JPH0321998B2 - - Google Patents

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JPH0321998B2
JPH0321998B2 JP1006003A JP600389A JPH0321998B2 JP H0321998 B2 JPH0321998 B2 JP H0321998B2 JP 1006003 A JP1006003 A JP 1006003A JP 600389 A JP600389 A JP 600389A JP H0321998 B2 JPH0321998 B2 JP H0321998B2
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transistor
drain
transistors
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input
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Toshiaki Masuhara
Katsuhiro Shimohigashi
Hiroo Masuda
Yoshiaki Kamigaki
Yoshimune Hagiwara
Hideo Sunami
Yoshio Sakai
Eiji Takeda
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、スタテイツク型MOSメモリ装置の
如きメモリ装置に関するものである。
〔従来の技術〕
第1図は従来のスタテイツク型MOSメモリ装
置の一例を示すもので、その要部構成図である。
第1図において、1,2はメモリセル群(メモ
リプレーン)で、その単位回路(メモリセル)3
は、4,5,6,7の4つのMOSトランジスタ
(以下MOSTと略記する)と8,9の抵抗より成
る。このメモリセルはワード線10,11を駆動
するデコーダ12でアクセスされ、出力信号はデ
ータ線13,14に微少な電位差として現われ、
スイツチ用MOST15,16を通してコモンデ
ータ線17,18に現われる。このコモンデータ
線17,18にはすべてのスイツチMOSTのド
レインが接続されるため、寄生容量が大きくな
り、メモリ装置の高速動作に妨げとなる。このた
め、通常、このコモンデータ線をMOSTを用い
て複数個に分割して性能向上を図つている。第1
図では、例として、2分割したものを示してい
る。前記の微少な信号は、したがつて19,20
あるいは21,22のMOSTのどちらかをオン
させることで選択し、センス増幅器23の入力端
子24,25に供給される。26,27及び2
8,29,30,31のMOSTはデータ線13,
14及びコモンデータ線17,18,32,33
を所定の電位に保つための負荷である。なお、3
4は出力バツフア回路である。
上記構成のメモリ装置において、コモンデータ
線17,18,32,33の微少信号を増幅する
センス増幅器23及び出力バツフア回路34とし
て、従来、第2図に示す回路が用いられてきた。
図において24,25はセンス増幅器23の入力
端子で、コモンデータ線(第1図17,18,3
2,33)からの信号が入力される。35,36
は入力端子24,25の微少な差動電位を受ける
1対の差動接続のN型MOST(以下NMOSTと略
記する)で、37,38はP型MOST(以下
PMOSTと略記する)で負荷(負荷用素子)とな
つている。PMOST38のゲートとドレインは共
通接続され、PMOST37,38は定電流源とし
て動作する。すなわち、PMOST37,38は
NMOS35,36のドレインの負荷として動作
する。
いま、入力端子24,25にそれぞれVcc
Vth、Vcc−Vth−ΔVの電位が与えられるものとす
る。但しVcc:電源電圧、Vth:例えば第1図の
NMOST36のしきい電圧、ΔV:メモリセルが
アクセスされた時に生ずる微小電位差(以下にお
いても同様とする)である。そのとき節点39は
高電位に移行し、PMOST37に流れる電流を減
少せしめ、節点(センス増幅器の出力端子)40
の電位をより低下させる。NMOST41はその
ゲート端子42が起動制御パルス信号によつて高
電位になつた時だけ動作状態とするスイツチであ
る。このようにしてセンス増幅器の出力端子40
には信号が出力され、その信号はインバータ回路
43,44によりさらに増幅され、出力バツフア
回路34に伝達される。
出力バツフア回路34は出力トランジスタ4
5,46、書き込み信号とチツプセレクト信号で
作られる信号・CSで制御されるロジツク部4
7,48、インバータ回路49,50で構成さ
れ、センス増幅器23の出力信号がインバータ回
路43を介して得られる信号51と、さらにイン
バータ回路44を介して得られる信号52の2つ
の信号が入力される。なお、53は上記出力バツ
フア回路34の出力端子である。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、本発明者等の検討の結果、上記
構成のセンス増幅器及び出力バツフア回路を備え
た従来のメモリ装置は、下記の如き種々の問題点
があることが明らかとされた。すなわち、 センス増幅器23の出力を後段の出力バツフ
ア回路34のインバータ回路43の入力との間
には1本の信号出力線しかないため、この1本
の信号出力線には雑音(例えば、スイツチ
MOST41のゲート端子42に供給される制
御パルスに起因する雑音等)が誘起され易く、
この雑音に応答して出力バツフア回路34の出
力MOST45,46の一方が導通して出力端
子53に雑音成分が生じること。
センス増幅器23から1本の出力線しか出て
いないため、出力バツフア回路34への2本の
入力信号51,52をインバータ回路を介して
作る必要があること。
2本の入力信号51,52間に必然的に遅延
が生じ、出力トランジスタ45,46への入力
信号54,55の位相を合わせ、上記出力トラ
ンジスタ45,46で費やされる貫通電流を減
らすためには、ロジツク部47,48及びイン
バータ回路49,50で位相を合わせる必要が
あり、回路設計が複雑になること。
出力トランジスタの入力信号54,55の位
相を合わせる必要性から、必然的に信号51に
比べ遅い信号52で全体の遅延時間が決まつて
くること。
従つて、本発明の目的とするところは、上記の
問題点を解消し、雑音の影響を受けにくく高速で
動作するメモリ装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記の目的を達成するために本発明のメモリ装
置においては、センス増幅器の増幅回路部を、2
つの入力端子の微小な差動電位を受ける従来の増
幅回路(第2図に破線で囲んで示した部分)56
を2組用い、この2つの増幅回路の出力と後段の
出力バツフア回路の入力との間に2本の信号線を
配置し、この2本の信号線に得られる同位相で逆
相の2つの増幅信号に後段の出力バツフアの2つ
の出力トランジスタを応答せしめるものである。
〔作用〕
2つの増幅回路の出力と後段の回路の入力との
間に配置された2本の信号線の一方に雑音が誘起
される場合は、他方にもこの雑音と同相の雑音が
誘起される。しかし、後段の出力バツフア回路は
2本の信号線の差信号成分には応答するが、この
2本の信号線の同相信号成分には感応しずらい回
路構成であるため、後段の出力バツフア回路の出
力端子における雑音成分を低減することが可能と
なる。
また、従来の第2図の論理反転用インバータ回
路44を用いることなく、後段の出力バツフア回
路34の2つの出力トランジスタ45,46の入
力を駆動するための逆相の2つの増幅信号の位相
が整うので、貫通伝流が低減されるとともに、高
速のメモリ動作が実現される。
〔実施例〕
以下本発明を実施例によつて詳細に説明する。
第3図は本発明のメモリ装置に使用するセンス
増幅器及び出力バツフア回路の一構成例を示す回
路図である。
第3図において、前出のものと同一符号及び同
一記号のものは同一または均等部分を示すものと
し、説明は適宜省略する。また、35,36及び
35′,36′はそれぞれメモリセルから読み出さ
れた微小な差動電位を受ける一対のNMOSTで
あり、37,38及び37′,38′は負荷となる
PMOSTである。すなわち、第2図に破線で囲ん
で示した部分56が2組対称に接続されている。
PMOST38,38′はいずれもゲートとドレイ
ンが共通接続されることによりPMOST38,3
8′,37,37′は定電流源として動作するの
で、高速のスイツチングを行なうことができる。
また、PMOST38,38′,37,37′のソー
スに接続されたNMOST41は、そのゲート端
子42に、高レベル(“1”)の制御パルス信号が
供給された時だけセンス増幅器を動作状態とする
スイツチである。上記構成のセンス増幅器は2つ
の出力端子40,40′を有し、そこからの出力
信号はそれぞれ並列に設けたインバータ回路5
7,58に導かれて増幅され、出力バツフア回路
34に伝達される。
センス増幅器の入力端子24の電圧が入力端子
25の電圧より高レベルとなると、MOST35
の導通度が増し、MOST35′の導通度が下がる
ので、ほぼ同時にセンス増幅器の出力端子40,
40′はそれぞれ低レベル、高レベルに向かつて
変化する。この出力端子40,40′は2本の信
号線L1,L2を介してインバータ回路57,5
8の入力に伝達されるので、このインバータ回路
57,58の出力はほぼ同時に高レベル、低レベ
ルにそれぞれ変化する。
従つて、出力制御信号・CSが高レベルの場
合は、NANDゲート回路47,48の出力はほ
ぼ同時に高レベル、低レベルにそれぞれ変化し、
インバータ回路49,50の出力54,55もほ
ぼ同時にそれぞれ低レベル、高レベルに変化す
る。かくして、出力MOST45,46はほぼ同
時にそれぞれ非導通状態、導通状態となつて、出
力端子53にほぼ接地レベルの出力信号が現われ
る。
一方、センス増幅器のの入力端子24,25の
電圧関係が上記と逆の場合は、上記と逆に出力端
子53にほぼ電源電圧Vccのレベルの出力信号が
現われる。
以上説明したように、第3図の実施例において
は、従来の第2図の論理反転用インバータ回路4
4を用いることなく、後段の出力バツフア回路3
4の2つの出力トランジスタ45,46の入力を
駆動するための逆相の2つの増幅信号の位相が整
うので、貫通電流が低減されるとともに、高速の
メモリ動作が実現される。
また、本実施例においては、NMOST35,
36,35′,36′のドレイン負荷である
PMOST37,38,37′,38′は入力端子2
4,25の差信号に応答して出力端子40,4
0′を高速充電し、一方この入力端子24,25
の差信号に応答してNMOST35,36,3
5′,36′は出力を高速放電するので、高速のメ
モリ動作が実現される。
さらに、本実施例においては、2本の信号線L
1,L2に同相の雑音が誘起されたとしても、後
段の出力バツフア回路の出力MOST45,46
のゲートはこの雑音に応答して同相で制御され、
その導通度も同様に変化するので、出力端子53
に伝達される雑音成分を大幅に低減することがで
きる。
また、第3図の実施例の回路を構成するモノリ
シツク集積回路においては、二つの出力40,4
0′の直流バランスを得やすいという利点を有す
る。
また、第3図の実施例においては、二対の差動
対接続NMOST35,36,35′,36′のソ
ースにはMOST41のみからなるスイツチ手段
が接続されているため、NMOST35,36の
ソースとNMOST35′,36′のソースとにそ
れぞれ別々のスイツチ手段を設けた場合と比較し
て、回路素子数が削減されるばかりか、二つの出
力40,40′の直流バランスを得やすいという
利点を有する。
本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、種々の変形実施形態を採用することができ
る。
例えば、コモンデータ線に寄生する容量による
遅延時間の増大を防ぐため、センス増幅器を複数
個コモンデータ線の分割に応じて用い、その内の
1個だけを活性化して出力信号を取り出す方法を
取ることもでき、その場合には、第3図に示した
インバータ回路例えば、57,58を選択のロジ
ツク部に置きかえればよい。
〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、センス
増幅器の2つの増幅回路の出力と後段の回路の入
力との間に配置された2本の信号線にそれぞれ同
相の雑音が誘起されたとしても、後段の回路が2
本の信号線の同相信号成分に感応しずらい回路構
成であるため、後段の回路の出力端子における雑
音成分を低減することが可能となり、また後段の
出力バツフア回路の2つの出力トランジスタを駆
動するための逆相の増幅信号の位相が整うので、
貫通電流が低減されるとともに、高速のメモリ動
作が実現される。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のメモリ装置の一例を示す要部構
成図、第2図は従来のセンス増幅器部及び出力バ
ツフア回路部の構成の一例を示す回路図、第3図
は本発明のセンス増幅器部及び出力バツフア回路
部の構成の一実施例を示す回路図である。 <符号の説明>、1,2……メモリセル群(メ
モリプレーン)、3……単位回路(メモリセル)、
12……デコーダ、17,18,32,33……
コモンデータ線、23……センス増幅器、24,
25……センス増幅器の入力端子、34,34…
…出力バツフア回路、35,36,35′,3
6′……差動形ペアを構成する素子、37,38,
37′,38′……負荷用素子、40,40′……
センス増幅器の出力端子、56……増幅回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 メモリセルと、該メモリセルから読み出され
    た信号を増幅するためのセンス増幅器とを具備し
    てなるメモリ装置において、 該センス増幅器は第1、第2、第3、第4のト
    ランジスタと、該第1、第2、第3、第4のトラ
    ンジスタと逆導電型の第5、第6、第7、第8の
    トランジスタとを有し、上記第1、第2、第3、
    第4のトランジスタのソースが第1動作電位点に
    接続され、上記第5、第6、第7、第8のトラン
    ジスタのソースが第2動作電位点に接続され、上
    記第1のトランジスタのドレインと上記第5のト
    ランジスタのドレインとが接続され、上記第2の
    トランジスタのドレインと上記第6のトランジス
    タのドレインとが接続され、上記第3のトランジ
    スタのドレインと上記第7のトランジスタのドレ
    インとが接続され、上記第4のトランジスタのド
    レインと上記第8のトランジスタのドレインとが
    接続され、上記第6のトランジスタのゲートとド
    レインとが接続され、上記第7のトランジスタの
    ゲートとドレインとが接続され、上記第1のトラ
    ンジスタのゲートと上記第3のトランジスタのゲ
    ートとが接続され、上記第2のトランジスタのゲ
    ートと上記第4のトランジスタのゲートとが接続
    されてなり、上記第1のトランジスタのドレイン
    から第1増幅信号を得、上記第4のトランジスタ
    のドレインから第2増幅信号を得るように構成さ
    れ、 上記センス増幅器の上記第1増幅信号と上記第
    2増幅信号とはそれぞれ第1信号線と第2信号線
    とを介して後段の回路の第1入力と第2入力とに
    伝達され、 上記後段の回路は上記第1動作電位点と上記第
    2動作電位点との間に直列接続された第9と第10
    のトランジスタを具備し、上記後段の回路の上記
    第1入力と該第9のトランジスタの制御入力との
    間に接続された論理回路数と上記後段の回路の上
    記第2入力と該第10のトランジスタの制御入力と
    の間に接続された論理回路数とを等しく設定する
    ことにより、上記第9と第10のトランジスタの上
    記制御入力を実質的に位相差の無い相互に逆相の
    相補信号で駆動することを特徴とするメモリ装
    置。 2 上記第1、第2、第3、第4のトランジスタ
    のソースと上記第1動作電位点との間には制御信
    号によつて制御されるスイツチ手段が接続されて
    なることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    のメモリ装置。 3 上記スイツチ手段は第11のトランジスタによ
    つて構成され、上記第1乃至第8のトランジスタ
    に流れる動作電流は該第11のトランジスタに流れ
    る電流のみによつて実質的に設定されてなること
    を特徴とする特許請求の範囲第2項記載のメモリ
    装置。 4 上記後段の回路は上記第1入力と上記第2入
    力の差信号成分に対して高い感度を有し、上記第
    1入力と上記第2入力の同相信号成分に対して低
    い感度を有する回路であることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項乃至第3項のいずれかに記載の
    メモリ装置。 5 上記後段の回路は出力バツフア回路であるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第4項記載のメモ
    リ装置。 6 アクセスされたメモリセルからの読み出し信
    号を伝達するコモンデータ線を介して上記メモリ
    セルから読み出された信号が上記センス増幅器の
    上記第1と第3のトランジスタのゲートと上記第
    2と第4のトランジスタのゲートとに伝達される
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第5
    項のいずれかに記載のメモリ装置。 7 メモリセルと、該メモリセルから読み出され
    た信号を増幅するためのセンス増幅器とを具備し
    てなるメモリ装置において、 該センス増幅器は第1、第2、第3、第4のト
    ランジスタと、該第1、第2、第3、第4のトラ
    ンジスタと逆導電型の第5、第6、第7、第8の
    トランジスタとを有し、上記第1、第2、第3、
    第4のトランジスタのソースが第1動作電位点に
    接続され、上記第5、第6、第7、第8のトラン
    ジスタのソースが第2動作電位点に接続され、上
    記第1のトランジスタのゲートと上記第3のトラ
    ンジスタのゲートとが接続され、上記第2のトラ
    ンジスタのゲートと上記第4のトランジスタのゲ
    ートとが接続されてなり、上記第2のトランジス
    タのドレインの電流に応答した電圧が上記第6の
    トランジスタのソース・ドレイン間に発生され、
    上記第6のトランジスタのソース・ドレイン間に
    発生された該電圧が上記第5のトランジスタのソ
    ース・ゲート間に印加されることにより上記第5
    のトランジスタのドレインに流れる電流が設定さ
    れ、上記第3のトランジスタのドレインの電流に
    応答した電圧が上記第7のトランジスタのソー
    ス・ドレイン間に発生され、上記第7のトランジ
    スタのソース・ドレイン間に発生された該電圧が
    上記第8のトランジスタのソース・ゲート間に印
    加されることにより上記第8のトランジスタのド
    レインに流れる電流が設定され、上記第1のトラ
    ンジスタのドレインに流れる電流と上記第5のト
    ランジスタのドレインに流れる電流との差電流に
    よつて第1増幅信号を得、上記第4のトランジス
    タのドレインに流れる電流と上記第8のトランジ
    スタのドレインに流れる電流との差電流によつて
    第2増幅信号を得るように構成され、 上記センス増幅器の上記第1増幅信号と上記第
    2増幅信号とはそれぞれ第1信号線と第2信号線
    とを介して後段の回路の第1入力と第2入力とに
    伝達され、 上記後段の回路は上記第1動作電位点と上記第
    2動作電位点との間に直列接続された第9と第10
    のトランジスタを具備し、上記後段の回路の上記
    第1入力と該第9のトランジスタの制御入力との
    間に接続された論理回路数と上記後段の回路の上
    記第2入力と該第10のトランジスタの制御入力と
    の間に接続された論理回路数とを等しく設定する
    ことにより、上記第9と第10のトランジスタの上
    記制御入力を実質的に位相差の無い相互に逆相の
    相補信号で駆動することを特徴とするメモリ装
    置。 8 上記第6のトランジスタのゲートとドレイン
    とが接続され、上記第7のトランジスタのゲート
    とドレインとが接続されてなることを特徴とする
    特許請求の範囲第7項記載のメモリ装置。 9 上記第1、第2、第3、第4のトランジスタ
    のソースと上記第1動作電位点との間には制御信
    号によつて制御されるスイツチ手段が接続されて
    なることを特徴とする特許請求の範囲第8項記載
    のメモリ装置。 10 上記スイツチ手段は第11のトランジスタに
    よつて構成され、上記第1乃至第8のトランジス
    タに流れる動作電流は該第11のトランジスタに流
    れる電流のみによつて実質的に設定されてなるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第9項記載のメモ
    リ装置。 11 上記後段の回路は上記第1入力と上記第2
    入力の差信号成分に対して高い感度を有し、上記
    第1入力と上記第2入力の同相信号成分に対して
    低い感度を有する回路であることを特徴とする特
    許請求の範囲第7項乃至第10項のいずれかに記
    載のメモリ装置。 12 上記後段の回路は出力バツフア回路である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第11項記載の
    メモリ装置。 13 アクセスされたメモリセルからの読み出し
    信号を伝達するコモンデータ線を介して上記メモ
    リセルから読み出された信号が上記センス増幅器
    の上記第1と第3のトランジスタのゲートと上記
    第2と第4のトランジスタのゲートとに伝達され
    ることを特徴とする特許請求の範囲第7項乃至第
    12項のいずれかに記載のメモリ装置。
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