実施形態のラッチ型センスアンプ32におい
ては、pMOSトランジスタ18〜21=ON、nMO
Sトランジスタ26〜29=OFFとなる。
Here, the word line WL and the internal clock C
In the steady state before time T6 when LK1 to CLK3 are at L level, in the memory cell 1, the nMOS transistors 7, 8 = OFF, in the bit line clamp circuit 9, the pMOS transistors 12, 13 = ON, In the latch type sense amplifier 32 according to the second embodiment of the present invention, the pMOS transistors 18 to 21 = ON, nMO
The S transistors 26 to 29 are turned off.

【0102】この結果、ビット線BL、/BLは、それ
ぞれ、pMOSトランジスタ12、13を介して電源電
圧VDDにクランプされ、センスアンプ出力DO、/D
Oも電源電圧VDDにクランプされると共に、ノードN
6は、(VDD−Vth22)か、あるいは、それ以上の
電位で、ハイインピーダンス状態となり、ノードN7
は、(VDD−Vth23)か、あるいは、それ以上の電
位で、ハイインピーダンス状態となる。
As a result, the bit lines BL and / BL are clamped to the power supply voltage VDD via the pMOS transistors 12 and 13, respectively, and the sense amplifier outputs DO and / D
O is also clamped to the power supply voltage VDD and the node N
6 is in a high impedance state at (VDD-Vth22) or higher potential, and the node N7
Is in a high impedance state at (VDD-Vth23) or higher.

【0103】そして、時刻T6で内部クロックCLK3
がHレベルとされると、nMOSトランジスタ27、2
9=ONとなり、図7に示すように、nMOSトランジ
スタ27、29にそれぞれ微小なドレイン電流I27、
I29が流れ、ノードN6の電位を VDD−Vth22−ΔV27 に引き下げ、ノードN7の電位を VDD−Vth23−ΔV29 に引き下げる。
At time T6, the internal clock CLK3
Is at H level, the nMOS transistors 27, 2
9 = ON, and as shown in FIG. 7, the nMOS transistors 27 and 29 each have a small drain current I27,
I29 flows, and the potential of the node N6 is reduced to VDD−Vth22−ΔV27, and the potential of the node N7 is reduced to VDD−Vth23−ΔV29.

【0104】前述したように、ΔV27はnMOSトラ
ンジスタ22が微小電流I27を流すのに必要な電圧、
ΔV29はnMOSトランジスタ23が微小電流I29
を流すのに必要な電圧であるが、nMOSトランジスタ
27、29は、同一サイズであることから、I27、I
29は略等しい電流値となり、ΔV27、ΔV29は略
等しい電圧値となる。
As described above, ΔV27 is the voltage required for the nMOS transistor 22 to flow the minute current I27,
ΔV29 indicates that the nMOS transistor 23 has a small current I29.
Is necessary to supply the current, but since the nMOS transistors 27 and 29 have the same size,
29 have substantially equal current values, and ΔV27 and ΔV29 have substantially equal voltage values.

【0105】そして、時刻T1となり、ワード線WL及
び内部クロックCLK1がHレベルとされると共に、内
部クロックCLK3がLレベルにされると、メモリセル
1においては、nMOSトランジスタ7、8=ON、ビ
ット線クランプ回路9においては、pMOSトランジス
タ12、13=OFFとなり、ビット線BL、/BL
は、メモリセル1と接続されると共に、ビット線クラン
プ回路9から解放され、本発明の第2実施形態のラッチ
型センスアンプ32においては、pMOSトランジスタ
18、19=OFF、nMOSトランジスタ27、29
=OFFとなる。
Then, at time T1, when the word line WL and the internal clock CLK1 are set to the H level and the internal clock CLK3 is set to the L level, in the memory cell 1, the nMOS transistors 7, 8 are turned on and the bit In the line clamp circuit 9, the pMOS transistors 12, 13 are turned off, and the bit lines BL, / BL
Are connected to the memory cell 1 and released from the bit line clamp circuit 9. In the latch type sense amplifier 32 according to the second embodiment of the present invention, the pMOS transistors 18 and 19 are OFF and the nMOS transistors 27 and 29
= OFF.

【0106】この結果、ビット線BLからnMOSトラ
ンジスタ7、5を通してセル電流が流れ、ビット線BL
の寄生容量の電荷が放電され、ビット線BLの電位が電
源電圧VDDからゆっくりと引き下げられる。
As a result, a cell current flows from bit line BL through nMOS transistors 7 and 5, and bit line BL
Is discharged, and the potential of the bit line BL is slowly lowered from the power supply voltage VDD.

【0107】他方、メモリセル1内のノードN3の電位
は、電源電圧VDDに維持されるので、ビット線/BL
の寄生容量の電荷は放電されず、ビット線/BLの電位
は電源電圧VDDに維持される。
On the other hand, the potential of node N3 in memory cell 1 is maintained at power supply voltage VDD, so that bit line / BL
Is not discharged, and the potential of the bit line / BL is maintained at the power supply voltage VDD.

【0108】また、本発明の第2実施形態のラッチ型セ
ンスアンプ32においては、それまで電源電圧VDDに
クランプされていたセンスアンプ出力DO、/DOが解
放される。
In the latch type sense amplifier 32 according to the second embodiment of the present invention, the sense amplifier outputs DO and / DO which have been clamped to the power supply voltage VDD are released.

【0109】この結果、センスアンプ出力DOの電位
は、ビット線BLの電位に追従して、電源電圧VDDか
らゆっくりと引き下げられる。他方、センスアンプ出力
/DOは、ビット線/BLと同様に、電源電圧VDDに
維持される。
As a result, the potential of the sense amplifier output DO is slowly lowered from the power supply voltage VDD following the potential of the bit line BL. On the other hand, the sense amplifier output / DO is maintained at the power supply voltage VDD, similarly to the bit line / BL.

【0110】また、ノードN6の電位は、 VDD−Vth22 に向かって戻って行き、ノードN7の電位は VDD−Vth23 に向かって戻って行く。The potential of the node N6 returns toward VDD-Vth22, and the potential of the node N7 returns toward VDD-Vth23.

【0111】ここに、ノードN6の電位は、コンデンサ
33がない場合であっても、 VDD−Vth22−ΔV に戻るが、ビット線BLの電位が電源電圧VDDからΔ
VBLだけ下がるので、ノードN7の電位は、コンデン
サ33がないと、 VDD−Vth23−ΔV−ΔVBL までしか戻らないことになる。但し、ΔVは前述したよ
うに微小電圧である。
Here, the potential of the node N6 returns to VDD-Vth22-.DELTA.V even when the capacitor 33 is not provided, but the potential of the bit line BL changes from the power supply voltage VDD by .DELTA.
Since the voltage drops by VBL, the potential of the node N7 returns only to VDD−Vth23−ΔV−ΔVBL without the capacitor 33. Here, ΔV is a minute voltage as described above.

【0112】そこで、本発明の第2実施形態のラッチ型
センスアンプ32はコンデンサ33を設けている。コン
デンサ33は、その両端の相対的電位差を維持しようと
働くため、ノードN6の電位とノードN7の電位とは、
ほぼ同じ速さで並行して引き上げられ、ノードN7の電
位は、ほぼ、 VDD−Vth23−ΔV となる。
Therefore, the latch type sense amplifier 32 according to the second embodiment of the present invention includes a capacitor 33. Since the capacitor 33 works to maintain the relative potential difference between both ends, the potential of the node N6 and the potential of the node N7 are
It is pulled up in parallel at almost the same speed, and the potential of the node N7 becomes almost VDD−Vth23−ΔV.

【0113】したがって、センスアンプ出力DOが電源
電圧VDDからΔVBLだけ下がった時刻T2において
は、nMOSトランジスタ22のゲート・ソース間電圧
Vgsは、 VDD−(VDD−Vth22−ΔV)=Vth22+ΔV となり、nMOSトランジスタ23のゲート・ソース間
電圧Vgsは、 VDD−ΔVBL−(VDD−Vth23−ΔV)=Vth
23+ΔV−ΔVBL となる。
Therefore, at time T2 when the sense amplifier output DO drops by ΔVBL from the power supply voltage VDD, the gate-source voltage Vgs of the nMOS transistor 22 becomes VDD− (VDD−Vth22−ΔV) = Vth22 + ΔV, and the nMOS transistor The gate-source voltage Vgs of 23 is: VDD−ΔVBL− (VDD−Vth23−ΔV) = Vth
23 + ΔV−ΔVBL.

【0114】このように、本発明の第2実施形態のラッ
チ型センスアンプ32においては、nMOSトランジス
タ27、29及びコンデンサ33を設けることにより、
ハイインピーダンス状態で、電位が不確定であったノー
ドN6、N7の電位を一時的に引き下げ、本発明の第2
実施形態のラッチ型センスアンプ32がラッチ動作を開
始する直前までに、ノードN6の電位を確実に、 VDD−Vth22−ΔV とすると共に、ノードN7の電位を確実に、 VDD−Vth23−ΔV とする。
As described above, in the latch type sense amplifier 32 according to the second embodiment of the present invention, by providing the nMOS transistors 27 and 29 and the capacitor 33,
In the high impedance state, the potentials of the nodes N6 and N7 whose potentials are uncertain are temporarily lowered, and
Immediately before the latch type sense amplifier 32 of the embodiment starts the latch operation, the potential of the node N6 is reliably set to VDD−Vth22−ΔV, and the potential of the node N7 is reliably set to VDD−Vth23−ΔV. .

【0115】そして、本発明の第2実施形態のラッチ型
センスアンプ32を駆動するタイミング、すなわち、ビ
ット線BL、/BL間の電位差ΔVBLがある値(例え
ば、100mV程度)になるタイミングである時刻T2
となり、内部クロックCLK2がHレベルとされると、
本発明の第2実施形態のラッチ型センスアンプ32にお
いては、pMOSトランジスタ20、21=OFFとな
り、ノードN4、N5がビット線BL、/BLと切り離
されると共に、nMOSトランジスタ26、28=ON
となり、ノードN6、N7の電位が接地電位GNDに引
き下げられる。
Then, the timing for driving the latch type sense amplifier 32 according to the second embodiment of the present invention, that is, the time when the potential difference ΔVBL between the bit lines BL and / BL becomes a certain value (for example, about 100 mV). T2
When the internal clock CLK2 is set to the H level,
In the latch type sense amplifier 32 of the second embodiment of the present invention, the pMOS transistors 20 and 21 are turned off, the nodes N4 and N5 are disconnected from the bit lines BL and / BL, and the nMOS transistors 26 and 28 are turned on.
And the potentials of the nodes N6 and N7 are reduced to the ground potential GND.

【0116】ここに、nMOSトランジスタ22は、そ
のゲート・ソース間電圧Vgsを Vth22+ΔV とされ、既に浅くONしている状態とされているので、
直ちに完全にON状態となる。これに対して、nMOS
トランジスタ23は、そのゲート・ソース間電圧Vgsを Vth23+ΔV−ΔVBL とされているので、ΔVBLの分だけ、必ず、nMOS
トランジスタ22より遅れてONする。
Here, the gate-source voltage Vgs of the nMOS transistor 22 is set to Vth22 + ΔV, and it is already in a shallow ON state.
Immediately turns on completely. On the other hand, nMOS
The transistor 23 has a gate-source voltage Vgs of Vth23 + ΔV−ΔVBL.
Turns on later than the transistor 22.

【0117】このように、本発明の第2実施形態のラッ
チ型センスアンプ32においては、(ビット線BLの電
位)<(ビット線/BLの電位)の場合には、nMOS
トランジスタ22、23のスレッショルド電圧Vth2
2、Vth23のアンバランスに関係なく、nMOSトラ
ンジスタ22の方が先にONし、センスアンプ出力DO
を急速に引き下げることになる。
As described above, in the latch type sense amplifier 32 according to the second embodiment of the present invention, when (potential of bit line BL) <(potential of bit line / BL), nMOS
The threshold voltage Vth2 of the transistors 22 and 23
2. Irrespective of the imbalance of Vth23, the nMOS transistor 22 is turned on first and the sense amplifier output DO
Will be reduced rapidly.

【0118】これに対して、nMOSトランジスタ23
は、nMOSトランジスタ22に遅れてONし始め、セ
ンスアンプ出力/DOを引き下げはじめるが、そのゲー
トに印加されているセンスアンプ出力DOがnMOSト
ランジスタ22により急速に引き下げられるため、直ち
にOFFとなり、それ以上、センスアンプ出力/DOを
引き下げることはない。
On the other hand, nMOS transistor 23
Starts turning on later than the nMOS transistor 22 and starts lowering the sense amplifier output / DO. However, since the sense amplifier output DO applied to its gate is rapidly lowered by the nMOS transistor 22, it turns off immediately, and , The sense amplifier output / DO is not reduced.

【0119】他方、本発明の第2実施形態のラッチ型セ
ンスアンプ32の駆動前にはOFF状態とされていたp
MOSトランジスタ16、17のうち、急速に引き下げ
られるセンスアンプ出力DOをゲートに印加されている
pMOSトランジスタ17はONし、センスアンプ出力
/DOを電源電圧VDDに戻すことになる。
On the other hand, before the latch type sense amplifier 32 according to the second embodiment of the present invention is driven, p
Of the MOS transistors 16 and 17, the pMOS transistor 17 whose gate is supplied with the sense amplifier output DO which is rapidly lowered is turned on, and the sense amplifier output / DO is returned to the power supply voltage VDD.

【0120】また、pMOSトランジスタ16は、ゲー
トに印加されているセンスアンプ出力/DOが僅かに引
き下げられた後、直ちに電源電圧VDDに戻るため、O
FFのままであり、センスアンプ出力DOがノードN6
によって接地電圧GNDまで引き下げられることを阻害
することはない。
The pMOS transistor 16 returns to the power supply voltage VDD immediately after the sense amplifier output / DO applied to the gate is slightly lowered, so that the pMOS transistor 16
The sense amplifier output DO remains at the node N6
Does not prevent the voltage from being lowered to the ground voltage GND.

【0121】このようにして、本発明の第2実施形態の
ラッチ型センスアンプ32は、ビット線BL、/BL間
の微小電圧差ΔVBLを増幅して、GNDレベルのセン
スアンプ出力DOと、VDDレベルのセンスアンプ出力
/DOとを出力することになる。なお、本発明の第2実
施形態のラッチ型センスアンプ32から出力されるセン
スアンプ出力DO、/DOは図示しないラッチ回路に送
られて、SRAMの外部に出力されることになる。
As described above, the latch type sense amplifier 32 according to the second embodiment of the present invention amplifies the minute voltage difference ΔVBL between the bit lines BL and / BL, and outputs the GND level sense amplifier output DO and VDD. The level of the sense amplifier output / DO is output. The sense amplifier outputs DO and / DO output from the latch type sense amplifier 32 according to the second embodiment of the present invention are sent to a latch circuit (not shown) and output outside the SRAM.

【0122】そして、本発明の第2実施形態のラッチ型
センスアンプ32の駆動を終了させるタイミングである
時刻T3になると、ワード線WL及び内部クロックCL
K1、CLK2はLレベルとされ、メモリセル1におい
ては、nMOSトランジスタ7、8=OFFとなり、メ
モリセル1は、ビット線BL、/BLから切り離され
る。
At time T3, which is the timing for terminating the driving of the latch type sense amplifier 32 according to the second embodiment of the present invention, the word line WL and the internal clock CL are turned off.
K1 and CLK2 are set to L level, and in the memory cell 1, the nMOS transistors 7 and 8 are turned off, and the memory cell 1 is disconnected from the bit lines BL and / BL.

【0123】また、ビット線クランプ回路9において
は、pMOSトランジスタ12、13=ON、本発明の
第2実施形態のラッチ型センスアンプ32においては、
nMOSトランジスタ26、28=OFF、pMOSト
ランジスタ18〜21=ONとなり、ビット線BL、/
BL及びセンスアンプ出力DO、/DOの電位が電源電
圧VDDに引き戻される。
In the bit line clamp circuit 9, the pMOS transistors 12 and 13 are turned on. In the latch type sense amplifier 32 according to the second embodiment of the present invention,
The nMOS transistors 26 and 28 = OFF, the pMOS transistors 18 to 21 = ON, and the bit lines BL and /
The potentials of BL and sense amplifier outputs DO and / DO are returned to power supply voltage VDD.

【0124】この結果、pMOSトランジスタ16、1
7=OFFとなると共に、nMOSトランジスタ22
は、ノードN6の電位を VDD−Vth22 まで引き下げてOFFとなると共に、nMOSトランジ
スタ23は、ノードN7の電位を VDD−Vth23 まで引き下げてOFFとなり、次の読み出し又は書き込
みまでの定常状態に戻ることになる。
As a result, the pMOS transistors 16, 1
7 = OFF and the nMOS transistor 22
Means that the potential of the node N6 is lowered to VDD-Vth22 to be turned off, and the nMOS transistor 23 is lowered to the potential of the node N7 to VDD-Vth23 to be turned off to return to the steady state until the next reading or writing. Become.

【0125】なお、ここでは、メモリセル1内のノード
N2がLレベル、ノードN3がHレベルの場合の読み出
し動作について述べたが、回路は左右対称とされている
ので、ノードN2がHレベル、ノードN3がLレベルの
場合の読み出し動作は、上記の場合と左右を対称として
同様に行われる。
Here, the read operation when the node N2 in the memory cell 1 is at the L level and the node N3 is at the H level has been described. However, since the circuit is symmetrical, the node N2 is at the H level. The read operation in the case where the node N3 is at the L level is performed in the same manner as in the above case with the left and right being symmetrical.

【0126】以上のように、本発明の第2実施形態のラ
ッチ型センスアンプ32によれば、ノードN6、N7間
にコンデンサ33を接続しているので、nMOSトラン
ジスタ22、23のスレッショルド電圧Vth22、Vth
23にアンバランスがある場合であっても、nMOSト
ランジスタ22、23のソース電位を、正常にラッチ動
作を行うことができる電位に、本発明の第1実施形態の
ラッチ型センスアンプ25の場合よりも短い時間で設定
することができる。
As described above, according to the latch type sense amplifier 32 of the second embodiment of the present invention, since the capacitor 33 is connected between the nodes N6 and N7, the threshold voltage Vth22 of the nMOS transistors 22 and 23 is Vth
Even if there is an imbalance in 23, the source potentials of the nMOS transistors 22 and 23 are set to a potential at which the latch operation can be performed normally, compared with the case of the latch type sense amplifier 25 of the first embodiment of the present invention. Can also be set in a short time.

【0127】したがって、nMOSトランジスタ22、
23のスレッショルド電圧Vth22、Vth23にアンバ
ランスがある場合であっても、メモリセルから読み出さ
れたデータのラッチを確実に、かつ、本発明の第1実施
形態のラッチ型センスアンプ25の場合よりも高速に行
うことができる。
Therefore, the nMOS transistor 22,
Even if the threshold voltages Vth22 and Vth23 of 23 are unbalanced, the latch of the data read from the memory cell is ensured and the latch-type sense amplifier 25 of the first embodiment of the present invention is used. Can also be done at high speed.

【0128】第3実施形態・・図8、図9 図8は本発明の第3実施形態のラッチ型センスアンプを
備えるSRAMの一部分を示す回路図であり、図8中、
符号36を付した部分が本発明の第3実施形態のラッチ
型センスアンプである。
FIG. 8 and FIG. 9 FIG. 8 is a circuit diagram showing a part of an SRAM having a latch type sense amplifier according to a third embodiment of the present invention.
The portion denoted by reference numeral 36 is the latch type sense amplifier according to the third embodiment of the present invention.

【0129】本発明の第3実施形態のラッチ型センスア
ンプ36は、pMOSトランジスタ18、19のON、
OFFを内部クロックCLK4で制御すると共に、nM
OSトランジスタ20、21のON、OFFを内部クロ
ックCLK5で制御するようにし、その他については、
図4に示す本発明の第2実施形態のラッチ型センスアン
プ32と同様に構成したものである。
The latch type sense amplifier 36 according to the third embodiment of the present invention is configured such that the pMOS transistors 18 and 19 are turned on,
OFF is controlled by the internal clock CLK4 and nM
The ON and OFF of the OS transistors 20 and 21 are controlled by the internal clock CLK5.
It has the same configuration as the latch type sense amplifier 32 of the second embodiment of the present invention shown in FIG.

【0130】図9は本発明の第3実施形態のラッチ型セ
ンスアンプ36の動作を説明するための波形図であり、
ワード線WLの電位と、内部クロックCLK1〜CLK
5と、ビット線BL、/BLの電位と、センスアンプ出
力DO、/DOと、本発明の第3実施形態のラッチ型セ
ンスアンプ36内のノードN6、N7の電位を示してい
る。
FIG. 9 is a waveform chart for explaining the operation of the latch type sense amplifier 36 according to the third embodiment of the present invention.
The potential of the word line WL and the internal clocks CLK1 to CLK
5, potentials of bit lines BL and / BL, sense amplifier outputs DO and / DO, and potentials of nodes N6 and N7 in latch type sense amplifier 36 according to the third embodiment of the present invention.

【0131】この例でも、メモリセル1においては、p
MOSトランジスタ3=OFF、pMOSトランジスタ
4=ON、nMOSトランジスタ5=ON、nMOSト
ランジスタ6=OFFであり、ノードN2がLレベル、
ノードN3がHレベルとされているものとしている。
Also in this example, in the memory cell 1, p
MOS transistor 3 = OFF, pMOS transistor 4 = ON, nMOS transistor 5 = ON, nMOS transistor 6 = OFF, node N2 is at L level,
It is assumed that the node N3 is at the H level.

【0132】ここに、本発明の第3実施形態のラッチ型
センスアンプ36を備えるSRAMにおいては、メモリ
セル1からのデータ読み出しの開始タイミングである時
刻T1の前は、ワード線WL及び内部クロックCLK1
〜CLK4はLレベル、内部クロックCLK5はHレベ
ルとされる。
Here, in the SRAM including the latch-type sense amplifier 36 according to the third embodiment of the present invention, before the time T1, which is the start timing of reading data from the memory cell 1, the word line WL and the internal clock CLK1 are output.
To CLK4 are at L level, and the internal clock CLK5 is at H level.

【0133】そして、メモリセル1からのデータ読み出
しの開始タイミングである時刻T1になると、ワード線
WL及び内部クロックCLK1、CLK3がHレベルと
される。
At time T1, which is the start timing of reading data from the memory cell 1, the word line WL and the internal clocks CLK1 and CLK3 are set to the H level.

【0134】そして、本発明の第3実施形態のラッチ型
センスアンプ36を駆動するタイミングである時刻T2
の前の時刻T7になると、内部クロックCLK4がHレ
ベルとされると共に、内部クロックCLK3、CLK5
がLレベルとされる。
Then, at time T2, which is the timing for driving the latch type sense amplifier 36 according to the third embodiment of the present invention.
, The internal clock CLK4 goes high and the internal clocks CLK3, CLK5
Are set to L level.

【0135】そして、本発明の第3実施形態のラッチ型
センスアンプ36を駆動するタイミングである時刻T2
になると、内部クロックCLK5、CLK2がHレベル
とされる。
The time T2, which is the timing for driving the latch-type sense amplifier 36 according to the third embodiment of the present invention.
, The internal clocks CLK5 and CLK2 are set to the H level.

【0136】そして、本発明の第3実施形態のラッチ型
センスアンプ36の駆動を終了させるタイミングである
時刻T3になると、ワード線WL及び内部クロックCL
K1、CLK4、CLK2はLレベルとされる。
At time T3, which is the timing for terminating the driving of the latch type sense amplifier 36 according to the third embodiment of the present invention, the word line WL and the internal clock CL are turned off.
K1, CLK4, and CLK2 are at the L level.

【0137】ここに、ワード線WL及び内部クロックC
LK1〜CLK4がLレベルとされると共に、内部クロ
ックCLK5がHレベルとされている時刻T1の前の定
常状態時は、メモリセル1においては、nMOSトラン
ジスタ7、8=OFFとなり、ビット線クランプ回路9
においては、pMOSトランジスタ12、13=ON、
本発明の第3実施形態のラッチ型センスアンプ36にお
いては、pMOSトランジスタ18〜21=ON、nM
OSトランジスタ26〜29=OFFとなる。
Here, the word line WL and the internal clock C
In a steady state before time T1 when LK1 to CLK4 are at L level and the internal clock CLK5 is at H level, in the memory cell 1, the nMOS transistors 7 and 8 are OFF, and the bit line clamp circuit is turned off. 9
In pMOS transistors 12, 13 = ON,
In the latch type sense amplifier 36 according to the third embodiment of the present invention, the pMOS transistors 18 to 21 = ON, nM
The OS transistors 26 to 29 are turned off.

【0138】この結果、ビット線BL、/BLは、それ
ぞれ、pMOSトランジスタ12、13を介して電源電
圧VDDにクランプされ、センスアンプ出力DO、/D
Oも電源電圧VDDにクランプされると共に、ノードN
6は、(VDD−Vth22)か、あるいは、それ以上の
電位で、ハイインピーダンス状態となり、ノードN7
は、(VDD−Vth23)か、あるいは、それ以上の電
位で、ハイインピーダンス状態となる。
As a result, the bit lines BL and / BL are clamped to the power supply voltage VDD via the pMOS transistors 12 and 13, respectively, and the sense amplifier outputs DO and / D
O is also clamped to the power supply voltage VDD and the node N
6 is in a high impedance state at (VDD-Vth22) or higher potential, and the node N7
Is in a high impedance state at (VDD-Vth23) or higher.

【0139】そして、メモリセル1からのデータ読み出
しの開始タイミングである時刻T1となり、ワード線W
L及び内部クロックCLK1、CLK3がHレベルとさ
れると、メモリセル1においては、nMOSトランジス
タ7、8=ON、ビット線クランプ回路9においては、
pMOSトランジスタ12、13=OFFとなり、ビッ
ト線BL、/BLは、メモリセル1と接続されると共
に、ビット線クランプ回路9から解放される。
At time T1, which is the start timing of reading data from memory cell 1, word line W
When L and the internal clocks CLK1 and CLK3 are set to H level, in the memory cell 1, the nMOS transistors 7, 8 = ON, and in the bit line clamp circuit 9,
The pMOS transistors 12 and 13 are turned off, and the bit lines BL and / BL are connected to the memory cell 1 and released from the bit line clamp circuit 9.

【0140】この結果、ビット線BLからnMOSトラ
ンジスタ7、5を通してセル電流が流れ、ビット線BL
の寄生容量の電荷が放電され、ビット線BLの電位が電
源電圧VDDからゆっくりと引き下げられる。
As a result, a cell current flows from bit line BL through nMOS transistors 7 and 5, and bit line BL
Is discharged, and the potential of the bit line BL is slowly lowered from the power supply voltage VDD.

【0141】他方、メモリセル1内のノードN3の電位
は、電源電圧VDDに維持されるので、ビット線/BL
の寄生容量の電荷は放電されず、ビット線/BLの電位
は電源電圧VDDに維持される。
On the other hand, the potential of node N3 in memory cell 1 is maintained at power supply voltage VDD, so that bit line / BL
Is not discharged, and the potential of the bit line / BL is maintained at the power supply voltage VDD.

【0142】また、本発明の第3実施形態のラッチ型セ
ンスアンプ36においては、nMOSトランジスタ2
7、29=ONとなり、nMOSトランジスタ27、2
9にそれぞれ微小なドレイン電流I27、I29が流
れ、ノードN6の電位を VDD−Vth22−ΔV27 に引き下げ、ノードN7の電位を VDD−Vth23−ΔV29 に引き下げる。
In the latch type sense amplifier 36 according to the third embodiment of the present invention, the nMOS transistor 2
7, 29 = ON, the nMOS transistors 27, 2
9, the small drain currents I27 and I29 flow, and the potential of the node N6 is reduced to VDD-Vth22-.DELTA.V27, and the potential of the node N7 is reduced to VDD-Vth23-.DELTA.V29.

【0143】前述したように、ΔV27はnMOSトラ
ンジスタ22が微小電流I27を流すのに必要な電圧、
ΔV29はnMOSトランジスタ23が微小電流I29
を流すのに必要な電圧であるが、nMOSトランジスタ
27、29は、同一サイズであることから、I27、I
29は略等しい電流値となり、ΔV27、ΔV29は略
等しい電圧値となる。
As described above, ΔV27 is a voltage required for the nMOS transistor 22 to flow the minute current I27,
ΔV29 indicates that the nMOS transistor 23 has a small current I29.
Is necessary to supply the current, but since the nMOS transistors 27 and 29 have the same size,
29 have substantially equal current values, and ΔV27 and ΔV29 have substantially equal voltage values.

【0144】そして、時刻T7で、内部クロックCLK
4がHレベルとされると共に、内部クロックCLK3、
CLK5がLレベルにされると、pMOSトランジスタ
18、19=OFF、nMOSトランジスタ27、29
=OFF、pMOSトランジスタ20、21=ONとな
る。
Then, at time T7, the internal clock CLK
4 is set to the H level, and the internal clocks CLK3,
When CLK5 is set to L level, the pMOS transistors 18 and 19 are turned off and the nMOS transistors 27 and 29 are turned off.
= OFF, pMOS transistors 20 and 21 = ON.

【0145】この結果、センスアンプ出力DOの電位
は、電源電圧VDDから急速にビット線BLと同電位に
なる。他方、センスアンプ出力/DOは、ビット線/B
Lと同電位、すなわち、電源電圧VDDに維持される。
As a result, the potential of the sense amplifier output DO rapidly becomes the same potential as the bit line BL from the power supply voltage VDD. On the other hand, the sense amplifier output / DO is connected to the bit line / B
It is maintained at the same potential as L, that is, the power supply voltage VDD.

【0146】また、ノードN6の電位は、 VDD−Vth22 に向かって戻って行き、ノードN7の電位は VDD−Vth23 に向かって戻って行く。The potential of the node N6 returns toward VDD-Vth22, and the potential of the node N7 returns toward VDD-Vth23.

【0147】そして、本発明の第2実施形態のラッチ型
センスアンプ32の場合と同様に、センスアンプ出力D
Oが電源電圧VDDからΔVBLだけ下がる時刻T2に
は、ノードN6の電位は、 VDD−Vth22−ΔV に戻り、ノードN7の電位は、 VDD−Vth23−ΔV に戻ることになる。
As in the case of the latch type sense amplifier 32 according to the second embodiment of the present invention, the sense amplifier output D
At time T2 when O drops by ΔVBL from the power supply voltage VDD, the potential of the node N6 returns to VDD−Vth22−ΔV, and the potential of the node N7 returns to VDD−Vth23−ΔV.

【0148】したがって、センスアンプ出力DOが電源
電圧VDDからΔVBLだけ下がった時刻T2において
は、nMOSトランジスタ22のゲート・ソース間電圧
Vgsは、 VDD−(VDD−Vth22−ΔV)=Vth22+ΔV となり、nMOSトランジスタ23のゲート・ソース間
電圧Vgsは、 VDD−ΔVBL−(VDD−Vth23−ΔV)=Vth
23+ΔV−ΔVBL となる。
Therefore, at time T2 when the sense amplifier output DO drops by ΔVBL from the power supply voltage VDD, the gate-source voltage Vgs of the nMOS transistor 22 becomes VDD− (VDD−Vth22−ΔV) = Vth22 + ΔV, and the nMOS transistor The gate-source voltage Vgs of 23 is: VDD−ΔVBL− (VDD−Vth23−ΔV) = Vth
23 + ΔV−ΔVBL.

【0149】そして、本発明の第3実施形態のラッチ型
センスアンプ36を駆動するタイミング、すなわち、ビ
ット線BL、/BL間の電位差ΔVBLがある値(例え
ば、100mV程度)になるタイミングである時刻T2
となり、内部クロックCLK5、CLK2がHレベルと
されると、pMOSトランジスタ20、21=OFFと
なり、ノードN4、N5がビット線BL、/BLと切り
離されると共に、nMOSトランジスタ26、28=O
Nとなり、ノードN6、N7の電位が接地電位GNDに
引き下げられる。
Then, the timing for driving the latch type sense amplifier 36 according to the third embodiment of the present invention, that is, the time when the potential difference ΔVBL between the bit lines BL and / BL becomes a certain value (for example, about 100 mV). T2
When the internal clocks CLK5 and CLK2 are set to the H level, the pMOS transistors 20 and 21 are turned off, the nodes N4 and N5 are disconnected from the bit lines BL and / BL, and the nMOS transistors 26 and 28 are turned off.
N, and the potentials of the nodes N6 and N7 are reduced to the ground potential GND.

【0150】ここに、nMOSトランジスタ22は、そ
のゲート・ソース間電圧Vgsを Vth22+ΔV とされ、既に浅くONしている状態とされているので、
直ちに完全にON状態となる。これに対して、nMOS
トランジスタ23は、そのゲート・ソース間電圧Vgsを Vth23+ΔV−ΔVBL とされているので、ΔVBLの分だけ、必ず、nMOS
トランジスタ22より遅れてONすることになる。
Here, the gate-source voltage Vgs of the nMOS transistor 22 is set to Vth22 + ΔV, and the nMOS transistor 22 is already in a shallow ON state.
Immediately turns on completely. On the other hand, nMOS
The transistor 23 has a gate-source voltage Vgs of Vth23 + ΔV−ΔVBL.
It turns on later than the transistor 22.

【0151】このように、本発明の第3実施形態のラッ
チ型センスアンプ36においては、(ビット線BLの電
位)<(ビット線/BLの電位)の場合には、nMOS
トランジスタ22、23のスレッショルド電圧Vth2
2、Vth23のアンバランスに関係なく、nMOSトラ
ンジスタ22の方が先にONし、センスアンプ出力DO
を急速に引き下げることになる。
As described above, in the latch type sense amplifier 36 according to the third embodiment of the present invention, when (the potential of the bit line BL) <(the potential of the bit line / BL), the nMOS
The threshold voltage Vth2 of the transistors 22 and 23
2. Irrespective of the imbalance of Vth23, the nMOS transistor 22 is turned on first and the sense amplifier output DO
Will be reduced rapidly.

【0152】これに対して、nMOSトランジスタ23
は、nMOSトランジスタ22に遅れてONし始め、セ
ンスアンプ出力/DOを引き下げ始めるが、そのゲート
に印加されているセンスアンプ出力DOがnMOSトラ
ンジスタ22により急速に引き下げられるため、直ぐに
OFFとなり、それ以上、センスアンプ出力/DOを引
き下げることはない。
On the other hand, nMOS transistor 23
Starts turning on later than the nMOS transistor 22 and starts lowering the sense amplifier output / DO. However, since the sense amplifier output DO applied to its gate is rapidly lowered by the nMOS transistor 22, it turns off immediately. , The sense amplifier output / DO is not reduced.

【0153】他方、本発明の第3実施形態のラッチ型セ
ンスアンプ36の駆動前にはOFF状態とされていたp
MOSトランジスタ16、17のうち、急速に引き下げ
られるセンスアンプ出力DOをゲートに印加されている
pMOSトランジスタ17はONし、センスアンプ出力
/DOを電源電圧VDDに戻すことになる。
On the other hand, before the latch type sense amplifier 36 of the third embodiment of the present invention is driven, p
Of the MOS transistors 16 and 17, the pMOS transistor 17 whose gate is supplied with the sense amplifier output DO which is rapidly lowered is turned on, and the sense amplifier output / DO is returned to the power supply voltage VDD.

【0154】また、pMOSトランジスタ16は、ゲー
トに印加されているセンスアンプ出力/DOが僅かに引
き下げられた後、直ちに電源電圧VDDに戻るため、O
FFのままであり、センスアンプ出力DOがノードN6
によって接地電圧GNDまで引き下げられることを阻害
することはない。
Since the pMOS transistor 16 returns to the power supply voltage VDD immediately after the sense amplifier output / DO applied to the gate is slightly lowered,
The sense amplifier output DO remains at the node N6
Does not prevent the voltage from being lowered to the ground voltage GND.

【0155】このようにして、本発明の第3実施形態の
ラッチ型センスアンプ36は、ビット線BL、/BL間
の微小電圧差ΔVBLを増幅して、GNDレベルのセン
スアンプ出力DOと、VDDレベルのセンスアンプ出力
/DOとを出力することになる。なお、本発明の第3実
施形態のラッチ型センスアンプ36から出力されるセン
スアンプ出力DO、/DOは図示しないラッチ回路に送
られて、SRAMの外部に出力されることになる。
As described above, the latch type sense amplifier 36 according to the third embodiment of the present invention amplifies the minute voltage difference ΔVBL between the bit lines BL and / BL, and outputs the GND level sense amplifier output DO and VDD. The level of the sense amplifier output / DO is output. The sense amplifier outputs DO and / DO output from the latch type sense amplifier 36 according to the third embodiment of the present invention are sent to a latch circuit (not shown) and output outside the SRAM.

【0156】そして、本発明の第3実施形態のラッチ型
センスアンプ36の駆動を終了させるタイミングである
時刻T3になり、ワード線WL及び内部クロックCLK
1、CLK4、CLK2がLレベルとされると、メモリ
セル1においては、nMOSトランジスタ7、8=OF
Fとなり、メモリセル1はビット線BL、/BLから切
り離される。
Then, at time T3 which is the timing to end the driving of the latch type sense amplifier 36 according to the third embodiment of the present invention, the word line WL and the internal clock CLK are reached.
When CLK1, CLK4 and CLK2 are set to L level, in the memory cell 1, the nMOS transistors 7, 8 = OF
F, and the memory cell 1 is disconnected from the bit lines BL and / BL.

【0157】また、ビット線クランプ回路9において
は、pMOSトランジスタ12、13=ON、本発明の
第3実施形態のラッチ型センスアンプ36においては、
nMOSトランジスタ26、28=OFF、pMOSト
ランジスタ18、19=ONとなり、ビット線BL、/
BL及びセンスアンプ出力DO、/DOの電位が電源電
圧VDDに引き戻される。
In the bit line clamp circuit 9, the pMOS transistors 12 and 13 are turned on. In the latch type sense amplifier 36 according to the third embodiment of the present invention,
The nMOS transistors 26 and 28 = OFF, the pMOS transistors 18 and 19 = ON, and the bit lines BL and /
The potentials of BL and sense amplifier outputs DO and / DO are returned to power supply voltage VDD.

【0158】この結果、pMOSトランジスタ16、1
7=OFFとなると共に、nMOSトランジスタ22
は、ノードN6の電位を VDD−Vth22 まで引き下げてOFFとなると共に、nMOSトランジ
スタ23は、ノードN7の電位を VDD−Vth23 まで引き下げてOFFとなり、次の読み出し又は書き込
みまでの定常状態に戻ることになる。
As a result, the pMOS transistors 16, 1
7 = OFF and the nMOS transistor 22
Means that the potential of the node N6 is lowered to VDD-Vth22 to be turned off, and the nMOS transistor 23 is lowered to the potential of the node N7 to VDD-Vth23 to be turned off to return to the steady state until the next reading or writing. Become.

【0159】なお、ここでは、メモリセル1内のノード
N2がLレベル、ノードN3がHレベルの場合の読み出
し動作について述べたが、回路は左右対称とされている
ので、ノードN2がHレベル、ノードN3がLレベルの
場合の読み出し動作は、上記の場合と左右を対称として
同様に行われる。
Here, the read operation when the node N2 in the memory cell 1 is at the L level and the node N3 is at the H level has been described. However, since the circuit is symmetrical, the node N2 is at the H level. The read operation in the case where the node N3 is at the L level is performed in the same manner as in the above case with the left and right symmetrical.

【0160】以上のように、本発明の第3実施形態のラ
ッチ型センスアンプ36によれば、ノードN6、N7間
にコンデンサ33を接続すると共に、ビット線BL、/
BL間の電圧差ΔVBLが充分に開くまでの期間(時刻
T1〜T2までの期間)に、ノードN6、N7の電位を
一時的に引き下げるように制御できるようにしたことに
より、時刻T1より前に何らかの動作を行う必要がな
く、nMOSトランジスタ22、23のスレッショルド
電圧Vth22、Vth23にアンバランスがある場合であ
っても、nMOSトランジスタ22、23のソース電位
を、正常にラッチ動作を行うことができる電位に、本発
明の第2実施形態のラッチ型センスアンプ32の場合よ
りも短い時間で設定することができる。
As described above, according to the latch type sense amplifier 36 of the third embodiment of the present invention, the capacitor 33 is connected between the nodes N6 and N7, and the bit lines BL and /
During the period until the voltage difference ΔVBL between BLs is sufficiently opened (period from time T1 to time T2), the potentials of the nodes N6 and N7 can be controlled so as to be temporarily reduced, so that before the time T1. Even if there is no need to perform any operation and the threshold voltages Vth22 and Vth23 of the nMOS transistors 22 and 23 are unbalanced, the source potentials of the nMOS transistors 22 and 23 are set to potentials at which the latch operation can be performed normally. In addition, it can be set in a shorter time than in the case of the latch type sense amplifier 32 of the second embodiment of the present invention.

【0161】したがって、nMOSトランジスタ22、
23のスレッショルド電圧Vth22、Vth23にアンバ
ランスがある場合であっても、メモリセルから読み出さ
れたデータのラッチを確実に、かつ、本発明の第2実施
形態のラッチ型センスアンプ32の場合よりも高速に行
うことができる。
Therefore, the nMOS transistor 22,
Even when the threshold voltages Vth22 and Vth23 of 23 are unbalanced, the latch of the data read from the memory cell can be surely performed and the latch type sense amplifier 32 of the second embodiment of the present invention can be used. Can also be done at high speed.

【0162】ここで、本発明の内容を整理すると、本発
明には、少なくとも、次のラッチ型センスアンプが含ま
れる。
Here, when the contents of the present invention are arranged, the present invention includes at least the following latch type sense amplifier.

【0163】(1) それぞれのゲートとドレインがク
ロス接続された第1導電型の一対の電界効果トランジス
タと、前記一対の電界効果トランジスタのそれぞれのド
レインと第1の電源との間に接続された一対の負荷手段
及び第1の一対のスイッチ手段と、前記一対の電界効果
トランジスタのそれぞれのソースと第2の電源との間に
接続された第2の一対のスイッチ手段及び高抵抗を有す
る第3の一対のスイッチ手段とを備えていることを特徴
とするラッチ型センスアンプ。
(1) A pair of first conductivity type field-effect transistors whose gates and drains are cross-connected, and each pair of field-effect transistors is connected between each drain and a first power supply. A third pair of load means, a first pair of switch means, a second pair of switch means connected between a source of each of the pair of field effect transistors and a second power supply, and a high resistance; And a pair of switch means.

【0164】(2) 前記(1)に記載のラッチ型セン
スアンプにおいて、前記一対の負荷手段は、それぞれの
ゲートとドレインがクロス接続された第2導電型の一対
の電界効果トランジスタであり、前記第1の一対のスイ
ッチ手段は、第2導電型の一対の電界効果トランジスタ
であり、前記第2の一対のスイッチ手段は、第1導電型
の一対の電界効果トランジスタであり、前記第3の一対
のスイッチ手段は、ドレイン電流が微小とされた第1導
電型の一対の電界効果トランジスタであることを特徴と
するラッチ型センスアンプ。
(2) In the latch type sense amplifier according to the above (1), the pair of load means are a pair of second conductivity type field effect transistors having respective gates and drains cross-connected. The first pair of switch means is a pair of field effect transistors of the second conductivity type, and the second pair of switch means is a pair of field effect transistors of the first conductivity type, and the third pair of Wherein the switch means is a pair of first conductivity type field effect transistors having a small drain current.

【0165】(3) 前記(1)又は(2)に記載のラ
ッチ型センスアンプにおいて、それぞれのゲートとドレ
インがクロス接続された前記第1導電型の一対の電界効
果トランジスタのソース間にコンデンサが接続されてい
ることを特徴とするラッチ型センスアンプ。
(3) In the latch type sense amplifier according to the above (1) or (2), a capacitor is provided between a source of the pair of first conductivity type field effect transistors, each of which has a gate and a drain cross-connected. A latch-type sense amplifier which is connected.

【0166】(4) 前記(3)に記載のラッチ型セン
スアンプにおいて、前記コンデンサは、第1、第2のM
OSキャパシタを、ゲート同士を接続しないように並列
接続して構成されていることを特徴とするラッチ型セン
スアンプ。
(4) In the latch type sense amplifier according to the above (3), the capacitor is a first and a second M.
A latch-type sense amplifier, comprising an OS capacitor connected in parallel so that gates are not connected to each other.

【0167】(5) 前記(4)に記載のラッチ型セン
スアンプにおいて、前記第1導電型のMOSトランジス
タはnMOSトランジスタであり、前記第2導電型のM
OSトランジスタはpMOSトランジスタであり、前記
第1の電源は前記第2の電源よりも高電位であることを
特徴とするラッチ型センスアンプ。
(5) In the latch type sense amplifier according to (4), the first conductivity type MOS transistor is an nMOS transistor, and the second conductivity type MOS transistor is
An OS transistor is a pMOS transistor, and the first power supply has a higher potential than the second power supply.

【0168】[0168]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ラッチ
動作開始前に、第1、第3の一対のスイッチ手段を一時
的にONとし、駆動素子をなす一対の電界効果トランジ
スタに一時的に微小電流を流すことにより、駆動素子を
なす一対の電界効果トランジスタのスレッショルド電圧
にアンバランスがある場合であっても、駆動素子をなす
一対の電界効果トランジスタのソース電位を、正常にラ
ッチ動作を行うことができる電位に設定することができ
るので、微小電圧差の相補信号のラッチを確実に行うこ
とができる。
As described above, according to the present invention, before the start of the latch operation, the first and third pair of switch means are temporarily turned on, and the pair of field effect transistors forming the driving element are temporarily turned on. Even when the threshold voltage of the pair of field effect transistors forming the driving element is imbalanced by flowing a small current, the source potential of the pair of field effect transistors forming the driving element can be normally latched. Can be set to a potential at which the complementary signal having a small voltage difference can be latched.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態のラッチ型センスアンプ
を備えるSRAMの一部分を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a part of an SRAM including a latch type sense amplifier according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1実施形態のラッチ型センスアンプ
の動作を説明するための波形図である。
FIG. 2 is a waveform diagram for explaining an operation of the latch type sense amplifier according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1実施形態のラッチ型センスアンプ
の動作を説明するための回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram for explaining the operation of the latch type sense amplifier according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2実施形態のラッチ型センスアンプ
を備えるSRAMの一部分を示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a part of an SRAM including a latch type sense amplifier according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2実施形態のラッチ型センスアンプ
が備えるコンデンサの構成を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of a capacitor included in a latch type sense amplifier according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2実施形態のラッチ型センスアンプ
の動作を説明するための波形図である。
FIG. 6 is a waveform chart for explaining an operation of the latch type sense amplifier according to the second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第2実施形態のラッチ型センスアンプ
の動作を説明するための回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram for explaining an operation of the latch type sense amplifier according to the second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第3実施形態のラッチ型センスアンプ
を備えるSRAMの一部分を示す回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a part of an SRAM including a latch type sense amplifier according to a third embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第3実施形態のラッチ型センスアンプ
の動作を説明するための波形図である。
FIG. 9 is a waveform chart for explaining an operation of the latch type sense amplifier according to the third embodiment of the present invention.

【図10】従来のラッチ型センスアンプの一例を備える
SRAMの一部分を示す回路図である。
FIG. 10 is a circuit diagram showing a part of an SRAM including an example of a conventional latch type sense amplifier.

【図11】図10に示す従来のラッチ型センスアンプの
動作を説明するための波形図である。
FIG. 11 is a waveform diagram for explaining the operation of the conventional latch-type sense amplifier shown in FIG.

【図12】図10に示す従来のラッチ型センスアンプが
有している問題点を説明するための回路図である。
FIG. 12 is a circuit diagram for explaining a problem that the conventional latch-type sense amplifier shown in FIG. 10 has.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

WL ワード線 BL、/BL ビット線 CLK1〜CLK5 内部クロック DO、/DO センスアンプ出力 WL Word line BL, / BL Bit line CLK1 to CLK5 Internal clock DO, / DO Sense amplifier output

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】それぞれのゲートとドレインがクロス接続
された一対の電界効果トランジスタと、 前記一対の電界効果トランジスタのそれぞれのドレイン
と第1の電源との間に接続された一対の負荷手段及び第
1の一対のスイッチ手段と、 前記一対の電界効果トランジスタのそれぞれのソースと
第2の電源との間に接続された第2の一対のスイッチ手
段及び前記第2の一対のスイッチ手段のオン抵抗値より
高いオン抵抗値を有する第3の一対のスイッチ手段とを
備えていることを特徴とするラッチ型センスアンプ。
A pair of field-effect transistors each having a gate and a drain cross-connected to each other; a pair of load means connected between each drain of the pair of field-effect transistors and a first power supply; A pair of switch means, a second pair of switch means connected between a source of each of the pair of field effect transistors and a second power supply, and an ON resistance value of the second pair of switch means. A latch type sense amplifier, comprising: a third pair of switch means having a higher on-resistance value.
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