JP2605890B2 - Sense amplifier circuit - Google Patents
Sense amplifier circuitInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はセンス増幅回路に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a sense amplifier circuit.
LSIを構成する回路素子の微細化と電源電圧の低下に
より、メモリセルから読み出される信号電圧は減少しつ
つある。それにもかかわらず、メモリアクセス時間の高
速化を図るためには、信号電圧を増幅するセンス増幅回
路の高速動作が必須条件となる。The signal voltage read from the memory cell is decreasing due to the miniaturization of the circuit elements constituting the LSI and the decrease in the power supply voltage. Nevertheless, in order to shorten the memory access time, high speed operation of a sense amplifier circuit for amplifying a signal voltage is an essential condition.
このセンス増幅を高速化するための回路として、例え
ば1989年VSLI回路シンポジウムの予稿集「1989年、シン
ポジウム・イン・ブイエルエスアイ・サーキット,ダイ
ジェスト・オブ・テクニカル・ペーパーズ(1989 SYMPO
SIUM ON VSLI CIRCUITS,DIGEST OF TECHNICAL PAPER
S)」の114ページに記載されているものがある。この回
路を第5図に示す。As a circuit for speeding up this sense amplification, for example, a preprint of the 1989 VSLI Circuit Symposium “1989, Symposium in VSI Circuit, Digest of Technical Papers (1989 SYMPO)
SIUM ON VSLI CIRCUITS, DIGEST OF TECHNICAL PAPER
S) ”on page 114. This circuit is shown in FIG.
このセンス増幅回路は、CMOS型フリップフロップから
なる増幅回路に加え、該フリップフロップのPチャネル
型MISFETの共通ソースSAPを、センス開始信号線φSPを
ゲートに接続したPチャネル型MISFETのトランスファゲ
ートQPを介して電源電圧レベルVCCに接続し、かつ、N
チャネル型MISFETの共通ソースSANを、センス開始信号
線φSNをゲートに接続したNチャネル型MISFETのトラン
スファゲートQNを介して接地レベルVSSに接続してい
る。This sense amplifier circuit includes, in addition to an amplifier circuit composed of a CMOS flip-flop, a common source SAP of a P-channel MISFET of the flip-flop and a transfer gate Q of a P-channel MISFET having a gate connected to a sense start signal line φ SP. Connected to power supply voltage level VCC through P and N
The common source SAN channel type MISFET, connected to the ground level VSS through the transfer gate Q N of the N-channel type MISFET connecting a sense start signal line phi SN to the gates.
ここで、φSPを低レベルに、φSNを高レベルにするこ
とによりドライバMISFET、QDP,QDNを動作させ、節点SA
P,SANをプリチャージレベルからそれぞれVCC,VSSにして
センス増幅を行う。Here, by setting φ SP to a low level and φ SN to a high level, the drivers MISFET, Q DP , and Q DN are operated, and the node SA
Sense amplification is performed by setting P and SAN from the precharge level to VCC and VSS, respectively.
上記のSAP,SANをドライバMISFETで駆動するのみのセ
ンス増幅では、SAP,SANの信号線の抵抗が大きいため増
幅が遅い。しかし、これに加えてトランスファゲートQP
とQNが導通し、節点SAP,SANがそれぞれ電源線に短絡さ
れるため、VCC,VSSレベルへの到達が速くなる、従っ
て、ビット線の信号増幅も高速化する。In the sense amplification in which only the SAP and SAN are driven by the driver MISFET, the amplification is slow because the resistance of the SAP and SAN signal lines is large. However, in addition to this, the transfer gate Q P
And Q N are rendered conductive, since the node SAP, SAN are short-circuited to each power supply line, VCC, reaching the VSS level is increased, thus, also to speed signal amplification of the bit line.
従来のセンス増幅回路は、φSP,φSNの信号線の配線
長が長くなり、配線遅延が大きくなり、φSP,φSNの立
ち下がり、立ち上がりが遅れ、結果としてセンス増幅回
路中のトランスファゲートQP,QNの導通が遅れてしまう
欠点があった。In conventional sense amplifier circuits, the wiring length of φ SP and φ SN signal lines becomes longer, the wiring delay increases, and the falling and rising of φ SP and φ SN are delayed, resulting in transfer gates in the sense amplifier circuit. There is a disadvantage that conduction of Q P and Q N is delayed.
本発明の目的は、上記の抵抗rによる動作遅れをなく
し、更に高速センス増幅を実現する回路を提供すること
にある。An object of the present invention is to provide a circuit that eliminates the operation delay due to the resistor r and realizes high-speed sense amplification.
〔課題を解決するための手段〕 第1の発明のセンス増幅回路は、複数のメモリセルを
接続したビット線、第1及び第2のPチャネル型MISFET
のドレインとゲートを各々交差接続し、かつ、前記第1
と第2のPチャネル型MISFETのソースを接続したPチャ
ネル型ダイナミックフリップフロップ回路、第1及び第
2のNチャネル型MISFETのドレインとゲートを各々交差
接続して第2のビット線に接続し、かつ、前記第1と第
2のNチャネル型MISFETのソースを接続したNチャネル
型ダイナミックフリップフロップ回路、前記第1のPチ
ャネル型MISFETのドレインと前記第1のNチャネル型MI
SFETのドレインとを接続して第1のビット線に接続し、
前記第2のPチャネル型MISFETのドレインと前記第2の
Nチャネル型MISFETのドレインとを接続して第2のビッ
ト線に接続したCMOS型フリップフロップ回路、前記第1
及び第2のNチャネル型MISFETの共通ソースを、列選択
回路の出力たる列選択信号線をゲートに接続したNチャ
ネル型MISFETからなるトランスファゲートを介して接地
レベル電源線と接続した回路、第1及び第2のPチャネ
ル型MISFETの共通ソースを、列選択信号の反転信号を伝
達する信号線をゲートに接続した第3のPチャネル型MI
SFETからなるトランスファゲートを介して電源電圧レベ
ル電源線と接続した回路で構成される。[Means for Solving the Problems] A sense amplifier circuit according to a first invention comprises a bit line connecting a plurality of memory cells, first and second P-channel MISFETs.
Cross-connect the drain and the gate of
A P-channel dynamic flip-flop circuit in which the source and the second P-channel MISFET are connected to each other, and the drain and the gate of the first and second N-channel MISFETs are cross-connected to each other and connected to a second bit line; An N-channel dynamic flip-flop circuit connecting the sources of the first and second N-channel MISFETs; a drain of the first P-channel MISFET and the first N-channel MISFET;
Connect to the drain of the SFET, connect to the first bit line,
A CMOS flip-flop circuit in which a drain of the second P-channel MISFET is connected to a drain of the second N-channel MISFET and connected to a second bit line;
A circuit in which a common source of the second N-channel type MISFET is connected to a ground level power supply line via a transfer gate composed of an N-channel type MISFET in which a column selection signal line as an output of a column selection circuit is connected to a gate; And a third P-channel type MISFET having a gate connected to a common source of the second P-channel type MISFET and a signal line for transmitting an inverted signal of a column selection signal.
It is composed of a circuit connected to a power supply voltage level power supply line via a transfer gate composed of an SFET.
第2の発明のセンス増幅回路は、第3のPチャネル型
MISFETに代えて、第1及び第2のPチャネル型MISFETの
共通ソースを、列選択信号の反転信号を発生する回路を
設け、その出力信号をゲートに接続した第4のPチャネ
ル型MISFETからなるトランスファゲートを介して電源電
圧レベル電源線と接続した回路で構成される。The sense amplifier circuit of the second invention is a third P-channel type.
In place of the MISFET, a common source of the first and second P-channel MISFETs is provided with a circuit for generating an inverted signal of the column selection signal, and the output signal is connected to the gate and the fourth P-channel MISFET is connected. It is composed of a circuit connected to a power supply voltage level power supply line via a transfer gate.
第3の発明のセンス増幅回路は、第3のPチャネル型
MISFETに代えて、第1及び第2のPチャネル型MISFETの
共通ソースを、列選択信号線をゲートに接続した第3の
Nチャネル型MISFETからなるトランスファゲートを介し
て電源電圧レベル電源線と接続した回路で構成される。The sense amplifier circuit of the third invention is a third P-channel type sense amplifier circuit.
In place of the MISFET, a common source of the first and second P-channel MISFETs is connected to a power supply voltage level power supply line via a transfer gate composed of a third N-channel MISFET having a gate connected to a column selection signal line. It consists of the circuit which did.
従来、1ブロック全てのセンス増幅回路中のトランス
ファゲートQP,QNを、信号φSP,φSNで駆動していたのに
対し、本発明においては、当該トランスファゲートを列
選択回路からの出力である列選択信号YDECで駆動する。Conventionally, transfer gates Q P and Q N in all sense amplifier circuits in one block are driven by signals φ SP and φ SN . In the present invention, however, the transfer gates are output from a column selection circuit. Is driven by the column selection signal YDEC.
一般に列選択信号線はアルミ等の低抵抗配線が用いら
れる。また、配線に関して、φSP,φSNはドライバ回路
から1ブロック全てのセンス増幅回路に接続されなけれ
ばならないのに対し、YDECは列選択回路から選択された
1つのセンス増幅回路に接続されればよいため、上記信
号線φSP,φSNに比べ、配線長が短くできる。Generally, low resistance wiring such as aluminum is used for the column selection signal line. Regarding wiring, φ SP and φ SN must be connected from the driver circuit to all sense amplifier circuits in one block, while YDEC is connected to one sense amplifier circuit selected from the column selection circuit. For this reason, the wiring length can be reduced as compared with the signal lines φ SP and φ SN .
従って、本発明によって、センス増幅回路中のトラン
スファゲートQP,QNを駆動する際の配線遅延の影響が小
さくなり、センス増幅の高速化が図れる。Therefore, according to the present invention, the influence of wiring delay when driving the transfer gates Q P and Q N in the sense amplifier circuit is reduced, and the speed of sense amplification can be increased.
次に本発明の一実施例を図面を参照して説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は本発明の前提となるセンス増幅回路を示す回
路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a sense amplifier circuit on which the present invention is based.
メモリセルからデータを読み出しビット線上に信号電
圧が現われた後、CMOS型フリップフロップの共通ソース
SAP,SANをそれぞれのドライバMISFET、QDP,QDNによって
駆動し、初期増幅を行う。After the data is read from the memory cell and the signal voltage appears on the bit line, the common source of the CMOS flip-flop is
SAP, drives each driver MISFET a SAN, Q DP, the Q DN, performing initial amplification.
その後、列選択回路から列選択信号が発生され、SAN
と接地線VSSを接続するQNが導通し、センス増幅が加速
される。(作用)項で述べたように、従来のセンス開始
信号φSNでトランスファゲートQNを駆動する方式に比
べ、本発明の列選択信号YDECで駆動する方式は配線遅延
を小さくすることができ、より高速なセンス増幅を行う
ことができる。Thereafter, a column selection signal is generated from the column selection circuit, and the
And Q N are turned to connect the ground line VSS, the sense amplifier is accelerated. As described in (acts) term, compared with a method of driving the transfer gate Q N in a conventional sense start signal phi SN, method of driving the column selection signal YDEC of the invention it is possible to reduce the wiring delay, Higher speed sense amplification can be performed.
第2図は本発明は第1の実施例を示す回路図である。 FIG. 2 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention.
センス増幅時にSANとVSSとを接続するの加え、列選択
信号YDECの反転信号▲▼によりQPを導通させ、
Pチャネル型ダイナミックフリップフロップの共通ソー
スSAPとVCC電源線とを接続することによって、SAPのVCC
レベルへの到達も高速化を図っている。In addition to connecting the SAN and VSS when the sense amplifier, to conduct Q P by an inverted signal ▲ ▼ column select signal YDEC,
By connecting the common source SAP of the P-channel type dynamic flip-flop to the VCC power supply line, the SAP VCC
Reaching the level is also speeding up.
第3図は本発明の第2の実施例を示す回路図である。 FIG. 3 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention.
第2図の発明において、列選択信号YDECの反転信号▲
▼を列選択回路部から発生し、かつメモリセル
アレイ上をYDECと▲▼の2本の信号線がはしる
という点を改良し、センス増幅回路にYDECの反転信号を
発生する回路を設け、この回路の出力をQPのゲートに接
続した。こうすることにより、メモリセルアレイ上をは
しる信号線を1本に減らし、かつ第2の発明と同様の効
果を得ることができる。In the invention of FIG. 2, the inverted signal of the column selection signal YDEC
The point that ▼ is generated from the column selection circuit section and the two signal lines of YDEC and ▲ ▼ are formed on the memory cell array is improved, and a circuit for generating an inverted signal of YDEC is provided in the sense amplifier circuit. the output of the connected to the gate of Q P. By doing so, the number of signal lines extending over the memory cell array can be reduced to one, and the same effect as the second invention can be obtained.
第4図は本発明の第3の実施例を示す回路図である。 FIG. 4 is a circuit diagram showing a third embodiment of the present invention.
第3図の発明で、センス増幅回路に反転回路を設けな
ければならない点を改良し、SAPとVCCとを接続するトラ
ンスファゲートQPをNチャネル型MISFETとした。こうす
ることにより、メモリセルアレイ上をはしる信号線がYD
ECのみでよいうえに、YDECの反転信号▲▼を発
生する必要がなくなる。従って、第3図の発明にあるよ
うな反転回路を設ける必要がない。In the invention of FIG. 3, to improve the point that must be provided inverting circuit to the sense amplifier, the transfer gate Q P which connects the SAP and VCC is N-channel type MISFET. By doing so, the signal line extending over the memory cell array
In addition to using only EC, there is no need to generate the inverted signal ▲ ▼ of YDEC. Therefore, there is no need to provide an inverting circuit as in the invention of FIG.
以上に述べたように、本発明のセンス増幅回路は、セ
ンス増幅回路と電源線を接続するトランスファゲートを
設け、そのトランスファゲートの導通/非導通の制御を
列選択回路からの列選択信号線によって行うことによ
り、センス増幅の高速化を実現することができるという
効果がある。As described above, the sense amplifier circuit of the present invention includes the transfer gate connecting the sense amplifier circuit and the power supply line, and controls the conduction / non-conduction of the transfer gate by the column selection signal line from the column selection circuit. By doing so, there is an effect that high speed sense amplification can be realized.
第1図は本発明の前提となるセンス増幅回路を示す回路
図である。第2図,第3図,第4図はそれぞれ第1から
第3の発明の一実施例を示す回路図、第5図は従来の一
例を示す回路図である。 VCC……高レベル電源電圧、VSS……低レベル電源電圧、
BL,▲▼……ビット線、IO、▲▼……I/O線、SA
P……センス増幅回路Pチャネル型フリップフロップ共
通ソース、SAN……センス増幅回路Nチャネル型フリッ
プフロップ共通ソース、φSP,φSN……センス開始信
号、YDEC……列選択信号線、▲▼……YDECの反
転信号、QN……SANとVSSを接続するトランスファゲー
ト、QP……SAPとVCCを接続するトランスファゲート、Q
DP……SAPドライバ回路、QDN……SANドライバ回路、YSW
……BLとIOを接続するトランスファゲート、r……配線
抵抗。FIG. 1 is a circuit diagram showing a sense amplifier circuit on which the present invention is based. FIGS. 2, 3, and 4 are circuit diagrams showing one embodiment of the first to third inventions, respectively, and FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of the prior art. VCC: High-level power supply voltage, VSS: Low-level power supply voltage,
BL, ▲ ▼… Bit line, IO, ▲ ▼… I / O line, SA
P: Sense amplifier P-channel flip-flop common source, SAN: Sense amplifier N-channel flip-flop common source, φ SP , φ SN Sense start signal, YDEC Column selection signal line, ▲ ▼ ... YDEC inverted signal, QN ... Transfer gate connecting SAN and VSS, QP ... Transfer gate connecting SAP and VCC, Q
DP: SAP driver circuit, Q DN: SAN driver circuit, YSW
…… Transfer gate that connects BL and IO, r …… Wire resistance.
Claims (3)
1及び第2のPチャネル型MISFETのドレインとゲートを
各々交差接続しかつ前記第1と第2のPチャネル型MISF
ETのソースを接続したPチャネル型ダイナミックフリッ
プフロップ回路、第1及び第2のNチャネル型MISFETの
ドレインとゲートを各々交差接続しかつ前記第1と第2
のNチャネル型MISFETのソースを接続したNチャネル型
ダイナミックフリップフロップ回路、前記第1のPチャ
ネル型MISFETのドレインと前記第1のNチャネル型MISF
ETのドレインとを接続して第1のビット線に接続し前記
第2のPチャネル型MISFETのドレインと前記第2のNチ
ャネル型MISFETのドレインとを接続して第2のビット線
に接続したCMOS型フリップフロップ回路、前記第1及び
第2のNチャネル型MISFETの共通ソースを列選択回路の
出力たる列選択信号線をゲートに接続したNチャネル型
MISFETからなるトランスファゲートを介して接地レベル
電源線と接続した回路、第1及び第2のPチャネル型MI
SFETの共通ソースを、列選択信の反転信号を伝達する信
号線をゲートに接続した第3のPチャネル型MISFETから
なるトランスファゲートを介して電源電圧レベル電源線
と接続した回路を含むことを特徴とするセンス増幅器。1. A bit line connecting a plurality of memory cells, a drain and a gate of first and second P-channel MISFETs are cross-connected, and said first and second P-channel MISFETs are connected to each other.
A drain and a gate of a P-channel type dynamic flip-flop circuit to which the source of the ET is connected, and a drain and a gate of the first and second N-channel type MISFETs which are connected to each other;
N-channel dynamic flip-flop circuit connecting the sources of the N-channel MISFETs, the drain of the first P-channel MISFET and the first N-channel MISF
The drain of the ET was connected to the first bit line, and the drain of the second P-channel MISFET and the drain of the second N-channel MISFET were connected to the second bit line. A CMOS flip-flop circuit, an N-channel type in which a common source of the first and second N-channel type MISFETs is connected to a gate of a column selection signal line which is an output of a column selection circuit;
A circuit connected to a ground level power supply line via a transfer gate composed of an MISFET, first and second P-channel type MIs
A circuit in which a common source of the SFET is connected to a power supply voltage level power supply line via a transfer gate including a third P-channel type MISFET in which a signal line for transmitting an inverted signal of a column selection signal is connected to a gate. Sense amplifier.
及び第2のPチャネル型MISFETの共通ソースを、列選択
信号の反転信号を発生する回路を設け、その出力信号を
ゲートに接続した第4のPチャネル型MISFETからなるト
ランスファゲートを介して電源電圧レベル電源線と接続
した回路を含むことを特徴とする請求項1記載のセンス
増幅器。2. A semiconductor device comprising: a first P-channel type MISFET;
And a common source of the second P-channel MISFET is provided with a circuit for generating an inverted signal of a column selection signal, and the output signal is connected to a gate through a transfer gate composed of a fourth P-channel MISFET. 2. The sense amplifier according to claim 1, further comprising a circuit connected to the level power supply line.
及び第2のPチャネル型MISFETの共通ソースを、列選択
信号をゲートに接続した第3のNチャネル型MISFETから
なるトランスファゲートを介して電源電圧レベル電源線
と接続した回路を含むことを特徴とする請求項1記載の
センス増幅器。3. A first P-channel type MISFET instead of a third P-channel type MISFET.
And a circuit in which a common source of the second P-channel MISFET is connected to a power supply voltage level power supply line via a transfer gate composed of a third N-channel MISFET having a gate connected to a column selection signal. 2. The sense amplifier according to claim 1, wherein:
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JPH03132993A JPH03132993A (en) | 1991-06-06 |
JP2605890B2 true JP2605890B2 (en) | 1997-04-30 |
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