KR100373350B1 - Low power embedded sram - Google Patents

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KR100373350B1
KR100373350B1 KR10-1999-0013753A KR19990013753A KR100373350B1 KR 100373350 B1 KR100373350 B1 KR 100373350B1 KR 19990013753 A KR19990013753 A KR 19990013753A KR 100373350 B1 KR100373350 B1 KR 100373350B1
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박창근
임성묵
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주식회사 하이닉스반도체
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Abstract

본 발명은 쓰기 동작에서 비트라인의 프리차지 및 이퀄라이즈 동작을 방지하고, 쓰기 동작시 불필요하게 이루어지는 센스앰프의 구동을 방지하며, 또한 읽기 동작 구간에서 비트라인 프리차지 동작중에 센스앰프의 입력단이 비트라인에 영향을 받지 못하도록 하므로써 센스앰프 출력에서 글리치가 발생되는 것을 억제하기 위한 내장형 SRAM을 제공하고자 하는 것으로, 이를 위한 본 발명은 한쌍의 비트라인을 이퀄라이즈 및 프리차지 시켜주기 위한 이퀄라이즈및프리차지회로부와, 클럭과 라이트인에이블신호에 응답하여 쓰기 동작 동안에 상기 이퀄라이즈및프리차지회로부를 디스에이블시키기 위한 제1제어회로부와, 컬럼선택신호에 의해 비트라인을 선택하기 위한 컬럼셀렉터와, 컬럼셀렉터를 통해 전달된 비트라인의 신호를 감지증폭하기 위한 센스앰프와, 상기 비트라인과 상기 센스앰프 입력단을 스위칭 접속하기 위한 스위칭소자와, 클럭과 라이트인에이블신호에 응답하여 쓰기 동작 동안 상기 센스앰프를 디스에이블시키고 읽기 동작시의 비트라인 프리차지 동안에 상기 센스앰프와 상기 스위칭소자를 디스에이블시키기 위한 제2제어회로부, 및 라이트인에이블신호에 응답하여 쓰기 구동시 비트라인에 입력데이터를 전달하기 위한 데이터입력드라이버를 포함하여 이루어진다.The present invention prevents the precharging and equalizing operation of the bit line in the write operation, prevents the driving of the sense amplifier which is unnecessary during the write operation, and also prevents the input terminal of the sense amplifier bit during the bit line precharge operation in the read operation period. It is an object of the present invention to provide a built-in SRAM for suppressing the occurrence of glitches in the sense amplifier output by preventing the line from being affected. The present invention provides an equalization and precharge for equalizing and precharging a pair of bit lines. A circuit section, a first control circuit section for disabling the equalization and precharge circuit sections during a write operation in response to a clock and write enable signal, a column selector for selecting a bit line by a column select signal, and a column selector Sensing to sense and amplify the signal on the bitline A switching element for switching-connecting an amplifier, the bit line and the sense amplifier input terminal, and disabling the sense amplifier during a write operation in response to a clock and write enable signal and the sense during bit line precharge during a read operation. And a second control circuit unit for disabling the amplifier and the switching element, and a data input driver for transferring the input data to the bit line during the write driving in response to the write enable signal.

Description

저전력 내장형 에스램{LOW POWER EMBEDDED SRAM}LOW POWER EMBEDDED SRAM

본 발명은 반도체메모리장치에 관한 것으로, 특히 시스템 집적회로(IC)에서 데이터를 저장하는 내장형(Embedded) 에스램(Static Random Access Memory : 이하 SRAM이라 칭한다)에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor memory devices, and more particularly, to an embedded static random access memory (SRAM) for storing data in a system integrated circuit (IC).

최근 들어 고성능의 마이크로 프로세서 또는 통신용 시스템이 출현되고 이와 같은 시스템의 규모가 나날이 커지면서 시스템의 기능이 다양화되고 대용량의 데이터 처리를 위하여 기존의 시스템과 기억소자를 동일 칩상에 제작하고자 하는 노력이 동시에 경주되고 있다. 이는 기억 소자를 동일 칩상에 구현 시 동작 속도의 증가 및 저전력화를 동시에 만족시킬 수 있기 때문이다. 또한 공정 기술이 발전되면서 칩의 집적도가 높아지고 메모리의 크기 또한 커지면서 저전력의 메모리에 대한 필요성이 요구되고 있다.Recently, high-performance microprocessors or communication systems have emerged, and the scale of such systems has increased day by day, diversifying the functions of the system and making efforts to manufacture existing systems and memory devices on the same chip for processing large amounts of data. It is becoming. This is because when the memory device is implemented on the same chip, the operation speed and the power consumption can be satisfied at the same time. In addition, as process technology advances, the chip density increases and the memory size increases, requiring a low power memory.

도1은 종래 기술에 따른 SRAM 구성을 개략적으로 나타낸 것으로, 메모리 셀과 그 주변회로의 일부 구성을 도시한 것이다.1 schematically shows a SRAM configuration according to the prior art, and shows some configurations of a memory cell and its peripheral circuits.

도1을 참조하면, 종래 기술에 따른 SRAM은 워드라인(WORD) 및 한쌍의 비트라인(bit, /bit)에 연결되어 데이터를 저장할 수 있는 메모리 셀(10)과, 비트라인(bit, /bit)을 이퀄라이즈(equalize) 및 프리차지(precharge) 시켜주기 위한 이퀄라이즈및프리차지회로부(20)와, 컬럼선택신호(COLUMN)에 의해 비트라인(bit, /bit)을 선택하기 위한 컬럼셀렉터(column selector)(30)와, 컬럼셀렉터를 통해 전달된 비트라인(bit, /bit)의 신호를 감지증폭하기 위한센스앰프(sense-amplifier)(40) 및 데이터입력드라이버(50)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a conventional SRAM includes a memory cell 10 connected to a word line and a pair of bit lines to store data, and a bit line to bit data. Equalize and precharge circuit unit 20 for equalizing and precharging and column selector for selecting bit lines (bit, / bit) by column select signal (COLUMN). and a sense-amplifier 40 and a data input driver 50 for sensing and amplifying a signal of a bit line (bit, / bit) transmitted through the column selector.

구체적으로, 이퀄라이즈및프리차지회로부(20)는 공급전원단(VDD)과 정비트라인(bit) 사이에 소스-드레인 경로가 연결되고 게이트단으로 클럭(CLK)을 인가받는 엔모스트랜지스터(N1)와, 공급전원단(VDD)과 부비트라인(/bit) 사이에 소스-드레인 경로가 연결되고 게이트단으로 클럭(CLK)을 인가받는 엔모스트랜지스터(N2)와, 정비트라인(bit)과 부비트라인(/bit) 사이에 소스-드레인 경로가 연결되고 인버터(I1)를 통해 클럭(CLK)의 반전된 신호를 게이트단으로 인가받는 피모스트랜지스터(P1)를 구비하는 바, 상기 엔모스트랜지스터 N1 및 N2를 통해 클럭(CLK)이 논리 '하이(high)' 레벨을 갖는 동안 정 및 부비트라인(bit, /bit)을 프리차지하며, 상기 피모스트랜지스터 P1에 의해 클럭(CLK)이 '하이' 레벨을 갖는 동안 정 및 부비트라인(bit, /bit)을 서로 이퀄라이즈시킨다.In detail, the equalization and precharge circuit unit 20 includes an NMOS transistor N1 having a source-drain path connected between the power supply terminal VDD and the positive bit line, and receiving a clock CLK to the gate terminal. ), The NMOS transistor N2 receiving the clock CLK to the gate terminal and the source-drain path connected between the power supply terminal VDD and the sub-bit line (/ bit), and a bit line (bit). And a PMOS transistor (P1) connected between the source and the drain paths and the bit line (/ bit) and receiving an inverted signal of the clock (CLK) through the inverter (I1) as a gate terminal. Precharges the positive and negative bit lines (bit, / bit) while the clock (CLK) has a logic 'high' level through the MOS transistors N1 and N2, and the clock (CLK) by the PMOS transistor P1. Equalizes the positive and sub bit lines (bit, / bit) while having this 'high' level.

또한, 센스앰프(40)는 컬럼셀렉터(30)에 의해 선택된 정비트라인의 신호와 부비트라인의 신호를 입력받기 위한 엔모스트랜지스터(N3, N4)와 커런트미러를 구성하는 피모스트랜지스터(P2, P3) 및 접지전원단과 상기 엔모스트랜지스터(N3, N4) 사이에 소스-드레인 경로가 연결되고 게이트단으로 인버터(I2)에 의해 클럭(CLK)의 반전신호를 인가받는 엔모스트랜지스터(N5)로 구성된다. 따라서, 센스앰프(40)는 클럭이 '로우(low)' 레벨을 갖는 동안 인에이블되어 정 및 부비트라인(bit, /bit)의 신호를 감지증폭하여 데이터를 출력(DOUT)하게 된다.In addition, the sense amplifier 40 may include the NMOS transistors N3 and N4 for receiving the positive bit line signal and the sub bit line signal selected by the column selector 30, and the PMOS transistor P2 constituting the current mirror. And a source-drain path connected between the ground power supply terminal and the NMOS transistors N3 and N4, and an inverted transistor N5 receiving an inverted signal of the clock CLK by the inverter I2 to the gate terminal. It consists of. Accordingly, the sense amplifier 40 is enabled while the clock has a 'low' level to sense and amplify signals of positive and negative bit lines (bit, / bit) to output data (DOUT).

데이터입력드라이버(50)는 하이 액티브 신호인 라이트인에이블신호(WE)에 제어받아 입력데이터(DIN)를 메모리 셀(10)로 전달한다.The data input driver 50 is controlled by the write enable signal WE, which is a high active signal, and transmits the input data DIN to the memory cell 10.

상기와 같이 구성된 종래의 SRAM 동작에 대해 살펴본다.A conventional SRAM operation configured as described above will be described.

쓰기 모드는 라이트인에이블신호(WE)가 '하이'로 활성화될 때 수행되는 바, 입력데이터(DIN)가 데이터입력드라이버(50)에 의해 비트라인으로 전달된 다음 셀(10)에 저장된다. 이때 클럭(CLK)이 '하이' 레벨인 구간에서 비트라인은 먼저 프리차지 및 이퀄라이즈된 후 클럭(CLK)이 '로우'인 구간에서 입력데이터(DIN)가 셀에 저장된다.The write mode is performed when the write enable signal WE is activated 'high', and the input data DIN is transferred to the bit line by the data input driver 50 and then stored in the cell 10. At this time, the bit line is first precharged and equalized in the section where the clock CLK is 'high' level, and then the input data DIN is stored in the cell in the section where the clock CLK is 'low'.

읽기 모드는 라이트인에이블신호(WE)가 '로우'로 비활성될 때 이루어지는 바, 셀(10)에 저장되어 있던 데이터가 비트라인을 통해 센스앰프(40)에 전달된 후 증폭되어 출력데이터(DOUT)로 내보내진다. 이때도 역시 클럭(CLK)이 '하이' 레벨인 구간에서 비트라인은 프리차지 및 이퀄라이즈된 후 클럭이 '로우' 레벨일 때 센스앰프가 인에이블되어 데이터를 출력하게 된다.The read mode is performed when the write enable signal WE is deactivated to 'low'. The data stored in the cell 10 is transferred to the sense amplifier 40 through the bit line and then amplified to output data DOUT. Are exported to). In this case, the bit line is precharged and equalized in the section where the clock CLK is at the 'high' level, and then the sense amplifier is enabled when the clock is at the 'low' level to output data.

그러나, 상기와 같이 구성된 SRAM은 전력의 소비면에서 두 가지의 문제점을 발생하게 된다.However, the SRAM configured as described above has two problems in terms of power consumption.

첫 번째로 쓰기 동작 시 이전의 정비트라인과 부비트라인에 어떠한 전압이 인가되어 있는지에 상관없이 프리차지를 계속 수행하기 때문에 매 주기 마다 전압이 변하게 되고 이로 인해 불필요하게 전력이 소모되는 문제가 있다.First, during the write operation, the precharge is continuously performed regardless of what voltage is applied to the previous positive bit line and the sub bit line. Therefore, the voltage changes every cycle, which causes unnecessary power consumption. .

두 번째로 읽기 동작 시 프리차지하는 동안에 정비트라인과 부비트라인의 전압이 프리차지 전압으로 변화하면서 센스앰프의 출력단에 시뮬레이션 결과인 도4에 도시된 바와 같이 글리치(glitch)가 발생하고 이는 추가의 전력 소모를 유발한다.Secondly, during the precharge during the read operation, the voltages of the positive bit line and the sub bit line change to the precharge voltage, and glitches are generated at the output of the sense amplifier as shown in FIG. Cause power consumption.

세 번째로 쓰기 동작시 불필요하게 센스앰프가 동작하여 역시 전력소모를 가져온다.Thirdly, the sense amplifier operates unnecessarily during the write operation, which also brings power consumption.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 쓰기 동작에서 비트라인의 프리차지 및 이퀄라이즈 동작을 방지하여 전력소모를 감소시킨 내장형 SRAM을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, and an object thereof is to provide an embedded SRAM which reduces power consumption by preventing precharge and equalization of bit lines in a write operation.

본 발명의 다른 목적은 쓰기 동작시 불필요하게 이루어지는 센스앰프의 구동을 방지하기 위한 내장형 SRAM을 제공하는데 그 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a built-in SRAM for preventing the driving of a sense amplifier that is unnecessary during a write operation.

본 발명의 또 다른 목적은 읽기 동작 구간에서 비트라인 프리차지 동작중에 센스앰프의 입력단이 비트라인에 영향을 받지 못하도록 하므로써 센스앰프 출력에서 글리치가 발생되는 것을 억제하기 위한 내장형 SRAM을 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to provide an embedded SRAM for suppressing the generation of glitches in the sense amplifier output by preventing the input terminal of the sense amplifier from being affected by the bit line during the bit line precharge operation in the read operation period.

도1은 종래기술에 따른 SRAM의 구성을 개략적으로 나타낸 회로도,1 is a circuit diagram schematically showing the configuration of an SRAM according to the prior art;

도2는 본 발명의 일실시예에 따른 SRAM의 구성을 개략적으로 나타낸 회로도,2 is a circuit diagram schematically showing a configuration of an SRAM according to an embodiment of the present invention;

도3은 도2에서의 각 제어신호 및 입출력 데이터신호의 타이밍도,3 is a timing diagram of each control signal and an input / output data signal in FIG. 2;

도4는 글리치를 억제하는 본 발명의 작용을 보여주는 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면.4 shows simulation results showing the action of the present invention for suppressing glitches.

* 도면의 주요 부분에 대한 설명* Description of the main parts of the drawing

10 : 메모리 셀 20 : 이퀄라이즈및프리차지수단10 memory cell 20 equalization and precharge means

30 : 컬럼셀렉터 40 : 센스앰프30: column selector 40: sense amplifier

50 : 데이터입력드라이버 500 : 제1제어회로부50: data input driver 500: first control circuit

600 : 제2제어회로부 700 : 스위칭소자600: second control circuit 700: switching element

pre : 프리차지제어신호pre: precharge control signal

SE : 센스인에이블신호SE: sense enable signal

상기 목적을 달성하기 위한 일특징적인 본 발명은 내장형 SRAM에 있어서, 셀에 연결된 정비트라인 및 부비트라인; 상기 정비트라인과 상기 부비트라인을 이퀄라이즈시키고 프리차지시키기 위한 이퀄라이즈및프리차지수단; 상기 정비트라인 및 상기 부비트라인의 신호를 감지증폭하여 출력하는 감지증폭수단; 및 클럭과 라이트인에이블신호에 응답하여 쓰기 동작 동안에 상기 이퀄라이즈및프리차지수단을 디스에이블시키기 위한 제어수단을 포함하여 이루어진다.According to another aspect of the present invention, there is provided an embedded SRAM, including: a positive bit line and a sub bit line connected to a cell; Equalizing and precharging means for equalizing and precharging the positive bit line and the sub bit line; Sensing amplifier means for sensing and amplifying and outputting the signals of the positive bit line and the sub bit line; And control means for disabling the equalization and precharge means during a write operation in response to a clock and write enable signal.

상기 목적을 달성하기 위한 다른 특징적인 본 발명은 내장형 SRAM에 있어서,셀에 연결된 정비트라인 및 부비트라인; 상기 정비트라인과 상기 부비트라인을 이퀄라이즈시키고 프리차지시키기 위한 이퀄라이즈및프리차지수단; 상기 정비트라인 및 상기 부비트라인의 신호를 감지증폭하여 출력하는 감지증폭수단; 및 클럭과 라이트인에이블신호에 응답하여 쓰기 동작 동안에 상기 감지증폭수단을 디스에이블시키기 위한 제어수단을 포함하여 이루어진다.According to another aspect of the present invention, there is provided an embedded SRAM, including: a positive bit line and a sub bit line connected to a cell; Equalizing and precharging means for equalizing and precharging the positive bit line and the sub bit line; Sensing amplifier means for sensing and amplifying and outputting the signals of the positive bit line and the sub bit line; And control means for disabling said sense amplifier means during a write operation in response to a clock and write enable signal.

상기 목적을 달성하기 위한 또 다른 특징적인 본 발명은, 상기 다른 특징적인 본 발명에 있어서, 상기 제어수단의 출력에 제어받아 읽기 동작시 상기 이퀄라이즈및프리차지수단이 인에이블되는 동안에 상기 정 및 부비트라인과 상기 감지증폭수단의 입력단 사이를 전기적으로 절체하기 위한 스위칭수단을 더 포함하여 이루어진다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, the present invention is characterized in that the positive and negative charges are controlled while the equalizing and precharging means are enabled during a read operation under the control of the output of the control means. Switching means for electrically switching between the bit line and the input terminal of the sense amplifier means.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. do.

도2는 본 발명의 일실시예에 따른 SRAM 구성을 개략적으로 나타낸 것으로, 메모리 셀과 그 주변회로의 일부 구성을 도시한 것이다.FIG. 2 schematically illustrates an SRAM configuration according to an embodiment of the present invention, and illustrates a partial configuration of a memory cell and a peripheral circuit thereof.

도2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 SRAM은 워드라인(WORD) 및 한쌍의 비트라인(bit, /bit)에 연결되어 데이터를 저장할 수 있는 메모리 셀(10)과, 비트라인(bit, /bit)을 이퀄라이즈(equalize) 및 프리차지(precharge) 시켜주기 위한 이퀄라이즈및프리차지회로부(20)와, 클럭(CLK)과 라이트인에이블신호(WE)에 응답하여 쓰기 동작 동안에 상기 이퀄라이즈및프리차지회로부(20)를 디스에이블시키기 위한 제1제어회로부(500)와, 컬럼선택신호(COLUMN)에 의해 비트라인(bit, /bit)을 선택하기 위한 컬럼셀렉터(column selector)(30)와, 컬럼셀렉터를 통해 전달된 비트라인(bit, /bit)의 신호를 감지증폭하기 위한 센스앰프(sense-amplifier)(40)와, 상기 비트라인과 상기 센스앰프 입력단을 스위칭 접속하기 위한 스위칭소자(700a, 700b)와, 클럭(CLK)과 라이트인에이블신호(WE)에 응답하여 쓰기 동작 동안 상기 센스앰프(40)를 디스에이블시키고 읽기 동작시의 비트라인 프리차지 동안에 상기 센스앰프(40)와 상기 스위칭소자(700a, 700b)를 디스에이블시키기 위한 제2제어회로부(600), 및 라이트인에이블신호(WE)에 응답하여 쓰기 구동시 비트라인에 입력데이터를 전달하기 위한 데이터입력드라이버(50)를 포함하여 이루어진다.Referring to FIG. 2, an SRAM according to an embodiment of the present invention is connected to a word line (WORD) and a pair of bit lines (bit, / bit) to store data and a bit line ( Equalize and precharge circuitry 20 for equalizing and precharging the bit and / bit, and the write operation in response to the clock CLK and the write enable signal WE. A first control circuit 500 for disabling the equalization and precharge circuits 20, and a column selector for selecting bit lines (bit, / bit) by the column select signal COLUMN ( 30), a sense-amplifier 40 for sensing and amplifying a signal of a bit line (bit, / bit) transmitted through the column selector, and for switching the bit line and the sense amplifier input terminal The write operation is performed in response to the switching elements 700a and 700b, the clock CLK, and the write enable signal WE. A second control circuit unit 600 for disabling the sense amplifier 40 during operation and disabling the sense amplifier 40 and the switching elements 700a and 700b during bit line precharge during a read operation, and And a data input driver 50 for transferring input data to the bit line during write driving in response to the write enable signal WE.

구체적으로, 제1제어회로부(500)는 라이트인에이블신호(WE)를 반전시켜 출력하는 제1인버터(I21)와, 상기 인버터(I21)의 출력과 클럭(CLK)을 논리곱하여 출력하는 앤드게이트(AND) 및 상기 앤드게이트(AND)의 출력을 반전시켜 출력하는 제2인버터(I22)로 실시 구성되어 있다.Specifically, the first control circuit unit 500 inverts and outputs the first inverter I21 for inverting and outputting the write enable signal WE, and the AND gate for outputting the output of the inverter I21 and the clock CLK. The second inverter I22 is configured to invert the output of the AND and the AND gate AND.

이퀄라이즈및프리차지회로부(20)는 공급전원단(VDD)과 정비트라인(bit) 사이에 소스-드레인 경로가 연결되고 게이트단으로 상기 앤드게이트(AND)의 출력신호(pre)를 인가받는 엔모스트랜지스터(N1)와, 공급전원단(VDD)과 부비트라인(/bit) 사이에 소스-드레인 경로가 연결되고 게이트단으로 상기 앤드게이트(AND)의 출력신호(pre)를 인가받는 엔모스트랜지스터(N2)와, 정비트라인(bit)과 부비트라인(/bit) 사이에 소스-드레인 경로가 연결되고 상기 제2인버터(I22)의신호를 게이트단으로 인가받는 피모스트랜지스터(P1)로 실시 구성되어 있다.The equalization and precharge circuit unit 20 receives a source-drain path connected between a supply power supply terminal VDD and a positive bit line, and receives an output signal pre of the AND gate AND to a gate terminal. The source-drain path is connected between the NMOS transistor N1, the supply power supply terminal VDD, and the sub-bit line (/ bit), and the output signal pre of the AND gate AND is applied to the gate terminal. A source-drain path is connected between the MOS transistor N2 and the positive bit line (bit) and the sub bit line (/ bit), and the PMOS transistor P1 receiving the signal of the second inverter I22 to the gate terminal. It is implemented by).

이러한 제1제어회로부(500)와 이퀄라이즈및프리차지회로부(20)의 구성에 의해 한쌍의 비트라인(bit, /bit)은 라이트인에이블신호(WE)가 논리 레벨 '로우'이고 클럭(CLK)이 논리 '하이'인 구간에서만 프리차지및이퀄라이즈 된다. 즉, 종래와는 다르게 라이트인에이블신호(WE)가 논리 레벨 '하이'일 때(쓰기 동작 구간)에는 클럭(CLK)에 관계없이 제어신호 pre가 비활성화되기 때문에 비트라인은 프리차지되지 않는다. 따라서 전력소모를 감소시킬 수 있다. 이러한 경우 쓰기 동작시에 정비트라인과 부비트라인으로 입력데이터(DIN)를 전달하는 데이터입력드라이버(50)는 그 구동력을 크게 해주어 메모리 셀까지 데이터가 충분히 전달되도록 하는 것이 바람직하다.Due to the configuration of the first control circuit 500 and the equalization and precharge circuit 20, the pair of bit lines (bit, / bit) has a write enable signal WE of a logic level 'low' and a clock CLK. Precharge and equalize only when the logic is 'high'. That is, unlike the related art, when the write enable signal WE is at the logic level 'high' (write operation period), the bit line is not precharged because the control signal pre is deactivated regardless of the clock CLK. Therefore, power consumption can be reduced. In this case, it is preferable that the data input driver 50 transferring the input data DIN to the positive bit line and the sub bit line during the write operation increases the driving force so that the data is sufficiently transmitted to the memory cells.

제2제어회로부(600)는 클럭(CLK)과 라이트인에이블신호(WE)를 부정논리합하는 노어게이트(NOR)로 실시 구성되어 있고, 센스앰프(40)는 컬럼셀렉터(30)에 의해 선택된 정비트라인의 신호와 부비트라인의 신호를 입력받기 위한 엔모스트랜지스터(N3, N4)와 커런트미러를 구성하는 피모스트랜지스터(P2, P3) 및 접지전원단(Vss)과 상기 엔모스트랜지스터(N3, N4)의 공통소스단 사이에 소스-드레인 경로가 연결되고 게이트단으로 상기 노어게이트(NOR)의 출력신호(SE)를 인가받는 엔모스트랜지스터(N5)로 구성된다.The second control circuit unit 600 is constituted by a NOR gate NOR that negates and logically combines the clock CLK and the write enable signal WE, and the sense amplifier 40 is maintained by the column selector 30. NMOS transistors N3 and N4 for receiving the signal of the transistor line and the signal of the sub-bit line, PMOS transistors P2 and P3 constituting the current mirror, ground power terminal Vss, and the NMOS transistor N3. A source-drain path is connected between the common source terminals of N4 and an NMOS transistor N5 receives the output signal SE of the NOR gate NOR to the gate terminal.

이러한 제2제어회로부(600)와 센스앰프(40)의 구성에 의해, 센스앰프(40)는 종래와는 다르게 라이트인에이블신호(WE)가 논리 레벨 '하이'일 때(쓰기 동작 구간)에는 클럭(CLK)에 관계없이 센스앰프가 디스에이블된다. 따라서 쓰기 동작 구간에서 불필요하게 센스앰프가 동작하지 않아 전력소모를 감소시킬 수 있다.Due to the configuration of the second control circuit unit 600 and the sense amplifier 40, the sense amplifier 40 is different from the conventional case when the write enable signal WE is at a logic level 'high' (write operation section). The sense amplifier is disabled regardless of the clock CLK. Therefore, the sense amplifier does not operate unnecessarily during the write operation period, thereby reducing power consumption.

또한, 스위칭소자(700a, 700b)는 정비트라인(bit)과 상기 센스앰프(40)의 정입력단(트랜지스터 N3의 게이트단) 사이에 소스-드레인 경로가 연결되고 게이트단으로 상기 노어게이트(NOR)의 출력신호를 인가받는 엔모스트랜지스터(700a)와, 부비트라인(/bit)과 상기 센스앰프(40)의 부입력단(트랜지스터 N4의 게이트단) 사이에 소스-드레인 경로가 연결되고 게이트단으로 상기 노어게이트(NOR)의 출력신호를 인가받는 엔모스트랜지스터(700b)로 실시 구성되어 있는 바, 이에 의해 스위칭소자(700a, 700b)는 라이트인에이블신호(WE)가 논리 '로우'인 구간에서(즉 읽기 동작 구간에서) 비트라인에 프리차지가 이루어질 때(클럭이 '하이'일 때) 비트라인과 센스앰프를 전기적으로 분리시키므로써 센스앰프의 출력(DOUT)에서 글리치가 발생되는 것을 억제하게 된다.In addition, the switching elements 700a and 700b have a source-drain path connected between a positive bit line and a positive input terminal (gate terminal of transistor N3) of the sense amplifier 40, and the NOR gate NOR is connected to a gate terminal. The source-drain path is connected between the NMOS transistor 700a receiving the output signal of the N-th transistor) and the sub-bit line (/ bit) and the sub-input terminal of the sense amplifier 40 (the gate terminal of the transistor N4). The NMOS transistor 700b is configured to receive the output signal of the NOR gate NOR. As a result, the switching elements 700a and 700b have a period in which the write enable signal WE is logic 'low'. Suppresses the occurrence of glitches at the output (DOUT) of the sense amplifier by electrically separating the bit line and the sense amplifier when precharge is applied to the bit line (i.e. during a read operation). Done.

도3은 도2에서의 각 제어신호 및 입출력 데이터신호의 타이밍도이고, 도4는 글리치를 억제하는 본 발명의 작용을 보여주는 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면으로서, 이를 통해 본 발명의 작용을 좀더 상세히 살펴보기로 한다.FIG. 3 is a timing diagram of each control signal and an input / output data signal in FIG. 2, and FIG. 4 is a diagram illustrating a simulation result showing the operation of the present invention for suppressing glitches. Shall be.

도3의 타이밍 다이아그램(timing diagram)을 통하여 읽기와 쓰기 동작시의 제어신호에 대해서 설명한다. 라이트인에이블신호(WE)는 SRAM의 쓰기와 읽기 동작을 제어하기 위한 신호로서, 논리 '하이' 레벨일 때 쓰기 동작 모드를 수행하도록 하는 '하이' 액티브 신호이다.A control signal during read and write operations will be described with reference to a timing diagram of FIG. The write enable signal WE is a signal for controlling write and read operations of the SRAM. The write enable signal WE is a 'high' active signal for performing a write operation mode at a logic 'high' level.

먼저, 라이트인에이블신호(WE)가 '하이'일 때 즉 쓰기 동작시에는, 프리차지신호(pre)와 센스앰프인에이블신호(SE)가 클럭(CLK에 관계없이 항상 논리 '로우'레벨이다. 결국, 이퀄라이즈및프리차지회로부(20)와 센스앰프(40)는 디스에이블된다.First, when the write enable signal WE is 'high', that is, during a write operation, the precharge signal pre and the sense amplifier enable signal SE are always at a logic 'low' level regardless of the clock CLK. Eventually, equalization and precharge circuitry 20 and sense amplifier 40 are disabled.

다음, 라이트인에이블신호(WE)가 '로우'일 때 즉 읽기 동작시에는. 프리차지신호(pre)는 클럭(CLK)과 동일한 신호레벨을 가지며 센스앰프인에이블신호(SE)는 클럭(CLK)의 반전된 신호 위상을 가지는 것을 알 수 있다. 결국, 읽기 모드시 비트라인이 프리차지되는 동안에 센스앰프는 디스에이블됨과 동시에 센스앰프의 입력단은 비트라인에서 전기적으로 분리되게 된다.Next, when the write enable signal WE is 'low', that is, during a read operation. It can be seen that the precharge signal pre has the same signal level as the clock CLK and the sense amplifier enable signal SE has the inverted signal phase of the clock CLK. As a result, while the bit line is precharged in the read mode, the sense amplifier is disabled and the input terminal of the sense amplifier is electrically disconnected from the bit line.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

상기한 바와 같이, 본 발명은 SRAM의 쓰기 동작 중에 발생하는 프리차지 동작 및 센스앰프의 구동을 방지하고, 센스앰프 출력신호에서 글리치가 발생되는 방지하므로써 저전력의 내장형 SRAM을 구현할 수 있다. 특히 마이크로 프로세서나 통신용 칩과 같이 고속의 동작과 많은 메모리소자가 필요한 경우에 비용 절감 효과 및 성능 증대 효과를 가져올 수 있다.As described above, the present invention can implement a low-power embedded SRAM by preventing the precharge operation and the driving of the sense amplifier generated during the write operation of the SRAM, and preventing the glitch from being generated in the sense amplifier output signal. In particular, when high speed operation and a large number of memory devices are required, such as a microprocessor or a communication chip, cost reduction and performance increase can be obtained.

Claims (9)

내장형 SRAM에 있어서,In built-in SRAM, 셀에 연결된 정비트라인 및 부비트라인;A positive bit line and a sub bit line connected to the cell; 상기 정비트라인과 상기 부비트라인을 이퀄라이즈시키고 프리차지시키기 위한 이퀄라이즈및프리차지수단;Equalizing and precharging means for equalizing and precharging the positive bit line and the sub bit line; 상기 정비트라인 및 상기 부비트라인의 신호를 감지증폭하여 출력하는 감지증폭수단; 및Sensing amplifier means for sensing and amplifying and outputting the signals of the positive bit line and the sub bit line; And 클럭과 라이트인에이블신호에 응답하여 쓰기 동작 동안에 상기 이퀄라이즈및프리차지수단을 디스에이블시키기 위한 제어수단Control means for disabling the equalization and precharge means during a write operation in response to a clock and write enable signal 을 포함하여 이루어진 내장형 SRAM.Built-in SRAM, including. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어수단은 상기 라이트인에이블신호가 활성화되었을 때 클럭에 관계없이 상기 이퀄라이즈및프리차지수단을 디스에이블시키고,The control means disables the equalization and precharge means regardless of a clock when the write enable signal is activated, 상기 라이트인에이블신호가 비활성화될 때 상기 클럭의 로직 상태에 따라 상기 이퀄라이즈및프리차지수단을 디스에이블 또는 인에이블시키는 것을 특징으로 하는 내장형 SRAM.And disabling or enabling the equalizing and precharging means according to the logic state of the clock when the write enable signal is deactivated. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제어수단은,The control means, 상기 라이트인에이블신호를 반전시켜 출력하는 제1인버터;A first inverter for inverting and outputting the write enable signal; 상기 인버터의 출력과 상기 클럭신호를 논리곱하여 출력하는 앤드게이트; 및An AND gate for performing an AND operation on the output of the inverter and the clock signal; And 상기 앤드게이트의 출력을 반전시켜 출력하는 제2인버터를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 내장형 SRAM.And a second inverter for inverting and outputting the output of the AND gate. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 이퀄라이즈및프리차지수단은,The equalizing and precharging means, 공급전원단(VDD)과 정비트라인 사이에 소스-드레인 경로가 연결되고 게이트단으로 상기 앤드게이트의 출력신호를 인가받는 제1엔모스트랜지스터;A first NMOS transistor connected between a power supply terminal VDD and a positive bit line, and receiving an output signal of the AND gate to a gate terminal; 공급전원단(VDD)과 부비트라인 사이에 소스-드레인 경로가 연결되고 게이트단으로 상기 앤드게이트의 출력신호를 인가받는 제2엔모스트랜지스터; 및A second NMOS transistor connected between a source power supply terminal VDD and a sub bit line, and receiving an output signal of the AND gate to a gate terminal; And 정비트라인(bit)과 부비트라인(/bit) 사이에 소스-드레인 경로가 연결되고 상기 제2인버터의 출력신호를 게이트단으로 인가받는 피모스트랜지스터를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 내장형 SRAM.And a PMOS transistor having a source-drain path connected between the positive bit line and the sub bit line (/ bit) and receiving the output signal of the second inverter as a gate terminal. 내장형 SRAM에 있어서,In built-in SRAM, 셀에 연결된 정비트라인 및 부비트라인;A positive bit line and a sub bit line connected to the cell; 상기 정비트라인과 상기 부비트라인을 이퀄라이즈시키고 프리차지시키기 위한 이퀄라이즈및프리차지수단;Equalizing and precharging means for equalizing and precharging the positive bit line and the sub bit line; 상기 정비트라인 및 상기 부비트라인의 신호를 감지증폭하여 출력하는 감지증폭수단; 및Sensing amplifier means for sensing and amplifying and outputting the signals of the positive bit line and the sub bit line; And 클럭과 라이트인에이블신호에 응답하여 쓰기 동작 동안에 상기 감지증폭수단을 디스에이블시키기 위한 제어수단Control means for disabling the sense amplifying means during a write operation in response to a clock and write enable signal 을 포함하여 이루어진 내장형 SRAM.Built-in SRAM, including. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제어수단의 출력에 제어받아 읽기 동작시 상기 이퀄라이즈및프리차지수단이 인에이블되는 동안에 상기 정 및 부비트라인과 상기 감지증폭수단의 입력단 사이를 전기적으로 절체하기 위한 스위칭수단을 더 포함하여 이루어진 내장형 SRAM.And switching means for electrically switching between the positive and sub bit lines and an input terminal of the sense amplifying means while the equalizing and precharging means are enabled under the control of the output of the control means. Built-in SRAM. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제어수단은 상기 라이트인에이블신호가 활성화되었을 때 클럭에 관계없이 상기 감지증폭수단을 디스에이블시키고,The control means disables the sense amplification means regardless of a clock when the write enable signal is activated, 상기 라이트인에이블신호가 비활성화될 때 상기 클럭의 로직 상태에 따라 상기 감지증폭수단을 디스에이블 또는 인에이블시키는 것을 특징으로 하는 내장형 SRAM.And disabling or enabling the sense amplifying means according to the logic state of the clock when the write enable signal is deactivated. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 스위칭수단은,The switching means, 상기 정비트라인과 상기 감지증폭수단의 정입력단 사이에 소스-드레인 경로가 연결되고 게이트단으로 상기 제어수단의 출력신호를 인가받는 제1엔모스트랜지스터; 및A first NMOS transistor connected between the positive bit line and the positive input terminal of the sense amplifying means and receiving an output signal of the control means to a gate terminal; And 상기 부비트라인과 상기 감지증폭수단의 부입력단 사이에 소스-드레인 경로가 연결되고 게이트단으로 상기 제어수단의 출력신호를 인가받는 제2엔모스트랜지스터를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 내장형 SRAM.And a second NMOS transistor connected between the sub-bit line and the sub-input terminal of the sense amplifying means and receiving an output signal of the control means to a gate terminal. 제5항 내지 제8항중 어느한 항에 있어서,The method according to any one of claims 5 to 8, 상기 제어수단은,The control means, 상기 클럭과 상기 라이트인에이블신호를 부정논리합하여 출력하는 노어게이트를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 내장형 SRAM.And a NOR gate configured to output a negative logic sum of the clock and the write enable signal.
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