JPH0541086A - 半導体メモリー装置のセンスアンプ制御回路 - Google Patents

半導体メモリー装置のセンスアンプ制御回路

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JPH0541086A
JPH0541086A JP3336770A JP33677091A JPH0541086A JP H0541086 A JPH0541086 A JP H0541086A JP 3336770 A JP3336770 A JP 3336770A JP 33677091 A JP33677091 A JP 33677091A JP H0541086 A JPH0541086 A JP H0541086A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 DRAM等のメモリーセルとセンスアンプに
印加される電圧が外部電源電圧の変化に影響を受けずに
一定に維持されるようにし、メモリーセルのデバイス特
性を改善すると共にセンスアンプのセンシング動作が十
分行なわれるようにする。 【構成】 センスアンプドライバー内を流れる電流を一
定に維持するよう制御するセンスアンプドライバー制御
回路50Fと、センスアンプドライバー制御回路の駆動
素子に流れる電流を外部電源電圧の変化に関係なく一定
に維持するよう制御するバイアス回路50Eと、センス
アンプに印加される電圧を入力とし、センスアンプに印
加される電圧が変化する毎に作動してセンスアンプドラ
イバー制御回路及びバイアス回路を駆動する手段(50
A、50B、50C、50D)と、から構成されるセン
スアンプ制御回路を設けるものとしている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はDRAM(ダイナミック
ランダムアクセスメモリー)に関するもので、特に外部
電源電圧を内部電源電圧でクランプ(clamp )してメモ
リーセルのデバイス特性を安定させたセンスアンプ制御
回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体メモリー装置の高集積化にともな
って一つのトランジスタの占有可能面積も減少してお
り、したがってトランジスタの大きさは益々小形化の傾
向にある。このような傾向により小さくなったセンスア
ンプ及びメモリーセルに外部電源電圧をそのまま印加す
ると、メモリーセルのデバイス特性歪曲が発生し、セン
シング(sensing )動作時にピーク電流(peak curren
t)が増加する。同時に、パワーノイズ(power noise
)も発生してメモリー素子として安定した動作をする
ことができないことはこの分野によく知られている事実
である。一方、センスアンプ制御回路においても、外部
電源電圧が、センスアンプドライブトランジスタを通し
てアクティブリストア(active restore)信号としてそ
のままセンスアンプ及びメモリーセルに印加されると、
メモリー素子としての特性が不良になる。
【0003】図10〜図14に、従来のセンスアンプ制
御回路とその特性を示す。図10は従来のセンスアンプ
制御回路の一般的な例を示し、図11は図10の回路の
動作タイミング図、図12は図10の回路のメモリーセ
ルに印加される電圧の特性を示すグラフである。
【0004】図10のセンスアンプ制御回路は、P形セ
ンスアンプエネイブルクロックであるφSPが電源電圧
レベルである“ハイ”になると、インバーター3によっ
てP形センスアンプドライバーエネイブルクロックであ
るφPSEが接地電圧レベルである“ロウ”になり、P
形センスアンプドライバー4がターンオンする。
【0005】図11でその動作タイミングを見てみる
と、ロウアドレスストローブ信号であるRASが“ロ
ウ”になると、N形センスアンプドライバーエネイブル
クロックであるφNSEが“ハイ”になってN形センス
アンプのセンシング動作が実行され、同時にφSPが
“ハイ”になってP形センスアンプのセンシング動作が
実行される。
【0006】しかし、図12に示すように、P形センス
アンプドライバー4が外部電源電圧であるext.Vc
cの大部分をP形センスアンプ及びメモリーセルにその
まま伝達するので、ext.Vccが“ハイ”(即ち電
源電圧レベル)としてセットされる場合、しきい電圧の
変化等によりメモリーセルのデバイス特性が悪くなっ
て、メモリーセルの寿命が短くなったり、また、センシ
ング動作時にピーク電流が増加してパワーノイズが発生
するようになる。そして結果的にメモリー素子としての
特性が相当に不安定になる。
【0007】このような図10の回路の不具合を補うよ
うにしたのが図13に開示の回路である。図13の回路
は内部電源電圧ステージを使用してメモリーセルに印加
される電圧を所定のレベルに低めるように構成された回
路である。この図13の内部電源電圧ステージの構成及
び接続関係は1989年10月に発刊されたIEEE JOURN
AL OF SOLID −STATE CIRCUITS VOL 24 No. 5に記
載の論文“A 45−ns 16−Mbit DRAM with Tri
ple −Well Structure" に開示されているので、必要以
外の説明はここでは省略する。
【0008】この回路では、ext.Vccが5Vのと
き内部電源電圧(int.Vcc)を4V程度に選択し
てメモリーセル及びセンスアンプに印加される電圧を4
Vにクランプする。その動作を簡単に説明すると、RA
Sが“ロウ”になるとNMOSトランジスタ17、18
がターンオンし、そして比較器の出力“ロウ”によって
ノードBに“ロウ”、ノードCに“ハイ”の電圧がセッ
トされる。ノードCの“ハイ”状態は、定電流源30に
連結されたNMOSトランジスタ20をターンオン、P
MOSトランジスタ19をターンオフ、接地電圧端に各
ソースが接続されたNMOSトランジスタ21、26、
27をターンオンさせる。ターンオフしたPMOSトラ
ンジスタ19のドレインが接続された出力ノードDは
“ロウ”を出力してP形センスアンプドライバー29を
ターンオンさせ、その結果、P形センスアンプエネイブ
ル信号であるSAPの電圧は上昇する。SAPの電圧が
上昇して4Vに到達するのにともなって、比較器のNM
OSトランジスタ25のゲート電圧も増加し、これによ
り比較器の負荷用PMOSトランジスタ22、23のゲ
ート電圧は減少して比較器の出力は“ハイ”になる。比
較器の出力が“ハイ”になると、ノードBは“ハイ”、
ノードCは“ロウ”となる。ノードCが“ロウ”になる
とPMOSトランジスタ19はターンオン、NMOSト
ランジスタ20はターンオフ、NMOSトランジスタ2
1、26、27はターンオフする。すると、ターンオン
したPMOSトランジスタ19のドレインが接続された
出力ノードDは“ハイ”を出力してP形センスアンプド
ライバー29をターンオフさせ、SAPの電圧を4Vに
維持する。
【0009】このとき、メモリーセルとセンスアンプの
構成素子である各トランジスタの漏洩電流が原因とな
り、P形センスアンプドライバー29がターンオフした
状態において、SAPの電圧は図13の動作タイミング
を示す図14に図示のように△V程低くなる。しかし、
ノードCが“ロウ”となっているのでNMOSトランジ
スタ21、26、27はターンオフしており、したがっ
て比較器は動作せず、SAPは正常な4Vを維持できな
い。これは、メモリーセル及びセンスアンプに十分な電
圧が印加されないことになるので、センスアンプのセン
シング動作が十分に行われない結果を招来する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、メモリーセル及びセンスアンプに印加される電圧
を所定のレベルで維持してメモリーセルのデバイス特性
を改善すると共に、センスアンプのセンシング動作が十
分行なわれるようにするセンスアンプ制御回路を提供す
ることにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明によるセンスアンプ制御回路は、出力線
がセンスアンプドライバーの制御端子に接続されてセン
スアンプドライバー内を流れる電流を所定のレベルに維
持するセンスアンプドライバー制御回路と、出力線がセ
ンスアンプドライバー制御回路に接続されてセンスアン
プドライバー制御回路の駆動素子に流れる電流を一定に
維持するバイアス回路と、センスアンプドライバーの出
力電圧を入力とすると共に、出力がセンスアンプドライ
バー制御回路とバイアス回路の入力となり、センスアン
プドライバー制御回路及びバイアス回路を駆動する手段
と、を具備したことを特徴とする。また、センスアンプ
ドライバー制御回路及びバイアス回路を駆動する手段
が、メモリーセルに印加される電圧と所定の基準電圧と
を比較し、その結果にしたがった信号を所定のクロック
信号の制御によって出力する比較器と、前記クロック信
号の制御によって入力された電圧を変換して出力するレ
ベル変換回路と、レベル変換回路の出力の制御を受けて
比較器の出力をエネイブル又はディスエーブルさせる手
段と、比較器の出力を反転して出力するトリガー回路
と、から成ることを特徴とする。
【0012】
【作用】上述のような構成により、センスアンプドライ
バーに流れる電流が一定になり、外部電源電圧の変化に
無関係なSAPの上昇傾きが得られ、しかも、SAPの
上昇傾きが常に一定となり、その結果、SAPの上昇傾
きが急なために起こるピーク電流を抑制することができ
る。また、SAPの電圧が低下する毎に直ちにこれを検
出し、SAPの電圧を一定に維持できるようになり、セ
ンスアンプのセンシング動作に支障をきたすことがなく
なる。
【0013】
【実施例】以下、本発明を添付の図面を参照して詳細に
説明する。図1は本発明によるセンスアンプ制御回路を
各機能別に分類したブロック図である。図1で、点線で
示すブロックがセンスアンプ制御回路50であり、その
構成は、比較器50Aと、レベル変換回路50Bと、比
較器エネイブル手段50Cと、トリガー回路50Dと、
バイアス回路50Eと、P形センスアンプドライバー制
御回路50Fと、からなっている。
【0014】比較器50Aは、メモリーセルアレイ10
0のP形センスアンプ70の電圧と所定の基準電圧Vre
f とを比較し、その結果にしたがった信号をP形センス
アンプ制御回路エネイブル信号φSPの制御にしたがっ
て出力する。レベル変換回路50Bは、φSPの第2電
源電圧を第1電源電圧へ変換して出力する。ここで、第
1電源電圧は通常の5Vの外部電源電圧であり、第2電
源電圧は4V程度の内部電源電圧である。比較器エネイ
ブル手段50Cは、レベル変換回路50Bの出力にした
がって比較器50Aの出力をエネイブル又はディスエー
ブルする。トリガー回路50Dは、比較器50A及び比
較器エネイブル手段50Cの出力を入力とし、これを反
転して出力する。バイアス回路50Eは、トリガー回路
50Dの出力を入力とし、P形センスアンプドライバー
制御回路50Fの駆動素子に流れる電流が一定になるよ
う制御する。P形センスアンプドライバー制御回路50
Fはトリガー回路50Dの出力とバイアス回路50Eの
出力とを入力とし、その出力はP形センスアンプドライ
バー61に印加され、これによりP形センスアンプドラ
イバー61内を流れる電流が一定になるように制御す
る。
【0015】図2は図1のブロック図に基づいた回路の
実施例を示す。図3、図4、図5は図2の回路で使用さ
れるクロック信号を発生する回路を示し、図6は図2の
回路の動作タイミング図であり、図7は図6に示した動
作タイミングの一部分詳細図である。図8は図2中のメ
モリーセルに印加される電圧の特性を表すグラフであ
り、図9は、バイアス回路50Eの出力電圧と外部電源
電圧との関係の温度による特性を表すグラフである。
【0016】では、図2の回路の構成を説明する。比較
器50Aは、外部電源電圧端にソースが接続されると共
にゲート及びドレインがダイオード接続されたPMOS
トランジスタ31と、外部電源電圧端にソースが接続さ
れると共にゲートがPMOSトランジスタ31のゲート
に接続されたPMOSトランジスタ32と、P形センス
アンプエネイブルノード62にゲートが接続されると共
にドレインがPMOSトランジスタ31のドレインに接
続されたNMOSトランジスタ33と、基準電圧Vref
にゲートが接続されると共にPMOSトランジスタ32
のドレインにドレインが接続されたNMOSトランジス
タ34と、PMOSトランジスタ32及びNMOSトラ
ンジスタ34の共通接続端に接続された出力ノードN1
と、NMOSトランジスタ33、34の各ソースがドレ
インに共通接続されると共にφSPがゲートに印加さ
れ、そして接地電圧端にソースが接続されたNMOSト
ランジスタ35と、から構成される。
【0017】レベル変換回路50Bは、外部電源電圧端
にソースが接続されたPMOSトランジスタ39、40
と、φSPがゲートに印加されると共にソースが接地電
圧端に接続され、ドレインにPMOSトランジスタ39
のドレイン及びPMOSトランジスタ40のゲートが共
通接続されたNMOSトランジスタ41と、φSPが入
力端子に印加されると共に内部電源電圧端に制御入力端
子が接続されたインバーター43と、接地電圧端にソー
スが接続されると共にインバーター43の出力端子にゲ
ートが接続されたNMOSトランジスタ42と、PMO
Sトランジスタ39のゲート及びPMOSトランジスタ
40のドレイン及びNMOSトランジスタ42のドレイ
ンが共通接続された出力ノードN3と、から構成され
る。
【0018】比較器エネイブル手段50Cは、外部電源
電圧端にソースが接続されると共に比較器50Aの出力
ノードN1にドレインが接続され、そしてレベル変換回
路50Bの出力ノードN3にゲートが接続されたPMO
Sトランジスタ36から構成される。
【0019】トリガー回路50Dは、外部電源電圧端に
ソースが接続されると共に比較器50Aの出力ノードN
1にゲートが接続されたPMOSトランジスタ37と、
接地電圧端にソースが接続されると共に比較器50Aの
出力ノードN1にゲートが接続されたNMOSトランジ
スタ38と、PMOSトランジスタ37及びNMOSト
ランジスタ38の各ドレインが共通接続された出力ノー
ドN2と、から構成される。
【0020】バイアス回路50Eは、内部電源電圧端に
ソースが接続されると共に接地電圧端にゲートが接続さ
れたPMOSトランジスタ44と、PMOSトランジス
タ44のドレインにドレインが接続されると共にトリガ
ー回路50Dの出力ノードN2にゲートが接続されたN
MOSトランジスタ45と、PMOSトランジスタ44
及びNMOSトランジスタ45の共通接続端であり、電
圧VBを出力する出力ノードN4と、NMOSトランジ
スタ45のソースにドレイン及びゲートがダイオード接
続されると共に接地電圧端にソースが接続されたNMO
Sトランジスタ46と、から構成される。
【0021】P形センスアンプドライバー制御回路50
Fは、外部電源電圧端にソースが接続されると共にトリ
ガー回路50Dの出力ノードN2にゲートが接続された
PMOSトランジスタ47と、出力ノードN2にゲート
が接続されたNMOSトランジスタ48と、PMOSト
ランジスタ47及びNMOSトランジスタ48の共通接
続端とP形センスアンプドライバー61の制御端子との
間を接続し、P形センスアンプドライバーエネイブルク
ロックであるφPSEを発生する出力線と、NMOSト
ランジスタ48と接地電圧端との間に接続されると共に
バイアス回路50Eの出力ノードN4にゲートが接続さ
れたNMOSトランジスタ49と、外部電源電圧端と前
記出力線との間に接続されてNMOSトランジスタ4
8、49に流れる電流が一定になるようにする定電流手
段と、より構成される。本実施例の場合、前記電流制御
手段は、外部電源電圧端にソースが接続されると共にゲ
ートとレインがダイオード接続された第1PMOSトラ
ンジスタ90と、第1PMOSトランジスタ90のドレ
インと前記出力線との間に接続されると共に接地電圧端
にゲートが接続された第2PMOSトランジスタ91
と、より成っている。
【0022】以上の説明中、外部電源電圧端は外部電源
電圧ext.Vccを出力し、内部電源電圧端は内部電
源電圧int.Vccを出力する。
【0023】図2の回路の動作を図3、図4、図5、図
6、図7を参照して説明する。先ず、各クロック信号の
発生を図3、図4、図5を参照して説明する。N形セン
スアンプドライバーエネイブルクロックであるφNSE
は、図4に図示のように、遅延回路74から発生する信
号φSとマスタークロックであるφRとがNANDゲー
ト75、インバーター76を経た後の信号である。φS
はセンシングエネイブルクロックであり、φRは図3に
示すようにロウアドレスストローブ信号であるRASが
3個のインバーター71、72、73を経た後の信号で
ある。φSPは、図5に示すように、φNSEが3個の
インバーター77、78、79を経た後の信号及びφR
がインバーター80を経た後の信号がNORゲート81
を経た後に、2個のインバーター82、83を通して遅
延されて発生する信号である。
【0024】図2の回路のP形センスアンプエネイブル
信号であるSAPは、初期段階でint.Vcc/2に
プリチャージされている。即ち、RASが“ハイ”のプ
リチャージ状態であるとき、φSPは“ロウ”であり、
レベル変換回路50BのNMOSトランジスタ42がタ
ーンオンする。したがってレベル変換回路50Bは出力
ノードN3より“ロウ”を出力する。すると、比較器エ
ネイブル手段50CのPMOSトランジスタ36がター
ンオンして比較器50Aの出力はディスエーブルされ、
これによりトリガー回路50Dには“ハイ”が入力され
る。その結果、トリガー回路50Dは出力ノードN2よ
り“ロウ”を出力するので、バイアス回路50EのNM
OSトランジスタ45がターンオフしてバイアス回路5
0Eは出力ノードN4より“ハイ”を出力する。する
と、P形センスアンプドライバー制御回路50Fは出力
線に“ハイ”を出力し(即ちφPSEが“ハイ”)、し
たがってPMOSセンスアンプドライバー61がターン
オフしてSAPはint.Vcc/2にプリチャージさ
れる。
【0025】次に、バイアス回路50E及びP形センス
アンプドライバー制御回路50Fの機能と動作特性を詳
細に説明する。
【0026】先ず、バイアス回路50Eについて説明す
る。バイアス回路50Eは、出力ノードN4がP形セン
スアンプドライバー制御回路50Fの駆動素子であるN
MOSトランジスタ49のゲートに接続されており、回
路を流れる電流iBを一定に保つ。この出力ノードN4
の出力特性を図9に示す。即ち、出力ノードN2が“ハ
イ”のとき、ext.Vccが増加すると、これにとも
ない出力ノードN2の電圧も増加するので、NMOSト
ランジスタ45のVgsが増加して電圧VB は減少す
る。したがって、P形センスアンプドライバー回路50
FのNMOSトランジスタ49のVgsが減少するの
で、ext.Vccの増加による電流iBの増加が抑制
される。尚、NMOSトランジスタ49はゲートに電圧
B が常に印加されているのでターンオフすることはな
い。反対にext.Vccが減少すると、これにともな
い出力ノードN2の電圧も減少するので、NMOSトラ
ンジスタ45のVgsが減少して電圧VB は増加する。
したがって、P形センスアンプドライバー回路50Fの
NMOSトランジスタ49のVgsが増加するので、e
xt.Vccの減少による電流iBの減少が抑制され
る。以上の結果、P形センスアンプドライバー61に流
れるドレイン−ソース間の電流IDSが一定になり、ex
t.Vccの変化に無関係なSAPの上昇傾きが提供で
きる。
【0027】次に、P形センスアンプドライバー制御回
路50Fについて説明する。上述のように、出力ノード
N2が“ロウ”であると、φPSEが“ハイ”となって
P形センスアンプドライバー61、65、…はターンオ
フする。反対に、出力ノードN2が“ハイ”であると、
φPSEが“ロウ”となってP形センスアンプドライバ
ー61、65、…はターンオンする。同時に、NMOS
トランジスタ48がターンオンするので、先のようにし
て一定の電流iBが流れる。このとき、ext.Vcc
が増加した場合、上述した通り電流iBは一定であるの
で、φPSEの電圧は増加する。一方、ext.Vcc
が増加すると、P形センスアンプドライバー61、6
5、…のドレイン−ソース間の電圧も増加するが、その
チャネルに流れる電流を一定にするようにP形センスア
ンプドライバー61、65、…のゲート電圧であるφP
SEが前記のように増加してVgsを減少させるように
働くので、P形センスアンプドライバー61、65、…
に流れる電流は一定になる。したがって、ext.Vc
cの変化に無関係なチャネル電流が提供できるため、S
APの上昇傾きが“ロウ”や“ハイ”のext.Vcc
の領域ですべて一定となり、その結果、SAPの上昇傾
きが急なために起こるピーク電流の増加という従来の問
題点を解決することができる。
【0028】では、RASが“ロウ”となってロウ(ro
w )アドレスが指定されたときの図2の回路の動作を観
察して見る。先ず、ロウアドレスデコーディングによっ
て任意のワード線が選択され、ビット線とメモリーセル
との間の電荷分配(charge sharing)が行なわれる。そ
してN形センスアンプドライバーエネイブルクロックで
あるφNSEが“ハイ”となってNMOSセンスアンプ
ドライバー63、67、…がターンオンしてビット線の
センシング動作をする。さらに、φSPが“ハイ”とな
ってレベル変換回路50Bの出力ノードN3がext.
Vccになり、比較器エネイブル手段50CのPMOS
トランジスタ36をターンオフして比較器50Aの出力
をエネイブルする。比較器50Aは、SAPの電圧より
基準電圧Vrefの4Vの方が大きいので、ノードN1
から“ロウ”を出力する。尚、比較器50AのNMOS
トランジスタ35のゲートにはφSPが印加されてい
る。トリガー回路50DはノードN1の“ロウ”を検出
してノードN2に“ハイ”を出力する。この“ハイ”状
態のトリガー回路50Dの出力は、バイアス回路50E
及びセンスアンプドライバー制御回路50Fをエネイブ
ルさせる。すると、バイアス回路50E及びセンスアン
プドライバー制御回路50Fは上述のように動作して、
φPSEがP形センスアンプドライバー61、65、…
をターンオンさせるので、SAPの電圧はext.Vc
cの変化に関係なく一定の上昇傾きを維持する。
【0029】ここで、SAPの電圧が上昇し4Vに到達
すると、比較器50AのNMOSトランジスタ33のゲ
ート電圧が増加するのでノードN1は“ハイ”となり、
したがってトリガー回路50Dの出力は“ロウ”となっ
て、バイアス回路50Eの出力はint.Vccとな
る。一方、センスアンプドライバー制御回路50FのN
MOSトランジスタ48がターンオフするので、φPS
Eが“ハイ”となってP形センスアンプドライバー6
1、65、…をターンオフさせ、SAPの電圧が図8に
示すように4V以上になるのを防止する。
【0030】SAPの電圧が4Vに維持された後、図7
に示すように、メモリーセルとセンスアンプの構成素子
である各トランジスタの漏洩電流によってSAPの電圧
がA地点で4V以下に降下し始めると、直ちに比較器5
0Aが作動してSAPの電圧を上昇させ、B地点で再び
もとに戻ることが分かる。図13に図示の従来のセンス
アンプ制御回路では、SAPの電圧がプリチャージ状態
(=Vcc/2)から4Vに上昇した後に再び比較器が
動作することはできないが、本発明によるセンスアンプ
制御回路では、比較器50Aの制御電圧がφSPによっ
て継続してエネイブルされた状態であるので、SAPの
電圧が低下する毎に直ちにこれを検出し、SAPの電圧
を4Vに維持できるようになり従来の問題点を解決する
ことができる。
【0031】図2に示した回路図は本発明の思想を実現
した一実施例であり、本発明の思想を外れない限り各回
路の構成要素を変更することが可能であることはこの分
野に通常の知識をもつ者であれば容易に理解できるであ
ろう。
【0032】
【発明の効果】以上述べてきたように本発明によるセン
スアンプ制御回路は、メモリーセルに係る電圧が所定の
レベル(実施例においては4V)でクランプされるの
で、メモリーセルのデバイス特性の歪曲を防止でき、さ
らに、センスアンプのセンシング動作時のピーク電流を
抑制してパワーノイズを減少させることが可能となる。
その結果、半導体メモリー素子の信頼性の向上に大きく
寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるセンスアンプ制御回路のブロック
図。
【図2】本発明によるセンスアンプ制御回路の実施例を
示す回路図。
【図3】本発明によるセンスアンプ制御回路におけるク
ロック信号を発生する回路の実施例を示す回路図。
【図4】本発明によるセンスアンプ制御回路におけるク
ロック信号を発生する回路の実施例を示す回路図。
【図5】本発明によるセンスアンプ制御回路におけるク
ロック信号を発生する回路の実施例を示す回路図。
【図6】本発明によるセンスアンプ制御回路の実施例の
動作タイミング図。
【図7】図6の動作タイミング図の部分詳細図。
【図8】本発明によるセンスアンプ制御回路の実施例に
おけるメモリーセルに印加される電圧の特性図。
【図9】本発明によるセンスアンプ制御回路におけるバ
イアス回路の出力電圧と外部電源電圧との関係の温度に
よる特性図。
【図10】従来のセンスアンプ制御回路の一例を示す回
路図。
【図11】図10の回路の動作タイミング図。
【図12】図10の回路のメモリーセルに印加される電
圧の特性図。
【図13】従来のセンスアンプ制御回路の他の例を示す
回路図。
【図14】図13の回路の動作タイミング図。
【符号の説明】
SAP P形センスアンプエネイブル信号 SAN N形センスアンプエネイブル信号 φS センシングエネイブルクロック φSP P形センスアンプ制御回路エネイブル信号 ext.Vcc 外部電源電圧 int.Vcc 内部電源電圧 Vref 基準電圧 φPSE P形センスアンプドライバーエネイブルクロ
ック φNSE N形センスアンプドライバーエネイブルクロ
ック WL ワード線 BL ビット線 φR マスタークロック Vp セルプレート電圧 Vss 接地電圧端
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジヨン−ヒユン チヨイ 大韓民国 ソウル ノウオン−グ サンギ エ−ドン サンギエ 9−ダンジ アパー ト 950−1002

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 メモリーセルのセンスアンプ及びこれを
    駆動するセンスアンプドライバーを有する半導体メモリ
    ー装置において、 出力をセンスアンプドライバーの制御端子に印加するこ
    とで、センスアンプドライバー内を流れる電流を一定に
    維持するよう制御するセンスアンプドライバー制御回路
    と、 出力をセンスアンプドライバー制御回路の駆動素子の制
    御端子に印加することで、その駆動素子に流れる電流を
    外部電源電圧の変化に関係なく一定に維持するよう制御
    するバイアス回路と、 センスアンプに印加される電圧を入力とすると共に、出
    力がセンスアンプドライバー制御回路及びバイアス回路
    の入力となって、センスアンプドライバー制御回路及び
    バイアス回路を駆動する手段と、 から成るセンスアンプ制御回路を備えたことを特徴とす
    る半導体メモリー装置。
  2. 【請求項2】 センスアンプドライバーがPMOSトラ
    ンジスタである請求項1記載の半導体メモリー装置。
  3. 【請求項3】 センスアンプドライバー制御回路が、 第1電源電圧端にソースが接続されると共に第1入力線
    にゲートが接続されたPMOSトランジスタ(47)
    と、 第1入力線にゲートが接続されたNMOSトランジスタ
    (48)と、 前記PMOSトランジスタ(47)及び前記NMOSト
    ランジスタ(48)の共通接続端とセンスアンプドライ
    バーの制御端子との間を接続する出力線と、 前記NMOSトランジスタ(48)と接地電圧端との間
    に設置されると共に第2入力線にゲートが接続されたN
    MOSトランジスタ(49)と、 第1電源電圧端と出力線との間に接続されて、前記2個
    のNMOSトランジスタ(48、49)に流れる電流を
    一定にする定電流手段と、 から成る請求項1記載の半導体メモリー装置。
  4. 【請求項4】 定電流手段が、 第1電源電圧端にソースが接続されると共にゲートとド
    レインがダイオード接続されたPMOSトランジスタ
    (90)と、 前記PMOSトランジスタ(90)のドレインと出力線
    との間に設置されると共に接地電圧端にゲートが接続さ
    れたPMOSトランジスタ(91)と、 から構成される請求項3記載の半導体メモリー装置。
  5. 【請求項5】 第1電源電圧端の電圧が所定のレベルの
    外部電源電圧である請求項3乃至4いずれか記載の半導
    体メモリー装置。
  6. 【請求項6】 バイアス回路が、 第2電源電圧端にソースが接続されると共に接地電圧端
    にゲートが接続されたPMOSトランジスタ(44)
    と、 前記PMOSトランジスタ(44)のドレインにドレイ
    ンが接続されると共に入力線にゲートが接続されたNM
    OSトランジスタ(45)と、 前記PMOSトランジスタ(44)及び前記NMOSト
    ランジスタ(45)の共通接続端とセンスアンプドライ
    バー制御回路の第2入力線とを連結する出力ノード(N
    4)と、 前記NMOSトランジスタ(45)のソースにドレイン
    とゲートがダイオード接続されると共に、接地電圧端に
    ソースが接続されたNMOSトランジスタ(46)と、 から構成される請求項1記載の半導体メモリー装置。
  7. 【請求項7】 第2電源電圧端の電圧が所定のレベルの
    内部電源電圧である請求項6記載の半導体メモリー装
    置。
  8. 【請求項8】 センスアンプドライバー制御回路及びバ
    イアス回路を駆動する手段が、 センスアンプドライバーの一端子が接続されたセンスア
    ンプエネイブルノード(62)に接続された第3入力線
    と、 所定の基準電圧が印加される第4入力線と、 所定のクロック信号が印加される第5入力線と、 出力ノード(N1)を有する比較器と、 比較器の出力ノード(N1)に入力ノードが接続される
    と共に、バイアス回路の入力線及びセンスアンプドライ
    バー制御回路の第1入力線に出力ノード(N2)が接続
    されたトリガー回路と、 から構成される請求項1記載の半導体メモリー装置。
  9. 【請求項9】 基準電圧が第2電源電圧端のレベルであ
    る請求項8記載の半導体メモリー装置。
  10. 【請求項10】 クロック信号が上記とは別のセンスア
    ンプドライバー(63)の駆動後に発生される請求項8
    記載の半導体メモリー装置。
  11. 【請求項11】 前記別のセンスアンプドライバー(6
    3)がNMOSトランジスタである請求項10記載の半
    導体メモリー装置。
  12. 【請求項12】 比較器が、 第1電源電圧端にソースが接続されると共にゲート及び
    ドレインがダイオード 接続されたPMOSトランジスタ(31)と、 第1電源電圧端にソースが接続されると共にゲートが前
    記PMOSトランジスタ(31)のゲートに接続された
    PMOSトランジスタ(32)と、 第3入力線にゲートが接続されると共にドレインが前記
    PMOSトランジスタ(31)のドレインに接続された
    NMOSトランジスタ33と、 第4入力線にゲートが接続されると共に前記PMOSト
    ランジスタ(32)のドレインにドレインが接続された
    NMOSトランジスタ34と、 前記PMOSトランジスタ(32)及び前記NMOSト
    ランジスタ(34)の共通接続端に接続された出力ノー
    ド(N1)と、 前記2個のNMOSトランジスタ(33、34)の各ソ
    ースがドレインに共通接続されると共に第5入力線にゲ
    ートが接続され且つ接地電圧端にソースが接続されたN
    MOSトランジスタ(35)と、 から構成される請求項8記載の半導体メモリー装置。
  13. 【請求項13】 トリガー回路が、 第1電源電圧端にソースが接続されると共に入力ノード
    にゲートが接続されたPMOSトランジスタ(37)
    と、 接地電圧端にソース端子が接続されると共に入力ノード
    にゲートが接続されたNMOSトランジスタ(38)
    と、 前記PMOSトランジスタ(37)及び前記NMOSト
    ランジスタ(38)の各ドレインが接続された出力ノー
    ド(N2)と、 から構成される請求項8記載の半導体メモリー装置。
  14. 【請求項14】 第1電源電圧を所定のレベルに調整し
    てメモリーセルに印加することによって、メモリーセル
    のデバイス特性を改善するセンスアンプ制御回路におい
    て、 メモリーセルに印加される電圧と所定の基準電圧を入力
    して比較し、その結果にしたがった信号を所定のクロッ
    ク信号の制御によって出力する比較器と、 前記所定のクロック信号の制御によって第2電源電圧を
    第1電源電圧に変換して出力するレベル変換回路と、 レベル変換回路の出力により制御されて比較器の出力を
    エネイブル又はディスエーブルさせる手段と、 比較器の出力を反転して出力するトリガー回路と、 トリガー回路の出力を入力とするバイアス回路と、 トリガー回路とバイアス回路の出力を各々入力とすると
    共に、出力線がセンスアンプドライバーの制御端子に接
    続されて、センスアンプドライバー内を流れる電流を一
    定に維持するセンスアンプドライバー制御回路と、 から成ることを特徴とするセンスアンプ制御回路。
  15. 【請求項15】 第1電源電圧が5V、第2電源電圧が
    4V、基準電圧が4Vである請求項14記載のセンスア
    ンプ制御回路。
  16. 【請求項16】 クロック信号が別のセンスアンプドラ
    イバーの駆動後に発生される請求項14記載のセンスア
    ンプ制御回路。
  17. 【請求項17】 前記別のセンスアンプドライバーがN
    MOSトランジスタである請求項16記載のセンスアン
    プ制御回路。
  18. 【請求項18】 レベル変換回路が、 第1電源電圧端にソースが接続された2個のPMOSト
    ランジスタ(39、40)と、 所定のクロック信号にゲートが接続されると共にソース
    が接地電圧端に接続され、且つドレインが前記PMOS
    トランジスタ(39)のドレイン及び前記PMOSトラ
    ンジスタ(40)のゲートに接続されたNMOSトラン
    ジスタ(41)と、 前記所定のクロック信号が入力となると共に第2電源電
    圧が制御入力となるインバーター(43)と、 接地電圧端にソースが接続されると共にインバーター
    (43)の出力端子にゲートが接続されたNMOSトラ
    ンジスタ(42)と、 前記PMOSトランジスタ(39)のゲート及び前記P
    MOSトランジスタ(40)のドレイン及び前記NMO
    Sトランジスタ(42)のドレインが共通接続された出
    力ノード(N3)と、 から構成される請求項14記載のセンスアンプ制御回
    路。
  19. 【請求項19】 比較器の出力をエネイブル又はディス
    エーブルさせる手段が、 第1電源電圧端に接続されたソースと、 レベル変換回路の出力ノード(N3)に接続されたゲー
    トと、 比較器の出力ノード(N1)に接続されたドレインと、 から成るPMOSトランジスタ36である請求項14記
    載のセンスアンプ制御回路。
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