DE19727424B4

DE19727424B4 - Eingabepuffer für ein Halbleiterspeicherbauelement

Info

Publication number: DE19727424B4
Application number: DE19727424A
Authority: DE
Inventors: Huy-Cheol Ichon Bae; Sang-Sup Bae
Original assignee: Hyundai Electronics Industries Co Ltd
Current assignee: SK Hynix Inc
Priority date: 1996-06-29
Filing date: 1997-06-27
Publication date: 2006-10-19
Anticipated expiration: 2017-06-28
Also published as: DE19727424A1; US5978310A; KR980006892A; JPH1064268A; KR100231431B1

Abstract

Eingangspuffer für ein Speicherbauelement, welcher einen Zeilenadressenabtastimpuls (RAS) empfängt und ein Ausgabesignal (RAS1) erzeugt, bei welchem Rauschen unterdrückt ist, wobei der Puffer aufweist:
einen Puffereingabebereich für das externe Empfangen des Zeilenadressenabtastimpulses (RAS);
einen Datenausgabefreigabebereich (DOE); und
einen Pufferausgabebereich zum Aufnehmen einer Signalausgabe von dem Datenausgabefreigabebereich (DOE) als ein Steuersignal, Empfangen des RAS des Puffereingabebereichs als ein Eingabesignal, und Erzeugen des rauschunterdrückten RAS1 in Abstimmung mit dem Steuersignal,
dadurch gekennzeichnet, dass der Datenausgabefreigabebereich (DOE) zum Verzögern eines DOE-Signals über einen vorherbestimmten Zeitraum ausgebildet ist, das mit einem externen CAS synchronisiert ist, mit anschließendem Erzeugen eines verzögerten DOE-Signals.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Eingangspuffer für ein Halbleiterspeicherbauelement und insbesondere auf einen Eingangspuffer zum Verbessern der Rauscheigenschaften oder Rauschkennwerte des Speicherbauelements gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Der Betrieb eines Speicherbauelements wird durch verschiedene Logikpegel von externen Schaltkreisen und externen Signalen, wie Eingabe/Ausgabeimpedanz oder Rauschen stark beeinflusst. Ein Eingabepuffer verwendet und wählt diese externen Signale in Abstimmung mit dem internen Spannungspegel des Speicherbauelements. Ein solcher Eingabepuffer sollte so entworfen werden, dass er keine Veränderung des Pegels aufgrund eines Rauschens aufweist, sobald der logische Pegel definiert festgelegt ist. Zusätzlich sollte der Eingabepuffer einen Spannungspegel aufweisen, welcher so groß ist wie eine logisch untere Spannung V_IL, und einen Spannungspegel aufweisen so niedrig wie eine logische obere Spannung V_IH "High", wodurch die Spannungspegel innerhalb einer Schwellenspannung bzw. Schwellwertspannung liegen. Der Zweck der oben erwähnten Begrenzung des Bereichs des Spannungspegels ist es, eine schnellere Signalverarbeitung zu ermöglichen.

Bei dem oben beschriebenen Eingangspuffer eines Speicherbauelements ist der Ausgabeanschluss so entworfen, dass er sich empfindlich verändert in Abstimmung mit einer Eingabesignalpegelveränderung von HIGH auf LOW oder umgekehrt. Diese Konstruktion neigt dazu, ein schlechtes oder fehlerhaftes Funktionieren eines Schaltkreises aufgrund dessen Überempfindlichkeit zu verursachen, selbst in dem Falle einer kleinen Veränderung des Eingabesignals aufgrund eines Rauschens. Das Eingaberauschen, welches auf das Ausgabesignal während des Lesens von Daten rückgekoppelt wird, verursacht mehr Probleme für das Speicherbauelement als das Schreiben von Daten.

Aus der DE 44 11 874 A1 ist, ein Eingangspuffer für ein Speicherbauelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, welcher ein Steuersignal empfängt und ein Ausgabesignal erzeugt. Bei diesem soll das Rauschen unterdrückt sein. Der Puffer weist einen Puffereingabebereich für das externe Steuersignal auf. Ein Datenausgabefeigabebereich zum Ausgeben eines DOUTE-Signals, das mit einem externen CAS synchronisiert ist, ist ebenfalls vorgesehen. Ein Pufferausgabebereich zum Aufnehmen einer Signalsausgabe von dem Datenausgabefreigabebereich als ein Steuersignal, zum Empfangen des Steuersignals des Puffereingabebereichs als ein Eingabesignal, und zum Erzeugen des rauschunterdrückten Ausgabesignals in Abstimmung mit dem Steuersignal ist angelegt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Eingangspuffer für ein Halbleiterspeicherbauelement zu schaffen, welches so entworfen ist, dass die Rauscheigenschaften bzw. Rauschkennwerte verbessert werden durch das Ansprechen auf nur die anfängliche Veränderung des Eingangs- bzw. Eingabesignals ohne Beachtung von Veränderungen des Rückkopplungsausgaberauschens (feedback output noise).

Die obige Aufgabe wird mittels des Gegenstandes des Patentanspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausführungsformen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die beiliegenden Zeichnungen, welche aufgenommen wurden, um ein besseres Verständnis der Erfindung zu ermöglichen, und in diese Beschreibung einbezogen werden und einen Teil davon darstellen, veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien bzw.
Wirkungsweise der Erfindung zu erläutern; wobei
1 eine graphische Darstellung eines Eingabepuffers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; und
2A–2I die zeitliche Arbeitsweise des in 1 dargestellten Eingabepuffers der vorliegenden Erfindung zeigen.
Eine ausführliche Beschreibung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist unten unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen dargestellt.
Bezug nehmend auf 1 weist ein Eingabe- bzw. Eingangspufferschaltkreis der vorliegenden Erfindung einen Puffereingabebereich 100 zum Empfangen bzw. Aufnehmen eines Reihen- bzw. Zeilen(abtast)impulses (row address strobe) RAS als dem Eingabesignal auf, einen Datenausgabefreigabe- (data output enable; DOE) Sperr- bzw. Blockierbereich 200 zum Verzögern des DOE-Signals um einen vorherbestimmten Zeitraum; und einen Pufferausgabebereich 300 zum Erzeugen der RAS-Ausgabe von dem Puffereingabebereich 100, welche in Abstimmung mit dem Ausgabesignal des DOE-Sperrbereichs 200 erzeugt wird.
Zunächst umfasst der Puffereingabebereich 100: Einen ersten, zweiten und dritten MOS-Transistor M1, M2 und M3, welche in Serie miteinander geschaltet sind, wobei das RAS-Signal an jedes der jeweiligen Gates angelegt wird; und einen vierten MOS-Transistor M4, welcher in Serie mit dem dritten MOS-Transistor M3 verbunden ist, wobei die Betriebsspannung Vdd an ein Gate des vierten MOS-Transistors M4 angelegt wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind der erste und zweite MOS-Transistor M1 und M2 PMOS-Transistoren, und der dritte und vierte ist ein NMOS-Transistor.
Der zweite und dritte Transistor M2 und M3 sind mit Umkehrstufen bzw. Invertern INV1, INV2 und INV3 verbunden, welche die Ausgabe bzw. das Ausgangssignal des in Reihe geschalteten Knoten A invertieren. Insbesondere invertiert der Inverter INV1 das Ausgabesignal von Knoten A, und der zweite Inverter INV2 invertiert das Ausgabesignal des ersten Inverters INV1. Der dritte Inverter INV3 invertiert das Ausgabesignal des zweiten Inverters INV2. Ein Puffereingabebereich 100, welcher den ersten, zweiten und dritten Inverter INV1, INV2 und INV3 einschließt, erzeugt das RAS durch den dritten Inverter INV3.
Der DOE-Sperrbereich 200 umfasst: Einen invertierenden bzw. ungeraden bzw. zeitweiligen Verzögerungsbereich (odd delay portion) 210 zum Verzögern des extern angelegten DOE um einen vorherbestimmten Zeitraum; ein erstes NAND-Gatter NAND1 zum Durchführen einer NAND-Funktion des extern angelegten DOE-Signals und des verzögerten DOE-Signals von dem ungeraden bzw. zeitweiligen Verzögerungsbereich 210; einen vierten Inverter INV4 zum Invertieren der Ausgabe des ersten NAND-Gatters NAND1, und einen fünften Inverter INV5 zum Invertieren der Ausgabe des vierten Inverters INV4. Der Verzögerungszeitraum der ungeraden bzw. zeitweiligen Verzögerung 210 wird auf 12 ns bis 15 ns unter Berücksichtigung der erwarteten Zeitdauer des Ausgaberauschens, des Umwandlungszeitraums von RAS, und des Umwandlungszeitraums von CAS festgesetzt.
Der Pufferausgabebereich 300 umfasst: Ein zweites NAND-Gatter NAND2 zum Empfangen der Ausgabe des dritten Inverters INV3 des Puffereingabebereichs 100 und des Ausgabesignals des fünften Inverters INV5 des DOE-Sperrbereichs 200 durch den Knoten B; einen sechsten Inverter INV6 zum Invertieren der Ausgabe des zweiten NAND-Gatters NAND2; einen siebten Inverter INV7 zum Invertieren der Ausgabe des sechsten Inverters INV6; und einen achten Inverter INV8 zum Invertieren der Ausgabe des siebten Inverters INV7, was das RAS1-Signal ist.
Die 2A bis 2I sind Diagramme der zeitlichen Arbeitsweise, welche RAS, das DOE-Signal, CAS, externes Rauschen, das ungerade bzw. zeitweilig verzögerte DOE-Signal, die Ausgabesignale von INV3 und INV5, das Ausgabesignal von NAND2 und das RAS1-Signal zeigen.
Wenn das RAS von HIGH nach LOW wechselt, wird die Ausgabe bei dem Knoten A von LOW nach HIGH verändert. Hier wird der Knoten B auf einem LOW Pegel gehalten, weil das DOE-Signal in Synchronisation mit CAS fortgesetzt in dem HIGH Zustand während eines vorherbestimmten Zeitraumes verbleibt. Deshalb wird die Ausgabe des zweiten NAND-Gatters NAND2 durch das Ausgabesignal des dritten Inverters INV3 des Puffereingabebereichs 100 bestimmt. Nachdem das CAS-Signal von HIGH nach LOW verändert wurde, verändert sich das DOE, das mit dem CAS-Signal synchronisiert ist, als Ergebnis von LOW nach HIGH. Nach dem Abfallen der logischen Pegel der RAS- und CAS-Signale treten ein Lese- oder Abtastrauschen (sensing noise) SN bzw. ein Ausgaberauschen (output noise) ON auf. Hier wird der Ausgang des ersten NAND-Gatters NAND1 auf LOW nur während der Verzögerungszeit der ungeraden bzw. zeitweiligen Verzögerung 210, 12 ns bis 15 ns, gehalten, wenn das DOE-Signal freigegeben oder HIGH wird, während der Ausgang des zweiten NAND-Gatters NAND2 auf HIGH gehalten wird, ohne Berücksichtigung der Veränderung des Eingabesignals. Deshalb wird der Puffer vor einer Fehlfunktion aufgrund eines Ausgaberauschens geschützt, wenn RAS von HIGH nach LOW verändert wird.
Wie oben beschrieben, berücksichtigt der Eingabepuffer der vorliegenden Erfindung die Veränderung des Eingabesignals während eines vorherbestimmten Zeitraums nicht und reagiert nur auf die anfängliche Veränderung des Eingabesignals, selbst wenn das Ausgaberauschen des Speicherbauelements, welches nach der Umwandlung des RAS von HIGH nach LOW auftritt, dem Eingabesignal des Eingabepuffers zugeführt wird. Der Eingangspuffer arbeitet in Abstimmung mit einer Veränderung des Eingabesignals nachdem das Ausgaberauschen abnimmt, wodurch die Eingabeeigenschaften eines Vielausgabe- (multi-output) Speicherbauelements einschließlich eines relativ großen Ausgaberauschens verbessert werden. Kurz ausgedrückt, implementiert die vorliegende Erfindung einen Eingabepuffer, welcher die Eingabeeigenschaften des Vielausgabespeicherbauelements verbessert.
Es wird den Fachleuten offensichtlich sein, dass verschiedenartige Abwandlungen und Veränderungen an dem Eingabepuffer für ein Halbleiterspeicherbauelement der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden können, ohne von der Idee und der Reichweite der Erfindung abzuweichen. Demzufolge ist beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung Abwandlungen und Veränderungen dieser Erfindung abdeckt unter der Voraussetzung, dass diese innerhalb des Schutzbereichs der beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente fallen.
Ein Eingabepuffer für ein Speicherbauelement, welches einen Reihenadressenimpuls RAS empfängt und ein RAS1 erzeugt, von welchem das Rauschsignal entfernt ist, weist eine Puffereingabe zum externen Empfangen des RAS auf; einen Datenausgabefreigabe(DOE)-Sperrbereich zum Verzögern des DOE-Signals, welches mit einem externen CAS-Signal synchronisiert ist, um einen vorherbestimmen Zeitraum, und anschließendem Erzeugen des verzögerten DOE-Signals; und einen Pufferausgabebereich zum Aufnehmen der Signalausgabe von dem DOE-Sperrbereich als dem Steuersignal, Aufnehmen des RAS des Puffereingabebereichs als einem Eingabesignal, und Erzeugen des rauschfreien RAS1 in Abstimmung mit dem Steuersignal.

Claims

Eingangspuffer für ein Speicherbauelement, welcher einen Zeilenadressenabtastimpuls (RAS) empfängt und ein Ausgabesignal (RAS1) erzeugt, bei welchem Rauschen unterdrückt ist, wobei der Puffer aufweist: einen Puffereingabebereich für das externe Empfangen des Zeilenadressenabtastimpulses (RAS); einen Datenausgabefreigabebereich (DOE); und einen Pufferausgabebereich zum Aufnehmen einer Signalausgabe von dem Datenausgabefreigabebereich (DOE) als ein Steuersignal, Empfangen des RAS des Puffereingabebereichs als ein Eingabesignal, und Erzeugen des rauschunterdrückten RAS1 in Abstimmung mit dem Steuersignal, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenausgabefreigabebereich (DOE) zum Verzögern eines DOE-Signals über einen vorherbestimmten Zeitraum ausgebildet ist, das mit einem externen CAS synchronisiert ist, mit anschließendem Erzeugen eines verzögerten DOE-Signals.
Eingabepuffer nach Anspruch 1, wobei der Puffereingabebereich, welcher das RAS empfängt, aufweist: einen ersten Transistor mit einem Sourceanschluß, an welchen eine Steuerspannung angelegt wird, einem Drainanschluß, und einem Gateanschluß, an welchen das RAS angelegt wird; einem zweiten Transistor mit einem Sourceanschluß, der mit dem Drainanschluß des ersten Transistors verbunden ist, einem Drainanschluß, und einem Gateanschluß, an welchen das RAS extern angelegt wird; einem dritten Transistor mit einem Drainanschluß, welcher mit dem Drainanschluß des zweiten Transistors verbunden ist und ein invertieres RAS erzeugt, einem Sourceanschluß und einem Gateanschluß, an welchen das invertierte RAS extern angelegt wird; einem vierten Transistor mit einem Sourceanschluß, welcher mit dem Sourceanschluß des dritten Transistors verbunden ist, einem Drain-geerdeten Anschluß und einem Gateanschluß, an welchen die Steuerspannung angelegt wird; einem ersten Inverter zum Invertieren der Signalausgabe von einem Knoten, welcher den Drainanschluß des zweiten Transistors und den Sourceanschluß des dritten Transistors verbindet; einem zweiten Inverter zum Invertieren der Signalausgabe von dem ersten Inverter; und einem dritten Inverter zum Invertieren der Signalausgabe von dem zweiten Inverter.
Eingabepuffer nach Anspruch 2, wobei der erste und der zweite Transistor PMOS-Transistoren sind und der dritte und vierte Transistor NMOS-Transistoren sind.
Eingabepuffer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der DOE-Sperrbereich umfaßt: einem ungeraden Verzögerungsbereich (odd delay) zum Invertieren und Verzögern des extern angelegten DOE während eines vorherbestimmten Zeitraums; einem ersten NAND-Gatters zum Durchführen einer NAND-Funktion des extern angelegten DOE als dem ersten Eingabesignal und einem invertierten und verzögerten DOE von dem ungeraden Verzögerungsbereich als dem zweiten Eingangssignal; einem vierten Inverter zum Invertieren der Ausgabe des ersten NAND-Gatters; und einem fünften Inverter zum Invertieren der Ausgabe des vierten Inverters.
Puffer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Pufferausgabebereich umfaßt: ein zweites NAND-Gatter zum Durchführen einer NAND-Funktion einer Zweisignaleingabe von dem Puffereingabebereich und dem DOE-Sperrbereich; einem sechsten Inverter zum Invertieren der Ausgabe des zweiten NAND-Gatters; einem siebten Inverter zum Invertieren der Ausgabe des sechsten Inverters; und einem achten Inverter zum Erzeugen des RAS1, welches ein invertiertes Signal des Ausgabesignals des siebten Inverters darstellt.