JPH0628881A - センスアンプ回路 - Google Patents

センスアンプ回路

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JPH0628881A
JPH0628881A JP18484092A JP18484092A JPH0628881A JP H0628881 A JPH0628881 A JP H0628881A JP 18484092 A JP18484092 A JP 18484092A JP 18484092 A JP18484092 A JP 18484092A JP H0628881 A JPH0628881 A JP H0628881A
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JP
Japan
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circuit
data cell
data
transistor
sense amplifier
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP18484092A
Other languages
English (en)
Inventor
Tomokazu Ikeno
智一 池野
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Publication of JPH0628881A publication Critical patent/JPH0628881A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】データ読出に要する応答時間の増大を防止す
る。 【構成】読出対象のデータセル回路4に並列接続した電
流源回路5を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、センスアンプ回路に関
し、特にCMOS集積回路化された読み出し専用記憶装
置(ROM)に用いられるセンスアンプ回路に関する。
【0002】
【従来の技術】読み出し専用記憶装置(以下、ROM)
における、従来のセンスアンプ回路は、図3に示すよう
に、N−ch型のトランジスタN1とインバータ回路I
V1とから成るソースフォロワ回路1と、ゲート及びド
レインを短絡したP−ch型のトランジスタP1及び、
ゲートがトランジスタP1のゲート/ドレインと接続さ
れたP−ch型のトランジスタP2とから構成される電
流ミラー回路2と、ソースが接地されゲートに基準電圧
源VRが接続されたN−ch型のトランジスタN2によ
る電流源回路3とを備えて構成されていた。ソースフォ
ロワ回路1の出力にはデータセル回路4が接続され、イ
ンバータ回路IV1の入力と出力はそれぞれトランジス
タN1のソースとゲートとに接続され、電流ミラー回路
2の入力はトランジスタN1のドレインに接続され、電
流源回路3の出力は電流ミラー回路2の出力に接続され
てデータ出力点となり、上記出力点にバッファとしてイ
ンバータ回路IV2が接続されていた。
【0003】次に、動作について図4を用いて説明す
る。図4では、図3において可変抵抗で表されたデータ
セル回路4の具体例を示している。ここでは、M00〜M
33の4×4=16ケのトランジスタがデータセル、MS0
〜MS3の4ケのトランジスタが、X=0〜3の4本のデ
ータセルアレイのいずれかを選択するためのセレクト回
路である。各データセルは、データ保持のものはデプレ
ッション型、データ非保持のものはエンハンスメント型
のトランジスタでそれぞれ構成される。
【0004】個々のデータセルのアドレス指定方法は、
以下の通りである。セレクト回路は選択するラインのト
ランジスタのゲートにのみ“H”レベルを与え、それ以
外には“L”レベルを与える。データセル部は、選択す
る列のゲートにのみ“L”レベルを与え、それ以外には
“H”レベルを与える。これにより、セレクト回路で選
択されたデータセルアレイのうち、注目するセルにのみ
ゲートに“L”レベルが与えられ、直列に接続されたそ
の他のセルには“H”レベルが与えられる。この場合、
セレクト回路を含めたデータセルの出力抵抗は、選択さ
れたデータセルがデプレッション型、つまりデータ保持
の時だけ、データセルアレイとセレクタの各トランジス
タのドレイン/ソース間オン抵抗の直列分となる。デー
タ非保持の時は、出力抵抗はほぼ無限大となる。
【0005】例えば、図4の場合、M03、M21のふたつ
だけがデータ保持のものである。ここでM21のデータを
読み出すとすると、表1のように設定する。
【0006】
【表1】
【0007】このとき、データセルの出力抵抗は、表2
のようになる。
【0008】
【表2】
【0009】また、M23のデータを読み出すときには、
表3のように設定する。
【0010】
【表3】
【0011】このとき、データセルの出力抵抗は、 R0 = RONS2+RON20+RON21+RON22+RCF23 但し、RCF23…M23のカットオフ時の抵抗であり、ほ
ぼ R0 → ∞ となる。
【0012】センスアンプ部の動作を以下に説明する。
【0013】ソースフォロワ回路1は、データセル回路
4の出力点、すなわち、トランジスタN1のソースにあ
る一定の電位を出力するための回路である。このソース
フォロワ回路1の入力には、ソースフォロワ回路1自身
の出力であるトランジスタN1のソース電位がインバー
タ回路IV1によって高利得で反転増幅され、ゲートに
負帰還されている。ここで、トランジスタN1のソース
には負荷として、データセル回路4の等価抵抗の他にイ
ンバータ回路IV1の入力容量及び、トランジスタN1
とデータセル回路4の各トランジスタの拡散層に生じる
寄生容量等から成る浮遊容量CS1も接続されている。こ
のため、データセル回路4の各データセル回路4の各デ
ータセルがロウインピーダンスとなる場合はもちろんハ
イインピーダンスとなる場合でも、このソースフォロワ
回路1の出力、つまり、データセル回路4の出力点に
は、定常状態において、インバータ回路IV1の入力し
きい値電圧VT(IV1)にほぼ近い電圧が発生する。
【0014】今、データセル回路4の選択したデータセ
ルがデータ保持のものである場合、上記データセルの出
力抵抗ROにVT(IV1)の電圧が印加され、 i2=VT(IV1)/RO という信号電流i2が電流ミラー回路2の入力であるト
ランジスタP1のドレインから流出する。この信号電流
i2は、選択したデータセルアレイのうち、注目する上
記データセルに直列接続された他のデータセルにデータ
保持のものがどれだけあるかによって変化する。つま
り、上記他のデータセルが全てデプレッション型の時に
最大値i2MAX となり、全てエンハンスメント型の時に
最小値i2MI N をとる。また、選択した上記データセル
がデータ非保持のものである場合、トランジスタP1の
ドレインからは電流は流出しない。
【0015】ここで、トランジスタP2の動作点が飽和
領域にあるときの電流ミラー回路2の出力電流が入力に
対して仮に1:1であれば、同様にその動作点が飽和領
域にあるときの電流源回路3のトランジスタN2が、例
えば iDS = i2MIN/2 という電流を流すようなバイアスをトランジスタN2の
ゲートに与える。これにより、データセル回路4の選択
した上記データセルがデータ保持のものであり、信号電
流i2が流れる場合、このセンスアンプの出力電位は
“H”になり、反対にデータ非保持のものである場合に
は“L”になる。つまり、デプレッション型とエンハン
スメント型というMOSトランジスタのしきい値の差と
して保持したデータを、電位差に変換して出力すること
ができるというものであった。
【0016】図2は、ソースフォロワ回路1の動作の一
例を示す電圧および電流の波形である。図中、破線で示
したものが従来のセンスアンプ回路におけるデータ無し
のデータセルを選択した状態からデータ有りのセルを選
択したときのセンスアンプ回路各部の電圧、電流波形で
ある。
【0017】まず、アドレス信号の変化と共にデータセ
ルがロウインピーダンスになると、まだソースフォロワ
回路1のトランジスタN1がカットオフしているため浮
遊容量CS1がデータセルの等価抵抗ROによって放電
し、トランジスタN1のソース電位VS1は時定数τ=C
S1×ROで下降する。すると、インバータIV1の負帰
還によりトランジスタN1のゲート端子に接続された寄
生容量が充電され、VG1は上昇をはじめ、Δtの時間を
経てトランジスタN1がオンする。これにより、CS1
充電とデータセルへの電流供給が開始されてVS1も上昇
をはじめ、VS1の上昇につれて信号電流i1も増加す
る。VG1の上昇はVS1がVT(IV1)に達したところ
で止まる。
【0018】したがってアドレス変化後Δtの間は信号
電流i1は全く流れず、さらに、トランジスタN1がオ
ンしたところでゲートソース間バイアスが浅い内はドレ
インソース間抵抗が大きく、信号電流i1の立ち上がり
は鈍い。こうして、信号電流がスレッシュホールドを横
切るまでにΔt+α=td2の遅延が生じる。逆に、信号
電流の立ち下げはアドレス切り替えと共に行えるため、
遅延は少ない。つまり、信号電流立ち上りのプロセスが
ネックとなって、データ読み出しに要する応答時間が大
きくなるというものであった。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のセンス
アンプ回路は、データセル回路に定電圧を供給するソー
スフォロワ回路の負荷として抵抗成分であるデータセル
と浮遊容量とが並列接続されており、データセルにデー
タが保持されていない場合には上記ソースフォロワ回路
を構成するトランジスタがカットオフ状態となり、上記
トランジスタのゲート電位が接地電位まで低下してしま
うため、データ非保持のデータセルの選択状態からデー
タ保持のデータセルを選択したとき上記トランジスタが
オンとなって上記ソースフォロワ回路から読出電流を出
力するまでに要する時間分の遅延が発生することにより
データ読出における応答時間が大きくなるという欠点が
あった。
【0020】
【課題を解決するための手段】本発明のセンスアンプ回
路は、読出対象のメモリのデータセル回路をソースに負
荷である電流ミラー回路の入力をドレインにそれぞれ接
続した第一の導電型のトランジスタを有するソースフォ
ロワ回路を備えるセンスアンプ回路において、前記デー
タセル回路に並列接続した電流源回路を備えて構成され
ている。
【0021】
【実施例】次に、本発明について、図面を参照して説明
する。
【0022】図1は本発明の一実施例を示す回路図であ
る。
【0023】本実施例のセンスアンプ回路は、図1に示
すように、前述の従来例と同様のトランジスタN1とイ
ンバータ回路IV1とから成るソースフォロワ回路1
と、トランジスタP1及び、トランジスタP2とから構
成される電流ミラー回路2と、ソースが接地され、トラ
ンジスタN2による電流回路3とに加えて、電流源回路
5とから構成されている。電流源回路5の出力はソース
フォロワ回路1の出力にデータセル回路4と並列に接続
される。本例では従来例と同様に、出力点にバッファと
してインバータ回路IV2が接続されている。
【0024】次に、動作について図2を用いて説明す
る。図中実線で示したものが、本実施例のセンスアンプ
回路において、データ非保持のデータセルを選択した状
態からデータ保持のセルを選択したときのセンスアンプ
回路各部の電圧、電流波形である。
【0025】前述の従来例の動作の相違点は、データセ
ルがハイインピーダンスとなりi2=0であっても、電
流源回路5によってソースフォロワ回路1には電流i3
が流れ、これによって、ソースフォロワ回路1は全動作
期間を通じてカットオフすることがなくなるという点で
ある。
【0026】つまり、従来例で問題となった信号電流立
ち上がり時のソースフォロワ回路1の不感期間が解消さ
れるとともに、ソースフォロワ回路1の出力インピーダ
ンスが初めから小さいことにより信号電流立ち上がりも
スムーズになり、上記信号電流がスレッシュホールドを
横切るまでの遅延td1は、ソースフォロワ回路1のゲー
ト寄生容量の充電時間を支配的とした遅延のみに抑えら
れる。
【0027】この他の動作については従来例と同様であ
るため説明を省略する。
【0028】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明は上記実施例に限られることなく種々の変形が可能で
ある。例えば、データセル回路と並列接続する電流源回
路としてソース接地のNチャンネルMOSトランジスタ
を用いることや、抵抗を用いることも本発明の主旨を逸
脱しない限り適用できることは勿論である。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のセンスア
ンプ回路は、読出対象のデータセル回路に並列接続した
電流源回路を備えることにより、上記データセル回路に
定電圧を供給するソースフォロワ回路のトランジスタが
全動作期間を通じてカットオフすることがなくなるの
で、読出電流の立上がり時の上記ソースフォロワ回路の
不感期間を解消し、上記読出電流の立上がりの鈍化を抑
圧することにより、データ読出における応答時間の増大
を防止できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のセンスアンプ回路の一実施例を示す回
路図である。
【図2】本実施例および従来のセンスアンプ回路におけ
る動作の一例を示す波形図である。
【図3】従来のセンスアンプ回路の一例を示す回路図で
ある。
【図4】従来のセンスアンプ回路の動作を説明するため
の具体的な回路を示す回路図である。
【符号の説明】
1 ソースフォロワ回路 2 電流ミラー回路 3,5 電流源回路 4 データセル回路 N1,N2,P1,P2 トランジスタ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 読出対象のメモリのデータセル回路をソ
    ースに負荷である電流ミラー回路の入力をドレインにそ
    れぞれ接続した第一の導電型のトランジスタを有するソ
    ースフォロワ回路を備えるセンスアンプ回路において、 前記データセル回路に並列接続した電流源回路を備える
    ことを特徴とするセンスアンプ回路。
  2. 【請求項2】 前記電流源回路がソース接地のNチャン
    ネルMOSトランジスタであることを特徴とする請求項
    1記載のセンスアンプ回路。
  3. 【請求項3】 前記第一の導電型のトランジスタがNチ
    ャンネルMOSトランジスタであることを特徴とする請
    求項1記載のセンスアンプ回路。
JP18484092A 1992-07-13 1992-07-13 センスアンプ回路 Withdrawn JPH0628881A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003085967A (ja) * 2001-09-07 2003-03-20 Canon Inc 磁気メモリ装置の読み出し回路
JP2009146562A (ja) * 2001-06-28 2009-07-02 Sharp Corp 電気的にプログラム可能な抵抗特性を有するクロスポイントメモリ
JP2009534782A (ja) * 2006-04-24 2009-09-24 エヌエックスピー ビー ヴィ メモリ回路およびメモリ素子の感知方法
US8018450B2 (en) 2006-02-16 2011-09-13 Epson Imaging Devices Corporation Electrooptic device, driving circuit, and electronic device

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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19991005