JPH11260064A - Sense amplifier - Google Patents

Sense amplifier

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Publication number
JPH11260064A
JPH11260064A JP5674398A JP5674398A JPH11260064A JP H11260064 A JPH11260064 A JP H11260064A JP 5674398 A JP5674398 A JP 5674398A JP 5674398 A JP5674398 A JP 5674398A JP H11260064 A JPH11260064 A JP H11260064A
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JP
Japan
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sense
pair
sense amplifier
signal lines
sensing
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Application number
JP5674398A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Sakata
浩司 坂田
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH11260064A publication Critical patent/JPH11260064A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sense amplifier which requires a low power consumption and is capable of performing a readout operation at a high speed. SOLUTION: A sense amplifier 1 is composed of an isolation circuit 10, a current supply circuit 20, a sense circuit 30 and a latch circuit 40 which are configured by cross-coupling inputs and outputs of two CMOS inverters 31, 32. The sense amplifier 1 is isolated from a data line pair DL, *DL except when data is to be read out from a memory cell. At the time of the data readout from the memory cell, the sense amplifier 1 supplies current from its current supply circuit 20 to the sense circuit 30 so as to raise the sensing speed of the sense circuit 30, and latches the sensing result by the latch circuit 40 to be output.

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】本発明は、SRAM(スタテ
ィックRAM)等の半導体メモリに用いられるセンスア
ンプに関し、特に半導体メモリセルからのデータの読み
出しを高速化する上で好適な差動形のセンスアンプに関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sense amplifier used in a semiconductor memory such as an SRAM (static RAM), and more particularly to a differential sense amplifier suitable for speeding up data reading from a semiconductor memory cell. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、SRAM等の半導体メモリに用い
られる差動形センスアンプとしては、MOSFET等で
構成されるカレントミラー型のセンスアンプが主に使用
されている。また、このカレントミラー型のセンスアン
プは、その特性上、直流(DC)電流の消費が多いた
め、同差動形センスアンプとしては、DC電流の消費が
少ないラッチ型のセンスアンプも多く使用されている。
そして、このようなラッチ型センスアンプとしては、例
えば特開平8−77780号公報に掲載された差動型セ
ンスアンプが知られている。同公報に記載されている差
動型(ラッチ型)センスアンプの構成を図5に示す。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a differential sense amplifier used in a semiconductor memory such as an SRAM, a current mirror type sense amplifier constituted by a MOSFET or the like is mainly used. Since the current mirror type sense amplifier consumes a large amount of direct current (DC) due to its characteristics, a latch type sense amplifier which consumes a small amount of DC current is often used as the differential type sense amplifier. ing.
As such a latch type sense amplifier, for example, a differential type sense amplifier disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-77780 is known. FIG. 5 shows a configuration of a differential (latch type) sense amplifier described in the publication.

【0003】同図5においては、破線にて囲んだ部分が
センスアンプを構成し、同センスアンプによるメモリセ
ルからのデータが読み出しは、次のようにして行われ
る。読み出し時、まずビット線対BL,*BL(*は論
理反転を示す)は、電源電圧VDDにプリチャージされ
る。次に、読み出すメモリセルが接続されているワード
線が選択される。このときYセレクトはまだ全てオフと
なっているため、センスアンプにはDC電流は流れな
い。また、このとき読み出しデータ線対RL,*RL
は、nチャネルMOSトランジスタ(以下、nMOSト
ランジスタと記す)56によりグランドレベルにプルダ
ウンされている。そして、ビット線対BL及び*BLに
ある程度の電位差が生じた時点でセンスアンプのスイッ
チnMOSトランジスタ57をオンにするとともに前記
プルダウンnMOSトランジスタ56をオフにする。こ
のとき、Yセレクトを1つだけオンにすると、ビット線
対BL及び*BLの電位差にしたがって読み出しデータ
線対RL,*RLのいずれかが論理ハイ(H)レベルと
なり読み出しが終了する。こうしてセンスが終了する
と、CMOSインバータ55の特性により、センスアン
プの電流は自動的にカットされる。
In FIG. 5, a portion surrounded by a broken line constitutes a sense amplifier, and data read from a memory cell by the sense amplifier is performed as follows. At the time of reading, first, the bit line pair BL, * BL (* indicates logical inversion) is precharged to the power supply voltage VDD. Next, the word line to which the memory cell to be read is connected is selected. At this time, since all the Y-selects are still off, no DC current flows through the sense amplifier. At this time, the read data line pair RL, * RL
Are pulled down to the ground level by an n-channel MOS transistor (hereinafter referred to as an nMOS transistor) 56. When a certain potential difference occurs between the bit line pair BL and * BL, the switch nMOS transistor 57 of the sense amplifier is turned on and the pull-down nMOS transistor 56 is turned off. At this time, when only one Y select is turned on, one of the read data line pair RL and * RL becomes a logic high (H) level according to the potential difference between the bit line pair BL and * BL, and the read ends. When the sensing is completed, the current of the sense amplifier is automatically cut off due to the characteristics of the CMOS inverter 55.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のセンスアンプにおいては、CMOSインバータ55
を構成するpチャネルMOSトランジスタ(以下、pM
OSトランジスタと記す)55aはYセレクトを構成す
るpMOSトランジスタ54を介してメモリセルに接続
されている。このため、同センスアンプの論理Hレベル
電圧の供給源はメモリセルしかない。しかも、その論理
Hレベル電圧は電源電圧VDDよりも低いものとなって
いる。そのため、センスアンプとしての読み出し速度に
も自ずと限界が生じ、ひいてはSRAMのアスセス時間
を長大化する要因ともなっている。
In the above-described conventional sense amplifier, the CMOS inverter 55 is used.
P-channel MOS transistor (hereinafter referred to as pM
The OS transistor 55a is connected to the memory cell via the pMOS transistor 54 constituting Y select. Therefore, the source of the logic H level voltage of the sense amplifier is only the memory cell. In addition, the logic H level voltage is lower than the power supply voltage VDD. For this reason, the reading speed of the sense amplifier is naturally limited, which is also a factor of prolonging the SRAM access time.

【0005】この発明は、このような実情に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、低消費電力
であるとともにより高速な読み出し動作を可能とするセ
ンスアンプを提供することにある。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a sense amplifier which consumes less power and enables a higher-speed read operation. .

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1に記載の発明では、半導体メモリのメモ
リセルに接続された一対の信号線間に設けられて該信号
線間の電位差を増幅するセンスアンプであって、センス
時、センス部に電流を供給する電流供給手段を備えるこ
とをその要旨とする。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a semiconductor memory device is provided between a pair of signal lines connected to a memory cell of a semiconductor memory. A gist of the present invention is to provide a sense amplifier for amplifying a potential difference and including a current supply unit for supplying a current to a sense unit during sensing.

【0007】また、請求項2に記載の発明では、請求項
1記載のセンスアンプにおいて、前記センス部は前記一
対の信号線間の電位差に基づいて同一対の信号線上の信
号を増幅するものであり、前記電流供給手段は同センス
部のセンス開始時これに電流を供給するものであること
をその要旨とする。
According to a second aspect of the present invention, in the sense amplifier according to the first aspect, the sensing section amplifies signals on the same pair of signal lines based on a potential difference between the pair of signal lines. The gist is that the current supply means supplies a current to the sensing unit when the sensing unit starts sensing.

【0008】また、請求項3に記載の発明では、請求項
1または2記載のセンスアンプにおいて、前記センス部
は、各々pチャネル電界効果トランジスタ及びnチャネ
ル電界効果トランジスタによって構成されるとともに同
pチャネル電界効果トランジスタのソース側に前記一対
の信号線からの信号を入力し、その入出力がクロスカッ
プル接続される一対のインバータと、該一対のインバー
タとグランド間に接続されてセンス時にオンとされるn
チャネル電界効果トランジスタと、同一対のインバータ
の各々の出力端に接続されて該出力端の電位をセンス開
始前に所定レベルとする一対のプルダウンnチャネル電
界効果トランジスタとを有してなり、前記電流供給手段
は、前記センス部の前段にあって、同センス部のセンス
開始時、前記一対の信号線に電流を供給する4個のpチ
ャネル電界効果トランジスタを有してなることをその要
旨とする。
According to a third aspect of the present invention, in the sense amplifier according to the first or second aspect, each of the sense units includes a p-channel field-effect transistor and an n-channel field-effect transistor. A signal from the pair of signal lines is input to the source side of the field effect transistor, and its input and output are connected to a pair of inverters that are cross-coupled, and are connected between the pair of inverters and ground and turned on during sensing. n
A channel field-effect transistor, and a pair of pull-down n-channel field-effect transistors connected to each output terminal of the same pair of inverters and setting the potential of the output terminal to a predetermined level before starting sensing. The gist is that the supply means includes four p-channel field-effect transistors which are in front of the sensing unit and supply current to the pair of signal lines when the sensing unit starts sensing. .

【0009】また、請求項4に記載のセンスアンプの発
明では、請求項2または3記載のセンスアンプにおい
て、前記センス部の非能動時に同センス部及び前記電流
供給手段を前記メモリセルから分離する分離手段と、前
記センス部の能動時における同センス部の出力をラッチ
するラッチ回路とを更に備えることをその要旨とする。
According to a fourth aspect of the present invention, when the sense section is inactive, the sense section and the current supply means are separated from the memory cell. The gist of the present invention is to further include a separating unit and a latch circuit for latching an output of the sense unit when the sense unit is active.

【0010】また、請求項5に記載の発明では、半導体
メモリのメモリセルに接続された一対の信号線間に設け
られて該信号線間の電位差を増幅するセンスアンプであ
って、各々pチャネルMOSトランジスタのソース側に
前記一対の信号線からの信号を入力し、その入出力がク
ロスカップル接続される一対のCMOSインバータと、
該一対のCMOSインバータとグランド間に接続されて
センス時にオンとされるnチャネルMOSトランジスタ
と、同一対のCMOSインバータの各々の出力端に接続
されて該出力端の電位をセンス開始前に所定レベルとす
る一対のプルダウンnMOSトランジスタとを有してな
るセンス部と、前記センス部の前段にあって、同センス
部のセンス開始時、前記一対の信号線に電流を供給する
4個のpチャネルMOSトランジスタを有してなる電流
供給手段と、前記センス部の非能動時に同センス部及び
前記電流供給手段を前記メモリセルから分離する分離手
段と、前記センス部の能動時における同センス部の出力
をラッチするラッチ回路と、を備えることをその要旨と
する。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a sense amplifier provided between a pair of signal lines connected to a memory cell of a semiconductor memory and amplifying a potential difference between the signal lines, wherein each of the sense amplifiers includes a p-channel amplifier. A pair of CMOS inverters that input a signal from the pair of signal lines to a source side of a MOS transistor and that input and output are cross-coupled;
An n-channel MOS transistor connected between the pair of CMOS inverters and the ground and turned on at the time of sensing, and connected to each output terminal of the same pair of CMOS inverters to set the potential of the output terminal to a predetermined level before the start of sensing. A sense unit having a pair of pull-down nMOS transistors, and four p-channel MOS transistors, which are in front of the sense unit and supply current to the pair of signal lines when the sense unit starts sensing. A current supply unit having a transistor, a separation unit for separating the sense unit and the current supply unit from the memory cell when the sense unit is inactive, and an output of the sense unit when the sense unit is active. And a latch circuit for latching.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明のセンスアンプをス
タティックRAMに適用した一実施の形態を、図1〜図
4に基づき詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment in which a sense amplifier of the present invention is applied to a static RAM will be described below in detail with reference to FIGS.

【0012】図2は、スタティックRAMにおいて、メ
モリセルからのデータ読み出しに係る部分の構成を概略
的に示すものである。同図2において、メモリセルMC
は行列状に配列され、その各々のメモリセルMCがビッ
ト線対BL,*BL(*は論理反転を示す)間に接続さ
れるとともに、一本のワード線WLに接続されている。
また、ビット線対BL,*BLの一端間には、同ビット
線対BL,*BLを非センス時において同電位とするた
めのプリチャージ・イコライズ回路PE1が接続されて
いる。一方、ビット線対BL,*BLの他端は、同図2
に示すように、列選択用のnMOSトランジスタQS
1,QS2を介して一対のデータ線DL,*DLに接続
されている。このデータ線対DL,*DLには所定数、
例えば8対の前記ビット線対BL,*BLが接続され、
また同データ線対DL,*DL間には、前記ビット線対
BL,*BL間と同様に、非センス時において同データ
線対DL,*DLを同電位とするためのプリチャージ・
イコライズ回路PE2が接続されている。そして、この
データ線対DL,*DLにはセンスアンプ1が接続され
ている。
FIG. 2 schematically shows a configuration of a portion related to reading data from a memory cell in a static RAM. In FIG. 2, memory cell MC
Are arranged in a matrix, and each of the memory cells MC is connected between a pair of bit lines BL and * BL (* indicates logical inversion) and is connected to one word line WL.
A precharge / equalize circuit PE1 for connecting the same bit line pair BL, * BL to the same potential when not sensing is connected between one ends of the bit line pair BL, * BL. On the other hand, the other end of the bit line pair BL, * BL is
As shown in FIG.
1 and QS2 are connected to a pair of data lines DL and * DL. This data line pair DL, * DL has a predetermined number,
For example, eight pairs of the bit lines BL and * BL are connected,
Similarly, between the pair of data lines DL and * DL, as in the case of the pair of bit lines BL and * BL, a precharge circuit for setting the same potential of the pair of data lines DL and * DL to the same potential during the non-sense period.
The equalizing circuit PE2 is connected. The sense amplifier 1 is connected to the data line pair DL, * DL.

【0013】このような構成において、所定メモリセル
MCからデータ線DL,*DLへの接続は、行デコーダ
(図示略)によって所定のワード線WLが選択されると
ともに、列デコーダ(図示略)によって所定の列選択線
SELが選択され前記列選択トランジスタQS1,QS
2がオンすることにより、特定のビット線対BL,*B
Lのみが同データ線DL,*DLに接続されることによ
り行われる。
In such a configuration, the connection from the predetermined memory cell MC to the data lines DL and * DL is performed by selecting a predetermined word line WL by a row decoder (not shown) and by connecting a column decoder (not shown). When a predetermined column selection line SEL is selected, the column selection transistors QS1, QS
2 is turned on, a specific bit line pair BL, * B
This is performed by connecting only L to the data lines DL, * DL.

【0014】次に、前記センスアンプ1の構成を図1に
基づき説明する。同図1に示されるように、センスアン
プ1は、分離回路10、電流供給回路20、センス回路
30及びラッチ回路40等を備えて構成される。
Next, the configuration of the sense amplifier 1 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the sense amplifier 1 includes a separation circuit 10, a current supply circuit 20, a sense circuit 30, a latch circuit 40, and the like.

【0015】前記分離回路10は、一対のnMOSトラ
ンジスタ11,12のゲートを互いに結合したもので構
成され、同図1に示されるように、同ゲートにはセンス
アンプ1の活性化を制御する制御信号ENが入力され
る。また、同トランジスタ11,12のドレインは各々
前記データ線DL,*DLに接続され、同トランジスタ
11,12のソースは各々電流供給回路20に接続され
る。そして、この分離回路10により、前記制御信号E
Nが論理ロー(L)レベルのときセンスアンプ1は前記
データ線DL,*DLと電気的に分離される。
The isolation circuit 10 is formed by connecting the gates of a pair of nMOS transistors 11 and 12 to each other. As shown in FIG. 1, a control circuit for controlling the activation of the sense amplifier 1 is provided at the gate. Signal EN is input. The drains of the transistors 11 and 12 are connected to the data lines DL and * DL, respectively, and the sources of the transistors 11 and 12 are connected to the current supply circuit 20. Then, the separation signal 10 causes the control signal E
When N is at a logic low (L) level, the sense amplifier 1 is electrically separated from the data lines DL and * DL.

【0016】また、前記電流供給回路20は、4個のp
MOSトランジスタ21,22,23,24から構成さ
れ、センス開始時、電源電圧VDDからトランジスタ2
1及び23を介してセンス線*SLに、同じくトランジ
スタ22及び24を介してセンス線SLに電流を供給す
る。その供給の制御は、同1図に示すように、pMOS
トランジスタ23及び同トランジスタ24のゲートに印
加される制御信号*ENにより行われる。なお、トラン
ジスタ23及び24のソース出力をセンス線対SL,*
SLに対してクロスさせるのは、センスロジックの調整
をとるためである。すなわち、pMOSトランジスタ2
1,22のゲート電圧とソース・ドレイン電流の特性に
より、ゲート電圧の低い方(センス線対SL,*SLの
電圧の低い方)が先に「オン」し、そのとき、電源電圧
VDDからの電圧及び電流供給を論理Hレベル側のセン
ス線に行うためである。
The current supply circuit 20 has four p
MOS transistors 21, 22, 23, and 24. At the start of sensing, the power supply voltage VDD
A current is supplied to the sense line * SL via 1 and 23, and also to the sense line SL via the transistors 22 and 24. The supply is controlled by a pMOS as shown in FIG.
This is performed by a control signal * EN applied to the gates of the transistors 23 and 24. The source outputs of the transistors 23 and 24 are connected to the sense line pair SL, *
The reason for crossing SL is to adjust sense logic. That is, the pMOS transistor 2
According to the characteristics of the gate voltage and the source / drain current of the gate lines 1 and 22, the lower gate voltage (the lower voltage of the pair of sense lines SL and * SL) is turned on first, at which time the power supply voltage VDD This is to supply voltage and current to the sense line on the logical H level side.

【0017】また、センス回路30は、2個のCMOS
インバータ31,32の入出力がクロスカップル接続さ
れるとともに、各インバータ31,32の出力端SA
O,*SAOにプルダウンnMOSトランジスタ35,
36が接続されている。このプルダウンnMOSトラン
ジスタ35,36のゲートには前記制御信号*ENが印
加され、同制御信号*ENが論理Hレベルのときに前記
各インバータ31,32の出力端SAO,*SAOは、
例えばグランド(GND)レベルにイコライズされる。
また、各インバータ31,32のpMOSトランジスタ
31a,32aのソース端子は各々センス線対SL,*
SL(データ線対DL,*DL)と接続し、同インバー
タ31,32のnMOSトランジスタ31b,32bの
ソース端子は各々共通接続されるとともにその共通接続
点にはスイッチnMOSトランジスタ37が接続されて
いる。このスイッチnMOSトランジスタ37のゲート
には前記制御信号ENが印加され、同制御信号ENが論
理Hレベルのときセンス回路30(センスアンプ1)が
活性化され、メモリデータのセンス及びラッチ動作が開
始される。
The sense circuit 30 includes two CMOSs.
The inputs and outputs of the inverters 31 and 32 are cross-coupled, and the output terminals SA of the inverters 31 and 32 are connected.
O, * SAO to pull-down nMOS transistor 35,
36 are connected. The control signal * EN is applied to the gates of the pull-down nMOS transistors 35 and 36. When the control signal * EN is at the logic H level, the output terminals SAO and * SAO of the inverters 31 and 32
For example, it is equalized to a ground (GND) level.
The source terminals of the pMOS transistors 31a and 32a of the inverters 31 and 32 are connected to the sense line pairs SL and *, respectively.
SL (data line pair DL, * DL), the source terminals of the nMOS transistors 31b, 32b of the inverters 31, 32 are commonly connected, and a switch nMOS transistor 37 is connected to the common connection point. . The control signal EN is applied to the gate of the switch nMOS transistor 37, and when the control signal EN is at the logical H level, the sense circuit 30 (sense amplifier 1) is activated, and the sensing and latching operation of the memory data is started. You.

【0018】このセンス回路30からのデータは出力端
SAO,*SAOからラッチ回路40に送られ、同セン
スデータがラッチされる。このラッチ回路40は、同図
1に示すように、2個のインバータ回路41,42、及
び2個のナンド回路43,44から構成される周知のも
のである。
The data from the sense circuit 30 is sent to the latch circuit 40 from the output terminals SAO and * SAO, and the sense data is latched. As shown in FIG. 1, the latch circuit 40 is a well-known latch circuit composed of two inverter circuits 41 and 42 and two NAND circuits 43 and 44.

【0019】次に、上記構成によるセンスアンプ1の動
作を、図3に示すタイムチャートを参照して説明する。
なお、同図3に示す以前の時刻において、ビット線対B
L,*BL及びデータ線対DL,*DLは、各々前記プ
リチャージ・イコライズ回路PE1,PE2により論理
Hレベルにプリチャージされているものとする(図3
(b)、図3(d))。また、図3(h)に示すよう
に、センス回路の出力端SAO,*SAOはグランドレ
ベルにイコライズされているものとする。さらに、デー
タを読み出すメモリセルMCのアドレス指定はすでに終
了しているものとする。
Next, the operation of the sense amplifier 1 having the above configuration will be described with reference to a time chart shown in FIG.
Note that, at the time before the time shown in FIG.
L, * BL and the data line pair DL, * DL are precharged to a logic H level by the precharge / equalize circuits PE1, PE2, respectively (FIG. 3).
(B), FIG. 3 (d)). Also, as shown in FIG. 3 (h), the output terminals SAO and * SAO of the sense circuit are equalized to the ground level. Further, it is assumed that the addressing of the memory cell MC from which data is to be read has already been completed.

【0020】さて、図3に示す時刻t0において、デー
タを読み出すメモリセルMCを指定するためのワード線
選択パルスWL及びビット線対選択パルスSELがほぼ
同時に立ち上がりを開始し、所定のワード線WL及びビ
ット線対BL,*BLが選択されるものとする(図3
(a)、図3(c))。なお、これらの選択パルスは、
各々図示しない行アドレス信号及び列アドレス信号に基
づき生成される。すると、図3(b)に示すように、論
理Hレベルにプリチャージされたビット線対BL,*B
Lのうち一方が論理Lレベルに向けてゆっくり変化して
いく。そして、図3(d)に示すように、このビット線
対BL,*BLの変化に対応して、データ線対DL,*
DLも同様にそのうち一方が論理Lレベルに向けてゆっ
くり変化していく。
At time t0 shown in FIG. 3, a word line selection pulse WL and a bit line pair selection pulse SEL for designating a memory cell MC from which data is to be read start rising almost simultaneously, and a predetermined word line WL and It is assumed that bit line pair BL, * BL is selected (FIG.
(A), FIG. 3 (c)). Note that these selection pulses are
Each is generated based on a row address signal and a column address signal (not shown). Then, as shown in FIG. 3B, the bit line pair BL, * B precharged to the logic H level
One of L gradually changes toward the logical L level. Then, as shown in FIG. 3D, in response to the change of the bit line pair BL, * BL, the data line pair DL, * BL
Similarly, one of the DLs slowly changes toward the logic L level.

【0021】次に、図3に示す時刻t1において、制御
信号ENが立ち上がりを開始するとともに、制御信号*
ENが立ち下がりを開始すると、図1に示したセンスア
ンプ1が活性化される。すなわち、同図1において分離
回路10の一対のnMOSトランジスタ11,12が
「オン」となり、データ線対DL,*DLとセンス線対
SL,*SLとが結合される。また、センス回路30の
プルダウンnMOSトランジスタ35,36が「オフ」
し、同回路30のスイッチnMOSトランジスタ37が
「オン」するため、センス回路30はセンス動作を開始
する。
Next, at time t1 shown in FIG. 3, the control signal EN starts rising and the control signal *
When EN starts to fall, the sense amplifier 1 shown in FIG. 1 is activated. That is, in FIG. 1, the pair of nMOS transistors 11 and 12 of the separation circuit 10 are turned on, and the data line pair DL and * DL and the sense line pair SL and * SL are coupled. Further, the pull-down nMOS transistors 35 and 36 of the sense circuit 30 are turned off.
Then, since the switch nMOS transistor 37 of the circuit 30 is turned “on”, the sense circuit 30 starts the sensing operation.

【0022】ところで、本実施の形態のセンスアンプ1
においては、上述したように、このセンス回路30の入
力側に電流供給回路20を設けているため同センス回路
30のセンス速度を速めることができる。すなわち、制
御信号*ENが立ち下がると、図1に示す電流供給回路
20のpMOSトランジスタ23,24が「オン」し、
同回路20のpMOSトランジスタ21,22のゲート
電圧に応じた電流が、印加される電源電圧VDDによっ
て、前記トランジスタ23,24を介してセンス回路3
0に供給される。具体的には、センス線対SL,*SL
の内、論理Hレベルのセンス線のみに速く電源電圧VD
Dが印加されるようになる。そのときのセンス線対S
L,*SL及びセンス回路30のセンス出力SAO,*
SAOの電圧変化を、図3(g)及び図3(h)にて示
す。なお、同図3(g)において、VthpはpMOS
トランジスタの閾値電圧を示し、同図3(h)におい
て、VthnはnMOSトランジスタの閾値電圧を示
す。また、図3(h)の破線はセンスアンプ1に電流供
給回路20がない場合を示し、同図3(h)に示すよう
に、同電流供給回路20があると前記出力端SAO,*
SAOの電圧変化は速くなる。これは、上述したよう
に、電流供給回路20により電源電圧VDDから電流を
センス回路30に供給して、センス出力端SAO,*S
AO、すなわち、図1に示すpMOSトランジスタ31
a,32aのいずれかのドレイン端をより速く論理Hレ
ベルに充電することができるからである。なお、図3
(h)において、VthnはnMOSトランジスタの閾
値電圧を示す。
By the way, the sense amplifier 1 of this embodiment
As described above, since the current supply circuit 20 is provided on the input side of the sense circuit 30, the sensing speed of the sense circuit 30 can be increased. That is, when the control signal * EN falls, the pMOS transistors 23 and 24 of the current supply circuit 20 shown in FIG.
A current corresponding to the gate voltages of the pMOS transistors 21 and 22 of the circuit 20 is applied to the sense circuit 3 via the transistors 23 and 24 by the applied power supply voltage VDD.
0 is supplied. Specifically, the sense line pair SL, * SL
Of the power supply voltage VD
D is applied. The sense line pair S at that time
L, * SL and the sense output SAO, * of the sense circuit 30
The voltage change of the SAO is shown in FIGS. 3 (g) and 3 (h). In FIG. 3G, Vthp is a pMOS
It shows the threshold voltage of the transistor. In FIG. 3H, Vthn shows the threshold voltage of the nMOS transistor. 3 (h) shows the case where the current supply circuit 20 is not provided in the sense amplifier 1. As shown in FIG. 3 (h), when the current supply circuit 20 is provided, the output terminals SAO, * are output.
The SAO voltage changes faster. This is because, as described above, the current is supplied from the power supply voltage VDD to the sense circuit 30 by the current supply circuit 20, and the sense output terminals SAO, * S
AO, that is, the pMOS transistor 31 shown in FIG.
This is because it is possible to charge the drain end of any one of the drain terminals a and 32a to the logic H level more quickly. Note that FIG.
In (h), Vthn indicates a threshold voltage of the nMOS transistor.

【0023】次に、センス回路30のセンス出力は、図
1に示すラッチ回路40に入力され同ラッチ回路40で
次のメモリデータ読み出し時までラッチされるともに、
読み出しデータDout,*Doutがセンスアンプ出
力端子45a,45bから出力される。この読み出しデ
ータDout,*Doutの推移を図3(i)に示す。
なお、図3(i)の破線は電流供給回路20がない場合
を示し、同図3(i)の矢印は、制御信号EN及び*E
Nによりセンスアンプ1が活性化されてから読み出しデ
ータDout,*Doutが読み出されるまでの時間、
すなわち遅延時間τdを示す。同図3(i)に示される
ように、遅延時間τdは、上述したように電流供給回路
20によってセンス時間が短縮されるため、電流供給回
路20がない場合の遅延時間τd0より短縮される。こ
の遅延時間τd及びτd0とビット線電位差ΔVとの関
係を図4に示す。同図4に示されるように、電流供給回
路20がない場合に比べ、所定値以上のビット線電位差
ΔVにおいて、遅延時間τdが大きく改善される。
Next, the sense output of the sense circuit 30 is input to the latch circuit 40 shown in FIG. 1 and is latched by the latch circuit 40 until the next memory data read operation.
Read data Dout, * Dout are output from sense amplifier output terminals 45a, 45b. FIG. 3I shows the transition of the read data Dout, * Dout.
Note that the broken line in FIG. 3I shows the case where the current supply circuit 20 is not provided, and the arrows in FIG. 3I show the control signals EN and * E.
The time from when the sense amplifier 1 is activated by N to when the read data Dout, * Dout is read out,
That is, it indicates the delay time τd. As shown in FIG. 3I, the delay time τd is shorter than the delay time τd0 when the current supply circuit 20 is not provided because the sense time is reduced by the current supply circuit 20 as described above. FIG. 4 shows the relationship between the delay times τd and τd0 and the bit line potential difference ΔV. As shown in FIG. 4, the delay time τd is greatly improved at a bit line potential difference ΔV equal to or greater than a predetermined value, as compared with the case where the current supply circuit 20 is not provided.

【0024】以上説明した実施の形態によって得られる
効果について、以下に記載する。 (1)本実施の形態によれば、センス回路30のセンス
速度が速められ、センスアンプ1が活性化されてから読
み出しデータDout,*Doutが読み出されるまで
の遅延時間τdが大きく改善される。すなわち、本セン
スアンプ1によれば、スタティックRAMのデータ読み
出し時、電流供給回路20及びセンス回路30等を備え
るため低消費電力であるとともに、そのアクセス速度を
高速化することができる。
The effects obtained by the above-described embodiment will be described below. (1) According to the present embodiment, the sensing speed of the sense circuit 30 is increased, and the delay time τd from when the sense amplifier 1 is activated to when the read data Dout, * Dout is read is greatly improved. That is, according to the present sense amplifier 1, when reading data from the static RAM, the current supply circuit 20 and the sense circuit 30 are provided, so that the power consumption is low and the access speed can be increased.

【0025】(2)本実施の形態によれば、センス回路
30の後段にラッチ回路40を設けているため、スタン
バイ状態時、同センス回路30の出力端子SAO,*S
AOをプルダウンしてグランドレベルにイコライズして
次の動作に備えることができる。また、図3(e)及び
図3(f)に示す制御信号EN及び*ENの論理Hレベ
ル(論理Lレベル)期間等を適宜に設定することができ
る。
(2) According to the present embodiment, since the latch circuit 40 is provided at the subsequent stage of the sense circuit 30, the output terminals SAO, * S of the sense circuit 30 are in the standby state.
AO can be pulled down and equalized to the ground level to prepare for the next operation. Further, the logic H level (logic L level) period and the like of the control signals EN and * EN shown in FIGS. 3E and 3F can be appropriately set.

【0026】なお、この実施の形態は、次のように変更
して具体化することも可能である。 ・本実施の形態においては、電流供給回路20を、図1
に示されるように、4個のpMOSトランジスタ21,
22,23,24によって構成する例を示したがこれに
限定されない。例えば、同電流供給回路20を、2個の
nMOSトランジスタ等によって構成されるものとして
もよい。
This embodiment can be embodied with the following modifications. In the present embodiment, the current supply circuit 20 is
, Four pMOS transistors 21,
Although the example constituted by 22, 23, and 24 was shown, it is not limited to this. For example, the current supply circuit 20 may be configured by two nMOS transistors or the like.

【0027】・本実施の形態においては、センス回路3
0の一対のインバータをCMOSインバータ31,32
によって構成する例を示したがこれに限らず、例えば同
インバータはMNOS(Metal Nitride Oxide S
emiconductor)等他の構造の電界効果トランジスタによ
って構成されものとしてもよい。また同様に、電流供給
回路20を構成するトランジスタもMNOS等によって
構成されものとしてもよい。
In the present embodiment, the sense circuit 3
0 are paired with CMOS inverters 31 and 32
However, the present invention is not limited to this. For example, the inverter may be an MNOS (Metal Nitride Oxide S).
It may be constituted by a field-effect transistor having another structure such as semiconductor. Similarly, the transistors constituting the current supply circuit 20 may be constituted by MNOS or the like.

【0028】・本実施の形態においては、センスアンプ
1をスタティックRAMに適用する例を示したがこれ限
定されず、例えば同センスアンプ1をダイナミックRA
Mのデータ読み出し回路に適用してもよい。
In this embodiment, an example in which the sense amplifier 1 is applied to a static RAM has been described. However, the present invention is not limited to this.
It may be applied to the M data read circuit.

【0029】その他、前記実施の形態から把握できる請
求項以外の技術的思想について、以下にその効果ととも
に記載する。 (1)前記半導体メモリセルはスタティックRAMを構
成するメモリセルであることを特徴とする請求項1〜5
の何れかに記載のセンスアンプ。
In addition, technical ideas other than the claims that can be grasped from the embodiment will be described below together with their effects. (1) The semiconductor memory cell is a memory cell constituting a static RAM.
The sense amplifier according to any one of the above.

【0030】同構成によれば、スタティックRAMのデ
ータ読み出し動作がより高速化される。
According to this configuration, the data read operation of the static RAM is further speeded up.

【0031】[0031]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、センス
時、電流供給手段からセンス部に電流を供給するため、
同センス部のセンス速度を速めることができる。
According to the first aspect of the present invention, at the time of sensing, current is supplied from the current supply means to the sense section.
It is possible to increase the sensing speed of the sense section.

【0032】請求項2記載の発明によれば、センス時、
センス部は低消費電力であるととも、そのセンス速度を
好適に速めることができる。請求項3記載の発明によれ
ば、前記電流供給手段及びセンス部を好適に構成でき
る。
According to the second aspect of the present invention, at the time of sensing,
The sense unit has low power consumption and can suitably increase its sensing speed. According to the third aspect of the present invention, the current supply unit and the sensing unit can be suitably configured.

【0033】請求項4記載の発明によれば、センスアン
プの消費電力をさらに低下させることができるととも
に、センス部の制御を好適に行うことができる。請求項
5記載の発明によれば、低消費電力であるとともにより
高速な読み出し動作を可能とするセンスアンプを好適に
構成できる。
According to the fourth aspect of the present invention, the power consumption of the sense amplifier can be further reduced, and the control of the sense unit can be suitably performed. According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to suitably configure a sense amplifier which consumes less power and enables a higher-speed read operation.

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

【図1】この発明に係るセンスアンプの一実施の形態を
示す回路図。
FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of a sense amplifier according to the present invention.

【図2】メモリセルの読み出しに係る構成を示す構成
図。
FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a configuration related to reading of a memory cell;

【図3】同実施の形態のセンスアンプの動作例を示すタ
イムチャート。
FIG. 3 is a time chart showing an operation example of the sense amplifier of the embodiment.

【図4】遅延時間とビット電位差の関係を示す線図。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a delay time and a bit potential difference.

【図5】従来のセンスアンプを示す回路図。FIG. 5 is a circuit diagram showing a conventional sense amplifier.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…センスアンプ 10…分離回路 20…電流供給回路 21,22,23,24…pMOSトランジスタ 30…センス回路 31,32…CMOSインバータ 35,36…プルダウンnMOSトランジスタ 37…スイッチnMOSトランジスタ 40…ラッチ回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sense amplifier 10 ... Separation circuit 20 ... Current supply circuit 21,22,23,24 ... PMOS transistor 30 ... Sense circuit 31,32 ... CMOS inverter 35,36 ... Pull down nMOS transistor 37 ... Switch nMOS transistor 40 ... Latch circuit

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体メモリのメモリセルに接続された一
対の信号線間に設けられて該信号線間の電位差を増幅す
るセンスアンプであって、 センス時、センス部に電流を供給する電流供給手段を備
えることを特徴とするセンスアンプ。
1. A sense amplifier provided between a pair of signal lines connected to a memory cell of a semiconductor memory and amplifying a potential difference between the signal lines. A sense amplifier comprising means.
【請求項2】請求項1記載のセンスアンプにおいて、 前記センス部は前記一対の信号線間の電位差に基づいて
同一対の信号線上の信号を増幅するものであり、前記電
流供給手段は同センス部のセンス開始時これに電流を供
給するものであることを特徴とするセンスアンプ。
2. The sense amplifier according to claim 1, wherein said sense section amplifies signals on the same pair of signal lines based on a potential difference between said pair of signal lines, and said current supply means includes a same current supply means. A sense amplifier for supplying a current to the unit at the start of sensing.
【請求項3】前記センス部は、各々pチャネル電界効果
トランジスタ及びnチャネル電界効果トランジスタによ
って構成されるとともに同pチャネル電界効果トランジ
スタのソース側に前記一対の信号線からの信号を入力
し、その入出力がクロスカップル接続される一対のイン
バータと、該一対のインバータとグランド間に接続され
てセンス時にオンとされるnチャネル電界効果トランジ
スタと、同一対のインバータの各々の出力端に接続され
て該出力端の電位をセンス開始前に所定レベルとする一
対のプルダウンnチャネル電界効果トランジスタとを有
してなり、 前記電流供給手段は、前記センス部の前段にあって、同
センス部のセンス開始時、前記一対の信号線に電流を供
給する4個のpチャネル電界効果トランジスタを有して
なることを特徴とする請求項1または2記載のセンスア
ンプ。
3. The sense section includes a p-channel field-effect transistor and an n-channel field-effect transistor, and inputs signals from the pair of signal lines to a source side of the p-channel field-effect transistor. A pair of inverters whose inputs and outputs are cross-coupled, an n-channel field-effect transistor connected between the pair of inverters and the ground and turned on at the time of sensing, and connected to each output terminal of the same pair of inverters A pair of pull-down n-channel field-effect transistors for setting the potential of the output terminal to a predetermined level before the start of sensing; And four p-channel field effect transistors for supplying current to the pair of signal lines. 3. The sense amplifier according to claim 1, wherein:
【請求項4】請求項2または3記載のセンスアンプにお
いて、 前記センス部の非能動時に同センス部及び前記電流供給
手段を前記メモリセルから分離する分離手段と、 前記センス部の能動時における同センス部の出力をラッ
チするラッチ回路とを更に備えることを特徴とするセン
スアンプ。
4. The sense amplifier according to claim 2, wherein said sense section and said current supply section are separated from said memory cell when said sense section is inactive, and said isolation section when said sense section is active. And a latch circuit for latching an output of the sense unit.
【請求項5】半導体メモリのメモリセルに接続された一
対の信号線間に設けられて該信号線間の電位差を増幅す
るセンスアンプであって、 各々pチャネルMOSトランジスタのソース側に前記一
対の信号線からの信号を入力し、その入出力がクロスカ
ップル接続される一対のCMOSインバータと、該一対
のCMOSインバータとグランド間に接続されてセンス
時にオンとされるnチャネルMOSトランジスタと、同
一対のCMOSインバータの各々の出力端に接続されて
該出力端の電位をセンス開始前に所定レベルとする一対
のプルダウンnチャネルMOSトランジスタとを有して
なるセンス部と、 前記センス部の前段にあって、同センス部のセンス開始
時、前記一対の信号線に電流を供給する4個のpチャネ
ルMOSトランジスタを有してなる電流供給手段と、 前記センス部の非能動時に同センス部及び前記電流供給
手段を前記メモリセルから分離する分離手段と、 前記センス部の能動時における同センス部の出力をラッ
チするラッチ回路と、 を備えることを特徴とするセンスアンプ。
5. A sense amplifier which is provided between a pair of signal lines connected to a memory cell of a semiconductor memory and amplifies a potential difference between the signal lines. A pair of CMOS inverters that receive signals from signal lines and whose inputs and outputs are cross-coupled, and an n-channel MOS transistor that is connected between the pair of CMOS inverters and the ground and is turned on at the time of sensing. A pair of pull-down n-channel MOS transistors connected to the respective output terminals of the CMOS inverter and setting the potential of the output terminals to a predetermined level before the start of sensing; At the start of sensing of the same sense section, there are four p-channel MOS transistors for supplying current to the pair of signal lines. Current supply means, separation means for separating the sense section and the current supply means from the memory cell when the sense section is inactive, and a latch circuit for latching the output of the sense section when the sense section is active And a sense amplifier comprising:
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