JPH10199262A - Sense amplifier circuit - Google Patents

Sense amplifier circuit

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JPH10199262A
JPH10199262A JP9000393A JP39397A JPH10199262A JP H10199262 A JPH10199262 A JP H10199262A JP 9000393 A JP9000393 A JP 9000393A JP 39397 A JP39397 A JP 39397A JP H10199262 A JPH10199262 A JP H10199262A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sense amplifier
current
mosfet
output
current sense
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Application number
JP9000393A
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Japanese (ja)
Inventor
Ikuo Hashiguchi
郁夫 橋口
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Publication of JPH10199262A publication Critical patent/JPH10199262A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sense amplifier which can obtain stable and high speed memory output and assures easier timing control even when the power supply voltage is low. SOLUTION: Current sense amplifiers 1, 2 having a positive feedback loop are formed using MOSFETQ1 to Q4 , MOSFET Q5 to Q8 so that the complementary memory outputs OUT, /OUT are output by detecting the complementary input currents from the bit lines bit, /bit. An output of the current sense amplifier 1 is given as a bias of the sense amplifier 2 and an output of the current sense amplifier 2 is given as the bias of the current sense amplifier 1. Moreover, a switch SW1 for isolating MOSFETQ1 of the current sense amplifier 1 and a switch SW2 for isolating MOSFETQ5 are provided and thereby operation in the current sense mode and latch mode can be enabled through the switching to ON and OFF modes of the switches SW1, SW2.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、センスアンプに
関し、例えば、スタティックRAMに用いられる電流検
出型のセンスアンプに適用して好適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sense amplifier, and is suitably applied to, for example, a current detection type sense amplifier used in a static RAM.

【0002】[0002]

【従来の技術】電源電圧の低電圧化に伴い、スタティッ
クRAM(SRAM)などにおいては、メモリセルの動
作マージンを確保するために、ビット線の電位を電源電
圧近傍にして動作させることが必須となりつつある。こ
れと同時に、ビット線のセンシングに用いられるセンス
アンプは、電源電圧近傍でゲインが得にくい電圧検出型
のセンスアンプよりも、ビット線からの入力電流を検出
する電流センスアンプが多用される傾向にある。このよ
うな電流センスアンプ回路としては、従来より、フィー
ドバックバイアス型のものやラッチ型のものが知られて
いる。
2. Description of the Related Art Along with a reduction in power supply voltage, in a static RAM (SRAM) or the like, it is essential to operate a bit line near a power supply voltage in order to secure an operation margin of a memory cell. It is getting. At the same time, current sense amplifiers that detect input current from bit lines tend to be used more frequently in sense amplifiers used for bit line sensing than in voltage detection type sense amplifiers, where gain is difficult to obtain near the power supply voltage. is there. As such a current sense amplifier circuit, a feedback bias type and a latch type are conventionally known.

【0003】図5は、CMOSトランジスタを用いて構
成された、従来のフィードバックバイアス型の電流セン
スアンプを、SRAMに用いた場合の構成例を示す。図
5において、符号Q101 〜Q112 はMOSFETを示
す。ここで、MOSFETQ101 ,Q103 ,Q105 ,Q
107 ,Q109 はpチャネルMOSFETからなり、MO
SFETQ102 ,Q104 ,Q106 ,Q108 ,Q110 〜Q
112 はnチャネルMOSFETからなる。この場合、M
OSFETQ101 〜Q104 によりフィードバックバイア
ス型の電流センスアンプ101が構成され、MOSFE
TQ105 〜Q108によりフィードバックバイアス型の電
流センスアンプ102が構成される。また、MOSFE
TQ109 〜Q112 により固定バイアス回路103が構成
される。bit,bitバーはSRAMのビット線であ
り、電源電圧VCCにプリチャージされる。
FIG. 5 shows an example of a configuration in which a conventional feedback bias type current sense amplifier composed of CMOS transistors is used for an SRAM. 5, reference numeral Q 101 to Q 112 represents a MOSFET. Here, MOSFETs Q 101 , Q 103 , Q 105 , Q
107 and Q 109 are composed of p-channel MOSFETs.
SFETQ 102, Q 104, Q 106 , Q 108, Q 110 ~Q
Reference numeral 112 is an n-channel MOSFET. In this case, M
The OSFETs Q 101 to Q 104 constitute a feedback bias type current sense amplifier 101,
The feedback bias type current sense amplifier 102 is configured by TQ 105 to Q 108 . Also, MOSFE
The fixed bias circuit 103 is configured by TQ 109 to Q 112 . Bits and bit bars are bit lines of the SRAM and are precharged to the power supply voltage V CC .

【0004】電流センスアンプ101,102は、それ
ぞれ、ビット線bit,bitバーから与えられる互い
に相補な入力電流を検出する。また、これらの電流セン
スアンプ101,102は、入力電流を正帰還するフィ
ードバックループを有している。
Current sense amplifiers 101 and 102 detect mutually complementary input currents supplied from bit lines bit and bit bar, respectively. Further, these current sense amplifiers 101 and 102 have a feedback loop for positively feeding back the input current.

【0005】すなわち、電流センスアンプ101におい
ては、MOSFETQ101 のドレインおよびMOSFE
TQ102 のドレインが互いに接続され、MOSFETQ
103のドレインおよびMOSFETQ104 のドレインが
互いに接続される。また、MOSFETQ101 のゲート
およびMOSFETQ103 のゲートが互いに接続され、
MOSFETQ102 のゲートおよびMOSFETQ104
のゲートが互いに接続される。符号101a,101b
はノードを示す。この場合、MOSFETQ101 ,Q
102 のドレインおよびMOSFETQ101 ,Q103 のゲ
ートが、ノード101aで互いに接続され、MOSFE
TQ103 ,Q104 のドレインおよびMOSFET
102 ,Q104 のゲートが、ノード101bで互いに接
続される。一方、MOSFETQ102 のソースおよびM
OSFETQ104 のソースが互いに接続され、かつ、接
地される。
[0005] That is, in the current sense amplifier 101, the drain of the MOSFET Q 101 and MOSFE
The drains of TQ 102 are connected to each other and MOSFET Q
Drains and MOSFET Q 104 103 are connected to each other. The gate of the gate and MOSFET Q 103 of MOSFET Q 101 are connected to each other,
The gate of MOSFET Q 102 and MOSFET Q 104
Are connected to each other. Reference numerals 101a and 101b
Indicates a node. In this case, the MOSFETs Q 101 , Q
The drain of MOSFET 102 and the gates of MOSFETs Q 101 and Q 103 are connected to each other at a node 101a.
The drain of the TQ 103, Q 104 and MOSFET
The gate of Q 102, Q 104, are connected together at node 101b. On the other hand, the source of MOSFET Q 102 and M
The source of OSFETQ 104 are connected to each other, and are grounded.

【0006】この電流センスアンプ101において、M
OSFETQ101 のソースおよびMOSFETQ103
ソースは、それぞれ入力部であり、ノード101bは出
力部である。この場合、MOSFETQ101 のソースは
ビット線bitと接続され、MOSFETQ103 のソー
スはビット線bitバーと接続される。また、ノード1
01bから出力信号OUTが出力される。
In this current sense amplifier 101, M
The sources of MOSFET Q 103 of OSFETQ 101 are each input unit, the node 101b is the output unit. In this case, the source of the MOSFET Q 101 is connected to the bit line bit, the source of the MOSFET Q 103 is connected to the bit line bit bar. Node 1
01b outputs an output signal OUT.

【0007】電流センスアンプ102は、電流センスア
ンプ101と同様に構成される。すなわち、この電流セ
ンスアンプ102において、MOSFETQ105 〜Q
108 は、電流センスアンプ101におけるMOSFET
101 〜Q104 と対応する。符号102a,102bは
ノードを示す。この場合、MOSFETQ105 ,Q106
のドレインおよびMOSFETQ105 ,Q107 のゲート
が、ノード102aで互いに接続され、MOSFETQ
107 ,Q108 のドレインおよびMOSFETQ106 ,Q
108 のゲートが、ノード102bで互いに接続される。
The current sense amplifier 102 has the same configuration as the current sense amplifier 101. That is, in the current sense amplifier 102, the MOSFETs Q 105 to Q 105
108 is a MOSFET in the current sense amplifier 101
Corresponding to the Q 101 to Q 104. Reference numerals 102a and 102b indicate nodes. In this case, MOSFETs Q 105 and Q 106
Of the MOSFET Q 105 and the gate of the MOSFET Q 107 are connected to each other at a node 102a.
107, the drain of Q 108 and MOSFET Q 106, Q
108 gates are connected together at node 102b.

【0008】この電流センスアンプ102において、M
OSFETQ105 のソースおよびMOSFETQ107
ソースは、それぞれ入力部であり、ノード102bは出
力部である。この場合、MOSFETQ105 のソースは
ビット線bitバーと接続され、MOSFETQ107
ソースはビット線bitと接続される。また、ノード1
02bから出力信号OUTバーが出力される。
In this current sense amplifier 102, M
The sources of MOSFET Q 107 of OSFETQ 105 are each input unit, the node 102b is the output unit. In this case, the source of the MOSFET Q 105 is connected to the bit line bit bar, the source of MOSFET Q 107 is connected to the bit line bit. Node 1
The output signal OUT-bar is output from 02b.

【0009】このように、ビット線bit,bitバー
からの入力が入れ換えられた二つの電流センスアンプ1
01,102を並列に接続することにより、ビット線b
it,bitバーからの差動入力に対して、出力信号O
UT,OUTバーが差動の形でとりだされる。
As described above, the two current sense amplifiers 1 in which the inputs from the bit lines bit and bit bar are exchanged.
01 and 102 are connected in parallel, so that the bit line b
output signal O with respect to the differential input from the
The UT and OUT bars are taken out in a differential form.

【0010】固定バイアス回路103は、電流センスア
ンプ101,102の安定動作のために用いられる定電
流バイアスを、電流センスアンプ101,102のノー
ド101a,102aに供給する。この固定バイアス回
路103においては、MOSFETQ109 のドレインお
よびMOSFETQ110 のドレインが互いに接続される
とともに、MOSFETQ109 のソースが電源電圧VCC
を供給する電源と接続され、MOSFETQ110 のソー
スが接地される。また、MOSFETQ109 のゲートお
よびドレインが互いに接続され、MOSFETQ110
ゲートおよびドレインが互いに接続される。MOSFE
TQ111 ,Q112 のゲートはMOSFETQ110 のゲー
トと接続される。MOSFETQ111 のソースが接地さ
れるとともに、MOSFETQ111 のドレインが電流セ
ンスアンプ101のノード101aと接続される。一
方、MOSFETQ112 のソースが接地されるととも
に、MOSFETQ112 のドレインが電流センスアンプ
102のノード102aと接続される。
A fixed bias circuit 103 supplies a constant current bias used for stable operation of the current sense amplifiers 101 and 102 to nodes 101a and 102a of the current sense amplifiers 101 and 102. In the fixed bias circuit 103, the drain of the drain and MOSFET Q 110 of MOSFET Q 109 are connected to each other, the source power supply voltage V CC of the MOSFET Q 109
Is connected to a power supply for supplying a source of MOSFET Q 110 is grounded. The gate and the drain of the MOSFET Q 109 are connected to each other, the gate and drain of the MOSFET Q 110 are connected to each other. MOSFE
The gates of TQ 111 and Q 112 are connected to the gate of MOSFET Q 110 . The source of the MOSFET Q 111 is grounded, the drain of the MOSFET Q 111 is connected to the node 101a of the current sense amplifier 101. On the other hand, the source of MOSFET Q 112 is grounded, and the drain of MOSFET Q 112 is connected to node 102 a of current sense amplifier 102.

【0011】ここで、上述の電流センスアンプ101,
102および固定バイアス回路103により構成された
電流検出型のフィードバックバイアス型のセンスアンプ
の動作について説明する。すなわち、電流センスアンプ
101,102において、pチャネルMOSFETから
なるMOSFETQ101 ,Q103 およびMOSFETQ
105 ,Q107 のゲートに正帰還がかけられている。これ
により、これらの入力部のMOSFETQ101 ,Q103
およびMOSFETQ105 ,Q107 の見かけ上の伝達コ
ンダクタンスが向上する。
Here, the above-described current sense amplifier 101,
The operation of the current detection type feedback bias type sense amplifier constituted by the fixed bias circuit 102 and the fixed bias circuit 103 will be described. That is, in the current sense amplifier 101 and 102, MOSFET Q 101 consisting of p-channel MOSFET, Q 103 and MOSFET Q
Positive feedback is applied to the gate of 105, Q 107. Thereby, the MOSFETs Q 101 , Q 103 of these input sections
And the apparent transfer conductance of the MOSFETs Q 105 and Q 107 is improved.

【0012】この際、電流センスアンプ101では、M
OSFETQ101 ,Q103 ,Q104,Q101 の順にフィ
ードバックがかけられ、電流センスアンプ102では、
MOSFETQ105 ,Q107 ,Q108 ,Q106 ,Q105
の順にフィードバックがかけられる。例えば、ビット線
bitの電流がビット線bitバーの電流よりも大きく
なる場合について考える。この場合、電流センスアンプ
101において、MOSFETQ101 の電流が増加し、
MOSFETQ103 の電流、MOSFETQ104 の電
流、MOSFETQ102 の電流が順次増加し、これによ
りMOSFETQ101 の電流が増加する。一方、電流セ
ンスアンプ102において、MOSFETQ105 の電流
が減少し、MOSFETQ107 の電流、MOSFETQ
108 の電流、MOSFETQ106 の電流が順次減少し、
これによりMOSFETQ105 の電流が減少する。
At this time, in the current sense amplifier 101, M
Feedback is applied in the order of OSFETs Q 101 , Q 103 , Q 104 , and Q 101 , and in the current sense amplifier 102,
MOSFETs Q 105 , Q 107 , Q 108 , Q 106 , Q 105
Feedback is given in the order of For example, consider a case where the current of the bit line bit becomes larger than the current of the bit line bit bar. In this case, the current sense amplifier 101, a current of MOSFET Q 101 is increased,
Current MOSFET Q 103, current MOSFET Q 104, sequentially increasing the current of the MOSFET Q 102, thereby a current of MOSFET Q 101 is increased. On the other hand, in the current sense amplifier 102, to decrease the current of the MOSFET Q 105 is, current of MOSFET Q 107, MOSFET Q
The current of 108 and the current of MOSFET Q 106 decrease sequentially,
Thus current MOSFET Q 105 is reduced.

【0013】ここで、電流センスアンプ101のループ
ゲインをAとし、この電流センスアンプ101を構成す
るMOSFETQ101 〜Q104 の伝達コンダクタンス
を、gm101 〜gm104 とする。この場合、電流センス
アンプ101のループゲインは、A=(gm103 /gm
101 )×(gm102 /gm104 )と表される。また、こ
のとき、この電流センスアンプ101の入力抵抗は、
(1−A)/gm103 に比例する。すなわち、電流セン
スアンプ101は、図6で示すような等価回路で表され
る。ここで、図6Aは図5に示した電流センスアンプ1
01の回路、図6Bは図6Aの等価回路を示す。この等
価回路より、
Here, it is assumed that the loop gain of the current sense amplifier 101 is A, and the transfer conductance of the MOSFETs Q 101 to Q 104 constituting the current sense amplifier 101 is gm 101 to gm 104 . In this case, the loop gain of the current sense amplifier 101 is A = (gm 103 / gm
101 ) × (gm 102 / gm 104 ). At this time, the input resistance of the current sense amplifier 101 is
Proportional to (1-A) / gm 103 . That is, the current sense amplifier 101 is represented by an equivalent circuit as shown in FIG. Here, FIG. 6A shows the current sense amplifier 1 shown in FIG.
FIG. 6B shows the equivalent circuit of FIG. 6A. From this equivalent circuit,

【0014】[0014]

【数1】 (Equation 1)

【0015】となる。ここで、(4)式をV3 について
解くと、
## EQU1 ## Here, when equation (4) is solved for V 3 ,

【0016】[0016]

【数2】 (Equation 2)

【0017】となる。この(5)式を(3)式に代入し
てV2 について解くと、
## EQU1 ## By substituting the equation (5) into the equation (3) and solving for V 2 ,

【0018】[0018]

【数3】 (Equation 3)

【0019】となる。ここで、Aはループゲインで、こ
の場合、
## EQU1 ## Here, A is a loop gain. In this case,

【0020】[0020]

【数4】 (Equation 4)

【0021】と表される。ここで、VIN=Va −Vb
おいて、(6)式を(1)式および(2)式に代入する
と、
## EQU2 ## Here, assuming that V IN = V a −V b and substituting equation (6) into equations (1) and (2),

【0022】[0022]

【数5】 (Equation 5)

【0023】これらの(7)式および(8)式より、電
流センスアンプ101の入力抵抗をVIN/(ia
b )と考えると、この入力抵抗は、(1−A)/gm
103 に比例すると考えられる。電流センスアンプ102
についても同様なことが言える。
[0023] From these (7) and (8), the input resistance of the current sense amplifier 101 V IN / (i a -
ib ), this input resistance is (1-A) / gm
Probably proportional to 103 . Current sense amplifier 102
The same can be said for.

【0024】したがって、電流センスアンプ101,1
02において、ループゲインを1に近づけると入力抵抗
は0に近づくことになり、これらの電流センスアンプ1
01,102から低振幅の出力が得られ、高速なセンシ
ング動作が可能となる。
Therefore, current sense amplifiers 101, 1
In 02, when the loop gain approaches 1, the input resistance approaches 0, and these current sense amplifiers 1
Outputs of low amplitude are obtained from 01 and 102, and a high-speed sensing operation is possible.

【0025】一方、図7は、CMOSトランジスタによ
り構成された、従来の電流検出型のラッチ型のセンスア
ンプを、SRAMに用いた場合の構成例を示す。図7に
おいて、符号Q201 〜Q204 はMOSFETを示す。こ
れらのMOSFETQ201 〜Q204 によりラッチ型の電
流センスアンプ201が構成される。この場合、MOS
FETQ201 ,Q203 はpチャネルMOSFETからな
り、MOSFETQ202 ,Q204 はnチャネルMOSF
ETからなる。
On the other hand, FIG. 7 shows a configuration example in which a conventional current detection type latch sense amplifier constituted by CMOS transistors is used for an SRAM. 7, reference numeral Q 201 to Q 204 represents a MOSFET. Current sense amplifier 201 of the latch type is constituted by these MOSFET Q 201 to Q 204. In this case, MOS
FETs Q 201 and Q 203 are composed of p-channel MOSFETs, and MOSFETs Q 202 and Q 204 are n-channel MOSFETs.
Consists of ET.

【0026】この電流センスアンプ201においては、
MOSFETQ201 のドレインおよびMOSFETQ
202 のドレインが互いに接続され、MOSFETQ203
のドレインおよびMOSFETQ204 のドレインが互い
に接続れる。また、MOSFETQ201 のゲートおよび
MOSFETQ202 のゲートが互いに接続され、MOS
FETQ203 のゲートおよびMOSFETQ204 のゲー
トが互いに接続される。符号201a,201bはノー
ドを示す。この場合、MOSFETQ201 ,Q202 のド
レインおよびMOSFETQ203 ,Q204 のゲートが、
ノード201aで互いに接続され、MOSFET
203 ,Q204 のドレインおよびMOSFETQ201
202 のゲートが、ノード201bで互いに接続され
る。また、MOSFETQ202 のソースおよびMOSF
ETQ204 のソースが互いに接続され、かつ、接地され
る。
In the current sense amplifier 201,
MOSFET Q 201 drain and MOSFET Q
The drains of 202 are connected together and MOSFET Q 203
The drain of drain and MOSFET Q 204 is connected to be each other. The gate of the gate and MOSFET Q 202 of MOSFET Q 201 are connected to each other, MOS
Gates and MOSFET Q 204 of FETs Q 203 are connected to each other. Reference numerals 201a and 201b indicate nodes. In this case, the drains of the MOSFETs Q 201 and Q 202 and the gates of the MOSFETs Q 203 and Q 204
MOSFETs connected together at node 201a
The drains of Q 203 , Q 204 and MOSFETs Q 201 ,
The gate of Q 202 are connected together at node 201b. The source of MOSFET Q 202 and the MOSF
The sources of the ETQ 204 are connected together and grounded.

【0027】この電流センスアンプ201において、M
OSFETQ201 のソースおよびMOSFETQ203
ソースは入力部である。また、ノード201a,201
bは、ラッチノードであり出力部である。この場合、M
OSFETQ201 のソースはビット線bitと接続さ
れ、MOSFETQ203 のソースはビット線bitバー
と接続される。そして、ノード201aから出力信号O
UTが出力され、ノード201bから出力信号OUTバ
ーが出力される。
In this current sense amplifier 201, M
The sources of MOSFET Q 203 of OSFETQ 201 is an input unit. Also, nodes 201a and 201
b is a latch node and an output unit. In this case, M
The source of OSFETQ 201 is connected to the bit line bit, the source of the MOSFET Q 203 is connected to the bit line bit bar. Then, the output signal O is output from the node 201a.
The UT is output, and the output signal OUT bar is output from the node 201b.

【0028】符号T201 ,T202 は、CMOSトランジ
スタからなるトランスファーゲートを示す。これらのト
ランスファーゲートT201 ,T202 は、ノード201
a,201bをイコライズする役割を有する。ここで、
トランスファーゲートT201 のスイッチングはイコライ
ズ信号EQ1 により制御され、トランスファーゲートT
202 のスイッチングはイコライズ信号EQ2 により制御
される。符号202〜205はインバータを示す。この
場合、インバータ202,204の入力端子には、それ
ぞれ、イコライズ信号EQ201 ,EQ202 が供給され
る。インバータ202,204の出力端子は、それぞ
れ、トランスファーゲートT201 ,T202 を構成するp
チャネルMOSFETのゲートと接続されるとともに、
それぞれ、インバータ203,205の入力端子と接続
される。インバータ203,205の出力端子は、それ
ぞれ、トランスファーゲートT201 ,T202 を構成する
nチャネルMOSFETのゲートと接続される。
Reference numerals T 201 and T 202 indicate transfer gates composed of CMOS transistors. These transfer gates T 201 and T 202 are connected to the node 201.
a, 201b. here,
Switching of the transfer gate T 201 is controlled by the equalizing signal EQ 1, the transfer gates T
202 switching is controlled by the equalizing signal EQ 2. Reference numerals 202 to 205 indicate inverters. In this case, equalizing signals EQ 201 and EQ 202 are supplied to the input terminals of the inverters 202 and 204, respectively. The output terminals of inverters 202 and 204 are connected to transfer gates T 201 and T 202 , respectively.
Connected to the gate of the channel MOSFET,
Each is connected to the input terminals of the inverters 203 and 205. The output terminals of the inverters 203 and 205 are connected to the gates of the n-channel MOSFETs forming the transfer gates T 201 and T 202 , respectively.

【0029】この電流センスアンプ201において、ト
ランスファーゲートT201 およびトランスファーゲート
202 は、互いにトランジスタサイズの異なるCMOS
トランジスタを用いて構成される。このため、トランス
ファーゲートT201 ,T202は、互いに異なる電流能力
を有する。この場合、トランスファーゲートT202 の電
流能力は、トランスファーゲートT201 の電流能力より
も低く設計される。
In this current sense amplifier 201, transfer gate T201 and transfer gate T202 are CMOS transistors having different transistor sizes from each other.
It is configured using a transistor. Therefore, the transfer gates T 201 and T 202 have different current capacities. In this case, the current capability of the transfer gate T 202 is designed to be lower than the current capability of the transfer gate T 201.

【0030】図8は、このラッチ型の電流センスアンプ
201の動作を説明するためのタイミングチャートであ
る。ここで、図8Aはビット線bit,bitバーの電
位、図8Bはイコライズ信号EQ1 の電位、図8Cはイ
コライズ信号EQ2 の電位、図8Dは出力信号OUT,
OUTバーの電位を示す。
FIG. 8 is a timing chart for explaining the operation of the latch type current sense amplifier 201. Here, FIG. 8A bit line bit, bit bar potential, the potential of FIG. 8B equalize signal EQ 1, the potential of FIG. 8C equalize signal EQ 2, Figure 8D output signal OUT,
Indicates the potential of OUT bar.

【0031】いま、ビット線bit,bitバーが選択
されたメモリセルのデータを出力したのを受けて、電流
センスアンプ201のノード201a,201bのイコ
ライズを行うために、イコライズ信号EQ1 ,EQ2
ローレベル(0〔V〕)からハイレベル(VCC〔V〕)
に変化する。これにより、トランスファーゲート
201 ,T202 がともにオン状態になり、ノード201
a,201b間が短絡される。このとき、これらのノー
ド201a,201bは、電源電圧レベル(V
CC〔V〕)と接地レベル(0〔V〕)との中間にイコラ
イズされる。したがって、このとき、出力信号OUT,
OUTバーは、ほぼ同電位(VCC/2〔V〕)となる。
When the bit lines bit and bit bar output data of the selected memory cell, the equalizing signals EQ 1 and EQ 2 are used to equalize the nodes 201 a and 201 b of the current sense amplifier 201. From low level (0 [V]) to high level ( Vcc [V])
Changes to As a result, the transfer gates T 201 and T 202 are both turned on, and the node 201 is turned on.
a and 201b are short-circuited. At this time, these nodes 201a and 201b are connected to the power supply voltage level (V
CC [V]) and the ground level (0 [V]). Therefore, at this time, the output signals OUT,
OUT bar has substantially the same potential (V CC / 2 [V]).

【0032】この状態から、イコライズ信号EQ1 のみ
がローレベルに切り替わると、トランスファーゲートT
201 がオフ状態となる。したがって、トランスファーゲ
ートT202 のみがオン状態となる。このとき、MOSF
ETQ201 ,Q203 には、ビット線を電源電圧VCCにプ
リチャージしているプルアップトランジスタ(図示せ
ず)を流れる電流と、この電流からメモリセル電流分を
差し引いた電流が流れる。ここで、トランスファーゲー
トT202 の電流能力を、ビット線からの電流に対し電圧
差分としての差がでるようなオン抵抗となるように設定
しておけば、ノード201a,201bには、この電流
差分とトランスファーゲートT202 のオン抵抗による電
位差が生じる。
[0032] From this state, when only the equalize signal EQ 1 is switched to the low level, the transfer gate T
201 turns off. Therefore, only transfer gate T202 is turned on. At this time, MOSF
A current flowing through a pull-up transistor (not shown) precharging the bit line to the power supply voltage V CC and a current obtained by subtracting a memory cell current from this current flow through ETQ 201 and Q 203 . Here, the current capability of the transfer gate T 202, by setting so that the difference is out such on-resistance as a voltage difference relative to the current from the bit line, node 201a, the 201b, the current difference and potential difference is caused by the oN resistance of the transfer gate T 202.

【0033】イコライズ信号EQ2 がハイレベルからロ
ーレベルに切り替わると、ノード201a,201bに
生じた電位差の方向にラッチが行われる。この場合、出
力信号OUT,OUTバーは、電源電圧レベルおよび接
地レベルまでフルスイングする。これにより、大きな負
荷容量をもつデータバスを強力に駆動することができ
る。
[0033] When the equalizing signal EQ 2 is switched from the high level to the low level, the node 201a, the latch is made in the direction of the potential difference 201b. In this case, the output signals OUT and OUT bar fully swing to the power supply voltage level and the ground level. Thus, a data bus having a large load capacity can be strongly driven.

【0034】このように、ラッチ型の電流センスアンプ
201は、二つのイコライズ信号EQ1 ,EQ2 を用い
ることにより、ビット線bit,bitバーの電流差分
を読み取りラッチを行う。この際、出力信号OUT,O
UTバーの振幅が、電源電圧レベルと接地レベルとの間
でフルスイングするため、安定したデータバス駆動を行
うことができ、低電圧の動作も安定している。また、フ
ィードバックバイアス型のセンスアンプに比べて回路規
模が小さく、レイアウト規模の縮小が可能である。
As described above, the latch-type current sense amplifier 201 reads and performs the current difference between the bit lines bit and bit bar by using the two equalizing signals EQ 1 and EQ 2 . At this time, the output signals OUT, O
Since the amplitude of the UT bar fully swings between the power supply voltage level and the ground level, stable data bus drive can be performed, and low-voltage operation is also stable. Further, the circuit scale is smaller than that of the feedback bias type sense amplifier, and the layout scale can be reduced.

【0035】[0035]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電流検出型のフィードバックバイアス型のセンスアンプ
やラッチ型のセンスアンプは、次のような問題を有して
いる。
However, conventional current detection type feedback bias type sense amplifiers and latch type sense amplifiers have the following problems.

【0036】すなわち、図5に示した従来の電流検出型
のフィードバックバイアス型のセンスアンプにおいて
は、電流センスアンプ101,102は、それぞれ独立
してセンシングを行い、低振幅の出力信号OUT,OU
Tバーを発生する。このため、電流センスアンプ10
1,102を構成するMOSFETQ101 〜Q104 ,M
OSFETQ105 〜Q108 の個々の特性のばらつきによ
り、二つの電流センスアンプ101,102の回路特性
にアンバランスを生じた場合、出力信号OUT,OUT
バーの出力電圧レベルのずれや、それぞれの振幅の差に
より、安定した差動出力が得られないという問題を生じ
る。この場合、これらの電流センスアンプ101,10
2からの出力を受ける次段以降のセンスアンプなどは、
この影響によりセンス能力が大きく低下し、もしくは、
誤動作を起こす可能性がある。これは、特に、低い電源
電圧で動作を行う場合に顕著になると考えられ、低振幅
出力を行うセンスアンプを低電圧で動作させる場合の大
きな制約となっている。
That is, in the conventional current detection type feedback bias type sense amplifier shown in FIG. 5, the current sense amplifiers 101 and 102 perform sensing independently and output signals OUT and OU with low amplitude.
Generates a T-bar. Therefore, the current sense amplifier 10
MOSFETs Q 101 to Q 104 , M
If the circuit characteristics of the two current sense amplifiers 101 and 102 are unbalanced due to the variation in the individual characteristics of the OSFETs Q 105 to Q 108 , the output signals OUT and OUT
A problem arises in that a stable differential output cannot be obtained due to a shift in the output voltage level of the bar or a difference between the respective amplitudes. In this case, these current sense amplifiers 101, 10
The next and subsequent sense amplifiers that receive the output from 2
Due to this effect, the sensing ability is greatly reduced, or
There is a possibility of malfunction. This is considered to be particularly remarkable when the operation is performed at a low power supply voltage, and is a significant restriction when the sense amplifier that outputs low amplitude is operated at a low voltage.

【0037】また、図7に示した、従来の電流検出型の
ラッチ型のセンスアンプの場合、必然的にイコライズ制
御を行う必要があり、謝ったタイミング制御を行うと誤
データをラッチする可能性があり、この場合、再びイコ
ライズ動作を行わない限り、誤データを出しつづけると
いう危険性がある。さらに、電源電圧を低電圧での使用
の際、ラッチ動作自体は安定しているが、イコライズ能
力の低下により、フルスイングした出力のイコライズが
困難になると同時に、イコライズ信号のタイミング制御
自体も低電圧側では難しくなり、誤動作の原因となると
いう問題がある。
Further, in the case of the conventional current detection type latch type sense amplifier shown in FIG. 7, it is necessary to perform equalization control inevitably. In this case, there is a risk that erroneous data will continue to be output unless the equalizing operation is performed again. Furthermore, when the power supply voltage is used at a low voltage, the latch operation itself is stable, but the equalizing capability is reduced, so that it becomes difficult to equalize a full-swing output, and the timing control of the equalizing signal itself is also performed at a low voltage. There is a problem that it becomes difficult on the side and causes a malfunction.

【0038】したがって、この発明の目的は、上述の問
題点を解消し、電源電圧が低い場合にも、安定、かつ、
高速なメモリ出力を得ることができ、タイミング制御の
容易なセンスアンプを提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a stable and stable operation even when the power supply voltage is low.
An object of the present invention is to provide a sense amplifier that can obtain a high-speed memory output and that can easily control timing.

【0039】[0039]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、ビット線から与えられる相補的な入力
電流を検出してメモリ出力を取り出すようにした電流検
出型のセンスアンプにおいて、ビット線からの相補的な
入力電流が与えられ、入力電流を正帰還する電流フィー
ドバックループを含む第1のセンスアンプと、第1のセ
ンスアンプに対する方向とは異なる方向に、ビット線か
らの相補的な入力電流が与えられ、入力電流を正帰還す
る電流フィードバックループを含む第2のセンスアンプ
とを備え、第1のセンスアンプに対するバイアスとして
第2のセンスアンプの出力を与え、第2のセンスアンプ
に対するバイアスとして第1のセンスアンプの出力を与
え、第1のセンスアンプおよび第2のセンスアンプから
相補的なメモリ出力を取り出すようにしたことを特徴と
するものである。
In order to achieve the above object, the present invention relates to a current detection type sense amplifier for detecting a complementary input current supplied from a bit line and extracting a memory output. Complementary input current from the bit line is provided, and a first sense amplifier including a current feedback loop for positively feeding back the input current, and a complementary sense current from the bit line in a direction different from the direction to the first sense amplifier. And a second sense amplifier including a current feedback loop for providing a positive feedback of the input current, and providing an output of the second sense amplifier as a bias to the first sense amplifier. , The output of the first sense amplifier is applied as a bias to the complementary memory output from the first sense amplifier and the second sense amplifier. It is characterized in that it has to take out.

【0040】この発明の一実施形態においては、第1の
センスアンプおよび第2のセンスアンプの電流フィード
バックループをオンし、電流フィードバックループによ
りビット線から与えられる相補的な入力電流を検出する
電流センスモードと、第1のセンスアンプおよび第2の
センスアンプの電流フィードバックループをオフし、ビ
ット線から与えられる相補的な入力電流に基づく情報を
ラッチするラッチモードとを切り替えるスイッチ手段が
設けられる。
In one embodiment of the present invention, the current feedback loop of the first sense amplifier and the second sense amplifier is turned on, and the current feedback loop detects a complementary input current supplied from the bit line. Switch means is provided for switching between a mode and a latch mode for turning off a current feedback loop of the first sense amplifier and the second sense amplifier and latching information based on a complementary input current supplied from a bit line.

【0041】この発明によるセンスアンプによれば、第
1のセンスアンプに対するバイアスとして第2のセンス
アンプの出力が与えられ、第2のセンスアンプに対する
バイアスとして第1のセンスアンプの出力が与えられ
る。これにより、本来、ビット線からの相補的な入力電
流に対して、それぞれ独立してセンシングを行っていた
第1のセンスアンプおよび第2のセンスアンプにおい
て、一方のセンスアンプの出力が、他方のセンスアンプ
に対してフィードバックバイアスの形で反映され、両者
の出力レベルをあわせることができるので、メモリ出力
が、互いに連動した差動出力の形で、安定、かつ、高速
に得られる。
According to the sense amplifier of the present invention, the output of the second sense amplifier is provided as a bias for the first sense amplifier, and the output of the first sense amplifier is provided as a bias for the second sense amplifier. Thereby, in the first sense amplifier and the second sense amplifier which originally independently sensed the complementary input current from the bit line, the output of one sense amplifier is replaced with the output of the other sense amplifier. The output is reflected to the sense amplifier in the form of a feedback bias, and the output levels of the two can be adjusted. Therefore, the memory output can be obtained stably and at high speed in the form of a differential output interlocked with each other.

【0042】また、第1のセンスアンプおよび第2のセ
ンスアンプは、一方の出力が他方に与えられることによ
り互いに接続されるているので、第1のセンスアンプお
よび第2のセンスアンプの一部を用いて、ラッチ回路を
構成することが可能となる。そして、スイッチ手段によ
り、フィードバックバイアス型のセンスアンプとして動
作する電流センスモードと、ラッチ型のセンスアンプと
して動作するラッチモードとを切り替えることができ
る。これにより、通常の電源電圧時には、高速な電流セ
ンスモードで動作させ、電源電圧が低い場合には、電流
センスモードでセンシングを行い、そのメモリ出力を低
電圧での動作が安定なラッチモードで増幅してラッチす
ることができる。また、この際、ラッチモード時におい
てイコライズ動作が不要となるので、タイミング制御が
簡略化される。
Since the first sense amplifier and the second sense amplifier are connected to each other when one output is supplied to the other, a part of the first sense amplifier and the second sense amplifier is provided. Can be used to form a latch circuit. The switch means can switch between a current sense mode operating as a feedback bias type sense amplifier and a latch mode operating as a latch type sense amplifier. This allows the device to operate in the high-speed current sense mode at normal power supply voltage, performs sensing in current sense mode when the power supply voltage is low, and amplifies the memory output in latch mode in which the operation at low voltage is stable. Can be latched. In this case, since the equalizing operation is not required in the latch mode, the timing control is simplified.

【0043】[0043]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面を参照しながら説明する。まず、この発明の第1
の実施形態について説明する。図1は、CMOSトラン
ジスタを用いて構成された、第1の実施形態による電流
検出型のセンスアンプを、SRAMに用いた場合の構成
例を示す回路図である。図1において、符号Q1 〜Q8
はMOSFETを示す。ここで、MOSFETQ1 ,Q
3 ,Q5 ,Q7 はpチャネルMOSFETからなり、M
OSFETQ2 ,Q4 ,Q6 ,Q8 はnチャネルMOS
FETからなる。この場合、MOSFETQ1 〜Q4
よりフィードバックバイアス型の電流センスアンプ1が
構成され、MOSFETQ5 〜Q8 によりフィードバッ
クバイアス型の電流センスアンプ2が構成される。ま
た、符号bit,bitバーはSRAMのビット線を示
す。これらのビット線bit,bitバーは電源電圧V
CCにプリチャージされる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, the first of the present invention
An embodiment will be described. FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration example in the case where a current detection type sense amplifier according to the first embodiment configured using CMOS transistors is used for an SRAM. In FIG. 1, symbols Q 1 to Q 8
Indicates a MOSFET. Here, MOSFETs Q 1 and Q
3 , Q 5 and Q 7 are composed of p-channel MOSFETs, and M
OSFETs Q 2 , Q 4 , Q 6 and Q 8 are n-channel MOS
It consists of FET. In this case, the MOSFETs Q 1 to Q 4 constitute a feedback bias type current sense amplifier 1, and the MOSFETs Q 5 to Q 8 constitute a feedback bias type current sense amplifier 2. Further, reference numerals “bit” and “bit bar” indicate bit lines of the SRAM. These bit lines bit and bit bar are connected to the power supply voltage V
Precharged to CC .

【0044】電流センスアンプ1,2は、それぞれ、ビ
ット線bit,bitバーから与えられる互いに相補な
入力電流を検出し、メモリ出力として互いに相補な出力
信号OUT,OUTバーを出力する。また、これらの電
流センスアンプ1,2は、入力電流を正帰還するフィー
ドバックループを有する。
The current sense amplifiers 1 and 2 detect mutually complementary input currents supplied from the bit lines bit and bit bar, respectively, and output mutually complementary output signals OUT and OUT as memory outputs. Further, these current sense amplifiers 1 and 2 have a feedback loop for positively feeding back the input current.

【0045】電流センスアンプ1においては、MOSF
ETQ1 のドレインおよびMOSFETQ2 のドレイン
が、スイッチSW1を介して互いに接続され、MOSF
ETQ3 のドレインおよびMOSFETQ4 のドレイン
が互いに接続される。また、MOSFETQ1 のゲート
およびMOSFETQ3 のゲートが互いに接続され、M
OSFETQ2 のゲートおよびMOSFETQ4 のゲー
トが互いに接続される。符号1a,1bはノードを示
す。この場合、ノード1aは、MOSFETQ1のドレ
インおよびMOSFETQ2 のドレインの接続点に対応
する。一方、ノード1bは、MOSFETQ3 のドレイ
ンおよびMOSFETQ4 のドレインの接続点に対応す
る。この場合、MOSFETQ1 ,Q2 のドレインおよ
びMOSFETQ1 ,Q3 のゲートが、ノード1aで互
いに接続され、MOSFETQ3 ,Q4 のドレインおよ
びMOSFETQ2 ,Q4 のゲートが、ノード1bで互
いに接続される。また、MOSFETQ2 のソースおよ
びMOSFETQ4 のソースが互いに接続され、かつ、
接地される。
In current sense amplifier 1, MOSF
Drains and MOSFET Q 2 of ETQ 1 are connected to each other via a switch SW1, MOSF
Drains and MOSFET Q 4 of ETQ 3 are connected to each other. The gate of the gate and MOSFET Q 3 of MOSFET Q 1 are connected to each other, M
Gates and MOSFET Q 4 of OSFETQ 2 are connected to each other. Reference numerals 1a and 1b indicate nodes. In this case, the node 1a corresponds to the drain connection point of the drain and MOSFET Q 2 of MOSFET Q 1. On the other hand, the node 1b corresponds to the drain connection point of the drain and MOSFET Q 4 of MOSFET Q 3. In this case, the drains of MOSFETs Q 1 and Q 2 and the gates of MOSFETs Q 1 and Q 3 are connected to each other at node 1a, and the drains of MOSFETs Q 3 and Q 4 and the gates of MOSFETs Q 2 and Q 4 are connected to each other at node 1b. You. The source of the source and MOSFET Q 4 of MOSFET Q 2 are connected to each other, and,
Grounded.

【0046】この電流センスアンプ1において、MOS
FETQ1 のソースおよびMOSFETQ3 のソース
は、それぞれ入力部であり、ノード1bは出力部であ
る。この場合、MOSFETQ1 のソースはビット線b
itと接続され、MOSFETQ3 のソースはビット線
bitバーと接続される。また、ノード1bから出力信
号OUTが出力される。
In this current sense amplifier 1, MOS
The sources of MOSFET Q 3 of FETs Q 1 are each input unit, the node 1b is output. In this case, the source of the MOSFET Q 1 is bit line b
is connected to it, the source of the MOSFET Q 3 is connected to the bit line bit bar. The output signal OUT is output from the node 1b.

【0047】電流センスアンプ2においては、MOSF
ETQ5 のドレインおよびMOSFETQ6 のドレイン
が、スイッチSW2を介して互いに接続され、MOSF
ETQ7 のドレインおよびMOSFETQ8 のドレイン
が互いに接続される。また、MOSFETQ5 のゲート
およびMOSFETQ7 のゲートが互いに接続され、M
OSFETQ6 のゲートおよびMOSFETQ8 のゲー
トが互いに接続される。符号2a,2bはノードを示
す。この場合、ノード2aは、スイッチSW2がオンの
ときのMOSFETQ5 のドレインおよびMOSFET
6 のドレインの接続点に対応する。一方、ノード2b
は、MOSFETQ7 のドレインおよびMOSFETQ
8 のドレインの接続点に対応する。この場合、スイッチ
SW1がオンの状態では、MOSFETQ5 ,Q6 のド
レインおよびMOSFETQ5 ,Q7 のゲートが、ノー
ド2aで互いに接続され、MOSFETQ7 ,Q8 のド
レインおよびMOSFETQ6 ,Q8 のゲートが、ノー
ド2bで互いに接続される。また、MOSFETQ6
ソースおよびMOSFETQ8 のソースが互いに接続さ
れ、かつ、接地される。
In current sense amplifier 2, MOSF
Drains and MOSFET Q 6 of ETQ 5 are connected to each other via the switch SW2, MOSF
Drains and MOSFET Q 8 of ETQ 7 are connected to each other. The gate of the gate and MOSFET Q 7 of MOSFET Q 5 are connected to each other, M
Gates and MOSFET Q 8 of OSFETQ 6 are connected to each other. Reference numerals 2a and 2b indicate nodes. In this case, the node 2a, the drain and the MOSFET MOSFET Q 5 when the switch SW2 is turned on
Corresponding to the connection point of the drain of Q 6. On the other hand, node 2b
, The drain of MOSFETQ 7 and MOSFETQ
Corresponds to drain connection point 8 In this case, the switch SW1 is turned on, the gate of the drain and MOSFET Q 5, Q 7 of MOSFET Q 5, Q 6 are connected to each other at node 2a, the gate of the drain and MOSFET Q 6, Q 8 of MOSFET Q 7, Q 8 Are connected to each other at a node 2b. The source of the source and MOSFET Q 8 of MOSFET Q 6 are connected to each other, and are grounded.

【0048】この電流センスアンプ2において、MOS
FETQ5 のソースおよびMOSFETQ7 のソース
は、それぞれ入力部であり、ノード2bは出力部であ
る。この場合、MOSFETQ5 のソースはビット線b
itバーと接続され、MOSFETQ7 のソースはビッ
ト線bitと接続される。また、ノード2bから出力信
号OUTバーが出力される。
In this current sense amplifier 2, MOS
The sources of MOSFET Q 7 of the FETs Q 5 are each input unit, the node 2b is an output unit. In this case, the source of the MOSFET Q 5 bit line b
is connected with it bars, the source of the MOSFET Q 7 is connected to the bit line bit. The output signal OUT bar is output from the node 2b.

【0049】さらに、電流センスアンプ1のノード1b
および電流センスアンプ2のノード2aが互いに接続さ
れるとともに、電流センスアンプ2のノード2bおよび
電流センスアンプ1のノード1aが互いに接続される。
C1は、スイッチSW1,SW2のオン/オフを制御す
るための制御信号である。この場合、制御信号C1がロ
ーレベルの期間スイッチSW1,SW2がオン状態にさ
れ、制御信号C1がハイレベルの期間スイッチSW1,
SW2がオフ状態にされる。この制御信号C1は、例え
ば、アドレス遷移検出(ATD)回路(図示せず)から
の出力信号を受けて、所定の期間ローレベルとなるパル
スを生成する回路(図示せず)から供給される。
Further, node 1b of current sense amplifier 1
And node 2a of current sense amplifier 2 is connected to each other, and node 2b of current sense amplifier 2 and node 1a of current sense amplifier 1 are connected to each other.
C1 is a control signal for controlling ON / OFF of the switches SW1 and SW2. In this case, the switches SW1 and SW2 are turned on while the control signal C1 is at a low level, and the switches SW1 and SW1 are turned on while the control signal C1 is at a high level.
SW2 is turned off. The control signal C1 is supplied from, for example, a circuit (not shown) that receives an output signal from an address transition detection (ATD) circuit (not shown) and generates a low-level pulse for a predetermined period.

【0050】上述のように構成された電流検出型のセン
スアンプにおいて、スイッチSW1およびスイッチSW
2がオン状態の場合、電流センスアンプ1のMOSFE
TQ1 のドレインがノード1aと接続され、電流センス
アンプ2のMOSFETQ2のドレインがノード2aと
接続される。この場合、このセンスアンプは、ビット線
bit,bitバーからの差動入力に対して、入力を入
れ換えた二つのフィードバックバイアス型の電流センス
アンプ1,2が並列に接続され、出力信号OUT,OU
Tバーが差動の形で取り出されることになり、電流セン
スモードとして動作する。この場合の動作原理は、図5
に示した従来のフィードバックバイアス型のセンスアン
プと同様であると考えることができる。
In the current detection type sense amplifier configured as described above, the switch SW1 and the switch SW
2 is on, the MOSFE of the current sense amplifier 1
Drain of TQ 1 is connected to the node 1a, the drain of MOSFET Q 2 of the current sense amplifier 2 is connected to the node 2a. In this case, in this sense amplifier, two feedback bias type current sense amplifiers 1 and 2 whose inputs are exchanged are connected in parallel to differential inputs from bit lines bit and bit bar, and output signals OUT and OU are output.
T-bar will be taken out in a differential manner and will operate in current sense mode. The operating principle in this case is shown in FIG.
Can be considered to be similar to the conventional feedback bias type sense amplifier shown in FIG.

【0051】すなわち、電流センスアンプ1および電流
センスアンプ2においては、pチャネルMOSFETで
あるMOSFETQ1 ,Q3 およびMOSFETQ5
7のゲートに、それぞれ正帰還がかけられる。これに
より、これらの入力部のMOSFETQ1 ,Q3 および
MOSFETQ5 ,Q7 の見かけ上の伝達コンダクタン
スが向上する。
That is, in the current sense amplifier 1 and the current sense amplifier 2, the MOSFETs Q 1 , Q 3 and MOSFETs Q 5 ,
To the gate of Q 7, positive feedback each is applied. As a result, the apparent transfer conductance of the MOSFETs Q 1 , Q 3 and MOSFETs Q 5 , Q 7 at these input portions is improved.

【0052】この際、電流センスアンプ1では、MOS
FETQ1 ,Q3 ,Q4 ,Q1 の順にフィードバックが
かけられ、電流センスアンプ2では、MOSFET
5 ,Q7 ,Q8 ,Q6 ,Q5 の順にフィードバックが
かけられる。例えば、ビット線bitの電流がビット線
bitバーの電流よりも大きくなる場合、電流センスア
ンプ1において、MOSFETQ1 の電流が増加し、こ
れを受けてMOSFETQ3 の電流、MOSFETQ4
の電流、MOSFETQ2 の電流が順次増加する。これ
によりMOSFETQ1 の電流が増加する。一方、電流
センスアンプ2において、MOSFETQ5 の電流が減
少し、これを受けてMOSFETQ7 の電流、MOSF
ETQ8 の電流、MOSFETQ6 の電流が順次減少す
る。これによりMOSFETQ5 の電流が減少する。
At this time, in the current sense amplifier 1, the MOS
Feedback is applied in the order of FETs Q 1 , Q 3 , Q 4 , and Q 1.
Feedback is applied in the order of Q 5 , Q 7 , Q 8 , Q 6 , Q 5 . For example, if the current of the bit line bit is larger than the current of the bit line bit bar, the current in the sense amplifier 1, the current increases MOSFET Q 1, the current of the MOSFET Q 3 receives this, MOSFET Q 4
Current, MOSFET Q 2 of current increases sequentially. Thus current MOSFET Q 1 increases. On the other hand, the current in the sense amplifier 2, the current is decreased MOSFET Q 5, MOSFET Q 7 of the current response to this, MOSF
The current of the ETQ 8 and the current of the MOSFET Q 6 sequentially decrease. Thus current MOSFET Q 5 is reduced.

【0053】ここで、電流センスアンプ1のMOSFE
TQ1 〜Q4 の伝達コンダクタンスをgm1 〜gm4
すると、この電流センスアンプ1のループゲインAは、
A=(gm3 /gm1 )×(gm2 /gm4 )と表され
る。また、この電流センスアンプ1の入力抵抗RINは、
図5に示した従来のフィードバックバイアス型のセンス
アンプの場合と同様に、(1−A)/gm3 に比例す
る。このため、ループゲインAを1に近づけると入力抵
抗RINは0に近づくことになる。電流センスアンプ2に
ついても同様なことが言える。したがって、このセンス
アンプでは、ビット線bit,bitバー間の電圧振幅
を極力しぼることが可能となり、ビット線bit,bi
tバーの電圧をほぼ電源電圧VCCレベルにすることがで
きる。また、この結果、低振幅の出力が得られ、高速な
振幅動作が可能となる。
Here, the MOSFE of the current sense amplifier 1
Assuming that the transfer conductance of TQ 1 to Q 4 is gm 1 to gm 4 , the loop gain A of the current sense amplifier 1 is
A = (gm 3 / gm 1 ) × (gm 2 / gm 4 ). The input resistance R IN of the current sense amplifier 1 is
As in the case of the conventional feedback bias type sense amplifier shown in FIG. 5, it is proportional to (1-A) / gm 3 . Therefore, when the loop gain A approaches 1, the input resistance R IN approaches 0. The same can be said for the current sense amplifier 2. Therefore, in this sense amplifier, the voltage amplitude between the bit lines bit and bit bar can be reduced as much as possible, and the bit lines bit and bit
The voltage of t-bar can be almost at the level of the power supply voltage V CC . As a result, a low-amplitude output is obtained, and a high-speed amplitude operation becomes possible.

【0054】また、この場合、電流センスアンプ1のノ
ード1bおよび電流センスアンプ2のノード2aが互い
に接続され、電流センスアンプ2のノード2bおよび電
流センスアンプ1のノード1aが互いに接続されている
ため、電流センスアンプ1の出力信号OUTが、電流セ
ンスアンプ2のMOSFETQ5 ,Q7 のゲートにフィ
ードバックバイアスとして与えられ、電流センスアンプ
2の出力信号OUTバーが、電流センスアンプ1のMO
SFETQ1 ,Q3 のゲートにフィードバックバイアス
として与えられる。
In this case, node 1b of current sense amplifier 1 and node 2a of current sense amplifier 2 are connected to each other, and node 2b of current sense amplifier 2 and node 1a of current sense amplifier 1 are connected to each other. , The output signal OUT of the current sense amplifier 1 is given as a feedback bias to the gates of the MOSFETs Q 5 and Q 7 of the current sense amplifier 2, and the output signal OUT bar of the current sense amplifier 2
The feedback bias is applied to the gates of the SFETs Q 1 and Q 3 .

【0055】一方、スイッチSW1およびスイッチSW
2がオフ状態の場合、電流センスアンプ1のMOSFE
TQ1 がノード1aから切り離され、電流センスアンプ
2のMOSFETQ5 がノード2aから切り離される。
これにより、電流センスアンプ1の一部および電流セン
スアンプ2の一部で、ラッチ回路が構成される。この場
合、電流センスアンプ2のMOSFETQ7 と電流セン
スアンプ1のMOSFETQ2 とにより一つのインバー
タ回路が構成され、電流センスアンプ1のMOSFET
3 と電流センスアンプ2のMOSFETQ6 とにより
もう一つのインバータ回路が構成される。そして、これ
らのインバータ回路を用いてラッチ回路が構成される。
On the other hand, switch SW1 and switch SW
2 is off, the MOSFE of the current sense amplifier 1
TQ 1 is disconnected from the node 1a, the MOSFET Q 5 of the current sense amplifier 2 is disconnected from the node 2a.
Thereby, a part of the current sense amplifier 1 and a part of the current sense amplifier 2 constitute a latch circuit. In this case, consists one inverter circuit by the MOSFET Q 2 of MOSFET Q 7 and the current sense amplifier 1 of the current sense amplifier 2, the current sense amplifier 1 MOSFET
Q 3 and another inverter circuit is constituted by a MOSFET Q 6 of the current sense amplifier 2. Then, a latch circuit is configured using these inverter circuits.

【0056】したがって、この第1の実施形態のよるセ
ンスアンプでは、スイッチSW1,SW2がオフ状態の
場合、電流センスアンプ1,2の一部により構成される
ラッチ型のセンスアンプが動作し、電源電圧レベル(V
CC〔V〕)と接地レベル(0〔V〕)との間でフルスイ
ングした出力信号OUT,OUTバーが得られる。
Therefore, in the sense amplifier according to the first embodiment, when the switches SW1 and SW2 are off, the latch type sense amplifier constituted by a part of the current sense amplifiers 1 and 2 operates, and the power supply Voltage level (V
Thus , output signals OUT and OUT-bar fully swinging between CC [V]) and the ground level (0 [V]) are obtained.

【0057】このように、この第1の実施形態によるセ
ンスアンプは、スイッチSW1,SW2のオン/オフ状
態に応じて、スタティックなフィードバックバイアス型
の電流センスアンプとして動作する電流センスモード
と、ラッチ型のセンスアンプとして動作するラッチモー
ドとの二つの動作モードを有する。したがって、このセ
ンスアンプは、通常の電源電圧の場合には、制御信号C
1を常にローレベルとすることで、電流検出型のフィー
ドバックバイアス型のセンスアンプのみの動作を行うこ
とも可能である。また、電源電圧が低電圧の場合には、
制御信号C1によりスイッチSW1,SW2のオン/オ
フを切り替えて、電流センスモードおよびラッチモード
を併用した動作を行うことも可能である。以下、この場
合の動作について説明する。
As described above, the sense amplifier according to the first embodiment operates in a current sense mode operating as a static feedback bias type current sense amplifier according to the ON / OFF state of the switches SW1 and SW2, and a latch type. And a latch mode operating as a sense amplifier. Therefore, in the case of a normal power supply voltage, this sense amplifier
By always setting 1 to the low level, it is possible to operate only the current detection type feedback bias type sense amplifier. If the power supply voltage is low,
By turning on / off the switches SW1 and SW2 by the control signal C1, it is possible to perform an operation using both the current sense mode and the latch mode. Hereinafter, the operation in this case will be described.

【0058】すなわち、図2は、このセンスアンプの動
作例を説明するためのタイミングチャートである。ここ
で、図2Aは、ビット線bit,bitバーのレベルを
示し、図2Bは、制御信号C1のレベルを示し、図2C
は、出力信号OUT,OUTバーのレベルを示す。
FIG. 2 is a timing chart for explaining an operation example of the sense amplifier. Here, FIG. 2A shows the level of the bit lines bit and bit bar, FIG. 2B shows the level of the control signal C1, and FIG.
Indicates the levels of the output signals OUT and OUT bar.

【0059】この第1の実施形態によるセンスアンプに
おいて、読み出しサイクル時に新規データ読み出しを行
う場合には、このセンスアンプをラッチモードから電流
センスモードに切り換える必要がある。この場合、電流
センスモードの期間は、選択されたメモリセル(図示せ
ず)のデータがビット線bit,bitバー上に出力さ
れている期間内で、センシングするために必要十分な期
間だけとればよい。
In the sense amplifier according to the first embodiment, when new data is read during a read cycle, it is necessary to switch the sense amplifier from the latch mode to the current sense mode. In this case, the period of the current sense mode should be a period necessary and sufficient for sensing within a period in which data of the selected memory cell (not shown) is output on the bit lines bit and bit bar. Good.

【0060】いま、図2Aに示すように、前アドレスデ
ータに対して反転したデータを読み出す場合について考
える。制御信号C1には、アドレス変化を受けて一定の
期間ローレベルとなるパルスが入力されるものとする。
このとき、図2Bに示すように、制御信号C1がハイレ
ベルからローレベルに変化するまでの間は、スイッチS
W1,SW2がオフ状態にされラッチモードで動作す
る。この場合、図2Cに示すように、センスアンプは前
データをラッチしており、出力信号OUT,OUTバー
は0〔V〕からVCC〔V〕の間でフルスイングしてい
る。
Now, as shown in FIG. 2A, a case where data inverted from the previous address data is read will be considered. It is assumed that the control signal C1 receives a pulse that goes low for a certain period in response to an address change.
At this time, as shown in FIG. 2B, until the control signal C1 changes from the high level to the low level, the switch S
W1 and SW2 are turned off and operate in the latch mode. In this case, as shown in FIG. 2C, the sense amplifier latches the previous data, and the output signals OUT and OUT bar fully swing between 0 [V] and V CC [V].

【0061】制御信号C1がローレベルになり、スイッ
チSW1,SW2がオン状態にされると、これを受け
て、このセンスアンプは電流センスモードとなる。この
場合、出力信号OUT,OUTバーの振幅は、MOSF
ETQ1 〜Q4 およびMOSFETQ5 〜Q8 により構
成されるフィードバックバイアス型の電流センスアンプ
1,2の本来のゲインによる振幅となる。この期間中
に、ビット線bit,bitバーが反転すると、これを
受けて出力信号OUT,OUTバーも反転する。したが
って、制御信号C1がローレベルとなる期間は、出力信
号OUT,OUTバーが反転し、出力が確定するまでの
期間以上とればよいことになる。
When the control signal C1 goes low and the switches SW1 and SW2 are turned on, the sense amplifier enters the current sense mode in response to this. In this case, the amplitude of the output signals OUT and OUT bar is
The amplitude due to the original gain of the configured feedback bias type current sense amplifier 1 by ETQ 1 to Q 4 and MOSFET Q 5 to Q 8. During this period, when the bit lines bit and bit bar are inverted, the output signals OUT and OUT bar are also inverted. Therefore, the period during which the control signal C1 is at the low level may be longer than the period until the output signals OUT and OUT bar are inverted and the output is determined.

【0062】この状態から、制御信号C1がローレベル
からハイレベルに変化すると、スイッチSW1,SW2
がオフ状態にされ、このセンスアンプはラッチモードで
動作する。この際、電流センスモード時において生じた
電位差の方向にラッチが行われることにより、出力信号
OUT,OUTバーは、電源電圧レベルと接地レベルと
にフルスイングする。また、このセンスアンプにおいて
は、次に制御信号C1がローレベルに切り替わるまでの
間、フルスイングした出力信号OUT,OUTバーをラ
ッチし続ける。このため、次段以降のタイミング制御
や、回路構成を大幅に簡略化される。また、この場合、
制御信号C1のタイミングは、電流センスモードからラ
ッチモードに切り替えるタイミングのみに注意すればよ
く、イコライズが不要なため、イコライズ信号の発生タ
イミングによるアクセスタイムの影響がなくなる。
When the control signal C1 changes from the low level to the high level from this state, the switches SW1, SW2
Is turned off, and this sense amplifier operates in the latch mode. At this time, the latch is performed in the direction of the potential difference generated in the current sense mode, so that the output signals OUT and OUT bar fully swing between the power supply voltage level and the ground level. Further, in this sense amplifier, the output signals OUT and OUT bar which have been fully swinged are continuously latched until the control signal C1 switches to the low level next time. For this reason, the timing control and the circuit configuration of the next and subsequent stages are greatly simplified. Also, in this case,
As for the timing of the control signal C1, it is only necessary to pay attention to the timing of switching from the current sense mode to the latch mode, and since equalization is unnecessary, the influence of the access time due to the generation timing of the equalize signal is eliminated.

【0063】なお、実際の回路では、ビット線bit,
bitバーのカラムデコーダ(図示せず)とセンスアン
プとがスイッチで分離され、出力レベルが完全に電源電
圧VCCレベルとなるように構成されている。
In an actual circuit, bit lines bit,
a bit bar of a column decoder (not shown) and a sense amplifier are separated by the switch, the output level is configured to be completely the power supply voltage V CC level.

【0064】以上のように、この第1の実施形態による
センスアンプによれば、通常の電源電圧時には、高速な
電流センスモードのみで動作させることが可能であるう
えに、低電圧時には、電流センスモードおよびラッチモ
ードを併用することで安定した差動出力を得ることがで
きる。これにより、このセンスアンプを広い電圧レンジ
で動作させることが可能である。
As described above, according to the sense amplifier of the first embodiment, it is possible to operate only in the high-speed current sense mode at the time of a normal power supply voltage, and to operate the current sense mode at a low voltage. A stable differential output can be obtained by using both the mode and the latch mode. This makes it possible to operate this sense amplifier in a wide voltage range.

【0065】また、電流センスモードでの動作時には、
電流センスアンプ1の出力信号OUTが、電流センスア
ンプ2にフィードバックバイアスとして与えられ、電流
センスアンプ2の出力信号OUTバーが、センスアンプ
のフィードバックバイアスとして与えられるので、これ
らの電流センスアンプ1,2の出力信号OUT,OUT
バーのレベルをあわせることができ、互いに連動した差
動出力の形で、安定なメモリ出力を得ることができる。
When operating in the current sense mode,
The output signal OUT of the current sense amplifier 1 is provided to the current sense amplifier 2 as a feedback bias, and the output signal OUT bar of the current sense amplifier 2 is provided as a feedback bias of the sense amplifier. Output signals OUT, OUT
The levels of the bars can be adjusted, and a stable memory output can be obtained in the form of a differential output linked to each other.

【0066】また、スタティックな電流センスモードか
らラッチモードに切り替えることで、従来のラッチ型電
流センスアンプでは不可欠であったイコライズ動作が不
要となり、タイミング制御を簡略化することができる。
また、出力信号OUT,OUTバーが、電流センスモー
ド時の振幅レベルから、電源電圧レベルまたは接地レベ
ルにスイングすることになるので、イコライズレベルか
らスイングする従来のラッチ型のセンスアンプに比べ
て、高速なスイングスピードが得られる。
Further, by switching from the static current sense mode to the latch mode, the equalizing operation which is indispensable in the conventional latch type current sense amplifier becomes unnecessary, and the timing control can be simplified.
Further, since the output signals OUT and OUT bar swing from the amplitude level in the current sense mode to the power supply voltage level or the ground level, the output signals OUT and OUT bar are driven at a higher speed than the conventional latch type sense amplifier swinging from the equalize level. High swing speed.

【0067】さらに、このセンスアンプは、フィードバ
ックバイアス型およびラッチ型の二つのアンプモードを
有するが、この場合、フィードバックバイアス型のセン
スアンプを構成する二つの電流センスアンプ1,2の一
部を用いて、ラッチ型のセンスアンプが構成されるの
で、回路素子の増大が抑えられる。
Further, this sense amplifier has two amplifier modes of a feedback bias type and a latch type. In this case, a part of the two current sense amplifiers 1 and 2 constituting the feedback bias type sense amplifier is used. Thus, since a latch-type sense amplifier is configured, an increase in circuit elements can be suppressed.

【0068】次に、この発明の第2の実施形態について
説明する。図3は、CMOSトランジスタを用いて構成
された、この発明の第2の実施形態による電流検出型の
センスアンプを、SRAMに用いた場合の構成例を示す
回路図である。図3において、Q11〜Q18はMOSFE
Tを示す。ここで、MOSFETQ11,Q12,Q15,Q
16はpチャネルMOSFETからなり、MOSFETQ
13,Q14,Q17,Q18はnチャネルMOSFETからな
る。また、bit,bitバーはSRAMのビット線で
ある。これらのビット線bit,bitバーは電源電圧
CCにプリチャージされる。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example when a current detection type sense amplifier according to the second embodiment of the present invention, which is configured using CMOS transistors, is used for an SRAM. In FIG. 3, Q 11 ~Q 18 is MOSFE
T is shown. Here, MOSFETs Q 11 , Q 12 , Q 15 , Q
16 is a p-channel MOSFET, and MOSFET Q
13, Q 14, Q 17, Q 18 is an n-channel MOSFET. Also, bit and bit bar are SRAM bit lines. These bit lines bit, bit bar is precharged to power supply voltage V CC.

【0069】この場合、MOSFETQ11〜Q14のゲー
トが、ノード11で互いに接続されるとともに、MOS
FETQ15〜Q18のゲートが、ノード12で互いに接続
される。また、MOSFETQ11のドレインおよびMO
SFETQ13のドレインが互いに接続され、MOSFE
TQ12のドレインおよびMOSFETQ14のドレインが
互いに接続され、MOSFETQ15のドレインおよびM
OSFETQ17のドレインが互いに接続され、MOSF
ETQ16のドレインおよびMOSFETQ18のドレイン
が互いに接続される。
In this case, the gates of MOSFETs Q 11 -Q 14 are connected together at node 11 and
Gates of FETs Q 15 to Q 18 are connected together at a node 12. In addition, the drain of the MOSFETQ 11 and MO
Drain of SFETQ 13 are connected to each other, a MOSFET
Drains and MOSFET Q 14 of TQ 12 are connected to each other, the drain of the MOSFET Q 15 and M
Drain of OSFETQ 17 are connected to each other, MOSF
Drains and MOSFET Q 18 of ETQ 16 are connected to each other.

【0070】さらに、MOSFETQ12,Q14のドレイ
ンおよびMOSFETQ15〜Q18のゲートが、ノード1
2で互いに接続され、MOSFETQ15,Q17のドレイ
ンおよびMOSFETQ11〜Q14のゲートが、ノード1
1で互いに接続される。また、MOSFETQ11,Q13
のドレインおよびMOSFETQ11〜Q14のゲートが、
CMOSトランジスタからなるトランスファーゲートT
11を介してノード11で互いに接続され、MOSFET
16,Q18のドレインおよびMOSFETQ15〜Q18
ゲートが、CMOSトランジスタからなるトランスファ
ーゲートT12を介してノード12で互いに接続される。
Further, the drains of the MOSFETs Q 12 and Q 14 and the gates of the MOSFETs Q 15 to Q 18 are connected to the node 1.
Are connected to each other by 2, the gates of the drain and MOSFET Q 11 to Q 14 of the MOSFET Q 15, Q 17 is, node 1
1 connected to each other. In addition, MOSFETs Q 11 and Q 13
The gate of the drain and MOSFET Q 11 to Q 14 is,
Transfer gate T composed of CMOS transistor
11 are connected together at node 11 via, MOSFET
The gate of the drain and MOSFET Q 15 to Q 18 of Q 16, Q 18 are connected together at node 12 via the transfer gate T 12 consisting of CMOS transistors.

【0071】このセンスアンプ回路においては、MOS
FETQ11のソースおよびMOSFETQ15のソースが
ビット線bitと接続され、MOSFETQ12のソース
およびMOSFETQ16のソースがビット線bitバー
と接続される。一方、MOSFETQ12,Q14,Q16
18のソースが接地される。また、ノード11から出力
信号OUTバーが出力され、ノード12から出力信号O
UTが出力される。
In this sense amplifier circuit, MOS
The sources of MOSFET Q 15 of FETs Q 11 is connected to the bit line bit, the source of the source and MOSFET Q 16 of MOSFET Q 12 is connected to the bit line bit bar. On the other hand, MOSFETs Q 12 , Q 14 , Q 16 ,
The source of Q 18 is grounded. The output signal OUT bar is output from the node 11, and the output signal O is output from the node 12.
The UT is output.

【0072】符号13,14は、インバータを示す。イ
ンバータ13の入力端子には制御信号C1が供給され
る。インバータ13の出力端子が、トランスファーゲー
トT11,T12を構成するnチャネルMOSFETのゲー
トと接続されるとともに、インバータ13の出力端子
が、インバータ14の入力端子と接続される。インバー
タ14の出力端子が、トランスファーゲートT11,T12
を構成するpチャネルMOSFETのゲートと接続され
る。
Reference numerals 13 and 14 indicate inverters. A control signal C1 is supplied to an input terminal of the inverter 13. The output terminal of the inverter 13 is connected to the gates of the n-channel MOSFETs forming the transfer gates T 11 and T 12, and the output terminal of the inverter 13 is connected to the input terminal of the inverter 14. The output terminals of the inverter 14 are transfer gates T 11 , T 12
Is connected to the gate of the p-channel MOSFET.

【0073】トランスファーゲートT11,T12のオン/
オフは、制御信号C1により制御され、制御信号C1が
ローレベルとした場合、トランスファーゲートT11,T
12がオン状態にされる。この場合、MOSFETQ11
12,Q17,Q18によりフィードバックバイアス型のセ
ンスアンプが構成され、MOSFETQ15,Q16
12,Q13によりフィードバックバイアス型の電流セン
スアンプが構成される。さらに、MOSFETQ11,Q
12,Q17,Q18からなる電流センスアンプのフィードバ
ックバイアスとして、MOSFETQ15,Q16,Q12
13からなる電流センスアンプの出力が与えられ、MO
SFETQ15,Q16,Q12,Q13からなる電流センスア
ンプのフィードバックバイアスとして、MOSFETQ
11,Q12,Q17,Q18からなる電流センスアンプの出力
が与えられる。
ON / OFF of transfer gates T 11 and T 12
The off state is controlled by the control signal C1, and when the control signal C1 is at a low level, the transfer gates T 11 and T 11
12 is turned on. In this case, MOSFET Q 11 ,
A feedback bias type sense amplifier is constituted by Q 12 , Q 17 , and Q 18 , and MOSFETs Q 15 , Q 16 ,
Q 12 and Q 13 constitute a feedback bias type current sense amplifier. Further, the MOSFETs Q 11 , Q
12, as a feedback bias current sense amplifier consisting of Q 17, Q 18, MOSFETQ 15 , Q 16, Q 12,
The output of the current sense amplifier consisting of Q 13 is given, MO
The MOSFET Q is used as a feedback bias of a current sense amplifier composed of SFETs Q 15 , Q 16 , Q 12 and Q 13.
11, Q 12 outputs of the current sense amplifier consisting of, Q 17, Q 18 are given.

【0074】この場合、図5に示した従来の電流検出型
のフィードバックバイアス型のセンスアンプにおいて、
固定バイアス回路103から与えられる定電流バイアス
を、差動の形で可変するバイアスに置き換えた形になっ
ていると考えると、動作原理は、従来のフィードバック
バイアス型のセンスアンプと基本的に同様であると考え
られる。この場合、MOSFETQ11,Q12,Q18,Q
17,Q11の順にフィードバックがかけられ、MOSFE
TQ16,Q15,Q13,Q14,Q16の順にフィードバック
がかけられる。例えば、ビット線bitの電流が、bi
tバーよりも大きくなる場合、MOSFETQ11の電流
が増加し、これを受けてMOSFETQ12,Q18,Q17
の電流が順次増加する。これによりMOSFETQ11
電流が増加する。一方、MOSFETQ16の電流が減少
し、これを受けてMOSFETQ15,Q13,Q14の電流
が順次減少する。これによりMOSFETQ16の電流が
減少する。
In this case, in the conventional current detection type feedback bias type sense amplifier shown in FIG.
Considering that the constant current bias supplied from the fixed bias circuit 103 is replaced with a bias that can be varied in a differential manner, the operation principle is basically the same as that of a conventional feedback bias type sense amplifier. It is believed that there is. In this case, the MOSFETs Q 11 , Q 12 , Q 18 , Q
17, the feedback in the order of Q 11 is multiplied, MOSFE
Feedback is applied in the order of TQ 16 , Q 15 , Q 13 , Q 14 , and Q 16 . For example, if the current of the bit line bit is bi
If t is larger than the bar, the current is increased MOSFET Q 11, MOSFET Q 12 receives this, Q 18, Q 17
Current increases sequentially. Thus current MOSFET Q 11 is increased. On the other hand, the current is decreased MOSFET Q 16, In response to this MOSFET Q 15, Q 13, current Q 14 decreases sequentially. Thus current MOSFET Q 16 is reduced.

【0075】また、制御信号C1をハイレベルとした場
合、トランスファーゲートT11,T12がオフ状態にさ
れ、MOSFETQ11,Q13,Q16,Q18のドレイン
が、ノード11,12から切り離される。この場合、M
OSFETQ12,Q14,Q15,Q17によりラッチ型の電
流センスアンプが構成される。したがって、第1の実施
形態の場合と同様に、電流センスモードおよびラッチモ
ードを切り替えることができる。この場合の動作は、第
1の実施形態の場合と同様であるので、説明を省略す
る。以上により、この第2の実施形態によるセンスアン
プによっても、第1の実施形態によるセンスアンプと同
様な効果を得ることができる。
When the control signal C1 is at a high level, the transfer gates T 11 and T 12 are turned off, and the drains of the MOSFETs Q 11 , Q 13 , Q 16 and Q 18 are disconnected from the nodes 11 and 12. . In this case, M
The OSFETs Q 12 , Q 14 , Q 15 and Q 17 constitute a latch-type current sense amplifier. Therefore, as in the case of the first embodiment, the current sense mode and the latch mode can be switched. The operation in this case is the same as that of the first embodiment, and the description is omitted. As described above, the same effect as the sense amplifier according to the first embodiment can be obtained by the sense amplifier according to the second embodiment.

【0076】次に、この発明の第3の実施形態について
説明する。図4は、CMOSトランジスタを用いて構成
された、この発明の第3の実施形態による電流検出型の
センスアンプを、SRAMに用いた場合の構成例を示す
回路図である。図4において、図3と同一または対応す
る部分には、同一の符号を付し説明を省略する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration example when a current detection type sense amplifier according to the third embodiment of the present invention, which is configured using CMOS transistors, is used for an SRAM. In FIG. 4, the same or corresponding portions as in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0077】図4に示すように、この第3の実施形態に
よるセンスアンプは、図3に示した第2の実施形態によ
るセンスアンプと同様な構成に加えて、ノード11,1
2をイコライズするためのイコライズ回路を有する。こ
のイコライズ回路は、トランスファーゲートT13および
インバータ15,16により構成される。符号EQは、
トランスファーゲートT13のオン/オフを制御するため
のイコライズ信号である。このイコライズ回路におい
て、トランスファーゲートT13は、ノード11およびノ
ード12の間に接続される。イコライズ信号EQは、イ
ンバータ15の入力端子に供給される。インバータ15
の出力端子は、トランスファーゲートT13を構成するp
チャネルMOSFETのゲートと接続されるとともに、
インバータ16の入力端子と接続される。インバータ1
6の出力端子は、トランスファーゲートT13を構成する
nチャネルMOSFETのゲートと接続される。
As shown in FIG. 4, the sense amplifier according to the third embodiment has the same structure as the sense amplifier according to the second embodiment shown in FIG.
2 has an equalizing circuit for equalizing. The equalizing circuit is constituted by the transfer gates T 13 and an inverter 15. The code EQ is
A equalizing signal for controlling on / off of the transfer gate T 13. In this equalize circuit, the transfer gate T 13 is connected between node 11 and node 12. The equalizing signal EQ is supplied to an input terminal of the inverter 15. Inverter 15
The output terminal, p constituting the transfer gate T 13
Connected to the gate of the channel MOSFET,
Connected to the input terminal of inverter 16. Inverter 1
Output terminal 6 is connected to the gate of n-channel MOSFET constituting the transfer gate T 13.

【0078】この第3の実施形態によるセンスアンプに
よれば、第1の実施形態によるセンスアンプと同様な効
果に加えて、次のような効果を併せて得ることができ
る。すなわち、このセンスアンプは、出力信号OUTバ
ーの出力部であるノード11と、出力信号OUTの出力
部であるノード12との間にイコライズ回路を有するの
で、ラッチモードから電流センスモードに変化するとき
のスイングスピードの高速化や、センシング前の出力の
イコライズが可能となり、さらなる高速化を図ることが
できる 以上この発明の実施形態について具体的に説明したが、
この発明は、上述の実施形態に限定されるものではな
く、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能で
ある。例えば、実施形態において挙げた構成などはあく
まで例にすぎず、これに限定されるものではない。具体
的には、例えば、上述の第3の実施形態において、従来
のラッチ型のセンスアンプと同様に、2種類のイコライ
ズ回路を設けてもよい。この場合、制御信号C1を常に
ハイレベルとして、電流検出型のラッチ型のセンスアン
プのみの動作を行うことも可能である。
According to the sense amplifier of the third embodiment, the following effect can be obtained in addition to the same effect as the sense amplifier of the first embodiment. That is, since this sense amplifier has an equalizing circuit between the node 11 which is the output section of the output signal OUT and the node 12 which is the output section of the output signal OUT, when the mode changes from the latch mode to the current sense mode. Higher swing speed and equalization of output before sensing are possible, and further higher speed can be achieved.
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications based on the technical idea of the present invention are possible. For example, the configurations and the like described in the embodiments are merely examples, and the present invention is not limited thereto. Specifically, for example, in the above-described third embodiment, two types of equalizing circuits may be provided as in the conventional latch-type sense amplifier. In this case, the control signal C1 can always be set to the high level, and only the operation of the current detection type latch type sense amplifier can be performed.

【0079】[0079]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、スタティックなフィードバックバイアス型のセンス
アンプの長所と、ラッチ型のセンスアンプの長所とを兼
ね備えた電流検出型のセンスアンプが一つの回路で実現
され、電源電圧が低い場合でも、安定、かつ、高速なメ
モリ出力を得ることができるとともに、タイミング制御
の簡略化を図ることができる。
As described above, according to the present invention, a current detection type sense amplifier having both advantages of a static feedback bias type sense amplifier and advantages of a latch type sense amplifier is provided in one circuit. Even when the power supply voltage is low, a stable and high-speed memory output can be obtained, and the timing control can be simplified.

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

【図1】 この発明の第1の実施形態による電流検出型
のセンスアンプをSRAMに用いた場合の構成例を示す
回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration example when a current detection type sense amplifier according to a first embodiment of the present invention is used in an SRAM;

【図2】 この発明の第1の実施形態による電流検出型
のセンスアンプの動作を説明するためのタイミングチャ
ートである。
FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the current detection type sense amplifier according to the first embodiment of the present invention;

【図3】 この発明の第2の実施形態による電流検出型
のセンスアンプをSRAMに用いた場合の構成例を示す
回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example when a current detection type sense amplifier according to a second embodiment of the present invention is used in an SRAM;

【図4】 この発明の第3の実施形態による電流検出型
のセンスアンプをSRAMに用いた場合の構成例を示す
回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration example when a current detection type sense amplifier according to a third embodiment of the present invention is used in an SRAM;

【図5】 従来の電流検出型のフィートバックバイアス
型のセンスアンプをSRAMに用いた場合の構成例を示
す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration example in the case where a conventional current detection type foot-back bias type sense amplifier is used in an SRAM.

【図6】 図5に示した電流センスアンプ101の等価
回路を示す回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of the current sense amplifier 101 shown in FIG.

【図7】 従来の電流検出型のラッチ型のセンスアンプ
をSRAMに用いた場合の構成例を示す回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration example when a conventional current detection type latch sense amplifier is used in an SRAM.

【図8】 従来の電流検出型のラッチ型のセンスアンプ
の動作を説明するためのタイミングチャートである。
FIG. 8 is a timing chart for explaining an operation of a conventional current detection type latch type sense amplifier.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,2・・・電流センスアンプ、1a,1b,2a,2
b・・・ノード、Q1〜Q8 ・・・MOSFET、SW
1,SW2・・・スイッチ、bit,bitバー・・・
ビット線、OUT,OUTバー・・・出力信号、C1・
・・制御信号
1, 2,..., Current sense amplifier, 1a, 1b, 2a, 2
b ··· node, Q 1 ~Q 8 ··· MOSFET, SW
1, SW2 ... switch, bit, bit bar ...
Bit line, OUT, OUT bar ... output signal, C1
··Control signal

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ビット線から与えられる相補的な入力電
流を検出してメモリ出力を取り出すようにした電流検出
型のセンスアンプにおいて、 上記ビット線からの相補的な入力電流が与えられ、上記
入力電流を正帰還する電流フィードバックループを含む
第1のセンスアンプと、 上記第1のセンスアンプに対する方向とは異なる方向
に、上記ビット線からの相補的な入力電流が与えられ、
上記入力電流を正帰還する電流フィードバックループを
含む第2のセンスアンプとを備え、 上記第1のセンスアンプに対するバイアスとして上記第
2のセンスアンプの出力を与え、上記第2のセンスアン
プに対するバイアスとして上記第1のセンスアンプの出
力を与え、 上記第1のセンスアンプおよび上記第2のセンスアンプ
から相補的なメモリ出力を取り出すようにしたことを特
徴とするセンスアンプ
1. A current detection type sense amplifier which detects a complementary input current supplied from a bit line to take out a memory output, wherein a complementary input current from the bit line is supplied, and A first sense amplifier including a current feedback loop for positively feeding a current; and a complementary input current from the bit line in a direction different from the direction to the first sense amplifier.
A second sense amplifier including a current feedback loop that positively feeds back the input current, wherein an output of the second sense amplifier is provided as a bias for the first sense amplifier, and a bias for the second sense amplifier is provided. A sense amplifier for receiving an output of the first sense amplifier and extracting a complementary memory output from the first sense amplifier and the second sense amplifier;
【請求項2】 上記第1のセンスアンプおよび上記第2
のセンスアンプの上記電流フィードバックループをオン
し、上記電流フィードバックループにより上記ビット線
から与えられる相補的な入力電流を検出する電流センス
モードと、 上記第1のセンスアンプおよび上記第2のセンスアンプ
の上記電流フィードバックループをオフし、上記ビット
線から与えられる相補的な入力電流に基づく情報をラッ
チするラッチモードとを切り換えるスイッチ手段を設け
るようにしたことを特徴とする請求項1記載のセンスア
ンプ。
2. The first sense amplifier and the second sense amplifier.
A current sense mode for turning on the current feedback loop of the sense amplifier and detecting a complementary input current supplied from the bit line by the current feedback loop; and a current sense mode for the first sense amplifier and the second sense amplifier. 2. The sense amplifier according to claim 1, further comprising switch means for turning off the current feedback loop and switching between a latch mode for latching information based on a complementary input current supplied from the bit line.
【請求項3】 上記第1のセンスアンプおよび上記第2
のセンスアンプからの相補的なメモリ出力をイコライズ
するイコライズ回路を設けるようにした請求項2記載の
センスアンプ。
3. The first sense amplifier and the second sense amplifier.
3. The sense amplifier according to claim 2, further comprising an equalizing circuit for equalizing a complementary memory output from said sense amplifier.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
US9047966B2 (en) 2012-08-17 2015-06-02 Samsung Electronics Co., Ltd. Architecture of magneto-resistive memory device

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