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JP2634861B2 - 電流センスアンプ回路 - Google Patents

電流センスアンプ回路

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Publication number
JP2634861B2
JP2634861B2 JP15280388A JP15280388A JP2634861B2 JP 2634861 B2 JP2634861 B2 JP 2634861B2 JP 15280388 A JP15280388 A JP 15280388A JP 15280388 A JP15280388 A JP 15280388A JP 2634861 B2 JP2634861 B2 JP 2634861B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
channel transistor
sense amplifier
amplifier circuit
level
current sense
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP15280388A
Other languages
English (en)
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JPH025277A (ja
Inventor
保弘 中島
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.)
NIPPON DENKI AISHII MAIKON SHISUTEMU KK
Original Assignee
NIPPON DENKI AISHII MAIKON SHISUTEMU KK
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Publication date
Application filed by NIPPON DENKI AISHII MAIKON SHISUTEMU KK filed Critical NIPPON DENKI AISHII MAIKON SHISUTEMU KK
Priority to JP15280388A priority Critical patent/JP2634861B2/ja
Publication of JPH025277A publication Critical patent/JPH025277A/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は電流センスアンプ回路に関し、特に半導体記
憶装置に使用される電流センスアンプ回路に関する。
[従来の技術] 通常、電流センスアンプ回路は、半導体記憶装置内の
半導体記憶部に流れる微少な電流を感知する出力部に使
用され、半導体記憶部の記憶情報によって微少な電流が
流れるか流れないかを認識し電気的にハイレベルまたは
ローレベルを出力するためのものである。
第3図は電流センプアンプ回路の従来例の回路図、第
4図は第3図の従来の電流センスアンプ回路において、
半導体記憶部にメモリセルが有る所を選択した時の動作
波形図、第5図は第3図の従来の電流センスアンプ回路
において、半導体記憶部にメモリセルが無い所を選択し
た時の動作波形図である。
この電流センスアンプ回路は、第3図に示すように、
半導体記憶部のNチャンネルトランジスタ7のドレイン
側C(以下、ディジット線Cと称す)とディジット線C
にシリアルに接続されたNチャンネルトランジスタ5
(以下、Yセレクタ5と称す)のドレインBに接続する
構成として使用され、カレントミラー回路を構成してい
るPチャンネルトランジスタ1,2と、相補性インバータ
8と、相補性インバータ8の出力信号をゲート電極入力
信号とし、ソース電極が相補性インバータ8の入力側と
ディジット線Cに接続され、ドレイン電極が、Pチャン
ネルトランジスタ1のドレイン電極に接続されているN
チャンネルトランジスタ3と、Pチャンネルトランジス
タ2とでレシオインバータを構成しているNチャンネル
トランジスタ4とで構成されている。
入力端子A1,A3にハイレベルが入力された場合、半導
体記憶部のNチャンネルトランジスタ7が選択され、N
チャンネルトランジスタ7の動作状態およびYセレクタ
5も動作状態となり、各接続点の動作は第4図に示すよ
うに、接続点Bのレベルがディジット線Cの寄生容量9
を充電するために一瞬にしてローレベル低下し、ディジ
ット線Cの寄生容量9の充電完了後もNチャンネルトラ
ンジスタが動作状態であるためYセレクタ5のドレイン
Bはローレベルとなる。また、接続点Aのレベルも接続
点Bのレベルに追従するようにディジット線Cの寄生容
量9の充電期間にローレベルへ低下し充電完了後もロー
レベルとなり、Pチャンネルトランジスタ1,2が動作状
態となる。また、通常、Pチャンネルトランジスタ2の
相互コンダクタンス(以下、gmp)とNチャンネルトラ
ンジスタ4の相互コンダクタンス(以下、gmNの比によ
って接続点Dのレベルが変化し、gmp>gmNの時、接続点
Dのレベルはハイレベルとなるように設計することによ
り、前記のようにPチャンネルトランジスタ2が動作状
態となった時、gmp>gmNとなり、接続点Dはハイレベル
を出力する。
入力端子A1,A2にハイレベルが入力された場合、半導
体記憶部にNチャンネルトランジスタがない6が選択さ
れ、Yセレクタ5が動作状態となり、各接続点の動作は
第5図に示すように接続点Bのレベルがディジット線C
の寄生容量9を充電するために、一瞬、ローレベルへ低
下し、ディジット線Cの寄生容量9を充電完了後ハイレ
ベルとなる。また、接続点Aのレベルも接続点Bのレベ
ルに追従するようにディジット線Cの寄生容量9の充電
期間中、ローレベルへ低下し、充電完了後、ハイレベル
となり、Pチャンネルトランジスタ1,2の相互コンダク
タンスが悪くなり、gmp<gmNとなり接続点Dのレベルは
ローレベルとなる。
[発明が解決しようとする課題] 上述した従来の電流センスアンプ回路は、半導体記憶
部にNチャンネルトランジスタ(以下メモリセル)がな
い場所を選択した場合、ディジット線の寄生容量の充電
のため一瞬、電流センスアンプ回路の出力はハイレベル
となり、ディジット線の寄生容量の充電中、ハイレベル
が出力され、充電完了後、電流センスアンプ回路は、ロ
ーレベルの正常なレベルを出力するため、半導体記憶装
置のアクセスタイム(第5図中のTAC2)が長くなる欠点
があり、また、Nチャンネルトランジスタ3のゲートの
レベルは電源電位と接地電位の中間レベル付近にあるた
め、Nチャンネルトランジスタ3の相互コンダクタンス
が悪く、ディジット線Cの寄生容量9を充電するための
電流が少なく、また、カレントミラー回路のPチャネル
トランジスタ1、2のゲート電圧は〔電源電位−(Pチ
ャンネルトランジスタのスレショールドレベル)〕であ
るため、Pチャンネルトランジスタ1の相互コンダクタ
ンスが悪くディジット線Cの寄生容量9を充電するため
の電流が小さくアクセスタイムが長くなるという欠点が
ある。
本発明の目的は、以上の欠点を緩和し、アクセスタイ
ムのスピードアップを計ることができる電流センスアン
プ回路を提供することにある。
[課題を解決するための手段] 本発明の電流センスアンプ回路は、 相補性インバータと、 ドレイン側が相補性インバータの出力側と接続され、
パルス信号を入力する第1のPチャネルトランジスタ
と、 相補性インバータの出力信号をゲート電極入力信号と
し、ソースが相補性インバータの入力側とディジット線
に接続された第1のNチャンネルトランジスタと、 該チャンネルトランジスタのドレイン電極に接続され
たPチャンネルトランジスタによるカレントミラー回路
と、 該カレントミラー回路のPチャネルトランジスタのゲ
ート電極にドレインが接続されかつゲート電極には前記
パルス信号が入力される第2のPチャンネルトランジス
タと、 カレントミラー回路のPチャンネルトランジスタと
で、レシオインバータを構成する第2のNチャンネルト
ランジスタとを有する。
[作用] 第1のNチャンネルトランジスタのゲートのレベル
は、パルス信号がローレベル期間中は、ハイレベルであ
るため、第1のNチャンネルトランジスタの相互コンダ
クタンスは良くなり、第1のNチャンネルトランジスタ
に流れる電流が大きくなり、ディジット線の寄生容量を
充電する時間が短くなると同時に、第2のPチャンネル
トランジスタもパルス信号がローレベルの期間中、動作
状態となる。この状態の時、第2のPチャンネルトラン
ジスタのゲートレベルはローレベルであるため相互コン
ダクタンスが良く、ディジット線へ流れ込む電流が大き
くなり、ディジット線の寄生容量を充電する時間が短く
なる。
また、半導体記憶部のメモリセルが有る所を選択した
時も同じく、パルス信号を一瞬、ローレベルとした時、
ディジット線の寄生容量の充電が速く行なわれ、パルス
信号がローレベルからハイレベルとなった時、メモリセ
ルは動作状態となっているのでディジット線はすぐにロ
ーレベルへ低下し電流センスアンプ回路の出力はハイレ
ベルとなる。
[実施例] 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図は本発明の電流センスアンプ回路の一実施例に
回路図、第2図は、半導体記憶部のメモリセルがない所
を選択した時の本実施例の各接続点の動作を示す波形図
である。なお、第2図において、点線は従来からの電流
センスアンプ回路の動作を示し、実線は本実施例の動作
を示す。
本実施例は、第3図の従来例に、パルス信号が入力さ
れる入力端子INと、ドレイン側が相補性インバータ8の
出力端子と接続され、ゲート電極が入力端子INと接続さ
れているPチャンネルトランジスタ10と、カレントミラ
ー回路とを構成しているPチャンネルトランジスタ1,2
のゲート電極にドレインが接続され、ゲート電極が入力
端子INに接続されているPチャンネルトランジスタ11が
付加されて構成されている。
Pチャンネルトランジスタ2の相互コンダクタンス
(以下、gmp1)>Nチャンネルトランジスタ4の相互コ
ンダクタンス(以下、gmN1)の時、接続点Dのレベルは
ハイレベルが出力され、gmp1<gmN1の時、接続点Dのレ
ベルはローレベルが出力される。
次に、本実施例の電流センスアンプ回路の動作を第2
図のタイミングチャートを参照して説明する。
入力信号A1がローレベルからハイレベルへ変化すると
同時に入力信号INを一瞬、ローレベルとする。入力信号
INがローレベルの期間中、相補性インバータ8の出力端
Eの出力信号は、Pチャンネルトランジスタ10が動作状
態であるため、ハイレベルが出力され、Nチャンネルト
ランジスタ3のゲートへ入力される。従来の電流センス
アンプ回路のNチャンネルトランジスタ3のゲートのレ
ベルは電源電位と接地電位の中間レベルであるが、本実
施例の電流センスアンプ回路のNチャンネルトランジス
タ3のゲートのレベルは、入力信号INがローレベル期間
中は、ハイレベルであるため、Nチャンネルトランジス
タ3の相互コンダクタンスは良くなり、Nチャンネルト
ランジスタ3に流れる電流が大きくなり、ディジット線
Cの寄生容量9を充電する時間が短くなると同時に、P
チャンネルトランジスタ11も入力信号INがローレベルの
期間中、動作状態となる。従来の電流センスアンプ回路
のPチャンネルトランジスタ1のゲートレベルは〔電源
電位−(Pチャンネルトランジスタのスレショールドレ
ベル)〕に近いレベルで動作しているためPチャンネル
トランジスタ11の相互コンダクタンスは悪い。本実施例
のPチャンネルトランジスタ11がパルス信号INがローレ
ベルの時動作状態となっている。この状態の時、Pチャ
ンネルトランジスタ11のゲートレベルはローレベルであ
るため相互コンダクタンスが良く、ディジット線へ流れ
込む電流12が大きくなり、ディジット線Cの寄生容量9
を充電する時間が短くなる。すなわち、入力信号A1がロ
ーレベルからハイレベルへ変化した時、接続点A,Bは一
瞬、ローレベルへ低下するが、ディジット線Cの寄生容
量9の充電がすばやく行なわれるため、接続点A,Bは速
くハイレベルとなり、また、Pチャンネルトランジスタ
1、2の相互コンダクタンスは悪く、Pチャンネルトラ
ンジスタ2のgmp1<Nチャンネルトランジスタ4のgmN1
となるので出力Dはローレベルルが出力される。また、
半導体記憶部のメモリセルが有る所を選択した時も同じ
く、入力信号INを一瞬ローレベルとした時、ディジット
線Cの寄生容量9の充電が速く行なわれ、入力信号INが
ローレベルからハイレベルとなった時、メモリセルは動
作状態となっているのでディジット線Cはすぐにローレ
ベルへ低下し、電流センスアンプ回路の出力Dはハイレ
ベルとなる。
第1図の入力信号INは、外部からパルス信号を入力す
るほかにYセレクタ6のゲート信号の立ち上がりを感知
し、ワンショットのパルスを発生させ、入力信号INとし
て使用することもできる。また、半導体記憶部は、Nチ
ャンネルトランジスタの横積みのメモリセルを使用した
がP−ROMの半導体メモリセルでも同じ効果が得られ全
ての半導体メモリセルに効果がある。
[発明の効果] 以上説明したように本発明は、MOS FETで構成される
半導体集積回路の電流センスアンプ回路に、第1,第2の
Pチャンネルトランジスタを付加し、パルス信号を入力
することにより、通常の電流センスアンプよりも格段に
高速の読み取りができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の電流センスアンプ回路の一実施例の回
路図、第2図は、第1図の回路の動作波形図、第3図は
従来の電流センスアンプ回路の回路図、第4図は第3図
の従来の電流センスアンプにおいて、半導体記憶部にメ
モリセルがある所を選択した時の動作波形図、第5図は
第3図の従来の電流センスアンプ回路において、半導体
記憶部にメモリセルがない所を選択した時の動作波形図
である。 1,2,10,11……Pチャンネルトランジスタ、3,4,5,7……
Nチャンネルトランジスタ、8……相補性インバータ、
9……寄生容量、IN……パルス入力信号端子、A1,A2,A3
……メモリセル選択信号、VDD……電源電位、Vref……
基準電位、0……接地電位、A……カレントミラー回路
の制御信号、D……電流センスアンプ回路の出力信号、
B……Yセレクタのドレイン信号、E……相補性インバ
ータ8の出力信号、C……ディジット線。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】相補性インバータと、 ドレイン側が相補性インバータの出力側と接続され、パ
    ルス信号を入力する第1のPチャネルトランジスタと、 相補性インバータの出力信号をゲート電極入力信号と
    し、ソースが相補性インバータの入力側とディジット線
    に接続された第1のNチャンネルトランジスタと、 該チャンネルトランジスタのドレイン電極に接続された
    Pチャンネルトランジスタによるカレントミラー回路
    と、 該カレントミラー回路のPチャネルトランジスタのゲー
    ト電極にドレインが接続されかつゲート電極には前記パ
    ルス信号が入力される第2のPチャンネルトランジスタ
    と、 前記カレントミラー回路のPチャンネルトランジスタと
    で、レシオインバータを構成する第2のNチャンネルト
    ランジスタとを有する電流センスアンプ回路。
JP15280388A 1988-06-20 1988-06-20 電流センスアンプ回路 Expired - Lifetime JP2634861B2 (ja)

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