JPS5936355B2 - 信号電圧検出回路 - Google Patents

信号電圧検出回路

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JPS5936355B2
JPS5936355B2 JP54160153A JP16015379A JPS5936355B2 JP S5936355 B2 JPS5936355 B2 JP S5936355B2 JP 54160153 A JP54160153 A JP 54160153A JP 16015379 A JP16015379 A JP 16015379A JP S5936355 B2 JPS5936355 B2 JP S5936355B2
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JP
Japan
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node
clock signal
transistor
voltage
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JP54160153A
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English (en)
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JPS5683885A (en
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順一 井上
恒夫 真野
信明 家田
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/34Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
    • G11C11/40Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
    • G11C11/401Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming cells needing refreshing or charge regeneration, i.e. dynamic cells
    • G11C11/4063Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing
    • G11C11/407Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing for memory cells of the field-effect type
    • G11C11/409Read-write [R-W] circuits 
    • G11C11/4094Bit-line management or control circuits

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、2つの信号の僅かな電圧差を拡大して検出す
る信号電圧検出回路に関するものである。
2つの信号の僅かな電圧差を検出する信号電圧検出回路
としては、例えばMOSダイナミックメモリのセンスア
ンプが知られている。
このような従来の信号電圧検出回路は、例えば第1図に
示す構成を有するものであり、同図に於いて、Q1〜Q
5はMOSトランジスタ、N1〜N3、は第1〜第3の
節点、C1〜C3はそれぞれ節点N1〜N3とアースと
の間に形成される容量、1、2はこの信号電圧検出回路
を駆動させる為のクロック信号φ1、φ2を発生させる
クロック信号発生回路、3は電源である。この信号電圧
検出回路は、まずクロック信号発生回路1からのクロッ
ク信号φ1をハイレベルとし、電源3からMOSトラン
ジスタQ3、Q4(以下MOSを省略する。
)を介して容量Cl、C2を、更に第1及び第2のトラ
ンジスタQ4、Q2を介して容量Csを充電する。この
とき節点Ni、N2の電位が同電位となるようにするも
のである。次に、クロック信号φlをローレベルにした
後、メモリセルが接続されたビット線とダミーセルが接
続されたビット線との信号のような電圧差を検出する2
つの信号をゲート回路等を介して節点Ni、N2に接続
し、節点Ni、N2間に信号電圧差が現われるようにす
る。2つの信号を節点N2、N2に導入したことにより
、容量Cl、C2の充放電が行なわれ、それによる節点
Ni、N2の電圧をそれぞれV4、V2とすると、節点
Niと節点N2との間の電位差V、2はV12=V1−
V2・・・(1) となる。
次にクロツク信号発生回路2からのクロツク信号φ2を
ハイレベルとすると、容量C1〜C3の充電電荷は第1
〜第3のトランジスタQl,Q2,Q,を介して放電さ
れる。
この時、節点Nl,N2の電圧V,,V2が僅かではあ
るが、V1>V2の関係があるとすると、トランジスタ
Q2のゲート電圧がトランジスタQ,のゲート電圧より
も高いので、トランジスタQ2を介して放電される量が
多くなり、節点N1の電位より節点N2の電位が急速に
低下する。そして、節点N2のレベルが所定レベルに低
下すると、トランジスタQ1はオフとなり、節点N1の
電位は、未だ所定レベル以下とならないのでトランジス
タQ2はオン状態を継続し、遂には節点N2はほぼアー
ス電位となる。その時の節点N,,N2の電圧をV,’
,V2’とするとV2’さoであり、節点Nl,N2間
の電位差Vl2’はとなる。この場合のV1’は節点N
1の電位であり、V,’キVl,V2’<V2となるか
ら、電圧差V,2′はVl2’>Vl2となり、電圧差
が拡大される。しかし、高速動作を行なわせる為に、容
量C1〜C3の充電電荷を速く放電させると、節点N1
’の電圧V,’の低下も速くなるので、検出電圧差Vl
2’も小さくなる。従つて、クロツク信号φ2の電圧波
形を操作して、容量C1〜C3の充電電荷をゆつくり放
電させることが必要となるから、高速動作が困難であつ
た。又、検出電圧差Vl2’が小さい場合、再びクロツ
ク信号発生回路1からのクロツク信号φ,をハイレベル
とすれば、節点N1の電圧V,を引上げることができる
ので、検出電圧差を大きなものとすることができる。し
かし、この場合、トランジスタQ2,Q,を介して直流
電流が流れるので、消費電力が大きくなる欠点があつた
。本発明は前述の如き欠点を改善したものであり、その
目的は、消費電力が少なく、且つ短い動作時間で大きな
信号電圧差が得られるようにすることにある。
以下実施例について詳細に説明する。第2図は本発明の
実施例の回路図であり、Q6,Q,は第4及び第5のト
ランジスタ、N4,N,は節点、C4,C,はそれぞれ
節点N4,N,とアース間に形成される容量、C6,C
7はトランジスタQ6,Q,のソースに接続した容量、
4,5はクロツク信号φ3,φ4を発生させるクロツク
信号発生回路であり、他の第1図と同一符号は同一部分
を表わしている。又、第3図はクロツク信号φ1〜φ4
の一例のタイムチヤートである。まず、クロツク信号発
生回路1,4からのクロツク信号φ1,φ3を第3図に
示すようにハイレベルとしてトランジスタQ3,Q4,
Q6,Q7をオンとし、これらのトランジスタQ3,Q
4,Q6,Q7を介して容量C1〜C7を電源3から充
電する。
この充電ステツプに於いても、節点Nl,N2の電位が
等しくなるようにする。次にクロツク信号φ1,φ3を
第3図に示すように時刻tlに於いてローレベルにした
後、ゲート回路等を介して電圧差を検出する2つの信号
を節点Nl,N2に導入し、節点Nl,N2間に信号電
圧差が現われるようにする。
このとき、節点Nl,N2に現われた電圧を前述したと
同様にVl,V2とし、且つV1>V2の関係があるも
のとする。クロツク信号発生回路5からのクロツク信号
φ4を第3図に示すように時刻T2に於いてハイレベル
にする。この時の節点N4,N,の電圧V4,V,はク
ロツク信号φ4の電圧振幅、及び容量C4〜C7の値に
よつて定まるものとなる。尚、クロツク信号φ4をハイ
レベルとするタイミングはクロツク信号φ3をローレベ
ルとした後ならば任意のタイミングで行なつて良いもの
である。次に時刻T3に於いてクロツク信号φ2をハイ
レベルとすると、トランジスタQ,がオンとなり、容量
C1〜C3の充電電荷がトランジスタQ,,Q2,Q5
、を介して放電される。
この場合N,,N2の電圧Vl,V2にはV1>V2の
関係があると仮定したので、前述したと同様にトランジ
スタQ1はオフ、トランジスタQ2はオンとなり、その
時の節点Nl,N2の電圧をV,’,V2’とすると、
節点Nl,N2間の電圧差は、前述した理由からV1’
−V2’ −一 V1’となり、容量C,〜C3の充電
電荷を放電させる前の電圧差V1−V2よりも拡大され
たものとなる。尚、一般に節点N,,N2の容量(実施
例に於いてはCl,C2)が小さい程、より小さい信号
電圧差を検出、増幅することが可能である。本実施例に
於けるトランジスタQ6,Q7は信号電圧差が現れる時
点ではクロツク信号φ3がローレベルな為オフ状態にあ
り、従つて容量C6,C7は節点Nl,N2の容量に影
響しない。もしC6,C7を節点Nl,N2に直接接続
してしまうと、節点Nl,N2の等価容量はC1+ C
4+ C6,C2+ C,+C7と大きくなり、この場
合微小信号の検出が困難なものとなる。トランジスタQ
6,Q7はこれを解消する為に設けたものである。次に
クロツク信号φ3を第3図に示すように、時刻T4に於
いて再びハイレベルとすると、トランジスタQ6,Q7
を介して節点N1の電圧V1’に節点N4の電圧V4が
加算され、節点N2の電圧V2’に節点N5の電圧V5
が加算される。
その場合、トランジスタQ2が前述の条件によりオンで
あるから、節点N2の電圧はほぼアース電位であり、節
点N1の電圧だけが上昇されることになり、従つて節点
Nl,N2間の電圧差が更に拡大されることになる。こ
の場合、クロツク信号φ1はローレベルであるから、電
源3から直流電流が流入することはなく、従つて電力消
費を増大させることなく、電圧差を拡大することができ
る。それによつて、容量C1〜C3の充電電荷を速く放
電させ、動作時間を短くした場合でも、節点Nl,N2
間の電圧差を大きくすることができる。尚、容量C6,
C7をクロツク信号発生回路2に接続した構成とするこ
とも可能であり、前述の実施例に示したように、クロツ
ク信号発生回路5に接続した場合と同様の効果を得るこ
とができる。
以上説明したように、本発明は、第1の節点N1に、容
量C6をソースに接続したトランジスタQ6のドレイン
を、第2の節点N2に、容量C7をソースに接続したト
ランジスタQ7のドレインをそれぞれ接続し、クロツク
信号φ4をハイレベルにして節点N4,N,の電圧を上
昇させた後、トランジスタQ6,Q7をオンとし、節点
Nl,N2のうち高電位側節点の電圧を上昇させるよう
にしたものであるから、節点Nl,N2間に現われる信
号電圧差を電源3の電圧よりも大きくすることが可能と
なる。また、節点Nl,N2に信号電圧差が現れる時点
に於いて、トランジスタQ6,Q7をオフ状態にするこ
とにより、節点Nl,N2の容量を小さいものとするこ
とができるので、より小さい信号電圧差を検出すること
ができる利点もある。又、この場合、直流的な電力消費
がないので電力消費が少なくて済むと言う利点があると
共に、容量Cl,C2に蓄積されていた電荷を速く放電
させても節点Nl,N2間の電圧差を大きなものとする
ことができるので、動作時間を短くすることができると
言う利点もある。従つて、本発明をMOSダイナミツク
メモリ用のセンスアンプに適用すれば非常に有効である
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の信号電圧検出回路の回路図、第2図は本
発明の実施例の回路図、第3図はクロツク信号のタイム
チヤートである。 Q1〜Q7はMOSトランジスタ、C1〜C7は容量、
1,2,4,5はクロツク信号発生回路、3は電源であ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 第1のMOSトランジスタのドレインと第2のMO
    Sトランジスタのゲートとを接続した第1の節点と、前
    記第2のMOSトランジスタのドレインと前記第1のM
    OSトランジスタのゲートとを接続した第2の節点と、
    前記第1及び第2のMOSトランジスタのソースと第3
    のトランジスタのドレインとを接続した第3の節点とに
    於けるそれぞれの容量を充電した後に、前記第1及び第
    2の節点にそれぞれ信号電圧を加える信号電圧検出回路
    に於いて、前記第1及び第2の節点にそれぞれドレイン
    を接続した第4及び第5のMOSトランジスタと該第4
    及び第5のMOSトランジスタのソースにそれぞれ接続
    した容量とを備え、該容量の充電電圧と該容量に加える
    クロック信号とによつて前記第1又は第2の節点の電位
    を上昇させる構成としたことを特徴とする信号電圧検出
    回路。
JP54160153A 1979-12-10 1979-12-10 信号電圧検出回路 Expired JPS5936355B2 (ja)

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JPS5683885A JPS5683885A (en) 1981-07-08
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