JPS5947388B2 - 増巾回路 - Google Patents

増巾回路

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JPS5947388B2
JPS5947388B2 JP52023593A JP2359377A JPS5947388B2 JP S5947388 B2 JPS5947388 B2 JP S5947388B2 JP 52023593 A JP52023593 A JP 52023593A JP 2359377 A JP2359377 A JP 2359377A JP S5947388 B2 JPS5947388 B2 JP S5947388B2
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JP
Japan
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sense
transistor
precharge
transistors
voltage
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JP52023593A
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English (en)
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JPS53108736A (en
Inventor
俊男 和田
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NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • 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 
    • G11C11/4091Sense or sense/refresh amplifiers, or associated sense circuitry, e.g. for coupled bit-line precharging, equalising or isolating

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は増巾回路に関し、特に1トランジスタ型MO
Sメモリに好適なセンス増巾回路に関するものである。
1トランジスタ型もしくは3トランジスタ型のMOSメ
モリは集積回路に適用されてきわめて大規模な記憶装置
を実現する。
この集積回路は記憶容量の増大に伴つて使用する絶縁ゲ
ート型トランジスタ (トランジスタ)の短チャンネル
化が必要になり、同時に使用電源の低電圧化が要求され
る。しかし乍ら従来のこの種のメモリ装置に用いるダイ
ナミック動作のセンス回路は、情報信号線のプリチヤー
ジ電圧の低下でセンス感度の低下が不可避である。この
発明の目的は高感度・高速のダイナミックMOSメモリ
のセンス増巾回路を提供することにある。
この発明によれば、プリチヤージ期間に第1および第2
のセンス節点を充電する第1および第2のプリチヤージ
トランジスタと、前記第1のセンス節点にドレインが接
続され、前記第2のセンス節点にゲートが結合された第
1のセンストランジスタと、前記第1のセンス節点にゲ
ートが結合され前記第2のセンス節点にドレインが結合
された第2のセンストランジスタと、前記第1および第
2のセンストランジスタのソースをセンス期間に低電位
する駆動トランジスタとを有し、前期第1および第2の
センス節点にメモリセルヘの第1および第2の情報信号
線を結合するセンス回路にお・いて、前記第1および第
2のプリチヤージトランジスタがプリチヤージ信号でゲ
ートが駆動されるデイプレツシヨン型のゲート閾値特性
を有する絶縁ゲート型電界効果トランジスタであること
を特徴とするMOSメモリのセンス増巾回路が得られる
又、この発明に用いられるプリチヤージトランジスタの
ゲート閾値特性は、ゲート電圧が基準電圧(GND)で
あるときの基準ゲート閾値電圧(VTD)と使用電源電
圧(VDD)との間に動作の安定性を保障する余裕電圧
(M)を含めて、1VDD1−1M≧VTD1(ボルト
) M≧0(ボルト) の関係を有する。
又、余裕電圧(M)はプリチヤージ信号がプリチヤージ
期間後に基準電圧となつたときにプリチヤージトランジ
スタが完全にオフセットする余裕度であるため、弱反転
動作領域のテーリング電流を遮断できる少くともO、5
Vより大となる。この発明のセンス回路は、プリチヤー
ジ期間にデイプレツシヨン型のプリチヤージトランジス
タが駆動されるため、センス節点を電源電圧まで上昇さ
せることができる。
この上昇速度は従来のエンハンスメント型のトランジス
タを用いる場合に比してトランジスタがプリチヤージ完
了時点でも三極管領域で動作するため高速であり、節点
電位も高くなる。このことは読出し時間を短縮するのみ
ならず、リフレツシユ動作におけるメモリセルへの信号
電圧差をも増大するため高速・高感度化に著しい効果が
ある。次にこの発明の実施例につき図を用いて説明する
第1図はこの発明の一実施例の回路図である。
この実施例は電源の高電位線VDにドレインが接続され
、ゲートかプリチヤージ信号線φLに接続された2ケの
プリチヤージトランジスタQLII,QLl2を有する
。このトランジスタのソースはそれぞれ第1のセンス節
点aおよびセンス節点bに接続される。第1のセンス節
点aにはセンストランジスタQFIIのドレインおよび
第2のセンストランジスタQF2lのゲートが結合され
、第2のセンス節点bには第2のセンストランジスタQ
F2lのドレインと第一1のセンストランジスタQFI
Iのゲートが結合されている。センストランジスタQF
IIおよびQF2lのソースは、共通に駆動トランジス
タQ,lのドレインに結合され、このトランジスタQ,
lのゲートをセンス信号φ,で駆動することにより電源
の低.電位(GND)に向つて引き下げられる。この実
施例はセンス節点A,bに直接に情報信号線であるデイ
ジツト線Dl,Dlが接続される。
左右のデイジツト線にはそれぞれダミーセルと所要数の
メモリーセルが設けられるが、こ・では説.明の簡略化
のため第1のデイジツト線D1にトランジスタQd,,
,Qd2,およびダミー容量素子Cdを有するダミーセ
ルを設け、第2のデイジツト線D1にトランジスタQM
,および容量素子CMIから成るメモリセルを設ける。
これらのメモリ部の構成は従.来の1トランジスタ型M
OSメモリと同様であるため説明は省略される。こ・で
のトランジスタは全てNチヤンネル絶縁ゲート型電界効
果トランジスタである。全てのトランジスタおよび容量
素子は同一の半・導体基体に形成された集積回路におい
てメモリ回路を構成し、基体に−2Vの基体電圧を与え
ることによるエンハンスメント型のゲート閾値特性を有
するトランジスタQFII,QF2l,QSI,Qdl
l,Qd2l,QM,はIVの基準ゲート閾値電圧を有
する。
又、プリチヤージトランジスタQLII,QL2lは−
2Vの基準ゲート閾値電圧を有し、電源電圧(VD)は
5Vである。第2図は第1図の実施例の動作波形図を示
す。
即ち、センス節点A,bの電位Va,Vbはプリチヤー
ジ信号φLが高電位のプリチヤージ期間(t=0 〜7
0nS)に5Vの電源電圧まで上昇する。プリチヤージ
の完了で信号φLの電位が基準電位の0Vになると、ソ
ース電位(V,)が5Vになるため、プリチヤージトラ
ンジスタQLII,QL2lのゲート電界がとなつて完
全に““オフ’’状態となる。
アドレス線Wおよびダミーアドレス線Wdがそれぞれの
信号φW,φdで駆動されると、メモリセルの情報信号
がデイジツト線に生じ、さらにセンス信号φ,の到来で
センストランジスタおよび駆動トランジスタが働いてセ
ンス期間(t=80〜130ns)に大きな出力振巾を
示す。これらの実施例の動作は、プリチヤージトランジ
スタQLI,,QL2lがデイプレツシヨン型であるた
めセンス節点電位が高く、センス期間末期のセンス節点
電位差がリフレツシユ電圧になるためメモリセルへの“
“1’’’’0’’情報の電位差がほゞ電源電圧になる
このことは従来のエンハンスメント型を用いたものに比
して、約2倍のセンス感度の向上をもたらす。又、プリ
チヤージ期間中にプリチヤージトランジスタの動作点が
飽和状態に到らないため、充電能力が大であり、プリチ
ヤージ期間を1/3〜1/10程度にまで高速化するこ
とができる。
第3図はこの発明の他の実施例の回路図である。この実
施例は前実施例と同一機能の回路素子に同一の参照記号
を付して示してあり、この記号部分の説明は省略される
。この実施例は前実施例に加えて第1のセンス節点aと
第1のデイジツト線D1との間に第1の結合用トランジ
スタQR,,を設け、第2のセンス節点bと第2のデイ
ジツト線D1との間に第2の結合用トランジスタQR。
,を設けてある。又、デイジツト線D,,I),の寄生
容量への充電をプリチヤージ期間に促進する充電用トラ
ンジスタQR3l,QR4lがそれぞれ設けられている
。トランジスタQRll?QR2lQR3l,QR4l
は全て同一ゲート閾値特性のエンハンスメント型であり
、電源電圧、クロツク信号は前実施例と同一である。給
合用トランジスタQRll,QR2lはゲートが電源の
高電位線。
に接続し、ドレインがセンス節点A,bにそれぞれ結合
し、ソースがデイジツト線Dl,l)1にそれぞれ結合
する。センス節点A,bはゲートがプリチヤージ信号φ
1で駆動される平衝結合用トランジスタQ。のドレイン
・ソースに結合し、1プリチヤージ期間の同一電位平衡
を促進する。充電用トランジスタQR3l,QR4lは
電源電圧で振巾するプリチヤージ信号φ1でゲートを駆
動することによりデイジツト線Dl,l)1を5の電源
電圧(o)からゲート閾値電圧(VlE)だけ低い電位
で充電する。したがつてプリチヤージ期間後に結合用ト
ランジスタQRll,QR2lは飽和状態となり、微少
のデイジツト線変化を増巾したセンス節点出力を生ずる
。第4図は第3図の実施例の動作波形図である。
この動作波形は第2図と同一の駆動信号φL,φW,φ
Wd,φ8を供給して得られる。プリチヤージ期間に節
点の電位Va,Vbはデイジツト線電位。1,D1より
エンハンスメント型のゲート閾値分だけ高い電源電圧ま
で充電され、アドレス信号の到来でデイジツト線電位に
微少変化を生ずると、増巾されたセンス電圧小18Aを
発生し、この差電圧をセンス信号の到来で増巾するため
より高感度で且つ動作の安全性の高い、センス動作が行
なわれる。
この実施例ではセンス節点を充電するトランジスタQL
ll,QL2lが−0.5〜−3Vのデイプレツシヨン
型であるため、センス節点A,bは電源電圧からの電位
降下がなく充電される。従つで結合用トランジスタQR
ll,QR2lのゲートに特異な電位を与えることなく
直接電源線に結合して充分なセンス電圧を生ずることが
できる。センス節点に比しで寄生容量の大きいデイジツ
ト線Dl,Dlは充電用トランジスタQR3l,QR4
lで充電され、このトランジスタQR3l,QR4lの
利得を大きく設計することにより左右のデイジツト線を
充電する時間を短縮できる。又、トランジスタQLll
,QL2lはこの実施例ではセンス節点A,bの寄生容
量を充電するのみでよく、小利得のトランジスタを用い
ることができるため、このトランジスタQLll,Q,
2lのゲート・ソース間の結合容量が小となり、この結
合容量によるセンス感度の低下を防止し、且つセンス時
の消費電力を縮少することができる。加えて、センスト
ランジスタQFll,QF2lの共通のソース節点Cを
プリチヤージ期間にエンハンスメント型トランジスタQ
82で充電することにより、このソース節点Cをデイジ
ツト線Dl,r)1と同電位とすることができる。即ち
、センストランジスタQFl,,QF3lはゲートがセ
ンス節点A,bの電源電圧にあり、ソースがゲート閾値
電圧だけ低い状態にあるため、駆動トランジスタQ8l
が駆動されソース電位が下降すると同時にセンスを開始
することになり、センA開始が高速される。上述のよう
にこの実施例はきわめて簡易な回路構成を有するにも拘
らず、デイジツト線Dl,Dlの微少変化を結合用トラ
ンジスタQRll,QR2lで2〜1G音の電圧振巾に
増巾してセンス信号08ぃ)を発生するため高感度とな
り、プリチヤージ期間の短縮とセンス開始の高速化でア
クセス時間およびサイクル時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例の回路図、第2図は第1図
の実施例の動作を説明する動作波形図、第3図はこの発
明の他の実施例の回路図、第4図は第3図の実施例の動
作を説明する動作波形図である。 A,b・・・・・・センス節点、Qlll,QL2l・
・・・・・プリチヤージトランジスタ、QFll,QF
2l・・・・・・センストランジスタ、Q5l・・・・
・・駆動トランジスタ、QRll,QR2l・・・・・
・結合用トランジスタ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 入力信号の差電圧を増巾して相補信号として一対の
    出力節点に出力するフリップフロップ型の増巾回路であ
    つて、前記フリップフロップが活性化される以前に前記
    出力節点をプリチヤージする手段がデイプレツシヨン型
    のゲート閾値特性と有する電界効果トランジスタより成
    り、該電界効果トランジスタはプリチヤージ信号によつ
    てゲートが制御されることを特徴とする増巾回路。
JP52023593A 1977-03-04 1977-03-04 増巾回路 Expired JPS5947388B2 (ja)

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JP52023593A JPS5947388B2 (ja) 1977-03-04 1977-03-04 増巾回路

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