KR100968157B1 - Power supply circuit and semiconductor memory device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 메모리 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 외부전압의 레벨 변동에도 센스앰프의 오버드라이빙 동작이 안정적으로 수행될 수 있도록 한 전압 공급 회로 및 이를 이용한 반도체 메모리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly, to a voltage supply circuit and a semiconductor memory device using the same so that the overdriving operation of the sense amplifier can be stably performed even when the level of the external voltage is changed.
컴퓨터 시스템이나 전자통신분야 등의 기술 진보에 따라 정보의 저장을 위해 사용되는 반도체 메모리 장치는 점차로 저가격화, 소형화 및 대용량화되어 가고 있으며, 아울러 에너지 효율에 대한 요구 또한 커지고 있어 불필요한 전류의 소모를 억제하는 방향으로 반도체 장치에 대한 기술개발이 이루어지고 있다.With the advancement of technology in computer systems and electronic communication fields, semiconductor memory devices used for storing information are becoming increasingly lower in cost, smaller in size, and larger in capacity, and the demand for energy efficiency is also increasing. In the direction of the development of technology for semiconductor devices is being made.
일반적으로, 디램(DRAM) 소자의 데이터를 저장하는 셀 어레이는 그물 모양으로 연결되어 있는 워드라인과 비트라인에 하나의 NMOS 트랜지스터와 커패시터(capacitor)로 구성된 많은 셀들이 각각 접속되어 있는 구조이다. In general, a cell array that stores data of a DRAM device has a structure in which many cells each consisting of one NMOS transistor and a capacitor are connected to word lines and bit lines connected in a mesh shape.
일반적인 디램 소자의 동작을 간단히 살펴보기로 한다.The operation of a typical DRAM device will be briefly described.
먼저, 디램소자를 동작시키는 주 신호인 라스(/RAS) 신호가 액티브 상태(로우)로 변하면서 로우 어드레스 버퍼(row address buffer)로 입력되는 어드레스 신 호를 받아들이고, 이 때에 받아들인 로우 어드레스 신호들을 디코딩하여 셀 어레이의 워드라인 중에서 하나를 선택하는 로우 디코딩(row decoding) 동작이 이루어진다.First, the Ras (/ RAS) signal, which is the main signal for operating the DRAM element, changes to an active state (low), receives an address signal input to a row address buffer, and receives the row address signals received at this time. A row decoding operation of decoding and selecting one of the word lines of the cell array is performed.
이 때 선택된 워드라인에 연결되어 있는 셀들의 데이터가 비트라인 및 상보 비트라인으로 된 비트라인쌍(BL,/BL)에 실리게 되면, 센스 앰프의 동작시점을 알리는 센스앰프 인에이블 신호가 인에이블되어 로우 어드레스에 의하여 선택된 셀 블럭의 센스앰프 구동회로를 구동시키게 된다. 그리고, 센스앰프 구동회로에 의해 센스 앰프 바이어스 전위는 각각 코어전위(VCORE)와 접지전위(VSS)로 천이되어 센스앰프를 구동시키게 된다. 상기 센스앰프가 동작을 시작하면 미세한 전위차를 유지하고 있던 비트 라인쌍(BL,/BL)이 큰 전위차로 천이되고, 그 이후에 컬럼 어드레스에 의하여 선택된 컬럼 디코더는 비트 라인의 데이터를 데이터 버스 라인으로 전달하여 주는 컬럼 전달 트랜지스터를 턴-온시킴으로써 비트라인쌍(BL,/BL)에 전달되어 있던 데이터를 데이터 버스 라인(DB,/DB)으로 전달하여 소자 외부로 출력하게 된다.At this time, if the data of cells connected to the selected word line is loaded on the bit line pair BL, / BL consisting of the bit line and the complementary bit line, the sense amplifier enable signal indicating the operation time of the sense amplifier is enabled. As a result, the sense amplifier driving circuit of the cell block selected by the row address is driven. The sense amplifier bias potential is shifted to the core potential VCORE and the ground potential VSS by the sense amplifier driving circuit, respectively, to drive the sense amplifier. When the sense amplifier starts to operate, the bit line pairs BL and / BL, which have maintained a small potential difference, are shifted to a large potential difference. Then, the column decoder selected by the column address converts the data of the bit line into the data bus line. By turning on the transferred column transfer transistor, the data transferred to the bit line pair BL and / BL is transferred to the data bus lines DB and / DB and output to the outside of the device.
즉, 이러한 동작에서 비트라인쌍(BL,/BL)은 반도체 메모리 소자가 동작을 시작하기 전의 대기 모드시에는 1/2 VCORE로 프리차지되어 있다가 소자가 동작되면 셀의 데이터가 전달되어 미세한 전위차를 갖는 다른 전위로 변하게 된다. 그리고, 이 상태에서 센스 앰프가 동작을 시작하게 되면 미세한 전위차를 유지하고 있던 비트라인쌍(BL,/BL)의 전위는 각각 코어전위(VCORE)와 접지전위(VSS)로 변하게 된다. 이렇게 증폭된 비트 라인의 데이터가 컬럼 디코더 출력신호(yi)에 의해 데이터 버 스라인(DB,/DB)으로 전달되게 되는 것이다.That is, in such an operation, the bit line pairs BL and / BL are precharged to 1/2 VCORE in the standby mode before the semiconductor memory device starts to operate. Is changed to another potential having When the sense amplifier starts to operate in this state, the potentials of the bit line pairs BL and / BL, which have maintained a small potential difference, change to the core potential VCORE and the ground potential VSS, respectively. The amplified bit line data is transferred to the data bus lines DB and / DB by the column decoder output signal yi.
그런데, 상기에서 센스앰프가 코어전압인 내부전압(VCORE)을 인가받아 그 동작을 개시하는 시점에서는 갑자기 많은 전류가 소요됨으로 인하여, 내부전압(VCORE)이 급격하게 하강하는 현상이 발생하게 된다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 센스앰프가 동작을 시작하는 시점에 외부전압단과 코어전압단을 단락시켜 코어전압단으로 외부전압을 공급하는 방법이 널리 적용되어 왔는데, 이를 센스앰프 오버드라이빙이라 한다.However, when the sense amplifier receives the internal voltage VCORE, which is the core voltage, and starts the operation, a large amount of current is suddenly consumed, which causes the internal voltage VCORE to drop rapidly. Therefore, in order to solve this problem, a method of supplying an external voltage to the core voltage terminal by shorting the external voltage terminal and the core voltage terminal at the time when the sense amplifier starts operation has been widely applied. This is called sense amplifier overdriving.
한편, 최근 들어 반도체 메모리 장치의 저전력 구현을 위해 외부전원 레벨을낮추는 경향이 있으며, 이에 따라 외부전압 레벨과 코어전압 레벨의 차가 좁혀졌다. 따라서, 외부전압 레벨이 내외부 요인에 의해 변동되어 코어전압 레벨보다 낮아지는 레벨 역전 현상이 일어나는 경우 외부전압으로 구동되는 오버드라이빙 구간의 구동력이 코어전압에 의해 구동되는 노멀 드라이빙 구간의 구동력보다 떨어지는 문제점이 발생한다.On the other hand, in recent years, there is a tendency to lower the external power level for low power implementation of the semiconductor memory device, thereby narrowing the difference between the external voltage level and the core voltage level. Therefore, when a level reversal phenomenon occurs in which the external voltage level is changed by internal and external factors and becomes lower than the core voltage level, the driving force of the overdriving section driven by the external voltage is lower than that of the normal driving section driven by the core voltage. Occurs.
따라서, 본 발명은 외부전압이 코어전압보다 낮은 레벨일 경우 코어전압보다 높은 레벨로 생성된 내부전압을 오버드라이빙 전압으로 공급함으로써, 외부전압의 레벨 변동에도 오버드라이빙 동작을 안정적으로 수행할 수 있도록 한 전압 공급 회로 및 이를 이용한 반도체 메모리 장치를 개시한다.Therefore, when the external voltage is lower than the core voltage, the present invention supplies the internal voltage generated at the level higher than the core voltage as the overdriving voltage, thereby stably performing the overdriving operation even when the external voltage level is changed. A voltage supply circuit and a semiconductor memory device using the same are provided.
이를 위해 본 발명은 외부전압 및 제1 내부전압을 비교하여 비교신호를 생성하는 전압 비교부, 상기 제1 내부전압보다 레벨이 높은 제2 내부전압을 생성하는 내부전압 생성부, 상기 비교신호에 응답하여 상기 외부전압 및 제2 내부전압 중 어느 한 전압을 선택하여 오버드라이빙전압으로 출력하는 전압선택부 및 오버드라이빙 제어신호에 응답하여 상기 오버드라이빙전압을 센스앰프의 제1 전원라인에 공급하는 제1 스위치를 포함하는 전원 공급 회로를 제공한다.To this end, the present invention is a voltage comparison unit for generating a comparison signal by comparing the external voltage and the first internal voltage, an internal voltage generation unit for generating a second internal voltage higher than the first internal voltage, the response to the comparison signal A voltage selector configured to select one of the external voltage and the second internal voltage to output the overdriving voltage, and to supply the overdriving voltage to the first power line of the sense amplifier in response to an overdriving control signal. It provides a power supply circuit including a switch.
본 발명에서, 상기 제1 내부전압은 코어전압인 것이 바람직하다.In the present invention, the first internal voltage is preferably a core voltage.
본 발명에서, 상기 비교신호는 상기 외부전압 레벨이 상기 제1 내부전압 레벨보다 낮은 경우 인에이블되는 것이 바람직하다.In the present invention, the comparison signal is preferably enabled when the external voltage level is lower than the first internal voltage level.
본 발명에서, 상기 전압 선택부는 상기 비교신호가 인에이블되는 경우 상기 제2 내부전압을 상기 오버드라이빙 전압으로 전달하는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the voltage selector transfers the second internal voltage to the overdriving voltage when the comparison signal is enabled.
본 발명에서, 상기 전압 비교부는 상기 외부전압 레벨과 상기 제1 내부전압 레벨을 비교하여 출력신호를 생성하는 비교부와, 상기 비교부의 출력신호를 버퍼링하여 상기 비교신호를 생성하는 버퍼부를 포함한다.The voltage comparator includes a comparator configured to generate an output signal by comparing the external voltage level with the first internal voltage level, and a buffer to buffer the output signal of the comparator to generate the comparison signal.
본 발명에서, 상기 내부전압 생성부는 상기 제2 내부전압 레벨이 기준전압 레벨보다 낮은 경우 인에이블되는 제어신호를 생성하는 제어신호 생성부와, 상기 제어신호에 응답하여 주기신호를 출력하는 오실레이터와, 상기 주기신호에 응답하여 상기 내부전압을 펌핑하는 전압 펌핑부를 포함한다.In an embodiment of the present invention, the internal voltage generator may include a control signal generator configured to generate a control signal enabled when the second internal voltage level is lower than a reference voltage level, an oscillator configured to output a periodic signal in response to the control signal; And a voltage pumping part configured to pump the internal voltage in response to the periodic signal.
본 발명에서, 상기 기준전압은 상기 제1 내부전압 레벨 이상으로 설정되는 것이 바람직하다.In the present invention, the reference voltage is preferably set above the first internal voltage level.
본 발명에서, 상기 전압 선택부는 상기 비교신호에 응답하여, 상기 외부전압을 상기 오버드라이빙 전압으로 출력하는 제1 스위치소자와, 상기 비교신호에 응답하여, 상기 제2 내부전압을 상기 오버드라이빙 전압으로 출력하는 제2 스위치소자를 포함한다.In an embodiment, the voltage selector is configured to output the external voltage as the overdriving voltage in response to the comparison signal, and the second internal voltage as the overdriving voltage in response to the comparison signal. And a second switch element for outputting.
본 발명에서, 상기 제1 스위치소자 및 제2 스위치소자는 상기 비교신호에 응답하여 선택적으로 턴-온되는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the first switch element and the second switch element are selectively turned on in response to the comparison signal.
또한, 본 발명은 외부전압 레벨이 제1 내부전압 레벨보다 낮은 경우, 상기 제1 내부전압보다 레벨이 높은 제2 내부전압을 출력하는 전압공급회로, 오버드라이빙 제어신호에 응답하여 상기 제2 내부전압을 오버드라이빙전압으로 출력하는 제1 스위치, 정상동작 제어신호에 응답하여 상기 제1 내부전압을 정상동작전압으로 출력하는 제2 스위치 및 상기 오버드라이빙전압을 전달받아 오버드라이빙 동작을 수행하고, 상기 정상동작전압을 전달받아 정상동작을 수행하는 센스앰프를 포함하는 반도체 메모리 장치를 제공한다.The present invention also provides a voltage supply circuit for outputting a second internal voltage higher than the first internal voltage when the external voltage level is lower than the first internal voltage level, the second internal voltage in response to an overdriving control signal. Is a first switch outputting an overdriving voltage, a second switch outputting the first internal voltage as a normal operating voltage in response to a normal operation control signal, and the overdriving voltage is received, and performs an overdriving operation. Provided is a semiconductor memory device including a sense amplifier configured to receive an operating voltage and perform a normal operation.
본 발명에서, 상기 제1 내부전압은 코어전압인 것이 바람직하다.In the present invention, the first internal voltage is preferably a core voltage.
본 발명에서, 상기 전압 공급 회로는 상기 외부전압 및 제1 내부전압을 비교하여 비교신호를 생성하는 전압 비교부와, 상기 제1 내부전압보다 높은 레벨을 갖는 제2 내부전압을 생성하는 내부전압 생성부와, 상기 비교신호에 응답하여, 상기 외부전압 또는 제2 내부전압을 센스앰프의 오버드라이빙 전압으로 선택적으로 공급하는 전압 선택부를 포함한다.In an embodiment of the present invention, the voltage supply circuit may include a voltage comparator configured to compare the external voltage and the first internal voltage to generate a comparison signal, and generate an internal voltage to generate a second internal voltage having a level higher than the first internal voltage. And a voltage selector configured to selectively supply the external voltage or the second internal voltage as an overdriving voltage of a sense amplifier in response to the comparison signal.
본 발명에서, 상기 비교신호는 상기 외부전압 레벨이 상기 제1 내부전압 레벨보다 낮은 경우 인에이블되는 것이 바람직하다.In the present invention, the comparison signal is preferably enabled when the external voltage level is lower than the first internal voltage level.
본 발명에서, 상기 전압 선택부는 상기 비교신호가 인에이블되는 경우 상기 제2 내부전압을 상기 오버드라이빙 전압으로 전달하는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the voltage selector transfers the second internal voltage to the overdriving voltage when the comparison signal is enabled.
본 발명에서, 상기 전압 비교부는 상기 외부전압 레벨과 상기 제1 내부전압 레벨을 비교하여 출력신호를 생성하는 비교부와, 상기 비교부의 출력신호를 버퍼링하여 상기 비교신호를 생성하는 버퍼부를 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, the voltage comparison unit includes a comparison unit for generating an output signal by comparing the external voltage level and the first internal voltage level, and a buffer unit for buffering the output signal of the comparison unit to generate the comparison signal. desirable.
본 발명에서, 상기 내부전압 생성부는 상기 제2 내부전압 레벨이 기준전압 레벨보다 낮은 경우 인에이블되는 제어신호를 생성하는 제어신호 생성부와, 상기 제어신호에 응답하여 주기신호를 출력하는 오실레이터와, 상기 주기신호에 응답하여 상기 내부전압을 펌핑하는 전압 펌핑부를 포함한다.In an embodiment of the present invention, the internal voltage generation unit may include a control signal generation unit generating a control signal enabled when the second internal voltage level is lower than a reference voltage level, an oscillator outputting a periodic signal in response to the control signal; And a voltage pumping part configured to pump the internal voltage in response to the periodic signal.
본 발명에서, 상기 기준전압은 상기 제1 내부전압 레벨 이상으로 설정되는 것이 바람직하다.In the present invention, the reference voltage is preferably set above the first internal voltage level.
본 발명에서, 상기 전압 선택부는 상기 비교신호에 응답하여, 상기 외부전압을 상기 오버드라이빙 전압으로 출력하는 제1 스위치소자와, 상기 비교신호에 응답하여, 상기 제2 내부전압을 상기 오버드라이빙 전압으로 출력하는 제2 스위치소자를 포함한다.In an embodiment, the voltage selector is configured to output the external voltage as the overdriving voltage in response to the comparison signal, and the second internal voltage as the overdriving voltage in response to the comparison signal. And a second switch element for outputting.
본 발명에서, 상기 제1 스위치소자 및 제2 스위치소자는 상기 비교신호에 응답하여 선택적으로 턴-온되는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the first switch element and the second switch element are selectively turned on in response to the comparison signal.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 권리 보호 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These embodiments are only for illustrating the present invention, and the scope of rights of the present invention is not limited by these embodiments.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치를 도시한 블럭도이다.1 is a block diagram illustrating a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.
본 실시예에 따른 반도체 메모리 장치는 도1에 도시된 바와 같이, 전압 공급 회로(1) 및 센스 앰프 회로(2)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, the semiconductor memory device according to the present embodiment includes a
전압 공급 회로(1)는 전압 비교부(10), 내부전압 생성부(12) 및 전압 선택부(14)를 포함하여 구성된다.The
전압 비교부(10)는 도2에 도시된 바와 같이, 일반적인 차동증폭회로로 구성되며 외부전압(VDD) 및 코어전압(VCORE)을 비교하여 노드(nd1)를 구동하는 제1 비교부(100)와, 노드(nd1)의 신호를 버퍼링하여 비교신호(/COM)를 생성하는 제1 버퍼부(102)를 포함한다. 여기서, 비교신호(/COM)는 외부전압(VDD) 레벨이 코어전압(VCORE) 레벨보다 낮은 경우 로우레벨로 인에이블된다.As shown in FIG. 2, the
내부전압 생성부(12)는 도3에 도시된 바와 같이, 제어신호 생성부(120), 오실레이터(125) 및 전압 펌핑부(130)를 포함하여 구성된다.As illustrated in FIG. 3, the
제어신호 생성부(120)는 도4에 도시된 바와 같이, 일반적인 차동증폭회로로 구성되며 내부전압(VIN) 및 기준전압(VREF)를 비교하여 노드(nd2)를 구동하는 제2 비교부(121)와, 노드(nd2)의 신호를 반전시켜 제어신호(CS)를 생성하는 인버터(IV3)를 포함하여 구성된다. 제어신호(CS)는 내부전압(VIN) 레벨이 기준전압(VREF) 레벨보다 낮은 경우 하이레벨로 출력된다. 여기서, 기준전압(VREF)은 최 소한 코어전압(VCORE) 레벨보다 높게 설정된다.As shown in FIG. 4, the
오실레이터(125)는 제어신호(CS)에 응답하여 토글링되는 주기신호(OSC)를 생성하며, 도5에 도시된 바와 같이, 제어신호(CS)에 응답하여 주기신호(OSC)를 반전 버퍼링하여 출력하는 제2 버퍼부(126)와, 제어신호(CS)의 반전신호에 응답하여 제2 버퍼부(126)의 출력신호를 반전 버퍼링하여 출력하는 제3 버퍼부(127)와, 제3 버퍼부(127)의 출력신호를 반전 버퍼링하여 주기신호(OSC)를 출력하는 제4 버퍼부(128)를 포함하여 구성된다. 여기서, 내부전압(VIN) 레벨이 기준전압(VREF) 레벨보다 낮은 상태, 즉, 제어신호(CS)의 하이 인에이블 구간에서 NMOS트랜지스터(N5)와 PMOS트랜지스터(P5)가 턴-온되어 주기신호(OSC)는 토글링된다.The
제2 버퍼부(126)는 제어신호(CS)에 응답하여 턴-온되는 NMOS트랜지스터(N5)와, 주기신호(OSC)에 응답하여 선택적으로 턴-온되는 NMOS트랜지스터(N6) 및 PMOS트랜지스터(P6)를 포함한다.The
제3 버퍼부(127)는 제어신호(CS)의 반전신호에 응답하여 턴-온되는 PMOS트랜지스터(P5), 제2 버퍼부(126)의 출력신호에 응답하여 선택적으로 턴-온되는 NMOS트랜지스터(N7) 및 PMOS트랜지스터(P7)를 포함한다.The
제4 버퍼부(128)는 인버터(IV5,IV6,IV7) 체인으로 이루어진다.The
전압 펌핑부(130)는 주기신호(OSC)가 토글링되는 동안 내부전압(VIN)을 펌핑하며, 도6에 도시된 바와 같이, 주기신호(OSC)에 응답하여 노드(nd5)를 구동하는 구동부(131)와, 노드(nd5) 및 노드(nd6)를 커플링시키는 커패시터(C1)와, 주기신호(OSC)에 응답하여 턴-온되는 NMOS트랜지스터(N10) 및 NMOS트랜지스터(N11)와, NMOS트랜지스터(N11)를 통해 노드(nd6)의 전하를 저장하는 커패시터(C2)를 포함하여 구성된다.The
좀 더 구체적으로, 주기신호(OSC)가 로우레벨로 토글링되는 경우 노드(nd5)가 풀업 구동되어 외부전압(VDD) 레벨이 되면, 노드(nd6)는 커패시터(C1)를 통해 노드(nd5)와 커플링되어 외부전압(VDD) 레벨의 2배가 된다. 소정 구간 경과 후, 주기신호(OSC)가 하이레벨로 토글링되는 경우 NMOS트랜지스터(N10) 및 NMOS트랜지스터(N11)가 턴-온되어 커패시터(C2)에는 외부전압(VDD) 레벨의 2배인 전하가 저장되므로, 내부전압(VIN)은 커패시터(C2)의 전하에 의해 펌핑된다. 이러한 동작이 주기신호(OSC)가 토글링되는 동안 반복된다. 이와 같이, 내부전압 생성부(12)는 내부전압(VIN) 레벨이 기준전압(VREF) 레벨에 이를때까지 펌핑을 수행한다.More specifically, when the node nd5 is pulled up and becomes the external voltage VDD level when the periodic signal OSC is toggled to the low level, the node nd6 is connected to the node nd5 through the capacitor C1. Is coupled to twice the external voltage (VDD) level. After a predetermined period, when the periodic signal OSC is toggled to the high level, the NMOS transistor N10 and the NMOS transistor N11 are turned on so that the capacitor C2 has a charge twice the level of the external voltage VDD. Since it is stored, the internal voltage VIN is pumped by the charge of the capacitor C2. This operation is repeated while the periodic signal OSC is toggled. As such, the
한편, 전압 선택부(14)는 비교신호(/COM)에 따라 외부전압(VDD)과 내부전압(VIN) 중 어느 하나를 센스 앰프 회로(2)의 오버드라이빙 동작을 위한 소스전압(VS)으로 출력하며, 도7에 도시된 바와 같이, 전압 비교부(10)의 비교신호(/COM)에 응답하여 외부전압(VDD)을 소스전압(VS)으로 출력하는 NMOS트랜지스터(N12)와, 비교신호(/COM)의 반전신호에 응답하여 내부전압(VIN)을 소스전압(VS)으로 출력하는 NMOS트랜지스터(N13)를 포함하여 구성된다. 여기서, 소스전압(VS)은 센스 앰프 회로(2)의 오버드라이빙 전압으로 전달되는 전압으로, 외부전압(VDD) 레벨이 코어전압(VCORE) 레벨보다 낮은 경우 비교신호(/COM)는 로우 인에이블되므로, 코어전압(VCORE)보다 높은 레벨을 갖는 내부전압(VIN)이 소스전압(VS)으로 센스 앰프 회로(2)에 전달된다.Meanwhile, the
한편, 센스 앰프 회로(2)는 도8에 도시된 바와 같이, 구동제어부(21) 및 센싱부(22)로 구성된다.On the other hand, the
구동제어부(21)는 오버드라이빙 제어신호(OVD)에 응답하여 외부전압 단과 센싱부(22)의 RTO라인(RTO)을 연결하기 위한 제1 스위치로 동작하는 NMOS트랜지스터(N20)와, 정상동작 제어신호(NV)에 응답하여 코어전압 단과 센싱부(22)의 RTO라인(RTO)을 연결하기 위한 제2 스위치로 동작하는 NMOS트랜지스터(N21)와, 접지전압 제어신호(SAEN)에 응답하여 접지전압 단과 센싱부(22)의 SB라인(SB)을 연결하는 NMOS트랜지스터(N22)를 포함하여 구성된다. 또한, 구동제어부(21)에는 센스 앰프 인에이블신호(SAEB)가 디스에이블되는 경우 비트라인 이퀄라이저신호(BLEQ)에 응답하여 RTO라인(RTO)과 SB라인(SB)을 프리차지전압(VBLP)으로 프리차지하기 위한 NMOS트랜지스터(N23,N24,N25)가 구비된다. 비트라인 이퀄라이저 신호(BLEQ)는 센스 앰프 인에이블신호(SAEB)가 디스에이블된 상태에서 RTO라인(RTO)과 SB라인(SB)의 레벨을 동일하게 유지하여 센싱부(22)의 구동을 방지하기 위한 신호이다.The driving
센싱부(22)는 일반적인 크로스 커플드 래치(cross coupled latch) 회로로 구성되며, RTO라인(RTO) 및 SB라인(SB)이 프리차지된 상태에서는 센싱 동작을 수행하지 않다가 SB라인(SB)을 통해 접지전압(VSS)이 공급되고, RTO라인(RTO)을 통해 소스전압(VS) 또는 코어전압(VCORE)이 공급되면서 양 단의 전위차가 발생하여 비트라인 쌍(BL,/BL)을 센싱한다.The
이와 같이 구성된 본 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 동작을 외부전압(VDD) 레벨이 코어전압(VCORE) 레벨보다 큰 경우와 외부전압(VDD) 레벨이 코어전 압(VCORE) 레벨보다 낮은 경우로 구분하여 설명하면 다음과 같다.The operation of the semiconductor memory device according to the present exemplary embodiment configured as described above is divided into a case where the external voltage VDD level is greater than the core voltage VCORE level and a case where the external voltage VDD level is lower than the core voltage VVCORE level. The description is as follows.
먼저, 외부전압(VDD) 레벨이 코어전압(VCORE) 레벨보다 높은 경우 전압 비교부(10)의 노드(nd1)는 하이레벨이 되어 비교신호(/COM)는 하이레벨로 생성된다. 이에 따라, 전압 선택부(14)의 NMOS트랜지스터(N12)가 하이레벨의 비교신호(/COM)에 응답하여 턴-온됨에 따라 외부전압(VDD)이 소스전압(VS)으로 출력된다. 이후, 오버드라이빙 제어신호(OVD)가 하이레벨로 인에이블되어 센스 앰프 회로(2)의 오버드라이빙 동작이 개시되면, 구동제어부(21)의 NMOS트랜지스터(N20)는 하이레벨의 오버드라이빙 제어신호(OVD)에 응답하여 턴-온되므로, RTO라인(RTO)은 외부전압(VDD) 레벨로 구동된다. 즉, 센스 앰프 회로(2)는 외부전압(VDD) 레벨로 오버드라이빙 동작을 수행한다.First, when the external voltage VDD level is higher than the core voltage VCORE level, the node nd1 of the
다음, 외부전압(VDD) 레벨이 코어전압(VCORE) 레벨보다 낮은 경우 전압 비교부(10)의 노드(nd1)는 로우레벨로 구동되어 비교신호(/COM)는 로우레벨로 인에이블된다. 이때, 내부전압 생성부(12)는 기준전압(VREF) 레벨로 펌핑된 내부전압(VIN)을 전압 선택부(14)로 전달하고, 전압 선택부(14)의 NMOS트랜지스터(N13)는 비교신호(/COM)의 반전신호에 응답하여 턴-온됨에 따라 내부전압(VIN)이 소스전압(VS)으로서 출력된다. 이후, 오버드라이빙 제어신호(OVD)가 하이레벨로 인에이블되어 센스 앰프 회로(2)의 오버드라이빙 동작이 개시되면, 구동제어부(21)의 NMOS트랜지스터(N20)는 하이레벨의 오버드라이빙 제어신호(OVD)에 응답하여 턴-온되므로, RTO라인(RTO)은 내부전압(VIN) 레벨로 구동된다. 즉, 센스 앰프 회로(2)는 내부전압(VIN) 레벨로 오버드라이빙 동작을 수행한다. 여기서, 내부전압(VIN)은 코어전 압(VCORE) 레벨 이상으로 펌핑되므로, 센스 앰프 회로(2)는 코어전압(VCORE)보다 높은 레벨로 오버드라이빙을 수행하게 된다.Next, when the external voltage VDD level is lower than the core voltage VCORE level, the node nd1 of the
이상을 정리하여 본 실시예에 따른 전원 공급 회로(1)는 외부전압(VDD) 레벨이 코어전압(VCORE) 레벨보다 높은 경우에는 이전과 동일하게 센스 앰프 회로(2)의 오버드라이빙 전압으로 외부전압(VDD)을 공급하는 반면, 외부전압(VDD) 레벨이 코어전압(VCORE) 레벨보다 낮은 경우에는 센스 앰프 회로(2)의 오버드라이빙 전압으로 코어전압(VCORE) 레벨보다 높게 생성된 내부전압(VIN)을 공급함으로써, 외부전압(VDD) 레벨의 변동에 상관없이 안정적으로 오버드라이빙 동작을 수행할 수 있도록 하였다.In summary, when the external voltage VDD level is higher than the core voltage VCORE level, the
도1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 구성을 도시한 블럭도이다.1 is a block diagram showing a configuration of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.
도2는 도1의 전압 비교부를 도시한 회로도이다.FIG. 2 is a circuit diagram illustrating the voltage comparison unit of FIG. 1.
도3은 도1의 내부전압 생성부의 구성을 도시한 블럭도이다.FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the internal voltage generator of FIG.
도4는 도3의 제어신호 생성부를 도시한 회로도이다.4 is a circuit diagram illustrating a control signal generator of FIG. 3.
도5는 도3의 오실레이터를 도시한 회로도이다.FIG. 5 is a circuit diagram illustrating the oscillator of FIG. 3.
도6은 도3의 전압 펌핑부를 도시한 회로도이다.FIG. 6 is a circuit diagram illustrating the voltage pumping unit of FIG. 3.
도7은 도1의 전압 선택부를 도시한 회로도이다.FIG. 7 is a circuit diagram illustrating the voltage selector of FIG. 1.
도8은 도1의 센스 앰프 회로를 도시한 회로도이다.FIG. 8 is a circuit diagram illustrating the sense amplifier circuit of FIG. 1.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1: 전압 공급 회로 2: 센스 앰프 회로1: voltage supply circuit 2: sense amplifier circuit
10: 전압 비교부 12: 내부전압 생성부10: voltage comparator 12: internal voltage generator
14: 전압 선택부 120: 제어신호 생성부14: voltage selector 120: control signal generator
125: 오실레이터 130: 전압 펌핑부125: oscillator 130: voltage pumping unit
VDD: 외부전압 VCORE: 코어전압VDD: External Voltage VCORE: Core Voltage
VIN: 내부전압VIN: Internal voltage
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- 2008-12-23 KR KR1020080132035A patent/KR100968157B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2000285676A (en) * | 1999-03-26 | 2000-10-13 | Fujitsu Ltd | Memory device having sense amplifier of over-drive system |
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