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JPS62140292A - 半導体メモリ - Google Patents

半導体メモリ

Info

Publication number
JPS62140292A
JPS62140292A JP60280444A JP28044485A JPS62140292A JP S62140292 A JPS62140292 A JP S62140292A JP 60280444 A JP60280444 A JP 60280444A JP 28044485 A JP28044485 A JP 28044485A JP S62140292 A JPS62140292 A JP S62140292A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
output
sense
sense amplifier
latch circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP60280444A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroaki Murakami
博昭 村上
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP60280444A priority Critical patent/JPS62140292A/ja
Publication of JPS62140292A publication Critical patent/JPS62140292A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Static Random-Access Memory (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は半導体メモリ、特にアドレス変化検出回路を備
えた半導体メモリにおける相補性絶縁ゲート型(CMO
S型)のセンス出力ラッチ回路に関する。
〔発明の技術的背景〕
最近のリード・ライト型のRAM (ランダム・アクセ
ス・メモリ)は、殆んどが内部同期式(外部非同期式)
のシステムを有している。内部同期式とは、非同期に入
力されるアドレス等の変化を検出して単発パルスを作成
し、このパルスをクロックとして用いてRAM内部の動
作を制御するシステムである。一方、RAMのリードモ
ードにおけるアクセスタイムを高速化するために、メモ
リセルアレイのピット線にセンスアンプを接続し、メモ
リセルからビット線に読み出されたデータを素早く増幅
している。しかし、一般にセンスアンプは消費電力が多
いので、センスアンプに何らかの対策を施して消費電力
の低減化を1指しているのが現、状である。
その−例として、従来はセンスアンプにセンスアンプ制
御用クロックによりスイッチ制御されるトランジスタを
接続し、センスアンプの動作が必要でない期間にセンス
アンプの動作を停止させてセンスアンプの消費電力を削
減している。
この場合、センスアンプの出力をラッチするためのセン
ス出力ラッチ回路がセンスアンプに接続されている。
第6図は、従来のRAMにおけるセンスアンプ1、セン
ス出力ラッチ回路60.アドレス変化検出回路2、セン
スアンプ制御用クロック生成回路3を取り出して示して
いる。即ち、センスアンプIは、それぞれソース・バッ
クゲート相互が接続されたセンス増幅用のNチャネルM
O8)ランジスタQ+  、Q、2の負荷としてPチャ
ネルMO8)ランジスタQ3 、Q、からなるカレント
ミラー回路を有し、センス動作制御用のスイッチング用
のNチャネルMO8)ランジスタQ、を有し、上記セン
ス増幅用トランジスタQ1− Q2の各ゲートにはビッ
ト線対BL。
B Lが対応して接続されており、スイッチング用トラ
ンジスタQ5.のゲートにはセンスアンプ制御用クロッ
クφが与えられ、前記センス増幅用トランジスタQ2の
ドレインからセンス出力が取シ出されるようになってい
る。なお、VDD。
VSSは電源電位である。また、mI記センス出カグツ
チ回路60は、それぞれPチャネルMO8トランジスタ
61およびNチャネルMO8)ランジスタロ2からなる
2個のCMOSインバー′  タロB、64の互いの入
出力端相互を接続してなるフリップフロップ回路により
前記センス出力をラッチするようにしたものであり、こ
のラッチ出力はデータ出力回路側に導かれるようになっ
ている。一方、前記アドレス変化検出回路2は、外部か
らのアドレス信号入力を所定時間だけ遅延させる遅延回
路4と、この遅延回路4の出力および上記アドレス信号
入力の排他的オア処理を行なって上記遅延回路4の遅延
時間に相当する幅の単発パルスからなるアドレス変化検
出パルスを出力する排他1的オア回路5とからなる。そ
して、前記センスアンプ制御用クロック生成回路3は、
上記アドレス変換回路2からの単発パルス入力を所定時
間だけ遅延させると共にパルス幅を引き延ばすだめの遅
延回路6と、この遅延回路6の出力および上記単発パル
ス入力のノア処理を行なって所定のタイミングを有する
センスアンプ制御用クロックφをaカするノア回路7と
からなる。
次に、上記RAMのリードモードにおける動作の概要に
ついて第7図のタイミングチャートを参照して説明する
。アドレス信号入力が変化したとき、アドレス変化検出
パルスATDが発生シ、このパルスATDの後縁かラ一
定パルス幅を有するセンスアンプ制御用クロックφが発
生し、このクロックφのl”レベル期間にセンスアンプ
1が動作状態になシ、そのときのビット線対BL 、B
L間の電位差(メモリセルからの読み出しデータに対応
している)をセンス増幅し、このセンス出力をラッチ回
路60がラッチする。この場合、ピット線BLl1位が
ビット線BL’lij位より高いときにはセンス出力は
10”、ラッチ出力は1″であり、BL電位がBL電位
より低いときにはセンス出力は1”、ラッチ出力はO”
である。次に、センスアンプ制御用クロックφが″′0
″レベルになってセンスアンプ1の動作が停止するが、
このときラッチ回路60によりデータ保持が行なわれて
いる。
〔背景技術の問題点〕
ところで、センス出力″0″をラッチ回路60でラッチ
してセンス動作が終了した後のデータ保持状態において
、ラッチ出力″1”により第2のCMOSインバータ6
4のNチャネルトランジスタ62は飽和領域(完全にオ
ン状態)にあシ、センスアンプ1の負荷トランジスタQ
4はVDD−VTHP3(負荷トランジスタQ3の閾値
電圧)のゲートバイアスがかかっているので非飽和領域
にある。これによって、図示矢印の如<V’pD電源か
ら上記負荷トランジスタQ4および第2のCMOSイン
バータ64のNチャネルトランジスタ62を経て接地端
に貫通電流Iが流れることになシ、消費電力の低減化の
妨げとなる。また、このときのラッチ回路入力ノード(
センスアンプ出力ノード)の電位は上記貫通電流iが流
れる2個のトランジスタQ、、62の抵抗分割によって
定まるので、このようにiする上記ノードのレベルを考
慮してラッチ回路60の第1のCMOSインバータ63
が誤って反転しないように、その使用トランジスタ61
.62のデメンジョンを決定しなければならないという
設計の煩雑さも加わる。
〔発明の目的〕
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、センス出
力データの保持状態においてセンスアンプとセンス出力
ラッチ回路との間に貫通電流が流れず、センス出力ラッ
チ回路の入力段トランジスタの設計が容易になり、低消
費電力化が可節な半導体メモリを提供するものである。
〔発明の概要〕
即ち、本発明は、アドレス変化検出回路の検出パルスに
基いて発生するセンスアンプ制御用クロックによりセン
スアンプの動作を制御し、このセンスアンプのセンス出
力をラッチ回路によりラッチするようにした半導体メモ
リにおいて、上記ラッチ回路の入手段に、前記センスア
ンプ制御用クロックと同じあるいはほぼ同じタイミング
を有するクロックおよびその反転クロックによ多動作が
制御されるゲート回路を設け、このゲート回路の出力を
上記ゲート回路とは相補的に動作が制御されるフリップ
フロップ回路によりラツチするようにしてなることを特
徴とするものである。
したがって、センス出力データの保持状態においてセン
ス出力ラッチ回路入力段のゲート回路が非動作状態にな
るので、センスアンプとセンス出力ラッチ回路との間に
1通電流が流れることはなく、低消費電力化が可能にな
シ、しかも上記ゲート回路はセンス出力ラッチ動作時の
入力レベルに着目して設計すればよいので、その設計が
容易になる。
〔発明の実施例〕
以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。
第1図はRAMの一部を示しておシ、第6図を参照して
前述したRAMのセンスラッチ系に比べて、センス出力
ラッチ回路10の構成と、このラッチ回路10にセンス
アンプ制御用クロックφおよびそれをCMOSインバー
タ1ノによ)反転させた反転クロックφを与えるように
した点が異なう、その他は同じであるので第6図中と目
−符号を付してその説明を省略する。
上記センス出力ラッチ回路10は、センス出力をクロッ
クドCMOSインバータ12に入力させ、このクロック
ドCMOSインバータ12の出力をフリップフロップ回
路FFによりラッチさせてラッチ出力とするようにした
ものである。
上記クロックドCMOSインバータ12はVDD電源ノ
ードと接地端との間にPチャネルトランジスタ13.1
4およびNfヤネルトランジスタ15.16が直列に接
続され、トランジスタ13.16の各ゲートが相互接続
されてセンス出力の入力端になっており、トランジスタ
14゜15の各ゲートに対応して前記クロックφ、φが
与えられる。また、前記フリップフロップ回路FFは、
CMOSインバータ17とクロックドCMOSインバー
タ18との互いの入出力端相互を接続してなシ、上記ク
ロックドCMO8インバータ18は鹸記入力段のクロッ
クドCMOSインパーク12とは相補的に動作状態とな
るようにクロック6、φの与え方が逆に一部っている。
第2図は上記RAMのリードモードにおける動作タイミ
ングを示しておシ、第7図を参照して前述した動作に比
べて次の点が異なる。即ち、センス出力ラッチ回路10
においては、センスアンプ制御用クロックφが′1”レ
ベルのときにクロックドCMOSインバータ12が動作
状態になシ、このとき動作状態になっているセンスアン
プ1のセンス出力を読み出す。このとき、フリップフロ
ップ回路FFのクロックドCMOSインバータ18は非
動作状態になっている。
次ニ、クロックφが10”レベル(クロックφが1”レ
ベル)になると、フリップフロップ回路FFのクロック
ドCMOSインバータ18が動作状態になって、フリッ
プフロップ回路FFが前記クロックドCM、 OSイン
バータ12の出力をラッチしてデータ保持状態になる。
このデータ保持状態の間は、ラッチ回路10の入力段の
クロックドCMOSインバータ12およびセンスアンプ
1は共に非動作状態になっている。
したがって、データ保持状態において、センスアンプ1
の負荷トランジスタQ4が非飽和領域になってもセンス
出力が入力するクロックドCMOSインバータ12は非
動作状態になっているので、従来例のようなセンスアン
プ1とラッチ回路10との間の貫通電流が流れることは
なく、消費電力の低減化が可能になる。これと共に、ラ
ッチ回路10の入力レベルはセンスアンプ1のセンス出
力のみに影響されるので、入力段のクロックドCMOS
インバータ12の各トランジスタのデメンジョンの決定
が容易になシ、設計が容易になる。
しかも、上記したようなラッチ回路10の構成は比較的
簡易であり、メモリチップ上の占有面積の増加、ひいて
はチップ面積の増加も少なくて済み、安価なメモリチッ
プを供給できる。
なお、本発明は上記実施例に限られるものでケカ″く、
上記実施例のクロックドCMOSインバータ12.18
に代えて第3図に示すラッチ回路30のようにCMO8
)ランスファゲート31.32を用い、フリップフロッ
プ回路FFを2個のCMOSインバータ33.34と上
記CMO8)ランスファゲート32により構成し、入力
段のCMO8)ランスファゲート31の出力をフリップ
フロップ回路FFでラッチすると共に反転させて出力さ
せるようにしてもよい。
この場合にも、前記実施例と同様な動作、効果が得られ
る。
また、第1図のラッチ回路10に与えるクロックφ、φ
に代えて、第4図に示すようにセンスアンプ制御用クロ
ック生成回路3の遅延回路6の中間段から得られる遅延
信号とアドレス変化検出パルスATDとを二人カノア回
路41に専いて得た反転クロックφ′およびこれをCM
OSインバータ42により反転させたクロックφ′を用
いるようにしてもよく、この場合のリードモードにおけ
る動作タイミングを第5図に示している。
また、本発明は前記実施例のRAMに限らず、ROM(
読み出し専用メモリ)にも適用可能である。
〔発明の効果〕
上述したように本発明の半導体メモリによれば、センス
出力データの保持状態においてセンスアンプとセンス出
力ラッチ回路との間に貫通電流が流れないようにしたの
で、センス出力ラッチ回路の入力段ゲート回路のトラン
ジスタの設計が容易になると共に低消費電力化を実理す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の半導体メモリの一実施例の要部を示す
回路図、第2図は第1図のメモリのリードモードにおけ
る動作を示すタイミング図、第3図および第4図はそれ
ぞれ本発明の他の実施例の要部を示す回路図、第5図は
第4図のメモリのリードモードにおける動作を示すタイ
ミング図、第6図は従来の半導体メモリの一部を示′子
回路図、第7図は第6図のメモリのリードモードにおけ
る動作を示すタイミング図である。 1・・・センスアンプ、2・・・アドレス変化検出回路
、3・・・センスアンプ制御用クロック生成回路、10
.30・・・センス出力ラッチ回路、11゜17.33
,34.42・・・CMOSインバータ、12.18・
・・クロククドCMOSインバータ、31.32・・・
0MO8)ランスファゲート、FF・・・フリップフロ
ップ回路。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)アドレス変化検出回路の検出パルスに基いて発生
    するセンスアンプ制御用クロックにより動作が制御され
    るセンスアンプおよびこのセンスアンプの出力をラッチ
    するセンス出力ラッチ回路を有する半導体メモリにおい
    て、上記センス出力ラッチ回路は入力段に前記センスア
    ンプ制御用クロックと同じもしくはほぼ同じタイミング
    を有するクロックおよびその反転クロックにより動作が
    制御されるゲート回路を有し、このゲート回路の出力を
    上記ゲート回路とは相補的に動作が制御されるフリップ
    フロップ回路によりラッチするようにしてなることを特
    徴とする半導体メモリ。
  2. (2)前記センスアンプは、駆動用の2個のNチャネル
    トランジスタの負荷としてカレントミラー接続された2
    個のPチャネルトランジスタを有するものであることを
    特徴とする前記特許請求の範囲第1項記載の半導体メモ
    リ。
  3. (3)前記ゲート回路はクロックドCMOSインバータ
    であり、前記フリップフロップ回路の一部にクロックド
    CMOSインバータが用いられてなることを特徴とする
    前記特許請求の範囲第1項または第2項記載の半導体メ
    モリ。
  4. (4)前記ゲート回路はCMOSトランスファゲートで
    あり、前記フリップフロップ回路の一部にCMOSトラ
    ンスファゲートが用いられてなることを特徴とする前記
    特許請求の範囲第1項または第2項記載の半導体メモリ
JP60280444A 1985-12-13 1985-12-13 半導体メモリ Pending JPS62140292A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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