KR100283191B1 - 반도체장치의내부클럭발생회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외부시스템클럭에 동기되어 칩내부로 공급될 내부클럭의 위상과 상기 외부시스템클럭의 위상사이의 스큐를 보상하기 위하여 제 1, 2지연동기라인에 병렬접속된 다수개의 단위지연동기구간들을 포함하는 반도체 장치의 내부클럭발생회로에 관한 것으로, 레이턴시 정보에 따른 선택적으로 스위칭되어 미리 설정된 구간 만큼의 지연을 선단에서 수행하여 주는 전용지연회로를 가짐으로서 단위지연동기구간의 수를 최소화할 수 있으며 이에 따른 전력소모를 감소시킬수 있는 효과가 있다.

Description

반도체 장치의 내부클럭발생회로{INTERNAL CLOCK GENERATING CIRCUIT IN SEMICONDUCTOR DEVICE}

본 발명은 외부로 부터 공급되는 시스템클럭에 응답하여 구동되는 동기식 반도체장치(synchronous dynamic random access memory device)에 관한 것으로, 특히 시스템클럭에 동기되어 칩내부에 이용되는 내부클럭을 발생시키기 위한 반도체 장치의 내부클럭발생회로에 관한 것이다.

역사적으로, 디램(dynamic random access memory)들은 프로세서등의 제어디바이스(device)에 의해 비동기적으로 제어되어 왔다. 이것은 프로세서가 디램 입력단자들상에 어드레스들을 내려놓고 로우 및 컬럼어드레스스트로브신호 핀들을 이용하여 그들을 스트로브하는 것을 의미한다. 상기 어드레스들은 요구되는 최소 시간동안 홀딩된다. 이 시간동안에 디램은 메모리내에 어드레스된 위치들을 억세스하고 소정시간(억세스 타임)후에 프로세서로부터의 새로운 데이터를 메모리내에 라이트하거나, 메모리에 저장된 데이터를 리드할 프로세서를 위해 자신의 출력단으로 제공한다. 따라서, 프로세서는 디램이 프리차아지, 어드레스들의 디코딩, 데이터의 센싱, 및 출력버퍼를 통한 데이터의 출력등과 같은 다양한 내부동작을 수행하는 동안 대기하여야 한다. 프로세서의 이러한 대기상태는 전체 시스템의 동작속도를 저속으로 만들어 버리는 요인이 된다. 그러한 대기시간으로부터 프로세서를 자유롭게 하여 프로세서가 다른 기능을 수행하게 해주고 데이터의 입출력 동작을 보다 고속으로 수행하기 위한 동기형(Synchronous Type) 디램이 근래에 개발되었다.

그러한 동기 디램은 프로세서등에서 인가되는 시스템클럭을 내부의 회로에 적합한 레벨로 변환하는 버퍼회로를 통상적으로 채용하고 있다. 상기 버퍼회로의 채용에 의해, 칩내의 각 디바이스는 결국 상기 시스템클럭에 응답하여 동작되는 양상이다. 그러나, 상기의 버퍼회로는 단순히 외부로부터 공급되는 시스템클럭등과 같은 외부클럭을 버퍼링하여 칩의 내부에서 필요로 하는 내부클럭을 발생하는 역할만 하므로 외부클럭과 내부클럭간에는 버퍼의 지연현상에 기인하여 위상차가 필연적으로 발생된다. 이러한 위상차로 인하여, 클럭들간의 타임스큐(time skew)가 발생되며 외부클럭의 인가시 칩 내부의 동작은 상기 위상차 만큼 지연된 후에 수행된다. 따라서, 외부로부터 공급되는 외부클럭과 동일한 위상을 가지는 내부클럭, 즉 외부클럭에 완전히 동기되어 타임스큐가 발생하지 않는 위상차 "0"의 내부클럭을 생성하기 위한 연구가 본 분야에서 꾸준히 진행되어 왔다.

이러한 진행과정에서 위상차를 없애기 위한 종래의 초기방법들로는 위상동기루프(Phase Locked Loop)와 지연동기루프(Delay Locked Loop)등을 사용하여 외부 시스템클럭과 내부클럭간의 위상차인 스큐(Skew)를 최소화하는 방법이 개시되어 왔다. 하지만, 상기와 같은 위상동기루프, 지연동기루프등을 이용하는 기술들의 클럭동기방법은 위상을 일치시키는데 많은 시간이 요구되며, 디바이스가 동작하지 않는 대기상태(Stand-by)시에도 전체적인 대기전류를 증가시키는 원인이 되어 고속의 동기식 반도체 메모리 장치에는 적합하지 않음을 인식하여 그 이후에 개발된 것이 디지탈 지연동기방식을 채용한 내부클럭발생회로이다. 이 디지탈 지연동기방식을 채용한 종래의 내부클럭발생회로는 도 1에 도시된 바와 같이, 단위지연부와 위상검출부를 이용한 회로이다.

도 1은 종래 기술의 일실시예에 따른 반도체 장치의 내부클럭발생회로를 개략적으로 보인 도면이다.

도 1을 참조하자면, 버퍼회로(BDC)는 TTL레벨의 외부 시스템클럭(CLK)에 응답하여 소정 타임 지연된 씨모오스(complementary metal oxide semiconductor; CMOS)레벨의 버퍼지연신호(PCLK-M 또는 BD)을 출력하는 회로이다. 이 버퍼지연신호(PCLK-M)는 메인지연회로(MDC)와 위상검출부들(PDCi;i는 자연수) 및 단위지연부(BUD1)의 입력단자에 입력된다. 상기 메인지연회로(MDC)는 상기 버퍼 회로(BDC)와 동일한 타임지연량(또는 지연폭)을 가지는 회로로서 상기 버퍼지연신호(PCLK-M)에 응답하여 지연된 신호 메인지연신호(D1)를 출력한다. 이 메인지연회로(MDC)의 출력단자에는 동일한 타임지연량을 각각 가지는 복수개의 단위지연부들(FUD1∼FUDn)이 서로 직렬접속된다. 상기 메인지연신호(D1)는 먼저, 단위지연부(FUD1)에 입력되어 소정 타임 순차적으로 지연된 순차지연신호(D2, D3, D4…)로서 각각의 단위지연부(FUD2∼FUDn)의 출력노드에 생성된다. 이와같이 버퍼지연신호(PCLK-M)을 입력으로 하고 직렬접속된 메인지연회로(MDC)와 각각의 단위지연부(FUD1∼FUDn)들은 제 1지연동기라인(SDL1)을 구성한다.

위상검출부들(PDC1∼PDC n+1 ; n+1은 상기 단위 지연 회로들의 갯수보다 1개 더 많은 수로 이루어짐을 뜻함)은 입력되는 메인지연신호를 포함한 순차지연신호(D1∼Dn)을 상기 버퍼지연신호(PCLK-M)에 따라 래치한 후 전단의 위상검출부(PDC1∼PDC n+1)의 출력과 래치된 신호를 비교하여 그 위상이 일치할 경우에만 활성화된 신호(Fi)를 출력한다.

버퍼회로(BDC)의 출력단자에는 동일한 타임지연량을 가지는 다수의 단위지연 부들(BUD1∼BUDn)이 제 2동기지연라인(SDL2)으로서 직렬접속된다. 이 단위지연부들 (BUD1∼BUDn)의 각각의 출력노드에는 순차지연신호(D1'∼Dn')을 출력한다. 이때, 순차지연신호(D1')는 버퍼회로(BDC)의 출력신호인 버퍼지연신호(PCLK-M)과 동일 위상을 가지는 동일신호이다. 즉, 순차지연신호(D1'; 또는 버퍼지연신호)는 순차지연신호 (D1; 또는 메인지연신호)보다 메인지연회로(MDC)의 타임지연량 만큼 빠른 신호이다. 외부 시스템클럭과 위상일치된 내부클럭(PCLK)이 출력되는 노드 N1와 각각의 단위지연부들(BUD1∼BUDn)의 입력노드 N2 사이에는 복수개의 스위치부들(SW1∼SWn)이 접속되며 이 스위치부들(SW1∼SWn)의 스위칭동작은 각기 대응되는 상기 활성화신호(Fi)의 제어를 받는다.

도 2는 도 1에 대한 출력 타이밍 관계를 나타낸 도면이다.

도 1과 도 2를 동시에 참조하여 동작을 보다 상세히 살펴보자면, 먼저, 내부 클럭발생회로의 입력단자를 통해 외부시스템클럭(CLK)이 입력되면 버퍼회로(BDC)에서 이를 소정 타임 지연한 후 버퍼지연신호(PCLK-M)를 출력한다. 이 버퍼지연신호(PCLK-M)은 상기 버퍼회로(BDC)의 지연량에 상응하는 타임 지연량을 갖는 메인지연 회로(MDC)에 의해 지연되어 메인지연신호(또는 첫번째 순차지연신호) D1로 출력된다. 또한, 상기 버퍼지연신호(PCLK-M)은 복수개의 위상검출부들(PDC1∼PDC n+1)의 각각의 입력노드에 공급됨과 동시에 제 2동기지연라인(SDL2)을 구성하는 단위지연 부들(BUD1∼BUDn)중 첫번째 단위지연부(BUD1)에 입력된다. 상기 버퍼지연신호(PCLK-M)은 상기 메인지연회로(MDC)의 출력노드에 연속적으로 직렬접속된 단위지연부들(FUD1∼FUDn)에 의해 소정 타임 지연된 순차지연신호들(D1∼Dn; 이때, D1은 메인지연신호라고도 칭함)을 각기 출력한다. 여기서, 상기 단위지연부들(FUD1∼FUDn)의 각각의 지연량은 서로 동일하다. 또한, 제 2동기지연라인(SDL2)을 구성하는 단위지연부들(BUD1∼BUDn)도 상기 단위지연부들(FUD1∼FUDn)과 각기 동일한 지연량을 가진다. 연속적으로 제 2동기지연라인(SDL2)에 직렬접속된 각각의 단위지연부들(BUD1∼BUDn)의 출력노드에는 소정 타임 지연된 순차지연신호들(D1'∼Dn'; 이때, D1'은 버퍼지연신호와 동일한 지연폭을 가짐)이 생성된다. 상기 버퍼지연신호( PKCL-M), 순차지연신호(D1∼Dn)은 복수개의 위상검출부들 (PDC1∼PDC n+1)의 입력 노드에 공급되며 이 신호들(PKCL-M , D1∼Dn)은 상기 버퍼지연신호(PCLK-M)의 제어를 받아 위상검출부들(PDC1∼PDCi)에 각기 래치되며 이 래치된 신호들의 위상과 위상검출부들(PDC1∼PDCi)중 비교동작을 수행하려는 위상검출부의 앞단 위상검출부의 출력신호의 위상을 비교하여 일치되었을 경우에 활성화된 신호(Fi)로 출력된다. 상기 신호(Fi)가 활성화되면 이 활성화신호(Fi)를 입력으로 하는 스위치부들(SW1∼SWi)중 활성화된 신호(Fi)를 입력으로 하는 스위치부(SW)만 턴온되고 나머지 스위치들은 턴오프된 상태를 유지하게 된다. 이렇게 턴온된 스위치 회로(SW)를 통해 출력되는 제 2동기지연라인(SDL2)의 순차지연신호(Dn')중 하나가 상기 내부클럭(PCLK)으로 이용된다. 이때, 그 내부클럭(PCLK)는 상기 외부시스템클럭(CLK)에 동기되는 신호로서 그 외부시스템클럭(CLK)과 동일한 위상을 가지며 동작하게 된다.

전술한 바와 같은 동작에 의해 내부클럭(PCLK)이 외부시스템클럭(CLK)에 동기하는데 소요되는 타임은 상기 외부시스템클럭(CLK)의 두 주기 만큼의 타임이며 이 두 주기 이후 부터는 지연차(또는 위상스큐) 없이 외부시스템클럭(CLK)과 동일한 위상으로 연속되게 출력된다. 즉, 이러한 디지탈 지연동기방식을 이용한 내부 클럭발생회로는 종래의 위상동기루프나 지연동기루프보다 빠른 시간내에 외부시스템클럭(CLK)과 동기하므로 지연타임 단축이라는 커다란 이점을 가진다. 그러나, 이러한 지연타임 단축이라는 이점은 있지만 아직도 해결해야하는 여러가지 제반의 문제가 내재되어 있다.

도 3은 도 1에 따른 문제점을 도출하기 위해 제시된 반도체 장치의 내부클럭발생회로를 개략적으로 보인 도면이다.

도 3을 참조하자면, 도 3을 참조하여 종래 기술의 일실시예에 대한 문제점을 설명한다. 외부시스템클럭(CLK)과 버퍼지연신호(PCLK-M)간의 위상 스큐를 최소화하여 외부시스템클럭(CLK)과 동일한 동작속도를 가지는 내부클럭(PCLK)를 가지기 위하여 지연동기라인(synchronous delay line)을 채용한 전술한 내부클럭발생회로는 제시된 도면에서와 같이 많은 단위지연부들(FUDi, BUDi)과 위상검출부(PDCi)로 구성된다. 이때, 제 1,2 지연동기라인(SDL1, 2) 사이에 접속된 두개의 단위지연부들과 하나의 위상검출부 통함하여 설명의 편의상 "단위지연동기구간"이라 칭한다. 이와 같이 제 1,2 지연동기라인(SDL1, 2)사이에는 병렬접속된 많은 단위지연동기구간이 존재한다. 동작시에는 단위동기지연구간에 포함된 단위지연부들(FUDi, BUDi) 모두가 동작하게 된다. 따라서, 소비되는 전력의 손실은 상당히 큰 문제점이 된다. 또한, 지연동기라인(SDL1,2)에 각기 접속된 단위지연부들(FUDi, BUDi)의 지연량은 모두 동일하므로 주파수의 변화에 따라 외부시스템클럭(CLK)와 내부클럭(PCLK)의 동작속도가 일치되기 위해서는 단위지연동기구간의 수는 변화게 된다. 이때, 상기 단위지연동기구간은 단위지연부(FUD, BUD)와 위상검출부(PDC)와 스위치부(SW)들로 이루어진 일련의 구성을 의미하기 때문에 결과적으로 고 주파수에서는 단위지연동기구간의 수가 적게되고 저 주파수일 경우에는 단위지연동기구간의 수가 증가하게 된다. 따라서, 단위지연동기구간의 수는 설계시 저 주파수일 경우를 고려하여 충분한 수를 갖도록 하여야 한다. 또한, 단위지연부의 지연량을 적게할수록 더 정확한 내부클럭(PCLK)을 생성할 수 있어 상기 단위지연동기구간의 수는 증가하게 되며 이러한 단위지연동기구간 수의 증가에 따라 상술한 전력 소비에 대한 문제점은 더욱 심각해진다.

전술한 바와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 전력의 소비를 최소화 하기 위한 반도체 장치의 내부클럭발생회로를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 단위지연동기구간의 수를 감소시켜 축소된 면적을 가지는 반도체 장치의 내부클럭발생회로를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 낮은 주파수에서의 마진을 확보할 수 있는 반도체 장치의 내부클럭발생회로를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 지연되는 단위지연동기구간의 수를 줄여 대기상태시 소비되는 전력을 줄일 수 있는 반도체 장치의 내부클럭발생회로를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 신뢰성 있는 반도체 장치의 내부클럭발생회로를 제공함에 있다.

도 1은 종래 기술의 일실시예에 따른 반도체 장치의 내부클럭발생회로를 개략적으로 보인 도면이고,

도 2는 도 1에 따른 동작 타이밍도이고,

도 3은 도 1에 따른 문제점을 도출하기 위해 제시된 반도체 장치의 내부클럭발생회로를 개략적으로 보인 도면이고,

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 장치의 내부클럭발생회로를 보인 도면이고,

도 5는 도 4중 전용지연회로를 상세히 보인 도면이고,

그리고, 도 6은 도 4에 따른 동작 타이밍도이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따르면, 외부시스템클럭과, 그 외부시스템클럭이 칩내부로 버퍼링되어 유입된 버퍼지연신호간의 지연타임을 최소화한 내부클럭을 생성하기 위한 반도체 장치의 내부클럭발생회로에 있어서, 상기 외부시스템클럭보다 빠른 고주파 또는 상기 외부시스템클럭보다 느린 저주파를 예측할 수 있는 레이턴시 정보신호에 따라 선택적으로 동작되어 상기 버퍼지연신호를 미리 설정된 타임만큼 지연된 전용지연신호를 출력하는 전용지연회로와, 상기 전용지연신호를 입력으로 하여 소정타임 지연된 메인지연신호를 출력하는 메인지연회로와, 상기 메인지연신호를 입력으로 하여 각각의 출력노드들에 소정 타임씩 지연된 순차지연신호들을 출력하는 복수개의 단위지연부가 직렬접속된 제 1지연동기라인과, 상기 메인지연회로 없이 상기 버퍼지연신호를 직접 입력으로 하여 각각의 출력노드들에 소정 타임씩 지연된 순차지연신호들을 출력하는 복수개의 단위지연부가 서로 직렬접속된 제 2지연동기라인과, 상기 제 1지연동기라인 각각의 지연신호들과 상기 제 2지연동기라인 각각의 지연신호들을 비교하여 그 위상이 일치될때 활성화신호를 출력하여 대응되는 상기 제 2지연동기라인의 순차지연신호를 상기 내부클럭으로서 출력하는 스위치부를 제어하고 다른 하나의 출력은 다음 구간의 스위치부를 제어하여 차단시키는 복수개의 위상검출부를 포함하는 장치를 향한 것이다. 이때, 상기 전용지연회로는 한정되지 않은 복수개의 전용지연부와 복수개의 전용스위치부를 포함하고 상기 외부시스템클럭보다 빠른 고주파 또는 상기 외부시스템클럭보다 느린 저주파를 예측할 수 있는 외부에서 정해진 레이턴시 정보신호에 따라 선택적으로 동작된다. 따라서, 상기 전용지연회로는 최소화된 상기 단위지연동기회로의 지연량 만큼을 보상하는 역할을 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자와 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공될 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이 본 발명이 실시 가능함은 통상의 지식을 가진자에게는 자명하다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 장치의 내부클럭발생회로를 보인 도면이다. 도 4를 참조하여 설명하자면, 버퍼회로(BDC) 및 메인지연회로 (MDC)를 포함한 단위지연동기구간들 101로 이루어진 내부클럭발생회로가 보여진다. 단위지연동기구간 101은 각기 종속접속된 단위지연부(FUD)와 위상검출부(PDC)와 스위칭부(SW)와 단위지연부(BUD)를 구성요소로 한다. 그리고, 메인지연회로(MDC)와 복수개의 단위지연부들(FUDi)은 서로 직렬접속되어 제 1지연동기라인(SDL1)을 형성하며, 제 2지연동기라인(SDL2)은 메인지연회로(MDC) 없이 복수개의 단위지연부들(BUDi)이 서로 직렬접속된 구조를 가진다. 따라서, 제 1, 2지연동기라인(SDL1,2)사이에는 복수개의 단위지연동기구간들 101이 병렬 접속되어 외부시스템클럭(CLK)과 위상이 일치된 내부클럭(PCLK)이 생성된다. 본 발명의 핵심구성 요소인 전용지연회로(special delay circuit) 100은 버퍼회로 (BDC)와 제 1,2지연동기라인(SDL1,2)이 시작하는 노드 사이에 예컨데, 메인지연회로(MDC)와 단위지연부 (BUD1)의 공통입력노드 사이에 접속된다. 전용지연회로 100은 한정되지 않은 복수개의 전용지연부(SDi)와 복수개의 전용스위치부(SSW)를 포함한다. 전용스위치부(SSW)는 외부시스템클럭보다 빠른 고주파 또는 외부시스템클럭보다 느린 저주파를 예측할 수 있는 외부에서 정해진 레이턴시 정보신호(CLi) 예컨데, 컬럼어드레스스트로우브 레이턴시신호에 따라 선택적으로 동작되어 도 6과 같이 미리 설정된 지연량을 가진 전용지연신호(SD)를 제공한다. 제 1, 2지연동기라인(SDL1,2)을 구성하고 있는 복수개의 단위지연부들(FUDi, BUDi)은 각각 동일 지연량을 가지므로 주파수의 변화에 따라 외부시스템클럭(CLK)과 내부클럭(PCLK)의 위상이 일치된 예컨데, 스큐가 0이 되는 단위지연동기구간 101의 수는 변환하게 된다. 즉, 외부시스템클럭보다 빠른 고주파에서는 단위지연동기구간 101의 수가 적게되고 외부시스템클럭보다 느린 저 주파수일때는 단위지연동기구간 101의 수가 많아지게 된다. 따라서, 본 발명에 따라 외부시스템클럭보다 빠른 고주파수 또는 외부시스템클럭보다 느린 저주파수를 미리 예측할 수 있는 컬럼어드레스스트로우브레이턴시 신호를 기준으로 단위지연동기구간 101을 정하는 것이 가능하다. 결국, 단위지연동기구간 101이 정해지면 그 구간이외의 단위지연동기구간은 불필요하게 된다.

본 발명에 따라 제시된 도 4의 단위지연동기구간 101은 도 3의 종래의 그것보다 축소되었음을 알수 있다. 한편, 본 발명에 따라 축소된 면적을 통해 소형화를 추구할 수 있을 뿐만 아니라 종래의 단위지연동기구간의 수를 그대로 유지하고 본 발명에 따른 전용지연회로 100을 통하여 위상이 일치되는 단위지연동기구간을 앞구간으로 설정하고 그 뒤 구간의 단위지연부들을 동작차단시킴으로서 본 발명의 목적인 전력소모를 달성할수도 있음에 유의해야한다.

이와 같이 축소된 단위지연동기구간 만큼 본 발명에 따른 전용지연회로 100에서 그 지연량을 선택적으로 정하여 보상한다. 즉, 컬럼어드레스스트로우브레이턴시 신호로서 그 선택이 가능하다. 이러한 전용지연회로 100에 대한 상세 구성은 도 5가 참조되어 부연 설명될 것이다.

도 5는 도 4중 전용지연회로 100을 상세히 보인 도면이다.

도 5를 참조하자면, 주파수 변동 정보를 내포하는 각각의 컬럼어드레스스트로우브레이턴시신호 (CL1, CL2, CL3, CL4)와 이에 응답하여 동작하는 전용스위치부(SSWi)가 복수개로 구성된다. 각기 전용스위치부(SSWi)들 사이에는 인버터 102를 통해 반전된 버퍼지연신호(PCLK_M)을 입력으로 하여 소정 타임량 만큼 지연시키기 위한 전용지연부(SD3, SD2, SD1)이 형성된다. 설명의 편의상 전용스위치부와 전용지연부를 일정 수로 한정하였지만 반드시 그 수에 한정되는 것은 아님에 유의하여야 한다. 한편, 각각의 전용스위칭부(SSW)는 각각의 컬럼어드레스스트로우브레이턴시신호 (CL)을 입력으로 하는 인버터 103, 104, 105, 106과 전송게이트 (TG1, TG2, TG3)와 방전트랜지스터 107, 108, 109, 110으로 세분화된다. 각각의 전송게이트 (TG)는 피형 모오스 트랜지스터와 엔형 모오스 트랜지스터로 구성되며 컬럼어드레스스트로우브레이턴시신호 (CL)와 인버터 103, 104, 105, 106을 매개로 반전된 컬럼어드레스스트로우브레이턴시신호 (CL)에 의하여 게이팅되어 반전된 버퍼지연신호(PCLK_M)및 각각의 전용지연부(SD3, SD2, SD1)의 출력노드에 생성된 순차지연된 신호를 노아게이트 111을 매개로 하여 상술한 제 1,2지연동기라인의 입력노드로 출력한다. 노아게이트 111로 부터 출력된 신호 즉, 전용지연회로 100으로 부터 미리 설정된 지연량 만큼 지연되게 생성된 신호인 전용지연신호(SD)에 따라 위상이 일치되는 단위지연동기구간을 앞당길수 있다. 전용지연부(SD)는 전원전압단과 접지전압단사이에 직렬접속된 부하저항 (R1, R2)과 인버터 (I1)와, 인버터(I1)의 출력노드를 공통으로 하여 전원전압단과 접속된 피형 모오스 커패시터(C1)과 접지전압단과 접속된 엔형 모오스 커패시터(C2)와, 인버터(I2)로 이루어진다. 컬럼어드레스스트로우브레이턴시신호 (CL4)가 선택되어 스위치부(SSW4)의 전송게이트(TG1)가 턴온되면 전용지연부를 거치지 않은 인버터 102에 의해 반전된 버퍼지연신호(PCLK_M)만이 전용지연신호(SD)로서 출력되며 만일, 컬럼어드레스스트로우브레이턴시신호 (CL1)이 선택될 경우는 스위치부(SSW1)이 스위칭되어 전용지연부(SD3, SD2, SD1)을 거친 신호가 전용지연신호(SD)로서 출력된다.

도 6은 도 4에 대응되는 동작타이밍도로서, 본 발명에 따른 전용지연신호(SD)에 의해 5번째 단위지연동기구간에서 버퍼지연신호(PCLK_M)와 순차지연신호(D5)의 위상이 일치되었으며 위상검출부의 활성화신호(F5)에 의해 스위칭되어 제 2동기지연라인의 순차지연신호(D5')가 내부클럭(PCLK)으로서 출력되고 있음을 알수 있다. 이는 종래 기술의 일 실시 예(도 2)의 열두번째 단위지연동기구간에서의 위상일치의 구간을 큰 폭으로 앞당길 수 있음을 나타내고 있다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 레이턴시 정보에 따른 선택적으로 스위칭되어 미리 설정된 구간 만큼의 지연을 선단에서 수행하여 주는 전용지연회로를 가짐으로서 단위지연동기구간의 수를 최소화할 수 있으며 이에 따른 전력소모를 감소시킬수 있는 효과가 있다.

Claims (10)

1. 외부시스템클럭과, 그 외부시스템클럭이 칩내부로 버퍼링되어 유입된 버퍼지연신호간의 지연타임을 최소화한 내부클럭을 생성하기 위한 반도체 장치의 내부클럭발생회로에 있어서;

   상기 외부시스템클럭보다 빠른 고주파 또는 상기 외부시스템클럭도다 느린 저주파를 예측할 수 있는 레이턴시 정보신호에 따라 선택적으로 동작되어 상기 버퍼지연신호를 미리 설정된 타임만큼 지연된 전용지연신호를 출력하는 전용지연회로와,

   상기 전용지연신호를 입력으로 하여 소정타임 지연된 메인지연신호를 출력하는 메인지연회로와, 상기 메인지연신호를 입력으로 하여 각각의 출력노드들에 소정 타임씩 지연된 순차지연신호들을 출력하는 복수개의 단위지연부가 직렬접속된 제 1지연동기라인과,

   상기 메인지연회로 없이 상기 버퍼지연신호를 직접 입력으로 하여 각각의 출력노드들에 소정 타임씩 지연된 순차지연신호들을 출력하는 복수개의 단위지연부가 서로 직렬접속된 제 2지연동기라인과,

   상기 제 1지연동기라인 각각의 지연신호들과 상기 제 2지연동기라인 각각의 지연신호들을 비교하여 그 위상이 일치될때 활성화신호를 출력하여 대응되는 상기 제 2지연동기라인의 순차지연신호를 상기 내부클럭으로서 출력하는 스위치부를 제어하고 다른 하나의 출력은 다음 구간의 스위치부를 제어하여 차단시키는 복수개의 위상검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 내부클럭발생회로.
2. 제 1항에 있어서; 상기 전용지연회로는 한정되지 않은 복수개의 전용지연부와 복수개의 전용스위치부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 내부클럭발생회로.
3. 제 2항에 있어서; 상기 전용스위치부는 상기 고주파 또는 상기 저주파를 예측할 수 있는 외부에서 정해진 레이턴시 정보신호에 따라 선택적으로 동작되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 내부클럭발생회로.
4. 제 3항에 있어서; 상기 레이턴시 정보신호는 컬럼어드레스스트로우브레이턴시신호임을 특징으로 하는 반도체 장치의 내부클럭발생회로.
5. 제 1항에 있어서; 상기 전용지연회로는 최소화된 상기 단위지연동기회로의 지연량 만큼을 보상함을 특징으로 하는 반도체 장치의 내부클럭발생회로.
6. 외부시스템클럭에 동기되어 칩내부로 공급될 내부클럭의 위상과 상기 외부시스템클럭의 위상사이의 스큐를 보상하기 위하여 제 1, 2지연동기라인에 병렬접속된 다수개의 단위지연동기구간들을 포함하는 반도체 장치의 내부클럭발생회로에 있어서;

   동작되는 상기 단위지연동기구간을 최소화하여 소모전압을 줄이기 위하여,

   상기 외부시스템클럭을 입력으로 하여 상기 칩에 사용되는 신호레벨인 버퍼지연신호를 출력하는 버퍼회로와 그 버퍼회로와 동일한 지연량을 가지며 상기 제 1지연동기라인으로 메인지연신호를 출력하는 메인지연회로 사이에 접속되며, 상기 버퍼지연신호를 미리 설정된 량만큼 선택적으로 지연시킨 전용지연신호를 출력하기 위한 전용지연회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 내부클럭발생회로.
7. 제 6항에 있어서; 상기 전용지연회로는 전력소모가 적으며, 한정되지 않은 복수개의 전용지연부와 복수개의 전용스위치부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 내부클럭발생회로.
8. 제 6항에 있어서; 상기 전용스위치부는 상기 외부시스템클럭보다 빠른 고주파 또는 상기 외부시스템클럭보다 느린 저주파를 예측할 수 있는 외부에서 정해진 컬럼어드레스스트로우브레이턴시신호에 따라 선택적으로 동작되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 내부클럭발생회로.
9. 제 6항에 있어서; 상기 전용지연회로는 최소화된 상기 단위지연동기회로의 지연량 만큼을 보상함을 특징으로 하는 반도체 장치의 내부클럭발생회로.
10. 제 6항에 있어서; 상기 내부클럭은 상기 버퍼지연신호보다 상기 메인지연회로 만큼 빠른 신호임을 특징으로 하는 반도체 장치의 내부클럭발생회로.

Images