JP2833896B2 - センスアンプ回路 - Google Patents

センスアンプ回路

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JP2833896B2
JP2833896B2 JP112692A JP112692A JP2833896B2 JP 2833896 B2 JP2833896 B2 JP 2833896B2 JP 112692 A JP112692 A JP 112692A JP 112692 A JP112692 A JP 112692A JP 2833896 B2 JP2833896 B2 JP 2833896B2
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重和 大塚
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はセンスアンプ回路に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来のセンスアンプ回路は、図3に示さ
れるように、PMOSトランジスタ29および33と、
インバータ30および35と、NMOSトランジスタ3
1および34と、メモリセルを形成するNMOSトラン
ジスタ32と、基準電圧発生回路36とを備えて構成さ
れており、メモリセルを形成するNOMSトランジスタ
32のゲートには、ワード線信号108が入力され、ま
た、出力回路を形成するNMOSトランジスタ34のゲ
ートには、基準電圧発生回路36よりは所定の基準電圧
ref が入力されている。
【0003】ワード線信号108が電源電圧レベルの場
合にはNOMSトランジスタ32は導通状態となり、節
点Dの電位は帰還回路を形成するインバータ30の論理
しきい値VTHよりも、やや低い電位となる。これにより
NMOSトランジスタ31が導通状態となるために、P
MOSトランジスタ29には電流I1 が流入し、節点E
の電位は節点Dの電位よりもNMOSトランジスタ31
のレシオ分だけ高い値となる。PMOSトランジスタ2
9と33のチャネル幅は、一定の比率、例えば1:3と
いう比率にて構成されており、また、PMOSトランジ
スタ29と33とはカレントミラー回路を構成している
ために、PMOSトランジスタ33に対してはI1 ×3
の電流が流入しようとするが、基準電圧Vref により、
NMOSトランジスタ34に流入しようとする電流の電
流特性を満足する電流I2 が流れ、これにより節点Fの
電位は、PMOSトランジスタ33とNMOSトランジ
スタ34のレシオによって、電源電圧よりも僅かに下っ
た値となり、インバータ35を介して、接地電位の信号
109として出力される。
【0004】また、ワード線信号108が接地電位であ
る場合には、メモリセルを形成するNMOSトランジス
タ32は非導通状態となり、また、NMOSトランジス
タ31も非導通状態となってビット線が切離され、PM
OSトランジスタ29には電流が流れなくなり、従って
PMOSトランジスタ33にも電流が流れなくなる。こ
の場合には、節点Fにおける電位は接地電位となり、イ
ンバータ35を介して電源電位の信号109が出力され
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のセンス
アンプ回路においては、動作周波数が変化に伴い、例え
ば、定常動作時において高速にて電流をセンスする必要
のない場合においても、定常的に電流を消費してセンス
する状態となり、不要の定常電流を流すことにより、消
費電流が無為に増大するという欠点がある。
【0006】
【課題を解決するための手段】第1の発明のセンスアン
プ回路は、ソースが高電位電源に接続され、ゲートがド
レインに連結されて節点Bに接続される第1のPMOS
トランジスタと、ドレインが前記節点Bに接続され、ソ
ースが節点Aに接続される第1のNMOSトランジスタ
と、入力側が前記節点Aに接続され、出力側が前記第1
のNMOSトランジスタのゲートに接続される第1のイ
ンバータと、ドレインが前記節点Aに接続され、ゲート
に所定のワード線信号が入力されるとともにソースが接
地されて、所定のメモリセルを形成する第2のNMOS
トランジスタと、を入力段において備え、ソースが高電
位電源に接続され、ゲートが接地される第2のPMOS
トランジスタと、ソースが前記第2のPMOSトランジ
スタのドレインに接続され、ゲートが前記節点Bに接続
されて、ドレインが節点Cに接続される第3のPMOS
トランジスタと、ドレインが前記節点Cに接続され、ゲ
ートに所定の基準電圧が入力される第3のNMOSトラ
ンジスタと、ドレインが前記第3のNMOSトランジス
タのソースに接続され、ゲートに高電位電源が接続され
て、ソースが接地される第4のNMOSトランジスタ
と、ソースが高電位電源に接続され、ゲートに所定のモ
ード信号が入力される第4のPMOSトランジスタと、
ソースが前記第4のPMOSトランジスタのドレインに
接続され、ゲートが前記節点Bに接続されて、ドレイン
が前記節点Cに接続される第5のPMOSトランジスタ
と、ドレインが前記節点Cに接続され、ゲートに所定の
基準電圧が入力される第5のNMOSトランジスタと、
ドレインが前記第5のNMOSトランジスタのソースに
接続され、ゲートに前記モード信号の反転信号が入力さ
れて、ソースが接地される第6のNMOSトランジスタ
と、入力側が前記節点Cに接続され、出力側が信号出力
端に接続される第2のインバータとを、少なくとも出力
段として備えて構成される。
【0007】また、第2の発明のセンスアンプ回路は、
ソースが高電位電源に接続され、ゲートがドレインに連
結されて節点Bに接続される第1のPMOSトランジス
タと、ドレインが前記節点Bに接続され、ソースが節点
Aに接続される第1のNMOSトランジスタと、入力側
が前記節点Aに接続され、出力側が前記第1のNMOS
トランジスタのゲートに接続される第1のインバータ
と、ドレインが前記節点Aに接続され、ゲートに所定の
ワード線信号が入力されるとともにソースが接地され
て、所定のメモリセルを形成する第2のNMOSトラン
ジスタと、を入力段において備え、ソースが高電位電源
に接続され、ゲートが接地される第2のPMOSトラン
ジスタと、ソースが前記第2のPMOSトランジスタの
ドレインに接続され、ゲートが前記節点Bに接続され
て、ドレインが節点Cに接続される第3のPMOSトラ
ンジスタと、ドレインが前記節点Cに接続され、ゲート
に所定の基準電圧が入力される第3のNMOSトランジ
スタと、ドレインが前記第3のNMOSトランジスタの
ソースに接続され、ゲートに高電位電源が接続されて、
ソースが接地される第4のNMOSトランジスタと、ソ
ースが高電位電源に接続され、ゲートにそれぞれ所定の
第1、第2、………、第nのモード信号が入力される第
4−1、第4−2、……、第4−nのPMOSトランジ
スタと、ソースがそれぞれ前記第4−1、第4−2、…
…、第4−nのPMOSトランジスタのドレインに接続
され、ゲートが前記節点Bに接続されて、ドレインが共
に前記節点Cに接続される第5−1、第5−2、……、
第5−nのPMOSトランジスタと、ドレインがそれぞ
れ前記節点Cに共通接続され、ゲートに所定の基準電圧
が入力される第5−1、第5−2、……、第5−nのN
MOSトランジスタと、ドレインがそれぞれ前記第5−
1、第5−2、……、第5−nのNMOSトランジスタ
のソースに接続され、ゲートにそれぞれ前記第1、第
2、………、第nのモード信号の反転信号が入力され
て、ソースが共に接地される第6−1、第6−2、…
…、第6−nのNMOSトランジスタと、入力側が節点
Cに接続され、出力側が信号出力端に接続される第2の
インバータとを、少なくとも出力段として備えて構成さ
れる。
【0008】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
【0009】図1は本発明の第1の実施例を示すブロッ
ク図である。図1に示されるように、本実施例は、PM
OSトランジスタ1、5〜8と、インバータ2および1
3と、NMOSトランジスタ3および9〜12と、メモ
リセルを形成するNMOSトランジスタ4と、基準電圧
発生回路14とを備えて構成される。
【0010】図1により明らかなように、本実施例の従
来例と異なる点は、図3におけるPMOSトランジスタ
31がチャネル幅が相等しいい二つのPMOSトランジ
スタ7および8に分割されて構成され、また、これらの
二つのPMOSトランジスタ7および8のソースには、
それぞれ同一のディメンジョンのPMOSトランジスタ
5および6のドレインが接続されている。PMOSトラ
ンジスタ5のゲートは接地電位に接続されており、これ
により、PMOSトランジスタ5は常時導通状態となっ
ている。また、PMOSトランジスタ6のゲートにはモ
ード信号102が入力されている。この場合、PMOS
トランジスタ1と、PMOSトランジスタ7、8のチャ
ネル幅は一定の比率、例えば1:1.5に設定されてい
る。
【0011】また、図3におけるNMOSトランジスタ
32がチャネル幅が相等しい二つのNMOSトランジス
タ9および10に分割されて構成され、これらの二つの
NMOSトランジスタ9および10のゲートには、基準
電圧発生回路14より出力される基準電圧Vref が入力
されている。これらの二つのNMOSトランジスタ9お
よび10のソースには、それぞれNMOSトランジスタ
11および12のドレインが接続されており、NMOS
トランジスタ11のゲートには電源電位が接続され、N
MOSトランジスタ12のゲートにはモード信号102
の反転信号103が入力されている。なお、PMOSト
ランジスタ1、インバータ2、NMOSトランジスタ3
およびメモリセルを形成するNMOSトランジスタ4を
含む回路、およびインバータ13については、前述の従
来例の場合と同様である。
【0012】ワード線信号101が電源電圧レベルで、
モード信号102が接地電位レベルの場合には、従来例
の場合と同様にメモリセルを形成するNMOSトランジ
スタ4とNMOSトランジスタ3は導通状態となり、P
MOSトランジスタ1にはI1 の電流が流入する。また
5および6も導通状態となっているために、PMOSト
ランジスタとカレントミラー回路を形成しているPMO
Sトランジスタ7と8には、総計I1 ×3の電流が流入
しようとする。しかし、NMOSトランジスタも導通状
態にあるために、NMOSトランジスタ9および10
は、基準電圧Vref により電流特性が規定されているの
で、PMOSトランジスタ5、6、7および8と、NM
OSトランジスタ9、10、11および12により規制
される電流I2 が接地点に向って流れる状態となる。こ
の場合、節点Cの電位は、PMOSトランジスタ5、
6、7および8と、NMOSトランジスタ9、10、1
1および12のレシオによって、電源電圧よりも僅かに
低下した値となり、インバータ13を介して出力される
信号104は接地電位レベルにて出力される。
【0013】次に、モード信号102が電源電圧レベル
の場合には、PMOSトランジスタ6およびNMOSト
ランジスタ12は共に非導通状態となる。また、PMO
Sトランジスタ1には電流I1 が流入し、PMOSトラ
ンジスタ1とカレントミラー回路を形成するPMOSト
ランジスタ7にはI1 ×1.5の電流が流入しようとす
るが、基準電圧Vref によりNMOSトランジスタ9の
電流特性が規定されるために、PMOSトランジスタ5
および7と、NMOSトランジスタ9および11とによ
り規制される電流I3 が接地点に向って流れる。この場
合に、上記の電流I3 は略I2 /2に等しい値となって
いる。また節点Cの電位は、PMOSトランジスタ5お
よび7とNMOSトランジスタ9および11のレシオに
より、電源電圧より僅かに低下した値となっており、イ
ンバータ13を介して出力される信号104は、電源電
位レベルにて出力される。
【0014】また、ワード線信号101が接地電位レベ
ルの場合には、従来例の場合と全く同様の動作が行われ
る。
【0015】次に、図2に示されるのは、本発明の第2
の実施例を示す回路図である。図2に示されるように、
本実施例は、PMOSトランジスタ15、19、20−
1〜20−n、21、および22−1〜22〜nと、イ
ンバータ16および27と、メモリセルを形成するNP
Nトランジスタ18と、NMOSトランジスタ17、2
3、24−1〜24−n、25および26−1〜26−
nと、基準電圧発生回路28とを備えて構成される。
【0016】本実施例の第1の実施例との相違点は、第
1の実施例においては、図1に示されるPMOSトラン
ジスタ6および8と、NMOSトランジスタ10および
11とにより形成された出力回路が、本実施例において
は、それぞれモード信号105−1〜105−nのゲー
ト入力に対応するPMOSトランジスタ20−1〜20
−nおよび22−1〜22−nと、それぞれモード信号
105−1〜105−nの反転信号106−1〜106
−nのゲート入力に対応するNMOSトランジスタ26
−1〜26−nおよび24−1〜24−nとにより構成
されていることである。即ち、本実施例においては、n
個のモード信号入力に対応するn個のチャネル幅切替回
路を備えることにより、当該モード信号によりセンス電
流を多段階的に制御することが可能となる。なお、本実
施例の回路動作については、基本的に第1の実施例の場
合と同様であるので省略する。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、モード
信号により、センスアンプ回路における出力回路部にお
ける実効チャネル幅を切替える回路を設けることによ
り、当該出力回路部に流入する電流を抑制制御すること
が可能となり、これにより、低速モードおよび高速モー
ドの切替えによる動作時において、低速モード時におけ
る出力回路部の流入電流を抑制することにより、消費電
流を低減することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明第1の実施例を示す回路図である。
【図2】本発明第2の実施例を示す回路図である。
【図3】従来例を示す回路図である。
【符号の説明】
1、5〜8、15、19、20−1〜20−n、21、
22−1〜22−n、29、33 PMOSトランジ
スタ 2、13、16、27、30、35 インバータ 3、4、9〜12、17、18、23、24−1〜24
−n、25、26−1〜26−n、31、32、34
NMOSトランジスタ 14、28、36 基準電圧発生回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G11C 17/18 G11C 16/06

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ソースが高電位電源に接続され、ゲート
    がドレインに連結されて節点Bに接続される第1のPM
    OSトランジスタと、 ドレインが前記節点Bに接続され、ソースが節点Aに接
    続される第1のNMOSトランジスタと、 入力側が前記節点Aに接続され、出力側が前記第1のN
    MOSトランジスタのゲートに接続される第1のインバ
    ータと、 ドレインが前記節点Aに接続され、ゲートに所定のワー
    ド線信号が入力されるとともにソースが接地されて、所
    定のメモリセルを形成する第2のNMOSトランジスタ
    と、 を入力段において備え、 ソースが高電位電源に接続され、ゲートが接地される第
    2のPMOSトランジスタと、 ソースが前記第2のPMOSトランジスタのドレインに
    接続され、ゲートが前記節点Bに接続されて、ドレイン
    が節点Cに接続される第3のPMOSトランジスタと、 ドレインが前記節点Cに接続され、ゲートに所定の基準
    電圧が入力される第3のNMOSトランジスタと、 ドレインが前記第3のNMOSトランジスタのソースに
    接続され、ゲートに高電位電源が接続されて、ソースが
    接地される第4のNMOSトランジスタと、 ソースが高電位電源に接続され、ゲートに所定のモード
    信号が入力される第4のPMOSトランジスタと、 ソースが前記第4のPMOSトランジスタのドレインに
    接続され、ゲートが前記節点Bに接続されて、ドレイン
    が前記節点Cに接続される第5のPMOSトランジスタ
    と、 ドレインが前記節点Cに接続され、ゲートに所定の基準
    電圧が入力される第5のNMOSトランジスタと、 ドレインが前記第5のNMOSトランジスタのソースに
    接続され、ゲートに前記モード信号の反転信号が入力さ
    れて、ソースが接地される第6のNMOSトランジスタ
    と、 入力側が前記節点Cに接続され、出力側が信号出力端に
    接続される第2のインバータと、 を、少なくとも出力段として備えることを特徴とするセ
    ンスアンプ回路。
  2. 【請求項2】 ソースが高電位電源に接続され、ゲート
    がドレインに連結されて節点Bに接続される第1のPM
    OSトランジスタと、 ドレインが節点Bに接続され、ソースが節点Aに接続さ
    れる第1のNMOSトランジスタと、 入力側が節点Aに接続され、出力側が前記第1のNMO
    Sトランジスタのゲートに接続される第1のインバータ
    と、 ドレインが前記節点Aに接続され、ゲートに所定のワー
    ド線信号が入力されるとともにソースが接地されて、所
    定のメモリセルを形成する第2のNMOSトランジスタ
    と、 を入力段において備え、 ソースが高電位電源に接続され、ゲートが接地される第
    2のPMOSトランジスタと、 ソースが前記第2のPMOSトランジスタのドレインに
    接続され、ゲートが前記節点Bに接続されて、ドレイン
    が節点Cに接続される第3のPMOSトランジスタと、 ドレインが前記節点Cに接続され、ゲートに所定の基準
    電圧が入力される第3のNMOSトランジスタと、 ドレインが前記第3のNMOSトランジスタのソースに
    接続され、ゲートに高電位電源が接続されて、ソースが
    接地される第4のNMOSトランジスタと、 ソースが高電位電源に接続され、ゲートにそれぞれ所定
    の第1、第2、………、第n(正整数)のモード信号が
    入力される第4−1、第4−2、……、第4−nのPM
    OSトランジスタと、 ソースがそれぞれ前記第4−1、第4−2、……、第4
    −nのPMOSトランジスタのドレインに接続され、ゲ
    ートが前記節点Bに接続されて、ドレインが共に節点C
    に接続される第5−1、第5−2、……、第5−nのP
    MOSトランジスタと、 ドレインがそれぞれ前記節点Cに共通接続され、ゲート
    に所定の基準電圧が入力される第5−1、第5−2、…
    …、第5−nのNMOSトランジスタと、 ドレインがそれぞれ前記第5−1、第5−2、……、第
    5−nのNMOSトランジスタのソースに接続され、ゲ
    ートにそれぞれ前記第1、第2、………、第nのモード
    信号の反転信号が入力されて、ソースが共に接地される
    第6−1、第6−2、……、第6−nのNMOSトラン
    ジスタと、 入力側が前記節点Cに接続され、出力側が信号出力端に
    接続される第2のインバータと、 を、少なくとも出力段として備えることを特徴とするセ
    ンスアンプ回路。
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