KR0164816B1 - 외부전원전압을 워드라인 구동전압으로 사용하는 반도체 메모리 - Google Patents

외부전원전압을 워드라인 구동전압으로 사용하는 반도체 메모리 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술 분야 ;
내부전원전압 발생수단을 구비한 반도체 메모리에 관한 것이다.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제 ;
승압전압을 발생시키기 위해서 부스팅회로나 고전압발생회로와 같은 별도의 승압전압발생장치를 칩내부에 구비해야 하고 이로 인하여 칩면적이 크게 되는 문제점이 발생하였다. 또 상기 회로들의 전력소비도 늘어나게 된다.
3. 발명의 해결방법의 요지 ;
워드라인의 구동전압으로서 외부전원전압을 직접 사용하였다.
4. 발명의 중요한 용도 ;
상기 외부전원전압을 워드라인의 구동전압으로 사용하게 됨으로써 상술한 부스팅회로나 고전압발생회로를 사용하지 않아도 된다. 따라서 상기 부스팅회로나 고전압발생회로가 차지하는 칩면적을 줄여 고집적에 유리하고 전력소비를 줄인 반도체 메모리를 사용할 수 있게 된다.

Description

외부전원전압을 워드라인구동전압으로 사용하는 반도체 메모리
제1도는 부스팅회로의 출력전압을 워드라인구동전압으로 사용하는 종래의 반도체 메모리를 보여주는 블럭도.
제2도는 고전압발생회로의 출력전압을 워드라인구동전압으로 사용하는 종래의 반도체 메모리를 보여주는 블럭도.
제3도는 본 발명의 실시예에 따라 워드라인구동전압으로서 외부전원전압을 직접 사용하는 반도체 메모리를 보여주는 블럭도.
본 발명은 반도체 메모리에 관한 것으로, 특히 워드라인구동전압으로 외부전원전압을 사용하는 반도체 메모리에 관한 것이다.
반도체 메모리는 고집적화와 저소비전력화의 경향으로 발전되고 있다. 그중에서 특히 저소비전력화를 위하여 즉, 소비전력을 줄이기 위하여 칩외부에서 입력되는 외부전원전압을 강하시켜 내부전원전압으로 변환하는 내부전원전압 발생회로를 반도체 메모리내부에 탑재하여 사용하고 있다. 상기 내부전원전압 발생회로에 관한 사항들은 여러 논문들 및 다수의 특허출원을 통하여 널리 알려져 있다. 반도체 메모리, 예를들어 다이나믹 랜덤 액세스 메모리(DRAM) 혹은 스태틱 랜덤 액세스 메모리(SRAM)와 같은 메모리에 있어서, 상기 메모리를 구성하는 메모리셀들은 하나의 억세스 트랜지스터와 하나의 스토리지 캐패시터로 이루어져 있고 이는 워드라인과 비트라인쌍사이에 매트릭스(matrix)형태로 배열되어 있다. 상기 메모리셀들이 접속된 워드라인을 구동하는 전압은 통상 내부전원전압보다 높은 전압 예컨대, 메모리셀을 구성하는 상기 억세스 트랜지스터의 드레시홀드전압이상 높은 전압이 상기 워드라인에 인가되지 않으면 안된다. 이를 위하여 통상적인 반도체 메모리에서는 내부회로들로 입력되는 내부전원전압을 승압하여 상기 워드라인을 구동하고 있다.
제1도는 상기 워드라인구동전압으로서 부스팅회로 6의 출력을 사용하는 종래의 반도체 메모리를 보여주는 블럭도이다. 또, 제2도는 상기 워드라인구동전압으로서 고전압발생회로 16의 출력을 사용하여 종래의 반도체 메모리를 보여주는 블럭도이다.
제1도를 참조하면, 메모리 셀 어레이의 행을 지정하기 위한 로우 어드레스신호는 로우 어드레스 디코더(2)로 입력되고, 상기 로우 어드레스 디코더(2)의 출력은 워드라인 드라이버(4)의 입력에 인가된다. 한편 외부에서 인가되는 외부전원전압은 내부전원전압 발생회로(8)로 입력된다. 상기 내부전원전압 발생회로(8)의 출력단은 로우 어드레스 스트로브 신호를 입력하는 부스팅회로(6)의 입력단에 접속된다. 상기 로우 어드레스 디코더(2)의 디코딩 출력을 입력하는 워드라인 드라이버(4)는 상기 부스팅회로(6)의 출력전압을 수신하여 선택된 워드라인을 전원전압보다 높은 고전압으로 활성화시킨다. 메모리셀 어레이(10)는 적어도 하나의 워드라인 WL과 적어도 하나의 비트라인쌍 BL./BL 사이에 다수개의 메모리셀들이 접속된 구성이다. 상기 워드라인 드라이버(4)의 출력단은 상기 메모리셀 어레이(10)내의 트랜지스터 12의 게이트인 워드라인과 접속된다.
이하 제1도에 따른 동작이 설명된다.
도시되지 아니한 로우 어드레스버퍼로부터 소정의 로우 어드레스가 전달되면, 상기 로우 어드레스는 로우 어드레스 디코더(2)에서 디코딩되어 다수의 워드라인중 하나의 워드라인을 선택하게 된다. 또, 외부전원전압은 상기 외부전원전압을 내부전원전압레벨로 변환하는 내부전원전압 발생회로(8)로 입력되고 이에 따라 상기 내부전원전압 발생회로(8)에서는 내부전원전압이 발생된다. 상기 내부전원전압 발생회로(8)에서 출력되는 내부전원전압은 메모리의 내부회로로 인가되는 동시에 로우 어드레스 스트로브신호에 의하여 인에이블되는 부스팅회로(6)에 인가되어져 그 전압레벨이 상승하게 된다. 상기 로우 어드레스 디코더(2)와 상기 부스팅회로(6)의 출력들은 워드라인 드라이버(4)로 입력되는데, 여기서, 상기 로우 어드레스 디코더(2)의 출력의 역할은 부스팅회로(6)에서 발생되는 승압된 전압이 지정된 워드라인으로 전달되도록 하는 것이다. 상기 부스팅된 워드라인전압이 상기 지정된 워드라인으로 전달되면 지정된 워드라인과 접속된 메모리셀의 캐패시터 14에 저장된 데이타정보가 트랜지스터 12를 통해 비트라인쌍으로 전달된다. 여기서, 상기 억세스 트랜지스터 12의 게이트에는 승압된 높은 전압이 걸리므로 상기 저장된 차아지는 전압강하없이 비트라인상에 나타난다. 상기 비트라인상에 나타나는 데이타 정보는 도시하지 아니한 센스앰프회로에서 증폭되고 도시하지 아니한 입출력라인 및 데이타라인을 통하여 칩외부로 독출된다. 이렇게 하여 한 비트의 데이타정보를 독출하는 리드(read)동작이 완료된다.
제2도를 참조하면, 제1도를 구성하는 부스팅회로(6)가 고전압발생회로(12)로 대체된 것을 제외하면 제2도는 상기 제1도의 구성과 동일하다.
제2도의 동작에 있어서, 워드라인으로 입력되는 워드라인구동전압으로 상기 제1도를 구성하는 부스팅회로(6)의 출력을 대신하여 고전압발생회로(12)의 출력이 사용된점을 제외하면 상기 제2도의 동작은 상기 제1도의 동작과 동일하다.
상기 부스팅회로(6)는 워드라인이 인에이블될때 한정하여 즉, 로우 어드레스 스트로브신호의 활성화시에만 동작을 수행하여 부스팅된 전압을 출력하고, 상기 고전압발생회로(16)는 파워-온(power-on)시 항상 고전압을 출력한다는 점은 상기 제1도와 제2도의 차이점으로 드러난다.
그런데 상기와 같이 워드라인 구동전압으로 부스팅회로(6) 및 고전압발생회로(12)의 출력전압을 사용하는 경우, 칩내부에 상기 내부전원전압을 승압하는 회로 즉, 부스팅회로(6) 및 고전압 발생회로(16)가 별도로 필요하게 된다. 이에 따라 칩면적이 늘어난다는 문제점이 발생된다. 현재의 고집적화 추세에 있는 반도체 메모리에서 칩면적을 늘리는 상기의 문제점은 심각하게 대두된다. 또한, 상기 부스팅회로 및 고전압발생회로는 워드라인의 선택 또는 비선택시 액티브전류(active current) 및 스탠바이전류(standby current)를 소비하게 되므로 메모리의 소비전력을 증대시킨다.
따라서 본 발명의 목적은 고집적에 유리하게 칩면적을 줄이는 반도체 메모리를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 전력의 소비를 줄이는 반도체 메모리를 제공하는데 있다.
상기 본 발명의 목적들을 달성하기 위하여, 비트라인쌍과 워드라인사이에 매트릭스형태로 접속된 다수의 메모리셀과, 외부전원전압을 일정한 레벨로 강하하여 내부회로동작에 사용되어질 내부전원전압을 발생하는 내부전원전압 발생부와, 워드라인구동전압을 어드레스 디코딩에 의해 선택되어진 워드라인에 공급하는 워드라인 구동부를 가지는 반도체 메모리에서, 상기 반도체 메모리의 고집적을 위하여 칩의 사이즈를 줄이고 전력의 소모를 줄이기 위하여, 상기 내부전원전압을 이용하여 고전압을 생성함이 없이도 상기 워드라인구동전압을 얻을 수 있도록 상기 워드라인구동부에서 상기 외부전원전압을 직접적으로 인가되게 한 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 제3도를 이용하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 제3도는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리를 보여주는 회로도이다.
제3도를 참조하면, 로우 어드레스신호는 공지의 로우 어드레스 디코더(2)로 입력되고 상기 로우 어드레스 디코더(2)의 출력단은 공지의 워드라인 드라이버(4)의 입력단에 접속된다. 한편 외부전원전압은 내부전원전압 발생회로(8)로 입력되는 동시에 상기 워드라인 드라이버(4)에 제공된다. 상기 로우 어드레스 디코더(2)의 출력을 입력하는 워드라인 드라이버(4)는 상기 외부전원전압을 직접적으로 받아 선택된 워드라인에 워드라인 구동전압을 공급한다. 이에 따라, 상기 내부전원전압을 이용하여 고전압을 생성하는 종래의 고전압 발생회로나 부스팅 회로를 본 실시예의 구성에서는 필요치 않게 된다. 상기 로우 어드레스 디코더(2)의 디코딩 출력을 입력하는 워드라인 드라이버(4)는 상기 외부전원전압을 직접 수신하여 선택된 워드라인을 고전압으로 활성화시킨다. 메모리셀 어레이(10)는 적어도 하나의 워드라인 WL과 적어도 한쌍의 비트라인쌍 BL./BL 사이에 다수개의 메모리셀들이 접속된 구성이다. 상기 메모리 셀은 디램 셀 또는 스태틱램 셀 등이 될 수 있다. 상기 워드라인 드라이버(4)의 출력단은 상기 메모리셀 어레이(10)내의 트랜지스터 12의 게이트인 워드라인과 접속된다.
이하 제3도의 동작을 상세히 설명한다.
도시되지 아니한 로우 어드레스버퍼로부터 소정의 로우 어드레스가 전달되면 상기 로우 어드레스는 로우 어드레스 디코더(2)에서 디코딩되어 다수의 워드라인중 하나의 워드라인을 선택하게 된다. 상기 외부전원전압 상기 내부전원전압 발생회로 및 워드라인 드라이버(4)에 공통으로 입력된다. 상기 내부전원전압 발생회로(8)에서 발생되는 내부전원전압은 타의 내부회로에 제공될 뿐 상기 워드라인의 구동을 위해서는 이용되지 않는다. 상기 외부전원전압이 상기 지정된 워드라인으로 전달되면 지정된 워드라인과 접속된 메모리셀의 캐패시터 14에 저장된 데이타정보가 트랜지스터 12를 통해 비트라인쌍으로 전달된다. 여기서, 상기 억세스 트랜지스터 12의 게이트에는 부스팅회로에 의해 승압된 것이나 다름없는 높은 전압(외부전원전압의 레벨과 거의 동일한 전압)이 걸리므로 상기 저장된 차아지는 전압강하없이 비트라인상에 나타난다. 상기 비트라인상에 나타나는 데이타정보는 도시하지 아니한 센스앰프회로에서 증폭되고 도시하지 아니한 입출력라인 및 데이타라인을 통하여 칩외부로 독출된다. 이렇게 하여 한 비트의 데이타정보를 독출하는 리드동작이 완료된다.
결국 제3도에 나타낸 회로에서 알 수 있듯이, 부스팅회로나 고전압발생회로를 사용하지 않음으로써 칩내부의 집적화에 아주 유리하다. 또한, 반도체 메모리의 활성화 또는 비활성화시 상기 부스팅회로나 고전압발생회로들에서 소비되는 액티브전류(active current) 및 스탠바이전류(standby current)를 소비하지 않게 되므로 전체적인 반도체 메모리의 소비전력을 격감시키는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (3)

  1. 비트라인쌍과 워드라인사이에 매트릭스형태로 접속된 다수의 메모리셀과, 외부전원전압을 일정한 레벨로 강하하여 내부회로동작에 사용되어질 내부전원전압을 발생하는 내부전원전압 발생부와, 워드라인구동전압을 어드레스 디코딩에 의해 선택되어진 워드라인에 공급하는 워드라인 구동부를 가지는 반도체 메모리에 있어서, 상기 반도체 메모리의 고집적을 위하여 칩의 사이즈를 줄이고 전력의 소모를 줄이기 위하여, 상기 내부전원전압을 이용하여 고전압을 생성함이 없이도 상기 워드라인구동전압을 얻을 수 있도록 상기 워드라인구동부에서 상기 외부전원전압을 직접적으로 인가되게 한 것을 특징으로 하는 반도체 메모리
  2. 제1항에 있어서, 상기 메모리셀이 다이나믹 랜덤 액세스 메모리임을 특징으로 하는 반도체 메모리.
  3. 제1항에 있어서, 상기 메모리셀이 스태틱 랜덤 액세스 메모리임을 특징으로 하는 반도체 메모리.
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