JP3147062B2 - Sense amplifier circuit - Google Patents

Sense amplifier circuit

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JP3147062B2
JP3147062B2 JP32216297A JP32216297A JP3147062B2 JP 3147062 B2 JP3147062 B2 JP 3147062B2 JP 32216297 A JP32216297 A JP 32216297A JP 32216297 A JP32216297 A JP 32216297A JP 3147062 B2 JP3147062 B2 JP 3147062B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、センスアンプ回路
に関し、特にCMOS集積回路化された読み出し専用記
憶装置(ROM)に用いて好適なセンスアンプ回路に関
する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a sense amplifier circuit, and more particularly to a sense amplifier circuit suitable for use in a read-only memory (ROM) integrated into a CMOS.

【0002】[0002]

【従来の技術】読み出し専用記憶装置(以下「ROM」
という)における、従来のセンスアンプ回路として、例
えば特開平6−28881号公報には、読出対象のデー
タセル回路に並列接続した電流源回路を備え、データ読
出しに要する応答時間の増大を抑えるようにしたセンス
アンプ回路が提案されている。図4乃至図6を参照し
て、従来のセンスアンプ回路について説明する。
2. Description of the Related Art A read-only storage device (hereinafter referred to as "ROM")
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-28881 discloses a conventional sense amplifier circuit including a current source circuit connected in parallel to a data cell circuit to be read so as to suppress an increase in response time required for data reading. A sense amplifier circuit has been proposed. A conventional sense amplifier circuit will be described with reference to FIGS.

【0003】図4を参照すると、従来のセンスアンプ回
路は、N−チャネルトランジスタN1とインバータ回路
IV1とから成るソースフォロワ回路1と、ゲート及び
ドレインを短絡したP−チャネル型トランジスタP1及
び、ゲートがトランジスタP1のゲート及びドレインと
接続されたP−チャネルトランジスタP2とから構成さ
れる電流ミラー回路2と、ソースが接地されゲートに基
準電圧源VRが接続されたN−チャネルトランジスタN
2による電流源回路3と、を備えている。
Referring to FIG. 4, a conventional sense amplifier circuit comprises a source follower circuit 1 comprising an N-channel transistor N1 and an inverter circuit IV1, a P-channel transistor P1 having a shorted gate and drain, and a gate. A current mirror circuit 2 comprising a P-channel transistor P2 connected to the gate and drain of the transistor P1; and an N-channel transistor N having a source grounded and a gate connected to a reference voltage source VR.
And a current source circuit 3 according to the second embodiment.

【0004】そして、上記特開平6−28881号公報
に提案されるセンスアンプ回路においては、図6に示す
ように、データセル回路4に並列に電流源回路5を接続
して構成されている。
In the sense amplifier circuit proposed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-28881, a current source circuit 5 is connected in parallel with a data cell circuit 4 as shown in FIG.

【0005】図6を参照すると、ソースフォロワ回路1
の出力にはデータセル回路4が接続され、インバータ回
路IV1の入力と出力はそれぞれトランジスタN1のソ
ースとゲートとに接続され、電流ミラー回路2の入力は
トランジスタN1のドレインに接続され、電流源回路3
の出力は電流ミラー回路2の出力に接続されてデータ出
力点となり、上記出力点に、バッファとしてインバータ
回路IV2が接続され、電流源回路5の出力はソースフ
ォロワ回路1の出力にデータセル回路4と並列に接続さ
れている。
Referring to FIG. 6, a source follower circuit 1
Is connected to the data cell circuit 4, the input and output of the inverter circuit IV1 are connected to the source and gate of the transistor N1, respectively, the input of the current mirror circuit 2 is connected to the drain of the transistor N1, and the current source circuit 3
Is connected to the output of the current mirror circuit 2 to become a data output point. The output point is connected to the inverter circuit IV2 as a buffer. The output of the current source circuit 5 is connected to the output of the source follower circuit 1 to the data cell circuit 4. And are connected in parallel.

【0006】次に、従来のセンスアンプ回路の動作につ
いて図5を参照して説明する。図5は、図4及び図6に
おいて可変抵抗で表されたデータセル回路4の具体例を
示したものである。
Next, the operation of the conventional sense amplifier circuit will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows a specific example of the data cell circuit 4 represented by a variable resistor in FIGS. 4 and 6.

【0007】図5において、M00〜M33の4×4=16
個のトランジスタがデータセル、MS0〜MS3の4個のト
ランジスタが、X=0〜3の4本のデータセルアレイの
いずれかを選択するためのセレクト回路である。各デー
タセルは、データ保持のものはデプレッション型、デー
タ非保持のものはエンハンスメント型のトランジスタで
それぞれ構成される。
In FIG. 5, 4 × 4 = 16 of M 00 to M 33
The transistors are data cells, and the four transistors M S0 to M S3 are select circuits for selecting any one of the four data cell arrays of X = 0 to 3. Each data cell is constituted by a depletion type transistor for holding data, and an enhancement type transistor for holding no data.

【0008】個々のデータセルのアドレス指定方法は、
以下の通りである。
The method of addressing individual data cells is as follows:
It is as follows.

【0009】セレクト回路は、選択するラインのトラン
ジスタのゲートにのみ“H”レベルを与え、それ以外に
は“L”レベルを与える。
The select circuit applies the "H" level only to the gate of the transistor on the selected line, and applies the "L" level otherwise.

【0010】データセル部は、選択する列のゲートにの
み“L”レベルを与え、それ以外には“H”レベルを与
える。
The data cell section applies an "L" level only to the gate of the column to be selected, and applies an "H" level otherwise.

【0011】これにより、セレクト回路で選択されたデ
ータセルアレイのうち、注目するセルにのみゲートに
“L”レベルが与えられ、直列に接続されたその他のセ
ルには“H”レベルが与えられる。この場合、セレクト
回路を含めたデータセルの出力抵抗は、選択されたデー
タセルがデプレッション型、つまりデータ保持の時だ
け、データセルアレイとセレクタの各トランジスタのド
レイン/ソース間オン抵抗の直列分となる。データ非保
持の時は、出力抵抗はほぼ無限大となる。
As a result, in the data cell array selected by the select circuit, only the cell of interest is given the "L" level to the gate, and the other cells connected in series are given the "H" level. In this case, the output resistance of the data cell including the select circuit is the depletion type of the selected data cell, that is, the series resistance of the on-resistance between the drain and source of each transistor of the selector only when data is held. . When data is not held, the output resistance becomes almost infinite.

【0012】例えば、図5において、M03、M21のふた
つだけがデータ保持のものである。ここでM21のデータ
を読み出すものととすると、セレクタ部とデータセル部
のアドレスH、アドレスLは表1のように設定する。
For example, in FIG. 5, only two of M 03 and M 21 hold data. Turning now to the intended reading the data of M 21, address H, the address L of the selector unit and the data cell portion is set as shown in Table 1.

【0013】[0013]

【表1】 [Table 1]

【0014】この時、データセルの出力抵抗は、以下の
ようになる。
At this time, the output resistance of the data cell is as follows.

【0015】RO=RONS2+RON20+RON21+RON22
ON23 但し、 RONS2…MS2のドレイン・ソース間オン抵抗、 RON20…M20のドレイン・ソース間オン抵抗、 RON21…M21のドレイン・ソース間オン抵抗、 RON22…M22のドレイン・ソース間オン抵抗、 RON23…M23のドレイン・ソース間オン抵抗。
RO = R ONS2 + R ON20 + R ON21 + R ON22 +
R ON23 However, the drain of R ONS2 ... drain-source on-resistance of M S2, the drain-source on-resistance of the R ON20 ... M 20, the drain-source on-resistance of the R ON21 ... M 21, R ON22 ... M 22 -to-source on-resistance, drain-to-source on-resistance of the R ON23 ... M 23.

【0016】また、M23のデータを読み出すときには、
セレクタ部とデータセル部のアドレスH、アドレスLは
表2のように設定する。
[0016] In addition, when reading the data of M 23 is,
The addresses H and L of the selector section and the data cell section are set as shown in Table 2.

【0017】[0017]

【表2】 [Table 2]

【0018】このとき、データセルの出力抵抗は、 RO=RONS2+RON20+RON21+RON22+RCF23 但し、 RCF23 … M23のカットオフ時の抵抗であり、 ほぼRO → ∞ となる。[0018] At this time, the output resistance of the data cell, RO = R ONS2 + R ON20 + R ON21 + R ON22 + R CF23 however, is the resistance at the time of cut-off of R CF23 ... M 23, is approximately RO → ∞.

【0019】次に、センスアンプ部の動作について以下
に説明する。
Next, the operation of the sense amplifier unit will be described below.

【0020】ソースフォロワ回路1は、データセル回路
4の出力点、すなわち、トランジスタN1のソースにあ
る一定の電位を出力するための回路である。このソース
フォロワ回路1の入力には、ソースフォロワ回路1自身
の出力であるトランジスタN1のソース電位がインバー
タ回路IV1によって高利得で反転増幅され、ゲートに
負帰還されている。
The source follower circuit 1 is a circuit for outputting a certain potential at the output point of the data cell circuit 4, that is, at the source of the transistor N1. At the input of the source follower circuit 1, the source potential of the transistor N1, which is the output of the source follower circuit 1 itself, is inverted and amplified at a high gain by the inverter circuit IV1, and is negatively fed back to the gate.

【0021】ここで、トランジスタN1のソースには、
負荷として、データセル回路4の等価抵抗の他に、イン
バータ回路IV1の入力容量、及び、トランジスタN1
とデータセル回路4の各トランジスタの拡散層に生じる
寄生容量等から成る浮遊容量CS1も接続されている。
Here, the source of the transistor N1 is
As loads, in addition to the equivalent resistance of the data cell circuit 4, the input capacitance of the inverter circuit IV1 and the transistor N1
And a stray capacitance C S1 including a parasitic capacitance generated in a diffusion layer of each transistor of the data cell circuit 4.

【0022】このため、データセル回路4の各データセ
ルがロウインピーダンスとなる場合はもちろん、ハイイ
ンピーダンスとなる場合でも、このソースフォロワ回路
1の出力、つまり、データセル回路4の出力点には、定
常状態において、インバータ回路IV1の入力しきい値
電圧VT(IV1)にほぼ近い電圧が発生する。
Therefore, even when each data cell of the data cell circuit 4 has a low impedance as well as a high impedance, the output of the source follower circuit 1, that is, the output point of the data cell circuit 4, In a steady state, a voltage substantially close to input threshold voltage VT (IV1) of inverter circuit IV1 is generated.

【0023】今、データセル回路4の選択したデータセ
ルがデータ保持のものである場合、上記データセルの出
力抵抗ROに、VT(IV1)の電圧が印加され、 i2=VT(IV1)/RO という信号電流i2が電流ミラー回路2の入力であるト
ランジスタP1のドレインから流出する。
Now, when the data cell selected by the data cell circuit 4 is one that holds data, a voltage of VT (IV1) is applied to the output resistance RO of the data cell, and i2 = VT (IV1) / RO Flows out from the drain of the transistor P1, which is the input of the current mirror circuit 2.

【0024】この信号電流i2は、選択したデータセル
アレイのうち、注目する上記データセルに直列接続され
た他のデータセルにデータ保持のものがどれだけあるか
によって変化する。すなわち、上記他のデータセルがす
べてデプレッション型の時に最大値i2MAXとなり、全
てエンハンスメント型の時に最小値i2MINをとる。ま
た、選択した上記データセルがデータ非保持のものであ
る場合、トランジスタP1のドレインからは電流は流出
しない。
The signal current i2 changes depending on how many data cells in the selected data cell array hold data in other data cells connected in series to the data cell of interest. That is, when all the other data cells are of the depletion type, the maximum value is i2 MAX , and when all of the other data cells are of the enhancement type, the minimum value is i2 MIN . In addition, when the selected data cell does not hold data, no current flows from the drain of the transistor P1.

【0025】ここで、トランジスタP2の動作点が飽和
領域にある時の電流ミラー回路2の出力電流が入力に対
して、仮に1:1であれば、同様にその動作点が飽和領
域にあるときの電流源回路3のトランジスタN2が、例
えば、 iDS=i2MIN/2 という電流を流すようなバイアスをトランジスタN2の
ゲート端子に与える。これにより、データセル回路4の
選択した上記データセルがデータ保持のものであり、信
号電流i2が流れる場合、このセンスアンプ回路の出力
電位は“H”になり、反対に、データ非保持のものであ
る場合には“L”になる。つまり、ディプレッション型
とエンハンスメント型というMOSトランジスタのしき
い値の差として保存したデータを、電位差に変換して出
力することができるというものである。
Here, if the output current of the current mirror circuit 2 when the operating point of the transistor P2 is in the saturation region is 1: 1 with respect to the input, similarly, when the operating point is in the saturation region. The transistor N2 of the current source circuit 3 applies a bias to the gate terminal of the transistor N2 such that a current of, for example, i DS = i2 MIN / 2 flows. As a result, when the data cell selected by the data cell circuit 4 is for holding data, and the signal current i2 flows, the output potential of this sense amplifier circuit becomes "H". Is "L". That is, data stored as the difference between the threshold values of the MOS transistors of the depletion type and the enhancement type can be converted into a potential difference and output.

【0026】図7は、ソースフォロワ回路1の動作の一
例を示す電圧及び電流の波形を示す図である。図中、破
線で示したものが、従来のセンスアンプ回路のうち電流
源回路5を備えない一般的なセンスアンプ回路におい
て、データ保持のデータセルを選択した状態からデータ
非保持のセルを選択し再びデータ保持のセルを選択した
時のセンスアンプ回路の各部の電圧、電流波形であり、
VG1はソースフォロワ回路1のトランジスタN1のゲ
ート電圧、VS1はソース電圧、i1はソースから流れ
る電流、i3は図6の電流源回路5に流れ込む電流であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing voltage and current waveforms showing an example of the operation of the source follower circuit 1. In the drawing, a broken line indicates that a non-data holding cell is selected from a data holding data cell in a general sense amplifier circuit without the current source circuit 5 among conventional sense amplifier circuits. The voltage and current waveforms of each part of the sense amplifier circuit when the data holding cell is selected again,
VG1 is the gate voltage of the transistor N1 of the source follower circuit 1, VS1 is the source voltage, i1 is the current flowing from the source, and i3 is the current flowing into the current source circuit 5 of FIG.

【0027】電流源回路5を備えない一般的なセンスア
ンプ回路においては、アドレス信号の変化と共に、デー
タセルがハイインピーダンスに変化すると、ソースフォ
ロワ回路1のトランジスタN1からの流入電流により、
浮遊容量CS1(図5参照)が充電され、トランジスタN
1のソース電位VS1は上昇する。するとインバータIV
1の負帰還によりトランジスタN1のゲート端子に接続
された寄生容量が接地電位まで放電され、ゲート電位V
G1は接地電位となりトランジスタN1はカットオフし、
これにより、信号電流i1は0となる。
In a general sense amplifier circuit having no current source circuit 5, when a data cell changes to high impedance with a change in an address signal, a current flowing from the transistor N1 of the source follower circuit 1 causes
The stray capacitance C S1 (see FIG. 5) is charged and the transistor N
The source potential V S1 of 1 rises. Then inverter IV
1 discharges the parasitic capacitance connected to the gate terminal of the transistor N1 to the ground potential, and the gate potential V
G1 becomes the ground potential, and the transistor N1 is cut off.
As a result, the signal current i1 becomes 0.

【0028】一方、データセル回路がロウインピーダン
スに変化すると、まだソースフォロワ回路1のトランジ
スタN1がカットオフしているため、浮遊容量CS1がデ
ータセルの等価抵抗ROによって放電し、トランジスタ
N1のソース電位VS1は、時定数τ=CS1×ROで下降
する。すると、インバータIV1の負帰還により、トラ
ンジスタN1のゲート端子に接続された寄生容量が充電
され、ゲート電位VG1は上昇を始め、Δtの時間を経
て、トランジスタN1がオンする。これにより、浮遊容
量CS1の充電と、データセルへの電流供給が開始され
て、トランジスタN1のソース電位VS1も上昇を始め、
S1の上昇につれて、信号電流i1も増加する。トラン
ジスタN1のゲート電位VG1の上昇は、ソース電位VS1
がVT(IV1)に達したところで止まる。
On the other hand, when the data cell circuit changes to low impedance, since the transistor N1 of the source follower circuit 1 is still cut off, the floating capacitance C S1 is discharged by the equivalent resistance RO of the data cell, and the source of the transistor N1 is discharged. The potential V S1 falls with a time constant τ = C S1 × RO. Then, the parasitic capacitance connected to the gate terminal of the transistor N1 is charged by the negative feedback of the inverter IV1, the gate potential VG1 starts to increase, and the transistor N1 is turned on after a time Δt. As a result, the charging of the floating capacitance C S1 and the supply of current to the data cell are started, and the source potential V S1 of the transistor N1 also starts to increase.
As V S1 increases, the signal current i1 also increases. Rise of the gate potential V G1 of the transistor N1, the source potential V S1
Stops when it reaches VT (IV1).

【0029】このような一般的なセンスアンプ回路で
は、信号電流i1の立ち上がりのプロセスにおいて、ア
ドレス変化後Δtの間は、信号電流i1はまったく流れ
ず、更に、トランジスタN1がオンしたところで、ゲー
ト・ソース間バイアスが浅いうちは、ドレイン・ソース
間抵抗が大きく、信号電流i1の立ち上がりは鈍い。
In such a general sense amplifier circuit, in the rising process of the signal current i1, the signal current i1 does not flow at all during the period Δt after the address change. While the source-to-source bias is shallow, the drain-source resistance is large and the rise of the signal current i1 is slow.

【0030】こうして、信号電流i3が、スレッショル
ドを横切るまでに、アドレス変化から、Δt+α=td2
の遅延が生じる。
In this way, by the time the signal current i3 crosses the threshold, the address change causes Δt + α = t d2
Delay occurs.

【0031】逆に、信号電流i1の立ち下がりはアドレ
ス切り替えと共に行えるため、遅延は少ない。
On the contrary, since the falling of the signal current i1 can be performed together with the address switching, the delay is small.

【0032】つまり、信号電流i1の立ち上がりのプロ
セスがネックとなって、データ読み出しに要する応答時
間が大きくなっていた。
That is, the rising process of the signal current i1 is a bottleneck, and the response time required for data reading is long.

【0033】このような問題を解決すべく、本願と同一
発明者は、上記特開平6−28881号公報で、図6に
示したように、電流源回路5をデータセル回路4と並列
に接続した構成を提案した。図7において、実線で示し
たものは、図6に示した電流源回路5を備えた構成のセ
ンスアンプ回路において、データ保持のデータセルを選
択した状態からデータ非保持のセルを選択し再びデータ
保持のセルを選択した時のセンスアンプ回路各部の電
圧、電流波形である。
In order to solve such a problem, the same inventor as the present application disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-28881 that the current source circuit 5 was connected in parallel with the data cell circuit 4 as shown in FIG. The proposed configuration was proposed. In FIG. 7, what is indicated by a solid line is a sense amplifier circuit having the current source circuit 5 shown in FIG. 7 shows voltage and current waveforms of each part of the sense amplifier circuit when a holding cell is selected.

【0034】図7の電圧・電流波形図を参照すると、図
4に示した一般的なセンスアンプ回路の動作との相違点
は、データセルがハイインピーダンスとなり、データセ
ル回路に流れる電流i2が0であっても、電流源回路5
によって、ソースフォロワ回路1には電流i3が流れ、
これによって、ソースフォロワ回路1は、全動作期間を
通じてカットオフすることが無くなる、という事であ
る。
Referring to the voltage / current waveform diagram of FIG. 7, the difference from the operation of the general sense amplifier circuit shown in FIG. 4 is that the data cell becomes high impedance and the current i2 flowing through the data cell circuit becomes zero. Even if the current source circuit 5
As a result, a current i3 flows through the source follower circuit 1,
This means that the source follower circuit 1 does not cut off during the entire operation period.

【0035】信号電流i1の立ち上がり時のソースフォ
ロワ回路1の不感期間が解消されるとともに、ソースフ
ォロワ回路1の出力インピーダンスが初めから小さいこ
とにより、信号電流i1の立ち上がりもスムーズにな
り、上記信号電流がスレッショルドを横切るまでの遅延
d1は、ソースフォロワ回路1のゲート容量の充電時間
を支配的とした遅延のみに抑えられる。
The dead time of the source follower circuit 1 when the signal current i1 rises is eliminated, and the output impedance of the source follower circuit 1 is small from the beginning. There delay t d1 up across the threshold is suppressed only dominant to delay the charging time of the gate capacitance of the source follower circuit 1.

【0036】[0036]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図6に
示した従来のセンスアンプ回路は、消費電力が増加す
る、という問題点を有している。
However, the conventional sense amplifier circuit shown in FIG. 6 has a problem that power consumption increases.

【0037】その理由は、信号電流の立ち上がり時のタ
イムラグを抑えるために、データセル回路と並列に接続
した電流源回路により、常に、ソースフォロワ回路に電
流が流れるような構成とされている、ためである。
The reason is that the current source circuit connected in parallel with the data cell circuit is configured such that the current always flows through the source follower circuit in order to suppress the time lag at the rise of the signal current. It is.

【0038】したがって、本発明は、上記問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的は、データセル回路
と並列に接続した電流源回路からソースフォロワ回路に
供給する電流を選択的に制御し、不要な電流のみ削減す
ることにより、性能を低下させること無く、低消費電力
化を実現するセンスアンプ回路を提供することにある。
Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to selectively control a current supplied to a source follower circuit from a current source circuit connected in parallel with a data cell circuit. Another object of the present invention is to provide a sense amplifier circuit that realizes low power consumption without reducing performance by reducing only unnecessary current.

【0039】[0039]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明のセンスアンプ回路は、読み出し対象のメモ
リのデータセル回路をソースに、負荷である電流ミラー
回路の入力をドレインに、それぞれ接続した第一導電型
のトランジスタを有するソースフォロワ回路と、前記デ
ータセル回路に並列に接続され、読み出しデータによっ
て制御される電流源回路を備えて構成されている。
In order to achieve the above object, a sense amplifier circuit according to the present invention connects a data cell circuit of a memory to be read to a source and an input of a current mirror circuit as a load to a drain. And a current follower circuit connected in parallel to the data cell circuit and controlled by read data.

【0040】[0040]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について説明
する。本発明のセンスアンプ回路は、その好ましい実施
の形態において、読み出し対象のデータセル回路(図1
の4)に並列接続され、読み出しデータによって出力電
流が制御される電流源回路(図1の5a)と、読み出し
データを入力とし電流源回路(図1の5a)の出力電流
のオン・オフを制御するための制御回路(図1の6)
と、を備える。本発明の実施の形態によれば、図6に示
した従来のセンスアンプ回路同様、データ読み出しにお
ける応答時間の増大を防止できる、という効果が得られ
る他に、さらに、消費電流の増加分を一例として約50
%低減することができる、という作用効果を奏する。
Embodiments of the present invention will be described. In a preferred embodiment of the sense amplifier circuit of the present invention, a data cell circuit to be read (FIG. 1)
4), a current source circuit (5a in FIG. 1) in which the output current is controlled by the read data, and turning on / off the output current of the current source circuit (5a in FIG. 1) with the read data as an input. Control circuit for control (6 in FIG. 1)
And. According to the embodiment of the present invention, similarly to the conventional sense amplifier circuit shown in FIG. 6, in addition to the effect that the response time in data reading can be prevented from increasing, the increase in the current consumption can be further exemplified. As about 50
%.

【0041】[0041]

【実施例】次に、上記した本発明の実施の形態について
更に詳細に説明すべく、本発明の実施例について図面を
参照して説明する。
Next, in order to describe the above-mentioned embodiment of the present invention in more detail, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0042】図1は、本発明のセンスアンプ回路の一実
施例の回路構成を示す図である。図1において、図6に
示した要素と同一又は同等の要素には同一の参照符号が
付されている。
FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of an embodiment of the sense amplifier circuit of the present invention. In FIG. 1, the same or equivalent elements as those shown in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals.

【0043】図1を参照すると、本発明の一実施例にお
いて、センスアンプ回路は、N−チャネルトランジスタ
N1とインバータ回路IV1とから成るソースフォロワ
回路1と、P−チャネルトランジスタP1及びトランジ
スタP2から構成される電流ミラー回路2と、ソースが
接地されたNchトランジスタN2による電流源回路3
と、制御回路6と、制御回路6によって出力電流を制御
される電流源回路5aと、を備えて構成されている。
Referring to FIG. 1, in one embodiment of the present invention, the sense amplifier circuit includes a source follower circuit 1 including an N-channel transistor N1 and an inverter circuit IV1, a P-channel transistor P1 and a transistor P2. Current mirror circuit 2 and a current source circuit 3 including an Nch transistor N2 whose source is grounded.
, A control circuit 6, and a current source circuit 5 a whose output current is controlled by the control circuit 6.

【0044】電流ミラー回路2の出力と電流源回路3と
の接続点であるデータ出力点に、出力バッファとして、
インバータ回路IV2が接続される。
A data output point which is a connection point between the output of the current mirror circuit 2 and the current source circuit 3 is provided as an output buffer
Inverter circuit IV2 is connected.

【0045】本発明の一実施例においては、このインバ
ータ回路IV2の出力を入力とする制御回路6は、読み
出しデータによって、電流源回路5aの出力電流i3を
制御し、電流源回路5aの出力は、ソースフォロワ回路
1の出力にデータセル回路4と並列に接続されている。
In one embodiment of the present invention, the control circuit 6 which receives the output of the inverter circuit IV2 as input controls the output current i3 of the current source circuit 5a according to the read data, and the output of the current source circuit 5a is , Is connected in parallel with the data cell circuit 4 to the output of the source follower circuit 1.

【0046】図2は、本発明の一実施例の動作を説明す
るための図であり、データ保持のデータセルを選択した
状態から、データ非保持のセルを選択し、再びデータ保
持のセルを選択した時のセンスアンプ回路の各部の電
圧、電流波形を示す図である。VG1はソースフォロワ回
路1のトランジスタN1のゲート電圧、VS1はソース電
圧、i1はソースから流れる電流、i3は図6の電流源
回路5に流れる電流である。図2を参照して、本発明の
一実施例の動作について以下に説明する。
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of one embodiment of the present invention. In the state where a data holding data cell is selected, a data non-holding cell is selected, and the data holding cell is changed again. FIG. 5 is a diagram showing voltage and current waveforms of each part of the sense amplifier circuit when selected. V G1 is the gate voltage of the transistor N1 of the source follower circuit 1, V S1 is the source voltage, i1 is the current flowing from the source, and i3 is the current flowing in the current source circuit 5 of FIG. The operation of one embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

【0047】本発明の一実施例の動作と、図6に示した
従来のセンスアンプ回路との相違点は、本発明の一実施
例では、データセル回路4がハイインピーダンスとな
り、電流i2=0となった場合にのみ、電流源回路5a
によってソースフォロワ回路1に電流i3が流れる、と
いう事である。
The difference between the operation of the embodiment of the present invention and the conventional sense amplifier circuit shown in FIG. 6 is that in the embodiment of the present invention, the data cell circuit 4 has a high impedance and the current i2 = 0. Current source circuit 5a only when
This causes a current i3 to flow through the source follower circuit 1.

【0048】これによって、本発明の一実施例において
は、ソースフォロワ回路1は、信号電流i1の立ち下が
り時に、トランジスタN1に一時的にカットオフ状態を
生じたとしても、信号電流i1の立ち上がりよりも先に
不感状態を解消することができる。
As a result, in one embodiment of the present invention, even when the transistor N1 temporarily cuts off at the time of the fall of the signal current i1, the source follower circuit 1 starts to operate at the time of the rise of the signal current i1. The dead state can be eliminated first.

【0049】つまり、本発明の一実施例では、データの
“0”と“1”が統計的に50%ずつ読み出されると仮
定した場合、図6に示した従来のセンスアンプ回路で問
題となった消費電流の増加分を、50%まで低減できる
と共に、図6に示した従来のセンスアンプ回路で得られ
た作用効果は、ほぼそのまま、信号電流i1の立ち上が
り時に、スレッショルドを横切るまでの遅延td1は、ソ
ースフォロワ回路1のゲート寄生容量の充電時間を支配
的とした遅延のみに抑えられる。
In other words, in the embodiment of the present invention, if it is assumed that data "0" and "1" are statistically read by 50% each, a problem occurs in the conventional sense amplifier circuit shown in FIG. 6 can be reduced to 50%, and the operation effect obtained by the conventional sense amplifier circuit shown in FIG. 6 is almost the same as the delay t until the signal current i1 rises and crosses the threshold. d1 is suppressed to only a delay that makes the charging time of the gate parasitic capacitance of the source follower circuit 1 dominant.

【0050】この他の動作については、図6及び図7を
参照して説明した従来のセンスアンプ回路と同様である
ため、その説明を省略する。
The other operations are the same as those of the conventional sense amplifier circuit described with reference to FIGS. 6 and 7, and therefore the description thereof is omitted.

【0051】本発明は上記実施例の構成にのみ限定され
るものでなく、本発明の原理に準ずる範囲内で種々の変
形が可能である。
The present invention is not limited to the configuration of the above embodiment, and various modifications can be made within a range according to the principle of the present invention.

【0052】図3は、図1に示した本発明の一実施例に
おける制御回路6として、N−チャネルトランジスタN
3及びP−チャネルトランジスタP3から成るトランス
ファゲート回路と、インバータIV3とで構成される制
御回路6を用い、ソース接地のN−チャネルトランジス
タN4から成る電流源回路5aの出力が、制御回路6の
トランスファゲート回路を経て、ソースフォロワ回路1
の出力に、データセル回路4と並列に接続され、出力バ
ッファを構成するインバータIV2の出力OUTを入力
とするインバータIV3の出力は、P−チャネルトラン
ジスタP3のゲートに接続され、インバータIV2の出
力はN−チャネルトランジスタN3のゲートに接続され
た構成とされる。
FIG. 3 shows an N-channel transistor N as the control circuit 6 in the embodiment of the present invention shown in FIG.
And a control circuit 6 comprising a transfer gate circuit comprising a P-channel transistor P3 and a P-channel transistor P3 and an inverter IV3. Source follower circuit 1 via gate circuit
Is connected in parallel with the data cell circuit 4, and the output of the inverter IV3, which receives the output OUT of the inverter IV2 constituting the output buffer, is connected to the gate of the P-channel transistor P3, and the output of the inverter IV2 is It is configured to be connected to the gate of the N-channel transistor N3.

【0053】前述したように、データセル回路がハイイ
ンピーダンス状態となると、ソースフォロワ回路1のト
ランジスタN1からの流入電流により浮遊容量CS1(図
5参照)が充電され、トランジスタN1のソース電位V
S1が上昇しインバータIV1の負帰還によりトランジス
タN1のゲート電位VG1は接地電位となりトランジスタ
N1はカットオフし、これにより、信号電流i1は0と
なる。このときデータ出力点(電流ミラー回路2の出力
と電流源回路3の接続点)はLowレベルに遷移し、イ
ンバータIV2の出力OUTはHighレベルとなり、
トランスファゲートのトランジスタN3、P3が共にオ
ンし、電流源回路5aであるトランジスタN4の出力が
ソースフォロワ回路1のトランジスタN1のソースに接
続されソースフォロワ回路1に電流(シンク電流)i3
が流れ、ソース電位が下がり、インバータIV1を介し
てトランジスタN1のゲート電位が上昇しトランジスタ
N1は導通状態となる。
As described above, when the data cell circuit enters the high impedance state, the stray capacitance C S1 (see FIG. 5) is charged by the inflow current from the transistor N1 of the source follower circuit 1, and the source potential V of the transistor N1 is charged.
S1 is cut off the gate potential V G1 transistor N1 becomes the ground potential of the transistor N1 by the negative feedback of elevated inverters IV1, thereby, a signal current i1 is zero. At this time, the data output point (the connection point between the output of the current mirror circuit 2 and the current source circuit 3) transits to a low level, the output OUT of the inverter IV2 goes to a high level,
The transistors N3 and P3 of the transfer gate are both turned on, and the output of the transistor N4, which is the current source circuit 5a, is connected to the source of the transistor N1 of the source follower circuit 1 and the current (sink current) i3 is supplied to the source follower circuit 1.
Flows, the source potential drops, the gate potential of the transistor N1 rises via the inverter IV1, and the transistor N1 becomes conductive.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のセンスア
ンプ回路によれば、上記特開平6−28881号公報に
記載されるセンスアンプ回路と同様に、データ読み出し
における応答時間の増大を防止できる、という効果を奏
するとともに、消費電流の増加分を約50%低減するこ
とできる、という効果を奏する。
As described above, according to the sense amplifier circuit of the present invention, similarly to the sense amplifier circuit described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-28881, an increase in response time in data reading can be prevented. , And an increase in current consumption can be reduced by about 50%.

【0055】その理由は、本発明においては、読み出し
対象のデータセル回路に並列接続され、読み出しデータ
によって制御される電流源回路を備えたことによる。
The reason is that the present invention has a current source circuit connected in parallel to the data cell circuit to be read and controlled by the read data.

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

【図1】本発明のセンスアンプ回路の一実施例の回路構
成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of an embodiment of a sense amplifier circuit of the present invention.

【図2】本発明のセンスアンプ回路の一実施例の動作を
説明するための波形図である。
FIG. 2 is a waveform diagram for explaining an operation of the sense amplifier circuit according to one embodiment of the present invention;

【図3】本発明のセンスアンプ回路の一実施例における
具体的な回路構成の一例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a specific circuit configuration in an embodiment of the sense amplifier circuit of the present invention.

【図4】従来の一般的なセンスアンプ回路の回路構成の
一例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a circuit configuration of a conventional general sense amplifier circuit.

【図5】従来のセンスアンプ回路の動作を説明するため
にデータセル回路を含む回路構成の一例を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a circuit configuration including a data cell circuit for explaining the operation of a conventional sense amplifier circuit.

【図6】別の従来のセンスアンプ回路として、特開平6
−28881号公報に提案されるセンスアンプ回路の回
路構成の一例を示す図である。
FIG. 6 shows another conventional sense amplifier circuit,
FIG. 2 is a diagram showing an example of a circuit configuration of a sense amplifier circuit proposed in Japanese Patent No. 288881;

【図7】従来のセンスアンプ回路の動作の一例を示す波
形図である。
FIG. 7 is a waveform chart showing an example of the operation of the conventional sense amplifier circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ソースフォロワ回路 2 電流ミラー回路 3,5,5a 電流源回路 4 データセル回路 6 制御回路 N1,N2,N3,N4 N−チャネルトランジスタ P1,P2,P3 P−チャネルトランジスタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Source follower circuit 2 Current mirror circuit 3,5,5a Current source circuit 4 Data cell circuit 6 Control circuit N1, N2, N3, N4 N-channel transistor P1, P2, P3 P-channel transistor

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】読み出し対象のメモリのデータセル回路を
ソースに接続し、負荷である電流ミラー回路の入力端を
ドレインに接続した第一導電型のトランジスタを有する
ソースフォロワ回路と、 前記データセル回路に並列接続した電流源回路と、 を含むセンスアンプ回路において、 前記電流源回路の出力電流を読み出しデータによって制
御する手段を備えたことを特徴とするセンスアンプ回
路。
1. A source follower circuit having a transistor of a first conductivity type, wherein a data cell circuit of a memory to be read is connected to a source and an input terminal of a current mirror circuit as a load is connected to a drain, and the data cell circuit. And a current source circuit connected in parallel to the sense amplifier circuit, comprising: means for controlling an output current of the current source circuit by read data.
【請求項2】前記電流源回路が、前記データセル回路に
信号電流が流れない場合にだけ電流を出力するように制
御される、ことを特徴とする請求項1記載のセンスアン
プ回路。
2. The sense amplifier circuit according to claim 1, wherein said current source circuit is controlled to output a current only when a signal current does not flow through said data cell circuit.
【請求項3】読み出し対象のメモリのデータセル回路を
ソースに接続し、負荷である電流ミラー回路の入力端を
ドレインに接続した第一導電型のトランジスタを有する
ソースフォロワ回路と、 前記第一導電型のトランジスタのソースに、前記データ
セル回路とともに、並列接続される電流源回路と、 前記電流源回路の出力電流を、読み出しデータによっ
て、オン・オフ制御する回路手段を備え、 前記電流源回路が、前記データセル回路に信号電流が流
れない場合にだけ電流を出力するように制御されること
を特徴とするセンスアンプ回路。
3. A source follower circuit having a transistor of a first conductivity type, wherein a data cell circuit of a memory to be read is connected to a source and an input terminal of a current mirror circuit as a load is connected to a drain; A current source circuit connected in parallel with the data cell circuit to the source of the transistor of the type, and circuit means for controlling on / off of the output current of the current source circuit by read data, wherein the current source circuit is A sense amplifier circuit controlled to output a current only when a signal current does not flow through the data cell circuit.
【請求項4】読み出し対象のメモリのデータセル回路を
ソースに接続し、負荷である電流ミラー回路の入力端を
ドレインに接続した第一導電型のトランジスタを有する
ソースフォロワ回路と、 電流源回路と、 前記電流ミラー回路の出力端ノードであるデータ出力点
の電位に基づき、前記第一導電型のトランジスタのソー
スに、読み出し対象の前記データセル回路と並列に前記
電流源回路を接続又は非接続とするスイッチ回路と、 前記データセル回路に信号電流が流れずに前記ソースフ
ォロワ回路がカットオフした時に、前記スイッチ回路が
オンし前記第一導電型のトランジスタに前記電源回路
から電流を流すようにしたことを特徴とするセンスアン
プ回路。
4. A source follower circuit having a transistor of the first conductivity type having a data cell circuit of a memory to be read connected to a source and an input terminal of a current mirror circuit as a load connected to a drain, and a current source circuit. Based on the potential of a data output point that is an output terminal node of the current mirror circuit, the current source circuit is connected or disconnected to the source of the first conductivity type transistor in parallel with the data cell circuit to be read. a switching circuit for the no signal current flows through the data cell circuit when the source follower circuit is cut off, so that current flows from the current supply circuit to the switch circuit is turned on the first conductivity type transistor A sense amplifier circuit characterized in that:
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