JP3211692B2 - Amplifier circuit - Google Patents

Amplifier circuit

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JP3211692B2
JP3211692B2 JP34498796A JP34498796A JP3211692B2 JP 3211692 B2 JP3211692 B2 JP 3211692B2 JP 34498796 A JP34498796 A JP 34498796A JP 34498796 A JP34498796 A JP 34498796A JP 3211692 B2 JP3211692 B2 JP 3211692B2
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はメモリ装置すなわちメモ
リセルが集積化された半導体集積回路に係り、特にメモ
リセルから読み出された微小な電位差を有する一対の相
補信号を高速かつ大きな増幅率で増幅するセンスアンプ
回路技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a memory device, that is, a semiconductor integrated circuit in which memory cells are integrated. More specifically, the present invention relates to a method for transmitting a pair of complementary signals having a small potential difference read from a memory cell at a high speed and a large amplification factor. The present invention relates to a sense amplifier circuit technology for amplifying.

【0002】[0002]

【従来の技術】メモリセルからの読み出し信号を増幅す
るための従来のセンス回路の一例としては、特開昭52
−8734号は図3に記載のように、相補対入力信号
d, ̄dがセンスアンプ回路の2つの駆動MOSトラン
ジスタQ13,Q14のゲートおよびドレインにたすき
がけに接続されており、上記2つの駆動MOSQ13,
Q14のドレインが、それぞれ相補対出力信号D, ̄D
となっている。
2. Description of the Related Art An example of a conventional sense circuit for amplifying a read signal from a memory cell is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No.
No. 8734, as shown in FIG. 3, the complementary pair input signals d and .DELTA.d are connected to the gates and drains of the two drive MOS transistors Q13 and Q14 of the sense amplifier circuit, and the two drive signals are connected. MOSQ13,
The drains of Q14 are complementary pair output signals D,.
It has become.

【0003】また、米国特許第4,335,449号は図
4に記載のように、2つの負荷MOSトランジスタQ2
1,Q22をたすきがけに接続し、駆動トランジスタQ
23,Q24にバイポーラトランジスタを用い、2つの
駆動バイポーラトランジスタQ23,Q24のベース
に、相補的対入力信号d, ̄dが接続される。
US Pat. No. 4,335,449 discloses two load MOS transistors Q2 as shown in FIG.
1 and Q22 are connected to each other, and the driving transistor Q
Bipolar transistors are used for 23 and Q24, and complementary paired input signals d and  ̄d are connected to bases of two driving bipolar transistors Q23 and Q24.

【0004】なお、従来のセンス回路としては、他にも
特開昭62―46489号公報や米国特許第4,24
7,791号などにも記載がある。
[0004] Other conventional sense circuits include Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-46489 and US Pat.
No. 7,791 and the like.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記特開昭52−87
34号(図3参照)は、相補対入力信号d, ̄dが、セ
ンスアンプ回路中の駆動MOSQ13,Q14のゲート
とドレインの両方に接続されており、かつ入力信号線
d, ̄dと出力信号線D, ̄Dとが直接接続されている
ため、出力信号線D, ̄Dの負荷容量が非常に大きい場
合には、高速で増幅できないと言う欠点と、正帰還動作
のために、相補対入力および出力信号の反転が遅いと言
う欠点を有することが本願発明者の検討により明らかと
された。
SUMMARY OF THE INVENTION The above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-87.
No. 34 (see FIG. 3) is that the complementary pair input signals d and .DELTA.d are connected to both the gates and drains of the driving MOSs Q13 and Q14 in the sense amplifier circuit, and the input signal lines d and .DELTA.d Since the signal lines D and  ̄D are directly connected, when the load capacitance of the output signal lines D and  ̄D is very large, amplification cannot be performed at high speed, and because of the positive feedback operation, there is a complementarity. It has been clarified by the study of the present inventor that it has a disadvantage that the inversion of the paired input and output signals is slow.

【0006】また、上記米国特許4,335,449号
(図4参照)は、バイポーラトランジスタQ23,Q2
4を用いて、出力信号線の負荷容量を駆動しているが、
相補対入力信号d, ̄dの電位差が小さい場合は、この
入力電位差に応答したバイポーラトランジスタQ23,
Q24の動作電流がたすきがけ接続された負荷MOSト
ランジスタQ23,Q24の動作電流がたすきがけ接続
された負荷MOSトランジスタQ21,Q22に流れて
いる正帰還保持電流に対して弱く微小な入力信号に応答
してバイポーラトランジスタQ23,Q24と負荷MO
SトランジスタQ21,Q22とが反転できず、微小な
入力信号に対する高速センス動作が困難であると言う欠
点を有することも本願発明者の検討により明らかとされ
た。
US Pat. No. 4,335,449 (see FIG. 4) discloses bipolar transistors Q23 and Q2.
4 is used to drive the load capacitance of the output signal line.
When the potential difference between the complementary pair input signals d and  ̄d is small, the bipolar transistor Q23,
The operating current of Q24 is cross-connected, and the operating current of load MOS transistors Q23, Q24 responds to a weak and weak input signal with respect to the positive feedback holding current flowing through the cross-connected load MOS transistors Q21, Q22. Bipolar transistors Q23 and Q24 and load MO
It has been clarified by the study of the present inventor that the S-transistors Q21 and Q22 cannot be inverted and have a disadvantage that high-speed sensing operation for a minute input signal is difficult.

【0007】従って、本発明の目的は上述の従来技術の
欠点を克服し、高速動作可能なセンスアンプ回路を提供
することにある。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a sense amplifier circuit capable of operating at high speed, overcoming the above-mentioned disadvantages of the prior art.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記したように、メモリ
セルから読み出された微小な入力信号に対する高速セン
ス動作を可能とするため、ゲートとドレインとがクロス
カップル接続された負荷MOSトランジスタに接続され
た一対のトランジスタの相補出力間に第1スイッチング
手段を接続し、上記読み出し信号に応答して上記一対の
トランジスタが反転する際この第1スイッチング手段を
第1制御信号により導通せしめ、しかる後上記第1スイ
ッチング手段を非導通状態に制御させるものである。
As described above, in order to enable a high-speed sensing operation for a minute input signal read from a memory cell, a gate and a drain are connected to a load MOS transistor having a cross-coupled connection. Connecting the first switching means between the complementary outputs of the paired transistors, and turning on the first switching means by the first control signal when the pair of transistors is inverted in response to the read signal; The first switching means is controlled to be in a non-conductive state.

【0009】一方、上述したように、負荷容量が非常に
大きいセンスアンプの出力信号線を高速に駆動するた
め、プリアンプはその入力信号線とその出力信号線とが
直結された回路形式を有してなり、メモリセルからの信
号読み出しを開始するためプリアンプとセンス増幅器と
を活性状態に制御して、メモリセルから読み出された相
補信号をプリアンプで増幅し、このプリアンプの相補増
幅出力信号をさらに後段のセンスアンプで増幅し、この
センスアンプの相補出力信号によってセンスアンプの出
力信号線の重負荷容量を駆動する如き多段増幅回路構成
とするとともに、後段のセンスアンプの増幅動作がほぼ
終了した時点(メモリセルからの信号読み出し開始から
所定時間経過後)で前段のプリアンプを非活性状態に制
御し、後段のセンス増幅器を活性状態に維持するもので
ある。
On the other hand, as described above, in order to drive the output signal line of the sense amplifier having a very large load capacitance at high speed, the preamplifier has a circuit type in which the input signal line and the output signal line are directly connected. The preamplifier and the sense amplifier are controlled to an active state in order to start signal reading from the memory cell, the complementary signal read from the memory cell is amplified by the preamplifier, and the complementary amplified output signal of the preamplifier is further amplified. Amplify by the subsequent sense amplifier, and configure a multi-stage amplifier circuit configuration to drive the heavy load capacitance of the output signal line of the sense amplifier by the complementary output signal of this sense amplifier, and at the time when the amplification operation of the subsequent sense amplifier is almost completed (After a lapse of a predetermined time from the start of signal reading from the memory cell), the preamplifier in the preceding stage is controlled to the inactive state, and the sense in the subsequent stage is controlled. It is to maintain the width unit active.

【0010】[0010]

【作用】第1制御信号により第1スイッチング手段が導
通状態となると、クロスカップル接続された負荷MOS
トランジスタの正帰還保持動作が解消されるので、微小
な入力信号に応答して一対のトランジスタは高速の反転
動作をすることが可能となる。
When the first switching means is turned on by the first control signal, the cross-coupled load MOS is connected.
Since the positive feedback holding operation of the transistor is eliminated, the pair of transistors can perform a high-speed inversion operation in response to a minute input signal.

【0011】一方、後段のセンスアンプの増幅動作がほ
ぼ終了した時点で前段のプリアンプが非活性状態に制御
されるので、プリアンプの相補入出力すなわちセンスア
ンプの相補入力の電位差が必要量以上に拡大されること
が無くなり、次の反転読み出しを高速に実行することが
可能となる。また、プリアンプが非活性状態に制御され
ても、メモリセルから読み出された信号は非活性状態の
プリアンプの入力信号線と出力信号線との間の直結経路
を介して活性状態に制御されたセンス増幅器の入力に伝
達され増幅されるので、センス増幅器の増幅出力の消失
を回避することができる。
On the other hand, since the preamplifier in the preceding stage is controlled to be inactive at the time when the amplification operation of the subsequent sense amplifier is almost completed, the potential difference between the complementary input / output of the preamplifier, that is, the complementary input of the sense amplifier, becomes larger than necessary. And the next inverted reading can be executed at high speed. Further, even when the preamplifier is controlled to be inactive, the signal read from the memory cell is controlled to be active via a direct connection path between the input signal line and the output signal line of the inactive preamplifier. Since the signal is transmitted to and amplified by the input of the sense amplifier, the loss of the amplified output of the sense amplifier can be avoided.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図1により説明す
る。Q1,Q2,Q6,Q8はpチャネルMOSトラン
ジスタ(以下pMOSと称する)、Q3,Q4,Q5,
Q7,Q9はnチャネルMOSトランジスタ(以下nM
OSと称する)であり、d, ̄dは本実施例のセンス回
路に入力する一対の相補信号でありメモリセルからの相
補読出信号が伝達され、D,D ̄は本センス回路から出
力する一対の相補信号、 ̄φ1,φ1, ̄φ2,φ2
は、それぞれトランジスタQ6,Q7,Q8,Q9を駆
動するパルス信号、NMOSQ5のゲート端子に印加さ
れるSACは本センスアンプの活性化信号であり、これ
らの信号のタイミングは図2に示すが、特に、PMOS
Q1,Q2はクロスカップル接続された負荷MOS,N
MOSQ3,Q4は差動トランジスタ、PMOSQ8と
NMOSQ9とは第1スイッチング手段として動作し、
パルス信号φ2, ̄φ2は第1制御信号である。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. Q1, Q2, Q6 and Q8 are p-channel MOS transistors (hereinafter referred to as pMOS), Q3, Q4 and Q5.
Q7 and Q9 are n-channel MOS transistors (hereinafter referred to as nM
OS, and d and  ̄d are a pair of complementary signals input to the sense circuit of the present embodiment, a complementary read signal from the memory cell is transmitted, and D and D ̄ are a pair of complementary signals output from the sense circuit.相 補 φ1, φ1,  ̄φ2, φ2
Is a pulse signal for driving the transistors Q6, Q7, Q8 and Q9, respectively, and SAC applied to the gate terminal of the NMOS Q5 is an activation signal of the present sense amplifier. The timing of these signals is shown in FIG. , PMOS
Q1 and Q2 are cross-coupled load MOSs, N
MOS Q3 and Q4 operate as differential transistors, and PMOS Q8 and NMOS Q9 operate as first switching means.
The pulse signals φ2 and Δφ2 are first control signals.

【0013】尚、作動トランジスタQ3,Q4はnpn
バイポーラトランジスタによって置換されることも可能
である。又、トランジスタQ6,Q7はどちらか一方の
みでもよく、トランジスタQ8,Q9についてもどちら
か一方のみで動作可である。
The operating transistors Q3 and Q4 are npn
It can be replaced by a bipolar transistor. In addition, only one of the transistors Q6 and Q7 may be used, and only one of the transistors Q8 and Q9 can operate.

【0014】d, ̄dはスタティック型メモリセルから
読み出される微小電位差を有するセンスアンプの一対の
相補入力信号で、信号遷移期間中にパルス信号 ̄φ1,
φ1により相補入力信号電位差縮小用MOSトランジス
タQ6,Q7が導通され、d, ̄dが同電位とされ、反
転読み出しが高速化される。続いて、パルス信号 ̄φ
2,φ2により相補出力信号電位差縮小用MOSトラン
ジスタQ8,Q9が導通され、補相出力信号D, ̄Dが
同電位にされるとともに、クロスカップル接続された負
荷MOSトランジスタQ1,Q2の正帰還保持動作が弱
められるので、反転読み出しが高速化される。次に、一
対の相補信号がメモリセルよりd, ̄dに読み出されは
じめるのと同時に、Q6,Q7が非導通とされ、d, ̄
d間の電位差が広がる。続いて、Q8,Q9も非導通と
される。
D and .DELTA.d are a pair of complementary input signals of a sense amplifier having a small potential difference read out from the static memory cell.
The complementary input signal potential difference reducing MOS transistors Q6 and Q7 are turned on by φ1, and d and  ̄d are set to the same potential, so that inversion reading is speeded up. Subsequently, the pulse signal  ̄φ
2 and φ2, the complementary output signal potential difference reducing MOS transistors Q8 and Q9 are turned on, the complementary output signals D and .DELTA.D are set to the same potential, and the positive feedback of the cross-coupled load MOS transistors Q1 and Q2 is maintained. Since the operation is weakened, the speed of the inversion reading is increased. Next, at the same time when a pair of complementary signals starts to be read out from the memory cell to d and  ̄d, Q6 and Q7 are turned off, and d and  ̄d are turned off.
The potential difference between d spreads. Subsequently, Q8 and Q9 are also turned off.

【0015】今、図2のタイミング図の時間軸におい
て、時刻t1からt2へ遷移した時点を考える。このと
き、dの電位は下降し、 ̄dの電位は上昇するが、ノー
ドN1とN2はまだ同電位である。したがって、Q3の
ドレイン電流は減少し、Q4のドレイン電流は増加し、
その後ノードN1の電位は上昇しノードN2の電位は下
降し始める。このため、Q1のドレイン電流が増加しQ
2のドレイン電流が減少し、さらにノードN1の電位が
上昇しノードN2の電位が下降する。これがさらに、Q
1のドレイン電流を増加させQ2のドレイン電流を減少
させ、ノードN1の電位を上昇させノードN2の電位を
下降させる方向に働く。すなわち、本センスアンプのノ
ードN1,N2には正帰還が働き、急速に電位差を広げ
る効果があり、きわめて高速センスアンプを実現するこ
とができる。
Now, let us consider a time point when the transition from time t1 to t2 is made on the time axis of the timing chart of FIG. At this time, the potential of d decreases and the potential of Δd increases, but the nodes N1 and N2 are still at the same potential. Therefore, the drain current of Q3 decreases, the drain current of Q4 increases,
Thereafter, the potential of the node N1 rises and the potential of the node N2 starts to fall. Therefore, the drain current of Q1 increases and Q1
2, the potential of the node N1 rises and the potential of the node N2 falls. This is Q
1 increases the drain current of Q2, decreases the drain current of Q2, and acts in the direction of increasing the potential of node N1 and decreasing the potential of node N2. That is, positive feedback is applied to the nodes N1 and N2 of the present sense amplifier, which has the effect of rapidly expanding the potential difference, and an extremely high-speed sense amplifier can be realized.

【0016】すなわち、相補入力信号d, ̄dに差動ト
ランジスタQ3,Q4が応答するとともに、負荷MOS
トランジスタQ1,Q2がこの差動トランジスタQ3,
Q4に応答するため、負荷容量の大きい相補出力補出力
D, ̄Dを高速で充電もしくは放電することができる。
That is, the differential transistors Q3 and Q4 respond to the complementary input signals d and .SIGMA.d, and the load MOS
The transistors Q1 and Q2 are connected to the differential transistors Q3 and Q3.
In response to Q4, the complementary output complementary outputs D and ΔD having a large load capacity can be charged or discharged at high speed.

【0017】本センスアンプにおいて、Q6,Q7,Q
8,Q9はきわめて重要な役割を果たしている。すなわ
ち相補入力信号d, ̄d間および相補出力信号D, ̄D
間を、信号遷移期間中に短絡し、信号遷移を速やかに行
なわせる働きをしている。Q6,Q7,Q8,Q9を用
いない場合のd, ̄dおよびD, ̄Dのタイミングを図
2に破線で示している。このとき、負荷MOSトランジ
スタQ1,Q2の正帰還回路の作用により相補出力信号
D, ̄Dの遷移が妨げられ、相補入力信号電位差が大き
くなる時刻t3に至ってやっとD, ̄Dの遷移が生じ
る。すなわち、センス速度が大幅に遅くなる。あるい
は、相補入力信号d, ̄dの最大電位差が小さい場合
は、相補出力信号D, ̄Dの遷移が生じない、すなわち
正しいデータが読みだされない場合が生じ得る。
In this sense amplifier, Q6, Q7, Q
8. Q9 plays a very important role. That is, between complementary input signals d and  ̄d and complementary output signals D and  ̄D
Is short-circuited during the signal transition period, and serves to promptly perform the signal transition. The timings of d, お よ び d and D,  ̄D when Q6, Q7, Q8, and Q9 are not used are shown by broken lines in FIG. At this time, the positive feedback circuit of the load MOS transistors Q1 and Q2 prevents the transition of the complementary output signals D and  ̄D, and the transition of D and 生 じ る D occurs only at time t3 when the complementary input signal potential difference increases. That is, the sensing speed is significantly reduced. Alternatively, when the maximum potential difference between the complementary input signals d and .DELTA.d is small, the transition of the complementary output signals D and .DELTA.D may not occur, that is, correct data may not be read.

【0018】以上のように、本実施例によれば、微小な
電位差をもつ一対の相補入力信号を、きわめて高速かつ
大きな増幅率で増幅する効果がある。
As described above, according to this embodiment, there is an effect that a pair of complementary input signals having a minute potential difference are amplified at a very high speed and a large amplification factor.

【0019】本発明の他の実施例を図5に示す。図5の
実施例は、第一の実施例(図1)において、pMOSと
nMOSの役割が入れ替わった構成となっており、図1
と同様にきわめて高速かつ大増幅率で増幅する効果があ
る。
FIG. 5 shows another embodiment of the present invention. The embodiment of FIG. 5 has a configuration in which the roles of the pMOS and the nMOS are switched in the first embodiment (FIG. 1).
In the same manner as described above, there is an effect of amplifying at a very high speed and a large amplification rate.

【0020】本実施例においてもMOSトランジスタQ
36とQ37はどちらか一方でもよく、Q38とQ39
のどちらか一方でも所望の動作が可能である。
In this embodiment, the MOS transistor Q
36 and Q37 may be either one, and Q38 and Q39
A desired operation can be performed in either one of them.

【0021】図6もまた、本発明の他の実施例である。
図6は、図1の回路を2段縦続接続した構成になってお
り、2段縦続接続することにより増幅率をさらに大きく
でき、相補出力信号D, ̄Dの電位差を電源電圧いっぱ
いまで広げることができる。また、図6の回路では2段
目センスアンプ部のトランジスタQ46〜Q50のサイ
ズを大きくして、負荷駆動能力を協力化し、D, ̄Dに
大きな負荷容量が接続される場合、この負荷容量を高速
に駆動することができる。
FIG. 6 is another embodiment of the present invention.
FIG. 6 shows a configuration in which the circuit of FIG. 1 is cascaded in two stages. By cascading the circuits in two stages, the amplification factor can be further increased, and the potential difference between the complementary output signals D and ΔD is expanded to the full power supply voltage. Can be. In the circuit of FIG. 6, the size of the transistors Q46 to Q50 in the second stage sense amplifier section is increased to cooperate the load driving capability. When a large load capacitance is connected to D and ΔD, the load capacitance is reduced. It can be driven at high speed.

【0022】図7も本発明の他の実施例である。図7の
回路は、従来からよく知られたNMOS差動Q43,Q
44,Q43′,Q44′およびPMOSカレントミラー
Q41,Q42,Q41′,Q42′からなるセンスアン
プを初段とし、図1の回路を2段目のセンスアンプとし
て縦続接続した構成となっている。
FIG. 7 shows another embodiment of the present invention. The circuit shown in FIG. 7 employs well-known NMOS differential Q43 and Q43.
In this configuration, the first stage is a sense amplifier composed of 44, Q43 ', Q44' and PMOS current mirrors Q41, Q42, Q41 ', Q42', and the circuit of FIG. 1 is cascaded as a second stage sense amplifier.

【0023】本発明は、相補出力D, ̄Dを出力すると
ころのいわゆるダブル・エンドセンス増幅器に関係する
ものである。カレントミラー負荷を使用する場合は、相
補出力を得るためには二つのカレントミラー負荷回路が
必要である。図7の第1段目のカレントミラー負荷回路
型センスアンプは高速であるものの、図7の第2段のク
ロスカップル接続負荷回路型センスアンプほどは高速で
は無い。また、第2段目のトランジスタ数が5であるの
に対して第1段目のトランジスタ数が9であると言う欠
点がある。
The present invention relates to a so-called double-ended sense amplifier which outputs complementary outputs D and ΔD. When a current mirror load is used, two current mirror load circuits are required to obtain a complementary output. Although the first-stage current mirror load circuit type sense amplifier of FIG. 7 is fast, it is not as fast as the second-stage cross-coupled load circuit type sense amplifier of FIG. In addition, there is a disadvantage that the number of transistors in the first stage is nine while the number of transistors in the second stage is five.

【0024】しかし、図7においては第1段目にカレン
トミラー負荷回路型センスアンプを用いることによっ
て、下記の如き利点を生じるものである。
However, in FIG. 7, the following advantages are obtained by using a current mirror load circuit type sense amplifier in the first stage.

【0025】すなわち、メモリ装置を高速とするために
は、メモリ装置のワード線選択のためのワード線駆動信
号の印加の時点からセンスアンプからの出力までの時点
までの遅延TDを小さくすることが重要である。一方、
上記のワード線駆動信号の印加の時点からMOSトラン
ジスタQ51,Q52,Q53,Q54,Q55,Q5
6の非導通による相補信号線間の電位差縮小動作終了ま
での時点までの遅延TEが存在する。
That is, in order to increase the speed of the memory device, it is necessary to reduce the delay TD from the time when the word line drive signal for selecting the word line of the memory device is applied to the time when the signal is output from the sense amplifier. is important. on the other hand,
The MOS transistors Q51, Q52, Q53, Q54, Q55, Q5
6, there is a delay TE up to the end of the operation of reducing the potential difference between the complementary signal lines due to non-conduction.

【0026】図21の横軸は後者の遅延TEを示し、そ
の縦軸は前者の遅延TDを示し、図21図中で実践は図
7の実施例の特性を示し、破線は図6の実施例の特性を
示している。
The horizontal axis of FIG. 21 shows the latter delay TE, and the vertical axis shows the former delay TD. In FIG. 21, the practice shows the characteristics of the embodiment of FIG. 7, and the broken line shows the implementation of FIG. The characteristics of the example are shown.

【0027】いずれの特性においても、ワード線駆動信
号の印加の時点から相補信号線間の電位差縮小動作終了
までの時点までの遅延TEが短すぎると、センスアンプ
中の差動トランジスタもしくは負荷トランジスタの対と
なっているトランジスタのしきい値電圧などの電気的特
性差によって、センスアンプの第1段目の相補入力信号
の振幅が微小である間に、センスアンプの第1段目の差
動トランジスタの相補出力から誤情報が一時的に出力さ
れてしまい、第1段目の差動トランジスタの相補出力か
ら正しい情報を得るために遅れが生じることとなる。こ
の遅れが、上記ワード線駆動信号の印加の時点からセン
スアンプからの出力までの時点までの遅延TDを支配的
に決定することとなる。
In any of the characteristics, if the delay TE from the application of the word line drive signal to the end of the operation of reducing the potential difference between the complementary signal lines is too short, the differential transistor or the load transistor in the sense amplifier is not provided. While the amplitude of the complementary input signal of the first stage of the sense amplifier is small due to the difference in electrical characteristics such as the threshold voltage of the paired transistors, the differential transistor of the first stage of the sense amplifier Erroneous information is temporarily output from the complementary output of the first stage, and a delay occurs in obtaining correct information from the complementary output of the first-stage differential transistor. This delay predominantly determines the delay TD from the application of the word line drive signal to the output from the sense amplifier.

【0028】図6の実施例のセンスアンプの第1段目の
正帰還負荷の増幅率が大きいため、この第1段目の出力
から大きな振幅で誤情報が出力されることになる。一
方、図7の実施例のセンスアンプの第1段目のカレント
ミラー負荷の増幅率は図6の正帰還負荷の増幅率と比較
して小さいので、図7の実施例のセンスアンプの第1段
目の出力から生じる誤情報の振幅は小さいものとなり、
図7の遅延TDは小さなものとなる。
Since the amplification factor of the positive feedback load of the first stage of the sense amplifier of the embodiment of FIG. 6 is large, erroneous information is output from the output of the first stage with a large amplitude. On the other hand, since the amplification factor of the first stage current mirror load of the sense amplifier of the embodiment of FIG. 7 is smaller than the amplification factor of the positive feedback load of FIG. 6, the first stage of the sense amplifier of the embodiment of FIG. The amplitude of the erroneous information resulting from the output of the stage becomes small,
The delay TD in FIG. 7 is small.

【0029】以上のように図6の実施例と比較して図7
の実施例は負荷回路の増幅率が小さいので、上記の電位
差縮小動作終了に関係する遅延TEが短くなっても、上
記のセンスアンプ出力に関係する遅延TDはそれほど大
きくなることは無い。
As described above, in comparison with the embodiment of FIG.
In this embodiment, since the amplification factor of the load circuit is small, the delay TD related to the output of the sense amplifier does not increase so much even if the delay TE related to the end of the potential difference reducing operation is reduced.

【0030】従って、図7の実施例によれば、電位差縮
小動作終了に関係する遅延TEの最小値は図6の実施例
と比較して1.3nS小さくすることが可能となって、
この遅延時間TEに関するタイミング・マージンを大き
くすることができる。
Therefore, according to the embodiment of FIG. 7, the minimum value of the delay TE related to the end of the potential difference reducing operation can be reduced by 1.3 ns as compared with the embodiment of FIG.
The timing margin for the delay time TE can be increased.

【0031】図8も本発明の他の実施例である。図8の
回路は、接地電圧の如き固定電圧がゲートに印加された
PMOSQ41,Q42を負荷とする差動アンプを初段
とし、図1の回路を2段目センスアンプとして縦続接続
した構成となっている。
FIG. 8 shows another embodiment of the present invention. The circuit of FIG. 8 has a configuration in which a differential amplifier having PMOSs Q41 and Q42 whose gates are applied with a fixed voltage such as a ground voltage as a load is the first stage, and the circuit of FIG. 1 is cascaded as a second stage sense amplifier. I have.

【0032】図7,図8の構成においても、2段目の正
帰還型センスアンプにより、データバスD, ̄Dの大き
な負荷容量を高速で駆動することができる。
7 and 8, the large load capacitance of the data buses D and .DELTA.D can be driven at high speed by the second stage positive feedback type sense amplifier.

【0033】図9の回路は、公知のセンス回路であり、
カレントミラー型アンプを2ケ並列接続したアンプを2
段縦接続した構成となっている。
The circuit shown in FIG. 9 is a known sense circuit.
Two amplifiers with two current mirror type amplifiers connected in parallel
It is configured to be connected vertically.

【0034】図10は、本発明の一実施例である図6の
センス回路と従来例である図9のセンス回路の遅延時間
をセンスアンプ平均電流に対して示したグラフである。
図10より、本発明の一実施例である図6のセンス回路
は、従来例である。図9のセンス回路に比べて2倍以上
の高速性を有することが明らかである。
FIG. 10 is a graph showing the delay time of the sense circuit of FIG. 6 as an embodiment of the present invention and the sense circuit of FIG. 9 as a conventional example with respect to the average current of the sense amplifier.
From FIG. 10, the sense circuit of FIG. 6, which is an embodiment of the present invention, is a conventional example. It is clear that the sense circuit has twice or more the speed of the sense circuit of FIG.

【0035】図11は本発明のもう一つの実施例であ
り、スタティック型ランダムアクセスメモリ(SRA
M)を構成する。図11においてSRAMセルからの読
出し信号を増幅するためのSAとして図6のセンスアン
プ回路が使用され、MAとしては図1のセンスアンプ回
路にトライステート出力コントロール用PMOSトラン
ジスタQ71,Q72を付加したメインアンプ回路であ
る。
FIG. 11 shows another embodiment of the present invention, in which a static random access memory (SRA) is used.
M). In FIG. 11, the sense amplifier circuit of FIG. 6 is used as SA for amplifying a read signal from the SRAM cell, and as MA, tri-state output control PMOS transistors Q71 and Q72 are added to the sense amplifier circuit of FIG. It is an amplifier circuit.

【0036】図12は本願発明者等によって出願前に検
討された集積回路の一例であるが、図11の実施例は図
12に比べてトランジスタ数が大幅に低減しており、消
費電流およびレイアウト面積がほぼ半分となっている。
FIG. 12 shows an example of an integrated circuit which was examined by the present inventors before filing the application. In the embodiment shown in FIG. 11, the number of transistors is greatly reduced as compared with FIG. The area is almost half.

【0037】その上、図11の回路を用いると大幅に高
速化が可能となり、メモリセル情報がDoutに到達す
るまでの時間が、図12の回路を用いた場合の約半分に
まで減少することが、回路解析により確認されている。
In addition, the use of the circuit of FIG. 11 makes it possible to greatly increase the speed, and the time required for the memory cell information to reach Dout is reduced to about half that of the case of using the circuit of FIG. Has been confirmed by circuit analysis.

【0038】これは図12の回路においては負荷PMO
Sトランジスタがカレントミラー接続されているため負
荷MOSの利得が小さいのに対して、図11の回路にお
いては負荷PMOSトランジスタが正帰還クロスカップ
ル接続されているため負荷MOSの利得が大きいことに
起因している。
This is because in the circuit of FIG.
While the S-transistor is connected in a current mirror, the gain of the load MOS is small. On the other hand, in the circuit of FIG. 11, the load PMOS transistor is connected in a positive feedback cross-coupling, so that the gain of the load MOS is large. ing.

【0039】図13は、図11のセンス回路を1Mビッ
トSRAMに適応した際の回路解析による動作波形を示
す。図13において、コモンデータ線d, ̄dの微小な
電位差が、初段および2段目のセンスアンプ(図11の
SA)で高速に増幅され、CMOSレベルの信号S2,
 ̄S2が得られる。信号S2, ̄S2は大きな配線容量
を有するデータバスを伝播した後、メインアンプ(図1
1のMA)の入力端においてなまった波形(図13D,
 ̄D)となるが、D, ̄Dに微小電位差が生じるやいな
やメインアンプで増幅することにより高速なメインアン
プ出力信号D1, ̄D1が得られ、インバータINV
1,INV2を経て出力トランジスタQ75,Q76を
駆動する。このように、図11の回路構成によれば、セ
ンスアンプ初段、2段目およびメインアンプの動作を1
ns程度の遅延で行われることができ、きわめて高速で
出力Doutを得ることができる。図13の例において
は、コモンデータ線d, ̄dに電位差が生じ始めてから
3ns程度出力Doutが得られている。
FIG. 13 shows operation waveforms by circuit analysis when the sense circuit of FIG. 11 is applied to a 1-Mbit SRAM. In FIG. 13, the minute potential difference between the common data lines d and #d is amplified at high speed by the first and second stage sense amplifiers (SA in FIG. 11), and the CMOS level signals S2 and S2 are amplified.
 ̄S2 is obtained. Signals S2 and .DELTA.S2 propagate through a data bus having a large wiring capacitance, and then propagate to main amplifier (FIG.
1A) (FIG. 13D,
 ̄D), but as soon as a small potential difference is generated between D and で D, the signals are amplified by the main amplifier to obtain high-speed main amplifier output signals D1 and  ̄D1.
Output transistors Q75 and Q76 are driven via INV2. As described above, according to the circuit configuration of FIG. 11, the operations of the first and second stages of the sense amplifier and the operation of the main amplifier are one step.
This can be performed with a delay of about ns, and the output Dout can be obtained at a very high speed. In the example of FIG. 13, an output Dout is obtained for about 3 ns after a potential difference starts to be generated between the common data lines d and Δd.

【0040】さらに、図12では、データ出力制御信号
DOCに応答してメインアンプMAの後に出力端Dou
tの高インピーダンス状態を決定するための出力制御回
路DBを用いているのに対し、図11の実施例において
は、データ出力制御信号DOCにより制御されるNMO
SトランジスタQ70によりメインアンプMAの活性状
態あるいは非活性状態を制御する一方、出力端Dout
を高インピーダンス状態にするためのPMOSトランジ
スタQ71,Q72をメインアンプMAの出力に並列接
続し、DOCにより制御することにより、図12の出力
制御回路DBに相当する回路を省略でき、出力バッファ
内の信号伝達時間を短縮することができる。
Further, in FIG. 12, the output terminal Dou is provided after the main amplifier MA in response to the data output control signal DOC.
In contrast to the output control circuit DB for determining the high impedance state of t, in the embodiment of FIG. 11, the NMO controlled by the data output control signal DOC is used.
While the active state or the inactive state of the main amplifier MA is controlled by the S transistor Q70, the output terminal Dout
12 are connected in parallel to the output of the main amplifier MA and controlled by DOC, a circuit corresponding to the output control circuit DB in FIG. Signal transmission time can be reduced.

【0041】図14も本発明の他の実施例であり、初段
および2段目のセンスアンプSAに図7にセンス回路を
用いて構成した。
FIG. 14 shows another embodiment of the present invention, in which the sense amplifier SA of the first and second stages is constituted by using the sense circuit shown in FIG.

【0042】図15も本発明の他の実施例であり、初段
および2段目のセンスアンプSAに図8にセンス回路を
用いて構成した。
FIG. 15 shows another embodiment of the present invention, in which the sense amplifier SA of the first and second stages is constituted by using the sense circuit shown in FIG.

【0043】図16もまた本発明の他の実施例(スタテ
ィックRAMのセンス回路)であり、図11の実施例に
おいて、コモンデータ線d, ̄dにCMOS正帰還プリ
アンプ回路PFB1(Q204,Q205,Q225〜
Q228)を付加した構成となっている。図17は図1
6の実施例の動作を示す波形図であり、以下図17を用
いて図16を説明する。スタティックRAMメモリセル
から読み出されコモンデータ線d, ̄dに伝達された電
位差は通常0.1〜0.2V程度であり、この微小電位差
をいかに高速に増幅するかが高速化の鍵である。d, ̄
dの信号遷移帰還にφCDQ, ̄φCDQにパルスを印
加してMOSトランジスタQ202,Q203を一時的
に導通させ、d, ̄dの信号遷移を速やかに行なわせ
る。次に、新たに選択されたメモリセルによる信号電位
差がd, ̄dに生じ始めると同時に、パルスφCDA,
 ̄φCDAによりMOSトランジスタQ204,Q20
5を導通せしめ、入力信号線と出力信号線とが直接接続
されたCMOS正帰還プリアンプ回路PFB1を動作さ
せる。PFB1は、d, ̄dの電位差を正帰還増幅し、
最大0.5V程度の電位差を得る(ΔV1)。PFB1
の効果は、d, ̄dの電位差を速く大きくすることによ
り、次段のセンス回路を速く安定に動作させることにあ
る。次段以降でのセンス動作が終了後は、Q204,Q
205は、φCDA, ̄φCDAにより非導通とされP
FB1は動作せず、SRAMメモリセルからY方向スイ
ッチMOSトランジスタを介して読み出された信号はC
MOS正帰還プリアンプ回路PFB1によって増幅され
ることなく、このプリアンプ回路PFB1の入力信号と
出力信号線との間の直接接続を介して、コモンデータ線
d, ̄dに伝達されるようになる。このように、d, ̄
dの電位差が必要以上に大きくなることなく、次第に定
常状態の電位差ΔV2(0.1〜0.2V)に変化する。
すなわち、コモンデータ線d, ̄dの電位差が大きく開
きすぎて、次のメモリセル情報の読み出しが遅れること
がない。センスアンプ初段(SA1)出力S1, ̄S1
はMOSトランジスタQ206,Q207をパルスφS
EQ1, ̄φSEQ1より、センスアンプ2段目(SA
2)出力S2, ̄S2はMOSトランジスタQ208,
Q209をパルスφSEQ2, ̄φSEQ2により、信
号遷移帰還導通せしめ、やはり信号遷移を速やかに行な
わせる。その後、コモンデータ線d, ̄dに電位差が生
じると同時にQ206,Q207,Q208,Q209
を非導通とし、制御信号Y・SACによりセンスアンプ
SA1,SA2動作せしめ、既に述べたようにPMOS
正帰還動作によりきわめて高速で増幅された信号S1,
 ̄S1およびS2, ̄S2が得られる。
FIG. 16 shows another embodiment (sense circuit of a static RAM) of the present invention. In the embodiment of FIG. 11, a CMOS positive feedback preamplifier circuit PFB1 (Q204, Q205, Q205) is connected to the common data lines d and #d. Q225-
Q228) is added. FIG. 17 shows FIG.
FIG. 17 is a waveform chart showing the operation of the sixth embodiment, and FIG. 16 will be described below with reference to FIG. The potential difference read from the static RAM memory cell and transmitted to the common data lines d and  ̄d is usually about 0.1 to 0.2 V, and how to amplify this minute potential difference at high speed is the key to speeding up. . d,  ̄
A pulse is applied to φCDQ and ΔφCDQ for the signal transition feedback of d, and the MOS transistors Q202 and Q203 are temporarily made conductive, so that the signal transition of d and Δd is performed promptly. Next, the signal potential difference due to the newly selected memory cell starts to occur at d and Δd, and at the same time, the pulse φCDA,
The MOS transistors Q204, Q20
5 is turned on to operate the CMOS positive feedback preamplifier circuit PFB1 in which the input signal line and the output signal line are directly connected. PFB1 positively amplifies the potential difference between d and  ̄d,
A maximum potential difference of about 0.5 V is obtained (ΔV1). PFB1
The effect of (1) is to quickly and stably operate the next-stage sense circuit by rapidly increasing the potential difference between d and Δd. After the end of the sensing operation in the subsequent stages, Q204 and Q
205 is made nonconductive by φCDA and  ̄φCDA,
FB1 does not operate, and the signal read from the SRAM memory cell via the Y-direction switch MOS transistor is C
Without being amplified by the MOS positive feedback preamplifier circuit PFB1, the signal is transmitted to the common data lines d and  ̄d via a direct connection between the input signal and the output signal line of the preamplifier circuit PFB1. Thus, d,  ̄
The potential difference of d gradually changes to a steady state potential difference ΔV2 (0.1 to 0.2 V) without becoming unnecessarily large.
In other words, the potential difference between the common data lines d and  ̄d is not too large, so that reading of the next memory cell information is not delayed. Sense amplifier first stage (SA1) output S1,  ̄S1
Causes MOS transistors Q206 and Q207 to pulse φS
From EQ1 and  ̄φSEQ1, the second stage of the sense amplifier (SA
2) Outputs S2 and .DELTA.S2 are MOS transistors Q208,
The signal Q209 is made to conduct signal transition feedback by the pulses φSEQ2 and ΔφSEQ2, and the signal transition is also quickly performed. Thereafter, a potential difference is generated between the common data lines d and  ̄d, and at the same time Q206, Q207, Q208 and Q209 are generated.
Are turned off, the sense amplifiers SA1 and SA2 are operated by the control signal Y · SAC, and the PMOS
The signal S1, amplified at a very high speed by the positive feedback operation
 ̄S1 and S2,  ̄S2 are obtained.

【0044】センスアンプ2段目出力S2, ̄S2とデ
ータバスD, ̄Dを接続するトランフフアーゲートを構
成するMOSトランジスタQ212,Q213,Q21
4,Q215は、S2, ̄S2に信号が出力する前に導
通せしめておき、また、MOSトランジスタQ210,
Q211,Q216,Q217をパルスφSEQ2, ̄
φSEQ2,φBEQ, ̄φBEQにより信号遷移帰還
導通せしめ、S2, ̄S2に電位差を生じると同時にQ
210,Q211,Q216,Q217を非導通とす
る。センスアンプ2段目SA2で増幅された信号S2,
 ̄S2は、大きな負荷容量を有するデータバスを伝播す
る間になだらかになまった波形(図17D, ̄D)とな
る。
MOS transistors Q212, Q213 and Q21 forming a transfer gate connecting the outputs S2 and # S2 of the second stage of the sense amplifier to the data buses D and #D.
4, Q215 are turned on before a signal is output to S2, .DELTA.S2.
Q211, Q216 and Q217 are pulsed φSEQ2,  ̄
Signal transition feedback is made conductive by φSEQ2, φBEQ,  ̄φBEQ, causing a potential difference between S2,  ̄S2 and Q
210, Q211, Q216, and Q217 are turned off. The signal S2 amplified by the second-stage sense amplifier SA2,
 ̄S2 becomes a waveform (FIG. 17D,  ̄D) that becomes gentle while propagating through the data bus having a large load capacitance.

【0045】メインアンプ出力M, ̄Mは、信号遷移期
間に、コントロール信号DOCによりMOSトランジス
タQ218を非導通とし、Q219,Q220を導通せ
しめ、またφMAEQ, ̄φMAEQ信号によりMOS
トランジスタQ221,Q222を導通せしめることに
より、M, ̄Mの電位を一時的に電源電圧VCC電位と
する。したがってこの期間は、出力用NMOSトランジ
スタQ223,Q224が共に非導通となり、出力信号
Doutが“0”から“1”あるいは“1”から“0”
へ遷移する期間に出力トランジスタQ223,Q224
に貫通して流れる電流がなく、低消費電力かつ低雑音の
動作を行なわせることができる。次に、D, ̄Dに電位
差が生じる前にDOC信号によりQ218を導通,Q2
19,Q220を非導通とし、引き続きD, ̄Dに電位
差が生じると同時にQ221,Q222を非導通とする
と、メインアンプMA1により高速に増幅された信号波
形M, ̄Mが得られる。これらの信号は、インバータI
NV1,INV2を経て出力トランジスタQ223,Q
224を駆動し出力Doutが得られる。
During the signal transition period, the main amplifier outputs M and .DELTA.M cause the MOS transistor Q218 to become non-conductive, the Q219 and Q220 to become conductive by the control signal DOC, and the MOS transistors Q219 and Q220 to become conductive according to the .phi.MAEQ and .phi..phi.MAEQ signals.
By turning on the transistors Q221 and Q222, the potentials of M and ΔM are temporarily set to the power supply voltage VCC potential. Therefore, during this period, both the output NMOS transistors Q223 and Q224 are turned off, and the output signal Dout changes from "0" to "1" or from "1" to "0".
Output transistors Q223 and Q224 during the transition to
There is no current flowing therethrough, and low power consumption and low noise operation can be performed. Next, before the potential difference occurs between D and ΔD, Q218 is turned on by the DOC signal,
19, Q220 are made non-conductive, and subsequently, a potential difference is generated between D and と 同時 に D, and at the same time Q221 and Q222 are made non-conductive, the signal waveforms M and  ̄M which are amplified at high speed by the main amplifier MA1 are obtained. These signals are output from inverter I
Output transistors Q223 and Q3 via NV1 and INV2
224 is driven to obtain an output Dout.

【0046】このように、コモンデータ線d, ̄dの微
小な電位差を順次高速に増幅することにより、きわめて
高速に出力波形Doutが得られる。
As described above, the output waveform Dout can be obtained at a very high speed by sequentially amplifying the minute potential difference between the common data lines d and Δd at a high speed.

【0047】本発明の他の実施例として、図16の初段
および2段目のセンス回路部SAとして図7あるいは図
8あるいは図9を用いた回路構成も考えられ、これらい
ずれの実施例も既に述べた動作と同様の動作より高速で
出力が得られる。
As another embodiment of the present invention, a circuit configuration using FIG. 7, FIG. 8, or FIG. 9 as the first-stage and second-stage sense circuit portions SA in FIG. 16 is also conceivable. An output can be obtained at a higher speed than the same operation as described above.

【0048】図18も本発明の他の実施例である。図1
8は、図16の実施例にPMOS正帰還回路PFB2が
付加された構成となっている。PFB2の効果は、ビッ
ト線対b, ̄bの電位差を高速に大きくし、図16の実
施例に比べコモンデータ線d, ̄dの電位差をいっそう
速く大きくし、センスアンプSAの動作をさらに速め
て、なおいっそうの高速増幅を可能にしたことにある。
FIG. 18 shows another embodiment of the present invention. FIG.
8 has a configuration in which a PMOS positive feedback circuit PFB2 is added to the embodiment of FIG. The effect of the PFB2 is that the potential difference between the pair of bit lines b and Δb is increased at a high speed, the potential difference between the common data lines d and Δd is increased more rapidly than in the embodiment of FIG. 16, and the operation of the sense amplifier SA is further accelerated. Thus, it has made possible even faster amplification.

【0049】本発明の他の実施例として、図18の初段
および2段目のセンス回路部SAとして図7あるいは図
8あるいは図9を用いた回路構成も考えられ、これらい
ずれの実施例も図18と同様高速のセンス増幅を実現で
きる。
As another embodiment of the present invention, a circuit configuration using FIG. 7, FIG. 8, or FIG. 9 as the first-stage and second-stage sense circuit portions SA in FIG. 18 is also conceivable. As in the case of 18, high-speed sense amplification can be realized.

【0050】図19は本発明の他の実施例を示してお
り、Q301,Q308,Q310,Q311,Q31
5はPチャネルMOSトランジスタを示し、Q302,
Q303,Q304,Q305,Q306,Q307,
Q309,Q312,Q313,Q314,Q316は
NチャネルMOSトランジスタを示している。
FIG. 19 shows another embodiment of the present invention, in which Q301, Q308, Q310, Q311, Q31
Reference numeral 5 denotes a P-channel MOS transistor.
Q303, Q304, Q305, Q306, Q307,
Q309, Q312, Q313, Q314, and Q316 represent N-channel MOS transistors.

【0051】この図19の回路においては、二種類のセ
ンスアンプが従属接続されており、第1段目のセンスア
ンプはQ303,Q304,Q305,Q306,Q3
07と全てNチャネルMOSトランジスタで構成されて
おり、Q310,Q311,Q312,Q313,Q3
14から構成されたところの図1のセンスアンプが第2
段目のセンスアンプとして使用されている。
In the circuit of FIG. 19, two types of sense amplifiers are cascaded, and the first-stage sense amplifiers are Q303, Q304, Q305, Q306, and Q3.
07, all of which are constituted by N-channel MOS transistors, Q310, Q311, Q312, Q313, Q3
The sense amplifier of FIG.
Used as a stage sense amplifier.

【0052】MOSトランジスタQ301,Q302が
相補線d, ̄dの間に接続され、MOSトランジスタQ
308,Q309が相補線D1, ̄D1の間に接続さ
れ、MOSトランジスタQ315,Q316が相補線
D, ̄Dの間に接続されている。
MOS transistors Q301 and Q302 are connected between complementary lines d and.
308 and Q309 are connected between complementary lines D1 and $ D1, and MOS transistors Q315 and Q316 are connected between complementary lines D and $ D.

【0053】相補線d, ̄dの入力信号に応答して相補
信号D1, ̄D1が対となったソースフォロワ動作のN
チャネルMOSトランジスタQ303,Q304によっ
て得られた後、さらにゲートとドレインがクロスカップ
ル接続されたNチャネルMOSトランジスタQ305,
Q306によって高速に増幅される。
In response to the input signals of the complementary lines d and .DELTA.d, the complementary signals D1 and .DELTA.D1 form a pair of the source follower operation N
After being obtained by channel MOS transistors Q303 and Q304, N-channel MOS transistors Q305 and Q305 whose gate and drain are cross-coupled are further connected.
It is amplified at high speed by Q306.

【0054】この相補信号D1, ̄D1はトランジスタ
Q310,Q311,Q312,Q313,Q314の
サイズを大きくして負荷駆動能力を強力化して、D, ̄
Dに大きな負荷容量が接続されている場合でも、この負
荷容量を高速に駆動することができる。
The complementary signals D1,... D1 increase the size of the transistors Q310, Q311, Q312, Q313, and Q314 to strengthen the load driving capability.
Even when a large load capacitance is connected to D, this load capacitance can be driven at high speed.

【0055】図20も本発明の他の実施例を示してお
り、Q401,Q403,Q404,Q405,Q40
6,Q407,Q408,Q410,Q411,Q41
5はPチャネルMOSトランジスタを示し、Q402,
Q409,Q412,Q413,Q414,Q416は
NチャネルMOSトランジスタを示している。
FIG. 20 also shows another embodiment of the present invention, in which Q401, Q403, Q404, Q405, Q40
6, Q407, Q408, Q410, Q411, Q41
Reference numeral 5 denotes a P-channel MOS transistor;
Q409, Q412, Q413, Q414 and Q416 represent N-channel MOS transistors.

【0056】この図20の回路においては、二種類のセ
ンスアンプが従属接続されており、第1段目のセンスア
ンプはQ403,Q404,Q405,Q406,Q4
07と全てPチャネルMOSトランジスタで構成されて
おり、Q410,Q411,Q412,Q413,Q4
14から構成されたところの図1のセンスアンプが第2
段目のセンスアンプとして使用されている。MOSトラ
ンジスタQ401,Q402が相補線d, ̄dの間に接
続され、MOSトランジスタQ408,Q409が相補
線D1, ̄D1の間に接続され、MOSトランジスタQ
415,Q416が相補線D, ̄Dの間に接続されてい
る。
In the circuit of FIG. 20, two types of sense amplifiers are cascaded, and the first-stage sense amplifiers are Q403, Q404, Q405, Q406, and Q4.
07, all of which are P-channel MOS transistors, and Q410, Q411, Q412, Q413, Q4
The sense amplifier of FIG.
Used as a stage sense amplifier. MOS transistors Q401 and Q402 are connected between complementary lines d and #d, MOS transistors Q408 and Q409 are connected between complementary lines D1 and # D1, and MOS transistor Q
415 and Q416 are connected between the complementary lines D and #D.

【0057】相補線d, ̄dの入力信号に応答して相補
信号D1, ̄D1が対となったソースフォロワ動作のP
チャネルMOSトランジスタQ403,Q404によっ
て得られた後、さらにゲートとドレインがクロスカップ
ル接続されたPチャネルMOSトランジスタQ405,
Q406によって高速に増幅される。
In response to the input signals of the complementary lines d and #d, the complementary signals D1 and # D1 form a pair in the source follower operation P
After being obtained by channel MOS transistors Q403 and Q404, P-channel MOS transistors Q405 and Q405 whose gates and drains are cross-coupled are further connected.
It is amplified at high speed by Q406.

【0058】この相補信号D1, ̄D1はトランジスタ
Q410,Q411,Q412,Q413,Q414の
サイズを大きくして負荷駆動能力を協力化して、D, ̄
Dに大きな負荷容量が接続されている場合でも、この負
荷容量を高速に駆動することができる。
The complementary signals D1,... D1 increase the size of transistors Q410, Q411, Q412, Q413, and Q414 to cooperate with the load driving capability.
Even when a large load capacitance is connected to D, this load capacitance can be driven at high speed.

【0059】以上説明したように、この図19の実施例
中のセンスアンプの第1段目のNチャネルMOSトラン
ジスタQ303,Q304および図20の実施例中のセ
ンスアンプの第1段目のPチャネルMOSトランジスタ
Q403,Q404はそれぞれ電圧利得が1以下のソー
スフォロワーとして動作し、図19の実施例中のセンス
アンプの第1段目のゲートとドレインがクロスカップル
接続されたNチャネルMOSトランジスタQ305,Q
306および図20の実施例中のセンスアンプの第1段
目のゲートとドレインがクロスカップル接続されたPチ
ャネルMOSトランジスタQ405,Q406は上記ソ
ースフォロワーのソース負荷回路として動作し、このク
ロスカップル接続負荷回路の電圧利得は1よりはるかに
大きい。
As described above, the first-stage N-channel MOS transistors Q303 and Q304 of the sense amplifier in the embodiment of FIG. 19 and the first-stage P-channel of the sense amplifier in the embodiment of FIG. MOS transistors Q403 and Q404 each operate as a source follower having a voltage gain of 1 or less, and N-channel MOS transistors Q305 and Q305 in which the gate and drain of the first stage of the sense amplifier in the embodiment of FIG. 19 are cross-coupled.
P-channel MOS transistors Q405 and Q406 in which the gate and the drain of the first stage of the sense amplifier in the embodiment of FIG. 306 and FIG. 20 are cross-coupled operate as a source load circuit of the source follower. The voltage gain of the circuit is much greater than one.

【0060】図19および図20の実施例においては、
以前の実施例と同様にパルス信号φ2, ̄φ2に応答し
てMOSトランジスタQ308,Q309,Q408,
Q409が導通することによって、クロスカップル接続
された負荷MOSトランジスタQ305,Q306,Q
405,Q406の正帰還動作が解消される。
In the embodiment shown in FIGS. 19 and 20,
As in the previous embodiment, the MOS transistors Q308, Q309, Q408,
The conduction of Q409 causes the cross-coupled load MOS transistors Q305, Q306, Q
The positive feedback operation of 405 and Q406 is eliminated.

【0061】また、本発明はSRAMに限定されるもの
ではなく、DRAM,PROM,EPROM等のメモリ
装置全般に適用することが可能である。
The present invention is not limited to SRAMs, but can be applied to all types of memory devices such as DRAMs, PROMs, and EPROMs.

【0062】さらに本発明は上記した具体的実施例に限
定されるものでは無く、その基本的技術思想に従って種
々の変形が可能であることは言うまでも無い。
Further, the present invention is not limited to the above-described specific embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made in accordance with the basic technical concept.

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

【図1】本発明の一実施例を示す回路図。FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention.

【図2】図1の回路を動作させるのに好適なタイミング
図。
FIG. 2 is a timing chart suitable for operating the circuit of FIG. 1;

【図3】従来技術を示す回路図。FIG. 3 is a circuit diagram showing a conventional technique.

【図4】従来技術を示す回路図。FIG. 4 is a circuit diagram showing a conventional technique.

【図5】本発明の他の実施例を示す回路図。FIG. 5 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention.

【図6】本発明の他の実施例を示す回路図。FIG. 6 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention.

【図7】本発明の他の実施例を示す回路図。FIG. 7 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention.

【図8】本発明の他の実施例を示す回路図。FIG. 8 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention.

【図9】従来のセンス回路を示す回路図。FIG. 9 is a circuit diagram showing a conventional sense circuit.

【図10】本発明の一実施例(図6)および従来のセン
ス回路例(図9)のセンス増幅に要する遅延時間のセン
スアンプ平均電流依存性を示す特性図。
FIG. 10 is a characteristic diagram showing the average current dependence of the delay time required for the sense amplification of the embodiment of the present invention (FIG. 6) and the conventional sense circuit example (FIG. 9).

【図11】本発明の他の実施例を示す回路図。FIG. 11 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention.

【図12】本願発明者等によって出願前に検討された回
路を示す回路図。
FIG. 12 is a circuit diagram showing a circuit examined by the present inventors before filing the application.

【図13】図11の実施例の動作波形図。FIG. 13 is an operation waveform diagram of the embodiment in FIG. 11;

【図14】それぞれ本発明の他の実施例を示す回路図。FIG. 14 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention.

【図15】それぞれ本発明の他の実施例を示す回路図。FIG. 15 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention.

【図16】それぞれ本発明の他の実施例を示す回路図。FIG. 16 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention.

【図17】図16の実施例の動作を説明するための動作
波形図。
FIG. 17 is an operation waveform diagram for explaining the operation of the embodiment in FIG. 16;

【図18】本発明の他の実施例を示す回路図。FIG. 18 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention.

【図19】本発明の他の実施例を示す回路図。FIG. 19 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention.

【図20】本発明の他の実施例を示す回路図。FIG. 20 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention.

【図21】図6の実施例と図7の実施例の特性の相違を
示す図。
FIG. 21 is a diagram showing a difference in characteristics between the embodiment of FIG. 6 and the embodiment of FIG. 7;

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 花村 昭次 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 平1−290191(JP,A) 特開 昭64−67795(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11C 11/419 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Shoji Hanamura 1-280 Higashi Koigakubo, Kokubunji-shi, Tokyo Inside Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (56) References JP-A-1-290191 (JP, A) JP-A-64 −67795 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G11C 11/419

Claims (59)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】第1及び第2の入力線と、 第1及び第2出力線と、 各々が上記第1及び第2の入力線をその2入力に接続さ
れた第1及び第2のカレントミラー負荷型センスアンプ
と、 上記第1のカレントミラー負荷型センスアンプの出力に
接続された第1中間線と、 上記第2のカレントミラー負荷型センスアンプの出力に
接続された第2中間線と、 そのゲートが上記第1中間線に接続された第1MOSト
ランジスタと、 そのゲートが上記第2中間線に接続されるとともにその
ソースが上記第1MOSトランジスタのソースに接続さ
れた第2MOSトランジスタと、 そのドレインが上記第1出力線に接続され、そのソース
・ドレイン経路が上記第1MOSトランジスタのソース
・ドレイン経路に直列に接続された第3MOSトランジ
スタと、 そのドレインが上記第2出力線及び上記第3MOSトラ
ンジスタのゲートに接続され、そのソース・ドレイン経
路が上記第2MOSトランジスタのソース・ドレイン経
路に直列に接続され、そのゲートが上記第3MOSトラ
ンジスタのドレインに接続された第4MOSトランジス
タとを具備することを特徴とする増幅回路。
A first and a second input line, a first and a second output line, and a first and a second current line, each having the first and the second input line connected to its two inputs. A mirror load type sense amplifier, a first intermediate line connected to the output of the first current mirror load type sense amplifier, and a second intermediate line connected to the output of the second current mirror load type sense amplifier. A first MOS transistor whose gate is connected to the first intermediate line; a second MOS transistor whose gate is connected to the second intermediate line and whose source is connected to the source of the first MOS transistor; A third MOS transistor having a drain connected to the first output line and a source / drain path connected in series to a source / drain path of the first MOS transistor; Its drain is connected to the second output line and the gate of the third MOS transistor, its source / drain path is connected in series to the source / drain path of the second MOS transistor, and its gate is connected to the drain of the third MOS transistor. An amplifier circuit comprising: a connected fourth MOS transistor.
【請求項2】上記第1MOSトランジスタのソースと第
1動作電位点との間に接続された第1のスイッチ回路を
さらに具備することを特徴とする請求項1記載の増幅回
路。
2. The amplifier circuit according to claim 1, further comprising a first switch circuit connected between a source of said first MOS transistor and a first operating potential point.
【請求項3】上記第1出力線と上記第2出力線との間に
接続された第2のスイッチ回路をさらに具備することを
特徴とする請求項2記載の増幅回路。
3. The amplifier circuit according to claim 2, further comprising a second switch circuit connected between said first output line and said second output line.
【請求項4】上記第1のスイッチ回路が導通している期
間と上記第2のスイッチ回路が導通している期間とは重
なることを特徴とする請求項3記載の増幅回路。
4. The amplifier circuit according to claim 3, wherein a period during which said first switch circuit is conductive and a period during which said second switch circuit is conductive overlap.
【請求項5】上記第1のスイッチ回路が非導通状態から
導通状態とされた後に、上記第2のスイッチ回路が導通
状態から非導通状態とされることを特徴とする請求項3
又は4の何れかに記載の増幅回路。
5. The method according to claim 3, wherein the second switch circuit is changed from the conductive state to the non-conductive state after the first switch circuit is changed from the non-conductive state to the conductive state.
Or the amplifier circuit according to any one of 4.
【請求項6】上記第1のスイッチ回路が非導通状態から
導通状態とされた後に、上記第2のスイッチ回路が非導
通状態から導通状態とされることを特徴とする請求項5
記載の増幅回路。
6. The semiconductor device according to claim 5, wherein said second switch circuit is changed from a non-conductive state to a conductive state after said first switch circuit is changed from a non-conductive state to a conductive state.
An amplifier circuit as described.
【請求項7】上記第1中間線と上記第2中間線との間に
接続された第3のスイッチ回路をさらに具備し、 上記第1のスイッチ回路が非導通状態から導通状態とさ
れた後に、上記第3のスイッチ回路が導通状態から非導
通状態とされることを特徴とする請求項3乃至6の何れ
かに記載の増幅回路。
7. A semiconductor device further comprising a third switch circuit connected between the first intermediate line and the second intermediate line, wherein the first switch circuit is switched from a non-conductive state to a conductive state. 7. The amplifier circuit according to claim 3, wherein said third switch circuit is changed from a conductive state to a non-conductive state.
【請求項8】上記第1のスイッチ回路が非導通状態から
導通状態とされた後に、上記第3のスイッチ回路が非導
通状態から導通状態とされることを特徴とする請求項7
記載の増幅回路。
8. The method according to claim 7, wherein the third switch circuit is changed from the non-conductive state to the conductive state after the first switch circuit is changed from the non-conductive state to the conductive state.
An amplifier circuit as described.
【請求項9】上記第3のスイッチ回路はNチャネル型の
第5MOSトランジスタとPチャネル型の第6MOSト
ランジスタの少なくとも一方を含むことを特徴とする請
求項7又は8の何れかに記載の増幅回路。
9. The amplifier circuit according to claim 7, wherein said third switch circuit includes at least one of an N-channel fifth MOS transistor and a P-channel sixth MOS transistor. .
【請求項10】上記第1及び第2MOSトランジスタは
Nチャネル型であり、上記第3及び第4MOSトランジ
スタはPチャネル型であることを特徴とする請求項1乃
至9の何れかに記載の増幅回路。
10. The amplifier circuit according to claim 1, wherein said first and second MOS transistors are N-channel type, and said third and fourth MOS transistors are P-channel type. .
【請求項11】上記第1のスイッチ回路はNチャネル型
の第7MOSトランジスタからなることを特徴とする請
求項2乃至9の何れかに記載の増幅回路。
11. The amplifier circuit according to claim 2, wherein said first switch circuit comprises an N-channel seventh MOS transistor.
【請求項12】上記第1及び第2MOSトランジスタは
Pチャネル型であり、上記第3及び第4MOSトランジ
スタはNチャネル型であることを特徴とする請求項1乃
至9の何れかに記載の増幅回路。
12. The amplifier circuit according to claim 1, wherein said first and second MOS transistors are of a P-channel type, and said third and fourth MOS transistors are of an N-channel type. .
【請求項13】上記第1のスイッチ回路はPチャネル型
の第7MOSトランジスタからなることを特徴とする請
求項2乃至9の何れかに記載の増幅回路。
13. The amplifying circuit according to claim 2, wherein said first switch circuit comprises a P-channel type seventh MOS transistor.
【請求項14】上記第2のスイッチ回路はNチャネル型
の第8MOSトランジスタとPチャネル型の第9MOS
トランジスタの少なくとも一方を含むことを特徴とする
請求項3乃至9の何れかに記載の増幅回路。
14. The second switch circuit comprises an N-channel type eighth MOS transistor and a P-channel type ninth MOS transistor.
10. The amplifier circuit according to claim 3, comprising at least one of transistors.
【請求項15】上記第3MOSトランジスタのソース・
ドレイン経路は、第1動作電位点と第2動作電位点との
間で上記第1MOSトランジスタのソース・ドレイン経
路に直列に接続され、 上記第4MOSトランジスタのソース・ドレイン経路は
上記第1動作電位点と上記第2動作電位点との間で上記
第2MOSトランジスタのソース・ドレイン経路に直列
に接続されたことを特徴とする請求項1乃至14の何れ
かに記載の増幅回路。
15. The source of said third MOS transistor.
The drain path is connected in series to the source / drain path of the first MOS transistor between a first operating potential point and a second operating potential point, and the source / drain path of the fourth MOS transistor is connected to the first operating potential point. 15. The amplifier circuit according to claim 1, wherein the amplifier circuit is connected in series to a source / drain path of the second MOS transistor between the second MOS transistor and the second operating potential point.
【請求項16】上記第1のカレントミラー負荷型センス
アンプは、 そのゲートが上記第1入力線に接続された第10MOS
トランジスタと、 そのゲートが上記第2入力線に接続されるとともにその
ソースが上記第10MOSトランジスタのソースに接続
された第11MOSトランジスタと、 そのドレインが上記第1中間線に接続され、そのソース
・ドレイン経路が上記第10MOSトランジスタのソー
ス・ドレイン経路に直列に接続された第12MOSトラ
ンジスタと、 そのソース・ドレイン経路が上記第11MOSトランジ
スタのソース・ドレイン経路に直列に接続され、そのゲ
ートがそのドレイン及び上記第12MOSトランジスタ
のゲートに接続された第13MOSトランジスタとを具
備し、 上記第2のカレントミラー負荷型センスアンプは、 そのゲートが上記第2入力線に接続された第14MOS
トランジスタと、 そのゲートが上記第1入力線に接続されるとともにその
ソースが上記第14MOSトランジスタのソースに接続
された第15MOSトランジスタと、 そのドレインが上記第2中間線に接続され、そのソース
・ドレイン経路が上記第14MOSトランジスタのソー
ス・ドレイン経路に直列に接続された第16MOSトラ
ンジスタと、 そのソース・ドレイン経路が上記第15MOSトランジ
スタのソース・ドレイン経路に直列に接続され、そのゲ
ートがそのドレイン及び上記第16MOSトランジスタ
のゲートに接続された第17MOSトランジスタとを具
備することを特徴とする請求項1乃至15の何れかに記
載の増幅回路。
16. A first current mirror load type sense amplifier, comprising: a tenth MOS transistor having a gate connected to the first input line.
A transistor; an eleventh MOS transistor having a gate connected to the second input line and a source connected to the source of the tenth MOS transistor; a drain connected to the first intermediate line; A twelfth MOS transistor having a path connected in series to the source / drain path of the tenth MOS transistor; a source / drain path connected in series to a source / drain path of the eleventh MOS transistor; A thirteenth MOS transistor connected to a gate of a twelfth MOS transistor, wherein the second current mirror load type sense amplifier comprises a fourteenth MOS transistor having a gate connected to the second input line.
A transistor, a fifteenth MOS transistor having a gate connected to the first input line and a source connected to the source of the fourteenth MOS transistor, a drain connected to the second intermediate line, a source / drain A sixteenth MOS transistor having a path connected in series to the source / drain path of the fourteenth MOS transistor; a source / drain path connected in series to a source / drain path of the fifteenth MOS transistor; 16. The amplifier circuit according to claim 1, further comprising a seventeenth MOS transistor connected to a gate of the sixteenth MOS transistor.
【請求項17】上記第10及び14MOSトランジスタ
のソースと第1動作電位点との間に接続された第4のス
イッチ回路をさらに具備することを特徴とする請求項1
6に記載の増幅回路。
17. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a fourth switch circuit connected between the sources of the tenth and fourteenth MOS transistors and a first operating potential point.
7. The amplifier circuit according to 6.
【請求項18】上記第4のスイッチ回路は第18MOS
トランジスタからなることを特徴とする請求項17記載
の増幅回路。
18. The semiconductor device according to claim 18, wherein said fourth switch circuit is an eighteenth MOS transistor.
The amplifier circuit according to claim 17, comprising a transistor.
【請求項19】上記第1入力線と上記第2入力線との間
に接続された第5のスイッチ回路をさらに具備すること
を特徴とする請求項1乃至18の何れかに記載の増幅回
路。
19. The amplifier circuit according to claim 1, further comprising a fifth switch circuit connected between said first input line and said second input line. .
【請求項20】上記第5のスイッチ回路はNチャネル型
の第19MOSトランジスタとPチャネル型の第20M
OSトランジスタの少なくとも一方を含むことを特徴と
する請求項19に記載の増幅回路。
20. The fifth switch circuit includes an N-channel type nineteenth MOS transistor and a P-channel type twenty-first MOS transistor.
20. The amplifier circuit according to claim 19, comprising at least one of OS transistors.
【請求項21】第1及び第2の入力線と、 第1及び第2出力線と、 各々が上記第1及び第2の入力線をその2入力に接続さ
れた第1及び第2のカレントミラー負荷型センスアンプ
と、 上記第1のカレントミラー負荷型センスアンプの出力に
接続された第1中間線と、 上記第2のカレントミラー負荷型センスアンプの出力に
接続された第2中間線と、 そのゲートが上記第1中間線に接続され、そのドレイン
が上記第1出力線に接続された第1MOSトランジスタ
と、 そのゲートが上記第2中間線に接続され、そのドレイン
が上記第2出力線に接続された第2MOSトランジスタ
と、 そのゲートが上記第2出力線に接続され、そのソース・
ドレイン経路が上記第1MOSトランジスタのソース・
ドレイン経路に直列に接続された第3MOSトランジス
タと、 そのゲートが上記第1出力線に接続され、そのソース・
ドレイン経路が上記第2MOSトランジスタのソース・
ドレイン経路に直列に接続された第4MOSトランジス
タとを具備することを特徴とする増幅回路。
21. First and second current lines having first and second input lines, first and second output lines, and the first and second input lines connected to the two inputs, respectively. A mirror load type sense amplifier, a first intermediate line connected to the output of the first current mirror load type sense amplifier, and a second intermediate line connected to the output of the second current mirror load type sense amplifier. A first MOS transistor having a gate connected to the first intermediate line and a drain connected to the first output line; a gate connected to the second intermediate line and a drain connected to the second output line; And a gate connected to the second output line and a source
The drain path is connected to the source of the first MOS transistor.
A third MOS transistor connected in series to the drain path; a gate connected to the first output line;
The drain path is connected to the source of the second MOS transistor.
An amplifier circuit comprising: a fourth MOS transistor connected in series to a drain path.
【請求項22】上記第1MOSトランジスタのソース・
ドレイン経路及び上記第2MOSトランジスタのソース
・ドレイン経路と第1動作電位点との間に接続された第
1のスイッチ回路をさらに具備することを特徴とする請
求項21記載の増幅回路。
22. The source of said first MOS transistor
22. The amplifier circuit according to claim 21, further comprising a first switch circuit connected between a drain path and a source / drain path of the second MOS transistor and a first operating potential point.
【請求項23】上記第1出力線と上記第2出力線との間
に接続された第2のスイッチ回路をさらに具備すること
を特徴とする請求項22記載の増幅回路。
23. The amplifier circuit according to claim 22, further comprising a second switch circuit connected between said first output line and said second output line.
【請求項24】上記第1のスイッチ回路が導通している
期間と上記第2のスイッチ回路が導通している期間とは
重なることを特徴とする請求項23記載の増幅回路。
24. The amplifier circuit according to claim 23, wherein a period during which said first switch circuit is conductive and a period during which said second switch circuit is conductive overlap.
【請求項25】上記第1のスイッチ回路が非導通状態か
ら導通状態とされた後に、上記第2のスイッチ回路が導
通状態から非導通状態とされることを特徴とする請求項
23又は24の何れかに記載の増幅回路。
25. The method according to claim 23, wherein the second switch circuit is changed from the conductive state to the non-conductive state after the first switch circuit is changed from the non-conductive state to the conductive state. An amplifier circuit according to any one of the above.
【請求項26】上記第1のスイッチ回路が非導通状態か
ら導通状態とされた後に、上記第2のスイッチ回路が非
導通状態から導通状態とされることを特徴とする請求項
25記載の増幅回路。
26. The amplifier according to claim 25, wherein said second switch circuit is turned on from said non-conductive state after said first switch circuit is turned on from said non-conductive state. circuit.
【請求項27】上記第1中間線と上記第2中間線との間
に接続された第3のスイッチ回路をさらに具備し、 上記第1のスイッチ回路が非導通状態から導通状態とさ
れた後に、上記第3のスイッチ回路が導通状態から非導
通状態とされることを特徴とする請求項23乃至26の
何れかに記載の増幅回路。
27. A semiconductor device further comprising a third switch circuit connected between the first intermediate line and the second intermediate line, after the first switch circuit is turned from a non-conductive state to a conductive state. 27. The amplifier circuit according to claim 23, wherein said third switch circuit is changed from a conductive state to a non-conductive state.
【請求項28】上記第1のスイッチ回路が非導通状態か
ら導通状態とされた後に、上記第3のスイッチ回路が非
導通状態から導通状態とされることを特徴とする請求項
27記載の増幅回路。
28. The amplifier according to claim 27, wherein the third switch circuit is changed from the non-conductive state to the conductive state after the first switch circuit is changed from the non-conductive state to the conductive state. circuit.
【請求項29】上記第3のスイッチ回路はNチャネル型
の第5MOSトランジスタとPチャネル型の第6MOS
トランジスタの少なくとも一方を含むことを特徴とする
請求項27又は28の何れかに記載の増幅回路。
29. The third switch circuit comprises an N-channel fifth MOS transistor and a P-channel sixth MOS transistor.
29. The amplifier circuit according to claim 27, comprising at least one of transistors.
【請求項30】上記第1及び第2MOSトランジスタは
Nチャネル型であり、上記第3及び第4MOSトランジ
スタはPチャネル型であることを特徴とする請求項21
乃至29の何れかに記載の増幅回路。
30. The semiconductor device according to claim 21, wherein said first and second MOS transistors are N-channel type, and said third and fourth MOS transistors are P-channel type.
30. The amplifier circuit according to any one of claims to 29.
【請求項31】上記第1のスイッチ回路はNチャネル型
の第7MOSトランジスタからなることを特徴とする請
求項22乃至29の何れかに記載の増幅回路。
31. The amplifier circuit according to claim 22, wherein said first switch circuit comprises an N-channel seventh MOS transistor.
【請求項32】上記第1及び第2MOSトランジスタは
Pチャネル型であり、上記第3及び第4MOSトランジ
スタはNチャネル型であることを特徴とする請求項21
乃至29の何れかに記載の増幅回路。
32. The MOS transistor according to claim 21, wherein said first and second MOS transistors are P-channel type, and said third and fourth MOS transistors are N-channel type.
30. The amplifier circuit according to any one of claims to 29.
【請求項33】上記第1のスイッチ回路はPチャネル型
の第7MOSトランジスタからなることを特徴とする請
求項22乃至29の何れかに記載の増幅回路。
33. The amplifier circuit according to claim 22, wherein said first switch circuit comprises a P-channel seventh MOS transistor.
【請求項34】上記第2のスイッチ回路はNチャネル型
の第8MOSトランジスタとPチャネル型の第9MOS
トランジスタの少なくとも一方を含むことを特徴とする
請求項23乃至29の何れかに記載の増幅回路。
34. The second switch circuit comprises an N-channel type eighth MOS transistor and a P-channel type ninth MOS transistor.
30. The amplifier circuit according to claim 23, comprising at least one of a transistor.
【請求項35】上記第3MOSトランジスタのソース・
ドレイン経路は、第1動作電位点と第2動作電位点との
間で上記第1MOSトランジスタのソース・ドレイン経
路に直列に接続され、 上記第4MOSトランジスタのソース・ドレイン経路は
上記第1動作電位点と上記第2動作電位点との間で上記
第2MOSトランジスタのソース・ドレイン経路に直列
に接続されたことを特徴とする請求項21乃至34の何
れかに記載の増幅回路。
35. The source of said third MOS transistor.
The drain path is connected in series to the source / drain path of the first MOS transistor between a first operating potential point and a second operating potential point, and the source / drain path of the fourth MOS transistor is connected to the first operating potential point. 35. The amplifier circuit according to claim 21, wherein a source and a drain path of the second MOS transistor are connected in series between the second MOS transistor and the second operating potential point.
【請求項36】上記第1のカレントミラー負荷型センス
アンプは、 そのゲートが上記第1入力線に接続された第10MOS
トランジスタと、 そのゲートが上記第2入力線に接続されるとともにその
ソースが上記第10MOSトランジスタのソースに接続
された第11MOSトランジスタと、 そのドレインが上記第1中間線に接続され、そのソース
・ドレイン経路が上記第10MOSトランジスタのソー
ス・ドレイン経路に直列に接続された第12MOSトラ
ンジスタと、 そのソース・ドレイン経路が上記第11MOSトランジ
スタのソース・ドレイン経路に直列に接続され、そのゲ
ートがそのドレイン及び上記第12MOSトランジスタ
のゲートに接続された第13MOSトランジスタとを具
備し、 上記第2のカレントミラー負荷型センスアンプは、 そのゲートが上記第2入力線に接続された第14MOS
トランジスタと、 そのゲートが上記第1入力線に接続されるとともにその
ソースが上記第14MOSトランジスタのソースに接続
された第15MOSトランジスタと、 そのドレインが上記第2中間線に接続され、そのソース
・ドレイン経路が上記第14MOSトランジスタのソー
ス・ドレイン経路に直列に接続された第16MOSトラ
ンジスタと、 そのソース・ドレイン経路が上記第15MOSトランジ
スタのソース・ドレイン経路に直列に接続され、そのゲ
ートがそのドレイン及び上記第16MOSトランジスタ
のゲートに接続された第17MOSトランジスタとを具
備することを特徴とする請求項21乃至35の何れかに
記載の増幅回路。
36. The first current mirror load type sense amplifier, further comprising: a tenth MOS transistor having a gate connected to the first input line.
A transistor; an eleventh MOS transistor having a gate connected to the second input line and a source connected to the source of the tenth MOS transistor; a drain connected to the first intermediate line; A twelfth MOS transistor having a path connected in series to the source / drain path of the tenth MOS transistor; a source / drain path connected in series to a source / drain path of the eleventh MOS transistor; A thirteenth MOS transistor connected to a gate of a twelfth MOS transistor, wherein the second current mirror load type sense amplifier comprises a fourteenth MOS transistor having a gate connected to the second input line.
A transistor, a fifteenth MOS transistor having a gate connected to the first input line and a source connected to the source of the fourteenth MOS transistor, a drain connected to the second intermediate line, a source / drain A sixteenth MOS transistor having a path connected in series to the source / drain path of the fourteenth MOS transistor; a source / drain path connected in series to a source / drain path of the fifteenth MOS transistor; 36. The amplifier circuit according to claim 21, further comprising a seventeenth MOS transistor connected to a gate of the sixteenth MOS transistor.
【請求項37】上記第10及び14MOSトランジスタ
のソースと第1動作電位点との間に接続された第4のス
イッチ回路をさらに具備することを特徴とする請求項3
6に記載の増幅回路。
37. The semiconductor device according to claim 3, further comprising a fourth switch circuit connected between the sources of the tenth and fourteenth MOS transistors and a first operating potential point.
7. The amplifier circuit according to 6.
【請求項38】上記第4のスイッチ回路は第18MOS
トランジスタからなることを特徴とする請求項37記載
の増幅回路。
38. The fourth switch circuit is an eighteenth MOS transistor.
The amplifier circuit according to claim 37, comprising a transistor.
【請求項39】上記第1入力線と上記第2入力線との間
に接続された第5のスイッチ回路をさらに具備すること
を特徴とする請求項21乃至38の何れかに記載の増幅
回路。
39. The amplifier circuit according to claim 21, further comprising a fifth switch circuit connected between said first input line and said second input line. .
【請求項40】上記第5のスイッチ回路はNチャネル型
の第19MOSトランジスタとPチャネル型の第20M
OSトランジスタの少なくとも一方を含むことを特徴と
する請求項39に記載の増幅回路。
40. The fifth switch circuit comprises an N-channel 19th MOS transistor and a P-channel 20Mth transistor.
The amplifier circuit according to claim 39, comprising at least one of an OS transistor.
【請求項41】第1及び第2入力線と、 第1及び第2中間線と、 第1及び第2出力線と、 そのゲートが上記第1入力線に接続された第1MOSト
ランジスタと、 そのゲートが上記第2入力線に接続されるとともにその
ソースが上記第1MOSトランジスタのソースに接続さ
れた第2MOSトランジスタと、 そのドレインが上記第1中間線に接続され、そのソース
・ドレイン経路が上記第1MOSトランジスタのソース
・ドレイン経路に直列に接続された第3MOSトランジ
スタと、 そのドレインが上記第2中間線に接続され、そのソース
・ドレイン経路が上記第2MOSトランジスタのソース
・ドレイン経路に直列に接続され、そのゲートが上記第
3MOSトランジスタのゲート及び固定電位に接続され
た第4MOSトランジスタと、 上記第1MOSトランジスタのソースと第1動作電位点
との間に接続された第1のスイッチ回路と、 そのゲートが上記第1中間線に接続された第5MOSト
ランジスタと、 そのゲートが上記第2中間線に接続されるとともにその
ソースが上記第5MOSトランジスタのソースに接続さ
れた第6MOSトランジスタと、 そのドレインが上記第1出力線に接続され、そのソース
・ドレイン経路が上記第5MOSトランジスタのソース
・ドレイン経路に直列に接続された第7MOSトランジ
スタと、 そのドレインが上記第2出力線及び上記第7MOSトラ
ンジスタのゲートに接続され、そのソース・ドレイン経
路が上記第6MOSトランジスタのソース・ドレイン経
路に直列に接続され、そのゲートが上記第7MOSトラ
ンジスタのドレインに接続された第8MOSトランジス
タとを具備することを特徴とする増幅回路。
41. A first MOS transistor having first and second input lines, first and second intermediate lines, first and second output lines, and a gate connected to the first input line. A second MOS transistor having a gate connected to the second input line and a source connected to the source of the first MOS transistor; a drain connected to the first intermediate line; A third MOS transistor connected in series to the source / drain path of the one MOS transistor, a drain connected to the second intermediate line, and a source / drain path connected in series to the source / drain path of the second MOS transistor A fourth MOS transistor having a gate connected to the gate of the third MOS transistor and a fixed potential; A first switch circuit connected between the source of the first MOS transistor and a first operating potential point; a fifth MOS transistor having a gate connected to the first intermediate line; and a gate connected to the second intermediate line. A sixth MOS transistor whose source is connected to the source of the fifth MOS transistor, whose drain is connected to the first output line, and whose source / drain path is the source / drain of the fifth MOS transistor. A seventh MOS transistor connected in series to the path, a drain connected to the second output line and the gate of the seventh MOS transistor, and a source / drain path connected in series to a source / drain path of the sixth MOS transistor And its gate is connected to the drain of the seventh MOS transistor. And an eighth MOS transistor.
【請求項42】上記第5MOSトランジスタのソースと
上記第1動作電位点との間に接続された第2のスイッチ
回路をさらに具備することを特徴とする請求項41記載
の増幅回路。
42. The amplifier circuit according to claim 41, further comprising a second switch circuit connected between a source of said fifth MOS transistor and said first operating potential point.
【請求項43】上記第1の出力線と上記第2の出力線と
の間に接続された第3のスイッチ回路をさらに具備する
ことを特徴とする請求項42記載の増幅回路。
43. The amplifier circuit according to claim 42, further comprising a third switch circuit connected between said first output line and said second output line.
【請求項44】上記第1及び第2のスイッチ回路が導通
している期間と上記第3のスイッチ回路が導通している
期間とは重なることを特徴とする請求項43記載の増幅
回路。
44. The amplifier circuit according to claim 43, wherein a period in which said first and second switch circuits are conducting overlaps a period in which said third switch circuit is conducting.
【請求項45】上記第1及び第2のスイッチ回路が非導
通状態から導通状態とされた後に、上記第3のスイッチ
回路が導通状態から非導通状態とされることを特徴とす
る請求項43又は44の何れかに記載の増幅回路。
45. The method according to claim 43, wherein the third switch circuit is changed from the conductive state to the non-conductive state after the first and second switch circuits are changed from the non-conductive state to the conductive state. 44. The amplifier circuit according to any one of the above items.
【請求項46】上記第1及び第2のスイッチ回路が非導
通状態から導通状態とされた後に、上記第3のスイッチ
回路が非導通状態から導通状態とされることを特徴とす
る請求項45記載の増幅回路。
46. The semiconductor device according to claim 45, wherein said third switch circuit is turned on from said non-conductive state after said first and second switch circuits are turned on from said non-conductive state. An amplifier circuit as described.
【請求項47】上記第1中間線と上記第2中間線との間
に接続された第4のスイッチ回路をさらに具備し、 上記第1のスイッチ回路が非導通状態から導通状態とさ
れた後に、上記第4のスイッチ回路が導通状態から非導
通状態とされることを特徴とする請求項43乃至46の
何れかに記載の増幅回路。
47. A semiconductor device further comprising a fourth switch circuit connected between the first intermediate line and the second intermediate line, after the first switch circuit is turned from a non-conductive state to a conductive state. 47. The amplifier circuit according to claim 43, wherein the fourth switch circuit is changed from a conductive state to a non-conductive state.
【請求項48】上記第1のスイッチ回路が非導通状態か
ら導通状態とされた後に、上記第4のスイッチ回路が非
導通状態から導通状態とされることを特徴とする請求項
47記載の増幅回路。
48. The amplifier according to claim 47, wherein said fourth switch circuit is changed from a non-conductive state to a conductive state after said first switch circuit is changed from a non-conductive state to a conductive state. circuit.
【請求項49】上記第4のスイッチ回路はNチャネル型
の第9MOSトランジスタとPチャネル型の第10MO
Sトランジスタの少なくとも一方を含むことを特徴とす
る請求項47又は48の何れかに記載の増幅回路。
49. The fourth switch circuit includes an N-channel ninth MOS transistor and a P-channel type tenth MOS transistor.
49. The amplifier circuit according to claim 47, comprising at least one of S transistors.
【請求項50】上記第5及び第6MOSトランジスタは
Nチャネル型であり、上記第7及び第8MOSトランジ
スタはPチャネル型であることを特徴とする請求項41
乃至49の何れかに記載の増幅回路。
50. The transistor according to claim 41, wherein said fifth and sixth MOS transistors are N-channel type, and said seventh and eighth MOS transistors are P-channel type.
50. The amplifier circuit according to any one of claims to 49.
【請求項51】上記第2のスイッチ回路はNチャネル型
の第11MOSトランジスタからなることを特徴とする
請求項42乃至49の何れかに記載の増幅回路。
51. The amplifier circuit according to claim 42, wherein said second switch circuit comprises an N-channel eleventh MOS transistor.
【請求項52】上記第5及び第6MOSトランジスタは
Pチャネル型であり、上記第7及び第8MOSトランジ
スタはNチャネル型であることを特徴とする請求項41
乃至49の何れかに記載の増幅回路。
52. The MOS transistor according to claim 41, wherein said fifth and sixth MOS transistors are P-channel type, and said seventh and eighth MOS transistors are N-channel type.
50. The amplifier circuit according to any one of claims to 49.
【請求項53】上記第2のスイッチ回路はPチャネル型
の第11MOSトランジスタからなることを特徴とする
請求項42乃至49の何れかに記載の増幅回路。
53. The amplifier circuit according to claim 42, wherein said second switch circuit comprises a P-channel eleventh MOS transistor.
【請求項54】上記第3のスイッチ回路はNチャネル型
の第12MOSトランジスタとPチャネル型の第13M
OSトランジスタの少なくとも一方を含むことを特徴と
する請求項43乃至49の何れかに記載の増幅回路。
54. The third switch circuit comprises an N-channel type twelfth MOS transistor and a P-channel type thirteenth MOS transistor.
50. The amplifier circuit according to claim 43, comprising at least one of OS transistors.
【請求項55】上記第7MOSトランジスタのソース・
ドレイン経路は、第1動作電位点と第2動作電位点との
間で上記第5MOSトランジスタのソース・ドレイン経
路に直列に接続され、 上記第8MOSトランジスタのソース・ドレイン経路は
上記第1動作電位点と上記第2動作電位点との間で上記
第6MOSトランジスタのソース・ドレイン経路に直列
に接続されたことを特徴とする請求項41乃至54の何
れかに記載の増幅回路。
55. The source of the seventh MOS transistor
The drain path is connected in series to the source / drain path of the fifth MOS transistor between a first operating potential point and a second operating potential point, and the source / drain path of the eighth MOS transistor is connected to the first operating potential point. 55. The amplifier circuit according to claim 41, wherein the amplifier circuit is connected in series to a source / drain path of the sixth MOS transistor between the second operating potential point and the second operating potential point.
【請求項56】上記第1のスイッチ回路は第14MOS
トランジスタからなることを特徴とする請求項41乃至
55の何れかに記載の増幅回路。
56. The first switch circuit is a fourteenth MOS transistor.
The amplifier circuit according to any one of claims 41 to 55, comprising a transistor.
【請求項57】上記第1入力線と上記第2入力線との間
に接続された第5のスイッチ回路をさらに具備すること
を特徴とする請求項41乃至56の何れかに記載の増幅
回路。
57. The amplifier circuit according to claim 41, further comprising a fifth switch circuit connected between said first input line and said second input line. .
【請求項58】上記第5のスイッチ回路はNチャネル型
の第15MOSトランジスタとPチャネル型の第16M
OSトランジスタの少なくとも一方を含むことを特徴と
する請求項57に記載の増幅回路。
58. The fifth switch circuit includes a fifteenth N-channel MOS transistor and a sixteenth P-channel MOS transistor.
The amplifier circuit according to claim 57, comprising at least one of OS transistors.
【請求項59】上記第1及び第2出力線は上記第1及び
第2中間線と絶縁されたことを特徴とする請求項1乃至
58の何れかに記載の増幅回路。
59. An amplifier circuit according to claim 1, wherein said first and second output lines are insulated from said first and second intermediate lines.
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