JPH01100791A - 差動増幅ラッチ回路 - Google Patents

差動増幅ラッチ回路

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JPH01100791A
JPH01100791A JP62259020A JP25902087A JPH01100791A JP H01100791 A JPH01100791 A JP H01100791A JP 62259020 A JP62259020 A JP 62259020A JP 25902087 A JP25902087 A JP 25902087A JP H01100791 A JPH01100791 A JP H01100791A
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Yasuhiko Rai
頼 康彦
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は差動増幅ラッチ回路に関し、特に化合物半導体
で製造される半導体記憶装置に用いられる差動増幅ラッ
チ回路に関する。
〔従来の技術〕
従来、この種の差動増幅ラッチ回路は第5図に示すよう
に差動回路50とレベルシフト回路60を結合して構成
されている。差動回路50は、抵抗R201,R202
,R2O3と駆動用電界効果トランジスタ(以下駆動F
ETと略す)Q201. Q202により構成されてい
る。抵抗は例えば半導体基板への不純物添加による導体
層である。駆動FETQ201.Q202はドレイン電
極がそれぞれ抵抗R201,R202を介t、テ電源V
nnKm続すft、ゲート電極がたがいに相補である入
力信号端子IN、INにそれぞれ接続され、ソース電極
がたがいに共通接続され抵抗R203を介して接地端子
GNDK接続される。
レベルシフト回路60は第1のレベルシフト回路と第2
のレベルシフト回路とで構成されておシ、第1のレベル
シフト回路は、駆動FETQ203とレベルシフトダイ
オードD201と、定電流源電界効果トランジスタ(以
下定電流源FETと略す)Q204によシ構成され、第
2のレベルシフト回路も同様に駆動FETQ205. 
 レベルシフトダイオードD202および定電流源Q2
06で構成されている。駆動FETQ203は、ドレイ
ン電極が電源v′DDに接続され、ゲート電極が差動回
路出力端子201に接続され、ソース電極がレベルシフ
トダイオードD201のアノード電極に接続され、定電
流源FETQ204は、ドレイン電極が差動増幅回路の
入力信号INと同相の出力端子OUTであるレベルシフ
トダイオードD201のカソード電極に接続され、ゲー
ト電極とソース電極が接地端子GNDに接続される。駆
動FETQ205はドレイン電極か電源VDDに接続さ
れ、ゲート電極が差動回路出力端子202IC接続され
、ソース電極がレベルシフトダイオードD202のアノ
ード電極に接続され、定電流源FETQ206はドレイ
ン電極が差動増幅回路の入力信号INと逆相の出力端子
OUTであるレベルシフトダイオードD202のカソー
ド電極に接続され、ゲート電極とソース電極が接地端子
GNDK接続されている。これら第1゜第2のレベルシ
フト回路によって、差動増幅回路出力レベルと次段に設
ける回路の論理しきい値レベル間の整合をとる。
次に1第6図の動作波形図を参照しながら、第5図の差
動増幅回路の動作説明をする。入力信号INのレベルが
HighからLowになると、差動回路出力端子201
のレベルがHighからLowになシ、差動増幅回路の
入力信号INと同相の出力端子OU TのレベルがHi
ghからLowに変化する。同時に、差動回路出力端子
202のレベルがLowからHi ghになり、差動増
幅回路の入力信号INと逆相の出力端子OUTのレベル
がTJOWからHighに変化し、インバータ増幅動作
を行う。
従来のスタテノック・ランダム拳アクセスメモリ(以下
SR,AMと略す)#−を第7図に示すように、差動増
幅回路(第5図)が用いられておりアドレス入力信号人
x、AyKよらてひとつのメモリセルが選ばれ、読み出
し時においてこの差動増幅回路を介してデータを出力す
るように構成されている。
r発明が解決しようとする問題点〕 上述した従来の差動増幅回路は高速で動作する化合物半
導体記憶装置(以下化合物半導体メモリと称す)のデー
タOUT検出部に使用した場合、化合物半導体メモリの
アドレスアクセスタイム(以下TAAと略す)が非常に
短かいため、他の外部素子によって構成されるデータラ
ッチ回路のタイミング整合がとシにくいという欠点があ
る。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の差動増幅ラッチ回路は(イ)第1の電源に接続
される第1および第2の抵抗と、該第1および第2の抵
抗にそれぞれ接続されるドレイン電極、第1の入力信号
端子と該第1の入力信号と相補の第2の入力信号端子に
それぞれ接続されるゲート電極およびたがいに共通接続
したソース電極を有する第1.第2の電界効果トランジ
スタと、前記第1.第2の抵抗にそれぞれ接続されるド
レイン電極、前記第1の入力信号と同相の出力端子およ
び前記V、Xの入力信号と逆相の出力信号端子にそれぞ
れ接続されるゲート電極、たがいに共通接続したソース
電極を有する第3.第4の電界効果トランジスタと、前
記第1.第2の電界効果トランジスタのソース電極に接
続されるドレイン゛電極、制御信号端子に接続されるゲ
ート電極およびソース電極を有する第5の電界効果トラ
ンジスタと、前記氾3.第4の電界効果トランジスタの
ソース電極に接続されるドレイン電極、前記制御信号と
相補の制御信号端子に接続されるゲート電極および前記
第5の電界効果トランジスタのソース電極とたがいに共
通接続されるソース電極を有する第6の電界効果トラン
ジスタと、さらに前記第5゜第6の電界効果トランジス
タのソース電極に接続され、かつ第2の電源釦接続され
る第3の抵抗とを有する差動ラッチ回路と、 1口)該差動ラッチ回路の第1.第3の電界効果トラン
ジスタのドレイン電極および第2.第4の電界効果トラ
ンジスタのドレイン電極の出方信号力それぞれ入力する
ように接続され、前記差動ラッチ回路の第3.第4の電
界効果トランジスタのゲート電極に出力信号がフィード
バックするように接続されるレベルシフト回路とを有し
ている。
〔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、本発明の第1の実施例を示す。第1図におい
て1本発明の差動ラッチ回路は、差動ラッf回路10 
(!−レベルシフトを行なうレベルシフト回路20とに
より構成され、化合物半導体メモリのデータ検出部に用
いられている。差動ラッチ回路10は第1の電源VDD
にそれぞれ接続される第1.第2の抵抗RIOI、R1
02と、この抵抗FLio1.R102接続され、出力
端子102となるトレイン電極、第1の入力信号端子I
Nに接続されるゲート電極と第1の入力信号と相補の第
2の入力信号端子INとくそれぞれ接続されるゲート電
極およびたがいに共通接続したソース電極とを有する第
1.第2の電界効果トランジスタ(以下FETと略す”
)QIOI、Q102と、第1.第2の抵抗RIOI、
R102を介して第1の電源にそれぞれ接続され、出力
端子101となるドレイン電極、第1の入力信号と同相
の出力信号OUTと前記第1の入力信号と逆相の出力端
子OUTにそれぞれ接続されるゲート電極、およびたが
いに共通接続されるソース電極を有する第3.第4のF
ETQ103. Q104と、Ml、第2のFETQI
OI。
Q102のソース電極に接続されるドレイン電極、制御
信号端子CLKに接続されるゲート電極および第3の抵
抗R103を介して第2の電源GNOに接続されるソー
ス電極を有する第5のFET Q103と、第3.第4
のFETQ103.Q104の:/−x電極に接続され
るドレイン電極、制御信号と相補の制御信号端子CLK
K接続されるゲート電極および第5のFETQ105の
ソース電極とたがいに共通接続され、さらに第3の抵抗
R103を介して第2の電源に接続されるソース電極を
有する第6のFETQ106とを有している。
Ml、第2のFETQ103.Q102は駆動用FET
−t’アJ、第3.第4ノFETQ103.Q104は
ラッチ用駆動用FETであ夛、第5.第6のFETQ1
05.Q106は選択用FETである。抵抗RIOI、
R102,R102は例えば半導体基板への不純物添加
による導体層である。
レベルシフト回路20は第1の電源VDDに接続された
ドレイン電極、第2.第4の電界効果トランジスタQ1
02.Q104のドレイン電極に接続されるゲート電極
および第1のダイオードDI 01゜D102のアノー
ド電極に接続されるソース電極を有する第7の電界効果
トランジスタQ107と、出力信号端子OUTである第
1のダイオードのカソード電極に接続されるドレイン電
極および第2の電源GNDに接続されるゲート電極を有
する*8の電界効果トランジスタQ108と、第1の電
源VDD Ic接続されるドレイン電極、第1.第3の
電界効果トランジスタQIOI、Q103のドレイン電
極に接続されるゲー)[極および第2のダイオードD1
02のアノード電極に接続されるソース電極を有する第
9の電界効果トランジスタQ109と、第1の入力信号
と逆相の出力信号OUTである第2のダイオードD10
2のカソード電極に接続されるドレイン電極、第2の電
源に接続されるゲート電極とソース電極を有する第10
の電界効果トランジスタQ110とを有している。
次に、第3図に示す動作波形図を参照しながら本実施例
の動作を説明する。制御信号端子CLKのレベルがHi
gh、制御信号と逆相の信号端子CLKルベルカLaW
の時、FETQ105がON状態。
FETQ106がOFF状態にあり、入力信号INのレ
ベルがHighからLowになると、差動ラッチ回路1
0の出力端子101のレベルがHighからLowにな
り、差動増幅ラッチ回路の入力信号INと同相の出力端
子OUTのレベルがHighからLow欧化し、同時に
、差動ラッチ回路10の出力端子1020レベルがLo
wからHighになシ、差動増幅ラッチ回路の入力信号
INと逆相の出力端子OUTのレベルがLowからHi
ghに変化し、通常のインバータ増幅動作を行なう。次
に1制御信号端子CLKのレベルがLow 、制御信号
と逆相の信号端子CLKのレベルがHighになると、
FETQ105がOFF状態、FETQ106がON状
態になシ、差動増幅ラッチ回路の入力信号INと同相の
出力端子OUT′のLowレベルがFETQ103を0
FFL、、また、差動増幅ラッチ回路の入力信号INと
逆相の出力端子OU、TのHighレベルがFETQ1
04をONする。
つまり、出力信号を入力へフィードバックすることによ
シ、この時点のデータは保持される。その後、たがいに
相補である制御信号端子CLK、 CLKのレベルが変
化しない限シ、差動増幅ラッチ回路の出力端子OUT、
OUTのレベルは変化しないことにカシ、データはラッ
チされる。
第3図は本発明の第1の実施例である差動増幅ラッチ回
路を使用した構成を示す。第3図において、たがいに相
補である制御信号端子CLK、CLKのレベルがそれぞ
れHigh、 Lowであるととによって、差動増幅ラ
ッチ回路は動作し、たがいに相補である制御信号端子C
LK、CLKのレベルがそれぞれLow、 Hi gh
であることによって、差動増幅ラッチ回路は現データの
保持を行なう。
啼慣帥Iシtヤ 第4図は、本発明の第2の実施例を示す。第4図におい
【、第2の実施例はレベルシフト回路は第1の実施例又
は第5図の従来の回路と同一回路であシ、更に駆動FE
TQ701.Q702と、ラッチ用駆動FETQ703
.Q704と、選択用PETQ705.Q706は第1
の実施例と同一である。この第2の実施例では、第1の
実施例における抵抗R1ot、 R+102.R103
を能動負荷Q711. Q712゜Q713に置き換え
た場合で、能動負荷Q711゜Q712.Q713は、
その非飽和動作領域で使用し抵抗と等価となる。このよ
うに第2の実施例においては、その動作が第1の実施例
と同等であるが、他の回路構成素子と同一の工程で製造
することが可能であるので製造ばらつきによる歩留シの
低下をおさえることができる利点がある。
〔発明の効果〕
以上説明した様に、本発明は差動増幅ラッチ回路の出力
を差動増幅ラッチ回路の入力にフィードバックすること
Kよって出力データをラッチすることができ、また、制
御信号によって通常の差動増幅回路としても使用できる
。また、本発明は化合物半導体メモリを使用してシステ
ムを構築する場合、他の外部素子によってデータラッチ
回路を構成する必要がなくなシ、さらに、化合物半導体
メモリの出力データは、たがいに相補である制御信号C
LK、CLKに同期するので、前リードサイクルのデー
タを読み出すならば、見かけのTAAは従来の化合物半
導体メモリのTAAの約1/2にすることができる効果
がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例である差動増幅ラッチ回
路を示す図、第2図は本発明の第1.第2の実施例であ
る差動増幅ラッチ回路の動作波形を示す図、第3図は本
実施例の差動増幅ラッチ回路を使用したSRAMの構成
を示す図、第4図は本発明の第2の実施例である差動増
幅ラッチ回路を示す回路図、第5図は従来の差動増幅回
路を示す回路図、第6図は従来の差動増幅回路の動作波
形を示す図、第7図は従来の差動増幅回路を使用したS
RAMの構成を示す図である。 10・・・・・・差動ラッチ回路、20・・・・・・レ
ベルシフト回路、IN、IN・・・・・・相補入力信号
端子、OUT。 OUT・・・・・・相補出力信号端子、102,101
,201゜202・・・・・・差動回路出力端子、RI
OI、R102゜R103,R201,R202,R2
O3・・・・・・抵抗、QIOI、Q102.Q103
.Q104.Q107.Q109゜Q201.Q202
.Q203.Q205.Q701.Q702゜Q703
. Q704. Q707. Q709・・・・・・駆
動FET%Q105.Q106.Q705.Q706・
・・・・・選択用FET。 DIOI、D102.D201.D202.D701.
D702・・・・・・レベルシフトダイオード、Q10
8.QIIO。 Q204.Q206.Q708.Q710・・・・・・
定電流源FET。 Q711. Q712. Q713・・・・・・能動負
荷、CLK、 CLK・・・・・・相補制御信号、VD
D・・・・・・電源、GND・・・・・・接地端子、A
x、Ay・・・・・・アドレス入力信号、Dout・・
・・・・データアウト。 代理人 弁理士  同 原   音 半l圀 茅3TfJ 華70

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、(イ)第1の電源に接続される第1および第2の抵
    抗と、 該第1および第2の抵抗にそれぞれ接続さ れるドレイン電極、第1の入力信号端子と該第1の入力
    信号と相補の第2の入力信号端子にそれぞれ接続される
    ゲート電極およびたがいに共通接続したソース電極を有
    する第1、第2の電界効果トランジスタと、 前記第1、第2の抵抗にそれぞれ接続され るドレイン電極、前記第1の入力信号と同相の出力端子
    および前記第1の入力信号と逆相の出力信号端子にそれ
    ぞれ接続されるゲート電極、たがいに共通接続したソー
    ス電極を有する第3、第4の電界効果トランジスタと、
    前記第1、第2の電界効果トランジスタの ソース電極に接続されるドレイン電極、制御信号端子に
    接続されるゲート電極およびソース電極を有する第5の
    電界効果トランジスタと、 前記第3、第4の電界効果トランジスタの ソース電極に接続されるドレイン電極、前記制御信号と
    相補の制御信号端子に接続されるゲート電極および前記
    第5の電界効果トランジスタのソース電極とたがいに共
    通接続されるソース電極を有する第6の電界効果トラン
    ジスタと、 さらに前記第5、第6の電界効果トランジ スタのソース電極に接続され、かつ第2の電源に接続さ
    れる第3の抵抗とを有する差動ラッチ回路と、 (ロ)該差動ラッチ回路の第1、第3の電界効果トラン
    ジスタのドレイン電極および第2、第4の電界効果トラ
    ンジスタのドレイン電極の出力信号がそれぞれ入力する
    ように接続され、前記差動ラッチ回路の第3、第4の電
    界効果トランジスタのゲート電極に出力信号がフィード
    バックするように接続されるレベルシフト回路 とを有することを特徴とする差動増幅ラッ チ回路。 2、第1、第2および第3の抵抗は電界効果トランジス
    タ等の能動負荷に置き換えて構成されることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の差動増幅ラッチ回路。
JP62259020A 1987-10-13 1987-10-13 差動増幅ラッチ回路 Expired - Fee Related JPH063680B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03235292A (ja) * 1990-02-09 1991-10-21 Toshiba Corp 差動増幅回路

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58100291A (ja) * 1981-12-09 1983-06-14 Ricoh Co Ltd センスアンプ回路
JPS6134786A (ja) * 1984-07-25 1986-02-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体回路

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