JP3574672B2 - Sense circuit - Google Patents

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【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、半導体集積回路等で用いられるセンス回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、EP−ROMには、本体ROMと同じ回路構成のダミーセル及びこのダミーセルによるリファレンスレベルと本体ROMとの出力を検出するセンスアンプから成るメモリ読出のためのセンス回路が設けられている(特公平2−49519号公報(G11C 17/18)参照)。
【0003】
そして、従来のセンス回路では、ビットラインデータにおける“0”のレベルと“1”のレベルとの略中間値に一つのリファレンスレベルを設定している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記センス回路におけるセンス時間を短くするために、例えばリファレンスレベルをビットラインデータにおける“1”のレベルに近づけることにより、ビットラインデータが“1”→“0”に変化する場合のセンス時間を短縮することができるが、これでは、ビットラインデータが“0”→“1”に変化する場合のセンス時間が長くなってしまう。また、その逆に、リファレンスレベルをビットラインデータにおける“0”のレベルに近づけると、ビットラインデータが“0”→“1”に変化する場合のセンス時間が短くなるが、ビットラインデータが“1”→“0”に変化する場合のセンス時間が長くなってしまう。
【0005】
本発明は、上記の事情に鑑み、ビットラインデータが“1”→“0”に変化する場合及びビットラインデータが“0”→“1”に変化する場合の双方のセンス時間を短くできるセンス回路を提供することを目的とする。
【0006】
本発明のセンス回路は、上記の課題を解決するために、ビットラインにおけるデータ“0”のレベルとデータ“1”のレベルとの間にリファレンスレベルを設定してメモリデバイスの読み出しを行うようにしたセンス回路において、データ“0”のレベル寄りの第1のリファレンスレベルにて出力を反転させる第1のセンスアンプと、データ“1”のレベル寄りの第2のリファレンスレベルにて出力を反転する第2のセンスアンプと、前回のセンス動作時の前記両センスアンプの出力データに基づいて両センスアンプのうち早く反転する方のセンスアンプ出力を選択する出力切替え器と、を備え、前記出力切替え器は、前回のセンス動作時のセンスアンプ出力をラッチするラッチ部と、第1のセンスアンプと出力バッファとの間に配置された第1のトランスファーゲートと、第2のセンスアンプと出力バッファとの間に配置された第2のトランスファーゲートとを有し、センス動作前の前記両センスアンプの出力データに基づいて決定された前記ラッチ部の出力にて早く動作する方のセンスアンプに接続されているトランスファーゲートをONにするように構成されていることを特徴とする。
【0008】
また、前記出力切替え器は、ビットラインの振幅が十分でないためにセンス動作で前記両センスアンプのうち一方しか反転しなかった場合に次のセンス動作は反転した側のセンスアンプを選択するように構成されていてもよい。
【0009】
また、第1及び第2のセンスアンプをカレントミラー型で構成するとともに、そのビットライン側構成部分は一つとしリファレンス側構成部分は第1及び第2のリファレンスレベルの各々を生成する二つの回路部分により構成してもよいものである。
【0010】
【作用】
上記第1の構成によれば、ビットラインが“1”→“0”に変化する場合には、データ“1”のレベル寄りの第2のリファレンスレベルが設定されている第2のセンスアンプの方が第1のセンスアンプよりも早く動作し、その逆にビットラインが“0”→“1”に変化する場合には、データ“0”のレベル寄りの第1のリファレンスレベルが設定されている第1のセンスアンプの方が第2のセンスアンプよりも早く動作し、両センスアンプのうち早く動作した方が選択されてその出力がセンス出力とされるため、ビットラインの変化の方向にかかわらずセンス時間の短縮が図れることになる。そして、センスアンプ出力がトランスファーゲートを通して出力バッファに予め接続されているため、出力切替えに要する時間を省くことができる。
【0012】
上記第2の構成によれば、ビットラインの振幅が十分でないために、センスアンプの一方のみが反転する状態を経て再びその前回の状態に戻ったとしても、前記一方のみが反転した状態におけるセンス出力がなされるとともにセンスアンプの切替えは行われないことによって、前回の状態に戻る際のセンス動作も正確に早く行われることになる。
【0013】
上記第3の構成によれば、カレントミラー型で構成したセンスアンプのビットライン側構成部分を共用するので、二つのセンスアンプをフルセットで構成する場合の消費電力の増大が回避されることになる。
【0014】
【実施例】
以下、本発明をその実施例を示す図に基づいて説明する。
【0015】
図1は、本発明のセンス回路1の概略構成を示したブロック図である。このセンス回路1は、ビットラインデータにおける“0”レベルと“1”レベルとの間にリファレンスレベルを設定してメモリデバイスの読み出しを行うものであり、第1のセンスアンプ2と、第2のセンスアンプ3と、出力切替え器4とを備えて構成されている。
【0016】
第1のセンスアンプ2は、ビットラインデータにおける“0”レベル寄りの第1のリファレンスレベル(以下、ref1と略記する)にて反転するようになっている。また、第2のセンスアンプ3は、ビットラインデータにおける“1”レベル寄りの第2のリファレンスレベル(以下、ref2と略記する)にて反転するようになっている。
【0017】
出力切替え器4は、第1のセンスアンプ2の出力(OUT1)及び第2のセンスアンプ3の出力(OUT2)を入力し、センス動作前の両センスアンプ2,3の出力データに基づいて両センスアンプ2,3のうち早く動作する方のセンスアンプ出力を選択してセンス出力とするようになっている。
【0018】
図2は、上記の出力切替え器4の構成を示したブロック図である。第1のトランスファーゲート5(以下、TG5と略記する)は第1のセンスアンプ2の出力部に、第2のトランスファーゲート6(以下、TG6と略記する)は第2のセンスアンプ3の出力部に各々接続されるとともに他端側は出力バッファ(図示せず)に接続され、更に、これらTG5,TG6は、ラッチ部7の出力及びインバータ8による反転出力によってどちらか一方だけがONするようになっている。具体的には、上記ラッチ部7の出力(OUT)が“0”のときはTG5がONでTG6はOFFとなり、“1”のときはTG6がONでTG5がOFFとなる。このように、センスアンプ出力がTG5,6を通して出力バッファに予め接続されているため、出力切替えに要する時間を省くことができる。
【0019】
図3は、上記のラッチ部7の構成を示した回路図である。ラッチ部7は、TG5,6に入力部(IN)が接続された第1のC−MOSゲート(以下、CI1と略記する)と、このCI1の出力部に接続された第1ラッチ部10と、この第1のラッチ部10の出力部に接続された第3のC−MOSゲート(以下、CI3と略記する)と、このCI3の出力部に接続された第2のラッチ部11とを備え、この第2のラッチ部11の出力(OUT)を前記TG2,3における選択信号とするようになっている。
【0020】
第1のラッチ部10は、インバータ10aと二つのNORゲート10b,10cと第2のC−MOSゲート(以下、CI2と略記する)とを備える。また、第2のラッチ部11は、インバータ11aと第4のC−MOSゲート(以下、CI4と略記する)とを備えている。
【0021】
上記のCI1〜4のうち、CI1とCI4は、αが“1”のときONし、αが“0”のときOFFする(即ち、回路からの切り離される)ようになっている。一方、CI2とCI3は、αが“0”のときONし、αが“1”のときOFFする(即ち、回路からの切り離される)ようになっている。なお、上記のαは、前述のOUT1(図ではAとして表している)とOUT2(図ではBとして表している)との排他的論理和である。なお、上記αおよびその反転値α−1を生成する回路は、図示を省略している。
【0022】
また、前記の二つのNORゲート10b,10cにおいて、NORゲート10bの一方の入力端子にはインバータ10aの出力が入力され、他方の入力端子にはOUT1とOUT2のアンド出力(A・B)が入力される。そして、NORゲート10cの一方の入力端子にはNORゲート10bの出力が入力され、他方の入力端子にはOUT1とOUT2の各々の反転値のアンド出力(A−1・B−1)が入力されるようになっている。なお、上記アンド出力(A・B)及び各々の反転値のアンド出力(A−1・B−1)を生成する回路についてもその図示を省略している。
【0023】
次に、上記の如く構成されたラッチ部7の動作を図4を用いて説明する。
【0024】
図4において、(a)にはビットラインのデータのレベル変化を示し、(b)には第1のセンスアンプ2の出力であるOUT1のタイムチャートを示し、(c)には第2のセンスアンプ3の出力であるOUT2のタイムチャートを示し、(d)にはα,α−1,(A・B),(A−1・B−1)の値を示し、(e)にはCI1〜CI4のON・OFF状態を示し、(f)には前記ラッチ部7の主要なポイントにおける出力状態等を示し、(g)にはセンス出力OUT3がOUT1とOUT2のどちらの出力になっているか、即ち、AかBかを示し、(h)にはセンス出力OUT3の出力状態を示している。
【0025】
(状態1)
ビットラインデータが“0”レベルから“1”レベルに変化しようとする状態であり、OUT1もOUT2も“0”の状態である。このとき、CI1はOFFであり回路から切り離され、また、CI2はONであることから、N2点の出力は“0”にN1点の出力は“1”になる。そして、CI3がONであるため、N3はN2を反転した値“1”となり、CI4がOFFでインバータ11aにより反転されるため、選択信号であるOUTは“0”となる。このため、TG5が選択されることになり、第1のセンスアンプ2の出力であるOUT1がセンス出力OUT3とされる状態となる。
【0026】
そして、次の状態2に進むときにおいてはOUT1とOUT2のうち先にOUT1の方が“1”に反転することになるが、上記のごとく、OUT1の出力がセンス出力OUT3とされていることによって、次の状態2に進むときのセンス動作が早く行われることになる。
【0027】
(状態2)
ビットラインデータがref1に達すると、OUT1は“1”になり、上記の如く“1”のセンス出力が早くなされることになる。また、ビットラインデータはref2に達してはいないので、OUT2は“0”のままである。このとき、CI1はONでCI2がOFFとなるので、INの値(ここではOUT1の値)が反転されてN1は“0”に、N2も“0”になるが、CI3がOFFされCI4がONしているため、前状態のOUT出力が維持されることになり、選択信号OUTは“0”のままである。このため、TG5が選択されたままであり、第1のセンスアンプ2の出力であるOUT1がセンス出力(OUT3)として出力し続けられる。
【0028】
(状態3)
ビットラインデータがref2に達すると、OUTは“1”のままで更にOUT2も“1”となる。このとき、CI1はOFFでCI2がONであることから、N2点の出力は“1”に、N1点の出力は“0”になる。そして、CI3がONであるため、N3はN2を反転した値“0”となり、CI4がOFFでインバータ11aにより反転されるため、選択信号OUTは“1”となる。このため、TG6が選択されることになるが、このときTG6の出力であるOUT2も“1”になっているため、センス出力OUT3には変化はない。
【0029】
そして、上記のごとく、TG6が選択されてOUT2をセンス出力OUT3とする状態になっていることにより、次の状態4に進むときのセンス動作が早く行われることになる。
【0030】
(状態4)
状態4では、ビットラインデータの振幅が不十分な場合を想定している。ビットラインデータがレベル“1”側からref2に達すると、OUT2は“0”になり、上記の如く“0”のセンス出力が早くなされることになる。また、ビットラインデータはref1に達してはいないので、OUT1は“1”のままである。このとき、CI1はONでCI2がOFFとなるので、INの値(ここではOUT2の値)が反転されてN1は“1”に、N2は“0”になるが、CI3がOFFされCI4がONしているため、前状態のOUT出力が維持されることになり、選択信号OUTは“1”のままでTG6が選択されたままである。TG6の選択状態は変わらないが、TG6の出力であるOUT2は“0”になっているため、センス出力OUT3は“0”になる。
【0031】
そして、上記のごとく、TG6が選択されてOUT2をセンス出力OUT3とする状態になっていることにより、次の状態5に進むときのセンス動作が早く行われることになる。また、ノイズ等によりビットラインレベルが一時的にref1とref2の中間に入り、再び元のレベルに戻った場合でも、第1ラッチ部10で直列に接続された2個のNOR回路10b,10cによりOUTの極性が決定されるため、OUTの極性は正しく保たれる。
【0032】
(状態5)
ビットラインデータがref1に至らないままref2に達すると、OUT1が“1”でOUT2も“1”となり、前述の状態3と同じ状態となる。この状態では、状態4に引き続いてOUTが“1”でTG6が選択されている。TG6の選択状態は変わらないが、TG6の出力であるOUT2は“1”になっているため、センス出力OUT3は“1”になる。
【0033】
そして、上記の如く、TG6が選択されてOUT2をセンス出力OUT3とする状態になっていることにより、次の状態6に進むときのセンス動作が早く行われることになる。
【0034】
(状態6)
ビットラインデータがレベル“1”側からref2に達すると、OUT2は“0”になり、そのセンス出力が早くなされることになる。また、ビットラインデータはref1に達してはいないので、OUT1は“1”のままである。このとき、前状態のOUT出力が維持されることになり、OUTは“1”のままでTG6が選択されたままである。TG6の選択状態は変わらないが、TG6の出力であるOUT2は“0”になるため、センス出力OUT3は“0”になる。
【0035】
(状態7)
状態7では、前述の状態1と同じ状態、即ち、OUT1もOUT2も“0”の状態であり、TG5が選択されることになる。TGの選択状態は状態6とで異なることになるが、TG5の出力であるOUT1は“0”であるのでセンス出力OUT3は“0”のままである。
【0036】
そして、上記の如く、TG5が選択されてOUT1をセンス出力OUT3とする状態となることにより、次の状態8に進むときのセンス動作が早く行われることになる。
【0037】
(状態8)
状態8では、前記状態4とは逆の方向に変化する場合でビットラインデータの振幅が不十分な場合を想定している。ビットラインデータがレベル“0”側からref1に達すると、OUT1は“1”になり、この“1”のセンス出力が早くなされることになる。また、ビットラインデータはref2に達してはいないので、OUT2は“0”のままである。従って、前状態のOUT出力が維持されることになり、OUTは“0”のままでTG5が選択されたままである。TG5の選択状態は変わらないが、TG5の出力であるOUT1は“1”になっているため、センス出力OUT3は“1”になる。
【0038】
そして、上記のごとく、TG5が選択されてOUT1をセンス出力OUT3とする状態になっていることにより、次の状態9に進むときのセンス動作が早く行われることになる。
【0039】
(状態9)
ビットラインデータがref2に至らないままref1に達すると、OUT1が“0”でOUT2も“0”となり、前述の状態7と同じ状態となる。この状態では、状態8に引き続いてOUTが“0”でTG5が選択されている。TG5の選択状態は変わらないが、TG5の出力であるOUT1は“0”になっているため、センス出力OUT3は“0”になる。
【0040】
そして、上記の如く、TG5が選択されてOUT1をセンス出力OUT3とする状態になっていることにより、次の状態に進むときのセンス動作が早く行われることになる。
【0041】
以上説明した状態1〜状態9の動作で明らかなように、ビットラインが“1”→“0”に変化する場合には、“1”レベル寄りのref2が設定されている第2のセンスアンプ3の方が第1のセンスアンプ2よりも早く動作し、その逆にビットラインが“0”→“1”に変化する場合には、“0”レベル寄りのref1が設定されている第1のセンスアンプ2の方が第2のセンスアンプ3よりも早く動作し、両センスアンプ2,3のうち早く動作した方が選択されてその出力がセンス出力とされるため、ビットラインの変化の方向にかかわらずセンス時間の短縮が図れることになる。
【0042】
更に、ビットラインデータの振幅が不十分な場合、即ち、前述の状態4、或いは状態8で示したように、二つのセンスアンプ2,3のうち一方しか反転しなかった場合、センス出力は行うが出力切替えは行わないことにより、次回のセンス反転時にも早くセンス動作を行うことができる。
【0043】
また、上記の実施例では、二つのフルセット構成のセンスアンプ2,3を用いているが、図5に示すように、センスアンプを電流センスタイプのカレントミラー型で構成するとともに、そのビットライン側構成部分20は一つとし、リファレンス側構成部分は、第1リファレンスレベル(ref1)を生成する回路部分21と、第2のリファレンスレベル(ref2)を生成する回路部分22とにより構成するようにしてもよいものである。別言すれば、通常のカレントミラー型のセンスアンプ構成(20,21)に、別のリファレンス側構成部分(22)を付加する構成としてもよい。
【0044】
このように構成することにより、カレントミラー型で構成したセンスアンプのビットライン側構成部分20を共用することになるので、ビットライン側ロードの電流iが半減でき、二つのセンスアンプをフルセットで構成する場合の消費電力の増大が回避されることになる。
【0045】
また、センスアンプを電圧センスタイプのカレントミラー型で構成する場合には、図5中のゲート入力(図中のX点で示す)に直接ビットライン及びダミーラインを接続することにより、同様の効果が得られる。
【0046】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ビットラインデータが“1”→“0”に変化する場合及びビットラインデータが“0”→“1”に変化する場合の双方のセンス時間を短くできる。また、その出力切替えに要する時間を省くことができる。更に、ビットラインデータの振幅が不十分となる場合でもセンス時間短縮を確保することができる。また、二種類のリファレンスレベルを設定するためにフルセットのセンスアンプを設ける場合の消費電力増大といった問題も回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のセンス回路を示すブロック図である。
【図2】図1の出力切替え器を示すブロック図である。
【図3】図2のラッチ部を示す回路図である。
【図4】図3のラッチ部の動作等を説明するための説明図である。
【図5】本発明のセンス回路で用いることができる省電力消費型のセンスアンプを示す回路図である。
【符号の説明】
1 センス回路
2 第1のセンスアンプ
3 第2のセンスアンプ
4 出力切替え器
5 第1のトランスファーゲート
6 第2のトランスファーゲート
7 ラッチ部
10 第1ラッチ部
11 第2ラッチ部
20 ビットライン側構成部分
21 第1のリファレンスレベルを生成する回路部分
22 第2のリファレンスレベルを生成する回路部分
[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a sense circuit used in a semiconductor integrated circuit or the like.
[0002]
[Prior art]
For example, the EP-ROM is provided with a dummy cell having the same circuit configuration as that of the main body ROM, and a sense circuit for reading out the memory including a sense amplifier for detecting a reference level by the dummy cell and an output from the main body ROM. 2-49519 (G11C 17/18)).
[0003]
In the conventional sense circuit, one reference level is set to a substantially intermediate value between the “0” level and the “1” level in the bit line data.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in order to shorten the sensing time in the sensing circuit, for example, by bringing the reference level closer to the level of "1" in the bit line data, the sensing time when the bit line data changes from "1" to "0" Can be shortened, but this increases the sensing time when the bit line data changes from “0” to “1”. Conversely, when the reference level is made closer to the level of “0” in the bit line data, the sense time when the bit line data changes from “0” to “1” becomes shorter, but the bit line data becomes “0”. The sense time when changing from "1" to "0" becomes long.
[0005]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has been made in consideration of the above-described circumstances. It is intended to provide a circuit.
[0006]
In order to solve the above problem, the sense circuit of the present invention sets a reference level between the level of data “0” and the level of data “1” in a bit line and performs reading of a memory device. In the sense circuit, the first sense amplifier inverts the output at a first reference level near the level of data "0" and the output is inverted at the second reference level near the level of data "1". a second sense amplifier, and an output switching unit for selecting the sense amplifier output towards which inverts earlier, of the two sense amplifier based on the output data of the two sense amplifiers in the previous sense operation, the output switching The device is disposed between the first sense amplifier and the output buffer, and a latch unit for latching the output of the sense amplifier during the previous sensing operation. 1 transfer gate, and a second transfer gate arranged between a second sense amplifier and an output buffer, wherein the latch is determined based on output data of the two sense amplifiers before a sensing operation. The transfer gate connected to the sense amplifier that operates faster by the output of the unit is turned on.
[0008]
The front Kide force selector, the next sensing operation for selecting a sense amplifier of the inverted side when the amplitude of the bit lines is not inverted only one of said two sense amplifiers in sense operation in order not sufficient but it may also be configured to.
[0009]
In addition, the first and second sense amplifiers are of a current mirror type, and the bit line side component is one, and the reference side component is two circuits for generating the first and second reference levels, respectively. It may be constituted by parts.
[0010]
[Action]
According to the first configuration, when the bit line changes from “1” to “0”, the second sense amplifier of which the second reference level closer to the level of the data “1” is set is set. When the bit line changes from “0” to “1”, the first reference level closer to the level of data “0” is set. The first sense amplifier operates faster than the second sense amplifier, and the faster one of the two sense amplifiers is selected and its output is used as a sense output. regardless ing that can be shortened sense time not. Since the output of the sense amplifier is previously connected to the output buffer through the transfer gate, the time required for output switching can be saved.
[0012]
According to the second configuration, even if only one of the sense amplifiers is inverted and then returns to its previous state again because the amplitude of the bit line is not sufficient, the sense in the state where only one of the sense amplifiers is inverted is obtained. Since the output is performed and the switching of the sense amplifier is not performed, the sensing operation when returning to the previous state is performed accurately and quickly.
[0013]
According to the third configuration, since the bit line side components of the current mirror type sense amplifier are shared, an increase in power consumption when two sense amplifiers are configured as a full set is avoided. Become.
[0014]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings showing the embodiments.
[0015]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a sense circuit 1 of the present invention. The sense circuit 1 sets a reference level between "0" level and "1" level in bit line data and reads data from a memory device. The first sense amplifier 2 and the second sense amplifier 2 It comprises a sense amplifier 3 and an output switch 4.
[0016]
The first sense amplifier 2 is configured to invert at a first reference level (hereinafter abbreviated as ref1) near the “0” level in the bit line data. Further, the second sense amplifier 3 is configured to invert at a second reference level (hereinafter abbreviated as ref2) near the “1” level in the bit line data.
[0017]
The output switch 4 receives the output (OUT1) of the first sense amplifier 2 and the output (OUT2) of the second sense amplifier 3 and outputs both signals based on the output data of the two sense amplifiers 2 and 3 before the sensing operation. Of the sense amplifiers 2 and 3, the one that operates earlier is selected to be the sense output.
[0018]
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the output switch 4 described above. The first transfer gate 5 (hereinafter abbreviated as TG5) is at the output of the first sense amplifier 2, and the second transfer gate 6 (hereinafter abbreviated as TG6) is at the output of the second sense amplifier 3. And the other end is connected to an output buffer (not shown). Further, one of these TG5 and TG6 is turned on by the output of the latch unit 7 and the inverted output by the inverter 8. Has become. Specifically, when the output (OUT) of the latch unit 7 is "0", TG5 is ON and TG6 is OFF, and when "1", TG6 is ON and TG5 is OFF. As described above, since the output of the sense amplifier is previously connected to the output buffer through the TGs 5 and 6, the time required for output switching can be saved.
[0019]
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of the latch unit 7 described above. The latch unit 7 includes a first C-MOS gate (hereinafter abbreviated as CI1) having an input unit (IN) connected to TGs 5 and 6, a first latch unit 10 connected to an output unit of CI1, and A third C-MOS gate (hereinafter abbreviated as CI3) connected to the output section of the first latch section 10, and a second latch section 11 connected to the output section of the CI3. The output (OUT) of the second latch section 11 is used as a selection signal in the TGs 2 and 3.
[0020]
The first latch unit 10 includes an inverter 10a, two NOR gates 10b and 10c, and a second C-MOS gate (hereinafter, abbreviated as CI2). The second latch section 11 includes an inverter 11a and a fourth C-MOS gate (hereinafter, abbreviated as CI4).
[0021]
Among the above CI1 to CI4, CI1 and CI4 are turned on when α is “1” and turned off when α is “0” (that is, separated from the circuit). On the other hand, CI2 and CI3 are turned on when α is “0” and turned off (that is, disconnected from the circuit) when α is “1”. The above α is the exclusive OR of OUT1 (shown as A in the figure) and OUT2 (shown as B in the figure). The circuit for generating the above α and its inverted value α −1 is not shown.
[0022]
In the two NOR gates 10b and 10c, the output of the inverter 10a is input to one input terminal of the NOR gate 10b, and the AND output (AB) of OUT1 and OUT2 is input to the other input terminal. Is done. The output of the NOR gate 10b is input to one input terminal of the NOR gate 10c, and the AND output (A −1 · B −1 ) of each inverted value of OUT1 and OUT2 is input to the other input terminal. It has become so. The circuit for generating the AND output (A · B) and the AND output (A −1 · B −1 ) of each inverted value is also not shown.
[0023]
Next, the operation of the latch unit 7 configured as described above will be described with reference to FIG.
[0024]
4A shows a change in the data level of the bit line, FIG. 4B shows a time chart of the output OUT1 of the first sense amplifier 2, and FIG. 3 shows a time chart of OUT2 which is an output of the amplifier 3, (d) shows values of α, α −1 , (A · B), and (A −1 · B −1 ), and (e) shows CI1. To the ON / OFF state of CI4, (f) shows an output state at a main point of the latch unit 7, and (g) shows which output of the sense output OUT3 is OUT1 or OUT2. That is, it indicates A or B, and (h) shows the output state of the sense output OUT3.
[0025]
(State 1)
This is a state where the bit line data is about to change from “0” level to “1” level, and both OUT1 and OUT2 are in “0” state. At this time, CI1 is OFF and disconnected from the circuit, and CI2 is ON, so that the output at point N2 is "0" and the output at point N1 is "1". Then, since CI3 is ON, N3 becomes a value “1” obtained by inverting N2, and because CI4 is turned OFF and inverted by the inverter 11a, OUT as a selection signal becomes “0”. Therefore, TG5 is selected, and the output OUT1 of the first sense amplifier 2 becomes the sense output OUT3.
[0026]
Then, when proceeding to the next state 2, OUT1 is first inverted to "1" out of OUT1 and OUT2, but as described above, the output of OUT1 is the sense output OUT3. , The sensing operation for proceeding to the next state 2 is performed earlier.
[0027]
(State 2)
When the bit line data reaches ref1, OUT1 becomes "1", and the sense output of "1" is made earlier as described above. Since the bit line data has not reached ref2, OUT2 remains "0". At this time, since CI1 is ON and CI2 is OFF, the value of IN (here, the value of OUT1) is inverted and N1 becomes “0” and N2 becomes “0”, but CI3 is turned off and CI4 is turned off. Since it is ON, the output of OUT in the previous state is maintained, and the selection signal OUT remains “0”. Therefore, TG5 remains selected, and OUT1, which is the output of the first sense amplifier 2, is continuously output as the sense output (OUT3).
[0028]
(State 3)
When the bit line data reaches ref2, OUT remains "1" and OUT2 also becomes "1". At this time, since CI1 is OFF and CI2 is ON, the output at point N2 is "1" and the output at point N1 is "0". Then, since CI3 is ON, N3 becomes a value “0” obtained by inverting N2, and because CI4 is turned OFF and inverted by the inverter 11a, the selection signal OUT becomes “1”. Therefore, TG6 is selected. At this time, since the output OUT2 of TG6 is also "1", there is no change in the sense output OUT3.
[0029]
Then, as described above, TG6 is selected and OUT2 is set as the sense output OUT3, so that the sensing operation when proceeding to the next state 4 is performed earlier.
[0030]
(State 4)
In the state 4, it is assumed that the amplitude of the bit line data is insufficient. When the bit line data reaches ref2 from the level "1", OUT2 becomes "0" and the sense output of "0" is made earlier as described above. Since the bit line data has not reached ref1, OUT1 remains “1”. At this time, since CI1 is ON and CI2 is OFF, the value of IN (here, the value of OUT2) is inverted so that N1 becomes "1" and N2 becomes "0", but CI3 is turned off and CI4 is turned off. Since it is ON, the output of OUT in the previous state is maintained, and the selection signal OUT remains "1" and TG6 remains selected. Although the selection state of TG6 does not change, the output OUT2 of TG6 is "0", so that the sense output OUT3 is "0".
[0031]
Then, as described above, since TG6 is selected and OUT2 is set as the sense output OUT3, the sensing operation when proceeding to the next state 5 is performed earlier. Further, even when the bit line level temporarily enters the middle between ref1 and ref2 due to noise or the like and returns to the original level again, the two NOR circuits 10b and 10c connected in series by the first latch unit 10 operate. Since the polarity of OUT is determined, the polarity of OUT is maintained correctly.
[0032]
(State 5)
When the bit line data reaches ref2 without reaching ref1, OUT1 is "1" and OUT2 is also "1", which is the same as the above-mentioned state 3. In this state, subsequent to State 4, OUT is "1" and TG6 is selected. Although the selection state of TG6 does not change, the output OUT2 of TG6 is "1", so that the sense output OUT3 is "1".
[0033]
Then, as described above, since TG6 is selected and OUT2 is set as the sense output OUT3, the sensing operation when proceeding to the next state 6 is performed earlier.
[0034]
(State 6)
When the bit line data reaches ref2 from the level "1", OUT2 becomes "0" and the sense output is made earlier. Since the bit line data has not reached ref1, OUT1 remains “1”. At this time, the OUT output in the previous state is maintained, OUT remains "1", and TG6 remains selected. Although the selection state of TG6 does not change, the output OUT2 of TG6 becomes "0", and the sense output OUT3 becomes "0".
[0035]
(State 7)
In state 7, the same state as state 1 described above, that is, both OUT1 and OUT2 are "0", and TG5 is selected. Although the selected state of TG is different from that of state 6, the output OUT1 of TG5 is "0", so that the sense output OUT3 remains "0".
[0036]
Then, as described above, when TG5 is selected and OUT1 is set as the sense output OUT3, the sensing operation when proceeding to the next state 8 is performed earlier.
[0037]
(State 8)
In state 8, it is assumed that the amplitude of the bit line data is insufficient when the direction changes in the direction opposite to that of the state 4 and the amplitude of the bit line data is insufficient. When the bit line data reaches ref1 from the level "0" side, OUT1 becomes "1" and the sense output of "1" is performed earlier. Since the bit line data has not reached ref2, OUT2 remains "0". Therefore, the OUT output in the previous state is maintained, and OUT remains "0" and TG5 remains selected. Although the selection state of TG5 does not change, the output OUT1 of TG5 is "1", so that the sense output OUT3 is "1".
[0038]
As described above, since TG5 is selected and OUT1 is set as the sense output OUT3, the sensing operation when proceeding to the next state 9 is performed earlier.
[0039]
(State 9)
When the bit line data reaches ref1 without reaching ref2, OUT1 is "0" and OUT2 is also "0", which is the same as the above-mentioned state 7. In this state, subsequent to State 8, OUT is "0" and TG5 is selected. Although the selection state of TG5 does not change, the output OUT1 of TG5 is "0", so that the sense output OUT3 is "0".
[0040]
As described above, since TG5 is selected and OUT1 is set as the sense output OUT3, the sensing operation when proceeding to the next state is performed quickly.
[0041]
As is apparent from the operations in the states 1 to 9 described above, when the bit line changes from "1" to "0", the second sense amplifier to which the ref2 closer to the "1" level is set. 3 operates faster than the first sense amplifier 2, and conversely, when the bit line changes from “0” to “1”, the first ref1 near the “0” level is set. Of the sense amplifier 2 operates faster than the second sense amplifier 3, and the one of the two sense amplifiers 2 and 3 that operates earlier is selected and its output is used as a sense output. The sensing time can be reduced regardless of the direction.
[0042]
Further, when the amplitude of the bit line data is insufficient, that is, when only one of the two sense amplifiers 2 and 3 is inverted as shown in the state 4 or the state 8, the sense output is performed. However, since the output is not switched, the sensing operation can be performed quickly even at the next sense inversion.
[0043]
Further, in the above embodiment, two sense amplifiers 2 and 3 having a full set configuration are used. However, as shown in FIG. 5, the sense amplifier is configured as a current mirror type current mirror type and its bit line The number of the side components 20 is one, and the reference side component is configured by a circuit portion 21 that generates a first reference level (ref1) and a circuit portion 22 that generates a second reference level (ref2). It may be. In other words, another reference-side component (22) may be added to the normal current mirror type sense amplifier configuration (20, 21).
[0044]
With this configuration, the bit line side component 20 of the current mirror type sense amplifier is shared, so that the current i of the bit line side load can be halved and the two sense amplifiers can be fully set. An increase in power consumption in a configuration is avoided.
[0045]
When the sense amplifier is configured as a voltage sensing type current mirror type, the same effect can be obtained by directly connecting the bit line and the dummy line to the gate input (indicated by point X in FIG. 5). Is obtained.
[0046]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to shorten the sensing time both when the bit line data changes from “1” to “0” and when the bit line data changes from “0” to “1”. . Also, the time required for the output switching can be saved. Further, even when the amplitude of the bit line data becomes insufficient, the reduction of the sensing time can be ensured. Further, it is possible to avoid a problem such as an increase in power consumption when a full set of sense amplifiers is provided to set two types of reference levels.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a sense circuit of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an output switch of FIG. 1;
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a latch unit of FIG. 2;
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining an operation and the like of a latch unit in FIG. 3;
FIG. 5 is a circuit diagram showing a power saving type sense amplifier that can be used in the sense circuit of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sense circuit 2 1st sense amplifier 3 2nd sense amplifier 4 Output switcher 5 1st transfer gate 6 2nd transfer gate 7 Latch section 10 1st latch section 11 2nd latch section 20 Bit line side constituent part 21 A circuit part for generating a first reference level 22 A circuit part for generating a second reference level

Claims (3)

ビットラインにおけるデータ“0”のレベルとデータ“1”のレベルとの間にリファレンスレベルを設定してメモリデバイスの読み出しを行うようにしたセンス回路において、データ“0”のレベル寄りの第1のリファレンスレベルにて出力を反転させる第1のセンスアンプと、データ“1”のレベル寄りの第2のリファレンスレベルにて出力を反転する第2のセンスアンプと、前回のセンス動作時の前記両センスアンプの出力データに基づいて両センスアンプのうち早く反転する方のセンスアンプ出力を選択する出力切替え器と、を備え、前記出力切替え器は、前回のセンス動作時のセンスアンプ出力をラッチするラッチ部と、第1のセンスアンプと出力バッファとの間に配置された第1のトランスファーゲートと、第2のセンスアンプと出力バッファとの間に配置された第2のトランスファーゲートとを有し、センス動作前の前記両センスアンプの出力データに基づいて決定された前記ラッチ部の出力にて早く動作する方のセンスアンプに接続されているトランスファーゲートをONにするように構成されていることを特徴とするセンス回路。In a sense circuit in which a reference level is set between the level of data “0” and the level of data “1” in a bit line to perform reading of a memory device, a first level closer to the level of data “0” is provided. A first sense amplifier for inverting an output at a reference level, a second sense amplifier for inverting an output at a second reference level closer to the level of data "1", and the two senses at the time of a previous sensing operation An output switch for selecting a sense amplifier output of the two sense amplifiers that inverts earlier based on output data of the amplifier , wherein the output switcher latches a sense amplifier output at the time of a previous sensing operation. Unit, a first transfer gate disposed between the first sense amplifier and the output buffer, and a second sense amplifier. And a second transfer gate disposed between the input and output buffers, and a sense amplifier which operates faster with an output of the latch unit determined based on output data of the two sense amplifiers before a sensing operation. Characterized in that it is configured to turn on a transfer gate connected to the sensing circuit. 記出力切替え器は、ビットラインの振幅が十分でないためにセンス動作で前記両センスアンプのうち一方しか反転しなかった場合に次のセンス動作は反転した側のセンスアンプを選択するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載のセンス回路。Before Kide force selector, as the next sensing operation for selecting a sense amplifier of the inverted side when the amplitude of the bit lines is not inverted only one of said two sense amplifiers in sense operation in order not sufficient The sense circuit according to claim 1, wherein the sense circuit is configured. 第1及び第2のセンスアンプをカレントミラー型で構成するとともに、そのビットライン側構成部分は一つとしリファレンス側構成部分は第1及び第2のリファレンスレベルの各々を生成する二つの回路部分により構成していることを特徴とする請求項1又は2に記載のセンス回路。The first and second sense amplifiers are of the current mirror type, and the bit line side component is one, and the reference side component is two circuit portions for generating the first and second reference levels, respectively. The sense circuit according to claim 1 , wherein the sense circuit is configured.
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