JPS59186188A - センス増幅器 - Google Patents

センス増幅器

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JPS59186188A
JPS59186188A JP58060032A JP6003283A JPS59186188A JP S59186188 A JPS59186188 A JP S59186188A JP 58060032 A JP58060032 A JP 58060032A JP 6003283 A JP6003283 A JP 6003283A JP S59186188 A JPS59186188 A JP S59186188A
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JP
Japan
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transistor
output
input
sense amplifier
differential amplifier
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JP58060032A
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English (en)
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JPH0241114B2 (ja
Inventor
Atsuo Koshizuka
淳生 越塚
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Priority to DE8484302328T priority patent/DE3481462D1/de
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C7/00Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • G11C7/06Sense amplifiers; Associated circuits, e.g. timing or triggering circuits
    • G11C7/062Differential amplifiers of non-latching type, e.g. comparators, long-tailed pairs

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  • Static Random-Access Memory (AREA)
  • Dram (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】 (1)発明の技術分野 本発明はセンス増幅器に係り、特にスタティック型半導
体メモリのビット線対、またはデータバス線対間の電位
差を増幅するCMO8高速センス増幅器に関する。
(2)技術の背景 最近の半導体メモリの高集積化に伴ない、メモリセルを
構成する各トランジスタは益々微細化されて来ている。
このため、トランジスタの駆動能力が小さくなって来て
おり、読み出し時におけるビット線及びデータバス線の
電位変化は緩慢になって来ている。また、ビット線及び
データバス線対の間の電位差も少なくなって来ている。
このように、電位変化が緩慢でかつ電位差の少ないビッ
ト線対またはデータバス線対の電位変化を高速で検出す
るためには、改良されたセンス増幅器が要求される。
(3)従来技術と問題点 第1図は従来のセンス増幅器を示す回路図である。
同図に示されるように、従来、単一の非対称差動増幅器
SAl若しくは同一の回路形式をした2つの非対称差動
増幅器SA1およびSA2で構成されたセンス増幅器が
知られている。しかし、これらの従来形では、出カブル
アツブ用トランジスタQolおよびQozのみによって
センス増幅器の出力を立上らせているので、出力の立上
り時間が長いこと、および、センス増幅器の出力振幅が
接地電位から電源電位までと大きいことのために、ビッ
ト線対の電位の反転時からセンス増幅器の出力電位の反
転時迄の時間が長く、高速動作に適さ力いという問題が
ある。
(4)発明の目的 従って本発明の目的は、同一の回路形式をした2つの非
対称差動増幅器を用い、入力の変化に伴なって電位が変
化するノードを利用し、非対称差動増幅器のお互いの出
力のチャージアップを助けるように上記2つの非対称差
動増幅器を接続するという構想に基づき、センス増幅器
において、高速動作を可能にすることにある。
(5)発明の構成 上記の目的を達成するための本発明の要旨は、相補信号
が入力される差動入力トランジスタ対と、その共通接続
点に接続され、一方の差動入力トランジスタの出力を制
御入力とするフィードバックトランジスタとを含む差動
増幅回路を一対具備し、該一対の差動増幅回路に対する
該相補信号の入力関係は互いに逆の関係にあり、少なく
とも一方の差動増幅回路は、電源と該差動入力トランジ
スタとの間に接続され、且つ該フィードバックトランジ
スタと共通の制御入力を受ける第1出カシルアツブトラ
ンジスタと、該第1出カブルアツブトランジスタと並列
に接続され、他力の差動増幅回路内のフィードバックト
ランジスタの出力を受ける第2出力プルアツプトランソ
ヌタとを有することを特徴とするセンス増幅器にある。
(6)発明の実施例 以下本発明の実施例を図面によって説明する。
第2図は本発明の一実施例によるセンス増幅器を示す回
路図である。第2図において、センス増幅器SAは、第
1の差動増幅器D!と第2の差動増幅器D2とを備えて
いる。第1の差動増幅器DIは、第1の入力トランジス
タQ11%第2の入力トランジスタQxt 、出力シル
アツブトランジスタQ13、トランジスタQ14および
フィードバックトランジスタQ15を備えている。本実
施例においては、トランジスタQCsおよびQ14はP
チャネルMO8)ランジスタ、トランジスタQll +
 Ql!およびフィードバックトランジスタQ111は
NチャネルMO8)ランジスタである。入力トランジス
タQllのダートにはビット線BLが接続され、入力ト
ランジスタQ12のダートにはビット線BLが接続され
る。入力トランジスタQllのドレインはトランジスタ
Q14のダートとドレイン、出力トランソスタQ130
ケゞ−ト、およびトランジスタQtsのダートに接続さ
れている。トランジスタQ14のソースは電源線Vcc
に接続されている。出カブルアツブトランジスタQ1g
のドレインは入力トランジスタQ12のドレインと、出
力端DAに接続されている、入力トランジスタQllと
QtzのソースはフィードバックトランジスタQr5の
ドレインに接続されている。フィードバックトランジス
タQ1gのソースは接地線V8Bに接続されている。
本発明によシ、出力シルアツブトランジスタQ+3のソ
ースおよびドレインに並列に、出力チャージアップ促進
用のゾルアップトランジスタQ16のソースおよびドレ
インが接続されている。トランジスタQ1gは本実施例
ではPチャネルMO8)ランジスタである。
第2の差動増幅器D2の回路構成Vi第1の差動増幅器
り、のそれとほぼ同様であシ、第1の入力トランジスタ
Q31、第2の入力トランジスタ(hz %出カブルア
ツブトランジスタQzs、)ランジスタQ24、フィー
トノぐツクトランジスタQ25、および出力チャージア
ッゾ促進用のゾルアップトランジスタQ26を備えてい
る。ただし、第1の差動増幅器D1と異なり、第1の入
力トランジスタQ21のダートにはビット線BLが接続
され、第2の入力トランジスタQ2mのダートにはビッ
ト線BLが接続され、出カブルアツノトランジスタQC
sのドレインは出力端面に接続されている。
トランジスタQls % Qls 5Q23八および(
hgのソースは出力振幅決定用トランジスタQ20を介
して電源線Vccに接続されている。トランジスタQ2
0も本実施例ではPチャネルMO8)ランジスタである
。トランジスタQ20のダートは接地線V88に接地さ
れておシ、従って常にオン状態となっている。
第1の差動増幅器り、の入力トランジスタQllおよび
Q10のソースは、第2の差動増幅器D2の出力チャー
ジアップ促進用のゾルアップトランジスタQzaOケ゛
−トに接続されておシ、第2の差動増幅器D2の入力ト
ランジスタQ21およびQ22のソースは、第1の差動
増幅器り、の出力チャージアップ促進用のプルアップト
ランジスタQ16のダートに接続されている。
第1および第2の差動増幅器は、出カブルアツブトラン
ジスタをPチャネル形に、入力トランジスタをNチャネ
ル形にしたCMO8差動増幅器となっている。
第2図を第1図と比較すると明らかなように、従来のセ
ンス増幅器は、第1またけ第2の差動増幅器から出力チ
ャージアップ促進用のゾルアップトランジスタQ1s 
’!たは(haを除いたもの、あるいは第2図のセンス
増幅器SAから出力チャージアップ促進用のゾルアップ
トランジスタQ1gおよび(hsと、出力振幅決定用ト
ランジスタQzoとを除いたものと等価であった。
第3図は第2図の回路の動作説明用波形図である。第3
図によって第2図の回路の動作を説明する。第3図にお
いて、電源線Vccの電位は約5v接地線vsIlの電
位は約0■である。今、ビット線BLが約2.5vのロ
ーレベル(L)、ビット線W工が約3Vのハイレベル(
H)にあるとする。前述の如くメモリセルの微細化に伴
ない、ビット線対間の電位差は05■と極めて小さくな
っている。BLがり、BLがHのとき、第1の差動増幅
器DIにおいては、入力トランジスタQ11はオフ、従
ってPチャネルトランジスタQ1gおよびQ14はオフ
、フィードバックトランジスタQls Viオン、入力
トランジスタQ12はオンであり、出力端DAはQ12
およびQlsのオンにより約1vのローレベルにあり、
第2の差動増幅器D2においては、入力トランジスタQ
21はオン、従ってトランジスタQzsおよびQ24は
オン、フィードバックトランジスタ(hsはオフ、入力
トランジスタ(haはオフであり、出力端■]はQts
のオン、Q22のオフにより約3.5Vのハイレベルに
なっている。また、第1の差動増幅器の入力トランジス
タQuおよびQ12のソースとフィードバックトランジ
スタQ1gのドレインとの共通接続点のノード■は、フ
ィードバックトランジスタQ1sのオンによジローレベ
ルとなっており、第2の差動増幅器の入力トランジスタ
(htおよび(hzのソースとフィードバックトランジ
スタQzsのドレインとの共通接続点のノード■は、フ
ィードバックトランジスタQ25のオフ、Q21および
QHのオンによりハイレベルとなっている。
従って、ダートがノード■に接続されている出力チャー
ジアップ促進用のプルアップトランジスタ(hsはオン
、ダートがノード■に接続されているトランジスタQ1
6はオフとなっている。
時刻1.において、ビット線対の電位が反転したとする
。すると、第1の差動増幅器DIにおいては5Q11%
 Q13% Q10がオンS Qsxs Qtsがオフ
となシノード■の電位は上昇する。この結果、出力チャ
ージアップ促進用のPチャネルグルアップトランジスタ
Qzaの相互コンダクタンス(gm)は低下する。一方
、第2の差動増幅器り雪においては、Ql1%Q!3、
QB4がオフ、QB、(hsがオンとなり、ノード■の
電位は下がる。この結果、出力チャージアップ促進用の
PチャネルプルアップトランジスタQxsの′77mが
高く々る。 QtsおよびQ14のダートに接続された
ノード■はローレベルであるが、ノード■のローレベル
の方がノード0のローレベルよシ低いため、出力チャー
ジアップ促進用のゾルアップトランジスタQ1gの方が
出カブルアツブトランジスタQ13よりも、よりアクテ
ィブな状態となる。この結果、出力チャージアップ促進
用のプルアップトランジスタQtaが急速にオンになり
、センス増幅器の出力端DAが約3.5■のハイレベル
にチャージアップされるのが促進される。一方、第2の
差動増幅器においては、(hs 、(beが共にオフと
なり、出力端DAに蓄積されていた正電荷は入力トラン
ジスタQ22およびトランジスタQ25を介して接地線
Vssに放電されるため、出力端nの電位は次第に低下
する。こうして、時刻t2において、出力端DAとDA
との電位は反転する。出力チャージアップ促進用のゾル
アップトランジスタQ16の働きによシ、出力端DAの
電位の立上りが急峻化されているため、また、出力端D
Aの電位のハイレベルはPチャネルトランジスタQxo
s及びQlgのディメンジョン調整により調整可能で約
3.5Vと低く押えられているため、ビット線電位の反
転時のクロスポイントにおける時刻1.から、出力端の
電位の反転時のクロスポイントにおける時刻tztでの
時間Δtが従来に比べて短くなっている。
すなわち、出力チャージアップ促進用のプルアップトラ
ンジスタQ+aおよびQ26と出力振幅決定用トランジ
スタQ20とをもたない従来のセンス増幅器においては
、Qlgのオン、Qltのオフによって出力端DAの電
位は上昇するが、その上昇は第2図に点線で示すように
本発明実施例に比べて極めて緩慢である。これは出力チ
ャーノアツブ促進用トランジスタQlsが存在しないこ
とに起因する。
また、出力端のハイレベルがVcc (電源)レベルま
で上昇してしまい本発明実施例より高い。このため、出
力端DAとhの電位のクロスポイントの時刻t3は、本
発明実施例における時刻t2より遅れている。
ピッ)線B Lの電位がハイレベルカラローレベルに、
ビット線酊1の電位がローレベルからハイレベルに変化
す・る場合の第1図のセンス増幅器の動作も前述の動作
と同様である。
本発明は前述の実施例に限定されるものではなく、種々
の変形が可能である。例えばCMO3非対称差動増幅器
に替えて、任意の他の非対称差動増幅器が用いられ得る
(7)発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明により同一の回
路形式をした2つの非対称差動増幅器を用い、入力の変
化に伴なって電位が変化するノードを利用し、非対称差
動増幅器のお互いの出方のチャージアップを助けるよう
に上記2つの非対称差動増幅器を接続したことにより、
従来に比べて高速な動作を行なうセンス増幅器が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のセンス増幅器を示す回路図、第2図は本
発明の一実施例によるセンス増幅器を示す回路図、第3
図は第1図の回路の動作説明用波形図である。 BL、BL ・・・ビット線、Dl・・・第1の差動増
幅器、D2・・・第2の差動増幅器、Qlg + (h
!・・・出力ツルアツブトランジスタ、Qlt + Q
21 ・・・第1の入力トランジスタ、Qtz + (
hz・・・第2の入力トランジスタ。 ML             V55     tj
L    ljL      V55        
     jjL夛 +g+d愕  乙 ジ 手続補正書 昭和59年4月17日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 1、事件の表示 昭和58年 特許願  第060032号2、発明の名
称 センス増幅4 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 名称 (522)富士通株式会社 4、代理人 5、 補正の対象 (1)  明細書の「特許請求の範囲」の欄(2)  
明細書の「発明の詳細な説明」の欄6、補正の内容 (1)明細書の特許請求の範囲の欄を別紙の通り補正す
る。 (2)明細書第4頁第8行から@16行の「少なくとも
一方の・・・・・・センス増幅器にある9」を次の通り
補正する。 「少なくとも一方の差動増1陥回路は、電源と出力端と
の間に並列に接続された第1.第2出カブルアツブトラ
ンジスタを有し、該第1出カブルアツブトランジスタは
該フィードバックトランジスタと共通の制御入力を受け
、該第2出カブルアツブトランジスタは、他方の差動増
幅回路内のフィードバックトランジスタの出力を受ける
ことを特:「出カブルアツブトランジスタ」と補正す(
4)明細ll:第6頁第18行のr BL JをFBJ
と補正する。 (5)  明NI書第6貞第19行の「BL」をFBL
Jと補正する。 Z 添付書類の目碌 補正特許請求の範囲       1通2、特許請求の
範囲 1、 相補信号が入力される差動入力トランジスタ対と
、その共通妾続点に接続され、一方の差動人力トランジ
スタの出力を制御入力とするフィードバックトランジス
タとを含む差動増幅回路を一対具備し、 咳一対の差動増1嘔回路に対する核相補信号の入力関係
は互いに逆の関係にあシ、 少なくとも一方の差動増幅回路は、電源と出力j’r−
5−ンジスタは該フィードバックトランジスタと共通の
制御入力を受け、該第2出カブルアツブトランジスタ帖
他方の差動増幅回路内のフィードバックトランジスタの
出力を受は盈ことを特徴とするセンス増幅器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、相補信号が入力される差動入力トランジスタ対と、
    その共通接続点に接続され、一方の差動入力トランジス
    タの出力を制御入力とするフィードバックトランジスタ
    とを含む差動増幅回路を一対具備し、 該一対の差動増幅回路に対する該相補信号の入力関係は
    互いに逆の関係にあり、 少なくとも一方の差動増幅回路は、電源と該差動入力ト
    ランジスタとの間に接続され、且つ該フィードバックト
    ランジスタと共通の制御入力を受ける第1出カブルアツ
    ブトランジスタと、該第1出力プルアツグトランジヌタ
    と並列に接続され、他力の差動増幅回路内のフィードバ
    ックトランジスタの出力を受ける第2出カシルアツブト
    ランジスタとを有することを特徴とするセンス増幅器。
JP58060032A 1983-04-07 1983-04-07 センス増幅器 Granted JPS59186188A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58060032A JPS59186188A (ja) 1983-04-07 1983-04-07 センス増幅器
US06/596,707 US4606012A (en) 1983-04-07 1984-04-04 Sense amplifier
EP84302328A EP0122119B1 (en) 1983-04-07 1984-04-05 A sense amplifier
DE8484302328T DE3481462D1 (de) 1983-04-07 1984-04-05 Leseverstaerker.

Applications Claiming Priority (1)

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JP58060032A JPS59186188A (ja) 1983-04-07 1983-04-07 センス増幅器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59186188A true JPS59186188A (ja) 1984-10-22
JPH0241114B2 JPH0241114B2 (ja) 1990-09-14

Family

ID=13130319

Family Applications (1)

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JP58060032A Granted JPS59186188A (ja) 1983-04-07 1983-04-07 センス増幅器

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US (1) US4606012A (ja)
EP (1) EP0122119B1 (ja)
JP (1) JPS59186188A (ja)
DE (1) DE3481462D1 (ja)

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EP0122119B1 (en) 1990-02-28
EP0122119A3 (en) 1987-10-28
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