JP2869369B2 - Data read circuit in semiconductor memory device - Google Patents
Data read circuit in semiconductor memory deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体記憶装置に
おけるデータの読み出し回路の改良に関し、特にそのデ
ータの読み出しの高速化に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a data read circuit in a semiconductor memory device, and more particularly to a high speed data read circuit.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、レジスタファイル、RAM、RO
M、PLAなど高速動作が必要な大規模回路の構成方法
としてダイナミック回路が用いられている。2. Description of the Related Art Conventionally, register files, RAM, RO
2. Description of the Related Art A dynamic circuit is used as a method for configuring a large-scale circuit requiring high-speed operation such as M and PLA.
【0003】また、従来、マイクロプロセッサ、マイク
ロコントローラ、デジタルシグナルプロセッサ等の論理
LSIの分野では、大規模の内蔵RAMが用いられてき
た。例えば、マイクロプロセッサではオンチップキャッ
シュ、通信用LSIではプログラム・データ格納のため
のRAM、デジタル画像処理LSIや圧縮/伸張LSI
ではデータのバッファ用のRAMなどの用途である。こ
れ等の用途のRAMでは、安定な読み出し動作と、低消
費電力を実現する方式として、ラッチ型センス回路を用
いた読み出し回路が用いられてきた。[0003] In the field of logic LSIs such as microprocessors, microcontrollers, digital signal processors, etc., large-scale built-in RAMs have conventionally been used. For example, a microprocessor has an on-chip cache, a communication LSI has a RAM for storing program and data, a digital image processing LSI and a compression / decompression LSI.
In this case, it is used as a RAM for buffering data. In a RAM for these applications, a read circuit using a latch-type sense circuit has been used as a method for realizing a stable read operation and low power consumption.
【0004】以下、従来の半導体記憶装置におけるデー
タの読み出し回路の例として、レジスタファイルの読み
出し回路(ダイナミック回路)と、ラッチ型センス回路
を用いたRAMの読み出し回路とについて説明する。Hereinafter, as a data read circuit in a conventional semiconductor memory device, a register file read circuit (dynamic circuit) and a RAM read circuit using a latch type sense circuit will be described.
【0005】図9は、従来用いられてきたレジスタファ
イルの読み出し回路の構成を示したものである。FIG. 9 shows a configuration of a conventionally used register file reading circuit.
【0006】図9において、901はレジスタファイル
内のメモリセルであって、Nチャネル型のMOSFET
901a、901b、及びラッチ回路901cから成
る。911は前記メモリセル901が多数個(図では1
個のみ図示している)接続されたビット線、902は前
記ビット線911を所定電位にプリチャージするPチャ
ネル型MOSFETから成るプリチャージ回路、903
はセンス回路となるインバータ回路である。In FIG. 9, reference numeral 901 denotes a memory cell in a register file, which is an N-channel type MOSFET.
901a and 901b and a latch circuit 901c. Reference numeral 911 denotes a large number of the memory cells 901 (1 in FIG.
902 is a connected bit line, 902 is a precharge circuit composed of a P-channel MOSFET for precharging the bit line 911 to a predetermined potential, 903
Is an inverter circuit serving as a sense circuit.
【0007】このように構成された従来の回路では、プ
リチャージイネーブル線912によりプリチャージ回路
902をオンさせて、データ線911の電位を電源電位
(以下”H”と略記する)にプリチャージした後、メモ
リセルのワード線913を”H”にすると、メモリセル
901の内容が例えば”H”の場合にはデータ線911
の電荷がメモリセル901を通じて放電されて低電位
(以下”L”と略記する)になる。メモリセル901の
内容が”L”の場合は、データ線911からの放電の電
流パスがないため、データ線911は”H”のままであ
る。データ線911の電位がインバータ回路903で論
理反転され、その反転信号がセンス出力線914に出力
されることにより、メモリセル901の内容が出力され
る。In the conventional circuit configured as described above, the precharge circuit 902 is turned on by the precharge enable line 912, and the potential of the data line 911 is precharged to the power supply potential (hereinafter abbreviated as "H"). Thereafter, when the word line 913 of the memory cell is set to “H”, when the content of the memory cell 901 is “H”, for example, the data line 911 is set.
Is discharged through the memory cell 901 to a low potential (hereinafter abbreviated as “L”). When the content of the memory cell 901 is "L", the data line 911 remains "H" because there is no current path for discharging from the data line 911. The content of the memory cell 901 is output by logically inverting the potential of the data line 911 by the inverter circuit 903 and outputting the inverted signal to the sense output line 914.
【0008】また、図10は、本願出願人が出願した特
願平4−217768号(アメリカ出願番号08/10
6,551)に開示された読み出し回路である。この回
路では、図9に示された回路に加えて、データ線961
の電位変化を検出して電流を供給するPチャネルMOS
FET951と、このMOSFET951からの電流供
給を受けてデータ線961の電荷を放電するカレントミ
ラー回路960とを設けている。このカレントミラー回
路960は、2個のNチャネルMOSFET952、9
53から成る。FIG. 10 shows a Japanese Patent Application No. 4-217768 filed by the present applicant (US application No. 08/10).
6,551). In this circuit, in addition to the circuit shown in FIG.
P-channel MOS that supplies a current by detecting a potential change of
An FET 951 and a current mirror circuit 960 that receives a current supplied from the MOSFET 951 and discharges the data line 961 are provided. The current mirror circuit 960 includes two N-channel MOSFETs 952, 9
53.
【0009】前記図10の読み出し回路では、読み出し
時に、データ線961の電荷がメモリセル901を通じ
て放電されて、データ線961の電位が低下変化する
と、カレントミラー回路960がデータ線961の電荷
を放電するので、前記図9の従来例のようにデータ線の
電荷の放電をメモリセル901のみを通じて行う場合に
比して、データ線961の電荷の放電を促進できて、読
み出しの高速化を図ることができる。In the read circuit of FIG. 10, when reading, the charge of the data line 961 is discharged through the memory cell 901 and the potential of the data line 961 changes to decrease. The current mirror circuit 960 discharges the charge of the data line 961. Therefore, compared to the case where the discharge of the data line is performed only through the memory cell 901 as in the conventional example of FIG. 9, the discharge of the charge of the data line 961 can be promoted, and the reading speed can be increased. Can be.
【0010】図14は、従来用いられてきたラッチ型セ
ンス回路を用いたRAMの読み出し回路の要部構成を示
す。FIG. 14 shows a main configuration of a conventional read circuit of a RAM using a latch type sense circuit.
【0011】図14において、1401、1402は各
々RAMの1列分のメモリセルアレイを示す。1403
はRAMのメモリセル、1432、1433はメモリセ
ル1403のデータの読み出し/書き込みを行うための
ビット線、1404はプリチャージイネーブル線(PR
C)1431の電位設定によりビット線1432、14
33をプリチャージ及びイコライズするプリチャージ回
路である。In FIG. 14, reference numerals 1401 and 1402 denote memory cell arrays each corresponding to one column of a RAM. 1403
Denotes a memory cell of a RAM, 1432 and 1433 denote bit lines for reading / writing data of a memory cell 1403, and 1404 denotes a precharge enable line (PR).
C) The bit lines 1432 and 14
A precharge circuit for precharging and equalizing 33.
【0012】ビット線1432、1433には、図14
で図示を省略したが、多数のメモリセルが行方向に複数
接続されている。また、ワード線(WL)1430に
は、図示を省略したが、多数のメモリセルが列方向に接
続されている。1405は列アドレス入力線(ADR)
1434の電位に従って1列分のメモリセルアレイ14
01又は1402の何れか一方のビット線を選択するセ
レクタ回路、1406は列アドレス入力線(ADR)1
434のバッファ回路、1435、1436はセレクタ
回路1405により選択されたビット線と接続されるデ
ータ線である。前記データ線1435はデータの1ビッ
ト分の読み出し線となる。FIG. 14 shows bit lines 1432 and 1433.
Although not shown in the figure, a large number of memory cells are connected in a row direction. Although not shown, a large number of memory cells are connected to the word line (WL) 1430 in the column direction. 1405 is a column address input line (ADR)
Memory cell array 14 for one column according to the potential of 1434
A selector circuit 1406 for selecting either one of the bit lines 01 and 1402 has a column address input line (ADR) 1
434 is a buffer circuit, and 1435 and 1436 are data lines connected to the bit line selected by the selector circuit 1405. The data line 1435 is a read line for one bit of data.
【0013】1407はラッチ型センス回路であって、
2個のインバータを構成するPチャネルMOSFET1
408、1409及びNチャネルMOSFET141
0、1411と、電流制御のためのNチャネルMOSF
ET1412とから成り、センスイネーブル線(SE
N)1437の電位設定でその動作が制御される。1407 is a latch type sense circuit,
P-channel MOSFET 1 forming two inverters
408, 1409 and N-channel MOSFET 141
0, 1411 and N-channel MOSF for current control
ET1412, and a sense enable line (SE
N) The operation is controlled by the potential setting of 1437.
【0014】1413は書き込みのためのバッファ回路
であって、書き込みイネーブル線(WEN)1439
が”H”のときに、入力線1438に入力されたデータ
をデータ線及びビット線を経てメモリセル1403に書
き込むものである。Reference numeral 1413 denotes a buffer circuit for writing, which is a write enable line (WEN) 1439.
Is "H", the data input to the input line 1438 is written to the memory cell 1403 via the data line and the bit line.
【0015】図14に示したように、セレクタ回路14
05を設けて1対のビット線対を選択する理由は、
(1)面積の削減、(2)低消費電力化のためである。
即ち、メモリセルはプロセスの微細化により小面積で設
計できるが、読み出し回路等の周辺回路は、高速化を図
るためにメモリセルの縮小率ほど小面積になっていな
い。このため、1列のメモリセルアレイに1つづつ読み
出し回路及び書き込み回路を配置することは、サイズの
不整合が起こる。そこで、複数のビット線対から1対の
ビット線対を選択するセレクタ回路を配置している。ま
た、センス回路1407の数を減らすことは低消費電力
化に有効である。[0015] As shown in FIG.
05 and one bit line pair is selected.
(1) To reduce the area and (2) To reduce the power consumption.
That is, a memory cell can be designed with a small area by miniaturization of a process, but peripheral circuits such as a read circuit are not as small as a reduction rate of the memory cell in order to increase the speed. Therefore, arranging the read circuit and the write circuit one by one in the memory cell array of one column causes size mismatch. Therefore, a selector circuit for selecting one bit line pair from a plurality of bit line pairs is provided. Further, reducing the number of sense circuits 1407 is effective for reducing power consumption.
【0016】次に、図14のRAMの読み出し動作につ
いて、図15に示した動作タイミング図を参照しながら
説明する。図15では、図14に示した読み出し回路の
各信号線番号に対応する電位波形には、各信号線と同一
符号を付している。Next, the read operation of the RAM shown in FIG. 14 will be described with reference to the operation timing chart shown in FIG. 15, the potential waveforms corresponding to the signal line numbers of the read circuit shown in FIG. 14 are denoted by the same reference numerals as those of the signal lines.
【0017】尚、列アドレス入力線1434が”H”に
設定されており、セレクタ回路1405により1列のメ
モリセルアレイ1401のビット線1432、1433
が選択されているものとする。また、メモリセル140
3には論理値”1”が格納されているものとする。Incidentally, the column address input line 1434 is set to “H”, and the bit lines 1432 and 1433 of the memory cell array 1401 in one column are set by the selector circuit 1405.
It is assumed that is selected. Also, the memory cell 140
It is assumed that a logical value “1” is stored in 3.
【0018】時刻t1でワード線1430の電位を”
H”にすると、ビット線1433はメモリセル1403
を通じて”L”に引き下げられ始めると共に、ビット線
1432は”H”を出力する。At time t1, the potential of word line 1430 is changed to "
H ”, the bit line 1433 is connected to the memory cell 1403
, And the bit line 1432 outputs “H”.
【0019】時刻t2で両ビット線1432、1433
間の電位差ΔVblが所定の電位になった時点で、セン
スイネーブル線1437の電位が”H”になる。センス
回路1407はラッチとして動作する。データ線143
5、1436はセレクタ回路1405を通してビット線
1432、1433と接続されているので、ビット線1
432、1433の電位変化と同様の電位変化を示す。
即ち、センス回路1407は、ビット線1432、14
33及びデータ線1435、1436の電位が等しい場
合には平衡状態にあるが、ビット線間に電位差ΔVbl
が発生するとこの電位差を増幅するように動作し、”
H”のビット線1432及びデータ線1435の電位を
電源電圧VDDまで引き上げ、”L”のビット線143
3及びデータ線1436の電位を接地電位VSSまで引
き下げる。At time t2, both bit lines 1432, 1433
When the potential difference ΔVbl between them reaches a predetermined potential, the potential of the sense enable line 1437 becomes “H”. The sense circuit 1407 operates as a latch. Data line 143
5 and 1436 are connected to the bit lines 1432 and 1433 through the selector circuit 1405.
A potential change similar to that of 432 and 1433 is shown.
That is, the sense circuit 1407 includes the bit lines 1432 and 1432
33 and the data lines 1435 and 1436 are in equilibrium when the potentials are equal, but the potential difference ΔVbl
When this occurs, it operates to amplify this potential difference,
The potentials of the “H” bit line 1432 and the data line 1435 are raised to the power supply voltage VDD, and the “L” bit line 143
3 and the potential of the data line 1436 are reduced to the ground potential VSS.
【0020】時刻t3でデータ線1436の電位が論理
しきい値よりも低くなると、読み出しデータが確定す
る。When the potential of the data line 1436 becomes lower than the logical threshold at time t3, the read data is determined.
【0021】ワード線1430、プリチャージイネーブ
ル線1431、センスイネーブル線1437の電位は、
ほぼ同じ相のクロックタイミングで動作している。従っ
て、ワード線1430が”L”になると、プリチャージ
イネーブル線1431、センスイネーブル線1437
も”L”になるため、ビット線1432、1433及び
データ線1435、1436はセンス回路1407から
切り放された状態となり、ビット線1432、1433
及びデータ線1435、1436はプリチャージ回路1
404によりプリチャージ及びイコライズされる。The potentials of the word line 1430, the precharge enable line 1431, and the sense enable line 1437 are
The clocks operate at almost the same clock timing. Therefore, when the word line 1430 becomes “L”, the precharge enable line 1431 and the sense enable line 1437
Also, the bit lines 1432 and 1433 and the data lines 1435 and 1436 are cut off from the sense circuit 1407, and the bit lines 1432 and 1433
And the data lines 1435 and 1436 are connected to the precharge circuit 1
Precharged and equalized by 404.
【0022】このように、ラッチ型センス回路を用いた
読み出し回路は、入力線対に電位差が発生すると、ラッ
チ回路が平衡状態から非平衡状態に移行して入力電位差
を増幅するので、安定な読み出しが可能であり、大規模
な論理回路ブロックが存在する論理LSIの内蔵RAM
の読み出し回路として広く用いられている。また、読み
出し動作時にセンス回路に流れる貫通電流が小さいの
で、低消費電流であるという特徴を有する。As described above, in the readout circuit using the latch type sense circuit, when a potential difference occurs in the input line pair, the latch circuit shifts from a balanced state to a non-equilibrium state and amplifies the input potential difference. And built-in RAM of a logic LSI where a large-scale logic circuit block exists
Is widely used as a readout circuit. Further, since the through current flowing through the sense circuit at the time of the read operation is small, it has a feature of low current consumption.
【0023】[0023]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記図
9の従来技術では、ビット線911の負荷920が極め
て大きく、読み出し時間が長いという問題があった。特
に、メモリセルは、面積の縮小を目的として小さなゲー
ト幅のMOSFETを用いて構成されるため、そのメモ
リセルのドレイン容量が大きくなり、しかも多数のメモ
リセルがデータ線に接続されると、データ線911の負
荷920は著しく増大するため、データ線911の電荷
の放電に長時間を要し、読み出し時間が長くなる。However, the prior art shown in FIG. 9 has a problem that the load 920 of the bit line 911 is extremely large and the read time is long. In particular, since the memory cell is configured using a MOSFET having a small gate width for the purpose of reducing the area, the drain capacitance of the memory cell increases, and when a large number of memory cells are connected to the data lines, Since the load 920 on the line 911 is significantly increased, it takes a long time to discharge the electric charge on the data line 911, and the read time becomes long.
【0024】また、図10に記載された本出願人の提案
技術では、カレントミラー回路960をも通じてデータ
線の電荷を放電するので、図9の従来技術に比べて読み
出しの高速化が図れるものの、カレントミラー回路96
0を構成するMOSFET953の放電電流の大きさに
も限界があるため、データ線961の負荷920が大き
くなると、読み出し時間の高速化の効果が薄れてしま
う。特に、マイクロプロセッサ等の用途では、回路の大
規模化からデータ線長が長くなるため、データ線の配線
抵抗も大きくなり、その結果、データ線の負荷容量が増
大して、読み出し時間が長くなる。Further, in the technique proposed by the present applicant shown in FIG. 10, the electric charge of the data line is discharged also through the current mirror circuit 960, so that the reading speed can be increased as compared with the prior art of FIG. However, the current mirror circuit 96
Since the magnitude of the discharge current of the MOSFET 953 constituting 0 is also limited, when the load 920 of the data line 961 is increased, the effect of shortening the read time is reduced. In particular, in applications such as microprocessors, the data line length is increased due to the enlargement of the circuit, and the wiring resistance of the data line is also increased. As a result, the load capacity of the data line is increased and the read time is increased. .
【0025】更に、前記図14に示した従来技術では、
次の問題がある。即ち、RAMが大規模化すると、既述
の通りビット線1432、1433の負荷(ビット線の
配線負荷容量、配線抵抗、メモリセルのドレイン容量)
が大きくなる。このようなビット線が1対選択されてデ
ータ線に接続されたデータ読み出し時には、ラッチ型セ
ンス回路1407は、データ線の負荷容量と、前記ビッ
ト線の大きい負荷容量との双方を放電することになるた
め、読み出し時間が長くなると共に、センス回路140
7が一方のデータ線を電源電圧VDDにまで増幅するの
に多くの消費電流を要する欠点がある。Further, in the prior art shown in FIG.
There are the following problems: That is, when the size of the RAM increases, the loads on the bit lines 1432 and 1433 (the wiring load capacitance of the bit lines, the wiring resistance, and the drain capacitance of the memory cell) as described above.
Becomes larger. At the time of reading data in which one pair of bit lines is selected and connected to the data line, the latch type sense circuit 1407 discharges both the load capacitance of the data line and the large load capacitance of the bit line. Therefore, the read time becomes longer, and the sense circuit 140
7 requires a large amount of current consumption to amplify one data line to the power supply voltage VDD.
【0026】本発明は前記問題を解決するものであり、
その目的は、ビット線の負荷容量が大きくても、その電
位変化を短時間で検出できて、データ読み出しを高速に
行い得る読み出し回路を提供することにある。The present invention solves the above problems,
An object of the present invention is to provide a read circuit which can detect a potential change in a bit line in a short time even if a load capacitance of a bit line is large and can read data at high speed.
【0027】[0027]
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め、本発明では、データの読み出し時、即ちビット線や
データ線からの電荷をカレントミラー回路やラッチ型セ
ンス回路を通じて放電する際には、その放電経路にトラ
ンジスタを配置し、このトランジスタにより放電経路の
一部を切り離した状態に等しくすることにより、小さな
容量のみを放電して、その放電速度を速め、データの読
み出しを高速化する。本発明では、このように介設する
トランジスタを飽和領域で動作させることにより、その
介設位置の前後間のインピーダンスを無限大に近づけ
て、その前後間を開放状態に等しくする。In order to achieve the above object, according to the present invention, when data is read, that is, when electric charges from a bit line or a data line are discharged through a current mirror circuit or a latch type sense circuit. By arranging a transistor in the discharge path and making it equal to a state in which a part of the discharge path is cut off by the transistor, only a small capacity is discharged, the discharge speed is increased, and data reading is speeded up. In the present invention, by operating the interposed transistor in the saturation region in this way, the impedance before and after the interposed position is made close to infinity, and the space between the interposed positions is made equal to the open state.
【0028】すなわち、請求項1記載の発明の半導体記
憶装置におけるデータの読み出し回路は、プリチャージ
期間に所定電位にプリチャージされ、複数個のメモリセ
ルが接続された第1のデータ線を有するダイナミック回
路より成る半導体記憶装置におけるデータの読み出し回
路であって、前記プリチャージ期間に所定電位にプリチ
ャージされる第2のデータ線と、前記第1のデータ線に
接続され、この第1のデータ線の電位変化を検出し、こ
の電位変化の検出時に電流を供給する電流供給手段と、
前記電流供給手段の供給電流を入力する電流入力端子、
及び前記第2のデータ線に接続された電流出力端子を有
し、前記電流入力端子に入力された前記電流供給手段の
供給電流を基準電流として前記電流出力端子から接地に
向って電流を流して前記第2のデータ線の電荷を放電す
るカレントミラー回路と、前記第1のデータ線と前記第
2のデータ線とを接続する制御トランジスタと、前記カ
レントミラー回路が電流を流す動作時に、前記制御トラ
ンジスタの制御電極の電位を、この制御トランジスタが
飽和領域で動作する中間電位に設定して、前記第1のデ
ータ線と第2のデータ線との間を開放状態に等しくする
開放制御手段とを備えたことを特徴とする。That is, the data read circuit in the semiconductor memory device according to the present invention is precharged to a predetermined potential during a precharge period and has a first data line to which a plurality of memory cells are connected. A data read circuit in a semiconductor memory device comprising a circuit, wherein the second data line is precharged to a predetermined potential during the precharge period, and the first data line is connected to the first data line. Current supply means for detecting a potential change of
A current input terminal for inputting a supply current of the current supply means,
And a current output terminal connected to the second data line, wherein a current is supplied from the current output terminal to ground using the supply current of the current supply means input to the current input terminal as a reference current. A current mirror circuit for discharging the electric charge of the second data line; a control transistor for connecting the first data line and the second data line; and a control transistor for supplying a current to the current mirror circuit. Open control means for setting the potential of the control electrode of the transistor to an intermediate potential at which the control transistor operates in a saturation region, and equalizing the open state between the first data line and the second data line; It is characterized by having.
【0029】請求項2記載の発明は、前記請求項1記載
の半導体記憶装置におけるデータの読み出し回路におい
て、入力側が第2のデータ線に接続され、前記第2のデ
ータ線の電位を論理反転した電位が出力される出力線を
有するインバータ回路と、前記インバータ回路の出力線
に接続され、この出力線の電位の変化終了後に、電流供
給手段から供給される電流量を少なく制限する供給電流
量制御手段とを備えたことを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the data read circuit of the semiconductor memory device according to the first aspect, the input side is connected to the second data line, and the potential of the second data line is logically inverted. An inverter circuit having an output line to which a potential is output, and a supply current amount control which is connected to the output line of the inverter circuit and limits the amount of current supplied from the current supply means after the end of the change in the potential of the output line. Means.
【0030】請求項3記載の発明は、前記請求項2記載
の半導体記憶装置におけるデータの読み出し回路におい
て、供給電流量制御手段は、電流供給手段とカレントミ
ラー回路の電流入力端子との間に配置されたPチャネル
MOSFETから成り、前記PチャネルMOSFETの
ゲートにはインバータ回路の出力線が接続されることを
特徴とする。According to a third aspect of the present invention, in the data read circuit of the semiconductor memory device according to the second aspect, the supply current amount control means is arranged between the current supply means and a current input terminal of the current mirror circuit. And an output line of an inverter circuit is connected to a gate of the P-channel MOSFET.
【0031】請求項4記載の発明は、前記請求項2記載
の半導体記憶装置におけるデータの読み出し回路におい
て、供給電流量制御手段は、カレントミラー回路と接地
との間に配置されたPチャネルMOSFETから成り、
前記PチャネルMOSFETのゲートにはインバータ回
路の出力線が接続されることを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, in the data read circuit in the semiconductor memory device according to the second aspect, the supply current amount control means includes a P-channel MOSFET disposed between the current mirror circuit and the ground. Consisting of
An output line of an inverter circuit is connected to a gate of the P-channel MOSFET.
【0032】請求項5記載の発明は、前記請求項1記載
の半導体記憶装置におけるデータの読み出し回路におい
て、第2のデータ線に接続され、この第2のデータ線の
電位の変化終了後に、電流供給手段から供給される電流
量を少なく制限する供給電流量制御手段を備えたことを
特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, in the data read circuit in the semiconductor memory device according to the first aspect, the data read circuit is connected to a second data line, and after the potential change of the second data line is completed, the current is reduced. A supply current amount control means for limiting the amount of current supplied from the supply means to a small amount is provided.
【0033】請求項6記載の発明は、前記請求項5記載
の半導体記憶装置におけるデータの読み出し回路におい
て、供給電流量制御手段は、電流供給手段とカレントミ
ラー回路の電流入力端子との間に配置されたNチャネル
MOSFETから成り、前記NチャネルMOSFETの
ゲートには第2のデータ線が接続されることを特徴とす
る。According to a sixth aspect of the present invention, in the data read circuit of the semiconductor memory device according to the fifth aspect, the supply current amount control means is arranged between the current supply means and the current input terminal of the current mirror circuit. And a gate of the N-channel MOSFET is connected to a second data line.
【0034】請求項7記載の発明は、前記請求項5記載
の半導体記憶装置におけるデータの読み出し回路におい
て、供給電流量制御手段は、カレントミラー回路と接地
との間に配置されたNチャネルMOSFETから成り、
前記NチャネルMOSFETのゲートには第2のデータ
線が接続されることを特徴とする。According to a seventh aspect of the present invention, in the data reading circuit of the semiconductor memory device according to the fifth aspect, the supply current amount control means includes an N-channel MOSFET disposed between the current mirror circuit and the ground. Consisting of
A second data line is connected to a gate of the N-channel MOSFET.
【0035】請求項8記載の発明は、前記請求項1記載
の半導体記憶装置におけるデータの読み出し回路におい
て、第2のデータ線のプリチャージ時に、カレントミラ
ー回路の電流入力端子の電位を強制的に接地電位に設定
して、前記第2のデータ線と前記カレントミラー回路の
電流出力端子とを切り離す切り離し手段とを備えたこと
を特徴とする。According to an eighth aspect of the present invention, in the data reading circuit of the semiconductor memory device according to the first aspect, the potential of the current input terminal of the current mirror circuit is forcibly set when the second data line is precharged. A disconnecting means for setting the ground potential and disconnecting the second data line and the current output terminal of the current mirror circuit is provided.
【0036】請求項9記載の発明は、前記請求項1、
2、3、4、5、6、7又は8記載の半導体記憶装置に
おけるデータの読み出し回路において、カレントミラー
回路は、電流入力端子と接地線との間に配置され、制御
電極が前記電流入力端子に接続された第1のトランジス
タと、電流出力端子と接地線との間に配置され、制御電
極が前記電流入力端子に接続された第2のトランジスタ
とにより構成されることを特徴とする。According to a ninth aspect of the present invention, there is provided the first aspect,
In the data reading circuit of the semiconductor memory device described in 2, 3, 4, 5, 6, 7, or 8, the current mirror circuit is disposed between a current input terminal and a ground line, and a control electrode is connected to the current input terminal. And a second transistor disposed between the current output terminal and the ground line and having a control electrode connected to the current input terminal.
【0037】請求項10記載の発明は、前記請求項9記
載の半導体記憶装置におけるデータの読み出し回路にお
いて、第1及び第2のトランジスタは、共にNチャネル
MOSFETより成ることを特徴とする。According to a tenth aspect of the present invention, in the data reading circuit of the semiconductor memory device according to the ninth aspect, both the first and second transistors are formed of N-channel MOSFETs.
【0038】請求項11記載の発明は、前記請求項1、
2、3、4、5、6、7、8、9、又は10記載の半導
体記憶装置におけるデータの読み出し回路において、電
流供給手段はPチャネルMOSFETにより構成され、
前記PチャネルMOSFETは、そのゲートが第1のデ
ータ線に接続され、そのソースが電源線に接続され、そ
のドレインから流れる電流を電流供給手段の供給電流と
することを特徴としている。[0038] The invention according to claim 11 is the invention according to claim 1,
In the data reading circuit of the semiconductor memory device described in 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, or 10, the current supply means is constituted by a P-channel MOSFET;
The P-channel MOSFET has a gate connected to the first data line, a source connected to the power supply line, and a current flowing from the drain as a supply current of the current supply means.
【0039】請求項12記載の発明の半導体記憶装置に
おけるデータの読み出し回路は、メモリセルが接続され
た2本のビット線より成るビット線対と、2本のデータ
線より成り、前記ビット線対に接続されたデータ線対
と、前記データ線対に接続され、前記メモリセルに記憶
されたデータを前記ビット線対から前記データ線対に読
み出すラッチ型センス回路とを備えると共に、データ書
き込み時に前記データ線対から前記ビット線対を経て前
記メモリセルにデータを書き込み可能とした半導体記憶
装置におけるデータの読み出し回路において、前記ビッ
ト線対と前記データ線対との間に配置される2個の制御
トランジスタと、前記各制御トランジスタの制御電極に
接続され、この制御電極の電位を制御する電位制御手段
とを備え、前記電位制御手段は、前記ラッチ型センス回
路が動作するデータ読み出し時には、前記各制御トラン
ジスタの制御電極の電位を電源電圧未満で且つ接地電位
を越える中間電位に設定して、前記各制御トランジスタ
を飽和領域で動作させ、一方、前記データ書き込み時に
は、前記各制御トランジスタを線形領域で動作させるよ
うにその制御電極の電位を設定することを特徴とする。According to a twelfth aspect of the present invention, in the semiconductor memory device, the data read circuit comprises a bit line pair comprising two bit lines to which memory cells are connected, and a bit line pair comprising two data lines. And a latch type sense circuit connected to the data line pair and reading data stored in the memory cell from the bit line pair to the data line pair. In a data read circuit in a semiconductor memory device in which data can be written from a data line pair to the memory cell via the bit line pair, two control circuits arranged between the bit line pair and the data line pair A transistor, and potential control means connected to a control electrode of each of the control transistors and controlling a potential of the control electrode. The control means sets the potential of the control electrode of each control transistor to an intermediate potential that is lower than the power supply voltage and higher than the ground potential when reading data in which the latch-type sense circuit operates, so that each control transistor is in a saturation region. On the other hand, at the time of writing the data, the potential of the control electrode is set so that each control transistor operates in a linear region.
【0040】請求項13記載の発明は、前記請求項12
記載の半導体記憶装置におけるデータの読み出し回路に
おいて、ラッチ型センス回路は、各々が入力端子及び出
力端子を有する第1及び第2のインバータ回路より成
り、前記第1のインバータ回路の入力端子と第2のイン
バータ回路の出力端子とを接続した第1の入力線と、前
記第1のインバータ回路の出力端子と第2のインバータ
回路の入力端子とを接続した第2の入力線とを有し、前
記第1及び第2の入力線より成る入力線対はデータ線対
に接続されることを特徴とする。The invention according to claim 13 is the invention according to claim 12.
In the data read circuit of the semiconductor memory device described above, the latch type sense circuit includes first and second inverter circuits each having an input terminal and an output terminal, and an input terminal of the first inverter circuit and a second inverter circuit. A first input line connected to the output terminal of the inverter circuit, and a second input line connected to the output terminal of the first inverter circuit and the input terminal of the second inverter circuit, The input line pair including the first and second input lines is connected to the data line pair.
【0041】請求項14記載の発明は、前記請求項12
記載の半導体記憶装置におけるデータの読み出し回路に
おいて、複数対のビット線対に対応して設けられ、その
対応する複数対のビット線対とデータ線対との間に配置
されたトランジスタより成るセレクタ回路を備え、この
セレクタ回路の動作により前記対応する複数対のビット
線対のうちから1対のビット線対を選択してデータの読
み出し及び書き込みを行い、前記各セレクタ回路を構成
するCMOS型トランスファゲートにより制御トランジ
スタが構成されることを特徴とする。According to a fourteenth aspect, in the twelfth aspect,
In the data read circuit in the semiconductor memory device described above, a selector circuit is provided corresponding to the plurality of bit line pairs and includes a transistor disposed between the corresponding plurality of bit line pairs and the data line pair. A CMOS type transfer gate forming each selector circuit by selecting one bit line pair from the corresponding plurality of bit line pairs by the operation of the selector circuit to read and write data. A control transistor is constituted by
【0042】請求項15記載の発明は、前記請求項14
記載の半導体記憶装置におけるデータの読み出し回路に
おいて、セレクタ回路は、対応する複数対のビット線対
を構成するビット線の本数と同数設けられ、対応するビ
ット線に接続されるCMOS型トランスファーゲートよ
り成り、前記各CMOS型トランスファーゲートは、P
チャネルMOSFET及びNチャネルMOSFETを備
え、この両MOSFETの各ソース同士及びドレイン同
士が接続されることを特徴とする。The invention according to claim 15 is the invention according to claim 14.
In the data read circuit in the semiconductor memory device described above, the selector circuit is provided with the same number as the number of bit lines constituting a plurality of corresponding bit line pairs, and includes a CMOS type transfer gate connected to the corresponding bit line. , Each of the CMOS type transfer gates is
A channel MOSFET and an N-channel MOSFET are provided, and the sources and drains of both MOSFETs are connected.
【0043】請求項16記載の発明は、前記請求項15
記載の半導体記憶装置におけるデータの読み出し回路に
おいて、電位制御手段は、所定の1対のビット線対を選
択する読み出し動作時には、セレクタ回路を構成するC
MOS型トランスファーゲートのうち、前記選択すべき
所定の1対のビット線対に接続された2個のCMOS型
トランスファーゲートを構成する2個のPチャネルMO
SFET及び2個のNチャネルMOSFETの各ゲート
電位を電源電位未満で且つ接地電位を越える中間電位に
設定して、これ等4個のMOSFETを飽和領域で動作
させ、一方、所定の1対のビット線を選択する書き込み
動作時には、その選択すべき所定の1対のビット線対に
接続された2個のCMOS型トランスファーゲートを構
成する2個のPチャネルMOSFETの各ゲートの電位
を接地電位に設定すると共に、前記CMOS型トランス
ファーゲートを構成する2個のNチャネルMOSFET
の各ゲートの電位を電源電位に設定して、これ等の4個
のMOSFETを線形領域で動作させることを特徴とす
る。The invention according to claim 16 is the invention according to claim 15.
In the data read circuit of the semiconductor memory device described above, the potential control means performs a read operation to select a predetermined pair of bit lines during a read operation by selecting a C bit constituting a selector circuit.
Of the MOS transfer gates, two P-channel MOs forming two CMOS transfer gates connected to the predetermined pair of bit lines to be selected.
The gate potential of each of the SFET and the two N-channel MOSFETs is set to an intermediate potential lower than the power supply potential and higher than the ground potential, and these four MOSFETs are operated in the saturation region. In a write operation for selecting a line, the potential of each gate of two P-channel MOSFETs forming two CMOS transfer gates connected to a predetermined pair of bit lines to be selected is set to the ground potential. And two N-channel MOSFETs forming the CMOS transfer gate.
The potential of each gate is set to the power supply potential, and these four MOSFETs are operated in a linear region.
【0044】請求項17記載の発明は、前記請求項15
記載の半導体記憶装置におけるデータの読み出し回路に
おいて、電位制御手段は、所定の1対のビット線対を選
択する読み出し動作時には、セレクタ回路を構成するC
MOS型トランスファーゲートのうち、前記選択すべき
所定の1対のビット線対に接続された2個のCMOS型
トランスファーゲートを構成する2個のPチャネルMO
SFETの各ゲートの電位を電源電位未満で且つ接地電
位を越える中間電位に設定して、この2個のPチャネル
MOSFETを飽和領域で動作させると共に、前記CM
OS型トランスファーゲートを構成する2個のNチャネ
ルMOSFETの各ゲートの電位を接地電位に設定し
て、この2個のNチャネルMOSFETをオフさせ、一
方、所定の1対のビット線を選択する書き込み動作時に
は、その選択すべき所定の1対のビット線対に接続され
た2個のCMOS型トランスファーゲートを構成する2
個のPチャネルMOSFETの各ゲートの電位を接地電
位に設定すると共に、前記CMOS型トランスファーゲ
ートを構成する2個のNチャネルMOSFETの各ゲー
トの電位を電源電位に設定して、これ等4個のMOSF
ETを線形領域で動作させることを特徴とする。According to a seventeenth aspect of the present invention, there is provided the method according to the fifteenth aspect.
In the data read circuit of the semiconductor memory device described above, the potential control means performs a read operation to select a predetermined pair of bit lines during a read operation by selecting a C bit constituting a selector circuit.
Of the MOS transfer gates, two P-channel MOs forming two CMOS transfer gates connected to the predetermined pair of bit lines to be selected.
The potential of each gate of the SFET is set to an intermediate potential lower than the power supply potential and higher than the ground potential, and the two P-channel MOSFETs are operated in a saturation region.
The potential of each gate of the two N-channel MOSFETs constituting the OS type transfer gate is set to the ground potential to turn off the two N-channel MOSFETs, while selecting a predetermined pair of bit lines. In operation, two CMOS transfer gates 2 connected to a predetermined pair of bit lines to be selected are formed.
The potential of each gate of the two P-channel MOSFETs is set to the ground potential, and the potential of each gate of the two N-channel MOSFETs constituting the CMOS transfer gate is set to the power supply potential. MOSF
The ET operates in a linear region.
【0045】請求項18記載の発明は、前記請求項16
記載の半導体記憶装置におけるデータの読み出し回路に
おいて、ビット線対に接続された2個のCMOS型トラ
ンスファーゲートにおいて、その両CMOS型トランス
ファーゲートを構成する2個のPチャネルMOSFET
のゲートは共通してセレクタ信号線に接続され、その両
CMOS型トランスファゲートを構成する2個のNチャ
ネルMOSFETのゲートは共通して他のセレクタ信号
線に接続され、電位制御手段は、前記ビット線対を経た
データ書き込み動作の直後に前記ビット線対を経たデー
タ読み出し動作が行われる時、前記セレクタ信号線と前
記他のセレクタ信号線とをイコライズするイコライズ手
段を有することを特徴とする。The invention according to claim 18 is the invention according to claim 16.
In the data reading circuit in the semiconductor memory device described above, two P-channel MOSFETs forming both CMOS transfer gates of the two CMOS transfer gates connected to the bit line pair
Are commonly connected to a selector signal line, the gates of two N-channel MOSFETs constituting both CMOS transfer gates are commonly connected to another selector signal line, and the potential control means When a data read operation via the bit line pair is performed immediately after a data write operation via the line pair, an equalizing means for equalizing the selector signal line and the other selector signal line is provided.
【0046】以上の構成により、請求項1ないし請求項
11記載の発明では、メモリセルからのデータの読み出
し時には、トランジスタが飽和領域で動作するので、第
1のデータ線と第2のデータ線との間のインピーダンス
が無限大に近づいて開放状態に等しくなる。その結果、
カレントミラー回路は容量の小さい第2のデータ線の電
荷のみを放電する。従って、第1のデータ線に接続され
るメモリセルの個数が多くて第1のデータ線の負荷容量
が増大しても、第2のデータ線の放電、即ちデータ読み
出しが高速化される。According to the above-described structure, in reading out data from the memory cell, the transistor operates in the saturation region when data is read from the memory cell, so that the first data line and the second data line are connected to each other. Becomes closer to infinity and becomes equal to the open state. as a result,
The current mirror circuit discharges only the electric charge of the second data line having a small capacity. Therefore, even if the number of memory cells connected to the first data line is large and the load capacity of the first data line is increased, the speed of discharging the second data line, that is, the speed of reading data, is increased.
【0047】特に、請求項2ないし請求項7記載の発明
では、データ読み出し後、即ちインバータ回路の出力線
又は第2のデータ線の電位確定後は、供給電流量制御手
段の動作により、電流供給手段からカレントミラー回路
への電流供給路を遮断できるので、カレントミラー回路
に流れる無駄なDC電流が低減される。In particular, according to the present invention, after the data is read, that is, after the potential of the output line or the second data line of the inverter circuit is determined, the current supply is controlled by the operation of the supply current amount control means. Since the current supply path from the means to the current mirror circuit can be cut off, unnecessary DC current flowing in the current mirror circuit is reduced.
【0048】更に、請求項8記載の発明では、第2のデ
ータ線のプリチャージ時には、カレントミラー回路の電
流入力線(基準電流の入力線)の電位が接地電位に設定
される。その結果、カレントミラー回路が第2のデータ
線から切り放された状態になるので、第2のデータ線の
電位安定とプリチャージ時間の短縮が実現される。Further, in the invention according to claim 8, when the second data line is precharged, the potential of the current input line (reference current input line) of the current mirror circuit is set to the ground potential. As a result, since the current mirror circuit is cut off from the second data line, the potential stabilization of the second data line and the shortening of the precharge time are realized.
【0049】また、請求項12ないし請求項17記載の
発明では、メモリセルのデータをラッチ型センス回路に
よりビット線対からデータ線対に読み出す時には、制御
手段の制御によりトランジスタが飽和領域で動作して、
ビット線とデータ線との間のインピーダンスが無限大に
近づいて開放状態に等しくなる。その結果、ラッチ型セ
ンス回路はデータ線の電荷のみを放電するので、ビット
線に接続されるメモリセルの個数が多くてこのビット線
の負荷容量が増大しても、データ線の放電が短時間で行
われて、データ読み出しが高速化される。一方、データ
線からビット線を経てメモリセルにデータを書き込む時
には、トランジスタが線形領域で動作するので、データ
は低インピーダンスでメモリセルに伝送され、高速な書
き込み速度が確保される。According to the twelfth to seventeenth aspects, when data of a memory cell is read from a bit line pair to a data line pair by a latch type sense circuit, the transistor operates in a saturation region under the control of the control means. hand,
The impedance between the bit line and the data line approaches infinity and becomes equal to the open state. As a result, the latch type sense circuit discharges only the data line charges. Therefore, even if the number of memory cells connected to the bit line is large and the load capacity of the bit line is increased, the data line is discharged for a short time. And the speed of data reading is increased. On the other hand, when data is written from the data line to the memory cell via the bit line, the transistor operates in a linear region, so that the data is transmitted to the memory cell with low impedance and a high writing speed is secured.
【0050】[0050]
(第1の実施の形態)図1は、本発明の第1の実施の形
態である読み出し回路の要部構成を示す回路図であり、
レジスタファイルの読み出し回路を示している。(First Embodiment) FIG. 1 is a circuit diagram showing a main configuration of a read circuit according to a first embodiment of the present invention.
4 shows a circuit for reading a register file.
【0051】図1において、101はレジスタファイル
内のメモリセルであり、Nチャネル型のMOSFET1
01a、101b、ラッチ回路101cから成る。11
0は前記メモリセル101が多数個(同図では1個のみ
図示している)接続された第1のデータ線(ビット
線)、111は第2のデータ線、102は前記第1のデ
ータ線110をプリチャージするPチャネル型MOSF
ETから成るプリチャージ回路、103は前記第2のデ
ータ線111をプリチャージするPチャネル型MOSF
ETから成るプリチャージ回路であって、これ等2つの
プリチャージ回路102、103はプリチャージイネー
ブル線112の制御により、各々第1及び第2のデータ
線110、111の電位を”H”にプリチャージする。In FIG. 1, reference numeral 101 denotes a memory cell in a register file, which is an N-channel type MOSFET 1
01a, 101b and a latch circuit 101c. 11
0 denotes a first data line (bit line) to which a large number of the memory cells 101 are connected (only one is shown in the figure), 111 denotes a second data line, and 102 denotes the first data line. P-channel type MOSF for precharging 110
A precharge circuit 103 made of ET; a P-channel MOSF 103 for precharging the second data line 111;
These two precharge circuits 102 and 103 precharge the potentials of the first and second data lines 110 and 111 to “H” by controlling the precharge enable line 112, respectively. Charge.
【0052】104はPチャネルMOSFET(電流供
給手段)であって、そのゲートが第1のデータ線110
に接続され、そのソースが電源線に接続される。このP
チャネルMOSFET104は、第1のデータ線の電位
Vbが下記式1に示す値になると、そのドレインから電
流を流して、第1のデータ線110の電位変化を検出す
る。Reference numeral 104 denotes a P-channel MOSFET (current supply means) whose gate is connected to the first data line 110.
And its source is connected to the power supply line. This P
When the potential Vb of the first data line reaches a value represented by the following equation 1, the channel MOSFET 104 allows a current to flow from its drain to detect a change in the potential of the first data line 110.
【0053】VDD−Vtp≧Vb …(式1) ここに、VDDは電源電位、VtpはPチャネルMOS
FET104のしきい値電圧である。VDD−Vtp ≧ Vb (Equation 1) Here, VDD is a power supply potential, and Vtp is a P-channel MOS.
This is the threshold voltage of the FET 104.
【0054】130はカレントミラー回路であって、こ
のカレントミラー回路130は、2個のNチャネルMO
SFET105、106から成り、電流入力端子INと
電流出力端子OUTとを有する。前記電流入力端子IN
はPチャネルMOSFET(電極供給手段)104のド
レインに接続され、電流出力端子OUTは第2のデータ
線111に接続される。前記一方のNチャネルMOSF
ET(第1のトランジスタ)105は、そのドレインが
電流入力端子INに接続され、そのソースが接地され、
そのゲート(制御電極)が前記電流入力端子INに接続
される。前記他方のNチャネルMOSFET(第2のト
ランジスタ)106は、そのドレインが第2のデータ線
111に接続され、そのソースが接地され、そのゲート
(制御電極)が前記電流入力端子INに接続される。Reference numeral 130 denotes a current mirror circuit. The current mirror circuit 130 includes two N-channel MOs.
It comprises SFETs 105 and 106 and has a current input terminal IN and a current output terminal OUT. The current input terminal IN
Is connected to the drain of a P-channel MOSFET (electrode supply means) 104, and the current output terminal OUT is connected to the second data line 111. The one N-channel MOSF
ET (first transistor) 105 has a drain connected to the current input terminal IN, a source grounded,
The gate (control electrode) is connected to the current input terminal IN. The other N-channel MOSFET (second transistor) 106 has a drain connected to the second data line 111, a source grounded, and a gate (control electrode) connected to the current input terminal IN. .
【0055】107は、本発明の特徴的な構成である制
御トランジスタであって、PチャネルMOSFETより
成る。このMOSFET107は、そのソースが第1の
データ線110に、そのドレインが第2のデータ線11
1に各々接続され、そのゲート(制御電極)には中間電
位供給線109を介して中間電位が供給される。この中
間電位は、図3に示す中間電位生成回路(開放制御手
段)300により生成され、本実施の形態では、後述す
るように2.0V程度の電位である。Reference numeral 107 denotes a control transistor which is a characteristic configuration of the present invention, and is composed of a P-channel MOSFET. The MOSFET 107 has a source connected to the first data line 110 and a drain connected to the second data line 11.
1 and their gates (control electrodes) are supplied with an intermediate potential via an intermediate potential supply line 109. This intermediate potential is generated by the intermediate potential generation circuit (opening control means) 300 shown in FIG. 3, and in the present embodiment, is a potential of about 2.0 V as described later.
【0056】次に、前記中間電位生成回路300を説明
する。図3(a)において、301はプルアップのため
のPチャネルMOSFET、302、304はプルダウ
ンのための直列接続されたPチャネルMOSFETであ
る。PチャネルMOSFET302は、そのゲートとド
レインとが接続される構成である。303は入力線31
0に入力された電位設定信号を論理反転するためのイン
バータ回路である。電位設定信号310の電位が”H”
のときに出力線(図1に示した中間電位供給線)109
の電位は、PチャネルMOSFET301のオンによ
り”H”となり、電位設定信号310の電位が”L”の
ときに中間電位供給線109の電位は、接地線電位Vs
sよりもPチャネルMOSFET302、304のしき
い値電圧Vtpだけ上った電位2・Vtpになる。Next, the intermediate potential generation circuit 300 will be described. In FIG. 3A, 301 is a P-channel MOSFET for pull-up, and 302 and 304 are P-channel MOSFETs connected in series for pull-down. P-channel MOSFET 302 has a configuration in which its gate and drain are connected. 303 is the input line 31
This is an inverter circuit for logically inverting the potential setting signal input to 0. The potential of the potential setting signal 310 is “H”
Output line (the intermediate potential supply line shown in FIG. 1) 109
Becomes “H” when the P-channel MOSFET 301 is turned on. When the potential of the potential setting signal 310 is “L”, the potential of the intermediate potential supply line 109 becomes the ground line potential Vs.
The potential becomes 2 · Vtp higher than s by the threshold voltage Vtp of the P-channel MOSFETs 302 and 304.
【0057】前記図3(a)の中間電位生成回路300
において、電源電圧を3.3V、PチャネルMOSFE
T302、304のしきい値電圧Vtnを0.7V程度
とすると、このしきい値電圧Vtpは基板バイアス効果
により上昇して約1Vとなるので、中間電位供給線10
9に供給される中間電位は、2.0Vとなる。The intermediate potential generating circuit 300 shown in FIG.
, A power supply voltage of 3.3 V, a P-channel MOSFET
Assuming that the threshold voltage Vtn of T302 and T304 is about 0.7 V, the threshold voltage Vtp increases to about 1 V due to the substrate bias effect.
The intermediate potential supplied to 9 becomes 2.0V.
【0058】尚、本実施の形態では、出力負荷を駆動す
るためにインバータ回路108が設けられ、このインバ
ータ回路108は、入力側が第2のデータ線111に接
続され、この第2のデータ線111の電位を論理反転し
た電位をセンス出力線(出力線)114に出力する。In this embodiment, an inverter circuit 108 is provided for driving an output load, and the input side of the inverter circuit 108 is connected to the second data line 111. Is output to the sense output line (output line) 114.
【0059】次に、本実施の形態の読み出し回路の動作
を、図2に示した動作タイミング図を参照しながら、説
明する。尚、図2において、図1に示した読み出し回路
の各信号線番号に対応する電位波形には、各信号線と同
一符号を記してある。また、比較のため、図9に示した
従来の読み出し回路との比較タイミング図を図2(a)
に、図10に示した従来のセンス回路との比較タイミン
グ図を図2(b)に示してある。従来例での動作は、何
れも破線で表している。Next, the operation of the read circuit of this embodiment will be described with reference to the operation timing chart shown in FIG. In FIG. 2, the same reference numerals as those of the signal lines are given to the potential waveforms corresponding to the signal line numbers of the read circuit shown in FIG. For comparison, FIG. 2A is a timing chart for comparison with the conventional read circuit shown in FIG.
FIG. 2B is a timing chart for comparison with the conventional sense circuit shown in FIG. All the operations in the conventional example are indicated by broken lines.
【0060】一般に、MOSFETがオンする条件は式
2に、飽和領域で動作する条件は式3で示される。In general, the condition for turning on the MOSFET is given by Equation 2, and the condition for operating in the saturation region is given by Equation 3.
【0061】Vgs≧Vt …(式2) Vds≧Vgs−Vt …(式3) ここで、Vgsはゲート・ソース間電位、Vdsは、ド
レイン・ソース間電位、VtはMOSFETのしきい値
電圧である。従って、MOSFETは、式2を満さない
場合にはオフし、式2を満し且つ式3を満さない場合に
は線形領域で動作する。また、式2及び式3の両方を満
す場合には、MOSFETは、飽和領域で動作する、即
ち、電流源として動作し、電流の流出入は可能であるが
インピーダンスが無限大の状態に等しくなる。Vgs ≧ Vt (Equation 2) Vds ≧ Vgs−Vt (Equation 3) Here, Vgs is the gate-source potential, Vds is the drain-source potential, and Vt is the threshold voltage of the MOSFET. is there. Therefore, the MOSFET is turned off when Equation 2 is not satisfied, and operates in the linear region when Equation 2 is satisfied and Equation 3 is not satisfied. When both the equations 2 and 3 are satisfied, the MOSFET operates in the saturation region, that is, operates as a current source, so that current can flow in and out, but the impedance is equal to infinity. Become.
【0062】前記の動作条件を基に動作を説明する。い
ま、メモリセル101に論理値“1”のデータが格納さ
れているとする。また、中間電位供給線109の電位を
Vgp、第1のデータ線110の電位をVb、第2のデ
ータ線111の電位をVd、PチャネルMOSFET1
07のしきい値電圧をVtpとする。第1のデータ線1
10の電位Vbと、第2のデータ線111の電位Vdと
は、データ読み出しに伴って変化するため、これ等の電
位変化に応じて前記式2、式3の一方又は双方を満す時
期も変化する。The operation will be described based on the above operating conditions. Now, it is assumed that data of a logical value “1” is stored in the memory cell 101. Also, the potential of the intermediate potential supply line 109 is Vgp, the potential of the first data line 110 is Vb, the potential of the second data line 111 is Vd,
07 is assumed to be Vtp. First data line 1
Since the potential Vb of 10 and the potential Vd of the second data line 111 change as data is read, the timing at which one or both of the above formulas 2 and 3 are satisfied according to these potential changes. Change.
【0063】“H”を記憶する1つのメモリセル101
からの放電によってデータが読み出される場合を説明す
る。データの読み出し前では、第1のデータ線110の
電位Vb及び第2のデータ線111の電位Vd共に電源
電圧VDDにプリチャージされている。データの読み出
し初期では、ワード線113の“H”への変化により、
メモリセル101から放電が開始され、この放電により
第1のデータ線100の電位が低下する。この状況で
は、PチャネルMOSFET107のゲート・ソース間
電圧Vgs、ソース・ドレイン間電圧Vdsは式4、式
5に示す通りとなる。One memory cell 101 storing "H"
A case in which data is read out by discharging from the memory will be described. Before data reading, both the potential Vb of the first data line 110 and the potential Vd of the second data line 111 are precharged to the power supply voltage VDD. At the initial stage of data reading, the word line 113 changes to “H”,
Discharge is started from the memory cell 101, and the potential of the first data line 100 decreases due to the discharge. In this situation, the gate-source voltage Vgs and the source-drain voltage Vds of the P-channel MOSFET 107 are as shown in Expressions 4 and 5.
【0064】Vgs=Vd−Vgp …(式4) Vds=Vd−Vb …(式5) この2つの式を前記式2、式3に代入し、簡約化する
と、PチャネルMOSFET107のオン条件式は式
6、飽和動作条件式は式7となる。Vgs = Vd−Vgp (Equation 4) Vds = Vd−Vb (Equation 5) By substituting these two equations into the above Equations 2 and 3, the ON condition equation of the P-channel MOSFET 107 becomes Expression 6 and the saturation operation condition expression are Expression 7.
【0065】Vgp≦Vd−Vtp …(式6) Vgp≧Vb−Vtp …(式7) ここで、実際の数値例を出して説明する。電源電圧VD
Dを3.3V、PチャネルMOSFET107のしきい
値電圧Vtpを、基板バイアス効果による上昇を考慮し
て1.0Vとする。PチャネルMOSFET107のゲ
ート電圧Vgpは前記中間電位生成回路300の生成電
圧、即ち2.0Vである。従って、データの読み出し初
期では、式6のオン条件式6は満足するが、式7の飽和
動作条件式は満足せず、PチャネルMOSFET107
は線形領域で動作する。Vgp ≦ Vd−Vtp (Equation 6) Vgp ≧ Vb−Vtp (Equation 7) Here, an actual numerical example will be described. Power supply voltage VD
D is set to 3.3 V, and the threshold voltage Vtp of the P-channel MOSFET 107 is set to 1.0 V in consideration of an increase due to the substrate bias effect. The gate voltage Vgp of the P-channel MOSFET 107 is the voltage generated by the intermediate potential generation circuit 300, that is, 2.0V. Therefore, at the initial stage of data reading, the on-condition expression 6 of Expression 6 is satisfied, but the saturation operation condition expression of Expression 7 is not satisfied.
Operates in the linear region.
【0066】次いで、第1のデータ線110の電位Vb
が低下し、3.0Vになると、式7の飽和動作条件式を
満足し、PチャネルMOSFET107は飽和領域で動
作し始める。このため、第1のデータ線110と第2の
データ線111との間のインピーダンスは無限大に近づ
く。Next, the potential Vb of the first data line 110 is
Is reduced to 3.0 V, the saturation operation condition expression of Expression 7 is satisfied, and the P-channel MOSFET 107 starts operating in the saturation region. Therefore, the impedance between the first data line 110 and the second data line 111 approaches infinity.
【0067】その後、第1のデータ線110の電位Vb
が低下し、2.6V(VDD−Vtp=3.3−0.
7)になると、PチャネルMOSFET104がオン
し、ドレイン電流が流れる。このPチャネルMOSFE
T104のドレイン電流は基準電流としてカレントミラ
ー回路130に入力されるので、カレントミラー回路1
30では、この基準電流に誘起されて、NチャネルMO
SFET106のドレインに出力電流が流れる。このN
チャネルMOSFET106のドレインはカレントミラ
ー回路130の電流出力端子OUTであって第2のデー
タ線111に接続されているので、第2のデータ線11
1の電荷はカレントミラー回路130の出力電流により
放電される。このとき、PチャネルMOSFET107
は、既述の通り式6及び式7の双方を満たして、飽和領
域で動作している。従って、第1のデータ線110と第
2のデータ線111との間のインピーダンスは無限大に
近くなっており、2つのデータ線相互は開放状態に等し
くなる。ここで、第2のデータ線111の負荷容量12
1は、PチャネルMOSFET103及びNチャネルM
OSFET106の各ドレイン容量と、インバータ回路
108の入力容量との合計容量であって、小さな容量値
である。従って、第1のデータ線110の負荷120、
即ち、第1のデータ線110の配線抵抗及び配線容量
と、この第1のデータ線110に接続された複数個のメ
モリセル101のドレイン容量との合計容量が大きくな
っても、カレントミラー回路103のNチャネルMOS
FET106は小さな負荷容量121を放電すればよ
く、従って、データ読み出しが高速に行われる。Thereafter, the potential Vb of the first data line 110 is
2.6V (VDD-Vtp = 3.3-0.
7), the P-channel MOSFET 104 is turned on, and a drain current flows. This P channel MOSFE
Since the drain current of T104 is input to the current mirror circuit 130 as a reference current, the current mirror circuit 1
At 30, the N-channel MO is induced by this reference current.
An output current flows to the drain of the SFET 106. This N
Since the drain of the channel MOSFET 106 is the current output terminal OUT of the current mirror circuit 130 and is connected to the second data line 111, the second data line 11
The charge of 1 is discharged by the output current of the current mirror circuit 130. At this time, the P-channel MOSFET 107
Satisfies both Equations 6 and 7 as described above, and operates in the saturation region. Therefore, the impedance between the first data line 110 and the second data line 111 is close to infinity, and the two data lines are equal to each other in an open state. Here, the load capacitance 12 of the second data line 111 is
1 is a P-channel MOSFET 103 and an N-channel M
This is the total capacitance of each drain capacitance of the OSFET 106 and the input capacitance of the inverter circuit 108, which is a small capacitance value. Therefore, the load 120 of the first data line 110,
That is, even if the total capacitance of the wiring resistance and the wiring capacitance of the first data line 110 and the drain capacitance of the plurality of memory cells 101 connected to the first data line 110 increases, the current mirror circuit 103 N-channel MOS
The FET 106 only needs to discharge the small load capacitance 121, and thus the data reading is performed at high speed.
【0068】前記カレントミラー回路130による第2
のデータ線111の放電に伴い、この第2のデータ線1
11の電位Vdは低下し、第1のデータ線110の電位
Vbよりも低くなる。この時、PチャネルMOSFET
107のゲート・ソース間電圧Vgsは式8で、ソース
・ドレイン間Vds電圧は式9で示される。The second by the current mirror circuit 130
Of the second data line 1 along with the discharge of the data line 111
The potential Vd of the first data line 110 is lower than the potential Vb of the first data line 110. At this time, the P-channel MOSFET
The gate-source voltage Vgs of 107 is expressed by Expression 8, and the source-drain Vds voltage is expressed by Expression 9.
【0069】Vgs=Vb−Vgp …(式8) Vds=Vb−Vd …(式9) この2つの式を前記式2及び式3に代入し、簡約化する
と、PチャネルMOSFET107のオン条件式は式1
0で、飽和動作条件式は式11で示される。Vgs = Vb−Vgp (Equation 8) Vds = Vb−Vd (Equation 9) By substituting these two equations into the above Equations 2 and 3, the ON condition of the P-channel MOSFET 107 becomes Equation 1
At 0, the saturation operating condition is given by equation 11.
【0070】Vgp≦Vb−Vtp …(式10) Vgp≧Vd−Vtp …(式11) この時、第1のデータ線110の電位Vbは2.6V
(DDD−Vtp)以下にあるので、式10を満さず、
PチャネルMOSFET107はオフする。従って、第
2のデータ線111は、第1のデータ線110と切り離
された状態で、カレントミラー回路130の放電用Nチ
ャネルMOSFET106を通じて放電される。Vgp ≦ Vb−Vtp (Equation 10) Vgp ≧ Vd−Vtp (Equation 11) At this time, the potential Vb of the first data line 110 is 2.6 V
(DDD-Vtp) or less, and therefore does not satisfy Equation 10;
The P-channel MOSFET 107 turns off. Accordingly, the second data line 111 is discharged through the discharge N-channel MOSFET 106 of the current mirror circuit 130 while being separated from the first data line 110.
【0071】本実施の形態における読み出し回路の読み
出し時間Tsnは、図2(a)に示す通り、時間Td1
と、時間Td2と、時間Tivnとの合計時間となる。
ここで、時間Td1は、ワード線113が“H”になっ
た後、第1のデータ線110の電位Vbが電源電圧VD
DよりもPチャネルMOSFET104のしきい値電圧
Vtpだけ低い電位(VDD−Vtp)に変化するまで
の時間であり、時間Td2は、第1のデータ線110が
PチャネルMOSFET104のしきい値電圧を超えた
後、第2のデータ線111の電位Vdがインバータ回路
108の論理しきい値電圧を超えるまでの時間、時間T
invは、インバータ回路108の遅延時間であり、こ
の遅延時間Tinvの経過後にセンス出力線114の電
位が確定する。The read time Tsn of the read circuit according to the present embodiment is, as shown in FIG.
, Time Td2, and time Tivn.
Here, during the time Td1, after the word line 113 becomes “H”, the potential Vb of the first data line 110 is changed to the power supply voltage VD.
This is the time until the potential changes to a potential (VDD−Vtp) lower than the threshold voltage V by the threshold voltage Vtp of the P-channel MOSFET 104, and the time Td 2 exceeds the threshold voltage of the P-channel MOSFET 104. After that, the time until the potential Vd of the second data line 111 exceeds the logical threshold voltage of the inverter circuit 108, the time T
inv is a delay time of the inverter circuit 108, and after the delay time Tinv elapses, the potential of the sense output line 114 is determined.
【0072】よって、データの読み出し動作の大部分に
おいて、第2のデータ線111と第1のデータ線110
との間のインピーダンスを無限大に近づけて、放電用N
チャネルMOSFET106が駆動する負荷容量を小さ
くできるので、データの読み出し時間の高速化が可能で
ある。Therefore, during most of the data read operation, the second data line 111 and the first data line 110
And the impedance between discharge and N
Since the load capacitance driven by the channel MOSFET 106 can be reduced, the data reading time can be shortened.
【0073】以上説明したように、本実施の形態では、
データ読み出し時には、その初期でメモリセル101か
らの電流放出により電位差を生成し、その後の主要な読
み出し動作時で、PチャネルMOSFET107を飽和
領域で動作及びオフさせて、第1のデータ線110と第
2のデータ線111との相互を開放状態に等しくしてデ
ータ読み出しを行うので、読み出し時間が高速化でき
る。As described above, in the present embodiment,
At the time of data reading, a potential difference is generated by discharging current from the memory cell 101 at the initial stage, and at the time of the subsequent main reading operation, the P-channel MOSFET 107 is operated and turned off in the saturation region, and the first data line 110 and the first data line 110 are turned off. Since the data read is performed with the two data lines 111 equal to the open state, the read time can be shortened.
【0074】これに対し、図9に示した従来の読み出し
回路では、図2(a)に示すように、データ線911の
放電は、メモリセル901内のNチャネルMOSFET
901a、901bだけで行われるため、破線で示すよ
うに放電時間が遅くなる。遅延時間Tdp9(>Td1
+Td2)後にデータ線911の電位はインバータ回路
903の論理しきい値電圧まで変化する。更に、インバ
ータ回路903の遅延時間Tivp9後にセンス出力線
914の電位が確定する。インバータ回路903の入力
波形の傾きが小さい(緩やかである)ため、インバータ
回路903を図1のインバータ回路108と同じ構成の
ものを用いたとしても、遅延時間Tivp9はインバー
タ回路108の遅延時間Tivnよりも大きくなる。従
って、図9の読み出し回路の読み出し時間Tsp9はT
dp9とTivp9を加えた時間となり、本実施の形態
の読み出し時間Tsnよりも遅くなる。On the other hand, in the conventional read circuit shown in FIG. 9, the discharge of the data line 911 is caused by the N-channel MOSFET in the memory cell 901 as shown in FIG.
Since the discharge is performed only at 901a and 901b, the discharge time is delayed as shown by the broken line. Delay time Tdp9 (> Td1
After + Td2), the potential of the data line 911 changes to the logical threshold voltage of the inverter circuit 903. Further, the potential of the sense output line 914 is determined after the delay time Tivp9 of the inverter circuit 903. Since the slope of the input waveform of the inverter circuit 903 is small (slow), even if the inverter circuit 903 has the same configuration as the inverter circuit 108 in FIG. 1, the delay time Tivp9 is longer than the delay time Tivn of the inverter circuit 108. Also increases. Therefore, the read time Tsp9 of the read circuit of FIG.
This is the sum of dp9 and Tivp9, which is later than the read time Tsn in the present embodiment.
【0075】また、図10に示した従来の読み出し回路
では、図2(b)に示すように、データ線961が電源
電位VDDからしきい値電圧Vtpだけ低い電位VDD
−Vtpにまで変化する時間は、図1の実施の形態と同
様にTd1である。その後は、データ線961からの放
電は、メモリセル901内のNチャネルMOSFET9
01a、901bに加えてカレントミラー回路960内
のNチャネルMOSFET953でも行われるが、デー
タ線の負荷が大きくなると、NチャネルMOSFET9
53の放電電流にも限界があるため、破線で示すように
放電時間は長くなる。遅延時間Tdp10(>Td2)
後にデータ線961の電位はインバータ回路954の論
理しきい値電圧まで変化し、その後、インバータ回路9
54の遅延時間Tivp10後にセンス出力線962の
電位が確定する。インバータ回路954の入力波形の傾
きは小さいため、インバータ回路954を図1のインバ
ータ回路108と同じ構成のものを用いたとしても、遅
延時間Tivp10はインバータ回路108の遅延時間
Tivnよりも大きくなる。従って、図10の読み出し
回路の読み出し時間Tsp10は、時間Td1と時間T
dp10と遅延時間Tivp10とを加えた時間とな
り、本実施の形態の読み出し時間Tsnよりも遅くな
る。Further, in the conventional read circuit shown in FIG. 10, as shown in FIG. 2B, the data line 961 is at the potential VDD lower than the power supply potential VDD by the threshold voltage Vtp.
The time required to change to -Vtp is Td1 as in the embodiment of FIG. After that, the discharge from the data line 961 is applied to the N-channel MOSFET 9 in the memory cell 901.
01a and 901b as well as the N-channel MOSFET 953 in the current mirror circuit 960.
Since the discharge current of 53 has a limit, the discharge time becomes longer as shown by the broken line. Delay time Tdp10 (> Td2)
Later, the potential of the data line 961 changes to the logical threshold voltage of the inverter circuit 954, and thereafter, the inverter circuit 9
After 54 delay times Tivp10, the potential of the sense output line 962 is determined. Since the slope of the input waveform of inverter circuit 954 is small, even if inverter circuit 954 having the same configuration as inverter circuit 108 in FIG. 1 is used, delay time Tivp10 is longer than delay time Tivn of inverter circuit 108. Therefore, the read time Tsp10 of the read circuit of FIG.
This is the sum of dp10 and the delay time Tivp10, which is later than the read time Tsn of the present embodiment.
【0076】図3(b)は、中間電位供給線109の電
位を中間電位Vtpに下げる場合の中間電位生成回路3
00´の構成図である。FIG. 3B shows an intermediate potential generating circuit 3 for lowering the potential of the intermediate potential supply line 109 to the intermediate potential Vtp.
It is a block diagram of 00 '.
【0077】図3(b)において、305はプルダウン
のためのPチャネルMOSFETである。電位設定信号
310の電位が”H”のときに中間電位供給線109の
電位は”H”となり、電位設定信号310の電位が”
L”のときに中間電位供給線109の電位は接地線電位
よりもPチャネルMOSFETのしきい値電圧Vtpだ
け上った電圧Vtpになる。第1のデータ線110と第
2のデータ線111がNチャネルMOSFETでVDD
−Vtnまでプリチャージされるときには、図3(b)
の回路を用いると、数2及び数3の条件が満足されるの
で、PチャネルMOSFET107は飽和領域で動作す
ることができる。In FIG. 3B, reference numeral 305 denotes a P-channel MOSFET for pull-down. When the potential of the potential setting signal 310 is “H”, the potential of the intermediate potential supply line 109 becomes “H”, and the potential of the potential setting signal 310 becomes “H”.
At L ”, the potential of the intermediate potential supply line 109 becomes a voltage Vtp higher than the ground line potential by the threshold voltage Vtp of the P-channel MOSFET. The first data line 110 and the second data line 111 VDD with N-channel MOSFET
When the precharge is performed up to −Vtn, FIG.
By using the circuit described above, the conditions of Expressions 2 and 3 are satisfied, so that the P-channel MOSFET 107 can operate in the saturation region.
【0078】尚、ROM等の用途において、ビット線
(第1のデータ線に対応)の幅に対して読み出し回路の
セル幅が大きくなる場合には、面積の整合性をとるため
に、ビット線を選択する列選択用のMOSFETを配置
することがある。本実施の形態のPチャネルMOSFE
T107は、その列選択用のMOSFETとしても使用
することが可能である。この場合の具体例は、後述する
第5の実施の形態に示される。When the cell width of the readout circuit is larger than the width of the bit line (corresponding to the first data line) in applications such as a ROM, the bit line is used to ensure area consistency. May be arranged for selecting a column. P channel MOSFE of the present embodiment
T107 can also be used as a column selection MOSFET. A specific example in this case is shown in a fifth embodiment described later.
【0079】また、本実施の形態では、カレントミラー
回路の構成にNチャネルMOSFETを用いたが、Pチ
ャネルMOSFETを用いても同様の回路が構成でき
る。In the present embodiment, an N-channel MOSFET is used for the configuration of the current mirror circuit. However, a similar circuit can be configured using a P-channel MOSFET.
【0080】(第2の実施の形態)図4は、この発明の
第2の実施の形態の読み出し回路の要部構成を示し、レ
ジスタファイルの読み出し回路を示している。尚、図1
と同様の構成を示す部分は、同一の符号を付している。(Second Embodiment) FIG. 4 shows a main configuration of a read circuit according to a second embodiment of the present invention, and shows a read circuit of a register file. FIG.
The same reference numerals are given to the portions indicating the same configuration as in FIG.
【0081】図4(a)及び(b)において、401、
402は各々PチャネルMOSFETであって、センス
出力線114の電位に従ってPチャネルMOSFET1
04から供給される電流量を少なく制限又は零にするた
めのものである。In FIGS. 4A and 4B, 401,
Reference numeral 402 denotes a P-channel MOSFET, which is a P-channel MOSFET 1 according to the potential of the sense output line 114.
This is for limiting or reducing the amount of current supplied from 04 to zero.
【0082】図4(a)に示す読み出し回路では、Pチ
ャネルMOSFET(電流供給量制御手段)401は、
ソースがPチャネルMOSFET(電流供給手段)10
4のドレインに接続され、ドレインがカレントミラー回
路130の電流入力端子INに接続され、そのゲートが
インバータ回路108のセンス出力線114に接続され
る。In the read circuit shown in FIG. 4A, a P-channel MOSFET (current supply control means) 401
The source is a P-channel MOSFET (current supply means) 10
4, the drain is connected to the current input terminal IN of the current mirror circuit 130, and the gate is connected to the sense output line 114 of the inverter circuit 108.
【0083】従って、図4(a)の読み出し回路では、
第2のデータ線111がプリチャージされてセンス出力
線114が”L”の際では、PチャネルMOSFET4
01は導通可能な状態にある。その後のデータ読み出し
時に、第1のデータ線110の電位低下に伴ってPチャ
ネルMOSFET104からカレントミラー回路130
へ基準電流が流れてカレントミラー回路130が第2の
データ線111の電荷を放電し、この放電に伴い第2の
データ線111の電位が低下し、インバータ回路108
のセンス出力線114の電位が”H”に確定すると、P
チャネルMOSFET401がオフ動作するので、Pチ
ャネルMOSFET104とカレントミラー回路130
との間に存在したDC電流パスが遮断されて、この読み
出し回路にDC電流は流れなくなる。Therefore, in the read circuit of FIG.
When the second data line 111 is precharged and the sense output line 114 is “L”, the P-channel MOSFET 4
01 is in a conductive state. At the time of subsequent data reading, the current mirror circuit 130 is switched from the P-channel MOSFET 104 in accordance with the potential drop of the first data line 110.
The current mirror circuit 130 discharges the electric charge of the second data line 111, and the electric potential of the second data line 111 decreases with this discharge, and the inverter circuit 108
When the potential of the sense output line 114 is determined to be “H”, P
Since the channel MOSFET 401 is turned off, the P-channel MOSFET 104 and the current mirror circuit 130 are turned off.
Is cut off, and no DC current flows through this readout circuit.
【0084】また、図4(b)に示す読み出し回路で
は、PチャネルMOSFET(供給電流量制御手段)4
02は、そのソースがカレントミラー回路130の2個
のNチャネルMOSFET105、106のソース同士
の接続点に接続され、ドレインが接地され、そのゲート
にはインバータ回路108のセンス出力線114が接続
される。従って、この読み出し回路は、図4(a)の読
み出し回路と同様に、センス出力線114の電位が”
H”に確定した時点でDC電流が無駄に流れることを解
消できるので、読み出し時間の短縮に加えて低消費電力
化が実現できる。In the read circuit shown in FIG. 4B, a P-channel MOSFET (supply current amount control means) 4
Reference numeral 02 has a source connected to a connection point between the sources of the two N-channel MOSFETs 105 and 106 of the current mirror circuit 130, a drain grounded, and a gate connected to the sense output line 114 of the inverter circuit 108. . Therefore, in this readout circuit, the potential of the sense output line 114 is "" as in the readout circuit of FIG.
Since the DC current can be prevented from flowing needlessly at the time when it is determined to be “H”, the read time can be reduced and the power consumption can be reduced.
【0085】(第3の実施の形態)図5は、本発明の第
3の実施の形態の読み出し回路の要部構成を示し、レジ
スタファイルの読み出し回路を示している。尚、図1と
同様の構成を示す部分は、同一の符号を付している。(Third Embodiment) FIG. 5 shows a main configuration of a read circuit according to a third embodiment of the present invention, and shows a register file read circuit. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which shows the structure similar to FIG.
【0086】図5(a)及び(b)において、501、
502は第2のデータ線111の電位に従ってPチャネ
ルMOSFET104からの供給電流量を少なく制限又
は零にするNチャネルMOSFETである。In FIGS. 5A and 5B, 501,
Reference numeral 502 denotes an N-channel MOSFET for limiting the amount of current supplied from the P-channel MOSFET 104 to a small value or to zero according to the potential of the second data line 111.
【0087】図5(a)に示す読み出し回路では、Nチ
ャネルMOSFET(供給電流量制御手段)501は、
ドレインがPチャネルMOSFET(電流供給手段)1
04のドレインに接続され、ソースがカレントミラー回
路130の電流入力端子10INに接続され、そのゲー
トが第2のデータ線111に接続される。In the read circuit shown in FIG. 5A, an N-channel MOSFET (supply current control means) 501
The drain is a P-channel MOSFET (current supply means) 1
The source is connected to the current input terminal 10IN of the current mirror circuit 130, and the gate is connected to the second data line 111.
【0088】従って、図5(a)読み出し回路では、第
2のデータ線111が”H”にプリチャージされている
際には、NチャネルMOSFET501は導通可能な状
態にあり、従ってその後のデータ読み出し時には、Pチ
ャネルMOSFET(電流供給手段)104からカレン
トミラー回路130に基準電流が流れて、第2のデータ
線111の電荷が放電され、この第2のデータ線111
の電位が”L”に確定すると、NチャネルMOSFET
(供給電流量制御手段)501がオフ動作するので、カ
レントミラー回路130へのDC電流パスが遮断され
て、DC電流が流れなくなり、低消費電力化が図られ
る。Therefore, in the read circuit of FIG. 5A, when the second data line 111 is precharged to "H", the N-channel MOSFET 501 is in a conductive state, and therefore, the subsequent data read is performed. At times, a reference current flows from the P-channel MOSFET (current supply means) 104 to the current mirror circuit 130, and the charge of the second data line 111 is discharged.
When the potential of the N-channel MOSFET is determined to be "L", the N-channel MOSFET
Since the (supply current amount control means) 501 is turned off, the DC current path to the current mirror circuit 130 is cut off, and no DC current flows, thereby reducing power consumption.
【0089】また、図5(b)に示す読み出し回路で
は、NチャネルMOSFET(供給電流量制御手段)5
02は、そのドレインがカレントミラー回路130の2
個のNチャネルMOSFET105、106のソースに
接続され、そのソースが接地され、そのゲートが第2の
データ線111に接続される。従って、図5(b)の読
み出し回路も、第2のデータ線111の電位が”L”に
確定した時点でDC電流が無駄に流れることを解消で
き、読み出し時間の短縮に加えて低消費電力化が実現で
きる。In the read circuit shown in FIG. 5B, an N-channel MOSFET (supply current amount control means) 5
02 is the drain of the current mirror circuit 130
The sources are connected to the sources of the N-channel MOSFETs 105 and 106, the sources are grounded, and the gates are connected to the second data line 111. Therefore, the read circuit in FIG. 5B can also eliminate the unnecessary flow of the DC current when the potential of the second data line 111 is determined to be “L”, and can reduce the read time and the low power consumption. Can be realized.
【0090】(第4の実施の形態)図6は、本発明の第
4の実施の形態の読み出し回路の要部構成を示し、レジ
スタファイルの読み出し回路を示している。尚、図1と
同様の構成を示す部分は、同一の符号を付している。(Fourth Embodiment) FIG. 6 shows a main part of a read circuit according to a fourth embodiment of the present invention, and shows a register file read circuit. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which shows the structure similar to FIG.
【0091】図6において、600は電位設定手段(切
り離し手段)であり、この電位設定手段600は、Nチ
ャネルMOSFET601とインバータ回路602とを
有する。インバータ回路602は、プリチャージ信号線
112に入力されるプリチャージ信号を論理反転する。
前記NチャネルMOSFET601は、カレントミラー
回路130の電流入力端子INと接地線との間に配置さ
れ、そのゲートに前記インバータ回路602の論理反転
信号を受け、この受信時、即ち第2のデータ線111の
プリチャージ期間にオンして、カレントミラー回路13
0の電流入力端子INの電位を強制的に接地電位に設定
する。In FIG. 6, reference numeral 600 denotes potential setting means (separating means). The potential setting means 600 includes an N-channel MOSFET 601 and an inverter circuit 602. The inverter circuit 602 logically inverts the precharge signal input to the precharge signal line 112.
The N-channel MOSFET 601 is arranged between the current input terminal IN of the current mirror circuit 130 and a ground line, and receives at its gate the logical inversion signal of the inverter circuit 602 at the time of reception, that is, the second data line 111. During the precharge period of the current mirror circuit 13
The potential of the 0 current input terminal IN is forcibly set to the ground potential.
【0092】本実施の形態の読み出し回路は次の欠点を
解決する。即ち、カレントミラー回路130の電流入力
線INの電位は、PチャネルMOSFET104とNチ
ャネルMOSFET105との抵抗成分で分圧された電
位になる。従って、NチャネルMOSFET105のゲ
ートの幅を小さく設定すると、NチャネルMOSFET
106のゲートの電位が高くなる。更に、NチャネルM
OSFET106のゲートの幅を大きく設定すると、大
きな出力電流、即ちNチャネルMOSFET106に大
きなドレイン電流が得られるので、読み出し時間を短縮
できる。しかし、第2のデータ線111の放電が終了し
ても、NチャネルMOSFET106のゲートの電位は
しきい値電圧を超えたままであり、NチャネルMOSF
ET106はオンし続ける。その結果、NチャネルMO
SFET105のゲートの幅を小さく設定し過ぎると、
次に第2のデータ線111をプリチャージする際には、
前記オンし続けるNチャネルMOSFET106が第2
のデータ線111の電位を”L”に固定しようとしてお
り、且つプリチャージ回路103とNチャネルMOSF
ET106との間にDC電流パスができるため、第2の
データ線111の電位が”H”にまでプリチャージする
時間が長くなったり、”H”にまでプリチャージされな
い場合がある。The reading circuit of the present embodiment solves the following disadvantage. That is, the potential of the current input line IN of the current mirror circuit 130 becomes a potential divided by the resistance components of the P-channel MOSFET 104 and the N-channel MOSFET 105. Therefore, if the width of the gate of the N-channel MOSFET 105 is set small,
The potential of the gate of 106 increases. Further, N channel M
When the gate width of the OSFET 106 is set to be large, a large output current, that is, a large drain current is obtained in the N-channel MOSFET 106, so that the read time can be reduced. However, even when the discharge of the second data line 111 is completed, the potential of the gate of the N-channel MOSFET 106 still exceeds the threshold voltage, and the N-channel MOSFET
The ET 106 keeps on. As a result, the N-channel MO
If the gate width of the SFET 105 is set too small,
Next, when precharging the second data line 111,
The N-channel MOSFET 106 that keeps on is the second
To fix the potential of the data line 111 to “L”, and the precharge circuit 103 and the N-channel MOSF
Since a DC current path is formed between the ET 106 and the ET 106, the time for precharging the potential of the second data line 111 to “H” may be long, or the precharge may not be performed to “H”.
【0093】しかし、本実施の形態では、プリチャージ
回路(PチャネルMOSFET)103のオンにより第
2のデータ線111がプリチャージされる際には、Nチ
ャネルMOSFET601がオン状態となるので、カレ
ントミラー回路130の電流入力端子INの電位、即ち
2個のNチャネルMOSFET105、106のゲート
の電位が接地電位にまで低下する。これにより、Nチャ
ネルMOSFET106がオフ状態となり、カレントミ
ラー回路130の電流出力端子OUTが第2のデータ線
111から切り離された状態になる。よって、Nチャネ
ルMOSFET105のゲート幅を小さく設定して読み
出し時間の短縮を図りつつ、その読み出し後に行われる
第2のデータ線111のプリチャージ時には、その第2
のデータ線111の電位安定とプリチャージ時間の短縮
とを図ることができる。However, in the present embodiment, when the precharge circuit (P-channel MOSFET) 103 is turned on and the second data line 111 is precharged, the N-channel MOSFET 601 is turned on, so that the current mirror is turned on. The potential of the current input terminal IN of the circuit 130, that is, the potential of the gates of the two N-channel MOSFETs 105 and 106 decreases to the ground potential. As a result, the N-channel MOSFET 106 is turned off, and the current output terminal OUT of the current mirror circuit 130 is disconnected from the second data line 111. Therefore, while reducing the read time by setting the gate width of the N-channel MOSFET 105 to be small, at the time of precharging the second data line 111 performed after the read, the second
Of the data line 111 can be stabilized and the precharge time can be shortened.
【0094】尚、本実施の形態で示した電位設定手段6
00は、前記図4及び図5に示した読み出し回路に適用
しても、同様の効果が得られるのは勿論である。The potential setting means 6 shown in the present embodiment
The same effect can of course be obtained by applying 00 to the readout circuit shown in FIGS. 4 and 5.
【0095】(第5の実施の形態)図7は、本発明の第
5の実施の形態の読み出し回路の要部構成を示し、RO
Mの読み出し回路を示している。尚、図1と同様の構成
の部分は、同一の符号を付して、その説明を省略する。(Fifth Embodiment) FIG. 7 shows a main configuration of a read circuit according to a fifth embodiment of the present invention.
The M read circuit is shown. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【0096】ROM等の応用においては、メモリセルの
幅に対して読み出し回路の幅が大きい関係上、セレクタ
回路を設け、このセレクタ回路により、複数本のビット
線から1本のビット線を選択して、この選択したビット
線からの信号を読み出す方式が採用される。本実施の形
態は、このようなセレクタ回路を有する読み出し回路に
本発明を適用したものである。In an application such as a ROM, a selector circuit is provided because the width of a read circuit is larger than the width of a memory cell, and one bit line is selected from a plurality of bit lines by the selector circuit. Thus, a method of reading a signal from the selected bit line is adopted. In the present embodiment, the present invention is applied to a read circuit including such a selector circuit.
【0097】図7において、711、716はビット
線、700はROMのメモリセルであって、図ではビッ
ト線711に接続されたメモリセルのみが図示されてい
る。メモリセル700にはワード線710が接続され、
このワード線710の電位が立ち上がった時、このワー
ド線710に接続されたメモリセル700を介して対応
するビット線711又は716の電位が”L”に引き落
とされる。各ビット線711、716は、各々、配線抵
抗、配線容量及びメモリセルのドレイン容量等からなる
負荷720、721を有する。In FIG. 7, reference numerals 711 and 716 denote bit lines, and reference numeral 700 denotes a ROM memory cell. In the drawing, only the memory cells connected to the bit line 711 are shown. A word line 710 is connected to the memory cell 700,
When the potential of the word line 710 rises, the potential of the corresponding bit line 711 or 716 is lowered to “L” via the memory cell 700 connected to the word line 710. Each of the bit lines 711 and 716 has a load 720 and 721 including a wiring resistance, a wiring capacitance, a drain capacitance of a memory cell, and the like.
【0098】前記ビット線711、716は、各々、セ
レクタ回路としてのPチャネルMOSFET703、7
08を介して第2のデータ線111に接続されている。
このPチャネルMOSFET703、708は、各々、
そのゲートに列アドレス選択線713、718が接続さ
れ、この選択線713、718の電位は、後述する中間
電位に設定される。このPチャネルMOSFET70
3、708は、対応するビット線711、716と第2
のデータ線111との間のインピーダンスを無限大に近
づけてその両者間を開放状態に等しくする本発明の開放
制御手段として機能する。The bit lines 711 and 716 are connected to P-channel MOSFETs 703 and 7 as selector circuits, respectively.
08, and is connected to the second data line 111.
The P-channel MOSFETs 703 and 708 are respectively
The gates are connected to column address selection lines 713 and 718, and the potentials of the selection lines 713 and 718 are set to an intermediate potential described later. This P-channel MOSFET 70
3, 708 are the corresponding bit lines 711, 716 and the second
Function as opening control means of the present invention to make the impedance between the data line 111 and the data line 111 close to infinity and equalize the two to an open state.
【0099】PチャネルMOSFET701、706
は、本発明の電流供給手段を構成し、そのゲートは対応
するビット線711、716に接続され、そのソースが
電源線に接続され、対応するビット線の電位変化時にこ
れを検出してそのドレインから電流を供給する。P-channel MOSFETs 701 and 706
Constitutes a current supply means of the present invention, the gate of which is connected to the corresponding bit line 711, 716, the source of which is connected to the power supply line, and detects when the potential of the corresponding bit line changes, and detects its drain. To supply current.
【0100】PチャネルMOSFET702、707
は、各々、そのソースがPチャネルMOSFET70
1、706のドレインに接続され、そのドレインがカレ
ントミラー回路130の電流入力端子INに接続され、
そのゲートが他の列アドレス選択線712、717に接
続される。P-channel MOSFETs 702 and 707
Each have a P-channel MOSFET 70
1, 706, the drain of which is connected to the current input terminal IN of the current mirror circuit 130,
The gate is connected to the other column address selection lines 712, 717.
【0101】図8は、前記列アドレス選択線712、7
13、717、718に供給する中間電位を生成する中
間電位生成回路の構成例を示す。同図において、820
はアドレス{an-1.... a0 }及びその論理反転信号
{xan-1.... xa0 }の入力線、801は前記入力線
820からアドレス{an-1.... a0 }が入力される多
入力NANDゲートより成る第1のデコーダ回路、80
2は前記入力線820からアドレスの論理反転信号{x
an-1.... xa0 }が入力される他の多入力NANDゲ
ートより成る第2のデコーダ回路、803、804は前
記図3(a)に示した中間電位生成回路300と同一構
成の第1及び第2の中間電位生成回路である。前記第1
の中間電位生成回路803は、第1のデコーダ回路80
1の出力を受け、アドレス選択時に中間電位を生成し、
この中間電位は列アドレス選択線713に出力される。
第1のデコーダ回路801の出力電位は、バッファ回路
805を経て列アドレス選択線712に供給される。ま
た、前記第2の中間電位生成回路804は、第2のデコ
ーダ回路802の出力を受け、アドレス選択時に中間電
位を生成し、この中間電位は列アドレス選択線718に
出力される。第2のデコーダ回路802の出力電位は、
バッファ回路806を経て列アドレス選択線717に供
給される。FIG. 8 shows the column address selection lines 712, 7
13 shows a configuration example of an intermediate potential generation circuit that generates an intermediate potential to be supplied to 13, 717, and 718. In FIG.
Is an input line for the address {an-1 .... a0} and its logically inverted signal {xan-1 .... xa0}, and 801 is the address {an-1 .... a0} from the input line 820. A first decoder circuit comprising a multi-input NAND gate to be inputted, 80
2 is a logical inverted signal of the address {x} from the input line 820
an-1... xa0} are input to the second decoder circuits 803 and 804, each of which is composed of another multi-input NAND gate, and have the same configuration as the intermediate potential generation circuit 300 shown in FIG. It is a first and second intermediate potential generation circuit. The first
Of the first decoder circuit 80
1 to generate an intermediate potential at the time of address selection,
This intermediate potential is output to a column address selection line 713.
The output potential of the first decoder circuit 801 is supplied to a column address selection line 712 via a buffer circuit 805. The second intermediate potential generation circuit 804 receives the output of the second decoder circuit 802 and generates an intermediate potential at the time of address selection. This intermediate potential is output to a column address selection line 718. The output potential of the second decoder circuit 802 is
The signal is supplied to the column address selection line 717 via the buffer circuit 806.
【0102】次に、本実施の形態のROMの読み出し回
路の動作について説明する。例えば、ビット線711を
選択する場合には、列アドレス選択線712の電位は”
L”に、列アドレス選択線713の電位はPチャネルM
OSFET703が飽和領域で動作するような中間電位
に各々設定される。同時に、選択されないビット線71
6のセレクタ回路をディスエーブルにするため、列アド
レス選択線717の電位は”H”に、列アドレス選択線
718の電位も”H”に各々設定する。従って、選択さ
れたビット線711の電位の低下に伴ってPチャネルM
OSFET(電極供給手段)701は電流を供給し、こ
の電流がPチャネルMOSFET702を経てカレント
ミラー回路130の電流入力端子INに流れる。その結
果、カレントミラー回路130は第2のデータ線111
の電荷を放電し、その進行に伴いセンス出力線114の
電位が確定すると、読み出しが終了する。Next, the operation of the read circuit of the ROM of this embodiment will be described. For example, when the bit line 711 is selected, the potential of the column address selection line 712 is “
L ”, the potential of the column address selection line 713 is
Each is set to an intermediate potential so that the OSFET 703 operates in the saturation region. At the same time, the unselected bit lines 71
In order to disable the selector circuit No. 6, the potential of the column address selection line 717 is set to "H" and the potential of the column address selection line 718 is set to "H". Therefore, as the potential of the selected bit line 711 decreases, the P-channel M
The OSFET (electrode supply means) 701 supplies a current, and this current flows to the current input terminal IN of the current mirror circuit 130 via the P-channel MOSFET 702. As a result, the current mirror circuit 130 becomes the second data line 111
When the potential of the sense output line 114 is determined as the charge is discharged, the reading is completed.
【0103】ROMの列選択のための従来のセレクタ回
路では、これを構成するMOSFETのゲートに接地電
位が印可されて、セレクタ回路は線形領域で動作するた
め、セレクタ回路の両端のノードは抵抗で接続された状
態と等しくなる。これに対し、本実施の形態では、Pチ
ャネルMOSFET(セレクタ回路)703、708
は、そのゲートに中間電位が与えられて、飽和領域で動
作するので、選択されたビット線(第1のデータ線)7
11又は716と第2のデータ線111とが切り離され
た状態になる。その結果、カレントミラー回路130の
NチャネルMOSFET106から見た負荷容量は、選
択されたビット線(第1のデータ線)711又は716
の容量の分だけ小さくなるので、読み出しが短時間で行
われ、読み出し速度が高速になる。In a conventional selector circuit for selecting a column of a ROM, a ground potential is applied to a gate of a MOSFET constituting the column circuit, and the selector circuit operates in a linear region. Therefore, nodes at both ends of the selector circuit are resistors. It becomes equal to the connected state. On the other hand, in the present embodiment, P-channel MOSFETs (selector circuits) 703 and 708
Is operated in a saturation region when an intermediate potential is applied to its gate, so that the selected bit line (first data line) 7
11 or 716 and the second data line 111 are disconnected. As a result, the load capacitance seen from the N-channel MOSFET 106 of the current mirror circuit 130 is equal to the selected bit line (first data line) 711 or 716.
Therefore, reading is performed in a short time and the reading speed is increased.
【0104】しかも、本実施の形態では、PチャネルM
OSFET703、708が、セレクタ回路としての機
能と、本発明の開放制御手段としての機能とを併せ持つ
ので、セレクタ回路を別途持つ回路構成よりも回路規模
を小さくでき、面積の削減化が可能である。Further, in the present embodiment, the P channel M
Since the OSFETs 703 and 708 have both the function as the selector circuit and the function as the opening control means of the present invention, the circuit scale can be made smaller and the area can be reduced as compared with a circuit configuration having a separate selector circuit.
【0105】尚、本実施の形態で示したように複数本の
データ線から1本のデータ線を選択する読み出し回路に
回路に対し、前記図4、図5及び図6に示した構成を付
加してもよいのは勿論である。Note that, as shown in this embodiment, the configuration shown in FIGS. 4, 5 and 6 is added to the read circuit for selecting one data line from a plurality of data lines. Of course, it may be possible.
【0106】(第6の実施の形態)図11は、本発明の
第6の実施の形態であるRAMの読み出し回路の要部構
成を示す。(Sixth Embodiment) FIG. 11 shows a main configuration of a read circuit of a RAM according to a sixth embodiment of the present invention.
【0107】図11において、1101、1102は各
々RAMの1列分のメモリセルアレイ、1132、11
33は前記メモリセルアレイ1101に配置されたビッ
ト線、1182、1183は前記他のメモリセルアレイ
1102に配置されたビット線である。以下、メモリセ
ルアレイ1101、1102は同一構成であり、以下、
一方のみの構成を説明する。1103は1対のビット線
に接続されるメモリセル、1130はワード線WLであ
り、このワード線WL(1130)には前記メモリセル
1103が多数個(図では2個)列方向に接続される。
前記各対のビット線には、図示を省略したが、多数のメ
モリセル1103が行方向に接続される。この1対のビ
ット線(1132,1133)、(1182,118
3)より成るビット線対を経て前記メモリセル1103
に記憶されたデータを読み出したり、データをメモリセ
ル1103に書き込む。1104は、プリチャージイネ
ーブル線(PRC)1131の電位に応じて各ビット線
を所定電位にプリチャージ及びイコライズするプリチャ
ージ回路である。In FIG. 11, reference numerals 1101 and 1102 denote memory cell arrays for one column of the RAM, 1132 and 1112, respectively.
33 is a bit line arranged in the memory cell array 1101, and 1182 and 1183 are bit lines arranged in the other memory cell array 1102. Hereinafter, the memory cell arrays 1101 and 1102 have the same configuration.
Only one configuration will be described. 1103 is a memory cell connected to a pair of bit lines, 1130 is a word line WL, and a large number (two in the figure) of the memory cells 1103 are connected to the word line WL (1130) in the column direction. .
Although not shown, a large number of memory cells 1103 are connected to each pair of bit lines in the row direction. The pair of bit lines (1132, 1133), (1182, 118)
3) through the bit line pair consisting of 3)
, Or write data to the memory cell 1103. A precharge circuit 1104 precharges and equalizes each bit line to a predetermined potential according to the potential of a precharge enable line (PRC) 1131.
【0108】1135、1136はデータ線であり、こ
の2本のデータ線より成る1対のデータ線対には、前記
各ビット線対が接続される。データ線1135はデータ
の1ビット分の読み出し線となる。Reference numerals 1135 and 1136 denote data lines, and the bit line pairs are connected to a pair of data lines composed of the two data lines. The data line 1135 is a read line for one bit of data.
【0109】1107はラッチ型センス回路であって、
前記2本のデータ線1135、1136に接続される。
このセンス回路1107は、PチャネルMOSFET1
108とNチャネルMOSFET1110とを直列接続
して成る第1のインバータ回路1190と、他のPチャ
ネルMOSFET1109とNチャネルMOSFET1
111とを直列接続して成る第2のインバータ回路11
91とから成る。第1のインバータ回路1190の入力
端子in1と第2のインバータ回路1191の出力端子
out2とが第1の入力線1107aにより接続され、
この入力線1107aがデータ線1136に接続され
る。また、第1のインバータ回路1190の出力端子o
ut1と第2のインバータ回路1191の入力端子in
2とが第2の入力線1107bにより接続され、この入
力線1107bがデータ線1135に接続される。ま
た、このセンス回路1107は、電流制御のためのNチ
ャネルMOSFET1112を有し、このMOSFET
1112は、センスイネーブル線(SEN)1137
が”H”のときにオン動作して、センス回路1107の
センス動作を開始させる。Reference numeral 1107 denotes a latch type sense circuit.
The two data lines 1135 and 1136 are connected.
This sense circuit 1107 includes a P-channel MOSFET 1
108 and an N-channel MOSFET 1110 connected in series, a first inverter circuit 1190, another P-channel MOSFET 1109 and an N-channel MOSFET 1110.
And a second inverter circuit 11 connected in series with
91. An input terminal in1 of the first inverter circuit 1190 and an output terminal out2 of the second inverter circuit 1191 are connected by a first input line 1107a,
This input line 1107a is connected to data line 1136. Also, the output terminal o of the first inverter circuit 1190
ut1 and the input terminal in of the second inverter circuit 1191
2 are connected by a second input line 1107b, and the input line 1107b is connected to the data line 1135. The sense circuit 1107 has an N-channel MOSFET 1112 for current control,
1112 is a sense enable line (SEN) 1137
Is "H", the sensing circuit 1107 starts the sensing operation.
【0110】1113はデータをメモリセル1103に
書き込むためのバッファ回路であって、書き込みイネー
ブル線(WEN)1139が”H”のとき、入力線11
38のデータを1対のデータ線1135、1136及び
所定の1対のビット線(例えば1132、1133)を
経てメモリセル1103に書き込むものである。Reference numeral 1113 denotes a buffer circuit for writing data to the memory cell 1103. When the write enable line (WEN) 1139 is at "H", the input line 1113
38 data are written to the memory cell 1103 via a pair of data lines 1135 and 1136 and a predetermined pair of bit lines (for example, 1132 and 1133).
【0111】1105は、各列のメモリセルアレイ11
01、1102の何れか一方のビット線対を選択するセ
レクタ回路(制御トランジスタ)である。このセレクタ
回路1105は、4個のCMOS型トランスファゲート
1170、1171、1172、1173を有し、これ
等各トランスファゲートは、各ビット線1132、11
33、1182、1183に接続されると共に、各々、
Pチャネル及びNチャネルのMOSFETの組(114
1,1142)、(1143,1144)、(114
5,1146)、(1147,1148)より成り、こ
れ等各組を構成する2個のMOSFETは、相互にソー
ス同士及びドレイン同士が接続されている。Reference numeral 1105 denotes a memory cell array 11 of each column.
A selector circuit (control transistor) for selecting any one of the bit line pairs 01, 1102. The selector circuit 1105 has four CMOS type transfer gates 1170, 1171, 1172, 1173.
33, 1182, 1183, respectively,
A set of P-channel and N-channel MOSFETs (114
1,1142), (1143, 1144), (114
5, 1146) and (1147, 1148), and the two MOSFETs constituting each group have their sources and drains connected to each other.
【0112】前記セレクタ回路1105において、1対
のビット線1132、1133に接続された2個のCM
OS型トランスファゲート1170、1171では、各
NチャネルMOSFET1142、1144のゲート
(制御電極)にセレクタ信号線CSL(1160)が接
続され、各PチャネルMOSFET1141、1143
のゲート(制御電極)に他のセレクタ信号線XCSL
(1161)が接続される。更に、他の1対のビット線
1182、1183に接続された2個のCMOS型トラ
ンスファゲート1172、1173では、各Nチャネル
MOSFET1146、1148のゲート(制御電極)
にセレクタ信号線CSR(1162)が接続され、各P
チャネルMOSFET1145、1147のゲート(制
御電極)に他のセレクタ信号線XCSR(1163)が
接続されている。In the selector circuit 1105, two CMs connected to a pair of bit lines 1132 and 1133
In the OS transfer gates 1170 and 1171, the selector signal line CSL (1160) is connected to the gate (control electrode) of each of the N-channel MOSFETs 1142 and 1144, and the P-channel MOSFETs 1141 and 1143 are connected.
The other selector signal line XCSL to the gate (control electrode) of
(1161) is connected. Further, in the two CMOS transfer gates 1172 and 1173 connected to the other pair of bit lines 1182 and 1183, the gates (control electrodes) of the respective N-channel MOSFETs 1146 and 1148
Is connected to the selector signal line CSR (1162).
Another selector signal line XCSR (1163) is connected to the gates (control electrodes) of the channel MOSFETs 1145 and 1147.
【0113】前記セレクタ信号線CSL、CSR及び他
のセレクタ信号線XCSL、XCSRの電位を設定する
回路を説明する。この回路は、列アドレス入力線ADR
(1134)のバッファ回路1150により構成され
る。A circuit for setting the potentials of the selector signal lines CSL and CSR and the other selector signal lines XCSL and XCSR will be described. This circuit includes a column address input line ADR
(1134) buffer circuit 1150.
【0114】次に、前記バッファ回路(電位制御手段)
1150の内部構成を説明する。このバッファ回路11
50は、アドレス入力線A、書込み制御信号入力線Wを
持ち、出力線NOUTがセレクタ選択信号CSL116
0に、出力線POUTがセレクタ信号線XCSL116
1に各々接続される。Next, the buffer circuit (potential control means)
The internal configuration of 1150 will be described. This buffer circuit 11
50 has an address input line A and a write control signal input line W, and the output line NOUT is connected to the selector selection signal CSL116.
0, the output line POUT is connected to the selector signal line XCSL116.
1 respectively.
【0115】出力線NOUTには、プルアップ用のPチ
ャネルMOSFET1152、プルアップ用のNチャネ
ルMOSFET1153、プルダウン用のNチャネルM
OSFET1154とが接続される。アドレス入力線1
134の電位が”H”で且つ書き込み動作を行う場合
(WENが”H”の場合)には、前記プルアップ用のP
チャネルMOSFET1152をオンさせて、出力線N
OUTの電位を電源電位VDDとする。アドレス入力線
1134の電位が”H”で且つ読み出し動作を行う場合
(WENが”L”の場合)には、プルアップ用のNチャ
ネルMOSFET1153をオンさせて、出力線NOU
Tの電位、即ちセレクタ信号線CSL1160の電位
を、電源電圧VDDよりもNチャネルMOSFET11
53のしきい値電圧Vtnだけ低い中間電位(VDD−
Vtn)にプルアップされる。ここで、電源電圧VDD
を3.3V、NチャネルMOSFET1153のしきい
値電圧Vtnを0.7Vとすると、このしきい値電圧V
tnが基板バイアス効果により上昇して約1.0Vに上
昇するため、セレクタ信号線CSL1160の電位は
2.3V程度の中間電位になる。また、アドレス入力線
1134が”L”の場合には、プルダウン用のNチャネ
ルMOSFET1154をオンさせて、出力線NOUT
の電位を接地電位VSSとする。The output line NOUT includes a P-channel MOSFET 1152 for pull-up, an N-channel MOSFET 1153 for pull-up, and an N-channel M for pull-down.
OSFET 1154 is connected. Address input line 1
When the potential of H is 134 and the write operation is performed (WEN is "H"), the pull-up P
When the channel MOSFET 1152 is turned on, the output line N
The potential of OUT is set to the power supply potential VDD. When the potential of the address input line 1134 is “H” and a read operation is performed (when WEN is “L”), the N-channel MOSFET 1153 for pull-up is turned on, and the output line NOU is turned on.
The potential of T, that is, the potential of the selector signal line CSL1160 is set higher than the power supply voltage VDD by the N-channel MOSFET 11
An intermediate potential (VDD-
Vtn). Here, the power supply voltage VDD
Is 3.3 V and the threshold voltage Vtn of the N-channel MOSFET 1153 is 0.7 V.
Since tn increases to about 1.0 V due to the substrate bias effect, the potential of the selector signal line CSL1160 becomes an intermediate potential of about 2.3 V. When the address input line 1134 is “L”, the N-channel MOSFET 1154 for pull-down is turned on, and the output line NOUT
Is the ground potential VSS.
【0116】更に、前記バッファ回路1150におい
て、出力線POUTには、プルアップ用のPチャネルM
OSFET1156、プルダウン用のNチャネルMOS
FET1157、プルアップ用のNチャネルMOSFE
T1155とが接続される。アドレス入力線1134の
電位が”H”で且つ書き込み動作を行う場合(WEN
が”H”の場合)には、プルダウン用のNチャネルMO
SFET1157をオンさせて、出力線POUTを接地
電位VSSとする。アドレス入力線1134の電位が”
H”で且つ読み出し動作を行う場合(WENが”L”の
場合)には、プルアップ用のNチャネルMOSFET1
155をオンさせて、出力線POUTの電位、すなわ
ち、セレクタ信号線XCSL1161の電位を前記と同
様に中間電位(VDD−Vtn=2.3V)とする。ア
ドレス入力線1134が”L”の場合には、プルアップ
用のPチャネルMOSFET1156をオンさせて、電
源電位VDDとする。Further, in the buffer circuit 1150, a pull-up P-channel M is connected to the output line POUT.
OSFET 1156, N-channel MOS for pull-down
FET 1157, N-channel MOSFE for pull-up
T1155 is connected. When the potential of the address input line 1134 is “H” and a write operation is performed (WEN
Is "H"), the N-channel MO for pull-down
The SFET 1157 is turned on to set the output line POUT to the ground potential VSS. The potential of the address input line 1134 is "
When the read operation is performed at “H” (WEN is “L”), the N-channel MOSFET 1 for pull-up is used.
155 is turned on, and the potential of the output line POUT, that is, the potential of the selector signal line XCSL1161 is set to the intermediate potential (VDD-Vtn = 2.3 V) as described above. When the address input line 1134 is “L”, the pull-up P-channel MOSFET 1156 is turned on to set the power supply potential VDD.
【0117】前記バッファ回路1150には、Pチャネ
ルMOSFET1158(イコライズ手段)が設けられ
る。このPチャネルMOSFET1158は、書き込み
直後に同一列のメモリセルアレイからデータの読み出し
を行う場合に、電源電圧VDDまで設定されたセレクタ
信号線を所定の中間電位まで早期に引き落とすためのも
のである。例えば、セレクタ信号線CSL1160が書
き込み時に電源電位VDDに設定されており、その直後
にデータ読み出しを行う場合を想定すると、電源電圧V
DDに設定されたセレクタ信号線CSL1160の電位
と、接地電位VSSに設定されたセレクタ信号線XCS
L1161とを、PチャネルMOSFET1158によ
りイコライズして、セレクタ信号線CSL1160を中
間電位に設定する。このPチャネルMOSFET115
8のゲートに制御電圧を与えるために、状態遷移検出回
路1155を設けている。書き込みイネーブル線(WE
N)1139が”H”から”L”に変化した時に、状態
遷移検出回路1155はパルス電圧を発生し、その発生
期間だけ両セレクタ信号線CSL1160、XCSVL
1161をイコライズする。その後、NチャネルMOS
FET1155で中間電位(VDD−Vtn)までプル
アップする。The buffer circuit 1150 is provided with a P-channel MOSFET 1158 (equalizing means). This P-channel MOSFET 1158 is used to quickly pull down the selector signal line set to the power supply voltage VDD to a predetermined intermediate potential when reading data from the memory cell array in the same column immediately after writing. For example, assuming that the selector signal line CSL1160 is set to the power supply potential VDD at the time of writing and data is read immediately after that, the power supply voltage VSL
DD and the selector signal line XCS set to the ground potential VSS.
L1161 is equalized by a P-channel MOSFET 1158 to set the selector signal line CSL1160 to an intermediate potential. This P-channel MOSFET 115
A state transition detection circuit 1155 is provided in order to apply a control voltage to the gates 8. Write enable line (WE
N) 1139 changes from “H” to “L”, the state transition detection circuit 1155 generates a pulse voltage, and the selector signal lines CSL1160 and XCSVL only during the generation period.
1161 is equalized. After that, N channel MOS
The FET 1155 pulls up to the intermediate potential (VDD-Vtn).
【0118】1151はバッファ回路1150と同様構
成のバッファ回路である。この回路は、列アドレス信号
ADRが”L”の場合に、書き込みまたは読み出しの動
作に応じて、セレクタ信号線CSR1162、XCSR
1163の電位設定を行うように動作する。Reference numeral 1151 denotes a buffer circuit having the same configuration as the buffer circuit 1150. When the column address signal ADR is "L", this circuit selects the selector signal lines CSR1162 and XCSR according to the write or read operation.
It operates to set the potential of 1163.
【0119】次に、本実施の形態のRAMの読み出し動
作を図12に示した動作タイミング図を参照しながら説
明する。この説明は、前記第1の実施の形態において既
述した式2のMOSFETのオン条件式、及び式3の飽
和動作条件式に基いて行う。尚、図12では、図11に
示した読み出し回路の各信号線番号に対応する電位波形
には、各信号線と同一符号を付してある。また、比較の
ため、図14に示した従来例の電位波形を併せて示して
いる。Next, the read operation of the RAM according to the present embodiment will be described with reference to the operation timing chart shown in FIG. This description will be made based on the ON condition expression of the MOSFET of the expression 2 and the saturation operation condition expression of the expression 3 described in the first embodiment. In FIG. 12, the potential waveforms corresponding to the signal line numbers of the read circuit shown in FIG. 11 are denoted by the same reference numerals as those of the signal lines. For comparison, the potential waveform of the conventional example shown in FIG. 14 is also shown.
【0120】ビット線1133の電位をVb、セレクタ
回路1105の出力であるデータ線1136の電位をV
a、セレクタ信号XCSL1161の電位(即ち、Pチ
ャネルMOSFET1143のゲート電位)をVgp、
PチャネルMOSFET1143のしきい値電圧をVt
pとする。ビット線1133の電位Vbとデータ線11
36の電位Vaとは、データの読み出しと共に変化する
ので、これ等の電位変化に応じて式2、式3を満す時期
が変化する。The potential of the bit line 1133 is Vb, and the potential of the data line 1136 output from the selector circuit 1105 is Vb.
a, the potential of the selector signal XCSL1161 (that is, the gate potential of the P-channel MOSFET 1143) is Vgp,
The threshold voltage of P-channel MOSFET 1143 is Vt
Let p. The potential Vb of the bit line 1133 and the data line 11
Since the potential Va of 36 changes with the reading of data, the timing of satisfying Expressions 2 and 3 changes according to these potential changes.
【0121】列アドレス入力線1134は“H”に設定
され、セレクタ回路1105により列1101のビット
線1132、1133が選択され、また、メモリセル1
103には論理“1”のデータが格納されているものと
する。ビット線1132の電位は、予め、プリチャージ
電位に設定され、且つメモリセル1103からの放電が
ないので、その電位は変化しない。The column address input line 1134 is set at "H", the bit lines 1132 and 1133 of the column 1101 are selected by the selector circuit 1105, and the memory cell 1
It is assumed that data of logic “1” is stored in 103. Since the potential of the bit line 1132 is set in advance to the precharge potential and there is no discharge from the memory cell 1103, the potential does not change.
【0122】データの読み出しの当初、時刻t1でワー
ド線1130が“H”に変化すると、ビット線1133
はメモリセル1103により“L”に放電され、ビット
線1132は“H”を出力する。At the beginning of data reading, when word line 1130 changes to "H" at time t1, bit line 1133
Is discharged to “L” by the memory cell 1103, and the bit line 1132 outputs “H”.
【0123】このとき、PチャネルMOSFET114
3のゲート・ソース間電圧は式12により、ソース・ド
レイン間電圧は式13により示される。At this time, the P-channel MOSFET 114
The gate-source voltage of No. 3 is expressed by Expression 12, and the source-drain voltage is expressed by Expression 13.
【0124】Vgs=Va−Vgp …(式12) Vds=Va−Vb …(式13) この2式を前記第1の実施の形態の式2、式3に代入
し、簡約化すると、下記のPチャネルMOSFET11
43のオン条件式は式14、飽和動作条件式は式15で
示される。Vgs = Va−Vgp (Equation 12) Vds = Va−Vb (Equation 13) By substituting these two equations into Equations 2 and 3 of the first embodiment, the following can be simplified. P-channel MOSFET11
The ON condition expression of 43 is represented by Expression 14, and the saturation operation condition expression is represented by Expression 15.
【0125】Vgp≦Va−Vtp …(式14) Vgp≧Vb−Vtp …(式15) ここで、第1の実施の形態と同様に実際の数値例を出し
て説明する。本実施の形態でも、電源電圧VDDを3.
3V、PチャネルMOSFET1143のしきい値電圧
Vtpを0.7Vとする。セレクタ信号線XCSL11
61の電位,即ちPチャネルMOSFET1143のゲ
ートの電位Vgpは、既述の通り2.3Vである。従っ
て、オン条件式14は満足するが、飽和動作条件式15
は満足せず、PチャネルMOSFET1143は線形領
域で動作する。Vgp ≦ Va−Vtp (Equation 14) Vgp ≧ Vb−Vtp (Equation 15) Here, as in the first embodiment, actual numerical examples will be described. Also in the present embodiment, the power supply voltage VDD is set to 3.
3V, the threshold voltage Vtp of the P-channel MOSFET 1143 is set to 0.7V. Selector signal line XCSL11
The potential of 61, that is, the potential Vgp of the gate of the P-channel MOSFET 1143 is 2.3 V as described above. Therefore, although the ON condition expression 14 is satisfied, the saturation operation condition expression 15
Is not satisfied, and the P-channel MOSFET 1143 operates in the linear region.
【0126】一方、NチャネルMOSFET1144は
次のように動作する。即ち、セレクタ信号CSL116
0の電位、即ちNチャネルMOSFET1144のゲー
ト電位をVgn、そのしきい値電圧をVtnとすると、
NチャネルMOSFET1144のゲート・ソース間電
圧は式16、ソース・ドレイン間電圧は式17で示され
る。On the other hand, N-channel MOSFET 1144 operates as follows. That is, the selector signal CSL116
Assuming that the potential of 0, that is, the gate potential of the N-channel MOSFET 1144 is Vgn and its threshold voltage is Vtn,
The gate-source voltage of the N-channel MOSFET 1144 is expressed by Expression 16, and the source-drain voltage is expressed by Expression 17.
【0127】Vgs=Vgn−Va …(式16) Vds=Vb−Va …(式17) ここでは後に述べるオン条件の制約から、ビット線11
33の電位Vbはデータ線Vaよりも高い場合のみを想
定している。この2つの式を式2及び式3に代入し、簡
約化すると、NチャネルMOSFET1144のオン条
件式は式18、飽和動作条件式は式19となる。Vgs = Vgn-Va (Equation 16) Vds = Vb-Va (Equation 17) Here, the bit line 11
It is assumed that only the potential Vb of 33 is higher than the data line Va. Substituting these two equations into Equations 2 and 3 and simplifying them, Equation 18 is the ON condition equation of the N-channel MOSFET 1144 and Equation 19 is the saturation operation condition equation.
【0128】Vgn≧Va+Vtn …(式18) Vgn≦Vb+Vtn …(式19) 本実施の形態では、NチャネルMOSFET1144の
しきい値電圧Vtnを0.7Vとする。NチャネルMO
SFET1144のゲート電位Vgnは既述の通り2.
3Vである。従って、前記飽和動作条件式19は満足す
るが、オン条件式18を満足せず、NチャネルMOSF
ET1144はオフしている。Vgn ≧ Va + Vtn (Equation 18) Vgn ≦ Vb + Vtn (Equation 19) In this embodiment, the threshold voltage Vtn of the N-channel MOSFET 1144 is set to 0.7V. N-channel MO
The gate potential Vgn of the SFET 1144 is 2.
3V. Therefore, the above-mentioned saturation operation condition expression 19 is satisfied, but the ON condition expression 18 is not satisfied.
ET1144 is off.
【0129】次いで、ビット線1133の電位Vbが低
下し、3.0Vになると、前記飽和動作条件式15を満
足し、PチャネルMOSFET1143は飽和領域での
動作を開始し、ビット線1133とデータ線1136と
の間のインピーダンスは無限大に近づき、両信号線間は
開放状態に等しくなる。Next, when the potential Vb of the bit line 1133 drops and reaches 3.0 V, the saturation operation condition expression 15 is satisfied, the P-channel MOSFET 1143 starts operating in a saturation region, and the bit line 1133 and the data line The impedance between the signal lines 1136 approaches infinity, and the distance between both signal lines becomes equal to the open state.
【0130】一方、時刻t2で2本のビット線113
2、1133間の電位差ΔVb1が所定電位になれば、
センスイネーブル線1137の電位が“H”になる。セ
ンス回路1107はラッチ回路として動作し、2本のデ
ータ線1135、1136の電位が等しい場合には平衡
状態にあるが、前記の通り2本のビット線1132、1
133間に電位差ΔVb1が発生した場合には、この電
位差ΔVb1を増幅するように動作して、“H”側のデ
ータ線1135の電位を電源電圧VDDまで、“L”側
のデータ線1136の電位を接地電位VSSまで増幅す
る。既述の通りPチャネルMOSFET1143は飽和
領域で動作していて、ビット線1133とデータ線11
36との間は開放状態に等しく、データ線1136は、
大きな負荷(配線容量、配線抵抗及びメモリセル110
3のドレイン容量等を合計した負荷)を持つビット線1
133とは切り離された状態にある。その結果、図12
の波形に示すように、“L”出力をするビット線113
3はほとんどメモリセル1103のNチャネルMOSF
ETのみで放電されて、図14の従来例(ビット線14
33の電位変化で図示)とは異なり、緩やかな電位変化
をし、一方、ラッチ型センス回路1107は小さな負荷
容量のデータ線1136のみを放電して、データ線11
36の電位低下が急峻になり、図14の従来例(ビット
線1436の破線で示す電位変化)よりも電位変化が著
しく、その分、データ読み出しが高速に行える。On the other hand, at time t2, two bit lines 113
When the potential difference ΔVb1 between the 2 and 1133 reaches a predetermined potential,
The potential of the sense enable line 1137 becomes “H”. The sense circuit 1107 operates as a latch circuit and is in an equilibrium state when the potentials of the two data lines 1135 and 1136 are equal.
When the potential difference ΔVb1 is generated between the potentials 133 and 133, the potential difference ΔVb1 is operated to amplify the potential difference ΔVb1 so that the potential of the “H” side data line 1135 is reduced to the power supply voltage VDD and the potential of the “L” side data line 1136 is increased. To the ground potential VSS. As described above, the P-channel MOSFET 1143 operates in a saturation region, and the bit line 1133 and the data line 11
36 is equal to the open state, and the data line 1136 is
Large load (wiring capacitance, wiring resistance and memory cell 110
Bit line 1 having a load equal to the sum of the drain capacitances and the like of FIG.
133 is in a separated state. As a result, FIG.
As shown in the waveform of FIG.
3 is almost the N-channel MOSF of the memory cell 1103.
Only the ET is discharged, and the conventional example of FIG.
33, the potential of the latch type sense circuit 1107 discharges only the data line 1136 having a small load capacitance, and the data line 11
The steep drop in the potential at 36 causes a significant change in the potential as compared with the conventional example of FIG. 14 (the potential change indicated by the broken line of the bit line 1436), and data reading can be performed at a higher speed.
【0131】その後、データ線1136の放電の進行に
伴い、このデータ線1136の電位Vaがビット線11
33の電位Vbよりも低くなると、この時のPチャネル
MOSFET1143のゲート・ソース間電圧は式2
0、ソース・ドレイン間電圧は式21で示される。Thereafter, as the discharge of data line 1136 progresses, potential Va of data line 1136 changes to bit line 11.
33, the gate-source voltage of the P-channel MOSFET 1143 at this time becomes:
0, the source-drain voltage is given by equation 21.
【0132】Vgs=Vb−Vgp …(式20) Vds=Vb−Va …(式21) この2つの式を前記式2及び式3に代入し、簡約化する
と、PチャネルMOSFET1143のオン条件式は式
22に、飽和動作条件式は式23になる。Vgs = Vb−Vgp (Equation 20) Vds = Vb−Va (Equation 21) By substituting these two equations into the above Equations 2 and 3, the ON condition of the P-channel MOSFET 1143 becomes In Expression 22, the saturation operation condition expression is Expression 23.
【0133】Vgp≦Vb−Vtp …(式22) Vgp≧Va−Vtp …(式23) このとき、前記オン条件式18を満たさなくなるので、
PチャネルMOSFET1143はオフする。Vgp ≦ Vb−Vtp (Equation 22) Vgp ≧ Va−Vtp (Equation 23) At this time, since the above-mentioned on-condition expression 18 is not satisfied,
P-channel MOSFET 1143 turns off.
【0134】一方、NチャネルMOSFET1144
は、データ線1136の電位Vaが放電により更に低下
し、1.6V未満になると、前記オン条件式18を満
し、飽和領域で動作する。従って、ビット線1133と
データ線1136との間のインピーダンスは無限大に近
く、これ等信号線は開放状態に等しくなるので、データ
線1136の電荷は、ビット線1133とは切り離され
た状態で、センス回路1107を通じて放電される。On the other hand, N-channel MOSFET 1144
When the potential Va of the data line 1136 is further reduced by discharge and becomes lower than 1.6 V, the ON condition expression 18 is satisfied and the device operates in a saturation region. Therefore, the impedance between the bit line 1133 and the data line 1136 is close to infinity, and these signal lines become equal to the open state, so that the electric charge of the data line 1136 is separated from the bit line 1133, Discharged through the sense circuit 1107.
【0135】時刻t0でデータ線1136の電位が、図
示しない後段の回路の論理しきい値よりも低くなって、
読み出しデータが確定する。At time t0, the potential of the data line 1136 becomes lower than the logic threshold value of a circuit (not shown) at the subsequent stage.
The read data is determined.
【0136】その後、メモリセル1103の放電により
ビット線1133の電位Vbも1.6V以下に低下する
と、NチャネルMOSFET1144は飽和動作条件式
19を満さず、インピーダンスの小さな線形領域で動作
する。しかし、データ線1136の電位Vaは確定して
おり、読み出しは終了しているので、問題はない。Thereafter, when the potential Vb of the bit line 1133 drops to 1.6 V or less due to the discharge of the memory cell 1103, the N-channel MOSFET 1144 does not satisfy the saturation operation condition expression 19 and operates in a linear region where the impedance is small. However, there is no problem since the potential Va of the data line 1136 is determined and the reading is completed.
【0137】従って、読み出し動作の大部分において、
データ線1136とビット線1133との間のインピー
ダンスを無限大に近づけて、センス回路1107が駆動
する負荷容量をデータ線1136の容量のみに小さくで
きるので、読み出し時間の高速化が実現できる。Therefore, in most of the read operation,
Since the impedance between the data line 1136 and the bit line 1133 can be made close to infinity and the load capacitance driven by the sense circuit 1107 can be reduced to only the capacitance of the data line 1136, the read time can be shortened.
【0138】一方、書き込み動作時には、PチャネルM
OSFET1143のゲート電位はセレクタ信号線XC
SL1161により接地電位Vssに、またNチャネル
MOSFET1144のゲート電位はセレクタ信号線C
SL1160により電源電位VDDに設定される。従っ
て、PチャネルMOSFET1143及びNチャネルM
OSFET1144の各ゲート・ソース間電圧が最大に
なって、その各オン抵抗が最も小さくなる。その結果、
データ書き込み時間が短縮されて、高速な書き込み動作
が実現される。On the other hand, during the write operation, the P channel M
The gate potential of the OSFET 1143 is set to the selector signal line XC
SL1161 sets the ground potential Vss, and the gate potential of N-channel MOSFET 1144 changes the selector signal line C
The power supply potential VDD is set by SL1160. Therefore, the P-channel MOSFET 1143 and the N-channel M
The gate-source voltage of the OSFET 1144 is maximized, and its on-resistance is minimized. as a result,
The data write time is shortened, and a high-speed write operation is realized.
【0139】ワード線1130、プリチャージイネーブ
ル線1131、センスイネーブル線1137の電位は、
ほぼ同じ相のクロックタイミングで動作している。従っ
て、ワード線1130が”L”になると、プリチャージ
イネーブル線1131、センスイネーブル線1137
も”L”になるため、ビット線1132、1133およ
びデータ線1135、1136はセンス回路1107か
ら切り放された状態となり、プリチャージとイコライズ
が行われる。The potentials of the word line 1130, the precharge enable line 1131 and the sense enable line 1137 are
The clocks operate at almost the same clock timing. Therefore, when the word line 1130 becomes “L”, the precharge enable line 1131 and the sense enable line 1137
Also, the bit lines 1132 and 1133 and the data lines 1135 and 1136 are cut off from the sense circuit 1107, and precharge and equalization are performed.
【0140】(第7の実施の形態)図13は、本発明の
第7の実施の形態であるRAMの読み出し回路の要部構
成を示す。尚、前記図11と同様の構成の部分は、同一
の符号を付してその説明を省略する。(Seventh Embodiment) FIG. 13 shows a main configuration of a read circuit of a RAM according to a seventh embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 11 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【0141】本実施の形態は、前記第6の実施の形態を
一部改良したものである。即ち、セレクタ回路1105
を構成する4個のNチャネルMOSFET1142、1
144、1146及び1148は、前記第6の実施の形
態で説明したように、読み出し動作の初期からオフして
おり、後半の所定時点で前記式18及び式19を満して
飽和領域で動作し始めるので、これ等4個のNチャネル
MOSFETを読み出し動作時には常時オフに制御する
ものである。This embodiment is a partial improvement of the sixth embodiment. That is, the selector circuit 1105
, Four N-channel MOSFETs 1142, 1
As described in the sixth embodiment, 144, 1146, and 1148 are turned off from the beginning of the read operation, and operate in the saturation region by satisfying Expressions 18 and 19 at a predetermined time in the latter half. At the beginning, these four N-channel MOSFETs are always turned off during the read operation.
【0142】図13において、1250は列アドレス入
力線のバッファ回路(電位制御手段)であって、アドレ
ス入力線A及び書込み制御信号入力線Wを持ち、出力線
NOUTがセレクタ選択信号CSL1260、出力線P
OUTがセレクタ信号線XCSL1261に各々接続さ
れる。出力線NOUTは、アドレス入力線1134の電
位が”H”で且つ書き込み動作を行う場合(WENが”
H”の場合)には、プルアップ用のPチャネルMOSF
ET1251のオン動作により電源電位VDDとなり、
アドレス入力線1134の電位が”H”で且つ読み出し
動作を行う場合(WENが”L”の場合)、及びアドレ
ス入力線1134が”L”の場合には、プルダウン用の
NチャネルMOSFET1252のオン動作により接地
電位VSSとなる。前記図11のバッファ回路1150
のように中間電位生成用のNチャネルMOSFET11
53は設けられない。出力線POUTの電位設定のため
の構成は、前記図11に示したバッファ回路1150の
構成と同一である。1251は、前記バッファ回路12
50と同様の構成の回路である。In FIG. 13, reference numeral 1250 denotes a column address input line buffer circuit (potential control means) having an address input line A and a write control signal input line W, and an output line NOUT having a selector selection signal CSL 1260 and an output line. P
OUT is connected to each of the selector signal lines XCSL1261. When the potential of the address input line 1134 is “H” and the write operation is performed (WEN is “
H ”), a pull-up P-channel MOSF
When the ET1251 is turned on, the power supply potential becomes VDD,
When the potential of the address input line 1134 is “H” and a read operation is performed (WEN is “L”), and when the address input line 1134 is “L”, the ON operation of the pull-down N-channel MOSFET 1252 is performed. To the ground potential VSS. The buffer circuit 1150 of FIG.
N-channel MOSFET 11 for generating intermediate potential
53 is not provided. The configuration for setting the potential of the output line POUT is the same as the configuration of the buffer circuit 1150 shown in FIG. 1251 is the buffer circuit 12
50 is a circuit having the same configuration as 50.
【0143】従って、本実施の形態では、例えばビット
線1132、1133を選択した読み出し動作時には、
セレクタ回路1105の2個のNチャネルMSOFET
1142、1144は共に常時オフ状態にあるものの、
2個のPチャネルMSOFET1141、1143が飽
和領域で動作するので、ビット線1132、1133と
データ線1135、1136との間は開放状態に等しく
なり、その結果、ラッチ型センス回路1107は小さな
負荷容量のデータ線1135、1136のみの電荷を放
電するので、読み出し速度の高速化が可能になると共
に、図11の中間電位生成用のNチャネルMOSFET
1153を設けない分、バッファ回路1250の構成を
簡易にできる効果を奏する。書き込み動作時には、第6
の実施の形態と同様にセレクタ回路1105のMOSF
ETを線形領域で動作させるので、データを低インピー
ダンスでメモリセルに伝送できて、高速な書き込み動作
が確保される。Therefore, in this embodiment, for example, at the time of the read operation in which the bit lines 1132 and 1133 are selected,
Two N-channel MSOFETs of selector circuit 1105
Although both 1142 and 1144 are always off,
Since the two P-channel MSOFETs 1141 and 1143 operate in the saturation region, the gap between the bit lines 1132 and 1133 and the data lines 1135 and 1136 is equal to an open state, and as a result, the latch type sense circuit 1107 has a small load capacitance. Since only the data lines 1135 and 1136 are discharged, the reading speed can be increased, and the N-channel MOSFET for generating the intermediate potential shown in FIG.
Since the 1153 is not provided, an effect that the configuration of the buffer circuit 1250 can be simplified is obtained. During a write operation, the sixth
The MOSF of the selector circuit 1105 is similar to the embodiment of FIG.
Since the ET operates in the linear region, data can be transmitted to the memory cell with low impedance, and a high-speed write operation is ensured.
【0144】尚、以上の説明では、トランジスタとして
MOSFETを用いたが、動作の類似性から、バイポー
ラトランジスタや、GaAsのMESFET等を用いて
もよいのは言うまでもない。In the above description, a MOSFET is used as a transistor. However, it goes without saying that a bipolar transistor, a GaAs MESFET, or the like may be used because of the similarity in operation.
【0145】[0145]
【発明の効果】以上説明したように、請求項1ないし請
求項11記載の発明によれば、データの読み出し時に
は、大きな負荷容量の第1のデータ線と小さい負荷容量
の第2のデータ線との間のインピーダンスを無限大に近
づけて開放状態に等しくしたので、容量の小さい第2の
データ線の電荷のみを放電して、その放電を短時間で行
うことができ、データの読み出しを高速化できる。As described above, according to the first to eleventh aspects of the present invention, at the time of reading data, the first data line having a large load capacitance and the second data line having a small load capacitance are connected to each other. The impedance between the two lines is close to infinity and equal to the open state, so that only the charge of the second data line having a small capacity can be discharged, and the discharge can be performed in a short time, thereby speeding up data reading. it can.
【0146】特に、請求項2ないし請求項7記載の発明
によれば、データ読み出し後は、電流供給手段からカレ
ントミラー回路への電流供給路を遮断したので、カレン
トミラー回路に流れる無駄なDC電流を低減できる。In particular, according to the second to seventh aspects of the present invention, since the current supply path from the current supply means to the current mirror circuit is cut off after reading data, useless DC current flowing through the current mirror circuit is reduced. Can be reduced.
【0147】更に、請求項8記載の発明によれば、第2
のデータ線のプリチャージ時には、カレントミラー回路
を第2のデータ線から切り放した状態にしたので、第2
のデータ線の電位安定とプリチャージ時間の短縮とが実
現できる。Further, according to the eighth aspect of the present invention, the second
Since the current mirror circuit is cut off from the second data line when precharging the data line of
And the precharge time can be reduced.
【0148】また、請求項12ないし請求項17記載の
発明によれば、データの読み出し時には、ビット線とデ
ータ線との間のインピーダンスを無限大に近づけて開放
状態に等しくし、これによりラッチ型センス回路が放電
する電荷をデータ線の電荷のみに制限したので、データ
線の放電を短時間で行って、データ読み出しを高速化で
きる。一方、データの書き込む時には、データを低イン
ピーダンスでメモリセルに伝送するので、高速な書き込
み速度を確保できる。According to the twelfth to seventeenth aspects of the present invention, at the time of data reading, the impedance between the bit line and the data line is made close to infinity to be equal to the open state. Since the charge discharged by the sense circuit is limited to only the charge of the data line, the data line can be discharged in a short time and the speed of data reading can be increased. On the other hand, when writing data, since the data is transmitted to the memory cells with low impedance, a high writing speed can be secured.
【図1】本発明の第1の実施の形態のレジスタファイル
の読み出し回路の要部構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a main configuration of a register file reading circuit according to a first embodiment of the present invention.
【図2】第1の実施の形態のレジスタファイルの読み出
し回路の動作のタイミングチャートを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a timing chart of an operation of a register file reading circuit according to the first embodiment;
【図3】第1の実施の形態のレジスタファイルの読み出
し回路における中間電位生成回路の構成を示す図であ
る。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of an intermediate potential generation circuit in a register file read circuit according to the first embodiment;
【図4】本発明の第2の実施の形態のレジスタファイル
の読み出し回路の要部構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a main configuration of a register file reading circuit according to a second embodiment of the present invention;
【図5】本発明の第3の実施の形態のレジスタファイル
の読み出し回路の要部構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a main configuration of a register file reading circuit according to a third embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第4の実施の形態のレジスタファイル
の読み出し回路の要部構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a main configuration of a register file reading circuit according to a fourth embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第5の実施の形態のROMの読み出し
回路の要部構成を示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing a main configuration of a read circuit of a ROM according to a fifth embodiment of the present invention.
【図8】第5の実施の形態のROMの読み出し回路にお
けるデコーダ回路の要部構成を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a main configuration of a decoder circuit in a read circuit of a ROM according to a fifth embodiment;
【図9】従来のレジスタファイルの読み出し回路の構成
を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a conventional register file reading circuit.
【図10】他の従来のレジスタファイルの読み出し回路
の構成を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a configuration of another conventional register file reading circuit.
【図11】本発明の第6の実施の形態のRAMの読み出
し回路の要部構成を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a main configuration of a read circuit of a RAM according to a sixth embodiment of the present invention.
【図12】第6の実施の形態のRAMの読み出し回路の
動作のタイミングチャートを示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a timing chart of the operation of the read circuit of the RAM according to the sixth embodiment;
【図13】本発明の第7の実施の形態のRAMの読み出
し回路の要部構成を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a main configuration of a read circuit of a RAM according to a seventh embodiment of the present invention;
【図14】従来のRAMの読み出し回路の要部構成を示
す図である。FIG. 14 is a diagram showing a main configuration of a conventional read circuit of a RAM.
【図15】従来のRAMの読み出し回路の動作のタイミ
ングチャートを示す図である。FIG. 15 is a diagram showing a timing chart of the operation of a conventional RAM read circuit.
101 メモリセル 104 PチャネルMOSFET(電流
供給手段) 105 NチャネルMOSFET(第1
のトランジスタ) 106 NチャネルMOSFET(第2
のトランジスタ) 107 PチャネルMOSFET(制御
トランジスタ) 108 インバータ回路 110 第1のデータ線 111 第2のデータ線 114 センス出力線(出力線) 130 カレントミラー回路 IN 電流入力端子 OUT 電流出力端子 300 中間電位生成回路(開放制御手
段) 401、402 PチャネルMOSFET(供給
電流量制御手段) 501、502 NチャネルMOSFET(供給
電流量制御手段) 600 電位設定手段(切り離し手段) 700 メモリセル 711、716 ビット線(第1のデータ線) 701、706 PチャネルMOSFET(電流
供給手段) 703、708 PチャネルMOSFET(トラ
ンジスタ) 803、804 中間電位設定回路 1103 メモリセル 1104 プリチャージ回路 1105 セレクタ回路(電位制御手段) 1107 ラッチ型センス回路 in1,in2 入力端子 out1,out2 出力端子 1107a 第1の入力線 1107b 第2の入力線 1160 第1のインバータ回路 1162 第2のインバータ回路 1132,1133 ビット線 1135,1136 データ線 1141,1143 1145,1147 PチャネルMOSFET 1142,1144 1146,1148 NチャネルMOSFET 1158 PチャネルMOSFET(イコ
ライズ手段) 1170,1171,1172,1173 CMOS型トランス
ファゲート CSL,CSR セレクタ信号線 XCSL,XCSR 他のセレクタ信号線101 memory cell 104 P-channel MOSFET (current supply means) 105 N-channel MOSFET (first
Transistor) 106 N-channel MOSFET (second
107 P-channel MOSFET (control transistor) 108 Inverter circuit 110 First data line 111 Second data line 114 Sense output line (output line) 130 Current mirror circuit IN Current input terminal OUT Current output terminal 300 Intermediate potential generation Circuits (opening control means) 401, 402 P-channel MOSFETs (supply current amount control means) 501, 502 N-channel MOSFETs (supply current amount control means) 600 Potential setting means (isolation means) 700 Memory cells 711, 716 1 data line) 701, 706 P-channel MOSFET (current supply means) 703, 708 P-channel MOSFET (transistor) 803, 804 Intermediate potential setting circuit 1103 Memory cell 1104 Precharge circuit 1105 cell Lector circuit (potential control means) 1107 Latch type sense circuit in1, in2 Input terminal out1, out2 Output terminal 1107a First input line 1107b Second input line 1160 First inverter circuit 1162 Second inverter circuit 1132, 1133 bits Line 1135, 1136 Data line 1141, 1143 1145, 1147 P-channel MOSFET 1142, 1144 1146, 1148 N-channel MOSFET 1158 P-channel MOSFET (equalizing means) 1170, 1171, 1172, 1173 CMOS transfer gate CSL, CSR Selector signal line XCSL , XCSR Other selector signal lines
Claims (18)
ージされ、複数個のメモリセルが接続された第1のデー
タ線を有するダイナミック回路より成る半導体記憶装置
におけるデータの読み出し回路であって、 前記プリチャージ期間に所定電位にプリチャージされる
第2のデータ線と、 前記第1のデータ線に接続され、この第1のデータ線の
電位変化を検出し、この電位変化の検出時に電流を供給
する電流供給手段と、 前記電流供給手段の供給電流を入力する電流入力端子、
及び前記第2のデータ線に接続された電流出力端子を有
し、前記電流入力端子に入力された前記電流供給手段の
供給電流を基準電流として前記電流出力端子から接地に
向って電流を流して前記第2のデータ線の電荷を放電す
るカレントミラー回路と、 前記第1のデータ線と前記第2のデータ線とを接続する
制御トランジスタと、 前記カレントミラー回路が電流を流す動作時に、前記制
御トランジスタの制御電極の電位を、この制御トランジ
スタが飽和領域で動作する中間電位に設定して、前記第
1のデータ線と第2のデータ線との間を開放状態に等し
くする開放制御手段とを備えたことを特徴とする半導体
記憶装置におけるデータの読み出し回路。1. A data read circuit in a semiconductor memory device comprising a dynamic circuit which is precharged to a predetermined potential during a precharge period and has a first data line connected to a plurality of memory cells, wherein: A second data line that is precharged to a predetermined potential during a charging period; and a second data line that is connected to the first data line, detects a potential change in the first data line, and supplies a current when the potential change is detected. Current supply means, a current input terminal for inputting a supply current of the current supply means,
And a current output terminal connected to the second data line, wherein a current is supplied from the current output terminal to ground using the supply current of the current supply means input to the current input terminal as a reference current. A current mirror circuit for discharging the electric charge of the second data line; a control transistor for connecting the first data line and the second data line; Open control means for setting the potential of the control electrode of the transistor to an intermediate potential at which the control transistor operates in a saturation region, and equalizing the open state between the first data line and the second data line; A data reading circuit in a semiconductor memory device, comprising:
記第2のデータ線の電位を論理反転した電位が出力され
る出力線を有するインバータ回路と、 前記インバータ回路の出力線に接続され、この出力線の
電位の変化終了後に、電流供給手段から供給される電流
量を少なく制限する供給電流量制御手段とを備えたこと
を特徴とする請求項1記載の半導体記憶装置におけるデ
ータの読み出し回路。2. An inverter circuit having an input side connected to a second data line and having an output line for outputting a potential obtained by logically inverting the potential of the second data line, and an output line of the inverter circuit. 2. A data read operation in a semiconductor memory device according to claim 1, further comprising a supply current amount control means for limiting a current amount supplied from the current supply means to a small value after the change of the potential of the output line. circuit.
間に配置されたPチャネルMOSFETから成り、 前記PチャネルMOSFETのゲートにはインバータ回
路の出力線が接続されることを特徴とする請求項2記載
の半導体記憶装置におけるデータの読み出し回路。3. The supply current control means comprises a P-channel MOSFET arranged between the current supply means and a current input terminal of a current mirror circuit, and an output line of an inverter circuit is provided at a gate of the P-channel MOSFET. 3. The data read circuit according to claim 2, wherein the data read circuit is connected.
ルMOSFETから成り、 前記PチャネルMOSFETのゲートにはインバータ回
路の出力線が接続されることを特徴とする請求項2記載
の半導体記憶装置におけるデータの読み出し回路。4. The supply current control means comprises a P-channel MOSFET arranged between a current mirror circuit and a ground, and an output line of an inverter circuit is connected to a gate of the P-channel MOSFET. 3. A data read circuit in a semiconductor memory device according to claim 2, wherein
データ線の電位の変化終了後に、電流供給手段から供給
される電流量を少なく制限する供給電流量制御手段を備
えたことを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装置に
おけるデータの読み出し回路。5. A supply current amount control means connected to a second data line and for limiting the amount of current supplied from the current supply means to a small amount after the end of the change of the potential of the second data line. 2. A data read circuit in a semiconductor memory device according to claim 1, wherein:
間に配置されたNチャネルMOSFETから成り、 前記NチャネルMOSFETのゲートには第2のデータ
線が接続されることを特徴とする請求項5記載の半導体
記憶装置におけるデータの読み出し回路。6. The supply current amount control means comprises an N-channel MOSFET arranged between the current supply means and a current input terminal of the current mirror circuit, and a gate of the N-channel MOSFET has a second data line connected thereto. 6. The data read circuit according to claim 5, wherein the data read circuit is connected.
ルMOSFETから成り、 前記NチャネルMOSFETのゲートには第2のデータ
線が接続されることを特徴とする請求項5記載の半導体
記憶装置におけるデータの読み出し回路。7. The supply current control means comprises an N-channel MOSFET arranged between a current mirror circuit and ground, and a gate of the N-channel MOSFET is connected to a second data line. 6. A data read circuit in a semiconductor memory device according to claim 5, wherein
レントミラー回路の電流入力端子の電位を強制的に接地
電位に設定して、前記第2のデータ線と前記カレントミ
ラー回路の電流出力端子とを切り離す切り離し手段とを
備えたことを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装置
におけるデータの読み出し回路。8. When the second data line is precharged, the potential of the current input terminal of the current mirror circuit is forcibly set to the ground potential, and the current output terminal of the second data line and the current mirror circuit are set. 2. A data read circuit in a semiconductor memory device according to claim 1, further comprising a disconnecting means for disconnecting the data from the data.
記電流入力端子に接続された第1のトランジスタと、 電流出力端子と接地線との間に配置され、制御電極が前
記電流入力端子に接続された第2のトランジスタとによ
り構成されることを特徴とする請求項1、2、3、4、
5、6、7又は8記載の半導体記憶装置におけるデータ
の読み出し回路。9. A current mirror circuit is arranged between a current input terminal and a ground line, and a first transistor whose control electrode is connected to the current input terminal; and a current transistor between the current output terminal and the ground line. 4. The device according to claim 1, wherein the control electrode is configured by a second transistor connected to the current input terminal.
9. A data reading circuit in the semiconductor memory device according to 5, 6, 7, or 8.
NチャネルMOSFETより成ることを特徴とする請求
項9記載の半導体記憶装置におけるデータの読み出し回
路。10. The data read circuit according to claim 9, wherein the first and second transistors are both N-channel MOSFETs.
Tにより構成され、 前記PチャネルMOSFETは、そのゲートが第1のデ
ータ線に接続され、そのソースが電源線に接続され、そ
のドレインから流れる電流を電流供給手段の供給電流と
することを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、
7、8、9、又は10記載の半導体記憶装置におけるデ
ータの読み出し回路。11. The current supply means is a P-channel MOSFE.
The P-channel MOSFET has a gate connected to a first data line, a source connected to a power supply line, and a current flowing from a drain serving as a supply current of a current supply unit. Claims 1, 2, 3, 4, 5, 6,
11. A data reading circuit in the semiconductor memory device according to 7, 8, 9, or 10.
線より成るビット線対と、 2本のデータ線より成り、前記ビット線対に接続された
データ線対と、 前記データ線対に接続され、前記メモリセルに記憶され
たデータを前記ビット線対から前記データ線対に読み出
すラッチ型センス回路とを備えると共に、 データ書き込み時に前記データ線対から前記ビット線対
を経て前記メモリセルにデータを書き込み可能とした半
導体記憶装置におけるデータの読み出し回路において、 前記ビット線対と前記データ線対との間に配置される2
個の制御トランジスタと、 前記各制御トランジスタの制御電極に接続され、この制
御電極の電位を制御する電位制御手段とを備え、 前記電位制御手段は、前記ラッチ型センス回路が動作す
るデータ読み出し時には、前記各制御トランジスタの制
御電極の電位を電源電圧未満で且つ接地電位を越える中
間電位に設定して、前記各制御トランジスタを飽和領域
で動作させ、一方、前記データ書き込み時には、前記各
制御トランジスタを線形領域で動作させるようにその制
御電極の電位を設定することを特徴とする半導体記憶装
置におけるデータの読み出し回路。12. A bit line pair consisting of two bit lines connected to a memory cell, a data line pair consisting of two data lines, connected to the bit line pair, and connected to the data line pair. A latch-type sense circuit for reading data stored in the memory cell from the bit line pair to the data line pair, and when writing data, the data is transmitted from the data line pair to the memory cell via the bit line pair. In a data read circuit in a semiconductor memory device capable of writing data, the data read circuit is arranged between the bit line pair and the data line pair.
Control transistors, and potential control means connected to the control electrodes of the control transistors and controlling the potential of the control electrodes, wherein the potential control means performs a data read when the latch-type sense circuit operates. The potential of the control electrode of each control transistor is set to an intermediate potential that is lower than the power supply voltage and higher than the ground potential, so that each control transistor operates in a saturation region. A data reading circuit in a semiconductor memory device, wherein a potential of a control electrode is set to operate in a region.
ンバータ回路より成り、 前記第1のインバータ回路の入力端子と第2のインバー
タ回路の出力端子とを接続した第1の入力線と、 前記第1のインバータ回路の出力端子と第2のインバー
タ回路の入力端子とを接続した第2の入力線とを有し、 前記第1及び第2の入力線より成る入力線対はデータ線
対に接続されることを特徴とする請求項12記載の半導
体記憶装置におけるデータの読み出し回路。13. A latch type sense circuit comprising: first and second inverter circuits each having an input terminal and an output terminal; and an input terminal of the first inverter circuit and an output terminal of the second inverter circuit. And a second input line connecting an output terminal of the first inverter circuit and an input terminal of the second inverter circuit, wherein the first and second inputs are connected to each other. 13. The data read circuit in a semiconductor memory device according to claim 12, wherein an input line pair formed of a line is connected to a data line pair.
れ、その対応する複数対のビット線対とデータ線対との
間に配置されたトランジスタより成るセレクタ回路を備
え、このセレクタ回路の動作により前記対応する複数対
のビット線対のうちから1対のビット線対を選択してデ
ータの読み出し及び書き込みを行い、 前記各セレクタ回路を構成するCMOS型トランスファ
ゲートにより制御トランジスタが構成されることを特徴
とする請求項12記載の半導体記憶装置におけるデータ
の読み出し回路。14. A selector circuit provided corresponding to a plurality of bit line pairs and comprising a transistor disposed between the corresponding plurality of bit line pairs and the data line pair. One bit line pair is selected from the corresponding plurality of bit line pairs by operation to read and write data, and a control transistor is constituted by a CMOS transfer gate forming each selector circuit. 13. A data read circuit in a semiconductor memory device according to claim 12, wherein:
と同数設けられ、対応するビット線に接続されるCMO
S型トランスファーゲートより成り、 前記各CMOS型トランスファーゲートは、Pチャネル
MOSFET及びNチャネルMOSFETを備え、この
両MOSFETの各ソース同士及びドレイン同士が接続
されることを特徴とする請求項14記載の半導体記憶装
置におけるデータの読み出し回路。15. The number of selector circuits provided is equal to the number of bit lines constituting a plurality of corresponding bit line pairs, and the number of CMOs connected to the corresponding bit lines is equal.
15. The semiconductor according to claim 14, comprising an S-type transfer gate, wherein each of the CMOS-type transfer gates includes a P-channel MOSFET and an N-channel MOSFET, and each source and drain of both MOSFETs are connected. A data reading circuit in a storage device.
は、セレクタ回路を構成するCMOS型トランスファー
ゲートのうち、前記選択すべき所定の1対のビット線対
に接続された2個のCMOS型トランスファーゲートを
構成する2個のPチャネルMOSFET及び2個のNチ
ャネルMOSFETの各ゲート電位を電源電位未満で且
つ接地電位を越える中間電位に設定して、これ等4個の
MOSFETを飽和領域で動作させ、 一方、所定の1対のビット線を選択する書き込み動作時
には、その選択すべき所定の1対のビット線対に接続さ
れた2個のCMOS型トランスファーゲートを構成する
2個のPチャネルMOSFETの各ゲートの電位を接地
電位に設定すると共に、前記CMOS型トランスファー
ゲートを構成する2個のNチャネルMOSFETの各ゲ
ートの電位を電源電位に設定して、これ等の4個のMO
SFETを線形領域で動作させることを特徴とする請求
項15記載の半導体記憶装置におけるデータの読み出し
回路。16. A potential control means, in a read operation for selecting a predetermined pair of bit lines, among the CMOS type transfer gates constituting the selector circuit, the potential control means controls the predetermined pair of bit lines to be selected. The gate potentials of the two P-channel MOSFETs and the two N-channel MOSFETs forming the two connected CMOS transfer gates are set to intermediate potentials lower than the power supply potential and higher than the ground potential. On the other hand, during a write operation for selecting a predetermined pair of bit lines, two CMOS transfer gates connected to the predetermined pair of bit lines to be selected are operated. The potential of each gate of the two P-channel MOSFETs is set to the ground potential, and the CMOS transfer gate Set each gate potential of the two N-channel MOSFET constituting the door to the supply potential, four MO of this such
16. The data reading circuit according to claim 15, wherein the SFET operates in a linear region.
は、セレクタ回路を構成するCMOS型トランスファー
ゲートのうち、前記選択すべき所定の1対のビット線対
に接続された2個のCMOS型トランスファーゲートを
構成する2個のPチャネルMOSFETの各ゲートの電
位を電源電位未満で且つ接地電位を越える中間電位に設
定して、この2個のPチャネルMOSFETを飽和領域
で動作させると共に、前記CMOS型トランスファーゲ
ートを構成する2個のNチャネルMOSFETの各ゲー
トの電位を接地電位に設定して、この2個のNチャネル
MOSFETをオフさせ、 一方、所定の1対のビット線を選択する書き込み動作時
には、その選択すべき所定の1対のビット線対に接続さ
れた2個のCMOS型トランスファーゲートを構成する
2個のPチャネルMOSFETの各ゲートの電位を接地
電位に設定すると共に、前記CMOS型トランスファー
ゲートを構成する2個のNチャネルMOSFETの各ゲ
ートの電位を電源電位に設定して、これ等4個のMOS
FETを線形領域で動作させることを特徴とする請求項
15記載の半導体記憶装置におけるデータの読み出し回
路。17. A potential control means, in a read operation for selecting a predetermined pair of bit lines, among the CMOS type transfer gates constituting the selector circuit, the potential control means applies the predetermined pair of bit lines to be selected. The potential of each of the two P-channel MOSFETs forming the two connected CMOS transfer gates is set to an intermediate potential lower than the power supply potential and higher than the ground potential, and the two P-channel MOSFETs are saturated. In addition to operating in the region, the potential of each gate of the two N-channel MOSFETs constituting the CMOS transfer gate is set to the ground potential to turn off these two N-channel MOSFETs. During a write operation for selecting a bit line, two Cs connected to a predetermined pair of bit lines to be selected are selected. The potential of each gate of the two P-channel MOSFETs forming the OS transfer gate is set to the ground potential, and the potential of each gate of the two N-channel MOSFETs forming the CMOS transfer gate is set to the power supply potential. And these four MOS
16. The data reading circuit according to claim 15, wherein the FET operates in a linear region.
S型トランスファーゲートにおいて、その両CMOS型
トランスファーゲートを構成する2個のPチャネルMO
SFETのゲートは共通してセレクタ信号線に接続さ
れ、その両CMOS型トランスファゲートを構成する2
個のNチャネルMOSFETのゲートは共通して他のセ
レクタ信号線に接続され、 電位制御手段は、前記ビット線対を経たデータ書き込み
動作の直後に前記ビット線対を経たデータ読み出し動作
が行われる時、前記セレクタ信号線と前記他のセレクタ
信号線とをイコライズするイコライズ手段を有すること
を特徴とする請求項16記載の半導体記憶装置における
データの読み出し回路。18. Two CMOs connected to a bit line pair
In the S-type transfer gate, two P-channel MOs forming both CMOS type transfer gates
The gates of the SFETs are commonly connected to a selector signal line, and constitute two CMOS type transfer gates.
The gates of the N-channel MOSFETs are commonly connected to another selector signal line, and the potential control means performs a data read operation via the bit line pair immediately after a data write operation via the bit line pair. 17. The data read circuit in a semiconductor memory device according to claim 16, further comprising: equalizing means for equalizing said selector signal line and said another selector signal line.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32062695A JP2869369B2 (en) | 1994-12-16 | 1995-12-08 | Data read circuit in semiconductor memory device |
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---|---|---|---|
JP6-313400 | 1994-12-16 | ||
JP31340094 | 1994-12-16 | ||
JP6-322489 | 1994-12-16 | ||
JP32248994 | 1994-12-26 | ||
JP32062695A JP2869369B2 (en) | 1994-12-16 | 1995-12-08 | Data read circuit in semiconductor memory device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08235870A JPH08235870A (en) | 1996-09-13 |
JP2869369B2 true JP2869369B2 (en) | 1999-03-10 |
Family
ID=27339323
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32062695A Expired - Lifetime JP2869369B2 (en) | 1994-12-16 | 1995-12-08 | Data read circuit in semiconductor memory device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2869369B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5235400B2 (en) * | 2007-12-20 | 2013-07-10 | 三星電子株式会社 | Discharge circuit |
-
1995
- 1995-12-08 JP JP32062695A patent/JP2869369B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08235870A (en) | 1996-09-13 |
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