KR100436065B1 - Semiconductor memory device, especially detecting and amplifying voltage difference between a bit line and an inverted bit line - Google Patents

Semiconductor memory device, especially detecting and amplifying voltage difference between a bit line and an inverted bit line Download PDF

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Abstract

PURPOSE: A semiconductor memory device is provided to supply data stably and to reduce layout area by performing amplification using a minimum number of MOS transistors. CONSTITUTION: A memory cell(30) comprises NMOS transistors(NM31,NM32), and storage nodes(N31,N32) and NMOS transistors(NM33,NM34). An Y-decoder(40) comprises transmission gates(TRG41,TRG42). A precharge unit(50) precharges a bit line and an inverted bit line by an inverted equalization signal respectively. A sense amplifier unit(60) senses and amplifies a voltage difference between the bit line and the inverted bit line by a column selection signal.

Description

반도체 메모리 장치Semiconductor memory device

본 발명은 반도체 메모리 장치에 관한 것으로서, 특히 비트라인과 반전비트라인을 통해 전달되는 데이터를 안정적으로 공급하여 줄 수 있는 반도체 메모리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly, to a semiconductor memory device capable of stably supplying data transmitted through bit lines and inverted bit lines.

일반적으로, SRAM 셀은 기억용 플립플롭 회로와 2개의 스위치로 구성되어 있으며, 워드라인에 펄스를 인가하여 셀 트랜지스터를 턴온시키면 비트라인쌍과 더미라인 사이에 데이터의 전달이 가능하다. 또한, DRAM에서와는 달리 전원이 인가되어 있는 한 플립플롭의 궤환효과에 의해 리프레쉬 동작이 없이도 스태틱한 데이터의 보존이 가능하다.In general, an SRAM cell consists of a memory flip-flop circuit and two switches. When a cell transistor is turned on by applying a pulse to a word line, data can be transferred between a pair of bit lines and a dummy line. Unlike the DRAM, as long as the power is applied, the flip-flop feedback effect allows the static data to be preserved without the refresh operation.

도 1을 참조하여 일반적인 반도체 메모리 소자의 칼럼 디코더를 설명한다.A column decoder of a general semiconductor memory device will be described with reference to FIG. 1.

도 1을 참조하면, 일반적인 반도체 메모리 소자의 칼럼 디코더는 반전등화신호(/EQ)에 의해 비트라인(BL)과 반전 비트라인(/BL)을 각각 프리차아지시키기 위한 프리차아지부(10)와, 반전등화신호(/EQ)에 의해 비트라인(BL)과 반전비트라인(/BL)을 등화시키기 위한 등화수단(20)과, 비트라인(BL)과 반전비트라인(/BL) 사이에 연결되며, 워드라인인에이블신호(WLEN)에 의해 데이터를 저장하는 메모리 셀(30)과, 선택신호(SL)에 의해 메모리 셀(30)의 데이터를 라이트 및 리드하기 위한 Y-디코더(40)를 구비한다.Referring to FIG. 1, a column decoder of a general semiconductor memory device may include a precharge unit 10 for precharging the bit line BL and the inverting bit line / BL by the inversion equalization signal / EQ, respectively. Equalization means 20 for equalizing the bit line BL and the inverted bit line / BL by the inverted equalization signal / EQ, and is connected between the bit line BL and the inverted bit line / BL The memory cell 30 stores data by the word line enable signal WLEN and the Y-decoder 40 for writing and reading data of the memory cell 30 by the selection signal SL. Equipped.

프리차아지부(10)는 비트라인(BL)을 프리차아지시키기 위한 제 1 프리차아지수단(11)과, 반전비트라인(/BL)을 프리차아지시키기 위한 제 2 프리차아지수단(12)으로 이루어진다.The precharge unit 10 includes a first precharge means 11 for precharging the bit line BL and a second precharge means 12 for precharging the inverted bit line / BL. )

제 1 프리차아지수단(11)은 게이트에 반전등화신호(/EQ)가 인가되며, 전원전압과 비트라인(BL) 사이에 연결된 PMOS 트랜지스터(PM11)로 구성된다.The first precharge means 11 is applied with an inverted equalization signal / EQ to a gate and is composed of a PMOS transistor PM11 connected between a power supply voltage and a bit line BL.

제 2 프리차아지수단(12)은 게이트에 반전등화신호(/EQ)가 인가되며, 전원전압과 반전비트라인(/BL) 사이에 연결된 PMOS 트랜지스터(PM12)를 구비한다.The second precharge means 12 is provided with a PMOS transistor PM12 connected between a power supply voltage and an inversion bit line / BL to which a inverted equalization signal / EQ is applied to a gate.

등화수단(20)은 게이트에 반전등화신호(/EQ)가 인가되며, 비트라인(BL)과 반전비트라인(/BL) 사이에 연결된 PMOS 트랜지스터(PM21)로 구비된다.The equalizing means 20 is provided with a PMOS transistor PM21 connected between the bit line BL and the inverting bit line / BL to which the inverted equalization signal / EQ is applied to the gate.

메모리 셀(30)은 게이트에 워드라인 인에이블신호(WLEN)가 인가되며, 비트라인(BL)과 저장노드(N31) 사이에 연결된 패스용 NMOS 트랜지스터(NM31)와, 게이트에 워드라인 인에이블신호(WLEN)가 인가되며, 반전비트라인(/BL)과 저장노드(N32) 사이에 연결된 패스용 NMOS 트랜지스터(NM32)와, 게이트가 저장노드(N32)에 연결되며, 저장노드(N31)와 접지사이에 연결된 NMOS 트랜지스터(NM33)와, 게이트가 저장노드(N31)에 연결되며, 저장노드(N32)와 접지사이에 연결된 NMOS 트랜지스터(NM34)로 구성된다.In the memory cell 30, a word line enable signal WLEN is applied to a gate, a pass NMOS transistor NM31 connected between a bit line BL and a storage node N31, and a word line enable signal at a gate thereof. A WLEN is applied, a pass NMOS transistor NM32 connected between the inverting bit line / BL and the storage node N32, a gate is connected to the storage node N32, and a storage node N31 and ground. An NMOS transistor NM33 connected between the gate and the gate is connected to the storage node N31, and an NMOS transistor NM34 connected between the storage node N32 and ground.

Y-디코더(40)는 데이터 버스라인(DBL)과 비트라인(BL) 사이에 연결되며, N형 게이트에 컬럼선택신호(SL)신호가 인가되고, P형 게이트에 반전 컬럼선택신호(/SL)가 인가되는 트랜스미션게이트(TRG41)와, 반전 데이터 버스라인(/DBL)과 반전비트라인(/BL) 사이에 연결되며, N형 게이트에 컬럼선택신호(SL)신호가 인가되고, P형 게이트에 반전컬럼선택신호(/SL)가 인가되는 트랜스미션게이트(TRG42)를 구비한다.The Y-decoder 40 is connected between the data bus line DBL and the bit line BL, the column select signal SL is applied to the N-type gate, and the inverted column select signal (/ SL is applied to the P-type gate. Is connected between the transmission gate TRG41 and the inversion data bus line / DBL and the inversion bit line / BL, and the column select signal SL is applied to the N-type gate, and the P-type gate And a transmission gate TRG42 to which an inverted column selection signal / SL is applied.

상기와 같은 구조를 갖는 종래의 반도체 메모리 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation of the conventional semiconductor memory device having the structure as described above is as follows.

로우상태의 반전등화신호(/EQ)가 인가되면, 제 1 프리차아지수단(11)의 PMOS 트랜지스터(PM11)가 턴온되어 비트라인(BL)을 프리차아지시키며, 또한 제 2 프리차아지수단(12)의 PMOS 트랜지스터(PM12)가 턴온되어 반전비트라인(/BL)을 프리차아지시킨다. 이때, 등화수단(20)의 PMOS 트랜지스터(PM21)가 턴온되어 비트라인(BL)과 반전비트라인(/BL)을 등화시켜준다.When the inverted equalization signal / EQ in the low state is applied, the PMOS transistor PM11 of the first precharge means 11 is turned on to precharge the bit line BL, and also to the second precharge means. The PMOS transistor PM12 of (12) is turned on to precharge the inverting bit line / BL. At this time, the PMOS transistor PM21 of the equalizing means 20 is turned on to equalize the bit line BL and the inverting bit line / BL.

그리고, 하이상태의 워드라인인에이블신호(WLEN)가 인가되고, 하이상태의 컬럼선택신호(SL)가 인가되면, 메모리 셀(30)의 패스용 NMOS 트랜지스터(NM31, 32)들이 각각 턴온되고, 또한 Y-디코더(40)의 트랜스미션게이트(TRG41, TRG42)들이 각각 턴온된다.When the high word line enable signal WLEN is applied and the high column select signal SL is applied, the pass NMOS transistors NM31 and 32 of the memory cell 30 are turned on. In addition, the transmission gates TRG41 and TRG42 of the Y-decoder 40 are turned on, respectively.

이어서, 데이터 버스 라인(DBL)을 통해 전달되는 데이터가 트랜스미션게이트(TRG41), 비트라인(BL) 및 패스용 NMOS 트랜지스터(NM31)를 순차적으로 통해 저장노드(N31)에 저장되고, 또한 반전 데이터 버스 라인(/DBL)을 통해 전달되는 데이터가 트랜스미션게이트(TRG42), 반전비트라인(/BL) 및 패스용 NMOS 트랜지스터(NM32)를 순차적으로 통해 저장노드(N32)에 저장된다.Subsequently, data transferred through the data bus line DBL is sequentially stored in the storage node N31 through the transmission gate TRG41, the bit line BL, and the pass NMOS transistor NM31, and also the inverted data bus. Data transmitted through the line / DBL is sequentially stored in the storage node N32 through the transmission gate TRG42, the inverting bit line / BL, and the pass NMOS transistor NM32.

이렇게, 메모리 셀(30)의 저장노드(N31, N32)에 각각 저장된 데이터들은, 리드 동작에 따라 비트라인(BL)과 반전비트라인(/BL)으로 각각 전달된다.As such, data stored in the storage nodes N31 and N32 of the memory cell 30 are transferred to the bit line BL and the inverting bit line / BL, respectively, according to the read operation.

한편, 로우상태의 컬럼선택신호(SL)가 인가되면, Y-디코더(40)의 트랜스미션게이트(TRG41, TRG42)들이 각각 턴오프되어 메모리 셀(30)의 라이트 및 리등 동작이 정지된다.On the other hand, when the column selection signal SL in the low state is applied, the transmission gates TRG41 and TRG42 of the Y-decoder 40 are turned off, respectively, so that the write and resume operations of the memory cell 30 are stopped.

그러나, 상기와 같은 종래의 반도체 메모리 장치에서, 트랜스미션게이트들만을 이용한 종래의 Y-디코더는 데이터를 손실없이 전송하는 역할을 하였지만 고집적화되는 메모리 셀 어레이안에서 네거티브 기생효과에 의해 데이터 레벨이 왜곡되는 문제점이 존재하였으며, 특히 집적도가 높과 낮은 전압동작에서는 안정적인 비트라인 레벨을 하는데 어려움이 있었다.However, in the conventional semiconductor memory device as described above, the conventional Y-decoder using only transmission gates transmits data without loss, but the data level is distorted due to the negative parasitic effect in the highly integrated memory cell array. In particular, there was a difficulty in achieving a stable bit line level at high integration and low voltage operation.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 비트라인과 반전비트라인의 전압차를 감지증폭하여 주므로써, 데이터를 안정적으로 공급하여 줄 수 있으며, 또한 최소의 MOS 트랜지스터를 이용하여 증폭기능을 수행하도록하여 레이아웃의 면적을 감소시킬 수 있는 반도체 메모리 장치을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention is to solve the above problems, by detecting and amplifying the voltage difference between the bit line and the inverted bit line, it is possible to supply the data stably, and also to amplify using a minimum MOS transistor It is an object of the present invention to provide a semiconductor memory device capable of performing a function to reduce the area of the layout.

도 1은 종래의 반도체 메모리 장치.1 is a conventional semiconductor memory device.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치.2 is a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.

도 3은 도 2의 동작시 타이밍 특성을 도시한 특성도.3 is a characteristic diagram illustrating timing characteristics in the operation of FIG. 2;

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 메모리 장치.4 is a semiconductor memory device according to another embodiment of the present invention.

도 5는 종래의 에스램과 본 발명의 실시예에 따른 에스램의 동작 특성을 비교하여 도시한 특성도.Figure 5 is a characteristic diagram showing a comparison of the operation characteristics of the conventional SRAM and the SRAM according to an embodiment of the present invention.

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

30: 메모리 셀 40: Y-디코더30: memory cell 40: Y-decoder

50: 프리차아지부 60: 감지증폭부50: precharge branch 60: detection amplifier

70: 크로스-커플형 감지증폭기70: cross-coupled amplifier

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 반전등화신호에 의해 상기 비트라인과 반전 비트라인을 각각 프리차아지시키기 위한 프리차아지부와, 비트라인과 반전비트라인 사이에 연결되며, 워드라인 인에이블신호에 의해 데이터를 저장하는 다수의 메모리 셀과, 컬럼선택신호에 응답하여 상기 다수의 메모리 셀을 선택하기 위한 Y-패스트랜지스터로 구성된 반도체 메모리 장치에 있어서, 상기 컬럼선택신호에 의해 상기 비트라인 및 반전비트라인의 전압차를 감지증폭하기 위한 감지증폭부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, a precharge unit for precharging the bit line and the inverted bit line by an inverted equalization signal, and is connected between the bit line and the inverted bit line, enables a word line. A semiconductor memory device comprising a plurality of memory cells for storing data by a signal and a Y-pass transistor for selecting the plurality of memory cells in response to a column selection signal, wherein the bit lines and And a sensing amplifier for sensing and amplifying the voltage difference between the inverting bit lines.

이하, 도 2내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 5.

도 2를 참조하면, 본 발명의 반도체 메모리 장치는, 도 1과 마찬가지로 패스용 NMOS 트랜지스터(NM31, NM32)들, 저장노드(N31, N32)들 및 NMOS 트랜지스터(NM33, NM34)들로 이루어진 메모리 셀(30)과, 트랜스미션게이트(TRG41, TRG42)들로 구성된 Y-디코더(40)를 구비한다.Referring to FIG. 2, the semiconductor memory device of the present invention, like FIG. 1, includes a memory cell including pass NMOS transistors NM31 and NM32, storage nodes N31 and N32, and NMOS transistors NM33 and NM34. 30 and a Y-decoder 40 composed of transmission gates TRG41 and TRG42.

또한, 반전등화신호(/EQ)에 의해 비트라인(BL) 및 반전 비트라인(/BL)을 각각 프리차아지시키기 위한 프리차아지부(50)와, 컬럼선택신호(SL)에 의해 비트라인(BL) 및 반전비트라인(/BL)의 전압차를 감지증폭하기 위한 감지증폭부(60)를 더 구비한다.Further, a precharge unit 50 for precharging the bit line BL and the inverting bit line / BL respectively by the inverted equalization signal / EQ, and the bit line by the column select signal SL And a sensing amplifier 60 for sensing and amplifying the voltage difference between the BL and the inverting bit line / BL.

프리차아지부(50)는 비트라인(BL)을 프리차아지시키기 위한 제 1 프리차아지수단(51)과, 반전비트라인(/BL)을 프리차아지시키기 위한 제 2 프리차아지수단(52)과, 비트라인(BL)과 반전비트라인(/BL)을 등화시켜주기 위한 등화수단(53) 으로 이루어진다.The precharge unit 50 includes a first precharge means 51 for precharging the bit line BL and a second precharge means 52 for precharging the inverting bit line / BL. And equalization means 53 for equalizing the bit line BL and the inverted bit line / BL.

제 1 프리차아지수단(51)은 게이트에 반전등화신호(/EQ)가 인가되며, 전원전압과 비트라인(BL) 사이에 연결된 PMOS 트랜지스터(PM51)로 구성된다.The first precharge means 51 is applied with an inverted equalization signal / EQ to a gate and is composed of a PMOS transistor PM51 connected between a power supply voltage and a bit line BL.

제 2 프리차아지수단(52)은 게이트에 반전등화신호(/EQ)가 인가되며, 전원전압과 반전비트라인(/BL) 사이에 연결된 PMOS 트랜지스터(PM52)를 구비한다.The second precharge means 52 is provided with an inverted equalization signal / EQ at its gate and includes a PMOS transistor PM52 connected between a power supply voltage and an inverted bit line / BL.

등화수단(53)은 게이트에 반전등화신호(/EQ)가 인가되며, 비트라인(BL)과 반전비트라인(/BL) 사이에 연결된 PMOS 트랜지스터(PM53)로 구비된다.The equalizing means 53 is provided with a PMOS transistor PM53 connected between the bit line BL and the inverting bit line / BL, to which the inverted equalization signal / EQ is applied to the gate.

감지증폭부(60)는 제 2 CMOS 인버터(62)의 출력신호 래치 및 비트라인(BL)의 전압을 감지증폭하기 위한, 게이트에 각각 비트라인(BL)의 전압이 인가되는 PMOS 트랜지스터(PM61) 및 NMOS 트랜지스터(NM61)로 구성된 제 1 CMOS 인버터(61)와, 제 1 CMOS 인버터(61)의 출력신호 래치 및 반전비트라인(/BL)의 전압을 감지증폭하기 위한, 게이트에 각각 반전비트라인(/BL)의 전압이 인가되는 PMOS 트랜지스터(PM62) 및 NMOS 트랜지스터(NM62)로 구성된 제 2 CMOS 인버터(62)와, 게이트에 인가되는 칼럼선택신호(SL)에 의해 제 1 및 제 2 CMOS 인버터(61, 62)를 구동시키기 위한 전류소오스용 NMOS 트랜지스터(NM63)로 구성된다.The sensing amplifier 60 detects and amplifies the output signal latch of the second CMOS inverter 62 and the voltage of the bit line BL, and the PMOS transistors PM61 to which voltages of the bit line BL are applied to the gates, respectively. And an inverting bit line at the gate for sensing and amplifying a voltage of the first signal inverter 61 and the inverting bit line / BL of the first CMOS inverter 61 and the NMOS transistor NM61, respectively. A second CMOS inverter 62 composed of a PMOS transistor PM62 and an NMOS transistor NM62 to which a voltage of (/ BL) is applied, and a first and second CMOS inverters by a column select signal SL applied to a gate. And an NMOS transistor NM63 for current source for driving (61, 62).

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 반도체 메모리 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation of the semiconductor memory device of the present invention having the structure as described above is as follows.

본 발명의 라이트 및 리드 동작은 도 1에서 설명한 바와 동일하므로 생략하고, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 동작을 동작을 상세하게 설명하면 다음과 같다.Since the write and read operations of the present invention are the same as those described with reference to FIG. 1, the operations of the semiconductor memory device according to the exemplary embodiment of the present invention will be omitted.

로우상태의 반전등화신호(/EQ)가 인가되면, 제 1 프리차아지수단(51)의 PMOS 트랜지스터(PM51)는 턴온되어 비트라인(BL)을 프리차아지시키며, 또한 제 2 프리차아지수단(52)의 PMOS 트랜지스터(PM52)는 턴온되어 반전비트라인(/BL)을 프리차아지시킨다. 이때, 등화수단(53)의 PMOS 트랜지스터(PM53)가 턴온되어 비트라인(BL)과 반전비트라인(/BL)을 등화시켜준다.When the inverted equalization signal / EQ in the low state is applied, the PMOS transistor PM51 of the first precharge means 51 is turned on to precharge the bit line BL, and also to the second precharge means. The PMOS transistor PM52 of 52 is turned on to precharge the inverting bit line / BL. At this time, the PMOS transistor PM53 of the equalizing means 53 is turned on to equalize the bit line BL and the inverting bit line / BL.

그리고, 하이상태의 컬럼선택신호(SL)가 인가되어 라이트 동작에 따라 메모리 셀(30)의 저장노드(N31, N32)에 데이터가 저장되고, 또한 전류소오스용 NMOS 트랜지스터(NM53)가 턴온되면, 리드 동작에 따라서, 감지증폭부(60)의 제 1 CMOS 인버터(61)는 비트라인(BL)을 통해 전달된 저장노드(N31)의 전압을 감지증폭 및 제 2 CMOS 인버터(62)의 출력신호를 래치시키며, 또한 감지증폭부(60)의 제 2 CMOS 인버터(62)는 반전비트라인(/BL)을 통해 전달된 저장노드(N32)의 전압을 감지증폭 및 제 1 CMOS 인버터(61)의 출력신호를 감지증폭한다. 이때, 제 1 및 제 2 CMOS 인버터(61, 62)는 서로 상반된 레벨의 전압을 출력한다.When the column selection signal SL in the high state is applied to store data in the storage nodes N31 and N32 of the memory cell 30 according to the write operation, and the current source NMOS transistor NM53 is turned on, According to the read operation, the first CMOS inverter 61 of the sense amplifier 60 detects the voltage of the storage node N31 transferred through the bit line BL, and senses the output signal of the second CMOS inverter 62. The second CMOS inverter 62 of the sense amplifier 60 detects the voltage of the storage node N32 transferred through the inversion bit line / BL and senses the voltage of the sense amplifier and the first CMOS inverter 61. Sense and amplify the output signal. At this time, the first and second CMOS inverters 61 and 62 output voltages at opposite levels.

따라서, 본 발명의 반도체 메모리 장치는 라이트 및 리드 동작시 비트라인(BL)과 반전비트라인(/BL)의 전압차를 감지하여 차동증폭해 주므로써, 데이터를 안정되게 전달하여 주며, 라이트의 속도를 향상시킬 수 있고, 또한 리드 동작시 큰 센싱 이득을 얻어 엑세스 시간을 빠르게 할 수 있다.Accordingly, the semiconductor memory device of the present invention senses the voltage difference between the bit line BL and the inverted bit line / BL during differential write and read operations, thereby differentially amplifies the data, thereby stably transferring data and writing speed. In addition, it is possible to improve the performance and to increase the access time by obtaining a large sensing gain during the read operation.

도 3은 도 2의 동작시 시간에 따른 타이밍의 특성을 도시한 것이다.3 illustrates characteristics of timing according to time during the operation of FIG. 2.

도 3에서, (a1)은 어드레스신호의 타이밍 특성, (b1)은 반전라이트 인에이블신호의 타이밍 특성, (c1)은 반전출력인에이블신호의 타이밍 특성, (d1)은 워드라인인에이블신호의 타이밍 특성, (e1)은 컬럼선택신호의 타이밍 특성, (f1)은 반전컬럼선택신호의 타이밍 특성, (g1)은 등화수단(52)에 인가되는 반전등화신호의 타이밍 특성, (h1)은 프리차아지부(51)에 인가되는 반전등화신호의 타이밍 특성이다.In Fig. 3, (a1) is a timing characteristic of an address signal, (b1) is a timing characteristic of an inverted light enable signal, (c1) is a timing characteristic of an inverted output enable signal, and (d1) is a character of a word line enable signal. The timing characteristic (e1) is the timing characteristic of the column selection signal, (f1) is the timing characteristic of the inverted column selection signal, (g1) is the timing characteristic of the inverted equalization signal applied to the equalizing means 52, and (h1) is free. It is a timing characteristic of the inversion light signal applied to the charge unit 51.

도 4를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 메모리 장치를 설명한다.A semiconductor memory device according to another exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4.

도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 감지증폭부는, 게이트가 반전비트라인(/BL) 및 차동증폭용 제 2 NMOS 트랜지스터(NM72)의 출력단에 공통 연결되는 차동증폭용 제 1 NMOS 트랜지스터(NM71)와, 게이트가 비트라인(BL) 및 차동증폭용 제 1 NMOS 트랜지스터(NM71)의 출력단에 공통 연결되는 차동증폭용 제 2 NMOS 트랜지스터(NM72)와, 컬럼선택신호(SL)가 게이트에 인가되며, 차동증폭용 제 1 및 제 2 NMOS 트랜지스터(NM71, NM72)들의 공통 접속된 소오스와 접지 사이에 연결된 전류소오스용 NMOS 트랜지스터(NM73)로 이루어진 크로스-커플형 감지증폭기(70)로 구현할 수 있다.Referring to FIG. 4, a sensing amplifier of a semiconductor memory device according to another exemplary embodiment of the present invention may include a differential amplifier in which a gate is commonly connected to an output terminal of an inverting bit line (/ BL) and a second NMOS transistor NM72 for differential amplification. A first NMOS transistor NM71, a differential amplification second NMOS transistor NM72 having a gate connected to the bit line BL, and an output terminal of the first NMOS transistor NM71 for differential amplification, and a column select signal ( SL is applied to the gate, and a cross-coupled sense amplifier (NM73) consisting of a current source NMOS transistor (NM73) connected between a common connected source of differential amplification first and second NMOS transistors (NM71, NM72) and ground. 70).

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 반도체 메모리 장치의 동작은 비트라인(BL)과 반전비트라인(/BL)의 전압차를 감지하여 차동증폭시켜 주는 동작으로서, 이에 대한 상세한 설명은 도 2와 거의 동일하므로 생략한다.The operation of the semiconductor memory device of the present invention having the structure as described above is an operation for sensing and differentially amplifying the voltage difference between the bit line BL and the inverted bit line / BL. The same thing is omitted.

따라서, 본 발명의 반도체 메모리 장치의 감지증폭부(60)를 상기와 같이 구현하므로써, 레이아웃의 면적을 감소시킬 수 있다.Accordingly, by implementing the sense amplifier 60 of the semiconductor memory device of the present invention as described above, the area of the layout can be reduced.

도 5는 종래의 반도체 메모리 장치와 본 발명의 반도체 메모리 장치의 동작 특성을 비교하여 도시하 것이다.FIG. 5 shows a comparison of operating characteristics of a conventional semiconductor memory device and a semiconductor memory device of the present invention.

도 5에서, (a2)는 종래의 비트라인(BL)의 동작 특성, (b2)는 종래의 반전비트라인(/BL)의 동작 특성, (c2)는 본 발명의 비트라인(BL)의 동작 특성, (d2)는 본 발명의 반전비트라인(/BL)의 동작 특성이다.In Fig. 5, (a2) is an operating characteristic of the conventional bit line BL, (b2) is an operating characteristic of the conventional inverting bit line / BL, and (c2) is an operation of the bit line BL of the present invention. The characteristic (d2) is an operating characteristic of the inverting bit line / BL 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 장치는, 라이트 및 리드 동작시 비트라인과 반전비트라인의 전압차를 감지하여 차동증폭해 주므로써, 데이터를 안정되게 전달하여 주며, 라이트의 속도를 향상시킬 수 있고, 또한 리드 동작시 큰 센싱 이득을 얻어 엑세스 시간을 빠르게 할 수 있으며, 또한 최소의 NMOS 트랜지스터만를 이용하여 크로스-커플형 차동증폭기를 이용하므로써, 레이아웃의 면적을 감소시킬 수 있는 효과를 제공한다.As described above, the semiconductor memory device of the present invention senses the voltage difference between the bit line and the inverted bit line during write and read operations, and amplifies and differentially amplifies the data, thereby stably transferring data and improving the speed of the write. In addition, the large gain gain during read operation can lead to faster access times, and the use of a cross-coupled differential amplifier with only a small number of NMOS transistors reduces the area of the layout. .

Claims (2)

반전등화신호에 의해 상기 비트라인과 반전 비트라인을 각각 프리차아지시키기 위한 프리차아지부와, 비트라인과 반전비트라인 사이에 연결되며, 워드라인 인에이블신호에 의해 데이터를 저장하는 다수의 메모리 셀과, 컬럼선택신호에 응답하여 상기 다수의 메모리 셀을 선택하기 위한 Y-패스트랜지스터로 구성된 반도체 메모리 장치에 있어서,A plurality of memory cells connected between a bit line and an inverting bit line for precharging the bit line and the inverting bit line by an inverted equalization signal, and storing data by a word line enable signal; And a Y-pass transistor for selecting the plurality of memory cells in response to a column selection signal, the semiconductor memory device comprising: 상기 컬럼선택신호에 의해 상기 비트라인 및 반전비트라인의 전압차를 감지증폭하기 위한 감지증폭부A sensing amplifier for sensing and amplifying a voltage difference between the bit line and the inverting bit line by the column selection signal 를 구비한 반도체 메모리 장치.A semiconductor memory device having a. 제 1 항에 있어서, 상기 감지증폭부는The method of claim 1, wherein the sensing amplifier is 제 2 CMOS 인버터의 출력신호 래치 및 상기 비트라인의 전압을 감지증폭하기 위한, 게이트에 각각 상기 비트라인의 전압이 인가되는 제 1 PMOS 트랜지스터 및 제 1 NMOS 트랜지스터로 구성된 제 1 CMOS 인버터;A first CMOS inverter comprising a first PMOS transistor and a first NMOS transistor to which a voltage of the bit line is applied to a gate to sense an output signal latch of the second CMOS inverter and a voltage of the bit line; 상기 제 1 CMOS 인버터의 출력신호 래치 및 상기 반전비트라인의 전압을 감지증폭하기 위한, 게이트에 각각 상기 반전비트라인의 전압이 인가되는 제 2 PMOS 트랜지스터 및 제 2 NMOS 트랜지스터로 구성된 제 2 CMOS 인버터; 및A second CMOS inverter comprising a second PMOS transistor and a second NMOS transistor to which a voltage of the inverting bit line is applied to a gate, respectively, for sensing and amplifying an output signal latch of the first CMOS inverter and a voltage of the inverting bit line; And 게이트에 인가되는 상기 칼럼선택신호에 의해 상기 제 1 및 제 2 CMOS 인버터를 구동시키기 위한 전류소오스용 NMOS 트랜지스터Current source NMOS transistor for driving the first and second CMOS inverters by the column select signal applied to a gate 를 포함하는 반도체 메모리 장치.Semiconductor memory device comprising a.
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