JPH10112646A - 半導体論理回路 - Google Patents
半導体論理回路Info
- Publication number
- JPH10112646A JPH10112646A JP8264063A JP26406396A JPH10112646A JP H10112646 A JPH10112646 A JP H10112646A JP 8264063 A JP8264063 A JP 8264063A JP 26406396 A JP26406396 A JP 26406396A JP H10112646 A JPH10112646 A JP H10112646A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output node
- circuit
- power supply
- noise
- nbl
- Prior art date
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- Logic Circuits (AREA)
- Static Random-Access Memory (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】半導体論理回路の入力信号にノイズが発生し出
力ノードが誤って放電されても、ノイズが消えると再び
正常なレベルに復帰するようにし、誤動作を防止する。 【解決手段】回路NBLの反転論理を出力する回路/N
BLを設け、回路NBLの出力に回路/NBLの出力で
制御されるフィードバックトランジスタを設ける。
力ノードが誤って放電されても、ノイズが消えると再び
正常なレベルに復帰するようにし、誤動作を防止する。 【解決手段】回路NBLの反転論理を出力する回路/N
BLを設け、回路NBLの出力に回路/NBLの出力で
制御されるフィードバックトランジスタを設ける。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体論理回路に係
り、特に、ダイナミック動作する回路の入力信号にノイ
ズが発生した時の誤動作を防止する回路に関する。
り、特に、ダイナミック動作する回路の入力信号にノイ
ズが発生した時の誤動作を防止する回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から高速なCMOS回路として、ダ
イナミックCMOS回路が多用されている。例えば、C
MOS VLSI設計の原理(富沢孝,松山泰男 監
訳、丸善株式会社)の138頁に記載されているダイナ
ミックCMOS論理はその代表的な回路である。図1に
このダイナミックCMOS論理の回路図を示す。
イナミックCMOS回路が多用されている。例えば、C
MOS VLSI設計の原理(富沢孝,松山泰男 監
訳、丸善株式会社)の138頁に記載されているダイナ
ミックCMOS論理はその代表的な回路である。図1に
このダイナミックCMOS論理の回路図を示す。
【0003】この回路は、プリチャージ用p形トランジ
スタMP1によってVDDにプリチャージされ、VSS
に接続された判定n形トランジスタMN1によって条件
的に放電される出力ノードOUTを持つ。条件的な放電
は、n形論理ブロックNBLが、入力信号IN0〜IN
nにより導通した場合に起こり、逆に非導通の場合、放
電は起こらない。なお、図1の相対として、p形論理ブ
ロックを使用し、プリチャージ用n形トランジスタによ
るVSSへのプリチャージ,判定p形トランジスタによ
るVDDへの放電を実現する回路も存在する。φは単相
クロックである。
スタMP1によってVDDにプリチャージされ、VSS
に接続された判定n形トランジスタMN1によって条件
的に放電される出力ノードOUTを持つ。条件的な放電
は、n形論理ブロックNBLが、入力信号IN0〜IN
nにより導通した場合に起こり、逆に非導通の場合、放
電は起こらない。なお、図1の相対として、p形論理ブ
ロックを使用し、プリチャージ用n形トランジスタによ
るVSSへのプリチャージ,判定p形トランジスタによ
るVDDへの放電を実現する回路も存在する。φは単相
クロックである。
【0004】図1の場合、プリチャージ相は、φ=0
(Lレベル)の時に起こる。VSSへの放電は判定相、
すなわち、φ=1(Hレベル)で、論理ブロックNBL
が導通の時に起こる。また、図1で、プリチャージ時に
入力信号IN0〜INnが全て0になることが保証され
ている場合には、判定n形トランジスタを省略できる。
なお、図1に示したインバータINVとp形トランジス
タMP2は、判定相で論理ブロックNBLが非導通の
時、出力ノードOUTがフローティングになるのを防止
するために付加したもので、必ずしも必要ではない。
(Lレベル)の時に起こる。VSSへの放電は判定相、
すなわち、φ=1(Hレベル)で、論理ブロックNBL
が導通の時に起こる。また、図1で、プリチャージ時に
入力信号IN0〜INnが全て0になることが保証され
ている場合には、判定n形トランジスタを省略できる。
なお、図1に示したインバータINVとp形トランジス
タMP2は、判定相で論理ブロックNBLが非導通の
時、出力ノードOUTがフローティングになるのを防止
するために付加したもので、必ずしも必要ではない。
【0005】さて、一般にダイナミックCMOS回路の
入力容量は、一般のスタティックCMOS回路の約半分
である。なぜならば、スタティックCMOS回路に入力
する信号は、n形トランジスタとp形トランジスタの両
方に入力されるのに対し、ダイナミック回路では、どち
らか一方のみに入力されるからである(図1の場合はn
形トランジスタのみに入力される)。従って、一般にダ
イナミックCMOS回路はスタティックCMOS回路よ
り高速に動作する。しかし、このダイナミックCMOS
回路では、入力信号にノイズが発生すると誤動作すると
いう問題があった。
入力容量は、一般のスタティックCMOS回路の約半分
である。なぜならば、スタティックCMOS回路に入力
する信号は、n形トランジスタとp形トランジスタの両
方に入力されるのに対し、ダイナミック回路では、どち
らか一方のみに入力されるからである(図1の場合はn
形トランジスタのみに入力される)。従って、一般にダ
イナミックCMOS回路はスタティックCMOS回路よ
り高速に動作する。しかし、このダイナミックCMOS
回路では、入力信号にノイズが発生すると誤動作すると
いう問題があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図1のダイナミックC
MOS回路では、入力信号にノイズが発生すると誤動作
するという問題がある。以下このことを説明する。今、
φ=1(判定相)で、n形論理ブロックNBLが入力信
号IN0〜INnにより非導通となっている場合を考え
る。この時、プリチャージ相でVDDにプリチャージさ
れた出力ノードOUTは、放電されることなくVDDに
留まっていなければならない。しかし、入力信号IN0
〜INnにノイズが発生し、これに伴いNBLが一瞬で
も導通すると、出力ノードOUTはVSSへと放電され
てしまう。一旦、出力ノードOUTが放電されてしまう
と、ノイズが消えてNBLが非導通に回復しても、出力
ノードOUTはVSSに留まり、正常なレベル(VD
D)に復帰しない。
MOS回路では、入力信号にノイズが発生すると誤動作
するという問題がある。以下このことを説明する。今、
φ=1(判定相)で、n形論理ブロックNBLが入力信
号IN0〜INnにより非導通となっている場合を考え
る。この時、プリチャージ相でVDDにプリチャージさ
れた出力ノードOUTは、放電されることなくVDDに
留まっていなければならない。しかし、入力信号IN0
〜INnにノイズが発生し、これに伴いNBLが一瞬で
も導通すると、出力ノードOUTはVSSへと放電され
てしまう。一旦、出力ノードOUTが放電されてしまう
と、ノイズが消えてNBLが非導通に回復しても、出力
ノードOUTはVSSに留まり、正常なレベル(VD
D)に復帰しない。
【0007】本発明の目的は、入力信号にノイズが発生
し出力ノードが誤って放電されても、ノイズが消えると
再び正常なレベルに復帰するようにし、誤動作を防止す
ることにある。
し出力ノードが誤って放電されても、ノイズが消えると
再び正常なレベルに復帰するようにし、誤動作を防止す
ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的は、半導体論理
回路を、入力信号に応じて、第1の電源と第1の出力ノ
ードを導通または非導通にする第1の論理ブロックと、
クロック信号に応じて、第2の電源と第1の出力ノード
を導通または非導通にする第1のプリチャージ用トラン
ジスタと、入力信号に応じて、上記第1の論理ブロック
が導通の時、第1の電源と第2の出力ノードを非導通に
し、上記第1の論理ブロックが非導通の時、第1の電源
と第2の出力ノードを導通にする第2の論理ブロック
と、上記クロック信号に応じて、第2の電源と第2の出
力ノードを導通または非導通にする第2のプリチャージ
用トランジスタと、上記第2の出力ノードの信号に応じ
て、第2の電源と第1の出力ノードを導通または非導通
にする第1のフィードバックトランジスタと、上記第1
の出力ノードの信号に応じて、第2の電源と第2の出力
ノードを導通または非導通にする第2のフィードバック
トランジスタとで構成することにより達成される。
回路を、入力信号に応じて、第1の電源と第1の出力ノ
ードを導通または非導通にする第1の論理ブロックと、
クロック信号に応じて、第2の電源と第1の出力ノード
を導通または非導通にする第1のプリチャージ用トラン
ジスタと、入力信号に応じて、上記第1の論理ブロック
が導通の時、第1の電源と第2の出力ノードを非導通に
し、上記第1の論理ブロックが非導通の時、第1の電源
と第2の出力ノードを導通にする第2の論理ブロック
と、上記クロック信号に応じて、第2の電源と第2の出
力ノードを導通または非導通にする第2のプリチャージ
用トランジスタと、上記第2の出力ノードの信号に応じ
て、第2の電源と第1の出力ノードを導通または非導通
にする第1のフィードバックトランジスタと、上記第1
の出力ノードの信号に応じて、第2の電源と第2の出力
ノードを導通または非導通にする第2のフィードバック
トランジスタとで構成することにより達成される。
【0009】
【発明の実施の形態】図2は本発明の第一の実施例を示
す図である。図2では本発明に従って、半導体論理回路
を、入力信号IN0〜INnに応じて、電源VSSと出
力ノードOUTを導通または非導通にする論理ブロックN
BLと、クロック信号φに応じて、電源VDDと出力ノ
ードOUTを導通または非導通にするプリチャージ用ト
ランジスタMP1と、入力信号IN0′〜INn′に応
じて、論理ブロックNBLが導通の時、電源VSSと出
力ノード/OUTを非導通にし、論理ブロックNBLが
非導通の時、電源VSSと出力ノード/OUTを導通に
する論理ブロック/NBLと、クロック信号φに応じて、
電源VDDと出力ノード/OUTを導通または非導通に
するプリチャージ用トランジスタMP11と、出力ノー
ド/OUTの信号に応じて、電源VDDと出力ノードO
UTを導通または非導通にするフィードバックトランジ
スタMP3と、出力ノードOUTの信号に応じて、電源
VDDと出力ノード/OUTを導通または非導通にする
フィードバックトランジスタMP13とで構成している。
す図である。図2では本発明に従って、半導体論理回路
を、入力信号IN0〜INnに応じて、電源VSSと出
力ノードOUTを導通または非導通にする論理ブロックN
BLと、クロック信号φに応じて、電源VDDと出力ノ
ードOUTを導通または非導通にするプリチャージ用ト
ランジスタMP1と、入力信号IN0′〜INn′に応
じて、論理ブロックNBLが導通の時、電源VSSと出
力ノード/OUTを非導通にし、論理ブロックNBLが
非導通の時、電源VSSと出力ノード/OUTを導通に
する論理ブロック/NBLと、クロック信号φに応じて、
電源VDDと出力ノード/OUTを導通または非導通に
するプリチャージ用トランジスタMP11と、出力ノー
ド/OUTの信号に応じて、電源VDDと出力ノードO
UTを導通または非導通にするフィードバックトランジ
スタMP3と、出力ノードOUTの信号に応じて、電源
VDDと出力ノード/OUTを導通または非導通にする
フィードバックトランジスタMP13とで構成している。
【0010】半導体論理回路をこのように構成すると、
図1で述べたように入力信号にノイズが発生しても誤動
作しないことを説明する。
図1で述べたように入力信号にノイズが発生しても誤動
作しないことを説明する。
【0011】先程と同様、今、φ=1(判定相)で、n
形論理ブロックNBLが入力信号IN0〜INnにより
非導通となっている場合を考える。この時、プリチャー
ジ相でVDDにプリチャージされた出力ノードOUT
は、放電されることなくVDDに留まっていなければなら
ない。しかし、入力信号IN0〜INnにノイズが発生
し、これに伴いNBLが一瞬でも導通すると、出力ノー
ドOUTはVSSへと放電されてしまう。ここまでの動
作は図1の場合と同じである。しかし、図2の場合は、
ノイズが消えてNBLが非導通に回復すると、逆にn形
論理ブロック/NBLは導通となる。従って、出力ノー
ド/OUTはVSSに放電され、フィードバックトラン
ジスタMP3が導通となる。このため、一旦は放電され
た出力ノードOUTは、MP3によって充電され再び正
常なレベル(VDD)に復帰する。なお、本図の入力信
号IN0′〜INn′は、論理ブロック/NBLの構成
の仕方によって、IN0〜INnと同じでもよく、IN
0〜INnの否定信号であってもよい。
形論理ブロックNBLが入力信号IN0〜INnにより
非導通となっている場合を考える。この時、プリチャー
ジ相でVDDにプリチャージされた出力ノードOUT
は、放電されることなくVDDに留まっていなければなら
ない。しかし、入力信号IN0〜INnにノイズが発生
し、これに伴いNBLが一瞬でも導通すると、出力ノー
ドOUTはVSSへと放電されてしまう。ここまでの動
作は図1の場合と同じである。しかし、図2の場合は、
ノイズが消えてNBLが非導通に回復すると、逆にn形
論理ブロック/NBLは導通となる。従って、出力ノー
ド/OUTはVSSに放電され、フィードバックトラン
ジスタMP3が導通となる。このため、一旦は放電され
た出力ノードOUTは、MP3によって充電され再び正
常なレベル(VDD)に復帰する。なお、本図の入力信
号IN0′〜INn′は、論理ブロック/NBLの構成
の仕方によって、IN0〜INnと同じでもよく、IN
0〜INnの否定信号であってもよい。
【0012】以上をまとめると、図2の回路では、入力
信号にノイズが発生し出力ノードが誤って放電されて
も、ノイズが消えると再び正常なレベルに復帰し、誤動
作を防止することができる。
信号にノイズが発生し出力ノードが誤って放電されて
も、ノイズが消えると再び正常なレベルに復帰し、誤動
作を防止することができる。
【0013】図3は本発明の第二の実施例を示す図であ
り、本発明を半導体メモリに適用した例を示している。
本図でMC00〜MCmnはメモリセルでありm行n列
のマトリクス状に配置されている。またSAはセンスア
ンプであり、n列に対して共通に1個設けてあり、列と
の接続はYスイッチY0〜Ynで行っている。従って、
メモリセルMC00を選択するには、ワード線W0を1
(Hレベル)にし、Yスイッチ選択信号Y0を0(Lレ
ベル)にすればよい。
り、本発明を半導体メモリに適用した例を示している。
本図でMC00〜MCmnはメモリセルでありm行n列
のマトリクス状に配置されている。またSAはセンスア
ンプであり、n列に対して共通に1個設けてあり、列と
の接続はYスイッチY0〜Ynで行っている。従って、
メモリセルMC00を選択するには、ワード線W0を1
(Hレベル)にし、Yスイッチ選択信号Y0を0(Lレ
ベル)にすればよい。
【0014】本例では、以上のメモリセル・マトリクス
とセンスアンプからなるブロックをP+1個(BLK0
〜BLKp)設けており、選択されたブロック内でさら
に選択されたメモリセルのデータを本発明を適用した出
力回路CCKTを介して出力するように構成している。
ブロックの選択は、選択されたブロック内のセンスアン
プのみを活性化することにより行っている。
とセンスアンプからなるブロックをP+1個(BLK0
〜BLKp)設けており、選択されたブロック内でさら
に選択されたメモリセルのデータを本発明を適用した出
力回路CCKTを介して出力するように構成している。
ブロックの選択は、選択されたブロック内のセンスアン
プのみを活性化することにより行っている。
【0015】センスアンプの活性化は、図3で、センス
アンプ活性化信号φSC及びφSCEを1にすることによ
って行われる。活性化信号φSC及びφSCEを1にす
ると、選択されたメモリセルのデータに応じて、センス
アンプ出力SOまたは/SOのいずれか一方が0,他方
が1となる。一方、非選択のセンスアンプは活性化信号
φSC及びφSCEが0なので、センスアンプ出力SO
及び/SOはいずれも0となる。従って、出力回路CC
KT内のn形トランジスタMN00〜MN0p,MN1
0〜MN1pのうち1個のみが導通するので、φSL=
1、すなわち、判定相となった時、出力ノードDOまた
は/DOのいずれか一方が放電され、0を出力する。
アンプ活性化信号φSC及びφSCEを1にすることによ
って行われる。活性化信号φSC及びφSCEを1にす
ると、選択されたメモリセルのデータに応じて、センス
アンプ出力SOまたは/SOのいずれか一方が0,他方
が1となる。一方、非選択のセンスアンプは活性化信号
φSC及びφSCEが0なので、センスアンプ出力SO
及び/SOはいずれも0となる。従って、出力回路CC
KT内のn形トランジスタMN00〜MN0p,MN1
0〜MN1pのうち1個のみが導通するので、φSL=
1、すなわち、判定相となった時、出力ノードDOまた
は/DOのいずれか一方が放電され、0を出力する。
【0016】なお、本例ではφSL=0の時、φSC及
びφSCEが0、すなわち、プリチャージ時にCCKT
の入力が全て0になることが保証されているので、図2
の判定n形トランジスタMN1,MN11を省略してい
る。
びφSCEが0、すなわち、プリチャージ時にCCKT
の入力が全て0になることが保証されているので、図2
の判定n形トランジスタMN1,MN11を省略してい
る。
【0017】ところで、半導体メモリでは、高集積化を
実現するために、メモリセルを構成するトランジスタの
サイズを極めて小さくしている。このため、メモリセル
から出力されるデータの信号量が小さく、これを入力と
するセンスアンプはしばしばノイズをこの信号と誤って
増幅してしまう。従って、センスアンプ出力に一時的に
ノイズが発生することがよくある。よって、既に述べた
ように、このようなセンスアンプの次段に配置する出力
回路として、図1のような従来のダイナミックCMOS
回路を用いると誤動作してしまう。しかし、図3のよう
に出力回路に本発明を適用すると、図2で述べたように
誤動作を防止することができる。
実現するために、メモリセルを構成するトランジスタの
サイズを極めて小さくしている。このため、メモリセル
から出力されるデータの信号量が小さく、これを入力と
するセンスアンプはしばしばノイズをこの信号と誤って
増幅してしまう。従って、センスアンプ出力に一時的に
ノイズが発生することがよくある。よって、既に述べた
ように、このようなセンスアンプの次段に配置する出力
回路として、図1のような従来のダイナミックCMOS
回路を用いると誤動作してしまう。しかし、図3のよう
に出力回路に本発明を適用すると、図2で述べたように
誤動作を防止することができる。
【0018】
【発明の効果】本発明を用いると、半導体論理回路の入
力信号にノイズが発生し出力ノードが誤って放電されて
も、ノイズが消えると再び正常なレベルに復帰するの
で、半導体論理回路の誤動作を防止することができる。
力信号にノイズが発生し出力ノードが誤って放電されて
も、ノイズが消えると再び正常なレベルに復帰するの
で、半導体論理回路の誤動作を防止することができる。
【図1】従来例を示す回路図。
【図2】本発明の第一の実施例を示す回路図。
【図3】本発明の第二の実施例を示す回路図。
VSS,VDD…電源、MN…n形トランジスタ、MP
…p形トランジスタ、NBL…n形論理ブロック、IN
…入力信号、φ…クロック、OUT…出力ノード。
…p形トランジスタ、NBL…n形論理ブロック、IN
…入力信号、φ…クロック、OUT…出力ノード。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金子 憲二 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 楠 武志 千葉県茂原市早野3681番地 日立デバイス エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 斉藤 佳代子 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 宇佐美 正己 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 山口 邦彦 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内
Claims (1)
- 【請求項1】入力信号に応じて、第1の電源と第1の出
力ノードを導通または非導通にする第1の論理ブロック
と、クロック信号に応じて、第2の電源と上記第1の出
力ノードを導通または非導通にする第1のプリチャージ
用トランジスタと、上記入力信号に応じて、上記第1の
論理ブロックが導通の時、上記第1の電源と第2の出力
ノードを非導通にし、上記第1の論理ブロックが非導通
の時、上記第1の電源と上記第2の出力ノードを導通に
する第2の論理ブロックと、上記クロック信号に応じ
て、上記第2の電源と上記第2の出力ノードを導通また
は非導通にする第2のプリチャージ用トランジスタと、 上記第2の出力ノードの信号に応じて、上記第2の電源
と上記第1の出力ノードを導通または非導通にする第1
のフィードバックトランジスタと、上記第1の出力ノー
ドの信号に応じて、上記第2の電源と上記第2の出力ノ
ードを導通または非導通にする第2のフィードバックト
ランジスタとで構成されることを特徴とする半導体論理
回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8264063A JPH10112646A (ja) | 1996-10-04 | 1996-10-04 | 半導体論理回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8264063A JPH10112646A (ja) | 1996-10-04 | 1996-10-04 | 半導体論理回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10112646A true JPH10112646A (ja) | 1998-04-28 |
Family
ID=17398017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8264063A Pending JPH10112646A (ja) | 1996-10-04 | 1996-10-04 | 半導体論理回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10112646A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007531957A (ja) * | 2003-07-14 | 2007-11-08 | フルクラム・マイクロシステムズ・インコーポレーテッド | 非同期スタティックランダムアクセスメモリ |
| JP2010220205A (ja) * | 2009-03-16 | 2010-09-30 | Arm Ltd | 予備充電ロジックにおけるエラー検出 |
| JP2013534114A (ja) * | 2010-07-01 | 2013-08-29 | クアルコム,インコーポレイテッド | マルチ電圧レベルのマルチダイナミック回路構造デバイス |
-
1996
- 1996-10-04 JP JP8264063A patent/JPH10112646A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007531957A (ja) * | 2003-07-14 | 2007-11-08 | フルクラム・マイクロシステムズ・インコーポレーテッド | 非同期スタティックランダムアクセスメモリ |
| JP2010220205A (ja) * | 2009-03-16 | 2010-09-30 | Arm Ltd | 予備充電ロジックにおけるエラー検出 |
| TWI448712B (zh) * | 2009-03-16 | 2014-08-11 | Advanced Risc Mach Ltd | 在預充電邏輯中的錯誤檢測 |
| JP2013534114A (ja) * | 2010-07-01 | 2013-08-29 | クアルコム,インコーポレイテッド | マルチ電圧レベルのマルチダイナミック回路構造デバイス |
| JP2015173465A (ja) * | 2010-07-01 | 2015-10-01 | クアルコム,インコーポレイテッド | マルチ電圧レベルのマルチダイナミック回路構造デバイス |
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