发明名称 感测放大器及其运作方法
摘要 一种感测放大器(Sense Amplifier)及其运作方法,系应用在记忆模组中。藉由本发明之感测放大器内的预充电讯号控制电路,使得预充电讯号可根据感测讯号与感测放大器的输出讯号作自动启动或关闭,因此不需要预充电电路产生脉波讯号作预充电,所以,可避免记忆模组中的记忆胞预充电不足或过度预充电。此外,藉由调整感测放大器内反相器串列中的反相器之输出/入转折点,可轻易控制感测放大器所消耗的功率和操作速度。因此,记忆模组的电源消耗得以降低,电路布局面积亦得以缩小。
申请公布号 TW588511 申请公布日期 2004.05.21
申请号 TW091124424 申请日期 2002.10.22
申请人 台湾积体电路制造股份有限公司 发明人 王清煌
分类号 H03F3/00 主分类号 H03F3/00
代理机构 代理人 蔡坤财 台北市中山区松江路一四八号十二楼
主权项 1.一种感测放大器,系应用在一记忆模组内一记忆胞阵列之一位元线上,其中该位元线之一端系以一连接方式电性连接复数个记忆胞,该感测放大器至少包括:一第一N型电晶体,该第一N型电晶体之一闸极作为一预充电讯号输入端,该第一N型电晶体之一汲极电性连接至一操作电源;一P型电晶体,该P型电晶体之一闸极作为一持续充电讯号输入端,该P型电晶体之一源极电性连接至该操作电源;一第二N型电晶体,该第二N型电晶体之一闸极作为一感测讯号输入端,该第二N型电晶体之一汲极电性连接至该第一N型电晶体之一源极;一第三N型电晶体,该第三N型电晶体之一闸极电性连接至该感测讯号输入端,该第三N型电晶体之一源极电性连接至该位元线之另一端;一第四N型电晶体,该第四N型电晶体之一闸极作为一反感测讯号输入端,该第四N型电晶体之一源极电性连接至一接地;一反相器串列,该反相器串列之一输入端同时电性连接至该第二N型电晶体之一源极、该第三N型电晶体之一汲极、该第四N型电晶体之一汲极和该P型电晶体之一汲极,该反相器串列之一输出端作为该感测放大器之一输出端;以及一预充电讯号控制电路,至少包括:一第一反相器,该第一反相器之一输入端电性连接至该感测讯号输入端;一第二反相器,该第二反相器之一输入端电性连接至该感测放大器之该输出端;一第一反或闸器,该第一反或闸器之一第一输入端电性连接至该第一反相器之一输出端;以及一第二反或闸器,该第二反或闸器之一第一输入端电性连接至该第一反或闸器之一输出端,该第二反或闸器之一第二输入端电性连接至该第二反相器之一输出端,该第二反或闸器之一输出端同时电性连接至该第一反或闸器之一第二输入端和该预充电讯号输入端。2.如申请专利范围第1项所述之感测放大器,其中该感测讯号输入端更同时电性连接至一第三反相器之一输入端,而该第三反相器之一输出端电性连接至该反感测讯号输入端。3.如申请专利范围第2项所述之感测放大器,其中上述之连接方式为一串联连接方式。4.如申请专利范围第2项所述之感测放大器,其中上述之反相器串列系由一第四反相器组成。5.如申请专利范围第2项所述之感测放大器,其中上述之反相器串列系由奇数个第四反相器以串联连接形式组成。6.一种感测放大器之运作方法,系应用在一记忆模组内一记忆胞阵列之一位元线上,其中该位元线之一端系以一连接方式电性连接复数个记忆胞,该感测放大器之运作方法至少包括:提供一第一N型电晶体,该第一N型电晶体之一闸极作为一预充电讯号输入端,该第一N型电晶体之一汲极电性连接至一操作电源;提供一P型电晶体,该P型电晶体之一闸极作为一持续充电讯号输入端,该P型电晶体之一源极电性连接至该操作电源;提供一第二N型电晶体,该第二N型电晶体之一闸极作为一感测讯号输入端,该第二N型电晶体之一汲极电性连接至该第一N型电晶体之一源极;提供一第三N型电晶体,该第三N型电晶体之一闸极电性连接至该感测讯号输入端,该第三N型电晶体之一源极电性连接至该位元线之另一端;提供一第四N型电晶体,该第四N型电晶体之一闸极作为一反感测讯号输入端,该第四N型电晶体之一源极电性连接至一接地;提供一反相器串列,该反相器串列之一输入端同时电性连接至该第二N型电晶体之一源极、该第三N型电晶体之一汲极、该第四N型电晶体之一汲极和该P型电晶体之一汲极,该反相器串列之一输出端作为该感测放大器之一输出端;提供一预充电讯号控制电路,至少包括:一第一反相器,该第一反相器之一输入端电性连接至该感测讯号输入端;一第二反相器,该第二反相器之一输入端电性连接至该感测放大器之该输出端;一第一反或闸器,该第一反或闸器之一第一输入端电性连接至该第一反相器之一输出端;以及一第二反或闸器,该第二反或闸器之一第一输入端电性连接至该第一反或闸器之一输出端,该第二反或闸器之一第二输入端电性连接至该第二反相器之一输出端,该第二反或闸器之一输出端同时电性连接至该第一反或闸器之一第二输入端和该预充电讯号输入端;于该感测讯号输入端施加一感测讯号,当该感测讯号为低准位时,该反相器串列之该输入端的电压为低准位,而且该预充电讯号输入端的电压为高准位;以及于该感测讯号输入端施加该感测讯号,当该感测讯号为高准位时,该反相器串列之该输入端的电压藉一操作电压透过该第一N型电晶体和该第二N型电晶体充电,当该反相器串列之该输入端的电压提升至该反相器串列之一临界点时,该反相器串列之该输出端的电压为低准位,且该预充电讯号输入端的电压亦为低准位,而该持续充电讯号输入端的电压为低准位,故该第一N型电晶体关闭,而该P型电晶体启动,使得该反相器串列之该输入端的电压藉该操作电压透过该P型电晶体而得以维持,当流过电性连接该位元线之一记忆胞的一电流大于流过该P型电晶体的一电流时,该感测放大器之该输出端的电压为高准位,当流过电性连接该位元线之该记忆胞的该电流小于流过该P型电晶体的该电流时,该感测放大器之该输出端的电压为低准位。7.如申请专利范围第6项所述之感测放大器之运作方法,其中上述之感测讯号输入端更同时电性连接至一第三反相器之一输入端,而该第三反相器之一输出端电性连接至该反感测讯号输入端。8.如申请专利范围第7项所述之感测放大器之运作方法,其中上述之反相器串列系由一第四反相器组成。9.如申请专利范围第8项所述之感测放大器之运作方法,其中上述之临界点为该第四反相器之一输出/入转折点。10.如申请专利范围第7项所述之感测放大器之运作方法,其中上述之反相器串列系由奇数个第四反相器以串联连接形式组成。11.如申请专利范围第10项所述之感测放大器之运作方法,其中上述之临界点为该些第四反相器中之一者的一输出/入转折点,其中该些第四反相器中之该者之一输入端为该反相器串列之该输入端。图式简单说明:第1图系绘示习知记忆模组中记忆胞的配置示意图;第2图系绘示本发明之一实施例中元件连接关系之示意图;第3图系绘示根据第2图之预充电讯号控制模组的电路示意图;第4图系绘示根据第2图的本发明之一实施例中,产生反感测讯号至反感测讯号输入端之电路示意图;以及第5图系绘示本发明之另一实施例中元件连接关系之示意图。
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