JP2008305527A - Nonvolatile storage device - Google Patents

Nonvolatile storage device Download PDF

Info

Publication number
JP2008305527A
JP2008305527A JP2007154337A JP2007154337A JP2008305527A JP 2008305527 A JP2008305527 A JP 2008305527A JP 2007154337 A JP2007154337 A JP 2007154337A JP 2007154337 A JP2007154337 A JP 2007154337A JP 2008305527 A JP2008305527 A JP 2008305527A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pair
memory cell
node
data
transistors
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.)
Withdrawn
Application number
JP2007154337A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomoya Kawagoe
知也 河越
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renesas Technology Corp
Original Assignee
Renesas Technology Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renesas Technology Corp filed Critical Renesas Technology Corp
Priority to JP2007154337A priority Critical patent/JP2008305527A/en
Publication of JP2008305527A publication Critical patent/JP2008305527A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Mram Or Spin Memory Techniques (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonvolatile storage device from which data is read at high speed with high accuracy. <P>SOLUTION: Capacitors C1, C2 are provided between a sense amplifier SA0, an amplifying unit 55 and the other conductive terminals of transistors QV1, QV2. Also a sense amplifier SA1 is provided with capacitors C1#, C2# between an amplifying unit 55# and the other conductive terminals of transistors QV1#, QVB2# and a transistor 80 is provided between nodes N1a and N1b. Also, a transistor 81 is provided between nodes N2a and N2b. When reading data for a memory cell in an odd row, bit lines /BLj, /BLj+1 are connected to dummy memory cells of low resistance Rmin, high resistance Rmax. Then, when data for a memory cell in an odd row is read, a transistor 81 is made conductive. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、不揮発性記憶装置に関し、特にメモリセルの記憶データを増幅する差動増幅回路(センスアンプ)の回路構成に関する。   The present invention relates to a nonvolatile memory device, and more particularly to a circuit configuration of a differential amplifier circuit (sense amplifier) that amplifies data stored in a memory cell.

近年、不揮発的なデータ記憶が可能な不揮発性記憶装置が主流となってきている。たとえば高集積化可能なフラッシュメモリを挙げることができる。   In recent years, nonvolatile storage devices capable of storing nonvolatile data have become mainstream. For example, a flash memory that can be highly integrated can be cited.

さらには、新世代の不揮発性記憶装置として薄膜磁性体を用いて不揮発的なデータ記憶を実行するMRAM(Magnetic Random Access Memory)デバイスや薄膜のカルコゲナイドという材料を用いてデータ記憶を実行するOUM(Ovonic Unified Memories)デバイス等が特に注目されている。   Furthermore, as a new generation non-volatile memory device, an MRAM (Magnetic Random Access Memory) device that performs non-volatile data storage using a thin film magnetic material and an OUM (Ovonic that performs data storage using a material called chalcogenide of a thin film) (Unified Memories) devices are attracting particular attention.

一般的に、これら不揮発性記憶装置の記憶素子として用いられるメモリセルの記憶データを読出す際には、所定電圧を印加して、その際の通過電流を検知することによりデータ読出を実行する構成が一般的である(非特許文献1および特許文献1〜特許文献3)。   Generally, when data stored in a memory cell used as a memory element of these nonvolatile memory devices is read, a data is read by applying a predetermined voltage and detecting a passing current at that time Is common (Non-patent Document 1 and Patent Documents 1 to 3).

図13は、従来のセンスアンプを用いたデータ読出動作を説明する概略構成図である。
従来のセンスアンプの動作について説明する。
FIG. 13 is a schematic configuration diagram for explaining a data read operation using a conventional sense amplifier.
The operation of the conventional sense amplifier will be described.

図13を参照して、従来のセンスアンプは、電源電圧Vccと内部ノードN1との間に配置され、そのゲートが内部ノードN1と電気的に結合されるトランジスタQP1と、電源電圧Vccと内部ノードN2との間に配置され、そのゲートが内部ノードN2と電気的に結合されるトランジスタQP5と、内部ノードN1,N2を入力ノードとする増幅ユニット50とを含む。   Referring to FIG. 13, the conventional sense amplifier is arranged between power supply voltage Vcc and internal node N1, transistor QP1 whose gate is electrically coupled to internal node N1, power supply voltage Vcc and internal node Transistor QP5 arranged between N2 and having its gate electrically coupled to internal node N2, and amplification unit 50 having internal nodes N1 and N2 as input nodes are included.

また、センスアンプSAは、ノードN1とローカル入出力線LIOとの間に配置され、そのゲートは基準電圧Vrefの入力を受けるトランジスタQV1と、ノードN2とローカル入出力線/LIOとの間に配置されそのゲートは基準電圧Vrefの入力を受けるトランジスタQV2とを含む。   Sense amplifier SA is arranged between node N1 and local I / O line LIO, and its gate is arranged between transistor QV1 receiving reference voltage Vref and node N2 and local I / O line / LIO. The gate includes a transistor QV2 receiving a reference voltage Vref.

ここで、トランジスタQP1,QP5は、PチャンネルMOSトランジスタである。
上記で説明した、ゲートに基準電圧Vrefを受けるトランジスタQV1およびQV2によりローカル入出力線LIO,/LIOを基準電圧以下の所定電圧に設定し、この所定電圧に従う通過電流がノードN1,N2に流れる。
Here, the transistors QP1 and QP5 are P-channel MOS transistors.
The local input / output lines LIO, / LIO are set to a predetermined voltage equal to or lower than the reference voltage by the transistors QV1 and QV2 receiving the reference voltage Vref at the gate described above, and a passing current according to the predetermined voltage flows to the nodes N1, N2.

トランジスタQP1は、ゲートとドレインが電気的に結合され、ノードN1に流れる通過電流を電圧信号に変換する。また、トランジスタQP5は、ゲートとドレインが電気的に結合され、ノードN2に流れる通過電流を電圧信号に変換する。   Transistor QP1 has a gate and a drain electrically coupled, and converts a passing current flowing through node N1 into a voltage signal. Transistor QP5 has a gate and a drain electrically coupled, and converts a passing current flowing through node N2 into a voltage signal.

増幅ユニット50は、トランジスタQP1,QP5において変換した電圧信号を一対の入力として受けて、ノードN1,N2を流れる通過電流に応じた信号を増幅して読出データSOUTを出力する。   Amplifying unit 50 receives the voltage signals converted in transistors QP1 and QP5 as a pair of inputs, amplifies a signal corresponding to the passing current flowing through nodes N1 and N2, and outputs read data SOUT.

センスアンプSAは、ローカル入出力線LIO,/LIOに生じる通過電流差に応じた電圧差を増幅し、図示しない後段のアンプによりさらに増幅動作を実行することにより、メモリセルの記憶データが出力すなわちデータ読出が実行される。   The sense amplifier SA amplifies a voltage difference corresponding to a passing current difference generated in the local input / output lines LIO, / LIO, and further performs an amplification operation by a later-stage amplifier (not shown), so that the storage data of the memory cell is output. Data reading is executed.

次に、データ読出動作について具体的に説明する。
データ読出動作を実行するための入力されたアドレスADDに対応する選択された列選択線CSLk、選択されたメモリセルに対応して設けられたワード線WLが活性化(「H」レベル)される。また、ダミーメモリセルに対応して設けられたワード線DWLが活性化(「H」レベル)される。
Next, the data read operation will be specifically described.
Selected column select line CSLk corresponding to input address ADD for executing the data read operation and word line WL provided corresponding to the selected memory cell are activated ("H" level). . In addition, word line DWL provided corresponding to the dummy memory cell is activated (“H” level).

選択された列選択線CSLkの活性化に応答して、ゲートトランジスタCSGaおよびCSGbがターンオンし、選択列のビット線BLj,/BLjとローカル入出力線LIO,/LIOとが電気的に結合される。   In response to activation of selected column selection line CSLk, gate transistors CSGa and CSGb are turned on, and bit lines BLj, / BLj and local input / output lines LIO, / LIO of the selected column are electrically coupled. .

ワード線WLの活性化に応答して、アクセストランジスタATRがオンし、ローカル入出力線LIOは、ビット線BLjおよび選択メモリセルMCを介して接地電圧GNDへプルダウンされる。   In response to activation of the word line WL, the access transistor ATR is turned on, and the local input / output line LIO is pulled down to the ground voltage GND via the bit line BLj and the selected memory cell MC.

また、ワード線WLDの活性化に応答して、ローカル入出力線/LIOは、ビット線/BLjおよびダミーメモリセルDMCを介して接地電圧GNDへプルダウンされる。これに伴い、センスアンプSAと選択メモリセルMCおよびダミーメモリセルDMCとの間に電流経路が形成され、センスアンプSAにおいて所定のセンス動作が実行される。   In response to activation of word line WLD, local input / output line / LIO is pulled down to ground voltage GND via bit line / BLj and dummy memory cell DMC. Accordingly, a current path is formed between sense amplifier SA and selected memory cell MC and dummy memory cell DMC, and a predetermined sense operation is performed in sense amplifier SA.

具体的には、センスアンプは、ローカル入出力線LIO,/LIOのそれぞれに同一電流を供給しようとする。しかし、メモリセルMCとダミーメモリセルDMCとの間には、電気抵抗差が存在する。   Specifically, the sense amplifier tries to supply the same current to each of the local input / output lines LIO and / LIO. However, an electrical resistance difference exists between the memory cell MC and the dummy memory cell DMC.

したがって、選択されたメモリセルMCの記憶データに応じた抵抗値Rcellと、ダミーメモリセルDMCの抵抗値Rrefに従って、ローカル入出力線LIO,/LIOには電気抵抗に応じた通過電流が流れ始め、通過電流の通過電流差に応じた電圧差がノードN1,N2に現れる。電圧差が十分に現れた状態において、さらに増幅動作を実行して、読出データSOUTを出力する。   Therefore, according to the resistance value Rcell corresponding to the storage data of the selected memory cell MC and the resistance value Rref of the dummy memory cell DMC, a passing current corresponding to the electrical resistance starts to flow through the local input / output lines LIO and / LIO. A voltage difference corresponding to the passing current difference of the passing currents appears at the nodes N1 and N2. In a state where a sufficient voltage difference appears, an amplification operation is further executed to output read data SOUT.

ここで、ダミーメモリセルDMCの抵抗値Rrefは、選択されたメモリセルMCのトンネル磁気抵抗素子TMRの記憶データに応じた抵抗値Rcellの取り得る最大値Rmaxと、最小値Rminとの中間値に設定されることが要求されるが、ダミーメモリセルのトンネル磁気抵抗素子TMRを中間の抵抗値に設定することは難しい。   Here, the resistance value Rref of the dummy memory cell DMC is an intermediate value between the maximum value Rmax and the minimum value Rmin that can be taken by the resistance value Rcell corresponding to the data stored in the tunnel magnetoresistive element TMR of the selected memory cell MC. Although it is required to be set, it is difficult to set the tunnel magnetoresistive element TMR of the dummy memory cell to an intermediate resistance value.

図14は、従来のセンスアンプを用いた別のデータ読出動作を説明する概略構成図である。   FIG. 14 is a schematic diagram illustrating another data read operation using a conventional sense amplifier.

図14を参照して、ここでは、図13で説明したセンスアンプSAと同様のセンスアンプSA#がそれぞれ設けられ、センスアンプSAのノードN1とセンスアンプSA#のノードN1#との間を電気的に結合させるスイッチ素子QSWaと、センスアンプSAのノードN2とセンスアンプSA#のノードN2#との間を電気的に結合させるスイッチ素子QSWbとが設けられた場合が示されている。   Referring to FIG. 14, here, sense amplifiers SA # similar to the sense amplifiers SA described in FIG. 13 are provided, and an electrical connection is made between node N1 of sense amplifier SA and node N1 # of sense amplifier SA #. A case is shown in which a switch element QSWa that is electrically coupled and a switch element QSWb that electrically couples the node N2 of the sense amplifier SA and the node N2 # of the sense amplifier SA # are provided.

また、メモリセル側においては、ビット線BLj,/BLjにそれぞれ接続されるメモリセルMC0eおよびダミーメモリセルDMC0eと、メモリセルMC0oおよびダミーメモリセルDMC0oとが示されている。また、ビット線BLj+1,/BLj+1にそれぞれ接続されるメモリセルMC1eおよびダミーメモリセルDMC1eと、メモリセルMC1oおよびダミーメモリセルDMC1oとが示されている。   On the memory cell side, memory cell MC0e and dummy memory cell DMC0e, memory cell MC0o and dummy memory cell DMC0o connected to bit lines BLj and / BLj, respectively, are shown. Also shown are memory cell MC1e and dummy memory cell DMC1e, memory cell MC1o and dummy memory cell DMC1o connected to bit lines BLj + 1 and / BLj + 1, respectively.

ここで、ダミーメモリセルDMC0e,DMC0oのトンネル磁気抵抗素子は、抵抗値Rminに設定され、ダミーメモリセルDMC1e,DMC1oのトンネル磁気抵抗素子は、抵抗値Rmaxに設定される。   Here, the tunnel magnetoresistive elements of the dummy memory cells DMC0e and DMC0o are set to the resistance value Rmin, and the tunnel magnetoresistive elements of the dummy memory cells DMC1e and DMC1o are set to the resistance value Rmax.

センスアンプの動作については同様であり、データ読出動作について説明する。
データ読出動作を実行するための入力されたアドレスADDに対応する選択された列選択線CSLk、選択されたメモリセルに対応して設けられたワード線が活性化(「H」レベル)される。また、ダミーメモリセルに対応して設けられたワード線が活性化(「H」レベル)される。本構成の場合においては、2列が並列に選択されてデータ読出が実行される場合について説明する。また、一例として偶数行のメモリセルMC0eおよびMC1eのデータ読出動作について説明する。
The operation of the sense amplifier is the same, and the data read operation will be described.
Selected column select line CSLk corresponding to input address ADD for executing the data read operation and word line provided corresponding to the selected memory cell are activated ("H" level). A word line provided corresponding to the dummy memory cell is activated (“H” level). In the case of this configuration, a case where two columns are selected in parallel and data reading is executed will be described. As an example, the data read operation of even-numbered memory cells MC0e and MC1e will be described.

本例においては、メモリセルの偶数行目に対応してワード線WLeが設けられ、奇数行目に対応してワード線WLoが設けられる。同様にダミーメモリセルの偶数行目に対応してワード線WLDeが設けられ、奇数行目に対応してワード線WLDoが設けられる。   In this example, a word line WLe is provided corresponding to the even-numbered row of memory cells, and a word line WLo is provided corresponding to the odd-numbered row. Similarly, the word line WLDe is provided corresponding to the even-numbered rows of the dummy memory cells, and the word line WLDo is provided corresponding to the odd-numbered rows.

選択された列選択線CSLkの活性化に応答して、ゲートトランジスタCSGaおよびCSGbがターンオンし、選択列のビット線BLj,/BLjとローカル入出力線LIO0,/LIO0とが電気的に結合される。また、選択された列選択線CSLkの活性化に応答して、ゲートトランジスタCSGa#およびCSGb#がターンオンし、選択列のビット線BLj+1,/BLj+1とローカル入出力線LIO1,/LIO1とが電気的に結合される。   In response to activation of selected column selection line CSLk, gate transistors CSGa and CSGb are turned on, and bit lines BLj, / BLj and local input / output lines LIO0, / LIO0 of the selected column are electrically coupled. . In response to the activation of the selected column selection line CSLk, the gate transistors CSGa # and CSGb # are turned on, and the bit lines BLj + 1 and / BLj + 1 and the local input / output lines LIO1 and / LIO1 in the selected column are electrically connected. Combined with

偶数行のメモリセルMC0eおよびMC1eを選択に従うワード線WLeの活性化に応答して、アクセストランジスタATRがオンし、ローカル入出力線LIO0は、ビット線BLjおよび選択メモリセルMC0eを介して接地電圧GNDへプルダウンされる。また、ワード線WLDoの活性化に応答して、ローカル入出力線/LIO0は、ビット線/BLjおよびダミーメモリセルDMC0oを介して接地電圧GNDへプルダウンされる。これに伴い、センスアンプSAと選択メモリセルMC0eおよびダミーメモリセルDMC0oとの間に電流経路が形成される。   In response to activation of the word line WLe according to the selection of the memory cells MC0e and MC1e in the even row, the access transistor ATR is turned on, and the local input / output line LIO0 is connected to the ground voltage GND via the bit line BLj and the selected memory cell MC0e. Pulled down to In response to activation of word line WLDo, local input / output line / LIO0 is pulled down to ground voltage GND via bit line / BLj and dummy memory cell DMC0o. Accordingly, a current path is formed between sense amplifier SA and selected memory cell MC0e and dummy memory cell DMC0o.

また、同様にワード線WLeの活性化に応答して、アクセストランジスタATRがオンし、ローカル入出力線LIO1は、ビット線BLj+1および選択メモリセルMC1eを介して接地電圧GNDへプルダウンされる。また、ワード線WLDoの活性化に応答して、ローカル入出力線/LIO1は、ビット線/BLj+1およびダミーメモリセルDMC1oを介して接地電圧GNDへプルダウンされる。これに伴い、センスアンプSA#と選択メモリセルMC1eおよびダミーメモリセルDMC1oとの間に電流経路が形成される。   Similarly, in response to activation of the word line WLe, the access transistor ATR is turned on, and the local input / output line LIO1 is pulled down to the ground voltage GND through the bit line BLj + 1 and the selected memory cell MC1e. In response to activation of word line WLDo, local input / output line / LIO1 is pulled down to ground voltage GND through bit line / BLj + 1 and dummy memory cell DMC1o. Accordingly, a current path is formed between sense amplifier SA # and selected memory cell MC1e and dummy memory cell DMC1o.

そして、制御信号RAE(「H」レベル)が入力され、スイッチ素子QSWbを介してノードN2とノードN2#とが電気的に結合される。   Control signal RAE (“H” level) is input, and node N2 and node N2 # are electrically coupled via switch element QSWb.

ここで、ノードN2は、抵抗値RminのダミーメモリセルDMC0oが接続され、ノードN2#は、抵抗値RmaxのダミーメモリセルDMC1oが接続される。   Here, a dummy memory cell DMC0o having a resistance value Rmin is connected to the node N2, and a dummy memory cell DMC1o having a resistance value Rmax is connected to the node N2 #.

すなわち、ノードN2,N2#はほぼ同電位に設定されるためそれぞれ抵抗値(Rmax+Rmin)/2に応じた電流が供給される。すなわち、ダミーメモリセルを最大値Rmaxと、最小値Rminとの中間値に設定した場合と同様の基準電流Irefが供給されることになる。   That is, since the nodes N2 and N2 # are set to substantially the same potential, a current corresponding to the resistance value (Rmax + Rmin) / 2 is supplied. That is, the same reference current Iref as that when the dummy memory cell is set to an intermediate value between the maximum value Rmax and the minimum value Rmin is supplied.

この場合、理想的には、ノードN2,N2#の電圧に関して、電圧V1=V0となって欲しいところ、スイッチ素子QSWbのオン抵抗値Ronがあるため電圧差が生じることになる。   In this case, ideally, regarding the voltages of the nodes N2 and N2 #, the voltage V1 = V0 is desired, but a voltage difference is generated because of the ON resistance value Ron of the switch element QSWb.

Figure 2008305527
Figure 2008305527

なお、ここで、抵抗値RLは、トランジスタQP5,QP5#の負荷抵抗に相当する。
増幅ユニット50,50#において、この上述したスイッチ素子QSWbのオン抵抗値Ronに従う電圧差は、増幅ユニット50,50#のリファレンス側の電位を変化させることになりマージン余裕がなくなり、精度の高いデータ読出の実行が難しくなる可能性がある。
Here, resistance value RL corresponds to the load resistance of transistors QP5 and QP5 #.
In the amplification units 50 and 50 #, the voltage difference according to the on-resistance value Ron of the switch element QSWb described above changes the potential on the reference side of the amplification units 50 and 50 #, so that there is no margin margin and highly accurate data. Reading can be difficult to perform.

図15は、従来のセンスアンプを用いたさらに別のデータ読出動作を説明する概略構成図である。   FIG. 15 is a schematic configuration diagram illustrating still another data read operation using a conventional sense amplifier.

図15を参照して、ここでは、図14で説明したセンスアンプSA,SA#において、オン抵抗を有するスイッチ素子QSWa,QSWbを設けるのをやめてノードN1,N1#を共通に接続した構成が示されている。   Referring to FIG. 15, here, the sense amplifiers SA and SA # described in FIG. 14 have a configuration in which nodes N1 and N1 # are connected in common without providing switch elements QSWa and QSWb having on-resistance. Has been.

そして、いわゆるスイッチャ60をセンスアンプSAのトランジスタQV1,QV2とローカル入出力線LIO0,/LIO0との間およびセンスアンプSA#のトランジスタQV1#,QV2#とローカル入出力線LIO1,/LIO1との間に設けた構成である。   A so-called switcher 60 is connected between the transistors QV1, QV2 of the sense amplifier SA and the local input / output lines LIO0, / LIO0, and between the transistors QV1 #, QV2 # of the sense amplifier SA # and the local input / output lines LIO1, / LIO1. It is the structure provided in.

スイッチャ60は、トランジスタ61〜68とを含む。トランジスタ61〜68は、NチャネルMOSトランジスタである。   Switcher 60 includes transistors 61-68. Transistors 61-68 are N channel MOS transistors.

トランジスタ61は、ローカル入出力線LIO0とトランジスタQV2との間の経路を設けるスイッチ素子である。トランジスタ62は、トランジスタQV1とローカル入出力線/LIO0との間の経路を設けるスイッチ素子である。トランジスタ61,62は、制御信号RAE(「H」レベル)の入力を受けて、互いにオンし、トランジスタQV1,QV2とローカル入出力線LIO0,/LIO0との接続経路を切り替える。   The transistor 61 is a switch element that provides a path between the local input / output line LIO0 and the transistor QV2. Transistor 62 is a switch element that provides a path between transistor QV1 and local input / output line / LIO0. Transistors 61 and 62 receive control signal RAE (“H” level) and are turned on to switch the connection path between transistors QV1 and QV2 and local input / output lines LIO0 and / LIO0.

トランジスタ63は、ローカル入出力線LIO0とトランジスタQV1との間の経路を設けるスイッチ素子である。トランジスタ64は、トランジスタQV2とローカル入出力線/LIO0との間の経路を設けるスイッチ素子である。トランジスタ63,64は、制御信号RAO(「H」レベル)の入力を受けて、互いにオンし、トランジスタQV1,QV2とローカル入出力線LIO0,/LIO0との間の接続経路を形成する。   The transistor 63 is a switch element that provides a path between the local input / output line LIO0 and the transistor QV1. Transistor 64 is a switch element that provides a path between transistor QV2 and local input / output line / LIO0. Transistors 63 and 64 receive control signal RAO (“H” level) and are turned on to form a connection path between transistors QV1 and QV2 and local input / output lines LIO0 and / LIO0.

トランジスタ65は、ローカル入出力線LIO1とトランジスタQV2#との間の経路を設けるスイッチ素子である。トランジスタ66は、トランジスタQV1#とローカル入出力線/LIO1との間の経路を設けるスイッチ素子である。トランジスタ65,66は、制御信号RAE(「H」レベル)の入力を受けて、互いにオンし、トランジスタQV1#,QV2#とローカル入出力線LIO1,/LIO1との接続経路を切り替える。   Transistor 65 is a switch element that provides a path between local input / output line LIO1 and transistor QV2 #. Transistor 66 is a switch element that provides a path between transistor QV1 # and local input / output line / LIO1. Transistors 65 and 66 receive control signal RAE (“H” level) and are turned on to switch the connection path between transistors QV1 # and QV2 # and local input / output lines LIO1 and / LIO1.

トランジスタ67は、ローカル入出力線LIO1とトランジスタQV1#との間の経路を設けるスイッチ素子である。トランジスタ68は、トランジスタQV2#とローカル入出力線/LIO1との間の経路を設けるスイッチ素子である。トランジスタ67,68は、制御信号RAE(「H」レベル)の入力を受けて、互いにオンし、トランジスタQV1#,QV2#とローカル入出力線LIO1,/LIO1との間の接続経路を形成する。   Transistor 67 is a switch element that provides a path between local input / output line LIO1 and transistor QV1 #. Transistor 68 is a switch element that provides a path between transistor QV2 # and local input / output line / LIO1. Transistors 67 and 68 receive control signal RAE (“H” level) and are turned on to form a connection path between transistors QV1 # and QV2 # and local input / output lines LIO1 and / LIO1.

すなわち、スイッチャ60は、制御信号RAE,RAOの入力に従って、ノードN1,N1#側を常にダミーメモリセルDMCと接続されるように制御する。   That is, the switcher 60 controls the nodes N1 and N1 # to be always connected to the dummy memory cell DMC according to the input of the control signals RAE and RAO.

当該構成の場合、スイッチ素子QSWa,QSWbを設けない構成であるためノードN1,N1#に電圧差が生じる問題を抑制することが可能である。また、スイッチャ60は、いずれの経路を形成する場合においてもトランジスタを1つずつ介する構成であるためローカル入出力線側においても抵抗差(あるいは電圧差)が生じにくい構成である。
特開2004−164766号公報 特開2005−366536号公報 特開2006−046929号公報 Takaharu Tsuji, Hiroaki Tanizaki etal,"A 1.2V 1Mbit Embedded MRAM Core with Folded Bit-Line Array Architecture",2004 Symposium on VLSI Circuits Digest of Technical Papers,p450-453
In the case of this configuration, since the switch elements QSWa and QSWb are not provided, it is possible to suppress a problem that a voltage difference occurs between the nodes N1 and N1 #. Further, the switcher 60 has a configuration in which one transistor is interposed one by one in any path, so that a resistance difference (or voltage difference) hardly occurs on the local input / output line side.
JP 2004-164766 A JP 2005-366536 A JP 2006-046929 A Takaharu Tsuji, Hiroaki Tanizaki etal, "A 1.2V 1Mbit Embedded MRAM Core with Folded Bit-Line Array Architecture", 2004 Symposium on VLSI Circuits Digest of Technical Papers, p450-453

しかしながら、スイッチャ60を設けた構成の場合、上述したようにトランジスタを余分に1つずつ介する構成であるためスイッチャ60を構成するトランジスタのオン抵抗分トンネル磁気抵抗素子TMRの印加電圧が低下することになり、通過電流差が小さくなるためデータ読出マージンが低下することになる。   However, in the case of the configuration in which the switcher 60 is provided, as described above, since the transistor is interposed one by one, the applied voltage of the tunnel magnetoresistive element TMR for the on-resistance of the transistor constituting the switcher 60 is reduced. Thus, the data read margin is reduced because the difference in passing current is reduced.

一方、基準電圧Vrefを調整して、トランジスタQV1,QV1#,QV2,QV2#のソース・ドレイン電圧を一定量確保してトンネル磁気抵抗素子TMRの印加電圧を引き上げることも可能であるが、その場合、ノードN1,N1#,N2,N2#の信号振幅の範囲が狭まることになる。すなわち、増幅ユニット50,50#に入力される入力信号の電圧振幅(電圧信号差)が小さくなることになるため増幅ユニット50,50#の高速動作に支障をきたすことになる。   On the other hand, by adjusting the reference voltage Vref, it is possible to secure a certain amount of source / drain voltages of the transistors QV1, QV1 #, QV2, and QV2 # and raise the applied voltage of the tunnel magnetoresistive element TMR. Therefore, the range of signal amplitudes of the nodes N1, N1 #, N2, and N2 # is narrowed. That is, since the voltage amplitude (voltage signal difference) of the input signals input to the amplification units 50 and 50 # is reduced, the high-speed operation of the amplification units 50 and 50 # is hindered.

本発明は上記のような問題を解決するためになされたものであって、高速かつ精度の高いデータ読出動作を実行可能な不揮発性記憶装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a nonvolatile memory device capable of performing a data reading operation at high speed and high accuracy.

本発明の一実施例によれば、各々において、データ読出時に記憶データに応じた通過電流が流れる複数のメモリセルと、第1および第2のデータ線対と、第1および第2のデータ線対にそれぞれ対応して設けられ、データ読出時に前記第1および第2のデータ線対に流れる通過電流に基づく並列なデータ読出を実行するための第1および第2の差動増幅部とを備える。また、データ読出時において、前記第1および第2のデータ線対の一方側の各々は、前記複数のメモリセルのうちの選択された選択メモリセルを介して第1の電圧と電気的に接続されるとともに、前記第1および第2のデータ線対の他方側の各々は、前記複数のメモリセルのうちの前記選択メモリセルとの比較に用いられる2つのダミーメモリセルとそれぞれ電気的に結合される。第1および第2の差動増幅部の各々は、各々の一方導通端子が、前記第1および第2のデータ線対のうちの対応する一方のデータ線対とそれぞれ電気的に結合され、ゲートが共に基準電圧に接続される一対の第1のトランジスタを含む。また、一対の第1のトランジスタの各々の他方導通端子と第2の電圧との間に接続され、前記一対の第1のトランジスタの各々の他方導通端子と接続されたゲートを有する一対の第2のトランジスタと、一方電極を前記一対の第1のトランジスタの各々の他方導通端子と、他方電極を第1および第2の入力ノードと接続された一対のキャパシタとを含む。また、一対のキャパシタの他方電極と接続された第1および第2の入力ノードの電位差を増幅する増幅回路とを含む。第1および第2のデータ線対の他方側の各々と接続されるキャパシタと接続される前記第1の入力ノード間および前記第2の入力ノード間のいずれか一方の電気的な接続を制御する接続制御部をさらに備える。第1および第2のデータ線対の他方側の各々と電気的に結合される2つのダミーメモリセルのうちの一方のダミーメモリセルは、前記メモリセルの記憶データの一方のデータレベルを指し示す高抵抗状態に設定され、他方のダミーメモリセルは、前記メモリセルの記憶データの他方のデータレベルを指し示す低抵抗状態に設定される。   According to one embodiment of the present invention, each of a plurality of memory cells through which a passing current according to stored data flows during data reading, a first and second data line pair, and a first and second data line First and second differential amplifying units provided corresponding to the pairs, respectively, for executing parallel data reading based on passing currents flowing through the first and second data line pairs during data reading. . At the time of data reading, each of one side of the first and second data line pairs is electrically connected to a first voltage via a selected memory cell selected from the plurality of memory cells. In addition, each of the other side of the first and second data line pairs is electrically coupled to two dummy memory cells used for comparison with the selected memory cell of the plurality of memory cells, respectively. Is done. Each of the first and second differential amplifying units has a gate terminal electrically coupled to a corresponding one of the first and second data line pairs, respectively, and a gate Includes a pair of first transistors connected to a reference voltage. A pair of second transistors each having a gate connected between the other conduction terminal of each of the pair of first transistors and the second voltage and having a gate connected to the other conduction terminal of each of the pair of first transistors. And a pair of capacitors having one electrode connected to the other conduction terminal of each of the pair of first transistors and a second electrode connected to the first and second input nodes. An amplifier circuit that amplifies the potential difference between the first and second input nodes connected to the other electrode of the pair of capacitors is also included. Controls one electrical connection between the first input node and the second input node connected to a capacitor connected to each of the other side of the first and second data line pairs. A connection control unit is further provided. One dummy memory cell of the two dummy memory cells electrically coupled to each of the other side of the first and second data line pairs has a high level indicating one data level of storage data of the memory cell. The resistance state is set, and the other dummy memory cell is set to a low resistance state indicating the other data level of the storage data of the memory cell.

この実施例によれば、第1の差動増幅部は、増幅回路と、増幅回路の第1および第2の入力ノードと、第1のデータ線対とそれぞれ接続される一対の第1のトランジスタの他方導通端子との間に一対のキャパシタを設ける。また、第2の差動増幅部は、増幅回路と、増幅回路の第1および第2の入力ノードと、第2のデータ線対とそれぞれ接続される一対の第1のトランジスタの他方導通端子との間に一対のキャパシタを設ける。また、第1の入力ノード間および第2の入力ノード間のいずれか一方の電気的な接続を制御する接続制御部をさらに設ける。   According to this embodiment, the first differential amplifier section includes a pair of first transistors connected to the amplifier circuit, the first and second input nodes of the amplifier circuit, and the first data line pair. A pair of capacitors is provided between the other conductive terminal of the first and second conductive terminals. The second differential amplifier includes an amplifier circuit, first and second input nodes of the amplifier circuit, and the other conduction terminal of the pair of first transistors connected to the second data line pair, respectively. A pair of capacitors is provided between the two. In addition, a connection control unit that controls any one of the electrical connections between the first input nodes and between the second input nodes is further provided.

第1および第2のデータ線対の他方側は、2つのダミーメモリセルと接続され、一方は高抵抗状態、他方は低抵抗状態に設定される。   The other side of the first and second data line pairs is connected to two dummy memory cells, one set to a high resistance state and the other to a low resistance state.

データ線対の他方側は、ダミーメモリセルと接続され、キャパシタを介してデータ線対の他方側と接続される増幅回路の第1の入力ノード間および第2の入力ノード間のいずれか一方は電気的に接続される。   The other side of the data line pair is connected to the dummy memory cell, and one of the first input node and the second input node of the amplifier circuit connected to the other side of the data line pair via the capacitor is Electrically connected.

したがって、第1および第2のデータ線対の他方側には、高抵抗状態に対応した通過電流と、低抵抗状態に対応した通過電流が流れる。   Therefore, a passing current corresponding to the high resistance state and a passing current corresponding to the low resistance state flow on the other side of the first and second data line pairs.

キャパシタを介して増幅回路の入力ノードに通過電流に応じた電位変化が伝達される。 増幅回路の入力ノードの一方は、接続制御回路により入力ノード間が電気的に接続されるために高抵抗状態の電位変化と低抵抗状態の電位変化の中間の電位に設定され、入力ノードの他方は、選択メモリセルの高抵抗状態の電位変化あるいは低抵抗状態の電位変化となるためその電位変化の差に応じたデータ読出が実行される。   A potential change corresponding to the passing current is transmitted to the input node of the amplifier circuit via the capacitor. One of the input nodes of the amplifier circuit is set to an intermediate potential between the potential change in the high resistance state and the potential change in the low resistance state because the input control nodes are electrically connected by the connection control circuit. Since the potential change in the high resistance state or the potential change in the low resistance state of the selected memory cell, data reading according to the difference in the potential change is executed.

接続制御回路は、入力ノード間を電気的に結合して中間の電位に設定する際、電荷の移動に伴なう過渡的な電流は流れるが定常的な電流は流れないため選択されたメモリセルのリファレンスとなる入力ノード側の電位差は生じないため高速かつ精度の高いデータ読出動作を実行することた可能である。   When the connection control circuit is electrically coupled between the input nodes and set to an intermediate potential, a transient current accompanying the movement of charge flows but no steady current flows, so that the selected memory cell Therefore, a high-speed and highly accurate data reading operation can be performed.

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、その説明は繰返さない。   Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に従う不揮発性記憶装置の代表例として示されるMRAMデバイス1の全体構成を示す概略ブロック図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic block diagram showing an overall configuration of an MRAM device 1 shown as a representative example of a nonvolatile memory device according to Embodiment 1 of the present invention.

なお、以下の説明で明らかなように、本願発明の適用は、MTJメモリセルを備えたMRAMデバイスに限定されるものではなく、書込まれた記憶データのレベルに応じた通過電流が流れるメモリセルを備える不揮発性記憶装置に共通に適用することができる。   As will be apparent from the following description, the application of the present invention is not limited to an MRAM device having an MTJ memory cell, but a memory cell in which a passing current according to the level of written storage data flows. It can apply in common to a non-volatile memory device provided with.

図1を参照して、MRAMデバイス1は、制御信号CMDに応答してMRAMデバイス1の全体動作を制御するコントロール回路5と、各々が、行列状に配置されたMTJメモリセルMCを含むメモリアレイMAとを備える。   Referring to FIG. 1, MRAM device 1 includes a control circuit 5 that controls the overall operation of MRAM device 1 in response to a control signal CMD, and a memory array that includes MTJ memory cells MC arranged in a matrix. MA.

ここで、メモリアレイMAの各々に行列状に集積配置された複数のメモリセルMCの行および列を、メモリセル行およびメモリセル列ともそれぞれ称する。   Here, the rows and columns of the plurality of memory cells MC arranged and arranged in a matrix in each memory array MA are also referred to as memory cell rows and memory cell columns, respectively.

また、MRAMデバイス1は、行デコーダ20と、列デコーダ25と、入出力制御回路30とを備える。行デコーダ20は、アドレス信号ADDに含まれるロウアドレスRAに基づいて、選択的にアクセス対象となるメモリアレイMAにおける行選択を実行する。また、列デコーダ25は、アドレス信号ADDに含まれるコラムアドレスCAに基づいて選択的にアクセス対象となるメモリアレイMAの列選択を実行する。   The MRAM device 1 also includes a row decoder 20, a column decoder 25, and an input / output control circuit 30. The row decoder 20 selectively performs row selection in the memory array MA to be accessed based on the row address RA included in the address signal ADD. The column decoder 25 selectively performs column selection of the memory array MA to be accessed based on the column address CA included in the address signal ADD.

また、入出力制御回路30は、入力データDIN、出力データDOUT等のデータの入出力を制御し、コントロール回路5からの指示に応答して内部回路に伝達もしくは外部に出力する。   The input / output control circuit 30 controls input / output of data such as input data DIN, output data DOUT, etc., and transmits it to the internal circuit or outputs it to the outside in response to an instruction from the control circuit 5.

なお、以下においては、信号、信号線およびデータ等の2値的な高電圧状態および低電圧状態をそれぞれ「H」レベルおよび「L」レベルとも称する。   In the following, the binary high voltage state and low voltage state of signals, signal lines, data, etc. are also referred to as “H” level and “L” level, respectively.

ここで、メモリセルMCの回路構成について説明する。
図2は、磁気トンネル接合部を有するMTJメモリセルMC(以下、単にメモリセルMCとも称する)の構成を示す概略図である。
Here, the circuit configuration of the memory cell MC will be described.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of an MTJ memory cell MC (hereinafter also simply referred to as a memory cell MC) having a magnetic tunnel junction.

図2を参照して、メモリセルMCは、磁気的に書込まれた記憶データのデータレベルに応じて電気抵抗が変化するトンネル磁気抵抗素子TMRと、アクセストランジスタATRとを含む。アクセストランジスタATRは、ビット線BLおよび接地電圧GNDの間に、トンネル磁気抵抗素子TMRと直列に接続される。代表的には、アクセストランジスタATRとして、半導体基板上に形成された電界効果型トランジスタが適用される。   Referring to FIG. 2, memory cell MC includes a tunnel magnetoresistive element TMR whose electrical resistance changes according to the data level of magnetically written storage data, and access transistor ATR. Access transistor ATR is connected in series with tunneling magneto-resistance element TMR between bit line BL and ground voltage GND. Typically, a field effect transistor formed on a semiconductor substrate is applied as access transistor ATR.

メモリセルMCに対しては、データ書込時に異なった方向のデータ書込電流をそれぞれ流すためのビット線BLおよびデジット線DLと、データ読出時に活性化されるワード線WLとが設けられる。データ読出時においては、アクセストランジスタATRのターンオンに応答して、トンネル磁気抵抗素子TMRは、接地電圧GNDおよびビット線BLの間に電気的に結合される。   For memory cell MC, there are provided bit line BL and digit line DL for flowing data write currents in different directions at the time of data writing, and word line WL activated at the time of data reading. In data reading, tunnel magnetoresistive element TMR is electrically coupled between ground voltage GND and bit line BL in response to turn-on of access transistor ATR.

ここで、MTJメモリセルの構成およびデータ記憶原理について説明しておく。
図3は、MTJメモリセルの構造およびデータ記憶原理を説明する概念図である。
Here, the configuration of the MTJ memory cell and the data storage principle will be described.
FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining the structure and data storage principle of the MTJ memory cell.

図3を参照して、トンネル磁気抵抗素子TMRは、固定された一定の磁化方向を有する強磁性体層(以下、単に「固定磁化層」とも称する)FLと、外部からの印加磁界に応じた方向に磁化可能な強磁性体層(以下、単に「自由磁化層」とも称する)VLとを有する。固定磁化層FLおよび自由磁化層VLの間には、絶縁体膜で形成されるトンネルバリア(トンネル膜)TBが設けられる。自由磁化層VLは、書込まれる記憶データのレベルに応じて、固定磁化層FLと同一方向または固定磁化層FLと反対方向に磁化される。これらの固定磁化層FL、トンネルバリアTBおよび自由磁化層VLによって磁気トンネル接合が形成される。   Referring to FIG. 3, tunneling magneto-resistance element TMR corresponds to a ferromagnetic layer (hereinafter, also simply referred to as “fixed magnetization layer”) FL having a fixed fixed magnetization direction and an externally applied magnetic field. And a ferromagnetic layer (hereinafter, also simply referred to as “free magnetic layer”) VL that can be magnetized in the direction. A tunnel barrier (tunnel film) TB formed of an insulator film is provided between the fixed magnetic layer FL and the free magnetic layer VL. Free magnetic layer VL is magnetized in the same direction as fixed magnetic layer FL or in the opposite direction to fixed magnetic layer FL according to the level of stored data to be written. A magnetic tunnel junction is formed by these fixed magnetic layer FL, tunnel barrier TB, and free magnetic layer VL.

トンネル磁気抵抗素子TMRの電気抵抗は、固定磁化層FLおよび自由磁化層VLのそれぞれの磁化方向の相対関係に応じて変化する。具体的には、トンネル磁気抵抗素子TMRの電気抵抗は、固定磁化層FLの磁化方向と自由磁化層VLの磁化方向とが同じ(平行)である場合に最小値Rminとなり、両者の磁化方向が反対(反平行)方向である場合に最大値Rmaxとなる。   The electric resistance of tunneling magneto-resistance element TMR changes according to the relative relationship between the magnetization directions of fixed magnetic layer FL and free magnetic layer VL. Specifically, the electric resistance of tunneling magneto-resistance element TMR becomes the minimum value Rmin when the magnetization direction of fixed magnetic layer FL and the magnetization direction of free magnetic layer VL are the same (parallel), and the magnetization directions of both are The maximum value Rmax is obtained in the opposite (antiparallel) direction.

データ書込時においては、ワード線WLが非活性化されて、アクセストランジスタATRはターンオフされる。この状態で、自由磁化層VLを磁化するためのデータ書込電流は、ビット線BLおよびデジット線DLのそれぞれにおいて、書込データのレベルに応じた方向に流される。   At the time of data writing, word line WL is deactivated and access transistor ATR is turned off. In this state, the data write current for magnetizing free magnetic layer VL flows in the direction corresponding to the level of the write data in each of bit line BL and digit line DL.

図4は、MTJメモリセルへのデータ書込電流の供給とトンネル磁気抵抗素子の磁化方向との関係を示す概念図である。   FIG. 4 is a conceptual diagram showing the relationship between the supply of the data write current to the MTJ memory cell and the magnetization direction of the tunnel magnetoresistive element.

図4を参照して、横軸H(EA)は、トンネル磁気抵抗素子TMR内の自由磁化層VLにおいて磁化容易軸(EA:Easy Axis)方向に印加される磁界を示す。一方、縦軸H(HA)は、自由磁化層VLにおいて磁化困難軸(HA:Hard Axis)方向に作用する磁界を示す。磁界H(EA)およびH(HA)は、ビット線BLおよびデジット線DLをそれぞれ流れる電流によって生じる2つの磁界の一方ずつにそれぞれ対応する。   Referring to FIG. 4, the horizontal axis H (EA) represents a magnetic field applied in the easy axis (EA) direction in free magnetic layer VL in tunneling magneto-resistance element TMR. On the other hand, the vertical axis H (HA) indicates a magnetic field that acts in the hard magnetization axis (HA) direction in the free magnetic layer VL. Magnetic fields H (EA) and H (HA) respectively correspond to one of two magnetic fields generated by currents flowing through bit line BL and digit line DL, respectively.

MTJメモリセルにおいては、固定磁化層FLの固定された磁化方向は、自由磁化層VLの磁化容易軸に沿っており、自由磁化層VLは、記憶データのレベルに応じて、磁化容易軸方向に沿って、固定磁化層FLと平行あるいは反平行(反対)方向に磁化される。MTJメモリセルは、自由磁化層VLの2通りの磁化方向と対応させて、1ビットのデータを記憶することができる。   In the MTJ memory cell, the fixed magnetization direction of the fixed magnetization layer FL is along the easy axis of the free magnetization layer VL, and the free magnetization layer VL extends in the easy axis direction according to the level of stored data. Along this direction, the magnetization is magnetized in a direction parallel or antiparallel (opposite) to the fixed magnetization layer FL. The MTJ memory cell can store 1-bit data corresponding to the two magnetization directions of the free magnetic layer VL.

自由磁化層VLの磁化方向は、印加される磁界H(EA)およびH(HA)の和が、図4に示されるアステロイド特性線の外側の領域に達する場合においてのみ新たに書換えることができる。すなわち、印加されたデータ書込磁界がアステロイド特性線の内側の領域に相当する強度である場合には、自由磁化層VLの磁化方向は変化しない。   The magnetization direction of the free magnetic layer VL can be newly rewritten only when the sum of the applied magnetic fields H (EA) and H (HA) reaches a region outside the asteroid characteristic line shown in FIG. it can. That is, when the applied data write magnetic field has a strength corresponding to the region inside the asteroid characteristic line, the magnetization direction of the free magnetic layer VL does not change.

アステロイド特性線に示されるように、自由磁化層VLに対して磁化困難軸方向の磁界を印加することによって、磁化容易軸に沿った磁化方向を変化させるのに必要な磁化閾値を下げることができる。図4に示すように、データ書込時の動作点は、デジット線DLとビット線BLとの両方に所定のデータ書込電流を流したときに、MTJメモリセルの記憶データ、すなわちトンネル磁気抵抗素子TMRの磁化方向を書換えられるように設計される。   As shown by the asteroid characteristic line, by applying a magnetic field in the hard axis direction to the free magnetic layer VL, the magnetization threshold necessary to change the magnetization direction along the easy axis can be lowered. it can. As shown in FIG. 4, the operating point at the time of data writing is that the data stored in the MTJ memory cell, that is, the tunnel magnetoresistance when a predetermined data write current is passed through both the digit line DL and the bit line BL. It is designed so that the magnetization direction of element TMR can be rewritten.

図4に例示された動作点では、データ書込対象であるMTJメモリセルにおいて、磁化容易軸方向のデータ書込磁界は、その強度がHWRとなるように設計される。すなわち、このデータ書込磁界HWRが得られるように、ビット線BLまたはデジット線DLを流されるデータ書込電流の値が設計される。一般的に、データ書込磁界HWRは、磁化方向の切換えに必要なスイッチング磁界HSWと、マージン分ΔHとの和で示される。すなわち、HWR=HSW+ΔHで示される。 At the operating point illustrated in FIG. 4, the data write magnetic field in the easy axis direction is designed so that its strength is H WR in the MTJ memory cell that is the data write target. That is, the value of the data write current that flows through bit line BL or digit line DL is designed so that this data write magnetic field HWR is obtained. Generally, data write magnetic field H WR is the switching magnetic field H SW necessary for switching the magnetization direction is indicated by the sum of the margin [Delta] H. That is, H WR = H SW + ΔH.

トンネル磁気抵抗素子TMRに一旦書込まれた磁化方向、すなわちMTJメモリセルの記憶データは、新たなデータ書込が実行されるまでの間不揮発的に保持される。   The magnetization direction once written in tunneling magneto-resistance element TMR, that is, data stored in the MTJ memory cell is held in a nonvolatile manner until new data writing is executed.

なお、以下に説明する本願発明のデータ読出動作については、予め各メモリセルの抵抗値が記憶データに応じて高抵抗値Rmaxあるいは低抵抗値Rminに設定されているものとして説明する。そして、図2のメモリアレイMAに配置されるダミーメモリセルDMCの各々は、予め書込まれた高抵抗値Rmaxおよび低抵抗値Rminの中間の電気抵抗値Rmidに固定的に設定されているものとする。   The data reading operation of the present invention described below will be described on the assumption that the resistance value of each memory cell is set to the high resistance value Rmax or the low resistance value Rmin in advance according to the stored data. Each of the dummy memory cells DMC arranged in the memory array MA of FIG. 2 is fixedly set to an electrical resistance value Rmid intermediate between the pre-written high resistance value Rmax and low resistance value Rmin. And

図5は、メモリアレイMAおよびメモリアレイMAのデータ読出を実行する周辺回路の概念図(以下、データ読出系回路とも称する)である。   FIG. 5 is a conceptual diagram of a memory array MA and a peripheral circuit that performs data reading of the memory array MA (hereinafter also referred to as a data reading system circuit).

図5を参照して、ここでは、入出力制御回路30に含まれるメモリアレイMAに対応して設けられたデータ読出動作のための回路群が示される。   Referring to FIG. 5, here, a circuit group for a data read operation provided corresponding to memory array MA included in input / output control circuit 30 is shown.

メモリアレイMAは、行列状に集積配置されたメモリセルMCとメモリセルMCの比較対象として設けられる複数のダミーメモリセルDMCとを有する。また、メモリアレイMAは、2つの隣接するメモリセル列に対応してビット線対BLPが設けられる。ビット線対BLPは、メモリセル列に対応して設けられるBLおよび相補のビット線/BLを含む。また、複数のダミーメモリセルDMCは、メモリセル列を共有するように1個ずつ設けられている。図2においては、j番目のビット線対BLPjのうちビット線BLjに対応して設けられたメモリセルMC0eおよびダミーメモリセルDMC0eとビット線/BLjに対応して設けられたメモリセルMC0oとダミーメモリセルDMC0oが代表的に示されている。また、j+1番目のビット線対BLPj+1のうちビット線BLj+1に対応して設けられたメモリセルMC1eおよびダミーメモリセルDMC1eとビット線/BLj+1に対応して設けられたメモリセルMC1oとダミーメモリセルDMC1oが代表的に示されている。   The memory array MA includes memory cells MC integrated and arranged in a matrix and a plurality of dummy memory cells DMC provided as a comparison target of the memory cells MC. The memory array MA is provided with a bit line pair BLP corresponding to two adjacent memory cell columns. Bit line pair BLP includes BL provided corresponding to the memory cell column and complementary bit line / BL. A plurality of dummy memory cells DMC are provided one by one so as to share a memory cell column. In FIG. 2, memory cell MC0e and dummy memory cell DMC0e provided corresponding to bit line BLj and memory cell MC0o provided corresponding to bit line / BLj and dummy memory of jth bit line pair BLPj. Cell DMC0o is shown representatively. Of the j + 1th bit line pair BLPj + 1, the memory cell MC1e and the dummy memory cell DMC1e provided corresponding to the bit line BLj + 1, the memory cell MC1o provided corresponding to the bit line / BLj + 1, and the dummy memory cell DMC1o Shown representatively.

本構成により、ダミーメモリセルを効率的に配置することができメモリアレイの面積を縮小することができる。   With this configuration, dummy memory cells can be efficiently arranged and the area of the memory array can be reduced.

また、メモリセル行にそれぞれ対応して複数のワード線WLが設けられる。本例においては、メモリセルMCの偶数行および奇数行にそれぞれ対応して設けられたワード線WLe,WLoと、ダミーメモリセルDMCの偶数行および奇数行にそれぞれ対応して設けられたワード線WLDe,WLDoとが示されている。また、メモリセル行にそれぞれ対応してメモリセルMCに対してデータ書込を実行するデータ書込電流が供給されるデジット線(図示しない)が設けられる。   A plurality of word lines WL are provided corresponding to the memory cell rows. In this example, word lines WLe and WLo provided corresponding to the even and odd rows of the memory cells MC, respectively, and word lines WLDe provided corresponding to the even and odd rows of the dummy memory cells DMC, respectively. , WLDo. A digit line (not shown) to which a data write current for executing data write to memory cell MC is supplied is provided corresponding to each memory cell row.

また、2つずつのビット線対BLPにそれぞれ対応して設けられ、列デコーダ25からの列選択指示が伝達される複数の列選択線がさらに設けられる。本例においては、一例としてビット線対BLPj,BLPj+1に対応して設けられた列選択線CSLk(k=j/2)が示されている。   Further, a plurality of column selection lines are provided corresponding to each of the two bit line pairs BLP and to which a column selection instruction from the column decoder 25 is transmitted. In this example, column selection line CSLk (k = j / 2) provided corresponding to bit line pair BLPj, BLPj + 1 is shown as an example.

入出力制御回路30は、メモリアレイMAに設けられた、ローカル入出力線対LIP0およびローカル入出力線対LIP1とビット線対BLPj,BLPj+1間の電気的な接続を制御するゲート回路IOGを含む。ローカル入出力線対LIP0は、ローカル入出力線LIO0,/LIO0を有する。また、ローカル入出力線対LIP1は、ローカル入出力線LIO1,/LIO1を有する。   Input / output control circuit 30 includes a local input / output line pair LIP0 and a gate circuit IOG for controlling electrical connection between local input / output line pair LIP1 and bit line pair BLPj, BLPj + 1, provided in memory array MA. Local input / output line pair LIP0 has local input / output lines LIO0 and / LIO0. The local input / output line pair LIP1 includes local input / output lines LIO1 and / LIO1.

ゲート回路IOGは、ローカル入出力線対LIP0とビット線対BLPjとを列デコーダの列選択指示に応答して電気的に接続するゲートトランジスタCSGa,CSGbを含む。   Gate circuit IOG includes gate transistors CSGa and CSGb that electrically connect local I / O line pair LIP0 and bit line pair BLPj in response to a column selection instruction from a column decoder.

また、ゲート回路IOGは、ローカル入出力線対LIP1とビット線対BLPj+1とを列デコーダの列選択指示に応答して電気的に接続するゲートトランジスタCSGa#,CSGb#を含む。   Gate circuit IOG includes gate transistors CSGa # and CSGb # that electrically connect local input / output line pair LIP1 and bit line pair BLPj + 1 in response to a column selection instruction from a column decoder.

ゲートトランジスタCSGa,CSGbは、列選択線CSLkの活性化に応答して、ビット線BLj,/BLjとローカル入出力線LIO0,/LIO0との間を電気的に接続する。ゲートトランジスタCSGa#,CSGb#は、列選択線CSLkの活性化に応答して、ビット線BLj+1,/BLj+1とローカル入出力線LIO1,/LIO1との間を電気的に接続する。   Gate transistors CSGa and CSGb electrically connect bit lines BLj and / BLj to local input / output lines LIO0 and / LIO0 in response to activation of column select line CSLk. Gate transistors CSGa # and CSGb # electrically connect bit lines BLj + 1 and / BLj + 1 and local input / output lines LIO1 and / LIO1 in response to activation of column select line CSLk.

また、入出力制御回路30は、ローカル入出力線LIO,/LIOに生じる通過電流差に応じた読出データを検知するセンスアンプSAおよびセンスアンプSAで検知された選択メモリセルの記憶データをさらに増幅するプリアンプPAをさらに含む。   In addition, input / output control circuit 30 further amplifies data stored in the selected memory cell detected by sense amplifier SA and sense amplifier SA that detects read data corresponding to a difference in passing current generated in local input / output lines LIO and / LIO. And a preamplifier PA.

入出力制御回路30は、各メモリアレイMAに対応して共通に設けられたグローバル入出力線対GIOP0,GIOP1と、グローバル入出力線対GIOP0,GIOP1とそれぞれ接続され記憶データをラッチするラッチ回路LT0,LT1とを含む。また、入出力制御回路30は、ラッチ回路LT0,LT1でラッチされた読出データRDT0,RDT1を外部に出力データDOUT0,DOUT1として出力する出力バッファOBFとを含む。グローバル入出力線対GIOP0は、グローバル入出力線GIO0および/GIO0を含む。グローバル入出力線対GIOP1は、グローバル入出力線GIO1および/GIO1を含む。   The input / output control circuit 30 is connected to the global input / output line pair GIOP0, GIOP1 and the global input / output line pair GIOP0, GIOP1 provided in common to each memory array MA, and latch circuit LT0 that latches stored data. , LT1. Input / output control circuit 30 includes an output buffer OBF that outputs read data RDT0 and RDT1 latched by latch circuits LT0 and LT1 to the outside as output data DOUT0 and DOUT1. Global input / output line pair GIOP0 includes global input / output lines GIO0 and / GIO0. Global input / output line pair GIOP1 includes global input / output lines GIO1 and / GIO1.

ゲート回路IOGは、ビット線BLjおよび/BLjと、ビット線BLj+1,/BLj+1をそれぞれイコライズするイコライズ回路EQをさらに含む。イコライズ回路EQは、行デコーダ20によって生成される制御信号BLEQの入力に応答してビット線BLj,/BLjおよびビット線BLj+1,/BLj+1を電気的に接続し、イコライズするとともに図示しないが接地電圧GNDと電気的に結合されてプリチャージされる。   Gate circuit IOG further includes an equalize circuit EQ for equalizing bit lines BLj and / BLj and bit lines BLj + 1 and / BLj + 1. The equalize circuit EQ electrically connects the bit lines BLj, / BLj and the bit lines BLj + 1, / BLj + 1 in response to the input of the control signal BLEQ generated by the row decoder 20 and equalizes the ground voltage GND although not shown. And are precharged.

また、同様のイコライズ回路EQが、ローカル入出力線LIO0,/LIO0との間およびローカル入出力線LIO1,/LIO1との間に設けられる。イコライズ回路EQは、制御信号BLEQの入力に応答してローカル入出力線LIO0,/LIO0を電気的に接続し、さらにローカル入出力線LIO1,/LIO1を電気的に接続してイコライズするとともに図示しないが接地電圧GNDと電気的に結合されてプリチャージされる。   Similar equalize circuits EQ are provided between local input / output lines LIO0 and / LIO0 and between local input / output lines LIO1 and / LIO1. The equalizer circuit EQ is electrically connected to the local input / output lines LIO0, / LIO0 in response to the input of the control signal BLEQ, further electrically connected to the local input / output lines LIO1, / LIO1, and is not shown. Is electrically coupled to ground voltage GND and precharged.

これにより、データ読出前は制御信号BLEQの入力に応答して、ローカル入出力線対LIP0,LIP1およびビット線対BLPj,BLPj+1は、接地電圧GNDと電気的に結合されてプリチャージされるためメモリセルMCに高電圧を印加することなく、メモリセルMCの動作信頼性を確保することができる。   Thus, before data reading, in response to the input of control signal BLEQ, local I / O line pair LIP0, LIP1 and bit line pair BLPj, BLPj + 1 are electrically coupled to ground voltage GND and precharged. The operation reliability of the memory cell MC can be ensured without applying a high voltage to the cell MC.

図6は、本発明の実施の形態1に従うセンスアンプSA0,SA1の回路構成図である。   FIG. 6 is a circuit configuration diagram of sense amplifiers SA0 and SA1 according to the first embodiment of the present invention.

図6を参照して、本発明の実施の形態1に従うセンスアンプSA0,SA1は、トランジスタQP1,QP5,QC1#,QP5#を含む。トランジスタQP1,QP5,QP1#,QP5#は、一例としてPチャネルMOSトランジスタとする。   Referring to FIG. 6, sense amplifiers SA0 and SA1 according to the first embodiment of the present invention include transistors QP1, QP5, QC1 #, and QP5 #. Transistors QP1, QP5, QP1 #, and QP5 # are assumed to be P-channel MOS transistors as an example.

トランジスタQP1,QP5,QC1#,QP5#については、上述したのと同様であるのでその詳細な説明は繰り返さない。   Since transistors QP1, QP5, QC1 #, and QP5 # are similar to those described above, detailed description thereof will not be repeated.

また、プリチャージ回路70をさらに設ける。
プリチャージ回路70は、トランジスタ71〜78を有する。トランジスタ71は、プリチャージ電圧VccとノードN1との間に設けられ、そのゲートは制御信号PCの入力を受ける。トランジスタ72は、プリチャージ電圧VPCとノードN1aとの間に設けられ、そのゲートは制御信号PCの入力を受ける。トランジスタ73は、プリチャージ電圧VPCとノードN2aとの間に設けられ、そのゲートは制御信号PCの入力を受ける。トランジスタ74は、プリチャージ電圧VccとノードN2との間に設けられ、そのゲートは制御信号PCの入力を受ける。トランジスタ75は、プリチャージ電圧VccとノードN1#との間に設けられ、そのゲートは制御信号PCの入力を受ける。トランジスタ76は、プリチャージ電圧VPCとノードN1bとの間に設けられ、そのゲートは制御信号PCの入力を受ける。トランジスタ77は、プリチャージ電圧VPCとノードN2bとの間に設けられ、そのゲートは制御信号PCの入力を受ける。トランジスタ78は、プリチャージ電圧VccとノードN2#との間に設けられ、そのゲートは制御信号PCの入力を受ける。なお、プリチャージ電圧VPCは、プリチャージ電圧Vcc(=電源電圧Vcc)よりも低い電圧レベルに設定されているものとするがプリチャージ電圧Vccと同じ電圧レベルに設定することも可能である。
A precharge circuit 70 is further provided.
The precharge circuit 70 includes transistors 71 to 78. Transistor 71 is provided between precharge voltage Vcc and node N1, and has its gate receiving control signal PC. Transistor 72 is provided between precharge voltage VPC and node N1a, and has its gate receiving control signal PC. Transistor 73 is provided between precharge voltage VPC and node N2a, and has its gate receiving control signal PC. Transistor 74 is provided between precharge voltage Vcc and node N2, and has its gate receiving control signal PC. Transistor 75 is provided between precharge voltage Vcc and node N1 #, and its gate receives control signal PC. Transistor 76 is provided between precharge voltage VPC and node N1b, and has its gate receiving control signal PC. Transistor 77 is provided between precharge voltage VPC and node N2b, and has its gate receiving control signal PC. Transistor 78 is provided between precharge voltage Vcc and node N2 #, and has a gate receiving control signal PC. The precharge voltage VPC is set to a voltage level lower than the precharge voltage Vcc (= power supply voltage Vcc), but can be set to the same voltage level as the precharge voltage Vcc.

また、センスアンプSA0に対応して、トランジスタQV1とノードN1aとの間にキャパシタC1を設ける。また、トランジスタQV2とノードN2aとの間にキャパシタC2を設ける。   Corresponding to sense amplifier SA0, capacitor C1 is provided between transistor QV1 and node N1a. A capacitor C2 is provided between the transistor QV2 and the node N2a.

また、センスアンプSA1に対応して、トランジスタQV1#とノードN1bとの間にキャパシタC1#を設ける。また、トランジスタQV2#とノードN2bとの間にキャパシタC2#を設ける。   Corresponding to sense amplifier SA1, capacitor C1 # is provided between transistor QV1 # and node N1b. Capacitor C2 # is provided between transistor QV2 # and node N2b.

プリチャージ回路70は、制御信号PC(「H」レベル)の入力に応答して動作し、データ読出動作前にノードN1,N2,N1#,N2#をプリチャージ電圧Vccによりプリチャージし、ノードN1a,N1b,N2a,N2bをプリチャージ電圧VPCによりプリチャージする。   Precharge circuit 70 operates in response to the input of control signal PC (“H” level), precharges nodes N1, N2, N1 #, and N2 # with precharge voltage Vcc before the data read operation. N1a, N1b, N2a, and N2b are precharged by the precharge voltage VPC.

また、センスアンプSA0は、ノードN1とローカル入出力線LIO0との間に配置され、そのゲートはVref発生回路40によって生成される基準電圧Vrefの入力を受けるトランジスタQV1と、ノードN2とローカル入出力線/LIO0との間に配置されそのゲートは基準電圧Vrefの入力を受けるトランジスタQV2とを含む。   Sense amplifier SA0 is arranged between node N1 and local input / output line LIO0, and its gate receives transistor QV1 receiving reference voltage Vref generated by Vref generation circuit 40, and node I2 and local input / output. Disposed between line / LIO0 and its gate includes transistor QV2 receiving reference voltage Vref.

また、センスアンプSA1は、ノードN1#とローカル入出力線LIO1との間に配置され、そのゲートはVref発生回路40によって生成される基準電圧Vrefの入力を受けるトランジスタQV1#と、ノードN2#とローカル入出力線/LIO1との間に配置されそのゲートは基準電圧Vrefの入力を受けるトランジスタQV2#とを含む。   Sense amplifier SA1 is arranged between node N1 # and local input / output line LIO1, and has its gate receiving transistor QV1 # receiving a reference voltage Vref generated by Vref generation circuit 40, and node N2 #. Arranged between local input / output line / LIO1 and its gate includes a transistor QV2 # receiving an input of reference voltage Vref.

センスアンプSA0について、ゲートに基準電圧Vrefを受けるトランジスタQV1およびQV2によりローカル入出力線LIO0,/LIO0は基準電圧Vref以下の所定電圧に維持され、この所定電圧が選択されたメモリセルMCおよびダミーメモリセルDMCに印加されて記憶データに応じた通過電流がローカル入出力線LIO0,/LIO0に流れる。   With respect to sense amplifier SA0, local input / output lines LIO0 and / LIO0 are maintained at a predetermined voltage equal to or lower than reference voltage Vref by transistors QV1 and QV2 receiving reference voltage Vref at their gates. Memory cell MC and dummy memory in which this predetermined voltage is selected A passing current according to the stored data applied to the cell DMC flows through the local input / output lines LIO0 and / LIO0.

また、センスアンプSA1について、ゲートに基準電圧Vrefを受けるトランジスタQV1#およびQV2#によりローカル入出力線LIO1,/LIO1は基準電圧Vref以下の所定電圧に維持され、この所定電圧が選択されたメモリセルMCおよびダミーメモリセルDMCに印加されて記憶データに応じた通過電流がローカル入出力線LIO1,/LIO1に流れる。   For sense amplifier SA1, local input / output lines LIO1 and / LIO1 are maintained at a predetermined voltage equal to or lower than reference voltage Vref by transistors QV1 # and QV2 # receiving a reference voltage Vref at their gates, and the memory cell in which this predetermined voltage is selected A passing current according to the stored data applied to the MC and the dummy memory cell DMC flows through the local input / output lines LIO1, / LIO1.

ゲートに基準電圧Vrefを受けるトランジスタQV1,QV2は、メモリセルMCおよびダミーメモリセルDMCに定電圧を印加する定電圧回路を構成する。   Transistors QV1 and QV2 receiving reference voltage Vref at their gates constitute a constant voltage circuit that applies a constant voltage to memory cell MC and dummy memory cell DMC.

また、ゲートに基準電圧Vrefを受けるトランジスタQV1#,QV2#は、メモリセルMCおよびダミーメモリセルDMCに定電圧を印加する定電圧回路を構成する。   Transistors QV1 # and QV2 # that receive reference voltage Vref at their gates constitute a constant voltage circuit that applies a constant voltage to memory cell MC and dummy memory cell DMC.

なお、ローカル入出力線LIO0,/LIO0を所定電圧以下に設定するために、トランジスタQV1およびQV2のゲートをノードN1,N2と電気的に結合させてダイオード接続とすることも可能である。また、同様にローカル入出力線LIO1,/LIO1を所定電圧以下に設定するために、トランジスタQV1#およびQV2#のゲートをノードN1#,N2#と電気的に結合させてダイオード接続とすることも可能である。   In order to set local input / output lines LIO0 and / LIO0 to a predetermined voltage or lower, the gates of transistors QV1 and QV2 can be electrically coupled to nodes N1 and N2 to form a diode connection. Similarly, in order to set local input / output lines LIO1 and / LIO1 to a predetermined voltage or lower, the gates of transistors QV1 # and QV2 # may be electrically coupled to nodes N1 # and N2 # to form a diode connection. Is possible.

また、センスアンプSA0は、センスアンプSA0に対応してノードN1a,N2aを入力ノードとして、入力ノードの電圧差を増幅して読出データSOUT0を出力する増幅ユニット55を含む。   Sense amplifier SA0 includes an amplification unit 55 that amplifies the voltage difference between the input nodes and outputs read data SOUT0 with nodes N1a and N2a as input nodes corresponding to sense amplifier SA0.

また、センスアンプSA1は、センスアンプSA1に対応してノードN1b,N2bを入力ノードとして、入力ノードの電圧差を増幅して読出データSOUT1を出力する増幅ユニット55#を含む。   Sense amplifier SA1 includes an amplification unit 55 # that amplifies the voltage difference between the input nodes and outputs read data SOUT1 with nodes N1b and N2b as input nodes corresponding to sense amplifier SA1.

また、センスアンプSA0のノードN1aとセンスアンプSA1のノードN1bとの間の電気的な接続を制御するトランジスタ80と、センスアンプSA0のノードN2aとセンスアンプSA1のノードN2bとの間の電気的な接続を制御するトランジスタ81とを設ける。トランジスタ80,81は、それぞれ制御信号RAOおよびRAEの入力をそれぞれ受ける。   Further, the transistor 80 that controls electrical connection between the node N1a of the sense amplifier SA0 and the node N1b of the sense amplifier SA1, and the electrical connection between the node N2a of the sense amplifier SA0 and the node N2b of the sense amplifier SA1. A transistor 81 for controlling connection is provided. Transistors 80 and 81 receive control signals RAO and RAE, respectively.

ロウデコーダ20は、入力されたアドレス信号ADDに従って制御信号RAOあるいはRAEを「H」レベルに設定する。これに応答して、内部ノードN1aと内部ノードN1bとが電気的に結合される。あるいは、内部ノードN2aと内部ノードN2bとが電気的に結合される。ロウデコーダ20は、選択されたメモリセル行が偶数行である場合には、制御信号RAEを「H」レベルに設定する。また、選択されたメモリセル行が奇数行である場合には、制御信号RAOを「H」レベルに設定する。   The row decoder 20 sets the control signal RAO or RAE to the “H” level in accordance with the input address signal ADD. In response, internal node N1a and internal node N1b are electrically coupled. Alternatively, internal node N2a and internal node N2b are electrically coupled. When the selected memory cell row is an even row, the row decoder 20 sets the control signal RAE to the “H” level. When the selected memory cell row is an odd row, control signal RAO is set to “H” level.

また、図5で説明したようにメモリセル側においては、ビット線BLj,/BLjにそれぞれ接続されるメモリセルMC0eおよびダミーメモリセルDMC0eと、メモリセルMC0oおよびダミーメモリセルDMC0oとが示されている。また、ビット線BLj+1,/BLj+1にそれぞれ接続されるメモリセルMC1eおよびダミーメモリセルDMC1eと、メモリセルMC1oおよびダミーメモリセルDMC1oとが示されている。   Further, as described in FIG. 5, on the memory cell side, memory cell MC0e and dummy memory cell DMC0e, memory cell MC0o and dummy memory cell DMC0o connected to bit lines BLj and / BLj, respectively, are shown. . Also shown are memory cell MC1e and dummy memory cell DMC1e, memory cell MC1o and dummy memory cell DMC1o connected to bit lines BLj + 1 and / BLj + 1, respectively.

ここで、ダミーメモリセルDMC0e,DMC0oのトンネル磁気抵抗素子は、抵抗値Rminに設定され、ダミーメモリセルDMC1e,DMC1oのトンネル磁気抵抗素子は、抵抗値Rmaxに設定される。   Here, the tunnel magnetoresistive elements of the dummy memory cells DMC0e and DMC0o are set to the resistance value Rmin, and the tunnel magnetoresistive elements of the dummy memory cells DMC1e and DMC1o are set to the resistance value Rmax.

次に増幅ユニット55の構成について説明する。
図7は、増幅ユニット55を説明する図である。
Next, the configuration of the amplification unit 55 will be described.
FIG. 7 is a diagram for explaining the amplification unit 55.

図7を参照して、増幅ユニット55は、電源電圧Vccが供給される電源供給ノードと内部ノードN4との間に配置され、そのゲートが内部ノードN1aと電気的に結合されるトランジスタQP2を含む。また、電源電圧Vccが供給される電源供給ノードと内部ノードN7との間に配置され、そのゲートが内部ノードN2aと電気的に結合されるトランジスタQP3を含む。また、電源電圧Vccが供給される電源供給ノードと内部ノードN6との間に配置され、そのゲートが内部ノードN2aと電気的に結合されるトランジスタQP6を含む。また、電源電圧Vccが供給される電源供給ノードと内部ノードN8との間に配置され、そのゲートが内部ノードN1aと電気的に結合されるトランジスタQP7を含む。また、内部ノードN4と内部ノードN5との間に配置され、そのゲートが内部ノードN4と電気的に結合されるトランジスタQN1を含む。また、内部ノードN7と内部ノードN5との間に配置され、そのゲートが内部ノードN4と電気的に結合されるトランジスタQN2と、内部ノードN8と内部ノードN5との間に配置され、そのゲートが内部ノードN6と電気的に結合されるトランジスタQN3とを含む。また、内部ノードN5と内部ノードN6との間に配置され、そのゲートが内部ノードN6と電気的に結合されるトランジスタQN4と、内部ノードN5に接地電圧GNDを供給するための電圧供給ユニット56とを含む。   Referring to FIG. 7, amplifying unit 55 includes a transistor QP2 which is arranged between a power supply node to which power supply voltage Vcc is supplied and internal node N4 and whose gate is electrically coupled to internal node N1a. . Further, transistor QP3 is arranged between a power supply node to which power supply voltage Vcc is supplied and internal node N7, and has its gate electrically coupled to internal node N2a. Further, transistor QP6 is arranged between a power supply node supplied with power supply voltage Vcc and internal node N6, and has its gate electrically coupled to internal node N2a. Further, transistor QP7 is arranged between a power supply node to which power supply voltage Vcc is supplied and internal node N8, and has its gate electrically coupled to internal node N1a. Transistor QN1 is arranged between internal node N4 and internal node N5, and has its gate electrically coupled to internal node N4. In addition, transistor QN2 is arranged between internal node N7 and internal node N5, and its gate is electrically coupled to internal node N4, and is arranged between internal node N8 and internal node N5. Transistor QN3 electrically coupled to internal node N6 is included. Transistor QN4, which is arranged between internal node N5 and internal node N6 and whose gate is electrically coupled to internal node N6, and voltage supply unit 56 for supplying ground voltage GND to internal node N5, including.

電圧供給ユニット56は、内部ノードN5と接地電圧GNDとの間に設けられたトランジスタQNSを含み、トランジスタQNSは、制御信号SAEの入力を受ける。   Voltage supply unit 56 includes a transistor QNS provided between internal node N5 and ground voltage GND, and transistor QNS receives control signal SAE.

また、図6では図示しなかったが、ここでは、トランジスタQP1,QP5のソース側と電源電圧Vccとの間に設けられた電圧供給ユニット57を設ける。   Although not shown in FIG. 6, a voltage supply unit 57 provided between the source side of the transistors QP1 and QP5 and the power supply voltage Vcc is provided here.

電圧供給ユニット57は、電源電圧VccとトランジスタQP1,QP5のソース側との間に設けられたトランジスタQPSを含み、トランジスタQPSは、制御信号/SAEの入力を受ける。   Voltage supply unit 57 includes a transistor QPS provided between power supply voltage Vcc and the source side of transistors QP1 and QP5, and transistor QPS receives control signal / SAE.

なお、制御信号SAE,/SAEは、行デコーダ20によりデータ読出時に「H」レベル,「L」レベルに設定される。この制御信号SAEおよび/SAEの入力に伴い、センスアンプSA0が活性化される。なお、ここでは、行デコーダ20から制御信号SAEおよび/SAEが出力される構成について説明したが、これに限られず例えばコントロール回路5から出力するようにすることも可能である。   Control signals SAE and / SAE are set to “H” level and “L” level when data is read by row decoder 20. In response to the input of control signals SAE and / SAE, sense amplifier SA0 is activated. Here, the configuration in which the control signals SAE and / SAE are output from the row decoder 20 has been described. However, the configuration is not limited thereto, and for example, the control signal 5 may be output from the control circuit 5.

ここで、トランジスタQP1〜QP7,およびQPSは、一例としてPチャンネルMOSトランジスタとする。また、トランジスタQN1〜QN4,QNS,QV1およびQV2は、一例としてNチャンネルMOSトランジスタとする。なお、本例においては、トランジスタQP1〜QP7の各トランジスタサイズは等しいものとする。また、トランジスタQN1〜QN4の各トランジスタサイズは等しいものとする。   Here, transistors QP1 to QP7 and QPS are assumed to be P-channel MOS transistors as an example. Transistors QN1-QN4, QNS, QV1, and QV2 are N-channel MOS transistors as an example. In this example, the transistors QP1 to QP7 have the same transistor size. The transistor sizes of the transistors QN1 to QN4 are assumed to be equal.

本例においては、各トランジスタサイズは等しいものとして説明するが、トランジスタサイズを調整することにより、上記の動作電流量を調整することも可能である。具体的には、トランジスタのサイズ比に応じた動作電流が供給される。以下においても同様である。   In this example, the description will be made assuming that the transistor sizes are equal. However, it is also possible to adjust the operating current amount by adjusting the transistor size. Specifically, an operating current corresponding to the transistor size ratio is supplied. The same applies to the following.

上記で説明した、ゲートに基準電圧Vrefを受けるトランジスタQV1およびQV2によりローカル入出力線LIO0,/LIO0は基準電圧以下の所定電圧に維持され、この所定電圧に従う通過電流がノードN1,N2に流れる。   The local input / output lines LIO0 and / LIO0 are maintained at a predetermined voltage equal to or lower than the reference voltage by the transistors QV1 and QV2 receiving the reference voltage Vref at the gate described above, and a passing current according to the predetermined voltage flows to the nodes N1 and N2.

トランジスタQP1は、ゲートとドレインが電気的に結合され、ノードN1に流れる通過電流を電圧信号に変換する。また、トランジスタQP5は、ゲートとドレインが電気的に結合され、ノードN2に流れる通過電流を電圧信号に変換する。   Transistor QP1 has a gate and a drain electrically coupled, and converts a passing current flowing through node N1 into a voltage signal. Transistor QP5 has a gate and a drain electrically coupled, and converts a passing current flowing through node N2 into a voltage signal.

ここで、キャパシタC1は、ノードN1とノードN1aとの間に設けられ、キャパシタC2は、ノードN2とノードN2aとの間に設けられている。   Here, the capacitor C1 is provided between the node N1 and the node N1a, and the capacitor C2 is provided between the node N2 and the node N2a.

したがって、ノードN1,N2に生じた電圧信号が容量結合によりノードN1a,N2aに伝達されることになる。   Therefore, voltage signals generated at nodes N1 and N2 are transmitted to nodes N1a and N2a by capacitive coupling.

トランジスタQP2,QP3,QP6,QP7,QN1,QN2,QN3,QN4は、トランジスタQP1,QP5において変換した電圧信号を一対の入力として受けて、ノードN1,N2を流れる通過電流に応じた信号を増幅して内部ノードN7,N8に出力する増幅ユニットを構成する。増幅ユニットは、内部ノードN7,N8に対応して設けられる2つの差動入力増幅回路を含む。具体的には、第1の差動入力増幅回路は、内部ノードN7に対応して設けられたトランジスタQP2,QP3,QN1,QN2を含み、トランジスタQP1,QP5において変換した電圧信号が一対の入力信号としてトランジスタQP2およびQP3のゲートに入力されて、その差を検知増幅するソース型接地差動入力増幅回路に相当する。また、第2の差動入力増幅回路は、内部ノードN8に対応して設けられたトランジスタQP7,QP6,QN3,QN4を含み、トランジスタQP1,QP5において変換した電圧信号が一対の入力信号としてトランジスタQP7,QP6のゲートに入力されて、その差を検知増幅するソース接地型差動入力増幅回路に相当する。   Transistors QP2, QP3, QP6, QP7, QN1, QN2, QN3, and QN4 receive the voltage signals converted in transistors QP1 and QP5 as a pair of inputs, and amplify a signal corresponding to the passing current flowing through nodes N1 and N2. Thus, an amplification unit that outputs to the internal nodes N7 and N8 is configured. The amplification unit includes two differential input amplifier circuits provided corresponding to internal nodes N7 and N8. Specifically, the first differential input amplifier circuit includes transistors QP2, QP3, QN1, and QN2 provided corresponding to internal node N7, and the voltage signal converted in transistors QP1 and QP5 is a pair of input signals. Is equivalent to a source-type ground differential input amplifier circuit which is input to the gates of the transistors QP2 and QP3 and detects and amplifies the difference between them. The second differential input amplifier circuit includes transistors QP7, QP6, QN3, QN4 provided corresponding to internal node N8, and the voltage signal converted in transistors QP1, QP5 is used as a pair of input signals as transistor QP7. , QP6, which corresponds to a common source differential input amplifier circuit that detects and amplifies the difference.

なお、上記においては、センスアンプさ0の増幅ユニット55の構成について説明したが、センスアンプSA1の増幅ユニット55#の構成についても同様である。   In the above description, the configuration of the amplification unit 55 of the sense amplifier 0 is described, but the configuration of the amplification unit 55 # of the sense amplifier SA1 is the same.

次に、プリアンプPAの回路構成について説明する。
なお、ここでは、センスアンプSA0,SA1にそれぞれ対応して設けられたプリアンプPA0,PA1(以下、総称してプリアンプPAとも称する)について説明する。
Next, the circuit configuration of the preamplifier PA will be described.
Here, preamplifiers PA0 and PA1 (hereinafter collectively referred to as preamplifier PA) provided corresponding to sense amplifiers SA0 and SA1, respectively, will be described.

図8は、本発明の実施の形態1に従うプリアンプPAの回路構成図である。
図8を参照して、本発明の実施の形態1に従うプリアンプPAは、内部ノードN7,N8からの読出データSOUT,/SOUTをさらに増幅して、内部ノードPAOおよび/PAOに増幅された電圧信号を生成する増幅信号生成回路AMPと、内部ノードPAOおよび/PAOに生成された電圧信号に応答して、グローバル入出力線GIO,/GIOの電圧レベルを調整する電圧調整ユニットSCTとを含む。
FIG. 8 is a circuit configuration diagram of preamplifier PA according to the first embodiment of the present invention.
Referring to FIG. 8, preamplifier PA according to the first embodiment of the present invention further amplifies read data SOUT, / SOUT from internal nodes N7, N8, and amplifies voltage signals to internal nodes PAO and / PAO. And a voltage adjustment unit SCT for adjusting the voltage levels of global input / output lines GIO and / GIO in response to voltage signals generated at internal nodes PAO and / PAO.

増幅信号生成回路AMPは、ノードNN0と電源電圧Vccとの間に配置され、行デコーダ20からの制御信号/PAEに応答してノードNN0に電源電圧Vccを供給するトランジスタTPSと、ノードNN0とノードNN1との間に配置され、そのゲートがノードNN1と電気的に結合されるトランジスタTP1とを含む。また、ノードNN0と内部ノード/PAOとの間に配置され、そのゲートがノードNN1と電気的に結合されるトランジスタTP2と、ノードNN0と内部ノードPAOとの間に配置され、そのゲートがノードNN2と電気的に結合されるトランジスタTP3と、ノードNN0とノードNN2との間に配置され、そのゲートがノードNN2と電気的に結合されるトランジスタTP4とを含む。また、ノードNN1と接地電圧GNDとの間に配置され、そのゲートがセンスノードSNと電気的に結合されるトランジスタTN1と、内部ノードPAOと接地電圧GNDとの間に配置され、そのゲートがセンスノードSNと電気的に結合されるトランジスタTN2と、内部ノード/PAOと接地電圧GNDとの間に配置され、そのゲートがセンスノード/SNと電気的に結合されるトランジスタTN3とを含む。また、ノードNN2と接地電圧GNDとの間に配置され、そのゲートがセンスノード/SNと電気的に結合されるトランジスタTN4とを含む。   Amplified signal generation circuit AMP is arranged between node NN0 and power supply voltage Vcc, and supplies a power supply voltage Vcc to node NN0 in response to control signal / PAE from row decoder 20, and node NN0 and node NN0. Transistor TP1 is arranged between NN1 and has its gate electrically coupled to node NN1. Further, transistor TP2 is arranged between node NN0 and internal node / PAO, and its gate is electrically coupled to node NN1, and is arranged between node NN0 and internal node PAO, and its gate is connected to node NN2. Includes a transistor TP3 electrically coupled to node NN0 and node NN2, and a transistor TP4 having a gate electrically coupled to node NN2. Further, transistor TN1 is arranged between node NN1 and ground voltage GND, and its gate is electrically coupled to sense node SN, and is arranged between internal node PAO and ground voltage GND, and its gate is sensed. Transistor TN2 electrically coupled to node SN and transistor TN3 arranged between internal node / PAO and ground voltage GND and having its gate electrically coupled to sense node / SN are included. Transistor TN4 is arranged between node NN2 and ground voltage GND, and has its gate electrically coupled to sense node / SN.

ここで、トランジスタTP1〜TP4,TPSは、一例としてPチャンネルMOSトランジスタとする。トランジスタTN1〜TN4は、一例としてNチャンネルMOSトランジスタとする。なお、本例においては、トランジスタTP1〜TP4の各トランジスタサイズは等しいものとする。また、トランジスタTN1〜TN4の各トランジスタサイズは等しいものとする。   Here, the transistors TP1 to TP4 and TPS are assumed to be P-channel MOS transistors as an example. As an example, the transistors TN1 to TN4 are N-channel MOS transistors. In this example, the transistors TP1 to TP4 have the same transistor size. The transistor sizes of the transistors TN1 to TN4 are assumed to be equal.

一例として、読出データSOUT,/SOUTが「H」レベルおよび「L」レベルの場合、トランジスタTN2がオンして内部ノードPAOは接地電圧GNDと電気的に接続されて「L」レベルに設定される。一方、内部ノード/PAOについては、トランジスタTP1と同一の動作電流がトランジスタTP2より供給されようとするが読出データ/SOUTは、「L」レベルであるので、トランジスタTN3からはほとんど電流が流れない。したがって、内部ノード/PAOの電圧レベルは、「H」レベルに設定される。   As an example, when read data SOUT, / SOUT are at “H” level and “L” level, transistor TN2 is turned on and internal node PAO is electrically connected to ground voltage GND and set to “L” level. . On the other hand, with respect to internal node / PAO, the same operating current as transistor TP1 is about to be supplied from transistor TP2, but read data / SOUT is at "L" level, so that almost no current flows from transistor TN3. Therefore, the voltage level of internal node / PAO is set to “H” level.

上記のセンスアンプSAにおいても、選択メモリセルの記憶データに応じた電圧差が生成されるがより安定的なデータ読出を実行するために増幅信号生成回路AMPによりさらに電圧差を増幅する動作が実行される。   Also in the sense amplifier SA, a voltage difference corresponding to the data stored in the selected memory cell is generated, but an operation of further amplifying the voltage difference is executed by the amplification signal generation circuit AMP in order to execute more stable data reading. Is done.

電圧調整ユニットSCTは、内部ノードPAO,/PAOに生成された電圧レベルを安定的に出力するバッファ26および27と、グローバル入出力線GIOと接地電圧GNDとの間に配置され、そのゲートがバッファ26の出力信号の入力を受けるトランジスタTN0と、グローバル入出力線/GIOと接地電圧GNDとの間に配置され、そのゲートがバッファ27の出力信号の入力を受けるトランジスタTN5とを含む。なお、トランジスタTN0およびTN5は、一例としてNチャンネルMOSトランジスタとする。   Voltage adjustment unit SCT is arranged between buffers 26 and 27 that stably output the voltage level generated at internal nodes PAO and / PAO, global input / output line GIO and ground voltage GND, and its gate is a buffer. 26 includes a transistor TN0 receiving an output signal of 26, and a transistor TN5 arranged between global input / output line / GIO and ground voltage GND and having a gate receiving an output signal of buffer 27. Transistors TN0 and TN5 are N-channel MOS transistors as an example.

グローバル入出力線GIO,/GIOは、データ読出前において、所定のプリチャ−ジ動作により、所定の電圧レベルにプリチャージされている。   Global input / output lines GIO and / GIO are precharged to a predetermined voltage level by a predetermined precharge operation before data reading.

この内部ノードPAO,/PAOに生成される電圧信号に応じてグローバル入出力線GIO,/GIOのいずれか一方が接地電圧GNDと電気的に結合される。これに伴い、グローバル入出力線GIO,/GIOの論理レベルの一方は、「H」レベル、他方は「L」レベルに設定される。   One of global input / output lines GIO and / GIO is electrically coupled to ground voltage GND in accordance with a voltage signal generated at internal nodes PAO and / PAO. Accordingly, one of the logical levels of global input / output lines GIO, / GIO is set to “H” level and the other is set to “L” level.

したがって、メモリセルの記憶データに対応して、グローバル入出力線GIO,/GIOを固定的な電源電圧Vccおよび接地電圧GNDの論理レベルに設定することができるため安定的なデータ読出を実行することができる。   Therefore, global input / output lines GIO, / GIO can be set to fixed power supply voltage Vcc and ground voltage GND logic levels corresponding to the stored data of the memory cells, so that stable data reading is performed. Can do.

なお、センスアンプSA0に対応してプリアンプPA0が設けられ、プリアンプPA0は、グローバル入出力線対GIOP0と接続される。   A preamplifier PA0 is provided corresponding to sense amplifier SA0, and preamplifier PA0 is connected to global input / output line pair GIOP0.

また、センスアンプSA1に対応してプリアンプPA1が設けられ、プリアンプPA1は、グローバル入出力線対GIOP1と接続される。   A preamplifier PA1 is provided corresponding to the sense amplifier SA1, and the preamplifier PA1 is connected to the global input / output line pair GIOP1.

次に、ラッチ回路LTの回路構成について説明する。
なお、ここでは、グローバル入出力線対GIOP0,GIOP1にそれぞれ対応して設けられたラッチ回路LT0,LT1(以下、総称してラッチ回路LTとも称する)について説明する。
Next, the circuit configuration of the latch circuit LT will be described.
Here, latch circuits LT0 and LT1 (hereinafter also collectively referred to as latch circuit LT) provided corresponding to global input / output line pairs GIOP0 and GIOP1, respectively, will be described.

図9は、本発明の実施の形態1に従うラッチ回路LTの回路構成図である。
図9を参照して、ラッチ回路LTは、グローバル入出力線GIO,/GIOをイコライズするイコライズユニットEQCと、NAND回路ND0とND1とを含む。
FIG. 9 is a circuit configuration diagram of latch circuit LT according to the first embodiment of the present invention.
Referring to FIG. 9, latch circuit LT includes an equalize unit EQC for equalizing global input / output lines GIO, / GIO, and NAND circuits ND0 and ND1.

イコライズユニットEQCは、トランジスタ21〜23を含む。トランジスタ21および22は、グローバル入出力線GIOと/GIOとの間に直列に接続され、そのゲートは行デコーダ20からの制御信号IOEQの入力を受ける。また、トランジスタ21および22の接続ノードは電源電圧Vccと電気的に結合される。トランジスタ23は、グローバル入出力線GIOと/GIOとの間に配置され、そのゲートは制御信号IOEQの入力を受ける。すなわち、データ読出前に「L」レベルである制御信号IOEQが入力された場合には電源電圧Vcc(「H」レベル)がグローバル入出力線GIOおよび/GIOと電気的に結合されて、プリチャージされる。なお、トランジスタ21〜23は、一例としてPチャンネルMOSトランジスタとする。   Equalize unit EQC includes transistors 21-23. Transistors 21 and 22 are connected in series between global input / output lines GIO and / GIO, and their gates receive control signal IOEQ from row decoder 20. The connection node of transistors 21 and 22 is electrically coupled to power supply voltage Vcc. Transistor 23 is arranged between global input / output lines GIO and / GIO, and has a gate receiving control signal IOEQ. That is, when control signal IOEQ at “L” level is input before data reading, power supply voltage Vcc (“H” level) is electrically coupled to global input / output lines GIO and / GIO and precharged. Is done. Transistors 21 to 23 are P-channel MOS transistors as an example.

NAND回路ND1は、グローバル入出力線GIOおよび出力ノードNfからの入力を受けてそのNAND論理演算結果をND0の入力ノードに出力する。NAND回路ND0は、グローバル入出力線/GIOおよびNAND回路ND1の出力信号の入力を受けてそのNAND論理演算結果を出力ノードNfに出力する。このラッチ回路LTは、出力ノードNfに生成された電圧レベルを読出データRDTとして出力バッファOBFに出力する。   NAND circuit ND1 receives inputs from global input / output line GIO and output node Nf, and outputs the NAND logical operation result to an input node of ND0. NAND circuit ND0 receives the global input / output line / GIO and the output signal of NAND circuit ND1, and outputs the NAND logical operation result to output node Nf. The latch circuit LT outputs the voltage level generated at the output node Nf to the output buffer OBF as read data RDT.

たとえば、出力ノードNfは初期状態において「L」レベルに設定されているものとする。ここで、グローバル入出力線対GIOPがプリチャージされてからグローバル入出力線GIOが「L」レベルに設定された場合には、NAND回路ND0およびND1の論理動作により出力ノードNfの電圧レベルは「L」レベルにラッチされる。一方、グローバル入出力線/GIOが「L」レベルに設定された場合、当該論理動作により出力ノードNfの電圧レベルは「H」レベルにラッチされる。このラッチされた電圧信号に対応する読出データRDTが出力バッファOBFに出力される。なお、本例に示したラッチ回路LTおよび出力バッファOBFは、出力データを生成するデータ生成回路を構成する。   For example, output node Nf is assumed to be set at “L” level in the initial state. Here, when global input / output line GIO is set to “L” level after global input / output line pair GIOP is precharged, the voltage level of output node Nf is set to “0” by the logical operation of NAND circuits ND0 and ND1. Latched to “L” level. On the other hand, when global input / output line / GIO is set to “L” level, the voltage level of output node Nf is latched to “H” level by the logical operation. Read data RDT corresponding to the latched voltage signal is output to output buffer OBF. Note that the latch circuit LT and the output buffer OBF shown in this example constitute a data generation circuit that generates output data.

なお、本例においては、グローバル入出力線対GIOP0に対応して設けられたラッチ回路LT0から読出データRDT0が出力バッファOBFに出力される。また、グローバル入出力線対GIOP1に対応して設けられたラッチ回路LT1から読出データRDT1が出力バッファOBFに出力される。   In this example, read data RDT0 is output to output buffer OBF from latch circuit LT0 provided corresponding to global input / output line pair GIOP0. Read data RDT1 is output to output buffer OBF from latch circuit LT1 provided corresponding to global input / output line pair GIOP1.

出力バッファOBFは、読出データRDT0,RDT1の入力を受けて、出力データDOUT0,DOUT1を出力する。   The output buffer OBF receives the read data RDT0 and RDT1, and outputs the output data DOUT0 and DOUT1.

図10を用いて、本発明の実施の形態1に従うセンスアンプSA0,SA1のデータ読出動作について説明する。   A data read operation of sense amplifiers SA0 and SA1 according to the first embodiment of the present invention will be described using FIG.

なお、本構成の場合においては、2列が並列に選択されてデータ読出が実行される場合について説明する。また、一例として偶数行のメモリセルMC0eおよびMC1eのデータ読出動作について説明する。   In the case of this configuration, a case where two columns are selected in parallel and data reading is executed will be described. As an example, the data read operation of even-numbered memory cells MC0e and MC1e will be described.

データ読出動作が開始されて、データ読出動作を実行するための入力されたアドレスADDに対応する選択された列選択線CSLk、選択されたメモリセルに対応して設けられたワード線WLeが活性化(「H」レベル)される。また、ダミーメモリセルに対応して設けられたワード線WLDoが活性化(「H」レベル)される。なお、データ読出動作を実行する前に制御信号PCは「H」レベルに設定されており、各ノードは、プリチャージ電圧Vccあるいはプリチャージ電圧VPCによりプリチャージされており、制御信号PCが「L」レベルに設定されるに従いプリチャージが終了する。   When the data read operation is started, the selected column select line CSLk corresponding to the input address ADD for executing the data read operation and the word line WLe provided corresponding to the selected memory cell are activated. (“H” level). In addition, word line WLDo provided corresponding to the dummy memory cell is activated (“H” level). Before executing the data read operation, the control signal PC is set to “H” level, each node is precharged by the precharge voltage Vcc or the precharge voltage VPC, and the control signal PC is set to “L”. The precharge ends as the level is set.

選択された列選択線CSLkの活性化に応答して、ゲートトランジスタCSGaおよびCSGbがターンオンし、選択列のビット線BLj,/BLjとローカル入出力線LIO0,/LIO0とが電気的に結合される。また、選択された列選択線CSLkの活性化に応答して、ゲートトランジスタCSGa#およびCSGb#がターンオンし、選択列のビット線BLj+1,/BLj+1とローカル入出力線LIO1,/LIO1とが電気的に結合される。   In response to activation of selected column selection line CSLk, gate transistors CSGa and CSGb are turned on, and bit lines BLj, / BLj and local input / output lines LIO0, / LIO0 of the selected column are electrically coupled. . In response to the activation of the selected column selection line CSLk, the gate transistors CSGa # and CSGb # are turned on, and the bit lines BLj + 1 and / BLj + 1 and the local input / output lines LIO1 and / LIO1 in the selected column are electrically connected. Combined with

偶数行のメモリセルMC0eおよびMC1eを選択に従うワード線WLeの活性化に応答して、アクセストランジスタATRがオンし、ローカル入出力線LIO0は、ビット線BLjおよび選択メモリセルMC0eを介して接地電圧GNDへプルダウンされる。また、ワード線WLDoの活性化に応答して、ローカル入出力線/LIO0は、ビット線/BLjおよびダミーメモリセルDMC0oを介して接地電圧GNDへプルダウンされる。これに伴い、センスアンプSAと選択メモリセルMC0eおよびダミーメモリセルDMC0oとの間に電流経路が形成される。   In response to activation of the word line WLe according to the selection of the memory cells MC0e and MC1e in the even row, the access transistor ATR is turned on, and the local input / output line LIO0 is connected to the ground voltage GND via the bit line BLj and the selected memory cell MC0e. Pulled down to In response to activation of word line WLDo, local input / output line / LIO0 is pulled down to ground voltage GND via bit line / BLj and dummy memory cell DMC0o. Accordingly, a current path is formed between sense amplifier SA and selected memory cell MC0e and dummy memory cell DMC0o.

また、同様にワード線WLeの活性化に応答して、アクセストランジスタATRがオンし、ローカル入出力線LIO1は、ビット線BLj+1および選択メモリセルMC1eを介して接地電圧GNDへプルダウンされる。また、ワード線WLDoの活性化に応答して、ローカル入出力線/LIO1は、ビット線/BLj+1およびダミーメモリセルDMC1oを介して接地電圧GNDへプルダウンされる。これに伴い、センスアンプSA1と選択メモリセルMC1eおよびダミーメモリセルDMC1oとの間に電流経路が形成される。   Similarly, in response to activation of the word line WLe, the access transistor ATR is turned on, and the local input / output line LIO1 is pulled down to the ground voltage GND through the bit line BLj + 1 and the selected memory cell MC1e. In response to activation of word line WLDo, local input / output line / LIO1 is pulled down to ground voltage GND through bit line / BLj + 1 and dummy memory cell DMC1o. Accordingly, a current path is formed between the sense amplifier SA1, the selected memory cell MC1e, and the dummy memory cell DMC1o.

そして、制御信号RAE(「H」レベル)が入力され、トランジスタ81を介してノードN2aとノードN2bとが電気的に結合される。なお、制御信号RAOは、「L」レベルに設定される。   Control signal RAE (“H” level) is input, and node N 2 a and node N 2 b are electrically coupled through transistor 81. Control signal RAO is set to the “L” level.

ここで、上述したようにキャパシタC2は、ノードN2aとノードN2との間に設けられ、ノードN2は抵抗値RminのダミーメモリセルDMC0oが接続される。また、上述したようにキャパシタC2#は、ノードN2bとノードN2#との間に設けられ、ノードN2#は抵抗値RmaxのダミーメモリセルDMC1oが接続される。   Here, as described above, the capacitor C2 is provided between the node N2a and the node N2, and the node N2 is connected to the dummy memory cell DMC0o having the resistance value Rmin. As described above, capacitor C2 # is provided between node N2b and node N2 #, and node N2 # is connected to dummy memory cell DMC1o having resistance value Rmax.

したがって、ノードN2,N2#には、それぞれ抵抗値RminおよびRmaxのダミーメモリセルDMC0o,DMC1oに従う電流Imax,Iminが流れる。   Therefore, currents Imax and Imin according to dummy memory cells DMC0o and DMC1o having resistance values Rmin and Rmax flow through nodes N2 and N2 #, respectively.

このノードN2,N2#の電位は、電源電圧Vccから電流Imax,IminとトランジスタQP5,QP5#の負荷抵抗との積に基づく電圧降下分低下することになる。   The potentials of the nodes N2 and N2 # are lowered from the power supply voltage Vcc by a voltage drop based on the product of the currents Imax and Imin and the load resistances of the transistors QP5 and QP5 #.

そして、ノードN2aの電位は、プリチャージ電圧VPCからキャパシタC2の容量結合によりノードN2の電位変化分変化する。すなわち、電流ImaxとトランジスタQP5の負荷抵抗との積に基づく電圧降下分変化することになる。   The potential of the node N2a changes from the precharge voltage VPC by the potential change of the node N2 due to capacitive coupling of the capacitor C2. That is, the voltage drop changes based on the product of the current Imax and the load resistance of the transistor QP5.

一方、ノードN2bの電位は、プリチャージ電圧VPCからキャパシタC2#の容量結合によりノードN2#の電位変化分変化する。すなわち、電流IminとトランジスタQP5#の負荷抵抗との積に基づく電圧降下分変化することになる。   On the other hand, the potential of the node N2b changes from the precharge voltage VPC by the potential change of the node N2 # due to capacitive coupling of the capacitor C2 #. That is, the voltage drop changes based on the product of current Imin and the load resistance of transistor QP5 #.

また、上述したようにノードN2aとノードN2bとは、トランジスタ81を介して電気的に結合されているためノードN2aとノードN2bとは電荷が移動して同電位に設定される。   As described above, since the node N2a and the node N2b are electrically coupled via the transistor 81, the node N2a and the node N2b are set to the same potential due to the movement of charges.

すなわち、ノードN2aとノードN2bとには、キャパシタC2,C2#の容量結合により電流Imax,Iminが流れることによりトランジスタQP5,QP5#によりノードN2,N2#にそれぞれ生じる電圧降下分の中間の電圧降下分の電位変化が生じることになる。   That is, an intermediate voltage drop corresponding to a voltage drop generated at nodes N2 and N2 # by transistors QP5 and QP5 # due to currents Imax and Imin flowing due to capacitive coupling of capacitors C2 and C2 # to nodes N2a and N2b, respectively. A potential change in minutes will occur.

言い換えれば、トランジスタQP5,QP5#のそれぞれに電流ImaxとIminの中間電流である基準電流Irefを供給する中間抵抗値(Rmax+Rmin)/2のダミーメモリセルを接続した場合と等価となる。   In other words, this is equivalent to the case where a dummy memory cell having an intermediate resistance value (Rmax + Rmin) / 2 for supplying the reference current Iref, which is an intermediate current between the currents Imax and Imin, is connected to each of the transistors QP5 and QP5 #.

そして、増幅ユニット55は、入力ノードN2a,N2bにおいて、ノードN2,N2#にそれぞれ生じる中間の電圧降下分の電位変化による中間電位をリファレンスとする。   Then, the amplification unit 55 uses, as a reference, an intermediate potential due to a potential change corresponding to an intermediate voltage drop generated at each of the nodes N2 and N2 # at the input nodes N2a and N2b.

センスアンプSA0は、増幅ユニット55においてノードN2aの中間電位と、選択されたメモリセルMC0eの抵抗値に基づきノードN1aに生じる電位との電位差を増幅して読出データSOUT0として出力する。   The sense amplifier SA0 amplifies the potential difference between the intermediate potential of the node N2a and the potential generated at the node N1a based on the resistance value of the selected memory cell MC0e in the amplification unit 55, and outputs it as read data SOUT0.

センスアンプSA1は、増幅ユニット55#においてノードN2bの中間電位と、選択されたメモリセルMC1eの抵抗値に基づきノードN1bに生じる電位との電位差を増幅して読出データSOUT1として出力する。   Sense amplifier SA1 amplifies the potential difference between the intermediate potential of node N2b and the potential generated at node N1b based on the resistance value of selected memory cell MC1e in amplification unit 55 #, and outputs the result as read data SOUT1.

なお、上記においては、一例として選択された偶数行のメモリセル行に対応するワード線WLeを活性化し、ダミーメモリセルのメモリセル行に対応するワード線WLDoを活性化してメモリセルMC0e,MC1eのデータ読出を実行する場合について説明したが、奇数行のメモリセル行であるメモリセルMC0o,MC1oについても同様に実行可能である。具体的には、対応するワード線WLoを活性化するとともに、ワード線WLDeを活性化させる。そして、センスアンプSA0,SA1において、制御信号RAOを「H」レベルに設定する。また、制御信号RAEは「L」レベルに設定する。以降の動作については同様であるのでその詳細な説明は繰り返さない。   In the above, as an example, the word line WLe corresponding to the even-numbered memory cell row selected as an example is activated, the word line WLDo corresponding to the memory cell row of the dummy memory cell is activated, and the memory cells MC0e and MC1e are activated. Although the case where data reading is executed has been described, the same can be applied to memory cells MC0o and MC1o which are odd-numbered memory cell rows. Specifically, the corresponding word line WLo is activated and the word line WLDe is activated. In the sense amplifiers SA0 and SA1, the control signal RAO is set to the “H” level. Further, the control signal RAE is set to the “L” level. Since subsequent operations are similar, detailed description thereof will not be repeated.

本発明の実施の形態1に従う構成においては、ノードN2aとノードN2bとの間の電気的な結合を制御するトランジスタ81を設けた構成について説明しているが、トランジスタ81には、電荷の移動に伴なう過渡的な電流は流れるが定常的な電流は流れず、リファレンス側の電位差は生じない。   In the configuration according to the first embodiment of the present invention, a configuration in which transistor 81 for controlling electrical coupling between nodes N2a and N2b is provided is described. The accompanying transient current flows, but no steady current flows, and no potential difference occurs on the reference side.

図10に示されるように、ノードN2aとノードN2bとの間に電流が流れる場合には、電流差を埋める電流×トランジスタのオン抵抗の電圧差が生じる。すなわち、高抵抗側のリファレンスと、低抵抗側のリファレンスが生じることになる。   As shown in FIG. 10, when a current flows between the node N2a and the node N2b, a current difference that fills the current difference × a voltage difference of on-resistance of the transistor is generated. That is, a reference on the high resistance side and a reference on the low resistance side are generated.

したがって、本発明の実施の形態1に従う構成により、電流は流れないため増幅ユニット55,55#において、高抵抗側のリファレンスと、低抵抗側のリファレンスとを生じさせることがなく信号振幅の範囲は広く精度の高いデータ読出の実行が可能である。   Therefore, with the configuration according to the first embodiment of the present invention, since no current flows, the amplification unit 55, 55 # does not generate a high resistance side reference and a low resistance side reference, and the signal amplitude range is Data reading can be performed widely and with high accuracy.

また、本発明の実施の形態1に従う構成においては、図15で説明したようなスイッチャ60を設けた構成ではなく、スイッチャ60を設けたことによるトランジスタのオン抵抗分の電圧降下が生じることは無く、ノードN1,N1#,N2,N2#の信号振幅の範囲が狭まることは無い。さらに、ノードN1,N1#,N2,N2#の電位変動がそのまま容量結合により、増幅ユニット50,50#の入力ノードに伝達されるため電圧信号差を十分に確保して高速動作を実行することも可能である。   Further, in the configuration according to the first embodiment of the present invention, the switcher 60 as described in FIG. 15 is not provided, and a voltage drop corresponding to the on-resistance of the transistor due to the provision of the switcher 60 does not occur. The signal amplitude ranges of the nodes N1, N1 #, N2, and N2 # are never narrowed. Furthermore, since the potential fluctuations of the nodes N1, N1 #, N2, and N2 # are directly transmitted to the input nodes of the amplification units 50 and 50 # by capacitive coupling, the voltage signal difference is sufficiently secured and high-speed operation is performed. Is also possible.

なお、上記の図6の構成においては、ローカル入出力線対LIOP0,LIOP1にそれぞれ対応して設けられるセンスアンプSA0,SA1の構成についてのみ説明したが例えばさらに複数のローカル入出力線対が設けられ、各ローカル入出力線対に対応してセンスアンプSAが設けられている場合にも適用可能である。   In the configuration of FIG. 6 described above, only the configuration of the sense amplifiers SA0 and SA1 provided corresponding to the local input / output line pairs LIOP0 and LIOP1 has been described. However, for example, a plurality of local input / output line pairs are provided. The present invention is also applicable to the case where a sense amplifier SA is provided corresponding to each local input / output line pair.

具体的には、互いに隣接する2つずつのセンスアンプの組に従って、互いに隣接する2つずつのセンスアンプのノードを電気的に結合する上記したトランジスタ80,81を設けて、選択された2つずつのセンスアンプの組に従って対応するトランジスタ80,81を選択的に導通させることにより上記と同様のデータ読出方式を実現することが可能である。   Specifically, according to a pair of two adjacent sense amplifiers, the two transistors 80 and 81 described above that electrically couple the nodes of two adjacent sense amplifiers are provided, and the two selected A data read system similar to the above can be realized by selectively turning on the corresponding transistors 80 and 81 according to each sense amplifier group.

あるいは、2つずつのセンスアンプの組に分けて、組毎にトランジスタ80,81を設けて、上記と同様のデータ読出方式を実現することも可能である。   Alternatively, it is possible to realize a data read system similar to the above by dividing each sense amplifier into two groups and providing transistors 80 and 81 for each group.

(実施の形態2)
図11は、本発明の実施の形態2に従うセンスアンプSA0a,SA1aの回路構成図である。
(Embodiment 2)
FIG. 11 is a circuit configuration diagram of sense amplifiers SA0a and SA1a according to the second embodiment of the present invention.

図11を参照して、本発明の実施の形態2に従うセンスアンプSA0aは、トランジスタ80,81を削除して新たに一対のキャパシタC3,C4を設けるとともに、キャパシタC3に対応して設けられたスイッチ回路SW1,SW2と、キャパシタC4に対応して設けられたスイッチ回路SW3,SW4とをさらに含む。スイッチ回路SW1〜SW4は、キャパシタC3,C4に対応して設けられ、その接続を制御する接続制御回路90を構成する。   Referring to FIG. 11, sense amplifier SA0a according to the second embodiment of the present invention is provided with a pair of capacitors C3 and C4 by removing transistors 80 and 81, and a switch provided corresponding to capacitor C3. Circuits SW1 and SW2 and switch circuits SW3 and SW4 provided corresponding to capacitor C4 are further included. The switch circuits SW1 to SW4 are provided corresponding to the capacitors C3 and C4, and constitute a connection control circuit 90 that controls the connection thereof.

また、センスアンプSA1aは、新たに一対のキャパシタC3#,C4#を設けるとともにキャパシタC3#に対応して設けられたスイッチ回路SW5,S6と、キャパシタC4#に対応して設けられたスイッチ回路SW7,SW8とをさらにに含む。スイッチ回路SW5〜SW8は、キャパシタC3#,C4#に対応して設けられ、その接続を制御する接続制御回路91を構成する。   The sense amplifier SA1a newly includes a pair of capacitors C3 # and C4 #, switch circuits SW5 and S6 provided corresponding to the capacitor C3 #, and a switch circuit SW7 provided corresponding to the capacitor C4 #. , SW8. Switch circuits SW5 to SW8 are provided corresponding to capacitors C3 # and C4 #, and constitute a connection control circuit 91 for controlling the connection.

なお、プリチャージ回路70については同様であるのでその詳細な説明は繰り返さない。   Since precharge circuit 70 is similar, detailed description thereof will not be repeated.

各スイッチ回路SW1〜SW8は、ソースおよびドレインが共通に並列に接続されたPチャネルMOSトランジスタおよびNチャネルMOSトランジスタを含む。   Each switch circuit SW1-SW8 includes a P-channel MOS transistor and an N-channel MOS transistor whose source and drain are connected in parallel in common.

センスアンプSA0aに関して、キャパシタC3は、一方電極がノードN1と接続され、他方電極がスイッチ回路SW1,SW2を介してセンスアンプSA0aのノードN1aあるいはセンスアンプSA1aのノードN1bと接続される。キャパシタC4は、一方電極がノードN2と接続され、他方電極がスイッチ回路SW3,SW4を介してセンスアンプSA0aのノードN2aあるいはセンスアンプSA1aのノードN2bと接続される。   Regarding sense amplifier SA0a, capacitor C3 has one electrode connected to node N1, and the other electrode connected to node N1a of sense amplifier SA0a or node N1b of sense amplifier SA1a via switch circuits SW1 and SW2. Capacitor C4 has one electrode connected to node N2, and the other electrode connected to node N2a of sense amplifier SA0a or node N2b of sense amplifier SA1a via switch circuits SW3 and SW4.

センスアンプSA1aに関して、キャパシタC3#は、一方電極がノードN1#と接続され、他方電極がスイッチ回路SW5,SW6を介してセンスアンプSA0aのノードN1aあるいはセンスアンプSA1aのノードN1bと接続される。キャパシタC4#は、一方電極がノードN2#と接続され、他方電極がスイッチ回路SW7,SW8を介してセンスアンプSA0aのノードN2aあるいはセンスアンプSA1aのノードN2bと接続される。   Regarding sense amplifier SA1a, capacitor C3 # has one electrode connected to node N1 # and the other electrode connected to node N1a of sense amplifier SA0a or node N1b of sense amplifier SA1a via switch circuits SW5 and SW6. Capacitor C4 # has one electrode connected to node N2 # and the other electrode connected to node N2a of sense amplifier SA0a or node N2b of sense amplifier SA1a via switch circuits SW7 and SW8.

スイッチ回路SW1,SW2は、制御信号RAE,RAOを受けて互いに相補的に動作する。スイッチ回路SW3,SW4は、制御信号RAE,RAOを受けて互いに相補的に動作する。   Switch circuits SW1 and SW2 operate complementarily with each other in response to control signals RAE and RAO. Switch circuits SW3 and SW4 operate complementarily with each other in response to control signals RAE and RAO.

また、同様に、スイッチ回路SW5,SW6は、制御信号RAE,RAOを受けて互いに相補的に動作する。スイッチ回路SW7,SW8は、制御信号RAE,RAOを受けて互いに相補的に動作する。   Similarly, the switch circuits SW5 and SW6 operate complementarily with each other in response to the control signals RAE and RAO. Switch circuits SW7 and SW8 operate complementarily with each other in response to control signals RAE and RAO.

具体的には、選択されたメモリセル行が偶数行である場合には、ロウデコーダ20は、制御信号RAE,RAOを「H」レベル,「L」レベルに設定する。また、選択されたメモリセル行が奇数行である場合には、ロウデコーダ20は、制御信号RAE,RAOを「L」レベル,「H」レベルに設定する。   Specifically, when the selected memory cell row is an even row, the row decoder 20 sets the control signals RAE and RAO to “H” level and “L” level. When the selected memory cell row is an odd row, the row decoder 20 sets the control signals RAE and RAO to “L” level and “H” level.

制御信号RAE,RAOが「H」レベル,「L」レベルに設定される場合には、スイッチ回路SW2,SW4,SW6,SW8が導通する。一方、スイッチ回路SW1,SW3,SW5,SW7は非導通状態に設定される。   When the control signals RAE and RAO are set to “H” level and “L” level, the switch circuits SW2, SW4, SW6 and SW8 are turned on. On the other hand, the switch circuits SW1, SW3, SW5, SW7 are set in a non-conductive state.

一方、制御信号RAE,RAOが「L」レベル,「H」レベルに設定される場合には、スイッチ回路SW1,SW3,SW5,SW7が導通する。一方、スイッチ回路SW2,SW4,SW6,SW8は非導通状態に設定される。   On the other hand, when the control signals RAE and RAO are set to the “L” level and the “H” level, the switch circuits SW1, SW3, SW5, and SW7 are turned on. On the other hand, the switch circuits SW2, SW4, SW6, SW8 are set in a non-conductive state.

ここで、一例として偶数行のメモリセルMC0eおよびMC1eのデータ読出動作について説明する。   Here, as an example, a data read operation of even-numbered memory cells MC0e and MC1e will be described.

上述したのと同様にデータ読出動作が開始されて、列選択線CSLk、選択されたメモリセルに対応して設けられたワード線WLeが活性化(「H」レベル)される。また、ダミーメモリセルに対応して設けられたワード線WLDoが活性化(「H」レベル)される。   Data read operation is started in the same manner as described above, and column select line CSLk and word line WLe provided corresponding to the selected memory cell are activated ("H" level). In addition, word line WLDo provided corresponding to the dummy memory cell is activated (“H” level).

選択された列選択線CSLkの活性化に応答して、ゲートトランジスタCSGaおよびCSGbがターンオンし、選択列のビット線BLj,/BLjとローカル入出力線LIO0,/LIO0とが電気的に結合される。また、選択された列選択線CSLkの活性化に応答して、ゲートトランジスタCSGa#およびCSGb#がターンオンし、選択列のビット線BLj+1,/BLj+1とローカル入出力線LIO1,/LIO1とが電気的に結合される。   In response to activation of selected column selection line CSLk, gate transistors CSGa and CSGb are turned on, and bit lines BLj, / BLj and local input / output lines LIO0, / LIO0 of the selected column are electrically coupled. . In response to the activation of the selected column selection line CSLk, the gate transistors CSGa # and CSGb # are turned on, and the bit lines BLj + 1 and / BLj + 1 and the local input / output lines LIO1 and / LIO1 in the selected column are electrically connected. Combined with

そして、ワード線WLeの活性化に応答して、上述したようにセンスアンプSA0aと選択メモリセルMC0eおよびダミーメモリセルDMC0oとの間に電流経路が形成される。   In response to the activation of the word line WLe, a current path is formed between the sense amplifier SA0a and the selected memory cell MC0e and the dummy memory cell DMC0o as described above.

また、同様にワード線WLeの活性化に応答して、センスアンプSA1aと選択メモリセルMC1eおよびダミーメモリセルDMC1oとの間に電流経路が形成される。   Similarly, in response to activation of the word line WLe, a current path is formed between the sense amplifier SA1a and the selected memory cell MC1e and the dummy memory cell DMC1o.

また、制御信号RAE,RAOが「H」レベル,「L」レベルに設定される。したがって、スイッチ回路SW2,SW4,SW6,SW8が導通する。   Further, the control signals RAE and RAO are set to “H” level and “L” level. Therefore, the switch circuits SW2, SW4, SW6, SW8 are conducted.

これに伴ない、キャパシタC3の他方電極はスイッチ回路SW2を介してセンスアンプSA0aのノードN1aと接続される。また、キャパシタC4の他方電極はスイッチ回路SW4を介してセンスアンプSA1aのノードN2bと接続される。また、キャパシタC3#の他方電極は、スイッチ回路SW6を介してセンスアンプSA1aのノードN1bと接続される。また、キャパシタC4#の他方電極はスイッチ回路SW8を介してセンスアンプSA0aのノードN2aと接続される。   Along with this, the other electrode of the capacitor C3 is connected to the node N1a of the sense amplifier SA0a via the switch circuit SW2. The other electrode of the capacitor C4 is connected to the node N2b of the sense amplifier SA1a through the switch circuit SW4. The other electrode of capacitor C3 # is connected to node N1b of sense amplifier SA1a via switch circuit SW6. The other electrode of capacitor C4 # is connected to node N2a of sense amplifier SA0a through switch circuit SW8.

ここで、キャパシタC2は、ノードN2aとノードN2との間に設けられ、ノードN2は抵抗値RminのダミーメモリセルDMC0oが接続される。   Here, the capacitor C2 is provided between the node N2a and the node N2, and a dummy memory cell DMC0o having a resistance value Rmin is connected to the node N2.

また、キャパシタC4は、スイッチ回路SW4が導通することにより、ノードN2とノードN2bとの間に接続される。   The capacitor C4 is connected between the node N2 and the node N2b when the switch circuit SW4 is turned on.

また、キャパシタC2#は、ノードN2bとノードN2#との間に設けられ、ノードN2#は抵抗値RmaxのダミーメモリセルDMC1oが接続される。   Capacitor C2 # is provided between node N2b and node N2 #, and node N2 # is connected to dummy memory cell DMC1o having resistance value Rmax.

また、キャパシタC4#は、スイッチ回路SW8が導通することにより、ノードN2#とノードN2aとの間に接続される。   Capacitor C4 # is connected between node N2 # and node N2a when switch circuit SW8 is turned on.

そうすると、増幅ユニット55のノードN2aは、キャパシタC2を介してノードN2と接続され、さらに、ノードN2aは、キャパシタC4#を介してノードN2#と接続される。上述したようにノードN2は、抵抗値RminのダミーメモリセルDMC0oと接続され、ノードN2#は、抵抗値RmaxのダミーメモリセルDMC1oと接続される。   Then, node N2a of amplification unit 55 is connected to node N2 via capacitor C2, and node N2a is further connected to node N2 # via capacitor C4 #. As described above, node N2 is connected to dummy memory cell DMC0o having resistance value Rmin, and node N2 # is connected to dummy memory cell DMC1o having resistance value Rmax.

また、増幅ユニット55#のノードN2bは、キャパシタC2#を介してノードN2#と接続され、さらにノードN2bは、キャパシタC4を介してノードN2と接続される。   Node N2b of amplification unit 55 # is connected to node N2 # via capacitor C2 #, and node N2b is further connected to node N2 via capacitor C4.

上述したようにノードN2は、抵抗値RminのダミーメモリセルDMC0oと接続され、ノードN2#は、抵抗値RmaxのダミーメモリセルDMC1oと接続される。   As described above, node N2 is connected to dummy memory cell DMC0o having resistance value Rmin, and node N2 # is connected to dummy memory cell DMC1o having resistance value Rmax.

ノードN2,N2#には、それぞれ抵抗値RminおよびRmaxのダミーメモリセルDMC0o,DMC1oに従う電流Imax,Iminが流れる。   Currents Imax and Imin according to dummy memory cells DMC0o and DMC1o having resistance values Rmin and Rmax flow through nodes N2 and N2 #, respectively.

このノードN2,N2#の電位は、電源電圧Vccから電流Imax,IminとトランジスタQP5,QP5#の負荷抵抗との積に基づく電圧降下分低下することになる。   The potentials of the nodes N2 and N2 # are lowered from the power supply voltage Vcc by a voltage drop based on the product of the currents Imax and Imin and the load resistances of the transistors QP5 and QP5 #.

ここで、ノードN2は、2つのキャパシタC2およびC4と接続されている。
したがって、キャパシタC2を介して接続される増幅ユニット55のノードN2aの電位は、プリチャージ電圧VPCからキャパシタC2の容量結合によりノードN2の電位変化の1/2分変化する。
Here, the node N2 is connected to the two capacitors C2 and C4.
Therefore, the potential of the node N2a of the amplification unit 55 connected via the capacitor C2 changes from the precharge voltage VPC by 1/2 of the potential change of the node N2 due to the capacitive coupling of the capacitor C2.

また、同様に、キャパシタC4を介して接続される増幅ユニット55#のノードN2bの電位は、プリチャージ電圧VPCからキャパシタC4の容量結合によりノードN2の電位変化の1/2分変化する。   Similarly, the potential at node N2b of amplification unit 55 # connected via capacitor C4 changes by a half of the potential change at node N2 due to capacitive coupling of capacitor C4 from precharge voltage VPC.

すなわち、ノードN2a,N2bの電位は、ノードN2に電流Imaxが流れることにより電流ImaxとトランジスタQP5の負荷抵抗との積に基づく電圧降下分の1/2分変化することになる。   That is, the potentials of the nodes N2a and N2b change by 1/2 of the voltage drop based on the product of the current Imax and the load resistance of the transistor QP5 when the current Imax flows through the node N2.

また、ノードN2#は、2つのキャパシタC2#およびC4#と接続されている。
したがって、キャパシタC2#を介して接続される増幅ユニット55#のノードN2bの電位は、プリチャージ電圧VPCからキャパシタC2#の容量結合によりノードN2#の電位変化の1/2分変化する。
Node N2 # is connected to two capacitors C2 # and C4 #.
Therefore, the potential of node N2b of amplification unit 55 # connected via capacitor C2 # changes by a half of the potential change of node N2 # due to capacitive coupling of capacitor C2 # from precharge voltage VPC.

また、同様に、キャパシタC4#を介して接続される増幅ユニット55のノードN2aの電位は、プリチャージ電圧VPCからキャパシタC4#の容量結合によりノードN2#の電位変化の1/2分変化する。   Similarly, the potential of the node N2a of the amplification unit 55 connected via the capacitor C4 # changes by a half of the potential change of the node N2 # due to the capacitive coupling of the capacitor C4 # from the precharge voltage VPC.

すなわち、ノードN2a,N2bの電位は、ノードN2#に電流Iminが流れることにより電流IminとトランジスタQP5#の負荷抵抗との積に基づく電圧降下分の1/2分変化することになる。   That is, the potentials of nodes N2a and N2b change by ½ of the voltage drop based on the product of current Imin and the load resistance of transistor QP5 # as current Imin flows through node N2 #.

したがって、これらをまとめるとノードN2a,N2bの電位は、キャパシタC2,C2#,C4,C4#の容量結合により電流Imax,Iminが流れることにより電流ImaxとトランジスタQP5の負荷抵抗との積に基づく電圧降下分の1/2分と、電流IminとトランジスタQP5#の負荷抵抗との積に基づく電圧降下分の1/2分との和だけ変化することになる。   Therefore, in summary, the potentials of nodes N2a and N2b are voltages based on the product of current Imax and the load resistance of transistor QP5 due to currents Imax and Imin flowing due to capacitive coupling of capacitors C2, C2 #, C4 and C4 #. It changes by the sum of 1/2 of the drop and 1/2 of the voltage drop based on the product of the current Imin and the load resistance of the transistor QP5 #.

すなわち、トランジスタQP5,QP5#によりノードN2,N2#にそれぞれ生じる電圧降下分の中間の電圧降下分の電位変化が生じることになる。   That is, the potential change corresponding to the intermediate voltage drop caused by the transistors QP5 and QP5 # respectively occurs at the nodes N2 and N2 #.

言い換えれば、実施の形態1で説明したのと同様、トランジスタQP5,QP5#のそれぞれに電流ImaxとIminの中間電流である基準電流Irefを供給する中間抵抗値(Rmax+Rmin)/2のダミーメモリセルを接続した場合と等価となる。   In other words, as described in the first embodiment, a dummy memory cell having an intermediate resistance value (Rmax + Rmin) / 2 for supplying the reference current Iref, which is an intermediate current between the currents Imax and Imin, to each of the transistors QP5 and QP5 #. Equivalent to connecting.

そして、増幅ユニット55は、入力ノードN2a,N2bにおいて、ノードN2,N2#にそれぞれ生じる中間の電圧降下分の電位変化による中間電位をリファレンスとする。   Then, the amplification unit 55 uses, as a reference, an intermediate potential due to a potential change corresponding to an intermediate voltage drop generated at each of the nodes N2 and N2 # at the input nodes N2a and N2b.

センスアンプSA0は、増幅ユニット55においてノードN2aの中間電位と、選択されたメモリセルMC0eの抵抗値に基づきノードN1aに生じる電位との電位差を増幅して読出データSOUT0として出力する。   The sense amplifier SA0 amplifies the potential difference between the intermediate potential of the node N2a and the potential generated at the node N1a based on the resistance value of the selected memory cell MC0e in the amplification unit 55, and outputs it as read data SOUT0.

センスアンプSA1は、増幅ユニット55#においてノードN2bの中間電位と、選択されたメモリセルMC1eの抵抗値に基づきノードN1bに生じる電位との電位差を増幅して読出データSOUT1として出力する。   Sense amplifier SA1 amplifies the potential difference between the intermediate potential of node N2b and the potential generated at node N1b based on the resistance value of selected memory cell MC1e in amplification unit 55 #, and outputs the result as read data SOUT1.

なお、上記においては、一例として選択された偶数行のメモリセル行に対応するワード線WLeを活性化し、ダミーメモリセルのメモリセル行に対応するワード線WLDoを活性化してメモリセルMC0e,MC1eのデータ読出を実行する場合について説明したが、奇数行のメモリセル行であるメモリセルMC0o,MC1oについても同様に実行可能である。具体的には、対応するワード線WLoを活性化するとともに、ワード線WLDeを活性化させる。そして、センスアンプSA0,SA1において、制御信号RAE,RAOを「L」レベル,「H」レベルに設定する。   In the above, as an example, the word line WLe corresponding to the even-numbered memory cell row selected as an example is activated, the word line WLDo corresponding to the memory cell row of the dummy memory cell is activated, and the memory cells MC0e and MC1e are activated. Although the case where data reading is executed has been described, the same can be applied to memory cells MC0o and MC1o which are odd-numbered memory cell rows. Specifically, the corresponding word line WLo is activated and the word line WLDe is activated. In the sense amplifiers SA0 and SA1, the control signals RAE and RAO are set to the “L” level and the “H” level.

したがって、スイッチ回路SW1,SW3,SW5,SW7が導通する。
これに伴ない、キャパシタC3の他方電極はスイッチ回路SW1を介してセンスアンプSA1aのノードN1bと接続される。また、キャパシタC4の他方電極はスイッチ回路SW3を介してセンスアンプSA0aのノードN2aと接続される。また、キャパシタC3#の他方電極は、スイッチ回路SW5を介してセンスアンプSA0aのノードN1aと接続される。また、キャパシタC4#の他方電極はスイッチ回路SW7を介してセンスアンプSA1aのノードN2bと接続される。
Therefore, the switch circuits SW1, SW3, SW5, SW7 are conducted.
Accordingly, the other electrode of capacitor C3 is connected to node N1b of sense amplifier SA1a via switch circuit SW1. The other electrode of the capacitor C4 is connected to the node N2a of the sense amplifier SA0a through the switch circuit SW3. The other electrode of capacitor C3 # is connected to node N1a of sense amplifier SA0a through switch circuit SW5. The other electrode of capacitor C4 # is connected to node N2b of sense amplifier SA1a through switch circuit SW7.

ここで、キャパシタC1は、ノードN1とノードN1aとの間に設けられ、ノードN1は抵抗値RminのダミーメモリセルDMC0eが接続される。   Here, the capacitor C1 is provided between the node N1 and the node N1a, and a dummy memory cell DMC0e having a resistance value Rmin is connected to the node N1.

また、キャパシタC3は、スイッチ回路SW1が導通することにより、ノードN1とノードN1bとの間に接続される。   The capacitor C3 is connected between the node N1 and the node N1b when the switch circuit SW1 is turned on.

また、キャパシタC1#は、ノードN1#とノードN1bとの間に設けられ、ノードN1#は抵抗値RmaxのダミーメモリセルDMC1eが接続される。   Capacitor C1 # is provided between node N1 # and node N1b, and dummy memory cell DMC1e having resistance value Rmax is connected to node N1 #.

また、キャパシタC3#は、スイッチ回路SW5が導通することにより、ノードN1#とノードN1aとの間に接続される。   Capacitor C3 # is connected between node N1 # and node N1a when switch circuit SW5 is turned on.

そうすると、増幅ユニット55のノードN1aは、キャパシタC1を介してノードN1と接続され、さらに、ノードN1aは、キャパシタC3#を介してノードN1#と接続される。上述したようにノードN1は、抵抗値RminのダミーメモリセルDMC0eと接続され、ノードN1#は、抵抗値RmaxのダミーメモリセルDMC1eと接続される。   Then, node N1a of amplification unit 55 is connected to node N1 via capacitor C1, and node N1a is further connected to node N1 # via capacitor C3 #. As described above, node N1 is connected to dummy memory cell DMC0e having resistance value Rmin, and node N1 # is connected to dummy memory cell DMC1e having resistance value Rmax.

また、増幅ユニット55#のノードN1bは、キャパシタC1#を介してノードN1#と接続され、さらにノードN1bは、キャパシタC3#を介してノードN1aと接続される。   Node N1b of amplification unit 55 # is connected to node N1 # via capacitor C1 #, and node N1b is further connected to node N1a via capacitor C3 #.

上述したようにノードN1は、抵抗値RminのダミーメモリセルDMC0eと接続され、ノードN1#は、抵抗値RmaxのダミーメモリセルDMC1eと接続される。   As described above, node N1 is connected to dummy memory cell DMC0e having resistance value Rmin, and node N1 # is connected to dummy memory cell DMC1e having resistance value Rmax.

ノードN1,N1#には、それぞれ抵抗値RminおよびRmaxのダミーメモリセルDMC0e,DMC1eに従う電流Imax,Iminが流れる。   Currents Imax and Imin according to dummy memory cells DMC0e and DMC1e having resistance values Rmin and Rmax flow through nodes N1 and N1 #, respectively.

したがって、上記で説明したのと同様に、ノードN1a,N1bの電位は、キャパシタC1,C1#,C3,C3#の容量結合により電流Imax,Iminが流れることにより電流ImaxとトランジスタQP1の負荷抵抗との積に基づく電圧降下分の1/2分と、電流IminとトランジスタQP1#の負荷抵抗との積に基づく電圧降下分の1/2分との和だけ変化することになる。   Therefore, as described above, the potentials of the nodes N1a and N1b are set such that the currents Imax and Imin flow due to the capacitive coupling of the capacitors C1, C1 #, C3, and C3 #, and the current Imax and the load resistance of the transistor QP1. Therefore, it changes by the sum of 1/2 of the voltage drop based on the product of ½ and ½ of the voltage drop based on the product of the current Imin and the load resistance of the transistor QP1 #.

すなわち、トランジスタQP1,QP1#によりノードN1,N1#にそれぞれ生じる電圧降下分の中間の電圧降下分の電位変化が生じることになる。   That is, the potential change corresponding to the voltage drop in the middle of the voltage drops generated at the nodes N1 and N1 # is caused by the transistors QP1 and QP1 #.

言い換えれば、実施の形態1で説明したのと同様、トランジスタQP1,QP1#のそれぞれに電流ImaxとIminの中間電流である基準電流Irefを供給する中間抵抗値(Rmax+Rmin)/2のダミーメモリセルを接続した場合と等価となる。   In other words, as described in the first embodiment, a dummy memory cell having an intermediate resistance value (Rmax + Rmin) / 2 for supplying the reference current Iref, which is an intermediate current between the currents Imax and Imin, to each of the transistors QP1 and QP1 #. Equivalent to connecting.

そして、増幅ユニット55は、入力ノードN1a,N1bにおいて、ノードN1,N1#にそれぞれ生じる中間の電圧降下分の電位変化による中間電位をリファレンスとする。   Then, the amplification unit 55 uses the intermediate potential due to the potential change corresponding to the intermediate voltage drop generated at the nodes N1 and N1 # at the input nodes N1a and N1b as a reference.

センスアンプSA0は、増幅ユニット55においてノードN1aの中間電位と、選択されたメモリセルMC0oの抵抗値に基づきノードN2aに生じる電位との電位差を増幅して読出データSOUT0として出力する。   The sense amplifier SA0 amplifies the potential difference between the intermediate potential of the node N1a and the potential generated at the node N2a based on the resistance value of the selected memory cell MC0o in the amplification unit 55, and outputs it as read data SOUT0.

センスアンプSA1は、増幅ユニット55#においてノードN1bの中間電位と、選択されたメモリセルMC1oの抵抗値に基づきノードN2bに生じる電位との電位差を増幅して読出データSOUT1として出力する。   Sense amplifier SA1 amplifies the potential difference between the intermediate potential of node N1b and the potential generated at node N2b based on the resistance value of selected memory cell MC1o in amplification unit 55 #, and outputs the result as read data SOUT1.

以降の動作については同様であるのでその詳細な説明は繰り返さない。
本発明の実施の形態2に従う構成においては、上述したようにトランジスタ80,81を削除して、センスアンプSA0aについて、新たに一対のキャパシタC3,C4を設けるとともに、キャパシタC3に対応して設けられたスイッチ回路SW1,SW2と、キャパシタC4に対応して設けられたスイッチ回路SW3,SW4とを設けた構成である。また、センスアンプSA1aについて、新たに一対のキャパシタC3#,C4#を設けるとともにキャパシタC3#に対応して設けられたスイッチ回路SW5,S6と、キャパシタC4#に対応して設けられたスイッチ回路SW7,SW8とを設けた構成である。
Since subsequent operations are similar, detailed description thereof will not be repeated.
In the configuration according to the second embodiment of the present invention, transistors 80 and 81 are deleted as described above, and a pair of capacitors C3 and C4 are newly provided for sense amplifier SA0a and provided corresponding to capacitor C3. The switch circuits SW1 and SW2 and the switch circuits SW3 and SW4 provided corresponding to the capacitor C4 are provided. For sense amplifier SA1a, a pair of capacitors C3 # and C4 # are newly provided and switch circuits SW5 and S6 are provided corresponding to capacitor C3 #, and switch circuit SW7 is provided corresponding to capacitor C4 #. , SW8.

そして、スイッチSW1〜SW8を制御することにより上述したように電流ImaxとIminの中間電流である基準電流Irefを供給する中間抵抗値(Rmax+Rmin)/2のダミーメモリセルを接続した場合と等価な構成を実現している。   Then, by controlling the switches SW1 to SW8, a configuration equivalent to the case where a dummy memory cell having an intermediate resistance value (Rmax + Rmin) / 2 for supplying a reference current Iref, which is an intermediate current between the currents Imax and Imin, is connected as described above. Is realized.

この点、スイッチ回路SW1〜SW8が設けられているが、実施の形態1で説明したのと同様に電荷の移動に伴なう過渡的な電流は流れるが定常的な電流は流れず、リファレンス側の電位差は生じない。したがって、信号振幅の範囲は広く精度の高いデータ読出の実行が可能である。   In this respect, the switch circuits SW1 to SW8 are provided. As described in the first embodiment, the transient current accompanying the movement of the charge flows, but the steady current does not flow, and the reference side No potential difference occurs. Therefore, it is possible to execute data reading with a wide signal amplitude range and high accuracy.

また、スイッチャ60を設けたことによるトランジスタのオン抵抗分の電圧降下が生じることは無く、ノードN1,N1#,N2,N2#の信号振幅の範囲が狭まることは無い。さらに、ノードN1,N1#,N2,N2#の電位変動がそのまま容量結合により、増幅ユニット50,50#の入力ノードに伝達されるため電圧信号差を十分に確保して高速動作を実行することも可能である。   Further, the voltage drop corresponding to the on-resistance of the transistor due to the provision of the switcher 60 does not occur, and the range of the signal amplitude of the nodes N1, N1 #, N2, and N2 # is not narrowed. Furthermore, since the potential fluctuations of the nodes N1, N1 #, N2, and N2 # are directly transmitted to the input nodes of the amplification units 50 and 50 # by capacitive coupling, the voltage signal difference is sufficiently secured and high-speed operation is performed. Is also possible.

また、増幅ユニット55のノードN1a,N2aは、ともにスイッチ回路SWと2つのキャパシタが接続された構成である。また、増幅ユニット55#のノードN1b,N2bについても、ともにスイッチ回路SWと2つのキャパシタが接続された構成である。   Further, the nodes N1a and N2a of the amplification unit 55 have a configuration in which a switch circuit SW and two capacitors are both connected. In addition, nodes N1b and N2b of amplification unit 55 # are both configured by connecting switch circuit SW and two capacitors.

したがって、増幅ユニット55,55#のノードに接続される回路部品は同一であるので回路の差から生じるオフセット電圧が増幅ユニット55,55#の入力間に生じることを抑制することが可能である。   Accordingly, since the circuit components connected to the nodes of the amplification units 55 and 55 # are the same, it is possible to suppress the occurrence of an offset voltage caused by the circuit difference between the inputs of the amplification units 55 and 55 #.

なお、上記の図11の構成においては、ローカル入出力線対LIOP0,LIOP1にそれぞれ対応して設けられるセンスアンプSA0a,SA1aの構成についてのみ説明したが例えばさらに複数のローカル入出力線対が設けられ、各ローカル入出力線対に対応してセンスアンプSAが設けられている場合にも適用可能である。   In the configuration of FIG. 11 described above, only the configuration of the sense amplifiers SA0a and SA1a provided corresponding to the local input / output line pairs LIOP0 and LIOP1, respectively, has been described. For example, a plurality of local input / output line pairs are provided. The present invention is also applicable to the case where a sense amplifier SA is provided corresponding to each local input / output line pair.

例えば、図示しないが、ローカル入出力線対LIOP1に隣接するローカル入出力線対LIOP2,LIOP3を設けてローカル入出力線対LIOP2,LIOP3に対応するセンスアンプSA2a,SA3aが設けられる場合について考える。   For example, although not shown, consider a case where local input / output line pairs LIOP2 and LIOP3 adjacent to local input / output line pair LIOP1 are provided and sense amplifiers SA2a and SA3a corresponding to local input / output line pairs LIOP2 and LIOP3 are provided.

この場合、互いに隣接するセンスアンプSA1aとセンスアンプSA2aとの間あるいはセンスアンプSA2aとセンスアンプSA3aとの間でセンスアンプSA0aとセンスアンプSA1aと同様のスイッチ回路の接続関係が成り立つようにすることにより実現可能である。   In this case, the same switching circuit connection relationship as the sense amplifier SA0a and the sense amplifier SA1a is established between the adjacent sense amplifiers SA1a and SA2a or between the sense amplifiers SA2a and SA3a. It is feasible.

具体的には、センスアンプSA0aとセンスアンプSA1aとの間に設けられるスイッチ回路SW3〜SW6に示されるスイッチの接続関係と同様の方式に従って、センスアンプSA1aとセンスアンプSA2aとの間あるいはセンスアンプSA2aとセンスアンプSA3aとの間にスイッチ回路を設けることにより実現可能である。   Specifically, according to the same system as the connection relationship of the switches shown in the switch circuits SW3 to SW6 provided between the sense amplifier SA0a and the sense amplifier SA1a, or between the sense amplifier SA1a and the sense amplifier SA2a. This can be realized by providing a switch circuit between the first and second sense amplifiers SA3a.

当該構成においても、互いに隣接する2つずつのセンスアンプの組に従って、上記で説明したのと同様のデータ読出方式を実現することが可能である。   Even in this configuration, it is possible to realize the same data reading method as described above according to a pair of two adjacent sense amplifiers.

(実施の形態2の変形例)
図12は、本発明の実施の形態2の変形例に従うセンスアンプSA0b,SA1bの回路構成図である。
(Modification of Embodiment 2)
FIG. 12 is a circuit configuration diagram of sense amplifiers SA0b and SA1b according to the modification of the second embodiment of the present invention.

図12を参照して、本発明の実施の形態2に従うセンスアンプSA0bは、キャパシタC1,C2に対応して設けられ、その接続を制御するダミー接続制御回路92をさらに含む。また、センスアンプSA1bは、キャパシタC1#,C2#に対応して設けられ、その接続を制御するダミー接続制御回路93をさらに含む。   Referring to FIG. 12, sense amplifier SA0b according to the second embodiment of the present invention further includes a dummy connection control circuit 92 provided corresponding to capacitors C1 and C2 and controlling the connection thereof. Sense amplifier SA1b further includes a dummy connection control circuit 93 that is provided corresponding to capacitors C1 # and C2 # and controls the connection thereof.

ダミー接続制御回路92は、ダミースイッチ回路DSW1〜DSW4を含む。ダミー接続制御回路93は、ダミースイッチ回路DSW5〜DWS8を含む。各ダミースイッチ回路DSW1〜DSW8は、ソースおよびドレインが共通に並列に接続されたPチャネルMOSトランジスタおよびNチャネルMOSトランジスタを含む。   The dummy connection control circuit 92 includes dummy switch circuits DSW1 to DSW4. The dummy connection control circuit 93 includes dummy switch circuits DSW5 to DWS8. Each dummy switch circuit DSW1-DSW8 includes a P-channel MOS transistor and an N-channel MOS transistor whose sources and drains are commonly connected in parallel.

各ダミースイッチ回路DSW1〜DSW8を構成するトランジスタのゲートは、信号線L1,L2のいずれか一方と接続されている。   The gates of the transistors constituting the dummy switch circuits DSW1 to DSW8 are connected to one of the signal lines L1 and L2.

センスアンプSA0bに関して、キャパシタC1は、一方電極がノードN1と接続され、他方電極がダミースイッチ回路DSW1,DSW2を介してプリチャージ電圧VPCあるいはセンスアンプSA0bのノードN1aと接続される。キャパシタC2は、一方電極がノードN2と接続され、他方電極がダミースイッチ回路DSW3,DSW4を介してセンスアンプSA0bのノードN2aあるいはプリチャージ電圧VPCと接続される。   Regarding sense amplifier SA0b, capacitor C1 has one electrode connected to node N1, and the other electrode connected to precharge voltage VPC or node N1a of sense amplifier SA0b via dummy switch circuits DSW1 and DSW2. Capacitor C2 has one electrode connected to node N2, and the other electrode connected to node N2a of sense amplifier SA0b or precharge voltage VPC via dummy switch circuits DSW3 and DSW4.

センスアンプSA1bに関して、キャパシタC1#は、一方電極がノードN1#と接続され、他方電極がダミースイッチ回路DSW5,DSW6を介してプリチャージ電圧VPCあるいはセンスアンプSA1bのノードN1bと接続される。キャパシタC2#は、一方電極がノードN2#と接続され、他方電極がダミースイッチ回路DSW7,DSW8を介してセンスアンプSA1bのノードN2bあるいはプリチャージ電圧VPCと接続される。   With respect to sense amplifier SA1b, capacitor C1 # has one electrode connected to node N1 # and the other electrode connected to precharge voltage VPC or node N1b of sense amplifier SA1b via dummy switch circuits DSW5 and DSW6. Capacitor C2 # has one electrode connected to node N2 # and the other electrode connected to node N2b of sense amplifier SA1b or precharge voltage VPC via dummy switch circuits DSW7 and DSW8.

ダミースイッチ回路DSW1,DSW4,DSW5,DSW8のNチャネルMOSトランジスタのゲートは、接地電圧GNDと接続された信号線L2と接続されている。したがって、これらのトランジスタは非導通状態である。   The gates of the N-channel MOS transistors of the dummy switch circuits DSW1, DSW4, DSW5, DSW8 are connected to a signal line L2 connected to the ground voltage GND. Therefore, these transistors are nonconductive.

また、ダミースイッチ回路DSW2,DSW3,DSW6,DSW7のPチャネルMOSトランジスタのゲートは、接地電圧GNDと接続された信号線L2と接続されている。したがって、これらのトランジスタは導通状態である。   The gates of the P channel MOS transistors of the dummy switch circuits DSW2, DSW3, DSW6, DSW7 are connected to a signal line L2 connected to the ground voltage GND. Therefore, these transistors are conductive.

ダミースイッチ回路DSW1,DSW4,DSW5,DSW8のPチャネルMOSトランジスタのゲートは、開放状態である信号線L1と接続されている。したがって、これらのトランジスタは非導通状態である。   The gates of the P-channel MOS transistors of the dummy switch circuits DSW1, DSW4, DSW5, DSW8 are connected to the open signal line L1. Therefore, these transistors are nonconductive.

また、ダミースイッチ回路DSW2,DSW3,DSW6,DSW7のNチャネルMOSトランジスタのゲートは、開放状態である信号線L1と接続されている。したがって、これらのトランジスタは非導通状態である。   The gates of the N-channel MOS transistors of the dummy switch circuits DSW2, DSW3, DSW6, DSW7 are connected to the open signal line L1. Therefore, these transistors are nonconductive.

すなわち、信号線L2と接続されたダミースイッチ回路DSW2,DSW3,DSW6,DSW7のPチャネルMOSトランジスタのみが導通しており、他のトランジスタは非導通状態である。   That is, only the P-channel MOS transistors of the dummy switch circuits DSW2, DSW3, DSW6, DSW7 connected to the signal line L2 are conductive, and the other transistors are nonconductive.

したがって、キャパシタC1は、ダミースイッチ回路DSW2のPチャネルMOSトランジスタを介してノードN1aと接続されている。キャパシタC2は、ダミースイッチ回路DSW3のPチャネルMOSトランジスタを介してノードN2aと接続されている。   Therefore, capacitor C1 is connected to node N1a via the P-channel MOS transistor of dummy switch circuit DSW2. Capacitor C2 is connected to node N2a via a P-channel MOS transistor of dummy switch circuit DSW3.

キャパシタC1#は、ダミースイッチ回路DSW6のPチャネルMOSトランジスタを介してノードN1bと接続されている。キャパシタC2#は、ダミースイッチ回路DSW7のPチャネルMOSトランジスタを介してノードN2bと接続されている。   Capacitor C1 # is connected to node N1b through a P-channel MOS transistor of dummy switch circuit DSW6. Capacitor C2 # is connected to node N2b through a P-channel MOS transistor of dummy switch circuit DSW7.

当該構成は、図11で説明した実施の形態2に従うセンスアンプSA0a,SA1aの構成と等価である。したがって、実施の形態2と同様に動作する。   This configuration is equivalent to the configuration of sense amplifiers SA0a and SA1a according to the second embodiment described with reference to FIG. Therefore, the operation is the same as in the second embodiment.

本実施の形態2に従う構成は、スイッチ回路SW1〜SW8と同様の構成であるダミースイッチ回路DSW1〜DSW8を設けることにより、回路のトポロジーの対称性を向上させることができる。   In the configuration according to the second embodiment, the symmetry of the circuit topology can be improved by providing dummy switch circuits DSW1 to DSW8 having the same configuration as the switch circuits SW1 to SW8.

増幅ユニット55のノードN1a,N2aは、ともに2つのスイッチ回路SWと2つのキャパシタが接続された構成である。また、増幅ユニット55#のノードN1b,N2bについても、ともに2つのスイッチ回路SWと2つのキャパシタが接続された構成である。   Both the nodes N1a and N2a of the amplification unit 55 have a configuration in which two switch circuits SW and two capacitors are connected. Also, nodes N1b and N2b of amplification unit 55 # are both configured by connecting two switch circuits SW and two capacitors.

したがって、増幅ユニット55,55#のノードに接続される回路部品関係において、同一の回路が同様の接続方式により接続される構成となることになり、オフセット電圧が増幅ユニット55,55#の入力間に生じることをさらに抑制することが可能である。   Accordingly, in the circuit component relationship connected to the nodes of the amplification units 55 and 55 #, the same circuit is connected by the same connection method, and the offset voltage is between the inputs of the amplification units 55 and 55 #. Can be further suppressed.

なお、本願発明の適用は、MTJメモリセルを備えたMRAMデバイスに限定されるものではなく、書込まれた記憶データのレベルに応じた通過電流が流れるメモリセルを備える不揮発性記憶装置に共通に適用することができる。   The application of the present invention is not limited to an MRAM device having an MTJ memory cell, but is commonly applied to a nonvolatile memory device having a memory cell in which a passing current according to the level of written storage data flows. Can be applied.

また、上記においては、メモリセルの抵抗値が記憶データに応じて高抵抗値Rmaxあるいは低抵抗値Rminに設定される場合すなわち2値の場合について説明したが、記憶データに応じてさらに複数の抵抗状態に設定される多値(3値以上)の場合にも同様に適用可能である。   In the above description, the case where the resistance value of the memory cell is set to the high resistance value Rmax or the low resistance value Rmin according to the stored data, that is, the case of the binary value has been described. The same applies to the case of multiple values (three or more values) set in the state.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明の実施の形態1に従う不揮発性記憶装置の代表例として示されるMRAMデバイス1の全体構成を示す概略ブロック図である。1 is a schematic block diagram showing an overall configuration of an MRAM device 1 shown as a representative example of a nonvolatile memory device according to a first embodiment of the present invention. 磁気トンネル接合部を有するMTJメモリセルMC(以下、単にメモリセルMCとも称する)の構成を示す概略図である。1 is a schematic diagram showing a configuration of an MTJ memory cell MC (hereinafter also simply referred to as a memory cell MC) having a magnetic tunnel junction. MTJメモリセルの構造およびデータ記憶原理を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the structure and data storage principle of an MTJ memory cell. MTJメモリセルへのデータ書込電流の供給とトンネル磁気抵抗素子の磁化方向との関係を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the relationship between supply of the data write current to an MTJ memory cell, and the magnetization direction of a tunnel magnetoresistive element. メモリアレイMAおよびメモリアレイMAのデータ読出を実行する周辺回路の概念図(以下、データ読出系回路とも称する)である。1 is a conceptual diagram (hereinafter also referred to as a data reading system circuit) of a memory array MA and a peripheral circuit that performs data reading of the memory array MA. FIG. 本発明の実施の形態1に従うセンスアンプSA0,SA1の回路構成図である。FIG. 3 is a circuit configuration diagram of sense amplifiers SA0 and SA1 according to the first embodiment of the present invention. 増幅ユニット55を説明する図である。It is a figure explaining the amplification unit. 本発明の実施の形態1に従うプリアンプPAの回路構成図である。FIG. 2 is a circuit configuration diagram of a preamplifier PA according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態1に従うラッチ回路LTの回路構成図である。FIG. 3 is a circuit configuration diagram of a latch circuit LT according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態1に従うセンスアンプSA0,SA1のデータ読出動作について説明する。A data read operation of sense amplifiers SA0 and SA1 according to the first embodiment of the present invention will be described. 本発明の実施の形態2に従うセンスアンプSA0a,SA1aの回路構成図である。FIG. 7 is a circuit configuration diagram of sense amplifiers SA0a and SA1a according to the second embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態2の変形例に従うセンスアンプSA0b,SA1bの回路構成図である。FIG. 11 is a circuit configuration diagram of sense amplifiers SA0b and SA1b according to a modification of the second embodiment of the present invention. 従来のセンスアンプを用いたデータ読出動作を説明する概略構成図である。It is a schematic block diagram explaining a data read operation using a conventional sense amplifier. 従来のセンスアンプを用いた別のデータ読出動作を説明する概略構成図である。It is a schematic block diagram explaining another data read-out operation | movement using the conventional sense amplifier. 従来のセンスアンプを用いたさらに別のデータ読出動作を説明する概略構成図である。FIG. 10 is a schematic configuration diagram illustrating still another data read operation using a conventional sense amplifier.

符号の説明Explanation of symbols

1 MRAMデバイス、5 コントロール回路、20 行デコーダ、25 列デコーダ、30 入出力制御回路、50,55# 増幅ユニット、SA0,SA1,SA0a,SA1a,SA0b,SA1b センスアンプ。   1 MRAM device, 5 control circuit, 20 row decoder, 25 column decoder, 30 input / output control circuit, 50, 55 # amplification unit, SA0, SA1, SA0a, SA1a, SA0b, SA1b sense amplifier.

Claims (3)

各々において、データ読出時に記憶データに応じた通過電流が流れる複数のメモリセルと、
第1および第2のデータ線対と、
前記第1および第2のデータ線対にそれぞれ対応して設けられ、データ読出時に前記第1および第2のデータ線対に流れる通過電流に基づく並列なデータ読出を実行するための第1および第2の差動増幅部とを備え、
前記データ読出時において、前記第1および第2のデータ線対の一方側の各々は、前記複数のメモリセルのうちの選択された選択メモリセルを介して第1の電圧と電気的に接続されるとともに、前記第1および第2のデータ線対の他方側の各々は、前記複数のメモリセルのうちの前記選択メモリセルとの比較に用いられる2つのダミーメモリセルとそれぞれ電気的に結合され、
前記第1および第2の差動増幅部の各々は、
各々の一方導通端子が、前記第1および第2のデータ線対のうちの対応する一方のデータ線対とそれぞれ電気的に結合され、ゲートが共に基準電圧に接続される一対の第1のトランジスタと、
前記一対の第1のトランジスタの各々の他方導通端子と第2の電圧との間に接続され、前記一対の第1のトランジスタの各々の他方導通端子と接続されたゲートを有する一対の第2のトランジスタと、
一方電極を前記一対の第1のトランジスタの各々の他方導通端子と、他方電極を第1および第2の入力ノードと接続された一対のキャパシタと、
前記一対のキャパシタの他方電極と接続された第1および第2の入力ノードの電位差を増幅する増幅回路とを含み、
前記第1および第2のデータ線対の他方側の各々と接続されるキャパシタと接続される前記第1の入力ノード間および前記第2の入力ノード間のいずれか一方の電気的な接続を制御する接続制御部をさらに備え、
前記第1および第2のデータ線対の他方側の各々と電気的に結合される2つのダミーメモリセルのうちの一方のダミーメモリセルは、前記メモリセルの記憶データの一方のデータレベルを指し示す高抵抗状態に設定され、他方のダミーメモリセルは、前記メモリセルの記憶データの他方のデータレベルを指し示す低抵抗状態に設定される、不揮発性記憶装置。
In each of the above, a plurality of memory cells through which a passing current corresponding to stored data flows during data reading;
A first and second data line pair;
The first and second data lines are provided corresponding to the first and second data line pairs, respectively, for executing parallel data reading based on a passing current flowing through the first and second data line pairs during data reading. Two differential amplification units,
At the time of data reading, each of one side of the first and second data line pairs is electrically connected to a first voltage via a selected memory cell selected from the plurality of memory cells. In addition, each of the other side of the first and second data line pairs is electrically coupled to two dummy memory cells used for comparison with the selected memory cell of the plurality of memory cells, respectively. ,
Each of the first and second differential amplification units includes:
A pair of first transistors in which each one conduction terminal is electrically coupled to a corresponding one of the first and second data line pairs, and whose gates are both connected to a reference voltage When,
A pair of second transistors each having a gate connected between the other conduction terminal of each of the pair of first transistors and a second voltage, and having a gate connected to the other conduction terminal of each of the pair of first transistors. A transistor,
A pair of capacitors having one electrode connected to the other conduction terminal of each of the pair of first transistors and the other electrode connected to the first and second input nodes;
An amplifying circuit for amplifying a potential difference between the first and second input nodes connected to the other electrode of the pair of capacitors;
Controls one electrical connection between the first input node and the second input node connected to a capacitor connected to each of the other side of the first and second data line pairs. Further comprising a connection control unit,
One dummy memory cell of two dummy memory cells electrically coupled to each of the other side of the first and second data line pairs indicates one data level of the storage data of the memory cell. A non-volatile memory device, which is set to a high resistance state, and the other dummy memory cell is set to a low resistance state indicating the other data level of data stored in the memory cell.
各々において、データ読出時に記憶データに応じた通過電流が流れる複数のメモリセルと、
第1および第2のデータ線対と
前記第1および第2のデータ線対にそれぞれ対応して設けられ、データ読出時に前記第1および第2のデータ線対に流れる通過電流に基づく並列なデータ読出を実行するための第1および第2の差動増幅部とを備え、
前記データ読出時において、前記第1および第2のデータ線対の一方側の各々は、前記複数のメモリセルのうちの選択された選択メモリセルを介して第1の電圧と電気的に接続されるとともに、前記第1および第2のデータ線対の他方側の各々は、前記複数のメモリセルのうちの前記選択メモリセルとの比較に用いられる2つのダミーメモリセルとそれぞれ電気的に結合され、
前記第1および第2の差動増幅部の各々は、
各々の一方導通端子が、前記第1および第2のデータ線対のうちの対応する一方のデータ線対とそれぞれ電気的に結合され、ゲートが共に基準電圧に接続される一対の第1のトランジスタと、
前記一対の第1のトランジスタの各々の他方導通端子と第2の電圧との間に接続され、前記一対の第1のトランジスタの各々の他方導通端子と接続されたゲートを有する一対の第2のトランジスタと、
一方電極を前記一対の第1のトランジスタの各々の他方導通端子と、他方電極を第1および第2の入力ノードと接続された一対の第1のキャパシタと、
前記一対の第1のキャパシタの他方電極と接続された第1および第2の入力ノードの電位差を増幅する増幅回路と、
一方電極を前記一対の第1のトランジスタの各々の他方導通端子と接続される一対の第2のキャパシタとを含み、
前記第1の差動増幅部は、前記一対の第2のキャパシタの他方電極と前記第1および第2の差動増幅部の第1および第2の入力ノードとの間の接続を制御する第1の接続制御回路をさらに含み、
前記第2の差動増幅部は、前記一対の第2のキャパシタの他方電極と前記第1および第2の差動増幅部の第1および第2の入力ノードとの間の接続を制御する第2の接続制御回路をさらに含み、
前記第1の接続制御回路は、対応する前記一対の第2のキャパシタの他方電極を前記第1および第2の差動増幅部のうちの一方の第1の入力ノードおよび他方の第2の入力ノードとそれぞれ接続し、前記第2の接続制御回路は、対応する前記一対の第2のキャパシタの他方電極を前記第1および第2のうちの他方の第1の入力ノードおよび一方の第2の入力ノードとそれぞれ接続し、
前記第1および第2のデータ線対の他方側の各々と電気的に結合される2つのダミーメモリセルのうちの一方のダミーメモリセルは、前記メモリセルの記憶データの一方のデータレベルを指し示す高抵抗状態に設定され、他方のダミーメモリセルは、前記メモリセルの記憶データの他方のデータレベルを指し示す低抵抗状態に設定される、不揮発性記憶装置。
In each of the above, a plurality of memory cells through which a passing current corresponding to stored data flows during data reading;
Parallel data based on passing currents that are provided corresponding to the first and second data line pairs and the first and second data line pairs, respectively, and flow through the first and second data line pairs during data reading. First and second differential amplifying units for performing reading,
At the time of data reading, each of one side of the first and second data line pairs is electrically connected to a first voltage via a selected memory cell selected from the plurality of memory cells. In addition, each of the other side of the first and second data line pairs is electrically coupled to two dummy memory cells used for comparison with the selected memory cell of the plurality of memory cells, respectively. ,
Each of the first and second differential amplification units includes:
A pair of first transistors in which each one conduction terminal is electrically coupled to a corresponding one of the first and second data line pairs, and whose gates are both connected to a reference voltage When,
A pair of second transistors each having a gate connected between the other conduction terminal of each of the pair of first transistors and a second voltage, and having a gate connected to the other conduction terminal of each of the pair of first transistors. A transistor,
A pair of first capacitors having one electrode connected to the other conduction terminal of each of the pair of first transistors and the other electrode connected to the first and second input nodes;
An amplifier circuit for amplifying a potential difference between the first and second input nodes connected to the other electrode of the pair of first capacitors;
A pair of second capacitors connected with one electrode to the other conduction terminal of each of the pair of first transistors;
The first differential amplifier unit controls a connection between the other electrode of the pair of second capacitors and the first and second input nodes of the first and second differential amplifier units. 1 further includes a connection control circuit,
The second differential amplifier section controls a connection between the other electrode of the pair of second capacitors and the first and second input nodes of the first and second differential amplifier sections. Two connection control circuits,
In the first connection control circuit, the first electrode of one of the first and second differential amplifiers and the second input of the other are connected to the other electrode of the pair of second capacitors. The second connection control circuit connects the other electrode of the corresponding pair of second capacitors to the other first input node and the second one of the first and second, respectively. Connect to each input node,
One dummy memory cell of two dummy memory cells electrically coupled to each of the other side of the first and second data line pairs indicates one data level of the storage data of the memory cell. A non-volatile memory device, which is set to a high resistance state, and the other dummy memory cell is set to a low resistance state indicating the other data level of data stored in the memory cell.
前記第1の接続制御回路は、
前記一対の第2のキャパシタの他方電極の一方と前記第1および第2の差動増幅部の第1の入力ノードとの間の接続を制御する第1および第2のスイッチ素子と、
前記一対の第2のキャパシタの他方電極の他方と前記第1および第2の差動増幅部の第2の入力ノードとの間の接続を制御する第3および第4のスイッチ素子とを含み、
前記第2の接続制御回路は、
前記一対の第2のキャパシタの他方電極の一方と前記第1および第2の差動増幅部の第1の入力ノードとの間の接続を制御する第5および第6のスイッチ素子と、
前記一対の第2のキャパシタの他方電極の他方と前記第1および第2の差動増幅部の第2の入力ノードとの間の接続を制御する第7および第8のスイッチ素子とを含み、
前記第1〜第8のスイッチ素子は、ソースおよびドレインが互いに共通であるNチャネルMOSトランジスタおよびPチャネルMOSトランジスタを有し、
前記第1の差動増幅部は、対応する前記一対の第1のキャパシタの他方電極と第1および第2の入力ノードとの間の接続を制御する第1のダミー接続制御回路を含み、
前記第2の差動増幅部は、対応する前記一対の第1のキャパシタの他方電極と第1および第2の入力ノードとの間の接続を制御する第2のダミー接続制御回路を含み、
前記第1のダミー接続制御回路は、
対応する前記一対の第1のキャパシタの他方電極の一方と第1の入力ノードとの間の接続を制御する第1および第2のダミースイッチ素子と、
対応する前記一対の第1のキャパシタの他方電極の他方と第2の入力ノードとの間の接続を制御する第3および第4のダミースイッチ素子とを有し、
前記第2のダミー接続制御回路は、
対応する前記一対の第1のキャパシタの他方電極の一方と第1の入力ノードとの間の接続を制御する第5および第6のダミースイッチ素子と、
対応する前記一対の第1のキャパシタの他方電極の他方と第2の入力ノードとの間の接続を制御する第7および第8のダミースイッチ素子とを有し、
前記第1〜第8のダミースイッチ素子は、前記第1〜第8のスイッチ素子と同じようにソースおよびドレインが互いに共通であるNチャネルMOSトランジスタおよびPチャネルMOSトランジスタを有する、請求項2記載の不揮発性記憶装置。
The first connection control circuit includes:
First and second switch elements for controlling connection between one of the other electrodes of the pair of second capacitors and the first input node of the first and second differential amplifying units;
A third and a fourth switch element for controlling connection between the other electrode of the second capacitor and the second input node of the first and second differential amplifying units;
The second connection control circuit includes:
Fifth and sixth switch elements for controlling connection between one of the other electrodes of the pair of second capacitors and the first input nodes of the first and second differential amplifier units;
Seventh and eighth switch elements for controlling connection between the other electrode of the second capacitor and the second input node of the first and second differential amplifying units;
The first to eighth switch elements include an N-channel MOS transistor and a P-channel MOS transistor whose source and drain are common to each other,
The first differential amplifier includes a first dummy connection control circuit that controls connection between the other electrode of the corresponding pair of first capacitors and the first and second input nodes,
The second differential amplifying unit includes a second dummy connection control circuit that controls connection between the other electrode of the pair of first capacitors and the first and second input nodes,
The first dummy connection control circuit includes:
First and second dummy switch elements that control connection between one of the other electrodes of the corresponding first capacitor and the first input node;
And third and fourth dummy switch elements that control connection between the other electrode of the pair of first capacitors and the second input node,
The second dummy connection control circuit includes:
Fifth and sixth dummy switch elements that control connection between one of the other electrodes of the corresponding first capacitor and the first input node;
And seventh and eighth dummy switch elements for controlling connection between the other electrode of the pair of first capacitors and the second input node,
The said 1st-8th dummy switch element has an N channel MOS transistor and a P channel MOS transistor whose source and drain are mutually common like the said 1st-8th switch element. Non-volatile storage device.
JP2007154337A 2007-06-11 2007-06-11 Nonvolatile storage device Withdrawn JP2008305527A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007154337A JP2008305527A (en) 2007-06-11 2007-06-11 Nonvolatile storage device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007154337A JP2008305527A (en) 2007-06-11 2007-06-11 Nonvolatile storage device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008305527A true JP2008305527A (en) 2008-12-18

Family

ID=40234101

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007154337A Withdrawn JP2008305527A (en) 2007-06-11 2007-06-11 Nonvolatile storage device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008305527A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7233537B2 (en) Thin film magnetic memory device provided with a dummy cell for data read reference
JP4290494B2 (en) Semiconductor memory device
KR101855295B1 (en) Data read circuit, Nonvolatile memory device having the same and Method for reading data of nonvolatile memory device
US6185143B1 (en) Magnetic random access memory (MRAM) device including differential sense amplifiers
US6946882B2 (en) Current sense amplifier
JP2004164766A (en) Nonvolatile storage device
US7295465B2 (en) Thin film magnetic memory device reducing a charging time of a data line in a data read operation
JP5173706B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device and reading method thereof
JP4993118B2 (en) Semiconductor memory device and method for reading semiconductor memory device
JP4046513B2 (en) Semiconductor integrated circuit
JP2004103104A (en) Thin film magnetic material storage device
US20050128800A1 (en) Thin film magnetic memory device conducting read operation by a self-reference method
JP4052829B2 (en) Thin film magnetic memory device
US9245609B2 (en) Semiconductor storage device
JP5093234B2 (en) Magnetic random access memory
WO2019112068A1 (en) Storage circuit provided with variable resistance type element, and sense amplifier
JP2011204287A (en) Storage device
JP4731219B2 (en) Nonvolatile memory device
JP2008084533A (en) Thin magnetic film storage device
JP2022134618A (en) Storage circuit with resistance change type element
JP3808835B2 (en) Signal transmission system between semiconductor devices
JP2008305527A (en) Nonvolatile storage device
JP2008097665A (en) Sense amplifier circuit
JP2007226898A (en) Differential amplifying circuit and nonvolatile storage device
JP2007172703A (en) Differential amplifier circuit and nonvolatile storage device

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20100907