JPS58130492A - センス増幅器 - Google Patents
センス増幅器Info
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- JPS58130492A JPS58130492A JP58009785A JP978583A JPS58130492A JP S58130492 A JPS58130492 A JP S58130492A JP 58009785 A JP58009785 A JP 58009785A JP 978583 A JP978583 A JP 978583A JP S58130492 A JPS58130492 A JP S58130492A
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- JP
- Japan
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- transistor
- voltage
- node
- current
- coupled
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K5/00—Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
- H03K5/01—Shaping pulses
- H03K5/02—Shaping pulses by amplifying
- H03K5/023—Shaping pulses by amplifying using field effect transistors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Read Only Memory (AREA)
- Static Random-Access 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
技術的分野
本発明は、一般的に云うとセンス増幅器に関するもので
あり、更に具体的には論理“0”状態では電流を伝導し
論理“1″状態では電流を伝導しないメモリセルに記憶
された情報を迅速確実に検知するためのセンス増幅器に
関する。
あり、更に具体的には論理“0”状態では電流を伝導し
論理“1″状態では電流を伝導しないメモリセルに記憶
された情報を迅速確実に検知するためのセンス増幅器に
関する。
背景技術
(2)
論理“0″状態では電流を伝導し論理“1”状態では電
流を伝導しないセルからなるメモリ回路において、セン
ス増幅器は、論理“1”又は論理“0”がアドレスされ
たメモリセルによって記憶されるかどうかを決定するた
め電流の流れ(ourrentftow)を検知するよ
う)二設計されている。従来のメモリ回路においては、
行(TO−)と列(コラム)によって設定される配列で
配置されており、行と列(コラム)との各交差点(二1
個のメモリセルがある。
流を伝導しないセルからなるメモリ回路において、セン
ス増幅器は、論理“1”又は論理“0”がアドレスされ
たメモリセルによって記憶されるかどうかを決定するた
め電流の流れ(ourrentftow)を検知するよ
う)二設計されている。従来のメモリ回路においては、
行(TO−)と列(コラム)によって設定される配列で
配置されており、行と列(コラム)との各交差点(二1
個のメモリセルがある。
続出されるメモリセノンは、読出されるメモリセルを含
む列(コラム)をコラムデコーダを介してセンス増幅器
に結合させることによってセンス増幅器に結合される。
む列(コラム)をコラムデコーダを介してセンス増幅器
に結合させることによってセンス増幅器に結合される。
そのようなコラムは比較的大きなキャパシタンスを有す
るので、読出されるメモリセルが電流を伝導していない
場合でもある期間コラムに電流が流れる。この結果論理
“1″を検出しつる前に遅延時間が存在する。
るので、読出されるメモリセルが電流を伝導していない
場合でもある期間コラムに電流が流れる。この結果論理
“1″を検出しつる前に遅延時間が存在する。
この遅延時間を最短にするため、充電回路を用いてコラ
ムキャパシタンスを迅速に充電する技術が開発されてい
る。この充電回路は、コラム上の(3) 第1所定電圧に達するまで比較的大量の電流を与える。
ムキャパシタンスを迅速に充電する技術が開発されてい
る。この充電回路は、コラム上の(3) 第1所定電圧に達するまで比較的大量の電流を与える。
第2所定電圧に達しない限り第2充電回路は電流を供給
しつづけ、第2所定電圧(二連した時に電流の流れは止
まり、続出されるメモリセルが論理“1”状態にあるこ
とを意味する。続出されるメモリセルが論理“0”状態
にあると、メモリセルは十分な電流を伝導するので、第
2充電回路はコラムを第2所定電圧にドライブ(駆動)
しない。先行技術(二おいては、2つの充電回路が大き
さの異なる絶縁ゲート電界効果トランジスタを含んでい
る。2つの所定電圧の差は、2つの充電回路における一
部のトランジスタのサイズ比(J?izgratio
)の差(二よって定められる。この結果2つの所定電圧
間の差は、サイズ比(zizg ratio )を制御
するためトランジスタを製造する能力(二依存する。代
表的な場合には、サイズ比(Ω2−ratiO)は絶対
的な大きさを制御するより容易であるが、サイズ比(s
iza ratio) l二もまだ成る程度の望ましく
ない変動がある。この結果充電回路を設計する場合には
、プロセスの変化を通じてサイズ比(5jzm(4) ratiO)の変動を一層考慮しなければならない。2
つの充電回路のサイズ比(5ize ratio )は
プロセス変化を通じて第1所定電圧が第2所定電圧より
も確実に低くなるのに十分な差があるように設計しなけ
ればならない。しかし同時に、続出されるメモリセルが
論理“1″状態にある場合には、コラム電圧が第1所定
電圧から第2所定電圧に横切る( traverse
)時間を最短にするため、2つの所定電圧間の差を最小
にすることが望ましい。
しつづけ、第2所定電圧(二連した時に電流の流れは止
まり、続出されるメモリセルが論理“1”状態にあるこ
とを意味する。続出されるメモリセルが論理“0”状態
にあると、メモリセルは十分な電流を伝導するので、第
2充電回路はコラムを第2所定電圧にドライブ(駆動)
しない。先行技術(二おいては、2つの充電回路が大き
さの異なる絶縁ゲート電界効果トランジスタを含んでい
る。2つの所定電圧の差は、2つの充電回路における一
部のトランジスタのサイズ比(J?izgratio
)の差(二よって定められる。この結果2つの所定電圧
間の差は、サイズ比(zizg ratio )を制御
するためトランジスタを製造する能力(二依存する。代
表的な場合には、サイズ比(Ω2−ratiO)は絶対
的な大きさを制御するより容易であるが、サイズ比(s
iza ratio) l二もまだ成る程度の望ましく
ない変動がある。この結果充電回路を設計する場合には
、プロセスの変化を通じてサイズ比(5jzm(4) ratiO)の変動を一層考慮しなければならない。2
つの充電回路のサイズ比(5ize ratio )は
プロセス変化を通じて第1所定電圧が第2所定電圧より
も確実に低くなるのに十分な差があるように設計しなけ
ればならない。しかし同時に、続出されるメモリセルが
論理“1″状態にある場合には、コラム電圧が第1所定
電圧から第2所定電圧に横切る( traverse
)時間を最短にするため、2つの所定電圧間の差を最小
にすることが望ましい。
発明の要約
本発明の目的は、改良されたセンス増幅器を提供するこ
とである。
とである。
本発明のもう1つの目的は、コラムを相異なる電圧レベ
ルに充電するために、サイズ比の差の代わりにトランジ
スタの閾値差を利用するセンス増幅器を提供することで
ある。
ルに充電するために、サイズ比の差の代わりにトランジ
スタの閾値差を利用するセンス増幅器を提供することで
ある。
本発明の上述の、およびその他の目的および利点は、充
電ノードにおいてコラムに結合された入力と、エンハン
スメントトランジスタおよびナチュラル(ルαtgal
) )ランジスタに結合された出力(5) とを有するインバータにより達成される。ナチュラルト
ランジスタおよびエンハンスメントトランジスタはその
各々がインバータの出力に結合された制御電極、電源端
子に結合された第1電流電極、および充電ノードに結合
された第2電流電極を有する。出力トランジスタはイン
バータの出力に結合された制御電極とディプレッション
トランジスタに結合された第1電流電極を有し、それら
の間に出力ノードを形成し、充電ノードに結合された第
2電流電極を有する。
電ノードにおいてコラムに結合された入力と、エンハン
スメントトランジスタおよびナチュラル(ルαtgal
) )ランジスタに結合された出力(5) とを有するインバータにより達成される。ナチュラルト
ランジスタおよびエンハンスメントトランジスタはその
各々がインバータの出力に結合された制御電極、電源端
子に結合された第1電流電極、および充電ノードに結合
された第2電流電極を有する。出力トランジスタはイン
バータの出力に結合された制御電極とディプレッション
トランジスタに結合された第1電流電極を有し、それら
の間に出力ノードを形成し、充電ノードに結合された第
2電流電極を有する。
好ましい実施例の説明
一般的には、インバータ12およびインバータ14、)
ランジメタ16.トランジスタ18および出力回路20
からなる先行技術のセンス増幅器10が第1図に示され
ている。第1図〜第3図のセンス増幅器は、3つの形、
即ちナチュラルトランジスタ、エンハンスメントトラン
ジスタおよびディプレッショントランジスタのうちの1
つのNチャネル絶縁ゲート電界効果トランジスタを用い
て図示されている。こ\に述べられているナチュラル(
6) トランジスタは0.0〜0.4ボルトの特性閾値電圧を
有し、こ\に述べられているエンハンスメントトランジ
スタは0.4〜0.8ボルトの特性閾値電圧を有し、こ
\に述べられているディプレッショントランジスタは−
3〜−4ボルトの特性閾値電圧を有する。
ランジメタ16.トランジスタ18および出力回路20
からなる先行技術のセンス増幅器10が第1図に示され
ている。第1図〜第3図のセンス増幅器は、3つの形、
即ちナチュラルトランジスタ、エンハンスメントトラン
ジスタおよびディプレッショントランジスタのうちの1
つのNチャネル絶縁ゲート電界効果トランジスタを用い
て図示されている。こ\に述べられているナチュラル(
6) トランジスタは0.0〜0.4ボルトの特性閾値電圧を
有し、こ\に述べられているエンハンスメントトランジ
スタは0.4〜0.8ボルトの特性閾値電圧を有し、こ
\に述べられているディプレッショントランジスタは−
3〜−4ボルトの特性閾値電圧を有する。
インバータ12はディプレッショントランジスタ22と
エンハンスメントトランジスタ24かうする。トランジ
スタ22は、ドレインを例えば5ボルトの電圧の正電源
端子VDDに結合させ、ソースとゲートとをインバータ
12の出力において一緒に接続させている。トランジス
タ24は、ゲートをインバータ12の入力において充電
ノード26に接続させ、ドレインをトランジスタ22の
ソースおよびゲートに接続させ、ソースを接地として示
されている負電源端子に接続させている。
エンハンスメントトランジスタ24かうする。トランジ
スタ22は、ドレインを例えば5ボルトの電圧の正電源
端子VDDに結合させ、ソースとゲートとをインバータ
12の出力において一緒に接続させている。トランジス
タ24は、ゲートをインバータ12の入力において充電
ノード26に接続させ、ドレインをトランジスタ22の
ソースおよびゲートに接続させ、ソースを接地として示
されている負電源端子に接続させている。
インバータ14は、ディプレッショントランジスタ28
およびエンハンスメントトランジスタ30からなる。ト
ランジスタ28は、ドレインをVIJDに接続させ、ゲ
ートとソースをインバータ14の出力(7) において−緒に接続させる。トランジスタ30はインバ
ータ14の出力において充電ノード26に接続されたゲ
ート、接地されたソース、およびトランジスタ28のゲ
ートとソースに接続されたドレインを有する。
およびエンハンスメントトランジスタ30からなる。ト
ランジスタ28は、ドレインをVIJDに接続させ、ゲ
ートとソースをインバータ14の出力(7) において−緒に接続させる。トランジスタ30はインバ
ータ14の出力において充電ノード26に接続されたゲ
ート、接地されたソース、およびトランジスタ28のゲ
ートとソースに接続されたドレインを有する。
出力回路20は、ディプレッショントランジスタ32お
よびエンハンスメントトランジスタ34からなる。トラ
ンジスタ32は、ドレインをV〜に接続させ、ソースと
ゲートをセンス増幅器10の出力において一緒に接続さ
せる。トランジスタ34は、ゲートをインバータ14の
出力に接続させ、ソースなノード26に接続させ、ドレ
インをトランジスタ32のソースとゲートに接続させる
。
よびエンハンスメントトランジスタ34からなる。トラ
ンジスタ32は、ドレインをV〜に接続させ、ソースと
ゲートをセンス増幅器10の出力において一緒に接続さ
せる。トランジスタ34は、ゲートをインバータ14の
出力に接続させ、ソースなノード26に接続させ、ドレ
インをトランジスタ32のソースとゲートに接続させる
。
トランジスタ16および1Bは両方ともエンハンスメン
トトランジスタである。トランジスタ16は、ゲートを
インバータ12の出力に接続させ、ドレインを、VDD
に接続させ、ソースをノード26に接続させる。トラン
ジスタ18は、ゲートをインバータ14の出力に接続さ
せ、ドレインをVDDに接続させ、ソースをノード26
に接続させる。
トトランジスタである。トランジスタ16は、ゲートを
インバータ12の出力に接続させ、ドレインを、VDD
に接続させ、ソースをノード26に接続させる。トラン
ジスタ18は、ゲートをインバータ14の出力に接続さ
せ、ドレインをVDDに接続させ、ソースをノード26
に接続させる。
充電ノード26は、センス増幅器10の入力である。セ
ンス増幅器10の入力は代表的な場合には(8) メモリセルのコラムである。そこ(=論理“1”が記憶
されているか、又は論理“0′が記憶されているかを決
定するために、メモリセルの1つが選択されて読出され
る。論理“1”はメモリセルが非導通状態にあるものと
して特徴づけられ、一方論理“Onはメモリセルが導通
状態にあるものとして特徴づけられる。メモリデバイス
においては、多数のコラムがありその各コラムには多数
のメモリセルがあり、コラムはコラムデコーダを介して
充電ノード26に結合されていることが理解される。
ンス増幅器10の入力は代表的な場合には(8) メモリセルのコラムである。そこ(=論理“1”が記憶
されているか、又は論理“0′が記憶されているかを決
定するために、メモリセルの1つが選択されて読出され
る。論理“1”はメモリセルが非導通状態にあるものと
して特徴づけられ、一方論理“Onはメモリセルが導通
状態にあるものとして特徴づけられる。メモリデバイス
においては、多数のコラムがありその各コラムには多数
のメモリセルがあり、コラムはコラムデコーダを介して
充電ノード26に結合されていることが理解される。
メモリの性能特性を指定するにあたっては、最悪の場合
の条件を考慮しなければならない。代表的な場合にはそ
れに伴って比較的大きなキャパシタンスを有するコラム
はセンス増幅器10に結合される前にたとえ成る程度の
電圧に充電されるとしても、メモリにとっての代表的な
最悪の場合の条件は、コラムがセンス増幅器10に結合
された時にそのコラムが完全に大地に放電される場合で
ある。従って、以下においてはコラムの初期電圧は接地
されるものと考える。
の条件を考慮しなければならない。代表的な場合にはそ
れに伴って比較的大きなキャパシタンスを有するコラム
はセンス増幅器10に結合される前にたとえ成る程度の
電圧に充電されるとしても、メモリにとっての代表的な
最悪の場合の条件は、コラムがセンス増幅器10に結合
された時にそのコラムが完全に大地に放電される場合で
ある。従って、以下においてはコラムの初期電圧は接地
されるものと考える。
(9)
ノード26が最初;二接地されている場合、トランジス
タ248よび60は先づオフになっているのでトランジ
スタ16 、18および64のゲートはyDDにあって
、トランジスタi6. isおよび60をターンオンさ
せる。トランジスタ34がオンの状態にある場合にはそ
の電圧降下は無視してよい程度であるので、センス増幅
器10の出力はノード26上の電圧とはソ同一になる。
タ248よび60は先づオフになっているのでトランジ
スタ16 、18および64のゲートはyDDにあって
、トランジスタi6. isおよび60をターンオンさ
せる。トランジスタ34がオンの状態にある場合にはそ
の電圧降下は無視してよい程度であるので、センス増幅
器10の出力はノード26上の電圧とはソ同一になる。
トランジスタ16のゲートの電圧とノード26の電圧と
の間の電圧差VOLuがトランジスタ16の閾値電圧よ
り小さくなるまで、電流はトランジスタ16を通って流
れ続ける。トランジスタ16 、18および34がノー
ド261こ結合されたコラムに′磁流を供給すると、ノ
ード26の電圧は急上昇する。ノード26がトランジス
タ24の閾値電圧に達すると、トランジスタ24はター
ンオンし、トランジスタ22を通して電流を引き込み、
それ(二よりトランジスタ16のゲートの電圧を低下さ
せる。ノード26の電圧が上昇しつづける(二つれて、
トランジスタ24はより多くの電流を導通して、トラン
ジスタ16のゲートの電圧な更に低下させる。この結果
、ノード26の電圧が上昇するにつれて、電圧差VOI
116はトランジスタ16の閾値電圧以下に減少し、ト
ランジスタ16をオフにする。トランジスタ24および
22のサイズ比(5ize ratio )を選択しト
ランジスタ24および22の閾値電圧を考慮することに
よって、従来の手段で所定電圧Vp+が選ばれる。各ト
ランジスタはチャネル幅:チャネル長さの比(二よって
定められたサイズ比(5ize ratio )を有す
る。トランジスタ22のサイズ比(ziz−ratio
)に比べてトランジスタ24のサイズ比(5ize
ratio )が大であればある程、所定電圧VP1は
小さくなる。
の間の電圧差VOLuがトランジスタ16の閾値電圧よ
り小さくなるまで、電流はトランジスタ16を通って流
れ続ける。トランジスタ16 、18および34がノー
ド261こ結合されたコラムに′磁流を供給すると、ノ
ード26の電圧は急上昇する。ノード26がトランジス
タ24の閾値電圧に達すると、トランジスタ24はター
ンオンし、トランジスタ22を通して電流を引き込み、
それ(二よりトランジスタ16のゲートの電圧を低下さ
せる。ノード26の電圧が上昇しつづける(二つれて、
トランジスタ24はより多くの電流を導通して、トラン
ジスタ16のゲートの電圧な更に低下させる。この結果
、ノード26の電圧が上昇するにつれて、電圧差VOI
116はトランジスタ16の閾値電圧以下に減少し、ト
ランジスタ16をオフにする。トランジスタ24および
22のサイズ比(5ize ratio )を選択しト
ランジスタ24および22の閾値電圧を考慮することに
よって、従来の手段で所定電圧Vp+が選ばれる。各ト
ランジスタはチャネル幅:チャネル長さの比(二よって
定められたサイズ比(5ize ratio )を有す
る。トランジスタ22のサイズ比(ziz−ratio
)に比べてトランジスタ24のサイズ比(5ize
ratio )が大であればある程、所定電圧VP1は
小さくなる。
導通状態にあるメモリセルは、トランジスタ16.18
オよび64が導通している時に供給される電流に対して
十分な電流導通能力を有しない。この結果、メモリセル
が導通状態にあっても、所定電圧Vplに達してトラン
ジスタ16をオフにするまでノード26の電圧は上昇す
る。しかし、導通状態にあるメモリセルは、トランジス
タ18および64によって供給される電流に対しては十
分な電流伝達能力を有する。トランジスタ64がオンに
なると、所定電圧VP1にはソ等しいノード26の電圧
はセンス増幅器10の出力に結合され論理“0”として
検出される。トランジスタ64は成る程度の電流を伝導
しつつあるので、センス増幅器10の出力の電圧はノー
ド26の電圧よりや\高い。
オよび64が導通している時に供給される電流に対して
十分な電流導通能力を有しない。この結果、メモリセル
が導通状態にあっても、所定電圧Vplに達してトラン
ジスタ16をオフにするまでノード26の電圧は上昇す
る。しかし、導通状態にあるメモリセルは、トランジス
タ18および64によって供給される電流に対しては十
分な電流伝達能力を有する。トランジスタ64がオンに
なると、所定電圧VP1にはソ等しいノード26の電圧
はセンス増幅器10の出力に結合され論理“0”として
検出される。トランジスタ64は成る程度の電流を伝導
しつつあるので、センス増幅器10の出力の電圧はノー
ド26の電圧よりや\高い。
トランジスタ30 、28および18はそれぞれトラン
ジスタ24 、22および16と同じ仕方で動作するが
、但しトランジスタ18はノード26の電圧が所定電圧
VP1より高い電圧である所定電圧yP2に達するまで
はオフにならない。このことは、トランジスタ28のサ
イズ比に対するトランジスタ60のサイズ比の比率(r
atio )を、トランジスタ22のサイズ比に対する
トランジスタ24のサイズ比の比率より小さくすること
によって達成される。
ジスタ24 、22および16と同じ仕方で動作するが
、但しトランジスタ18はノード26の電圧が所定電圧
VP1より高い電圧である所定電圧yP2に達するまで
はオフにならない。このことは、トランジスタ28のサ
イズ比に対するトランジスタ60のサイズ比の比率(r
atio )を、トランジスタ22のサイズ比に対する
トランジスタ24のサイズ比の比率より小さくすること
によって達成される。
このことを達成する1つの方法は、トランジスタ22と
28のサイズ比を等しくし、トランジスタ6゜のサイズ
比をトランジスタ24のサイズ比より小さくすることで
ある。従って、ノード26の電圧が所定電圧VP1を越
えて上昇し所定電圧VP2に達するまでトランジスタ1
8はオンの状態をつづける。
28のサイズ比を等しくし、トランジスタ6゜のサイズ
比をトランジスタ24のサイズ比より小さくすることで
ある。従って、ノード26の電圧が所定電圧VP1を越
えて上昇し所定電圧VP2に達するまでトランジスタ1
8はオンの状態をつづける。
トランジスタ34のゲートおよびソースはそれぞれトラ
ンジスタ1日のデートオよびソースに接続されており、
トランジスタ64および181ま同じ特徴的な閾値電圧
を有するので、トランジスタ18がオンであればトラン
ジスタ64もオンである。
ンジスタ1日のデートオよびソースに接続されており、
トランジスタ64および181ま同じ特徴的な閾値電圧
を有するので、トランジスタ18がオンであればトラン
ジスタ64もオンである。
非導通状態にあるメモリセルを有するコラムがノード2
6に結合されると、トランジスタ16 、18および3
4はすべてオンになり、そのコラムに関連したキャパシ
タンスを充電する。ノード26の電圧が所定電圧VP1
に達すると、トランジスタ16はオフになる。トランジ
スタ18および64は、ノード26の電圧が所定電圧V
P2に達するまでコラムキャパシタンスを充電しつづけ
、ノード26の電圧が所定電圧V72に達した時にトラ
ンジスタ18および34はオフになる。トランジスタ6
4がオフになると、センス増幅器10の出力ははソYD
Dとなり、論理“1″として検出される。上述したよう
に、所定電圧V?1およびVF6の差は、インバータ1
2および14との間のサイズ比の差を与えることにょっ
て発生する。このサイズ比の差は、プロセス変動を通じ
て確実な検出を行うため所定電圧vp1およびVF6の
間の十分な差を確実なものとするほど十分に大きなもの
でなければならないか、同時に検出のための遅延時間を
最短にするため最小としなければならない。
6に結合されると、トランジスタ16 、18および3
4はすべてオンになり、そのコラムに関連したキャパシ
タンスを充電する。ノード26の電圧が所定電圧VP1
に達すると、トランジスタ16はオフになる。トランジ
スタ18および64は、ノード26の電圧が所定電圧V
P2に達するまでコラムキャパシタンスを充電しつづけ
、ノード26の電圧が所定電圧V72に達した時にトラ
ンジスタ18および34はオフになる。トランジスタ6
4がオフになると、センス増幅器10の出力ははソYD
Dとなり、論理“1″として検出される。上述したよう
に、所定電圧V?1およびVF6の差は、インバータ1
2および14との間のサイズ比の差を与えることにょっ
て発生する。このサイズ比の差は、プロセス変動を通じ
て確実な検出を行うため所定電圧vp1およびVF6の
間の十分な差を確実なものとするほど十分に大きなもの
でなければならないか、同時に検出のための遅延時間を
最短にするため最小としなければならない。
第2図には、一般的にインバータ38.エンハンスメン
トトランジスタ40.ナチュラルトランジスタ42およ
び出力回路44からなる本発明の好ましい実施例による
センス増幅器36が示されている。
トトランジスタ40.ナチュラルトランジスタ42およ
び出力回路44からなる本発明の好ましい実施例による
センス増幅器36が示されている。
インバータ68はディプレッショントランジスタ45お
よびナチュラルトランジスタ46からなる。
よびナチュラルトランジスタ46からなる。
トランジスタ45は、ドレインをVDDに接続させ、ソ
ースとゲートをインバータ38の出力において一緒に接
続させる。トランジスタ46はインバータ38の入力で
ありセンス増幅器36の入力であるノード50に接続さ
れたゲート、接地されているソースおよびトランジスタ
45のソースおよびゲートに接続されたドレインを有す
る。トランジスタ40はインバータ38の出力に接続さ
れたゲ−ト、Vnn l二接綿されたドレイン、および
ノード50に接続されたソースを有する。トランジスタ
42はインバータ68の出力(:接続されたゲート、
Vanに接続されたドレイン、およびノード50に接続
されたソースを有する。出力回路44はディプレッショ
ントランジスタ52およびナチュラルトランジスタ54
からなる。トランジスタ52は、ドレインをVDDに接
続させ、ソースとゲートを一緒に接続させる。
ースとゲートをインバータ38の出力において一緒に接
続させる。トランジスタ46はインバータ38の入力で
ありセンス増幅器36の入力であるノード50に接続さ
れたゲート、接地されているソースおよびトランジスタ
45のソースおよびゲートに接続されたドレインを有す
る。トランジスタ40はインバータ38の出力に接続さ
れたゲ−ト、Vnn l二接綿されたドレイン、および
ノード50に接続されたソースを有する。トランジスタ
42はインバータ68の出力(:接続されたゲート、
Vanに接続されたドレイン、およびノード50に接続
されたソースを有する。出力回路44はディプレッショ
ントランジスタ52およびナチュラルトランジスタ54
からなる。トランジスタ52は、ドレインをVDDに接
続させ、ソースとゲートを一緒に接続させる。
トランジスタ54は、ゲートをインバータ38の出力に
接続させ、ドレインを、センス増幅器36の出力におい
てトランジスタ52のソースおよびゲートに接続させ、
ソースをノード50に接続させる。
接続させ、ドレインを、センス増幅器36の出力におい
てトランジスタ52のソースおよびゲートに接続させ、
ソースをノード50に接続させる。
メモリセルのコラムは、センス増幅器10について説明
したのと同じ方法でセンス増幅器66):結合されてい
る。選択されたメモリセルを含むメモリセルのコラムは
コラムデコーダを介してノード50に結合されている。
したのと同じ方法でセンス増幅器66):結合されてい
る。選択されたメモリセルを含むメモリセルのコラムは
コラムデコーダを介してノード50に結合されている。
センス増幅器10のインバータ12およびトランジスタ
16が協動してコラムを所定電圧V?1にまで充電させ
るのと同じ方法で、インバータ38およびトランジスタ
40はノード50に結合されたコラムを協動して所定電
圧V、、1にまで充電させる。そのコラムの選択された
メモリセルが非導通状態にある場合には、トランジスタ
42および54はコラムを第2の所定電圧VPV2にま
で充電しつづける。
16が協動してコラムを所定電圧V?1にまで充電させ
るのと同じ方法で、インバータ38およびトランジスタ
40はノード50に結合されたコラムを協動して所定電
圧V、、1にまで充電させる。そのコラムの選択された
メモリセルが非導通状態にある場合には、トランジスタ
42および54はコラムを第2の所定電圧VPV2にま
で充電しつづける。
ノード50に結合されたコラムを所定電圧VPV2にま
で充電させた結果は、センス増幅器10のインバータ1
4およびトランジスタ18が協動してノード26に結合
されたコラムを所定電圧VP2にまで充電させた結果と
同じであるが、この結果を得る方法は著しく異なる。先
づ最初にノード50が接地され、トランジスタ40 、
42および54は導通状態になる。ノード50の電圧が
上昇するにつれて、インバータ38の出力電圧は、イン
バータ38の出力とノード50との間の電圧差VO54
0が最終的にトランジスタ40の閾値電圧以下になるま
で低下する。
で充電させた結果は、センス増幅器10のインバータ1
4およびトランジスタ18が協動してノード26に結合
されたコラムを所定電圧VP2にまで充電させた結果と
同じであるが、この結果を得る方法は著しく異なる。先
づ最初にノード50が接地され、トランジスタ40 、
42および54は導通状態になる。ノード50の電圧が
上昇するにつれて、インバータ38の出力電圧は、イン
バータ38の出力とノード50との間の電圧差VO54
0が最終的にトランジスタ40の閾値電圧以下になるま
で低下する。
これはノード50が所定電圧VPV1になり、トランジ
スタ40がオフになるための条件である。電圧差VO1
40がトランジスタ40の閾値電圧よりごく僅かに低い
程度であると、トランジスタ42および54はオンのま
\になっている。という訳は、それらのトランジスタは
閾値電圧がエンハンスメントトランジスタ40より低い
ナチュラルトランジスタであるからである−0 選択されたメモリセルが導通状態にあると、ノード50
ははゾ所定電圧V、、、にとどまっている。
スタ40がオフになるための条件である。電圧差VO1
40がトランジスタ40の閾値電圧よりごく僅かに低い
程度であると、トランジスタ42および54はオンのま
\になっている。という訳は、それらのトランジスタは
閾値電圧がエンハンスメントトランジスタ40より低い
ナチュラルトランジスタであるからである−0 選択されたメモリセルが導通状態にあると、ノード50
ははゾ所定電圧V、、、にとどまっている。
という訳は、そのメモリセルはトランジスタ42および
54によって供給される電流に対して十分な電流伝導能
力をもっているからである。トランジスタがなおもオン
になっていると、はゾ所定電圧vpr1であるノード2
6の電圧は論理“0″として検出するためセンス増幅器
36の出力に結合される。
54によって供給される電流に対して十分な電流伝導能
力をもっているからである。トランジスタがなおもオン
になっていると、はゾ所定電圧vpr1であるノード2
6の電圧は論理“0″として検出するためセンス増幅器
36の出力に結合される。
トランジスタ54は成る程度の電流を伝導しているので
、センス増幅器36の出力はノード50の電圧よりや\
高い電圧となる。選択されたメモリセルが非導通状態に
あると、トランジスタ42および 。
、センス増幅器36の出力はノード50の電圧よりや\
高い電圧となる。選択されたメモリセルが非導通状態に
あると、トランジスタ42および 。
54はコラムキャパシタンスの充電を続行してノード5
0の電圧を上昇させる。ノード50の電圧が上昇するに
つれて、インバータ38の出力電圧は低下して、トラン
ジスタ42および54のデートソ(17) 一ス電圧VO540を低下させる。ノード50の電圧が
所定電圧VP1’2に達すると、電圧差VO540はト
ランジスタ42および54の閾値電圧以下に低下してト
ランジスタ42および54をオフにする。トランジスタ
54がオフになると、センス増幅器36の出力ははゾV
DDとなり、これは論理“1”として検出される。
0の電圧を上昇させる。ノード50の電圧が上昇するに
つれて、インバータ38の出力電圧は低下して、トラン
ジスタ42および54のデートソ(17) 一ス電圧VO540を低下させる。ノード50の電圧が
所定電圧VP1’2に達すると、電圧差VO540はト
ランジスタ42および54の閾値電圧以下に低下してト
ランジスタ42および54をオフにする。トランジスタ
54がオフになると、センス増幅器36の出力ははゾV
DDとなり、これは論理“1”として検出される。
所定電圧V、、およびVPV2の差は2つのトランジス
タ形、この場合にはナチュラルおよびエンへンスメン)
)ランジスタ間の閾値電圧差を用いて達成される。閾値
電圧の絶対値は一定していないが、閾値電圧差は殆んど
一定している。従来のNチャネルプロセスでは、すべて
のトランジスタのチャネルは共通ドーピングレベルで始
まる。その後エンハンスメントトランジスタのチャネル
はP形材料でドープされ、ディプレッショントランジス
タのチャネルはその後N形材料でドープされるが、ナチ
ュラルトランジスタのチャネルはその後共通ドーピング
レベルからドープされない。従って、エンハンスメント
トランジスタの閾値電圧はナチ(18) ユラルトランジスタの電圧より制御できる程度に大きい
。この結果、トランジスタ40をエンハンスメントトラ
ンジスタにしトランジスタ42をナチュラルトランジス
タにすることによって、所定電圧VPt’2は確実に所
定電圧VPr1より大となる。更:二、所定電圧VPl
’1とVPV2との差は、インバー9581”:伴う利
得の故:二きわめて小さくなる。所定電圧VW1を比較
的僅かに上廻ると、電圧差VO120を減少させてトラ
ンジスタ40および42をオフ::するのに十分な程イ
ンバータ38の出力を減少させる。所定電圧’)’JI
F1とVW2との差はきわめて小さいので、所定電圧V
PV1およびVprz間のコラムキャパシタンスを充電
するのに要する時間もまた短い。
タ形、この場合にはナチュラルおよびエンへンスメン)
)ランジスタ間の閾値電圧差を用いて達成される。閾値
電圧の絶対値は一定していないが、閾値電圧差は殆んど
一定している。従来のNチャネルプロセスでは、すべて
のトランジスタのチャネルは共通ドーピングレベルで始
まる。その後エンハンスメントトランジスタのチャネル
はP形材料でドープされ、ディプレッショントランジス
タのチャネルはその後N形材料でドープされるが、ナチ
ュラルトランジスタのチャネルはその後共通ドーピング
レベルからドープされない。従って、エンハンスメント
トランジスタの閾値電圧はナチ(18) ユラルトランジスタの電圧より制御できる程度に大きい
。この結果、トランジスタ40をエンハンスメントトラ
ンジスタにしトランジスタ42をナチュラルトランジス
タにすることによって、所定電圧VPt’2は確実に所
定電圧VPr1より大となる。更:二、所定電圧VPl
’1とVPV2との差は、インバー9581”:伴う利
得の故:二きわめて小さくなる。所定電圧VW1を比較
的僅かに上廻ると、電圧差VO120を減少させてトラ
ンジスタ40および42をオフ::するのに十分な程イ
ンバータ38の出力を減少させる。所定電圧’)’JI
F1とVW2との差はきわめて小さいので、所定電圧V
PV1およびVprz間のコラムキャパシタンスを充電
するのに要する時間もまた短い。
第6図(二は追加のナチュラルトランジスタ56オよび
58オよびデイブレツシヨ/トランジスタ60を有する
、第2図のセンス増幅器66の変形であルセンス増幅器
66′を示しである。トランジスタ60はノード50に
接続されているゲート8よびドレイン、および接地され
ているソースを有する。
58オよびデイブレツシヨ/トランジスタ60を有する
、第2図のセンス増幅器66の変形であルセンス増幅器
66′を示しである。トランジスタ60はノード50に
接続されているゲート8よびドレイン、および接地され
ているソースを有する。
トランジスタ58はトランジスタ46のソースと接地と
の間に置かれている。トランジスタ58はトランジスタ
46のソースに接続されたゲートおよびドレイン、およ
び接地されているソースを有する。トランジスタ56は
VDDに接続されたドレイン、トランジスタ、58のゲ
ートおよびドレイン。
の間に置かれている。トランジスタ58はトランジスタ
46のソースに接続されたゲートおよびドレイン、およ
び接地されているソースを有する。トランジスタ56は
VDDに接続されたドレイン、トランジスタ、58のゲ
ートおよびドレイン。
およびトランジスタ46のドレインに接続されたゲート
を有する。
を有する。
トランジスタ60は非常に小さいサイズ比を有し、ノー
ド50から非常に少量の漏れ電流を与えることを目的と
する。これはノード50から確実に所定電圧V、、2以
上に充電されないでいるようにすることである。導通論
理状態にある選択されたメモリセル、は、充電されたコ
ラムを放電するための唯一の手段となりうる。この結果
もしコラムが所定電圧VPl’2以上に充電されている
と、そのコラムは論理“0”が検出される前に選択され
たメモリによって所定電圧VW2以下に放電されなけれ
ばならない。コラムキャパシタンスの故に、そのような
充電はあまりにも時間がかかりすぎる。トランジスタ6
0はノード50から接地へ電流バスな与え、コラムが所
定電圧T’FF2以上の電圧にとどまることを防ヰする
。この電流バスはトランジスタ40.428よび54の
正常な機能を妨げないようにするために高抵抗となって
いる。
ド50から非常に少量の漏れ電流を与えることを目的と
する。これはノード50から確実に所定電圧V、、2以
上に充電されないでいるようにすることである。導通論
理状態にある選択されたメモリセル、は、充電されたコ
ラムを放電するための唯一の手段となりうる。この結果
もしコラムが所定電圧VPl’2以上に充電されている
と、そのコラムは論理“0”が検出される前に選択され
たメモリによって所定電圧VW2以下に放電されなけれ
ばならない。コラムキャパシタンスの故に、そのような
充電はあまりにも時間がかかりすぎる。トランジスタ6
0はノード50から接地へ電流バスな与え、コラムが所
定電圧T’FF2以上の電圧にとどまることを防ヰする
。この電流バスはトランジスタ40.428よび54の
正常な機能を妨げないようにするために高抵抗となって
いる。
トランジスタ58は効果的にノード50の電圧を上昇さ
せトランジスタ46はオン(二なる。トランジスタ46
の閾値電圧に達する前にノード50のより高い電圧が必
要とされるので、トランジスタ46のソースはトランジ
スタ58(二よってより高い電圧に引きあ1デられる。
せトランジスタ46はオン(二なる。トランジスタ46
の閾値電圧に達する前にノード50のより高い電圧が必
要とされるので、トランジスタ46のソースはトランジ
スタ58(二よってより高い電圧に引きあ1デられる。
トランジスタ46がオフになると、トランジスタ56の
ゲートははv V、、となり、トランジスタ56をして
電流をトランジスタ58に供給させる。トランジスタの
サイズ比は従来の手段(二よって選択されるので、トラ
ンジスタ56により供給される電流は、トランジスタ5
Bのゲートおよびドレインの′電圧をトランジスタ5B
の閾値電圧より数十分の一ボルトだけ上昇させる。トラ
ンジスタ46がオンになると、トランジスタ46はトラ
ンジスタ46のソースの電圧をより高くドライブする傾
向のあるトランジスタ5Bへ電流を供給する。この効果
は望ましいものではない。という訳は、この効果はトラ
ンジスタ46のゲート−ソース電圧を低下させ、それに
よりノード50の電圧に対する応答を効果的に低下させ
るからである。
ゲートははv V、、となり、トランジスタ56をして
電流をトランジスタ58に供給させる。トランジスタの
サイズ比は従来の手段(二よって選択されるので、トラ
ンジスタ56により供給される電流は、トランジスタ5
Bのゲートおよびドレインの′電圧をトランジスタ5B
の閾値電圧より数十分の一ボルトだけ上昇させる。トラ
ンジスタ46がオンになると、トランジスタ46はトラ
ンジスタ46のソースの電圧をより高くドライブする傾
向のあるトランジスタ5Bへ電流を供給する。この効果
は望ましいものではない。という訳は、この効果はトラ
ンジスタ46のゲート−ソース電圧を低下させ、それに
よりノード50の電圧に対する応答を効果的に低下させ
るからである。
この効果に対抗するため、トランジスタ56によりトラ
ンジスタ58に供給される電流は減少する。
ンジスタ58に供給される電流は減少する。
トランジスタ56がオンになる結果として、トランジス
タ56のゲートの電圧は低下してトランジスタ56をし
てより少ない電流をトランジスタ58へ供給させる。
タ56のゲートの電圧は低下してトランジスタ56をし
てより少ない電流をトランジスタ58へ供給させる。
上述した方法でトランジスタ56および5Bを用いると
、トランジスタ46のサイズ比を大きくする一方で、所
定電圧V、、、およびVPl’2をはゾ同じに保つこと
ができる。従って、トランジスタ46はより高い利得を
有し、その結果トランジスタ46はノード50の電圧に
一層応答するようになる。
、トランジスタ46のサイズ比を大きくする一方で、所
定電圧V、、、およびVPl’2をはゾ同じに保つこと
ができる。従って、トランジスタ46はより高い利得を
有し、その結果トランジスタ46はノード50の電圧に
一層応答するようになる。
好ましい実施例について本発明を説明したが、開示した
発明は多くの方法で変形させることができ、具体的に設
計し上記に説明した以外の多くの実施例の形をとりうろ
ことが当業技術者にとって明らかであろう。従って、本
発明の真の精神および範囲内にある本発明のすべての変
形を金色することが添付した特許請求の範囲によって意
図されている。
発明は多くの方法で変形させることができ、具体的に設
計し上記に説明した以外の多くの実施例の形をとりうろ
ことが当業技術者にとって明らかであろう。従って、本
発明の真の精神および範囲内にある本発明のすべての変
形を金色することが添付した特許請求の範囲によって意
図されている。
以下本発明の実施の態様を記す。
t 第1トランジスタが特徴的な第1閾値電圧を有し、
第2および第6トランジスタの各々が特徴的な第2閾値
電圧を有し、前記第1閾値電圧が第2閾値電圧より高い
特許請求の範囲第1項のセンス増幅器。
第2および第6トランジスタの各々が特徴的な第2閾値
電圧を有し、前記第1閾値電圧が第2閾値電圧より高い
特許請求の範囲第1項のセンス増幅器。
第1図は、先行技術のセンス増幅器の回路図である。
第2図は、本発明の好ましい実施によるセンス増幅器の
回路図である。 第6図は、第2図のセンス増幅器の変形の回路図である
。 特許出願人 モトローラ・インコーポレーテッド代
理人 弁理士 玉蟲久五部 (23) の υ 495− 筒 ・ノ ■ の
回路図である。 第6図は、第2図のセンス増幅器の変形の回路図である
。 特許出願人 モトローラ・インコーポレーテッド代
理人 弁理士 玉蟲久五部 (23) の υ 495− 筒 ・ノ ■ の
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、 充電ノードに存在する信号に反比例するバイアス
信号を与えるインバータ手段と、バイアス信号に結合さ
れる制御電極、電源□ 端子に結合された第1電流電
極、および充電ノードに結合された第2電流電極を有す
る第1トランジスタと、 バイアス信号に結合される制御電極、を原端子に結合さ
れた第1電流電極、および充電ノードに結合された第2
電流電極を有する第2トランジスタと、 バイアス信号に結合される制卸電極、充電ノードに結合
された第1電流電極、および出力端子に結合された第2
電流電極とを有する第3トランジスタとを含む センス増幅器。 2、 充電ノードに存在する信号に反比例するパ(1) イアス信号を与えるためのインバータと、バイアス信号
に結合される制御電極、第1電源端子に結合された第1
電流電極、および充電ノードに結合された第21!流電
極を有し、特徴的な閾値電圧を有する第1トランジスタ
と、 バイアス信号に結合される制御電極、第1電源端子に結
合された第1電流電極、および充電ノードに結合された
第2電流電極を有し、第1トランジスタの特性閾値電圧
と異なる特性閾値電圧を有する第2トランジスタとを含
む回路。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US342040 | 1982-01-25 | ||
US06/342,040 US4459497A (en) | 1982-01-25 | 1982-01-25 | Sense amplifier using different threshold MOS devices |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58130492A true JPS58130492A (ja) | 1983-08-03 |
Family
ID=23340078
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58009785A Pending JPS58130492A (ja) | 1982-01-25 | 1983-01-24 | センス増幅器 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4459497A (ja) |
JP (1) | JPS58130492A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4989184A (en) * | 1988-12-06 | 1991-01-29 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor memory device having current type sense amplifier improved for high speed operation and operating method therefor |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3264160D1 (en) * | 1982-01-30 | 1985-07-25 | Itt Ind Gmbh Deutsche | Isolated gate field effect transistor circuit for sensing the voltage of a knot |
US4725984A (en) * | 1984-02-21 | 1988-02-16 | Seeq Technology, Inc. | CMOS eprom sense amplifier |
JPS63166090A (ja) * | 1986-12-26 | 1988-07-09 | Toshiba Corp | スタティック型メモリ |
US4758749A (en) * | 1987-05-19 | 1988-07-19 | National Semiconductor Corporation | CMOS current sense amplifier |
JP2672507B2 (ja) * | 1987-05-21 | 1997-11-05 | 株式会社東芝 | 電荷転送素子 |
JPH0727718B2 (ja) * | 1988-02-19 | 1995-03-29 | 日本電気株式会社 | センス回路 |
JPH0814995B2 (ja) * | 1989-01-27 | 1996-02-14 | 株式会社東芝 | 半導体メモリ |
JP2616109B2 (ja) * | 1990-03-12 | 1997-06-04 | 日本電気株式会社 | 半導体記憶装置 |
TW223172B (en) * | 1992-12-22 | 1994-05-01 | Siemens Ag | Siganl sensing circuits for memory system using dynamic gain memory cells |
US7023031B2 (en) * | 2002-08-19 | 2006-04-04 | Micron Technology, Inc. | CMOS imager having on-chip ROM |
EP2264899B1 (en) * | 2009-06-17 | 2014-07-30 | Epcos AG | Low-current logic-gate circuit |
EP2264900B1 (en) * | 2009-06-17 | 2014-07-30 | Epcos AG | Low-current inverter circuit |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3560765A (en) * | 1968-12-04 | 1971-02-02 | Nat Semiconductor Corp | High speed mos read-only memory |
US4179626A (en) * | 1978-06-29 | 1979-12-18 | Westinghouse Electric Corp. | Sense circuit for use in variable threshold transistor memory arrays |
US4239994A (en) * | 1978-08-07 | 1980-12-16 | Rca Corporation | Asymmetrically precharged sense amplifier |
DE2932605C2 (de) * | 1979-08-10 | 1982-12-16 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Schaltungsanordnung mit MOS-Transistoren zum raschen Bewerten des logischen Zustandes eines Abtastknotens |
US4365172A (en) * | 1980-01-11 | 1982-12-21 | Texas Instruments Incorporated | High current static MOS driver circuit with low DC power dissipation |
US4386284A (en) * | 1981-02-06 | 1983-05-31 | Rca Corporation | Pulse generating circuit using current source |
-
1982
- 1982-01-25 US US06/342,040 patent/US4459497A/en not_active Expired - Fee Related
-
1983
- 1983-01-24 JP JP58009785A patent/JPS58130492A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4989184A (en) * | 1988-12-06 | 1991-01-29 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor memory device having current type sense amplifier improved for high speed operation and operating method therefor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4459497A (en) | 1984-07-10 |
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