JPH08273370A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH08273370A
JPH08273370A JP7074256A JP7425695A JPH08273370A JP H08273370 A JPH08273370 A JP H08273370A JP 7074256 A JP7074256 A JP 7074256A JP 7425695 A JP7425695 A JP 7425695A JP H08273370 A JPH08273370 A JP H08273370A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sense amplifier
transistor
type sense
latch
gate
Prior art date
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Pending
Application number
JP7074256A
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English (en)
Inventor
Satoru Uematsu
悟 植松
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】メモリセル信号をラッチ型センスアンプを使用
して増幅する場合、入力電位差不足による誤動作を防止
する。 【構成】カレントミラー型センスアンプとラッチ型セン
スアンプを兼ね備えた半導体記憶装置。カレントミラー
型センスアンプとラッチ型センスアンプのNチャンネル
トランジスタで構成される領域(Tr3,4)を共有さ
せた。カレントミラーモードとラッチモードの切り換え
は、第1・第2のスイッチである切り換え制御用トラン
ジスタ6,7を制御信号ZXにより制御し行う。 【効果】素子数を低減させ低面積化が図れる。またラッ
チモード切り換え時には、出力ノードにカレントモード
時に生じた出力電位差が生じていることにより、ラッチ
モードを高速に動作できる。さらにカレントミラーモー
ドの活性化期間を短くでき、低消費電流化を実現してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、カレントミラー型セン
スアンプとラッチ型センスアンプを備えた半導体記憶装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のセンスアンプを図4に示す。図4
はメモリセル信号を伝達するデータ線DB,XDBと、
前記メモリセル信号を増幅する第1のセンスアンプであ
るカレントミラー型センスアンプ50と、前記第1のセ
ンスアンプ出力を増幅する第2のセンスアンプであるラ
ッチ型センスアンプ60と、前記第2のセンスアンプ出
力を伝達するリードバス信号線RB,XRBにより構成
されている。以下に前記カレントミラー型センスアンプ
50と、前記ラッチ型センスアンプ60の回路構成を示
す。カレントミラー型センスアンプは一端が電源電位に
接続されたPチャンネル型トランジスタ(以下PchT
rと省略)51,52と、その他端がデータ線DB,X
DBをゲートに入力するNチャンネル型トランジスタ
(以下NchTrと省略)53,54の一端にそれぞれ
接続される。前記NchTr53,54の他端は共通に
なっており、センスアンプの活性化制御信号ZAをゲー
トに入力するNchTr55を介して接地電位と接続さ
れている。カレントミラー型センスアンプ50の出力電
位はそれぞれノード56,57から出力され、次段のラ
ッチ型センスアンプ60に入力される。ラッチ型センス
アンプ60は電源電位と接続されたPchTr61,6
2のラッチ構成となっており、前記PchTr61,6
2は前記ノード53,54の電位をゲートに入力するN
chTr63,64と接続される。前記NchTr6
3,64の他端は共通になっており、制御信号ZBをゲ
ートに入力するNchTr65を介して接地電位と接続
されている。
【0003】メモリセル信号をラッチ型センスアンプを
使用して増幅する場合、入力電位差不足による誤動作を
防止するためにセンスアンプの活性化信号を遅延させる
か、メモリセル信号を受ける第1のセンスアンプにカレ
ントミラー型センスアンプを設け、第1のセンスアンプ
の活性化信号に遅延をかけた第2の活性化信号を用いて
ラッチ型センスアンプを動作させることが一般的に行わ
れている。図4の構成は後者の場合を示したものであ
る。第1のセンスアンプ50の活性化信号ZAを”Hi
gh”レベルにする事により前記出力ノード56,57
にメモリセル電位を増幅した電位が出力される。活性化
信号ZBは第2のセンスアンプの活性化信号であり、か
つ前記活性化信号ZAの遅延信号である。前記遅延時間
は第1のセンスアンプ50の出力電位に充分な差が生
じ、かつプロセス変動等を考慮した時間分遅延させてい
る。従ってセンスアンプの出力線であるRB,XRBに
メモリセル情報が伝達され始めるのは、前記活性化信号
ZBが”High”に変化した以降となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記したラッチ型セン
スアンプは入力電位が確定していないときに一旦センス
アンプの出力が確定してしまうと、次に正規データが入
力されてもそのデータホールド特性のため正規データを
増幅するのに非常に時間がかかってしまう。そこで一般
的にラッチ型センスアンプの活性化タイミングはプロセ
ス変動や電源電圧のマージンなど、入力電位の確定を遅
延させる要因や、制御信号が早期に成立してしまうよう
な場合に対し充分に考慮したマージンを持たせることで
この問題を解決している。またカレントミラー型センス
アンプの活性化時間を限定させ、ラッチ型センスアンプ
と組み合わせる技術は低消費電流化として有効な技術と
いえるが、素子数が増加し、面積が増大してしまう欠点
があった。
【0005】本発明は、上記した半導体記憶装置の有す
る課題に対し、素子数を低減させ、かつ読みだし速度を
早くさせる事を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的は、メモリセル
信号を伝達するデータ線と、前記データ線電位を増幅す
るセンスアンプにおいて、前記センスアンプは一端が電
源電位に接続された第1と第2のトランジスタと、前記
第1と第2のトランジスタのゲート間に接続された第1
のスイッチと、前記第1のトランジスタのゲートと前記
第2のトランジスタの他端が接続され、前記第2のトラ
ンジスタのゲートと前記第1のトランジスタの他端の間
に第2のスイッチが接続することにより達成される。
【0007】
【実施例】以下に図面を参照して本発明の半導体記憶装
置の実施例を説明する。図1は本発明を示す第1の実施
例である。図1において10はカレントミラー型センス
アンプとラッチ型センスアンプを兼ね備えた機能を有す
るカレント・ラッチ型センスアンプ、20はリードバス
信号線のプルアップ回路である。
【0008】カレント・ラッチ型センスアンプ10は、
一端が電源電位に接続されたPchTr1,2と、その
他端がデータ線DB,XDBをゲートに入力するNch
Tr3,4のそれぞれの一端と接続される。前記Nch
Tr3,4の他端は共通になっており、センスアンプ活
性化信号ZYをゲートに入力するNchTr5を介して
接地電位と接続される。カレント・ラッチ型センスアン
プ10の出力電位はそれぞれノード11,12から出力
され、リードバス信号線RB,XRBに接続される。前
記PchTr1のゲートは第1のスイッチである切り換
え制御用PchTr6を介して前記PchTr2のゲー
ト接続される。またPchTr1のゲートと前記ノード
12が接続され、前記PchTr2のゲートは第2のス
イッチである切り換え制御用NchTr7を介して前記
ノード11と接続される。切り換え制御用Tr6,7の
ゲートは制御信号ZXにより制御される。
【0009】カレント・ラッチ型センスアンプは制御信
号ZXが”Low”の時にはカレントミラー型センスア
ンプとして動作し(以下カレントミラーモードと省
略)、制御信号ZXが”High”の時にはラッチ型セ
ンスアンプとして動作する(以下ラッチモードと省
略)。図2は本発明の出力波形である。メモリセル信号
線DB,XDBにメモリセル信号が伝達される時間t0
時にセンスアンプ活性化信号ZYが”High”にな
り、センスアンプが動作を始める。この時切り換え制御
信号ZXは”Low”であり、センスアンプはt0から
前記切り換え制御信号ZXが”High”に変化するt
1時間の間カレントミラーモードで動作する。センスア
ンプの出力はノード11,12からリードバス信号線へ
伝達される。即ち本発明ではt0時からデータバス信号
線へメモリセル信号が伝達される。次にメモリセル信号
線に電位差が充分にできるt1時に、切り換え制御信号
ZXが”High”となり、センスアンプはラッチモー
ドとして動作する。
【0010】図2のRBにおける破線は従来のセンスア
ンプ方式による出力波形である。この時t0はカレント
ミラー型センスアンプの活性化タイミングであり、t1
はラッチ型センスアンプの活性化タイミングであり、本
発明と同じ活性化タイミングである。本発明はカレント
ミラーモードの活性化時間t0がデータの出始めになる
のに対し、従来方式ではt1においてはじめてリードバ
ス信号線にデータが出力される。次にラッチモードとし
て動作する場合、従来のカレントミラー型センスアンプ
とラッチ型センスアンプの2段構成の場合と比べ、本発
明のセンスアンプは入力電位差に加えて、カレントモー
ドにおいて出力ノード11,12に電位差が生じている
ため、従来の構成よりもラッチ型センスアンプを早く動
作させることができる。また従来の前記2段構成と異な
りカレントミラー型センスアンプの動作期間がラッチ型
センスアンプの動作期間と重複しないため、低消費電流
化を実現しているほか、素子数を低減しており、低面積
化を実現している。
【0011】図3は本発明の他の実施例である。本発明
はラッチ型センスアンプをより高速に動作させる回路構
成を示す。図3において15,16はセンスアンプの負
荷及び切り換え部(以下負荷と省略)、17はNchT
rにより構成されるメモリセルデータ入力部及び活性化
制御部である。前記負荷15及び17は図1のセンスア
ンプと同じ構成であり、本発明の他の実施例は第2の負
荷16を加えた構成である。前記負荷16は負荷15と
対称形を取り、負荷15を構成するPchTr1のゲー
トはノード12と接続し、PchTr2のゲートは切り
換え用制御Tr7を介してノード12に接続される。負
荷16を構成するPchTr1’のゲートは切り換え用
制御Tr7’を介してノード11’と接続され、Pch
Tr2’のゲートはノード11’と接続される。ノード
11と11’、ノード12と12’は共通に接続されて
いる。
【0012】カレントモードとして動作するときは、P
chTr2及び1’はノード12及び11’とゲートが
共通接続された定電流源として動作し、前記ノード1
2,11’の電位がPchTr1及び2’のゲートに入
力されてノード11及び12’に正帰還をかける帰還部
として動作する。帰還部のノード11,12’の増幅電
位は定電流源のノード11’,12の増幅電位よりも大
きいため、図1に示す回路方式よりも大きな増幅率が得
られる。次にラッチモードに切り換わったとき、カレン
トモードにより生じた大きな出力電位差がラッチ部のゲ
ートに伝達され、より高速動作が可能となる。さらにこ
の図3の構成を取ることはラッチモード時に前記出力電
位差が切り換え用制御Tr7及び7’を介さず、前記定
電流源部であるノード12,11’を介してPchTr
1及び2’のゲートに入力されるため、ラッチ型センス
アンプとしての動作速度をより早めることができる。
【0013】次に本発明のリードバス信号線のプルアッ
プ回路について示す。図1の20はプルアップ回路であ
り、電源電位に接続されたPchTr21,22のゲー
トはPchTr26を介して接続され、前記PchTr
21のゲートはPchTr22の他端と接続され、前記
PchTr22のゲートはNchTr27及びPchT
r28を介してPchTr21の他端と接続される。ま
たPchTr21,22の他端はそれぞれリードバス信
号線RB,XRBと接続される。前記PchTr26及
びNchTr27は制御信号ZXにより制御され、前記
PchTr28は前記制御信号ZXをインバータ29を
介した信号で制御される。
【0014】制御信号として前記したセンスアンプ切り
換え用制御信号ZXを用いて説明する。センスアンプが
活性化状態になると、プルアップ回路はリードバスアン
プとしてリードバス電位の振幅を増加させる。制御信号
ZXが”High”になると本プルアップ回路はラッチ
構成となり、データバス電位が”High”側の電位を
持つ信号線のみをプルアップする。このような構成のプ
ルアップ回路を用いた場合、センスアンプをカレントミ
ラー型センスアンプだけの構成としても、高速化が図れ
る。即ち低面積化が要求されるセンスアンプ部の素子数
を減らすことができ、比較的面積を取り易い他の周辺回
路部分にプルアップ回路を設けることで、容易なレイア
ウトが可能となる。また本発明のカレント・ラッチ型セ
ンスアンプと組み合わせることで、さらなる高速化が可
能となる。
【0015】
【発明の効果】以上のように本発明の半導体記憶装置に
よれば、カレントミラー型センスアンプとラッチ型セン
スアンプを組み合わせたセンスアンプ構成において、素
子数を低減できるほか、カレントミラーモード時の出力
をリードバス信号線に出力することができ、かつラッチ
型センスアンプに切り換えたときにその出力ノードに電
位差が生じているため高速に動作させることが可能とな
る。またカレントミラーモードとラッチモードが切り換
えとなっているため、カレントミラーモードの活性化期
間を短くでき、低消費電流化を実現している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す図である。
【図2】本発明のセンスアンプの出力波形を示す図であ
る。
【図3】本発明のセンスアンプの他の実施例を示す図で
ある。
【図4】従来例を示す図である。
【符号の説明】
センスアンプ 10,50,60 プルアップ回路 20 負荷部 15,16 データ入力部 17 PchTr 1,2,6,1’,2’,6’,2
1,22,26,28,51,52,61,62 NchTr 3,4,5,7,7’,27,53,
54,55,63,64,65 ノード 11,12,11’,12’,56,
57 インバータ 29 遅延手段 58

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 メモリセル信号を伝達するデータ線と、
    前記データ線電位を増幅するセンスアンプにおいて、前
    記センスアンプは一端が電源電位に接続された第1と第
    2のトランジスタと、前記第1と第2のトランジスタの
    ゲート間に接続された第1のスイッチと、前記第1のト
    ランジスタのゲートと前記第2のトランジスタの他端が
    接続され、前記第2のトランジスタのゲートと前記第1
    のトランジスタの他端の間に第2のスイッチが接続され
    たことを特徴とする半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のセンスアンプにおいて、
    一端が電源電位に接続された第1導電型の第1と第2の
    トランジスタと、前記第1と第2のトランジスタのゲー
    ト間に接続された第1導電型の第3トランジスタと、前
    記第1のトランジスタのゲートと前記第2のトランジス
    タの他端が接続され、前記第2のトランジスタのゲート
    と前記第1のトランジスタの他端の間に接続された第2
    導電型の第4のトランジスタと、前記第3と第4のトラ
    ンジスタのゲートは第1の制御信号で制御されることを
    特徴とする半導体記憶装置。
  3. 【請求項3】 メモリセル信号を伝達するデータ線と、
    前記データ線電位を増幅するセンスアンプと、前記セン
    スアンプの出力を伝達するリードバス信号線において、
    前記センスアンプは一端が接地電位に接続された第1の
    トランジスタと、前記第1のトランジスタの他端と接続
    された第2と第3トランジスタと、前記第2と第3のト
    ランジスタのゲートは前記データ信号線と接続され、前
    記第2と第3のトランジスタの他端は前記リードバス信
    号線と接続され、前記リードバス信号線は電源電位と接
    続された第4と第5のトランジスタと接続され、前記第
    4と第5のトランジスタのゲートの間に接続された第6
    のトランジスタと前記第4のトランジスタのゲートは前
    記第5のトランジスタの他端と接続され、前記第5のト
    ランジスタのゲートは第7のトランジスタを介して前記
    第4のトランジスタの他端と接続されることを特徴とす
    る半導体記憶装置。
JP7074256A 1995-03-30 1995-03-30 半導体記憶装置 Pending JPH08273370A (ja)

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JP7074256A JPH08273370A (ja) 1995-03-30 1995-03-30 半導体記憶装置

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JP (1) JPH08273370A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6255862B1 (en) 1999-02-12 2001-07-03 Nec Corporation Latch type sense amplifier circuit
KR100811375B1 (ko) * 2001-12-28 2008-03-07 주식회사 하이닉스반도체 반도체 메모리 장치의 비트 라인 센스앰프
US7596044B2 (en) 2007-01-08 2009-09-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor memory device having sense amplifier operable as a semi-latch type and a full-latch type based on timing and data sensing method thereof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6255862B1 (en) 1999-02-12 2001-07-03 Nec Corporation Latch type sense amplifier circuit
KR100811375B1 (ko) * 2001-12-28 2008-03-07 주식회사 하이닉스반도체 반도체 메모리 장치의 비트 라인 센스앰프
US7596044B2 (en) 2007-01-08 2009-09-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor memory device having sense amplifier operable as a semi-latch type and a full-latch type based on timing and data sensing method thereof

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