JPS623518B2 - - Google Patents

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JPS623518B2
JPS623518B2 JP5607783A JP5607783A JPS623518B2 JP S623518 B2 JPS623518 B2 JP S623518B2 JP 5607783 A JP5607783 A JP 5607783A JP 5607783 A JP5607783 A JP 5607783A JP S623518 B2 JPS623518 B2 JP S623518B2
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JP5607783A
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JPS59180892A (ja
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Hiroshi Iwahashi
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Priority to US06/514,350 priority patent/US4613957A/en
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C7/00Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C7/00Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • G11C7/06Sense amplifiers; Associated circuits, e.g. timing or triggering circuits
    • G11C7/065Differential amplifiers of latching type

Landscapes

  • Read Only Memory (AREA)
  • Static Random-Access Memory (AREA)

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ROM(リードオ
ンリメモリ)のメモリデータ検出部の改良に関す
る。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
一般に差動形センスアンプは、その動作が安定
でしかも極めて微小な電位差を検出できることか
ら半導体メモリによく用いられる。この場合、読
み書き可能なRAM(ランダムアクセスメモリ)
等では、メモリデータとして互いに逆レベルの1
対のデータが出力されるため、この1対のデータ
を差動形センスアンプの1対の入力端に導くよう
にしているが、ROMでは“1”もしくは“0”
のいずれか一方のデータしか出力しないので、
ROMの差動形センスアンプとしてはメモリセル
と同等のトランジスタを用いて比較電位を用意し
ておいて列線電位(データ)の読み出しを行なう
ようにしている。
第1図は、たとえばNチヤンネルプロセスによ
り製造された絶縁ゲート型電界効果トランジスタ
(MOS−FET)を用いた従来のマスクROMを示
すものであり、10はメモリセルアレー、11群
はメモリセル用トランジスタ、12群は列選択用
トランジスタ、13は行デコーダ、14は列デコ
ーダ、15群は行線、16群は列線、17〜19
は負荷トランジスタ、20,21はバイアス電圧
発生用抵抗であり、上記メモリセルアレー10か
ら読み出されるデータにより決定される列線電位
V1は差動形センスアンプ22の一方入力とな
る。なおこのセンスアンプ22において、CE,
は制御入力である。
一方、23は比較電位発生回路であつて、前記
メモリセル用トランジスタ11と同等の比較用ト
ランジスタ24を用いて比較電位V2を生成し、
前記差動形センスアンプ22の他方の入力とする
ものであり、25,26は前記抵抗20,21と
同様のバイアス電圧発生用抵抗、27は列デコー
ダ14から“1”レベルがゲートに与えられてオ
ン状態に設定された前記列線ゲート用トランジス
タ12と同等のトランジスタ、28〜30は前記
負荷トランジスタ17〜19と同等のトランジス
タである。そして、31,32は上記比較用トラ
ンジスタ24のゲートに一定電位を印加するため
のバイアス用抵抗である。
而して上記ROMにおいては、比較用トランジ
スタ24のゲート電位が一定であるため、比較電
位V2は第2図に示すように時間経過に対して一
定の固定電位である。従つて、ROMのデータ読
み出し時に列線電位V1が第2図に示すように比
較電位V2を横切るように変化したとすると、差
動形センスアンプ22の出力が反転し、出力バツ
フア回路33の出力V0は第2図中点線で示すよ
うに変化する。例えば選択されたメモリセルのし
きい値が高いとメモリセルはオンせず、列線は充
電され、低いと選択されたメモリセルはオンし、
列線は放電される。このようにメモリセルトラン
ジスタのしきい値によりデータの“1”、“0”が
記憶される。しかしこの第2図の電圧波形からも
分るように、差動形センスアンプ22は、列線電
位V1が比較電位V2を横切つたところでセンスア
ンプ出力レベルが変化する。そのためメモリデー
タの読み出し速度は、列線の充放電時間が支配的
であつた。そこでメモリデータの読み出し速度を
速めるために、列線電位の充放電を速める各種の
工夫はなされているが、メモリデータの検出方法
即ち差動形センスアンプ部分に関する工夫は余り
なされていない。
〔発明の目的〕
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、セ
ンスアンプ部分を改良することにより、読み出し
速度の速い半導体メモリを提供しようとするもの
である。
〔発明の概要〕
本発明は、異なつた比較電位をもつ複数のセン
スアンプで列線電位を検出し、この検出データと
所定時間以前の検出データとを比較することによ
り、列線の電位変化即ち列線が充電方向にある
か、放電方向にあるかを検知し、これにより列線
の電位変化途中でメモリデータを検出するように
したものである。
〔発明の実施例〕
以下図面を参照して本発明の一実施例を説明す
る。第3図は本発明の概略構成図であり、第3図
aにおいてV1は第1図と同様に列線電位、V21
V22,……V2oは比較電位で、V21<V22<……<
2oの関係を有し、その電位をV1とセンスアンプ
SA1,SA2,……SAoで比較し、その結果をデー
タD11,D22,……Dooとして出力す
る。センスアンプSA1〜SAoはすべて同じ構成
で、比較電位のみが異なつている。第3図bにセ
ンスアンプSAoの構成を示す。これはシキイ電圧
が略ゼロボルトのトランジスタ41,42、エン
ハンスメント型トランジスタ43〜45よりな
り、信号φが“1”レベルの時に活性化され、
電圧V1>V2oの時はDo=“1”、o=“0”、V1
2oの時はDo=“0”、o=“1”を出力する。
次に第3図cのラツチ回路46に示すように信号
φ=“0”の時にデータDoがラツチされ、D
o′として出力される。そして第3図dの比較器4
7に示すように信号φ=“1”の時にD1,D2
……DoとD′1,D′2,……Do′の“1”の数が比
較され、それによつて検出データの“1”、“0”
が決定されて出力されることになる。上記信号φ
,φ,φの時間関係を第4図に示す。まず
T0の期間にφが“1”となり、データD1〜Do
が列線電位と比較電位の電位関係に応じてその
“1”、“0”が決定される。次にT1の期間にφ
=“0”となり、上記D1〜Doがラツチされ、D′1
〜Do′として出力される。次にT2の期間にφ
=“0”となり、その後T3の期間にφ=“1”
となり、再びセンスアンプが活性化される。この
時には列線はすでに充電或いは放電により、その
電位は変化している。よつてこの時のセンスアン
プの検出データD1〜Doは所定時間以前即ち期間
T0における値とは違つている。よつてこの期間
T0における値即ちラツチされているデータD′1
o′と、期間T3におけるデータD1〜Doとの
“0”或いは“1”の数を比較すれば、列線が充
電されつつあるか、放電されつつあるかが分る。
よつて期間T3においてφが“1”になり、デ
ータD1〜Doがセンスアンプから出力されると、
期間T4にφ=“1”となり、この時第3図dの
ようにD1〜DoとD′1〜Do′が比較され、検出デー
タとして出力される。例えばD1〜Doの“1”の
がD′1〜Do′より少なければ、列線は放電方向に
あることが分かり、“0”のデータが出力バツフ
ア回路へ与えられ、D1〜Doの“1”の数がD′1
o′より多ければ、列線は充電方向にあることが
分かり、“1”のデータが出力バツフア回路へ与
えられることになる。このように列線が充電方向
か、放電方向かを検出できるため、従来のように
1つの固定された比較電位を列線電位が横切る方
法に比べ、より速くメモリデータが検出できるこ
とになる。第5図に示すように複数の比較電位が
あるため、列線電位V1の電位変化をすばやく検
出することが可能である。また比較電位の数が多
いほど、信号φ〜φの周期が短かいほどより
速いメモリデータの検出が可能となる。第6図に
示すように信号φ(含φ〜φ)は、チツプ
イネーブル信号が“0”になり、チツプが選
択されるか或いはアドレスが変化してのち所定時
間つまりデータが出力されるまで出ていればよ
い。
第7図は第3図cで示したラツチ回路の具体例
で、デプレツシヨン型トランジスタ51〜54、
エンハンスメント型(E型)トランジスタ55〜
62よりなり、信号φ=“0”の時データDo
oを取り込み、それをφ=“1”で保持する。
第8図は第3図dに示した比較器47の具体例
で、これはR、2R、トランジスタ71〜76よ
りなる一方の抵抗網と、R、2R、トランジスタ
77〜82よりなる他方の抵抗網と、トランジス
タ83〜93、インバータ94,95よりなる差
動アンプAMを有する。これはデータD1〜D6
D′1〜D′6の“1”の数の違いにより、V3,V4の電
位が違うことにより、差動アンプAMでφ
“1”の時電位差が検出され、列線が充放電どち
らの状態で変化中であるかを検出する。また抵抗
R97の値がRであるのと、トランジスタ96の
ゲートに信号1が入力されているのは、V1が安
定状態に達した時にもV3,V4に適当な電位差が
現われ、データが正しく検出されるようにしたも
のである。またここでの抵抗は、トランジスタに
比べ充分抵抗値は大きく設定されている。なおこ
こで抵抗の代りにトランジスタを用いてもよい。
第8図はn=6の場合を示した。データD1〜D3
=“1”、D4〜D6=“0”、D′1〜D′4=“1”、D′5

D′6=“0”の場合の第8図の等価回路を第9図に
示す。この場合D1〜D6の“1”の数よりもD′1
D′6の“1”の数が多い、即ち所定時間以前のデ
ータ“1”の数の方が多いゆえ、列線は放電状態
であることを示している。第9図の等価回路にお
いて、D1〜D3=“1”で V3=Vc/5R×R=Vc/5 D′1〜D′4=“1”で V4=Vc/4R×R=Vc/4 となり、V3<V4である。よつて第8図の差動ア
ンプAMでV3<V4が検出され、出力バツフアへ
“0”データが出力される。
第10図に、第8図に示したV3出力回路の変
形例を示す。これはトランジスタ100〜10
o,101〜101oよりなり、第8図の回路
の抵抗をトランジスタで置き換えたのである。第
8図のものと等しくするために、ゲートに信号D
oが入力されているトランジスタの抵抗は他のも
のの半分にする必要がある。V4を発生させる回
路においても同様の置き換えができる。
第11図a,bも第8図のV3,V4のそれぞれ
の発生回路の変形例であり、これはトランジスタ
102〜102o,103、また104〜1
04o,105からなる。第11図a,bにおい
てもデータD1〜Doの“1”の数によりV3の値は
変わり、D′1〜Do′の“1”の数によつてV4の値
は変化する。第8図同様Doがゲート入力されて
いるトランジスタの抵抗は他の半分である。これ
は上述のように、列線電位が安定した後でも
V3,V4に差が出るようにするためである。
第12図は第8図の変形例で、トランジスタ1
10〜110o,111〜111o、112
〜112o,113o,114o,115,11
6,インバータ117,118,ノアゲート11
9よりなる。節点E1〜Eoは各々データ1,D′1
o,Do′により決まり、D1=“1”(1=“0”)

D′1=“0”の時のみ“1”となる。即ちD1〜Do
に“1”の数が多ければE1〜Eoの少くとも1つ
が“1”になり、これがノアゲート119へ入力
され、φによりラツチ回路120へラツチされ
る。またD1〜Doの方がD′1〜Do′より“1”の数
が少なければE1〜Eoはすべて“0”となり、φ
によりラツチ回路120へラツチされる。列線
電位が最高値で安定した時には、Do=“1”、o
=“0”ゆえにY=“1”となり、出力バツフアに
は“1”が出力される。
第13図は第12図の信号φの代わりに用い
ればより効果がある信号φ3′の出力回路を示す。
即ちこの回路はトランジスタ131〜135
o、ノアゲート136〜138よりなり、所定時
間以前のデータD′1〜Do′と現データD1〜Doが等
しい時は、所定時間以前のメモリデータをそのま
ま出力するもので、列線電位が安定した状態にあ
る時は、第12図のようなYの発生回路は必要な
い。即ち第13図の回路においてD1=D′11
1、……Do=Do′、oo′の場合、ノアゲー
ト136の入力はすべて“0”ゆえ、ノアゲート
136の出力は“1”、よつてφ′は“0”、φ
が変化してもφ′は“0”のままゆえ、この
場合所定時間以前のデータがラツチされたまま出
力される。一方D1〜Do、D′1〜Do′のどれか1つ
のデータが違えば、ノアゲート136の入力のう
ちどれか1つが“1”レベルゆえ、ノアゲート1
36の出力は“0”となり、φがそのままφ′
として出力されるゆえ、変化した新しいデータ
がラツチされることになる。
本発明はROMばかりでなく、スタテイツク
RAMにも適用できる。RAMにおいてはメモリセ
ルが交差結合したフリツプフロツプから成るた
め、メモリセルから読み出されるデータは通常Q
とその反転データの二つが得られる。そしてこ
のQ,がセンスアンプの一対の入力となる。よ
つて第14図に示したようにQ,が交差したと
ころで新しくデータが読み出されることになる。
一方本発明を適用すれば、列線が充放電どちらの
状態に変化するかを判定するものであるから、従
来のようにQ,の交差する点より前にデータを
検出できるため、従来より読み出し速度は速くな
り、またQ或いはの一方のみを利用するだけで
よい。例えば第3図のV1の代わりにQを用いれ
ばよい。
〔発明の効果〕
以上説明した如く本発明によれば、複数の比較
電位をもつ複数のセンスアンプで列線電位を検出
し、この検出データと所定時間以前のデータとを
比較し、列線が充電されつつあるか、あるいは放
電状態にあるかを検知するため、列線の電位変化
を検出でき、従来の一つの比較電位を列線電位が
横切つた所でデータを検出する方式よりも、より
速くデータを検出することができ、より読み出し
速度が速くなるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の半導体メモリの構成図、第2図
は同構成の作用を示す波形図、第3図は本発明の
一実施例を示す構成図、第4図ないし第6図は同
構成の作用を示す波形図、第7図ないし第9図は
同構成の一部詳細図、第10図ないし第13図は
本発明の異なる実施例の一部詳細図、第14図は
本発明の異なる実施例の作用を示す波形図であ
る。 11……メモリセル、16……列線、46……
ラツチ、47……比較器、SA1〜SAo……センス
アンプ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 メモリセルと、このメモリセルからデータを
    受ける列線と、各々異なつた比較電位の供給源
    と、前記比較電位と列線電位を比較する複数のセ
    ンスアンプと、所定時間以前の前記複数のセンス
    アンプからの出力と前記所定時間以後の前記セン
    スアンプからの出力データとを比較することによ
    りメモリセルのデータを検出する検出手段とを具
    備し、前記検出手段は、所定時間以前の前記複数
    のセンスアンプからの出力データと前記所定時間
    以後の前記センスアンプからの出力データとを比
    較することにより、列線電位が充電方向か放電方
    向かを検知して前記メモリセルのデータを検出す
    るものであることを特徴とする半導体メモリ。
JP58056077A 1982-07-26 1983-03-31 半導体メモリ Granted JPS59180892A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58056077A JPS59180892A (ja) 1983-03-31 1983-03-31 半導体メモリ
EP83106729A EP0100011B1 (en) 1982-07-26 1983-07-08 Semiconductor memory device having data transmission and detection means
DE8383106729T DE3381955D1 (de) 1982-07-26 1983-07-08 Halbleiterspeicheranlage mit datenuebertragungs- und erkennungsmitteln.
US06/514,350 US4613957A (en) 1982-07-26 1983-07-15 Semiconductor memory device having a sense amplifier circuit

Applications Claiming Priority (1)

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JP58056077A JPS59180892A (ja) 1983-03-31 1983-03-31 半導体メモリ

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JPS59180892A JPS59180892A (ja) 1984-10-15
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2589493B2 (ja) * 1987-06-30 1997-03-12 三菱電機株式会社 半導体集積回路装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS575829A (en) * 1980-06-14 1982-01-12 Dowa Mining Co Ltd Separating and recovering method for tin in lead refining process

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JPS575829A (en) * 1980-06-14 1982-01-12 Dowa Mining Co Ltd Separating and recovering method for tin in lead refining process

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