JPH0249519B2 - - Google Patents
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- JPH0249519B2 JPH0249519B2 JP58179610A JP17961083A JPH0249519B2 JP H0249519 B2 JPH0249519 B2 JP H0249519B2 JP 58179610 A JP58179610 A JP 58179610A JP 17961083 A JP17961083 A JP 17961083A JP H0249519 B2 JPH0249519 B2 JP H0249519B2
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は半導体集積回路等で用いられるセンス
アンプに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical field to which the invention pertains] The present invention relates to a sense amplifier used in semiconductor integrated circuits and the like.
最近における電子計算機等の進歩に伴い、半導
体集積回路としてはますます高集積化、高速化、
高安定性のものが要望されている。かかる状勢の
もとで、それら半導体集積回路で用いられている
高速動作するセンスアンプとして差動アンプ等が
あり、出力点の微小な電位変化を検出している。
しかし、差動アンプの特性はその構成からして、
製造条件、電源電圧等の変動に敏感で動作マージ
ンが小さく、更に電位を検出するという機構によ
つているために動作速度には一定の限界があり、
高速性、高安定性に対する上記要望を十分に満足
させることができないという問題点がある。
With the recent advances in electronic computers, semiconductor integrated circuits are becoming more and more highly integrated, faster, and faster.
High stability is desired. Under such circumstances, differential amplifiers and the like are used as sense amplifiers that operate at high speed and are used in these semiconductor integrated circuits to detect minute changes in potential at the output point.
However, due to its configuration, the characteristics of a differential amplifier are
It is sensitive to fluctuations in manufacturing conditions, power supply voltage, etc., has a small operating margin, and because it relies on a mechanism that detects potential, there is a certain limit to its operating speed.
There is a problem in that the above-mentioned demands for high speed and high stability cannot be fully satisfied.
本発明の目的は、上記問題点を解消することに
より、高速で且つ製造条件が変動しても高品質の
製品が得られ、電源電圧等が変動しても極めて安
定に動作するセンスアンプを提供することにあ
る。
The purpose of the present invention is to provide a sense amplifier that solves the above-mentioned problems and that allows high-quality products to be obtained even when manufacturing conditions vary, and that operates extremely stably even when power supply voltage etc. fluctuate. It's about doing.
本発明のセンスアンプは、入力端子に接続され
た負荷回路を入力電流源とし第1と第2の電圧供
給端子間に接続された第1の電流ミラー回路と該
第1の電流ミラー回路の出力端子と前記第2の電
圧供給端子間に接続された第1の負荷トランジス
タからなり前記第1の電流ミラー回路の出力端子
より出力信号を出力する少くとも一つのセンス回
路と、前記負荷回路に導通状態で流れる負荷電流
と等しい電流を発生するダミー電流源を入力電流
源としその基準電圧出力端子が前記センス回路の
前記第1の負荷トランジスタの制御電極に接続し
前記第1と第2の電圧供給端子間に接続された第
2の電流ミラー回路と該第2の電流ミラー回路の
出力端子と前記第2の電圧供給端子間に接続され
かつ制御電極が前記第2の電流ミラー回路の出力
端子に接続された第2の負荷トランジスタとから
なる基準電圧発生回路とを含み、前記センス回路
の前記第1の負荷トランジスタの飽和電流値が前
記第1の電流ミラー回路の出力端子に流れる飽和
電流値よりも小さくなるように各電流値が設定さ
れてなることから構成される。
The sense amplifier of the present invention includes a load circuit connected to an input terminal as an input current source, a first current mirror circuit connected between a first and a second voltage supply terminal, and an output of the first current mirror circuit. at least one sense circuit comprising a first load transistor connected between the terminal and the second voltage supply terminal and outputting an output signal from the output terminal of the first current mirror circuit; and at least one sense circuit that is electrically connected to the load circuit. The input current source is a dummy current source that generates a current equal to the load current flowing in the state, and its reference voltage output terminal is connected to the control electrode of the first load transistor of the sense circuit to supply the first and second voltages. a second current mirror circuit connected between the terminals; and a control electrode connected between the output terminal of the second current mirror circuit and the second voltage supply terminal, and a control electrode connected to the output terminal of the second current mirror circuit. a reference voltage generation circuit comprising a second load transistor connected thereto, the saturation current value of the first load transistor of the sense circuit is greater than the saturation current value flowing to the output terminal of the first current mirror circuit. Each current value is set so that the current value is also small.
以下、本発明の実施例について図面を参照して
説明する。第1図は本発明の一実施例の回路図で
ある。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention.
本実施例は、第1の電流ミラー回路15が、ド
レイン及びゲートが第1の節点N1にソースが第
1の電圧供給端子5に接続されたp型の電界効果
トランジスタ(以下、FETという。)と、ドレイ
ンが節点N1にゲートが入力が入力端子7に接続
された第1のインバータIN1の出力にソースが負
荷回路2を入力電流源とする入力端子7に接続さ
れたn型のFETQ2と、ドレインが出力端子8に
ゲートが節点N1にソースが第1の電圧供給端子
5に接続されたp型のFETQ3とからなり、ドレ
インが出力端子8にゲートが基準電圧出力端子9
にソースが第2の電圧供給端子6に接続されたn
型のFETQ4からなる一つのセンス回路1と、第
2の電流ミラー回路16が、ドレイン及びゲート
が節点N2にソースが第1の電圧供給端子5に接
続されたp型のFETQ5と、ドレインが節点N2に
ゲートが入力が節点N3に接続された第2のイン
バータIN2の出力にソースが節点N3に接続された
n型のFETQ6と、節点N3に接続された負荷回路
2が導通状態で流れる負荷電流と等しい電流を発
生するダミー電流源4と、ドレインが基準電圧出
力端子9にゲートが節点N2にソースが第1の電
源供給端子5に接続されたp型のFETQ7とから
なり、ドレイン及びゲートが基準電圧端子9にソ
ースが第2の電圧供給端子6に接続されたn型の
第8のFETQ8からなる基準電圧発生回路3とを
含み前記FETQ4の飽和電流値が前記FETQ3の飽
和電流値よりも小さくするために、FETQ3,Q4,
Q7及びFETQ8のコンダクタンスgnとそれぞれ
gn3,gn4,gn7及びgn8としたとき、gn3>gn7又は
gn4<gn8又はgn3<gn7、gn4<gn8、gn7<gn8なる
関係を満足するように設定し、且つ他のFETで
センス回路1と基準電圧発生回路3においてそれ
ぞれ対をなすFETのgn及び前記第1、第2のイ
ンバータIN1,IN2の論理しきい値電圧をそれぞ
れ等しく設定されることから構成される。 In this embodiment, the first current mirror circuit 15 is a p-type field effect transistor (hereinafter referred to as FET) whose drain and gate are connected to the first node N1 and whose source is connected to the first voltage supply terminal 5. ) and an n-type inverter whose drain is connected to the node N 1 and whose gate is connected to the output of the first inverter IN 1 whose input is connected to the input terminal 7 and whose source is connected to the input terminal 7 whose input current source is the load circuit 2. FETQ 2 , and a p-type FETQ 3 whose drain is connected to the output terminal 8, whose gate is connected to the node N1 , and whose source is connected to the first voltage supply terminal 5, whose drain is connected to the output terminal 8 and whose gate is the reference voltage output terminal. 9
n whose source is connected to the second voltage supply terminal 6
one sense circuit 1 consisting of a p-type FETQ 4 , a second current mirror circuit 16, a p-type FETQ 5 whose drain and gate are connected to the node N 2 and whose source is connected to the first voltage supply terminal 5; An n-type FETQ 6 whose drain is connected to node N 2 and whose gate is connected to the output of the second inverter IN 2 whose input is connected to node N 3 and whose source is connected to node N 3 and a load connected to node N 3 . A dummy current source 4 generates a current equal to the load current flowing when the circuit 2 is in a conductive state, and a p-type current source 4 whose drain is connected to the reference voltage output terminal 9, whose gate is connected to the node N2 , and whose source is connected to the first power supply terminal 5. and a reference voltage generating circuit 3 consisting of an n-type eighth FETQ 8 whose drain and gate are connected to the reference voltage terminal 9 and whose source is connected to the second voltage supply terminal 6 . In order to make the saturation current value of FETQ 3 smaller than that of FETQ 3, FETQ 3 , Q 4 ,
Conductance g n of Q 7 and FETQ 8 and respectively
When g n3 , g n4 , g n7 and g n8 , g n3 > g n7 or
The settings are made to satisfy the following relationships: g n4 < g n8 or g n3 < g n7 , g n4 < g n8 , and g n7 < g n8 , and the sense circuit 1 and the reference voltage generation circuit 3 are connected to each other using other FETs. The logic threshold voltages of the FET g n and the first and second inverters IN 1 and IN 2 are respectively set to be equal.
なお、本実施例では負荷回路2としては、Yセ
レクタと読出し専用メモリ(ROM)セルが直列
に接続されたROMを用いている。又、ダミー電
流源4はこの負荷回路2と同一形状で、導通状態
にある負荷回路2と同一の電位関係にある。 In this embodiment, as the load circuit 2, a ROM in which a Y selector and a read-only memory (ROM) cell are connected in series is used. Further, the dummy current source 4 has the same shape as the load circuit 2, and has the same potential relationship as the load circuit 2 in a conductive state.
第2図はFETQ3,Q4のドレイン電流−電圧特
性図で、以下第2図を参照して本実施例の動作に
ついて説明する。 FIG. 2 is a drain current-voltage characteristic diagram of FETQ 3 and Q 4 , and the operation of this embodiment will be explained below with reference to FIG.
まず、基準電圧発生回路3において、導通状態
にある負荷回路2に対応したダミー電流源4が接
続されており、インバータIN2とFETQ6が第1図
のように接続されているため節点N3の電位はイ
ンバータIN2の論理しきい値電圧にほぼ等しい値
となり、ダミー電流源4には電流iが流れる。な
お、インバータIN1とインバータIN2の論理しき
い値電圧及びFETQ2とFETQ6のgnはそれぞれ等
しく、且つ導通状態にある場合の負荷回路2とダ
ミー電流源4も等しくなるように設定してあるた
め、もし負荷回路2が導通状態であれば負荷回路
2にもダミー電流源4と同じ電流iが流れる。 First, in the reference voltage generation circuit 3, the dummy current source 4 corresponding to the load circuit 2 in a conductive state is connected, and since the inverter IN 2 and FETQ 6 are connected as shown in Fig. 1, the node N 3 The potential becomes approximately equal to the logical threshold voltage of the inverter IN2 , and a current i flows through the dummy current source 4. The logic threshold voltages of inverter IN 1 and inverter IN 2 and the g n of FETQ 2 and FETQ 6 are set to be equal, and the load circuit 2 and dummy current source 4 are also set to be equal when they are in a conductive state. Therefore, if the load circuit 2 is conductive, the same current i as that of the dummy current source 4 flows through the load circuit 2 as well.
ここで、ダミー電流源4に電流iが流れている
ためFETQ5にも電流iが流れ、FETQ5と電流ミ
ラーの関係にあるFETQ7にはFETQ5のgn(gn5)
とFETQ7のgn(gn7)の比に比例した電流i′(i′=
gn7/gn5×i)が流れ、FETQ7と直列接続され
た負荷用のFETQ8にも同様の電流i′が流れる。更
に、第1図に示したように基準電圧出力端子9に
第1の電流ミラー回路15の負荷用のFETQ4の
ゲート電極が接続されており、FETQ8とFETQ4
も電流ミラーの関係にあり、FETQ4には第2図
に示すように飽和領域でiQ4(iQ4=gn4/gn8×i′)
なる電流が流れる。 Here, since the current i is flowing to the dummy current source 4, the current i also flows to FETQ 5 , and the g n (g n5 ) of FETQ 5 is applied to FETQ 7 , which has a current mirror relationship with FETQ 5 .
The current i′ ( i′=
g n7 /g n5 ×i) flows, and a similar current i' flows through the load FETQ 8 connected in series with the FETQ 7 . Furthermore, as shown in FIG. 1, the gate electrode of FETQ 4 for the load of the first current mirror circuit 15 is connected to the reference voltage output terminal 9, and the gate electrode of FETQ 4 for the load of the first current mirror circuit 15 is connected to the reference voltage output terminal 9 .
is also in a current mirror relationship, and FETQ 4 has i Q4 (i Q4 = g n4 / g n8 × i') in the saturation region as shown in Figure 2.
A current flows.
一方センス回路1において負荷回路2に電流が
流れる場合(本実施例のROMではROMセルが
存在する場合に相当)、FETQ1とFETQ5のgn及
びFETQ3とFETQ7のgnをそれぞれ等しくなるよ
うに設定してあるため、基準電圧発生回路3と同
様FETQ1には電流iが流れ、FETQ3に流れる電
流iQ3は、FETQ3が飽和領域で動作していればiQ3
=i′となり、FETQ3のドレイン電流・電圧特性は
第2図に示すようになる。この場合FETQ3と
FETQ4は直列に接続されているので、出力端子
8にはFETQ3とFETQ4のドレイン電流・電圧特
性曲線の交点である“VH”なる高レベルの電圧
が出力される。 On the other hand, when current flows to the load circuit 2 in the sense circuit 1 (corresponding to the case where there is a ROM cell in the ROM of this embodiment), the g n of FETQ 1 and FETQ 5 and the g n of FETQ 3 and FETQ 7 are set equal. Since it is set to
= i', and the drain current/voltage characteristics of FETQ 3 are as shown in Figure 2. In this case FETQ 3 and
Since FETQ 4 is connected in series, a high level voltage "V H ", which is the intersection of the drain current/voltage characteristic curves of FETQ 3 and FETQ 4 , is output to the output terminal 8.
ところでセンス回路1と基準電圧発生回路3は
同一半導体基板上に形成されるために、各FET
の整合が非常に良くとれており、高レベル“VH”
を規定するFETQ3とFETQ4に流れる電流iQ3=
i′とiQ4=gn4/gn8×i′の比(=gn8/gn4)は製造
条件、電源電圧等が変動しても、ほとんど変わる
ことはなく高レベル“VH”を非常に安定に出力
することができる。又本実施例は、従来のセンス
アンプが電位の変化を検出しているのに比べて、
追従の速い電流の有無を検出しているため一層の
高速動作を行う。 By the way, since the sense circuit 1 and the reference voltage generation circuit 3 are formed on the same semiconductor substrate, each FET
The matching is very good, and the high level “V H ”
The current flowing through FETQ 3 and FETQ 4 that specifies Q3 =
The ratio of i′ to i Q4 =g n4 /g n8 ×i′ (=g n8 /g n4 ) hardly changes even if the manufacturing conditions, power supply voltage , etc. can output stably. Also, in this embodiment, compared to the conventional sense amplifier that detects changes in potential,
Because it detects the presence or absence of a fast-tracking current, it operates even faster.
次に負荷回路2に電流が流れない場合(本実施
例のROMではROMセルが存在しない場合に相
当)FETQ1に電流が流れず従つてFETQ3にも電
流が流れない(FETQ3はオフ状態)ので出力端
子8には接地電位(低レベル)が出力される。 Next, when no current flows to load circuit 2 (corresponding to the case where there is no ROM cell in the ROM of this embodiment), no current flows to FETQ 1 , and therefore no current flows to FETQ 3 (FETQ 3 is in the off state). ), the ground potential (low level) is output to the output terminal 8.
なお、上記説明ではFETQ4のgn4をFETQ8の
gn8より小さく設定し、他の対をなすFETのgn及
びインバータIN1,IN2の論理しきい値電圧はす
べて等しく設定した場合を説明したが、FETQ3
のgn3をFETQ7のgn7よりも大きく設定するか、
若しくはFETQ3のgn3とFETQ4のgn4の各々を
FETQ7のgn7とFETQ8のgn8の各々より小さく、
且つgn7<gn8なるように設定してもよい。すなわ
ち、第2図に示すように、FETQ3の飽和電流iQ3
とFETQ4の飽和電流iQ4が、iQ3≫iQ4の関係にあれ
ば、負荷回路2に負荷電流が流れたとき“VH”
なる高レベルの電圧が、負荷電流が流れないとき
に接地電位の低レベルの電圧が出力され極めて安
定で且つ高速の動作が得られる。 In addition, in the above explanation, g n4 of FETQ 4 is replaced with g n4 of FETQ 8.
We have explained the case where g n of the other paired FETs and the logic threshold voltages of inverters IN 1 and IN 2 are all set to be smaller than FET Q 3 .
Set g n3 larger than g n7 of FETQ 7 , or
Or each of g n3 of FETQ 3 and g n4 of FETQ 4
smaller than each of g n7 of FETQ 7 and g n8 of FETQ 8 ,
In addition, it may be set so that g n7 < g n8 . That is, as shown in Fig. 2, the saturation current i Q3 of FETQ 3
If the saturation current i Q4 of FETQ 4 is in the relationship i Q3 ≫ i Q4 , when the load current flows through the load circuit 2, “V H ”
When no load current flows, a low level voltage of the ground potential is output, resulting in extremely stable and high-speed operation.
第3図は本発明の第2の実施例の要部を示す回
路図である。 FIG. 3 is a circuit diagram showing essential parts of a second embodiment of the present invention.
本実施例は、第1図に示した第1の実施例の第
1の電流ミラー回路15において、ドレインが節
点N1にゲートがクロツク信号端子10にソース
が第1の電圧供給端子5に接続されたp型の
FETQ9を付加することから構成される。 In this embodiment, in the first current mirror circuit 15 of the first embodiment shown in FIG. 1, the drain is connected to the node N1 , the gate is connected to the clock signal terminal 10, and the source is connected to the first voltage supply terminal 5. p-type
Consists of adding FETQ 9 .
本実施例は、負荷回路2の寄生容量のプリチヤ
ージの高速化を計つたものである。すなわち、セ
ンス回路1の入力端子7に接続される負荷回路2
に付随した寄生容量を所定の電位(インバータ
IN1の論理しきい値電圧にほぼ等しい電位)まで
チヤージアツプするための電荷はFETQ1を通し
て供給されるが、第3図に示すように、ゲート電
極にクロツク信号φが印加されたプリチヤージ用
FETQ9を第1の電源端子5と節点N1の間に接続
したもので、チヤージアツプの高速化が可能とな
る。なおこのプリチヤージ用FETはp型のFET、
n型のFETのどちらの型のFETで構成しても良
い。 This embodiment is intended to speed up the precharging of the parasitic capacitance of the load circuit 2. That is, the load circuit 2 connected to the input terminal 7 of the sense circuit 1
The parasitic capacitance associated with
The charge for charging up to a potential approximately equal to the logic threshold voltage of IN 1 is supplied through FETQ 1 , but as shown in
By connecting FETQ 9 between the first power supply terminal 5 and node N1 , it is possible to increase the speed of charge up. This pre-charge FET is a p-type FET,
Either type of FET may be used as an n-type FET.
第4図は本発明の第3の実施例の回路図であ
る。 FIG. 4 is a circuit diagram of a third embodiment of the present invention.
本実施例は第1図に示した第1の実施例の回路
において、第1、第2の電流ミラー回路がそれぞ
れ第1及び第2のインバータIN1,IN2の代りに
それぞれFETQ2及びFETQ6のゲートとソース間
に接続され一方の信号入力端子11,13にセン
ス回路1″及び基準電圧発生回路3′が動作する必
要のない期間高レベルの第1の信号STOPが入力
される第1及び第2の2入力NORゲートNOR1
及びNOR2と、ドレインが節点N1にゲートが第
1の信号STOPと逆相関係にある第2の信号
()入力端子12にソースが第1の電源供
給端子5に接続されたp型のFETQ10と、ドレイ
ンが節点N2にゲートが第2の信号入力端子14
にソースが第1の電源供給端子5に接続されたp
型のFETQ11とを含むことから構成される。 In this embodiment, in the circuit of the first embodiment shown in FIG. 1, the first and second current mirror circuits are FETQ 2 and FETQ, respectively, instead of the first and second inverters IN 1 and IN 2 , respectively. The first signal STOP is connected between the gate and source of 6 and is input to one of the signal input terminals 11 and 13 at a high level during a period when the sense circuit 1'' and the reference voltage generation circuit 3' do not need to operate. and a second 2-input NOR gate NOR 1
and NOR 2 , and a p-type signal whose drain is connected to the node N 1 and whose gate is connected to the first signal STOP and the second signal ( ) input terminal 12 whose source is connected to the first power supply terminal 5 FETQ 10 , the drain is at node N2 and the gate is the second signal input terminal 14
p whose source is connected to the first power supply terminal 5
It consists of a FETQ of type 11 and containing.
本実施例は第1図に示した第1の実施例の回路
において、センス回路及び基準電圧発生回路の貫
通電流を防止するように計つたものである。 This embodiment is designed to prevent through current in the sense circuit and reference voltage generation circuit in the circuit of the first embodiment shown in FIG.
すなわち、インバータIN1,IN2の代りにNOR
ゲートNOR1,NOR2を第4図のように接続し、
各NORゲートの一入力にセンス回路1″及び基準
電圧発生回路3′が動作する必要のない期間“1”
レベルとなるような信号(STOP)を印加して、
信号STOPが“1”レベルの期間センス回路1″
及び基準電圧発生回路3′に貫通電流が流れない
ようにし、更に、FETQ10及びFETQ11のゲート
に信号STOPとは逆相関係にある信号を印
加することにより、FETQ10及びFETQ11をオン
状態とすることにより、センス回路1″及び基準
電圧発生回路3′が動作する必要のない期間節点
N1及び節点N2の電位を第1の供給電圧VCCに固
定することによりFETQ3及びFETQ7を通してリ
ーク電流や貫通電流が流れるのを完全に防止した
ものである。 That is, NOR instead of inverters IN 1 and IN 2
Connect gates NOR 1 and NOR 2 as shown in Figure 4,
One input of each NOR gate is set to "1" during the period when the sense circuit 1'' and reference voltage generation circuit 3' do not need to operate.
Apply a signal (STOP) that makes the level
Sense circuit 1″ during which the signal STOP is at “1” level
FETQ 10 and FETQ 11 are turned on by preventing a through current from flowing through the reference voltage generation circuit 3 ' and by applying a signal having a reverse phase relationship with the signal STOP to the gates of FETQ 10 and FETQ 11 . By doing so, there is a period node where the sense circuit 1'' and the reference voltage generation circuit 3' do not need to operate.
By fixing the potentials of N 1 and node N 2 to the first supply voltage V CC , leakage current and through current are completely prevented from flowing through FETQ 3 and FETQ 7 .
もしもNORゲートNOR1,NOR2を挿入しただ
けであると、節点N1,N2の電位は、VCC−VTP
(VCCは第1の供給電圧、VTPはp型のFETのしき
い値電圧)となりFETQ3及びFETQ7もオフ状態
になつてはいるが、微小なリーク電流が流れたり
節点N1,N2にノイズ等がのつた場合FETQ3や
FETQ7がオン状態となり貫通電流が流れる可能
性があるが本実施例によると上記のようにして完
全に防止することができる。 If only the NOR gates NOR 1 and NOR 2 are inserted, the potential of nodes N 1 and N 2 will be V CC −V TP
(V CC is the first supply voltage, V TP is the threshold voltage of the p-type FET), so FETQ 3 and FETQ 7 are also in the off state, but a small leakage current flows and the node N 1 , If there is noise etc. on N2 , FETQ3 or
Although there is a possibility that the FETQ 7 will turn on and a through current will flow, this embodiment can completely prevent this as described above.
なお、以上の実施例においてはセンス回路は一
つだけの場合としたが、一つの基準電圧発生回路
に複数のセンス回路が接続される場合も同様に本
発明が適用されることは言うまでもない。 In the above embodiment, only one sense circuit is used, but it goes without saying that the present invention is similarly applicable to a case where a plurality of sense circuits are connected to one reference voltage generation circuit.
以上、詳細に説明したとおり、本発明のセンス
アンプは、上記の構成により、負荷に流れる電流
の有無を検出することにより、高速で且つ製造条
件の変動に左右されずに高品質の製品が得られ、
電源電圧等の変動に対して極めて安定に動作する
と言う効果を有している。
As explained above in detail, the sense amplifier of the present invention has the above-described configuration, and by detecting the presence or absence of current flowing through the load, high-quality products can be obtained at high speed and without being affected by fluctuations in manufacturing conditions. is,
It has the effect of operating extremely stably against fluctuations in power supply voltage, etc.
第1図は本発明の第1の実施例の回路図、第2
図はその動作を説明するための電界効果トランジ
スタのドレイン電流−電圧特性図、第3図は本発
明の第2の実施例の要部を示す回路図、第4図は
本発明の第3の実施例の回路図である。
1,1′,1″……センス回路、2……負荷回
路、3,3′……基準電圧発生回路、4……ダミ
ー電流源、5……第1の電圧供給端子、6……第
2の電圧供給端子、7……入力端子、8……出力
端子、9……基準電圧出力端子、10〜14……
信号入力端子、15……第1の電流ミラー回路、
16……第2の電流ミラー回路、Q1,Q3,Q5,
Q7,Q9,Q10,Q11……pチヤネル型電界効果ト
ランジスタ、Q2,Q4,Q6,Q8……nチヤネル型
電界効果トランジスタ、IN1,IN2……インバー
タ、NOR1,NOR2……NORゲート、VCC……第
1の供給電圧、i,i′,iQ3,iQ4……電流。
FIG. 1 is a circuit diagram of the first embodiment of the present invention;
The figure is a drain current-voltage characteristic diagram of a field effect transistor to explain its operation, FIG. 3 is a circuit diagram showing the main part of the second embodiment of the present invention, and FIG. It is a circuit diagram of an example. 1, 1', 1''... sense circuit, 2... load circuit, 3, 3'... reference voltage generation circuit, 4... dummy current source, 5... first voltage supply terminal, 6... th... Voltage supply terminal 2, 7...input terminal, 8...output terminal, 9...reference voltage output terminal, 10-14...
Signal input terminal, 15...first current mirror circuit,
16...Second current mirror circuit, Q 1 , Q 3 , Q 5 ,
Q 7 , Q 9 , Q 10 , Q 11 ... p-channel field effect transistor, Q 2 , Q 4 , Q 6 , Q 8 ... n-channel field effect transistor, IN 1 , IN 2 ... inverter, NOR 1 , NOR 2 ...NOR gate, VCC ...first supply voltage, i, i', i Q3 , i Q4 ...current.
Claims (1)
とし第1と第2の電圧供給端子間に接続された第
1の電流ミラー回路と該第1の電流ミラー回路の
出力端子と前記第2の電圧供給端子間に接続され
た第1の負荷トランジスタからなり前記第1の電
流ミラー回路の出力端子より出力信号を出力する
少くとも一つのセンス回路と、前記負荷回路に導
通状態で流れる負荷電流と等しい電流を発生する
ダミー電流源を入力電流源としその基準電圧出力
端子が前記センス回路の前記第1の負荷トランジ
スタの制御電極に接続し前記第1と第2の電圧供
給端子間に接続された第2の電流ミラー回路と該
第2の電流ミラー回路の出力端子と前記第2の電
圧供給端子間に接続されかつ制御電極が前記第2
の電流ミラー回路の出力端子に接続された第2の
負荷トランジスタとからなる基準電圧発生回路と
を含み、前記センス回路の前記第1の負荷トラン
ジスタの飽和電流値が前記第1の電流ミラー回路
の出力端子に流れる飽和電流値よりも小さくなる
ように各電流値が設定されてなることを特徴とす
るセンスアンプ。 2 第1の電流ミラー回路が、ドレイン及びゲー
トが第1の節点にソースが第1の電圧供給端子に
接続された一導電型の第1の電界効果トランジス
タと、ドレインが前記第1の節点にゲートが入力
が入力端子に接続された第1のインバータの出力
にソースが負荷回路を入力電流源とする入力端子
に接続された逆導電型の第2の電界効果トランジ
スタと、ドレインが出力端子にゲートが前記第1
の節点にソースが第1の電圧供給端子に接続され
た一導電型の第3の電界効果トランジスタとから
なり、ドレインが前記出力端子にゲートが基準電
圧端子にソースが第2の電圧供給端子に接続され
た逆導電型の第4の電界効果トランジスタからな
る少くとも一つのセンス回路と、第2の電流ミラ
ー回路が、ドレイン及びゲートが第2の節点にソ
ースが前記第1の電圧供給端子に接続された一導
電型の第5の電界効果トランジスタと、ドレイン
が前記第2の節点にゲートが入力が前記第3の節
点に接続された第2のインバータの出力にソース
が前記第3の節点に接続された第6の電界効果ト
ランジスタと、前記第3の節点に接続された前記
負荷回路が導通状態で流れる負荷電流と等しい電
流を発生するダミー電流源と、ドレインが前記基
準電圧出力端子を介し前記センス回路の前記第4
の電界効果トランジスタのゲートにゲートが前記
第2の節点にソースが前記第1の電源供給端子に
接続された一導電型の第7の電界効果トランジス
タとからなり、ドレイン及びゲートが前記基準電
圧出力端子にソースが前記第2の電圧供給端子に
接続された逆導電型の第8の電界効果トランジス
タからなる基準電圧発生回路とを含み、前記第
3、第4、第7及び第8の電界効果トランジスタ
のコンダクタンスgnをそれぞれgn3,gn4,gn7及
びgn8としたとき、gn3>gn7又はgn4<gn8又はgn3
<gn7、gn4<gn8、gn7<gn8なる関係を満足する
ように設定し、且つ他の電界効果トランジスタで
前記センス回路と前記基準電圧発生回路において
それぞれ対をなす電界効果トランジスタのコンダ
クタンスgn及び前記第1、第2のインバータの
論理しきい値電圧をそれぞれ等しく設定されるこ
とから構成される特許請求の範囲第1項記載のセ
ンスアンプ。 3 第1の電流ミラー回路が、ドレインが前記第
1の節点にゲートがクロツク信号端子にソースが
前記第1の電源供給端子に接続された一導電型の
第9の電界効果トランジスタを含むことからなる
特許請求の範囲第2項記載のセンスアンプ。 4 第1の電流ミラー回路及び第2の電流ミラー
回路がそれぞれ前記第1及び第2のインバータの
代りにそれぞれ第2の電界効果トランジスタのゲ
ートとソース間に接続され一方の入力に前記セン
ス回路及び前記基準電圧回路が動作する必要のな
い期間高レベルの第1の信号が入力される第1及
び第2の2入力NORゲートと、ドレインが前記
第1の節点にゲートが前記第1の信号と逆相関係
にある第2の信号入力端子にソースが前記第1の
電圧供給端子に接続された一導電型の第10の電界
効果トランジスタと、ドレインが前記第2の節点
にゲートが前記第2の信号入力端子にソースが前
記第1の電源供給端子に接続された一導電型の第
11の電界効果トランジスタとを含むことからなる
特許請求の範囲第2項記載のセンスアンプ。[Claims] 1. A first current mirror circuit connected between the first and second voltage supply terminals using a load circuit connected to the input terminal as an input current source, and an output of the first current mirror circuit. at least one sense circuit comprising a first load transistor connected between the terminal and the second voltage supply terminal and outputting an output signal from the output terminal of the first current mirror circuit; and at least one sense circuit that is electrically connected to the load circuit. The input current source is a dummy current source that generates a current equal to the load current flowing in the state, and its reference voltage output terminal is connected to the control electrode of the first load transistor of the sense circuit to supply the first and second voltages. a second current mirror circuit connected between the terminals, and a control electrode connected between the output terminal of the second current mirror circuit and the second voltage supply terminal;
and a second load transistor connected to the output terminal of the current mirror circuit of the sense circuit, the saturation current value of the first load transistor of the sense circuit is such that the saturation current value of the first load transistor of the sense circuit is A sense amplifier characterized in that each current value is set to be smaller than a saturation current value flowing through an output terminal. 2. A first current mirror circuit includes a first field effect transistor of one conductivity type, the drain and the gate of which are connected to the first node, the source of which is connected to the first voltage supply terminal, and the drain of which is connected to the first node. a second field effect transistor of opposite conductivity type, whose gate is connected to the output of the first inverter whose input is connected to the input terminal; whose source is connected to the input terminal of which the load circuit is an input current source; and whose drain is connected to the output terminal. The gate is the first
a third field effect transistor of one conductivity type, the source of which is connected to the first voltage supply terminal at the node, the drain of which is connected to the output terminal, the gate of which is connected to the reference voltage terminal, and the source of which is connected to the second voltage supply terminal. at least one sense circuit comprising a fourth field effect transistor of opposite conductivity type connected, and a second current mirror circuit having a drain and a gate connected to the second node and a source connected to the first voltage supply terminal. a fifth field effect transistor of one conductivity type connected, a drain connected to the second node, a gate connected to the output of the second inverter, an input connected to the third node, and a source connected to the third node; a sixth field effect transistor connected to the third node; a dummy current source that generates a current equal to the load current flowing when the load circuit is conductive; and a dummy current source whose drain is connected to the reference voltage output terminal; the fourth of the sense circuit through
a seventh field effect transistor of one conductivity type, the gate of which is connected to the second node, the source of which is connected to the first power supply terminal, and the drain and gate of which are connected to the reference voltage output terminal; a reference voltage generation circuit comprising an eighth field effect transistor of opposite conductivity type whose source is connected to the second voltage supply terminal; When the conductance g n of the transistor is g n3 , g n4 , g n7 and g n8 respectively, g n3 > g n7 or g n4 < g n8 or g n3
< g n7 , g n4 < g n8 , g n7 < g n8 , and other field effect transistors are used to form pairs of field effect transistors in the sense circuit and the reference voltage generation circuit, respectively. 2. The sense amplifier according to claim 1, wherein the conductance g n and the logical threshold voltages of the first and second inverters are set equal. 3. The first current mirror circuit includes a ninth field effect transistor of one conductivity type, whose drain is connected to the first node, whose gate is connected to the clock signal terminal, and whose source is connected to the first power supply terminal. A sense amplifier according to claim 2. 4. A first current mirror circuit and a second current mirror circuit are respectively connected between the gate and source of the second field effect transistor in place of the first and second inverters, and have one input connected to the sense circuit and the second field effect transistor. first and second two-input NOR gates to which a first signal at a high level is input during a period when the reference voltage circuit does not need to operate; a drain is connected to the first node and a gate is connected to the first signal; a tenth field effect transistor of one conductivity type, whose source is connected to the first voltage supply terminal and whose drain is connected to the second node and whose gate is connected to the second signal input terminal in an antiphase relationship; a first conductivity type whose source is connected to the signal input terminal of the first power supply terminal;
The sense amplifier according to claim 2, comprising eleven field effect transistors.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58179610A JPS6070591A (en) | 1983-09-28 | 1983-09-28 | Sense amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58179610A JPS6070591A (en) | 1983-09-28 | 1983-09-28 | Sense amplifier |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6070591A JPS6070591A (en) | 1985-04-22 |
| JPH0249519B2 true JPH0249519B2 (en) | 1990-10-30 |
Family
ID=16068756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58179610A Granted JPS6070591A (en) | 1983-09-28 | 1983-09-28 | Sense amplifier |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6070591A (en) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH0756750B2 (en) * | 1985-06-12 | 1995-06-14 | 日本電気株式会社 | Sense amplifier |
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| JP2712313B2 (en) * | 1988-06-27 | 1998-02-10 | 日本電気株式会社 | Sense amplifier |
| JPH02103797A (en) * | 1988-10-12 | 1990-04-16 | Hitachi Ltd | Sense amplifying circuit |
| JPH04362597A (en) * | 1991-06-10 | 1992-12-15 | Nec Ic Microcomput Syst Ltd | Current sense amplifier circuit |
| KR100618840B1 (en) * | 2004-06-29 | 2006-09-01 | 삼성전자주식회사 | Detection circuit of low power supply voltage flash memory device |
| JP4562480B2 (en) * | 2004-09-29 | 2010-10-13 | 凸版印刷株式会社 | Sense amplifier circuit |
| JP5048535B2 (en) * | 2008-01-29 | 2012-10-17 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | Sense amplifier circuit and semiconductor memory device using the same |
| US11875838B2 (en) | 2019-07-12 | 2024-01-16 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Memory device, semiconductor device, and electronic device |
-
1983
- 1983-09-28 JP JP58179610A patent/JPS6070591A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6070591A (en) | 1985-04-22 |
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