JPS63128662A - スタテイツク型misメモリセル - Google Patents
スタテイツク型misメモリセルInfo
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- JPS63128662A JPS63128662A JP61275917A JP27591786A JPS63128662A JP S63128662 A JPS63128662 A JP S63128662A JP 61275917 A JP61275917 A JP 61275917A JP 27591786 A JP27591786 A JP 27591786A JP S63128662 A JPS63128662 A JP S63128662A
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- 230000003068 static effect Effects 0.000 title claims abstract description 18
- 230000003321 amplification Effects 0.000 abstract description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 abstract description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B10/00—Static random access memory [SRAM] devices
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は金属絶縁物半導体電界効果トランジスタ(以下
にI’3FETと略記する)を用いたIC・メモリに関
し、特にスタティックメモリに関する。
にI’3FETと略記する)を用いたIC・メモリに関
し、特にスタティックメモリに関する。
従来、スタティックメモリは読出し動作でセルデータが
破壊されないようにメモリセルが設計されていた。すな
わち、メモリセルのフリップフロップの交差接続点とデ
ィジット線との間に接続されているトランスファーゲー
トにl5FETのチャンネル幅(−)とチャンネル長(
L)との比−/L(=γT)を1とする時フリップフロ
ップのドライバ阿l5FETのW/L(=γD)・が2
.5〜3以上の値になるように設計されていた。
破壊されないようにメモリセルが設計されていた。すな
わち、メモリセルのフリップフロップの交差接続点とデ
ィジット線との間に接続されているトランスファーゲー
トにl5FETのチャンネル幅(−)とチャンネル長(
L)との比−/L(=γT)を1とする時フリップフロ
ップのドライバ阿l5FETのW/L(=γD)・が2
.5〜3以上の値になるように設計されていた。
第3図は上述したスタティック型MISメモリセルの従
来例のディジット線回路部分の回路図である。
来例のディジット線回路部分の回路図である。
プリチャージ回路12は3個のMISFET Qn =
Q13からなり、プリチャージ信号線5によって制御
されている。メモリセル13は高抵抗素子R,,R2を
負荷素子としたインバータを互いに交差接続してなり、
MISFET QCs 、Qt7をドライバとするフ
リッププロップと、該交差接続点に一端が接続され他端
がディジット線2.3に接続され、ゲートがワード線1
に接続されているトランスファーゲートMISFET
QCs、、Q+6とから構成されている。
Q13からなり、プリチャージ信号線5によって制御
されている。メモリセル13は高抵抗素子R,,R2を
負荷素子としたインバータを互いに交差接続してなり、
MISFET QCs 、Qt7をドライバとするフ
リッププロップと、該交差接続点に一端が接続され他端
がディジット線2.3に接続され、ゲートがワード線1
に接続されているトランスファーゲートMISFET
QCs、、Q+6とから構成されている。
第4図は、第3図のスタティック型MISメモリセルの
γD/γ、=2.5〜3の場合の動作を示すタイムチャ
ートである。
γD/γ、=2.5〜3の場合の動作を示すタイムチャ
ートである。
いま、初期状態(時刻to)として、メモリセル13の
一方の節点AのレベルがVcc −V耐(VtNはNチ
ャネルMISトランジスタのスレッショルド電圧)、他
の節点Bが接地レベルにあり、またディジット線対2.
3はプリチャージ回路12によりすでにプリチャージが
完了してVcc −VTNというレベルになっており、
プリチャージ信号線5は接地レベルにあるとする。
一方の節点AのレベルがVcc −V耐(VtNはNチ
ャネルMISトランジスタのスレッショルド電圧)、他
の節点Bが接地レベルにあり、またディジット線対2.
3はプリチャージ回路12によりすでにプリチャージが
完了してVcc −VTNというレベルになっており、
プリチャージ信号線5は接地レベルにあるとする。
次に時刻1.でワード線lのレベルが上昇し始め、時刻
t2でワード線1のレベルがトランスファーゲートにl
5FET Qsbのスレッショルド電圧VTNを越える
と節点Bに接続されたトランスファーゲー) MISF
ET Q16がオンして節点Bのレベルが上昇し始める
とともにディジット線3のレベルが下がり始める。ワー
ド線1のレベルは時刻tloでVccレベルに到達する
が、節点Bのレベルはこの直前に最も高くなる0時刻t
1゜以後はディジット線3の電荷がメモリセル13を介
して放電されてディジット線3のレベルが低下するため
節点Bのレベルも低下していく、従来、メモリセルの低
レベルは最も高い時でもスレッショルド電圧vTh+を
越えないようにγD/γTの値を 2.5〜3程度にし
ているのでメモリセルの高レベルは読出し動作によって
低下することはなく Vcc −VT)Iを保持してい
る。
t2でワード線1のレベルがトランスファーゲートにl
5FET Qsbのスレッショルド電圧VTNを越える
と節点Bに接続されたトランスファーゲー) MISF
ET Q16がオンして節点Bのレベルが上昇し始める
とともにディジット線3のレベルが下がり始める。ワー
ド線1のレベルは時刻tloでVccレベルに到達する
が、節点Bのレベルはこの直前に最も高くなる0時刻t
1゜以後はディジット線3の電荷がメモリセル13を介
して放電されてディジット線3のレベルが低下するため
節点Bのレベルも低下していく、従来、メモリセルの低
レベルは最も高い時でもスレッショルド電圧vTh+を
越えないようにγD/γTの値を 2.5〜3程度にし
ているのでメモリセルの高レベルは読出し動作によって
低下することはなく Vcc −VT)Iを保持してい
る。
第5図は、第3図のスタティック型MISメモリセルの
707γrがほぼ1の場合の動作を示すタイムチャート
である。
707γrがほぼ1の場合の動作を示すタイムチャート
である。
第4図の場合と同様に、初期時(時刻to)、ディジッ
)112 、3のプリチャージは完了してディジット線
2,3ともにVcc −VTNのレベルに、またプリチ
ャージ信号線5は接地レベルになっており、メモリセル
13内節点AのレベルはVcc−VtN、@点Bは接地
レベルにあるとする。
)112 、3のプリチャージは完了してディジット線
2,3ともにVcc −VTNのレベルに、またプリチ
ャージ信号線5は接地レベルになっており、メモリセル
13内節点AのレベルはVcc−VtN、@点Bは接地
レベルにあるとする。
まず、時刻り、でワード線lが上昇し始め時刻t2でワ
ード線lのレベルがスレッショルド電圧VTNを越える
とトランスファーMISFET Q10がオンし、節点
Bのレベルが上昇し始める0時刻t3で節点Bのレベル
がスレッショルド電圧v−rNを越えると、ドライバM
ISFET QCsがオンして節点Aのレベルが低下し
始める0時刻L7でワード線1のレベルと節点Aのレベ
ルとの差がスレッショルド電圧VTNを越えると、トラ
ンスファーゲートMISFET Q10がオンしてディ
ジット線2のレベルも低下し始める。
ード線lのレベルがスレッショルド電圧VTNを越える
とトランスファーMISFET Q10がオンし、節点
Bのレベルが上昇し始める0時刻t3で節点Bのレベル
がスレッショルド電圧v−rNを越えると、ドライバM
ISFET QCsがオンして節点Aのレベルが低下し
始める0時刻L7でワード線1のレベルと節点Aのレベ
ルとの差がスレッショルド電圧VTNを越えると、トラ
ンスファーゲートMISFET Q10がオンしてディ
ジット線2のレベルも低下し始める。
ワード線1のレベルがさらに上がるとメモリセル13の
低レベルはさらに上昇し、やがて時刻t5でメモリセル
13の高レベルと低レベルが反転してしまう、メモリセ
ルが完全に対称であれば反転することはないが、現実に
はそのようなことはないので必ず反転してしまう0時刻
t5でメモリセル13の出力が反転してしまうとディジ
ット線2.3のレベル低下速度もディジット線2の方が
ディジット線3よりも速くなり、ワード線lが活性化さ
れた後20〜25ナノ秒後の時刻t8にはディジット線
1のデータも反転してしまう。
低レベルはさらに上昇し、やがて時刻t5でメモリセル
13の高レベルと低レベルが反転してしまう、メモリセ
ルが完全に対称であれば反転することはないが、現実に
はそのようなことはないので必ず反転してしまう0時刻
t5でメモリセル13の出力が反転してしまうとディジ
ット線2.3のレベル低下速度もディジット線2の方が
ディジット線3よりも速くなり、ワード線lが活性化さ
れた後20〜25ナノ秒後の時刻t8にはディジット線
1のデータも反転してしまう。
このようにメモリセル13のドライバにl5FETQ1
s 、Ql? ト) ラyX 77−ゲー) MISF
ET Q14 、Ql&のチャネル幅対チャネル長比f
il/Lの値の比γ、/γ7を小さくすると読出しの際
にメモリセルデータが破壊されてしまい誤動作が起きて
しまう。
s 、Ql? ト) ラyX 77−ゲー) MISF
ET Q14 、Ql&のチャネル幅対チャネル長比f
il/Lの値の比γ、/γ7を小さくすると読出しの際
にメモリセルデータが破壊されてしまい誤動作が起きて
しまう。
一方、メモリセル13の面積という観点に立つとメモリ
セル13内のMISFET Q+a〜Q17はできる限
り小さいことが好ましい、特にスタティックメモリにお
いてはメモリセル部分の面積がチップ面積の50〜60
%を占めており、メモリセル面積を小さくすることは、
低コスト化、大容量化には必須である。
セル13内のMISFET Q+a〜Q17はできる限
り小さいことが好ましい、特にスタティックメモリにお
いてはメモリセル部分の面積がチップ面積の50〜60
%を占めており、メモリセル面積を小さくすることは、
低コスト化、大容量化には必須である。
上述した従来のスタティックメモリは、メモリセルのト
ランスファーゲー) MISFETのチャネル幅対チャ
ネル長比%ll/Lの値に対するフリップフロップのド
ライバにl5FETのチャネル幅対チャネル長比W/L
の値の比を2.5〜3以上にしているのでメモリセルの
面積、ひいてはチップサイズが大きくなり、低コスト化
、大容量化が困難であるという欠点がある。
ランスファーゲー) MISFETのチャネル幅対チャ
ネル長比%ll/Lの値に対するフリップフロップのド
ライバにl5FETのチャネル幅対チャネル長比W/L
の値の比を2.5〜3以上にしているのでメモリセルの
面積、ひいてはチップサイズが大きくなり、低コスト化
、大容量化が困難であるという欠点がある。
本発明のスタティック型MISメモリセルは、チャネル
幅対チャネル長比の値がγDのMISFETをフリップ
フロップの駆動トランジスタとする高抵抗負荷方式のス
タティック型MISメモリセルにおいて。
幅対チャネル長比の値がγDのMISFETをフリップ
フロップの駆動トランジスタとする高抵抗負荷方式のス
タティック型MISメモリセルにおいて。
チャネル幅対チャネル長比γDが(γD71.2)≦γ
丁≦ (γD 10.8)のトランスファーゲートM
l5FETと、ディジット線上にデータが読出された後
、データが破壊される前に活性化され、その読出し出力
を増幅するフリップフロップ型センス増幅器を有するこ
とを特徴とする。
丁≦ (γD 10.8)のトランスファーゲートM
l5FETと、ディジット線上にデータが読出された後
、データが破壊される前に活性化され、その読出し出力
を増幅するフリップフロップ型センス増幅器を有するこ
とを特徴とする。
このように、メモリセルのドライバMISFETとトラ
ンスファーゲート 旧5FETのチャネル幅対チャネル
長比をほぼ同一にし、それによって、ディジットa上に
データが読出された後データの破壊が起る前にセンス増
幅器を活性化して正しいデータを増幅することにより、
誤動作がなく、かつメモリセル面積の小さいスタティッ
ク型MISメモリを提供することができる。
ンスファーゲート 旧5FETのチャネル幅対チャネル
長比をほぼ同一にし、それによって、ディジットa上に
データが読出された後データの破壊が起る前にセンス増
幅器を活性化して正しいデータを増幅することにより、
誤動作がなく、かつメモリセル面積の小さいスタティッ
ク型MISメモリを提供することができる。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
第1図は本発明のスタティック型MISメモリセルの一
実施例の回路図、第2図は本実施例の動作を示すタイム
チャートである。
実施例の回路図、第2図は本実施例の動作を示すタイム
チャートである。
本実施例は第3図のメモリセル13のMISFET Q
14〜Q17の代りに、それぞれのチャネル幅対チャネ
ル長比が同じ(したがってγI)/γ1=1)で、かつ
製造上許容される最小寸法のMISFET Ql〜Q4
を備えたメモリセルlOが用いられ、またストローブ信
号によって起動され、ディジット線2゜3上に読出され
た信号を入力し、正帰還増幅して、再びディジッ)17
2 、3上に出力するフリップフロップ型センス増幅器
!lが付加されたものである。
14〜Q17の代りに、それぞれのチャネル幅対チャネ
ル長比が同じ(したがってγI)/γ1=1)で、かつ
製造上許容される最小寸法のMISFET Ql〜Q4
を備えたメモリセルlOが用いられ、またストローブ信
号によって起動され、ディジット線2゜3上に読出され
た信号を入力し、正帰還増幅して、再びディジッ)17
2 、3上に出力するフリップフロップ型センス増幅器
!lが付加されたものである。
フリップフロップセンス増幅器11は、2つのCMIS
インバータの出力と入力を交差接続して構成されている
フリップフロップと、ストローブ信号(センス増幅器活
性化信号)を入力するために、フリップフロップを構成
するP型MISFET Q5゜Q7とN型MISFET
Qe、 Qeのソース回路にそれぞれ接続されている
P型スイッチMISFET QqとN型スイッチMIS
FET QIoによって構成されている。フリップフロ
ップの出力はそれぞれディジット線2.3に接続され、
N型MISFET QIoのゲートはストローブ信号人
力6に、またP型MISFET Qsのゲートはインバ
ータ4を介してストローブ信号入力6に接続されている
。
インバータの出力と入力を交差接続して構成されている
フリップフロップと、ストローブ信号(センス増幅器活
性化信号)を入力するために、フリップフロップを構成
するP型MISFET Q5゜Q7とN型MISFET
Qe、 Qeのソース回路にそれぞれ接続されている
P型スイッチMISFET QqとN型スイッチMIS
FET QIoによって構成されている。フリップフロ
ップの出力はそれぞれディジット線2.3に接続され、
N型MISFET QIoのゲートはストローブ信号人
力6に、またP型MISFET Qsのゲートはインバ
ータ4を介してストローブ信号入力6に接続されている
。
次に、本実施例の動作について説明する。
本実施例においては1節点BのレベルがvTNを越え、
ドライバMISFET Q2がオンして節点Aのレベル
が下り始める時刻t3までの動作は第5図の従来の場合
と同様である。しかし、ストローブ信号6が時刻t4か
ら立上り始め、センス増幅器11が。
ドライバMISFET Q2がオンして節点Aのレベル
が下り始める時刻t3までの動作は第5図の従来の場合
と同様である。しかし、ストローブ信号6が時刻t4か
ら立上り始め、センス増幅器11が。
節点Aと節点Bの電位レベルがほぼ等しくなる時刻t5
付近で動作を開始してディジット線2.3に読出されて
いる正しいデータを増幅し始める。これによりディジッ
)&l1t2のレベルはVccレベルに、またディジッ
ト線3のレベルは接地レベルに急速に充放電される。こ
のため時刻t5でいったん反転してしまったセルデータ
は時刻t6で再び元に戻り、セルデータは結局破壊され
ない、この動作で重要なのはセンス増幅器11を活性化
させる時刻である。つまり、ディジット線2,3にデー
タが出ないうちに活性化したり、逆にディジット線にい
つたん読出された正しいデータが反転してから活性化す
ると、誤ったデータを増幅してしまい、メモリセルデー
タを破壊してしまうのである。
付近で動作を開始してディジット線2.3に読出されて
いる正しいデータを増幅し始める。これによりディジッ
)&l1t2のレベルはVccレベルに、またディジッ
ト線3のレベルは接地レベルに急速に充放電される。こ
のため時刻t5でいったん反転してしまったセルデータ
は時刻t6で再び元に戻り、セルデータは結局破壊され
ない、この動作で重要なのはセンス増幅器11を活性化
させる時刻である。つまり、ディジット線2,3にデー
タが出ないうちに活性化したり、逆にディジット線にい
つたん読出された正しいデータが反転してから活性化す
ると、誤ったデータを増幅してしまい、メモリセルデー
タを破壊してしまうのである。
従って、ワード線1のレベルが上昇し始めてディジット
線2,3に正しいデータが読出され始めてから、そのデ
ータが消えるまでの間にセンス増幅器を活性化する必要
がある。この時間は約20〜25ナノ秒程度である。
線2,3に正しいデータが読出され始めてから、そのデ
ータが消えるまでの間にセンス増幅器を活性化する必要
がある。この時間は約20〜25ナノ秒程度である。
以上説明したように本発明は、各ディジット線毎に2リ
ップフロップ型センス増幅器を設け、ワード線が活性化
した後20ナノ秒以内に該センス増幅器を活性化させる
ことにより、メモリセルのγ0/γ7の値を1程度にし
ても読出し動作でセルデータが破壊されないため、メモ
リセルのドライバにl5FETのチャネル幅を従来のも
のの半分以下にすることができ、メモリセル面積の縮小
化ひいてはチップの縮小化、低コスト化ができ、またチ
ップサイズを同一とするならばより大容量のスタティッ
クメモリを実現できる効果がある。
ップフロップ型センス増幅器を設け、ワード線が活性化
した後20ナノ秒以内に該センス増幅器を活性化させる
ことにより、メモリセルのγ0/γ7の値を1程度にし
ても読出し動作でセルデータが破壊されないため、メモ
リセルのドライバにl5FETのチャネル幅を従来のも
のの半分以下にすることができ、メモリセル面積の縮小
化ひいてはチップの縮小化、低コスト化ができ、またチ
ップサイズを同一とするならばより大容量のスタティッ
クメモリを実現できる効果がある。
第1図は本発明のスタティック型MISメモリセルの一
実施例の回路図、第2図は本実施例の動作を示すタイム
チャート、第3図はスタティック3図のスタティック型
MISメモリセルのγD/γア=2.5〜3およびγD
/γ丁がほぼlの場合の動作を示すタイムチャートであ
る。 ■・・・ワード線、 2.3・・・ディジット線t 5・・・プリチャージ信号線、 6・・・ストローブ信号線、 10・・・メモリセル。 11・・・センス増幅器。 12・・・プリチャージ回路。
実施例の回路図、第2図は本実施例の動作を示すタイム
チャート、第3図はスタティック3図のスタティック型
MISメモリセルのγD/γア=2.5〜3およびγD
/γ丁がほぼlの場合の動作を示すタイムチャートであ
る。 ■・・・ワード線、 2.3・・・ディジット線t 5・・・プリチャージ信号線、 6・・・ストローブ信号線、 10・・・メモリセル。 11・・・センス増幅器。 12・・・プリチャージ回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 チャネル幅チャネル長比がγ_DのMISFETをフ
リップフロップの駆動トランジスタとする高抵抗負荷方
式のスタティック型MISメモリセルにおいて、 チャネル幅対チャネル長比γ_rが(γ_D/1.2)
≦γ_r≦(γ_D/0.8)のトランスファーゲート
MISFETと、 ディジット線上にデータが読出された後、データが破壊
される前に活性化され、その読出し出力を増幅するフリ
ップフロップ型センス増幅器を有することを特徴とする
スタティック型MISメモリセル。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61275917A JPH0680806B2 (ja) | 1986-11-18 | 1986-11-18 | スタテイツク型misメモリセル |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61275917A JPH0680806B2 (ja) | 1986-11-18 | 1986-11-18 | スタテイツク型misメモリセル |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63128662A true JPS63128662A (ja) | 1988-06-01 |
JPH0680806B2 JPH0680806B2 (ja) | 1994-10-12 |
Family
ID=17562223
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61275917A Expired - Lifetime JPH0680806B2 (ja) | 1986-11-18 | 1986-11-18 | スタテイツク型misメモリセル |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0680806B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0443811A2 (en) * | 1990-02-19 | 1991-08-28 | Nec Corporation | Semiconductor memory device |
US5566126A (en) * | 1993-12-03 | 1996-10-15 | Sharp Kabushiki Kaisha | MOS static memory device incorporating modified operation of sense amplifier and transfer gate |
US6859386B2 (en) | 2002-12-16 | 2005-02-22 | Renesas Technology Corp. | Semiconductor memory device with memory cell having low cell ratio |
US7009334B2 (en) | 2002-12-16 | 2006-03-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Fluorescent lamp having meandering discharge path and manufacturing method of the same |
JP2009048772A (ja) * | 2008-12-05 | 2009-03-05 | Renesas Technology Corp | 半導体記憶装置 |
JP2009070474A (ja) * | 2007-09-13 | 2009-04-02 | Panasonic Corp | 半導体集積回路 |
-
1986
- 1986-11-18 JP JP61275917A patent/JPH0680806B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0443811A2 (en) * | 1990-02-19 | 1991-08-28 | Nec Corporation | Semiconductor memory device |
US5566126A (en) * | 1993-12-03 | 1996-10-15 | Sharp Kabushiki Kaisha | MOS static memory device incorporating modified operation of sense amplifier and transfer gate |
US6859386B2 (en) | 2002-12-16 | 2005-02-22 | Renesas Technology Corp. | Semiconductor memory device with memory cell having low cell ratio |
US7009334B2 (en) | 2002-12-16 | 2006-03-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Fluorescent lamp having meandering discharge path and manufacturing method of the same |
US7223145B2 (en) | 2002-12-16 | 2007-05-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Fluorescent lamp having meandering discharge path and manufacturing method of the same |
JP2009070474A (ja) * | 2007-09-13 | 2009-04-02 | Panasonic Corp | 半導体集積回路 |
JP2009048772A (ja) * | 2008-12-05 | 2009-03-05 | Renesas Technology Corp | 半導体記憶装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0680806B2 (ja) | 1994-10-12 |
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