JP2009026425A - Sense amplifier - Google Patents

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Yasuhiro Kai
靖啓 甲斐
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the access time of a sense amplifier by suppressing the output of dummy data when shifting from a standby state to an active state. <P>SOLUTION: The sense amplifier including: a current detection part 40 made inactive during standby and, active during normal operation, and generating a reference voltage REF on the basis of a current output from a reference memory array 20; a current detection part 30 generating a detection voltage DTO on the basis of a current output from a memory array 10 to be read and the reference voltage REF; and a differential amplification part 50 amplifying the voltage of the difference between the reference voltage REF and the detection voltage DTO to output readout RD. A current detection part 70 is provided, which generates a voltage DTA according to the current output from the memory cell array 10 for a fixed time when shifting from standby to a normal operation and provides it to the differential amplification part 50 as the detection voltage DT. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、選択されたメモリアレイに記憶されたデータに基づく電流と参照用のメモリアレイのデータに基づく電流を比較してデータを読み出す電流検出型のセンスアンプに関するものである。   The present invention relates to a current detection type sense amplifier that reads data by comparing a current based on data stored in a selected memory array with a current based on data in a reference memory array.

図2は、従来のセンスアンプの構成図である。
このセンスアンプは、ROM(読み出し専用メモリ)等において、選択されたメモリアレイ10に記憶されたデータに基づく電流と、参照用のメモリアレイ20のデータに基づく電流を比較し、このメモリアレイ10のメモリセルに記憶されたデータを読み出す電流検出型のもので、電流検出部30,40と差増増幅部50で構成されている。
FIG. 2 is a configuration diagram of a conventional sense amplifier.
This sense amplifier compares the current based on the data stored in the selected memory array 10 with the current based on the data in the reference memory array 20 in a ROM (read only memory) or the like. This is a current detection type that reads data stored in a memory cell, and includes current detection units 30 and 40 and a differential amplification unit 50.

メモリアレイ10は、マトリクス状に配列された複数のメモリセル(トランジスタ)MCi(iは1以上の整数)を有し、これらのメモリセルMCiのドレインがドレイン線DLに接続され、ソースがビット線BLに共通接続されている。また、メモリセルMCiのゲートは、対応するワード線WLiに接続されている。各メモリセルMCiは、イオン注入等によってトランジスタの閾値電圧が制御されており、対応するワード線WLiで選択されたときに、イオン注入無しでオン(データ“1”)、イオン注入有りでオフ(データ“0”)となるようにデータが書き込まれている。   The memory array 10 has a plurality of memory cells (transistors) MCi (i is an integer of 1 or more) arranged in a matrix, the drains of these memory cells MCi are connected to the drain lines DL, and the sources are bit lines. Commonly connected to BL. The gate of the memory cell MCi is connected to the corresponding word line WLi. In each memory cell MCi, the threshold voltage of the transistor is controlled by ion implantation or the like, and when selected by the corresponding word line WLi, the memory cell MCi is turned on without the ion implantation (data “1”) and turned off with the ion implantation ( Data is written so as to be data “0”.

一方、参照用のメモリアレイ20は、マトリクス状に配列された複数のメモリセルDMCiを有し、これらのメモリセルDMCiのドレインがドレイン線DDLに接続され、ソースがビット線DBLに共通接続されている。また、メモリセルDMCiのゲートは、メモリアレイ10の対応するメモリセルMCiと同じワード線WLiに接続されている。メモリセルDMCiは、イオン注入による閾値電圧の制御が行われておらず、対応するワード線WLiで選択されたときにオンとなる。   On the other hand, the reference memory array 20 has a plurality of memory cells DMCi arranged in a matrix, the drains of these memory cells DMCi are connected to the drain line DDL, and the sources are commonly connected to the bit line DBL. Yes. The gate of the memory cell DMCi is connected to the same word line WLi as the corresponding memory cell MCi of the memory array 10. The memory cell DMCi is turned on when the threshold voltage is not controlled by ion implantation and is selected by the corresponding word line WLi.

電流検出部30は、メモリアレイ10の選択されたメモリセルMCiからビット線BLに流れ出す電流を検出して電圧に変換するもので、電源電圧VDDと接地電位GNDの間に直列に接続されたPチャネルMOSトランジスタ(以下、「PMOS」という)31と、NチャネルMOSトランジスタ(以下、「NMOS」という)32,33で構成されている。PMOS31のゲートには、チップイネーブル信号CEを反転したチップイネーブル信号CEBが与えられ、NMOS32のゲートには、参照電圧REFが与えられている。   The current detection unit 30 detects a current flowing out from the selected memory cell MCi of the memory array 10 to the bit line BL and converts it into a voltage. P is connected in series between the power supply voltage VDD and the ground potential GND. A channel MOS transistor (hereinafter referred to as “PMOS”) 31 and N-channel MOS transistors (hereinafter referred to as “NMOS”) 32 and 33 are configured. A chip enable signal CEB obtained by inverting the chip enable signal CE is applied to the gate of the PMOS 31, and a reference voltage REF is applied to the gate of the NMOS 32.

また、NMOS32,33の接続点にはビット線BLが接続され、このビット線BLの電流がNMOS33に流れ込むようになっている。更に、NMOS33のゲートは、PMOS31とNMOS32の接続点N1に接続され、ビット線BLに流れる電流に応じた検出電圧DTOが、この接続点N1から出力されるようになっている。   In addition, a bit line BL is connected to a connection point between the NMOSs 32 and 33, and a current of the bit line BL flows into the NMOS 33. Further, the gate of the NMOS 33 is connected to a connection point N1 between the PMOS 31 and the NMOS 32, and a detection voltage DTO corresponding to the current flowing through the bit line BL is output from the connection point N1.

電流検出部40は、メモリアレイ20の選択されたメモリセルDMCiからビット線DBLに流れ出す電流に基づいて参照電圧REFを生成するもので、電源電圧VDDと接地電位GNDの間に直列に接続されたPMOS41aと、NMOS42a,43aを有している。更に、これらのPMOS41a及びNMOS42a,43aと並列に、それぞれPMOS41b及びNMOS42b,43bが接続されている。   The current detection unit 40 generates the reference voltage REF based on the current that flows from the selected memory cell DMCi of the memory array 20 to the bit line DBL, and is connected in series between the power supply voltage VDD and the ground potential GND. It has a PMOS 41a and NMOSs 42a and 43a. Further, a PMOS 41b and NMOSs 42b and 43b are connected in parallel with the PMOS 41a and NMOSs 42a and 43a, respectively.

PMOS41a,41bのゲートにはチップイネーブル信号CEBが与えられ、NMOS42a,43aの接続点及びNMOS42b,43bの接続点にはビット線DBLが接続され、このビット線DBLの電流がNMOS43a,43bに流れ込むようになっている。また、NMOS42a,43a,42b,43bのゲートは、PMOS41aとNMOS42a、及びPMOS41bとNMOS42bの共通の接続点N2に接続され、この接続点N2から参照電圧REFが出力されるようになっている。   A chip enable signal CEB is applied to the gates of the PMOSs 41a and 41b, and a bit line DBL is connected to a connection point between the NMOSs 42a and 43a and a connection point between the NMOSs 42b and 43b. It has become. The gates of the NMOSs 42a, 43a, 42b, and 43b are connected to a common connection point N2 between the PMOS 41a and the NMOS 42a and between the PMOS 41b and the NMOS 42b, and the reference voltage REF is output from the connection point N2.

なお、電流検出部30,40の対応するトランジスタは、同一ディメンジョン(ゲート幅、及びゲート長)に設定されている。即ち、PMOS31,41a,41bは同一ディメンジョンであり、NMOS32,42a,42bは同一ディメンジョンであり、NMOS33,43a,43bは同一ディメンジョンである。   The corresponding transistors of the current detectors 30 and 40 are set to the same dimension (gate width and gate length). That is, the PMOSs 31, 41a, and 41b have the same dimensions, the NMOSs 32, 42a, and 42b have the same dimensions, and the NMOSs 33, 43a, and 43b have the same dimensions.

差動増幅部50は、電流検出部30の接続点N1から出力される検出電圧DTOと、電流検出部40の接続点N2から出力される参照電圧REFを差動増幅して、読み出しデータRDを出力するもので、検出電圧DTOと参照電圧REFがそれぞれゲートに与えられるNMOS51,52を有している。NMOS51,52のドレインは、それぞれPMOS53,54を介して電源電圧VDDに接続されている。また、NMOS51,52のソースは共通接続され、チップイネーブル信号CEで制御されるNMOS55を介して接地電位GNDに接続されている。   The differential amplifying unit 50 differentially amplifies the detection voltage DTO output from the connection point N1 of the current detection unit 30 and the reference voltage REF output from the connection point N2 of the current detection unit 40 to obtain read data RD. The output device includes NMOSs 51 and 52 to which a detection voltage DTO and a reference voltage REF are applied to gates, respectively. The drains of the NMOSs 51 and 52 are connected to the power supply voltage VDD via the PMOSs 53 and 54, respectively. The sources of the NMOSs 51 and 52 are connected in common and connected to the ground potential GND via the NMOS 55 controlled by the chip enable signal CE.

PMOS53,54のゲートは、NMOS52のドレインに接続され、NMOS51のドレインの信号が、インバータ56を介して読み出しデータRDとして出力されるようになっている。   The gates of the PMOSs 53 and 54 are connected to the drain of the NMOS 52, and the signal of the drain of the NMOS 51 is output as read data RD via the inverter 56.

図3(a),(b)は、図2の動作を示す信号波形図であり、同図(a)はチップイネーブル信号CEが“H”で、センスアンプがアクティブ(通常動作)状態となっているときにアドレス信号によってアクセスされた時(アドレスアクセス時)の信号波形を示し、同図(b)はチップイネーブル信号CEが“L”から“H”に変化して、このセンスアンプがスタンバイ(待機動作)状態からアクティブ状態に移行する時(チップイネーブルアクセス時)の信号波形を示している。   3A and 3B are signal waveform diagrams showing the operation of FIG. 2. FIG. 3A shows that the chip enable signal CE is “H” and the sense amplifier is in an active (normal operation) state. FIG. 5B shows the signal waveform when the address signal is accessed (at the time of address access) when the chip enable signal CE changes from “L” to “H”. The signal waveforms when transitioning from the (standby operation) state to the active state (during chip enable access) are shown.

アクティブ状態において、図3(a)に示すように、ワード線WLiが選択されてレベル“H”(電源電圧VDD)になると、メモリアレイ20のメモリセルDMCiは常にオンであるので、このメモリセルアレイ20のビット線DBLから電流検出部40に電流Imが流れ込む。一方、メモリアレイ10では、選択されたメモリセルMCiのデータが“1”であれば、ビット線BLを介して電流検出部30に電流Imが流れる。メモリセルMCiのデータが“0”であれば、電流は流れない。   In the active state, as shown in FIG. 3A, when the word line WLi is selected and becomes level “H” (power supply voltage VDD), the memory cell DMCi of the memory array 20 is always on. The current Im flows into the current detection unit 40 from the 20 bit lines DBL. On the other hand, in the memory array 10, if the data of the selected memory cell MCi is “1”, the current Im flows through the current detection unit 30 via the bit line BL. If the data in the memory cell MCi is “0”, no current flows.

電流検出部30,40の対応するトランジスタは、同一ディメンジョンに設定されているので、NMOS32,42a,42bには、電源電位VDDから同じ大きさの電流Iが流れる。また、電流検出部40のNMOS43a,43bには、この電流Iに加えて、ビット線DBLからの電流Imが半分に分割して流れ込む。一方、電流検出部30のNMOS33に流れる電流は、メモリセルMCiのデータが“1”の時はI+Im、データが“0”の時はIとなる。   Since the corresponding transistors of the current detection units 30 and 40 are set to the same dimension, the current I having the same magnitude flows from the power supply potential VDD to the NMOSs 32, 42a, and 42b. In addition to the current I, the current Im from the bit line DBL flows in half into the NMOS 43a and 43b of the current detection unit 40. On the other hand, the current flowing through the NMOS 33 of the current detection unit 30 is I + Im when the data of the memory cell MCi is “1”, and is I when the data is “0”.

ここで、NMOS32,42a,42bの動作抵抗をRA、NMOS33,43a,43bの動作抵抗をRBとすれば、参照電圧REF、データが“1”の時の検出電圧DTO1、及びデータが“0”の時の検出電圧DTO0は、それぞれ次のようになる。
REF=I・RA+(I+Im/2)・RB
DTO1=I・RA+(I+Im)・RB=REF+Im・RB/2
DTO0=I・RA+I・RB=REF−Im・RB/2
Here, if the operating resistance of the NMOSs 32, 42a, and 42b is RA and the operating resistance of the NMOSs 33, 43a, and 43b is RB, the reference voltage REF, the detection voltage DTO1 when the data is “1”, and the data are “0”. The detection voltage DTO0 at the time is as follows.
REF = I · RA + (I + Im / 2) · RB
DTO1 = I.RA + (I + Im) .RB = REF + Im.RB / 2
DTO0 = I.RA + I.RB = REF-Im.RB / 2

従って、参照電圧REFは、2つの検出電圧DTO1,DTO0の中間レベルとなる。これにより、差動増幅部50で参照電圧REFと検出電圧DTOを比較することにより、読み出されたメモリアレイ10中のメモリセルMCiの記憶内容を、読み出しデータRDとして出力することができる。   Therefore, the reference voltage REF is an intermediate level between the two detection voltages DTO1 and DTO0. Thereby, by comparing the reference voltage REF and the detection voltage DTO in the differential amplifier 50, the stored contents of the memory cell MCi in the read memory array 10 can be output as the read data RD.

一方、メモリを読み出す必要がない場合には、チップイネーブル信号CEを“L”にすることにより、電流検出部30,40のPMOS31,41a,41bと、差動増幅部50のNMOS55をオフ状態にしてスタンバイ状態に移行し、センスアンプの消費電流の低減を図ることができる。   On the other hand, when it is not necessary to read the memory, the chip enable signal CE is set to “L” to turn off the PMOSs 31, 41a, 41b of the current detection units 30, 40 and the NMOS 55 of the differential amplification unit 50. Thus, the power consumption of the sense amplifier can be reduced.

なお、下記特許文献1〜3には電流検出型のセンスアンプが記載されており、この内、特許文献2には、スタンバイ信号を遅延させて出力回路からの出力を制御することにより、スタンバイから通常への変化速度を速めると共に、歪み波形発生を低減することを目的とした差動増幅装置が記載されている。   The following Patent Documents 1 to 3 describe current detection type sense amplifiers. Among these, Patent Document 2 describes that a standby signal is delayed to control the output from the output circuit, so A differential amplifying device is described that aims to increase the rate of change to normal and reduce the generation of distortion waveforms.

特開平8−77779号公報JP-A-8-77779 特開平11−41039号公報JP 11-41039 A 特開2004−206860号公報JP 2004-206860 A

しかしながら、前記センスアンプでは、図3(b)に示すように、スタンバイ状態からアクティブ状態に移る時に検出電圧DTOが変動し、誤ったデータを出力するという課題があった。   However, the sense amplifier has a problem that, as shown in FIG. 3B, the detection voltage DTO fluctuates when shifting from the standby state to the active state, and erroneous data is output.

即ち、チップイネーブル信号CEBが“H”から“L”に変化して、スタンバイ状態からアクティブ状態に移行する時点では、電流検出部30のNMOS32のゲートに印加されている参照電圧REFは“L”(接地電位GND)であるので、このNMOS32はオフ状態である。ところが、PMOS31のゲートには“L”のチップイネーブル信号CEBが印加されるので、このPMOS31はオン状態となる。この結果、接続点N1のレベルは急激に上昇する。   That is, when the chip enable signal CEB changes from “H” to “L” and shifts from the standby state to the active state, the reference voltage REF applied to the gate of the NMOS 32 of the current detection unit 30 is “L”. Since this is (ground potential GND), the NMOS 32 is in an off state. However, since the “L” chip enable signal CEB is applied to the gate of the PMOS 31, the PMOS 31 is turned on. As a result, the level of the connection point N1 rises rapidly.

接続点N1はNMOS33のゲートに接続されており、NMOS32のゲートの参照電圧REFが上昇した時に、このNMOS33をオン状態にして接続点N1のレベルを下げるような帰還回路が構成されている。   The node N1 is connected to the gate of the NMOS 33, and when the reference voltage REF of the gate of the NMOS 32 rises, a feedback circuit is configured to turn on the NMOS 33 and lower the level of the node N1.

このため、接続点N1のレベルの急激な上昇によってNMOS33がオン状態となり、この接続点N1のレベルを急激に引き下げるように動作する。接続点N1のレベルが参照電圧REF以下に低下すると、今度はNMOS33がオフ状態となり、接続点N1のレベルは再び上昇する。このようなレベルの上昇、下降を繰り返し、接続点N1のレベルは所定の検出電圧DTOレベルに落ち着くことになる。   For this reason, the NMOS 33 is turned on by the rapid increase in the level of the connection point N1, and operates so as to rapidly decrease the level of the connection point N1. When the level of the connection point N1 falls below the reference voltage REF, the NMOS 33 is turned off and the level of the connection point N1 increases again. Such a level increase and decrease is repeated, and the level of the connection point N1 settles to a predetermined detection voltage DTO level.

この接続点N1のレベル変動の期間は、メモリセルMCiの正しい読み出しデータRDを出力することができず、擬似データ出力期間としてアクセス時間を遅延させる原因となっていた。   During the level fluctuation period of the connection point N1, the correct read data RD of the memory cell MCi cannot be output, which causes the access time to be delayed as a pseudo data output period.

本発明は、スタンバイ状態からアクティブ状態に移行する時点での擬似データの出力を抑えることにより、アクセス時間を短縮することができるセンスアンプを提供することを目的としている。   An object of the present invention is to provide a sense amplifier that can shorten the access time by suppressing the output of pseudo data at the time of transition from the standby state to the active state.

本発明は、待機時には動作を停止し、通常時には参照用の第1のメモリセルから出力される電流に基づいて参照電圧を生成する第1の電流検出部と、待機時には動作を停止し、通常時には読み出し対象の第2のメモリセルから出力される電流と前記参照電圧に基づいて検出電圧を生成する第2の電流検出部と、通常時に一方の入力である前記参照電圧と他方の入力である前記検出電圧の差の電圧を増幅して読み出しデータを出力する差動増幅部とを有するセンスアンプにおいて、待機状態から通常状態に移行したときに、前記第2のメモリセルから出力される電流に応じた電圧を生成し、該電圧を一時的に前記差動増幅部の前記他方の入力として与える電流検出手段を設けたことを特徴としている。   The present invention includes a first current detection unit that generates a reference voltage based on a current output from a first memory cell for reference during a standby time, and stops during a standby time. Sometimes a second current detection unit that generates a detection voltage based on the current output from the second memory cell to be read and the reference voltage, and the reference voltage that is one input during the normal time and the other input In a sense amplifier having a differential amplifier for amplifying a voltage of the difference between the detection voltages and outputting read data, a current output from the second memory cell when a transition is made from a standby state to a normal state. According to another aspect of the present invention, there is provided a current detection unit that generates a corresponding voltage and temporarily supplies the voltage as the other input of the differential amplifier.

本発明では、待機状態から通常状態に移行したときに、読み出し対象の第2のメモリセルから出力される電流に応じた電圧を生成し、この生成した電圧を、検出電圧に代えてセンスアンプに与える電流検出手段を設けている。これにより、待機状態から通常状態への移行直後で、第1の電流検出部から出力される参照電圧が低いときに、第2の電流検出部から出力される検出電圧の変動が差動増幅部に印加されることがなくなり、擬似データ出力期間がなくなってアクセス時間を短縮することができるという効果がある。   In the present invention, when a transition is made from the standby state to the normal state, a voltage corresponding to the current output from the second memory cell to be read is generated, and this generated voltage is used as a sense amplifier instead of the detection voltage. A current detecting means is provided. Thus, immediately after the transition from the standby state to the normal state, when the reference voltage output from the first current detection unit is low, the variation in the detection voltage output from the second current detection unit is the differential amplification unit. The pseudo data output period is eliminated and the access time can be shortened.

この発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、次の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、より完全に明らかになるであろう。但し、図面は、もっぱら解説のためのものであって、この発明の範囲を限定するものではない。   The above and other objects and novel features of the present invention will become more fully apparent when the following description of the preferred embodiment is read in conjunction with the accompanying drawings. However, the drawings are for explanation only, and do not limit the scope of the present invention.

図1は、本発明の実施例1を示すセンスアンプの構成図であり、図2中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。   FIG. 1 is a configuration diagram of a sense amplifier showing Embodiment 1 of the present invention. Elements common to those in FIG. 2 are denoted by common reference numerals.

このセンスアンプは、選択されたメモリアレイ10に記憶されたデータに基づく電流と参照用のメモリアレイ20のデータに基づく電流を比較し、このメモリアレイ10のメモリセルに記憶されたデータを読み出す電流検出型のもので、図2と同様の電流検出部30,40及び差増増幅部50に加えて、スイッチ部60、追加の電流検出部70及び制御部としての遅延制御部80を設けた構成となっている。   This sense amplifier compares the current based on the data stored in the selected memory array 10 with the current based on the data in the reference memory array 20, and reads out the data stored in the memory cells of the memory array 10. In the detection type, in addition to the current detection units 30 and 40 and the differential amplification unit 50 similar to those in FIG. 2, a switch unit 60, an additional current detection unit 70, and a delay control unit 80 as a control unit are provided. It has become.

メモリアレイ10は、マトリクス状に配列された複数のメモリセル(データ記憶用のトランジスタ)MCiを有し、これらのメモリセルMCiのドレインがドレイン線DLに接続され、ソースがビット線BLに共通接続されている。また、メモリセルMCiのゲートは、対応するワード線WLiに接続されている。各メモリセルMCiは、イオン注入等によってトランジスタの閾値電圧が制御されており、対応するワード線WLiで選択されたときに、イオン注入無しでオン(例えば、データ“1”)、イオン注入有りでオフ(例えば、データ“0”)となるようにデータが書き込まれている。   The memory array 10 has a plurality of memory cells (data storage transistors) MCi arranged in a matrix, the drains of these memory cells MCi are connected to the drain line DL, and the sources are commonly connected to the bit line BL. Has been. The gate of the memory cell MCi is connected to the corresponding word line WLi. In each memory cell MCi, the threshold voltage of the transistor is controlled by ion implantation or the like. When selected by the corresponding word line WLi, the memory cell MCi is turned on without ion implantation (for example, data “1”) and has ion implantation. Data is written so as to be off (for example, data “0”).

一方、参照用のメモリアレイ20は、マトリクス状に配列された複数のメモリセルDMCiを有し、これらのメモリセルDMCiのドレインがドレイン線DDLに接続され、ソースがビット線DBLに共通接続されている。また、メモリセルDMCiのゲートは、メモリアレイ10の対応するメモリセルMCiと同じワード線WLiに接続されている。このメモリセルDMCiは、イオン注入による閾値電圧の制御が行われておらず、対応するワード線WLiで選択されたときにオンとなる。   On the other hand, the reference memory array 20 has a plurality of memory cells DMCi arranged in a matrix, the drains of these memory cells DMCi are connected to the drain line DDL, and the sources are commonly connected to the bit line DBL. Yes. The gate of the memory cell DMCi is connected to the same word line WLi as the corresponding memory cell MCi of the memory array 10. The memory cell DMCi is turned on when the threshold voltage is not controlled by ion implantation and is selected by the corresponding word line WLi.

電流検出部30は、メモリアレイ10の選択されたメモリセルMCiからビット線BLに流れ出す電流を検出して電圧に変換するもので、電源電圧VDDと接地電位GNDの間に直列に接続されたPMOS31と、NMOS32,33で構成されている。PMOS31のゲートには、チップイネーブル信号CEBが与えられ、NMOS32のゲートには電流検出部40からの参照電圧REFが与えられ、それぞれ導通状態が制御されるようになっている。   The current detection unit 30 detects a current flowing from the selected memory cell MCi of the memory array 10 to the bit line BL and converts it into a voltage. The PMOS 31 is connected in series between the power supply voltage VDD and the ground potential GND. And NMOSs 32 and 33. A chip enable signal CEB is supplied to the gate of the PMOS 31, and a reference voltage REF from the current detection unit 40 is supplied to the gate of the NMOS 32 so that the conduction state is controlled.

また、NMOS32,33の接続点にはビット線BLが接続され、このビット線BLの電流がNMOS33に流れ込むようになっている。更に、NMOS33のゲートは、PMOS31とNMOS32の接続点N1に接続され、この接続点N1のレベルによって導通状態が制御されている。そして、ビット線BLに流れる電流に応じた検出電圧DTOが、接続点N1から出力されるようになっている。   In addition, a bit line BL is connected to a connection point between the NMOSs 32 and 33, and a current of the bit line BL flows into the NMOS 33. Further, the gate of the NMOS 33 is connected to a connection point N1 between the PMOS 31 and the NMOS 32, and the conduction state is controlled by the level of the connection point N1. A detection voltage DTO corresponding to the current flowing through the bit line BL is output from the connection point N1.

電流検出部40は、メモリアレイ20の選択されたメモリセルDMCiからビット線DBLに流れ出す電流に基づいて参照電圧REFを生成するもので、電源電圧VDDと接地電位GNDの間に直列に接続されたPMOS41aとNMOS42a,43aを有している。更に、これらのPMOS41a及びNMOS42a,43aと並列に、PMOS41b及びNMOS42b,43bが接続されている。   The current detection unit 40 generates the reference voltage REF based on the current that flows from the selected memory cell DMCi of the memory array 20 to the bit line DBL, and is connected in series between the power supply voltage VDD and the ground potential GND. A PMOS 41a and NMOSs 42a and 43a are provided. Further, the PMOS 41b and the NMOSs 42b and 43b are connected in parallel with the PMOS 41a and the NMOSs 42a and 43a.

PMOS41a,41bのゲートにはチップイネーブル信号CEBが与えられ、NMOS42a,43aの接続点及びNMOS42b,43bの接続点にはビット線DBLが接続され、このビット線DBLの電流がNMOS43a,43bに流れ込むようになっている。また、NMOS42a,43a,42b,43bのゲートは、PMOS41aとNMOS42a、及びPMOS41bとNMOS42bの共通の接続点N2に接続され、この接続点N2のレベルによって導通状態が制御されるようになっている。接続点N2のレベルは、参照電圧REFとして電流検出部30と差動増幅部50に与えられている。ここで、電流検出部30,40の対応するトランジスタは、同一ディメンジョンに設定されている。即ち、PMOS31,41a,41bは同一ディメンジョンであり、NMOS32,42a,42bは同一ディメンジョンであり、NMOS33,43a,43bは同一ディメンジョンである。   A chip enable signal CEB is applied to the gates of the PMOSs 41a and 41b, and a bit line DBL is connected to a connection point between the NMOSs 42a and 43a and a connection point between the NMOSs 42b and 43b. It has become. The gates of the NMOSs 42a, 43a, 42b, and 43b are connected to a common connection point N2 between the PMOS 41a and the NMOS 42a and between the PMOS 41b and the NMOS 42b, and the conduction state is controlled by the level of the connection point N2. The level of the connection point N2 is given to the current detection unit 30 and the differential amplification unit 50 as the reference voltage REF. Here, the corresponding transistors of the current detection units 30 and 40 are set to the same dimension. That is, the PMOSs 31, 41a, and 41b have the same dimensions, the NMOSs 32, 42a, and 42b have the same dimensions, and the NMOSs 33, 43a, and 43b have the same dimensions.

差動増幅部50は、スイッチ部60を介して与えられる検出電圧DTと電流検出部40から与えられる参照電圧REFを差動増幅して読み出しデータRDを出力するもので、検出電圧DTと参照電圧REFがそれぞれゲートに与えられるNMOS51,52を有している。NMOS51,52のドレインは、それぞれPMOS53,54を介して電源電圧VDDに接続されている。NMOS51,52のソースは共通接続され、チップイネーブル信号CEで制御されるNMOS55を介して接地電位GNDに接続されている。PMOS53,54のゲートは、NMOS52のドレインに接続され、NMOS51のドレインの信号が、インバータ56を介して読み出しデータRDとして出力されるようになっている。   The differential amplifying unit 50 differentially amplifies the detection voltage DT supplied via the switch unit 60 and the reference voltage REF supplied from the current detection unit 40 and outputs read data RD. The detection voltage DT and the reference voltage REF has NMOSs 51 and 52 which are respectively supplied to the gates. The drains of the NMOSs 51 and 52 are connected to the power supply voltage VDD via the PMOSs 53 and 54, respectively. The sources of the NMOSs 51 and 52 are connected in common and connected to the ground potential GND through the NMOS 55 controlled by the chip enable signal CE. The gates of the PMOSs 53 and 54 are connected to the drain of the NMOS 52, and the signal of the drain of the NMOS 51 is output as read data RD via the inverter 56.

スイッチ部60は、電流検出部30から出力される検出電圧DTOと、電流検出部70から出力される検出電圧DTAを切り換えて検出電圧DTとして差動増幅部50に与えるものである。このスイッチ部60は、電流検出部30の接続点N1と差動増幅部50のNMOS51のゲートの間の接続を制御信号CEDによって制御するスイッチ用のNMOS61と、電流検出部70の接続点N3と差動増幅部50のNMOS51のゲートの間の接続を制御信号CEDBによって制御するスイッチ用のNMOS62で構成されている。   The switch unit 60 switches the detection voltage DTO output from the current detection unit 30 and the detection voltage DTA output from the current detection unit 70, and supplies the detection voltage DT to the differential amplification unit 50. The switch unit 60 includes a switching NMOS 61 for controlling the connection between the connection point N1 of the current detection unit 30 and the gate of the NMOS 51 of the differential amplification unit 50 by a control signal CED, and a connection point N3 of the current detection unit 70. The switching amplifying NMOS 62 controls the connection between the gates of the NMOS 51 of the differential amplifying unit 50 by a control signal CEDB.

電流検出部70は、スタンバイ状態からアクティブ状態に移行する時点に、一定時間だけメモリアレイ10のビット線BLに接続され、電流検出部40と同様の回路構成によって、このビット線BLに流れ出す電流に応じた検出電圧DTAを生成するものである。この電流検出部70は、電源電圧VDDと接地電位GNDの間に直列に接続されたPMOS71aと、NMOS72a,73aを有している。更に、これらのPMOS71a及びNMOS72a,73aに並列に、PMOS71b及びNMOS72b,73bが接続されている。   The current detection unit 70 is connected to the bit line BL of the memory array 10 for a certain period of time at the time of transition from the standby state to the active state, and the current flowing out to the bit line BL with the same circuit configuration as the current detection unit 40. A corresponding detection voltage DTA is generated. The current detector 70 includes a PMOS 71a and NMOSs 72a and 73a connected in series between the power supply voltage VDD and the ground potential GND. Further, a PMOS 71b and NMOSs 72b and 73b are connected in parallel to the PMOS 71a and NMOSs 72a and 73a.

PMOS71a,71bのゲートにはチップイネーブル信号CEBが与えられ、NMOS72a,73aの接続点及びNMOS72b,73bの接続点には、制御信号CEDBでオン・オフ制御されるスイッチ用のNMOS74を介してビット線BLが接続され、このビット線BLの電流がNMOS73a,73bに流れ込むようになっている。また、NMOS72a,73a,72b,73bのゲートは、PMOS71aとNMOS72a、及びPMOS71bとNMOS72bの共通の接続点N3に接続され、この接続点N3のレベルによって導通状態が制御されるようになっている。接続点N3のレベルは、検出電圧DTAとしてスイッチ部60に与えられている。ここで、電流検出部70のPMOS71a,71b、NMOS72a,72b,73a,73bは、電流検出部40の対応するPMOS41a,41b、NMOS42a,42b,43a,43bと同一ディメンジョンに設定されている。   A chip enable signal CEB is applied to the gates of the PMOSs 71a and 71b, and the connection points of the NMOSs 72a and 73a and the connection points of the NMOSs 72b and 73b are connected to the bit lines via the switching NMOSs 74 that are on / off controlled by the control signal CEDB. BL is connected, and the current of the bit line BL flows into the NMOS 73a and 73b. The gates of the NMOSs 72a, 73a, 72b, and 73b are connected to a common connection point N3 of the PMOS 71a and the NMOS 72a and between the PMOS 71b and the NMOS 72b, and the conduction state is controlled by the level of the connection point N3. The level of the connection point N3 is given to the switch unit 60 as the detection voltage DTA. Here, the PMOSs 71a and 71b and the NMOSs 72a, 72b, 73a and 73b of the current detection unit 70 are set to the same dimensions as the corresponding PMOSs 41a and 41b and NMOSs 42a, 42b, 43a and 43b of the current detection unit 40.

遅延制御部80は、チップイネーブル信号CEに基づいてスイッチ部60と電流検出部70に対する制御信号CED,CEDBを生成するもので、このチップイネーブル信号CEを遅延させる遅延素子(DLY)81と、チップイネーブル信号CEと遅延素子81で遅延されたチップイネーブル信号CEの論理積を反転して出力する否定的論理積ゲート(以下、「NAND」という)82を有している。NAND82の出力信号は、インバータ83で反転されて制御信号CEDとして出力されると共に、遅延素子84で遅延されて制御信号CEDBとして出力されるようになっている。   The delay control unit 80 generates control signals CED and CEDB for the switch unit 60 and the current detection unit 70 based on the chip enable signal CE. The delay control unit 80 delays the chip enable signal CE, and a chip. A negative logical product gate (hereinafter referred to as “NAND”) 82 that inverts and outputs the logical product of the enable signal CE and the chip enable signal CE delayed by the delay element 81 is provided. The output signal of the NAND 82 is inverted by the inverter 83 and output as the control signal CED, and is delayed by the delay element 84 and output as the control signal CEDB.

図4は、図1の動作を示す信号波形図である。以下、この図4を参照しつつ、図1のセンスアンプがスタンバイ状態からアクティブ状態に移行する時の動作を説明する。   FIG. 4 is a signal waveform diagram showing the operation of FIG. Hereinafter, the operation when the sense amplifier of FIG. 1 shifts from the standby state to the active state will be described with reference to FIG.

スタンバイ状態では、チップイネーブル信号CE,CEBがそれぞれ“L”,“H”となっており、電流検出部30,40,70及び差動増幅部50に電流は流れず、その動作は停止している。この時、遅延制御部80から出力される制御信号CED,CEDBは、それぞれ“L”,“H”である。従って、スイッチ部60のNMOS61はオフ、スイッチ部60のNMOS62と電流検出部70のNMOS74はオンである。   In the standby state, the chip enable signals CE and CEB are “L” and “H”, respectively, and no current flows through the current detection units 30, 40, and 70 and the differential amplification unit 50, and the operation is stopped. Yes. At this time, the control signals CED and CEDB output from the delay control unit 80 are “L” and “H”, respectively. Accordingly, the NMOS 61 of the switch unit 60 is off, and the NMOS 62 of the switch unit 60 and the NMOS 74 of the current detection unit 70 are on.

チップイネーブル信号CEが“L”から“H”に変化してアクティブ状態になると、チップイネーブル信号CEBは“H”から“L”に変化し、電流検出部30,40,70及び差動増幅部50の動作が開始される。この時点では、遅延素子81の遅延時間τ1により、制御信号CED,CEDBは、それぞれ“L”,“H”である。従って、NMOS61はオフ、NMOS62,74はオンである。   When the chip enable signal CE changes from “L” to “H” to become an active state, the chip enable signal CEB changes from “H” to “L”, and the current detection units 30, 40, and 70 and the differential amplification unit 50 operations are started. At this time, the control signals CED and CEDB are “L” and “H”, respectively, due to the delay time τ 1 of the delay element 81. Therefore, the NMOS 61 is off and the NMOSs 62 and 74 are on.

これにより、電流検出部30の接続点N1のレベルは、従来の回路と同様に上昇、下降を繰り返し、所定の検出電圧DTOレベルに落ち着く。また、電流検出部40の接続点N2のレベルは、徐々に上昇して参照電圧REFに達する。更に、電流検出部70では、電流検出部40と同様の動作が行われ、接続点N3のレベルは徐々に上昇してメモリセルMCiのデータに応じた検出電圧DTAに落ち着く。   Thereby, the level of the connection point N1 of the current detection unit 30 repeatedly rises and falls similarly to the conventional circuit, and settles to a predetermined detection voltage DTO level. Further, the level of the connection point N2 of the current detection unit 40 gradually increases and reaches the reference voltage REF. Further, in the current detection unit 70, the same operation as that of the current detection unit 40 is performed, and the level of the connection point N3 gradually increases and settles at the detection voltage DTA corresponding to the data of the memory cell MCi.

この時、NMOS61はオフとなっているので、電流検出部40の接続点N1の変動する検出電圧DTOは差動増幅部50には与えられず、電流検出部70の接続点N3の安定した検出電圧DTAが差動増幅部50に与えられる。   At this time, since the NMOS 61 is off, the detection voltage DTO that fluctuates at the connection point N1 of the current detection unit 40 is not supplied to the differential amplification unit 50, and the connection point N3 of the current detection unit 70 is stably detected. The voltage DTA is supplied to the differential amplifier unit 50.

次に、遅延素子81の遅延時間τ1が経過すると、制御信号CEDは“L”から“H”に変化する。この時点では、遅延素子84により、制御信号CEDBは“H”である。これにより、NMOS61,62,74はすべてオンとなり、電流供給部30の検出電圧DTOと電流検出部70の検出電圧VTAが差動増幅部50に与えられる。   Next, when the delay time τ1 of the delay element 81 elapses, the control signal CED changes from “L” to “H”. At this time, the control signal CEDB is “H” by the delay element 84. As a result, the NMOSs 61, 62, and 74 are all turned on, and the detection voltage DTO of the current supply unit 30 and the detection voltage VTA of the current detection unit 70 are supplied to the differential amplification unit 50.

更に、遅延素子84の遅延時間τ2が経過すると、制御信号CEDBは“H”から“L”に変化する。これにより、NMOS62,74がオフになり、電流検出部70は、メモリアレイ10及び差動増幅部50から切り離される。その後は、従来のセンスアンプと同様に、メモリアレイ10で読み出されたメモリセルMCiのデータに基づいて電流検出部30によって検出電圧DTOが生成され、差動増幅部50によって検出電圧DTOと参照電圧REFの比較が行われて読み出しデータRDが出力される。   Further, when the delay time τ2 of the delay element 84 elapses, the control signal CEDB changes from “H” to “L”. As a result, the NMOSs 62 and 74 are turned off, and the current detection unit 70 is disconnected from the memory array 10 and the differential amplification unit 50. Thereafter, similarly to the conventional sense amplifier, the detection voltage DTO is generated by the current detection unit 30 based on the data of the memory cell MCi read by the memory array 10, and the detection voltage DTO is referred to by the differential amplification unit 50. The voltage REF is compared and the read data RD is output.

以上のように、この実施例1のセンスアンプは、参照電圧RFEを生成する電流検出部40と同様の構成でメモリアレイ10のビット線BLに流れる電流に応じて検出電圧DTAを生成する電流検出部70を追加し、スタンバイ状態からアクティブ状態に移行した直後の一定時間(τ1)、この電流検出部70で生成された検出電圧DTAを差動増幅部50に与えるようにしている。更に、その後の一定時間(τ2)、電流検出部70の検出電圧DTと電流検出部30の検出電圧DTOを差動増幅部50に与え、その後、電流検出部70を切り離すようにしている。これにより、スタンバイ状態からアクティブ状態に移行した直後に、電流検出部30の変動する検出電圧DTOが差動増幅器50に与えられることがなくなり、擬似データの出力を抑えてアクセス時間を短縮することができるという利点がある。   As described above, the sense amplifier according to the first embodiment has a configuration similar to that of the current detection unit 40 that generates the reference voltage RFE, and current detection that generates the detection voltage DTA according to the current flowing through the bit line BL of the memory array 10. A unit 70 is added, and the detection voltage DTA generated by the current detection unit 70 is supplied to the differential amplification unit 50 for a certain time (τ1) immediately after the transition from the standby state to the active state. Further, the detection voltage DT of the current detection unit 70 and the detection voltage DTO of the current detection unit 30 are given to the differential amplification unit 50 for a certain time (τ2) thereafter, and then the current detection unit 70 is disconnected. As a result, immediately after the transition from the standby state to the active state, the detection voltage DTO that fluctuates in the current detection unit 30 is not applied to the differential amplifier 50, and the access time can be shortened by suppressing the output of pseudo data. There is an advantage that you can.

図5は、本発明の実施例2を示すセンスアンプの構成図であり、図1中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。   FIG. 5 is a configuration diagram of a sense amplifier showing Embodiment 2 of the present invention. Elements common to those in FIG. 1 are denoted by common reference numerals.

このセンスアンプは、図1中のスイッチ部60、電流検出部70及び遅延制御部80に代えて、簡素化したスイッチ部60A(NMOS62)、電流検出部70A及び遅延制御部80Aを設けた構成となっている。   This sense amplifier has a configuration in which a simplified switch unit 60A (NMOS 62), a current detection unit 70A, and a delay control unit 80A are provided instead of the switch unit 60, the current detection unit 70, and the delay control unit 80 in FIG. It has become.

スイッチ部60Aは、図1中のスイッチ部60のNMOS61を除去して、電流検出部30の接続点N1を差動増幅部50に直接接続したものである。これにより、接続点N1は、NMOS62を介して電流検出部70Aの接続点N3に接続されることになる。   The switch unit 60A is obtained by removing the NMOS 61 of the switch unit 60 in FIG. 1 and directly connecting the connection point N1 of the current detection unit 30 to the differential amplification unit 50. As a result, the connection point N1 is connected to the connection point N3 of the current detection unit 70A via the NMOS 62.

電流検出部70Aは、電源電圧VDDと接地電位GNDの間に直列に接続されたPMOS71と、NMOS72,73で構成されている。PMOS71のゲートには、チップイネーブル信号CEBが与えられている。また、NMOS72,73のゲートはPMOS71とNMOS72の接続点N3に接続され、この接続点N3のレベルによって導通状態が制御されるようになっている。NMOS72,73の接続点には、スイッチ用のNMOS74を介してビット線BLが接続されている。また、接続点N3は、スイッチ用のNMOS75を介して参照電圧REFが与えられると共に、スイッチ部60AのNMOS62を介して、電流検出部30の接続点N1と差動増幅部50のNMOS51のゲートに接続されている。なお、電流検出部70AのPMOS71とNMOS72,73は、電流検出部40の対応するPMOS41a、NMOS42a,43aと同一ディメンジョンに設定されている。   The current detector 70A includes a PMOS 71 and NMOSs 72 and 73 connected in series between the power supply voltage VDD and the ground potential GND. A chip enable signal CEB is given to the gate of the PMOS 71. The gates of the NMOSs 72 and 73 are connected to the connection point N3 between the PMOS 71 and the NMOS 72, and the conduction state is controlled by the level of the connection point N3. A bit line BL is connected to a connection point between the NMOSs 72 and 73 via a switching NMOS 74. The connection point N3 is supplied with the reference voltage REF via the switching NMOS 75, and is connected to the connection point N1 of the current detection unit 30 and the gate of the NMOS 51 of the differential amplification unit 50 via the NMOS 62 of the switch unit 60A. It is connected. The PMOS 71 and the NMOSs 72 and 73 of the current detection unit 70A are set to the same dimensions as the corresponding PMOS 41a and NMOSs 42a and 43a of the current detection unit 40.

遅延制御部80Aは、スイッチ用のNMOS62,74,75に対する制御信号CEDBを生成するもので、チップイネーブル信号CEを一定時間だけ遅延させる遅延素子81と、チップイネーブル信号CEと遅延素子81で遅延されたチップイネーブル信号の論理積を反転するNAND82で構成され、このNAND82から、制御信号CEDBが出力されるようになっている。その他の構成は、図1と同様である。   The delay control unit 80A generates a control signal CEDB for the switching NMOSs 62, 74, and 75, and is delayed by the delay element 81 that delays the chip enable signal CE by a predetermined time, the chip enable signal CE, and the delay element 81. The NAND 82 inverts the logical product of the chip enable signals. A control signal CEDB is output from the NAND 82. Other configurations are the same as those in FIG.

図6は、図5の動作を示す信号波形図である。以下、この図6を参照しつつ、図5のセンスアンプがスタンバイ状態からアクティブ状態に移行する時の動作を説明する。   FIG. 6 is a signal waveform diagram showing the operation of FIG. Hereinafter, the operation when the sense amplifier of FIG. 5 shifts from the standby state to the active state will be described with reference to FIG.

スタンバイ状態では、チップイネーブル信号CE,CEBがそれぞれ“L”,“H”となっており、電流検出部30,40,70A及び差動増幅部50の動作は停止している。この時、遅延制御部80Aから出力される制御信号CEDBは“H”であり、スイッチ部60AのNMOS62と電流検出部70AのNMOS74,75はオンである。従って、電流検出部30,70Aは並列に接続される。   In the standby state, the chip enable signals CE and CEB are “L” and “H”, respectively, and the operations of the current detectors 30, 40, 70A and the differential amplifier 50 are stopped. At this time, the control signal CEDB output from the delay control unit 80A is “H”, and the NMOS 62 of the switch unit 60A and the NMOSs 74 and 75 of the current detection unit 70A are on. Therefore, the current detection units 30 and 70A are connected in parallel.

チップイネーブル信号CEが“L”から“H”に変化してアクティブ状態になると、チップイネーブル信号CEBは“H”から“L”に変化し、電流検出部30,40,70A及び差動増幅部50の動作が開始される。この時点では、遅延素子81により、制御信号CEDBは“H”であり、NMOS62,74,75はオンとなっている。   When the chip enable signal CE changes from “L” to “H” to become an active state, the chip enable signal CEB changes from “H” to “L”, and the current detection units 30, 40, 70A and the differential amplification unit 50 operations are started. At this time, due to the delay element 81, the control signal CEDB is “H”, and the NMOSs 62, 74, and 75 are on.

これにより、電流検出部40の接続点N2のレベルは、徐々に上昇して参照電圧REFに達する。また、電流検出部70Aでも電流検出部40と同様の動作により、接続点N3のレベルは徐々に上昇し、参照電圧REFに達する。一方、電流検出部30の接続点N1は、オン状態のNMOS62によって電流検出部70Aの接続点N3に接続されているので、この接続点N1のレベルは変動せず、徐々に上昇して参照電圧REFに達する。   Thereby, the level of the connection point N2 of the current detection unit 40 gradually increases and reaches the reference voltage REF. In the current detection unit 70A, the level of the connection point N3 gradually increases and reaches the reference voltage REF by the same operation as that of the current detection unit 40. On the other hand, the connection point N1 of the current detection unit 30 is connected to the connection point N3 of the current detection unit 70A by the NMOS 62 in the on state. REF is reached.

遅延素子81の遅延時間が経過すると、制御信号CEDBは“H”から“L”に変化する。これにより、NMOS62,74,75がオフになり、電流検出部70Aは、メモリアレイ10及び差動増幅部50から切り離される。その後は、従来のセンスアンプと同様に、メモリアレイ10で読み出されたメモリセルMCiのデータに基づいて電流検出部30によって検出電圧DTOが生成され、差動増幅部50によって検出電圧DTOと参照電圧REFの比較が行われて読み出しデータRDが出力される。   When the delay time of the delay element 81 elapses, the control signal CEDB changes from “H” to “L”. Thereby, the NMOSs 62, 74, and 75 are turned off, and the current detection unit 70A is disconnected from the memory array 10 and the differential amplification unit 50. Thereafter, similarly to the conventional sense amplifier, the detection voltage DTO is generated by the current detection unit 30 based on the data of the memory cell MCi read by the memory array 10, and the detection voltage DTO is referred to by the differential amplification unit 50. The voltage REF is compared and the read data RD is output.

以上のように、この実施例2のセンスアンプは、参照電圧REFを生成する電流検出部40と同様の構成の電流検出部70Aにより、スタンバイ状態からアクティブ状態に移行した直後の一定時間、この電流検出部70Aで生成された参照電圧REFを接続点N1に出力して検出電圧DTOとして差動増幅部50に与えるようにしている。これにより、スタンバイ状態からアクティブ状態に移行した直後に、電流検出部30から変動する検出電圧DTOが出力されることがなくなり、実施例1に比べて簡素化された回路構成で、擬似データの出力を抑えてアクセス時間を短縮することができるという利点がある。   As described above, in the sense amplifier according to the second embodiment, the current detection unit 70A having the same configuration as that of the current detection unit 40 that generates the reference voltage REF has this current for a certain time immediately after the transition from the standby state to the active state. The reference voltage REF generated by the detection unit 70A is output to the connection point N1, and is supplied to the differential amplification unit 50 as the detection voltage DTO. Thus, immediately after the transition from the standby state to the active state, the detection voltage DTO that fluctuates is not output from the current detection unit 30, and the pseudo data is output with a circuit configuration simplified compared to the first embodiment. There is an advantage that the access time can be shortened by suppressing.

なお、本発明は、上記実施例に限定されず、種々の変形が可能である。この変形例としては、例えば、次のようなものがある。
(a) ROMに適用したセンスアンプの例を説明したが、メモリアレイ10,20は、電流を流す方式のものであれば、ROMに限定するものではない。
(b) 電流検出部30,40や差動増幅部50の具体的な回路構成は、例示したものに限定されない。
(c) 電流検出部40は、例えばPMOS41a,41bのように、同一ディメンジョンのトランジスタを2つ並列に接続しているが、駆動能力が2倍のトランジスタに置き換えることができる。電流検出部70も同様である。
In addition, this invention is not limited to the said Example, A various deformation | transformation is possible. Examples of this modification include the following.
(A) Although the example of the sense amplifier applied to the ROM has been described, the memory arrays 10 and 20 are not limited to the ROM as long as the current arrays 10 and 20 flow.
(B) Specific circuit configurations of the current detection units 30 and 40 and the differential amplification unit 50 are not limited to those illustrated.
(C) In the current detection unit 40, two transistors having the same dimension are connected in parallel, such as PMOS 41a and 41b, for example, but can be replaced with a transistor having double driving capability. The same applies to the current detection unit 70.

本発明の実施例1を示すセンスアンプの構成図である。1 is a configuration diagram of a sense amplifier showing Embodiment 1 of the present invention. FIG. 従来のセンスアンプの構成図である。It is a block diagram of the conventional sense amplifier. 図2の動作を示す信号波形図である。FIG. 3 is a signal waveform diagram illustrating the operation of FIG. 2. 図1の動作を示す信号波形図である。It is a signal waveform diagram which shows the operation | movement of FIG. 本発明の実施例2を示すセンスアンプの構成図である。It is a block diagram of the sense amplifier which shows Example 2 of this invention. 図5の動作を示す信号波形図である。FIG. 6 is a signal waveform diagram illustrating the operation of FIG. 5.

符号の説明Explanation of symbols

10,20 メモリアレイ
30,40,70,70A 電流検出部
50 差動増幅部
60,60A スイッチ部
80,80A 遅延制御部
10, 20 Memory array 30, 40, 70, 70A Current detection unit 50 Differential amplification unit 60, 60A Switch unit 80, 80A Delay control unit

Claims (9)

待機時には動作を停止し、通常時には参照用の第1のメモリセルから出力される電流に基づいて参照電圧を生成する第1の電流検出部と、
待機時には動作を停止し、通常時には読み出し対象の第2のメモリセルから出力される電流と前記参照電圧に基づいて検出電圧を生成する第2の電流検出部と、
通常時に一方の入力である前記参照電圧と他方の入力である前記電圧の差の電圧を増幅して読み出しデータを出力する差動増幅部とを有するセンスアンプにおいて、
待機状態から通常状態に移行したときに、前記第2のメモリセルから出力される電流に応じた電圧を生成し、該電圧を一時的に前記差動増幅部の前記他方の入力として与える電流検出手段を設けたことを特徴とするセンスアンプ。
A first current detection unit that stops operation during standby and generates a reference voltage based on a current output from the first memory cell for reference during normal operation;
A second current detection unit that stops operation during standby and generates a detection voltage based on the current output from the second memory cell to be read and the reference voltage in normal time;
In a sense amplifier having a differential amplifying unit that amplifies a voltage difference between the reference voltage that is one input and the voltage that is the other input and outputs read data at a normal time,
Current detection that generates a voltage corresponding to the current output from the second memory cell when the transition from the standby state to the normal state is performed, and temporarily applies the voltage as the other input of the differential amplifier A sense amplifier characterized in that means are provided.
前記第1及び第2の電流検出部と前記電流検出手段は、イネーブル信号に応じて待機状態と通常状態に制御されることを特徴とする請求項1記載のセンスアンプ。   2. The sense amplifier according to claim 1, wherein the first and second current detection units and the current detection unit are controlled in a standby state and a normal state in accordance with an enable signal. 前記電流検出手段は、前記電圧を生成する第3の電流検出部と、制御信号に応じて、前記第3の電流検出部で生成された電圧とを選択的に前記差動増幅部へ与えるスイッチ部と、前記イネーブル信号に基づいて前記制御信号を生成する制御部とを有することを特徴とする請求項2記載のセンスアンプ。   The current detection means is a switch that selectively supplies the differential amplifier with a third current detector that generates the voltage and a voltage generated by the third current detector according to a control signal. The sense amplifier according to claim 2, further comprising: a control unit configured to generate the control signal based on the enable signal. 前記第1の電流検出部は、
前記参照電圧が出力される第1ノードと電源電圧との間に接続されてイネーブル信号で動作が制御される第1のトランジスタと、
前記第1のメモリセルからの電流が与えられる第2ノードと前記第1ノードとの間に接続されて該第1ノードの電圧で導通状態が制御される第2のトランジスタと、
前記第2ノードと接地電位との間に接続されて前記第1ノードの電圧で導通状態が制御される第3のトランジスタとを有し、
前記第2の電流検出部は、
前記検出電圧が出力される第3ノードと電源電圧との間に接続されて前記イネーブル信号で動作が制御される第4のトランジスタと、
前記第2のメモリセルからの電流が与えられる第4ノードと前記第3ノードとの間に接続されて前記参照電圧で導通状態が制御される第5のトランジスタと、
前記第4ノードと接地電位との間に接続されて前記第3ノードの電圧で導通状態が制御される第6のトランジスタとを有し、
前記電流検出手段は、
電源電圧と第5ノードとの間に接続されて前記イネーブル信号で動作が制御される第7のトランジスタと、
前記第5ノードと第6ノードとの間に接続されて該第5ノードの電圧で導通状態が制御される第8のトランジスタと、
前記第6ノードと接地電位との間に接続されて前記第5ノードの電圧で導通状態が制御される第9のトランジスタと、
前記差動増幅部と前記第3ノードとの間に設けられ、待機状態から通常状態に移行したときに第1の時間オフとなって前記検出電圧の該差動増幅部への出力を停止する第1のスイッチと、
前記差動増幅部と前記第5ノードとの間に設けられ、待機状態から通常状態に移行したときに前記第1の時間よりも長い第2の時間オンとなって該第5ノードの電圧を前記検出電圧として該差動増幅部に出力する第2のスイッチと、
前記第2のメモリセルと前記第6ノードとの間に設けられ、前記第2のスイッチと共にオンとなって該第2のメモリセルの電流を該第6ノードに出力する第3のスイッチとを有する、
ことを特徴とする請求項1記載のセンスアンプ。
The first current detector is
A first transistor connected between a first node from which the reference voltage is output and a power supply voltage, the operation of which is controlled by an enable signal;
A second transistor connected between a second node to which a current from the first memory cell is applied and the first node, the conduction state of which is controlled by the voltage of the first node;
A third transistor connected between the second node and a ground potential, the conduction state of which is controlled by the voltage of the first node;
The second current detector is
A fourth transistor connected between a third node from which the detection voltage is output and a power supply voltage and whose operation is controlled by the enable signal;
A fifth transistor connected between a fourth node to which a current from the second memory cell is applied and the third node and whose conduction state is controlled by the reference voltage;
A sixth transistor connected between the fourth node and a ground potential, the conduction state of which is controlled by the voltage of the third node;
The current detection means includes
A seventh transistor connected between a power supply voltage and a fifth node and controlled in operation by the enable signal;
An eighth transistor connected between the fifth node and the sixth node, the conduction state of which is controlled by the voltage of the fifth node;
A ninth transistor connected between the sixth node and a ground potential, the conduction state of which is controlled by the voltage of the fifth node;
Provided between the differential amplifying unit and the third node, and when a transition is made from the standby state to the normal state, it is turned off for a first time and the output of the detection voltage to the differential amplifying unit is stopped. A first switch;
Provided between the differential amplifying unit and the fifth node, and when the transition from the standby state to the normal state, the second node is turned on for a second time longer than the first time, and the voltage of the fifth node is A second switch that outputs the detected voltage to the differential amplifier;
A third switch provided between the second memory cell and the sixth node, which is turned on together with the second switch and outputs a current of the second memory cell to the sixth node; Have
The sense amplifier according to claim 1.
前記第1、第2及び第3のトランジスタと、前記第7、第8及び第9のトランジスタは、それぞれ前記第4、第5及び第6のトランジスタの2倍の電流駆動能力を有することを特徴とする請求項4記載のセンスアンプ。   The first, second, and third transistors and the seventh, eighth, and ninth transistors each have a current drive capability twice that of the fourth, fifth, and sixth transistors. The sense amplifier according to claim 4. 前記第1、第2及び第3のトランジスタと、前記第7、第8及び第9のトランジスタは、それぞれ前記第4、第5及び第6のトランジスタと同一のディメンジョンを有するトランジスタを2つ並列に接続して構成したことを特徴とする請求項4記載のセンスアンプ。   The first, second, and third transistors and the seventh, eighth, and ninth transistors are two transistors having the same dimensions as the fourth, fifth, and sixth transistors, respectively, in parallel. 5. The sense amplifier according to claim 4, wherein the sense amplifiers are connected. 前記第1の電流検出部は、
前記参照電圧が出力される第1ノードと電源電圧との間に接続されてイネーブル信号で動作が制御される第1のトランジスタと、
前記第1のメモリセルからの電流が与えられる第2ノードと前記第1ノードとの間に接続されて該第1ノードの電圧で導通状態が制御される第2のトランジスタと、
前記第2ノードと接地電位との間に接続されて前記第1ノードの電圧で導通状態が制御される第3のトランジスタとを有し、
前記第2の電流検出部は、
前記検出電圧が出力される第3ノードと電源電圧との間に接続されて前記イネーブル信号で動作が制御される第4のトランジスタと、
前記第2のメモリセルからの電流が与えられる第4ノードと前記第3ノードとの間に接続されて前記参照電圧で導通状態が制御される第5のトランジスタと、
前記第4ノードと接地電位との間に接続されて前記第3ノードの電圧で導通状態が制御される第6のトランジスタとを有し、
前記電流検出手段は、
電源電圧と第5ノードとの間に接続されて前記イネーブル信号で動作が制御される第7のトランジスタと、
前記第5ノードと第6ノードとの間に接続されて該第5ノードの電圧で導通状態が制御される第8のトランジスタと、
前記第6ノードと接地電位との間に接続されて前記第5ノードの電圧で導通状態が制御される第9のトランジスタと、
前記第3ノードと前記第5ノードとの間に設けられ、待機状態から通常状態に移行したときに一定時間オンとなる第1のスイッチと、
前記第1ノードと前記第5ノードとの間に設けられ、前記第1のスイッチと共にオンとなって該第5ノードに前記参照電圧を出力する第2のスイッチと、
前記第2のメモリセルと前記第6ノードとの間に設けられ、前記第1のスイッチと共にオンとなって該第2のメモリセルの電流を該第6ノードに出力する第3のスイッチとを有する、
ことを特徴とする請求項1記載のセンスアンプ。
The first current detector is
A first transistor connected between a first node from which the reference voltage is output and a power supply voltage, the operation of which is controlled by an enable signal;
A second transistor connected between a second node to which a current from the first memory cell is applied and the first node, the conduction state of which is controlled by the voltage of the first node;
A third transistor connected between the second node and a ground potential, the conduction state of which is controlled by the voltage of the first node;
The second current detector is
A fourth transistor connected between a third node from which the detection voltage is output and a power supply voltage and whose operation is controlled by the enable signal;
A fifth transistor connected between a fourth node to which a current from the second memory cell is applied and the third node and whose conduction state is controlled by the reference voltage;
A sixth transistor connected between the fourth node and a ground potential, the conduction state of which is controlled by the voltage of the third node;
The current detection means includes
A seventh transistor connected between a power supply voltage and a fifth node and controlled in operation by the enable signal;
An eighth transistor connected between the fifth node and the sixth node, the conduction state of which is controlled by the voltage of the fifth node;
A ninth transistor connected between the sixth node and a ground potential, the conduction state of which is controlled by the voltage of the fifth node;
A first switch that is provided between the third node and the fifth node and is turned on for a predetermined time when the standby state is shifted to the normal state;
A second switch provided between the first node and the fifth node, which is turned on together with the first switch and outputs the reference voltage to the fifth node;
A third switch provided between the second memory cell and the sixth node, which is turned on together with the first switch and outputs a current of the second memory cell to the sixth node; Have
The sense amplifier according to claim 1.
前記第1、第2及び第3のトランジスタは、それぞれ前記第4、第5及び第6のトランジスタの2倍の電流駆動能力を有し、前記第7、第8及び第9のトランジスタは、それぞれ該第4、第5及び第6のトランジスタと同じ電流駆動能力を有することを特徴とする請求項7記載のセンスアンプ。   The first, second, and third transistors have a current drive capability twice that of the fourth, fifth, and sixth transistors, respectively, and the seventh, eighth, and ninth transistors are respectively 8. The sense amplifier according to claim 7, wherein the sense amplifier has the same current drive capability as the fourth, fifth and sixth transistors. 前記第1、第2及び第3のトランジスタは、それぞれ前記第4、第5及び第6のトランジスタと同一のディメンジョンを有するトランジスタを2つ並列に接続して構成し、前記第7、第8及び第9のトランジスタは、それぞれ該第4、第5及び第6のトランジスタと同一のディメンジョンを有するトランジスタで構成したことを特徴とする請求項7記載のセンスアンプ。   The first, second, and third transistors are configured by connecting two transistors having the same dimensions as the fourth, fifth, and sixth transistors, respectively, in parallel. 8. The sense amplifier according to claim 7, wherein each of the ninth transistors is a transistor having the same dimension as each of the fourth, fifth, and sixth transistors.
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