KR100422814B1 - Apparatus for measuring power of semiconductor memory cell - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An apparatus for measuring power of a semiconductor memory cell is provided to supply the reference current proportional to the current of a memory cell by controlling a reference current controller including MOS transistors. CONSTITUTION: An apparatus for measuring power of a semiconductor memory cell includes a memory cell, a differential amplifier, a sensing main controller, a sensing sub-controller, a bias controller, and a read operation controller. The memory cell(10) is connected to bit lines. The differential amplifier(30) is used for sensing and amplifying a current difference of a reference cell. The sensing main controller(40) and the sensing sub-controller(60) are used for controlling a sensing point of the differential amplifier. The bias controller(50) is used for controlling the bias applied to the memory cell and the reference cell. The read operation controller(70) is used for controlling a read operation by turning on or off a transmission gate according to the first and the second control signal. The apparatus for measuring power of the semiconductor memory cell further includes a reference current controller(90) for controlling the intensity of the reference current according to the external bias signal and the second control signal.

Description

반도체 메모리 셀의 전원 측정 장치Device for measuring power of semiconductor memory cells

본 발명은 반도체 메모리 셀의 전원 측정 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 메모리 셀의 전류를 측정하여, 이 측정된 전류에 의해 메모리 셀의 MOS 트랜지스터들의 문턱전압의 크기를 판단할 수 있는 반도체 메모리 셀의 전원 측정 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for measuring power supply of a semiconductor memory cell, and more particularly, by measuring a current of a memory cell and determining a magnitude of threshold voltages of MOS transistors of the memory cell based on the measured current. It relates to a power measuring device.

일반적으로 반도체 메모리 셀의 전원 측정 장치는 메모리 셀의 전류와 기준전류를 감지증폭하므로써, 메모리 셀의 MOS 트랜지스터에 흐르는 전류를 측정하고, 이 측정된 전류값에 의해서 메모리 셀의 MOS 트랜지스터의 문턱전압을 판단하는 것이다.In general, a power measuring device of a semiconductor memory cell senses and amplifies the current and the reference current of the memory cell, thereby measuring the current flowing through the MOS transistor of the memory cell, and using the measured current value, determines the threshold voltage of the MOS transistor of the memory cell. To judge.

도 1을 참조하여 종래의 반도체 메모리 셀의 전원 측정 장치를 설명한다.A power measuring apparatus of a conventional semiconductor memory cell will be described with reference to FIG. 1.

도 1을 참조하면, 종래의 반도체 메모리 셀의 전원 측정 장치는 비트라인(BL)에 연결된 메모리 셀(10)과 반전비트라인(/BL)에 연결된 기준 셀(20)의 전류차를 감지하여 차동증폭하기 위한 차동 증폭기(30)와, 비트라인(BL)과 반전비트라인(/BL)에 연결되며, 차동 증폭기(30)의 센싱 포인트를 제어하기 위한 센싱 주제어부(40)와, 비트라인(BL)과 반전비트라인(/BL)에 연결되며, 반전센스인에이블신호(/SE)에 의해 메모리 셀(10)과 기준 셀(20)에 인가되는 바이어스를 제어하기 위한 바이어스 제어부(50)와, 반전비트라인(/BL)에 연결되며, 차동 증폭기(30)의 센싱 포인트를 제어하기 위한 센싱 부제어부(60)와, 외부로부터 인가되는 제 1 및 제 2 제어신호(CS1, CS2)에 의해 리드동작을 제어하기 위한 리드동작 제어부(70)와, 기준 셀(20)과 차동 증폭기(30) 사이에 연결되며, 리드동작 제어부(70)의 출력신호에 의해 온/오프되는 트랜스미션게이트(TRG)와, 차동 증폭기(30)로부터 출력된신호를 버퍼링한 후 출력단(OUT)을 통해 출력하기 위한 버퍼링부(80)를 구비한다.Referring to FIG. 1, a conventional power measuring apparatus of a semiconductor memory cell senses a current difference between a memory cell 10 connected to a bit line BL and a reference cell 20 connected to an inverting bit line / BL. The main control unit 40 is connected to the differential amplifier 30 for amplification, the bit line BL and the inverting bit line / BL, and the sensing main controller 40 and the bit line for controlling the sensing points of the differential amplifier 30. A bias control unit 50 connected to BL and an inversion bit line / BL, for controlling a bias applied to the memory cell 10 and the reference cell 20 by an inversion sense enable signal / SE; , Connected to the inverting bit line / BL, by the sensing sub-control unit 60 for controlling the sensing point of the differential amplifier 30, and by the first and second control signals CS1 and CS2 applied from the outside. It is connected between the read operation control unit 70 and the reference cell 20 and the differential amplifier 30 to control the read operation, and the read operation A transmission gate TRG turned on / off by the output signal of the controller 70, and a buffering unit 80 for buffering the signal output from the differential amplifier 30 and outputting the same through the output terminal OUT. .

센싱 주제어부(40)는 비트라인(BL)에 여결되어 차동 증폭기(30)의 센싱 포인트를 제어하기 위한 제 1 센싱 제어수단(41)과, 반전비트라인(/BL)에 여결되어 차동 증폭기(30)의 센싱 포인트를 제어하기 위한 제 2 센싱 제어수단(42)으로 이루어진다.The sensing main controller 40 is coupled to the bit line BL to be connected to the first sensing control means 41 for controlling the sensing point of the differential amplifier 30 and to the inverting bit line / BL. The second sensing control means 42 for controlling the sensing point of 30.

제 1 센싱 제어수단(41)은 전원전압과 비트라인(BL) 사이에 차례로 직렬 연결된, 게이트가 접지에 접속된 PMOS 트랜지스터(PM41) 및 다이오드용 PMOS 트랜지스터(PM42)와, 전원전압과 비트라인(BL) 사이에 순차적으로 직렬 연결된, 게이트가 접지에 접속된 PMOS 트랜지스터(PM43) 및 다이오드용 PMOS 트랜지스터(PM44)로 구성된다.The first sensing control means 41 comprises a PMOS transistor PM41 and a diode PMOS transistor PM42 having a gate connected to the ground in series between a power supply voltage and a bit line BL, and a power supply voltage and a bit line ( A gate connected in series with each other in series between BLs is composed of a PMOS transistor PM43 and a diode PMOS transistor PM44 connected to ground.

제 2 센싱 제어수단(41)은 전원전압과 반전비트라인(/BL) 사이에 차례로 직렬 연결된, 게이트가 접지에 접속된 PMOS 트랜지스터(PM45) 및 다이오드용 PMOS 트랜지스터(PM47)와, 전원전압과 반전비트라인(/BL) 사이에 순차적으로 직렬 연결된, 게이트가 접지에 접속된 PMOS 트랜지스터(PM47) 및 다이오드용 PMOS 트랜지스터(PM48)를 구비한다.The second sensing control means 41 comprises a PMOS transistor PM45 and a diode PMOS transistor PM47 having a gate connected to the ground in series between a power supply voltage and an inversion bit line / BL, and a power supply voltage and an inversion. A PMOS transistor PM47 and a diode PMOS transistor PM48 having a gate connected to ground sequentially connected in series between the bit lines / BL are provided.

상기와 같은 구조를 갖는 일반적인 센싱 주제어부의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the general sensing main control unit having the above structure is as follows.

제 1 및 제 2 센싱 제어수단(41, 42)의 동작은 동일하므로, 일예로 제 1 센싱 제어수단(41)의 동작만을 설명한다.Since the operations of the first and second sensing control means 41 and 42 are the same, only the operation of the first sensing control means 41 will be described as an example.

PMOS 트랜지스터(PM41, PM43)의 게이트들은 접지에 접속되어 있어 항상 턴온상태를 유지하며, 이에 따라 PMOS 트랜지스터(PM41, PM43)들을 각각 통해 인가된 전원전압은 다이오드용 PMOS 트랜지스터(PM42, PM44)들을 거쳐 비트라인(BL)을 통해 차동 증폭기(30)로 전달되어 차동 증폭기(30)의 센싱 포인트를 높여준다. 이와 같은 동작에 의해, 제 2 센싱 제어수단(42)로 차동 증폭기(30)의 센싱 포인트를 높여준다.The gates of the PMOS transistors PM41 and PM43 are connected to the ground and are always turned on. Accordingly, the power supply voltage applied through the PMOS transistors PM41 and PM43 respectively passes through the diode PMOS transistors PM42 and PM44. The signal is transferred to the differential amplifier 30 through the bit line BL to increase the sensing point of the differential amplifier 30. By this operation, the sensing point of the differential amplifier 30 is increased by the second sensing control means 42.

바이어스 제어부(50)는 비트라인(BL)에 연결된 메모리 셀(10)에 인가되는 바이어스를 제어하기 위한 제 1 및 제 2 바이어스 제어수단(51, 52)과, 반전비트라인(/BL)에 연결된 기준 셀(20)에 인가되는 바이어스를 제어하기 위한 제 3 및 제 4 바이어스 제어수단(53, 54)을 포함한다.The bias control unit 50 is connected to the inversion bit line / BL and the first and second bias control means 51 and 52 for controlling the bias applied to the memory cell 10 connected to the bit line BL. Third and fourth bias control means 53, 54 for controlling the bias applied to the reference cell 20.

제 1 바이어스 제어수단(51)은 일입력단에 반전센스인에이블신호(/SE)가 인가되고 타입력단은 NMOS 트랜지스터(NM51)의 소오스에 연결된 노아게이트(NOR51)와, 게이트가 노아게이트(NOR51)의 출력단에 연결되고 차동 증폭기(30)와 메모리 셀(10) 사이에 연결된 NMOS 트랜지스터(NM51)로 이루어진다.The first bias control unit 51 is applied with an inverted sense enable signal / SE to one input terminal, and a type force terminal is connected to a source gate NOR51 connected to the source of the NMOS transistor NM51, and the gate is a gate gate NOR51. And an NMOS transistor NM51 connected between the differential amplifier 30 and the memory cell 10.

제 2 바이어스 제어수단(52)은 일입력단에 반전센스인에이블신호(/SE)가 인가되고 타입력단은 비트라인(BL)에 연결된 노아게이트(NOR52)와, 게이트가 노아게이트(NOR51)의 출력단에 연결되고 전원전압과 메모리 셀(10) 사이에 연결된 NMOS 트랜지스터(NM52)를 구성한다.The second bias control unit 52 is applied with an inverted sense enable signal / SE to one input terminal, and the type force terminal is connected to the NOR gate NOR52 connected to the bit line BL, and the gate is the output terminal of the NOR gate NOR51. And an NMOS transistor NM52 connected between the power supply voltage and the memory cell 10.

제 3 바이어스 제어수단(53)은 일입력단에 반전센스인에이블신호(/SE)가 인가되고 타입력단은 NMOS 트랜지스터(NM53)의 소오스에 연결된 노아게이트(NOR53)와, 게이트가 노아게이트(NOR53)의 출력단에 연결되고 차동 증폭기(30)와 기준셀(20) 사이에 연결된 NMOS 트랜지스터(NM53)로 구비된다.The third bias control unit 53 is applied with an inverted sense enable signal / SE to one input terminal, and a type force terminal is connected to a source gate NOR53 connected to the source of the NMOS transistor NM53, and the gate is a gate gate NOR53. NMOS transistor NM53 connected to the output terminal of the differential amplifier 30 and the reference cell 20 is provided.

제 4 바이어스 제어수단(54)은 일입력단에 반전센스인에이블신호(/SE)가 인가되고 타입력단은 반전비트라인(/BL)에 연결된 노아게이트(NOR54)와, 게이트가 노아게이트(NOR54)의 출력단에 연결되고 전원전압과 기준 셀(20) 사이에 연결된 NMOS 트랜지스터(NM54)로 구성된다.The fourth bias control means 54 is applied to the inverted sense enable signal / SE at one input terminal, and the type force terminal is connected to the inverted bit line / BL and the gate NOR54, and the gate is the gate NOR54. It is composed of an NMOS transistor NM54 connected to the output terminal of and connected between the power supply voltage and the reference cell 20.

상기와 같은 구조를 갖는 일반적인 바이어스 제어부의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the general bias control having the above structure is as follows.

제 1내지 제 4 바이어스 제어수단(51∼54)의 동작과정은 동일하므로, 일예로 제 1 바이어스 제어수단(51의 동작만을 설명한다.Since the operation procedures of the first to fourth bias control means 51 to 54 are the same, only the operation of the first bias control means 51 will be described as an example.

NMOS 트랜지스터(NM51)의 소오스가 로우값을 갖는 초기상태에서, 로우상태의 반전센스인에이블신호(/SE)를 인가하면, 노아게이트(NOR51)는 하이신호를 출력하여 NMOS 트랜지스터(NM51)를 턴온시켜 메모리 셀(10)에 바이어스를 인가한다.In the initial state in which the source of the NMOS transistor NM51 has a low value, when the inverted sense enable signal / SE of the low state is applied, the NOR gate NOR51 outputs a high signal to turn on the NMOS transistor NM51. To apply a bias to the memory cell 10.

이어서, NMOS 트랜지스터(NM51)의 소오스 전압이 높아지면, 노아게이트(NOR)는 로우신호를 출력하여 NMOS 트랜지스터(NM51)를 턴오프시켜 메모리 셀(10)로 과다한 바이어스가 인가되지 않도록 제어한다.Subsequently, when the source voltage of the NMOS transistor NM51 increases, the NOR gate NOR outputs a low signal to turn off the NMOS transistor NM51 to control the excessive bias to be applied to the memory cell 10.

상기와 같은 동작을 계속적으로 반복하므로써, 메모리 셀(10)에 인가되는 바이어스양을 조절한다.By continuously repeating the above operation, the amount of bias applied to the memory cell 10 is adjusted.

제 2 바이어스 제어수단(52)도 제 1 바이어스 제어수다(51)의 동작 과정과 동일한 과정에 의해 메모리 셀(10)에 바이어스를 인가한다. 하이만, 제 2 바이어스 제어수단(52)은 바이어스가 안정되면, 동작이 정지된다.The second bias control means 52 also applies a bias to the memory cell 10 by the same process as the operation of the first bias control channel 51. High only, when the bias is stabilized, the second bias control means 52 is stopped.

제 3 및 제 4 바이어스 제어수단(53, 54)도 상기와 동일한 동작 과정에 의해 기준 셀(20)의 바이어스를 제어한다.The third and fourth bias control means 53 and 54 also control the bias of the reference cell 20 by the same operation process as described above.

그러나, 제 3 바이어스 제어수단(53)은 계속적으로 기준 셀(20)의 바이어스를 제어하진만, 제 4 바이어스 제어수단(54)은 기준 셀(20)의 바이어스가 안정되면, 동작이 정지된다.However, the third bias control means 53 continuously controls the bias of the reference cell 20, but the fourth bias control means 54 is stopped when the bias of the reference cell 20 is stabilized.

센싱 부제어부(60)는 반전비트라인(/BL)과 접지사이에 직렬 연결된, 게이트에 제 1 제어신호(CS1)가 인가된 NMOS 트랜지스터(NM61) 및 NMOS 트랜지스터(NM62)와, PMOS 트랜지스터(PM61)와 NMOS 트랜지스터(NM63)로 구성되며 출력단이 NMOS 트랜지스터(NM62)의 게이트에 접속된 CMOS 인버터와, 게이트에 반전센스인에이블신호(/SE)가 인가되고 전원전압과 PMOS 트랜지스터(PM62)의 소오스 사이에 연결된 PMOS 트랜지스터(PM62)와, 게이트에 반전센스인에이블신호(/SE)가 인가되고, PMOS 트랜지스터(PM61)의 게이트와 접지 사이에 연결된 NMOS 트랜지스터(NM64)를 구비한다.The sensing sub-control unit 60 includes an NMOS transistor NM61 and an NMOS transistor NM62 and a PMOS transistor PM61 to which a first control signal CS1 is applied to a gate connected in series between the inverting bit line / BL and ground. ) And an NMOS transistor (NM63), an output terminal of which is connected to the gate of the NMOS transistor (NM62), an inversion sense enable signal (/ SE) is applied to the gate, and a source voltage and a source of the PMOS transistor (PM62) A PMOS transistor PM62 connected therebetween and an inverted sense enable signal / SE are applied to the gate, and an NMOS transistor NM64 connected between the gate and the ground of the PMOS transistor PM61.

상기와 같은 구조를 갖는 일반적인 센싱 부제어부의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the general sensing sub-control unit having the above structure as follows.

로우상태의 반전센스인에이블신호(/SE) 및 하이상태의 제 2 제어신호(CS2)를 인가하면, NMOS 트랜지스터(NM61, NM62)들이 턴온되므로써, 센싱 부제어부(60)는 반전비트라인(/BL)의 소정의 전류를 접지로 인가하여, 차동 증폭기(30)에 반전비트라인(/BL)을 통해 과다한 전류가 흐르지 않도록하여 차동 증폭기(30)의 센싱 포인트를 제어한다.When the inverted sense enable signal / SE in the low state and the second control signal CS2 in the high state are applied, the NMOS transistors NM61 and NM62 are turned on, so that the sensing sub-control unit 60 performs the inversion bit line (//). The sensing current of the differential amplifier 30 is controlled by applying a predetermined current of BL to ground to prevent excessive current from flowing through the inverting bit line / BL to the differential amplifier 30.

리드동작 제어부(70)는 제 1 및 제 2 제어신호(CS1, CS2))를 반전시키기 위한 인버터(IV71, IV72)들과, 일입력단 및 타입력단으로 인버터(IV71, IV72)들의 출력신호가 각각 입력되는 낸드게이트(NAND71)와, 낸드게이트(NAND71)의 출력신호를 반전시키기 위한 인버터(IV73)로 이루어진다.The read operation control unit 70 includes inverters IV71 and IV72 for inverting the first and second control signals CS1 and CS2, and output signals of the inverters IV71 and IV72 to one input terminal and a type force stage, respectively. The input NAND gate NAND71 and an inverter IV73 for inverting the output signal of the NAND gate NAND71 are formed.

버퍼링부(80)는 차동증폭기(30)의 출력단과 출력단(OUT) 사이에 순차적으로 직렬 연결된 다수의 인버터(IV81, IV82, IV83)들을 구성한다.The buffering unit 80 configures a plurality of inverters IV81, IV82, and IV83 sequentially connected between the output terminal and the output terminal OUT of the differential amplifier 30.

상기와 같은 구조를 갖는 종래의 반도체 메모리 셀의 전원 측정 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the power measurement apparatus of the conventional semiconductor memory cell having the above structure is as follows.

로우상태의 제 1 및 제 2 제어신호(CS1, CS2)를 인가하면, 리드동작 제어부(70)의 낸드게이트(NAND71)는 로우신호를 트랜스미션게이트(TRG)의 P형게이트로 인가하고, 또한 리드동작 제어부(70)의 인버터(IV73)는 낸드게이트(NAND71)의 출력신호를 반전시켜 하이신호를 트랜스미션게이트(TRG)의 N형게이트로 인가하여, 트랜스미션게이트(TRG)를 턴온시킨다.When the first and second control signals CS1 and CS2 in the low state are applied, the NAND gate NAND71 of the read operation control unit 70 applies the low signal to the P-type gate of the transmission gate TRG. The inverter IV73 of the operation controller 70 inverts the output signal of the NAND gate NAND71 and applies a high signal to the N-type gate of the transmission gate TRG to turn on the transmission gate TRG.

이어서, 차동 증폭기(30)는 비트라인(BL)에 연결된 메모리 셀(10)과 반전비트라인(/BL)에 연결된 기준 셀(20)의 전류차를 감지폭하여 버퍼링부(80)를 통해 출력단(OUT)으로 출력한다.Subsequently, the differential amplifier 30 senses the current difference between the memory cell 10 connected to the bit line BL and the reference cell 20 connected to the inverting bit line / BL and outputs the output terminal through the buffering unit 80. Output as (OUT).

즉, 메모리 셀(10)의 전류가 상대적으로 크면, 차동 증폭기(30)는 하이신호를 출력하고, 메모리 셀(10)의 전류가 상대적으로 작으면, 차동 증폭기(30)는 로우신호를 출력한다.That is, when the current of the memory cell 10 is relatively large, the differential amplifier 30 outputs a high signal, and when the current of the memory cell 10 is relatively small, the differential amplifier 30 outputs a low signal. .

상기와 같은 과정을 통해 출력된 메모리 셀(10)과 기준 셀(20)의 전류차에의해 메모리 셀(10)내의 MOS 트랜지스터의 문턱전압을 판단할 수 있다.The threshold voltage of the MOS transistor in the memory cell 10 may be determined by the current difference between the memory cell 10 and the reference cell 20 output through the above process.

그러나, 상기와 같은 종래의 반도체 메모리 셀의 전원 측정 장치는, 기준 셀의 전류를 이용하여 메모리 셀의 MOS 트랜지스터들의 문턱전압을 각각 측정하므로써, 많은 시간이 소요되는 문제점이 존재하였다.However, the power measuring apparatus of the conventional semiconductor memory cell as described above has a problem that it takes a lot of time by measuring the threshold voltage of the MOS transistors of the memory cell using the current of the reference cell.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 메모리 셀에 흐르는 전류에 비례되는 기준전류의 크기를 최소의 MOS 트랜지스터를 이용하여 조절하므로써, 메모리 셀의 전류 측정시간을 단축할 수 있는 반도체 메모리 셀의 전원 측정 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention is to solve the above problems, a semiconductor that can reduce the current measurement time of the memory cell by adjusting the magnitude of the reference current proportional to the current flowing in the memory cell using a minimum MOS transistor It is an object of the present invention to provide a power measuring device of a memory cell.

도 1은 종래의 반도체 메모리 셀의 전원 측정 장치의 회로도.1 is a circuit diagram of a power supply measuring apparatus of a conventional semiconductor memory cell.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 셀의 전원 측정 장치의 회로도.2 is a circuit diagram of a power measurement apparatus for a semiconductor memory cell according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 셀의 전원 측정 장치의 출력전류의 분포를 도시한 그래프.3 is a graph illustrating a distribution of output currents of a power measurement apparatus of a semiconductor memory cell according to an exemplary embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10: 메모리 셀 20: 기준 셀10: memory cell 20: reference cell

30: 차동 증폭기 40: 센싱 주제어부30: differential amplifier 40: sensing main controller

50: 바이어스 제어부 60: 센싱 부제어부50: bias control unit 60: sensing sub-control unit

70: 리드동작 제어부 80: 버퍼링부70: read operation control unit 80: buffering unit

90: 기준전류 제어부90: reference current controller

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 비트라인에 연결된 메모리 셀과 반전비트라인에 연결된 기준 셀의 전류차를 감지하여 차동증폭하여 버퍼링부를 통해 출력하는 차동 증폭기와, 차동 증폭기의 센싱 포인트를 제어하기 위한 센싱 주제어부 및 부제어부와, 반전센스인에이블신호에 의해 메모리 셀과 기준 셀에 인가되는 바이어스를 제어하기 위한 바이어스 제어부와, 외부로부터 인가되는 제 1 및 제 2 제어신호에 의해 트랜스미션 게이트의 온/오프를 제어하므로써, 리드동작을 제어하는 리드동작 제어부로 구성되는 반도체 메모리 셀의 전원 측정 장치에 있어서, 외부로부터 인가되는 바이어스신호와 제 2 제어신호에 의해 메모리 셀의 전류에 비례되는 기준전류의 크기를 임의로 제어하기 위한 기준전류 제어부를 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a differential amplifier which senses a current difference between a memory cell connected to a bit line and a reference cell connected to an inverted bit line, differentially amplifies and outputs it through a buffering unit, and controls a sensing point of the differential amplifier. A sensing main control unit and a sub-control unit, a bias control unit for controlling a bias applied to the memory cell and the reference cell by an inversion sense enable signal, and a first and second control signals applied from the outside. An apparatus for measuring power of a semiconductor memory cell comprising a read operation control unit for controlling a read operation by controlling on / off, the reference current being proportional to the current of the memory cell by a bias signal and a second control signal applied from the outside. And a reference current controller for arbitrarily controlling the size of.

이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

도 2를 참조하면, 본 발명의 반도체 메모리 셀의 전원 측정 장치는, 도 1과 마찬가지로, 메모리 셀(10)과, 기준 셀(20)과, 차동 증폭기(30)와, 센싱 주제어부(40)와, 바이어스 제어부(50)와, 센싱 부제어부(60)와, 리드동작 제어부(70)와, 트랜스미션게이트(TRG)와, 버퍼링부(80)를 구비한다.Referring to FIG. 2, the apparatus for measuring power of a semiconductor memory cell of the present invention, like FIG. 1, includes a memory cell 10, a reference cell 20, a differential amplifier 30, and a sensing main controller 40. And a bias control unit 50, a sensing sub control unit 60, a read operation control unit 70, a transmission gate TRG, and a buffering unit 80.

또한, 본 발명의 반도체 메모리 셀의 전원 측정 장치는 외부로부터 인가되는 바이어스신호(BIS)와 제 2 제어신호(CS2)에 의해 메모리 셀(10)의 전류에 비례되는 기준전류의 크기를 임의로 제어하기 위한 기준전류 제어부(90)를 더 구비한다.In addition, the apparatus for measuring power of the semiconductor memory cell of the present invention arbitrarily controls the magnitude of the reference current proportional to the current of the memory cell 10 by the bias signal BIS and the second control signal CS2 applied from the outside. It further comprises a reference current control unit 90 for.

기준전류 제어부(90)는 반전비트라인(/BL)과 접지 사이에 직렬 연결된, 게이트에 제 2 제어신호(CS2)가 인가된 NMOS 트랜지스터(NM91) 및 게이트에 바이어스신호(BIS)가 인가된 NMOS 트랜지스터(NM92)로 구성된다.The reference current controller 90 includes an NMOS transistor NM91 to which a second control signal CS2 is applied to a gate and an NMOS to which a bias signal BIS is applied to a gate, which is connected in series between the inverting bit line / BL and ground. It consists of a transistor NM92.

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 반도체 메모리 셀의 전원 측정 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the power measurement device of the semiconductor memory cell of the present invention having the above structure is as follows.

로우상태의 제 1 제어신호(CS1)와 하이상태의 제 2 제어신호(CS2)를 인가하면, 리드동작 제어부(70)의 낸드게이트(NAND71)는 하이신호를 트랜스미션게이트(TRG)의 P형게이트로 인가하고, 또한 리드동작 제어부(70)의 인버터(IV73)는 로우신호를 트랜스미션게이트(TRG)의 N형게이트로 인가하여, 트랜스미션게이트(TRG)를 턴오프시킨다.When the first control signal CS1 in the low state and the second control signal CS2 in the high state are applied, the NAND gate NAND71 of the read operation control unit 70 transmits the high signal to the P-type gate of the transmission gate TRG. In addition, the inverter IV73 of the read operation controller 70 applies a low signal to the N-type gate of the transmission gate TRG to turn off the transmission gate TRG.

이때, 기준전류 제어부(90)의 NMOS 트랜지스터(NM91)가 턴온되므로써, 임의로 크기를 조절할 수 있는 바이어스신호(BIS)를 기준전류 제어부(90)의 NMOS 트랜지스터(NM91)의 게이트에 인가하여, 메모리 셀(10)의 전류에 비례되는 기준전류를 인가한다.At this time, since the NMOS transistor NM91 of the reference current controller 90 is turned on, a bias signal BIS, which can be arbitrarily adjusted, is applied to the gate of the NMOS transistor NM91 of the reference current controller 90, thereby A reference current proportional to the current of (10) is applied.

따라서, 차동 증폭기(30)는 메모리 셀(10)의 전류와 기준전류 제어부(90)에 의해 발생된 기준전류의 크기를 감지증폭한다. 즉, 메모리 셀(10)의 전류가 상대적으로 크면, 하이신호를 출력하고, 메모리 셀(10)의 전류가 상대적으로 작으면, 로우신호를 출력한다.Accordingly, the differential amplifier 30 senses and amplifies the current of the memory cell 10 and the magnitude of the reference current generated by the reference current controller 90. That is, a high signal is output when the current of the memory cell 10 is relatively large, and a low signal is output when the current of the memory cell 10 is relatively small.

예를 들어, 40㎛A의 기준전류를 인가하였을 때, 로우신호를 출력하고, 45㎛A의 기준전류를 인가하였을 경우에, 하이신호를 출력하면, 메모리 셀(10)에 흐르는 전류의 크기는 40내지 45㎛A 사이라는 것을 알수 있으며, 이어서 측정된 이 전류에 의하여 메모리 셀(10)의 MOS 트랜지스터의 문턱전압의 크기를 판단할 수 있다.For example, when a low current is output when a reference current of 40 μm A is applied and a high signal is output when a reference current of 45 μm A is applied, the magnitude of the current flowing through the memory cell 10 is It can be seen that it is between 40 and 45 μm A, and then the magnitude of the threshold voltage of the MOS transistor of the memory cell 10 can be determined based on the measured current.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 것으로서, 본 발명의 전원 측정 장치의 기준전류 제어부를 이용하여 광범위한 기준전류를 발생시킬 경우에, 차동 증폭기로부터 출력된 전류값들의 분포를 나타내는 그래프이다.3 is a graph illustrating a distribution of current values output from a differential amplifier when generating a wide range of reference currents using a reference current controller of a power measuring device according to an embodiment of the present invention.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명이 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible within the scope of the present invention without departing from the technical idea. It will be evident to those who have knowledge of.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 반도체 메모리 셀의 전원 측정 장치는, MOS 트랜지스터들로 구성된 기준전류 제어부를 임의로 제어하여, 메모리 셀의 전류에 비례되는 광범위한 기준전류의 크기를 공급하므로써, 보다 짧은시간내에 메모리 셀의 MOS 트랜지스터들의 문턱전압의 크기를 측정할 수 있는 효과를 제공한다.As described above, the apparatus for measuring power of a semiconductor memory cell of the present invention arbitrarily controls a reference current controller composed of MOS transistors to supply a wide range of reference currents proportional to the current of the memory cell, thereby providing a shorter time. It provides an effect that can measure the magnitude of the threshold voltage of the MOS transistors of the memory cell.

Claims (2)

비트라인에 연결된 메모리 셀과 반전비트라인에 연결된 기준 셀의 전류차를 감지하여 차동증폭하여 버퍼링부를 통해 출력하는 차동 증폭기와, 상기 차동 증폭기의 센싱 포인트를 제어하기 위한 센싱 주제어부 및 부제어부와, 반전센스인에이블신호에 의해 상기 메모리 셀과 상기 기준 셀에 인가되는 바이어스를 제어하기 위한 바이어스 제어부와, 외부로부터 인가되는 제 1 및 제 2 제어신호에 의해 트랜스미션 게이트의 온/오프를 제어하므로써, 리드동작을 제어하는 리드동작 제어부로 구성되는 반도체 메모리 셀의 전원 측정 장치에 있어서,A differential amplifier which senses a current difference between the memory cell connected to the bit line and the reference cell connected to the inverting bit line, differentially amplifies and outputs it through the buffering unit, a sensing main controller and a sub-control unit for controlling a sensing point of the differential amplifier; By controlling the on / off of the transmission gate by controlling the bias applied to the memory cell and the reference cell by the inverted sense enable signal and the first and second control signals applied from the outside, In the power measuring device of a semiconductor memory cell comprising a read operation control unit for controlling the operation, 외부로부터 인가되는 바이어스신호와 상기 제 2 제어신호에 의해 상기 메모리 셀의 전류에 비례되는 기준전류의 크기를 임의로 제어하기 위한 기준전류 제어부를 구비한 반도체 메모리 셀의 전원 측정 장치.And a reference current controller for arbitrarily controlling a magnitude of a reference current proportional to the current of the memory cell by a bias signal applied from the outside and the second control signal. 제 1 항에 있어서, 상기 기준전류 제어부는The method of claim 1, wherein the reference current control unit 상기 반전비트라인과 접지 사이에 직렬 연결된, 게이트에 상기 제 2 제어신호가 인가된 제 1 NMOS 트랜지스터 및 게이트에 상기 바이어스신호가 인가된 제 2 NMOS 트랜지스터를 포함하는 반도체 메모리 셀의 전원 측정 장치.And a first NMOS transistor to which a second control signal is applied to a gate and a second NMOS transistor to which a bias signal is applied to a gate, which is connected in series between the inverted bit line and ground.
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