JPS58125282A - Rom装置用センスアンプ - Google Patents

Rom装置用センスアンプ

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JPS58125282A
JPS58125282A JP57006006A JP600682A JPS58125282A JP S58125282 A JPS58125282 A JP S58125282A JP 57006006 A JP57006006 A JP 57006006A JP 600682 A JP600682 A JP 600682A JP S58125282 A JPS58125282 A JP S58125282A
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JP
Japan
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differential
amplifier
output
differential amplifier
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP57006006A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuo Aoki
和夫 青木
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C17/00Read-only memories programmable only once; Semi-permanent stores, e.g. manually-replaceable information cards
    • G11C17/08Read-only memories programmable only once; Semi-permanent stores, e.g. manually-replaceable information cards using semiconductor devices, e.g. bipolar elements
    • G11C17/10Read-only memories programmable only once; Semi-permanent stores, e.g. manually-replaceable information cards using semiconductor devices, e.g. bipolar elements in which contents are determined during manufacturing by a predetermined arrangement of coupling elements, e.g. mask-programmable ROM
    • G11C17/12Read-only memories programmable only once; Semi-permanent stores, e.g. manually-replaceable information cards using semiconductor devices, e.g. bipolar elements in which contents are determined during manufacturing by a predetermined arrangement of coupling elements, e.g. mask-programmable ROM using field-effect devices

Landscapes

  • Static Random-Access Memory (AREA)
  • Read Only Memory (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ROM(リード・オンリ・メモリ)装置に
おけるセンスアンプに関し、特に相補型MO8FET 
(以下CMO8と称する)Kより構成されたセンスアン
プに関する。
ROMのようなICメモリにおい又は、そのメモリ素子
に記憶されている情報を読み出す際に、微弱なメモリ出
力を増幅するためセンスアンプが使用されている。
このROM装置用のセンスアンプとしては、例えば第1
図に示すような0MO8差動アンプが提案され℃いる。
この差動アンプは、一対のPチャンネル型の入力差動M
 O8F E T Q + = Q * と、このMO
8FgTQt、Qtのドレインに接続され、カレントミ
ラー回路を構成するPチャンネル型のアクティブ負荷M
 08 F ET Q s 、 Q aと、上記入力差
動MO8FgTQl 、Qtの共通ソースKW!!続さ
れた定電流用M08FgTQ、とkより構成されている
。そして、−万の入力差動M 08 F g T Q 
Iのゲートにメモリ素子からのデータ信号dが供給され
、他方の入力差動MO8FETQmのゲートにリファラ
ンス用のS*電圧■8が供給される。
つまり、スタティックRAM(ランダム・アクセス・メ
モリ)では、メモリ素子からデータ出力としてdとdの
2つの信号が出力されるため、これを差動アンプを用い
て容易に比較増幅し1出力させることができる。しかし
ながら、ROMにおいては、メモリ素子から一つのデー
タ信号dしか出力されないため、差動アンプを用いて増
幅する場合には、データ信号dのハイレベルとロウレベ
ルの中間のレベルの基準電圧vlを、他方の入力差動M
O8FgT(Qt)K供給しなければならなIvl。
ところで、第1図に示す差動アンプでは、アクティブ負
荷MO8FETQS とQaの各ゲートには、共に基準
電圧v1を供給した入力差動MO8FETQ*のドレイ
ン側の電位が印加され、これと反対冑のノードAから出
力が取り出されている。
このような回路構成によ−)℃、この差動アンプは、セ
ンスアンプとしての感度、消費電力、ヒステリシスの有
無等の条件を総合的に判断した場合、現在のところ、I
jOM用センスアンプとし1最も適していると考えられ
る。
しかしながら、この差動アンプでは、負荷MOspgT
Qs 、Qaのゲートが接続されているノードBからも
出力を取り出すと、後段の回路の影響を受けて電流の大
きさが変化されてしまうおそれがあるため、出力が一つ
しか取り出せないという不都合がある。
一方、上記差動アンプに対して、第2図に示すようなシ
ングルチャンネルのMO8FETからなる差動アンプが
ある。この差動アンプでは、MO8FBTQs −Qa
が単に負荷抵抗とじ工作用するため、平衡出力d、dを
傘り出すことができる。
同様に、第1図のような0MO8差動アンプにおいても
、負荷MO8FETQm −Qaのゲートをグランドす
ることにより、MO8FgTQ、。
Qaを適当な抵抗として動作させることができるため、
平衡出力を取り出すことも可能である。
しかしながら、第2図のような差動アンプおよびM O
S F ET Qs 、Qaのゲートがグランドされて
いるような0MO8差動アンプにあっ℃は、電流ゲイン
として111倍にすぎない。これに対し、第1図の差動
アンプは、MOS F E TQs = Qaがカレン
トミラー回路を構成しているので、差動的に出てくる信
号が合成され、電流ゲインとしては2倍のゲインが得ら
れる。そのため、第1図の差動アンプは出力側に接続さ
れる寄性容量のような負荷容量等に対し、速い信号速度
でドライブすることができる。従って、第1図の差動ア
ンプは出力が一つしか取り出せないという欠点はあるが
、第2図のものに比べて、出力バッファ等の次段の回路
を素速く駆動でき、有利である。
ところで、第1図のようなROM装置用の差動アンプに
あっては、結局一段だけでは感度が低いので、次段に更
に別の差動アンプを入れる必要性が大きい。また、メモ
リ出力は最終的には適当な出力バッファ等を介し℃外部
端子に出力される。
この場合、出力段はプッシュプル型に構成されることが
多いので、差動アンプの出力と逆相の信号を作るための
イ/パータを設ける必要がある。
従って、ROM用センスアンプでは最初から平衡出力d
、  dがあった万が極め′″CC都合い。
この発明は上記のような点に着目してなされたもので、
同一の基準電圧が一方の入力差動MO8トランジスタに
供給される差動アンプを2つ設け、−万の差動アンプか
らdの出力を、また他方の差動アンプからdの出力を取
り出し、この平衡出力d、  dを次段の差動アンプに
供給して増幅させるように構成することによって、セン
スアンプの感度、消費電力、ヒステリシス等におい工優
れ、かつ高速化を図ることができるよう圧したROM装
置用のセンスアンプを提供することを目的とする。
以下図面を用いてこの発明を説明する。
先ず、本発明のセンスアンプが適用されるROM4!置
の一例としてのマスクROMの概略を、第3図を用い℃
簡単に説明する。
図において、1がメモリアレイで、このメモリアレイ1
はマ) IJフックス状配列された複数個のメモリ素子
M、、、M、、、M、、、・・・、M、、、M、、。
Ml、・・・を含む。図面では説明上6個のメモリ素子
のみが示されているが、メモリアレイは更に多くのメモ
リ素子を含んでいる〇 個々のメモリ素子は、特に制限されないが、nチャンネ
ル型のMO8FETから構成されており、例えばそのゲ
ート酸化膜の厚さを変えてしきい値電圧を変えること忙
より情報が固定されている。
同一行に配置されているメモリ素子M、、、M■。
M13.・・・およびM□、M□、M、s、・・・のゲ
ートは、それぞれ一本のワード線W、 、 W、 <共
通に接続されている。また、同一列に配置されているメ
モリ素子M、、、M□、・・・は、そのソースが一本の
ビット1ljBIWC共通に接続され、かつドレインが
隣り合った列のメモリ素子M□、M、、、・・・のドレ
インとともに一本のビット線B、に共通に接続されてい
る。
さらk、このメモリ素子M、、、MB、・・・のソース
は、反対@I/C隣接された列のメモリ素子M1.。
Mll、・・・のソースとともに、ビットII B s
に接続されている。
上記メモリ素子は、ワードJIW+ −W* −・・・
が選択レベル(ハイレベA?)にされることにより選択
されたとぎ、動作状態となるか非動作状l!になるかに
よって、出力が11′か′0′か決められる。ワード1
IjjW1.W2.・・・はXデコーダ回路2に接続さ
れ℃いる。このXデコーダ回路2によって、ワードII
W+ −W! −・・・うちアドレス信号に対応された
1つに選択レベル(メモリ素子の2つの異なるしきいイ
直電圧の中間レベル)のワード線駆動信号が供給される
1万、ビットIIB%p  BI m  BS・・・は
スイッチM08FFiTQo−Qu−QCs・・・を介
してXデコーダ回路3に接続されている。そして、Xデ
コーダ回路3によって形成された選択信号でスイッチM
 O8F E T Q++ 、 QCs−・・・のうち
アドレス信号に対応されたスイッチがオン状1IllK
されると、選択されたビット線が共通ビット線OBK結
合される。
共通ビットll0Bには負荷M 08 F E T Q
tsとクランプ回路4が設けられており、この共通ピッ
)110Bを介し℃、選択されたメモリ素子のデータ信
号dが後述のセンスアンプに供給される。
例えば、Xデコーダ回路2によってワードIi W t
が選択され、Xデコーダ回路3によってスイッチMOS
 F E TQls−Q、□ Qtsがオン状IIKさ
れた場合を考える。この場合、ワードHW 、に接続さ
れている一行すべてのメモリ素子M、、、M、、。
Mll、・・・のゲートに選択レベルの信号が供給され
る。また、MO8FETQ□t Qsae Q□がYデ
コーダ=43によっ又オンされると、ビットIt B 
sがグランドされて、メモリ素子M1.とMl、のソー
スが接地レベルにされる。その結果、メモリ素子M、f
とM、の情報が読み出される。
ここで、メモリ素子M、のしきい値電圧がワード@Ws
の選択レベルよりも高いと、メモリ素子M1.は非動作
状11!VCされて、ビットNIB、+6”l’レベル
となり、このデータ信号d′1′はスイッチMO8PB
TQ□および共通ピッ)IIOBを介し又センスアンプ
に送られる。また、メモリ素子M0.のしきい値電圧が
ワード1lWlの選択レベルよりも低いと、メモリ素子
M1.は動作状態にされ℃、ビットII B 4が′0
ルベルになる。この信号も共通ビット線を介してセンス
アンプして送られる。
なお、このとぎ、同時にメモリ素子M1曾も読み出され
るが、メモリ素子MIIのデータ信号d0はピッ)il
Btから他の共通ビットaを通し1別のセンスアンプに
供給される。
共通ビットMOHに設けられているMO8FETQt。
のゲートには定電圧が印加されて負荷抵抗として作用す
る。また、共通ビット1lOBkW&けられているクラ
ンプ回路4は、ノードOK適当な分圧を発生させる。こ
れによりて、共通ピッ)IIOBに送られてくるメモリ
素子からのデータ信号dの振幅か制限され、共通ビット
層OBの1万のレベルから他方のレベルへ変化させられ
る壇での時間が短かくされ、読出し速度が高速化される
また、上記のように、隣接した列のメモリ素子のソース
およびドレインを共通のビット−にII続1石ことによ
り、メモリ素子の集積密度を高めることかロエ能となる
第4図は、上記共通ビット線OBを通して読み出された
メモリ素子のデータ信号dが供給される本発明に係るセ
ンスアンプの一実施例を示す。
このセンスアンプは、3つの差動アンプ5a。
5b、5cKより構成されている。各差動アンプ5a、
5b、5cはそれぞれ第1図に示す差動アンプと同一の
構成を有する。
第1段目の左側の差動アンプ5aにおいては、負荷MO
8FETQm 、Qa’のゲートが接続されているノー
ドBIIの入力差動M 08 F B T Q *に基
準電圧v1が印加され、これと反対側の入力差動Mo5
FBTQ、にメモリ素子からのデータ信号dが供給され
ている。出力は入力差動M08FgTQ、のドレイン@
(ノードA)から取り出され又いる。従って、差動アン
プ5aの出力は入力信号dを逆相の信号dとなる。
第1段目の右側の差動アンプ5bにおいては、負荷M0
8 F ETQm −Q4のゲートに電位を与えるノー
ドB[の入力差動M 08 F E T Qaにデータ
信号dが供給され、これと反対側の入力差動M OS 
F E T Q + に、上記差動アンプ5mと同一の
基準電圧vlが印加されている。出力は入力差動MO8
FBTQ+ のドレイン側(ノードA)から取り出され
ている。従って、差動アンプ5bの出力は入力信号dと
同相の信号dとなる。なお。
上記差動アンプ5m、5bの定電流用MO8FBTQs
には電源電圧■。、が印加されている。
次に、第2段目の差動アンプ5cKおい工は、上記差動
アンプ5aおよび5bからの出力信号d。
dが、一対の入力差動M OS F ET Q+ −Q
a Kそれぞれ供給され℃いる。そし℃、差動アンプ5
bからの出力信号dが供給されている入力差動Mosp
gTQ、  のドレインIt(ノードA)から出力dか
取り出され又いる。
なお、上記実施例では、各差動アンプ5m、5b。
50(F)入力差動MO8F E TQt −Qa と
し″11Pチャンネル型のMOSFETが使用され1い
るが、この回路とは導電型を逆にしたMOSFET<よ
って差動アンプを構成することも可能である。
上記センスアンプにおい又は、第1図に示されたような
′構成の差動アンプを用いて、第1段および第2段のア
ンプを構成し、第1段目のアンプより互に逆相の信号d
とdを取り出せるようにしたので、第2段目の差動アン
プ5cにこの2つの信号d、  dを入力して比較増幅
させることができる。
従っ工、第2段目の差動アンプでは相対比較が行なわれ
るようKなるため、ロジックシ為しッジ冒−ルドと比較
し工出力する場合に比べて感度が良く、また、次段の回
路を動禄させる際の動作速度が速くなり、高速化が図れ
る。しかも、上記差動アンプ5a〜5cは0MO8で構
成されているため、消費電力も少ない。
さらに、ROMの最終出力段を、一般的なプッシュプル
型の回路構成にした場合には、本発明のセンスアンプ(
第1段目)では逆相の信号d、  dが得られるため、
差動アンプの出力を用いて最終出力段を駆動することが
可能となる。そのため、別個にインバータを設けてセン
スアンプの出力信号と逆相の信号を作っ1やる必要がな
い。
つまり、インバータにあっては、温f変化やプロセスニ
ヨってロジツクシ島しツジ曹−ルドカ変わってしまうお
それがあるが、本発#4によれば。
インバータを使う必要がなく、次段に平衡出力を入力信
号とする差動アンプを使用することができる。その結果
、次段にインバータを用いる場合に比べて温度変化、ノ
イズ等に対し又も強くなるという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図はROMfi童センスアンプとじ1最も有利と考
えられる差動アンプの一例を示す回路図、第2囚は従来
のシングルチャンネル型の差動アンプの一例を示す回路
図、第3図は本発明のセンスアンプが適用されるROM
装置の一例を示す回路図、第4図は本発明に係るセンス
アンプの一実施例を示す回路図である。 5m、5b、5cm差動アンプ、Q、、Q、 ・・・入
力差動MO8F E T、 Qs = Qa・・・負荷
MO8FBT、Q、・・・定電流用MO8FET。 第  3  図 第  11   図 −53:

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. メモリ出力と基準電圧とがそれぞれ供給され、メモリ出
    力と同相の信号を出力する差動アンプ及び逆相の信号を
    出力する差動アンプによって構成されたセンスアンプで
    あり又、上記各差動アンプはそれぞれ一対の入力差動M
    O8)ランジスタと、この入力差動MO8)ランジスタ
    と導電型が逆であって、入力差動MO8)ランジスタの
    ドレイン側にそれぞれ直列接続され、かつそのゲートが
    1万の入力差動MO8)ランジスタのドレインに共通に
    接続された一対の負荷MO8)ランジスタと、上記入力
    差動トランジスタの共通ソースに接続された定電流用M
    O8)ランジスタとを含み、上記各差動アンプは上記負
    荷MO8)ランジスタのゲートが接続され又いない側の
    入力差動M08トランジスタのドレイン側から出力信号
    が取り出されるようにされ工いることを特徴とするRO
    M装置用センスアンプ。
JP57006006A 1982-01-20 1982-01-20 Rom装置用センスアンプ Pending JPS58125282A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5267207A (en) * 1990-10-17 1993-11-30 Nec Corporation Electrically programmable read only memory device with reliable sense amplifier circuit
US5422854A (en) * 1992-08-13 1995-06-06 Nippondenso Co., Ltd. Sense amplifier for receiving read outputs from a semiconductor memory array
KR100377170B1 (ko) * 2000-10-31 2003-03-26 주식회사 하이닉스반도체 전류 센스앰프
WO2004003918A1 (en) * 2002-06-28 2004-01-08 Freescale Semiconductor, Inc. Three input sense amplifier and method of operation

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KR100377170B1 (ko) * 2000-10-31 2003-03-26 주식회사 하이닉스반도체 전류 센스앰프
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