JPH0632220B2 - 半導体記憶装置のセンスアンプ - Google Patents
半導体記憶装置のセンスアンプInfo
- Publication number
- JPH0632220B2 JPH0632220B2 JP59217837A JP21783784A JPH0632220B2 JP H0632220 B2 JPH0632220 B2 JP H0632220B2 JP 59217837 A JP59217837 A JP 59217837A JP 21783784 A JP21783784 A JP 21783784A JP H0632220 B2 JPH0632220 B2 JP H0632220B2
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- JP
- Japan
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- potential
- amplifying means
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- inverter
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体記憶装置のセンスアンプに関し、特
に記憶装置の入力アドレスの変化をチップ内部で検出し
これに応じて内部同期信号を作成する、内部同期回路方
式を用いた半導体記憶装置のセンスアンプに関するもの
である。
に記憶装置の入力アドレスの変化をチップ内部で検出し
これに応じて内部同期信号を作成する、内部同期回路方
式を用いた半導体記憶装置のセンスアンプに関するもの
である。
従来、この種の装置として第2図に示すものがあった。
第2図は、CMOSスタティックRAMに使用されるセ
ンスアンプを示す。図において、Q1,Q4,Q7はP
チャネルMOS型電界効果トランジスタ(以下p−chMO
SFETと記す),Q2,Q3,Q5,Q6,Q8はnチャ
ネルMOS型電界効果トランジスタ(以下n−chMOSFET
と記す)、Vccは電源電位、GNDは接地電位である。
第2図は、CMOSスタティックRAMに使用されるセ
ンスアンプを示す。図において、Q1,Q4,Q7はP
チャネルMOS型電界効果トランジスタ(以下p−chMO
SFETと記す),Q2,Q3,Q5,Q6,Q8はnチャ
ネルMOS型電界効果トランジスタ(以下n−chMOSFET
と記す)、Vccは電源電位、GNDは接地電位である。
また1は上記MOSFETQ1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q
6により構成されたカレントミラー型差動増幅回路であ
り、2入力をMOSFETQ2,Q5で受け、その差を検知増
幅して1つの出力を出力する。また2はMOSFETQ7,Q
8により構成されたインバータである。なお、I/O,
▲▼は差動増幅回路1の入力、SA1は1段目の
カレントミラー型差動増幅回路1の出力、▲▼は2
段目のインバータ2の出力であり、通常出力バッファに
接続されるものである。またSE2は1段目のカレント
ミラー型差動増幅回路1のパワーカット用の入力であ
り、ハイで該カレントミラー型差動増幅回路1が活性化
され、ロウでパワーカットされる。
6により構成されたカレントミラー型差動増幅回路であ
り、2入力をMOSFETQ2,Q5で受け、その差を検知増
幅して1つの出力を出力する。また2はMOSFETQ7,Q
8により構成されたインバータである。なお、I/O,
▲▼は差動増幅回路1の入力、SA1は1段目の
カレントミラー型差動増幅回路1の出力、▲▼は2
段目のインバータ2の出力であり、通常出力バッファに
接続されるものである。またSE2は1段目のカレント
ミラー型差動増幅回路1のパワーカット用の入力であ
り、ハイで該カレントミラー型差動増幅回路1が活性化
され、ロウでパワーカットされる。
次に動作について説明する。
第4図にセンス動作のタイミングを示す。今、差動増幅
回路1のパワーカット用入力SE2がハイとすると、選
択されたメモリセルによって、I/O線と▲▼線
間に電位差が生じる。この電位差を1段目のカレントミ
ラー型差動増幅回路1がセンス動作を行なって検知し、
その結果、第4図に示すように差動増幅回路出力SA1
が変化する。そして該出力SA1が2段目のインバータ
2のしきい値電圧に達した時、インバータ出力▲▼
が変化してセンス動作が完了する。
回路1のパワーカット用入力SE2がハイとすると、選
択されたメモリセルによって、I/O線と▲▼線
間に電位差が生じる。この電位差を1段目のカレントミ
ラー型差動増幅回路1がセンス動作を行なって検知し、
その結果、第4図に示すように差動増幅回路出力SA1
が変化する。そして該出力SA1が2段目のインバータ
2のしきい値電圧に達した時、インバータ出力▲▼
が変化してセンス動作が完了する。
従来の半導体記憶装置のセンスアンプは以上のように構
成されており、1段目の差動増幅回路出力SA1の傾き
がゆるやかなので、差動増幅回路出力SA1が第4図に
示すように変化し始めてから2段目のインバータのしき
い値に達するまでの遅延(第4図の期間A)が大きく、
かつインバータ出力▲▼の変化も第4図の期間Bの
ように遅れるのでRAMの高速読み出し動作を妨げてい
た。
成されており、1段目の差動増幅回路出力SA1の傾き
がゆるやかなので、差動増幅回路出力SA1が第4図に
示すように変化し始めてから2段目のインバータのしき
い値に達するまでの遅延(第4図の期間A)が大きく、
かつインバータ出力▲▼の変化も第4図の期間Bの
ように遅れるのでRAMの高速読み出し動作を妨げてい
た。
この発明は、上記のような従来のものの欠点を除去する
ためになされたもので、差動増幅回路出力SA1の変化
開始から、インバータ出力RDが変化し始めるまでの遅
延をなくして、RAMの高速読み出し動作を可能とする
半導体記憶装置のセンスアンプを提供することを目的と
している。
ためになされたもので、差動増幅回路出力SA1の変化
開始から、インバータ出力RDが変化し始めるまでの遅
延をなくして、RAMの高速読み出し動作を可能とする
半導体記憶装置のセンスアンプを提供することを目的と
している。
この発明に係る半導体記憶装置のセンスアンプは、第1
の入力ノードおよび第2の入力ノードとを有し、第1の
入力ノードに印加される電位と第2の入力ノードに印加
される電位との電位差を増幅し、出力ノードに出力する
差動増幅手段と、電源電位ノードと接地電位ノードとの
間に接続されるとともに入力ノードが直接差動増幅手段
の出力ノードに接続され、差動増幅手段の出力ノードに
現れた電位に応じた電位を出力ノードに出力するための
インバータと、このインバータの入力ノードと出力ノー
ドとの間に接続され、これら入力および出力ノード並び
に上記差動増幅手段の出力ノードの電位を電源電位ノー
ドに印加される電位と接地電位ノードに印加される電位
との間の電位にするための短絡用トランジスタとを設け
たものである。
の入力ノードおよび第2の入力ノードとを有し、第1の
入力ノードに印加される電位と第2の入力ノードに印加
される電位との電位差を増幅し、出力ノードに出力する
差動増幅手段と、電源電位ノードと接地電位ノードとの
間に接続されるとともに入力ノードが直接差動増幅手段
の出力ノードに接続され、差動増幅手段の出力ノードに
現れた電位に応じた電位を出力ノードに出力するための
インバータと、このインバータの入力ノードと出力ノー
ドとの間に接続され、これら入力および出力ノード並び
に上記差動増幅手段の出力ノードの電位を電源電位ノー
ドに印加される電位と接地電位ノードに印加される電位
との間の電位にするための短絡用トランジスタとを設け
たものである。
[作用] この発明においては、短絡用トランジスタがインバータ
の入出力間を導通させるので、このインバータの入力ノ
ードと出力ノードの電位が電源電位と接地電位との間の
中間電位となり、しかもインバータの入力ノードと差動
増幅手段の出力ノードとが直接接続されているので、こ
の差動増幅手段の出力ノードも上記中間電位となる。そ
して、上記インバータの入力ノードの電位を中間電位に
しておくことで、このインバータの入力ノードの電位が
少し変動しただけでこのインバータの出力ノードの電位
が大きく変動する。さらに差動増幅手段の出力ノードも
中間電位にされるため、短絡用トランジスタが非導通状
態となると、すぐに差動増幅手段は第1および第2の入
力ノードに現れた電位差に応じ、その出力ノードの電位
を上昇または低下させる。
の入出力間を導通させるので、このインバータの入力ノ
ードと出力ノードの電位が電源電位と接地電位との間の
中間電位となり、しかもインバータの入力ノードと差動
増幅手段の出力ノードとが直接接続されているので、こ
の差動増幅手段の出力ノードも上記中間電位となる。そ
して、上記インバータの入力ノードの電位を中間電位に
しておくことで、このインバータの入力ノードの電位が
少し変動しただけでこのインバータの出力ノードの電位
が大きく変動する。さらに差動増幅手段の出力ノードも
中間電位にされるため、短絡用トランジスタが非導通状
態となると、すぐに差動増幅手段は第1および第2の入
力ノードに現れた電位差に応じ、その出力ノードの電位
を上昇または低下させる。
以下、この発明の実施例を図について説明する。
第1図は、この発明の一実施例による半導体記憶装置の
センスアンプを示し、本実施例装置は第2図に示す従来
装置にn−chMOSFET(短絡用トランジスタ)Q10,p
−chMOSFETQ9を付加したものである。そしてこのn−
chMOSFETQ10は読出し期間において2段目のインバー
タ2の入、出力を短絡するためのものであり、そのゲー
トは端子SE1に接続されており、該端子SE1はハイ
で2段目のインバータ2の入,出力を短絡し、ロウで開
放する。またp−chMOSFETQ9は2段目のインバータ2
の貫通電流をなくするためのものであり、そのゲート
は、端子SE2に接続されている。
センスアンプを示し、本実施例装置は第2図に示す従来
装置にn−chMOSFET(短絡用トランジスタ)Q10,p
−chMOSFETQ9を付加したものである。そしてこのn−
chMOSFETQ10は読出し期間において2段目のインバー
タ2の入、出力を短絡するためのものであり、そのゲー
トは端子SE1に接続されており、該端子SE1はハイ
で2段目のインバータ2の入,出力を短絡し、ロウで開
放する。またp−chMOSFETQ9は2段目のインバータ2
の貫通電流をなくするためのものであり、そのゲート
は、端子SE2に接続されている。
ここで第1図において、非読み出し期間であるI/O=
▲▼の時のカレントミラー型差動増幅回路1の出
力電圧と、インバータ2のしきい値電圧(入力と出力と
を短絡したときの入出力電圧)とが同じになるように差
動増幅回路1の回路定数を設定しておく。
▲▼の時のカレントミラー型差動増幅回路1の出
力電圧と、インバータ2のしきい値電圧(入力と出力と
を短絡したときの入出力電圧)とが同じになるように差
動増幅回路1の回路定数を設定しておく。
次に動作について説明する。第3図にセンス動作のタイ
ミングを示す。端子SE1,SE2が共にロウの間は、
1段目のカレントミラー型差動増幅回路1はパワーカッ
トされており、かつ2段目のインバータ2の入力はMOSF
ETQ9によりVccにクランプされるので、このとき該イ
ンバータ2には貫通電流が流れない。
ミングを示す。端子SE1,SE2が共にロウの間は、
1段目のカレントミラー型差動増幅回路1はパワーカッ
トされており、かつ2段目のインバータ2の入力はMOSF
ETQ9によりVccにクランプされるので、このとき該イ
ンバータ2には貫通電流が流れない。
次に記憶装置の入力アドレス信号の変化をチップ内部の
内部同期信号作成回路により検知して作成された第1の
内部同期信号により、端子SE1,SE2を共にハイに
あげる。すると1段目のカレントミラー型差動増幅回路
1が活性化され、同時にトランジスタQ10により2段
目のインバータ2の入出力がショートされてノードSA
1はプリチャージもしくはディスチャージにより中間電
位となる。
内部同期信号作成回路により検知して作成された第1の
内部同期信号により、端子SE1,SE2を共にハイに
あげる。すると1段目のカレントミラー型差動増幅回路
1が活性化され、同時にトランジスタQ10により2段
目のインバータ2の入出力がショートされてノードSA
1はプリチャージもしくはディスチャージにより中間電
位となる。
ここでインバータ2の入力,出力を短絡すると中間電位
になる理由について説明すると、第5図に示すようなn
−chMOSFETQ11,p−chMOSFETQ12により構成され
たCMOSインバータにおいて、その入出力特性は第6
図の実線で示すようになる。ここでその入出力を短絡す
ると、VIN=VOUTであるので、インバータの入,出力
端子VIN,VOUTは第6図の実線と一点鎖線との交点の
値になり中間電位になる。
になる理由について説明すると、第5図に示すようなn
−chMOSFETQ11,p−chMOSFETQ12により構成され
たCMOSインバータにおいて、その入出力特性は第6
図の実線で示すようになる。ここでその入出力を短絡す
ると、VIN=VOUTであるので、インバータの入,出力
端子VIN,VOUTは第6図の実線と一点鎖線との交点の
値になり中間電位になる。
次にI/O,▲▼線に少し差を生じたところで、
上記内部同期信号作成回路により作成された第2の内部
同期信号により端子SE1をロウにする。すると、カレ
ントミラー型差動増幅回路1がセンスを開始し、そのノ
ードSA1電位が中間電位から変化し始める。そして、
この差動増幅回路1の出力ノードとインバータ2の入力
ノードとが直接接続されているため、上記差動増幅回路
1の出力ノードの電位が変化が直接インバータ2の入力
ノードの変化となり、このインバータ2はこのわずかな
電位の変化を受けて大きくインバータ出力▲▼を変
化させ、センス動作が完了する。そしてこのセンス動作
の完了後、上記内部同期信号作成回路により作成された
第3に内部同期信号により、端子SE2をロウとすると
差動増幅回路1にパワーカットが行なわれる。
上記内部同期信号作成回路により作成された第2の内部
同期信号により端子SE1をロウにする。すると、カレ
ントミラー型差動増幅回路1がセンスを開始し、そのノ
ードSA1電位が中間電位から変化し始める。そして、
この差動増幅回路1の出力ノードとインバータ2の入力
ノードとが直接接続されているため、上記差動増幅回路
1の出力ノードの電位が変化が直接インバータ2の入力
ノードの変化となり、このインバータ2はこのわずかな
電位の変化を受けて大きくインバータ出力▲▼を変
化させ、センス動作が完了する。そしてこのセンス動作
の完了後、上記内部同期信号作成回路により作成された
第3に内部同期信号により、端子SE2をロウとすると
差動増幅回路1にパワーカットが行なわれる。
このように本実施例装置によれば、従来例の比しセンス
動作の大幅な高速化が可能であり、本装置を用いること
により、高速読み出し可能のメモリ装置を提供すること
ができる。
動作の大幅な高速化が可能であり、本装置を用いること
により、高速読み出し可能のメモリ装置を提供すること
ができる。
なお、上記実施例では、カレントミラー型差動増幅回路
とCMOSインバータの2段構成のものについて説明し
たが、1段目がカレントミラー型でなくてもよく、また
2段目のCMOSインバータではなく、NMOS E−
E構成又はE−D構成のインバータであってもよく、上
記実施例と同様の効果を奏する。
とCMOSインバータの2段構成のものについて説明し
たが、1段目がカレントミラー型でなくてもよく、また
2段目のCMOSインバータではなく、NMOS E−
E構成又はE−D構成のインバータであってもよく、上
記実施例と同様の効果を奏する。
以上のように、この発明に係る半導体記憶装置のセンス
アンプは、差動増幅手段の出力ノードに直接インバータ
の入力ノードを接続し、このインバータの入力ノードと
出力ノードとを短絡する短絡用トランジスタを設け、差
動増幅手段に入力電位が印加される前に短絡用トランジ
スタによりインバータの入力ノードと出力ノードの電位
および差動増幅手段の出力ノードの電位を電源電位と接
地電位との間の中間電位にしてこの短絡用トランジスタ
を非導通状態とすることにより、すぐに差動増幅手段は
第1および第2の入力ノードにおける電位差に応じ、そ
の出力ノードの電位を中間電位から上昇または低下さ
せ、この出力ノードの電位は速やかにインバータの入力
ノードに伝達され、インバータの入力ノードの電位は中
間電位から少し変化しただけでこのインバータの出力ノ
ードの電位が大きく変化する。その結果、差動増幅手段
の高速化およびインバータの高速化が図れ、入力電位に
対するインバータの出力の高速化が図れるという効果が
ある。
アンプは、差動増幅手段の出力ノードに直接インバータ
の入力ノードを接続し、このインバータの入力ノードと
出力ノードとを短絡する短絡用トランジスタを設け、差
動増幅手段に入力電位が印加される前に短絡用トランジ
スタによりインバータの入力ノードと出力ノードの電位
および差動増幅手段の出力ノードの電位を電源電位と接
地電位との間の中間電位にしてこの短絡用トランジスタ
を非導通状態とすることにより、すぐに差動増幅手段は
第1および第2の入力ノードにおける電位差に応じ、そ
の出力ノードの電位を中間電位から上昇または低下さ
せ、この出力ノードの電位は速やかにインバータの入力
ノードに伝達され、インバータの入力ノードの電位は中
間電位から少し変化しただけでこのインバータの出力ノ
ードの電位が大きく変化する。その結果、差動増幅手段
の高速化およびインバータの高速化が図れ、入力電位に
対するインバータの出力の高速化が図れるという効果が
ある。
第1図は本発明の一実施例による半導体記憶装置のセン
スアンプの回路図、第2図は従来のセンスアンプの回路
図、第3図は第1図のセンスアンプの動作タイミング
図、第4図は従来のセンスアンプの動作ライミング図、
第5図はCMOSインバータの回路図、第6図はCMO
Sインバータの入出力特性図である。 1…カレントミラー型センスアンプ(センスアンプ本
体)、2…CMOSインバータ、Q10…短絡用の電界
効果型トランジスタ、Q9…貫通電流除去用の電界効果
型トランジスタ。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
スアンプの回路図、第2図は従来のセンスアンプの回路
図、第3図は第1図のセンスアンプの動作タイミング
図、第4図は従来のセンスアンプの動作ライミング図、
第5図はCMOSインバータの回路図、第6図はCMO
Sインバータの入出力特性図である。 1…カレントミラー型センスアンプ(センスアンプ本
体)、2…CMOSインバータ、Q10…短絡用の電界
効果型トランジスタ、Q9…貫通電流除去用の電界効果
型トランジスタ。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (4)
- 【請求項1】第1の入力ノードおよび第2の入力ノード
とを有し、上記第1の入力ノードに印加される電位と上
記第2の入力ノードに印加される電位との電位差を増幅
し、出力ノードに出力する差動増幅手段と、 電源電位ノードと接地電位ノードとの間に接続されると
ともに入力ノードが直接上記差動増幅手段の出力ノード
に接続され、上記差動増幅手段の出力ノードに現れた電
位に応じた電位を出力ノードに出力するためのインバー
タと、 このインバータの入力ノードと出力ノードとの間に接続
され、これら入力および出力ノード並びに上記差動増幅
手段の出力ノードの電位を上記電源電位ノードに印加さ
れる電位と接地電位ノードに印加される電位との間の電
位にするための短絡用トランジスタとを備えたことを特
徴とする半導体記憶装置のセンスアンプ。 - 【請求項2】差動増幅手段は、ドレイン電極がこの差動
増幅手段の出力ノードに接続され、ゲート電極がこの差
動増幅手段の第1の入力ノードに接続された第1のMO
S型電界効果トランジスタと、この第1のMOS型電界
効果トランジスタと差動対をなし、ゲート電極がこの差
動増幅手段の第2の入力ノードに接続された第2のMO
S型電界効果トランジスタとを有したことを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の半導体記憶装置のセンスア
ンプ。 - 【請求項3】差動増幅手段は、電源電位ノードとこの差
動増幅手段の出力ノードとの間に接続されたpチャネル
MOS型電界効果トランジスタおよび上記電源電位ノー
ドと第1のノードとの間に接続されたpチャネルMOS
型電界効果トランジスタとを有したカレントミラー型回
路と、ドレイン電極がこの差動増幅手段の出力ノードに
接続され、ゲート電極がこの差動増幅手段の第1の入力
ノードに接続されたnチャネルMOS型電界効果トラン
ジスタと、ドレイン電極が上記第1のノードに接続さ
れ、ゲート電極がこの差動増幅手段の第2の入力ノード
に接続されたnチャネルMOS型電界効果トランジスタ
とを有し、インバータは、電源電位ノードとこのインバ
ータの出力ノードとの間に接続され、ゲート電極が上記
差動増幅手段の出力ノードに直接接続されたpチャネル
MOS型電界効果トランジスタと、このインバータの出
力ノードと接地電位ノードとの間に接続され、ゲート電
極が上記差動増幅手段の出力ノードに直接接続されたn
チャネルMOS型電界効果トランジスタとを有したこと
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体記憶装
置のセンスアンプ。 - 【請求項4】差動増幅手段は、この差動増幅手段の第1
の入力ノードに印加される電位とこの差動増幅手段の第
2のノードに印加される電位が同電位であるときに、こ
の差動増幅手段の出力ノードに出力される電位とインバ
ータの闘値電圧が等しくなるように、この差動増幅手段
の回路定数が設定されていることを特徴とする特許請求
の範囲第1項ないし第3項のいずれかに記載の半導体記
憶装置のセンスアンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59217837A JPH0632220B2 (ja) | 1984-10-16 | 1984-10-16 | 半導体記憶装置のセンスアンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59217837A JPH0632220B2 (ja) | 1984-10-16 | 1984-10-16 | 半導体記憶装置のセンスアンプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6196589A JPS6196589A (ja) | 1986-05-15 |
| JPH0632220B2 true JPH0632220B2 (ja) | 1994-04-27 |
Family
ID=16710528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59217837A Expired - Lifetime JPH0632220B2 (ja) | 1984-10-16 | 1984-10-16 | 半導体記憶装置のセンスアンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0632220B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63160088A (ja) * | 1986-12-24 | 1988-07-02 | Toshiba Corp | スタテイツク型メモリ |
| JP3026341B2 (ja) * | 1987-02-23 | 2000-03-27 | 株式会社日立製作所 | 半導体メモリ装置 |
| JP3030708B2 (ja) * | 1988-03-09 | 2000-04-10 | セイコーエプソン株式会社 | 半導体記憶装置 |
| JP2836453B2 (ja) * | 1993-08-26 | 1998-12-14 | 日本電気株式会社 | 半導体メモリの初段回路方式 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4075509A (en) | 1976-10-12 | 1978-02-21 | National Semiconductor Corporation | Cmos comparator circuit and method of manufacture |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58194195A (ja) * | 1982-05-07 | 1983-11-12 | Hitachi Ltd | 出力回路 |
| JPS60163295A (ja) * | 1984-02-03 | 1985-08-26 | Hitachi Ltd | 半導体記憶装置 |
-
1984
- 1984-10-16 JP JP59217837A patent/JPH0632220B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4075509A (en) | 1976-10-12 | 1978-02-21 | National Semiconductor Corporation | Cmos comparator circuit and method of manufacture |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6196589A (ja) | 1986-05-15 |
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