專利名稱：放大電路、放大裝置及存儲器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種放大電路、放大裝置及存儲器裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，對信號進行放大的放大電路主要應(yīng)用于構(gòu)建在多種電子裝置中的不同電路。特別地，在具有巨大存儲容量的存儲器裝置中，用于放大電路的傳感放大器與每個存儲單元都是相連的。
如上所述的放大電路，具有如圖6所示差動接法的兩個晶體管Q101、Q102的差動型放大電路101，以及具有由如圖7所示的四個晶體管Q103、Q104、Q105和Q106所構(gòu)成的鎖存器的鎖存型放大電路102都是廣泛熟知的(例如，可以參考專利文獻1公開的日本專利No.JP-A-Heisei10-3790)。
這些放大電路應(yīng)用在多種情況的電子裝置中。因此，通過提高每個放大電路的操作速度或是減少耗電量，來設(shè)計滿足高性能和低耗電的電子裝置是有必要的。
另外，對于所述傳統(tǒng)的放大電路指出了以下問題。
在差動型放大電路中，即使兩個輸入信號間的電勢差很小，放大操作還是可以高速執(zhí)行。然而，既然經(jīng)過所述一個差動型放大電路的信號放大系數(shù)過低，因此建議提高信號放大系數(shù)。要這樣做，就要進行差動放大電路的多級串聯(lián)連接，但這恐怕會引起耗電量增加。
同樣，在鎖存型放大電路中，只經(jīng)過一個鎖存型放大電路就能夠使信號放大系數(shù)變大。然而，在鎖存的輸入信號間的電勢差是微小的范圍中，輸入信號必需逐漸放大，這恐怕會引起放大不能高速執(zhí)行。
由此，在所述傳統(tǒng)的放大電路中，同時獲得高速和較低電能消耗是不可能的。因此，不可能滿足近年來對各個電子裝置必要的高性能和低功耗的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明首先的一個方面是提出一種放大電路，該放大電路包括差動型放大電路，鎖存型放大電路，以及在差動型放大電路和鎖存型放大電路之間進行切換的切換電路，其中差動型放大電路和鎖存型放大電路具有共用的負載。在本發(fā)明的放大電路中，共用負載可以是電阻或晶體管。
本發(fā)明的第二方面是提出一種放大電路，該放大電路包括差動型放大電路，鎖存型放大電路，以及在差動型放大電路和鎖存型放大電路之間進行切換的切換電路，其中通過操作切換電路，在差動型放大電路投入操作之后，鎖存型放大電路才投入操作。
在本發(fā)明的放大電路中，切換電路在啟動鎖存型放大電路之后就停止差動型放大電路的操作。
本發(fā)明的第三方面是提出一種放大裝置，該裝置包括差動型放大電路，鎖存型放大電路，以及在差動型放大電路和鎖存型放大電路之間進行切換的切換電路，其中差動型放大電路和鎖存型放大電路具有共用的負載。在本發(fā)明的放大裝置中，共用負載可以是電阻或晶體管。
本發(fā)明的第四方面是提出一種放大裝置，該裝置包括差動型放大電路，鎖存型放大電路，以及在所述差動型放大電路和鎖存型放大電路之間進行切換的切換電路，其中通過操作切換電路，在差動型放大電路投入操作之后，鎖存型放大電路才投入操作。
在本發(fā)明的放大裝置中，切換電路在啟動鎖存型放大電路之后就停止差動型放大電路的操作。
本發(fā)明的第五方面是提出一種具有與傳感放大器相連的存儲器格室的存儲器裝置，其中傳感放大器包括差動型放大電路，鎖存型放大電路，以及在差動型放大電路和鎖存型放大電路之間進行切換的切換電路，其中差動型放大電路和鎖存型放大電路具有共用的負載。在本發(fā)明的存儲器裝置中，共用負載可以是電阻或晶體管。
本發(fā)明的第六方面是提出一種具有與傳感放大器相連的存儲單元的存儲器裝置，其中傳感放大器包括差動型放大電路，鎖存型放大電路，以及在差動型放大電路和鎖存型放大電路之間進行切換的切換電路，其中通過操作切換電路，在差動型放大電路投入操作之后，鎖存型放大電路才投入操作。
在本發(fā)明的存儲器裝置中，切換電路在啟動鎖存型放大電路之后就停止差動型放大電路的操作。
根據(jù)本發(fā)明的存儲器裝置是設(shè)計成具有由多個存儲單元組成的存儲區(qū)域、并使用一對存儲單元來互補地儲存一個比特的存儲數(shù)據(jù)的存儲器裝置。當(dāng)對存儲數(shù)據(jù)進行讀取時，在通過使用傳感放大器對儲存在那對存儲單元中的內(nèi)容進行放大之后，就獲得了輸出。
并且，本發(fā)明在作為放大電路的傳感放大器的結(jié)構(gòu)上具有特點。
就是說，根據(jù)本發(fā)明的放大電路是設(shè)計成具有使用用作差動組對的晶體管的差動型放大電路、使用組成鎖存器的一對晶體管的鎖存型放大電路、以及用于對兩種放大電路的操作進行切換的切換電路。
并且，將其設(shè)計成在采用切換電路以操作差動型放大電路之后，鎖存型放大電路開始操作，并且差動型放大電路首先對輸入信號進行放大，然后，由差動型放大電路放大后的輸入信號進一步由鎖存型放大電路放大。
特別地，將本發(fā)明設(shè)計成通過使用切換電路，在啟動鎖存型放大電路的操作之后，停止差動型放大電路的操作。
通過此方式，在切換電路使差動型放大電路投入操作后，將鎖存型放大電路投入操作。因此，輸入信號首先由差動放大電路進行放大，然后由鎖存型電路進行放大。由此，只是通過有效利用差動型放大電路和鎖存型放大電路的優(yōu)異特性，就有可能同時獲得放大電路的較高速度和較低功耗的特點。
如上所述，差動型放大電路具有即使輸入信號間的電勢差很小，放大操作還是可以高速執(zhí)行的特性。另一方面，鎖存型放大電路具有以下特性，即如果在輸入信號之間有一定程度的電勢差，就可以高速地進行放大，并且只有單電路(single circuit)能夠使信號放大系數(shù)變大。
由此，如果放大操作剛開始后的輸入信號間的電勢差很小，則應(yīng)用差動型放大電路來執(zhí)行放大操作，如果在輸入信號間生成了某種程度的電勢差，則啟動鎖存型放大電路來執(zhí)行放大操作。因此，就有可能減少放大操作所必需的時間和能量，同時獲得放大電路的更高速和更低電能消耗是可能的。
因此，獲得存儲器設(shè)備的更高速和更低耗電是可能的，這些設(shè)備包括該放大電路、各種信號處理裝置、以及存儲設(shè)備，并且滿足近年來各種電子裝置的更高性能和更低耗電量的需求也是可能的。
此外，如果差動型放大電路的操作在鎖存型放大電路開始操作之前停止，由差動型放大電路所放大的信號的電勢會由于放電而減小。由此，放大所必需的時間和工作會由于放電量而過度耗費。然而，通過在鎖存型放大電路的操作啟動之后停止差動型放大電路的操作，就能夠阻止由差動型放大電路放大的信號的衰落，同樣也能夠不斷地實現(xiàn)放大電路的更高速和更低耗電量。
就是說，根據(jù)本發(fā)明，在切換電路使差動型放大電路開始操作之后，鎖存型放大電路開始操作，該放大電路的更高速和更低耗電量得以實現(xiàn)。
特別地，如果將其設(shè)計為在啟動鎖存型放大電路操作之后停止差動型放大電路的操作，就可能阻止由差動型放大電路進行放大的信號的衰落，同樣也能夠不斷地實現(xiàn)放大電路的更高速和更低耗電量。


圖1是展示根據(jù)本發(fā)明的放大電路的電路圖；圖2是展示切換信號的時序圖；圖3是展示另一個放大電路的電路圖；圖4是展示另一個放大電路的電路圖；圖5是展示另一個放大電路的電路圖；圖6是展示傳統(tǒng)放大電路的電路圖；和圖7是展示另一個傳統(tǒng)放大電路的電路圖。
具體實施例方式
以下將參照附圖對根據(jù)本發(fā)明的放大電路的具體實施例進行描述。此外，根據(jù)本發(fā)明的放大電路可以應(yīng)用在存儲器設(shè)備的傳感放大器中，甚至可以應(yīng)用在其它不同信號處理裝置的放大電路中。
提供根據(jù)本發(fā)明的放大電路1，由如圖1所示的差動型放大電路2，鎖存型放大電路3，對兩個放大電路2、3之間的操作進行切換的切換電路4構(gòu)成。
差動型放大電路2是由用作差動組對的N溝道MOS(Metal-Oxide-Semiconductor，金屬氧化物半導(dǎo)體)型晶體管(FETs，F(xiàn)ieldEffect Transistor--場效應(yīng)管)Q1、Q2、用作負載的電阻對R1、R2、以及用作恒定電流源的N溝道MOS型晶體管(FET)Q3組成。
明確地，在差動型放大電路2中，電阻R1、R2的一端分別都與電源端VDD相連，晶體管Q1、Q2的漏極(drain)都分別與電阻R1、R2的另一端相連，輸入端Tina、Tinb都分別與晶體管Q1、Q2的柵極(gate)相連。此外，晶體管Q3的漏極通過切換電路4與晶體管Q1、Q2的源極(source)相連，該晶體管Q3的源極與接地端GND相連，預(yù)定的電壓Vc施加到晶體管Q3的柵極。
同樣，鎖存型放大電路3是由構(gòu)成自鎖電路的一對N溝道MOS型晶體管(FETs)Q4、Q5，電阻對R1、R2，以及用作恒定電流源的N溝道MOS型晶體管(FET)Q3組成。此處，電阻R1、R2和晶體管Q3對于所述的差動型放大電路2和鎖存型放大電路3來說一般是共用的。就是說，電阻R1、R2是共用負載。
更明確地，在鎖存型放大電路3中，電阻R1、R2的一端都分別與電源端VDD相連，晶體管Q4、Q5的漏極都分別與電阻R1、R2的另一端相連，晶體管Q4、Q5的源極和柵極如圖1所繪相連。此外，晶體管Q3的漏極通過切換電路4與晶體管Q4、Q5的源極相連，該晶體管Q3的源極與接地端GND相連，預(yù)定的電壓Vc施加到晶體管Q3的柵極。
同樣，在鎖存型放大電路3中，輸出端Touta、Toutb與晶體管Q4、Q5的漏極相連。晶體管Q4、Q5的柵極與該晶體管Q4、Q5的漏極相連，并且差動型放大電路2的晶體管Q1、Q2的漏極是相連的。
切換電路4是由兩個N溝道MOS型晶體管(FETs)Q6、Q7組成的。切換晶體管Q6控制差動型放大電路2的操作。另一方面，切換晶體管Q7控制鎖存型放大電路3的操作。
更明確地，在切換電路4中，切換晶體管Q6的漏極與差動型放大電路2的晶體管Q1、Q2的源極相連，該切換晶體管Q6的源極與晶體管Q3的漏極相連，用于輸入切換信號S1的切換端T1與切換晶體管Q6的柵極相連。
同樣，在切換電路4中，切換晶體管Q7的漏極與鎖存型放大電路3的晶體管Q4、Q5的源極相連，切換晶體管Q7的源極與晶體管Q3的漏極相連，用于輸入切換信號S2的切換端T2與切換晶體管Q7的柵極相連。
放大電路1根據(jù)如上說明來構(gòu)造，并且被設(shè)計以執(zhí)行將會在下文中描述的放大操作。
就是說，在放大電路1的輸入端Tina、Tinb分別施加要放大的輸入信號，在如圖2所示的時刻，并且在切換端T1、T2提供切換信號S1、S2。
并且，在放大電路1中，差動型放大電路2在切換信號S1上升的同時啟動操作，對提供到輸入端Tina、Tinb的輸入信號之間的電勢差進行放大。
此后，在放大電路1中，鎖存型放大電路3在切換信號S2上升的同時啟動操作。隨后，鎖存型放大電路3的晶體管Q4、Q5把由差動型放大電路2放大的信號鎖存，并繼續(xù)由鎖存型放大電路3進行放大，直到切換信號S2下降。
差動型放大電路2在切換信號S1上升的同時啟動操作，從切換信號S2的上升起經(jīng)過預(yù)定的時間后，在切換信號S1下降的同時停止操作。
通過此方式，在放大電路1中，首先，差動型放大電路2啟動對電勢差很小的輸入信號的高速放大，直至生成一定程度的電勢差。此后，鎖存型放大電路3以高速和高放大系數(shù)執(zhí)行放大操作。
因此，放大電路1減少了放大操作所必需的時間和功耗，獲得更高的速度和更低的耗電量。
此外，放大電路1在啟動鎖存型放大電路3的操作之后，停止差動型放大電路2的操作，從而阻止了由差動型放大電路2放大的信號的衰落，既而不斷地實現(xiàn)放大電路1的更高速和更低耗電量。
根據(jù)本發(fā)明的放大電路1不只限于所述的電路。就是說，如圖3所示的放大電路5，可以用一直設(shè)定在導(dǎo)通狀態(tài)的晶體管(FETs)Q8、Q9替換掉用作共用負載的電阻R1、R2來作為共用負載。同樣，如圖4所示的放大電路6，可以將用作恒定電流源的晶體管(FETs)Q10、Q11分別安裝在差動型放大電路2和鎖存型放大電路3中。同樣，如圖5所示的放大電路7、如圖3及圖4的電路都可以進行組合。
權(quán)利要求
1.一種放大電路，包括差動型放大電路；鎖存型放大電路；以及用于切換所述差動型放大電路和所述鎖存型放大電路的切換電路，其中；所述差動型放大電路和鎖存型放大電路具有共用的負載。
2.如權(quán)利要求1所述的放大電路，其中；所述共用負載是電阻。
3.如權(quán)利要求1所述的放大電路，其中；所述共用負載是晶體管。
4.一種放大電路，包括差動型放大電路；鎖存型放大電路；以及用于切換所述差動型放大電路和所述鎖存型放大電路的切換電路，其中；通過操作切換電路，在所述差動型放大電路投入操作之后，所述鎖存型放大電路才投入操作。
5.如權(quán)利要求4所述的放大電路，其中；所述切換電路在啟動所述鎖存型放大電路的操作之后，停止所述差動型放大電路的操作。
6.一種放大裝置，包括差動型放大電路；鎖存型放大電路；以及用于切換所述差動型放大電路和所述鎖存型放大電路的切換電路，其中；所述差動型放大電路和所述鎖存型放大電路具有共用的負載。
7.如權(quán)利要求6所述的放大裝置，其中；所述共用負載是電阻。
8.如權(quán)利要求6所述的放大裝置，其中；所述共用負載是晶體管。
9.一種放大裝置，包括差動型放大電路；鎖存型放大電路；以及用于切換所述差動型放大電路和所述鎖存型放大電路的切換電路，其中；通過所述操作切換電路，在所述差動型放大電路投入操作之后，所述鎖存型放大電路才投入操作。
10.如權(quán)利要求9所述的放大裝置，其中；所述切換電路在啟動所述鎖存型放大電路的操作之后，停止所述差動型放大電路的操作。
11.一種具有與傳感放大器相連接的存儲單元的存儲器裝置，其中；所述傳感放大器包括差動型放大電路；鎖存型放大電路；以及用于切換所述差動型放大電路和所述鎖存型放大電路的切換電路，其中；所述差動型放大電路和所述鎖存型放大電路具有共用的負載。
12.如權(quán)利要求11所述的存儲器裝置，其中；所述共用負載是電阻。
13.如權(quán)利要求11所述的存儲器裝置，其中；所述共用負載是晶體管。
14.一種具有與傳感放大器相連接的存儲單元的存儲器裝置，其中；所述傳感放大器包括差動型放大電路；鎖存型放大電路；以及用于切換所述差動型放大電路和所述鎖存型放大電路的切換電路，其中；通過操作所述切換電路，在所述差動型放大電路投入操作之后，所述鎖存型放大電路才投入操作。
15.如權(quán)利要求14所述的存儲器裝置，其中；所述切換電路在啟動所述鎖存型放大電路的操作之后，停止所述差動型放大電路的操作。
全文摘要
本發(fā)明的目的是在放大電路中獲得更高速和更低功耗，其中放大電路包括差動型放大電路、鎖存型放大電路，以及用于切換差動型放大電路和鎖存型放大電路的切換電路。在此結(jié)構(gòu)中，差動型放大電路和鎖存型放大電路具有共用的負載。此外，本放大電路中，切換電路在啟動鎖存型放大電路的操作之后停止差動型放大電路的操作。
文檔編號G11C11/409GK1577607SQ20041006357
公開日2005年2月9日 申請日期2004年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月11日
發(fā)明者中島勝也 申請人:索尼株式會社