JPH08221996A - 半導体記憶装置 - Google Patents
半導体記憶装置Info
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- JPH08221996A JPH08221996A JP5327095A JP5327095A JPH08221996A JP H08221996 A JPH08221996 A JP H08221996A JP 5327095 A JP5327095 A JP 5327095A JP 5327095 A JP5327095 A JP 5327095A JP H08221996 A JPH08221996 A JP H08221996A
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- G11C7/14—Dummy cell management; Sense reference voltage generators
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Abstract
(57)【要約】
【目的】センスアンプで特に大きな面積を必要とするメ
モリセルの電流を検出する部分を、降圧電源をメモリセ
ルに印加することにより不要とし、デバイスの小型化を
図る。 【構成】降圧された電圧にデジット線をプリチャージ
し、そのレベルの変化をリファレンスレベルと比較して
読み出す。
モリセルの電流を検出する部分を、降圧電源をメモリセ
ルに印加することにより不要とし、デバイスの小型化を
図る。 【構成】降圧された電圧にデジット線をプリチャージ
し、そのレベルの変化をリファレンスレベルと比較して
読み出す。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体記憶装置に関し、
特に素子の微細化大容量化が図られたマスクROMの読
み出し回路に関する。
特に素子の微細化大容量化が図られたマスクROMの読
み出し回路に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、素子の微細化が進み、マスクRO
M等の記憶容量の増大も著しい。従来マスクROMにお
いて、その読み出し回路は、図8に示すように、メモリ
セルに電流が流れるか否かを節点Aの電位降下をリファ
レンス電圧と比較することにより判定するという電流検
出型の回路を用いていた(「第1の従来例」という)。
M等の記憶容量の増大も著しい。従来マスクROMにお
いて、その読み出し回路は、図8に示すように、メモリ
セルに電流が流れるか否かを節点Aの電位降下をリファ
レンス電圧と比較することにより判定するという電流検
出型の回路を用いていた(「第1の従来例」という)。
【0003】より詳細には、図8を参照して、読み出し
回路は、メモリセルに接続されたnチャネル型トランス
ファトランジスタ(「トランスファゲート」という)3-
1と、デプリーション型nチャネルMOSトランジスタ
からなる負荷トランジスタ2-1と、インバータ1-1から成
る回路(「バイアス回路」ともいう)を備え、また差動
対を構成するnチャネルMOSトランジスタNM1、NM2
と、電流ミラー回路を構成し差動対の能動負荷として作
用するpチャネルMOSトランジスタPM1、PM2と、差動
対トランジスタNM1、NM2の共通接続されたソースと接地
間に接続されセンスアンプ活性化信号SA−SELをゲ
ート入力とし定電流源として作用するnチャネルMOS
トランジスタNM3と、からなり、電流ミラー回路の出力
端とnチャネルMOSトランジスタNM2のドレイン端子
の接続点(節点C)から出力を取り出す差動増幅器を備
え、さらにリファレンスセルに接続されたnチャネル型
トランスファゲート3-2と、デプリーション型nチャネ
ルMOSトランジスタからなる負荷トランジスタ2-2
と、インバータ1-2から成る回路(「基準電圧発生回
路」ともいう)を備えている。差動増幅器の入力端、す
なわちnMOSトランジスタNM1、NM2のゲートには、負
荷トランジスタ2-1とトランスファゲート3-1の接続点
(節点A)がデータ入力として、負荷トランジスタ2-2
とトランスファゲート3-2の接続点(節点B)がリファ
レンス電圧としてそれぞれ接続されている。
回路は、メモリセルに接続されたnチャネル型トランス
ファトランジスタ(「トランスファゲート」という)3-
1と、デプリーション型nチャネルMOSトランジスタ
からなる負荷トランジスタ2-1と、インバータ1-1から成
る回路(「バイアス回路」ともいう)を備え、また差動
対を構成するnチャネルMOSトランジスタNM1、NM2
と、電流ミラー回路を構成し差動対の能動負荷として作
用するpチャネルMOSトランジスタPM1、PM2と、差動
対トランジスタNM1、NM2の共通接続されたソースと接地
間に接続されセンスアンプ活性化信号SA−SELをゲ
ート入力とし定電流源として作用するnチャネルMOS
トランジスタNM3と、からなり、電流ミラー回路の出力
端とnチャネルMOSトランジスタNM2のドレイン端子
の接続点(節点C)から出力を取り出す差動増幅器を備
え、さらにリファレンスセルに接続されたnチャネル型
トランスファゲート3-2と、デプリーション型nチャネ
ルMOSトランジスタからなる負荷トランジスタ2-2
と、インバータ1-2から成る回路(「基準電圧発生回
路」ともいう)を備えている。差動増幅器の入力端、す
なわちnMOSトランジスタNM1、NM2のゲートには、負
荷トランジスタ2-1とトランスファゲート3-1の接続点
(節点A)がデータ入力として、負荷トランジスタ2-2
とトランスファゲート3-2の接続点(節点B)がリファ
レンス電圧としてそれぞれ接続されている。
【0004】メモリセルの読み出し時において、デジッ
ト線は所定の高電位にプリチャージされ選択されたメモ
リセルのワード線が高レベルとされ、例えば選択された
メモリセルが非導通状態の時、トランスファゲート3-1
に接続されるデジット線の電位は降下せず、インバータ
1-1の出力は低レベルとなり、トランスファゲート3-1は
非導通となり、デプリーション型負荷トランジスタ2-1
は導通状態にあるため節点Aは電源電位VCCに近い電位
にプルアップされ、選択されたメモリセルが導通状態の
時、トランスファゲート3-1に接続されるデジット線の
電位は降下し、インバータ1-1の出力は高レベルとな
り、トランスファゲート3-1が導通状態となり、節点A
の電位は降下する。リファレンス回路の出力(節点B)
の電位は、例えば、選択されたメモリセルが非導通状態
時の節点Aの電位と、選択されたメモリセルが導通状態
時の節点Aの電位と、の中間電位となるように設定さ
れ、差動増幅回路は節点Aの電位とリファレンス電圧と
の差電位を増幅して出力し、メモリセルに書き込まれた
データを読み出す。なお、不図示のリファレンスセルは
メモリセルとおおよそ同一の構造とされる。
ト線は所定の高電位にプリチャージされ選択されたメモ
リセルのワード線が高レベルとされ、例えば選択された
メモリセルが非導通状態の時、トランスファゲート3-1
に接続されるデジット線の電位は降下せず、インバータ
1-1の出力は低レベルとなり、トランスファゲート3-1は
非導通となり、デプリーション型負荷トランジスタ2-1
は導通状態にあるため節点Aは電源電位VCCに近い電位
にプルアップされ、選択されたメモリセルが導通状態の
時、トランスファゲート3-1に接続されるデジット線の
電位は降下し、インバータ1-1の出力は高レベルとな
り、トランスファゲート3-1が導通状態となり、節点A
の電位は降下する。リファレンス回路の出力(節点B)
の電位は、例えば、選択されたメモリセルが非導通状態
時の節点Aの電位と、選択されたメモリセルが導通状態
時の節点Aの電位と、の中間電位となるように設定さ
れ、差動増幅回路は節点Aの電位とリファレンス電圧と
の差電位を増幅して出力し、メモリセルに書き込まれた
データを読み出す。なお、不図示のリファレンスセルは
メモリセルとおおよそ同一の構造とされる。
【0005】一方、特開平4−92293号公報には、
動作速度を犠牲とすることなく低消費電力と高集積化を
達成する不揮発性記憶装置を提供することを目的とし
て、センスアンプ及びアドレスデコーダが駆動回路によ
り形成された比較的低い動作電圧により動作させ、それ
以外の回路は外部から供給される電源電圧により動作さ
せるようにした構成(「第2の従来例」という)が提案
されている。
動作速度を犠牲とすることなく低消費電力と高集積化を
達成する不揮発性記憶装置を提供することを目的とし
て、センスアンプ及びアドレスデコーダが駆動回路によ
り形成された比較的低い動作電圧により動作させ、それ
以外の回路は外部から供給される電源電圧により動作さ
せるようにした構成(「第2の従来例」という)が提案
されている。
【0006】さらに、特開平4−252497号公報に
は、電源電位よりも低い所定の電圧を発生する内部降圧
回路を備え、センスアンプの負荷トランジスタに降圧さ
れた電源を用いると共に、差動増幅器により負荷トラン
ジスタの電位変化を検出してメモリセルの情報を読み出
すように構成した不揮発性半導体記憶装置(「第3の従
来例」という)が開示されている。
は、電源電位よりも低い所定の電圧を発生する内部降圧
回路を備え、センスアンプの負荷トランジスタに降圧さ
れた電源を用いると共に、差動増幅器により負荷トラン
ジスタの電位変化を検出してメモリセルの情報を読み出
すように構成した不揮発性半導体記憶装置(「第3の従
来例」という)が開示されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】マスクROMにおいて
は、装置の高集積化・高記憶密度化の要求が激しく、大
容量のデバイスを実現するためにデバイスの面積の大部
分を占めるメモリセルの縮小が進められ、メモリセルを
構成する素子(トランジスタ)のサイズも著しく小さく
なってきている。
は、装置の高集積化・高記憶密度化の要求が激しく、大
容量のデバイスを実現するためにデバイスの面積の大部
分を占めるメモリセルの縮小が進められ、メモリセルを
構成する素子(トランジスタ)のサイズも著しく小さく
なってきている。
【0008】このため、素子の信頼性を保障するためメ
モリセルを構成する素子(トランジスタ)のドレインに
過大なストレスを与えないようにセンスアンプ回路等を
設計することが必要とされ(通常で2V程度が印加され
るように設計される)、そのため前記第1の従来例で示
したような回路がマスクROMではこれまで用いられて
きていた。
モリセルを構成する素子(トランジスタ)のドレインに
過大なストレスを与えないようにセンスアンプ回路等を
設計することが必要とされ(通常で2V程度が印加され
るように設計される)、そのため前記第1の従来例で示
したような回路がマスクROMではこれまで用いられて
きていた。
【0009】しかしながら、前記第1の従来例では、メ
モリセルのデジット線と負荷トランジスタ2-1とを接続
するトランスファゲート3-1、デジット線の電位を検知
してトランスファゲート3-1のゲートへフィードバック
する信号を作るインバータ1-1及び負荷トランジスタ2-1
とがそれぞれ充分な能力(駆動能力)を持つように設計
することが必要とされ、センスアンプ回路の面積が非常
に大きくなってしまうという問題があった。
モリセルのデジット線と負荷トランジスタ2-1とを接続
するトランスファゲート3-1、デジット線の電位を検知
してトランスファゲート3-1のゲートへフィードバック
する信号を作るインバータ1-1及び負荷トランジスタ2-1
とがそれぞれ充分な能力(駆動能力)を持つように設計
することが必要とされ、センスアンプ回路の面積が非常
に大きくなってしまうという問題があった。
【0010】また、前記第1の従来例においては、デジ
ット線に付加した非常に大きな寄生容量を、この回路
(電流検出部)で充電した後でなければ正しい情報が読
み出せないため、高速化が難しいという問題点もある。
ット線に付加した非常に大きな寄生容量を、この回路
(電流検出部)で充電した後でなければ正しい情報が読
み出せないため、高速化が難しいという問題点もある。
【0011】一方、特開平4−92293号公報に開示
されたEPROMでは、フローティングゲートがメモリ
セルトランジスタにあることから、メモリセルトランジ
スタの能力が低電圧で(降圧回路を用いて)動作させた
場合充分でないため、メモリセルのコントロールゲート
に加わる電圧を外部電圧と同じとし、メモリセルトラン
ジスタの電流駆動能力を増やそうというものであるが、
マスクROMのセンスアンプ部で増幅器の部分にのみ降
圧電源を用いても前記問題点は解消せず、電流検出部の
電源も降圧してしまうと、デジット線の寄生容量をチャ
ージアップする能力が不足して大幅なスピードの低下を
招いてしまう。
されたEPROMでは、フローティングゲートがメモリ
セルトランジスタにあることから、メモリセルトランジ
スタの能力が低電圧で(降圧回路を用いて)動作させた
場合充分でないため、メモリセルのコントロールゲート
に加わる電圧を外部電圧と同じとし、メモリセルトラン
ジスタの電流駆動能力を増やそうというものであるが、
マスクROMのセンスアンプ部で増幅器の部分にのみ降
圧電源を用いても前記問題点は解消せず、電流検出部の
電源も降圧してしまうと、デジット線の寄生容量をチャ
ージアップする能力が不足して大幅なスピードの低下を
招いてしまう。
【0012】さらに、特開平4−252497号公報に
は、降圧電源がセンスアンプの負荷トランジスタに接続
された回路が示されているが、負荷トランジスタの電源
に降圧された電圧が加わるため、デジット線のチャージ
アップ能力が小さくなり、その結果さらに大きな面積が
必要となり、スピードにも同様に悪影響を与えてしま
う。
は、降圧電源がセンスアンプの負荷トランジスタに接続
された回路が示されているが、負荷トランジスタの電源
に降圧された電圧が加わるため、デジット線のチャージ
アップ能力が小さくなり、その結果さらに大きな面積が
必要となり、スピードにも同様に悪影響を与えてしま
う。
【0013】従って、本発明は、センスアンプにおい
て、特に大きな面積を必要とするメモリセルの電流検出
部分を、降圧電源をメモリセルに印加することにより不
要とし、デバイスの小型化を達成する半導体記憶装置を
提供することを目的とする。
て、特に大きな面積を必要とするメモリセルの電流検出
部分を、降圧電源をメモリセルに印加することにより不
要とし、デバイスの小型化を達成する半導体記憶装置を
提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、メモリセルのデジット線を外部から供給
される電源電圧を内部で降圧した電位にプリチャージ
し、プリチャージが終了した後にメモリセルを選択し、
センスアンプに選択されたメモリセルのデジット線を接
続し該デジット線のレベルをリファレンスレベルと比較
してデータを読み出すことを特徴とする半導体記憶装置
を提供する。
め、本発明は、メモリセルのデジット線を外部から供給
される電源電圧を内部で降圧した電位にプリチャージ
し、プリチャージが終了した後にメモリセルを選択し、
センスアンプに選択されたメモリセルのデジット線を接
続し該デジット線のレベルをリファレンスレベルと比較
してデータを読み出すことを特徴とする半導体記憶装置
を提供する。
【0015】本発明においては、好ましくは入力信号の
変化を検知して作られるパルス信号に基づき前記デジッ
ト線を前記降圧した電位にプリチャージすることを特徴
とする。
変化を検知して作られるパルス信号に基づき前記デジッ
ト線を前記降圧した電位にプリチャージすることを特徴
とする。
【0016】また、本発明においては、前記リファレン
スレベルが前記入力信号の変化を検知して作られる前記
パルスにより前記降圧電位にプリチャージすることによ
り作られるように構成してもよい。
スレベルが前記入力信号の変化を検知して作られる前記
パルスにより前記降圧電位にプリチャージすることによ
り作られるように構成してもよい。
【0017】そして、本発明は、好ましくは、リファレ
ンスセルと、該リファレンスセル用のデジット線を備
え、前記リファレンスセル用のデジット線を前記降圧電
位にプリチャージし、前記リファレンスセル用のデジッ
ト線の電位をセンスアンプのリファレンスレベルとする
ことを特徴とする。この場合、本発明は、好ましくは、
前記センスアンプがデータを取り込み保持する手段を備
えるものとする。
ンスセルと、該リファレンスセル用のデジット線を備
え、前記リファレンスセル用のデジット線を前記降圧電
位にプリチャージし、前記リファレンスセル用のデジッ
ト線の電位をセンスアンプのリファレンスレベルとする
ことを特徴とする。この場合、本発明は、好ましくは、
前記センスアンプがデータを取り込み保持する手段を備
えるものとする。
【0018】
【作用】本発明によれば、電源電圧を降圧する回路を備
え、アドレス信号あるいは制御信号等の入力信号の変化
を検知して生成されたパルスによりメモリセルのデジッ
ト線を降圧された電位にプリチャージし、このデジット
線のレベルの変化をリファレンスレベルと比較すること
によりデータを読み出すという構成としたことにより、
メモリセルに過大なストレスを加えることなく、且つ小
面積でセンスアンプ回路がレイアウト可能であり、さら
に高速化にも対応できる。
え、アドレス信号あるいは制御信号等の入力信号の変化
を検知して生成されたパルスによりメモリセルのデジッ
ト線を降圧された電位にプリチャージし、このデジット
線のレベルの変化をリファレンスレベルと比較すること
によりデータを読み出すという構成としたことにより、
メモリセルに過大なストレスを加えることなく、且つ小
面積でセンスアンプ回路がレイアウト可能であり、さら
に高速化にも対応できる。
【0019】また、本発明によれば、リファレンスセル
のデジット線をメモリセルと同様に降圧電位にプリチャ
ージしリファレンスセルに電流を流してリファレンス電
位を発生し、センスアンプをラッチ型としたことによ
り、更なる高速化を達成している。
のデジット線をメモリセルと同様に降圧電位にプリチャ
ージしリファレンスセルに電流を流してリファレンス電
位を発生し、センスアンプをラッチ型としたことによ
り、更なる高速化を達成している。
【0020】
【実施例】図面を参照して、本発明の実施例を以下に説
明する。
明する。
【0021】
【実施例1】図1は本発明の第1の実施例を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【0022】図1において、1は降圧回路、2a〜2h
はプリチャージトランジスタ、3はロウデコーダ、4は
メモリセルアレイ、5はカラムデコーダ、6a〜6hは
選択トランジスタ、7は基準電圧発生回路、8はセンス
アンプ、9は出力バッファをそれぞれ示している。
はプリチャージトランジスタ、3はロウデコーダ、4は
メモリセルアレイ、5はカラムデコーダ、6a〜6hは
選択トランジスタ、7は基準電圧発生回路、8はセンス
アンプ、9は出力バッファをそれぞれ示している。
【0023】図1を参照して、プリチャージトランジス
タ2a〜2hは、ドレインが共通接続されて降圧回路1
の出力に接続され、ゲートがプリチャージパルスφPRの
入力端子に共通接続され、ソースが対応するデジット線
にそれぞれ接続されている。選択トランジスタ6a〜6
hは、ドレインが対応するデジット線にそれぞれ接続さ
れ、ゲートがカラムデコーダ5からの選択信号線にそれ
ぞれ接続され、ソースが共通接続されてセンスアンプ8
の一の入力端に入力され、センスアンプ8の他の入力端
には基準電圧発生回路7の出力電圧Vrefが入力されて
いる。
タ2a〜2hは、ドレインが共通接続されて降圧回路1
の出力に接続され、ゲートがプリチャージパルスφPRの
入力端子に共通接続され、ソースが対応するデジット線
にそれぞれ接続されている。選択トランジスタ6a〜6
hは、ドレインが対応するデジット線にそれぞれ接続さ
れ、ゲートがカラムデコーダ5からの選択信号線にそれ
ぞれ接続され、ソースが共通接続されてセンスアンプ8
の一の入力端に入力され、センスアンプ8の他の入力端
には基準電圧発生回路7の出力電圧Vrefが入力されて
いる。
【0024】図1に示すように、降圧回路1により降圧
された電源VCCINTをプリチャージトランジスタ6a〜
6hを介しメモリセルアレイ4のデジット線に接続す
る。
された電源VCCINTをプリチャージトランジスタ6a〜
6hを介しメモリセルアレイ4のデジット線に接続す
る。
【0025】すなわち、入力信号(例えばアドレス信号
及び制御信号)の変化を検知して生成されるプリチャー
ジパルスφPRにより、プリチャージトランジスタ2a〜
2hをオン状態として、デジット線を所定電位VCCIAの
レベルにプリチャージする。VCCIAのレベルはメモリセ
ルの信頼性等の問題を考えると好ましくは2V程度とさ
れる。
及び制御信号)の変化を検知して生成されるプリチャー
ジパルスφPRにより、プリチャージトランジスタ2a〜
2hをオン状態として、デジット線を所定電位VCCIAの
レベルにプリチャージする。VCCIAのレベルはメモリセ
ルの信頼性等の問題を考えると好ましくは2V程度とさ
れる。
【0026】続いて、プリチャージ終了後、ロウデコー
ダ3によりワード線を選択し、カラムデコーダ5にて選
択トランジスタ6a〜6hを選択することより、センス
アンプ8に接続するデジット線が選択される。
ダ3によりワード線を選択し、カラムデコーダ5にて選
択トランジスタ6a〜6hを選択することより、センス
アンプ8に接続するデジット線が選択される。
【0027】次に、センスアンプ活性化信号SA−SE
Lを、センスアンプ8が活性となる状態とし、基準電圧
発生回路7から出力される基準電圧Vrefと、選択され
たデジット線のレベルと、を比較してメモリセルに書き
込まれたデータを読み出す。
Lを、センスアンプ8が活性となる状態とし、基準電圧
発生回路7から出力される基準電圧Vrefと、選択され
たデジット線のレベルと、を比較してメモリセルに書き
込まれたデータを読み出す。
【0028】図2に、本実施例における読み出し時のタ
イミングチャートを示す。
イミングチャートを示す。
【0029】図2を参照して、アドレス信号等の入力信
号の変化に基づきプリチャージパルス信号φPRがアクテ
ィブとなり、これに伴いデジット線の電位が電位VCCIN
Tにまで上昇し、選択されたメモリセルが例えば“1”
を記憶する場合、ワード線が高レベルとされた際にもメ
モリセルは非導通とされデジット線は降下せず、また選
択されたメモリセルが例えば“0”を記憶する場合、ワ
ード線が高レベルとされた際にメモリセルは導通状態と
なりデジット線の電位は下降し、センスアンプ活性化信
号SA−SELが高レベル(VCC)に遷移した時点で、
センスアンプ8はデジット線の電位を基準電圧Vrefと
比較する。
号の変化に基づきプリチャージパルス信号φPRがアクテ
ィブとなり、これに伴いデジット線の電位が電位VCCIN
Tにまで上昇し、選択されたメモリセルが例えば“1”
を記憶する場合、ワード線が高レベルとされた際にもメ
モリセルは非導通とされデジット線は降下せず、また選
択されたメモリセルが例えば“0”を記憶する場合、ワ
ード線が高レベルとされた際にメモリセルは導通状態と
なりデジット線の電位は下降し、センスアンプ活性化信
号SA−SELが高レベル(VCC)に遷移した時点で、
センスアンプ8はデジット線の電位を基準電圧Vrefと
比較する。
【0030】図3に本実施例におけるセンスアンプ回路
8の構成の一例を示し、図4に本実施例における基準電
圧発生回路7の構成の一例を示す。
8の構成の一例を示し、図4に本実施例における基準電
圧発生回路7の構成の一例を示す。
【0031】図3を参照して、センスアンプ回路は、差
動対を構成するnチャネルMOSトランジスタQ3、Q
4と、電流ミラー回路を構成し差動対の能動負荷として
作用するpチャネルMOSトランジスタQ1、Q2と、
センスアンプ活性化信号SA−SELをゲート入力とし
差動対の定電流源として作用するnチャネルMOSトラ
ンジスタQ5とから構成され、nチャネルMOSトラン
ジスタQ2ゲートにはデータ(すなわち、選択トランジ
スタ6a〜6hにより選択されたデジット線の電位)
が、nチャネルMOSトランジスタQ3のゲートには基
準電圧Vrefが入力され、pチャネルMOSトランジス
タQ2のドレインとnチャネルMOSトランジスタQ4
のドレインの接続点が出力端子Doutに接続されてい
る。
動対を構成するnチャネルMOSトランジスタQ3、Q
4と、電流ミラー回路を構成し差動対の能動負荷として
作用するpチャネルMOSトランジスタQ1、Q2と、
センスアンプ活性化信号SA−SELをゲート入力とし
差動対の定電流源として作用するnチャネルMOSトラ
ンジスタQ5とから構成され、nチャネルMOSトラン
ジスタQ2ゲートにはデータ(すなわち、選択トランジ
スタ6a〜6hにより選択されたデジット線の電位)
が、nチャネルMOSトランジスタQ3のゲートには基
準電圧Vrefが入力され、pチャネルMOSトランジス
タQ2のドレインとnチャネルMOSトランジスタQ4
のドレインの接続点が出力端子Doutに接続されてい
る。
【0032】また、図4を参照して、基準電圧発生回路
7は、電源と接地間に直列形態に接続されたデプリーシ
ョン型nチャネルMOSトランジスタQ6、Q7と、エ
ンハンスメント型nチャネルMOSトランジスタQ8
と、から構成され、トランジスタQ6、Q7、Q8のゲ
ートは互いに共通に接続されて、トランジスタQ7のソ
ースとトランジスタQ8のドレインとの接続点に接続さ
れ、nチャネルMOSトランジスタQ8のドレインから
基準電位Vrefが取り出される。
7は、電源と接地間に直列形態に接続されたデプリーシ
ョン型nチャネルMOSトランジスタQ6、Q7と、エ
ンハンスメント型nチャネルMOSトランジスタQ8
と、から構成され、トランジスタQ6、Q7、Q8のゲ
ートは互いに共通に接続されて、トランジスタQ7のソ
ースとトランジスタQ8のドレインとの接続点に接続さ
れ、nチャネルMOSトランジスタQ8のドレインから
基準電位Vrefが取り出される。
【0033】本実施例によれば、メモリセルトランジス
タに印加される電圧は降圧された電位VCCINTであり、
かつ前記従来例のような電流検出回路部が不要となり、
小さなプリチャージ用トランジスタ(2a〜2h)のみ
がメモリセルアレイ4の廻りに追加されるだけであるた
め、これまで大きな面積を必要としていたセンスアンプ
を小さな面積とすることができ、デバイスの小型化に大
きく寄与する。
タに印加される電圧は降圧された電位VCCINTであり、
かつ前記従来例のような電流検出回路部が不要となり、
小さなプリチャージ用トランジスタ(2a〜2h)のみ
がメモリセルアレイ4の廻りに追加されるだけであるた
め、これまで大きな面積を必要としていたセンスアンプ
を小さな面積とすることができ、デバイスの小型化に大
きく寄与する。
【0034】これは、本実施例をページモードやバース
トモードといった特に多くのセンスアンプを必要とする
デバイスに適用した場合、著しい効果をあげることがで
きる。また、本実施例では読み出しに先立って予めデジ
ット線の寄生容量を充電しているため高速にデータを読
み出せるという効果を有する。
トモードといった特に多くのセンスアンプを必要とする
デバイスに適用した場合、著しい効果をあげることがで
きる。また、本実施例では読み出しに先立って予めデジ
ット線の寄生容量を充電しているため高速にデータを読
み出せるという効果を有する。
【0035】
【実施例2】図5は本発明の第2の実施例を示すブロッ
ク図である。図6は本発明の第2の実施例の動作タイミ
ングチャートを示す図であり、図7は本発明の第2の実
施例におけるセンスアンプ回路の回路構成の一例を示し
ている。
ク図である。図6は本発明の第2の実施例の動作タイミ
ングチャートを示す図であり、図7は本発明の第2の実
施例におけるセンスアンプ回路の回路構成の一例を示し
ている。
【0036】図5において、1は降圧回路、2a〜2h
はプリチャージトランジスタ、3はロウデコーダ、4は
メモリセルアレイ、5はカラムデコーダ、6a〜6hは
選択トランジスタ、7は基準電圧発生回路、8はセンス
アンプ、9は出力バッファ、10はリファレンスセルを
それぞれ示し、また2iはリファレンスセル用のプリチ
ャージトランジスタ、6iはリファレンスセルのデジッ
ト線の選択トランジスタ(「リファレンス選択トランジ
スタ」という)をそれぞれ示している。
はプリチャージトランジスタ、3はロウデコーダ、4は
メモリセルアレイ、5はカラムデコーダ、6a〜6hは
選択トランジスタ、7は基準電圧発生回路、8はセンス
アンプ、9は出力バッファ、10はリファレンスセルを
それぞれ示し、また2iはリファレンスセル用のプリチ
ャージトランジスタ、6iはリファレンスセルのデジッ
ト線の選択トランジスタ(「リファレンス選択トランジ
スタ」という)をそれぞれ示している。
【0037】図5を参照して、プリチャージトランジス
タ2a〜2h、及びリファレンスセル用のプリチャージ
トランジスタ2iは、ドレインが共通接続されて降圧回
路1の出力に接続され、ゲートがプリチャージパルスφ
PRに共通接続されている。そして、プリチャージトラン
ジスタ2a〜2hのソースは対応するデジット線にそれ
ぞれ接続され、リファレンスセル用のプリチャージトラ
ンジスタ2iのソースはリファレンスセル10のデジッ
ト線に接続されている。選択トランジスタ6a〜6h
は、ドレインが対応するデジット線にそれぞれ接続さ
れ、ゲートがカラムデコーダ5の選択信号線にそれぞれ
接続され、ソースが共通接続されてセンスアンプ8の一
の入力端に入力され、センスアンプ8の他の入力端に
は、リファレンス選択トランジスタ6iのソースが接続
され、リファレンス選択トランジスタ6iのゲートにリ
ファレンス選択信号REF−SELが入力される。な
お、センスアンプ8にはセンスアンプ活性化信号SA−
SELと出力制御信号OUT−SELが入力される。
タ2a〜2h、及びリファレンスセル用のプリチャージ
トランジスタ2iは、ドレインが共通接続されて降圧回
路1の出力に接続され、ゲートがプリチャージパルスφ
PRに共通接続されている。そして、プリチャージトラン
ジスタ2a〜2hのソースは対応するデジット線にそれ
ぞれ接続され、リファレンスセル用のプリチャージトラ
ンジスタ2iのソースはリファレンスセル10のデジッ
ト線に接続されている。選択トランジスタ6a〜6h
は、ドレインが対応するデジット線にそれぞれ接続さ
れ、ゲートがカラムデコーダ5の選択信号線にそれぞれ
接続され、ソースが共通接続されてセンスアンプ8の一
の入力端に入力され、センスアンプ8の他の入力端に
は、リファレンス選択トランジスタ6iのソースが接続
され、リファレンス選択トランジスタ6iのゲートにリ
ファレンス選択信号REF−SELが入力される。な
お、センスアンプ8にはセンスアンプ活性化信号SA−
SELと出力制御信号OUT−SELが入力される。
【0038】図5を参照して、本実施例では、基準電圧
をメモリセルと似た構造・形状を持つリファレンスセル
10を用い、このリファレンスセル10のデジット線を
メモリセルと同様にプリチャージし、リファレンスセル
10に電流を流してリファレンス電位のレベルを作って
いる。
をメモリセルと似た構造・形状を持つリファレンスセル
10を用い、このリファレンスセル10のデジット線を
メモリセルと同様にプリチャージし、リファレンスセル
10に電流を流してリファレンス電位のレベルを作って
いる。
【0039】本実施例においては、リファレンスセル1
0はそのデジット線のレベルがメモリセルに電流が流れ
た時の1/2となるように設計してある。さらにデータを
センスアンプ8か、または出力バッファ9で保持してお
く必要があるため、センスアンプ8としてラッチ型のセ
ンスアンプを用いている。
0はそのデジット線のレベルがメモリセルに電流が流れ
た時の1/2となるように設計してある。さらにデータを
センスアンプ8か、または出力バッファ9で保持してお
く必要があるため、センスアンプ8としてラッチ型のセ
ンスアンプを用いている。
【0040】図6を参照して、アドレス信号等の入力信
号の変化に基づきプリチャージパルス信号φPRがアクテ
ィブとなり、これに伴いデジット線の電位がリファレン
ス用のデジット線も含めて電位VCCINTにまで上昇し、
選択されたメモリセルが例えば“1”の場合、ワード線
が高レベルとされた場合にもメモリセルは非導通とされ
デジット線は降下せず、選択されたメモリセルが例えば
“0”の場合ワード線が高レベルとされた場合にメモリ
セルは導通状態となりデジット線の電位は下降する。リ
ファレンスセルは導通状態とされるためリファレンスセ
ル用のデジット線は降下し始め、リファレンス選択信号
REF−SELがアクティブとなり、リファレンス選択
トランジスタ6iが導通し、続いてセンスアンプ活性化
信号SA−SELがアクティブとなり、リファレンスセ
ル用のデジット線の電位が基準電圧Vrefとして、選択
されたメモリセルのデジット線がデータ入力としてセン
スアンプ8にそれぞれ入力され、センスアンプ8は出力
制御信号OUT−SELがアクティブとなった時点で出
力する。なお、リファレンスセル用のデジット線の電位
降下は、“0”のデータを保持するメモリセルのデジッ
ト線の電位降下よりも遅く、基準電位Vrefは“0”の
データを保持するメモリセルのデジット線の電位よりも
高く保たれ、所定のマージンが確保されている。
号の変化に基づきプリチャージパルス信号φPRがアクテ
ィブとなり、これに伴いデジット線の電位がリファレン
ス用のデジット線も含めて電位VCCINTにまで上昇し、
選択されたメモリセルが例えば“1”の場合、ワード線
が高レベルとされた場合にもメモリセルは非導通とされ
デジット線は降下せず、選択されたメモリセルが例えば
“0”の場合ワード線が高レベルとされた場合にメモリ
セルは導通状態となりデジット線の電位は下降する。リ
ファレンスセルは導通状態とされるためリファレンスセ
ル用のデジット線は降下し始め、リファレンス選択信号
REF−SELがアクティブとなり、リファレンス選択
トランジスタ6iが導通し、続いてセンスアンプ活性化
信号SA−SELがアクティブとなり、リファレンスセ
ル用のデジット線の電位が基準電圧Vrefとして、選択
されたメモリセルのデジット線がデータ入力としてセン
スアンプ8にそれぞれ入力され、センスアンプ8は出力
制御信号OUT−SELがアクティブとなった時点で出
力する。なお、リファレンスセル用のデジット線の電位
降下は、“0”のデータを保持するメモリセルのデジッ
ト線の電位降下よりも遅く、基準電位Vrefは“0”の
データを保持するメモリセルのデジット線の電位よりも
高く保たれ、所定のマージンが確保されている。
【0041】本実施例では前記第1の実施例と比較して
動作タイミング等が若干複雑になるが、リファレンス電
圧のレベルとデジット線のレベルがプリチャージされた
同じ値VCCINTから始まるため前記第1の実施例に比べ
さらに高速化に有利という利点を有する。
動作タイミング等が若干複雑になるが、リファレンス電
圧のレベルとデジット線のレベルがプリチャージされた
同じ値VCCINTから始まるため前記第1の実施例に比べ
さらに高速化に有利という利点を有する。
【0042】図7を参照して、図5のセンスアンプ8
は、第1、第2のセンスアンプから構成されている。第
1のセンスアンプは、デジット線とリファレンスセル用
デジット線とを入力とし、センスアンプ活性化信号SA
−SELをゲート入力とするnチャネルMOSトランジ
スタM1、M2と、pチャネルMOSトランジスタM3とnチ
ャネルMOSトランジスタM5からなる第1のインバータ
と、pチャネルMOSトランジスタM4とnチャネルMO
SトランジスタM6からなる第2のインバータとからな
り、第1、第2のインバータは入力と出力を互いに接続
してフリップフロップを構成し、nチャネルMOSトラ
ンジスタM5、M6のソースの共通接続点と接地間にはnチ
ャネルMOSトランジスタM14が接続され、センスアン
プ活性化信号SA−SELがインバータINVを介して
nチャネルMOSトランジスタM14のゲートに接続され
ている。
は、第1、第2のセンスアンプから構成されている。第
1のセンスアンプは、デジット線とリファレンスセル用
デジット線とを入力とし、センスアンプ活性化信号SA
−SELをゲート入力とするnチャネルMOSトランジ
スタM1、M2と、pチャネルMOSトランジスタM3とnチ
ャネルMOSトランジスタM5からなる第1のインバータ
と、pチャネルMOSトランジスタM4とnチャネルMO
SトランジスタM6からなる第2のインバータとからな
り、第1、第2のインバータは入力と出力を互いに接続
してフリップフロップを構成し、nチャネルMOSトラ
ンジスタM5、M6のソースの共通接続点と接地間にはnチ
ャネルMOSトランジスタM14が接続され、センスアン
プ活性化信号SA−SELがインバータINVを介して
nチャネルMOSトランジスタM14のゲートに接続され
ている。
【0043】また、第2のセンスアンプは第1のセンス
アンプの出力を入力してこれを差動増幅するもので、差
動対トランジスタM11、M12と、電流ミラー回路M9、M10
と、定電流源として作用するnチャネルMOSトランジ
スタM13とからなる差動増幅器で構成され、デジット
線、リファレンス用デジット線はnチャネルMOSトラ
ンジスタM7、M8を介して差動増幅器の入力端にそれぞれ
接続されている。そして、nチャネルMOSトランジス
タM7、M8のゲートは出力制御信号OUT−SELに接続
されている。
アンプの出力を入力してこれを差動増幅するもので、差
動対トランジスタM11、M12と、電流ミラー回路M9、M10
と、定電流源として作用するnチャネルMOSトランジ
スタM13とからなる差動増幅器で構成され、デジット
線、リファレンス用デジット線はnチャネルMOSトラ
ンジスタM7、M8を介して差動増幅器の入力端にそれぞれ
接続されている。そして、nチャネルMOSトランジス
タM7、M8のゲートは出力制御信号OUT−SELに接続
されている。
【0044】センスアンプ活性化信号SA−SELがア
クティブ時に、nチャネルMOSトランジスタM1、M2が
オン状態となり、デジット線とリファレンスセル用デジ
ット線の電位が第1のセンスアンプ(フリップフロッ
プ)に入力され、出力制御信号OUT−SELがアクテ
ィブ(高レベル)となると定電流源M13が作動し、差動
増幅回路は第1のセンスアンプの出力を差動増幅して出
力する。そして、センスアンプ活性化信号SA−SEL
がアクティブ状態からインアクティブ時に遷移すると、
nチャネルMOSトランジスタM1、M2はオフ状態とな
り、デジット線とリファレンスセル用デジット線は第1
のセンスアンプから切り放され、nチャネルMOSトラ
ンジスタM14が導通してnチャネルMOSトランジスタM
5、M6のソースは接地電位になり、第1のセンスアンプ
を構成するフリップフロップの出力は論理値に対応する
電位を出力するように推移する(例えばデジット線が1.
0Vの場合は0Vにリファレンスセル用デジット線が1.5
Vの場合であればこれを電源電圧VCCレベルに引き上げ
るように動作する)。なお、図7において、第1のセン
スアンプ回路における、nチャネルMOSトランジスタ
M14及びインバータINVは動作の安定化を図るために
設けられる回路構成であり、nチャネルMOSトランジ
スタM5、M6のソースを直接接地した構成としてもよい。
クティブ時に、nチャネルMOSトランジスタM1、M2が
オン状態となり、デジット線とリファレンスセル用デジ
ット線の電位が第1のセンスアンプ(フリップフロッ
プ)に入力され、出力制御信号OUT−SELがアクテ
ィブ(高レベル)となると定電流源M13が作動し、差動
増幅回路は第1のセンスアンプの出力を差動増幅して出
力する。そして、センスアンプ活性化信号SA−SEL
がアクティブ状態からインアクティブ時に遷移すると、
nチャネルMOSトランジスタM1、M2はオフ状態とな
り、デジット線とリファレンスセル用デジット線は第1
のセンスアンプから切り放され、nチャネルMOSトラ
ンジスタM14が導通してnチャネルMOSトランジスタM
5、M6のソースは接地電位になり、第1のセンスアンプ
を構成するフリップフロップの出力は論理値に対応する
電位を出力するように推移する(例えばデジット線が1.
0Vの場合は0Vにリファレンスセル用デジット線が1.5
Vの場合であればこれを電源電圧VCCレベルに引き上げ
るように動作する)。なお、図7において、第1のセン
スアンプ回路における、nチャネルMOSトランジスタ
M14及びインバータINVは動作の安定化を図るために
設けられる回路構成であり、nチャネルMOSトランジ
スタM5、M6のソースを直接接地した構成としてもよい。
【0045】以上、本発明を上記各実施例に即して説明
したが、本発明は上記態様にのみ限定されるものでな
く、本発明の原理に準ずる各種態様を含むことは勿論で
ある。また、上記実施例ではマスクROMに基づき本発
明を説明したが、本発明はこれ以外の半導体記憶装置の
読み出し回路に適用可能である。
したが、本発明は上記態様にのみ限定されるものでな
く、本発明の原理に準ずる各種態様を含むことは勿論で
ある。また、上記実施例ではマスクROMに基づき本発
明を説明したが、本発明はこれ以外の半導体記憶装置の
読み出し回路に適用可能である。
【0046】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、入力信
号の変化を検知して生成されたパルスによりメモリセル
のデジット線を降圧された電位にプリチャージし、この
デジット線のレベルの変化をリファレンスレベルと比較
することによりデータを読み出すという構成にしたこと
により、メモリセルに過大なストレスを加えることな
く、且つ小面積でセンスアンプ回路がレイアウト可能で
あり、さらに高速化にも有利であるという効果を有す
る。
号の変化を検知して生成されたパルスによりメモリセル
のデジット線を降圧された電位にプリチャージし、この
デジット線のレベルの変化をリファレンスレベルと比較
することによりデータを読み出すという構成にしたこと
により、メモリセルに過大なストレスを加えることな
く、且つ小面積でセンスアンプ回路がレイアウト可能で
あり、さらに高速化にも有利であるという効果を有す
る。
【0047】また、本発明によれば、リファレンスセル
のデジット線をメモリセルと同様に降圧電位にプリチャ
ージし、リファレンスセルに電流を流してリファレンス
電位を発生し、データラッチ型のセンスアンプとしたこ
とにより、更なる高速化を達成している。
のデジット線をメモリセルと同様に降圧電位にプリチャ
ージし、リファレンスセルに電流を流してリファレンス
電位を発生し、データラッチ型のセンスアンプとしたこ
とにより、更なる高速化を達成している。
【図1】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図2】本発明の一実施例の動作タイミングチャートで
ある。
ある。
【図3】本発明の一実施例のセンスアンプ回路の構成を
示す図である。
示す図である。
【図4】本発明の一実施例の基準電圧発生回路の構成を
示す図である。
示す図である。
【図5】本発明の第2の実施例を示すブロック図であ
る。。
る。。
【図6】本発明の第2の実施例の動作タイミングチャー
トである。
トである。
【図7】本発明の第2の実施例のセンスアンプ回路の構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図8】従来のセンスアンプ回路の構成を示す図であ
る。
る。
1 降圧回路 1−1、1−2 インバータ 2−1、2−2 負荷トランジスタ 2a、2b、2c、2g、2h プリチャージトランジ
スタ 2i リファレンス用プリチャージトランジスタ 3 ロウデコーダ 3−1、3−2 トランスファゲート 4 メモリセルアレイ 5 カラムデコーダ 6a、6b、6c、6g、6h 選択トランジスタ 6i リファレンス選択トランジスタ 7 基準電圧発生回路 8 センスアンプ 9 出力バッファ 10 リファレンスセル OUT−SEL 出力制御信号 REF−SEL リファレンス選択信号 SA−SEL センスアンプ活性化信号
スタ 2i リファレンス用プリチャージトランジスタ 3 ロウデコーダ 3−1、3−2 トランスファゲート 4 メモリセルアレイ 5 カラムデコーダ 6a、6b、6c、6g、6h 選択トランジスタ 6i リファレンス選択トランジスタ 7 基準電圧発生回路 8 センスアンプ 9 出力バッファ 10 リファレンスセル OUT−SEL 出力制御信号 REF−SEL リファレンス選択信号 SA−SEL センスアンプ活性化信号
Claims (5)
- 【請求項1】メモリセルのデジット線を外部から供給さ
れる電源電圧を内部で降圧した電位にプリチャージし、
プリチャージが終了した後にメモリセルを選択し、セン
スアンプに選択されたメモリセルのデジット線を接続し
該デジット線のレベルをリファレンスレベルと比較して
データを読み出すことを特徴とする半導体記憶装置。 - 【請求項2】入力信号の変化を検知して作られるパルス
信号に基づき前記デジット線を前記降圧した電位にプリ
チャージすることを特徴とする請求項1記載の半導体記
憶装置。 - 【請求項3】前記リファレンスレベルが、前記入力信号
の変化を検知して作られる前記パルスにより降圧電位に
プリチャージすることにより作られることを特徴とする
請求項1記載の半導体記憶装置。 - 【請求項4】リファレンスセルと、該リファレンスセル
用のデジット線を備え、前記リファレンスセル用のデジ
ット線を前記降圧電位にプリチャージし、前記リファレ
ンスセル用のデジット線の電位をセンスアンプのリファ
レンスレベルとすることを特徴とする請求項1記載の半
導体記憶装置。 - 【請求項5】前記センスアンプがデータを取り込み保持
する手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の半導
体記憶装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5327095A JPH08221996A (ja) | 1995-02-17 | 1995-02-17 | 半導体記憶装置 |
US08/601,855 US5815450A (en) | 1995-02-17 | 1996-02-15 | Semiconductor memory device |
KR1019960003821A KR960032499A (ko) | 1995-02-17 | 1996-02-16 | 반도체 메모리 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5327095A JPH08221996A (ja) | 1995-02-17 | 1995-02-17 | 半導体記憶装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08221996A true JPH08221996A (ja) | 1996-08-30 |
Family
ID=12938066
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5327095A Pending JPH08221996A (ja) | 1995-02-17 | 1995-02-17 | 半導体記憶装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5815450A (ja) |
JP (1) | JPH08221996A (ja) |
KR (1) | KR960032499A (ja) |
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- 1995-02-17 JP JP5327095A patent/JPH08221996A/ja active Pending
-
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- 1996-02-15 US US08/601,855 patent/US5815450A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-02-16 KR KR1019960003821A patent/KR960032499A/ko not_active Application Discontinuation
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