JPS60163295A - Semiconductor storage device - Google Patents

Semiconductor storage device

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Publication number
JPS60163295A
JPS60163295A JP59017059A JP1705984A JPS60163295A JP S60163295 A JPS60163295 A JP S60163295A JP 59017059 A JP59017059 A JP 59017059A JP 1705984 A JP1705984 A JP 1705984A JP S60163295 A JPS60163295 A JP S60163295A
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JP
Japan
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voltage
sense
circuit
terminal
drain
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Pending
Application number
JP59017059A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuaki Miyagawa
宣明 宮川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS60163295A publication Critical patent/JPS60163295A/en
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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

Abstract

PURPOSE:To detect the change of a sense line rapidly and to increase the speed and capacity of a ROM by inputting different voltages to a differential amplifier in a sense circuit. CONSTITUTION:MOSFETs 40-48 constitute the sense circuit and the FETs 40- 46 constitute a DC differential amplifier. The drain current of the FETs 42, 43 is changed in accordance with the differential voltage between the voltage of the sense line 1 and the terminal voltage of a capacitor 25 and the changed value is read out as the drain voltage of the FETs 42, 43. The line and the capacitor 25 are charged at the same potential by a precharge circuit, and after completing the precharge operation, the terminal voltage of the capacitor 25 is turned to a voltage slightly lower than the voltage of the line 1 by feed-through operation. Inverters 47, 48 shape the waveform of an output signal from the differential amplifier and the status of the line 1 is detected as a ''H'' or ''L'' level at an output terminal 5.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はメモリのセンス方式に係り、特に情報を読み出
す際の高速化に好適な半導体記憶装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a memory sensing method, and particularly to a semiconductor memory device suitable for increasing the speed of reading information.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

マイクロプログラムをはじめとするIC(integr
ated circuit )、 L S I (la
rgescale integrated circu
it )で使われるメモリの中に、マイクロプログラム
する場合などに用いられまったく変更を必要としない固
定情報で読み出すことを主な機能とする)LOM (R
ead OnlyMemory )がある。
IC (integr) including microprograms
ated circuit), LSI (la
rgescale integrated circuit
LOM (R
eadOnlyMemory).

しかし、素子の微細化に伴い各々のLSIの高速化がは
かられるにつれROMの読み出し速度も高速化が要求さ
れている。ROMは通常第1図のような構成で、アドレ
ス人力であるnビットのディジタル信号が与えられると
デコーダDにより211本のワード線の中から一本を選
びそのワード線上にあるmビットの記憶パターンをセン
ス回路So”5−−tで検出する。図でワード線とm本
のセンス線(tI〜t、、)の交点にある○印は結合素
子の有無で′H#、″′L”に対応する情報を作ること
を示している。
However, as the speed of each LSI increases with the miniaturization of elements, the read speed of the ROM is also required to increase. A ROM usually has a configuration as shown in Figure 1. When an n-bit digital signal, which is an address signal, is applied, a decoder D selects one of 211 word lines and writes the m-bit memory pattern on that word line. is detected by the sense circuit So"5--t. In the figure, the ○ marks at the intersections of the word line and the m sense lines (tI to t, ,) indicate the presence or absence of a coupling element, 'H#, "'L" This indicates that information corresponding to the information is created.

センス回路8 g ”’= S +m−1は消費電力等
の点から電圧検出方法が多く用いられている。また、通
常メモリの小形化をはかるためのセンス方法としてセン
ス線を211本のワード線に共通に用いる方法がとられ
ている。すなわち、まずセンス線をプリチャージ回路(
P6−P−+ )であらかじめ任意の電圧レベルに充電
する。(プリチャージ)つぎにアドレス人力で選択され
たワード線の記憶パターンによりセンス線のプリチャー
ジ電圧は放電するかそのままの状態に保持される。この
センス線の状態をセンスアンプ等のセンス回路S。
For the sense circuit 8 g ''' = S + m-1, a voltage detection method is often used from the viewpoint of power consumption, etc. Also, as a sense method to reduce the size of the memory, the sense line is usually connected to 211 word lines. In other words, the sense line is first connected to a precharge circuit (
P6-P-+) to pre-charge to an arbitrary voltage level. (Precharge) Next, the precharge voltage of the sense line is discharged or maintained as it is depending on the memory pattern of the word line selected manually by the address. The state of this sense line is detected by a sense circuit S such as a sense amplifier.

〜Sm−1で検出する。~Detected at Sm-1.

このような構成において、周辺回路の高速化に伴いRO
Mの高速化に際して、問題となるのはセンス線を充電す
るためのプリチャージ回路と読み出しの際に用いるセン
ス回路である。
In such a configuration, as the speed of peripheral circuits increases, the RO
When increasing the speed of M, problems arise with the precharge circuit for charging the sense line and the sense circuit used for reading.

メモリは高集積化の点からMOS)ランジスタで構成す
るのが有効である。しかし、MOSトランジスタのg、
が小さいためにオン抵抗が大きく、負荷容量や寄生容量
を充電するのに時間がかかる。
From the viewpoint of high integration, it is effective to configure the memory with MOS transistors. However, g of the MOS transistor,
Since the on-resistance is small, the on-resistance is large, and it takes time to charge the load capacitance and parasitic capacitance.

このため、センス線を充電するプリチャージ回路の高速
化をはかるには充電用MOSトランジスタの寸法を大き
くしたり、ゲート制御方法に工夫が必要である。しかし
、これらの対応策は小型化。
Therefore, in order to increase the speed of the precharge circuit that charges the sense line, it is necessary to increase the size of the charging MOS transistor or to devise a gate control method. However, these countermeasures are downsized.

高集積化に反することになる。This goes against the trend of high integration.

また、センスアンプの高速化を狙うだめにセン。Also, Damane Sen aims to speed up the sense amplifier.

スアンプの比較電圧とセンス線の充電電圧の差を数10
01nV程度にしているが、従来この方法には電圧振幅
を小さくするために電圧クランプやフィードバック構成
のセンスアンプを用いたり、比較電圧源としてダミーセ
ルを用い僅かな差電圧を作るのに工夫している。したが
って、センスアンプが比較的大きな回路構成となったり
、加工精度などによる比較電圧への影響が避けられなか
った。
The difference between the comparison voltage of the sense amplifier and the charging voltage of the sense line is expressed by the number 10.
Conventionally, this method uses a sense amplifier with a voltage clamp or feedback configuration to reduce the voltage amplitude, or uses a dummy cell as a comparison voltage source to create a slight voltage difference. . Therefore, the sense amplifier has a relatively large circuit configuration, and the influence of processing precision on the comparison voltage cannot be avoided.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は上記欠点を除去し、センス線の変化を高
速に検出できる半導体記憶装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks and provide a semiconductor memory device that can detect changes in a sense line at high speed.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

上記目的を達成する本発明の特徴とするところは、差動
増幅器を有するセンス回路を具備する半導体記憶装置に
於いて、一方の電圧から該一方の電圧より低い他方の電
圧を発生する制御回路を具備し、上記一方の電圧と上記
他方の電圧とを上記差動増幅器の入力とすることにある
The present invention is characterized in that, in a semiconductor memory device equipped with a sense circuit having a differential amplifier, a control circuit that generates from one voltage a voltage lower than the other voltage is provided. The one voltage and the other voltage are input to the differential amplifier.

本発明の好ましい実施態様に於いては、上記一方の電圧
はプリチャージ電圧でsb、また上記一方の電圧から該
一方の電圧より低い他方の電圧を発生する制御回路は、
MOSトランジスタのフィールドスルーを利用する。
In a preferred embodiment of the present invention, the one voltage is a precharge voltage sb, and the control circuit that generates the other voltage lower than the one voltage from the one voltage,
Utilizes the field through of MOS transistors.

さらに、本発明の好ましい実施態様に於いては、センス
回路を直流差動増幅器と交流増幅器で構成し、高利得、
高速のセンスアンプを得る。
Furthermore, in a preferred embodiment of the present invention, the sense circuit is configured with a DC differential amplifier and an AC amplifier, and a high gain,
Get a high speed sense amplifier.

さらに、本発明の好ましい実施態様に於いてはバイポー
ラトランジスタとMOSトランジスタとを組み合わせた
増幅器によシ高速プリチャージ回路とセンスアンプの比
較電圧を同一の構成で実現できる。
Furthermore, in a preferred embodiment of the present invention, the comparison voltages of the high-speed precharge circuit and the sense amplifier can be realized in the same configuration by using an amplifier that combines bipolar transistors and MOS transistors.

さらにまた、本発明の好ましい実施態様に於いてはセン
ス回路の直流差動増幅器の出力から交流増幅器の人力に
与える信号をセンス線に接続されていない差動入力端の
方から取ることによりセンス線容量に影響されることな
く高速検出でき、高速、大容量のROMを実現する。
Furthermore, in a preferred embodiment of the present invention, the signal applied to the output of the AC amplifier from the output of the DC differential amplifier of the sense circuit is taken from the differential input terminal not connected to the sense line. High-speed detection is possible without being affected by capacity, and a high-speed, large-capacity ROM is realized.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

第2図は本発明の第1の実施例の基本構成を示す図で、
1がセンス線、2がセンス線をプリチャージするだめの
プリチャージ回路、3がプリチャージ回路の出力電圧か
ら僅かに低い電圧を作る制御回路、4がセンス線1の状
態を検出するセンス回路、5がセンス線1の状態に対応
する出力信号である。第2図には第1図で示した結合素
子は記述されていない。
FIG. 2 is a diagram showing the basic configuration of the first embodiment of the present invention.
1 is a sense line, 2 is a precharge circuit for precharging the sense line, 3 is a control circuit that creates a voltage slightly lower than the output voltage of the precharge circuit, 4 is a sense circuit that detects the state of the sense line 1, 5 is an output signal corresponding to the state of sense line 1. The coupling element shown in FIG. 1 is not shown in FIG.

本構成は電圧発生手段をプリチャージ回路2のみに置き
、このプリチャージ電圧をもとにしてセンス回路4の2
つの入力端子(センス線1のプリチャージ電圧と制御回
路3の出力電圧)を決めるようになっている。このため
、各部分の電圧関係が一つの電圧源から決められるため
動作上不都合の起こりにくい構成となっている。
In this configuration, the voltage generating means is placed only in the precharge circuit 2, and based on this precharge voltage, the voltage generation means is placed in the sense circuit 4.
Two input terminals (the precharge voltage of the sense line 1 and the output voltage of the control circuit 3) are determined. Therefore, since the voltage relationship between each part is determined from one voltage source, the configuration is such that operational problems are unlikely to occur.

第3図にプリチャージ回路の構成を示す。FIG. 3 shows the configuration of the precharge circuit.

第3図(a)において、100は電源陽極端、20はソ
ース端を電源陽極端100に接続するpチャネルMOS
トランジスタ(以下pMO8と称す)、21はコレクタ
を電源陽極端100に接続し、ベース端を9MO820
のドレイン端に接続するnpn)ランジスタ、22はド
レイン端をI)MO820のドレイン端に接続し、ゲー
ト端を9MO820のゲート端とnpn)ランジスタ2
1のエミッタ端に接続し、ソース端を電源陰極端1o1
に接続する11チャネルMOSトランジスタ(以下nM
O8と称すン、23はドレイン端をnprl)ランジス
タ21のエミッタ端に接続するnチャネルMOSトラン
ジスタ、24は0MO823(Dゲート端に信号を与え
る入力端子、25は一端を0MO823のソース端に接
続し、他端を電源陰極端101に接続するコンデンサ、
26は0MO823のソース端に接続する出力端子、c
、はnpnトランジスタ21のエミッタ端につく容量で
記憶容量の大小で異る値をもつ。
In FIG. 3(a), 100 is a power supply anode, and 20 is a p-channel MOS whose source end is connected to the power supply anode 100.
A transistor (hereinafter referred to as pMO8), 21 has its collector connected to the power supply anode end 100, and its base end connected to 9MO820.
npn) transistor 22 has its drain end connected to the drain end of I)MO820, and its gate end is connected to the gate end of 9MO820 and npn) transistor 2.
Connect the emitter end of 1 and the source end to the power supply cathode 1o1
An 11-channel MOS transistor (hereinafter referred to as nM) connected to
23 is an n-channel MOS transistor whose drain end is nprl and is connected to the emitter end of the transistor 21. 24 is an input terminal that provides a signal to the 0MO823 (D gate end), and 25 is one end connected to the source end of the 0MO823. , a capacitor whose other end is connected to the power supply cathode 101,
26 is an output terminal connected to the source end of 0MO823, c
, is a capacitance attached to the emitter end of the npn transistor 21, and has a different value depending on the size of the storage capacitance.

本構成の動作は次のようになる。The operation of this configuration is as follows.

いま、コンデンサ25の端子電圧が電源陰極端子電圧に
あり端子24がto H”レベルになったとするとa点
は″′L″レベルとなり、このとき9MO820を流れ
る電流I、は と表わされる。ここで、βOp+β、はそれぞれ1)M
O820のチャネルコンダクタンス回数とチャネル寸法
比(チャネル幅/チャネル長)を表わし、Vaはゲート
電圧、Vcci’tili源陽極端100の電圧、vt
昨はしきい電圧である。
Now, if the terminal voltage of the capacitor 25 is at the power supply cathode terminal voltage and the terminal 24 is at the "to H" level, the point a becomes the "'L" level, and the current I flowing through the 9MO820 at this time is expressed as: , βOp+β, are each 1) M
represents the channel conductance frequency and channel dimension ratio (channel width/channel length) of O820, Va is the gate voltage, Vcci'tili source anode voltage 100 voltage, vt
Yesterday is the threshold voltage.

(1)式の電流はnpn )ランジスタ21のベース電
流となるためnpnトランジスタ21のエミッタ電流1
.は I 、 = (1+ hrw )I、 = LrtIp
 −・−(z)となる。ここで、hl’には口pnトラ
ンジスタ21の直流増幅率である。
The current in formula (1) is npn) Since it becomes the base current of the transistor 21, the emitter current of the npn transistor 21 is 1
.. is I, = (1+ hrw)I, = LrtIp
−・−(z). Here, hl' is the DC amplification factor of the pn transistor 21.

(礎式の゛電流は、9MO820、n M OS 22
 (Dゲートが高インピーダンスのため、コンデンサC
2の充電と0MO823を通りコンデンサ25を充電す
る(プリチャージ)。2つのコンデンサの充電電圧が9
MO820と1MO822からなるインバータの論理し
きい電圧以上になると9MO820のゲート・ソース間
電圧が小さくなり9MO820はオフ状態になる。した
がって、口pnトランジスタ21のベース電流が供給さ
れなくなるためnpn )ランジスタ21はカットオフ
される。
(The current of the foundation formula is 9MO820, nMOS22
(Since the D gate has high impedance, the capacitor C
2 and charges the capacitor 25 through the 0MO823 (precharge). The charging voltage of the two capacitors is 9
When the voltage exceeds the logic threshold voltage of the inverter consisting of MO820 and 1MO822, the gate-source voltage of 9MO820 becomes small, and 9MO820 turns off. Therefore, since the base current of the pn transistor 21 is no longer supplied, the npn transistor 21 is cut off.

このときのペース電圧はa点の電圧よりもnpロトラン
ジスタ21のベース・エミッタ間順方向電圧分(Vgg
)だけ高い状態にある。
At this time, the pace voltage is lower than the voltage at point a by the forward voltage between the base and emitter of the npro transistor 21 (Vgg
) is in a high state.

通常のインバータ構成では伝達特性が第3図(b)のよ
うになる。この図でβ1〜β3は9MO820とr1M
O822との寸法比((nMOsチャネル幅/チャネル
長)/(pMosのチャネル幅/チャネル長))で寸法
比が小さくなる程β1からβ3に伝達特性は変化する。
In a normal inverter configuration, the transfer characteristic is as shown in FIG. 3(b). In this figure, β1 to β3 are 9MO820 and r1M
As the size ratio with O822 ((nMOS channel width/channel length)/(pMos channel width/channel length)) becomes smaller, the transfer characteristic changes from β1 to β3.

インバータの入出力端子を短絡すると入出力電圧は伝達
特性とV l a =V * w tの直線との交点の
電圧となるが、本構成のインバータ出力電圧は■1=V
 e w tの直線よりも順方向電圧分シフトした直線
と伝達特性との交点となる。
When the input and output terminals of the inverter are short-circuited, the input and output voltage becomes the voltage at the intersection of the transfer characteristic and the straight line of V l a = V * w t, but the inverter output voltage of this configuration is ■1 = V
This is the intersection of the transfer characteristic and a straight line shifted by the forward voltage from the straight line of e w t.

第3図の構成でa点の電圧がV、まで充電された(プリ
チャージ)あとでV、より僅かに低い電圧を作る方法に
ついて説明する。このように僅かに低い電圧を作る機能
は第2図の制御回路3で行うものでセンス線lの電圧変
化を高速に検出するためのものである。
A method of creating a voltage slightly lower than V after the voltage at point a has been charged (precharged) to V in the configuration shown in FIG. 3 will be explained. The function of creating a slightly low voltage in this way is performed by the control circuit 3 shown in FIG. 2, and is for detecting voltage changes on the sense line 1 at high speed.

第4図は、nチャネルMO8)ランジスタSwをスイッ
チ素子として入力端子V’+aを出力側に伝達する構成
を示している。ここで C0は出力端子につく容量、C
はMOSトランジスタSvにおいてゲート電極とドレイ
/(またはソース)拡散層の間にできる重なり容量、φ
はゲート電極に印加される制御入力端である。
FIG. 4 shows a configuration in which the input terminal V'+a is transmitted to the output side using an n-channel MO8) transistor Sw as a switching element. Here, C0 is the capacitance attached to the output terminal, C
is the overlap capacitance formed between the gate electrode and the drain/(or source) diffusion layer in the MOS transistor Sv, φ
is a control input applied to the gate electrode.

いまφに制御信号”H”を人力すると出力端子V ea
tには入力端子v−1が伝達される。v+、は負荷容量
C0に充電されるが制御信号が“L”になるとC0に充
電された電荷は重なシ容量Cのため電荷分配され出力電
圧はV ratからΔVだけ小さくなる。このΔVは ΔV=□ΔVφ (3) C,+C と表わされるが、ΔVφは端子φにおける′H“レベル
から″′L″レベルへの電圧変化量である。
Now, when the control signal "H" is manually applied to φ, the output terminal V ea
Input terminal v-1 is transmitted to t. V+ is charged to the load capacitance C0, but when the control signal becomes "L", the charge charged to C0 is distributed due to the overlapping capacitance C, and the output voltage becomes smaller by ΔV from V rat. This ΔV is expressed as ΔV=□ΔVφ (3) C, +C, where ΔVφ is the amount of voltage change from the ``H'' level to the ``L'' level at the terminal φ.

(3)式のΔVは一般にはフィードスルー誤差電圧と呼
ばれMo8)ランジスタのスイッチング時に生ずる誤差
として問題にされている。このΔVは(3ン式のように
CゆとCの値で決められるため寸法が決まるとめられる
値であゆ、Δ■φも論理レベルで決めることができるた
め(3)式のΔVは設計的にその量に見通しをもって制
御できる値である。
ΔV in equation (3) is generally called a feed-through error voltage, and is considered a problem as an error that occurs during switching of a Mo8 transistor. This ΔV is determined by the values of C and C as in the (3) equation, so it is a value that determines the dimensions, and Δ■φ can also be determined at the logical level, so ΔV in equation (3) is determined by design. This is a value that can be controlled with a certain amount of perspective.

この機能は、第3図においてa点の電圧v1.0MO8
23、コンデンサ25によって実現でき、口MO823
をオフすることによりコンデンサ25に充電されていた
電圧V、はV、−ΔVに変化する。
This function is achieved by the voltage v1.0MO8 at point a in Figure 3.
23, can be realized by capacitor 25, mouth MO823
By turning off the voltage V, which was charged in the capacitor 25, changes to V, -ΔV.

このa点の電圧■、とコンデンサの電圧v、−割をはた
す。
This voltage at point a is divided by the capacitor voltage v, -.

、第5図に複数のセンス線に対して有効な本発明のプリ
チャージ回路と制御回路を示す。
, FIG. 5 shows a precharge circuit and a control circuit of the present invention that are effective for a plurality of sense lines.

図において、100.20〜26、C2は第3図と同様
の構成を示している。27はドレイン端をl1pnトラ
ンジスタ21のベース端に接続し、ソース端を電源陰極
端に接続するnチャネルMOSトランジスタ、28は0
MO827のゲート信号入力端子である。211はコレ
クタ端を電源陽極端100に接続し、ベース端を9MO
820のドレイン端に接続するnpnl−ランジスタ、
tlはnpロトランジスタ211のエミッタ端に接続さ
れるセンス線、CLIはセンス線21につく負荷容量、
同様に212. 2ijはそれぞれコレクタ端を電源陽
極端に接続し、ベース端を9MO820のドレイン端に
接続するnpn)ランジスタ、Z2 + 11はそれぞ
れ2番目とj番目のセンス線、C1,z 、Ct、Jは
それぞれ2番目とj番目のセンス、線につく負荷容量で
ある。
In the figure, 100.20 to 26 and C2 indicate the same configuration as in FIG. 3. 27 is an n-channel MOS transistor whose drain end is connected to the base end of the l1pn transistor 21 and whose source end is connected to the power supply cathode end; 28 is 0;
This is the gate signal input terminal of MO827. 211 connects the collector end to the power anode end 100, and the base end to the 9MO
npnl-transistor connected to the drain end of 820,
tl is a sense line connected to the emitter end of the npro transistor 211, CLI is a load capacitance attached to the sense line 21,
Similarly, 212. 2ij are npn) transistors whose collector ends are connected to the power supply anode end and base ends are connected to the drain end of 9MO820, respectively, Z2 + 11 are the second and jth sense lines, respectively, C1, z, Ct, J are respectively This is the load capacitance attached to the second and jth sense lines.

0MO823がオンでr1MO827がオフのとき、コ
ンデンサ25、C,は先に述べたa点の電圧V、まで充
電され、npn)ランジスタ21のベース′亀圧はV 
−+ V m mの電圧になる。
When 0MO823 is on and r1MO827 is off, the capacitor 25, C, is charged to the voltage V at point a mentioned above, and the base voltage of the transistor 21 is V.
The voltage becomes −+ V mm.

またnpn)ランジスタ21,211,212゜211
のベースは互いに接続されているので各トランジスタの
ベース電圧もV −+ V B vとなる。したがって
、各センス線t1〜1.の負荷容量CLI。
Also npn) transistors 21, 211, 212゜211
Since the bases of the transistors are connected to each other, the base voltage of each transistor is also V − + V B v. Therefore, each sense line t1-1. Load capacity CLI.

CbjはV、まで充電されることになる。Cbj will be charged to V.

口MO827はプリチャージ動作を停止する際にゲート
28に1H”レベルの信号を印加しnpnトランジスタ
21,211,212,21jをカットオフさせるとと
もに、オフ時の各トランジスタの蓄積時間を小さくする
だめの抵抗の作用をする。
The gate MO 827 applies a 1H'' level signal to the gate 28 to cut off the npn transistors 21, 211, 212, and 21j when stopping the precharge operation, and also to reduce the accumulation time of each transistor when off. Acts as a resistance.

以上述べてきたプリチャージ回路、制御回路を使って第
2図のH,OMの1ピット分を構成すると第6図のよう
になる。
When one pit of H and OM in FIG. 2 is configured using the precharge circuit and control circuit described above, the result is as shown in FIG. 6.

ここで、第2図から第5図までで述べて来たと同様の部
分は同一符号で示しである。
Here, the same parts as those described in FIGS. 2 to 5 are designated by the same reference numerals.

31は入力端子、32はドレイン端を0MO823のゲ
ート端を入力端子31に接続し、ソース端を電源陽極端
100に接続するpチャネルMOSトランジスタ、33
はドレイン端を0MO823のゲート端に接続し、ゲー
ト端を入力端子31に接続し、ソース端を電源陰極端1
01に接続するnチャネルMo8)ランジスタである。
31 is an input terminal, 32 is a p-channel MOS transistor whose drain end is connected to the input terminal 31, and whose source end is connected to the power anode 100;
The drain end is connected to the gate end of 0MO823, the gate end is connected to the input terminal 31, and the source end is connected to the power supply cathode terminal 1.
It is an n-channel Mo8) transistor connected to 01.

31〜33の構成はインバータで口MO823のゲート
信号を与えるものであるが、特性上支障のない場合は無
くても良い。
The configurations 31 to 33 use inverters to provide gate signals for the MO 823, but may be omitted if there is no problem in terms of characteristics.

40〜48はセンス回路を構成する。40 to 48 constitute a sense circuit.

図において、40はソース端を電源陽極端1o。In the figure, 40 indicates the source end and the power supply anode end 1o.

に接続するpチャネルMOSトランジスタ、41はソー
ス端を電源陽極端100に接続し、ゲート端とドレイン
端を9MO840のゲート端に接続するpチャネルトラ
ンジスタ、42はドレイン端を9MO840のドレイン
端に接続し、ゲート端をセンス線1に接続するnチャネ
ルMoSトランジスタ、43はドレイン端を9MO84
1のドレイン端に接続し、ソース端を0MO842のン
ース端に接続し、ゲート端をコンデンサ25の一端に接
続するnチャネルMO8)ランジス、り、45はドレイ
ン端を0MO842のソース端に接続し、ソース端を電
源陰極端101に接続するnチャネルMOSトランジス
タ、46は0MO845のゲート電圧を与える端子、4
7はドレイン端を電源陽極端100に接続し、ゲート端
を口MO842のドレイン端に接続するpチャネルMO
8)ランジスタ、48はドレイン端を9MO847のソ
ース端に接続し、ゲート端を0MO842のドレイン端
に接続し、ソース端を電源陰極端101に接続するnチ
ャネルMO8)ランジスタである。
41 is a p-channel MOS transistor whose source end is connected to the power source anode 100, and whose gate and drain ends are connected to the gate end of 9MO840. 42 is a p-channel transistor whose drain end is connected to the drain end of 9MO840. , an n-channel MoS transistor whose gate end is connected to sense line 1, 43 has a drain end connected to 9MO84
1, the source end to the source end of 0MO842, and the gate end to one end of capacitor 25. 45 has its drain end connected to the source end of 0MO842, An n-channel MOS transistor whose source end is connected to the power supply cathode end 101, 46 is a terminal that provides the gate voltage of 0MO845, 4
7 is a p-channel MO whose drain end is connected to the power supply anode end 100 and whose gate end is connected to the drain end of the mouth MO 842;
8) The transistor 48 is an n-channel MO transistor whose drain end is connected to the source end of 9MO847, whose gate end is connected to the drain end of 0MO842, and whose source end is connected to the power supply cathode 101.

40〜46は直流差動増幅器を構成する。すなわち、セ
ンス線1の電圧とコンデンサ25の端子電圧の差電圧に
対応して0MO842,43のドレイン電流°が変化し
、その変化量が0MO842゜43のドレイン電圧とし
て読み出される。
40 to 46 constitute a DC differential amplifier. That is, the drain currents of the 0MOs 842 and 43 change in response to the difference voltage between the voltage of the sense line 1 and the terminal voltage of the capacitor 25, and the amount of change is read out as the drain voltage of the 0MOs 842 and 43.

0MO845は差動増幅器の定電流回路で端子46の電
圧V46により次式の定電流工。が流れる。
0MO845 is a constant current circuit of a differential amplifier, and the voltage V46 at terminal 46 causes a constant current circuit of the following formula. flows.

1、=−19m”β−(V46 Vth−)” ・’・
(4)ここで、β0.β、はそれぞれ0MO845のチ
ャネルコンダクタンス定数と寸法比(チャネル幅/チャ
ネル長)、Vthsはしきい電圧である。
1, =-19m"β-(V46 Vth-)"・'・
(4) Here, β0. β is the channel conductance constant and size ratio (channel width/channel length) of 0MO845, respectively, and Vths is the threshold voltage.

0MO842,43のドレイン電流をそれぞれInH,
Io<3とすると(4)式の1.は■ 。 = I 0
42−)−I D43 −(5)となる。
The drain currents of 0MO842 and 43 are InH and
If Io<3, then 1 of equation (4). ■. = I 0
42-)-I D43-(5).

また、Io4□、Io4Bは と表わされる。ここで、β、2.β43はそれぞれ0M
O842と43の寸法比(チャネル幅/チャネル長)、
Vrはセンス線の電圧、V25はコンデンサ25の充1
!亀圧、V、finMO842と0MO843のソース
端と口MO845とのドレイン端電圧である。
Moreover, Io4□ and Io4B are expressed as. Here, β, 2. β43 is 0M each
Dimensional ratio of O842 and 43 (channel width/channel length),
Vr is the voltage of the sense line, V25 is the charging voltage of capacitor 25
! Tortoise pressure, V, is the voltage at the source end of finMO842 and 0MO843 and the drain end voltage at mouth MO845.

(6)、 (7)式からセンス線電圧とコンデンサの端
子電圧の差は と表わされる。ここで、V7ンVβ0.・βは定数であ
る。
From equations (6) and (7), the difference between the sense line voltage and the capacitor terminal voltage is expressed as: Here, V7 and Vβ0.・β is a constant.

(8)式によるセンス線電圧とコンデンサの端子電圧の
差電圧V+ Vzsの変化は第7図のように変化し、差
電圧のある信号域では線形の増幅器として動作する。こ
の信号域での出力電圧(口MO842,43のドレイン
電圧)は差電圧とその利得に応じて決まる。
The difference voltage V+Vzs between the sense line voltage and the terminal voltage of the capacitor according to equation (8) changes as shown in FIG. 7, and operates as a linear amplifier in a signal range where there is a difference voltage. The output voltage in this signal region (the drain voltage of the MOs 842 and 43) is determined according to the differential voltage and its gain.

つぎに、この構成での電圧利得G、はつぎのようになる
。いま簡単のため9MO841と口MO843で利得を
める。9MO841,0MO843がともに飽和領域に
あるときそれぞれを流れる電流I、、1.はつぎのよう
になる。
Next, the voltage gain G in this configuration is as follows. Now, for the sake of simplicity, calculate the gain using 9MO841 and 9MO843. When both 9MO841 and 0MO843 are in the saturation region, the currents I, , 1. becomes as follows.

ここで、βOPsβ、t/′i、それぞり、p M O
Sのチャネルコンダクタンス定数と寸法比(チャネル幅
/チャネル長)、Vo fd pMOS 41のドレイ
ン端電圧、V2.はコンデンサ25の端子電圧、Vcc
は電源陽極端電圧、Vよは0MO843のソース端電圧
、Vthpは2MO8のしきい電圧である。
Here, βOPsβ, t/′i, respectively, p M O
Channel conductance constant and dimension ratio (channel width/channel length) of S, drain end voltage of Vo fd pMOS 41, V2. is the terminal voltage of capacitor 25, Vcc
is the power supply anode terminal voltage, V is the source terminal voltage of 0MO843, and Vthp is the threshold voltage of 2MO8.

(9)式とα〔式から βop’βp (Vo Vcc Vtbp)2−βOR
・β。(V25 V−Vth−F・・・aυ ・・・αの が得られ、電圧利得G7は とめられる。
(9) and α [from the formula βop'βp (Vo Vcc Vtbp)2-βOR
・β. (V25 V-Vth-F...aυ...α is obtained, and the voltage gain G7 is stopped.

以上の差動増幅器によりセンス線1とコンデンサ25の
端子電圧の差電圧(Vr Vzs)に対応して0MO8
42,43のドレイン電流が変化し〔(8)式〕、I)
MO841のドレイン端電圧の変化は電圧利得〔(2)
式〕によシ得られる。
By using the above differential amplifier, 0MO8 corresponds to the difference voltage (Vr Vzs) between the terminal voltage of the sense line 1 and the capacitor 25.
The drain currents of 42 and 43 change [formula (8)], I)
The change in the drain terminal voltage of MO841 is the voltage gain [(2)
It is obtained by the formula].

プリチャージ動作後からとの差動増幅器までの動作は次
のようになる。
The operation after the precharge operation up to the differential amplifier is as follows.

まず、プリチャージ回路によってセンス線1とコンデン
サ25が同電位に充電される。プリチャージ動作終了後
にコンデンサ25の端子電圧はフィードスルー動作によ
りセンス線1の電圧より僅かに低いΔ■だけ低い電圧に
なる。
First, the sense line 1 and the capacitor 25 are charged to the same potential by the precharge circuit. After the precharge operation is completed, the terminal voltage of the capacitor 25 becomes a voltage slightly lower than the voltage of the sense line 1 by Δ■ due to the feed-through operation.

このような電位関係のときセンス線1の電圧とコンデン
サ25の差電圧は僅かであるため差動増幅器の動作点を
第7図の直線領域でしかも最も高利得が得られるV8付
近に置くことができる。
When such a potential relationship exists, the difference in voltage between the voltage of the sense line 1 and the capacitor 25 is small, so the operating point of the differential amplifier can be placed in the linear region of FIG. 7 and near V8 where the highest gain can be obtained. can.

47.48はインバータを構成し、差動増幅器の出力信
号を次段に伝達するだめの波形整形をする。このため出
力端5ではセンス線の状態を′H”′L”のレベルで検
出することができる。
47 and 48 constitute an inverter, which shapes the waveform of the output signal of the differential amplifier for transmission to the next stage. Therefore, at the output terminal 5, the state of the sense line can be detected at the 'H' and 'L' levels.

2′はデコーダによシ選択された1番目のワード線で、
60はドレイン端をセンス線1に接続し、ゲート端をワ
ード線2Iに接続し、ノース端を接地するnチャネルM
OS)う/ジスタで第1図で説明した結合素子である。
2' is the first word line selected by the decoder,
60 is an n-channel M whose drain end is connected to the sense line 1, whose gate end is connected to the word line 2I, and whose north end is grounded.
This is the coupling element explained in FIG.

第6図の動作について詳述する。The operation shown in FIG. 6 will be explained in detail.

端子28が″′L#レベルになるとプリチャージ回路が
動作し、npnトランジスタによりセンス線1は充電さ
れる。このとき、端子31も″L”レベルにありnMO
S23もオン状態となるためコンデンサ25もセンス線
1の充電電圧と等しい電圧に充電される。
When the terminal 28 goes to the "L" level, the precharge circuit operates and the sense line 1 is charged by the npn transistor.At this time, the terminal 31 is also at the "L" level and the nMO
Since S23 is also turned on, the capacitor 25 is also charged to a voltage equal to the charging voltage of the sense line 1.

センス線の電圧が上昇しI)MOS20がオフするとn
pn)ランジスタ21,211もオフされプリチャージ
回路は不動作となるっ つぎに、端子31がH”レベルになるとnMOS23が
オフしコンデンサ25の充電電圧はフィードスルーによ
りプリチャージ電圧よシも(3)式のΔVだけ低い電圧
となる。この状態では直流差動増幅器の動作点は線形領
域にあシ高利得検出が可能である。
When the voltage of the sense line increases and I) MOS20 turns off, n
pn) The transistors 21 and 211 are also turned off, and the precharge circuit becomes inoperable. Next, when the terminal 31 becomes H" level, the nMOS 23 is turned off, and the charging voltage of the capacitor 25 becomes as high as the precharging voltage due to feed-through. ) The voltage is lower by ΔV of the equation.In this state, the operating point of the DC differential amplifier is in the linear region, and high gain detection is possible.

この状態のときワード線2′が選択され”H”レベルに
なると1MO860がオンしセンス線1のプリチャージ
電圧は放電される。この放電電圧変化がコンデンサ25
の電圧よシも低くなると直流差動増幅器の出力電圧(第
6図す点の電圧)が上がシ出力端子5の信号は′H″か
ら′L″に変化する。
In this state, when the word line 2' is selected and becomes "H" level, the 1MO 860 is turned on and the precharge voltage of the sense line 1 is discharged. This discharge voltage change is caused by the capacitor 25
When the voltage at the output terminal 5 also decreases, the output voltage of the DC differential amplifier (voltage at the point shown in FIG. 6) increases and the signal at the output terminal 5 changes from 'H' to 'L'.

もし、1MO860が無い場合はワード線2Iが選択さ
れてもセンス線工のプリチャージ電圧は放電されず出力
端子5の信号は″H#レベルのままでちる。
If the 1MO 860 is not present, even if the word line 2I is selected, the precharge voltage of the sense line will not be discharged and the signal at the output terminal 5 will remain at the "H#" level.

本発明の第1の実施例によれば (1)MOSトランジスタのスイッチング時に生ずるフ
ィードスルー誤差電圧を利用することによりスイッチン
グ前の電圧よシも僅かに低い電圧を作り出せるので、こ
れを用いたセンス回路によりROMの読み出しの高速化
がはかれる。
According to the first embodiment of the present invention, (1) By utilizing the feed-through error voltage that occurs during switching of a MOS transistor, a voltage that is slightly lower than the voltage before switching can be created, so a sense circuit using this can be used. This makes it possible to speed up reading from the ROM.

(2)MOSのインバータとノ(イボーラトランジスタ
とを組み合わせたプリチャージ回路で、センス線に接続
されたバイポーラトランジスタのエミッタとMOSイン
バータのゲートを接続することによシ自己バイアスされ
た高速のプリチャージ回路ができる。
(2) A precharge circuit that combines a MOS inverter and an Ibora transistor.The high-speed precharge circuit is self-biased by connecting the emitter of the bipolar transistor connected to the sense line and the gate of the MOS inverter. A charge circuit is created.

(3)プリチャージ回路の電圧をもとにセンス回路の比
較電圧を作り出しているため電位の大小関係が一律に決
まる。
(3) Since the comparison voltage of the sense circuit is generated based on the voltage of the precharge circuit, the magnitude relationship of the potentials is uniformly determined.

本発明の第2の実施例を第8図に示す。A second embodiment of the invention is shown in FIG.

第8図はフィードスルー誤差電圧を更に小さくし、セン
ス線との差電圧を非常に小さくするもので、第6図と異
る点はコンデンサ25の一端にnMO323と逆相動作
のMOS)ランジスタ230を設けたところにある。先
にも述べたようにフィードスルー誤差電圧はMOS)ラ
ンジスタを使用する場合では避けられないものであるが
設計的に見通しの立てられるものである。
In Fig. 8, the feed-through error voltage is further reduced, and the voltage difference with the sense line is made very small.The difference from Fig. 6 is that one end of the capacitor 25 is equipped with an nMO323 and a MOS transistor 230 with anti-phase operation. It is located where the . As mentioned above, the feedthrough error voltage is unavoidable when using a MOS transistor, but it can be foreseen from the design standpoint.

端子31が+ LIIレベルから′″H17レベルに変
化すると(3)式のΔ■は となる。ここで、C230は0MO8230のゲートと
ドレイン、ソース間の重なシ容量である。
When the terminal 31 changes from the +LII level to the ``''H17 level, Δ■ in equation (3) becomes.Here, C230 is the overlapping capacitance between the gate, drain, and source of 0MO8230.

Journal of 5olid 5tate C1
rcuits vol。
Journal of 5solid 5tate C1
rcuits vol.

8C−10All −M2S Charge i(、e
distril)utionAnalog to Di
gital Conversion Techniqu
epart [によると0式の値がiomv程度になる
との報告もありプリチャージ電圧と比較して非常に小さ
な差電圧が作れる。したがって、本実施例によシセンス
回路の直流差動増幅器の差電圧を小さくできるので更に
高速化がはかれるという効果がある。
8C-10All-M2S Charge i(,e
distril)utionAnalog to Di
Digital Conversion Technique
According to epart [, it is reported that the value of equation 0 is about iomv, and a very small difference voltage can be created compared to the precharge voltage. Therefore, according to this embodiment, the voltage difference between the DC differential amplifiers of the sense circuit can be reduced, resulting in an effect that the speed can be further increased.

本発明の第3の実施例を第9図に示す。A third embodiment of the invention is shown in FIG.

第9図は複数のセンス線1.−1.に対しプリチャージ
回路のMOSインバータとセンス回路を共通に用いる構
成を示している。
FIG. 9 shows a plurality of sense lines 1. -1. In contrast, a configuration in which the MOS inverter of the precharge circuit and the sense circuit are used in common is shown.

本構成は第6図の構成にセンス線とセンス回路の間にス
イッチング用MO8)ランジスタ400〜40jと、セ
ンス線とプリチャージ回路の間にスイッチング用MO8
)ランジスタ200〜20jを設けたものである。
This configuration has the configuration shown in FIG. 6 with switching MO8 transistors 400 to 40j between the sense line and the sense circuit, and switching MO8 transistors between the sense line and the precharge circuit.
) transistors 200 to 20j are provided.

図において、lθ〜1jは入力端子である。In the figure, lθ to 1j are input terminals.

400〜40jはセンス線とセンス回路の間に設けたス
イッチである。
400 to 40j are switches provided between the sense line and the sense circuit.

400はドレイン端をセンス線toに接続しゲート端を
入力端子10に接続し、ソース端を0MO823のドレ
イン端と直流差動増幅器のnMO842のゲート端に接
続するnチャネルMOSトランジスタ、401はドレイ
ン端をセンス線t1に接続し、ゲート端を入力端子11
に接続しソース端を0MO823のドレイン端と直流差
動増幅器のnMO842のゲート端に接続するnチャネ
ルMO8)ランジスタである。
400 is an n-channel MOS transistor whose drain end is connected to the sense line to, whose gate end is connected to the input terminal 10, and whose source end is connected to the drain end of 0MO823 and the gate end of nMO842 of the DC differential amplifier; 401 is the drain end is connected to the sense line t1, and the gate end is connected to the input terminal 11.
It is an n-channel MO8) transistor whose source end is connected to the drain end of the 0MO823 and the gate end of the nMO842 of the DC differential amplifier.

以下402〜40jまで同様の接続となっている。The following connections 402 to 40j are similar.

200〜20jはセンス線1o−1,とプリチャージ回
路の間に設けたスイッチである。
200 to 20j are switches provided between the sense line 1o-1 and the precharge circuit.

200はドレイン端をセンス線toに接続し、ゲート端
を入力端子lOに接続し、ソース端を0MO822のゲ
ート端に接続するnチャネルMOSトランジスタ、20
1はドレイン端をセンス線tIに接続し、ゲート端を入
力端子11に接続し、ソース端を0MO822のゲート
端に接続するnチャネルトランジスタである。
200 is an n-channel MOS transistor whose drain end is connected to the sense line TO, whose gate end is connected to the input terminal IO, and whose source end is connected to the gate end of 0MO822;
1 is an n-channel transistor whose drain end is connected to the sense line tI, whose gate end is connected to the input terminal 11, and whose source end is connected to the gate end of 0MO822.

以下202〜20」まで同様の構成となってい仝・ センス線1.oKついて本構成の動作を説明するとまず
、入力端子10がH”レベルになる11〜1jはL”レ
ベルにあるとnMO820Q。
The following lines 202 to 20 have the same structure. To explain the operation of this configuration regarding OK, first, when the input terminal 10 goes to H'' level, nMO820Q 11 to 1j are at L'' level.

400がオンしセンス線1.をプリチャージする。400 is turned on and the sense line 1. Precharge.

このとき、1MO827はオフ状態にあるっまた、1M
O8402〜40jはオフ状態にあるが各センス線1.
−1.につく負荷容量もプリチャージされる。
At this time, 1MO827 is in the off state, and 1M
O8402-40j are in the off state, but each sense line 1.
-1. The load capacitance attached to the battery is also precharged.

勿論このときコンデンサ25もセンス線と同じ電圧にプ
リチャージされる。
Of course, at this time, the capacitor 25 is also precharged to the same voltage as the sense line.

以下の動作は第9図で説明した動作と同様の動作で2M
O820がオフするとnpn)ランジスタもオフされプ
リチャージ回路の動作は停止する。
The following operation is similar to the operation explained in Fig. 9, and the 2M
When O820 is turned off, the npn) transistor is also turned off and the operation of the precharge circuit is stopped.

つぎに、端子31が1H”レベルになると0MO823
がオフしコンデンサ25の充電電圧はフィードスルーに
よりプリチャージ電圧よりも(3)式のΔVだけ低い電
圧となる。この状態では直流差動増幅器の動作点は線形
領域にあシ高利得検出が可能である。
Next, when the terminal 31 becomes 1H" level, 0MO823
is turned off, and the charging voltage of the capacitor 25 becomes a voltage lower than the precharge voltage by ΔV of equation (3) due to feedthrough. In this state, the operating point of the DC differential amplifier is in the linear region and high gain detection is possible.

この状態のときワード線2′が選択され1H#レベルに
なるとnMO860がオンしセンス線1、のプリチャー
ジ電圧は放電される。この放電電圧変化がコンデンサ2
5の電圧よりも低くなると直流差動増幅器の出力電圧が
上昇し出力端子25の信号はH”からL”に変化する。
In this state, when the word line 2' is selected and reaches the 1H# level, the nMO 860 is turned on and the precharge voltage of the sense line 1 is discharged. This discharge voltage change is the capacitor 2
5, the output voltage of the DC differential amplifier increases and the signal at the output terminal 25 changes from H'' to L''.

本構成により複数のセンス線に対し、プリチャージ回路
、プリチャージ電圧よりも僅かに低い電圧を作る制御回
路及びセンス回路を共通に用いることができるとbう効
果がある。
This configuration has the advantage that a precharge circuit, a control circuit that generates a voltage slightly lower than the precharge voltage, and a sense circuit can be used in common for a plurality of sense lines.

第10図は本発明の’jj44の実施例の基本構成を示
す図で、1がセンス線、2がセンス線をプリチャージす
るためのプリチャージ回路、3がプリチャージ回路の出
力電圧から僅かに低い電圧aを作る制御回路、4がセン
ス線1の状態を検出するセンス回路、5がプリチャージ
を停止したり、センス回路4の出力信号をラッチしたり
するタイミングを決めるための制御信号入力端子、6が
センス回路4の出力信号と端子5からの制御信号からプ
リチャージを停止する信号すを作る制御回路である。
Figure 10 is a diagram showing the basic configuration of the 'jj44 embodiment of the present invention, in which 1 is a sense line, 2 is a precharge circuit for precharging the sense line, and 3 is a voltage slightly different from the output voltage of the precharge circuit. A control circuit that generates a low voltage a, 4 a sense circuit that detects the state of the sense line 1, and 5 a control signal input terminal that determines the timing to stop precharging or latch the output signal of the sense circuit 4. , 6 is a control circuit that generates a signal to stop precharging from the output signal of the sense circuit 4 and the control signal from the terminal 5.

本構成でも電圧発生手段をプリチャージ回路2のみに置
きこの出力電圧をもとにしてセンス回路402つの入力
電圧(aとセンス線1の電圧)を決める構成となってい
る。したがって、各部分の電圧関係(大小関係)が一つ
の電圧源から決められるため動作上不都合の起こりにく
い構成となっている。。
In this configuration as well, the voltage generating means is provided only in the precharge circuit 2, and the two input voltages (a and the voltage of the sense line 1) of the sense circuit 40 are determined based on this output voltage. Therefore, since the voltage relationship (size relationship) of each part is determined from one voltage source, the configuration is such that operational problems are unlikely to occur. .

第11図にプリチャージ回路の構成を示す。FIG. 11 shows the configuration of the precharge circuit.

第11図(a)において、100は電源陽極端、20は
ソース端を電源陽極端100に接続するpチャネルMO
Sトランジスタ、21はコレクタを電源陽極端100に
接続し、ペース端を9MO820のドレイン端に接続す
るnpn)ランジスタ、522はドレイ/端をnpn)
ランジスタ21のエミッタ端に接続し、ゲート端を9M
O820のゲート端に接続し、ソース端を電源陰極端1
01に接続するnチャネルh、10S)ランジスタ、2
3−はドレイン端を口MO822のドレイン端に接続し
、ソース端を0MO822のゲート端に接続す→(nチ
ャネルMO8)ランジスタ、24はnMO823のゲー
ト端に接続する信号入力端、25は一端を口MO852
2のゲート端に接続し、他端を電源陰極端101に接続
するコンデンサ、26は口MO822のドレイン端に接
続する出力端子である。
In FIG. 11(a), 100 is a power supply anode, and 20 is a p-channel MO whose source end is connected to the power supply anode 100.
S transistor, 21 connects the collector to the power supply anode end 100, and the paste end to the drain end of 9MO820 npn) transistor, 522 connects the drain/end to npn)
Connect to the emitter end of transistor 21, and connect the gate end to 9M
Connect the gate end of O820 and the source end to the power supply cathode end 1.
n-channel h connected to 01, 10S) transistor, 2
3- is a transistor whose drain end is connected to the drain end of the mouth MO822, and the source end is connected to the gate end of the 0MO822 → (n channel MO8) transistor, 24 is a signal input end connected to the gate end of the nMO823, and 25 is one end connected to the gate end of the MO822. Mouth MO852
26 is an output terminal connected to the drain end of the MO 822.

本構成の動作は次のようになる。The operation of this configuration is as follows.

9MO820を流れる電流I、は と表わされる。ここで、βOprβ、はそれぞれ9MO
820のチャネルコンダクタンス定数と寸法比(チャネ
ル幅/チャネル長)を表わし、Vaはゲート電圧、V 
* b p はしきい電圧である。
The current I flowing through the 9MO820 is expressed as. Here, βOprβ, are each 9MO
represents the channel conductance constant and dimension ratio (channel width/channel length) of 820, where Va is the gate voltage and V
* b p is the threshold voltage.

(1ン式の電流は口pnトランジスタのベース電流とな
るためエミッタ電流1.は L*=(1+hrg)Ip=hyclp −(2)とな
る。ここで、hrffiはnpロトランジスタ21の直
流増幅率である。
(Since the current of 1-type becomes the base current of the pn transistor, the emitter current 1. is L*=(1+hrg)Ip=hyclp-(2).Here, hrffi is the DC amplification factor of the npro transistor It is.

一方、0MO8522を流れる電流1.dと表わされる
。ここで、βo、、β、はそれぞれ0MO8522のチ
ャネルコンダクタンス定数と寸法比を表わし、Vtha
はしきい電圧である。
On the other hand, the current flowing through 0MO8522 is 1. It is expressed as d. Here, βo, , β represent the channel conductance constant and size ratio of 0MO8522, respectively, and Vtha
is the threshold voltage.

いま、端子24に@H#レベルを印加すると(2ン式の
電流は0MO8522と1MO824に分流されるが1
MO824に流れる電流は、9MO820,0MO85
22のゲートが高インピーダンスのためコンデンサ25
に流れ、コンデンサ25を充電する。このとき口MO8
24のドレイン端とソース端が等しい電圧になったとこ
ろで口MO824をオフすると、(2)式の電流は0M
O8522にのみ流れ込む。
Now, when @H# level is applied to terminal 24 (the current of 2-pin type is divided into 0MO8522 and 1MO824,
The current flowing through MO824 is 9MO820, 0MO85
Since the gate of 22 has high impedance, capacitor 25
and charges the capacitor 25. At this time mouth MO8
When the MO824 is turned off when the voltage at the drain and source ends of the 24 is equal, the current in equation (2) becomes 0M.
Flows only into O8522.

この状態では(2)式とαω式が等しくなるのでJlr
z・Ip=−βQa’β。(Vo Vth−)” ”’
Q61hF11’βop’βp (Va Vcc V−
hp)”=βo 、 Hβ−(Vo Vth、 )”・
・・(Iη ・・・α樟 ここで、 となるようにすると、Vs++++= Vlbpである
からとなる。このときのVoはコンデンサ25の充電電
圧であり、出力端子26の端子電圧に等しい。
In this state, equation (2) and αω equation are equal, so Jlr
z·Ip=−βQa′β. (Vo Vth-)""'
Q61hF11'βop'βp (Va Vcc V-
hp)”=βo, Hβ−(Vo Vth, )”・
... (Iη ...α樟) Here, if it is set, Vs++++=Vlbp. Vo at this time is the charging voltage of the capacitor 25 and is equal to the terminal voltage of the output terminal 26.

したがって、第11図(a)の構成は第11図(b)に
示した反転の伝達特性でvl、=V0wtO点を作シ出
すことができる。第11図(a)の20. 21.52
2は反転増幅回路を構成するとともに、nMO824を
オンすることにより反転増幅回路の最も利得の高い点、
すなわちV 1m =Lwt 0点を容易に作ることが
できる。
Therefore, the configuration of FIG. 11(a) can create the vl,=V0wtO point with the inverted transfer characteristic shown in FIG. 11(b). 20 in Figure 11(a). 21.52
2 constitutes an inverting amplifier circuit, and by turning on nMO824, the highest gain point of the inverting amplifier circuit;
That is, the point V 1m =Lwt 0 can be easily created.

第11図(a)の構成のプリチャージ回路では出力電圧
が電源電圧の2分の1になるため出力端子26をセンス
線に接続するとセンス線を電源電圧の2分の1にプリチ
ャージできることになる。
In the precharge circuit with the configuration shown in FIG. 11(a), the output voltage is one half of the power supply voltage, so if the output terminal 26 is connected to the sense line, the sense line can be precharged to one half of the power supply voltage. Become.

また、第11図(a)の構成は1つの構成で複数のセン
ス線を同時に電源電圧の2分の1にプリチャージする場
合に有効である。第12図にその構成例を示す。
Furthermore, the configuration shown in FIG. 11(a) is effective when simultaneously precharging a plurality of sense lines to one half of the power supply voltage with one configuration. FIG. 12 shows an example of its configuration.

第12図において、100.20〜25,522は第1
1図(a)と同様の構成を示している。526はドレイ
ン端をI)MO820のドレイン端に接続し、ソース端
を電源陰極端101に接続するnチャネルMOSトラン
ジスタ、527は0MO8526のゲート端に接続する
制御信号入力端子である。211はコレクタ端を電源陽
極端100に接続し、ベース端を9MO820のドレイ
ン端に接続するnpn)ランジスタ、tIはnpn)ラ
ンジスタ211のエミッタ端に接続されるセンス線、C
+4はセンス線につく負荷容量、同様に、212.21
jはそれぞれコレクタ端を電源陽極端100に接続し、
ベース端を9MO820のドレイン端に接続するnpn
)ランジスタ、t2゜1、はそれぞれ2番目とj番目の
センス線、Ct2 。
In Figure 12, 100.20 to 25,522 are the first
1 shows a configuration similar to that shown in FIG. 1(a). 526 is an n-channel MOS transistor whose drain end is connected to the drain end of I) MO820 and whose source end is connected to the power supply cathode end 101, and 527 is a control signal input terminal connected to the gate end of 0MO8526. 211 is an npn) transistor whose collector end is connected to the power source anode 100 and whose base end is connected to the drain end of 9MO820; tI is a sense line connected to the emitter end of the npn) transistor 211; C;
+4 is the load capacitance attached to the sense line, similarly, 212.21
j respectively connect the collector end to the power supply anode end 100,
npn connecting the base end to the drain end of 9MO820
) transistors, t2゜1, are the second and jth sense lines, Ct2, respectively.

CLJはそれぞれ2番目とj番目のセンス線につく負荷
容量である。
CLJ is the load capacitance attached to the second and jth sense lines, respectively.

1MO823がオンで1MO826がオフ(7)とき、
コンデンサ25は01式及びぐ9式でめられる電圧に充
電される。このときn p n )ランジスタ21のベ
ース電圧Vgに比べVBEだけ高い電圧にある。
When 1MO823 is on and 1MO826 is off (7),
The capacitor 25 is charged to a voltage determined by equations 01 and 9. At this time, n p n ) is at a voltage higher than the base voltage Vg of the transistor 21 by VBE.

VB =Vo+Vag −−・@ npnトランジスタ21,211,212.・・・21
jのベースは互いに接続されているのでnpnトランジ
スタ211,212,21jのベース電圧もQ式で表わ
される。したがって、各センス線t、−t、0負荷容量
CLl ”−Ct、j’b (11式、Qv式で表わさ
れる電圧まで充電されることになる。
VB =Vo+Vag --@ npn transistor 21, 211, 212. ...21
Since the bases of npn transistors 211, 212, and 21j are connected to each other, the base voltages of the npn transistors 211, 212, and 21j are also expressed by the Q equation. Therefore, each sense line t, -t, 0 load capacitance CLl''-Ct, j'b (Equation 11, Qv expression) will be charged to the voltage expressed.

口MO8526はプリチャージ動作を停止する際にnp
ロトランジスタ21,211.・・・21jをカットオ
フさせるとともに、オフ時の各トランジスタの蓄積時間
を小さくするためのものである。
The opening MO8526 is np when stopping the precharge operation.
Transistor 21, 211. . . 21j is cut off, and the storage time of each transistor during off-time is reduced.

第12図の構成でプリチャージすることにより各センス
線のプリチャージ電圧のばらつきが小さく、高速のプリ
チャージ回路が可能となる。
By precharging with the configuration shown in FIG. 12, variations in the precharge voltage of each sense line are small, and a high-speed precharge circuit is possible.

第13図に本実施例のセンス回路4を示す。FIG. 13 shows the sense circuit 4 of this embodiment.

図において、1はセンス線、100は電源陽極端、40
はノース端を電源陽極端100に接続するpチャネルM
O8I−ランジスタ、41はソース端を電源陽極端10
0に接続し、ゲート端とドレイン端をpMO8400ゲ
ート端に接続するpチャネルMO8)ランジスタ、42
はドレイン端を1)MO840のドレイン端に接続し、
ゲート端をセンス線1に接続するnチャネルMOSトラ
ンジスタ、43はドレイン端を9MO841のドレイン
端に接続し、ソース端を0MO842のソース端に接続
するnチャネルMOSトランジスタ、44は0MO84
3のゲート電圧を与える端子、45はドレイン端を0M
O842のソース端に接続し、ソース端を電源陰極端に
接続するnチャネルMOSトランジスタ、46は0MO
845のゲート電圧を与える端子であるっ 以上は直流差動増幅器を構成する。すなわち、センス線
1と端子44の差電圧に対応して0MO842,43の
ドレイン電#:j;変化し、0MO842,43のドレ
イン電圧が変化する。
In the figure, 1 is the sense line, 100 is the power supply anode, 40
is a p-channel M whose north end connects to the power supply anode end 100
O8I - transistor, 41 connects the source end to the power anode end 10
p-channel MO8) transistor with its gate end and drain end connected to pMO8400 gate end, 42
Connect the drain end to the drain end of 1) MO840,
An n-channel MOS transistor whose gate end is connected to the sense line 1, 43 is an n-channel MOS transistor whose drain end is connected to the drain end of 9MO841, and whose source end is connected to the source end of 0MO842, and 44 is an n-channel MOS transistor whose drain end is connected to the drain end of 9MO841.
Terminal 3 gives the gate voltage, 45 connects the drain end to 0M
An n-channel MOS transistor connected to the source end of O842 and the source end connected to the power supply cathode end, 46 is 0MO
This is the terminal for applying the gate voltage of the 845, which constitutes a DC differential amplifier. That is, the drain voltages of the 0MOs 842 and 43 change in response to the differential voltage between the sense line 1 and the terminal 44, and the drain voltages of the 0MOs 842 and 43 change.

0MO845は差動増幅器の定電流回路で端子46の電
圧により次式の定電流I0が流れる。
0MO845 is a constant current circuit of a differential amplifier, and a constant current I0 of the following formula flows depending on the voltage at the terminal 46.

ここで、β。1.β、はそれぞれ0MO845のチャネ
ルコンダクタンス定数と寸法比(チャネル幅/チャネル
長)、V46は端子46の電圧、V Ihaはしきい電
圧である。
Here, β. 1. β is the channel conductance constant and size ratio (channel width/channel length) of 0MO845, V46 is the voltage at the terminal 46, and V Iha is the threshold voltage.

図示した如<0MO842,43のドレイン電流をそれ
ぞれI oB 、I O43とすると(4)式の1゜は ■。= I O42+ I O43・・・(5)となる
As shown in the figure, if the drain currents of <0 MO842 and 43 are I oB and I O43, respectively, 1° in equation (4) is ■. = IO42+IO43 (5).

また)I D421 I ossは と表わされる。ここで、βOa+ β4Z+β43はそ
れぞれ1MO8のチャネルコンダクタンス定数と1MO
842の寸法比(チャネル幅/チャネル長)、0MO8
43の寸法比(チャネル幅/チャネル長)、V+はセン
ス線の電圧、v44は端子44の電圧、■、は1MO8
42と0MO843のソース端と1MO845のドレイ
ン端の電圧、V tha はしきい電圧である。
Also) I D421 I oss is expressed as. Here, βOa + β4Z + β43 are the channel conductance constant of 1MO8 and 1MO8, respectively.
Dimension ratio of 842 (channel width/channel length), 0MO8
43 dimension ratio (channel width/channel length), V+ is the voltage of the sense line, v44 is the voltage of terminal 44, ■, is 1MO8
The voltages at the source terminals of 42 and 0 MO843 and the drain terminal of 1 MO845, V tha are threshold voltages.

式(6)、四から 一般に差動増幅段を構成する場合、1MO842と0M
O843の寸法比は等しいのでae式においてはβ42
=β43=βとなシ(ハ)式はとなる。ここで、VT/
V7真ΣFは定数である。
Generally speaking, when configuring a differential amplifier stage from equation (6), 4, 1MO842 and 0M
Since the size ratio of O843 is the same, in the ae formula, β42
=β43=β, the equation (C) becomes as follows. Here, VT/
V7 true ΣF is a constant.

したがって、センス線電圧と端子44の電圧の差電圧の
変化は第7図と同様に変化し、差電圧のある信号域では
線形の増幅器として動作する。この信号域の出力電圧(
1MO842,43のドレイン電圧)は差電圧とその利
得に応じて決壕る。
Therefore, the difference voltage between the sense line voltage and the voltage at the terminal 44 changes in the same manner as shown in FIG. 7, and in a signal range where there is a difference voltage, it operates as a linear amplifier. The output voltage in this signal range (
The drain voltage of 1MO842, 43 varies depending on the differential voltage and its gain.

つぎにこの構成での電圧利得G、はつぎのようになる。Next, the voltage gain G in this configuration is as follows.

いま簡単のだめ9MO841と0MO843で利得をめ
る。
Now calculate the gain using simple 9MO841 and 0MO843.

pM0841を流れる電流■、とnA40s43を流れ
る電流■、は飽和領域にあるときそれぞれ次のようにな
る。
When the current (2) flowing through pM0841 and the current (2) flowing through nA40s43 are in the saturation region, they are as follows.

1、=−βop’βp (Vo Vcc V Ibp 
)2−(9)1、=−βQ++’β。(V+−V−Vt
h−)2−Q1ここで、βOp+β、とβo、、β、は
それぞれ9MO8,!:nMO8のチャネルコンダクタ
ンス定数と寸法比(チャネル幅/チャネル長)、Voは
pMO841のドレイン端電圧、vl、は0MO843
のゲート電圧、Vccは電源陽極端電圧、■。
1, =-βop'βp (Vo Vcc V Ibp
)2-(9)1, =-βQ++'β. (V+-V-Vt
h-)2-Q1 Here, βOp+β, and βo,,β, are each 9MO8,! : Channel conductance constant and dimension ratio (channel width/channel length) of nMO8, Vo is drain end voltage of pMO841, vl is 0MO843
The gate voltage of , Vcc is the power supply anode terminal voltage, ■.

は0MO843のソース端電圧、VthplVsbaは
それぞれ9MO8,1MO8のしきい電圧である。
is the source end voltage of 0MO843, and VthplVsba is the threshold voltage of 9MO8 and 1MO8, respectively.

(9)式と四式を等しいとおくと βop’βp (Vo −Vce−V tbp )”=
βoa’β−(VlaV−Vtha)’・・・αυ ・・・aの 電圧利得GvはdVo/ d V + 、でめられるか
ら通常G、は3〜10倍程度でバイポーラの回路に比べ
ると小さい。
Assuming that equation (9) and equation 4 are equal, βop'βp (Vo −Vce−V tbp )”=
βoa'β-(VlaV-Vtha)'...αυ...The voltage gain Gv of a is dVo/dV+, so normally G is about 3 to 10 times smaller than that of a bipolar circuit. .

以上のことからセンス線1と端子44の電圧差に対応し
てドレイン電流が変化し〔(イ)式) 9MO8のドレ
イン端電圧の変化は電圧利得G、Cm式〕により得られ
る。たとえば、端子44の電圧を固定電圧44とした場
合の動作は次のようになる。
From the above, the drain current changes in accordance with the voltage difference between the sense line 1 and the terminal 44 [formula (A)], and the change in the drain end voltage of 9MO8 is obtained by the voltage gain G, Cm formula]. For example, when the voltage at the terminal 44 is set to a fixed voltage 44, the operation is as follows.

センス線1の電圧がV44よシも僅かに低くなると1M
O842のドレイン電流I D42が減少し1MO84
2のドレイン電圧は上昇する。一方、0MO843のド
レイン電流はID42の減少に伴って(5)式の差分だ
け増加するので0MO843のドレイン電圧は減少する
When the voltage of sense line 1 is slightly lower than V44, it becomes 1M.
The drain current I D42 of O842 decreases and becomes 1MO84
The drain voltage of 2 increases. On the other hand, since the drain current of 0MO843 increases by the difference in equation (5) as ID42 decreases, the drain voltage of 0MO843 decreases.

この動作の高速化をはかるには第7図の直線領域にあり
しかも最も高利得が得られるvII付近に動作点をおく
のが有効である。また、差電圧がほんの僅かで直流領域
から飽和領域に変化するように直流領域幅を狭く、勾配
を急峻にする(高利得化〕のが高速化には有効である。
In order to speed up this operation, it is effective to place the operating point in the linear region of FIG. 7 and near vII where the highest gain can be obtained. Furthermore, it is effective to increase the speed by narrowing the width of the DC region and making the gradient steeper (increasing the gain) so that the difference voltage changes from the DC region to the saturation region with only a small amount.

しかし、先にも述べたようにMOS)ランジスタで構成
する差動増幅器は高利得化(バイポーラのように簡単に
G、=50〜60が得られること)が難しい。そこで、
さらに交流増幅器と併用してセンス回路を構成する。
However, as mentioned above, it is difficult to increase the gain of a differential amplifier configured with MOS transistors (to easily obtain G = 50 to 60 like a bipolar amplifier). Therefore,
Furthermore, it is used in conjunction with an AC amplifier to configure a sense circuit.

第13図において、547は一端を0MO843のドレ
イン端に接続するコンデンサ、548はソース端を電源
陽極端100に接続し、ゲートiをコンデンサ547の
他端に接続するpチャネルMOSトランジスタ、549
はドレイン端を1)M08548のドレイン端に接続し
、ゲート端をI)M、08548のゲート端に接続し、
ソース端を電源陰極端101に接続するnチャネルMO
Sトランジスタ、550はドレイン端を1MO8549
のゲート端に接続し、ソース端を1MO8549のドレ
イン端に接続するnチャネルMOSトランジスタ、55
1は0MO8550のゲートに制御信号を与える端子、
552はソース端を電源陽極端100に接続し、ゲート
端を1MO8549のドレイン端に接続するpチャネル
MOSトランジスタ、553はドレイン端を9MO85
52のドレイン端に接続し、ゲート端を9MO8552
のゲート端に接続し、ソース端を電源陰極端101に接
続するnチャネルMO8)ランジスタ、554は口MO
8553のドレイン端に接続する出力端子である。
In FIG. 13, 547 is a capacitor whose one end is connected to the drain end of the 0MO843, 548 is a p-channel MOS transistor whose source end is connected to the power supply anode 100, and whose gate i is connected to the other end of the capacitor 547;
Connect the drain end to the drain end of 1) M08548, connect the gate end to the gate end of I) M08548,
n-channel MO whose source end is connected to the power supply cathode end 101
S transistor, 550, connects the drain end to 1MO8549
An n-channel MOS transistor 55 whose source end is connected to the gate end of the 1MO8549 and whose source end is connected to the drain end of the 1MO8549.
1 is a terminal that provides a control signal to the gate of 0MO8550,
552 is a p-channel MOS transistor whose source end is connected to the power source anode 100 and whose gate end is connected to the drain end of 1MO8549; 553 is a p-channel MOS transistor whose drain end is connected to 9MO85
Connect to the drain end of 52, and connect the gate end to 9MO8552.
8) An n-channel MO transistor whose source end is connected to the gate end of the transistor and whose source end is connected to the power supply cathode end 101;
This is an output terminal connected to the drain end of the 8553.

547〜554は交流増幅器を構成する。547 to 554 constitute AC amplifiers.

コンデンサ547は結合コンデンサで直流的な結合を除
く働きをするっ548〜551は0MO8のインバータ
構成に自己バイアスをかけた回路で0MO8550のオ
ン抵抗によって帰還がかかり第14図のようにV 1a
== N’aatO点に自己バイアスがかかる。自己バ
イアスで得られるV+ゎ=■。■の点は電源電圧の2分
の1で構成上最も利得が高い点となる。したがって、出
力側(1MO8549のドレイン端)での出力条幅は次
段のバッファ回路(p〜108552と口MO8553
で作られるインバータ)の状態を変化させるだけの論理
振幅となる。しかも、自己バイアス用のスイッチ(nM
QS550)がオフの状態では動作点に対し人力振幅の
方向が一旦決まると(第8図の■(あるいは[F]))
その方向と反転する方向に出力振幅が増幅されるので誤
動作を起こしたりハンチング等の必要が少ない。
Capacitor 547 is a coupling capacitor that functions to remove direct current coupling.548 to 551 are circuits that apply self-bias to the 0MO8 inverter configuration, and feedback is applied by the on-resistance of 0MO8550, resulting in V 1a as shown in Figure 14.
== Self-bias is applied to the N'aatO point. V+ゎ=■ obtained by self-bias. The point (2) is one half of the power supply voltage and is the point with the highest gain in terms of configuration. Therefore, the output line width on the output side (drain end of 1MO8549) is
The logic amplitude is just enough to change the state of the inverter (made by the inverter). Moreover, the self-bias switch (nM
QS550) is off, once the direction of the human force amplitude is determined with respect to the operating point (■ (or [F] in Figure 8))
Since the output amplitude is amplified in the opposite direction, malfunctions and hunting are less likely to occur.

この構成での利得も(7)式と同様に1MO8549と
I)MO8548の寸法比によって決まる。すなわち、 と利得は表わされる。β。49.β948はそれぞれ1
MO8549とpMO854sの寸法比(チャネル幅/
チャネル長)である。
The gain in this configuration is also determined by the size ratio of 1MO8549 and I)MO8548, as in equation (7). That is, the gain is expressed as . β. 49. β948 is 1 each
Dimensional ratio of MO8549 and pMO854s (channel width/
channel length).

552.553はインバータを構成するがこのインバー
タの9MO8552,nMo555aでもある利得をも
つことになる。すなわち、インバータの伝達特性は第1
4図のように増幅器としての電圧利得を持っているから
である。しかし、インバータのゲート電圧は0MO85
50がオンのときほぼVcc/2になっているため出力
端子54で次段への論理振幅を得られるようにしなけれ
ばならない。すなわち、ゲート電圧がVcc/2にある
とき出力端では″′H″レベルに、Vcc/2より僅か
でも高くなると”L”レベルに変化するように電圧利得
(具体的には0MO8553と9MO8552の寸法比
)を選ばなければならない。
552 and 553 constitute an inverter, and the 9MO8552 and nMo555a of this inverter also have a certain gain. In other words, the transfer characteristic of the inverter is
This is because it has a voltage gain as an amplifier as shown in Figure 4. However, the gate voltage of the inverter is 0MO85
When the output terminal 50 is on, it is approximately Vcc/2, so the output terminal 54 must be able to obtain the logic amplitude to the next stage. In other words, the voltage gain (specifically, the dimensions of 0MO8553 and 9MO8552) is adjusted so that when the gate voltage is at Vcc/2, the output terminal changes to "H" level, and when it becomes even slightly higher than Vcc/2, it changes to "L" level. ratio) must be selected.

以上の構成のセンス回路においては全体の電圧利得が G=G−・G&v−OB −Qij となる。GIIはバッファとなるインバータでの利得を
示す。
In the sense circuit having the above configuration, the overall voltage gain is G=G-.G&v-OB-Qij. GII indicates the gain of the inverter serving as a buffer.

以上述べてきた構成を匝って第10図のROMの1ビッ
ト分を構成すると第15図のようになる。
If the configuration described above is used to configure one bit of the ROM of FIG. 10, the result will be as shown in FIG. 15.

ここで第10図〜第14図までに述べて来たと同様の部
分は同一符号で示しである。
Here, the same parts as those described in FIGS. 10 to 14 are designated by the same reference numerals.

センス回路の1MO843のゲート端はプリチャージ回
路のコンデンサ25の一端に接続されている。また、セ
ンス回路の結合コンデンサ547はMOSトランジスタ
のゲート容量を利用するためMOS)ランジスタのゲー
ト端と、ドレイン端とソース端を接続する拡散層の間で
形成する。これは静電容量に対する面積効率を向上する
有効な方法である。さらに、センス回路の交流増幅器を
構成する2つのインバータ548,549と552゜5
53とは論理記号で省略記述してありインバータ400
,500となっている。
The gate end of the 1MO843 of the sense circuit is connected to one end of the capacitor 25 of the precharge circuit. Further, the coupling capacitor 547 of the sense circuit is formed between the gate end of the MOS transistor and the diffusion layer connecting the drain end and the source end to utilize the gate capacitance of the MOS transistor. This is an effective method for improving area efficiency with respect to capacitance. Furthermore, two inverters 548, 549 and 552°5 constitute the AC amplifier of the sense circuit.
53 is a logic symbol and is abbreviated as inverter 400.
,500.

60〜63はセンス回路の出力信号と端子24の制御信
号からプリチャージを停止するための制両回路を構成す
る。この構成の機能はセンス線1の状態変化をセンス回
路で高速に検出し、センス線1にプリチャージした電圧
が完全に放電しきらない前に再度プリチャージを行うこ
とによりプリチャージに要する時間の短縮をはかること
にある。
Reference numerals 60 to 63 constitute a control circuit for stopping precharging based on the output signal of the sense circuit and the control signal of the terminal 24. The function of this configuration is that the state change of sense line 1 is detected at high speed by the sense circuit, and the time required for precharging is reduced by precharging again before the voltage precharged to sense line 1 is not completely discharged. The goal is to shorten the time.

60はインバータ500の出力端に接続するラッチ回路
、61はラッチ回路60にラッチ信号を与える入力端子
、62はラッチ回路60の出力端子、63はラッチ回路
からの信号と端子24からの信号からプリチャージ回路
を動作させるか停止させるかの制御をする制御回路であ
る。
60 is a latch circuit connected to the output terminal of the inverter 500, 61 is an input terminal that provides a latch signal to the latch circuit 60, 62 is an output terminal of the latch circuit 60, and 63 is a pre-amplifier from the signal from the latch circuit and the signal from the terminal 24. This is a control circuit that controls whether to operate or stop the charge circuit.

この60〜63の構成の動作は、端子24が%%H”レ
ベルのときこの信号で制御回路はb信号を′L”レベル
にしプリチャージ回路の0M08526をオフ状態にす
る。このだめプリチャージ回路はプリチャージ動作とな
る。つぎに端子24が″′L#レベルに変化するとこの
信号変化によシ制御回路はb信号を′H”レベルに変化
させf1MO826をオン状態にする。これによシブリ
チャージ動作は停止する。
The operation of the configurations 60 to 63 is such that when the terminal 24 is at the %%H" level, the control circuit uses this signal to set the b signal to the 'L" level and turns off the precharge circuit 0M08526. In this case, the precharge circuit performs a precharge operation. Next, when the terminal 24 changes to the ``L#'' level, this signal change causes the control circuit to change the b signal to the ``H'' level, turning on the f1MO826. This stops the shi recharge operation.

れた場合にはラッチ回路60でこの変化が確立すると制
御回路ではb信号を“L”レベルにし、センス線lにプ
リチャージされた電圧が放電しきらないうちに再びプリ
チャージ動作をさせプリチャージ動作の高速化がはかれ
る。
When this change is established in the latch circuit 60, the control circuit sets the b signal to the "L" level and performs the precharging operation again before the voltage precharged to the sense line l is completely discharged. Operation speed can be increased.

2Iはデコーダ(より選択されたi番目のワード線で、
30はドレイン端をセンス線1に接続し、ゲート端をワ
ード#J 21 に接続し、ソース端を接地するnチャ
ネルMO8)ランジスタで第1図で説明した結合素子で
ある。
2I is the decoder (the i-th word line selected by
30 is an n-channel MO8) transistor whose drain end is connected to the sense line 1, whose gate end is connected to the word #J 21 , and whose source end is grounded, and is the coupling element described in FIG. 1.

第15図の動作について詳述する。The operation shown in FIG. 15 will be explained in detail.

端子24がH”レベルになるとプリチャージ回路は動作
し、npnトランジスタ21,211によりセンス線1
は充電される。このとき、コンデンサ25もセンス線1
の充電電圧と等しい電圧′に充電される。一方、センス
回路のnhioss。
When the terminal 24 becomes H" level, the precharge circuit operates, and the sense line 1 is activated by the npn transistors 21 and 211.
is charged. At this time, the capacitor 25 is also connected to the sense line 1.
is charged to a voltage equal to the charging voltage of . On the other hand, the sense circuit nhioss.

もオン状態で動作点は電源電圧の2分の1の点に自己バ
イアスされる。
In the ON state, the operating point is self-biased to 1/2 of the power supply voltage.

つぎに、端子24が“L”レベルになるとプリチャージ
動作が停止すると同時にコンデンサ25の充電電圧はフ
ィードスルーによりプリチャージ電圧よりも(3)式の
ΔVだけ低い電圧となる。この状態のときワード線2I
が選択され″′H″レベルになると口MOf930はオ
ンしセンス線1のプリチャージ電圧は放電される。
Next, when the terminal 24 becomes "L" level, the precharging operation is stopped and at the same time, the charging voltage of the capacitor 25 becomes a voltage lower than the precharging voltage by ΔV of equation (3) due to feedthrough. In this state, word line 2I
is selected and attains the ``H'' level, the gate MOf 930 is turned on and the precharge voltage of the sense line 1 is discharged.

この放電ML電圧変化コンデンサ25の電圧より低くな
ると直流差動増幅器の0点の電圧が下がりインバータ5
00の出力電圧も下がる。この電圧変化は端子61の信
号でラッチ回路60にラッチされると同時に制御回路6
3のb信号により再びプリチャージを開始する。
When the voltage becomes lower than the voltage of this discharge ML voltage change capacitor 25, the voltage at the 0 point of the DC differential amplifier decreases and the inverter 5
The output voltage of 00 also decreases. This voltage change is latched by the latch circuit 60 with the signal at the terminal 61, and at the same time the control circuit 60
Precharging is started again by the b signal of 3.

もし、0MO830が無い場合はワード線2Iが選択さ
れてもセンス線1のプリチャージ電圧は放電されず、イ
ンバータ500の出力信号も変化しない。ラッチ回路は
この状態が変化しない情報をラッチするが制御回路63
のb信号は@−LHレベルのままである。端子24の信
号が再び″′H″レベルになるとプリチャージ回路はプ
リチャージ動作に入るがセンス線1のプリチャージ電圧
は放電されていないので電源電圧の2分の1までプリチ
ャージする時間は短い。
If there is no 0MO 830, the precharge voltage of the sense line 1 will not be discharged even if the word line 2I is selected, and the output signal of the inverter 500 will not change. The latch circuit latches information whose state does not change, but the control circuit 63
The b signal remains at the @-LH level. When the signal at terminal 24 becomes ``H'' level again, the precharge circuit enters the precharge operation, but since the precharge voltage on sense line 1 has not been discharged, the time to precharge to 1/2 of the power supply voltage is short. .

本発明の第4の実施例によれば (1)MOS)ランジスタのスイッチング時に生ずるフ
ィードスルー誤差電圧を利用することによりスイッチン
グ前の電圧よりも僅かに低い電圧を作り出せるので、こ
れを用いたセンス回路により)LOMの読み出しの高速
化がはかれる。
According to the fourth embodiment of the present invention, it is possible to create a voltage slightly lower than the voltage before switching by using the feed-through error voltage that occurs during switching of (1) MOS transistors, so a sense circuit using this can be used. ) The speed of reading the LOM can be increased.

(2) バイポーラトランジスタとMOS)ランジスタ
とを組み合わせたインバータを自己バイアスさせること
によシ高速プリチャージ回路ができる、 (3) プリチャージ回路の電圧をもとにセンス回路の
比較電圧を作り出しているため電位の大小関係が一律に
決まる。
(2) A high-speed precharge circuit is created by self-biasing an inverter that combines bipolar transistors and MOS transistors. (3) A comparison voltage for the sense circuit is created based on the voltage of the precharge circuit. Therefore, the magnitude relationship of potentials is uniformly determined.

(4) センス回路を直流差動増幅器と聞流増幅器で構
成し電圧利得を大きくすることにより高利得。
(4) High gain is achieved by configuring the sense circuit with a DC differential amplifier and a current amplifier to increase the voltage gain.

高速のセンス回路が構成できる。A high-speed sense circuit can be constructed.

本発明の第5の実施例を第16図に示す。A fifth embodiment of the present invention is shown in FIG.

第16図はフィードスルー誤差血圧を更に小さくシ、セ
ンス線との差電圧を非常に小さくするもので、第15図
と異なる点はコンデンサ25の一端に1MO823と逆
相動作のMO8)ランジスタ230を設けたところにあ
る。先にも述べたようにフィードスルー誤差電圧はMO
sトランジスタを使用する場合では避けられないもので
あるが設計的に見通しの立てられるものであるから端子
24がH”レベルから″′L#レベルに変化するときに
インバータ240によって口MO8230のゲート端を
to L wから1H#レベルに変化させることにより
(3)式のΔVを とすることができる。ここで、C230fd n MO
5230のゲートとドレイン、ソース間の重なり容量で
ある。Journal of 5olid 5tate
 circujtsによると(2)式の匝が10mV程
度になるとの報告もありプリチャージ電圧と比較して非
常に小さな差電圧が作れる。
In Fig. 16, the feedthrough error blood pressure is further reduced, and the voltage difference with the sense line is made very small. It's where it's set up. As mentioned earlier, the feedthrough error voltage is MO
Although this is unavoidable when using an s transistor, it can be foreseen in terms of design. By changing ΔV from toLw to 1H# level, ΔV in equation (3) can be obtained. Here, C230fd n MO
This is the overlap capacitance between the gate, drain, and source of 5230. Journal of 5solid 5tate
According to circujts, it has been reported that the voltage of equation (2) is about 10 mV, and a very small differential voltage can be created compared to the precharge voltage.

したがって、本実施例によシセンス回路の直流差動増幅
器の差電圧を小さくできるので更に高速化がはかれると
いう効果がある。
Therefore, according to this embodiment, the voltage difference between the DC differential amplifiers of the sense circuit can be reduced, resulting in an effect that the speed can be further increased.

第17図は本発明の第6の実施例を示すもので第15図
と異るのはプリチャージ回路のバイポーラトランジスタ
がダーリントン接続になっている点である。本実施例に
よりセンス線へのプリチャージ性能がhFEの2乗で効
いてくるのでプリチャージ動作の一層の高速化と大容量
化に対応できるという効果がある。
FIG. 17 shows a sixth embodiment of the present invention, which differs from FIG. 15 in that the bipolar transistors of the precharge circuit are Darlington-connected. According to this embodiment, the performance of precharging the sense line is affected by the square of hFE, so there is an effect that it is possible to cope with further speeding up of the precharging operation and larger capacity.

尚、本発明は、上述した第1〜第6の実施例の様なIL
 OMに限定されずに、1i1.AMにも適用できうる
Incidentally, the present invention is applicable to ILs such as the above-mentioned first to sixth embodiments.
Not limited to OM, 1i1. It can also be applied to AM.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、センス線の変化を高速に検出できる半
導体記憶装置を得ることができる。
According to the present invention, it is possible to obtain a semiconductor memory device that can detect changes in a sense line at high speed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はROMの構成を示す図、第2図は本発明の第1
の実施例の構成を示すブロック線図、第3図は本発明の
第1の実施例に用いるプリチャージ回路の一実施例、第
4図はフィードスルー動作を説明する図、第5図は複数
のセンス線をプリチャージする構成を示す図、第6図は
本発明の第1の実施例になるセンス線1ビツトに対する
ROMの構成を示す図、第7図は直流差動増幅器の伝達
特性を示す図、第8図は本発明の第2の実施例になるl
(、OM fJ成を示す図、第9図は本発明の第3の実
施例になる複数のセンス線に対しプリチャージ回路と制
御回路、センス回路を共通に用いる構成を示す図、第1
0図は本発明の第4の実施例の構成を示すブロック図、
第11図は本発明の第4の実施例に用いるプリチャージ
回路の一実施例、第12図は複数のセンス線をプリチャ
ージする構成を示す図、第13図は本発明の第4の実施
例のセンス回路の構成を示す図、第14図は交流増幅器
の増幅特性を説明するための図、第15図は本発明の第
4の実施例になるROMのセンス線1ビツトに対する構
成を示す図、第16図は本発明の第5の実施例になるフ
ィードスルー誤差電圧を更に小さくする方法のROM構
成を示す図、第17図は本発明の第6の実施例になるプ
リチャージ速度を更に高速化する構成を示す図である。 2・・・プリチャージ回路、3・・・制御回路、4・・
・セン10 Y20 131フ #L) ¥l−7−DI S+w V 75m 40 Y7図 り1力へカ屯瓦 (Vt −V25 )χ8図 ¥90 1oQ %/2(2 Y130 K /=l−ロ 775図 Y/ろ図
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the ROM, and FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the ROM.
3 is an example of the precharge circuit used in the first embodiment of the present invention, FIG. 4 is a diagram explaining the feed-through operation, and FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the first embodiment of the present invention. FIG. 6 is a diagram showing the configuration of a ROM for one bit of the sense line according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a diagram showing the transfer characteristics of a DC differential amplifier. The figure shown in FIG. 8 is a second embodiment of the present invention.
(, OM fJ configuration, FIG. 9 is a diagram showing a configuration in which a precharge circuit, a control circuit, and a sense circuit are commonly used for a plurality of sense lines according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 0 is a block diagram showing the configuration of the fourth embodiment of the present invention,
FIG. 11 is an example of a precharge circuit used in the fourth embodiment of the present invention, FIG. 12 is a diagram showing a configuration for precharging a plurality of sense lines, and FIG. 13 is a diagram showing a configuration for precharging a plurality of sense lines. FIG. 14 is a diagram showing the configuration of an example sense circuit. FIG. 14 is a diagram for explaining the amplification characteristics of an AC amplifier. FIG. 15 is a diagram showing the configuration for one bit of a sense line of a ROM according to a fourth embodiment of the present invention. 16 is a diagram showing the ROM configuration of a method for further reducing the feed-through error voltage according to the fifth embodiment of the present invention, and FIG. 17 is a diagram showing the precharge speed according to the sixth embodiment of the present invention. It is a figure which shows the structure which further speeds up. 2... Precharge circuit, 3... Control circuit, 4...
・Sen 10 Y20 131 fu #L) ¥l-7-DI S+w V 75m 40 Y7 Tsuri 1 force heka ton tile (Vt -V25) Figure Y/Ro diagram

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、差動増幅器を有するセンス回路を具備する半導体記
憶装置に於いて、一方の電圧から該一方の電圧より低い
他方の電圧を発生する制御回路を具備し、上記一方の電
圧と上記他方の電圧とを上記差動増幅器の入力とするこ
とを特徴とする半導体記憶装置。 2、特許請求の範囲第1項に於いて、上記一方の電圧は
プリチャージ電圧であることを特徴とする半導体記憶装
置。 3、特許請求の範囲第1項に於いて、上記一方の電圧か
ら該一方の電圧より低い他方の電圧を発生する制御回路
は、MOSトランジスタのフィールドスルーを利用する
ことを特徴とする半導体記憶装置。
[Claims] 1. A semiconductor memory device equipped with a sense circuit having a differential amplifier, comprising a control circuit that generates from one voltage another voltage lower than the one voltage, A semiconductor memory device characterized in that the voltage and the other voltage are input to the differential amplifier. 2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the one voltage is a precharge voltage. 3. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the control circuit that generates the other voltage lower than the one voltage from the one voltage utilizes field-through of a MOS transistor. .
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JPS6196589A (en) * 1984-10-16 1986-05-15 Mitsubishi Electric Corp Sense amplifier of semiconductor memory device
JPH04212783A (en) * 1989-12-21 1992-08-04 Bull Sa Pre-charge circuit for memory bus

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