发明名称 在半导体元件中用以改善稳定性及放大率之具有栓锁器之电流感测放大电路
摘要 本发明提出一种电流感测放大器,包括第一及第二感测电晶体,具有交错耦接的闸极及汲极。该电流感测放大器更包括第一及第二负载元件,具有第一端,连接至该第一及第二感测电晶体之各别的汲极,以及一栓锁器具有第一及第二输入,连接至该第一及第二感测电晶体之各别的汲极。该电流感测放大器还包括一致能元件,其回应于一致能信号以及具有一第一端,连接至该第一及第二负载元件之第二端及该栓锁器之一第一输出。
申请公布号 TWI293175 申请公布日期 2008.02.01
申请号 TW090126000 申请日期 2001.10.22
申请人 三星电子股份有限公司 发明人 金正烈;金哲洙
分类号 G11C7/06(2006.01);H03F3/00(2006.01) 主分类号 G11C7/06(2006.01)
代理机构 代理人 詹铭文 台北市中正区罗斯福路2段100号7楼之1;萧锡清 台北市中正区罗斯福路2段100号7楼之1
主权项 1.一种电流感测放大器,包括: 第一及第二感测电晶体,具有交错耦接的闸极及汲 极; 第一及第二负载元件,具有第一端,连接至该第一 及第二感测电晶体之各别的汲极; 一栓锁器,具有第一及第二输入,连接至该第一及 第二感测电晶体之各别的汲极; 一致能元件,其回应于一致能信号以及具有一第一 端,连接至该第一及第二负载元件之第二端及该栓 锁器之一第一输出;以及 一偏压电路,其在一输出信号线上产生该偏压信号 ,以回应一控制信号,其中该偏压电路包括: 一第一PMOS电晶体,具有一源极,连接至一电源供应 电压,以及一闸极及一汲极,连接在一起; 一第一NMOS电晶体,回应于该控制信号,具有一汲极, 连接至该第一PMOS电晶体之闸极及汲极,以及一源 极,连接至该输出信号线; 第二及第三NMOS电晶体,在该输出信号线与一地电 压之间连接成图腾柱的配置,以及具有二极体结构 的交错耦接的闸极及汲极;以及 一第四NMOS电晶体,具有一闸极,连接至该控制信号, 一汲极,连接至该输出信号线,以及一源极,连接至 该地电压。 2.如申请专利范围第1项所述之放大器,其中该第一 及第二负载元件分别包括第一及第二负载电晶体, 其连接成二极体。 3.如申请专利范围第1项所述之放大器,其中该栓锁 器包括第一及第二MOS电晶体,具有交错耦接的汲极 及闸极。 4.如申请专利范围第3项所述之放大器,其中该栓锁 器回应于一偏压信号。 5.一种电流感测放大器,包括: 第一及第二感测电晶体,具有交错耦接的闸极及汲 极; 第一及第二负载元件,具有第一端,连接至该第一 及第二感测电晶体之各别的汲极; 一栓锁器,具有第一及第二输入,连接至该第一及 第二感测电晶体之各别的汲极; 一致能元件,其回应于一致能信号以及具有一第一 端,连接至该第一及第二负载元件之第二端及该栓 锁器之一第一输出;以及 一偏压电路,其在一输出信号线上产生该偏压信号 ,以回应一控制信号,其中该控制信号是因应一行 选择信号及一栓锁指令信号而产生的,该栓锁指令 信号指示该栓锁器的时间。 6.一种电流感测放大器,包括: 第一及第二感测电晶体,具有交错耦接的闸极及汲 极; 第一及第二负载元件,具有第一端,连接至该第一 及第二感测电晶体之各别的汲极; 一栓锁器,具有第一及第二输入,连接至该第一及 第二感测电晶体之各别的汲极; 一致能元件,其回应于一致能信号以及具有一第一 端,连接至该第一及第二负载元件之第二端及该栓 锁器之一第一输出;以及 一偏压电路,其在一输出信号线上产生该偏压信号 ,以回应一控制信号,其中该偏压信号是在逻辑高, 当该控制信号为逻辑低时,以及其中该偏压信号是 在逻辑低,当该控制信号为逻辑高时。 7.如申请专利范围第6项所述之放大器,其中当该偏 压信号为逻辑高时,该栓锁器被启动,以及其中当 该偏压信号为逻辑低时,该栓锁器被停止。 8.如申请专利范围第6项所述之放大器,其中当一对 第一及第二输出电压变化时,该控制信号为逻辑低 。 9.如申请专利范围第6项所述之放大器,其中当该第 一及第二输出信号为固定以及具有不同的値时,该 控制信号为逻辑高。 10.如申请专利范围第6项所述之放大器,其中当该 电源供应电压增加至超过一预定位准时,该控制信 号为逻辑高。 11.一种电流感测放大器,包括: 第一及第二感测电晶体,具有交错耦接的闸极及汲 极; 第一及第二负载元件,具有第一端,连接至该第一 及第二感测电晶体之各别的汲极; 一栓锁器,具有第一及第二输入,连接至该第一及 第二感测电晶体之各别的汲极;以及 一偏压电路,其在一输出信号线上产生该偏压信号 ,以回应一控制信号,其中该偏压电路包括: 一第一PMOS电晶体,具有一源极,连接至一电源供应 电压,以及一闸极及一汲极,连接在一起; 一第一NMOS电晶体,回应于该控制信号,具有一汲极, 连接至该第一PMOS电晶体之闸极及汲极,以及一源 极,连接至该输出信号线; 第二及第三NMOS电晶体,在该输出信号线与一地电 压之间连接成图腾柱的配置,以及具有二极体结构 的交错耦接的闸极及汲极;以及 一第四NMOS电晶体,具有一闸极,连接至该控制信号, 一汲极,连接至该输出信号线,以及一源极,连接至 该地电压。 12.如申请专利范围第11项所述之放大器,更包括一 致能元件,其回应于一致能信号以及具有一第一端 ,连接至该第一及第二负载元件之第二端及该栓锁 器之第一输入。 13.如申请专利范围第12项所述之放大器,其中该第 一及第二负载元件分别包括第一及第二负载电晶 体,其连接成二极体。 14.如申请专利范围第12项所述之放大器,其中该栓 锁器包括第一及第二MOS电晶体,具有交错耦接的汲 极及闸极。 15.如申请专利范围第14项所述之放大器,其中该栓 锁器回应于一偏压信号。 16.一种电流感测放大器,包括: 第一及第二感测电晶体,具有交错耦接的闸极及汲 极; 第一及第二负载元件,具有第一端,连接至该第一 及第二感测电晶体之各别的汲极; 一栓锁器,具有第一及第二输入,连接至该第一及 第二感测电晶体之各别的汲极;以及 一偏压电路,其在一输出信号线上产生该偏压信号 ,以回应一控制信号,其中该控制信号是因应一行 选择信号及一栓锁指令信号而产生的,该栓锁指令 信号指示该栓锁器的时间。 17.一种电流感测放大器,包括: 第一及第二感测电晶体,具有交错耦接的闸极及汲 极; 第一及第二负载元件,具有第一端,连接至该第一 及第二感测电晶体之各别的汲极; 一栓锁器,具有第一及第二输入,连接至该第一及 第二感测电晶体之各别的汲极;以及 一偏压电路,其在一输出信号线上产生该偏压信号 ,以回应一控制信号,其中该偏压信号是在逻辑高, 当该控制信号为逻辑低时,以及其中该偏压信号是 在逻辑低,当该控制信号为逻辑高时。 18.如申请专利范围第17项所述之放大器,其中当该 偏压信号为逻辑高时,该栓锁器被启动,以及其中 当该偏压信号为逻辑低时,该栓锁器被停止。 19.如申请专利范围第17项所述之放大器,其中当一 对第一及第二输出电压变化时,该控制信号为逻辑 低。 20.如申请专利范围第17项所述之放大器,其中当该 第一及第二输出信号为固定以及具有不同的値时, 该控制信号为逻辑高。 21.如申请专利范围第17项所述之放大器,其中当电 源供应电压增加至超过一预定位准时,该控制信号 为逻辑高。 22.一种电流感测放大电路,用以感测及放大接收自 资料输入/输出线对之记忆胞资料,该电流感测放 大电路包括: 感测电晶体,具有一栓锁结构,于其中该资料输入/ 输出线对连接至每一源极,以及汲极及闸极为交错 耦接,用以自该资料输入/输出线对输入第一及第 二电流以及感测该第一电流与该第二电流之间的 差异; 负载电晶体,其闸极及汲极分别连接至该些感测电 晶体之汲极; 一切换电晶体,其汲极连接至该些负载电晶体之源 极以及其闸极连接至预定的致能信号,以及该切换 电晶体因应该致能信号做切换;以及 一栓锁器,其并联于该些负载电晶体,用以自该些 感测电晶体形成另一电流途径,以回应一预定的偏 压信号,其中该栓锁器包括: 一第一对NMOS电晶体,具有一栓锁结构,其中汲极及 闸极为交错耦接,以及各别的汲极连接至该些负载 电晶体之各别的汲极;以及 一对电阻器,分别与该第一对NMOS电晶体串联连接 以及由该偏压信号控制。 23.如申请专利范围第22项所述之电流感测放大电 路,其中该栓锁器系由至少一对NMOS电晶体来实作 。 24.如申请专利范围第22项所述之电流感测放大电 路,其中该对电阻器系由一第二对NMOS电晶体来实 作,其汲极连接至该第一对NMOS电晶体之各别的源 极,以及闸极连接至该偏压信号。 25.如申请专利范围第22项所述之电流感测放大电 路,其中该栓锁器系由至少一对PMOS电晶体来实作 。 26.一种电流感测放大电路,用以感测及放大接收自 资料输入/输出线对之记忆胞资料,该电流感测放 大电路包括: 感测电晶体,具有一栓锁结构,于其中该资料输入/ 输出线对连接至每一源极,以及汲极及闸极为交错 耦接,用以自该资料输入/输出线对输入第一及第 二电流以及感测该第一电流与该第二电流之间的 差异; 负载电晶体,其闸极及汲极分别连接至该些感测电 晶体之汲极; 一切换电晶体,其汲极连接至该些负载电晶体之源 极以及其闸极连接至预定的致能信号,以及该切换 电晶体因应该致能信号做切换;以及 一栓锁器,其并联于该些负载电晶体,用以自该些 感测电晶体形成另一电流途径,以回应一预定的偏 压信号,其中该偏压信号于一区间被启动,于其中 输出端及反相输出端的电压是变化的,其分别连接 至该些感测电晶体之汲极,以及当该输出端及该反 相输出端的电压为固定时,该偏压信号停止动作。 27.一种电流感测放大电路,用以感测及放大接收自 资料输入/输出线对之记忆胞资料,该电流感测放 大电路包括: 感测电晶体,具有一栓锁结构,于其中该资料输入/ 输出线对连接至每一源极,以及汲极及闸极为交错 耦接,用以自该资料输入/输出线对输入第一及第 二电流以及感测该第一电流与该第二电流之间的 差异; 负载电晶体,其闸极及汲极分别连接至该些感测电 晶体之汲极; 一切换电晶体,其汲极连接至该些负载电晶体之源 极以及其闸极连接至预定的致能信号,以及该切换 电晶体因应该致能信号做切换;以及 一栓锁器,其并联于该些负载电晶体,用以自该些 感测电晶体形成另一电流途径,以回应一预定的偏 压信号,其中当一电源供应电压增加至超过一预定 位准时,该偏压信号停止动作。 28.一种电流感测放大电路,用以感测及放大接收自 资料输入/输出线对之记忆胞资料,该电流感测放 大电路包括: 感测电晶体,具有一栓锁结构,于其中该资料输入/ 输出线对连接至每一源极,以及汲极及闸极为交错 耦接,用以自该资料输入/输出线对输入第一及第 二电流以及感测该第一电流与该第二电流之间的 差异; 负载电晶体,其闸极及汲极分别连接至该些感测电 晶体之汲极; 一切换电晶体,其汲极连接至该些负载电晶体之源 极以及其闸极连接至预定的致能信号,以及该切换 电晶体因应该致能信号做切换; 一栓锁器,其并联于该些负载电晶体,用以自该些 感测电晶体形成另一电流途径,以回应一预定的偏 压信号;以及 一偏压电路,用以启动/停止该偏压信号,以回应一 预定的控制信号。 29.如申请专利范围第28项所述之电流感测放大电 路,其中该栓锁器系由至少一对NMOS电晶体来实作 。 30.如申请专利范围第28项所述之电流感测放大电 路,其中该栓锁器包括: 一第一对NMOS电晶体,具有一栓锁结构,其中汲极及 闸极为交错耦接,以及各别的汲极连接至该些负载 电晶体之各别的汲极;以及 一对电阻器,分别与该第一对NMOS电晶体串联连接 以及由该偏压信号控制。 31.如申请专利范围第30项所述之电流感测放大电 路,其中该对电阻器系由一第二对NMOS电晶体来实 作,其汲极连接至该第一对NMOS电晶体之各别的源 极,以及闸极连接至该偏压信号。 32.如申请专利范围第28项所述之电流感测放大电 路,其中该栓锁器系由至少一对PMOS电晶体来实作 。 33.如申请专利范围第28项所述之电流感测放大电 路,其中该偏压电路于一区间被启动,当一输出端 及一反相输出端的电压变化时,其连接至该些感测 电晶体之汲极,以及当该输出端及该反相输出端的 电压为固定时,该偏压信号停止动作。 34.如申请专利范围第28项所述之电流感测放大电 路,其中当一电源供应电压增加至超过一预定位准 时,该偏压电路停止动作。 图式简单说明: 第1图是习知电流感测放大电路的电路图。 第2图是阐述习知电流感测放大电路中,例如,如第1 图所绘示的电路,的电晶体的电流及/或电压特性 的图形。 第3图是输入/输出(Input/Output,简称I/O)感测放大电 路的概略方块图,其中可以使用依照本发明的实施 例的电流感测放大电路。 第4图是依照本发明的实施例的半导体记忆元件中 的电流感测放大电路的方块图。 第5图是电流感测放大器的详细电路图,例如,第4图 所绘示的电路。 第6(A)图至第6(C)图是阐述依照本发明的实施例的 电流感测放大电路的运作的时序图,例如,第5图所 绘示的电路。
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