JPH061636B2 - センスアンプ回路 - Google Patents

センスアンプ回路

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JPH061636B2
JPH061636B2 JP60002760A JP276085A JPH061636B2 JP H061636 B2 JPH061636 B2 JP H061636B2 JP 60002760 A JP60002760 A JP 60002760A JP 276085 A JP276085 A JP 276085A JP H061636 B2 JPH061636 B2 JP H061636B2
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misfet
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electrode connected
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Nippon Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はMISFET(絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタ)により構成されるメモリ回路に適したセンスアン
プ回路に関する。
〔従来技術〕
MISFETによるダイナミックメモリ回路において、
メモリセルから読み出される微少な電位差を増幅するい
わゆるセンスアンプ回路としては、フリップフロップ回
路を基本とする回路が通常用いられる。そのような回路
の一例を第3図に示す(例えば、日経エレクトロニクス
1979年1月8日号110〜133頁)。
第3図において、増幅動作をする直前においてはクロッ
ク端子19及びクロック端子20に印加されている電位
により、MISFET3は遮断状態にありMISFET
4と5は導通状態にある。従って、入力端子15と16
に印加されている電位はそれぞれ出力端子17と18に
伝えられ出力端子17と18に存在する浮遊容量を入力
電位に充電している。
増幅時においては、まずクロック端子20の電位を変更
しMISFET4と5を遮断する。次に、クロック端子
19の電位を変化しMISFET3を導通させる。これ
によりMISFET1と2がフリップフロップ回路を構
成するようになり正帰還作用により、出力端子17と1
8のうち増幅動作をする直前に電源21の電位VSSに
近かった方の端子が電位VSSにまで放電され、他方の
出力端子の電位はほとんど変化せず、この結果入力端子
15と16に加えられていた電位の差が増幅されて出力
端子17と18に得られる。
〔従来技術の問題点〕
以上の増幅動作において、出力端子17と18は浮遊容
量に充電された電荷のため、電位の変化は急速には起り
得ず、ある程度の時間を要する。従って、接続点22の
電位を急激に変化させるとMISFET1と2の両方が
導通状態になってしまい正しい増幅動作が期待できな
い。
このことを詳しく説明するために、仮に入力端子15に
印加されていた電位の方が入力端子16に印加されてい
る電位よりもVSSに近いとする。この状態でMISF
ET4と5を遮断し、MISFET3を導通させて接続
点22の電位を次第にVSSに近づけていくと、まずM
ISFET1が導通する。この結果出力端子17の電位
がVSSに近づき、さらに接続点22の電位がVSSに
近づいてもMISFET2は遮断状態に保たれる。この
ようにしてやがて出力端子17の電位のみがVSSに達
っする。しかしながら、接続点22の電位があまり急激
に変化してしまい、出力端子17の電位の変化が追いつ
かないと、MISFET2のゲート・ソース間電圧もM
ISFET2の閾値電圧以上になり導通してしまう。す
ると出力端子18の電位もVSSに向かって変化する。
このため正しい増幅動作が期待できない。
以上の説明の通り、第3図に示す回路が正しく動作する
ためには、クロック端子19に印加する電圧波形を調整
し接続点22の電位が充分ゆっくり変化するようにしな
ければならない。出力端子17と18の変化は浮遊容量
が大きいほど遅く、従って接続点22の電位をゆっくり
変化させなければならない。
一般に増幅に要する時間は短かいことが望まれ、その為
には出力端子17と18の浮遊容量を小さくすることが
必要である。
しかしながら、増幅後の保持状態に於て、出力端子17
と18の浮遊容量があまり小さいと、この端子にわずか
の電流性雑音が加わっただけで電位が大きく変化してし
まい、その結果保持内容が破壊されてしまう。
以上のように従来用いられている回路では、増幅動作の
高速化をはかるためには出力端子の浮遊容量を小さくし
なければならない一方で、あまり小さくすると保持状態
の雑音に対する抵抗力が弱くなるのであまり小さくでき
ず、従って充分な高速化が達成できないという問題点が
あった。
〔発明の目的〕
本発明は、この点に鑑み、増幅動作を高速化しても、保
持状態における雑音に対する抵抗力を低下させないとこ
ろの、センスアンプ回路を提供することを目的とする。
〔発明の構成〕
本発明のセンスアンプ回路は、ドレイン電極を第1の出
力端子に接続しゲート電極を第2の出力端子に接続しソ
ース電極を第1の接続点に接続した一導電型の第1のM
ISFETと、ドレイン電極を前記第2の出力端子に接
続しゲート電極を前記第1の出力端子に接続しソース電
極を前記第1の接続点に接続した一導電型の第2のMI
SFETと、ドレイン電極を前記第1の接続点に接続し
ゲート電極を第1のクロック端子に接続しソース電極を
第1の電源に接続した一導電型の第3のMISFET
と、ソース電極を第1の入力端子に接続しゲート電極を
第2のクロック端子に接続しソース電極を前記第1の出
力端子に接続した一導電型又は逆導電型の第4のMIS
FETと、ドレイン電極を第2の入力端子に接続しゲー
ト電極を前記第2のクロック端子に接続しソース電極を
前記第2の出力端子に接続した前記第4のMISFET
と同一導電型の第5のMISFETと、ドレイン電極を
前記第1の出力端子に接続しゲート電極を第2の接続点
に接続しソース電極を前記第1の接続点に接続した一導
電型の第6のMISFETと、ドレイン電極を前記第2
の出力端子に接続しゲート電極を第3の接続点に接続し
ソース電極を前記第1の接続点に接続した一導電型の第
7のMISFETと、ドレイン電極を前記第2の接続点
に接続しゲート電極を第3のクロック端子に接続しソー
ス電極を前記第1の電源(又は前記第1の接続点)に接
続した一導電型又は逆導電型の第8のMISFETと、
ドレイン電極を前記第3の接続点に接続しゲート電極を
前記第3のクロック端子に接続しソース電極を前記第1
の電源(又は前記第1の接続点)に接続した前記第8の
MISFETと同一導電型の第9のMISFETと、ド
レイン電極を前記第1の出力端子に接続しゲート電極を
前記第2の出力端子に接続しソース電極を第2の電源に
接続した逆導電型の第10のMISFETと、ドレイン
電極を前記第2の出力端子に接続しゲート電極を前記第
1の出力端子に接続しソース電極を前記第2の電源に接
続した逆導電型の第11のMISFETと、一端を前記
第2の出力端子に接続し他端を前記第2の接続点に接続
した第1の二端子負荷素子と、一端を前記第1の出力端
子に接続し他端を前記第3の接続点に接続した第2の二
端子負荷素子を具備することからなっている。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
第1図は本発明の一実施例を示す回路図である。
本実施例は、ドレイン電極を第1の出力端子17に接続
しゲート電極を第2の出力端子18に接続しソース電極
を第1の接続点22に接続したNチャネル型の第1のM
ISFET1と、ドレイン電極を出力端子18に接続し
ゲート電極を出力端子17に接続しソース電極を接続点
22に接続したNチャネル型の第2のMISFET2
と、ドレイン電極を接続点22に接続しゲート電極を第
1のクロック端子19に接続しソース電極を第1の電源
(電源電位VSS)21に接続したNチャネル型の第3
のMISFET3と、ソース電極を第1の入力端子15
に接続しゲート電極を第2のクロック端子20に接続し
ソース電極を出力端子17に接続したNチャネル型の第
4のMISFET4と、ドレイン電極を第2の入力端子
16に接続しゲート電極をクロック端子20に接続しソ
ース電極を出力端子18に接続したNチャネル型の第5
のMISFET5と、ドレイン電極を出力端子17に接
続しゲート電極を第2の接続点23に接続しソース電極
を接続点22に接続したNチャネル型の第6のMISF
ET6と、ドレイン電極を出力端子18に接続しゲート
電極を第3の接続点24に接続しソース電極を接続点2
2に接続したNチャネル型の第7のMISFET7と、
ドレイン電極と接続点23に接続しゲート電極を第3の
クロック端子26に接続しソース電極を電源21に接続
したNチャネル型の第8のMISFET8と、ドレイン
電極を接続点24に接続しゲート電極をクロック端子2
6に接続しソース電極を電源21に接続したNチャネル
型の第9のMISFET9と、ドレイン電極を出力端子
17に接続しゲート電極を出力端子18に接続しソース
電極を第2の電源(電源電位VDD)25に接続したP
チャネル型の第10のMISFET11と、ドレイン電
極を出力端子18に接続しゲート電極を出力端子17に
接続しソース電極を電源25に接続したPチャネル型の
第11のMISFET12と、一端を出力端子18に接
続し他端を接続点23に接続した第1の二端子負荷素子
としての抵抗13と、一端を出力端子17に接続し他端
を接続点24に接続した第2の二端子負荷素子としての
抵抗14とを具備することからなっている。なお、MI
SFET4,5,8,9はPチャネル型であっても良い。
次に本実施例の動作を第2図に示すクロックのタイムチ
ャートを参照して説明する。なお、各Nチャネル型のM
ISFETはクロックの電位が1レベルのとき導通し、
0レベルのとき遮断する。
第1図においてMISFET1,2,3,4,5は、従来例の第
3図と同じ働きをする。増幅を開始する直前においてク
ロック端子19及びクロック端子20に印加されている
クロック1及びクロック2によりMISFET3は遮断
され、MISFET4と5は導通している。又クロック
端子26に印加されているクロック3によりMISFE
T8と9は導通し、その結果MISFET6と7は遮断
している。この状態でMISFET11と12のソース
・ドレイン電極間は充分高抵抗であり、又抵抗13と1
4の抵抗値も充分高く、出力端子17と18の電位はそ
れぞれ入力端子15と16の電位にほぼ等しい。
通常のダイナミックメモリの場合のように入力端子15
と16に充分低い直流抵抗で入力を印加できない場合
は、非動作時にMISFET4と5を遮断しておいて、
増幅動作をする直前にMISFET4と5を導通させる
ことでこの条件を満たすことができる。
増幅動作時においては、クロック端子20及びクロック
端子26の電位を変化させ、MISFET4と5及びM
ISFET8と9を遮断させる。その後クロック端子1
9の電位を変化させMISFET3を導通させる。MI
SFET6と7はゲート面積の大きなトランジスタであ
り、そのゲート容量のため接続点23と24の浮遊容量
はかなり大きくまた抵抗13と14の抵抗値は非常に大
きい。従って出力端子17と18の電位が変化しても、
接続点23と24の電位は短時間にはほとんど影響を受
けない。このため増幅動作時においては、MISFET
6と7は遮断されたままであり動作に影響を与えない。
従って増幅動作時にMISFET1,2,11,12はフリ
ップフロップ回路を構成し、その正帰還作用により増幅
直前に出力端子17と18にあった電位差を増幅し、一
方をVSSに他方をVDDにする。
次に保持状態における動作を説明する。説明の都合上仮
に出力端子17がVSSに、出力端子18がVDDにな
ったとする。このときMISFET11は遮断し、MI
SFET12は導通している。このため、接続点24の
電位は変化せずMISFET7は遮断したままであるの
に対し、MISFET12と抵抗13を通し電源25か
ら電流が流れ込み接続点23の電位をVDDにまで変化
せしめMISFET6は導通する。出力端子17と18
の電位が反対の場合は、MISFET6は遮断したまま
でMISFET7が導通する。この状態で出力端子17
や18の電位が雑音により変化しても、MISFET6
と7の働きにより回路の状態は変化せず、出力端子17
と18の電位もすぐもとの値に戻る。
すなわち、第1図の回路は、増幅動作時においては出力
端子17と18の浮遊容量のみが関係し、この浮遊容量
を小さくすることで高速動作が得られる。一方保持状態
においては、接続点23と24の大きな浮遊容量が効果
を持つのでα線や雑音に対しても強い。
なお、本実施例ではMISFET8及び9のソース電極
は電源21に接続されているが、これは接続点22に接
続されても全く同様の効果が得られる。
〔発明の効果〕
以上述べた如く、本発明によれば、高速動作と耐雑音性
を両立させたセンスアンプ回路を得ることができ、ダイ
ナミックメモリ等のMIS集積回路において大きな効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2図はその
クロックのタイミングチャート、第3図は従来例を示す
回路図である。 1〜9……Nチャネル型のMISFET、11,12…
…Pチャネル型のMISFET、13,14……抵抗、
15,16……入力端子、17,18……出力端子、1
9,20,26……クロック端子、21,25……電
源、22〜24……接続点。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ドレイン電極を第1の出力端子に接続しゲ
    ート電極を第2の出力端子に接続しソース電極を第1の
    接続点に接続した一導電型の第1のMISFETと、ド
    レイン電極を前記第2の出力端子に接続しゲート電極を
    前記第1の出力端子に接続しソース電極を前記第1の接
    続点に接続した一導電型の第2のMISFETと、ドレ
    イン電極を前記第1の接続点に接続しゲート電極を第1
    のクロック端子に接続しソース電極を第1の電源に接続
    した一導電型の第3のMISFETと、ソース電極を第
    1の入力端子に接続しゲート電極を第2のクロック端子
    に接続しソース電極を前記第1の出力端子に接続した一
    導電型又は逆導電型の第4のMISFETと、ドレイン
    電極を第2の入力端子に接続しゲート電極を前記第2の
    クロック端子に接続しソース電極を前記第2の出力端子
    に接続した前記第4のMISFETと同一導電型の第5
    のMISFETと、ドレイン電極を前記第1の出力端子
    に接続しゲート電極を第2の接続点に接続しソース電極
    を前記第1の接続点に接続した一導電型の第6のMIS
    FETと、ドレイン電極を前記第2の出力端子に接続し
    ゲート電極を第3の接続点に接続しソース電極を前記第
    1の接続点に接続した一導電型の第7のMISFET
    と、ドレイン電極を前記第2の接続点に接続しゲート電
    極を第3のクロック端子に接続しソース電極を前記第1
    の電源(又は前記第1の接続点)に接続した一導電型又
    は逆導電型の第8のMISFETと、ドレイン電極を前
    記第3の接続点に接続しゲート電極を前記第3のクロッ
    ク端子に接続しソース電極を前記第1の電源(又は前記
    第1の接続点)に接続した前記第8のMISFETと同
    一導電型の第9のMISFETと、ドレイン電極を前記
    第1の出力端子に接続しゲート電極を前記第2の出力端
    子に接続しソース電極を第2の電源に接続した逆導電型
    の第10のMISFETと、ドレイン電極を前記第2の
    出力端子に接続しゲート電極を前記第1の出力端子に接
    続しソース電極を前記第2の電源に接続した逆導電型の
    第11のMISFETと、一端を前記第2の出力端子に
    接続し他端を前記第2の接続点に接続した第1の二端子
    負荷素子と、一端を前記第1の出力端子に接続し他端を
    前記第3の接続点に接続した第2の二端子負荷素子を具
    備することを特徴とするセンスアンプ回路。
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JPS61162895A JPS61162895A (ja) 1986-07-23
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JP4924096B2 (ja) * 2007-02-28 2012-04-25 パナソニック株式会社 画面保護装置

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