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JP7662124B2 - SENSING CIRCUIT, SENSING METHOD, AND RESISTANCE CHANGE MEMORY - Google Patents
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JP7662124B2 - SENSING CIRCUIT, SENSING METHOD, AND RESISTANCE CHANGE MEMORY - Google Patents

SENSING CIRCUIT, SENSING METHOD, AND RESISTANCE CHANGE MEMORY Download PDF

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Description

本発明は、センス回路、センス方法及び抵抗変化型メモリに関する。 The present invention relates to a sensing circuit, a sensing method, and a resistance change memory.

抵抗変化型メモリとして、ReRAM(Resistive Random Access Memory)、MRAM(Magnetic Random Access Memory)、PCRAM(Phase-Change Random Access Memory)などが知られている(たとえば、特許文献1-2参照)。 Known examples of resistance change memory include ReRAM (Resistive Random Access Memory), MRAM (Magnetic Random Access Memory), and PCRAM (Phase-Change Random Access Memory) (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

抵抗変化型メモリのメモリセルは、印加される電圧に応じて高抵抗状態または低抵抗状態に変化し、各抵抗状態を2値のデータに対応付けて保持する。
読み出し時において、読み出し対象のメモリセルには、センス回路(センスアンプとも呼ばれる)が接続される。そして、たとえば、一定の基準電流の電流値と、メモリセルの抵抗値との積であるセル電位と、所定の基準電位との大小関係に応じて、メモリセルの抵抗値に対応したデータ(0または1)が出力される。このようなセンス回路では、メモリセルの抵抗値が、基準電位を基準電流の電流値で割った値に近くなるほど、セル電位と基準電位との電位差が小さくなる。そして、この電位差が、センス回路の読み出し感度(読み出しマージン)の限界を下回ると正常に読み出しができなくなり、上記メモリセルは“不良”とされ、歩留まりが低下する。
A memory cell of a resistance change memory changes to a high resistance state or a low resistance state in response to an applied voltage, and holds each resistance state in association with binary data.
When reading, a sense circuit (also called a sense amplifier) is connected to the memory cell to be read. Then, for example, depending on the magnitude relationship between the cell potential, which is the product of the current value of a constant reference current and the resistance value of the memory cell, and a predetermined reference potential, data (0 or 1) corresponding to the resistance value of the memory cell is output. In such a sense circuit, the closer the resistance value of the memory cell is to the value obtained by dividing the reference potential by the current value of the reference current, the smaller the potential difference between the cell potential and the reference potential. Then, when this potential difference falls below the limit of the read sensitivity (read margin) of the sense circuit, normal reading is not possible, the memory cell is deemed "defective," and the yield decreases.

従来、メモリセルに流れる電流(以下セル電流という)と基準電流とをそれぞれカレントミラー回路を用いてコピーし、両電流差から生じる相補の電位差を差動増幅器により読み出しデータとして出力するセンス回路があった(たとえば、特許文献3参照)。このセンス回路によれば、メモリセルには決められたバイアス電圧が印加されるため、セル電流の低下がなく、また、比較的大きな電流差が差動増幅器に入力されるため、比較的高い読み出し感度が実現される。 Conventionally, there has been a sense circuit that uses a current mirror circuit to copy the current flowing through a memory cell (hereinafter referred to as the cell current) and a reference current, and outputs the complementary potential difference resulting from the difference between the two currents as read data using a differential amplifier (see, for example, Patent Document 3). With this sense circuit, a fixed bias voltage is applied to the memory cell, so there is no drop in the cell current, and a relatively large current difference is input to the differential amplifier, achieving a relatively high read sensitivity.

特開2007-172703号公報JP 2007-172703 A 特開2011-134383号公報JP 2011-134383 A 特開2004-164766号公報JP 2004-164766 A

カレントミラー回路を用いてセル電流と基準電流の電流差を大きくするセンス回路は、電流経路が多くなり、読み出し時における消費電流が大きくなる。
1つの側面では、本発明は、読み出し時の消費電流を抑制できるセンス回路、センス方法及び抵抗変化型メモリを提供することを目的とする。
A sense circuit that uses a current mirror circuit to increase the current difference between the cell current and the reference current has many current paths and consumes a large current during reading.
In one aspect, the present invention has an object to provide a sense circuit, a sense method, and a resistance change memory that can suppress current consumption during reading.

1つの実施態様では、基準電流の第1の電流値のn倍(nは3以上の実数)の第2の電流値をもつ第1の電流を生成する電流源と、前記第1の電流のうち、抵抗変化型のメモリのメモリセルの抵抗値に応じた第3の電流値のセル電流が流れる第1電流経路と、前記第1の電流のうち、前記第2の電流値から前記第3の電流値のn-1倍の値を引いた第4の電流値の第2の電流が流れる第2電流経路と、前記第1電流経路に流れる前記セル電流をコピーして、前記第3の電流値の第3の電流を発生させる第1カレントミラー回路と、前記第2電流経路に流れる前記第2の電流をコピーして、前記第4の電流値の第4の電流を発生させる第2カレントミラー回路と、前記第3の電流の前記第3の電流値と前記第4の電流の前記第4の電流値とから得られる、前記第3の電流値と前記第1の電流値の差分のn倍の電流差に基づいて、前記メモリセルからのデータの読み出し結果を出力する出力回路と、を有するセンス回路が提供される。 In one embodiment, a sense circuit is provided that includes a current source that generates a first current having a second current value that is n times (n is a real number equal to or greater than 3) the first current value of a reference current, a first current path through which a cell current having a third current value corresponding to the resistance value of a memory cell of a resistance change type memory flows from the first current, a second current path through which a second current having a fourth current value obtained by subtracting n-1 times the third current value from the second current value flows from the first current, a first current mirror circuit that copies the cell current flowing in the first current path to generate a third current having the third current value, a second current mirror circuit that copies the second current flowing in the second current path to generate a fourth current having the fourth current value, and an output circuit that outputs a result of reading data from the memory cell based on a current difference that is n times the difference between the third current value and the first current value, which is obtained from the third current value of the third current and the fourth current value of the fourth current.

また、1つの実施態様では、センス方法が提供される。
また、1つの実施態様では、抵抗変化型メモリが提供される。
Also provided in one embodiment is a method of sensing.
Also, in one embodiment, a resistive change memory is provided.

1つの側面では、本発明は、読み出し時の消費電流を抑制できる。 In one aspect, the present invention can reduce current consumption during readout.

第1の実施の形態のセンス回路の一例を示す図である。FIG. 2 illustrates an example of a sense circuit according to the first embodiment; 比較例のセンス回路を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a sense circuit of a comparative example. 抵抗変化型メモリの一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of a resistance change memory. コラム制御回路の1入出力部分の回路例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a circuit of one input/output portion of a column control circuit; 抵抗変化型メモリにおけるメモリの一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of a memory in a resistance change memory. 電圧制御回路の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a voltage control circuit. 電流源の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a current source. 第2の実施の形態のセンス回路の一例を示す図である。FIG. 13 illustrates an example of a sense circuit according to a second embodiment; 第3の実施の形態のセンス回路の一例を示す図である。FIG. 13 illustrates an example of a sense circuit according to a third embodiment; 第4の実施の形態のセンス回路の一例を示す図である。FIG. 13 illustrates an example of a sense circuit according to a fourth embodiment;

以下、発明を実施するための形態を、図面を参照しつつ説明する。
(第1の実施の形態)
図1は、第1の実施の形態のセンス回路の一例を示す図である。
Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 illustrates an example of a sense circuit according to a first embodiment.

第1の実施の形態のセンス回路10は、抵抗変化型メモリのメモリセル20(メモリ素子20aを含んでいる)に記憶されているデータを読み出すために用いられる。抵抗変化型メモリの他の構成については後述する(図3、図4など参照)。 The sense circuit 10 of the first embodiment is used to read data stored in a memory cell 20 (including a memory element 20a) of a resistance change memory. Other configurations of the resistance change memory will be described later (see Figures 3 and 4, etc.).

センス回路10は、基準電流の電流値(Iref)の3倍の電流値(3Iref)をもつ電流を生成する電流源11を有する。この電流源11によって、センス回路10に流れる電流の最大値が3Irefに制限される。 The sense circuit 10 has a current source 11 that generates a current having a current value (3Iref) three times the current value (Iref) of the reference current. This current source 11 limits the maximum value of the current flowing through the sense circuit 10 to 3Iref.

また、センス回路10は、3Irefの電流のうち、メモリセル20の抵抗値に応じた電流値(Icell)のセル電流が流れる電流経路12aを有する。また、センス回路10は、電流源11が生成する電流のうち、3Irefから、Icellの2倍の値を引いた電流値(Idif)の電流が流れる電流経路12bを有する。 The sense circuit 10 also has a current path 12a through which a cell current of 3Iref flows, the current value (Icell) corresponding to the resistance value of the memory cell 20. The sense circuit 10 also has a current path 12b through which a current of 3Iref minus twice the value of Icell flows, the current value (Idif) generated by the current source 11.

さらに、センス回路10は、カレントミラー回路13,14、出力回路15、電流調整回路16を有する。
カレントミラー回路13は、電流経路12aに流れるセル電流をコピーして、出力回路15にセル電流と同じ電流値(Icell)の電流を発生させる。図1の例では、カレントミラー回路13は、pチャネル型MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)(以下pMOSという)13a,13bと、nチャネル型MOSFET(以下nMOSという)13c,13dを有する。第1の実施の形態のセンス回路10では、pMOS13a,13bのトランジスタサイズが同じであり(互いのチャネル長及びチャネル幅が等しい)、nMOS13c,13dのトランジスタサイズが同じである。なお、トランジスタサイズが同じであるとは、製造上の多少の誤差がある場合も含まれる(以下も同じである)。
Furthermore, the sense circuit 10 includes current mirror circuits 13 and 14 , an output circuit 15 , and a current adjustment circuit 16 .
The current mirror circuit 13 copies the cell current flowing through the current path 12a and generates a current of the same current value (Icell) as the cell current in the output circuit 15. In the example of FIG. 1, the current mirror circuit 13 has p-channel MOSFETs (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors) (hereinafter referred to as pMOS) 13a and 13b and n-channel MOSFETs (hereinafter referred to as nMOS) 13c and 13d. In the sense circuit 10 of the first embodiment, the transistor sizes of the pMOSs 13a and 13b are the same (their channel lengths and channel widths are equal), and the transistor sizes of the nMOSs 13c and 13d are the same. Note that the transistor sizes being the same also include cases where there are some manufacturing errors (the same applies below).

pMOS13aは、電流経路12a上に設けられており、ソースには電流源11が接続されており、ドレインにはメモリセル20が接続される。pMOS13aのゲートは、自身のドレインに接続されているとともに、pMOS13bのゲート及び電流調整回路16に接続されている。 pMOS13a is provided on current path 12a, its source is connected to current source 11, and its drain is connected to memory cell 20. The gate of pMOS13a is connected to its own drain, and is also connected to the gate of pMOS13b and current adjustment circuit 16.

pMOS13bは、セル電流がコピーされた電流が流れる電流経路12c上に設けられており、ソースには電流源11が接続されており、ドレインには、nMOS13cのドレインが接続されている。 pMOS13b is provided on current path 12c through which a current that is a copy of the cell current flows, its source is connected to current source 11, and its drain is connected to the drain of nMOS13c.

nMOS13cは、セル電流がコピーされた電流が流れる電流経路12c上に設けられており、ソースは接地電位(VSS(たとえば、0V))となる。nMOS13cのゲートは、自身のドレインに接続されているとともに、出力回路15の入力トランジスタとしても機能するnMOS13dのゲートに接続されている。 nMOS13c is provided on current path 12c through which a current that is a copy of the cell current flows, and its source is at ground potential (VSS (e.g., 0 V)). The gate of nMOS13c is connected to its own drain and is also connected to the gate of nMOS13d, which also functions as an input transistor of output circuit 15.

図1のカレントミラー回路13は、pMOS13a,13bによるカレントミラー回路とnMOS13c,13dによるカレントミラー回路を含んでいる。
カレントミラー回路14は、電流経路12bに流れる電流をコピーして、出力回路15にその電流と同じ電流値(Idif)の電流を発生させる。図1の例では、カレントミラー回路14は、nMOS14a,14bを有する。nMOS14a,14bのトランジスタサイズは同じである。
The current mirror circuit 13 in FIG. 1 includes a current mirror circuit formed by pMOSs 13a and 13b, and a current mirror circuit formed by nMOSs 13c and 13d.
The current mirror circuit 14 copies the current flowing through the current path 12b and generates a current having the same current value (Idif) as that current in the output circuit 15. In the example of Fig. 1, the current mirror circuit 14 has nMOSs 14a and 14b. The transistor sizes of the nMOSs 14a and 14b are the same.

nMOS14aは、電流経路12b上に設けられており、ドレインには、電流調整回路16の後述するpMOS16bを介して、電流源11が接続されている。さらに、nMOS14aのドレインには、自身のゲートが接続されているとともに、出力回路15のもう1つの入力トランジスタとしても機能するnMOS14bのゲートに接続されている。nMOS14aのソースはVSSとなる。 nMOS14a is provided on current path 12b, and its drain is connected to current source 11 via pMOS16b (described later) of current adjustment circuit 16. Furthermore, the drain of nMOS14a is connected to its own gate as well as to the gate of nMOS14b, which also functions as another input transistor of output circuit 15. The source of nMOS14a is VSS.

図1の出力回路15は、IcellとIdifとから得られる、IcellとIrefの差分の3倍の電流差に基づいて、メモリセル20からのデータの読み出し結果を出力する。図1の例では、出力回路15は、差動入力される信号差を増幅する増幅回路であり、pMOS15a,15b、nMOS15cと、カレントミラー回路13,14の一部であるnMOS13d,14bを有する。 The output circuit 15 in FIG. 1 outputs the result of reading data from the memory cell 20 based on the current difference obtained from Icell and Idif, which is three times the difference between Icell and Iref. In the example in FIG. 1, the output circuit 15 is an amplifier circuit that amplifies the difference in the differentially input signals, and has pMOSs 15a and 15b, nMOS 15c, and nMOSs 13d and 14b that are part of the current mirror circuits 13 and 14.

pMOS15a,15bのソースには、電源電圧(VDD)が印加され、pMOS15a,15bのゲートは互いに接続されているとともに、pMOS15bのドレインに接続されている。pMOS15aのドレインは、出力端子OUT及び、nMOS13dのドレインに接続されている。pMOS15bのドレインは、nMOS14bのドレインに接続されている。nMOS13d,14bのソースは、nMOS15cのドレインに接続されている。nMOS15cのソースはVSSとなる。nMOS15cのゲートには、読み出し動作時にセンス回路10をイネーブル状態にするためのイネーブル信号SAenが入力される。 The power supply voltage (VDD) is applied to the sources of pMOS15a and 15b, and the gates of pMOS15a and 15b are connected to each other and to the drain of pMOS15b. The drain of pMOS15a is connected to the output terminal OUT and the drain of nMOS13d. The drain of pMOS15b is connected to the drain of nMOS14b. The sources of nMOS13d and 14b are connected to the drain of nMOS15c. The source of nMOS15c is VSS. An enable signal SAen is input to the gate of nMOS15c to enable the sense circuit 10 during a read operation.

電流調整回路16は、メモリセル20に印加される電圧(バイアス電圧)を検出し、バイアス電圧の値(VBIAS)が基準電圧値(Vref)に等しくなるように、電流経路12bに流れる電流の値(Idif)を調整する。電流調整回路16は、電圧制御回路16aとpMOS16bを有する。 The current adjustment circuit 16 detects the voltage (bias voltage) applied to the memory cell 20 and adjusts the value of the current (Idif) flowing through the current path 12b so that the bias voltage value (VBIAS) is equal to the reference voltage value (Vref). The current adjustment circuit 16 has a voltage control circuit 16a and a pMOS 16b.

電圧制御回路16aは、メモリセル20に印加されるバイアス電圧となるカレントミラー回路13のpMOS13a,13bのゲート電圧を検出し、VBIAS=VrefとなるようにpMOS16bのゲートの電圧値(VGP)を制御する。これにより、pMOS13a,13bのソースの電圧値(VC)が一定になる。電圧制御回路16aの回路例については後述する(図6参照)。 The voltage control circuit 16a detects the gate voltages of the pMOSs 13a and 13b of the current mirror circuit 13, which are the bias voltages applied to the memory cells 20, and controls the gate voltage value (VGP) of the pMOS 16b so that VBIAS = Vref. This keeps the source voltage value (VC) of the pMOSs 13a and 13b constant. An example of the voltage control circuit 16a will be described later (see FIG. 6).

pMOS16bは、電流経路12b上に設けられており、ソースが電流源11に接続されており、ドレインは、カレントミラー回路14のnMOS14aのドレインに接続されている。pMOS16bは、VGPに応じてIdifを調整する。なお、Idifが調整されることで、Icellも調整される。 pMOS16b is provided on current path 12b, its source is connected to current source 11, and its drain is connected to the drain of nMOS14a of current mirror circuit 14. pMOS16b adjusts Idif according to VGP. Note that Icell is also adjusted by adjusting Idif.

このような電流調整回路16を設けることで、メモリ素子20aに印加される電圧を制限することができ、メモリ素子20aに過電圧が印加されることを防ぐことができる。
以下、センス回路10の動作を説明する。
By providing such a current adjustment circuit 16, it is possible to limit the voltage applied to the memory element 20a, and to prevent an overvoltage from being applied to the memory element 20a.
The operation of the sense circuit 10 will now be described.

メモリセル20からのデータ読み出し時、イネーブル信号SAenの論理レベルが、H(High)レベルとなり、nMOS15cがオンする。また、電圧制御回路16aにより、VBIAS=Vrefに調整され、カレントミラー回路13のpMOS13a,13bのゲート-ソース間電圧の絶対値が、pMOS13a,13bの閾値電圧の絶対値よりも大きくなり、pMOS13a,13bがオンする。また、電流源11が、3Irefの電流を生成する。 When data is read from the memory cell 20, the logical level of the enable signal SAen becomes H (High) level, and nMOS 15c turns on. In addition, the voltage control circuit 16a adjusts VBIAS to Vref, and the absolute value of the gate-source voltage of pMOS 13a, 13b of the current mirror circuit 13 becomes greater than the absolute value of the threshold voltage of pMOS 13a, 13b, and pMOS 13a, 13b turns on. In addition, the current source 11 generates a current of 3Iref.

3Irefの電流は、電流経路12a,12b,12cに分岐される。電流経路12aには、3Irefの電流のうち、メモリセル20の抵抗値に応じた電流値(Icell)のセル電流が流れる。そして、カレントミラー回路13により、電流経路12cにもIcellの電流が流れる。また、カレントミラー回路13のnMOS13c,13dがオンすることにより、出力回路15にIcellの電流が供給される。 The current 3Iref is branched into current paths 12a, 12b, and 12c. A cell current having a current value (Icell) corresponding to the resistance value of the memory cell 20 flows through the current path 12a, which is part of the current 3Iref. The current mirror circuit 13 also causes the current Icell to flow through the current path 12c. In addition, the nMOSs 13c and 13d of the current mirror circuit 13 are turned on, so that the current Icell is supplied to the output circuit 15.

一方、電流経路12a,12cにそれぞれIcellの電流が流れることにより、電流経路12bには、Idif=3Iref-2Icellの電流が流れる。そして、カレントミラー回路14のnMOS14a,14bがオンすることにより、出力回路15にIdifの電流が供給される。 On the other hand, a current of Icell flows through current paths 12a and 12c, causing a current of Idif = 3Iref - 2Icell to flow through current path 12b. Then, nMOSs 14a and 14b of current mirror circuit 14 are turned on, supplying a current of Idif to output circuit 15.

出力回路15のpMOS15a,15bは、ソースにVDDが印加されることによってオンする。また、pMOS15a,15bはカレントミラー接続されているため、pMOS15bのソース-ドレイン間に流れるIdifの電流がpMOS15aのソース-ドレイン間にも流れる。 The pMOSs 15a and 15b of the output circuit 15 are turned on when VDD is applied to their sources. In addition, because the pMOSs 15a and 15b are connected as a current mirror, the current Idif that flows between the source and drain of pMOS 15b also flows between the source and drain of pMOS 15a.

これにより、出力回路15は、出力端子OUTから、IdifとIcellとから得られるIcellとIrefの3倍の電流差に基づいて、メモリセル20からのデータの読み出し結果(電圧ΔV)を出力する。IcellとIrefの3倍の電流差が得られる理由は、Idif-Icell=(Iref-Icell)×3となるためである。Icell>Irefの場合、“1”データ(Hレベルの電圧ΔV)が出力端子OUTから出力され、Icell<Irefの場合、“0”データ(L(Low)レベルの電圧ΔV)が出力端子OUTから出力される。 As a result, the output circuit 15 outputs the result of reading data from the memory cell 20 (voltage ΔV) from the output terminal OUT based on the current difference of three times Icell and Iref obtained from Idif and Icell. The reason that the current difference of three times Icell and Iref is obtained is because Idif-Icell=(Iref-Icell)×3. When Icell>Iref, "1" data (H level voltage ΔV) is output from the output terminal OUT, and when Icell<Iref, "0" data (Low (Low) level voltage ΔV) is output from the output terminal OUT.

以上のようなセンス回路10では、出力回路15は、基準電流の電流値(Iref)とセル電流の電流値(Icell)との差分に基づいてデータの読み出し結果を出力するのではなく、(Iref-Icell)×3に基づいて、読み出し結果を出力する。つまり、増幅回路である出力回路15に差動入力される信号差(Idif-Icell)がIref-Icellを拡大したものであるため、Iref-Icellが微小な値であっても、高い読み出し感度で、データの読み出しが可能である。 In the sense circuit 10 described above, the output circuit 15 does not output the data read result based on the difference between the current value of the reference current (Iref) and the current value of the cell current (Icell), but rather outputs the read result based on (Iref-Icell) x 3. In other words, since the signal difference (Idif-Icell) differentially input to the output circuit 15, which is an amplifier circuit, is an enlarged version of Iref-Icell, data can be read with high read sensitivity even if Iref-Icell is a small value.

また、セル電流と基準電流とをそれぞれカレントミラー回路を用いてコピーし、両電流差から生じる相補の電位差を差動増幅器により読み出しデータとして出力するセンス回路を用いる場合よりも、上記のようなセンス回路10によれば、消費電流を抑制できる。 In addition, the sense circuit 10 described above can reduce current consumption more than a sense circuit that uses a current mirror circuit to copy the cell current and the reference current, and outputs the complementary potential difference resulting from the difference between the two currents as read data using a differential amplifier.

以下、比較のために、上記のセンス回路の例を示す。
図2は、比較例のセンス回路を示す図である。
比較例のセンス回路30は、pMOS31~37、nMOS38~42を有する。pMOS31とnMOS42は、読み出し時に、イネーブル信号SAenの論理レベルがHレベル、イネーブル信号SAenの反対論理の信号/SAenの論理レベルがLレベルになるとオンする。pMOS31のソースにはVDDが印加され、pMOS31のドレインには、pMOS32,35のソースが接続されている。nMOS42のドレインは、nMOS38~41のソースに接続されており、nMOS42のソースはVSSとなる。
For comparison, an example of the above sense circuit is given below.
FIG. 2 is a diagram showing a sense circuit of a comparative example.
The sense circuit 30 of the comparative example has pMOSs 31 to 37 and nMOSs 38 to 42. During readout, pMOS 31 and nMOS 42 turn on when the logical level of enable signal SAen is H level and the logical level of signal /SAen, which has the opposite logic to enable signal SAen, is L level. VDD is applied to the source of pMOS 31, and the sources of pMOSs 32 and 35 are connected to the drain of pMOS 31. The drain of nMOS 42 is connected to the sources of nMOSs 38 to 41, and the source of nMOS 42 is VSS.

pMOS32,33,34はカレントミラー接続されており、pMOS32のソース-ドレイン間に流れるセル電流と同じ電流値(Icell)の電流が、pMOS33,34のソース-ドレイン間にも流れる。 pMOS32, 33, and 34 are connected in a current mirror configuration, and a current of the same value (Icell) as the cell current flowing between the source and drain of pMOS32 also flows between the source and drain of pMOS33 and 34.

また、pMOS35,36,37もカレントミラー接続されており、pMOS35のソース-ドレイン間に流れる基準電流と同じ電流値(Iref)の電流が、pMOS36,37のソース-ドレイン間にも流れる。 In addition, pMOSs 35, 36, and 37 are also connected as a current mirror, and a current of the same value (Iref) as the reference current flowing between the source and drain of pMOS 35 also flows between the source and drain of pMOSs 36 and 37.

pMOS33のドレインにドレインが接続されるnMOS38のドレイン-ソース間にもIcellの電流が流れ、nMOS38とカレントミラー接続されたnMOS39のドレイン-ソース間にもIcellの電流が流れる。 The current Icell also flows between the drain and source of nMOS38, whose drain is connected to the drain of pMOS33, and between the drain and source of nMOS39, which is current-mirror connected to nMOS38.

また、pMOS36のドレインにドレインが接続されるnMOS40のドレイン-ソース間にもIrefの電流が流れ、nMOS40とカレントミラー接続されたnMOS41のドレイン-ソース間にもIrefの電流が流れる。 In addition, a current of Iref also flows between the drain and source of nMOS 40, whose drain is connected to the drain of pMOS 36, and a current of Iref also flows between the drain and source of nMOS 41, which is current-mirror connected to nMOS 40.

ここで、pMOS34とnMOS41のドレイン同士が接続されているため、pMOS34のドレインとnMOS41のドレイン間のノードから、Icell-Irefの電流差に対応した電位差+ΔVが、センス回路30の相補出力の一方として出力される。 Here, because the drains of pMOS34 and nMOS41 are connected to each other, a potential difference +ΔV corresponding to the current difference Icell-Iref is output from the node between the drains of pMOS34 and nMOS41 as one of the complementary outputs of the sense circuit 30.

また、pMOS37とnMOS39のドレイン同士が接続されているため、pMOS37のドレインとnMOS39のドレイン間のノードから、Iref-Icellの電流差に対応した電位差-ΔVが、センス回路30の相補出力の他方として出力される。 In addition, since the drains of pMOS37 and nMOS39 are connected to each other, a potential difference -ΔV corresponding to the current difference Iref-Icell is output from the node between the drains of pMOS37 and nMOS39 as the other complementary output of the sense circuit 30.

上記のような相補出力差ΔV×2を生み出す(Icell-Iref)×2=ΔI×2の電流差を得るためには、Icell×3+Iref×3の電流が消費されることになる。Icell≒Irefのときは、Iref×6の電流が消費される。電流が消費される6つの電流経路があるためである。 To obtain a current difference of (Icell - Iref) x 2 = ΔI x 2, which produces the complementary output difference ΔV x 2 as described above, a current of Icell x 3 + Iref x 3 is consumed. When Icell ≈ Iref, a current of Iref x 6 is consumed. This is because there are six current paths through which current is consumed.

これに対して、第1の実施の形態のセンス回路10において、上記の電圧ΔVを生み出すIcell-Idif=(Icell-Iref)×3=ΔI×3の電流差を得るための消費電流は、Iref×3+Idiff×2=Iref×9-Icell×4である。Icell≒Irefのときでも消費電流はIref×5となり、上記比較例のセンス回路30よりも電流差が大きい(読み出し感度が高い)にもかかわらず、電流が消費される電流経路は5つであり、消費電流が少ない。 In contrast, in the sense circuit 10 of the first embodiment, the current consumption required to obtain the current difference Icell-Idif = (Icell-Iref) x 3 = ΔI x 3 that generates the above voltage ΔV is Iref x 3 + Idiff x 2 = Iref x 9 - Icell x 4. Even when Icell ≈ Iref, the current consumption is Iref x 5, and although the current difference is larger (read sensitivity is higher) than the sense circuit 30 of the comparative example, there are only five current paths through which current is consumed, and the current consumption is low.

なお、センス回路30において、ミラー回路のミラー比を変えることで、センス回路10と同様の電流差(ΔI×3)を得ることができる。すなわち、pMOS32,33のチャネル幅に対して、pMOS34のチャネル幅を1.5倍にし、pMOS35,36のチャネル幅に対して、pMOS37のチャネル幅を1.5倍にする。また、nMOS38のチャネル幅に対して、nMOS39のチャネル幅を1.5倍にし、nMOS40のチャネル幅に対して、nMOS41のチャネル幅を1.5倍にする。これにより、センス回路30においてもΔI×3の電流差を得ることができるが、その場合、消費電流は、Icell×3.5+Iref×3.5となる。Icell≒Irefのとき、消費電流はIref×7となる。第1の実施の形態のセンス回路10の消費電流は、これの5/7倍に抑えられている。 In addition, by changing the mirror ratio of the mirror circuit in the sense circuit 30, a current difference (ΔI×3) similar to that of the sense circuit 10 can be obtained. That is, the channel width of pMOS 34 is set to 1.5 times the channel width of pMOS 32, 33, and the channel width of pMOS 37 is set to 1.5 times the channel width of pMOS 35, 36. Also, the channel width of nMOS 39 is set to 1.5 times the channel width of nMOS 38, and the channel width of nMOS 41 is set to 1.5 times the channel width of nMOS 40. As a result, a current difference of ΔI×3 can be obtained in the sense circuit 30, but in this case, the current consumption is Icell×3.5+Iref×3.5. When Icell≒Iref, the current consumption is Iref×7. The current consumption of the sense circuit 10 in the first embodiment is suppressed to 5/7 times this.

(抵抗変化型メモリ)
以下、上記のようなセンス回路10を含む抵抗変化型メモリについて説明する。
図3は、抵抗変化型メモリの一例を示す図である。
(Resistance change memory)
A resistance change memory including the sense circuit 10 as described above will be described below.
FIG. 3 is a diagram showing an example of a resistance change memory.

抵抗変化型メモリ50は、I/F(インタフェース)回路51、アドレスデコーダ52、コマンドデコーダ53、データ入出力バッファ54、ロウ制御回路55、コラム制御回路56、メモリセルアレイ57、電源回路58を有する。 The resistance change memory 50 has an I/F (interface) circuit 51, an address decoder 52, a command decoder 53, a data input/output buffer 54, a row control circuit 55, a column control circuit 56, a memory cell array 57, and a power supply circuit 58.

I/F回路51は、抵抗変化型メモリ50の外部からアドレス、命令、書き込みデータの入力を受け付けるとともに、読み出しデータを出力する。
アドレスデコーダ52は、I/F回路51より供給されるアドレスからロウ選択アドレスとコラム選択アドレスを生成し、ロウ選択アドレスをロウ制御回路55に供給し、コラム選択アドレスをコラム制御回路56に供給する。
The I/F circuit 51 receives inputs of addresses, commands, and write data from outside the resistance change memory 50, and outputs read data.
The address decoder 52 generates a row selection address and a column selection address from the address supplied from the I/F circuit 51 , supplies the row selection address to a row control circuit 55 , and supplies the column selection address to a column control circuit 56 .

コマンドデコーダ53は、I/F回路51より供給される命令をデコードし、各種制御信号を出力する。
データ入出力バッファ54は、I/F回路51より供給される書き込みデータや、メモリセルアレイ57から読み出された読み出しデータを保持する。
The command decoder 53 decodes the command supplied from the I/F circuit 51 and outputs various control signals.
The data input/output buffer 54 holds write data supplied from the I/F circuit 51 and read data read from the memory cell array 57 .

ロウ制御回路55は、アドレスデコーダ52から供給されるロウ選択アドレスと、コマンドデコーダ53が出力する制御信号に基づいて、メモリセルアレイ57の図示しない複数のワード線の何れかを選択して駆動する。 The row control circuit 55 selects and drives one of a number of word lines (not shown) in the memory cell array 57 based on the row selection address supplied from the address decoder 52 and the control signal output from the command decoder 53.

コラム制御回路56は、アドレスデコーダ52から供給されるコラム選択アドレスに基づいて、メモリセルアレイ57の図示しない複数のビット線及び複数のソース線の何れかを選択する。そして、コラム制御回路56は、コマンドデコーダ53が出力する制御信号に基づいて、読み出しまたは書き込みを行うための電圧を、選択したビット線やソース線に印加する。また、コラム制御回路56は、図1に示したようなセンス回路10を有する。コラム制御回路56の回路例については後述する。 The column control circuit 56 selects one of a plurality of bit lines and a plurality of source lines (not shown) of the memory cell array 57 based on a column selection address supplied from the address decoder 52. The column control circuit 56 then applies a voltage for reading or writing to the selected bit line or source line based on a control signal output from the command decoder 53. The column control circuit 56 also has a sense circuit 10 as shown in FIG. 1. An example of the circuit of the column control circuit 56 will be described later.

メモリセルアレイ57は、アレイ状に配列された複数のメモリセルを有する。各メモリセルは、ワード線、ビット線及びソース線に接続されている。
電源回路58は、ロウ制御回路55やコラム制御回路56に、所定の電圧を供給する。
The memory cell array 57 has a plurality of memory cells arranged in an array, each of which is connected to a word line, a bit line, and a source line.
The power supply circuit 58 supplies a predetermined voltage to the row control circuit 55 and the column control circuit 56 .

(コラム制御回路)
図4は、コラム制御回路の1入出力部分の回路例を示す図である。
たとえば、抵抗変化型メモリ50の入出力端子が32個ある場合、コラム制御回路56には、図4に示すような回路部が32個含まれる。
(Column control circuit)
FIG. 4 is a diagram showing an example of a circuit of one input/output portion of a column control circuit.
For example, if the resistance change memory 50 has 32 input/output terminals, the column control circuit 56 includes 32 circuit units as shown in FIG.

図4に示すコラム制御回路56の回路部は、コラムスイッチ61,62、BLドライバ63、SLドライバ64、ライト制御回路65、リードスイッチ66、リード制御回路67、データ出力回路68、データ入力回路69と、図1に示したセンス回路10を含む。 The circuit section of the column control circuit 56 shown in FIG. 4 includes column switches 61 and 62, a BL driver 63, an SL driver 64, a write control circuit 65, a read switch 66, a read control circuit 67, a data output circuit 68, a data input circuit 69, and the sense circuit 10 shown in FIG. 1.

コラムスイッチ61は、アドレスデコーダ52から供給されるコラム選択アドレスに基づいて、複数のビット線(図4の例では32本のビット線(BL<0>~BL<31>))の何れかと、BLドライバ63及びリードスイッチ66とを接続する。 The column switch 61 connects one of multiple bit lines (32 bit lines (BL<0> to BL<31>) in the example of FIG. 4) to the BL driver 63 and the lead switch 66 based on the column selection address supplied from the address decoder 52.

コラムスイッチ62は、アドレスデコーダ52から供給されるコラム選択アドレスに基づいて、複数のソース線(図4の例では32本のソース線(SL<0>~SL<31>))の何れかと、SLドライバ64とを接続する。 The column switch 62 connects one of a number of source lines (32 source lines (SL<0> to SL<31>) in the example of FIG. 4) to the SL driver 64 based on the column selection address supplied from the address decoder 52.

BLドライバ63は、ライト制御回路65が出力する制御信号により、書き込みデータに応じた電圧を、コラムスイッチ61がBLドライバ63に接続したビット線に印加する。 The BL driver 63 applies a voltage corresponding to the write data to the bit line connected to the BL driver 63 by the column switch 61 in response to a control signal output by the write control circuit 65.

SLドライバ64は、ライト制御回路65が出力する制御信号により、書き込みデータに応じた電圧を、コラムスイッチ62がSLドライバ63に接続したソース線に印加する。 The SL driver 64 applies a voltage corresponding to the write data to the source line connected to the SL driver 63 by the column switch 62 in response to a control signal output by the write control circuit 65.

ライト制御回路65は、コマンドデコーダ53が出力する制御信号の1つであるライト信号“Write”を受ける。そして、ライト制御回路65は、“Write”によりデータの書き込みが指示された場合、データ入力回路69から供給される書き込みデータ(“0”または“1”)に応じた電圧をBLドライバ63、SLドライバ64に発生させるための制御信号を出力する。 The write control circuit 65 receives a write signal "Write", which is one of the control signals output by the command decoder 53. When the write control circuit 65 is instructed to write data by "Write", it outputs a control signal to the BL driver 63 and the SL driver 64 to generate a voltage corresponding to the write data ("0" or "1") supplied from the data input circuit 69.

リードスイッチ66は、コマンドデコーダ53が出力する制御信号の1つであるリード信号“Read”を受ける。そして、リードスイッチ66は、“Read”によりデータの読み出しが指示された場合、コラムスイッチ61がリードスイッチ66に接続したビット線を、センス回路10に接続する。 The reed switch 66 receives a read signal "Read", which is one of the control signals output by the command decoder 53. When "Read" instructs the reed switch 66 to read data, the reed switch 66 connects the bit line connected to the reed switch 66 by the column switch 61 to the sense circuit 10.

リード制御回路67は、“Read”によりデータの読み出しが指示された場合、センス回路10をイネーブル状態にするために、図1に示したイネーブル信号SAenの論理レベルを、Hレベルにする。 When "Read" is instructed to read data, the read control circuit 67 sets the logic level of the enable signal SAen shown in FIG. 1 to H level in order to enable the sense circuit 10.

データ出力回路68は、コマンドデコーダ53が出力する制御信号“Read-Out”によりデータの出力が指示された場合、入出力番号“#”のデータ“DQ<#>”としてセンス回路10が出力するデータの読み出し結果を出力する。 When the data output circuit 68 is instructed to output data by the control signal "Read-Out" output by the command decoder 53, it outputs the read result of the data output by the sense circuit 10 as data "DQ<#>" of input/output number "#".

データ入力回路69は、コマンドデコーダ53が出力する制御信号“Write-In”によりデータの入力が指示された場合、入出力番号“#”のデータ“DQ<#>”として入力される書き込みデータをライト制御回路65に供給する。 When data input is instructed by the control signal "Write-In" output by the command decoder 53, the data input circuit 69 supplies the write data input as data "DQ<#>" of input/output number "#" to the write control circuit 65.

(メモリセル)
次に、抵抗変化型メモリ50におけるメモリセルの一例を説明する。
図5は、抵抗変化型メモリにおけるメモリの一例を示す図である。
(Memory cell)
Next, an example of a memory cell in the resistance change memory 50 will be described.
FIG. 5 is a diagram showing an example of a memory in a resistance change memory.

メモリセル20は、メモリ素子20aと、セルトランジスタの一例であるnMOS20bを有する。
メモリ素子20aは、印加される電圧に応じて抵抗値が変化する素子である。たとえば、メモリ素子20aは、低抵抗状態または高抵抗状態に変化し、各抵抗状態を、2値のデータ(“0”または“1”)に対応付けて保持する。メモリ素子20aは、たとえば、金属酸化物を電極で挟んだ構造となっている。メモリ素子20aの一端にはソース線(SL)が接続され、他端にはnMOS20bのドレインまたはソースの一方が接続されている。
The memory cell 20 includes a memory element 20a and an nMOS 20b, which is an example of a cell transistor.
The memory element 20a is an element whose resistance value changes according to the applied voltage. For example, the memory element 20a changes to a low resistance state or a high resistance state, and holds each resistance state in correspondence with binary data ("0" or "1"). The memory element 20a has a structure in which a metal oxide is sandwiched between electrodes. A source line (SL) is connected to one end of the memory element 20a, and one of the drain or source of the nMOS 20b is connected to the other end.

nMOS20bのドレインまたはソースの他方にはビット線(BL)が接続され、nMOS20bのゲートにはワード線(WL)が接続されている。
このようなメモリ素子20aに“0”が書き込まれるとき(“0”ライト時)、SLに高電圧(+HV)が印加され、BLはVSS(たとえば、0V)とされる。これにより、メモリ素子20aが高抵抗化する。メモリ素子20aに“1”が書き込まれるとき(“1”ライト時)、SLはVSSとされ、BLに高電圧(+HV)が印加される。これにより、メモリ素子20aが低抵抗化する。
The other of the drain or source of the nMOS 20b is connected to a bit line (BL), and the gate of the nMOS 20b is connected to a word line (WL).
When "0" is written to such a memory element 20a (when writing "0"), a high voltage (+HV) is applied to SL and BL is set to VSS (for example, 0V). This causes the memory element 20a to have a high resistance. When "1" is written to the memory element 20a (when writing "1"), SL is set to VSS and a high voltage (+HV) is applied to BL. This causes the memory element 20a to have a low resistance.

一方、メモリ素子20aからデータが読み出されるときSLには+HVに比べて低い電圧(+LV)が印加され、BLはVSSとされる。
(電圧制御回路)
次に、図1に示したセンス回路10に含まれる電圧制御回路16aの回路例を説明する。
On the other hand, when data is read from the memory element 20a, a voltage (+LV) lower than +HV is applied to SL, and BL is set to VSS.
(Voltage control circuit)
Next, a circuit example of the voltage control circuit 16a included in the sense circuit 10 shown in FIG. 1 will be described.

図6は、電圧制御回路の一例を示す図である。
電圧制御回路16aは、pMOS16a1,16a2、nMOS16a3,16a4,16a5を有する。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a voltage control circuit.
The voltage control circuit 16a has pMOSs 16a1 and 16a2 and nMOSs 16a3, 16a4, and 16a5.

pMOS16a1,16a2のソースにはVDDが印加され、pMOS16a1,16a2のゲートは互いに接続されているとともに、pMOS16a2のドレインに接続されている。pMOS16a1のドレインはnMOS16a3のドレインに接続されており、pMOS16a2のドレインは、nMOS16a4のドレインに接続されている。 VDD is applied to the sources of pMOS16a1 and 16a2, and the gates of pMOS16a1 and 16a2 are connected to each other and to the drain of pMOS16a2. The drain of pMOS16a1 is connected to the drain of nMOS16a3, and the drain of pMOS16a2 is connected to the drain of nMOS16a4.

nMOS16a3のゲートには、図1に示した、電圧値がVBIASのバイアス電圧が印加され、nMOS16a4のゲートには、図1に示した、電圧値がVrefの基準電圧が印加される。nMOS16a3,16a4のソースは、nMOS16a5のドレインに接続されている。 The bias voltage VBIAS shown in FIG. 1 is applied to the gate of nMOS 16a3, and the reference voltage Vref shown in FIG. 1 is applied to the gate of nMOS 16a4. The sources of nMOS 16a3 and 16a4 are connected to the drain of nMOS 16a5.

nMOS16a5のゲートには、イネーブル信号SAenが入力され、nMOS16a5のソースはVSSとなる。
pMOS16a1のドレインと、nMOS16a3のドレイン間のノードの電位が、pMOS16bのゲートの電圧値(VGP)として出力される。
The enable signal SAen is input to the gate of the nMOS 16a5, and the source of the nMOS 16a5 becomes VSS.
The potential of the node between the drain of pMOS 16a1 and the drain of nMOS 16a3 is output as the voltage value (VGP) of the gate of pMOS 16b.

このような電圧制御回路16aでは、Vref>VBIASのときVGPが上昇し、その結果、図1に示した、pMOS13a,13bのソースの電圧値(VC)が上昇し、VBIASも上昇する。Vref<VBIASのときVGPが下降し、その結果、VCが下降し、VBIASも下降する。 In such a voltage control circuit 16a, when Vref>VBIAS, VGP rises, and as a result, the voltage value (VC) of the sources of pMOS 13a and 13b shown in FIG. 1 rises, and VBIAS also rises. When Vref<VBIAS, VGP falls, and as a result, VC falls, and VBIAS also falls.

このように、電圧制御回路16aによって、VBIAS≒Vrefになるような制御が可能である。
なお、上記のような電圧制御回路16aによって消費される電流の値は、基準電流の電流値であるIrefより十分小さい(たとえば、Irefの1/10以下)。
In this way, the voltage control circuit 16a can perform control such that VBIAS≈Vref.
The value of the current consumed by the voltage control circuit 16a as described above is sufficiently smaller than Iref, which is the current value of the reference current (for example, 1/10 or less of Iref).

(電流源)
次に、図1に示したセンス回路10に含まれる電流源11の回路例を説明する。
図7は、電流源の一例を示す図である。
(Current Source)
Next, a circuit example of the current source 11 included in the sense circuit 10 shown in FIG. 1 will be described.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a current source.

図1では図示が省略されていたが、電流源11は、図3に示した電源回路58に接続されている。
電源回路58は、抵抗58a,58b、pMOS58c、差動増幅器58dを有する。
Although not shown in FIG. 1, the current source 11 is connected to a power supply circuit 58 shown in FIG.
The power supply circuit 58 includes resistors 58a and 58b, a pMOS 58c, and a differential amplifier 58d.

抵抗58aの一端はVSSであり、他端は抵抗58bの一端及び差動増幅器58dの反転入力端子(“-”)に接続されている。抵抗58bの他端はpMOS58cのドレイン及び差動増幅器58dの出力端子に接続されている。 One end of resistor 58a is connected to VSS, and the other end is connected to one end of resistor 58b and the inverting input terminal ("-") of differential amplifier 58d. The other end of resistor 58b is connected to the drain of pMOS 58c and the output terminal of differential amplifier 58d.

pMOS58cのゲートは自身のドレインに接続されているとともに、電流源11に接続される。pMOS58cのソースには、VDDが印加される。
VDDによって動作する差動増幅器58dの非反転入力端子(“+”)には、定電位(VREFC)の信号が入力される。
The gate of the pMOS 58c is connected to its own drain and is also connected to the current source 11. VDD is applied to the source of the pMOS 58c.
A signal of a constant potential (VREFC) is input to the non-inverting input terminal ("+") of the differential amplifier 58d which operates on VDD.

電流源11は、pMOS11a,11b,11cを有する。pMOS11a~11cのソースにはVDDが印加され、pMOS11a~11cのゲートは、電源回路58のpMOS58cのゲート及びドレインと接続されている。すなわち、pMOS11a~11cとpMOS58cはカレントミラー接続されている。pMOS11a~11cのドレインは互いに接続されている。pMOS11a~11cのそれぞれのトランジスタサイズは、pMOS58cのトランジスタサイズと同じである。このため、ミラー比が1:3のカレントミラー回路が実現され、pMOS58cのソース-ドレイン間に流れるIrefの基準電流の3倍(3Iref)の電流が、電流源11によって生成され、出力される。 Current source 11 has pMOS11a, 11b, and 11c. VDD is applied to the sources of pMOS11a to 11c, and the gates of pMOS11a to 11c are connected to the gate and drain of pMOS58c of power supply circuit 58. In other words, pMOS11a to 11c and pMOS58c are current mirror connected. The drains of pMOS11a to 11c are connected to each other. The transistor size of each of pMOS11a to 11c is the same as that of pMOS58c. This realizes a current mirror circuit with a mirror ratio of 1:3, and a current three times the reference current Iref (3Iref) flowing between the source and drain of pMOS58c is generated and output by current source 11.

差動増幅器58dの出力電位をVo、反転入力端子の電位をVfb、抵抗58aの抵抗値をR0、抵抗58bの抵抗値をR1とする。このとき、所望のIrefに対して、Iref=Vo/(R0+R1)、Vfb=R0/Vo(R0+R1)=VREFCとなるようなR0及びR1をもつ抵抗58a,58bが用いられる。 The output potential of the differential amplifier 58d is Vo, the potential of the inverting input terminal is Vfb, the resistance value of resistor 58a is R0, and the resistance value of resistor 58b is R1. In this case, resistors 58a and 58b are used that have R0 and R1 such that Iref = Vo/(R0 + R1) and Vfb = R0/Vo(R0 + R1) = VREFC for the desired Iref.

なお、VrefやVREFCなどの定電位は、たとえば、バンドギャップリファレンス回路などにより生成できる。
(第2の実施の形態)
図8は、第2の実施の形態のセンス回路の一例を示す図である。図8において、図1に示した要素と同一の要素については同一の符号が付されている。
It should be noted that constant potentials such as Vref and VREFC can be generated by, for example, a bandgap reference circuit.
Second Embodiment
Fig. 8 is a diagram showing an example of a sense circuit according to the second embodiment, in which the same elements as those shown in Fig. 1 are denoted by the same reference numerals.

第2の実施の形態のセンス回路70は、図2に示した比較例のセンス回路30と同様に、相補出力を行うものである。相補出力を行う出力回路73にIcellの電流と、Idifの電流を発生させるために、カレントミラー回路71,72の構成も、図1に示したセンス回路10のカレントミラー回路13,14の構成と異なっている。 The sense circuit 70 of the second embodiment performs complementary output, similar to the sense circuit 30 of the comparative example shown in FIG. 2. In order to generate the current Icell and the current Idif in the output circuit 73 that performs complementary output, the configuration of the current mirror circuits 71 and 72 is also different from the configuration of the current mirror circuits 13 and 14 of the sense circuit 10 shown in FIG. 1.

カレントミラー回路71は、カレントミラー回路13に含まれるpMOS13a,13b、nMOS13cの他に、nMOS71a,71b、pMOS71c,71dを有する。 Current mirror circuit 71 has nMOSs 71a, 71b, pMOSs 71c, and 71d in addition to pMOSs 13a, 13b, and nMOS 13c included in current mirror circuit 13.

nMOS71a,71bは、nMOS13cに対してカレントミラー接続されている。また、nMOS13c,71a,71bのトランジスタサイズは同じである。よって、nMOS13cのドレイン-ソース間に流れるIcellの電流が、nMOS71a,71bのドレイン-ソース間にも流れる。nMOS71bは、出力回路73の入力トランジスタの1つとしても機能する。 nMOS71a and 71b are connected to nMOS13c as a current mirror. In addition, nMOS13c, 71a, and 71b have the same transistor size. Therefore, the current Icell that flows between the drain and source of nMOS13c also flows between the drain and source of nMOS71a and 71b. nMOS71b also functions as one of the input transistors of the output circuit 73.

pMOS71cのドレインは、nMOS71aのドレインに接続されている。pMOS71dは、pMOS71cに対してカレントミラー接続されている。pMOS71c,71dのソースには、VDDが印加される。また、pMOS71c,71dのトランジスタサイズは同じである。よって、pMOS71cのソース-ドレイン間に流れるIcellの電流が、pMOS71dのソース-ドレイン間にも流れる。pMOS71dは、出力回路73の入力トランジスタの1つとしても機能する。 The drain of pMOS71c is connected to the drain of nMOS71a. pMOS71d is current-mirror connected to pMOS71c. VDD is applied to the sources of pMOS71c and 71d. Furthermore, pMOS71c and 71d have the same transistor size. Therefore, the current Icell that flows between the source and drain of pMOS71c also flows between the source and drain of pMOS71d. pMOS71d also functions as one of the input transistors of output circuit 73.

カレントミラー回路72は、カレントミラー回路14に含まれるnMOS14aの他に、nMOS72a,72b、pMOS72c,72dを有する。
nMOS72a,72bは、nMOS14aに対してカレントミラー接続されている。また、nMOS14a,72a,72bのトランジスタサイズは同じである。よって、nMOS14aのドレイン-ソース間に流れるIdif=3Iref-2Icellの電流が、nMOS72a,72bのドレイン-ソース間にも流れる。nMOS72bは、出力回路73の入力トランジスタの1つとしても機能する。
The current mirror circuit 72 includes nMOSs 72a and 72b, and pMOSs 72c and 72d, in addition to the nMOS 14a included in the current mirror circuit 14.
The nMOSs 72a and 72b are connected to the nMOS 14a as a current mirror. The transistor sizes of the nMOSs 14a, 72a, and 72b are the same. Therefore, a current Idif=3Iref-2Icell that flows between the drain and source of the nMOS 14a also flows between the drain and source of the nMOSs 72a and 72b. The nMOS 72b also functions as one of the input transistors of the output circuit 73.

pMOS72cのドレインは、nMOS72aのドレインに接続されている。pMOS72dは、pMOS72cに対してカレントミラー接続されている。pMOS72c,72dのソースには、VDDが印加される。また、pMOS72c,72dのトランジスタサイズは同じである。よって、pMOS72cのソース-ドレイン間に流れるIdifの電流が、pMOS72dのソース-ドレイン間にも流れる。pMOS72dは、出力回路73の入力トランジスタの1つとしても機能する。 The drain of pMOS72c is connected to the drain of nMOS72a. pMOS72d is current-mirror connected to pMOS72c. VDD is applied to the sources of pMOS72c and 72d. Furthermore, pMOS72c and 72d have the same transistor size. Therefore, the current Idif that flows between the source and drain of pMOS72c also flows between the source and drain of pMOS72d. pMOS72d also functions as one of the input transistors of output circuit 73.

出力回路73において、pMOS71dのドレインは、nMOS72bのドレインに接続され、pMOS72dのドレインは、nMOS71bのドレインに接続されている。
これにより、nMOS71bのドレインとpMOS72dのドレイン間のノードに接続される出力端子OUTから、Idif-Icellの電流差に対応した電位差-ΔVが出力される。また、nMOS72bのドレインとpMOS71dのドレイン間のノードに接続される出力端子/OUTから、Icell-Idifの電流差に対応した電位差+ΔVが出力される。このように出力回路73から相補出力が得られる。
In the output circuit 73, the drain of the pMOS 71d is connected to the drain of the nMOS 72b, and the drain of the pMOS 72d is connected to the drain of the nMOS 71b.
As a result, a potential difference -ΔV corresponding to the current difference Idif-Icell is output from the output terminal OUT connected to the node between the drain of nMOS 71b and the drain of pMOS 72d. Also, a potential difference +ΔV corresponding to the current difference Icell-Idif is output from the output terminal /OUT connected to the node between the drain of nMOS 72b and the drain of pMOS 71d. In this way, complementary outputs are obtained from the output circuit 73.

相補出力差(ΔV×2)を生み出す(Icell-Idif)×2=((Icell-Iref)×3)×2=ΔI×6の電流差を得るために消費される電流は、Iref×3+Icell×2+Idif×2=Iref×9-Icell×2である。Icell≒Irefのときは、Iref×7の電流が消費される。 The current consumed to obtain a current difference of (Icell-Idif)x2=((Icell-Iref)x3)x2=ΔIx6, which produces a complementary output difference (ΔVx2), is Irefx3+Icellx2+Idifx2=Irefx9-Icellx2. When Icell≈Iref, a current of Irefx7 is consumed.

このような、第2の実施の形態のセンス回路70によれば、出力回路73において得られる電流差がΔI×6であるため、第1の実施の形態のセンス回路10(得られる電流差はΔI×3)に比べて、読み出し感度を向上できる。センス回路70の消費電流は、センス回路10の消費電流よりも大きいが、図2に示したような比較例のセンス回路30で同様の読み出し感度を実現する場合よりも消費電流を抑制できる。 According to the sense circuit 70 of the second embodiment, the current difference obtained in the output circuit 73 is ΔI×6, so that the read sensitivity can be improved compared to the sense circuit 10 of the first embodiment (the current difference obtained is ΔI×3). The current consumption of the sense circuit 70 is larger than the current consumption of the sense circuit 10, but the current consumption can be suppressed more than when the same read sensitivity is realized by the sense circuit 30 of the comparative example shown in FIG. 2.

図2に示したセンス回路30において、センス回路70と同様の電流差(ΔI×6)を得るには、pMOS32,33のチャネル幅に対して、pMOS34のチャネル幅を3倍にし、pMOS35,36のチャネル幅に対して、pMOS37のチャネル幅を3倍にする。また、nMOS38のチャネル幅に対して、nMOS39のチャネル幅を3倍にし、nMOS40のチャネル幅に対して、nMOS41のチャネル幅を3倍にする。これにより、センス回路30においてもΔI×6の電流差を得ることができるが、その場合、消費電流は、Icell×5+Iref×5となる。Icell≒Irefのとき、消費電流はIref×10となる。第2の実施の形態のセンス回路70の消費電流は、これの7/10倍に抑えられている。 In the sense circuit 30 shown in FIG. 2, to obtain the same current difference (ΔI×6) as the sense circuit 70, the channel width of pMOS 34 is tripled relative to the channel width of pMOS 32, 33, and the channel width of pMOS 37 is tripled relative to the channel width of pMOS 35, 36. The channel width of nMOS 39 is tripled relative to the channel width of nMOS 38, and the channel width of nMOS 41 is tripled relative to the channel width of nMOS 40. This allows a current difference of ΔI×6 to be obtained in the sense circuit 30 as well, but in this case, the current consumption is Icell×5+Iref×5. When Icell≈Iref, the current consumption is Iref×10. The current consumption of the sense circuit 70 in the second embodiment is suppressed to 7/10 times this.

(第3の実施の形態)
図9は、第3の実施の形態のセンス回路の一例を示す図である。図9において、図1に示した要素と同一の要素については同一の符号が付されている。
Third Embodiment
Fig. 9 is a diagram showing an example of a sense circuit according to the third embodiment, in which the same elements as those shown in Fig. 1 are denoted by the same reference numerals.

第3の実施の形態のセンス回路80では、電流源81が、図1のセンス回路10の電流源11と異なり、Irefの4倍の電流値(4Iref)をもつ電流を生成する。このような電流源81は、図7に示した電流源11において、電源回路58のpMOS58cに対して、カレントミラー接続されるpMOS(pMOS58cと同じトランジスタサイズのもの)を1つ追加することで実現可能である。 In the sense circuit 80 of the third embodiment, the current source 81 generates a current having a current value four times Iref (4Iref), unlike the current source 11 of the sense circuit 10 of FIG. 1. Such a current source 81 can be realized by adding one pMOS (having the same transistor size as pMOS 58c) that is current-mirror connected to pMOS 58c of the power supply circuit 58 in the current source 11 shown in FIG. 7.

また、カレントミラー回路82は、図1のカレントミラー回路13のpMOS13a,13b、nMOS13c,13dと同じ接続関係をもつ、pMOS82a,82b、nMOS82c,82dを有する。 Current mirror circuit 82 also has pMOSs 82a, 82b, nMOSs 82c, and 82d that have the same connection relationship as pMOSs 13a, 13b, and nMOSs 13c, 13d of current mirror circuit 13 in FIG. 1.

ただし、カレントミラー接続されているpMOS82a,82bにおいて、pMOS82bのチャネル幅は、pMOS82aのチャネル幅の2倍である。このため、ミラー比が1:2となり、pMOS82bのソース-ドレイン間及び電流経路12cには、2Icellの電流が流れる。これにより、電流経路12bには、Idif=4ref-3Icellの電流が流れる。 However, in the current mirror connection of pMOS 82a and 82b, the channel width of pMOS 82b is twice that of pMOS 82a. Therefore, the mirror ratio is 1:2, and a current of 2Icell flows between the source and drain of pMOS 82b and in current path 12c. As a result, a current of Idif = 4ref - 3Icell flows in current path 12b.

また、カレントミラー接続されているnMOS82c,82dにおいて、nMOS82cのチャネル幅は、nMOS82dのチャネル幅の2倍である。このため、ミラー比が2:1となり、nMOS82dのドレイン-ソース間には、Icellの電流が流れる。 In addition, in the nMOS 82c and 82d that are connected as a current mirror, the channel width of nMOS 82c is twice the channel width of nMOS 82d. Therefore, the mirror ratio is 2:1, and the current Icell flows between the drain and source of nMOS 82d.

第3の実施の形態のセンス回路80の出力回路15において得られる電流差は、Icell-Idif=(Icell-Iref)×4=ΔI×4となる。また、この電流差を得るために消費される電流は、Iref×4+Idif×2=Iref×12-Icell×6となる。Icell≒IrefのときIref×6の電流が消費される。 The current difference obtained in the output circuit 15 of the sense circuit 80 of the third embodiment is Icell-Idif = (Icell-Iref) x 4 = ΔI x 4. The current consumed to obtain this current difference is Iref x 4 + Idif x 2 = Iref x 12 - Icell x 6. When Icell ≈ Iref, a current of Iref x 6 is consumed.

このような、第3の実施の形態のセンス回路80によれば、出力回路15において得られる電流差がΔI×4であるため、第1の実施の形態のセンス回路10(得られる電流差はΔI×3)に比べて、読み出し感度を向上できる。センス回路80の消費電流は、センス回路10の消費電流よりも大きいが、図2に示したような比較例のセンス回路30で同様の読み出し感度を実現する場合よりも消費電流を抑制できる。 According to the sense circuit 80 of the third embodiment, the current difference obtained in the output circuit 15 is ΔI×4, so that the read sensitivity can be improved compared to the sense circuit 10 of the first embodiment (the current difference obtained is ΔI×3). The current consumption of the sense circuit 80 is larger than the current consumption of the sense circuit 10, but the current consumption can be suppressed more than when the same read sensitivity is realized by the sense circuit 30 of the comparative example shown in FIG. 2.

図2に示したセンス回路30において、センス回路80と同様の電流差(ΔI×4)を得るには、pMOS32,33のチャネル幅に対して、pMOS34のチャネル幅を2倍にし、pMOS35,36のチャネル幅に対して、pMOS37のチャネル幅を2倍にする。また、nMOS38のチャネル幅に対して、nMOS39のチャネル幅を2倍にし、nMOS40のチャネル幅に対して、nMOS41のチャネル幅を2倍にする。これにより、センス回路30においてもΔI×4の電流差を得ることができるが、その場合、消費電流は、Icell×4+Iref×4となる。Icell≒Irefのとき、消費電流はIref×8となる。第3の実施の形態のセンス回路80の消費電流は、これの6/8倍に抑えられている。 In the sense circuit 30 shown in FIG. 2, to obtain the same current difference (ΔI×4) as the sense circuit 80, the channel width of pMOS 34 is doubled relative to the channel width of pMOS 32, 33, and the channel width of pMOS 37 is doubled relative to the channel width of pMOS 35, 36. The channel width of nMOS 39 is doubled relative to the channel width of nMOS 38, and the channel width of nMOS 41 is doubled relative to the channel width of nMOS 40. This allows a current difference of ΔI×4 to be obtained in the sense circuit 30 as well, but in this case, the current consumption is Icell×4+Iref×4. When Icell≈Iref, the current consumption is Iref×8. The current consumption of the sense circuit 80 in the third embodiment is suppressed to 6/8 times this.

なお、図8に示した第2の実施の形態のセンス回路70においても、上記のセンス回路80と同様に、電流源11が生成する電流の大きさを4Irefとしてもよい。そして、pMOS13bのチャネル幅を、pMOS13aのチャネル幅の2倍とし、nMOS13cのチャネル幅を、nMOS71c,71bのチャネル幅の2倍としてもよい。 In the sense circuit 70 of the second embodiment shown in FIG. 8, the magnitude of the current generated by the current source 11 may be set to 4Iref, as in the sense circuit 80 described above. The channel width of pMOS 13b may be set to twice the channel width of pMOS 13a, and the channel width of nMOS 13c may be set to twice the channel width of nMOS 71c and 71b.

この場合、得られる電流差は、(Icell-Idf)×2=((Icell-Iref)×4)×2=ΔI×8となり、読み出し感度をさらに上げることができる。
(第4の実施の形態)
図10は、第4の実施の形態のセンス回路の一例を示す図である。図10において、図1、図9に示した要素と同一の要素については同一の符号が付されている。
In this case, the resulting current difference is (Icell-Idf)×2=((Icell-Iref)×4)×2=ΔI×8, making it possible to further increase the read sensitivity.
(Fourth embodiment)
Fig. 10 is a diagram showing an example of a sense circuit according to the fourth embodiment, in which the same elements as those shown in Figs. 1 and 9 are denoted by the same reference numerals.

第4の実施の形態のセンス回路90は、図9に示したセンス回路80と同様に、4Irefの電流を生成する電流源81を有している。
第4の実施の形態のセンス回路90は、センス回路10,80と異なり、電流経路12cを電流経路12c1,12c2の2つに分け、4Irefの電流が4つの電流経路に分岐して流れるような回路構成となっている。
The sense circuit 90 of the fourth embodiment has a current source 81 that generates a current of 4Iref, similar to the sense circuit 80 shown in FIG.
A sense circuit 90 of the fourth embodiment differs from the sense circuits 10 and 80 in that the current path 12c is divided into two current paths 12c1 and 12c2, and a current of 4Iref branches into four current paths to flow.

このため、カレントミラー回路91の回路構成が、センス回路10,80のカレントミラー回路13,82の回路構成と異なっている。
カレントミラー回路91は、図1のカレントミラー回路13の各要素に加えて、上記の電流経路12c2を形成するため、pMOS91a、nMOS91を有している。
Therefore, the circuit configuration of the current mirror circuit 91 is different from the circuit configurations of the current mirror circuits 13 and 82 of the sense circuits 10 and 80 .
The current mirror circuit 91 includes a pMOS 91a and an nMOS 91 in order to form the above-mentioned current path 12c2, in addition to the respective elements of the current mirror circuit 13 in FIG.

pMOS91aはpMOS13aに対してカレントミラー接続されており、ソース-ドレイン間にIcellの電流が流れる。pMOS91aのソースは電流源81に接続されており、ドレインはnMOS91bのドレインに接続されている。nMOS91bのゲートは自身のドレインに接続されており、ソースはVSSとなっている。 pMOS91a is connected to pMOS13a in a current mirror configuration, and a current of Icell flows between the source and drain. The source of pMOS91a is connected to current source 81, and the drain is connected to the drain of nMOS91b. The gate of nMOS91b is connected to its own drain, and the source is VSS.

このようなセンス回路90においても、Idif=4Iref-3Icellが得られ、センス回路80と同様に、出力回路15においてΔI×4の電流差が得られる。消費電流の大きさもセンス回路80と同様である。このため、第4の実施の形態のセンス回路90においても、第3の実施の形態のセンス回路80と同様の効果が得られる。 In this sense circuit 90, Idif = 4Iref - 3Icell is obtained, and a current difference of ΔI x 4 is obtained in the output circuit 15, similar to the sense circuit 80. The amount of current consumption is also similar to that of the sense circuit 80. Therefore, the sense circuit 90 of the fourth embodiment can achieve the same effect as the sense circuit 80 of the third embodiment.

以上、実施の形態に基づき、本発明のセンス回路、センス方法及び抵抗変化型メモリの一観点について説明してきたが、これらは一例にすぎず、上記の記載に限定されるものではない。 The above describes one aspect of the sense circuit, sense method, and resistance change memory of the present invention based on the embodiment, but these are merely examples and are not limited to the above description.

たとえば、上記の例では、電流源11,81が生成する電流の値は、Irefの3倍または4倍としたが、これに限定されず、n倍(nは3以上の実数)であればよい。また、電流経路12bに流れる電流の値は、Iref×nからIcell×(n-1)であればよい。このような値の電流が電流経路12bに流れるように、カレントミラー回路13,71,82の回路構成やミラー比などを適宜変更すればよい。 For example, in the above example, the value of the current generated by the current sources 11 and 81 is three or four times Iref, but this is not limited to this and may be n times (n is a real number equal to or greater than 3). The value of the current flowing through the current path 12b may be anything between Iref×n and Icell×(n-1). The circuit configuration and mirror ratio of the current mirror circuits 13, 71, and 82 may be appropriately changed so that a current of such value flows through the current path 12b.

また、pMOSとnMOSを入れ替えるなど、適宜変更が可能である。 In addition, modifications can be made as appropriate, such as swapping pMOS and nMOS.

10 センス回路
11 電流源
12a,12b,12c 電流経路
13,14 カレントミラー回路
13a,13b,15a,15b,16b pMOS
13c,13d,14a,14b,15c nMOS
15 出力回路
16 電流調整回路
16a 電圧制御回路
20 メモリセル
20a メモリ素子
10 Sense circuit 11 Current source 12a, 12b, 12c Current path 13, 14 Current mirror circuit 13a, 13b, 15a, 15b, 16b pMOS
13c, 13d, 14a, 14b, 15c nMOS
15 Output circuit 16 Current adjustment circuit 16a Voltage control circuit 20 Memory cell 20a Memory element

Claims (5)

基準電流の第1の電流値のn倍(nは3以上の実数)の第2の電流値をもつ第1の電流を生成する電流源と、
前記第1の電流のうち、抵抗変化型のメモリのメモリセルの抵抗値に応じた第3の電流値のセル電流が流れる第1電流経路と、
前記第1の電流のうち、前記第2の電流値から前記第3の電流値のn-1倍の値を引いた第4の電流値の第2の電流が流れる第2電流経路と、
前記第1電流経路に流れる前記セル電流をコピーして、前記第3の電流値の第3の電流を発生させる第1カレントミラー回路と、
前記第2電流経路に流れる前記第2の電流をコピーして、前記第4の電流値の第4の電流を発生させる第2カレントミラー回路と、
前記第3の電流の前記第3の電流値と前記第4の電流の前記第4の電流値とから得られる、前記第3の電流値と前記第1の電流値の差分のn倍の電流差に基づいて、前記メモリセルからのデータの読み出し結果を出力する出力回路と、
を有するセンス回路。
a current source that generates a first current having a second current value that is n times (n is a real number equal to or greater than 3) a first current value of a reference current;
a first current path through which a cell current having a third current value corresponding to a resistance value of a memory cell of a resistance change type memory flows, the cell current being included in the first current;
a second current path through which a second current of a fourth current value, which is obtained by subtracting a value that is n-1 times the third current value from the second current value, flows, out of the first current;
a first current mirror circuit that copies the cell current flowing through the first current path to generate a third current having the third current value;
a second current mirror circuit that copies the second current flowing through the second current path to generate a fourth current having the fourth current value;
an output circuit that outputs a result of reading data from the memory cell based on a current difference that is n times a difference between the third current value and the first current value, the current difference being obtained from the third current value of the third current and the fourth current value of the fourth current;
A sense circuit having
前記メモリセルに印加される電圧を検出し、前記電圧の電圧値が基準電圧値に等しくなるように、前記第2電流経路に流れる前記第2の電流の前記第4の電流値を調整する電流調整回路を有する、請求項1に記載のセンス回路。 The sense circuit according to claim 1, further comprising a current adjustment circuit that detects a voltage applied to the memory cell and adjusts the fourth current value of the second current flowing through the second current path so that the voltage value of the voltage is equal to a reference voltage value. 前記出力回路は、前記第3の電流値と前記第4の電流値とから得られる、前記第3の電流値と前記第1の電流値の差分のn×2倍の前記電流差に基づいて、相補の前記読み出し結果を出力する、請求項1または2に記載のセンス回路。 The sense circuit according to claim 1 or 2, wherein the output circuit outputs the complementary read result based on the current difference obtained from the third current value and the fourth current value, which is n×2 times the difference between the third current value and the first current value. 電流源が、基準電流の第1の電流値のn倍(nは3以上の実数)の第2の電流値をもつ第1の電流を生成し、
第1電流経路が、前記第1の電流のうち、抵抗変化型のメモリのメモリセルの抵抗値に応じた第3の電流値のセル電流を流し、
第2電流経路が、前記第1の電流のうち、前記第2の電流値から前記第3の電流値のn-1倍の値を引いた第4の電流値の第2の電流を流し、
第1カレントミラー回路が、前記第1電流経路に流れる前記セル電流をコピーして、前記第3の電流値の第3の電流を発生させ、
第2カレントミラー回路が、前記第2電流経路に流れる前記第2の電流をコピーして、前記第4の電流値の第4の電流を発生させ、
出力回路が、前記第3の電流の前記第3の電流値と前記第4の電流の前記第4の電流値とから得られる、前記第3の電流値と前記第1の電流値の差分のn倍の電流差に基づいて、前記メモリセルからのデータの読み出し結果を出力する、
センス方法。
a current source generating a first current having a second current value that is n times (n is a real number equal to or greater than 3) a first current value of a reference current;
a first current path passes a cell current of a third current value corresponding to a resistance value of a memory cell of a resistance change type memory, among the first currents;
a second current path flows a second current of the first current, the second current having a fourth current value obtained by subtracting a value that is n-1 times the third current value from the second current value;
a first current mirror circuit that copies the cell current flowing through the first current path to generate a third current having the third current value;
a second current mirror circuit copies the second current flowing through the second current path to generate a fourth current having the fourth current value;
an output circuit outputs a result of reading data from the memory cell based on a current difference that is n times a difference between the third current value and the first current value, the current difference being obtained from the third current value of the third current and the fourth current value of the fourth current;
Sense method.
印加される電圧によって抵抗値が変化するメモリセルと、
基準電流の第1の電流値のn倍(nは3以上の実数)の第2の電流値をもつ第1の電流を生成する電流源と、前記第1の電流のうち、前記メモリセルの抵抗値に応じた第3の電流値のセル電流が流れる第1電流経路と、前記第1の電流のうち、前記第2の電流値から前記第3の電流値のn-1倍の値を引いた第4の電流値の第2の電流が流れる第2電流経路と、前記第1電流経路に流れる前記セル電流をコピーして、前記第3の電流値の第3の電流を発生させる第1カレントミラー回路と、前記第2電流経路に流れる前記第2の電流をコピーして、前記第4の電流値の第4の電流を発生させる第2カレントミラー回路と、前記第3の電流の前記第3の電流値と前記第4の電流の前記第4の電流値とから得られる、前記第3の電流値と前記第1の電流値の差分のn倍の電流差に基づいて、前記メモリセルからのデータの読み出し結果を出力する出力回路と、を備えたセンス回路と、
を有する抵抗変化型メモリ。
A memory cell whose resistance value changes depending on an applied voltage;
a first current path through which a cell current of a third current value corresponding to a resistance value of the memory cell flows from the first current; a second current path through which a second current of a fourth current value obtained by subtracting n-1 times the third current value from the second current value flows from the first current; a first current mirror circuit that copies the cell current flowing through the first current path to generate a third current of the third current value; a second current mirror circuit that copies the second current flowing through the second current path to generate a fourth current of the fourth current value; and an output circuit that outputs a result of reading data from the memory cell based on a current difference of n times a difference between the third current value and the first current value, the current difference being obtained from the third current value of the third current and the fourth current value of the fourth current;
A resistive change memory having the above structure.
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Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007172703A (en) 2005-12-20 2007-07-05 Renesas Technology Corp Differential amplifier circuit and nonvolatile memory device
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