KR100728572B1 - Semiconductor memory apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 반도체 메모리 장치의 블록도,1 is a block diagram of a semiconductor memory device according to the present invention;
도 2는 도 1의 버퍼의 회로도,2 is a circuit diagram of the buffer of FIG. 1;
도 3은 도 1의 버퍼 제어 수단의 블록도,3 is a block diagram of the buffer control means of FIG.
도 4는 도 3의 래치부의 회로도,4 is a circuit diagram of a latch unit of FIG. 3;
도 5는 도 3의 카운터의 회로도,5 is a circuit diagram of the counter of FIG.
도 6은 도 3의 제 1제어부의 회로도,6 is a circuit diagram of a first control unit of FIG. 3;
도 7은 도 3의 비교부의 회로도,7 is a circuit diagram of a comparison unit of FIG. 3;
도 8은 도 3의 제 2 제어부의 회로도이다.FIG. 8 is a circuit diagram of the second control unit of FIG. 3.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10: 버퍼 20: 버퍼 제어 수단10: buffer 20: buffer control means
21:래치부 22: 래치 제어부 23: 버퍼 제어부21: latch portion 22: latch control portion 23: buffer control portion
본 발명은 반도체 메모리 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 반도체 메모리 장치의 버퍼에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly to a buffer of a semiconductor memory device.
종래의 버퍼는 기준 전압과 입력 전압이 입력되는 프리 엠프(preamp)와 상기 프리 엠프(preamp)의 출력 신호를 입력 받는 디퍼런셜 엠프(diffrentail amp)로 구성되어 있다. 이와 같이 2스테이지 엠프(2stage amp)로 구성된 종래의 버퍼는 상기 기준 전압과 입력 전압을 비교하여 상기 기준 전압이 상기 입력 전압보다 레벨이 높을 경우 상기 버퍼는 로우 레벨의 신호를 출력한다. 또한, 상기 입력 전압이 상기 기준 전압보다 레벨이 높을 경우 상기 버퍼는 하이 레벨의 신호를 출력한다.The conventional buffer includes a preamp to which a reference voltage and an input voltage are input, and a differential amplifier to receive an output signal of the preamp. As described above, the conventional buffer including a two-stage amp compares the reference voltage with an input voltage and outputs a low level signal when the reference voltage is higher than the input voltage. In addition, when the input voltage is higher than the reference voltage, the buffer outputs a high level signal.
이러한 동작을 하는 종래의 버퍼는 상기 프리 엠프(preamp)와 디퍼런셜 엠프(diffrentail amp)로 2스테이지 엠프(2stage amp)로 구성되어 있어 전류 소모가 많다는 문제점이 있다. 또한 종래의 버퍼는 항상 상기 기준 전압과 입력 전압을 비교하고 그에 해당하는 정보를 출력함으로써, 지속적으로 전류를 소비하고 있다. 즉, 상기 입력 전압이 지속적으로 일정한 레벨의 신호로 입력되는 경우에도 상기 버퍼는 계속 상기 기준 전압과 상기 입력 전압을 비교하고 그 정보를 출력하는 데 전류를 소비한다. 이는 낮은 전압에서 구동하는 반도체 메모리 개발을 추구하고 있는 현 추세에 반하는 것이다.The conventional buffer that performs this operation has a problem that the current consumption is high because the preamp and the differential amplifier are composed of two stage amps. In addition, the conventional buffer constantly consumes current by comparing the reference voltage with the input voltage and outputting corresponding information. That is, even when the input voltage is continuously input as a signal of a constant level, the buffer continuously consumes current to compare the reference voltage and the input voltage and output the information. This is contrary to the current trend of developing semiconductor memories that operate at low voltages.
본 발명은 상기 기준 전압과 입력 전압을 비교하고 그에 해당하는 정보를 출력함에 있어서 상기 입력 전압이 소정 시간동안 일정한 레벨을 유지할 경우 상기 버퍼를 디스에이블시켜 상기 버퍼에서 소모되는 전류를 줄이기 위한 것이다.The present invention is to reduce the current consumed in the buffer by disabling the buffer when the input voltage is maintained at a constant level for a predetermined time in comparing the reference voltage and the input voltage and outputting corresponding information.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 반도체 메모리 장치의 버퍼에서 사용되는 전류를 줄일 수 있도록 한 반도체 메모리 장치를 제공함 에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a semiconductor memory device capable of reducing a current used in a buffer of a semiconductor memory device.
본 발명에 따른 반도체 메모리 장치는 기준 전압과 입력 전압을 입력 받아 상기 기준 전압과 입력 전압을 비교하여 그 정보를 출력하는 버퍼, 및 상기 버퍼의 출력 신호를 출력하되 상기 버퍼의 출력 신호에 따라 상기 버퍼를 제어하는 버퍼 제어 신호를 출력하는 버퍼 제어 수단을 포함한다.The semiconductor memory device according to the present invention receives a reference voltage and an input voltage and compares the reference voltage and the input voltage and outputs the information, and outputs an output signal of the buffer, wherein the buffer is output according to the output signal of the buffer. And buffer control means for outputting a buffer control signal to control the control.
이하, 본 발명에 따른 반도체 메모리 장치의 바람직한 일실시예를 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of a semiconductor memory device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이, 기준 전압(Vref)과 입력 전압(Vin)을 입력 받아 상기 기준 전압(Vref)과 입력 전압(Vin)을 비교하여 그 정보를 출력하는 버퍼(10), 및 상기 버퍼(10)의 출력 신호(Buffer_out)를 입력 받아 소정 시간동안 상기 버퍼(10)의 출력 신호(Buffer_out)가 일정 레벨의 신호일 경우 상기 버퍼(10)의 출력 신호(Buffer_out)를 유지 및 출력하고 상기 버퍼(10)를 제어하는 버퍼 제어 신호(ctrl_B)를 출력하는 버퍼 제어 수단(20)을 포함한다.As shown in FIG. 1, the
상기 버퍼(10)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 버퍼 제어 신호(ctrl_B)의 제어를 받고 상기 기준 전압(Vref)과 상기 입력 전압(Vin)의 레벨을 비교하는 입력 전압 레벨 감지부(11), 상기 버퍼 제어 신호(ctrl_B)의 제어를 받고 상기 입력 레벨 감지부(11)의 제 1 출력 신호(out1) 및 제 2 출력 신호(out2)를 입력 받아 상기 기준 전압(Vref)과 상기 입력 전압(Vin)의 레벨이 비교된 정보를 즉, 상기 버퍼(10)의 출력 신호(Buffer_out)를 출력하는 출력부(12)를 포함한다. As shown in FIG. 2, the
상기 입력 전압 레벨 감지부(11)는 도 2에 도시된 바와 같이, 게이트단에 상기 입력 전압(Vin)을 인가 받는 제 1 트랜지스터(N1), 게이트단에 상기 기준 전압(Vref)을 인가 받는 제 2 트랜지스터(N2), 일단에 외부 전원(VDD)을 인가 받고 상기 입력 전압 레벨 감지부(11)의 제 1 출력단인 타단에 상기 제 1 트랜지스터(N1)의 드레인단이 연결된 제 1 저항 소자(R1), 일단에 외부 전원(VDD)을 인가 받고 상기 입력 전압 레벨 감지부(11)의 제 2 출력단인 타단에 상기 제 2 트랜지스터(N2)의 드레인단이 연결된 제 2 저항 소자(R2), 및 드레인단에 상기 제 1 트랜지스터(N1)와 상기 제 2 트랜지스터(N2)의 소오스단이 연결된 노드가 공통 연결되고 소오스단에 접지단(VSS)이 연결되며 게이트단에 상기 버퍼 제어 신호(ctrl_B)를 입력 받는 제 3 트랜지스터(N3)를 포함한다.As illustrated in FIG. 2, the input voltage level detector 11 may include a first transistor N1 for applying the input voltage Vin to a gate terminal and a second voltage for applying the reference voltage Vref to a gate terminal. The first resistor element R1 is connected to the second transistor N2 and one end of which the external power source VDD is applied and the drain terminal of the first transistor N1 is connected to the other end of the first output terminal of the input voltage level detector 11. ), A second resistance element R2 connected to the external power supply VDD at one end thereof, and a drain end of the second transistor N2 connected to the other end of the second output terminal of the input voltage level detector 11, and a drain. A node connected to a source terminal of the first transistor N1 and the second transistor N2 is commonly connected to a terminal, a ground terminal VSS is connected to a source terminal, and the buffer control signal ctrl_B is input to a gate terminal. The receiving third transistor N3 is included.
상기 출력부(12)는 도 2에 도시된 바와 같이, 게이트단에 상기 제 1 출력단이 연결된 제 4 트랜지스터(N4), 게이트단에 상기 제 2 출력단이 연결된 제 5 트랜지스터(N5), 드레인단에 상기 제 4 트랜지스터(N4)와 상기 제 5 트랜지스터(N5)의 소오스단이 연결된 노드가 공통 연결되고 게이트단에 상기 버퍼 제어 신호(ctrl_B)를 입력 받으며 소오스단에 접지단(VSS)이 연결된 제 6 트랜지스터(N6), 드레인단과 게이트단에 상기 제 4 트랜지스터(N4)의 드레인단이 연결되고 소오스단에 외부 전원(VDD)을 인가 받는 제 7 트랜지스터(P1), 및 게이트단에 상기 제 4 트랜지스터(N4)의 드레인단이 연결되고 소오스단에 외부 전원(VDD)을 인가 받으며 드레인단에 상기 제 5 트랜지스터(N5)의 드레인단이 연결된 제 8 트랜지스터(P2)를 포함한다.As illustrated in FIG. 2, the
상기 버퍼 제어 수단(20)은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 버퍼(10)의 출력 신호(Buffer_out)와 래치 제어 신호(ctrl_L)를 입력 받아 본 발명인 반도체 메모리 장치의 출력 신호(out)를 출력하는 래치부(21), 상기 버퍼(10)의 출력 신호(Buffer_out)와 클럭 신호(CLK)를 입력 받아 상기 래치 제어 신호(ctrl_L)를 생성 및 출력하는 래치 제어부(22), 상기 기준 전압(Vref)과 입력 전압(Vin)과 상기 래치부(21)의 출력 신호(out)와 상기 래치 제어 신호(ctrl_L)를 입력 받아 상기 버퍼 제어 신호(ctrl_B)를 생성하는 버퍼 제어부(23)를 포함한다. As shown in FIG. 3, the buffer control means 20 receives an output signal Buffer_out and a latch control signal ctrl_L of the
상기 래치 제어부(22)는 상기 버퍼(10)의 출력 신호(Buffer_out)와 상기 클럭 신호(CLK)를 입력 받는 카운터(22-1), 상기 카운터(22-1)의 출력 신호(counter_out)를 입력 받아 상기 래치 제어 신호(ctrl_L)를 생성하는 제 1 제어부(22-2)를 포함한다.The
상기 버퍼 제어부(23)는 상기 기준 전압(Vref)과 상기 입력 전압(Vin)을 인가 받는 비교부(23-1), 및 상기 비교부(23-1)의 출력 신호(com_out)와 상기 래치부(21)의 출력 신호(out)와 상기 래치 제어 신호(ctrl_L)를 입력 받아 상기 버퍼 제어 신호(ctrl_B)를 출력하는 제 2 제어부(23-2)를 포함한다.The
상기 버퍼(10)의 출력 신호(Buffer_out)를 유지 및 출력하는 상기 래치부(21)는 도 4에 도시된 바와 같이, 입력단에 상기 버퍼(10)의 출력 신호(Buffer_out)를 입력 받는 제 1 인버터(IV21), 입력단에 상기 제 1 인버터(IV21)의 출력 신호를 입력 받고 자신의 출력단이 상기 제 1 인버터(IV21)의 입력단에 연결되며 제 1 제어단에 상기 래치 제어 신호(ctrl_L)를 입력 받는 제 2 인버 터(IV22), 입력단에 상기 제 1 인버터(IV21)의 출력단이 연결되고 자신의 출력단이 상기 래치부(21)의 출력단인 제 3 인버터(IV23), 및 입력단에 상기 래치 제어 신호(ctrl_L)를 입력 받고 출력단에 상기 제 2 인버터(IV22)의 제 2 제어단이 연결된 제 4 인버터(IV24)를 포함한다.As shown in FIG. 4, the
상기 버퍼(10)의 출력 신호(Buffer_out) 레벨을 감지하는 상기 카운터(22-1)는 도 5에 도시된 바와 같이, 입력단에 상기 버퍼(10)의 출력 신호(Buffer_out) 또는 이전 플립플롭의 출력 신호가 입력되고 출력단은 다음 플립플롭에 연결되며 자신의 출력단이 상기 카운터(22-1)의 출력단인 상기 복수개의 플립플롭(FF-0~FF-N)을 포함한다. 이때 상기 클럭 신호(CLK)는 상기 복수개의 플립플롭(FF-0~FF-N)에 각각 입력되고, 상기 카운터(22-1)의 출력 신호(counter_out<0:N>)는 복수개의 신호이다.As shown in FIG. 5, the counter 22-1 detecting the output signal Buffer_out level of the
상기 버퍼(10)의 출력 신호(Buffer_out)가 일정한 레벨을 소정 시간 유지할 경우 인에이블된 상기 래치 제어 신호(ctrl_L)를 생성하는 상기 제 1 제어부(22-2)는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 카운터(22-1)의 출력 신호(counter_out<0:N>)를 입력 받는 제 1 익스클루시브 오어 게이트(XOR11)를 포함한다. 이때, 익스클루시브 노어 게이트(exclusive or gate)는 입력이 모두 일정한 레벨의 신호일 경우 로우 레벨의 신호를 출력한다.When the output signal Buffer_out of the
상기 입력 전압(Vin)과 기준 전압(Vref)을 비교하여 그 정보를 출력하는 비교부(23-1)는 도 7에 도시된 바와 같이, 게이트단에 상기 입력 전압(Vin)을 인가 받는 제 9 트랜지스터(N21), 게이트단에 상기 기준 전압(Vref)을 인가 받는 제 10 트랜지스터(N22), 게이트단에 바이어스 전압(BIAS)을 인가 받고 드레인단에 상기 제 9 트랜지스터(N21)와 제 10 트랜지스터(N22)의 소오스단이 연결된 노드가 연결되며 소오스단에 접지단(VSS)이 연결된 제 11 트랜지스터(N23), 소오스단에 외부 전원(VDD)을 인가 받고 드레인단과 게이트단에 상기 제 9 트랜지스터(N21)의 드레인단이 연결된 제 12 트랜지스터(P21), 소오스단에 외부 전원(VDD)을 인가 받고 게이트단에 상기 제 9 트랜지스터(N21)의 드레인단이 연결되며 드레인단에 상기 제 10 트랜지스터(N22)의 드레인단이 연결된 제 13 트랜지스터(P22)를 포함한다. 이때 상기 제 10 트랜지스터(N22)의 드레인단과 상기 제 13 트랜지스터(P22)의 드레인단이 연결된 노드에서 상기 비교부(23-1)의 출력 신호(com_out)를 출력한다.A comparator 23-1 for comparing the input voltage Vin with the reference voltage Vref and outputting the information is a ninth receiving the input voltage Vin at a gate terminal as shown in FIG. 7. Transistor N21, a tenth transistor N22 that receives the reference voltage Vref at a gate terminal, a bias voltage BIAS is applied to a gate terminal, and the ninth transistor N21 and a tenth transistor ( A node connected to a source terminal of N22 is connected, an eleventh transistor N23 having a ground terminal VSS connected to a source terminal, and an external power source VDD applied to a source terminal, and the ninth transistor N21 connected to a drain terminal and a gate terminal. The twelfth transistor P21 is connected to the drain terminal of the second transistor, an external power supply VDD is applied to the source terminal, the drain terminal of the ninth transistor N21 is connected to the gate terminal, and the tenth transistor N22 is connected to the drain terminal. A thirteenth transistor having a drain terminal of P22). At this time, the output signal com_out of the comparator 23-1 is output from the node where the drain terminal of the tenth transistor N22 and the drain terminal of the thirteenth transistor P22 are connected.
상기 버퍼(10)를 제어하는 상기 버퍼 제어 신호(ctrl_B)를 생성하는 제 2 제어부(23-2)는 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 래치부(21)의 출력 신호(out)와 상기 비교부(23-1)의 출력 신호(com_out)를 입력 받는 제 2 익스클루시브 오어 게이트(XOR21), 상기 제 2 익스클루시브 오어 게이트(XOR21)의 출력 신호와 상기 래치 제어 신호(ctrl_L)를 입력 받는 오어 게이트(OR21)를 포함한다.As shown in FIG. 8, the second control unit 23-2 generating the buffer control signal ctrl_B controlling the
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 반도체 메모리 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation of the semiconductor memory device according to the present invention configured as described above is as follows.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 버퍼(10)는 상기 기준 전압(Vref)과 상기 입력 전압(Vin)을 비교하여 그 정보를 출력한다. 이에 따라 상기 기준 전압(Vref)이 상기 입력 전압(Vin)의 레벨보다 높을 경우 로우 레벨의 신호를 상기 버퍼(10)가 출력한다.As shown in FIG. 2, the
또한, 상기 입력 전압(Vin)이 상기 기준 전압(Vref)의 레벨보다 높을 경우 하이 레벨의 신호를 상기 버퍼(10)가 출력한다. 이때, 상기 버퍼(10)는 상기 버퍼 제어 신호(ctrl_B)의 레벨이 하이일 경우 인에이블되고 로우일 경우 디스에이블된다.In addition, when the input voltage Vin is higher than the level of the reference voltage Vref, the
상기 래치부(21)는 상기 래치 제어 신호(ctrl_L)가 로우 레벨로 인에이블되었을 경우 상기 버퍼(10)의 출력 신호(Buffer_out)의 레벨을 유지 및 출력하고 상기 래치 제어 신호(ctrl_L)가 하이 레벨로 디스에이블되었을 경우 상기 버퍼(10)의 출력 신호(Buffer_out)를 출력한다.The
상기 래치 제어 신호(ctrl_L)를 생성하는 상기 래치 제어부(22)는 상기 버퍼(10)의 출력 신호(Buffer_out)가 소정 시간 일정한 레벨로 유지될 경우 로우로 인에이블된 상기 래치 제어 신호(ctrl_L)를 출력한다.The
상기 버퍼 제어부(23)는 상기 래치부(21)의 출력 신호(out)와 상기 비교부(23-1)의 출력 신호(com_out)가 다른 레벨의 신호이면 상기 버퍼 제어부(23)는 하이 레벨의 상기 버퍼 제어 신호(ctrl_B)를 출력하여 상기 버퍼(10)를 인에이블시킨다. 또한, 상기 래치 제어 신호(ctrl_L)가 하이 레벨의 신호이면 하이 레벨의 상기 버퍼 제어 신호(ctrl_B)를 출력하여 상기 버퍼(10)를 인에이블시킨다. 한편, 상기 래치부(21)의 출력 신호(out)와 상기 비교부(23-1)의 출력 신호(com_out)의 레벨이 같고 상기 래치 제어 신호(ctrl_L)의 레벨이 로우 레벨이면 상기 버퍼 제어 신호(ctrl_B)의 레벨은 로우 레벨이 된다. 상기 버퍼 제어 신호(ctrl_B)의 레벨이 로우 레벨이면 상기 버퍼(10)는 디스에이블된다.If the output signal out of the
즉, 본 발명은 상기 버퍼(10)가 상기 기준 전압(Vref)과 입력 전압(Vin)을 비교하여 그 정보를 출력함에 있어서, 상기 입력 전압(Vin)이 일정한 전압 레벨로 소정 시간 유입될 경우 상기 버퍼(10)를 디스에이블시키고, 동시에 상기 버퍼(10)의 출력 신호(Buffer_out)를 상기 입력 전압(Vin)의 레벨이 추가로 바뀌기 전까지 상기 래치부(21)에서 상기 버퍼(10)의 출력 신호(Buffer_out)를 유지 및 출력한다.That is, in the present invention, when the
이후, 상기 입력 전압(Vin)의 레벨에 변동이 발생하면, 즉, 상기 래치부(21)의 출력 신호(out)와 상기 비교부(23-1)의 출력 신호(com_out)가 다른 레벨의 신호일 경우 상기 버퍼(10)를 인에이블시키고, 동시에 상기 래치부(21)의 입력 신호 레벨 유지 기능을 중지한다.Thereafter, when a change occurs in the level of the input voltage Vin, that is, the output signal out of the
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.As such, those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. Therefore, the above-described embodiments are to be understood as illustrative in all respects and not as restrictive. The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. do.
본 발명에 따른 반도체 메모리 장치는 입력 전압의 레벨이 소정 시간동안 일정할 경우 버퍼를 디스에이블 시키고 그 출력 신호의 레벨을 유지 및 출력함으로써 종래의 버퍼에서 소모되는 전류를 줄이는 효과가 있다.The semiconductor memory device according to the present invention has the effect of reducing the current consumed in the conventional buffer by disabling the buffer and maintaining and outputting the level of the output signal when the level of the input voltage is constant for a predetermined time.
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