JPH0574156A - Semiconductor memory circuit - Google Patents

Semiconductor memory circuit

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Publication number
JPH0574156A
JPH0574156A JP3263198A JP26319891A JPH0574156A JP H0574156 A JPH0574156 A JP H0574156A JP 3263198 A JP3263198 A JP 3263198A JP 26319891 A JP26319891 A JP 26319891A JP H0574156 A JPH0574156 A JP H0574156A
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JP
Japan
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bit line
transistor
potential
transistors
sense amplifier
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Application number
JP3263198A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirofumi Inada
洋文 稲田
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0574156A publication Critical patent/JPH0574156A/en
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Abstract

PURPOSE:To enable the defining of a data read accurately free from any very fine potential difference between a bit line and an inversion line in the reading of the data. CONSTITUTION:A common connection part of transistors Q3 and Q4 ina series circuit of the transistors Q3 and Q4 which compose a sense amplifier interposed between a bit line BL and an inversion bit line #BL is grounded through a transister Q6. A bit line potential amplification circuit comprising transistors Q7, Q8 and Q9 having different conductances is connected in parallel with the transistor Q6.

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、ビット線電位増幅回路
を備える半導体記憶回路に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory circuit having a bit line potential amplifier circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体記憶回路であるDRAMは、データを
読出すセンスアンプを備えている。このセンスアンプは
基本的にはフリップフロップの差動増幅回路で構成して
おり、メモリセルから読出したデータの電圧と基準電圧
とを比較して、その差電圧を増幅してデータを確定する
ようにしている。このようにセンスアンプを用いてデー
タを読出すDRAMは例えば特開平2-306492号公報に示され
ている。
2. Description of the Related Art A DRAM, which is a semiconductor memory circuit, includes a sense amplifier for reading data. This sense amplifier is basically composed of a flip-flop differential amplifier circuit, and compares the voltage of the data read from the memory cell with a reference voltage and amplifies the difference voltage to determine the data. I have to. A DRAM for reading data using a sense amplifier in this way is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2-306492.

【0003】図1はこの種の従来の半導体記憶回路の要
部を示した構成図である。ビット線BL及び反転ビット線
#BL 間に、NチャネルのトランジスタQ10とQ11との直
列回路と、NチャネルのトランジスタQ12と、センスア
ンプを構成するPチャネルのトランジスタQ1 とQ2
の直列回路及びNチャネルのトランジスタQ3とQ4
の直列回路が夫々介装される。トランジスタQ10とQ11
との共通接続部はプリチャージ電源VP と接続され、ト
ランジスタQ10,Q11,Q12の各ゲートはともにイコラ
イズ線EQL に接続される。
FIG. 1 is a block diagram showing the main part of a conventional semiconductor memory circuit of this type. Bit line BL and inverted bit line
Between #BL, a series circuit of N-channel transistors Q 10 and Q 11 , a series circuit of N-channel transistor Q 12 and P-channel transistors Q 1 and Q 2 forming a sense amplifier, and an N-channel transistor A series circuit of transistors Q 3 and Q 4 is interposed respectively. Transistor Q 10 and Q 11
The common connection portion with and is connected to the precharge power supply V P, and the gates of the transistors Q 10 , Q 11 and Q 12 are both connected to the equalize line EQL.

【0004】トランジスタQ1 ,Q3 の各ゲートはとも
に反転ビット線#BL に、トランジスタQ2 ,Q4 の各ゲ
ートはともにビット線BLに接続される。ビット線BLはN
チャネルトランジスタQ13とキャパシタC0 との直列回
路からなるメモリセルM0 を介して、後述する電源VCC
の1/2の電圧であるプレート電圧電源VD と接続され
る。トランジスタQ13のゲートはワード線WL0 と接続さ
れる。
Gates of the transistors Q 1 and Q 3 are both connected to the inverted bit line #BL, and gates of the transistors Q 2 and Q 4 are both connected to the bit line BL. Bit line BL is N
A power supply V CC , which will be described later, is supplied via a memory cell M 0 formed of a series circuit of a channel transistor Q 13 and a capacitor C 0.
It is connected to the plate voltage power supply V D which is a voltage of 1/2. The gate of the transistor Q 13 is connected to the word line WL 0 .

【0005】反転ビット線#BL はNチャネルトランジス
タQ14とキャパシタC1 との直列回路からなるメモリセ
ルM1 を介してプレート電圧電源VD と接続される。ト
ランジスタQ14のゲートはワード線WL1 と接続される。
例えば5Vである電源VCCはPチャネルのトランジスタ
5 とNチャネルのトランジスタQ16,Q17,Q6 との
直列回路を介して接地される。トランジスタQ5 とQ16
との共通接続部は、前記トランジスタQ1 とQ2 との共
通接続部たるノードN2と接続され、トランジスタQ17
6 との共通接続部は、トランジスタQ3 とQ4 との共
通接続部たるノードN1と接続される。
The inverted bit line #BL is connected to the plate voltage power supply V D via a memory cell M 1 which is a series circuit of an N-channel transistor Q 14 and a capacitor C 1 . The gate of transistor Q 14 is connected to word line WL 1 .
For example, the power source V CC of 5 V is grounded through a series circuit of a P-channel transistor Q 5 and N-channel transistors Q 16 , Q 17 , and Q 6 . Transistors Q 5 and Q 16
Common connection portion between, the connected to the common connection serving node N2 between the transistor Q 1, Q 2, the common connection of the transistors Q 17 and Q 6, the common connection of the transistors Q 3 and Q 4 It is connected to the barrel node N1.

【0006】ノードN1とN2との間にはNチャネルのトラ
ンジスタQ15が介装される。トランジスタQ15,Q16
17のゲートはともにイコライズ線EQL と接続され、ト
ランジスタQ16とQ17との共通接続部はプリチャージ電
源VP と接続される。前記トランジスタQ6 には、トラ
ンジスタQ6 のコンダクタンスより大きいコンダクタン
スのトランジスタQ7 が並列接続される。これらのトラ
ンジスタQ6 ,Q7 によりビット線電位増幅回路を構成
している。トランジスタQ5 のゲートにはセンスアンプ
活性化信号φ0 が、トランジスタQ6 のゲートにはセン
スアンプ活性化信号φ1 が、トランジスタQ7 のゲート
にはセンスアンプ活性化信号φ2 が各別に入力される。
An N-channel transistor Q 15 is interposed between the nodes N1 and N2. Transistors Q 15 , Q 16 ,
The gate of Q 17 is both connected to the equalize line EQL, and the common connection between the transistors Q 16 and Q 17 is connected to the precharge power supply V P. Wherein the transistor Q 6 is the conductance of the transistor Q 7 greater than the conductance of the transistor Q 6 is connected in parallel. These transistors Q 6 and Q 7 form a bit line potential amplifier circuit. The sense amplifier activation signal φ 0 is input to the gate of the transistor Q 5, the sense amplifier activation signal φ 1 is input to the gate of the transistor Q 6 , and the sense amplifier activation signal φ 2 is input to the gate of the transistor Q 7. To be done.

【0007】次にこの半導体記憶回路のデータ読出し動
作を、その各部信号のタイミングチャートを示す図2と
ともに説明する。先ず、図2(a) に示すようにイコライ
ズ線EQL を立上げてトランジスタQ10,Q11,Q12及び
トランジスタQ15,Q16,Q 17をオンさせる。それによ
りビット線BL, 反転ビット線#BL をプリチャージ電源V
P によりプリチャージし、またノードN1及びN2を同電位
にする。
Next, the data read operation of this semiconductor memory circuit
Figure 2 shows the timing chart of the signals of each part.
I will explain together. First, as shown in Fig. 2 (a),
Start up the line EQL and turn on the transistor QTen, Q11, Q12as well as
Transistor Q15, Q16, Q 17Turn on. By that
Bit line BL, inverted bit line #BL to precharge power supply V
PTo precharge, and the nodes N1 and N2 have the same potential.
To

【0008】このプリチャージによりビット線BL、反転
ビット線#BL の電位は通常、電源VCCの電圧の1/2 の電
位になる。次に図2(a) に示すようにイコライズ線EQL
を立下げてトランジスタQ10,Q11,Q12及びトランジ
スタQ15,Q16,Q17をオフさせた後に、例えばメモリ
セルM0 からデータを読出すべく、それに接続されたワ
ード線WL0 を、図2(b) に示すように立上げてトランジ
スタQ13をオンさせる。
Due to this precharge, the potentials of the bit line BL and the inversion bit line #BL are normally set to 1/2 the potential of the power source V CC . Next, as shown in Fig. 2 (a), the equalize line EQL
The after turning off the transistors Q 10, Q 11, Q 12 and the transistor Q 15, Q 16, Q 17 and to fall, for example in order to read data from the memory cells M 0, the word line WL 0 connected thereto , As shown in FIG. 2 (b), the transistor Q 13 is turned on and turned on.

【0009】そうするとメモリセルM0 の電位がビット
線BLに与えられて、ビット線BLの電位がプリチャージさ
れている電位から変化する。ここでメモリセルM0
「1」のデータが書込まれていたとすると、ビット線BL
の電位はプリチャージ電源VP の電位より僅かに上昇す
る。次に図2(d) に示すようにセンス活性化信号φ1
立上げると、トランジスタQ7 のコンダクタンスより小
さいコンダクタンスのトランジスタQ6 がオンする。こ
のときトランジスタQ4 のゲート電圧が、トランジスタ
3 のゲート電圧より高いので、トランジスタQ4 が先
にオンし、反転ビット線#BL の電位が低下し始める。
Then, the potential of the memory cell M 0 is applied to the bit line BL, and the potential of the bit line BL changes from the precharged potential. If data "1" is written in the memory cell M 0 , the bit line BL
Is slightly higher than the potential of the precharge power supply V P. Next, when the sense activation signal φ 1 is raised as shown in FIG. 2D, the transistor Q 6 having a conductance smaller than that of the transistor Q 7 is turned on. The gate voltage at this time the transistor Q 4 is is higher than the gate voltage of the transistor Q 3, the transistor Q 4 is turned on first, the potential of the inverted bit line #BL begins to decrease.

【0010】次に図2(c),(e) に示すようにセンスアン
プ活性化信号φ0 を「0」に、φ2 を「1」にすると、
トランジスタQ5 と、トランジスタQ6 のコンダクタン
スより大きいコンダクタンスのトランジスタQ7 がとも
にオンする。トランジスタQ7 がオンすると反転ビット
線#BL は接地電位に近づく。
Next, as shown in FIGS. 2 (c) and 2 (e), when the sense amplifier activation signal φ 0 is set to “0” and φ 2 is set to “1”,
Both the transistor Q 5 and the transistor Q 7 having a conductance larger than that of the transistor Q 6 are turned on. When the transistor Q 7 turns on, the inverted bit line #BL approaches the ground potential.

【0011】このときトランジスタQ1 のゲート電圧
が、トランジスタQ2 のゲート電圧より低いので、トラ
ンジスタQ1 が先にオンし、それによりビット線BLは電
源VCCと接続されて、ビット線BLの電位は急上昇し急速
に増幅することになる。このようして、メモリセルM0
からデータを読出したビット線BLの電位の変化分が増幅
され急速に増幅する直前で、読出したデータを確定す
る。
[0011] The gate voltage of the transistor Q 1 is, is lower than the gate voltage of the transistor Q 2, and on the transistor Q 1 is earlier, whereby the bit line BL is connected to a power supply V CC, the bit lines BL The potential rises rapidly and is amplified rapidly. In this way, the memory cell M 0
The read data is determined immediately before the change in the potential of the bit line BL from which the data is read is amplified and rapidly amplified.

【0012】図3は横軸を時間とし、縦軸をビット線及
び反転ビット線電位とし、シミュレーションにより測定
したビット線BLの電位と反転ビット線#BL の電位との関
係を示した特性図である。この図に見られるように、イ
コライズ線EQL を立上げた時点0ns(ナノ秒)でビット
線BL及び反転ビット線#BL がプリチャージされて略同電
位になる。そしてワード線WL0 を立上げた時点120ns で
データの読出しによりビット線BLのプリチャージ電位が
僅かに上昇する。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the potential of the bit line BL and the potential of the inverted bit line #BL measured by simulation, with the horizontal axis representing time and the vertical axis representing bit line and inverted bit line potentials. is there. As shown in this figure, the bit line BL and the inverted bit line #BL are precharged to have substantially the same potential at 0 ns (nanoseconds) when the equalize line EQL is raised. Then, when the word line WL 0 is activated, the precharge potential of the bit line BL is slightly increased by the data read at 120 ns.

【0013】次にセンスアンプ活性化信号φ0 を立下
げ、センスアンプ活性化信号φ2 を立上げた時点180ns
でビット線BLに電源VCCが接続されて電位が急上昇し、
一方、反転ビット線#BL が接地されて急低下し、急速に
増幅する。
Next, when the sense amplifier activation signal φ 0 falls and the sense amplifier activation signal φ 2 rises 180 ns
Then, the power supply V CC is connected to the bit line BL and the potential suddenly rises,
On the other hand, the inverted bit line #BL is grounded and suddenly drops and is amplified rapidly.

【0014】図4は図3における時点180ns 付近の拡大
図である。この図に見られるように、センスアンプ活性
化信号φ0 を立下げ、センスアンプ活性化信号φ2 を立
上げた時点180ns 、つまり急速に増幅する直前でビット
線BLの電位と反転ビット線#BL の電位との電位差は0.35
Vになって読出したデータを確定する。
FIG. 4 is an enlarged view around the time point 180 ns in FIG. As shown in this figure, when the sense amplifier activation signal φ 0 falls and the sense amplifier activation signal φ 2 rises 180 ns, that is, immediately before the rapid amplification, the potential of the bit line BL and the inverted bit line # The potential difference from the BL potential is 0.35
It becomes V and the read data is confirmed.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】ところで、最近のDRMA
は高集積化されているために、データ読出し時におい
て、ビット線電位がプリチャージ電位から変化する電位
差が前述したように極めて少ない。そのため、ビット線
電位がプリチャージ電位から変化した直後では読出した
データが確実に確定できず、データの読出しが不安定に
なる虞れがあるという問題がある。
By the way, recent DRMA
Is highly integrated, the potential difference that the bit line potential changes from the precharge potential during data reading is extremely small as described above. Therefore, immediately after the bit line potential is changed from the precharge potential, the read data cannot be definitely determined, and there is a problem that the data read may become unstable.

【0016】本発明は斯かる問題に鑑み、データの読出
しによってビット線電位がプリチャージ電位から変化し
たときの電位差が極めて少ない場合でも確実にデータを
確定でき、データを安定に読出せる半導体記憶回路を提
供することを目的とする。
In view of the above problems, the present invention is a semiconductor memory circuit in which data can be reliably determined even when the potential difference when the bit line potential changes from the precharge potential due to the data read is extremely small and the data can be read stably. The purpose is to provide.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体記憶
回路は、メモリセルと、ビット線と反転ビット線との間
に設けられたセンスアンプと、ビット線の電位を増幅す
るビット線電位増幅回路とを備えた半導体記憶回路にお
いて、前記ビット線電位増幅回路は、コンダクタンスが
夫々異なる4個のトランジスタを並列接続して構成して
あることを特徴とする。
A semiconductor memory circuit according to the present invention includes a memory cell, a sense amplifier provided between a bit line and an inverted bit line, and a bit line potential amplification for amplifying the potential of the bit line. In the semiconductor memory circuit including a circuit, the bit line potential amplifier circuit is configured by connecting four transistors having different conductances in parallel.

【0018】[0018]

【作用】データを読出す場合、第3トランジスタのうち
の最もコンダクタンスが小さいトランジスタをオンさせ
ると、第1トランジスタと第2トランジスタとの共通接
続部の電位が緩やかに変化する。続いて残りの3個のト
ランジスタをコンダクタンスが小さいものから順にオン
させると共通接続部の電位が段階的に急速に低下し、4
個目のトランジスタをオンさせたとき共通接続部の電位
が所定電位に達する。それによりセンスアンプが急速に
増幅する直前にビット線と反転ビット線との間に大きい
電位差が生じる。よってこの大きい電位差により読出し
たデータを確実に確定できる。
When reading the data, when the transistor having the smallest conductance among the third transistors is turned on, the potential of the common connection portion between the first transistor and the second transistor changes gently. Then, when the remaining three transistors are turned on in order from the one with the smallest conductance, the potential of the common connection portion is rapidly decreased stepwise.
When the second transistor is turned on, the potential of the common connection portion reaches a predetermined potential. This causes a large potential difference between the bit line and the inverted bit line immediately before the sense amplifier rapidly amplifies. Therefore, the read data can be reliably determined by this large potential difference.

【0019】[0019]

【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面により詳
述する。先ず、本発明の原理を説明すると、一般にセン
スアンプの感度ΔVSA
The present invention will be described in detail below with reference to the drawings showing the embodiments thereof. First, the principle of the present invention will be described. Generally, the sensitivity ΔV SA of a sense amplifier is

【0020】[0020]

【数1】 [Equation 1]

【0021】で表される。ここで、αはビット線電位の
下降速度と、センスアンプの電位を下降させる側のノー
ド電位の下降速度との比、Kは前記ノード電位の下降速
度、β0 は電位を下降させるトランジスタのコンダクタ
ンス定数、Δβ0 はトランジスタのコンダクタンス定数
のばらつき、ΔCB はビット線容量のばらつき、ΔVth
は電位を下降させるトランジスタの閾値電圧のばらつき
である。
It is represented by Here, α is the ratio of the falling speed of the bit line potential to the falling speed of the node potential on the side that lowers the potential of the sense amplifier, K is the lowering speed of the node potential, and β 0 is the conductance of the transistor that lowers the potential. A constant, Δβ 0 is a variation in the conductance constant of the transistor, ΔC B is a variation in the bit line capacitance, and ΔV th
Is the variation in the threshold voltage of the transistor that lowers the potential.

【0022】前記(1) 式に示しているように、ノード電
位の下降速度Kが小さいほどセンスアンプの感度が高く
なることが判る。したがって、センスアンプを動作させ
るときには、ビット線電位の変化分が小さい時期に、コ
ンダクタンス定数の小さいトランジスタを用いてノード
電位を緩やかに下降させ、変化分が所定値になったとき
に、コンダクタンス定数がより大きい複数のトランジス
タを順次動作させて急速に多段階で下降させて、多段階
で低下させた時点で読出したデータを確定することによ
り、読出したデータを確実にしかも安定に確定すること
ができる。
As shown in the equation (1), it is understood that the sensitivity of the sense amplifier increases as the decreasing rate K of the node potential decreases. Therefore, when operating the sense amplifier, when the change in the bit line potential is small, the node potential is gradually lowered using a transistor with a small conductance constant, and when the change reaches a predetermined value, the conductance constant changes. By sequentially operating a plurality of larger transistors and rapidly lowering them in multiple stages, and by confirming the read data at the time when they are lowered in multiple stages, the read data can be reliably and stably determined. ..

【0023】以下本発明をその実施例を示す図面により
詳述する。図5は本発明に係る半導体記憶回路の要部構
成を示した構成図である。ビット線BL及び反転ビット線
#BL 間に、NチャネルのトランジスタQ10とQ11との直
列回路と、NチャネルのトランジスタQ12と、センスア
ンプを構成するPチャネルのトランジスタQ1 とQ2
の直列回路及びNチャネルのトランジスタQ3 とQ4
の直列回路が介装される。トランジスタQ10とQ11との
共通接続部はプリチャージ電源VP と接続され、トラン
ジスタQ10,Q11,Q12の各ゲートはともにイコライズ
線EQL に接続される。
The present invention will be described in detail below with reference to the drawings showing its embodiments. FIG. 5 is a configuration diagram showing a configuration of a main part of a semiconductor memory circuit according to the present invention. Bit line BL and inverted bit line
Between #BL, a series circuit of N-channel transistors Q 10 and Q 11 , a series circuit of N-channel transistor Q 12 and P-channel transistors Q 1 and Q 2 forming a sense amplifier, and an N-channel transistor A series circuit of transistors Q 3 and Q 4 is interposed. The common connection between the transistors Q 10 and Q 11 is connected to the precharge power supply V P, and the gates of the transistors Q 10 , Q 11 and Q 12 are both connected to the equalize line EQL.

【0024】トランジスタQ1 ,Q3 の各ゲートはとも
に反転ビット線#BL に、トランジスタQ2 ,Q4 の各ゲ
ートはともにビット線BLに接続される。ビット線BLはN
チャネルのトランジスタQ13とキャパシタC0 との直列
回路からなるメモリセルM0 を介して、後述する電源V
CCの1/2 の電圧であるプレート電圧電源VD と接続され
る。トランジスタQ13のゲートはワード線WL0 と接続さ
れる。
The gates of the transistors Q 1 and Q 3 are both connected to the inverted bit line #BL, and the gates of the transistors Q 2 and Q 4 are both connected to the bit line BL. Bit line BL is N
A power supply V, which will be described later, is supplied via a memory cell M 0 formed of a series circuit of a channel transistor Q 13 and a capacitor C 0.
It is connected to a plate voltage power supply V D which is a voltage of 1/2 of CC . The gate of the transistor Q 13 is connected to the word line WL 0 .

【0025】反転ビット線#BL はNチャネルのトランジ
スタQ14とキャパシタC1 との直列回路からなるメモリ
セルM1 を介してプレート電圧電源VD と接続される。
トランジスタQ14のゲートはワード線WL1 と接続され
る。例えば5Vである電源VCCはPチャネルのトランジ
スタQ5 とNチャネルのトランジスタQ16,Q17,Q6
との直列回路を介して接地される。トランジスタQ5
16との共通接続部は、前記トランジスタQ1 とQ2
の共通接続部たるノードN2と接続され、トランジスタQ
17とQ6 との共通接続部は、トランジスタQ3 とQ4
の共通接続部たるノードN1と接続される。
The inverted bit line #BL is connected to the plate voltage power supply V D via the memory cell M 1 which is a series circuit of an N-channel transistor Q 14 and a capacitor C 1 .
The gate of transistor Q 14 is connected to word line WL 1 . For example, the power source V CC of 5 V is a P-channel transistor Q 5 and N-channel transistors Q 16 , Q 17 , and Q 6.
It is grounded through a series circuit with. A common connection portion between the transistors Q 5 and Q 16 is connected to a node N 2 which is a common connection portion between the transistors Q 1 and Q 2 and
The common connection portion between 17 and Q 6 is connected to the common connection serving node N1 of the transistor Q 3 and Q 4.

【0026】ノードN1とN2との間にはNチャネルのトラ
ンジスタQ15が介装される。トランジスタQ15,Q16
17のゲートはともにイコライズ線EQL と接続され、ト
ランジスタQ16とQ17との共通接続部はプリチャージ電
源VP と接続される。前記トランジスタQ6 には、トラ
ンジスタQ7 ,Q8 ,Q9 が並列接続される。これらの
トランジスタQ6 ,Q7 ,Q8 ,Q9 によりビット線電
位増幅回路を構成している。
An N-channel transistor Q 15 is interposed between the nodes N1 and N2. Transistors Q 15 , Q 16 ,
The gate of Q 17 is both connected to the equalize line EQL, and the common connection between the transistors Q 16 and Q 17 is connected to the precharge power supply V P. Transistors Q 7 , Q 8 , and Q 9 are connected in parallel to the transistor Q 6 . These transistors Q 6, Q 7, Q 8 , Q 9 constitute a bit line potential amplifying circuit by.

【0027】トランジスタQ6 ,Q7 ,Q8 ,Q9 のコ
ンダクタンスは、その順に大きい値に選定されている。
これらのトランジスタQ6 ,Q7 ,Q8 ,Q9は、トラ
ンジスタのチャネル長をL、チャネル幅をWとすると、
コンダクタンスはW/Lに比例するので、トランジスタ
6 ,Q7 ,Q8 ,Q9 はチャネル長Lを同一にして、
チャネル幅Wを変えている。
The conductances of the transistors Q 6 , Q 7 , Q 8 , and Q 9 are selected to have larger values in that order.
These transistors Q 6 , Q 7 , Q 8 and Q 9 have a channel length L and a channel width W, respectively.
Since the conductance is proportional to W / L, the transistors Q 6 , Q 7 , Q 8 and Q 9 have the same channel length L,
The channel width W is changed.

【0028】トランジスタQ5 のゲートにはセンスアン
プ活性化信号φ0 が、トランジスタQ6 のゲートにはセ
ンスアンプ活性化信号φ1 が、トランジスタQ7
8 ,Q9 のゲートにはセンスアンプ活性化信号φ2
φ3 ,φ4 が各別に入力される。
The gate of the transistor Q 5 receives the sense amplifier activation signal φ 0 , the gate of the transistor Q 6 receives the sense amplifier activation signal φ 1 , the transistors Q 7 ,
The sense amplifier activation signal phi 2 to the gate of Q 8, Q 9,
phi 3, phi 4 is input to each another.

【0029】次にこの半導体記憶回路のデータ読出し動
作を、その各部信号のタイミングチャートを示す図6と
ともに説明する。先ず、図6(a) に示すようにイコライ
ズ線EQL を立上げてトランジスタQ10,Q11,Q12及び
トランジスタQ15,Q16,Q17をオンさせる。それによ
りビット線BL, 反転ビット線#BL をプリチャージ電源V
P によりプリチャージし、またノードN1及びN2を同電位
にする。
Next, the data read operation of this semiconductor memory circuit will be described with reference to FIG. 6 which shows a timing chart of signals at respective parts. First, turn on the transistor Q 10, Q 11, Q 12 and the transistor Q 15, Q 16, Q 17 and the equalizing line EQL raised as shown in Figure 6 (a). As a result, the bit line BL and the inverted bit line #BL are set to the precharge power source V
It is precharged by P, and the nodes N1 and N2 are set to the same potential.

【0030】このプリチャージによりビット線BL、反転
ビット線#BL の電位は通常、電源VCCの電圧の1/2 の電
位になる。次に図6(a) に示すようにイコライズ線EQL
を立下げてトランジスタQ10,Q11,Q12及びトランジ
スタQ15,Q16,Q17をオフさせた後に、例えばメモリ
セルM0 からデータを読出すべく、それに接続されたワ
ード線WL0 を、図6(b) に示すように立上げてトランジ
スタQ13をオンさせる。
Due to this precharge, the potentials of the bit line BL and the inverted bit line #BL are normally set to a half of the voltage of the power source V CC . Next, as shown in Fig. 6 (a), the equalize line EQL
The after turning off the transistors Q 10, Q 11, Q 12 and the transistor Q 15, Q 16, Q 17 and to fall, for example in order to read data from the memory cells M 0, the word line WL 0 connected thereto , As shown in FIG. 6B, the transistor Q 13 is turned on to turn on the transistor Q 13 .

【0031】そうするとメモリセルM0 の電位がビット
線BLに与えられて、ビット線BLの電位がプリチャージさ
れている電位から変化する。ここでメモリセルM0
「1」のデータが書込まれていたとすると、ビット線BL
の電位はプリチャージ電源VP の電位より僅かに上昇す
る。次に図6(d) に示すようにセンスアンプ活性化信号
φ1 を立上げると、トランジスタQ7 ,Q8 ,Q9 のい
ずれのコンダクタンスより小さいコンダクタンスのトラ
ンジスタQ6 がオンする。このときトランジスタQ4
ゲート電圧が、トランジスタQ3 のゲート電圧より高い
ので、トランジスタQ4 が先にオンし、反転ビット線#B
L の電位が緩やかに低下し始める。
Then, the potential of the memory cell M 0 is applied to the bit line BL, and the potential of the bit line BL changes from the precharged potential. If data "1" is written in the memory cell M 0 , the bit line BL
Is slightly higher than the potential of the precharge power supply V P. Next, as shown in FIG. 6D, when the sense amplifier activation signal φ 1 is raised, the transistor Q 6 having a conductance smaller than the conductance of any of the transistors Q 7 , Q 8 , and Q 9 is turned on. The gate voltage at this time the transistor Q 4 is is higher than the gate voltage of the transistor Q 3, and on the transistor Q 4 is previously inverted bit line #B
The potential of L begins to fall gradually.

【0032】続いて図6(e),(f) に示すようにセンスア
ンプ活性化信号φ2 ,φ3 を順次「1」にすると、トラ
ンジスタQ6 のコンダクタンスより大きいコンダクタン
スのトランジスタQ7 がオンし、次にトランジスタQ7
のコンダクタンスより大きいコンダクタンスのトランジ
スタQ8 がオンする。それによりビット線BLの電位は急
速に低下する。次に図6(c),(g) に示すようにセンスア
ンプ活性化信号φ0 を立下げ、センスアンプ活性化信号
φ4 を同時に立上げると、トランジスタQ5 と、トラン
ジスタQ8 のコンダクタンスより大きいコンダクタンス
のトランジスタQ9 がともにオンする。
Subsequently, as shown in FIGS. 6E and 6F, when the sense amplifier activation signals φ 2 and φ 3 are sequentially set to “1”, the transistor Q 7 having a conductance larger than that of the transistor Q 6 is turned on. Then transistor Q 7
The transistor Q 8 having a conductance larger than the conductance of turns on. As a result, the potential of the bit line BL drops rapidly. Next, as shown in FIGS. 6C and 6G, when the sense amplifier activation signal φ 0 is lowered and the sense amplifier activation signal φ 4 is simultaneously raised, the conductances of the transistor Q 5 and the transistor Q 8 The large conductance transistor Q 9 is turned on.

【0033】トランジスタQ9 がオンすると反転ビット
線#BL は接地電位になる。このときトランジスタQ1
ゲート電圧がトランジスタQ2 のゲート電圧より低いの
で、トランジスタQ1 が先にオンし、それによりビット
線BLは電源VCCと接続されてビット線BLの電位は急上昇
し急速に増幅することになる。このようにして、メモリ
セルM0 からデータを読出したビット線BLの電位の変化
分が増幅され急速に増幅する直前で、読出したデータを
確定する。
When the transistor Q 9 is turned on, the inverted bit line #BL becomes the ground potential. Since this time the gate voltage of the transistor Q 1 is lower than the gate voltage of the transistor Q 2, the transistor Q 1 is turned on earlier, thereby the potential of the bit line BL is the bit line BL is connected to a power supply V CC soared rapidly It will be amplified to. In this way, the read data is determined immediately before the change in the potential of the bit line BL that has read the data from the memory cell M 0 is amplified and rapidly amplified.

【0034】つまり、トランジスタQ6 によりビット線
BLの電位を増幅した後、更にトランジスタQ7 ,Q8
9 により多段階に増幅して、トランジスタQ6 がオン
した時点から所定時間経過して、反転ビット線が接地電
位になり、ビット線と反転ビット線との電位差が大きく
なった時点で、読出したデータを確定することになり、
ビット線電位が極めて微小であっても読出したデータを
確実に確定でき、また安定に確定できる。
That is, the bit line is formed by the transistor Q 6.
After amplifying the potential of BL, transistors Q 7 , Q 8 ,
The signal is amplified in multiple stages by Q 9, and after a predetermined time has passed since the transistor Q 6 was turned on, the inverted bit line becomes the ground potential, and when the potential difference between the bit line and the inverted bit line becomes large, the read operation is performed. Data will be finalized,
Even if the bit line potential is extremely small, the read data can be definitely determined and can be stably determined.

【0035】図7は横軸を時間とし、縦軸をビット線及
び反転ビット線電位とし、ビット線BLの電位と反転ビッ
ト線#BL の電位との関係を示した特性図である。この図
から明らかなように、イコライズ線EQL を立上げた時点
0ns(ナノ秒)でビット線BL及び反転ビット線#BLがプ
リチャージされて略同電位になる。そしてワード線WL0
を立上げた時点120ns でデータの読出しによりビット線
BLのプリチャージ電位が僅かに上昇する。
FIG. 7 is a characteristic diagram showing the relationship between the potential of the bit line BL and the potential of the inverted bit line #BL, with the horizontal axis representing time and the vertical axis representing the bit line and inverted bit line potentials. As is clear from this figure, the bit line BL and the inverted bit line #BL are precharged to have substantially the same potential at 0 ns (nanosecond) when the equalize line EQL is raised. And word line WL 0
The bit line is read by reading the data at 120ns when the
The precharge potential of BL rises slightly.

【0036】そしてセンスアンプ活性化信号φ1 を立上
げた時点165ns から反転ビット#BLの電位が低下し始
め、センスアンプ活性化信号φ2 ,φ3 を立上げる都
度、反転ビット線#BL の電位が急低下し、センスアンプ
活性化信号φ0 を立下げ、センスアンプ活性化信号φ4
を立上げた時点180ns で反転ビット線#BL が接地電位に
なる。
Then, the potential of the inversion bit #BL starts to drop from 165 ns when the sense amplifier activation signal φ 1 rises, and the inversion bit line #BL of the inversion bit line #BL starts every time the sense amplifier activation signals φ 2 and φ 3 rise. The potential drops sharply, the sense amplifier activation signal φ 0 falls, and the sense amplifier activation signal φ 4
The inverted bit line #BL becomes the ground potential 180ns after the start-up.

【0037】図8は図7における180ns 付近の拡大図で
ある。この図からも明らかなように、センスアンプ活性
化信号φ0 を立下げ、φ4 を立上げた時点180ns 、即ち
急速に増幅する直前でビット線BLと反転ビット線#BL の
電位との電位差は2.4 Vとなり、これにより読出したデ
ータを確定する。
FIG. 8 is an enlarged view around 180 ns in FIG. As is clear from this figure, the potential difference between the bit line BL and the potential of the inverted bit line #BL is 180 ns when the sense amplifier activation signal φ 0 falls and φ 4 rises, that is, immediately before the rapid amplification. Becomes 2.4 V, and the read data is confirmed by this.

【0038】そのため従来のように2個のトランジスタ
6 とQ7 とを用いた場合は図3に示すように急速な増
幅をする直前の電位差が0.35Vになったのに対し、4個
のトランジスタQ6 ,Q7 ,Q8 ,Q9 を用いて、それ
らを順次にオンさせた場合は、より急速な増幅をする直
前の電位差が2.4 Vに、大幅に大きくなし得る。そし
て、このようにコンダクタンスが異なるトランジスタは
4個が適当であり、2個又は3個を使用した場合は、急
速な増幅をする前の反転ビット線#BL の電位が0Vに達
しない。
Therefore, when the two transistors Q 6 and Q 7 are used as in the conventional case, the potential difference immediately before the rapid amplification is 0.35 V as shown in FIG. using transistors Q 6, Q 7, Q 8 , Q 9, if you let them sequentially turned on, the potential difference just prior to the more rapid amplification to 2.4 V, can without significantly large. Thus, four transistors having different conductances are suitable, and when two or three transistors are used, the potential of the inverted bit line #BL before the rapid amplification does not reach 0V.

【0039】また、5個以上を使用した場合は最終段の
トランジスタがオンする前に反転ビット線#BL が既に0
Vに達しているので、最終段のトランジスタは反転ビッ
ト線#BL の電位を低下させるのに役立たない。
When five or more transistors are used, the inversion bit line #BL is already 0 before the final stage transistor is turned on.
Since it has reached V, the transistor at the final stage does not serve to reduce the potential of the inverted bit line #BL.

【0040】なお、トランジスタQ6 ,Q7 ,Q8 ,Q
9 のチャネル幅は、チャネル長Lを1.0 μm とした場
合、トランジスタQ6 を2.0 μm 、トランジスタQ7
4.0 μm 、トランジスタQ8 を6.0 μm 、トランジスタ
8 を8.0 μm にする。つまり最小チャネル長をLmin
とし、最小チャネル幅をWmin とすると、シミュレーシ
ョンした結果、トランジスタQ6 ,Q7 ,Q8 ,Q9
チャネル長を常にLmin にし、チャネル幅をWmin ,2
min,3Wmin ,4Wmin にすればよいことが確認で
きた。
The transistors Q 6 , Q 7 , Q 8 , Q
The channel width of 9 is 2.0 μm for the transistor Q 6 and 1.0 μm for the transistor Q 7 when the channel length L is 1.0 μm.
4.0 μm, transistor Q 8 6.0 μm, transistor Q 8 8.0 μm. That is, the minimum channel length is L min
Assuming that the minimum channel width is W min , as a result of simulation, the channel lengths of the transistors Q 6 , Q 7 , Q 8 , Q 9 are always L min , and the channel width is W min , 2
W min, 3W min, that may be set to 4W min was confirmed.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明はセンスア
ンプにおける直列接続されたトランジスタの共通接続部
を所定電位に接続するトランジスタに、夫々のコンダク
タンスが異なる4個のトランジスタを並列接続したもの
を用い、それらのトランジスタを順次動作させて4個目
のトランジスタを動作させたときに共通接続部を所定電
位に達するようにしたから、センスアンプが急速に増幅
する直前に、ビット線と反転ビット線との間に大きい電
位差を得ることができる。
As described in detail above, according to the present invention, four transistors having different conductances are connected in parallel to a transistor for connecting a common connection portion of transistors connected in series in a sense amplifier to a predetermined potential. Since the common connection portion is made to reach a predetermined potential when the fourth transistor is operated by sequentially operating those transistors, the bit line and the inversion bit are set immediately before the sense amplifier amplifies rapidly. A large potential difference can be obtained with the line.

【0042】そのため、ビット線電位の変化分が少ない
場合でも読出したデータを確実にしかも安定に確定でき
る。したがって本発明によれば、回路を集積化してもデ
ータの読出しミスが生じない信頼性が高い半導体記憶回
路を提供できる優れた効果を奏する。
Therefore, the read data can be surely and stably determined even when the change in the bit line potential is small. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide an excellent effect that a highly reliable semiconductor memory circuit in which a data read error does not occur even if circuits are integrated is provided.

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

【図1】従来の半導体記憶回路の要部構成を示す構成図
である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a main part of a conventional semiconductor memory circuit.

【図2】図1における各部信号のタイミングチャートで
ある。
FIG. 2 is a timing chart of signals of respective parts in FIG.

【図3】ビット線電位及び反転ビット線電位の関係を示
す特性図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a relationship between a bit line potential and an inverted bit line potential.

【図4】図3の一部を拡大した拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view in which a part of FIG. 3 is enlarged.

【図5】本発明に係る半導体記憶回路の要部構成を示す
構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram showing a main part configuration of a semiconductor memory circuit according to the present invention.

【図6】図5における各部信号のタイミングチャートで
ある。
FIG. 6 is a timing chart of signals of respective parts in FIG.

【図7】ビット線電位及び反転ビット線電位の関係を示
す特性図である。
FIG. 7 is a characteristic diagram showing a relationship between a bit line potential and an inverted bit line potential.

【図8】図7の一部を拡大した拡大図である。FIG. 8 is an enlarged view in which a part of FIG. 7 is enlarged.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ,Q2 …Q17 トランジスタ BL ビット線 #BL 反転ビット線 WL0 ,WL1 ワード線 EQL イコライズ線 M0 ,M1 メモリセル VCC 電源 VP プリチャージ電源 VD プレート電圧電源Q 1, Q 2 ... Q 17 transistors BL bit lines #BL inverted bit line WL 0, WL 1 word line EQL equalizing line M 0, M 1 memory cell V CC supply V P precharge power source V D plate voltage supply

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 メモリセルと、ビット線と反転ビット線
との間に設けられたセンスアンプと、ビット線の電位を
増幅するビット線電位増幅回路とを備えた半導体記憶回
路において、 前記ビット線電位増幅回路は、コンダクタンスが夫々異
なる4個のトランジスタを並列接続して構成してあるこ
とを特徴とする半導体記憶回路。
1. A semiconductor memory circuit comprising a memory cell, a sense amplifier provided between a bit line and an inverted bit line, and a bit line potential amplifier circuit for amplifying the potential of the bit line. The semiconductor memory circuit is characterized in that the potential amplifier circuit is configured by connecting four transistors having different conductances in parallel.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5949729A (en) * 1996-07-24 1999-09-07 Oki Electric Industry Co., Ltd. Memory device with current limiting feature
US6777986B2 (en) 1994-11-15 2004-08-17 Renesas Technology Corp. Data output circuit with reduced output noise

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