레퍼런스 셀을 이용한 센스 앰프 장치 및 그 동작 방법을 개시한다. 본 발명의 실시예에 따른 센스 앰프 장치는, 서로 상보적 관계를 가지는 비트 라인 및 레퍼런스 라인을 포함하는 비트 라인 쌍; 상기 비트 라인 및 상기 레퍼런스 라인 각각에 연결되고, 프리차지 제어신호(PRECHb)에 근거하여 전원 전압(VDD)을 상기 비트 라인 쌍 각각으로 인가하는 프리차지 회로부; 데이터가 저장된 데이터 셀 어레이와 연결되며, 상기 비트 라인과 전기적으로 연결된 적어도 하나의 트랜지스터를 포함하는 데이터 셀 스트링; 레퍼런스 셀의 전류 값을 생성하며, 상기 레퍼런스 라인과 전기적으로 연결된 적어도 하나의 트랜지스터를 포함하는 레퍼런스 셀 스트링; 및 상기 비트 라인 쌍 사이에 위치하며, 상기 비트 라인 및 상기 레퍼런스 라인 각각의 전위를 인가 받고, 상기 전위의 전위차를 증폭하여 읽기 동작을 수행하는 센스 앰프 구동부를 포함할 수 있다.