KR100832006B1 - Semiconductor memory device with self-refresh-period generator and there for operation method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 공정 및 구동전압에 대한 적은 영향을 받아 안정적인 주기의 리프레쉬신호를 생성할 수 있는 반도체메모리소자의 셀프리프레쉬 주기신호 생성장치를 제공하기 위한 것으로, 이를 위한 본 발명으로 온도 변화에 영향받지 않는 고정된 주기의 고정-주기신호를 생성하기 위한 고정주기신호 생성수단; 주기생성신호에 응답하여 온도 변동에 따라 가변 주기를 갖는 가변-주기신호를 생성하기 위한 가변 주기신호 생성수단; 및 상기 가변-주기신호를, 리프레쉬 구동을 수행하도록 제어하는 리프레쉬-주기신호로 출력하되, 상기 가변-주기신호의 주기가 상기 고정-주기신호의 주기보다 길어지는 저온 상황에서 상기 고정-주기신호를 상기 리프레쉬-주기신호로 출력하기 위한 클림핑 수단을 구비하는 반도체메모리소자를 제공한다.
리프레쉬, 주기, 온도, 선택, 공정 과정
The present invention is to provide an apparatus for generating a cell refresh cycle signal of a semiconductor memory device capable of generating a refresh cycle of a stable cycle with a small influence on the process and driving voltage, the present invention for this purpose is not affected by temperature changes Fixed period signal generating means for generating a fixed-period signal of a fixed period; Variable period signal generation means for generating a variable-period signal having a variable period in response to a temperature change in response to the period generation signal; And outputting the variable-cycle signal as a refresh-cycle signal for controlling refresh driving, wherein the fixed-cycle signal is output in a low temperature situation in which the period of the variable-cycle signal is longer than the period of the fixed-cycle signal. A semiconductor memory device having a crimping means for outputting the refresh-period signal is provided.
Refresh, cycle, temperature, selection, process
Description
도 1은 종래기술에 따른 셀프리프레쉬 주기 생성장치의 반도체메모리소자의 블록 구성도.1 is a block diagram of a semiconductor memory device of a cell refresh cycle generation device according to the prior art.
도 2는 도 1에 도시된 셀프리프레쉬 주기신호 생성장치의 문제점을 도시한 도면.FIG. 2 is a diagram illustrating a problem of the cell refresh period signal generation device shown in FIG.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 셀프리프레쉬 주기 생성장치를 구비하는 반도체메모리소자의 블록 구성도.3 is a block diagram illustrating a semiconductor memory device including a cell refresh cycle generation device according to an embodiment of the present invention.
도 4는 도3의 비교구간 설정부의 내부 회로도.4 is an internal circuit diagram of the comparison section setting unit of FIG.
도 5는 도 3의 감지부의 내부 회로도.5 is an internal circuit diagram of a sensing unit of FIG. 3.
도 6은 도 3의 선택부의 내부 회로도.6 is an internal circuit diagram of a selector of FIG. 3.
도 7은 도 3 내지 도 6에 도시된 본 발명의 동작 파형도.7 is an operational waveform diagram of the present invention shown in FIGS.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
320 : 비교구동 제어부320: comparison driving control unit
340 : 비교구간 설정부340: comparison section setting unit
360 : 감지부360: detector
380 : 선택부380: selection
본 발명은 반도체 설계 기술에 관한 것으로, 특히 로우 파워 DRAM이나 수도 SDRAM 등에 사용되는 리프레쉬 주기를 온도에 따라 자동으로 조절하는 회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor design technology, and more particularly, to a circuit for automatically adjusting a refresh cycle used for low power DRAM, water SDRAM, and the like according to temperature.
일반적으로, 셀프 리프레쉬란 디램 등의 반도체 메모리 소자가 대기상태에서 메모리 셀 내에 저장된 데이터를 유지하기 위해 자체적으로 내부에서 일정주기를 갖고 리프레쉬를 수행하는 것을 의미한다. 그리고 온도에 따라 반도체 메모리 소자가 갖는 특성이 달라지므로, 주변온도의 검출을 통해 셀프 리프레쉬 주기를 조절함으로써 반도체 메모리 소자의 전류소비를 감소시킬 수 있다.In general, self-refreshing means that a semiconductor memory device such as a DRAM performs a refresh with a predetermined period internally to maintain data stored in a memory cell in a standby state. In addition, since the characteristics of the semiconductor memory device vary depending on the temperature, current consumption of the semiconductor memory device may be reduced by adjusting the self refresh period by detecting the ambient temperature.
따라서, 다음에서는 로우 파워 DRAM 또는 수도(Pseudo) SRAM과 같이 저전력 소자에서 사용되는 리프레쉬 주기를 온도에 따라 자동으로 변화시키는 회로인 Auto TCSR(Temperature Compensated Self Refresh)회로에 사용하는 회로를 도면을 참조하여 살펴보도록 한다.Therefore, the circuit used for the Auto Temperature Compensated Self Refresh (TCSR) circuit, which is a circuit that automatically changes the refresh cycle used in low power devices such as low power DRAM or pseudo SRAM, according to temperature, will be described below with reference to the drawings. Let's take a look.
도 1은 종래기술에 따른 셀프리프레쉬 주기 생성장치의 반도체메모리소자의 블록 구성도이다.1 is a block diagram of a semiconductor memory device of a cell refresh cycle generation device according to the prior art.
도 1을 참조하면, 종래기술에 따른 리프레쉬 주기 생성장치는 온도의 가변에 관계없이 일정한 주기를 유지하여 고정-주기신호(TC_OSC)를 생성하기 위한 고정주기신호 생성부(20)와, 주기생성신호(OSC_EN)에 응답하여 기본-주기신호(BS_PRD)를 생성하거나, 조정-주기신호(CTRL_PRD)를 기본-주기신호(BS_PRD)로 출력하기 위한 오실레이터(10)와, 기본-주기신호(BS_PRD)의 주기가 고정-주기신호(ST_PRD) 보다 긴 경우, 고정-주기신호(ST_PRD)를 조정-주기신호(CTRL_PRD)로 출력하기 위한 비교부(30)와, 기본-주기신호(BS_PRD)의 주기를 분주하여 리프레쉬-주기신호(SREF_OSC)로 출력하기 위한 주기 조절부(40)를 구비한다.Referring to FIG. 1, the refresh cycle generator according to the related art includes a fixed
참고적으로, 오실레이터(10)가 주기생성신호(OSC_EN)에 응답하여 생성하는 기본-주기신호(BS_PRD)를 온도의 변동에 따라 가변 된다. 예를 들어, 온도가 상승하면 기본-주기신호(BS_PRD)의 주기는 짧아지고, 온도가 하강하면 기본-주기신호(BS_PRD)의 주기는 길어진다.For reference, the base-cycle signal BS_PRD generated by the
이와 같이, 셀프리프레쉬 주기신호 생성장치는 온도에 영향을 받아 가변되는 주기신호를 생성하여, 셀프리프레쉬가 수행되는 간격을 조절한다. 다시 언급하면, 온도가 낮아지면 셀 데이터가 손실되기까지 걸리는 시간이 줄어들므로, 온도가 높을 때에 비해 자주 리프레쉬를 수행하지 않는 것이다.As such, the cell refresh period signal generation device generates a periodic signal that is variable depending on the temperature, thereby adjusting the interval at which the cell refresh is performed. In other words, the lower the temperature, the less time it takes for cell data to be lost. Therefore, the refresh is not performed more frequently than when the temperature is high.
그런데, 리프레쉬의 간격은 온도의 하강에 비례하여 지속적으로 줄지 않는다. 즉, 온도가 지속적으로 하강하여도 특정 온도에 이르르면, 데이터의 손실 우려로 인해, 더 이상 리프레쉬의 간격을 줄일 수 없는 상황이 발생한다. 따라서, 전술 한 장치는 온도에 관계없이 일정한 주기를 유지하는 고정-주기신호와 가변-주기신호(TV_OSC)와의 비교를 통해, 리프레쉬-주기신호의 주기가 더이상 길어지지 않도록 제어한다.However, the refresh interval does not decrease continuously in proportion to the drop in temperature. That is, when the temperature reaches a certain temperature even if the temperature continues to fall, there is a situation where the refresh interval can no longer be reduced due to fear of data loss. Therefore, the aforementioned device controls the period of the refresh-period signal not to be longer by comparing the fixed-period signal and the variable-period signal TV_OSC that maintain a constant period regardless of the temperature.
한편, 다음에서는 온도의 변동에 따라 셀프리프레쉬 주기가 결정되는 과정을 더욱 자세히 살펴보도록 한다.On the other hand, the following is a more detailed look at the process of determining the cell refresh cycle in accordance with the change in temperature.
먼저, 기본-주기신호(BS_PRD)의 주기가 고정-주기신호(ST_PRD)의 주기보다 짧은 경우를 가정하도록 한다.First, it is assumed that the period of the base-cycle signal BS_PRD is shorter than the period of the fixed-cycle signal ST_PRD.
고정주기신호 생성부(20)는 온도의 가변에 관계없이 일정한 주기를 유지하여 고정-주기신호(ST_PRD)를 생성한다. 또한, 오실레이터(10)는 주기생성신호(OSC_EN)에 응답하여 기본-주기신호(BS_PRD)를 생성한다. 이어, 비교부(30)는 기본-주기신호(BS_PRD)의 주기가 고정-주기신호(ST_PRD)의 주기보다 짧으므로, 조정-주기신호(CTRL_PRD)를 비활성화한다. 이어, 주기 조절부(40)는 기본-주기신호(BS_PRD)의 주기를 분주하여 리프레쉬-주기신호(SREF_OSC)를 생성한다.The fixed
한편, 온도가 점차 하강함에 따라 기본-주기신호(BS_PRD)의 주기가 길어져, 고정-주기신호(ST_PRD)보다 긴 경우를 가정하도록 한다. 따라서, 비교부(30)는 기본-주기신호(BS_PRD)의 주기가 고정-주기신호(ST_PRD)의 주기보다 길므로, 고정-주기신호(ST_PRD)를 조정-주기신호(CTRL_PRD)로 출력한다. 이어, 오실레이터(10)는 조정-주기신호(CTRL_PRD)의 인가에 응답하여, 조정-주기신호(CTRL_PRD)를 기본-주기신호(BS_PRD)로 출력한다. 이어, 주기 조절부(40)는 기본-주기신호(BS_PRD)의 주기를 분주하여 리프레쉬-주기신호(SREF_OSC)를 생성한다.On the other hand, as the temperature gradually decreases, the period of the base-cycle signal BS_PRD becomes longer, and it is assumed that the case is longer than the fixed-cycle signal ST_PRD. Therefore, the
참고적으로, 기본-주기신호(BS_PRD)의 주기는 공정 과정에 영향을 받아 길이가 달라진다. 따라서, 특정 온도에서 공정 과정에 영향받지 않고 일정한 주기를 갖는 리프레쉬-주기신호(SREF_OSC)를 생성하기 위해, 주기 조절부(40)를 통해 기본-주기신호(BS_PRD)의 주기를 분주 한다. 예를 들어, 특정 온도에서 필요한 리프레쉬-주기신호(SREF_OSC)의 주기가 24us인데 기본-주기신호(BS_PRD)의 주기가 6us이라면, 주기 조절부(40)는 기본-주기신호(BS_PRD)의 주기를 4분주하여 출력한다. 또한, 기본-주기신호(BS_PRD)의 주기가 3us이라면, 주기 조절부(40)는 기본-주기신호(BS_PRD)를 8분주하여, 24us의 리프레쉬-주기신호(SREF_OSC)를 출력한다.For reference, the period of the base-cycle signal BS_PRD varies depending on the process. Therefore, in order to generate the refresh-period signal SREF_OSC having a constant period without being affected by the process at a specific temperature, the period of the base-period signal BS_PRD is divided by the
전술한 바와 같이, 종래기술에 따른 셀프리프레쉬 주기 생성장치는 주변 온도에 따라 리프레쉬-주기신호(SREF_OSC)를 주기를 조절하여 출력한다. 또한, 온도가 하강하여 기본-주기신호(BS_PRD)의 주기가 온도에 관계없이 일정한 주기를 갖는 고정-주기신호(ST_PRD)보다 길어지면, 고정-주기신호(ST_PRD)를 기본-주기신호(BS_PRD)로 대치하여 리프레쉬-주기신호(SREF_OSC)를 생성한다. 이와 같이, 기본-주기신호(BS_PRD)를 클림핑(clipping)하는 이유는 온도가 낮아져 기본-주기신호(BS_PRD)의 분주에 의해 생성된 리프레쉬-주기신호(SREF_OSC)의 주기가 너무 길어져, 셀 데이터가 유실되는 것을 방지하기 위한 것이다.As described above, the cell refresh cycle generation device according to the related art outputs the refresh-cycle signal SREF_OSC by adjusting the cycle according to the ambient temperature. Further, when the temperature decreases and the period of the base-cycle signal BS_PRD becomes longer than the fixed-cycle signal ST_PRD having a constant period regardless of the temperature, the fixed-cycle signal ST_PRD is converted into the base-cycle signal BS_PRD. Replace with to generate the refresh-period signal SREF_OSC. As such, the reason for clipping the base-cycle signal BS_PRD is that the temperature is lowered, so that the period of the refresh-cycle signal SREF_OSC generated by the division of the base-cycle signal BS_PRD becomes too long, and thus the cell data. Is to prevent the loss.
한편, 종래 기술을 이용하는 경우, 공정 과정에 따라 클림핑되는 기본-주기신호(BS_PRD)의 주기가 일정하지 못한 문제점이 발생하는데, 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보도록 한다.On the other hand, when using the prior art, the problem that the cycle of the base-cycle signal (BS_PRD) that is crimped according to the process occurs is not constant, will be described in detail with reference to the drawings.
도 2는 도 1에 도시된 셀프리프레쉬 주기신호 생성장치의 문제점을 도시한 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating a problem of the cell refresh period signal generation device shown in FIG. 1.
도 2를 참조하면, 온도가 감소함에 따라 리프레쉬-주기신호(SREF_OSC)의 주기가 길어지는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 2, it can be seen that the period of the refresh-cycle signal SREF_OSC becomes longer as the temperature decreases.
이후, 온도가 특정 점 이하로 하강하면, 리프레쉬-주기신호(SREF_OSC)의 주기가 길어지지 않고, 일정 해지는 것을 알 수 있다. 이는 앞서 언급한 바와 같이, 온도가 하강함에 따라 리프레쉬-주기신호(SREF_OSC)가 길어져 리프레쉬가 제때 동작하지 못해 셀 데이터가 유실되는 현상을 방지하기 위해, 리프레쉬-주기신호(SREF_OSC)의 주기가 일정 이상 길어지지 않도록 비교부(30)를 통해 제어하기 때문이다.Subsequently, when the temperature falls below a certain point, it can be seen that the period of the refresh-cycle signal SREF_OSC does not become long and becomes constant. As mentioned above, the period of the refresh-cycle signal SREF_OSC is longer than a certain period in order to prevent a phenomenon in which cell data is lost due to a lengthy refresh-cycle signal SREF_OSC that does not operate in a timely manner as the temperature decreases. This is because it is controlled through the
한편, 리프레쉬-주기신호(SREF_OSC)가 기본-주기신호(BS_PRD)를 몇 분주하여 생성되는가에 따라, 주기가 클림핑되는 시점의 온도가 다른 것을 알 수 있다. 이는 기본-주기신호(BS_PRD)가 온도 변화뿐만 아니라, 공정과정에도 큰 영향을 받는 반면, 고정-주기신호(ST_PRD)의 주기는 거의 영향을 받지 않기 때문이다.On the other hand, it can be seen that the temperature at which the period is crimped differs depending on how many minutes the refresh-period signal SREF_OSC is generated by dividing the base-period signal BS_PRD. This is because the base-cycle signal BS_PRD is greatly influenced not only by the temperature change but also by the process, while the period of the fixed-cycle signal ST_PRD is hardly affected.
이와 같이, 종래기술을 이용하는 경우, 기본-주기신호를 분주하여 생성되는 리프레쉬-주기신호의 클림핑 시점의 주기가 공정 변동에 큰 영향을 받아, 저온에서 커런트가 달라질 수 있으며, 리프레쉬가 페일되는 문제점이 발생한다.As described above, in the case of using the conventional technology, the period of the crimping timing of the refresh-period signal generated by dividing the main-period signal is greatly influenced by the process variation, so that the current may be changed at low temperatures, and the refresh is failed. This happens.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 공정 및 구동전압에 대한 적은 영향을 받아 안정적인 주기의 리프레쉬신호를 생성할 수 있는 반도체메모리소자의 셀프리프레쉬 주기신호 생성장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems of the prior art, and provides an apparatus for generating a cell refresh cycle signal of a semiconductor memory device capable of generating a refresh cycle with a stable period under a small influence on a process and a driving voltage. Its purpose is to.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 반도체메모리소자는 온도 변화에 영향받지 않는 고정된 주기의 고정-주기신호를 생성하기 위한 고정주기신호 생성수단; 주기생성신호에 응답하여 온도 변동에 따라 가변 주기를 갖는 가변-주기신호를 생성하기 위한 가변 주기신호 생성수단; 및 상기 가변-주기신호를, 리프레쉬 구동을 수행하도록 제어하는 리프레쉬-주기신호로 출력하되, 상기 가변-주기신호의 주기가 상기 고정-주기신호의 주기보다 길어지는 저온 상황에서 상기 고정-주기신호를 상기 리프레쉬-주기신호로 출력하기 위한 클림핑 수단을 구비한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a semiconductor memory device, comprising: a fixed period signal generating means for generating a fixed period signal having a fixed period which is not affected by temperature change; Variable period signal generation means for generating a variable-period signal having a variable period in response to a temperature change in response to the period generation signal; And outputting the variable-cycle signal as a refresh-cycle signal for controlling refresh driving, wherein the fixed-cycle signal is output in a low temperature situation in which the period of the variable-cycle signal is longer than the period of the fixed-cycle signal. And crimping means for outputting the refresh-period signal.
본 발명의 다른 측면에 따른 반도체메모리소자는 온도 변화에 영향받지 않는 고정된 주기의 고정-주기신호를 생성하기 위한 고정주기신호 생성수단; 주기생성신호에 응답하여 온도 변동에 따라 가변 주기를 갖는 가변-주기신호를 생성하기 위한 가변 주기신호 생성수단; 리프레쉬-커맨드에 응답하여 상기 가변-주기신호와 상기 고정-주기신호의 주기의 비교를 통해, 상기 가변-주기신호의 주기가 상기 고정-주기신호의 주기보다 길어지는 저온 상황을 감지하기 위한 저온 감지수단; 및 상기 가변-주기신호를 리프레쉬-주기신호로 출력하되, 상기 저온상황에서는 상기 고정-주기신호를 상기 리프레쉬-주기신호로 출력하며, 테스트신호의 활성화 시에는 항상 상기 가변-주기신호를 상기 리프레쉬-주기신호로 출력하기 위한 선택수단을 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor memory device comprising: fixed period signal generating means for generating a fixed period signal having a fixed period which is not affected by temperature change; Variable period signal generation means for generating a variable-period signal having a variable period in response to a temperature change in response to the period generation signal; Low temperature sensing for detecting a low temperature situation in which the period of the variable-cycle signal is longer than the period of the fixed-cycle signal by comparing the period of the variable-cycle signal and the fixed-cycle signal in response to a refresh-command. Way; And outputting the variable-period signal as a refresh-period signal, and outputting the fixed-period signal as the refresh-period signal in the low temperature situation, and always outputting the variable-period signal when the test signal is activated. And selecting means for outputting the periodic signal.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 반도체메모리소자의 구동 방법은 온도 변화에 영향받지 않는 고정된 주기의 고정-주기신호를 생성하는 단계; 주기생성신호에 응답하여 온도 변동에 따라 가변 주기를 갖는 가변-주기신호를 생성하는 단계; 및 상기 가변-주기신호를, 리프레쉬 구동을 수행하도록 제어하는 리프레쉬-주기신호로 출력하되, 상기 가변-주기신호의 주기가 상기 고정-주기신호의 주기보다 길어지는 저온 상황에서는 상기 고정-주기신호를 상기 리프레쉬-주기신호로 출력하는 신호 출력 단계를 포함한다.According to still another aspect of the present invention, there is provided a method of driving a semiconductor memory device, the method including: generating a fixed-cycle signal having a fixed period which is not affected by temperature change; Generating a variable-period signal having a variable period in response to a temperature change in response to the period generation signal; And outputting the variable-cycle signal as a refresh-cycle signal for controlling refresh driving, wherein the fixed-cycle signal is output in a low temperature situation in which the period of the variable-cycle signal is longer than the period of the fixed-cycle signal. And a signal output step of outputting the refresh-period signal.
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 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.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. do.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 셀프리프레쉬 주기 생성장치를 구비하는 반도체메모리소자의 블록 구성도이다.3 is a block diagram illustrating a semiconductor memory device including a cell refresh cycle generation device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 셀프리프레쉬 주기신호 생성장치는 온도 변화에 영향받지 않는 고정된 주기의 고정-주기신호(TC_OSC)를 생성하기 위한 고정주기신호 생성부(200)와, 주기생성신호(OSC_EN)에 응답하여 온도 변동에 의한 가변 주기를 갖는 가변-주기신호(TV_OSC)를 생성하기 위한 가변 주기신호 생성부(100)와, 가변-주기신호(TV_OSC)를 리프레쉬-주기신호(SREF_OSC)로 출력하되, 가변-주기신호(TV_OSC)가 고정-주기신호(TC_OSC)보다 긴 주기를 갖는 저온 상황에서 고정-주기신호(TC_OSC)를 리프레쉬-주기신호(SREF_OSC)로 출력하기 위한 클림핑부(300)를 구비한다.Referring to FIG. 3, the cell refresh period signal generation device according to the present invention includes a fixed period
그리고 클림핑부(300)는 리프레쉬-커맨드(SREF_P)에 응답하여 가변-주기신호(TV_OSC)와 고정-주기신호(TC_OSC)의 주기의 비교를 통해, 저온 상황을 감지하기 위한 저온 감지부(320, 340, 360)와, 가변-주기신호(TV_OSC)를 리프레쉬-주기신호(SREF_OSC)로 출력하고, 저온상황에서는 고정-주기신호(TC_OSC)를 리프레쉬-주기신호(SREF_OSC)를 출력하되, 테스트신호의 활성화 시에는 항상 가변-주기신호를 리프레쉬-주기신호(SREF_OSC)로 출력하기 위한 선택부(380)를 포함한다.In addition, the crimping
그리고 저온 감지부는 리프레쉬-커맨드(SREF_P)와 고정-주기신호(TC_OSC)를 인가받아 고정- 및 가변-주기신호의 주기를 비교하기 위한 주기비교의 시작점을 알리는 비교-구동신호(UPDT_P)를 출력하기 위한 비교구동 제어부(320)와, 비교-구동신호(UPDT_P)와 가변-주기신호(TV_OSC)를 인가받아 주기비교의 구간을 알리는 비교-구간신호(CMP)를 출력하기 위한 비교구간 설정부(340)와, 비교-구간신호(CMP) 동안 고정-주기신호(TC_OSC)의 인가 여부를 감지하여 저온 상황을 감지하여 저온-감지신호(CSTPB_P)를 생성하기 위한 감지부(360)를 포함한다.The low temperature sensing unit receives the refresh-command SREF_P and the fixed-cycle signal TC_OSC and outputs a comparison-drive signal UPDT_P indicating the starting point of the period comparison for comparing the periods of the fixed- and variable-cycle signals. A comparison
즉, 선택부(380)는 비교-구동신호(UPDT_P)와 저온-감지신호(CSTPB_P)와 테스트신호(CLD_ST_DIS)에 응답하여 가변-주기신호(TV_OSC)와 고정-주기신호(TC_OSC) 중 하나를 선택하여 리프레쉬-주기신호(SREF_OSC)로 출력한다.That is, the
참고적으로, 비교구동 제어부(320)는 카운터를 포함하여, 셀프리프레쉬의 진입을 알리는 리프레쉬-커맨드(SREF_P)에 응답하여 비교-구동신호(UPDT_P)를 활성화하며, 일정 간격으로 비교-구동신호(UPDT_P)를 활성화한다. 일정 간격으로 비교-구동신호(UPDT_P)를 생성하기 위해, 온도에 영향받지 않고 일정한 주기를 유지하는 고정-주기신호(TC_OSC)를 인가받는다. 이와 같이, 리프레쉬-커맨드(SREF_P)의 활성화에 응답하여 활성화되는 비교-구동신호(UPDT_P)는 가변-주기신호(TV_OSC)와 고정-주기신호(TC_OSC)의 활성화 시점을 동기 시킨다. 왜냐하면, 가변-주기신호(TV_OSC)와 고정-주기신호(TC_OSC)의 주기 길이를 측정하기 위해서는 두 신호의 시작점이 동일해야 하기 때문이다. 도면에는 도시되지 않았으나, 비교-구동신호(UPDT_P)가 고정주기신호 생성부와 가변주기신호 생성부에 인가되어 각 블럭을 리셋한다. 또한, 일정 간격으로 비교-구동신호(UPDT_P)가 활성화됨으로, 그 간격으로 가변-주기신호(TV_OSC)와 고정-주기신호(TC_OSC)의 주기 비교가 지속적으로 이뤄진다.For reference, the comparison driving
또한, 가변-주기신호(TV_OSC)는 온도가 하강함에 따라 비례적으로 주기가 늘어나는 신호이다.In addition, the variable-period signal TV_OSC is a signal in which the period increases proportionally as the temperature decreases.
또한, 저온 상황은 온도가 하강하여 가변-주기신호(TV_OSC)의 주기가 고정-주기신호(TC_OSC)의 주기보다 길어져, 리프레쉬의 오동작이 발생되는 경우이다.In addition, the low temperature situation is a case where the temperature of the variable-cycle signal TV_OSC is longer than the period of the fixed-cycle signal TC_OSC due to a temperature drop, resulting in a malfunction of the refresh.
한편, 전술한 본 발명의 반도체메모리소자는 리프레쉬-주기신호(SREF_OSC)에 대응되는 주기를 갖는 고정-주기신호(TC_OSC)와 가변-주기신호(TV_OSC)를 비교하여, 선택된 신호를 분주 없이 리프레쉬-주기신호(SREF_OSC)로 바로 출력한다. 이와 같이, 이미 분주된 신호를 비교하므로, 리프레쉬-주기신호(SREF_OSC)가 고정-주기신호(TC_OSC)로 클림핑되는 시점의 온도가 일정하다.Meanwhile, the semiconductor memory device of the present invention described above compares the fixed-period signal TC_OSC and the variable-period signal TV_OSC having a period corresponding to the refresh-period signal SREF_OSC to refresh the selected signal without division. Output directly to the periodic signal SREF_OSC. As such, since the divided signals are compared, the temperature at the time when the refresh-cycle signal SREF_OSC is crimped into the fixed-cycle signal TC_OSC is constant.
한편, 다음에서는 각 블록의 내부 회로도를 구체적으로 살펴보도록 한다.Meanwhile, the internal circuit diagram of each block will now be described in detail.
도 4는 도3의 비교구간 설정부(340)의 내부 회로도이다.4 is an internal circuit diagram of the comparison
도 4를 참조하면, 비교구간 설정부(340)는 비교-구동신호(UPDT_P)의 활성화로 부터 가변-주기신호(TV_OSC)의 활성화까지 자신의 출력신호를 활성화하기 위한 신호 입력부(322)와, 신호 입력부(322)의 출력신호를 반전 및 래치하기 위한 래치(324)와, 래치(324)의 출력신호를 반전시켜 비교-구간신호(CMP)로 출력하기 위한 인버터(I1)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the comparison
동작을 살펴보면, 비교구간 설정부(340) 내 신호 입력부(322)는 비교-구동신호(UPDT_P)의 활성화에 응답하여 출력신호를 활성화하고, 래치(324)는 이를 반전 및 저장하며, 인버터(I1)가 래치의 출력을 반전하여 비교-구간신호(CMP)로 출력한다. 이어, 가변-주기신호(TV_OSC)가 인가되면, 신호 입력부(322)와 래치(324)와 인버터에 의해 비교-구간신호(CMP)가 비활성화된다.Referring to the operation, the
전술한 바와 같이, 비교구간 설정부(340)는 비교-구동신호(UPDT_P)의 활성화로 부터 가변-주기신호(TV_OSC)의 활성화까지를, 활성화 구간으로 갖는 비교-구간신호(CMP)를 생성한다. 이때, 가변-주기신호(TV_OSC)의 활성화 시점이 비교-구동신호(UPDT_P)에 동기되므로, 비교-구간신호(CMP)의 활성화 구간은 가변-주기신호(TV_OSC)의 주기와 같다.As described above, the comparison
이와 같이, 가변-주기신호(TV_OSC)의 주기를 비교-구간신호(CMP)의 활성화 구간으로 이용하는 이유는, 비교-구간신호(CMP)의 활성화 동안 고정-주기신호(TC_OSC)가 인가되었는지 감지하여, 가변-주기신호(TV_OSC)의 주기가 고정-주기신호(TC_OSC)보다 더 길어졌는지를 확인할 수 있기 때문이다. 구체적으로 언급하면, 특정 온도 이전에는 비교-구간신호(CMP)의 활성화 영역이 고정-주기신 호(TC_OSC)의 주기보다 짧지만, 온도가 특정 레벨까지 하강하면 비교-구간신호(CMP)의 활성화 영역이 고정-주기신호(TC_OSC)의 주기보다 길어진다. 따라서, 특정 온도 이하로 하강하면, 비교-구간신호(CMP)의 활성화 동안 고정-주기신호(TC_OSC)의 인가가 감지된다.As such, the reason for using the period of the variable-period signal TV_OSC as the activation period of the comparison-period signal CMP is to detect whether the fixed-period signal TC_OSC is applied during the activation of the comparison-period signal CMP. This is because it is possible to check whether the period of the variable-period signal TV_OSC is longer than the fixed-period signal TC_OSC. Specifically, before the specific temperature, the activation region of the comparison interval signal CMP is shorter than the period of the fixed-cycle signal TC_OSC, but when the temperature drops to a certain level, the activation of the comparison interval signal CMP is activated. The area is longer than the period of the fixed-cycle signal TC_OSC. Therefore, if the temperature falls below a certain temperature, the application of the fixed-period signal TC_OSC is sensed during the activation of the comparison-period signal CMP.
도 5는 도 3의 감지부(360)의 내부 회로도이다.5 is an internal circuit diagram of the
도 5를 참조하면, 감지부(360)는 비교-구간신호(CMP)와 고정-주기신호(TC_OSC)를 입력으로 가져 저온-감지신호(CSTPB_P)로 출력하기 위한 낸드게이트(ND1)를 포함한다.Referring to FIG. 5, the
감지부(360)는 비교-구간신호(CMP)의 활성화 구간 동안 고정-주기신호(TC_OSC)가 활성화되면, 저온-감지신호(CSTPB_P)를 논리레벨 'L'로 활성화한다. 여기서, 비교-구간신호(CMP)는 가변-주기신호(TV_OSC)와 동일한 주기를 갖는다. 따라서, 비교-구간신호(CMP)의 활성화 동안 고정-주기신호(TC_OSC)가 인가됐다는 것은, 가변-주기신호(TV_OSC)의 주기가 고정-주기신호(TC_OSC)보다 길다는 것을 의미한다. 다시 언급하면, 온도의 하강으로 가변-주기신호(TV_OSC)의 주기가 길어져서, 고정-주기신호(TC_OSC)보다 더 긴 주기를 가진 것을 의미한다.The
즉, 감지부는 가변-주기신호(TV_OSC)의 주기가 고정-주기신호(TC_OSC)보다 길어지면, 저온-감지신호(CSTPB_P)를 활성화한다. 가변-주기신호(TV_OSC)의 주기가 짧은 경우에는 저온-감지신호(CSTPB_P)를 비활성화한다.That is, the sensing unit activates the low-temperature detection signal CSTPB_P when the period of the variable-cycle signal TV_OSC is longer than the fixed-cycle signal TC_OSC. If the period of the variable-cycle signal TV_OSC is short, the low-temperature detection signal CSTPB_P is deactivated.
도 6은 도 3의 선택부(380)의 내부 회로도이다.6 is an internal circuit diagram of the
도 6을 참조하면, 선택부(380)는 비교-구동신호(UPDT_P)에 응답하여 초기화 되고, 저온-감지신호(CSTPB_P)와 테스트신호(CLD_ST_DIS)에 응답하여 선택신호를 출력하기 위한 선택 제어부(382)와, 선택신호에 응답하여 가변-주기신호(TV_OSC) 또는 고정-주기신호(TC_OSC) 중 하나를 선택하여 리프레쉬-주기신호(SREF_OSC)로 출력하기 위한 제1 및 제2 트랜스퍼 게이트(TG1, TG2)를 포함한다.Referring to FIG. 6, the
그리고 선택 제어부(382)는 비교-구동신호(UPDT_P)에 응답하여 초기화되고, 저온-감지신호(CSTPB_P)를 인가받기 위한 감지신호 입력부(384)와, 감지신호 입력부(384)의 출력신호를 반전 및 래치하기 위한 래치(386)와, 테스트신호(CLD_ST_DIS)에 제어받아 래치(386)의 출력신호를 전달하여 선택신호로 출력하기 위한 출력 제어부(388)를 포함한다.The
다음에서는 선택부(380)의 동작을 살펴보도록 한다.Next, the operation of the
먼저, 저온-감지신호(CSTPB_P)와 테스트신호(CLD_ST_DIS)가 비활성화된 경우를 살펴보도록 한다.First, the case where the low-temperature detection signal CSTPB_P and the test signal CLD_ST_DIS are deactivated will be described.
감지신호 입력부(384)는 비교-구동신호(UPDT_P)의 인가 시 출력신호를 논리레벨 'L'로 초기화하고, 이어 저온-감지신호(CSTPB_P)의 비활성화에 응답하여 출력신호를 논리레벨 'L'로 활성화한다. 이어, 래치(386)는 감지신호 입력부의 출력신호를 반전하고 래치하여 논리레벨 'H'로 출력한다. 이어, 출력 제어부(388)는 테스트신호(CLD_ST_DIS)의 비활성화와 래치(386)의 출력신호에 응답하여 선택신호를 논리레벨 'H'로 출력한다. 이어, 제1 트랜스퍼 게이트(TG1)가 선택신호에 응답하여 가변-주기신호(TV_OSC)를 리프레쉬-주기신호(SREF_OSC)로 출력한다.The sensing
즉, 가변-주기신호(TV_OSC)가 고정-주기신호(TC_OSC)보다 긴 주기를 가져, 저온-감지신호(CSTPB_P)가 비활성화된 동안에는, 온도의 변동에 따라 가변되는 주기를 갖는 가변-주기신호(TV_OSC)가 리프레쉬-주기신호(SREF_OSC)로 선택되어 출력된다.That is, while the variable-cycle signal TV_OSC has a longer period than the fixed-cycle signal TC_OSC, and the low-temperature detection signal CSTPB_P is deactivated, the variable-cycle signal having a cycle that varies with temperature fluctuations ( TV_OSC) is selected as the refresh-cycle signal SREF_OSC and output.
또한, 온도의 하강으로, 저온-감지신호(CSTPB_P)가 활성화된 경우를 살펴보도록 한다. 이때, 테스트신호(CLD_ST_DIS)는 논리레벨 'L'로 비활성화된 것으로 가정한다.In addition, the case where the low-temperature detection signal CSTPB_P is activated due to the temperature decrease will be described. At this time, it is assumed that the test signal CLD_ST_DIS is deactivated to the logic level 'L'.
감지신호 입력부(384)는 비교-구동신호(UPDT_P)의 인가 시 출력신호를 논리레벨 'L'로 초기화하고, 이어 저온-감지신호(CSTPB_P)의 활성화에 응답하여 출력신호를 논리레벨 'H'로 활성화한다. 이어, 래치(386)는 감지신호 입력부(384)의 출력신호를 반전하고 래치하여 논리레벨 'L'로 출력한다. 이어, 출력 제어부(388)는 테스트신호(CLD_ST_DIS)의 비활성화와 래치(386)의 출력신호에 응답하여 선택신호를 논리레벨 'L'로 출력한다. 이어, 제2 트랜스퍼 게이트(TG2)가 선택신호에 응답하여 고정-주기신호(TC_OSC)를 리프레쉬-주기신호(SREF_OSC)로 출력한다.The sensing
전술한 바와 같이, 온도의 하강으로 가변-주기신호(TV_OSC)가 고정-주기신호(TC_OSC)의 주기보다 길어져 저온-감지신호(CSTPB_P)가 활성화되면, 선택부(380)는 고정-주기신호(TC_OSC)를 리프레쉬-주기신호(SREF_OSC)로 출력한다. 즉, 고정-주기신호(TC_OSC)를 셀프리프레쉬 신호로 출력하므로서, 온도의 하강으로 가변-주기신호(TV_OSC)의 주기가 길어져 리프레쉬가 정상적으로 수행되지 못하는 현상을 방지한다.As described above, when the variable-period signal TV_OSC is longer than the period of the fixed-period signal TC_OSC due to the temperature drop, and the low-temperature detection signal CSTPB_P is activated, the
또한, 테스트신호(CLD_ST_DIS)가 활성화되는 경우를 살펴보도록 한다.In addition, the case in which the test signal CLD_ST_DIS is activated will be described.
감지신호 입력부(384)가 비교-구동신호(UPDT_P)와 저온-감지신호(CSTPB_P)의 인가에 응답하여 출력신호를 출력하고, 래치(386)가 이를 반전 및 저장하여 출력한다. 그러나, 출력 제어부(388)는 래치의 출력이 'L' 또는 'H'인지에 관계없이, 테스트신호(CLD_ST_DIS)의 활성화에 응답하여 선택신호를 항상 논리레벨 'H'로 출력한다. 따라서, 제1 트랜스퍼 게이트(TG1)가 선택신호의 논리레벨 'H'에 응답하여, 가변-주기신호(TV_OSC)를 항상 리프레쉬-주기신호(SREF_OSC)로 출력한다.The sensing
즉, 테스트신호(CLD_ST_DIS)가 활성화되면, 온도가 하강되어 가변-주기신호(TV_OSC)의 주기가 고정-주기신호(TC_OSC)보다 길어진 경우에도 가변-주기신호(TV_OSC)를 리프레쉬-주기신호(SREF_OSC)로 출력한다. 이는 온도의 하강으로 셀프리프레쉬 페일이 발생되는 때의 가변-주기신호(TV_OSC)의 주기를 확인하기 위한 테스트모드에서 사용된다. 또한, 온도가 하강하면 셀프리프레쉬 간격을 늘리다가, 특정 온도에 이르면 리프레쉬의 수행 간격이 일정하게 유지되도록 하는 스톱퍼 동작을 사용하지 않고자 하는 경우에도, 테스트신호(CLD_ST_DIS)를 활성화하여 제어한다.That is, when the test signal CLD_ST_DIS is activated, even when the temperature decreases and the period of the variable-cycle signal TV_OSC becomes longer than the fixed-cycle signal TC_OSC, the refresh-cycle signal SREF_OSC is applied to the variable-cycle signal TV_OSC. ) This is used in the test mode for checking the period of the variable-period signal TV_OSC when the cell refresh fail occurs due to the temperature drop. In addition, when the temperature decreases, the cell refresh interval is increased, and the test signal CLD_ST_DIS is activated and controlled even when the stopper operation for maintaining the constant refresh interval is reached when a specific temperature is reached.
그러므로, 선택부(380)는 저온-감지신호(CSTPB_P)가 활성화되면 고정-주기신호(TC_OSC)를 리프레쉬-주기신호(SREF_OSC)로 출력하고, 비활성화 시에는 가변-주기신호(TV_OSC)를 리프레쉬-주기신호(SREF_OSC)로 출력한다. 또한, 테스트신호(CLD_ST_DIS)가 활성화되면, 고정-주기신호(TC_OSC)를 리프레쉬-주기신호(SREF_OSC)로 출력한다.Therefore, the
도 7은 도 3 내지 도 6에 도시된 본 발명의 동작 파형도로서, 특히 온도의 하강으로 가변-주기신호(TV_OSC)의 주기가 고정-주기신호(TC_OSC)의 주기보다 길어지는 경우에 따른 구동이다.7 is an operation waveform diagram of the present invention shown in FIGS. 3 to 6, in particular, driving when the period of the variable-period signal TV_OSC becomes longer than the period of the fixed-period signal TC_OSC due to the temperature drop. to be.
도면에 도시된 바와 같이, 't1' 시점에 리프레쉬-커맨드(SREF_P)의 인가로 비교구동 제어부(320)가 비교-구동신호(UPDT_P)를 활성화한다. 이어, 비교구간 설정부(340)가 비교-구동신호(UPDT_P)에 응답하여 비교-구간신호(CMP)를 활성화한다. 여기서, 비교-구간신호(CMP)는 가변-주기신호(TV_OSC)가 인가되는, 't3' 시점에 비활성화된다.As shown in the figure, the comparison driving
이어, 감지부(360)가 비교-구간신호(CMP)가 활성화 되어있는 't2'시점에 고정-주기신호(TC_OSC)가 인가되는 것을 감지하여, 저온-감지신호(CSTPB_P)를 활성화한다. 앞서 언급한 바와 같이, 온도의 하강으로 가변-주기신호(TV_OSC)의 주기가 더 길어지므로, 비교-구간신호(CMP)의 활성화 구간에서 고정-주기신호(TC_OSC)가 인가된다.Subsequently, the
이어, 선택부(380)는 저온-감지신호(CSTPB_P)에 응답하여 고정-주기신호(TC_OSC)를 리프레쉬-주기신호(SREF_OSC)로 출력한다. 즉, 고정-주기신호(TC_OSC)가 갖는 주기 간격으로 리프레쉬-주기신호(SREF_OSC)가 활성화된다.Next, the
이후, 비교구동 제어부(320)는 첫번째 비교-구동신호(UPDT_P)의 활성화로부터 일정 간격 후인, 't4' 시점에 새로이 비교-구동신호(UPDT_P)를 활성화한다. 이때, 비교-구동신호(UPDT_P)의 활성화 시점이 고정-주기신호(TC_OSC)와 같지 않도록 하기 위해, 고정-주기신호(TC_OSC)의 주기만큼의 지연시간을 갖고 활성화된다. 만약, 지연시간이 없이 비교-구동신호(UPDT_P)가 활성화되면 비교-구동신호(UPDT_P) 와 고정-주기신호(TC_OSC)의 활성화 시점이 같아져, 가변-주기신호(TV_OSC)의 주기가 고정-주기신호(TC_OSC)의 주기보다 긴지 또는 짧은지와 관계없이 항상 저온-감지신호(CSTPB_P)가 활성화되어 오동작하게 된다.Thereafter, the comparison driving
이어, 비교-구동신호(UPDT_P)에 의한 비교구간 설정부(340) 등의 동작은 전술한 과정과 동일하므로, 구체적으로 언급하지 않는다.Subsequently, the operation of the comparison
이와 같이, 본 발명에 따른 셀프리프레쉬 주기신호 생성장치를 구비하는 반도체메모리소자는 리프레쉬-주기신호로 출력 가능한 주기를 갖는 가변-주기신호와 고정-주기신호를 비교함으로써, 공정 과정 또는 온도 등에 영향받지 않고 클림핑되는 시점의 주기가 일정하다. 다시 언급하면, 종래에는 기본-주기신호를 비교하여 선택한 뒤, 이를 다시 분주하여 리프레쉬-주기신호를 생성하였기 때문에, 온도 또는 공정과정 등에 영향받아 클림핑되는 시점의 온도가 달랐던 반면, 본 발명은 최종 주기를 비교하여 클림핑하기 때문에 일정한 온도에서 클림핑 동작이 수행된다.As described above, the semiconductor memory device including the cell refresh period signal generation device according to the present invention is not affected by the process or temperature by comparing the variable-period signal with the fixed-period signal having a period capable of being output as the refresh-period signal. The period of time when crimping without is constant. In other words, in the related art, since the base-cycle signal was selected by comparing and then divided again to generate a refresh-cycle signal, the temperature at the time of crimping was different due to the temperature or the process and the like. Since the cycles are compared and crimped, the crimping operation is performed at a constant temperature.
한편, 전술한 본 발명은 셀프리프레쉬의 주기를 온도에 따라 조절하는 경우만을 예시하였으나, 본 발명의 사상은 셀프리프레쉬를 온도에 따라 가변시키는 다른 모든 블록에도 적용 가능하다.Meanwhile, the present invention described above only illustrates a case in which the period of the cell refresh is adjusted according to the temperature, but the idea of the present invention is applicable to all other blocks for varying the cell refresh according to the temperature.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those of ordinary knowledge.
전술한 본 발명은 최종 주기를 비교함으로써, 일정한 온도에서 리프레쉬-주기신호의 주기가 클림핑 되어, 소자의 안정적인 구동을 보장한다.In the present invention described above, by comparing the final period, the period of the refresh-period signal is crimped at a constant temperature, thereby ensuring stable driving of the device.
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- 2006-09-29 KR KR1020060096524A patent/KR100832006B1/en not_active IP Right Cessation
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