KR100244459B1 - Sense amplifier - Google Patents
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Abstract
본 발명은 센스앰프 회로에 관한 것으로, 종래의 회로는 미세한 데이터신호를 증폭하여 출력할 시, 한 번 증폭된 데이터신호의 출력은 바뀌지 않기 때문에 처음 인가되는 데이터신호에 잡음이 섞일 경우 치명적인 에러가 발생하는 문제점이 있었다.The present invention relates to a sense amplifier circuit. In the conventional circuit, when amplifying and outputting a fine data signal, the output of the once amplified data signal does not change. Therefore, a fatal error occurs when noise is mixed in the first applied data signal. There was a problem.
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 인에이블신호에 의해 구동하는 제1,제2구동수단과; 상기 제1구동수단에 각기 연결되어 데이터신호(DATA,DATAB)를 증폭하여 출력하는 제1증폭수단과; 상기 제1증폭수단의 출력신호를 반전하는 제1,제2반전수단과; 상기 제2구동수단에 연결되며 상기 제1,제2반전수단의 출력신호를 증폭하여 출력하는 제2증폭수단으로 구성한 센스앰프 회로를 창안한 것으로, 이와같이 데이터신호를 1차 증폭하는 미러증폭부와 2차증폭하는 래치증폭부 사이에 반전부를 두어 최종 출력되는 래치증폭부의 출력신호가 초기 데이터신호의 극성에 대응되도록 함으로써 초기 데이터신호에 잡음이 섞이더라도 정확하고 안정된 동작을 할 수 있는 효과가 있다.The present invention provides a first and second drive means for driving by the enable signal to solve the conventional problems; First amplifying means connected to the first driving means, respectively, for amplifying and outputting data signals DATA and DATAB; First and second inverting means for inverting an output signal of the first amplifying means; Invented a sense amplifier circuit connected to the second driving means and composed of a second amplifying means for amplifying and outputting an output signal of the first and second inverting means, and thus a mirror amplifier for primary amplifying the data signal. By placing an inverting part between the latch amplifying parts for the second amplification so that the output signal of the latch amplifying part that is finally output corresponds to the polarity of the initial data signal, accurate and stable operation can be performed even if noise is mixed in the initial data signal.
Description
본 발명은 센스앰프 회로에 관한 것으로, 특히 데이터신호를 증폭하여 출력할 시, 잡음에 의해 초기 데이터신호의 극성이 바뀌면 출력신호도 같이 바뀌도록 함으로써 신호잡음에 대해 안정적으로 동작하도록 한 센스앰프 회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
도1은 종래 센스앰프 회로도로서, 이에 도시된 바와같이 인에이블신호(SAC)에 의해 센스앰프를 인에이블시키는 엔모스트랜지스터(MN1)와; 상기 엔모스트랜지스터(MN1)의 드레인에 각기 접속되며 데이터신호(DATA,DATAB)를 증폭하는 엔모스트랜지스터(MN2,MN3)와; 상기 엔모스트랜지스터(MN2,MN3)의 출력신호를 래치 및 증폭하여 출력하는 엔모스트랜지스터(MN4), 피모스트랜지스터(MP1), 엔모스트랜지스터(MN5) 및 피모스트랜지스터(MP2)와; 등기화신호(SAEQ)에 따라 상기 엔모스트랜지스터(MN4,MN5)의 출력단자(S1,S2)를 등기화 시키는 피모스트랜지스터(MP3,MP4)로 구성된다.FIG. 1 is a conventional sense amplifier circuit diagram, as shown therein, an MOS transistor MN1 for enabling a sense amplifier by an enable signal SAC; NMOS transistors MN2 and MN3 connected to drains of the NMOS transistors MN1 and amplifying data signals DATA and DATAB, respectively; An enmos transistor MN4, a PMOS transistor MP1, an NMOS transistor MN5, and a PMOS transistor MP2 which latch and amplify the output signals of the NMOS transistors MN2 and MN3; The PMOS transistors MP3 and MP4 are configured to equalize the output terminals S1 and S2 of the NMOS transistors MN4 and MN5 according to the equalization signal SAEQ.
이와같이 구성된 종래 회로의 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation of the conventional circuit configured as described above is as follows.
먼저, 인에이블신호(SAC)가 '로우'상태에서 '하이'상태로 되면 엔모스트랜지스터(MN1)가 턴온되어 센스앰프는 인에이블 상태가 된다.First, when the enable signal SAC is changed from the low state to the high state, the NMOS transistor MN1 is turned on, and the sense amplifier is enabled.
이때, 등기화신호(SAEQ)에 의해 피모스트랜지스터(MP3,MP4)가 턴온되어 센스앰프 양단 출력은 소정레벨로 등기화 즉, 프리챠지 된다.At this time, the PMOS transistors MP3 and MP4 are turned on by the equalization signal SAEQ so that the outputs across the sense amplifiers are equalized to a predetermined level, that is, precharged.
이는 센스앰프의 안정된 동작특성을 확보하게 하는 한편 데이터버스로의 신호전송시 불필요한 타이밍 마진을 없앨 수 있도록 해준다.This ensures stable operating characteristics of the sense amplifier while eliminating unnecessary timing margins when transmitting signals to the data bus.
이와같은 상태에서 데이터라인을 통해 데이타신호(DATA, DATAB)가 인가되면 엔모스트랜지스터(MN2)와 엔모스트랜지스터(MN3)는 데이터라인 양단의 전압차에 따라 온/오프된다.In such a state, when the data signals DATA and DATAB are applied through the data lines, the NMOS transistor MN2 and the NMOS transistor MN3 are turned on / off according to the voltage difference across the data lines.
엔모스트랜지스터(MN4,MN5)와 피모스트랜지스터(MP1,MP2)는 상기 전위차를 포지티브 피드백시켜 양단(S1,S2)출력을 각각 Vcc와 Vss로 래치 시킨다.NMOS transistors MN4 and MN5 and PMOS transistors MP1 and MP2 positively feed back the potential difference to latch the outputs of both ends S1 and S2 to Vcc and Vss, respectively.
상기와 같이 출력이 래치된 스태틱모드(STATIC MODE)에서는 DC 전류패스가 존재하지 않는다. 따라서 센스앰프는 래치부의 스위칭 시간동안만 전류를 소모한다.As described above, in the static mode in which the output is latched, there is no DC current path. Therefore, the sense amplifier consumes current only during the switching time of the latch portion.
이상에서 설명한 바와같이 종래의 회로는 미세한 데이터신호를 증폭하여 출력할 시, 한 번 증폭된 데이터신호의 출력은 바뀌지 않기 때문에 처음 인가되는 데이터신호에 잡음이 섞일 경우 치명적인 에러가 발생하는 문제점이 있었다.As described above, in the conventional circuit, when amplifying and outputting a fine data signal, the output of the once-amplified data signal does not change. Therefore, a fatal error occurs when noise is mixed in the first applied data signal.
본 발명의 목적은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 처음에 인가되는 데이터신호를 증폭하는 증폭부를 두고 그 증폭부의 출력신호를 래치 및 증폭하여 최종출력하는 래치부를 두며 그 증폭부와 래치부 사이에 반전부를 두어 최종 출력신호가 처음에 인가되는 데이터신호의 변화에 대응하도록 함으로써 신호잡음에 대해 안정된 동작을 할 수 있도록 한 센스앰프 회로를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to solve the conventional problems, and to first amplify the data signal is first applied to the amplifier and the output signal of the amplifier latch and amplify the output of the final latch portion and between the amplifier and the latch unit The present invention provides a sense amplifier circuit that enables stable operation with respect to signal noise by allowing a final output signal to correspond to a change of a data signal applied at first.
도 1은 종래 센스앰프 회로도.1 is a conventional sense amplifier circuit diagram.
도 2는 본 발명의 일 실시예시도.Figure 2 is an embodiment of the present invention.
도 3은 인에이블신호(SEN)의 파형도.3 is a waveform diagram of an enable signal SEN.
도 4는 등기화신호(SEQ)의 파형도.4 is a waveform diagram of an equalization signal SEQ.
도 5는 미러증폭부의 출력 파형도.5 is an output waveform diagram of a mirror amplifier.
도 6은 제1,제2반전부의 출력 파형도.6 is an output waveform diagram of first and second inverting units.
도 7은 래치증폭부의 출력 파형도.7 is an output waveform diagram of a latch amplifier.
*****도면의 주요부분에 대한 부호의 설명********** Description of the symbols for the main parts of the drawings *****
100 : 미러증폭부110,150 : 제1등기화부100: mirror amplifier 110,150: first registration unit
120,130 : 제1,제2반전부140 : 래치증폭부120,130: first and second inverting part 140: latch amplification part
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 센스앰프 회로는 인에이블신호에 의해 구동하는 제1,제2구동수단과; 상기 제1구동수단에 각기 연결되어 데이터신호(DATA,DATAB)를 증폭하여 출력하는 제1증폭수단과; 상기 제1증폭수단의 출력신호를 반전하는 제1,제2반전수단과; 상기 제2구동수단에 연결되며 상기 제1,제2반전수단의 출력신호를 증폭하여 출력하는 제2증폭수단으로 구성한다.The sense amplifier circuit for achieving the object of the present invention comprises: first and second driving means for driving by the enable signal; First amplifying means connected to the first driving means, respectively, for amplifying and outputting data signals DATA and DATAB; First and second inverting means for inverting an output signal of the first amplifying means; And a second amplifying means connected to the second driving means to amplify and output the output signals of the first and second inverting means.
이하, 본 발명의 작용 및 효과에 관하여 일 실시예를 들어 설명한다.Hereinafter, the operation and effects of the present invention will be described with reference to one embodiment.
도2는 본 발명의 일 실시예시도로서, 이에 도시한 바와같이 인에이블신호(SEN)에 의해 구동하여 센스앰프를 인에이블 시키는 엔모스트랜지스터(MN1,MN4)와; 엔모스트랜지스터(MN2), 피모스트랜지스터(MP1), 엔모스트랜지스터(MN3) 및 피모스트랜지스터(MP2)로 이루어지고 상기 엔모스트랜지스터(MN1)와 연결되어 데이터신호(DATA,DATAB)를 증폭하여 출력하는 미러증폭부(100)와; 엔모스트랜지스터(MN9)와 피모스트랜지스터(MP7)로 이루어져 등기화신호(SEQ)에 따라 상기 미러증폭부(100)의 양단을 프리챠지 시키는 제1등기화부(110)와; 엔모스트랜지스터(MN5)와 피모스트랜지스터(MP5)로 이루어져 상기 미러증폭부(100)의 출력신호를 반전하여 출력하는 제1반전부(120)와; 엔모스트랜지스터(MN6)와 피모스트랜지스터(MP6)로 이루어져 상기 미러증폭부(100)의 출력신호를 반전하여 출력하는 제2반전부(130)와; 엔모스트랜지스터(MN5), 피모스트랜지스터(MP3), 엔모스트랜지스터(MN6) 및 피모스트랜지스터(MP4)로 이루어지고 상기 엔모스트랜지스터(MN4)와 연결되어 상기 제1,제2반전부(120,130)의 출력신호를 래치 및 증폭하여 출력하는 래치증폭부(140)와; 엔모스트랜지스터(MN10)와 피모스트랜지스터(MP8)로 이루어져 등기화신호(SEQ)에 따라 상기 래치증폭부(140)의 양단을 프리챠지 시키는 제2등기화부(150)로 구성한다.FIG. 2 is an exemplary embodiment of the present invention, and as shown therein, the NMOS transistors MN1 and MN4 which are driven by the enable signal SEN to enable the sense amplifiers; It is composed of NMOS transistor (MN2), PMOS transistor (MP1), NMOS transistor (MN3) and PMOS transistor (MP2) and connected to the NMOS transistor (MN1) to amplify the data signals (DATA, DATAB) A
이와같이 구성한 본 발명의 일 실시예의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the embodiment of the present invention configured as described above are as follows.
먼저, 도3에 도시한 바와같이 인에이블신호(SEN)가 '로우'에서 '하이'로 변하면 엔모스트랜지스터(MN1)와 엔모스트랜지스터(MN4)가 턴온되어 센스앰프는 인에이블 상태가 된다.First, as shown in FIG. 3, when the enable signal SEN changes from 'low' to 'high', the NMOS transistor MN1 and the NMOS transistor MN4 are turned on, and the sense amplifier is enabled.
그리고 도4에 도시한 바와같이 등기화신호(SEQ)가 '하이'일 동안 엔모스트랜지스터(MN9)와 피모스트랜지스터(MP7) 그리고 엔모스트랜지스터(MN10)와 피모스트랜지스터(MP8)이 턴온되어 센스앰프 양단의 접점인 S1,S2와 S5,S6은 같은레벨의 전위로 등기화 된다.As shown in FIG. 4, the NMOS transistor MN9, the PMOS transistor MP7, the NMOS transistor MN10, and the PMOS transistor MP8 are turned on while the equalization signal SEQ is 'high'. The contacts S1, S2 and S5, S6 at both ends of the sense amplifier are registered at the same level of potential.
이때, 셀에 저장되어 있던 미세한 데이터신호(DATA,DATAB)가 데이타라인을 통해 엔모스트랜지스터(MN2, MN3)의 게이트에 인가되면, 그 엔모스트랜지스터(MN2, MN3)는 턴온되어 그에따른 전압이 엔모스트랜지스터(MN6)와 피모스트랜지스터(MP6) 그리고 엔모스트랜지스터(MN5)와 피모스트랜지스터(MP5)에 의해 1차 증폭되어 접점 S1,S2에 나타난다.At this time, when the minute data signals DATA and DATAB stored in the cell are applied to the gates of the NMOS transistors MN2 and MN3 through the data lines, the NMOS transistors MN2 and MN3 are turned on so that the corresponding voltage is turned on. It is first amplified by the NMOS transistor MN6 and the PMOS transistor MP6, and the NMOS transistor MN5 and the PMOS transistor MP5, and appears at the contacts S1 and S2.
상기 접점 S1,S2의 전위는 엔모스트랜지스터(MN5)와 피모스트랜지스터(MP5) 그리고 엔모스트랜지스터(MN6)와 피모스트랜지스터(MP6)의 게이트에 인가되는데, 그 접점 S1,S2의 전압은 그 모스트랜지스터(MN5,MN6,MP5,MP6)들에 의해 도6에 도시한 바와같이 반전증폭되어 접점 S3,S4에 나타난다.The potentials of the contacts S1 and S2 are applied to the gates of the MOS transistor MN5 and the PMOS transistor MP5 and the gates of the NMOS transistor MN6 and the PMOS transistor MP6, and the voltages of the contacts S1 and S2 are Inverted and amplified by the MOS transistors MN5, MN6, MP5, and MP6 as shown in FIG. 6, they appear at the contacts S3 and S4.
상기 접점 S3,S4에 나타난 전압은 도7에 도시한 바와같이 모스트랜지스터(MN7,MN8,MP3,MP4)에 의해 래치 및 증폭되어 출력단자(S/AOUTPUT)를 통해 최종 출력된다.The voltages shown at the contacts S3 and S4 are latched and amplified by the MOS transistors MN7, MN8, MP3, and MP4 as shown in FIG. 7, and finally output through the output terminal S / AOUTPUT.
이상에서 상세히 설명한 바와같이 데이터신호를 1차 증폭하는 미러증폭부와 2차증폭하는 래치증폭부 사이에 반전부를 두어 최종 출력되는 래치증폭부의 출력신호가 초기 데이터신호의 극성에 대응되도록 함으로써 초기 데이터신호에 잡음이 섞이더라도 정확하고 안정된 동작을 할 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, an inverting part is provided between the mirror amplifying part which first amplifies the data signal and the latch amplifying part which amplifies the second signal so that the output signal of the latch amplifying part which is finally output corresponds to the polarity of the initial data signal. Even if the noise is mixed, there is an effect that it can operate correctly and stably.
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