KR100571276B1 - Sense amplifier having pull-up driver made up of nonvolatile memory cell - Google Patents
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Abstract
본 발명은 모든 칩에 동일한 센싱 마진을 확보하여 동작특성을 개선시킬 수 있는 메모리 셀로 이루어진 풀-업 드라이버를 구비한 센스 앰프를 제공하기 위한 것으로, 이를 위해, 본 발명에서는 독출, 프로그램 검증 및 소거 검증시 메인 메모리 셀로부터 데이터를 센싱하는 센싱부와, 상기 독출, 상기 프로그램 검증 및 상기 소거 검증시 서로 다른 센싱 마진을 확보하기 위하여 프로그램 동작과 소거 동작을 통해 서로 다른 문턱전압을 갖는 복수의 풀-업 메모리 셀로 이루어지며, 상기 센싱부의 출력단을 풀-업 드라이빙하는 풀-업 드라이버와, 상기 풀-업 메모리 셀에 대해 프로그램 및 소거 동작을 수행하는 프로그램 및 소거 동작 제어부와, 상기 독출, 상기 프로그램 검증 및 상기 소거 검증시 상기 풀-업 메모리 셀 전류를 상기 센싱부의 출력단으로 제공하여 상기 센싱부의 출력단을 풀-업 드라이빙하는 스위칭부와, 상기 풀-업 드라이빙된 상기 센싱부의 출력신호를 출력하는 출력 드라이버를 포함하는 센스 앰프를 제공한다. The present invention is to provide a sense amplifier having a pull-up driver consisting of a memory cell that can improve the operating characteristics by ensuring the same sensing margin on all chips, to this end, in the present invention, the read, program verification and erase verification A plurality of pull-ups having different threshold voltages through a program operation and an erase operation to secure different sensing margins during the read, the program verification, and the erase verification during sensing of the data from the main memory cell; A pull-up driver configured to pull-up driving the output terminal of the sensing unit, a program and erase operation controller which performs a program and erase operation on the pull-up memory cell, the read, the program verification, During the erase verification, the pull-up memory cell current is reset to an output terminal of the sensing unit. Providing a sense amplifier comprising an output driver to output a driving up the parts of the sensing output signal and the up-switch driving unit for the pull-in the output of the sensing parts of the pool.
비휘발성 메모리 셀, 플래시 메모리 셀, 센스 앰프, 독출, 프로그램 검증, 소거 검증 Nonvolatile Memory Cells, Flash Memory Cells, Sense Amplifiers, Read, Program Verification, Erase Verification
Description
도 1은 일반적인 메모리 셀의 프로그램 및 소거 동작 후 문턱전압의 분포도.1 is a distribution diagram of threshold voltages after program and erase operations of a typical memory cell.
도 2는 종래기술에 따른 센스 앰프를 도시한 구성도.2 is a block diagram showing a sense amplifier according to the prior art.
도 3은 도 2에 도시된 센스 앰프의 동작 파형도.3 is an operational waveform diagram of the sense amplifier shown in FIG. 2;
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 센스 앰프를 도시한 구성도. 4 is a block diagram showing a sense amplifier according to a preferred embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
21, 44 : 센싱부21, 44: sensing unit
22, 42 : 풀-업 드라이버22, 42: pull-up driver
23, 43 : 스위칭부23, 43: switching unit
24, 45 : 출력 드라이버24, 45: output driver
41 : 프로그램 및 소거 동작 제어부41: program and erase operation control unit
411 : 소거 스위칭부411: erasing switching unit
412 : 워드라인 스위칭부412: word line switching unit
413 내지 415 : 비트라인 스위칭부413 to 415: bit line switching unit
416 : 소오스 전압 스위칭부416: source voltage switching unit
본 발명은 비휘발성 메모리 셀(nonvolatile memory device)로 이루어진 풀-업 드라이버(full-up driver)를 구비한 센스 앰프(sense amplifier)에 관한 것으로, 특히 플래시 메모리 소자의 독출(read), 프로그램 검증(program verify) 및 소거 검증(erase verify) 동작시 데이터(data)를 센싱(sensing)하기 위한 센스 앰프에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
반도체 메모리 장치는 DRAM(Dynamic Random Access Memory) 및 SRAM(Static Random Access Memory) 장치와 같이 시간이 지남에 따라 데이터를 잃어버리는 휘발성(volatile)이면서 데이터의 입/출력이 빠른 RAM 제품과, 한번 데이터를 입력하면 그 상태를 유지하는 비휘발성(nonvolatile)이면서 데이터의 입/출력이 느린 ROM(Read Only Memory) 제품으로 크게 구분된다. ROM 제품으로는 ROM, PROM(Programmable ROM), EPROM(Erasable PROM) 및 EEPROM(Electrically EPROM)으로 분류할 수 있는데, 이러한 ROM 제품 중에서 전기적 방법으로 데이터를 프로그램(program) 및 소거(erase)할 수 있는 EEPROM에 대한 수요가 증가하고 있는 추세에 있다. Semiconductor memory devices, such as DRAM (Dynamic Random Access Memory) and SRAM (Static Random Access Memory) devices, are volatile and fast data input / output that loses data over time. Input is largely classified into non-volatile (Read Only Memory) products that maintain their state and are slow in input / output of data. ROM products can be classified into ROM, PROM (Programmable ROM), EPROM (Erasable PROM) and EEPROM (Electrically EPROM). Among these ROM products, data can be programmed and erased by electric method. The demand for EEPROM is on the rise.
일반적으로, EEPROM이나 일괄 소거 기능을 갖는 플래시 EEPROM은 플로팅 게 이트(floating gate)와 컨트롤 게이트(control gate)가 적층된 스택형(stack type) 게이트 구조를 갖는다. 플래시 메모리 셀은 노트북(notebook), PDAs, 셀룰러 폰(cellular phone) 등의 이동형 전자소자(portable electronics)와 컴퓨터 BIOS 및 프린터(printer) 등에 널리 사용된다. 회로적 관점에서 살펴보면, 플래시 메모리 셀은 n개의 셀 트랜지스터(transistor)들이 직렬로 연결되어 단위 스트링(string)을 이루고, 이러한 단위 스트링들이 비트라인(bit line)과 접지라인(ground line) 사이에 병렬로 연결되어 고집적화에 유리한 난드형(NAND type)과 각각의 셀 트랜지스터들이 비트라인과 접지라인 사이에 병렬로 연결되어 고속 동작에 유리한 노아형으로 구분된다. In general, an EEPROM or a flash EEPROM having a batch erase function has a stack type gate structure in which a floating gate and a control gate are stacked. Flash memory cells are widely used in portable electronics such as notebooks, PDAs, cellular phones, computer BIOS, and printers. From a circuit point of view, a flash memory cell is a unit string in which n cell transistors are connected in series to form a unit string, and these unit strings are paralleled between a bit line and a ground line. NAND type and each cell transistor are connected in parallel between the bit line and the ground line in parallel to the NAND type, which is advantageous for high integration.
도 1은 일반적인 플래시 메모리 소자의 프로그램 및 소거동작 상태에 따른 임계전압 분포도이다. 1 is a threshold voltage distribution diagram according to program and erase operation states of a general flash memory device.
도 1에 도시된 바와 같이, 플래시 메모리 소자의 프로그램 및 소거동작 상태의 임계전압은 플래시 메모리 소자의 용량이 증가할 수록 넓게 분포하게 된다. 따라서, 플래시 메모리 소자를 독출하면 임계전압 분포에 의하여 마진(margin)이 부족한 경우 불량이 발생하게 된다. 이에 따라, 센스 앰프를 이용하여 플래시 메모리 소자를 센싱할 때 독출뿐 만 아니라, 프로그램 검증 및 소거 검증 동작을 수행하여 플래시 메모리 소자의 센싱 마진을 확보한다. 이러한 센싱 마진은 독출, 프로그램 검증 및 소거 검증동작시 크기(Width/Length)가 서로 다른 트랜지스터를 구동시켜 확보한다.As shown in FIG. 1, the threshold voltages of the program and erase operation states of the flash memory device are widely distributed as the capacity of the flash memory device increases. Therefore, when the flash memory device is read, a defect occurs when the margin is insufficient due to the threshold voltage distribution. Accordingly, when sensing the flash memory device using the sense amplifier, not only read but also program verify and erase verify operations are performed to secure a sensing margin of the flash memory device. This sensing margin is secured by driving transistors of different sizes (Width / Length) during read, program verify, and erase verify operations.
도 2는 플래시 메모리 소자의 독출, 프로그램 검증 및 소거 검증 동작을 수 행하기 위한 종래기술에 따른 센스 앰프의 구성을 도시한 회로도이고, 도 2는 독출 동작 파형도이다. FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a sense amplifier according to the prior art for performing read, program verify and erase verify operations of a flash memory device, and FIG. 2 is a read operation waveform diagram.
도 2에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 센스 앰프는 독출, 프로그램 검증 및 소거 검증동작시 메모리 셀(Memory Cell, MC)로부터 데이터를 독출하는 센싱부(21)와, 독출, 프로그램 검증 및 소거 검증동작시 서로 다른 센싱 마진을 확보하기 위하여 상기 센싱부(21)의 출력단을 풀-업 드라이빙하기 위한 풀-업 드라이버(22)와, 독출, 프로그램 검증 및 소거 검증동작시 풀-업 드라이버(22)와 센싱부(21)의 출력단을 접속시켜주는 스위칭부(23)와, 센싱부(21)의 출력을 출력하는 출력 드라이버(24)로 이루어진다. As shown in FIG. 2, a sense amplifier according to the related art includes a
이하, 이러한 구성을 갖는 종래기술에 따른 센스 앰프의 동작특성을 설명하기로 한다. Hereinafter, the operating characteristics of the sense amplifier according to the prior art having such a configuration will be described.
먼저, 도 3을 참조하여 독출동작에 대해 설명하기로 한다. 독출 모드시, 독출 인에이블 바신호(RDENB)는 로우레벨(LOW level, 'O')로 스위칭부(23)의 PMOS 트랜지스터(P4)의 게이트로 입력된다. 이에 따라, PMOS 트랜지스터(P4)가 턴-온(turn-ON)되어 풀-업 드라이버(22)의 PMOS 트랜지스터(P1)를 통해 유입되는 전류는 센싱부(21)의 출력단으로 공급된다. 이런 상태에서, 센스 앰프 인에이블 신호(SAEN)가 하이레벨(HIGH level, '1')로 센싱부(21)의 NMOS 트랜지스터(N3)의 게이트로 입력되고, 센스 앰프 인에이블 바신호(SAENB)가 인버터(INV1)를 통해 반전되어 하이레벨로 PMOS 트랜지스터(P7) 및 NMOS 트랜지스터(N2)의 게이트로 각각 입력되면, NMOS 트랜지스터(N2, N3)는 턴-온되고, PMOS 트랜지스터(P7)는 턴-오프 (turn-OFF)되어 비트라인(BL)과 풀-업 트랜지스터인 PMOS 트랜지스터(P1) 사이에는 전류 경로가 형성된다. First, a read operation will be described with reference to FIG. 3. In the read mode, the read enable bar signal RDENB is input to the gate of the PMOS transistor P4 of the
이런 상태에서, 메모리 셀(MC)이 프로그램 상태인 경우 풀-업 트랜지스터인 PMOS 트랜지스터(P1)를 통해 제공되는 전류는 메모리 셀(MC)을 통해 접지단으로 유입되지 않고, 센싱부(21)의 출력단을 하이레벨로 풀-업 드라이빙시킨다. 하이레벨로 풀-업 드라이빙된 전압은 출력 드라이버(24)의 인버터(INV2)를 통해 로우레벨로 반전되어 출력된다. 결국, 메모리 셀(MC)이 프로그램 셀인 경우 출력신호(SAOUT)는 로우레벨이 된다. 한편, 메모리 셀(MC)이 소거 상태인 경우 PMOS 트랜지스터(P1)를 통해 제공되는 전류는 PMOS 트랜지스터(P4), NMOS 트랜지스터(N2, N3) 및 메모리 셀(MC)을 경유하여 접지단으로 흐르게 된다. 이에 따라, 센싱부(21)의 출력단은 로우레벨로 유지된다. 로우레벨을 갖는 출력단의 전압은 인버터(INV2)를 통해 하이레벨로 반전되어 출력된다. 결국, 메모리 셀(MC)이 소거셀인 경우 출력신호(SAOUT)는 하이레벨로 출력된다. In this state, when the memory cell MC is in the program state, the current provided through the PMOS transistor P1, which is a pull-up transistor, does not flow into the ground terminal through the memory cell MC, but instead of the
소거 검증동작에 대해 설명한다. 소거 검증 모드시, 소거 검증 인에이블 바신호(EVENB)가 로우레벨로 스위칭부(23)의 PMOS 트랜지스터(P5)의 게이트로 입력된다. 이에 따라, PMOS 트랜지스터(P5)는 턴-온되어 풀-업 트랜지스터인 PMOS 트랜지스터(P2)를 통해 공급되는 전류는 센싱부(21)의 출력단으로 공급된다. 이런 상태에서 센스 앰프 인에이블 신호(SAEN)가 하이레벨로 NMOS 트랜지스터(N3)의 게이트로 입력되고, 센스 앰프 인에이블 바신호(SAENB)가 인버터(INV1)를 통해 반전되어 하이레벨로 PMOS 트랜지스터(P7) 및 NMOS 트랜지스터(N2)의 게이트로 각각 입력되면, NMOS 트랜지스터(N2, N3)는 턴-온되고, PMOS 트랜지스터(P7)는 턴-오프되어 비트라인(BL)과 풀-업 트랜지스터인 PMOS 트랜지스터(P2) 사이에는 전류 경로가 형성된다. The erase verification operation will be described. In the erase verify mode, the erase verify enable bar signal EVENB is input to the gate of the PMOS transistor P5 of the
이런 상태에서, 메모리 셀(MC)이 프로그램 상태인 경우 풀-업 트랜지스터인 PMOS 트랜지스터(P2)를 통해 제공되는 전류는 메모리 셀(MC)을 통해 접지단으로 유입되지 않고, 센싱부(21)의 출력단을 하이레벨로 풀-업 드라이빙시킨다. 하이레벨로 풀-업 드라이빙된 전압은 출력 드라이버(24)의 인버터(INV2)를 통해 로우레벨로 반전되어 출력된다. 결국, 메모리 셀(MC)이 프로그램 셀인 경우 출력신호(SAOUT)는 로우레벨이 된다. 한편, 메모리 셀(MC)이 소거 상태인 경우 PMOS 트랜지스터(P2)를 통해 제공되는 전류는 PMOS 트랜지스터(P5), NMOS 트랜지스터(N2, N3) 및 메모리 셀(MC)을 경유하여 접지단으로 흐르게 된다. 이에 따라, 센싱부(21)의 출력단은 로우레벨로 유지된다. 로우레벨을 갖는 출력단의 전압은 인버터(INV2)를 통해 하이레벨로 반전되어 출력된다. 결국, 메모리 셀(MC)이 소거셀인 경우 출력신호(SAOUT)는 하이레벨로 출력된다. In this state, when the memory cell MC is in the program state, the current provided through the PMOS transistor P2, which is a pull-up transistor, does not flow into the ground terminal through the memory cell MC, but instead of the
프로그램 검증동작에 대해 설명한다. 프로그램 검증 모드시, 프로그램 검증인에이블 바신호(PVENB)가 로우레벨로 스위칭부(23)의 PMOS 트랜지스터(P6)의 게이트로 입력된다. 이에 따라, PMOS 트랜지스터(P6)는 턴-온되어 풀-업 트랜지스터인 PMOS 트랜지스터(P3)를 통해 공급되는 전류는 센싱부(21)의 출력단으로 공급된다. 이런 상태에서 센스 앰프 인에이블 신호(SAEN)가 하이레벨로 NMOS 트랜지스터(N3)의 게이트로 입력되고, 센스 앰프 인에이블 바신호(SAENB)가 인버터(INV1)를 통해 반전되어 하이레벨로 PMOS 트랜지스터(P7) 및 NMOS 트랜지스터(N2)의 게이트로 각각 입력되면, NMOS 트랜지스터(N2, N3)는 턴-온되고, PMOS 트랜지스터(P7)는 턴-오프되어 비트라인(BL)과 풀-업 트랜지스터인 PMOS 트랜지스터(P3) 사이에는 전류 경로가 형성된다. The program verification operation will be described. In the program verify mode, the program verify enable bar signal PVENB is input to the gate of the PMOS transistor P6 of the switching
이런 상태에서, 메모리 셀(MC)이 프로그램 상태인 경우 풀-업 트랜지스터인 PMOS 트랜지스터(P3)를 통해 제공되는 전류는 메모리 셀(MC)을 통해 접지단으로 유입되지 않고, 센싱부(21)의 출력단을 하이레벨로 풀-업 드라이빙시킨다. 하이레벨로 풀-업 드라이빙된 전압은 출력 드라이버(24)의 인버터(INV2)를 통해 로우레벨로 반전되어 출력된다. 결국, 메모리 셀(MC)이 프로그램 셀인 경우 출력신호(SAOUT)는 로우레벨이 된다. 한편, 메모리 셀(MC)이 소거 상태인 경우 PMOS 트랜지스터(P3)를 통해 제공되는 전류는 PMOS 트랜지스터(P6), NMOS 트랜지스터(N2, N3) 및 메모리 셀(MC)을 경유하여 접지단으로 흐르게 된다. 이에 따라, 센싱부(21)의 출력단은 로우레벨로 유지된다. 로우레벨을 갖는 출력단의 전압은 인버터(INV2)를 통해 하이레벨로 반전되어 출력된다. 결국, 메모리 셀(MC)이 소거셀인 경우 출력신호(SAOUT)는 하이레벨로 출력된다. In this state, when the memory cell MC is in the program state, the current provided through the PMOS transistor P3, which is a pull-up transistor, does not flow into the ground terminal through the memory cell MC, but instead of the
상기에서 설명한 종래기술에 따른 센스 앰프에서는 도 1에 도시된 바와 같은 독출, 소거 검증 및 프로그램 검증 마진을 얻기 위해서 풀-업 드라이버(22)의 각 풀-업 트랜지스터(P1 내지 P3)의 폭/길이를 다르게 하여 전류의 양을 조절하고 있다. 그러나, 이처럼 풀-업 트랜지스터(P1 내지 P3)의 폭/길이를 다르게 형성할 경우 공정 간에 발생하는 상이한 특성으로 인하여 센싱 마진에 의한 불량이 유발된 다. In the above-described sense amplifier according to the related art, the width / length of each pull-up transistor P1 to P3 of the pull-up
따라서, 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 모든 칩에 동일한 센싱 마진을 확보하여 동작특성을 개선시킬 수 있는 플래시 메모리 셀로 이루어진 풀-업 드라이버를 구비한 센스 앰프를 제공하는데 그 목적이 있다. Accordingly, the present invention has been proposed to solve the above problems of the prior art, and provides a sense amplifier having a pull-up driver composed of a flash memory cell which can improve operating characteristics by securing the same sensing margin on all chips. Its purpose is to.
상기한 목적을 달성하기 위한 일측면에 따른 본 발명은, 독출, 프로그램 검증 및 소거 검증시 메인 메모리 셀로부터 데이터를 센싱하는 센싱부와, 상기 독출, 상기 프로그램 검증 및 상기 소거 검증시 서로 다른 센싱 마진을 확보하기 위하여 프로그램 동작과 소거 동작을 통해 서로 다른 문턱전압을 갖는 복수의 풀-업 메모리 셀로 이루어지며, 상기 센싱부의 출력단을 풀-업 드라이빙하는 풀-업 드라이버와, 상기 풀-업 메모리 셀에 대해 프로그램 및 소거 동작을 수행하는 프로그램 및 소거 동작 제어부와, 상기 독출, 상기 프로그램 검증 및 상기 소거 검증시 상기 풀-업 메모리 셀 전류를 상기 센싱부의 출력단으로 제공하여 상기 센싱부의 출력단을 풀-업 드라이빙하는 스위칭부와, 상기 풀-업 드라이빙된 상기 센싱부의 출력신호를 출력하는 출력 드라이버를 포함하는 센스 앰프를 제공한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a sensing unit configured to sense data from a main memory cell during read, program verify, and erase verify, and different sensing margins during read, program verify, and erase verify. A pull-up driver comprising a plurality of pull-up memory cells having different threshold voltages through a program operation and an erase operation to secure a voltage, and a pull-up driver for pull-up driving an output terminal of the sensing unit. A program and erase operation control unit for performing a program and erase operation with respect to the output unit of the sensing unit by providing a pull-up memory cell current to the sensing unit during the read, program verify, and erase verify operations. An output drive for outputting an output signal of the switching unit and the sensing unit of the pull-up driving unit Provide a sense amplifier that includes the server.
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 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention.
실시예Example
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 센스 앰프를 설명하기 위하여 도시한 블록도이다. 4 is a block diagram illustrating a sense amplifier in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 센스 앰프는 도 1에 도시된 바와 같은 독출, 소거 검증 및 프로그램 검증 마진을 확보하기 위하여 프로그램 및 소거 동작을 통해 문턱전압의 제어가 가능한 플래시 메모리 셀(FC1 내지 FC3)로 이루어진 풀-업 드라이버(42)를 포함한다. 이때, 각 플래시 메모리 셀(FC1 내지 FC3)은 채널 열전자(channel hot electron) 주입방식을 통해 프로그램 동작을 수행하고, F-N 터널링(Fouler Nordheim Tunneling) 방식을 이용하여 소거 동작을 수행한다. As shown in FIG. 4, the sense amplifier according to the preferred embodiment of the present invention can control threshold voltages through program and erase operations to secure read, erase verify, and program verify margins as shown in FIG. 1. And a pull-up
우선, 플래시 메모리 셀(FC1 내지 FC3)의 독출, 프로그램 및 소거 동작을 수행하기 위한 바이어스 전압에 대해 간략하게 설명하기로 한다. 바이어스 전압은 하기 표1과 같다. First, the bias voltages for performing the read, program and erase operations of the flash memory cells FC1 to FC3 will be briefly described. The bias voltage is shown in Table 1 below.
예컨대, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 플래시 메모리 셀(FC1 내지 FC3)은 서로 다른 센싱 마진을 갖도록 하기 위하여 플래시 메모리 셀(FC2)에 대해서는 소거 동작을 수행하고, 플래시 메모리 셀(FC1, FC3)에 대해서는 프로그램 동작을 수행한다. 이때, 플래시 메모리 셀(FC1)은 플래시 메모리 셀(FC3)의 문턱전압보다 낮도록 프로그램 동작을 수행한다. 이를 위해, 플래시 메모리 셀(FC1)의 프로그램 동작시 플래시 메모리 셀(FC1)의 드레인 바이어스 전압(VD1)을 플래시 메모리 셀(FC3)의 드레인 전압(VD3)보다 낮추워서 실시한다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다. For example, in the preferred embodiment of the present invention, the flash memory cells FC1 to FC3 perform erase operations on the flash memory cells FC2 and the flash memory cells FC1 and FC3 to have different sensing margins. Perform the program operation. At this time, the flash memory cell FC1 performs a program operation to be lower than the threshold voltage of the flash memory cell FC3. To this end, the drain bias voltage VD1 of the flash memory cell FC1 is lower than the drain voltage VD3 of the flash memory cell FC3 during the program operation of the flash memory cell FC1. Detailed description thereof will be described later.
이와 같이, 플래시 메모리 셀(FC1 내지 FC3)에 대하여 프로그램 및 소거 동작을 수행하여 플래시 메모리 셀(FC1 내지 FC3)의 문턱전압을 각각 제어하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 센스 앰프는 프로그램 및 소거동작 제어부(41)를 포함한다. 이러한 프로그램 및 소거동작 제어부(51)는 소거 스위칭부(411)와, 워드라인 스위칭부(412)와, 제1 내지 제3 비트라인 스위칭부(413 내지 415)와, 소오스 전압 스위칭부(413)로 이루어진다.As described above, in order to control the threshold voltages of the flash memory cells FC1 to FC3 by performing program and erase operations on the flash memory cells FC1 to FC3, the sense amplifiers according to the preferred embodiment of the present invention may be programmed and erased. An
소거 스위칭부(411)는 독출 인에이블 신호(CVTRDEN)와 소거 인에이블 신호(EREN)에 따라 네가티브(negative) 고전압(VEEI), 포지티브(positive) 고전압(VPPI) 및 내부전압(VDD)을 출력한다. 여기서, 네가티브 고전압(VEEI)은 대략 -7.5V이고, 포지티브 고전압(VPPI)은 대략 9V이며, 내부전압(VDD)은 전원전압(VCC)보다 높은 전압으로서 대략 4V이다. The erase switching
워드라인 스위칭부(412)는 독출 인에이블 신호(CVTRDEN), 소거 인에이블 신호(EREN) 및 프로그램 인에이블 신호(PGMEN)에 따라 플래시 메모리 셀(FC1 내지 FC3)의 각 게이트로 동시에 게이트 전압(VG)을 공급한다. 이때, 게이트 전압(VG)은 네가티브 고전압(VEEI), 포지티브 고전압(VPPI) 및 내부전압(VDD) 중 어느 하나가 된다. The word
제1 비트라인 스위칭부(413)는 제1 인에이블 신호(EN1)에 따라 동작되어 플래시 메모리 셀(FC1)의 드레인으로 독출 신호(CVTRD)를 공급하거나, 드레인으로부터 드레인 전류를 검출한다. 이때, 독출 신호(CVTRD)는 플래시 메모리 셀(FC1)의 프로그램 동작시 플래시 메모리 셀(FC1)의 드레인 전압(VD1)으로서, 외부에서 공급되며, 그 크기는 동작에 따라 적절히 변경된다. 한편, 드레인 전압(VD1)은 프로그램 동작시 플래시 메모리 셀(FC3)의 드레인 전압(VD3)보다 낮으며, 독출 동작시에는 대략 0.8V가 된다. The first bit
제2 비트라인 스위칭부(414)는 제2 인에이블 신호(EN2)에 따라 동작되어 플래시 메모리 셀(FC2)의 드레인으로 독출 신호(CVTRD)를 공급하거나, 드레인으로부터 드레인 전류를 검출한다. 이때, 독출 신호(CVTRD)은 플래시 메모리 셀(FC2)의 드레인 전압(VD2)이 된다. The second bit
제3 비트라인 스위칭부(415)는 제3 인에이블 신호(EN3)에 따라 동작되어 플래시 메모리 셀(FC3)의 드레인으로 독출 신호(CVTRD)를 공급하거나, 드레인으로부터 드레인 전류를 검출한다. 이때, 독출 신호(CVTRD)는 플래시 메모리 셀(FC3)의 프로그램 동작시 플래시 메모리 셀(FC3)의 드레인 전압(VD3)으로서, 외부에서 공급되며, 그 크기는 동작에 따라 적절히 변경된다. 한편, 드레인 전압(VD3)은 프로그램 동작시 플래시 메모리 셀(FC1)의 드레인 전압(VD1)보다 높으며, 독출 동작시에는 대략 0.8V가 된다. The third bit
소오스 전압 스위칭부(416)는 소거 스위칭부(411)의 소오스 전압 제어신호(VSC1, VSC2)에 따라 동작하여 플래시 메모리 셀(FC1 내지 FC3)의 소오스에 소오스 전압(VS1 내지 VS3)을 공급한다. 이를 위해, 제어신호(VSC1)에 의해 동작하는 NMOS 트랜지스터(N1 내지 N3)와, 제어신호(VSC2)에 의해 동작하는 PMOS 트랜지스터(P1 내지 P3)로 이루어진다. NMOS 트랜지스터(N1 내지 N3)는 각각 플래시 메모리 셀(FC1 내지 FC3)의 소오스단과 접속되어 제어신호(VSC1)에 따라 플래시 메모리 셀(FC1 내지 FC3)의 소오스단으로 접지전압(VSS)을 공급한다. PMOS 트랜지스터(P1 내지 P3)는 각각 플래시 메모리 셀(FC1 내지 FC3)의 소오소단과 접속되어 제어신호(VSC2)에 따라 플래시 메모리 셀(FC1 내지 FC3)의 소오스단으로 전원전압(VCC)을 공급한다. The source
이 외에, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 센스 앰프는 독출, 프로그램 검증 및 소거 검증동작시 메모리 셀(MC)로부터 데이터를 독출하는 센싱부(44)와, 독출, 프로그램 검증 및 소거 검증동작시 풀-업 드라이버(42)와 센싱부(44)의 출력단을 접속시켜주는 스위칭부(43)와, 센싱부(44)의 출력을 출력하는 출력 드라이버(45)를 포함한다. In addition, the sense amplifier according to the preferred embodiment of the present invention includes a
센싱부(44)는 센스 앰프 인에이블 신호(SAEN)에 따라 메모리 셀(MC)로부터 데이터를 센싱하여 출력한다. 이를 위해, 센싱부(44)는 NMOS 트랜지스터(N4 내지 N6)와, PMOS 트랜지스터(P7)와, 인버터(INV1)로 이루어진다. 예컨대, 센스 앰프 인에이블 신호(SAEN)가 하이레벨로 인에이블되면, NMOS 트랜지스터(N6)와 NMOS 트랜지스터(N4)가 턴-온되어, 비트라인(BL)과 출력 드라이버(45), 그리고 스위칭부(43) 간에는 전류 경로가 형성된다. 이런 상태에서, 메모리 셀(MC)이 프로그램 상태인 경우 비트라인(BL)으로 인가된 전압(대략, 0.8V)은 그대로 출력 드라이버(45)로 공급되고, 소거 상태인 경우 비트라인(BL)으로 인가된 전압은 메모리 셀(MC)을 통해 접지단으로 빠져 나가게 된다. 따라서, 메모리 셀(MC)이 프로그램 상태인 경우 센싱부(44)는 하이레벨의 출력신호를 출력하고, 소거 상태인 경우에는 로우레벨의 출력신호를 출력한다. The
스위칭부(43)은 독출 인에이블 바신호(RDENB), 소거 검증 인에이블 바신호(EVENB) 및 프로그램 검증 인에이블 바신호(PVENB)에 따라 플래시 메모리 셀(FC1 내지 FC3)과 센싱부(44)의 출력단을 접속시킨다. 예컨대, 독출 모드시에는 독출 인에이블 신호(RDENB)에 의해 턴-온되는 PMOS 트랜지스터(P4)에 의해 플래시 메모리 셀(FC1)의 드레인단과 센싱부(44)의 출력단을 접속시킨다. 소거 검증 모드시에는 소거 검증 인에이블 바신호(EVENB)에 의해 턴-온되는 PMOS 트랜지스터(P5)에 의해 플래시 메모리 셀(FC2)의 드레인단과 센싱부(44)의 출력단을 접속시킨다. 프로그램 검증 모드시에는 프로그램 검증 인에이블 바신호(PVENB)에 의해 턴-온되는 PMOS 트랜지스터(P6)에 의해 플래시 메모리 셀(FC3)과 센싱부(44)의 출력단을 서로 접속시킨다. The switching
출력 드라이버(45)는 센싱부(44)로부터 출력된 출력신호 또는 스위칭부(43)를 통해 공급된 드라이빙 신호를 반전시켜 출력하기 위하여 인버터(INV2)로 이루어진다. The
이하에서는 상기에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 센스 앰프의 동작특성을 설명하기로 한다. 여기서는, 설명의 편의를 위해 플래시 메모리 셀(FC1 내지 FC3)의 프로그램 및 소거, 그리고 트리밍(trimming) 동작을 위주로 설명하기로 한다. Hereinafter, the operating characteristics of the sense amplifier according to the preferred embodiment of the present invention described above will be described. For convenience of explanation, the program, erase, and trimming operations of the flash memory cells FC1 to FC3 will be described below.
먼저, 소거 검증모드시 소거 검증 센싱 마진을 확보하기 위한 플래시 메모리 셀(FC2)의 소거 동작에 대해 설명하기로 한다. 소거 인에이블 신호(EREN)가 하이레벨로 인에이블되면, 소거 스위칭부(411)는 인에이블되어 로우레벨의 제어신호(VSC1)를 출력하고, 하이레벨의 제어신호(VSC2)를 출력한다. 또한, 하이레벨의 벌크전압(VB)을 출력한다. 이때, 로우레벨의 제어신호(VSC1)는 접지전압(VSS)이고, 하이레벨의 제어신호(VSC2)는 내부전압(VDD)이고, 하이레벨의 벌크전압(VB)은 포지티브 고전압(VPPI)이다. 한편, 소거 인에이블 신호(EREN)에 의해 워드라인 스위칭부(412)는 인에이블되어 네가티브 고전압(VEEI)을 갖는 게이트 전압(VG)을 출력한다. 이에 따라, 플래시 메모리 셀(FC2)의 게이트에는 대략 -7.5V의 네가티브 고전압(VEEI)이 인가되고, 소오스는 NMOS 트랜지스터(N2) 및 PMOS 트랜지스터(P2)가 턴-오프되어 플로팅 상태가 되며, 벌크에는 대략 9V의 포지티브 고전압(VPPI)이 인가된다. 또한, 플래시 메모리 셀(FC2)의 드레인은 제2 비트라인 스위칭부(414)와 스위칭부(43)에 의해 플로팅 상태로 유지된다. 따라서, 플래시 메모리 셀(FC2)은 소거된다. First, an erase operation of the flash memory cell FC2 for securing an erase verify sensing margin in the erase verify mode will be described. When the erase enable signal EREN is enabled at the high level, the erase switching
이와 같이 소거된 플래시 메모리 셀(FC2)에 대하여 제2 비트라인 스위칭부(414)를 이용하여 트리밍 동작을 수행한다. 우선, 트리밍 동작은 플래시 메모리 셀(FC2)을 소거시킨 후 센싱 마진이 가장 낮은 문턱전압을 갖도록 설정된 문턱전압이 될 때까지 소거 동작과 독출 동작을 반복적으로 수행하는 동작이다. 예컨대, 소거된 플래시 메모리 셀(FC2)의 전류를 독출하기 위하여 독출 인에이블 신호(CVTRDEN)가 하이레벨로 인에이블되면, 소거 스위칭부(411)는 하이레벨의 제어신호(VSC1)를 출력하고, 로우레벨의 제어신호(VSC2) 및 벌크전압(VB)을 출력한다. 이때, 하이레벨의 제어신호(VSC1)는 내부전압(VDD)이고, 로우레벨의 제어신호(VSC2) 및 벌크전압(VB)은 접지전압(VSS)이다. 한편, 독출 인에이블 신호(CVTRDEN)에 의해 인에이블된 워드라인 스위칭부(412)는 내부전압(VDD)을 플래시 메모리 셀(FC2)의 게이트로 출력한다. 이때, 내부전압(VDD)은 4V가 된다. 이런 상태에서, 제2 인에이블 신호(EN2)가 하이레벨로 인에이블되면, 제2 비트라인 스위칭부(414)가 인에이블되어 독출 전압(CVTRD)을 플래시 메모리 셀(FC2)의 드레인으로 공급한다. 이때, 독출 전압(CVTRD)은 대략 0.8V가 된다. 이에 따라, 플래시 메모리 셀(FC2)의 게이트에는 대략 4V의 내부전압(VDD)이 인가되고, 소오스에는 NMOS 트랜지스터(N2)가 턴-온되어 접지전압(VSS)이 인가되고, 벌크에는 접지전압(VSS)이 인가되며, 드레인에는 0.8V의 드레인 전압(VD2)가 인가된다. 따라서, 플래시 메모리 셀(FC2)에 대한 독출동작이 이루어진다. 이렇게 독출된 셀(FC2) 전류는 제2 비트라인 스위칭부(414)를 통해 출력된다. The trimming operation is performed on the erased flash memory cell FC2 by using the second bit
이러한 플래시 메모리 셀(FC2)에 대한 트리밍 동작(즉, 소거 및 독출 동작)은 플래시 메모리 셀(FC2)의 문턱전압이 설정된 문턱전압과 동일할 때까지 반복적으로 실시한다. The trimming operation (ie, erase and read operation) for the flash memory cell FC2 is repeatedly performed until the threshold voltage of the flash memory cell FC2 is equal to the set threshold voltage.
한편, 독출 모드시 독출 센싱 마진을 확보하기 위한 플래시 메모리 셀(FC1)의 프로그램 동작에 대해 설명하기로 한다. 우선 독출 인에이블 신호(CVTRDEN)가 인에이블되면, 소거 스위칭부(411)는 하이레벨의 제어신호(VSC1)를 출력하고, 로우레벨의 제어신호(VSC2) 및 벌크전압(VB)을 출력한다. 한편, 프로그램 인에이블 신호(PGMEN)에 의해 워드라인 스위칭부(412)는 포지티브 고전압(VPPI)의 게이트 전압(VG)을 출력한다. 이런 상태에서, 제1 인에이블 신호(EN1)가 인에이블되면, 제1 비트라인 스위칭부(413)는 대략 5V을 갖는 드레인 전압(VD1)을 출력한다. 이때, 드레인 전압(VD1)은 독출 전압(CVTRD)으로부터 제공된다. 이에 따라, 플래시 메모리 셀(FC1)의 게이트에는 대략 9V의 포지티브 고전압(VPPI)이 인가되고, 소오스에는 NMOS 트랜지스터(N1)가 턴-온되어 접지전압(VSS)이 인가되고, 벌크에는 접지전압(VSS)이 인가되며, 드레인에는 5V의 드레인 전압(VD1)이 인가된다. 따라서, 플래시 메모리 셀(FC1)은 프로그램되어 소거 상태의 문턱전압보다 높게 문턱전압이 상승하게 된다.Meanwhile, a program operation of the flash memory cell FC1 for securing the read sensing margin in the read mode will be described. First, when the read enable signal CVTRDEN is enabled, the erase switching
이와 같이 프로그램된 플래시 메모리 셀(FC1)에 대하여 제1 비트라인 스위칭부(413)를 이용하여 트리밍 동작을 수행한다. 우선, 트리밍 동작은 플래시 메모리 셀(FC1)을 프로그램한 후 설정된 문턱전압이 될 때까지 프로그램 동작과 독출 동작을 반복적으로 수행하는 동작이다. 예컨대, 프로그램된 플래시 메모리 셀(FC1)의 전류를 독출하기 위하여 독출 인에이블 신호(CVTRDEN)가 하이레벨로 인에이블되면, 소거 스위칭부(411)는 하이레벨의 제어신호(VSC1)를 출력하고, 로우레벨의 제어신호(VSC2) 및 벌크전압(VB)을 출력한다. 이때, 하이레벨의 제어신호(VSC1)는 내부전압(VDD)이고, 로우레벨의 제어신호(VSC2) 및 벌크전압(VB)은 접지전압(VSS)이다. 한편, 독출 인에이블 신호(CVTRDEN)에 의해 인에이블된 워드라인 스위칭부(412)는 내부전압(VDD)을 플래시 메모리 셀(FC1)의 게이트로 출력한다. 이때, 내부전압(VDD)은 4V가 된다. 이런 상태에서, 제1 인에이블 신호(EN1)가 하이레벨로 인에이블되면, 제1 비트라인 스위칭부(413)가 인에이블되어 독출 전압(CVTRD)을 플래시 메모리 셀(FC1)의 드레인으로 공급한다. 이때, 독출 전압(CVTRD)은 대략 0.8V가 된다. 이에 따라, 플래시 메모리 셀(FC1)의 게이트에는 대략 4V의 내부전압(VDD)이 인가되고, 소오스에는 NMOS 트랜지스터(N1)가 턴-온되어 접지전압(VSS)이 인가되고, 벌크에는 접지전압(VSS)이 인가되며, 드레인에는 0.8V의 드레인 전압(VD1)이 인가된다. 따라서, 플래시 메모리 셀(FC1)에 대한 독출동작이 이루어진다. 이렇게 독출된 셀(FC1) 전류는 제1 비트라인 스위칭부(413)를 통해 출력된다. The trimming operation is performed on the flash memory cell FC1 programmed as described above using the first bit
이러한 플래시 메모리 셀(FC1)에 대한 트리밍 동작(즉, 프로그램 및 독출 동작)은 플래시 메모리 셀(FC1)의 문턱전압이 설정된 문턱전압과 동일할 때까지 반복적으로 실시한다. The trimming operation (ie, program and read operation) for the flash memory cell FC1 is repeatedly performed until the threshold voltage of the flash memory cell FC1 is equal to the set threshold voltage.
마지막으로, 프로그램 검증 모드시 프로그램 검증 센싱 마진을 확보하기 위한 플래시 메모리 셀(FC3)의 프로그램 동작에 대해 설명하기로 한다. 플래시 메모리 셀(FC3)의 프로그램 동작은 전술한 플래시 메모리 셀(FC1)의 프로그램 동작과 동일한 방법으로 이루어진다. 단, 프로그램된 플래시 메모리 셀(FC3)의 문턱전압이 플래시 메모리 셀(FC1)의 문턱전압보다 높도록 프로그램하는데 그 차이가 있다. 이러한 문턱전압의 차이를 발생시키기 위해서는 드레인 전압(VD1, VD3)의 크기를 서로 다르게 설정하면 된다. 즉, 드레인 전압(VD3)을 드레인 전압(VD1)보다 높게 설정한다. 물론, 이러한 드레인 전압(VD3)은 외부에서 공급되는 독출 전압(CVTRD)에 의해 결정된다.Finally, a program operation of the flash memory cell FC3 for securing a program verification sensing margin in the program verify mode will be described. The program operation of the flash memory cell FC3 is performed in the same manner as the program operation of the flash memory cell FC1 described above. However, there is a difference in programming the threshold voltage of the programmed flash memory cell FC3 to be higher than the threshold voltage of the flash memory cell FC1. In order to generate such a difference in threshold voltage, the sizes of the drain voltages VD1 and VD3 may be set differently. That is, the drain voltage VD3 is set higher than the drain voltage VD1. Of course, the drain voltage VD3 is determined by the read voltage CVTRD supplied from the outside.
우선 독출 인에이블 신호(CVTRDEN)가 인에이블되면, 소거 스위칭부(411)는 하이레벨의 제어신호(VSC1)를 출력하고, 로우레벨의 제어신호(VSC2) 및 벌크전압(VB)을 출력한다. 한편, 프로그램 인에이블 신호(PGMEN)에 의해 워드라인 스위칭부(412)는 포지티브 고전압(VPPI)의 게이트 전압(VG)을 출력한다. 이런 상태에서, 제3 인에이블 신호(EN3)가 인에이블되면, 제3 비트라인 스위칭부(415)는 대략 6V 내지 7V를 갖는 드레인 전압(VD3)을 출력한다. 이때, 드레인 전압(VD3)은 독출 전압(CVTRD)으로부터 제공된다. 이에 따라, 플래시 메모리 셀(FC3)의 게이트에는 대략 9V의 포지티브 고전압(VPPI)이 인가되고, 소오스에는 NMOS 트랜지스터(N3)가 턴-온되어 접지전압(VSS)이 인가되고, 벌크에는 접지전압(VSS)이 인가되며, 드레인에는 6V 내지 7V의 드레인 전압(VD3)이 인가된다. 따라서, 플래시 메모리 셀(FC3)은 프로그램되어 소거 상태의 문턱전압보다 높게 문턱전압이 상승하게 된다. First, when the read enable signal CVTRDEN is enabled, the erase switching
이와 같이 프로그램된 플래시 메모리 셀(FC3)에 대하여 제3 비트라인 스위칭부(415)를 이용하여 트리밍 동작을 수행한다. 우선, 트리밍 동작은 플래시 메모리 셀(FC3)을 프로그램한 후 설정된 문턱전압이 될 때까지 프로그램 동작과 독출 동작을 반복적으로 수행하는 동작이다. 예컨대, 프로그램된 플래시 메모리 셀(FC3)의 전류를 독출하기 위하여 독출 인에이블 신호(CVTRDEN)가 하이레벨로 인에이블되면, 소거 스위칭부(411)는 하이레벨의 제어신호(VSC1)를 출력하고, 로우레벨의 제어신호(VSC2) 및 벌크전압(VB)을 출력한다. 이때, 하이레벨의 제어신호(VSC1)는 내부전압(VDD)이고, 로우레벨의 제어신호(VSC2) 및 벌크전압(VB)은 접지전압(VSS)이다. 한편, 독출 인에이블 신호(CVTRDEN)에 의해 인에이블된 워드라인 스위칭부(412)는 내부전압(VDD)을 플래시 메모리 셀(FC3)의 게이트로 출력한다. 이때, 내부전압(VDD)은 4V가 된다. 이런 상태에서, 제3 인에이블 신호(EN3)가 하이레벨로 인에이블되면, 제3 비트라인 스위칭부(415)가 인에이블되어 독출 전압(CVTRD)을 플래시 메모리 셀(FC3)의 드레인으로 공급한다. 이때, 독출 전압(CVTRD)은 대략 0.8V가 된다. 이에 따라, 플래시 메모리 셀(FC3)의 게이트에는 대략 4V의 내부전압(VDD)이 인가되고, 소오스에는 NMOS 트랜지스터(N3)가 턴-온되어 접지전압(VSS)이 인가되고, 벌크에는 접지전압(VSS)이 인가되며, 드레인에는 0.8V의 드레인 전압(VD1)이 인가된다. 따라서, 플래시 메모리 셀(FC3)에 대한 독출동작이 이루어진다. 이렇게 독출된 플래시 메모리 셀(FC3) 전류는 제3 비트라인 스위칭부(415)를 통해 출력된다. The trimming operation is performed on the flash memory cell FC3 programmed as described above using the third bit
이러한 플래시 메모리 셀(FC3)에 대한 트리밍 동작(즉, 프로그램 및 독출 동작)은 플래시 메모리 셀(FC3)의 문턱전압이 설정된 문턱전압과 동일할 때까지 반복적으로 실시한다.The trimming operation (ie, program and read operation) for the flash memory cell FC3 is repeatedly performed until the threshold voltage of the flash memory cell FC3 is equal to the set threshold voltage.
이하, 상기에서 설명한 바와 같은 소거 및 프로그램 동작, 그리고 트리밍 동작을 통해 풀-업 드라이버(42)를 구성하는 플래시 메모리 셀(FC1 내지 FC3)의 문턱전압을 설정한다. 이렇게 설정된 풀-업 드라이버(42)를 이용하여 메모리 셀의 센싱동작을 설명하기로 한다. Hereinafter, the threshold voltages of the flash memory cells FC1 to FC3 constituting the pull-up
먼저, 플래시 메모리 셀(FC1 내지 FC3)이 문턱전압이 모두 설정되면, 플래시 메모리 셀 독출 인에이블 신호(CVTRDEN) 및 소거 인에이블 신호(EREN)는 로우레벨로 디스에이블(disable)되어 소거 스위칭부(411)는 로우레벨의 제어신호(VSC1, VSC2)와 벌크전압(VB)을 출력한다. 이에 따라, PMOS 트랜지스터(P1 내지 P3)는 모두 턴-온된다. 이때, 워드라인 스위칭부(412)는 내부전압(VDD)을 출력한다. 이런 상태에서 제1 및 제3 인에이블 신호(EN1 내지 EN3)가 모두 디스에이블되면, 제1 내지 제3 비트라인 스위칭부(413 내지 415)는 모두 플래시 메모리 셀(FC1 내지 FC3)의 드레인단과 접속이 차단된다. First, when all threshold voltages of the flash memory cells FC1 to FC3 are set, the flash memory cell read enable signal CVTRDEN and the erase enable signal EREN are disabled at a low level to erase the switching unit. 411 outputs low-level control signals VSC1 and VSC2 and bulk voltage VB. Accordingly, the PMOS transistors P1 to P3 are all turned on. In this case, the word
이런 상태에서, 독출모드로 들어가면, 독출 인에이블 바신호(RDENB)가 로우레벨로 스위칭부(43)의 PMOS 트랜지스터(P4)의 게이트로 입력된다. 이에 따라, PMOS 트랜지스터(P4)가 턴-온되어 풀-업 드라이버(22)의 플래시 메모리 셀(FC1)의 전류는 PMOS 트랜지스터(P4)를 통해 센싱부(44)의 출력단으로 전송되어 출력단을 드라이빙한다. 이런 상태에서, 센스 앰프 인에이블 신호(SAEN)가 하이레벨로 인에이블되어 센싱부(44)의 NMOS 트랜지스터(N6)의 게이트로 입력되고, 센스 앰프 인에이블 바신호(SAENB)가 인버터(INV1)를 통해 반전되어 하이레벨로 PMOS 트랜지스터(P7) 및 NMOS 트랜지스터(N4)의 게이트로 각각 입력되면, NMOS 트랜지스터(N4, N6)는 턴-온되고, PMOS 트랜지스터(P7)는 턴-오프되어 비트라인(BL)과 센싱부(44)의 출력단 사이에는 전류 경로가 형성된다. 즉, 비트라인(BL)과 풀-업 플래시 메모리 셀(FC1) 간에는 전류 경로가 형성된다. In this state, when entering the read mode, the read enable bar signal RDENB is input to the gate of the PMOS transistor P4 of the
이런 상태에서, 메모리 셀(MC)이 프로그램 상태인 경우 풀-업 플래시 메모리 셀(FC1)을 통해 제공되는 전류는 메모리 셀(MC)을 통해 접지단으로 유입되지 않고, 센싱부(44)의 출력단을 하이레벨로 풀-업 드라이빙시킨다. 하이레벨로 풀-업 드라이빙된 전압은 출력 드라이버(45)의 인버터(INV2)를 통해 로우레벨로 반전되어 출력된다. 결국, 메모리 셀(MC)이 프로그램 셀인 경우 출력신호(SAOUT)는 로우레벨이 된다. 한편, 메모리 셀(MC)이 소거 상태인 경우 플래시 메모리 셀(FC1)을 통해 제공되는 전류는 PMOS 트랜지스터(P4), NMOS 트랜지스터(N4, N6) 및 메모리 셀(MC)을 경유하여 접지단으로 흐르게 된다. 이에 따라, 센싱부(44)의 출력단은 로우레벨로 유지된다. 로우레벨을 갖는 출력단의 전압은 인버터(INV2)를 통해 하이레벨로 반전되어 출력된다. 결국, 메모리 셀(MC)이 소거셀인 경우 출력신호(SAOUT)는 하이레벨로 출력된다. In this state, when the memory cell MC is in a program state, current provided through the pull-up flash memory cell FC1 is not introduced into the ground terminal through the memory cell MC, and the output terminal of the
한편, 소거 검증모드시, 소거 검증 인에이블 바신호(EVENB)가 로우레벨로 스위칭부(43)의 PMOS 트랜지스터(P5)의 게이트로 입력된다. 이에 따라, PMOS 트랜지스터(P5)는 턴-온되어 풀-업 플래시 메모리 셀(FC2)를 통해 공급되는 전류는 센싱부(44)의 출력단으로 공급된다. 이런 상태에서 센스 앰프 인에이블 신호(SAEN)가 하이레벨로 NMOS 트랜지스터(N6)의 게이트로 입력되고, 센스 앰프 인에이블 바신호(SAENB)가 인버터(INV1)를 통해 반전되어 하이레벨로 PMOS 트랜지스터(P7) 및 NMOS 트랜지스터(N4)의 게이트로 각각 입력되면, NMOS 트랜지스터(N4, N6)는 턴-온되고, PMOS 트랜지스터(P7)는 턴-오프되어 비트라인(BL)과 풀-업 플래시 메모리 셀(FC2) 사이에는 전류 경로가 형성된다. In the erase verify mode, the erase verify enable bar signal EVENB is input to the gate of the PMOS transistor P5 of the switching
이런 상태에서, 메모리 셀(MC)이 프로그램 상태인 경우 풀-업 플래시 메모리 셀(FC2)를 통해 공급되는 전류는 메모리 셀(MC)을 통해 접지단으로 유입되지 않고, 센싱부(44)의 출력단을 하이레벨로 풀-업 드라이빙시킨다. 하이레벨로 풀-업 드라이빙된 전압은 출력 드라이버(45)의 인버터(INV2)를 통해 로우레벨로 반전되어 출력된다. 결국, 메모리 셀(MC)이 프로그램 셀인 경우 출력신호(SAOUT)는 로우레벨이 된다. 한편, 메모리 셀(MC)이 소거 상태인 경우 플래시 메모리 셀(FC2)를 통해 공급되는 전류는 PMOS 트랜지스터(P5), NMOS 트랜지스터(N4, N6) 및 메모리 셀(MC)을 경유하여 접지단으로 흐르게 된다. 이에 따라, 센싱부(44)의 출력단은 로우레벨로 유지된다. 로우레벨을 갖는 출력단의 전압은 인버터(INV2)를 통해 하이레벨로 반전되어 출력된다. 결국, 메모리 셀(MC)이 소거셀인 경우 출력신호(SAOUT)는 하이레벨로 출력된다. In this state, when the memory cell MC is in the program state, the current supplied through the pull-up flash memory cell FC2 does not flow into the ground terminal through the memory cell MC, but is output from the
마지막으로, 프로그램 검증모드시, 프로그램 검증인에이블 바신호(PVENB)가 로우레벨로 스위칭부(43)의 PMOS 트랜지스터(P6)의 게이트로 입력된다. 이에 따라, PMOS 트랜지스터(P6)는 턴-온되어 풀-업 플래시 메모리 셀(FC3)를 통해 공급되는 전류는 센싱부(44)의 출력단으로 공급된다. 이런 상태에서 센스 앰프 인에이블 신호(SAEN)가 하이레벨로 NMOS 트랜지스터(N6)의 게이트로 입력되고, 센스 앰프 인에이블 바신호(SAENB)가 인버터(INV1)를 통해 반전되어 하이레벨로 PMOS 트랜지스터(P7) 및 NMOS 트랜지스터(N4)의 게이트로 각각 입력되면, NMOS 트랜지스터(N4, N6)는 턴-온되고, PMOS 트랜지스터(P7)는 턴-오프되어 비트라인(BL)과 풀-업 플래시 메모리 셀(FC3) 사이에는 전류 경로가 형성된다. Finally, in the program verify mode, the program verify enable bar signal PVENB is input to the gate of the PMOS transistor P6 of the switching
이런 상태에서, 메모리 셀(MC)이 프로그램 상태인 경우 풀-업 플래시 메모리 셀(FC3)을 공급되는 전류는 메모리 셀(MC)을 통해 접지단으로 유입되지 않고, 센싱부(44)의 출력단을 하이레벨로 풀-업 드라이빙시킨다. 하이레벨로 풀-업 드라이빙된 전압은 출력 드라이버(45)의 인버터(INV2)를 통해 로우레벨로 반전되어 출력된다. 결국, 메모리 셀(MC)이 프로그램 셀인 경우 출력신호(SAOUT)는 로우레벨이 된다. 한편, 메모리 셀(MC)이 소거 상태인 경우 플래시 메모리 셀(FC3)을 통해 제공되는 전류는 PMOS 트랜지스터(P6), NMOS 트랜지스터(N4, N6) 및 메모리 셀(MC)을 경유하여 접지단으로 흐르게 된다. 이에 따라, 센싱부(44)의 출력단은 로우레벨로 유지된다. 로우레벨을 갖는 출력단의 전압은 인버터(INV2)를 통해 하이레벨로 반전되어 출력된다. 결국, 메모리 셀(MC)이 소거셀인 경우 출력신호(SAOUT)는 하이레벨로 출력된다. In this state, when the memory cell MC is in the program state, the current supplied to the pull-up flash memory cell FC3 does not flow into the ground terminal through the memory cell MC, and the output terminal of the
한편, 상기에서 풀-업 드라이버(42)는 플래시 메모리 셀로 구성하는 실시예에 대해서만 설명되어 있으나, 이는 일례로서 프로그램 및 소거 동작이 가능한 비휘발성 메모리 셀은 모두 적용 가능하다. On the other hand, the above-described pull-up
본 발명의 기술 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명은 이 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예들이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical spirit of the present invention has been described in detail in the preferred embodiments, it should be noted that the above-described embodiments are for the purpose of description and not of limitation. In addition, it will be understood by those skilled in the art that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 풀-업 드라이버를 프로그램 및 소거 동작을 통해 문턱전압 조정이 가능한 플래시 메모리 셀을 이용하여 구현함으로써 공정(예컨대, 제조공정)의 변화에도 무관하게 모든 칩에 동일한 센싱 마진을 확보할 수 있다. 이를 통해, 공정의 영향을 받지 않는 일관된 동작특성을 갖는 센스 앰프를 구현할 수 있다. As described above, according to the present invention, a pull-up driver may be implemented using a flash memory cell capable of adjusting a threshold voltage through a program and erase operation, and thus, the chip may be applied to all chips regardless of process (eg, manufacturing) changes. The same sensing margin can be secured. This allows a sense amplifier to have a consistent operating characteristic that is not affected by the process.
Claims (27)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020050025123A KR100571276B1 (en) | 2005-03-25 | 2005-03-25 | Sense amplifier having pull-up driver made up of nonvolatile memory cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020050025123A KR100571276B1 (en) | 2005-03-25 | 2005-03-25 | Sense amplifier having pull-up driver made up of nonvolatile memory cell |
Publications (1)
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ID=37180586
Family Applications (1)
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KR1020050025123A KR100571276B1 (en) | 2005-03-25 | 2005-03-25 | Sense amplifier having pull-up driver made up of nonvolatile memory cell |
Country Status (1)
Country | Link |
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Citations (4)
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KR970060238A (en) * | 1996-01-26 | 1997-08-12 | 김주용 | Flash memory device |
JP2000268593A (en) | 1999-03-18 | 2000-09-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Non-volatile semiconductor memory |
JP2003178592A (en) | 1994-06-28 | 2003-06-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor device |
KR20050101834A (en) * | 2004-04-20 | 2005-10-25 | 매그나칩 반도체 유한회사 | Flash memory device |
-
2005
- 2005-03-25 KR KR1020050025123A patent/KR100571276B1/en not_active IP Right Cessation
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JP2000268593A (en) | 1999-03-18 | 2000-09-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Non-volatile semiconductor memory |
KR20050101834A (en) * | 2004-04-20 | 2005-10-25 | 매그나칩 반도체 유한회사 | Flash memory device |
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