JPH11265594A - センスアンプ - Google Patents

センスアンプ

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JPH11265594A
JPH11265594A JP6735498A JP6735498A JPH11265594A JP H11265594 A JPH11265594 A JP H11265594A JP 6735498 A JP6735498 A JP 6735498A JP 6735498 A JP6735498 A JP 6735498A JP H11265594 A JPH11265594 A JP H11265594A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
bit line
potential
memory cell
sense amplifier
Prior art date
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Pending
Application number
JP6735498A
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English (en)
Inventor
俊樹 ▲らい▼
Toshiki Rai
Sadao Yoshikawa
定男 吉川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
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Priority to TW087121931A priority patent/TW440841B/zh
Priority to US09/270,289 priority patent/US6392447B2/en
Priority to KR10-1999-0008889A priority patent/KR100376897B1/ko
Publication of JPH11265594A publication Critical patent/JPH11265594A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 立ち上がり動作を高速化する。 【解決手段】 読み出す負荷となるトランジスタ12と
ビット線6との間にトランジスタ13を接続すると共
に、電源とビット線6との間にトランジスタ14を接続
する。ビット線6の電位VBLを受けるインバータ15の
出力をトランジスタ13、14のゲートに接続する。立
ち上がり動作において、トランジスタ12及びトランジ
スタ13を通してビット線6に電流が供給されると共
に、トランジスタ14を通してビット線6に電流が供給
されるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、しきい値の差によ
って情報を記憶したメモリセルトランジスタから情報を
読み出すセンスアンプに関する。
【0002】
【従来の技術】メモリセルが単一のトランジスタからな
る電気的に消去可能なプログラマブルROM(EEPROM:El
ectrically Erasable Programmable ROM)においては、
フローティングゲートとコントロールゲートとを有する
2重ゲート構造のトランジスタによって各メモリセルが
形成される。このような2重ゲート構造のメモリセルト
ランジスタの場合、フローティングゲートのドレイン領
域側で発生したホットエレクトロンを加速してフローテ
ィングゲートに注入することでデータの書き込みが行わ
れる。そして、フローティングゲートに電荷が注入され
たか否かによるメモリセルトランジスタの動作特性の差
を検出することで、データの読み出しが行われる。
【0003】図4は、ビット線の電位の変動を読み出し
てメモリセルトランジスタのしきい値を判定するように
したセンスアンプの構成を示すブロック図で、図5は、
その動作を説明するタイミング図である。センスアンプ
は、差動アンプ1、Pチャンネル型のMOSトランジス
タ2、Nチャンネル型のMOSトランジスタ3及びCM
OSインバータ4より構成される。読み出し負荷として
のトランジスタ2は、ゲートがドレインに接続され、ソ
ースが電源に接続される。トランジスタ3は、トランジ
スタ2のドレインとビット線6との間に接続される。イ
ンバータ4は、入力がビット線6に接続され、出力がト
ランジスタ3のゲートに接続される。そして、差動アン
プ1は、反転入力がトランジスタ2のドレインに接続さ
れ、非反転入力が基準電位Vrefに接続される。この差
動アンプ1の出力Cが、メモリセルトランジスタ5のし
きい値を読み出した判定結果となる。
【0004】メモリセルトランジスタ5は、フローティ
ングゲート及びコントロールゲートを有する2重ゲート
構造を成し、フローティングゲートに蓄積される電荷の
量に応じてしきい値を変化させる。このしきい値の変化
を記憶データに対応させることによって、所望のデータ
を記憶する。このメモリセルトランジスタ5は、読み出
し動作において、ビット線6と接地点との間に接続さ
れ、コントロールゲートに選択信号LSが印加される。
【0005】初期状態においては、メモリセルトランジ
スタ5は非選択(コントロールゲートがオフ)の状態に
あり、ビット線6は接地電位に設定されている。このよ
うな状態から、タイミングt0において電源を立ち上げ
ると、トランジスタ2のドレイン側の電位Vaは、図5
に示すように、電源電位近くまで立ち上がる。この立ち
上がりの過程では、最初にインバータ4の出力が立ち上
がった時点でトランジスタ3がオンし、ビット線6の電
位VBLが上昇する。ビット線6の電位VBLの上昇に伴っ
てインバータ4が徐々に反転を始めると、トランジスタ
3がオフする傾向となってビット線6の電位VBLの上昇
が緩やかになる。特定の時間Lを経過した時点で、トラ
ンジスタ2のドレイン側の電位Vaは、インバータ4の
しきい値に対してトランジスタ3のしきい値分だけ高い
電位となって安定する。
【0006】以上の初期設定動作が完了した後、選択信
号LSを立ち上げてメモリセルトランジスタ5のコント
ロールゲートをオンすると、しきい値に応じてメモリセ
ルトランジスタ5がオンまたはオフ状態となる。即ち、
メモリセルトランジスタ5のしきい値が選択信号LSの
波高値よりも低い場合には、メモリセルトランジスタ5
がオンしてビット線6の電位VBLが低下する。そして、
メモリセルトランジスタ5のしきい値が選択信号LSの
波高値よりも高ければ、メモリセルトランジスタ5はオ
フ状態を維持し、ビット線6の電位VBLは変動しない。
ここで、メモリセルトランジスタ5がオンしたときのビ
ット線6の電位VBLの低下の程度は、メモリセルトラン
ジスタ5の駆動能力と、トランジスタ2、3の駆動能力
とのバランスによって決定される。尚、トランジスタ2
のドレイン側の電位Vaについても、ビット線6の電位
VBLに追従して低下することになる。そこで、電位Va
の変動範囲内で基準電位Vrefを設定し、差動アンプ1
によって電位Vaの変動を検出できるようにしている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述のセンスアンプに
おいては、電源側のトランジスタ2の駆動能力を小さく
するほどドレイン側の電位Vaの変動が大きくなり、セ
ンスアンプとしての感度は良くなる。しかしながら、ト
ランジスタ2の駆動能力が小さくなると、電源の立ち上
げ時にトランジスタ3を介してビット線6へ供給する電
流が少なくなるため、ドレイン側の電位Vaが安定する
までの時間、即ち、初期設定動作に要する時間が長くな
る。従って、センスアンプの立ち上がりが遅くなり、高
速動作に対応できなくなる。
【0008】そこで本発明は、センスアンプの感度を向
上すると共に、立ち上がりを高速化を高速化することを
目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するために成されたもので、その特徴とするところ
は、メモリセルトランジスタに接続されるビット線に対
して電流を供給し、メモリセルトランジスタのオン/オ
フに応じて変動するビット線の電位を検出するセンスア
ンプであって、第1の電位に接続され、上記ビット線へ
流れる電流を電圧値として取り出す読み出し負荷と、上
記読み出し負荷及び上記ビット線の間に接続される第1
のトランジスタと、上記第1の電位及び上記ビット線の
間に接続され、上記第1のトランジスタよりも高いしき
い値を有する第2のトランジスタと、上記ビット線の電
位を受けて出力を上記第1及び第2のトランジスタのゲ
ートに与えるインバータと、上記読み出し負荷の出力電
位を一定の基準電位と比較する差動アンプと、を備え、
上記ビット線を上記メモリセルトランジスタを介して第
2の電位に接続し、上記読み出し負荷の出力電位を上記
基準電位と比較することにある。
【0010】本発明によれば、ビット線を初期電位まで
充電する初期設定動作で、ビット線に対して、読み出し
負荷及び第1のトランジスタを通る経路の他、第2のト
ランジスタを通る経路で電流が供給されるようになる。
【0011】
【発明の実施の形態】図1は、本発明のセンスアンプの
構成を示す回路図であり、図2は、その動作を説明する
タイミング図である。この図において、メモリセルトラ
ンジスタ5及びビット線6については、図4と同一のも
のである。センスアンプは、差動アンプ11、Pチャン
ネル型MOSトランジスタ12、Nチャンネル型MOS
トランジスタ13、14及びインバータ15より構成さ
れる。トランジスタ12は、電流を電圧値として取り出
すための読み出し負荷であり、ゲートがドレインに接続
され、ソースが電源に接続される。第1のトランジスタ
13は、トランジスタ12のドレインとビット線6との
間に接続される。また、第2のトランジスタ14は、第
1のトランジスタ13と比較してしきい値が高く形成さ
れ、電源とビット線6との間に接続される。ここで、第
1及び第2のトランジスタ13、14は、他のトランジ
スタ12と比較して、ゲート容量が小さく形成されてい
る。インバータ15は、入力がビット線6に接続され、
出力が第1及び第2のトランジスタ13、14の各ゲー
トに接続される。差動アンプ11は、反転入力に与えら
れるトランジスタ12のドレイン側の電位Vaと非反転
入力に与えられる基準電位Vrefとの差に応じて、判定
結果となる出力Cを取り出す。この差動アンプ11の構
成は、図4に示す差動アンプ1と同一である。
【0012】初期状態においては、メモリセルトランジ
スタ5は非選択(コントロールゲートがオフ)の状態に
あり、ビット線6は接地電位に設定されている。このよ
うな状態から、タイミングt0において電源を立ち上げ
ると、トランジスタ12のドレイン側の電位Vaは、図
5に示すように、電源電位近くまで立ち上がる。この立
ち上がりの過程では、最初にインバータ15の出力が立
ち上がった時点で第1のトランジスタ12と第2のトラ
ンジスタ14とが順次にオンし、トランジスタ12のド
レイン側の電位Vaがビット線6の電位VBLと共に上昇
する。このとき、ビット線6に対して、電源からトラン
ジスタ12及び第1のトランジスタ13を介して電流を
供給する経路とは別に、電源から第2のトランジスタ1
4を介して電流を供給する経路ができるため、ビット線
6の電位VBLは、トランジスタ12の駆動能力に関係な
く、素早く上昇する。ビット線6の電位VBLの上昇に伴
ってインバータ15が徐々に反転を始めると、第1及び
第2のトランジスタ13、14がオフする傾向となって
ビット線6の電位VBLの上昇が緩やかになる。特定の時
間Lを経過した時点で、トランジスタ12のドレイン側
の電位Vaは、インバータ15のしきい値に対して第1
のトランジスタ13または第2のトランジスタ14のし
きい値分だけ高い電位となって安定し、初期設定動作が
完了する。この初期設定動作に要する時間Lは、図4に
示すセンスアンプにおいて初期設定に要する時間Lに比
べて、第2のトランジスタ14からの電流供給の分だけ
早くなる。
【0013】センスアンプの初期設定が完了した後のメ
モリセルトランジスタ5の選択動作については、図5に
示す選択動作と同一である。この選択動作に続くビット
線6の電位VBL(トランジスタ12のドレイン側の電位
Va)の判定動作において、メモリセルトランジスタ5
がオンしてビット線6の電位VBLが降下する際には、し
きい値が高く設定される第2のトランジスタ14が第1
のトランジスタ13よりも先にオフする。第2のトラン
ジスタ14がオフした後の判定動作は、図5に示す判定
動作に一致している。
【0014】ここで、ビット線6の電位VBLの読み出し
時に読み出し負荷となるトランジスタ12については、
初期設定動作において主たる電流供給源とはならないた
め、駆動能力を小さく設定することができる。従って、
初期設定動作の遅れを伴うことなく、トランジスタ12
のドレイン側の電位Vaの変動を大きく設定する、即
ち、感度を高く設定することができるようになる。ま
た、第2のトランジスタ14のしきい値を第2のトラン
ジスタ13のしきい値よりも高く設定することは、第1
のトランジスタ13のしきい値の低下を可能にするた
め、トランジスタ12のドレイン側の電位Vaに対する
ビット線6の電位VBLの電位降下が小さくなり、低電位
駆動に有利となる。
【0015】省ゲート容量構造のトランジスタは、図3
(a)に示すように、ソース領域S及びドレイン領域D
がゲート電極Gから離れて配置される。即ち、通常のM
OSトランジスタが、図3(b)に示すように、ソース
領域S及びドレイン領域Dの端部をゲート電極Gの端部
に一致させるように形成されるのに対し、高耐圧構造の
トランジスタでは、ソース領域S及びドレイン領域Dの
端部とゲート電極Gの端部との間に間隙が設けられる。
このような高耐圧トランジスタの場合、ソース領域Sま
たはドレイン領域Dとゲート電極Gとの間の耐圧が高く
なると同時に、ゲート電極Gの寄生容量が小さくなる。
第1及び第2のトランジスタ13、14のゲート容量が
小さくなると、インバータ15の駆動能力が小さい場合
でも、第1及び第2のトランジスタ13、14のオン/
オフの動作が遅れにくくなる。従って、第1及び第2の
トランジスタ13、14を図3(a)に示すような省ゲ
ート容量構造とすることにより、センスアンプの立ち上
がり動作の遅れを防止することができるようになる。
【0016】
【発明の効果】本発明によれば、感度を向上しながら、
立ち上がり動作の遅れを防止することができ、高速動作
に対応できるセンスアンプを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のセンスアンプの構成を示す回路図であ
る。
【図2】本発明のセンスアンプの動作を説明するタイミ
ング図である。
【図3】省ゲート容量構造のトランジスタ及び通常のト
ランジスタの断面図である。
【図4】従来のセンスアンプの構成を示す回路図であ
る。
【図5】従来のセンスアンプの動作を説明するタイミン
グ図である。
【符号の説明】
1、11 差動アンプ 2、12 Pチャンネル型トランジスタ 3、13、14 Nチャンネル型トランジスタ 4、15 インバータ 5、16 メモリセルトランジスタ 6、17 ビット線

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 メモリセルトランジスタに接続されるビ
    ット線に対して電流を供給し、メモリセルトランジスタ
    のオン/オフに応じて変動するビット線の電位を検出す
    るセンスアンプであって、第1の電位に接続され、上記
    ビット線へ流れる電流を電圧値として取り出す読み出し
    負荷と、上記読み出し負荷及び上記ビット線の間に接続
    される第1のトランジスタと、上記第1の電位及び上記
    ビット線の間に接続され、上記第1のトランジスタより
    も高いしきい値を有する第2のトランジスタと、上記ビ
    ット線の電位を受けて出力を上記第1及び第2のトラン
    ジスタのゲートに与えるインバータと、上記読み出し負
    荷の出力電位を一定の基準電位と比較する差動アンプ
    と、を備え、上記ビット線を上記メモリセルトランジス
    タを介して第2の電位に接続し、上記読み出し負荷の出
    力電位を上記基準電位と比較することを特徴とするセン
    スアンプ。
  2. 【請求項2】 上記第1及び上記第2のトランジスタ
    は、ソース及びドレインがゲートから離間した省ゲート
    容量構造を有することを特徴とする請求項1に記載のセ
    ンスアンプ。
JP6735498A 1998-03-17 1998-03-17 センスアンプ Pending JPH11265594A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6735498A JPH11265594A (ja) 1998-03-17 1998-03-17 センスアンプ
TW087121931A TW440841B (en) 1998-03-17 1998-12-31 Sensor amplifier
US09/270,289 US6392447B2 (en) 1998-03-17 1999-03-16 Sense amplifier with improved sensitivity
KR10-1999-0008889A KR100376897B1 (ko) 1998-03-17 1999-03-16 센스 증폭기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6735498A JPH11265594A (ja) 1998-03-17 1998-03-17 センスアンプ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11265594A true JPH11265594A (ja) 1999-09-28

Family

ID=13342608

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6735498A Pending JPH11265594A (ja) 1998-03-17 1998-03-17 センスアンプ

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JP (1) JPH11265594A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009534782A (ja) * 2006-04-24 2009-09-24 エヌエックスピー ビー ヴィ メモリ回路およびメモリ素子の感知方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009534782A (ja) * 2006-04-24 2009-09-24 エヌエックスピー ビー ヴィ メモリ回路およびメモリ素子の感知方法

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