KR100647384B1 - Appratus for controlling Reservoir Capacitance in Semiconductor Memory Device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 메모리 소자의 레저봐 커패시턴스 조절 장치에 관한 것으로, 특정 값으로 고정된 레저봐 커패시턴스(reservoir capacitance)로 인해, 안정적인 전압 공급과 노이즈 발생에 대비가 어려운 문제점을 해결하기 위하여, 하나의 조절 커패시터를 포함한 커패시턴스 제어 회로를 구비하여, 반도체 메모리 소자에 공급되는 전압의 크기에 따라, 레저봐 커패시턴스를 조절하여, 유동적으로 메모리 장치에 제공하는 레저봐 커패시터 조절 장치를 구현하였으며, 안정된 전압 공급과 노이즈 방지의 효과와 더불어, 한정된 면적으로 다양한 커패시턴스를 제공하는 효과 및 면적당 커패시터 용량의 극대화의 효과를 얻었다. The present invention relates to a leisure capacitance adjusting device of a semiconductor memory device, in order to solve the problem that it is difficult to prepare for stable voltage supply and noise generation due to the leisure capacitance fixed to a specific value, one adjustment A capacitance control circuit including a capacitor is provided to adjust the leisure capacitance according to the magnitude of the voltage supplied to the semiconductor memory device, thereby implementing the leisure capacitor control device that provides the memory device flexibly, and provides a stable voltage supply and noise. In addition to the effect of prevention, the effect of providing various capacitances in a limited area and maximizing the capacitor capacity per area is obtained.
Description
도 1은 종래의 레저봐 커패시턴스 조절 장치를 나타낸 회로도.1 is a circuit diagram showing a conventional leisure-time capacitance adjusting device.
도 2는 본 발명의 실시예인 레저봐 커패시턴스 조절 장치를 나타낸 블록도. Figure 2 is a block diagram showing an apparatus for adjusting leisure capacitance, which is an embodiment of the present invention.
도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 레저봐 커패시턴스 조절 장치에 있어서, 커패시턴스 제어부의 제1 실시예를 도시한 회로도.FIG. 3 is a circuit diagram showing a first embodiment of a capacitance controller in the leisure capacitance adjusting device of the present invention shown in FIG.
도 4는 도 2에 도시된 본 발명의 레저봐 커패시턴스 조절 장치에 있어서, 커패시턴스 제어부의 제2 실시예를 도시한 회로도.FIG. 4 is a circuit diagram showing a second embodiment of a capacitance controller in the leisure capacitance adjusting device of the present invention shown in FIG.
도 5는 도 2에 도시된 본 발명의 레저봐 커패시턴스 조절 장치에 있어서, 커패시턴스 제어부의 제3 실시예를 도시한 회로도.FIG. 5 is a circuit diagram of a third embodiment of a capacitance control unit in the leisure capacity capacitance adjusting apparatus of the present invention shown in FIG. 2;
도 6은 도 2에 도시된 본 발명의 레저봐 커패시턴스 조절 장치의 동작 타이밍도. 6 is an operation timing diagram of the leisure capacity capacitance adjusting device of the present invention shown in FIG.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
1, 2 : 레저봐 커패시터(reservoir capacitor) 10 : 조절 커패시터 1, 2: Reservoir capacitor 10: Adjustable capacitor
20 : 제어 신호 발생부 30 : 커패시턴스 제어부 20: control signal generator 30: capacitance control unit
본 발명은 레저봐 커패시턴스 조절 장치에 관한 것으로, 상세하게는, 하나의 조절 커패시터를 포함한 커패시턴스 제어 회로를 구비하여, 둘 이상의 전원 전압을 공급함에 있어, 레저봐 커패시턴스를, 공급되는 전원 전압 크기에 따라 조절하여, 유동적으로 메모리 소자에 제공하는 레저봐 커패시턴스 조절 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a leisure capacitance adjusting device, and in particular, having a capacitance control circuit including one regulating capacitor, in supplying two or more power supply voltages, the leisure capacitance is determined according to the supply voltage magnitude supplied. The present invention relates to a leisure capacitance adjusting device that adjusts and flexibly provides a memory device.
반도체 메모리 소자에 있어, 레저봐 커패시터는 모스 트랜지스터로 구성된다. 모스 트랜지스터의 소스와 드레인에 접지 전압을 공급하고, 게이트에 특정 전압을 공급하여 레저봐 커패시터를 구현하게 되는데, 이렇게 구현된 레저봐 커패시터의 커패시턴스는 모스 트랜지스터의 게이트에 인가하는 전압에 따라, 그 커패시턴스가 정해진다. In semiconductor memory devices, the capacitor is composed of MOS transistors. By supplying the ground voltage to the source and drain of the MOS transistor and supplying a specific voltage to the gate, the capacitor is implemented. The capacitance of the leisure capacitor is implemented according to the voltage applied to the gate of the MOS transistor. Is determined.
도 1에 도시된 것처럼, 종래에는, 반도체 메모리 소자에 제공되는 둘 이상의 전원 전압(Vext, Vdd)에 따라 미리 배정된 공간에, 레저봐 커패시터(1, 2)를 각각 배치하였으며, 각 레저봐 커패시터의 커패시턴스는 각각의 레저봐 커패시터를 구성하는 모스(NM1, NM2)의 게이트에 인가되는 전압에 의해 소정치로 고정되어, 메모리 소자에 공급되는 전원 전압의 크기에 따라, 필요한 만큼의 커패시턴스를 충분히, 유동적으로 제공하지 못하게 되어, 노이즈 발생의 대비가 어려우며, 안정적인 전압 공급에 문제가 있다. As shown in FIG. 1, in the related art,
따라서, 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 하나의 조절 커패시터를 포함한 커패시턴스 제어 회로를 구비하여, 레저봐 커패시 턴스를, 메모리 소자에 공급되는 전압의 크기에 따라 조절하여, 유동적으로 메모리 소자에 제공하는 레저봐 커패시턴스 조절 장치를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and includes a capacitance control circuit including one regulating capacitor to adjust the capacitance according to the magnitude of the voltage supplied to the memory device. It is an object of the present invention to provide a leisure capacitance regulating device which is flexibly provided to a memory device.
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상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 레저봐 커패시턴스 장치는, 복수 개의 전원 전압; 및 복수 개의 전원 전압 각각과 접지 사이에 연결된 복수 개의 레저봐 커패시터를 포함하는 반도체 메모리 소자의 레저봐 커패시턴스 조절 장치에 있어서, 조절 커패시터; 모드 제어 신호 및 버스트 제어신호를 입력받아 복수 개의 전원 전압 중 조절 커패시터에 인가될 하나의 전원 전압을 선택하기 위한 전압 제어 신호를 출력하는 제어 신호 발생부; 및 전압 제어 신호에 따라 조절 커패시터에 복수 개의 전원 전압 중 하나의 전원 전압을 인가하는 커패시턴스 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 레저봐 커패시턴스 조절 장치를 나타낸 것이다. 도면을 참조하면, 본 발명의 레저봐 커패시턴스 조절 장치는 Recreational capacitance device of the present invention for achieving the above object, a plurality of power supply voltage; And a plurality of leisure capacitors connected between each of a plurality of power supply voltages and a ground, the leisure capacitor adjusting apparatus of a semiconductor memory device comprising: an adjustment capacitor; A control signal generator which receives a mode control signal and a burst control signal and outputs a voltage control signal for selecting one power supply voltage to be applied to a control capacitor among a plurality of power supply voltages; And a capacitance controller for applying one of the plurality of power voltages to the regulating capacitor according to the voltage control signal.
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
Figure 2 shows a leisure capacitance adjusting device according to an embodiment of the present invention. Referring to the drawings, the leisure device capacitance adjusting apparatus of the present invention
외부 전원 전압(Vext) 및 내부 전원 전압(Vdd)과, 상기 외부 전원 전압(Vext) 및 내부 전원 전압(Vdd) 각각으로부터 접지로 연결된 두 개의 레저봐 커패시터(1, 2)와, 조절 커패시터(10)와, 외부 전원 전압(Vext) 및 내부 전원 전압(Vdd) 중 하나를, 조절 커패시터(10)에 인가할 전압으로 선택하기 위한 전압 제어 신호(SEL)를 발생하는 제어 신호 발생부(20)와, 제어 신호 발생부(20)로부터의 전압 제어 신호(SEL)에 따라 선택된 전압을 조절 커패시터(10)에 인가함으로써, 레저봐 커패시턴스를 조절하는 커패시턴스 제어부(30)를 포함한다.An external power supply voltage Vext and an internal power supply voltage Vdd, two
상기 두 개의 레저봐 커패시터(1, 2)와 조절 커패시터(10)는 각각 하나씩의 엔모스 트랜지스터(NM1, NM2, NM4)로 구성된다.The two
제어 신호 발생부(20)는 내부 전원 전압(Vdd)과 접지 사이에 직렬로 연결되어, 그 게이트로는 프리차지 신호가 인버터(IV1)에 의해 반전된 신호 및 리드 인에이블 신호(READ)를 각각 입력받는 피모스 트랜지스터(PM1) 및 엔모스 트랜지스터(NM3)와, The
피모스 트랜지스터(PM1) 및 엔모스 트랜지스터(NM3)의 공통 연결된 드레인으로부터의 출력 신호를 반전 래치하는, 두 개의 인버터(IV2, IV3)로 구성된 래치(21)와,A
상기 래치(21)를 통해 반전 래치된 신호(AAA) 및 인버터(IV4)에 의한 버스트 제어 신호(BST_CNTL)의 반전 신호를 입력받아, 낸딩(NANDing)하여 전압 제어 신호(SEL)를 출력하는 낸드 게이트(ND1)로 구성된다.The NAND gate receives the inverted latched signal AAA and the inverted signal of the burst control signal BST_CNTL by the inverter IV4 through the
도 3은 본 발명의 커패시턴스 제어부(30)의 제1 실시예를 도시한 것이다.3 shows a first embodiment of the
제1 실시예에 따른 본 발명의 커패시턴스 제어부(30)는 외부 전원 전압(Vext) 및 내부 전원 전압(Vdd)에 각각의 소스가 연결되며, 드레인은 조절 커 패시터(10)를 구성하는 엔모스 트랜지스터(NM4)의 게이트에 공통 연결되고, 게이트로는 제어 신호 발생부(10)로부터의 전원 공급 제어 신호(SEL) 및 전원 공급 제어 신호(SEL)가 인버터(IV5)에 의해 반전된 신호를 각각 입력받아, 이에 따라, 상기 두 전압 중 하나를 조절 커패시터(10)에 인가하는 두 개의 피모스 트랜지스터(PM2, PM3)로 구성된다.In the
도 4는 본 발명의 커패시턴스 제어부(30)의 제2 실시예를 도시한 것이다. 4 shows a second embodiment of the
제2 실시예에 따른 커패시턴스 제어부(30)는 외부 전원 전압(Vext) 및 내부 전원 전압(Vdd)에 각각의 소스가 연결되며, 드레인은 조절 커패시터(10)를 구성하는 엔모스 트랜지스터(NM4)의 게이트에 공통 연결되고, 인버터(IV6)에 의한 전원 공급 제어 신호(SEL)의 반전 신호 및 인버터(IV6)에 의한 전원 공급 제어 신호(SEL) 반전 신호가 다시 인버터(IV7)에 의해 반전된 신호를 각각 입력받아, 이에 따라, 상기 두 전압 중 하나를 조절 커패시터(10)에 인가하는 두 개의 엔모스 트랜지스터(NM2, NM3)로 구성된다.In the
도 5는 제3 실시예에 따른 커패시턴스 제어부(30)를 나타낸 것이다.5 shows a
제3 실시예에 따른 커패시턴스 제어부(30)는 외부 입력 전압(Vext) 및 내부 전원 전압(Vdd)을 조절 커패시턴스(10)를 구성하는 엔모스 트랜지스터(NM4)의 게이트에, 선택적으로 인가하는 두 개의 전송 게이트(TG1, TG2)로 구성되는데,The
전송 게이트(TG1)는 p채널 및 n채널 쪽으로 각각 입력되는, 전압 제어 신호(SEL) 및 인버터(IV8)에 의한 전압 제어 신호(SEL)의 반전 신호에 의해 제어되고, 전송게이트(TG2)는 p채널 및 n채널 쪽으로 각각 입력되는, 인버터(IV8)에 의한 전압 제어 신호(SEL)의 반전 신호 및 전압 제어 신호(SEL)가 인버터(IV8, IV9)에 의해 순차 반전된 신호에 의해 제어되어, 외부 전원 전압(Vext) 및 내부 전원 전압(Vdd) 중 하나를 선택하여, 조절 커패시터(10)로 인가한다.The transfer gate TG1 is controlled by the voltage control signal SEL and the inverted signal of the voltage control signal SEL by the inverter IV8, which are respectively input toward the p-channel and n-channel, and the transfer gate TG2 is p The inversion signal of the voltage control signal SEL by the inverter IV8 and the voltage control signal SEL, which are respectively inputted toward the channel and the n channel, are controlled by signals sequentially inverted by the inverters IV8 and IV9, thereby One of the power supply voltage Vext and the internal power supply voltage Vdd is selected and applied to the
상기 실시예와 같이 구성되는 본 발명의 레저봐 커패시턴스 조절 장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the leisure capacity capacitance adjustment apparatus of the present invention configured as described above is as follows.
우선, 본 발명의 상기 각 실시예에 따른 커패시턴스 제어부(30)의 동작은 아래와 같다.First, the operation of the
도 3에 도시된 제1 실시예에 따른 커패시턴스 제어부(30)에서는,In the
먼저, "로우"의 전압 제어 신호(SEL)가 커패시턴스 제어부(30)에 입력되면, 피모스 트랜지스터(PM2) 및 피모스 트랜지스터(PM3)의 게이트에 각각 "로우"의 전압 제어 신호(SEL) 및 인버터(IV5)에 의한 전압 제어 신호(SEL)의 반전 신호가 입력되며, 피모스 트랜지스터(PM2)는 턴-온되고 피모스 트랜지스터(PM3)는 턴-오프되어, 외부 전원 전압(Vext)이 조절 커패시터(C10)에 인가된다. First, when the "low" voltage control signal SEL is input to the
한편, "하이"의 전압 제어 신호(SEL)가 커패시턴스 제어부(30)에 입력되면, 피모스 트랜지스터(PM2)는 턴-오프되고 피모스 트랜지스터(PM3)는 턴-온되어, 내부 전원 전압(Vdd)이 조절 커패시터(10)에 인가된다.On the other hand, when the voltage control signal SEL of " high " is input to the
도 4에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 따른 커패시턴스 제어부(30)에서는, In the
먼저, "로우"의 전압 제어 신호(SEL)가 입력되어, 엔모스 트랜지스터(NM5) 및 엔모스 트랜지스터(NM6)의 게이트에 "하이" 신호 및 "로우" 신호가 각각 입력되면, 엔모스 트랜지스터(NM5)는 턴-온되고 엔모스 트랜지스터(NM6)는 턴-오프되어, 외부 전원 전압(Vext)이 조절 커패시터(10)에 인가된다. First, when the "low" voltage control signal SEL is input and the "high" signal and the "low" signal are respectively input to the gates of the NMOS transistor NM5 and the NMOS transistor NM6, the NMOS transistor ( NM5 is turned on and NMOS transistor NM6 is turned off, so that external power supply voltage Vext is applied to regulating
한편, "하이"의 전압 제어 신호(SEL)가 입력되면, 엔모스 트랜지스터(NM5)는 턴-오프되고 엔모스 트랜지스터(NM6)는 턴-온되어, 내부 전원 전압(Vdd)이 조절 커패시터(10)에 인가된다.On the other hand, when the voltage control signal SEL of "high" is input, the NMOS transistor NM5 is turned off and the NMOS transistor NM6 is turned on, so that the internal power supply voltage Vdd is adjusted. Is applied.
도 5의 본 발명의 제 3 실시예에 따른 커패시턴스 제어부(30)에서는,In the
먼저, "로우"의 전압 제어 신호(SEL)가 입력되면, 전송게이트(TG1)의 p 채널과 n 채널에 "로우" 및 "하이" 신호가 각각 입력되고, 전송게이트(TG2)의 p 채널과 n 채널에 "하이" 및 "로우" 신호가 각각 입력되면, 전송게이트(TG1)는 '오픈'되고, 전송게이트(TG2)는 '클로즈'되어, 외부 전원 전압(Vext)이 조절 커패시터(10)에 인가된다.First, when the "low" voltage control signal SEL is input, the "low" and "high" signals are input to the p-channel and the n-channel of the transfer gate TG1, respectively, and the p-channel of the transfer gate TG2. When the "high" and "low" signals are respectively input to the n channel, the transfer gate TG1 is 'open' and the transfer gate TG2 is 'closed', so that the external power supply voltage Vext is adjusted to the regulating
한편, "하이"의 신호가 입력되면, 전송게이트(TG1)는 '클로즈'되고 전송게이트(TG2)는 '오픈'되어 내부 전원 전압(Vdd)이 조절 커패시터(10)에 인가된다.On the other hand, when a signal of "high" is input, the transfer gate TG1 is "closed" and the transfer gate TG2 is "open" so that the internal power supply voltage Vdd is applied to the regulating
도 6에 도시된 동작 타이밍도와 상기 커패시턴스 제어부(30)동작을 참조하여, 도 2에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 레저봐 커패시턴스 조절 장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다.Referring to the operation timing diagram shown in FIG. 6 and the operation of the
우선, "하이" 펄스의 리드 인에이블 신호(READ)가 제어 신호 발생부(20)의 엔모스 트랜지스터(NM3)의 게이트에 입력되면, "로우"의 신호가 래치(21)에 의해 반전 래치되어, "하이"의 래치 신호(AAA)로 낸드 게이트(ND1)에 입력된다. 낸드 게이트(ND1)의 다른 한 입력으로서 인버터(IV4)에 의한 버스트 제어 신호(BST_CNTL)의 반전 신호가 입력된다. 래치 신호(AAA)가 "하이"를 유지하는 동안, 낸드 게이트(ND1)는 입력되는 버스트 제어 신호(BST_CNTL)에 따라, 전압 제어 신호(SEL)를 출력하는데, "하이"의 버스트 제어 신호(BST_CNTL)가 입력되면 "로우"의 전압 제어 신호(SEL)를 출력한다.First, when the read enable signal READ of the "high" pulse is input to the gate of the NMOS transistor NM3 of the
"로우"의 전압 제어 신호(SEL)가 커패시턴스 제어부(30)에 입력되면, 외부 전원 전압(Vext)이 조절 커패시터(10)에 인가된다. 이때, 메모리 장치에는, 외부 전원 전압(Vext)에 대하여 고정되어 제공되는 레저봐 커패시터(1)의 커패시턴스에, 외부 전원 전압(Vext)이 인가됨으로 결정되는 조절 커패시터(10)의 커패시턴스가 더해진 만큼의 레저봐 커패시턴스가 제공된다. When the "low" voltage control signal SEL is input to the
큰 파워를 필요로 하는 리드(read) 동작 시 인가되는 외부 전원 전압(Vext)은, 다른 동작의 경우 메모리 회로에 인가되는 내부 전원 전압(Vdd)보다 크고, 이에 따라, 내부 전원 전압(Vdd)이 인가될 때보다 훨씬 큰 커패시턴스가 조절 커패시터(10)에 의해, 메모리 장치에 더 제공된다.The external power supply voltage Vext applied during a read operation requiring a large power is larger than the internal power supply voltage Vdd applied to the memory circuit in other operations, so that the internal power supply voltage Vdd is Much larger capacitance is provided by the adjusting
리드 동작을 마친 후, "하이"의 버스트 제어 신호(BST_CNTL)가 "로우"로 전환되면, 전압 제어 신호(SEL)는 "하이"로 전환되어 커패시턴스 제어부(30)에 입력되며, 내부 전원 전압(Vdd)이 조절 커패시터(10)에 인가된다. 이때, 내부 전원 전압(Vdd)에 연결된 레저봐 커패시터(2)의 커패시턴스에 더하여, 인가되는 내부 전원 전압(Vdd)에 의해 결정되는 조절 커패시터(10)의 커패시턴스가 메모리 장치에 더 제공되며, 그 크기는 외부 입력 전압(Vext)보다 작은 내부 전원 전압(Vdd)에 맞추어 감소된다. After the read operation is completed, when the burst control signal BST_CNTL of "high" is switched to "low", the voltage control signal SEL is switched to "high" and input to the
메모리 장치에 공급되는 전압이 내부 전원 전압(Vdd)으로 바뀐 후, "하이" 펄스의 프리 차지 신호(PCG)가 제어 신호 발생부(20)로 입력되면, 래치 신호(AAA)는 "로우"로 전환되며, 전압 제어 신호(SEL)는 "하이"로 유지되어, 내부 전원 전압(Vdd)의 공급이 유지된다. After the voltage supplied to the memory device is changed to the internal power supply voltage Vdd, when the precharge signal PCG of the "high" pulse is input to the
이상 설명한 바와 같은 본 발명의 레저봐 커패시턴스 조절 장치에 의하면, 메모리 소자에 공급되는 전원 전압에 따라 커패시턴스를 유동적으로 제공함으로 전압의 안정적인 공급 및 노이즈 감소의 효과가 있으며, 하나의 조절 커패시터를 사용하여, 다양한 전압 공급에 대해 커패시턴스를 효율적으로 조절할 수 있기 때문에, 커패시터 면적 감소의 효과가 있고, 조절 커패시터에 인가되는 전압을 크게하여, 큰 커패시턴스를 얻을 수 있으므로 해당 대비 커패시터의 용량의 극대화 효과를 가진다. According to the leisure capacitance adjusting apparatus of the present invention as described above, by providing the capacitance in accordance with the power supply voltage supplied to the memory element, there is an effect of stable supply of voltage and noise reduction, by using one regulating capacitor, Since the capacitance can be efficiently adjusted for various voltage supplies, there is an effect of reducing the capacitor area, and a large capacitance can be obtained by increasing the voltage applied to the regulating capacitor, thereby maximizing the capacity of the capacitor.
한편, 본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 이러한 수정 및 변경 등은 이하의 특허 청구의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.On the other hand, the present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be modified and modified within the scope not departing from the gist of the present invention, such modifications and changes should be regarded as belonging to the following claims. will be.
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- 2000-06-30 KR KR1020000037234A patent/KR100647384B1/en not_active IP Right Cessation
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