KR101158505B1 - High-Speed Current Comparator and its using method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기본 단위의 셀(Cell)의 어레이(array)에 발생하는 전류량을 검출하여 디지털 데이터 형태로 변환하는 응용 어플리케이션(application)에 이용되는 고속 비교전류기 및 고속 전류비교방법에 관한 것이다. The present invention relates to a high speed comparator and a high speed current comparison method used in an application for detecting an amount of current generated in an array of cells in a basic unit and converting it into a digital data form.

보다 더 구체적으로 본 발명은, 입력전압(VDD)이 소스로 인가되고 드레인이 기준전류(IREF)원과 연결되며, 게이트와 드레인이 도통되어 게이트 신호로 기준전압(VREF)을 생성하는 제 1트랜지스터를 포함하는 기준전류블록부; 상기 기준전압(VREF)을 게이트에 입력받아 상기 기준전류((IREF)의 미러전류(IRN)를 생성시켜 소스에 입력받는 제 2트랜지스터, 상기 제 2트랜지스터의 드레인과 순차적으로 직렬 연결되는 제 1스위칭소자, 제 1저항 및 검출전류(IDN)원을 포함하는 데이터라인부; 상기 기준전압(VREF)을 입력받아 유니티 게인 버퍼(Unity Gain Buffer)를 형성하여 소정시간 동안 데이터 라인을 기준전압(VREF)값으로 미리 충전하는 프리차지(pre-charge)부; 및 상기 제 1스위칭소자와 제 1저항 사이의 노드의 전압(VDN)을 부입력으로 하고, 상기 기준전압(VREF)을 정입력으로 하는 제 1비교기를 포함하는 비교부;를 포함하는 고속 전류비교기 및 이를 이용한 고속 전류비교방법을 제공한다. More specifically, in the present invention, an input voltage V DD is applied as a source, a drain is connected to a reference current I REF source, and a gate and a drain are conducted to generate a reference voltage V REF as a gate signal. A reference current block unit including a first transistor; The second transistor receiving the reference voltage (V REF ) to the gate to generate a mirror current (I RN ) of the reference current (I REF ) to be input to the source in series with the drain of the second transistor in sequence A data line unit including a first switching element, a first resistor, and a source of a detection current I DN ; a unity gain buffer is formed by receiving the reference voltage V REF to form a unity gain buffer. A pre-charge unit which charges in advance to a reference voltage V REF value, and a voltage V DN of the node between the first switching element and the first resistor as a negative input, and the reference voltage V It provides a high-speed current comparator comprising a; and a comparator comprising a first comparator having a positive input ( REF )) and a high-speed current comparison method using the same.

기준전류, 기준전압, 데이터라인, 프리차지, 전류비교기, 전류감지 Reference current, reference voltage, data line, precharge, current comparator, current sensing

Description

고속 전류비교기 및 이를 이용한 고속 전류비교방법 {High-Speed Current Comparator and its using method}High-speed current comparator and high-speed current comparison method using the same {High-Speed Current Comparator and its using method}

본 발명은 기본 단위의 셀(Cell)의 어레이(array)에 발생하는 전류량을 검출하여 디지털 데이터 형태로 변환하는 응용 어플리케이션(application)에 이용될 수 있는 고속 비교전류기 및 고속 전류비교방법에 관한 것이다. 특히, 전류량을 검출하는 방식에 있어서, 프리차징(Pre-charging) 방식을 채용하여 보다 빠른 전류비교 방법을 제공하는 전류비교기에 관한 것이라고 할 수 있다. The present invention relates to a high speed comparator and a high speed current comparison method that can be used in an application that detects an amount of current generated in an array of cells in a basic unit and converts it into a digital data form. . In particular, in the method of detecting the amount of current, it can be said that the present invention relates to a current comparator that provides a faster current comparison method by adopting a pre-charging method.

최근, 비휘발성 메모리, 지문인식 패널, 터치 스크린 등과 같은 응용 어플리케이션(application)에 있어서 어떠한 기본 단위의 셀(cell)을 배열(array) 구성하고, 이 각각의 배열에 발생하는 전류량을 검출하여 이를 디지털 데이터 형태로 변환하는 응용하는 사례가 늘고 있다. Recently, in an application such as a nonvolatile memory, a fingerprint panel, and a touch screen, an array of cells of a certain basic unit is arranged, and the amount of current generated in each array is detected and the digital value is detected. Increasingly, applications are being converted to data.

일반적으로, 상기와 같은 응용 어플리케이션에에 있어서는, 메모리셀에 저장된 데이터를 추출하여 다음단으로 전송하기 위한 데이타의 출력 증폭기로서 전압 감지 증폭기와 전류 감지 증폭기를 사용하는데, 전류 감지 증폭기(Current sense amplifier)는 감지 속도가 전압 감지 증폭기보다 빠르기 때문에 많이 사용된다. 또한 일반적으로 메모리셀의 데이터를 전달하는 전송선, 즉 입출력라인 쌍의 길이가 긴 경우에는 전압감지 증폭 방식에 비하여 전류감지 증폭 방식이 주로 사용된다고 할 수 있다. In general, in such an application, a voltage sense amplifier and a current sense amplifier are used as output amplifiers of data for extracting data stored in a memory cell and transmitting the data to the next stage. Is often used because the sense speed is faster than the voltage sense amplifier. Also, in general, when the length of a transmission line that transfers data of a memory cell, that is, an input / output line pair is long, the current sensing amplification method is mainly used as compared to the voltage sensing amplification method.

전류감지 증폭 방식은 입출력라인 쌍에 실린 미약한 크기의 전류를 뒷단으로 손실없이 전달한 후 이를 전압으로 변환하여 다시 증폭하는 방식이라고 할 수 있는데, 감지속도를 높이고 신호의 손실을 막기 위해서는 작은 입력저항이 필수적으로 요구된다. The current sensing amplification method is a method of transferring a small amount of current loaded on the input / output line to the rear end without loss and converting it into a voltage to amplify it again.In order to increase the detection speed and prevent signal loss, It is required.

다만, 종래기술에 의한 다중 채널을 가진 전류 비교기는 비휘발성 메모리, 지문 인식, 터치 스크린 등과 같이 기본 단위의 셀(cell)의 배열(array) 형태에 응용이 용이한데 비해서, 데이터 라인은 여러 개의 셀(cell)에 연결되므로 물리적인 배선이 길어 비교적 저항이 클 뿐만 아니라 기생적으로 발생하는 커패시턴스(capacitance) 역시 커질 수 있다. 이는 데이터 라인의 전류의 변화에 대한 검출하고자 하는 형태인 전압의 응답이 늦게 되는 결과를 초래하는 문제점이 발생된다. However, the current comparator with a multi-channel according to the prior art is easy to apply to an array form of cells in basic units such as nonvolatile memory, fingerprint recognition, touch screen, etc. Since the wire is connected to the cell, the physical wiring is long, so that the resistance is large, and the parasitic capacitance may be increased. This causes a problem that results in the response of the voltage, which is a form to be detected, to a change in the current of the data line to be delayed.

또한, 전류량의 차이가 매우 미세한 경우, 전류가 발생하는 데이터 라인의 저항 및 기생 커패시턴스(capacitance)에 의해 전류량을 검출하기 위해 비교적 많은 시간이 필요한데, 지연 시간은 저항 및 커패시턴스(capacitance)에 비례하고, 전류량에 반비례하게 되므로, 검출전류 또는 기준전류의 절대값이 작은 미세 전류의 검출인 경우, 이러한 응답 지연은 보다 더 심각해 질 수 있다. In addition, when the difference in the amount of current is very small, a relatively large amount of time is required to detect the amount of current by the resistance and parasitic capacitance of the data line in which the current is generated, and the delay time is proportional to the resistance and capacitance, Since it is inversely proportional to the amount of current, this response delay can be even more severe in the case of detection of a fine current with a small absolute value of the detection current or reference current.

따라서, 이들의 동작을 위해서는, i) 매우 미세한 전류의 차이를, 배열의 여러 채널을 동시에 하나의 기준전류(Reference Current) 와 비교 판별해야 할 뿐만 아니라, ii) 데이터 라인의 저항 및 커패시턴스(capacitance)가 비교적 크더라도, 매우 빠른 동작 속도를 지원하는 다중 채널을 지원할 수 있는 고속 전류 비교기 및 이를 이용한 전류비교방법이 요구되고 있다. Therefore, for their operation, not only i) very small differences in currents must be determined by comparing multiple channels of the array simultaneously with a single reference current, but also ii) the resistance and capacitance of the data lines. Is relatively large, there is a need for a fast current comparator and a current comparison method using the same that can support multiple channels that support very fast operation speed.

본 발명은 기본 단위의 셀(Cell)의 어레이(array)에 발생하는 전류량을 검출하여 디지털 데이터 형태로 변환하는 응용 어플리케이션(application)에 이용될 수 있는 전류비교기에 있어서, 데이터라인을 프리차징(pre-charging)하는 방식을 채용하여 보다 빠른 전류비교방법 및 고속 전류비교기를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention provides a current comparator that can be used in an application for detecting an amount of current generated in an array of cells of a basic unit and converting it into a digital data form. The purpose of the present invention is to provide a faster current comparison method and a faster current comparator by employing a charging method.

또한, 본 발명은 셀(cell)을 포함하는 어레이(array)의 여러 채널을 동시에 하나의 기준 전류(IREF)를 이용하여 전류차를 비교 판별하여, 빠른 동작 속도로 다중채널을 지원하는 전류비교기 및 전류 비교방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다. In addition, the present invention compares the current difference by using a single reference current (I REF ) at the same time for multiple channels of the array (array) including a cell, a current comparator that supports multiple channels at a high operating speed And another method for providing a current comparison method.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The technical objects to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical subjects which are not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the present invention .

상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은, 입력전압(VDD)이 소스로 인가되고 드레인이 기준전류(IREF)원과 연결되며, 게이트와 드레인이 도통되어 게이트 신호로 기준전압(VREF)을 생성하는 제 1트랜지스터를 포함하는 기준전류블록부;상기 기준전압(VREF)을 게이트에 입력받아 상기 기준전류(IREF)의 미러전류(IRN)를 생성시켜 소스에 입력받는 제 2트랜지스터, 상기 제 2트랜지스터의 드레인과 순차적으로 직렬 연결되는 제 1스위칭소자, 제 1저항 및 검출전류(IDN)원을 포함하는 데이터라인부; 상기 기준전압(VREF)을 입력받아 유니티 게인 버퍼(Unity Gain Buffer)를 형성하여 소정시간 동안 데이터 라인을 기준전압(VREF)값으로 미리 충전하는 프리차지(pre-charge)부; 및 상기 제 1스위칭소자와 제 1저항 사이의 노드의 전압(VDN)을 부입력으로 하고, 상기 기준전압(VREF)을 정입력으로 하는 제 1비교기를 포함하는 비교부;를 포함하는 고속 전류비교기를 제공한다. In order to solve the above-described problems of the related art, the present invention provides an input voltage V DD applied as a source, a drain connected to a reference current I REF source, and a gate and a drain connected to the reference voltage ( A reference current block unit including a first transistor for generating V REF ); receiving the reference voltage V REF at a gate to generate a mirror current I RN of the reference current I REF to be input to a source A data line unit including a second transistor, a first switching device sequentially connected to a drain of the second transistor, a first resistor, and a detection current (I DN ) source; A precharge unit configured to receive the reference voltage V REF to form a unity gain buffer to charge the data line with a reference voltage V REF in advance for a predetermined time; And a comparator including a first comparator having a voltage V DN of the node between the first switching element and the first resistor as a negative input and a positive input having the reference voltage V REF as a positive input. Provide a current comparator.

본 발명에서 상기 프리차지부는 상기 기준전압(VREF)을 정입력으로 하고, 부입력 및 출력신호가 도통되는 제 1연산증폭기; 상기 제 1연산증폭기의 출력신호와 상기 제 1비교기의 부입력단 사이를 스위칭하는 제 2스위칭소자; 상기 제 2스위칭소자와 연결되며, 상기 데이터 라인을 기준전압(VREF)값으로 미리 충전(pre-charge)하는 시간인 프리차징 타임(pre-charging time)에 대한 펄스(pulse)신호를 생성하는 프리차징라인; 및 상기 제 1스위칭 소자와 연결되며, 상기 미러전류(IRN)와 검출전류(IDN)를 비교하는 센싱타임(sensing time)에 대한 펄스신호를 생성하는 센싱타임 라인;을 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 전류비교기를 포함한다. In the present invention, the precharge unit includes a first operational amplifier configured to set the reference voltage V REF as a positive input and to which a negative input and an output signal are conducted; A second switching element for switching between an output signal of the first operational amplifier and a negative input terminal of the first comparator; A pulse signal for a pre-charging time, which is connected to the second switching element and is a time for pre-charging the data line to a reference voltage V REF value in advance. Precharging line; And a sensing time line connected to the first switching element and generating a pulse signal for a sensing time comparing the mirror current I RN and the detection current I DN . It includes a high speed current comparator.

본 발명에서 상기 비교부는, 상기 기준전압(VREF) 및 상기 제 1스위칭소자와 제 1저항 사이의 노드의 전압(VDN)을 비교하여 미러전류(IRN)와 검출전류(IDN)의 비교값을 산출하는 것을 특징으로 하는 고속 전류비교기를 포함한다. In the present invention, the comparison unit compares the reference voltage V REF and the voltage V DN of the node between the first switching element and the first resistor to compare the mirror current I RN and the detection current I DN . And a high speed current comparator, characterized by calculating a comparison value.

본 발명에서 상기 제 1트랜지스터 또는 제 2트랜지스터는, PMOS 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 고속 전류비교기를 포함한다. In the present invention, the first transistor or the second transistor includes a high speed current comparator, characterized in that the PMOS transistor.

본 발명에서 상기 데이터라인부, 프리차지부 및 비교부를 포함하는 채널부는, 적어도 2개 이상 구비하는 것을 특징으로 하는 고속 전류비교기를 포함한다. In the present invention, a channel unit including the data line unit, the precharge unit, and the comparison unit includes at least two or more high speed current comparators.

본 발명은 고속 전류비교기에 있어서, 상기 기준전류블록부에서 기준전압(VREF)을 생성하는 단계; 상기 프리차징라인에서 펄스신호를 생성하여 상기 제 2스위칭소자를 턴 온(Turn-on)하여 데이터 라인을 기준전압(VREF)값으로 미리 충전(pre-charge)하는 단계; 및 상기 센싱타임라인에서 펄스신호를 생성하여 상기 제 1스위칭소자를 턴 온(Turn-on)하여 상기 미러전류(IRN)와 검출전류(IDN)를 비교하는 단계;를 포함하는 고속 전류비교방법을 포함한다. The present invention provides a high speed current comparator, comprising: generating a reference voltage V REF at the reference current block unit; Generating a pulse signal from the precharging line to turn on the second switching device to pre-charge the data line to a reference voltage V REF ; And generating a pulse signal in the sensing timeline to turn on the first switching device to compare the mirror current I RN with the detection current I DN . It includes a method.

본 발명에서 상기 미러전류(IRN)와 검출전류(IDN)를 비교하는 단계는, 상기 제 1비교기에서 상기 기준전압(VREF) 및 상기 제 1스위칭소자와 제 1저항 사이의 노드의 전압(VDN)을 비교하여 미러전류(IRN)와 검출전류(IDN)의 비교값을 산출하는 단계인 것을 특징으로 하는 고속 전류비교방법을 포함한다. Comparing the mirror current (I RN ) and the detection current (I DN ) in the present invention, the reference voltage (V REF ) and the voltage of the node between the first switching element and the first resistor in the first comparator Comparing the (V DN ) and calculating a comparison value between the mirror current (I RN ) and the detection current (I DN ).

본 발명은 기본 단위의 셀(Cell)의 어레이(array)에 발생하는 전류량을 검출하여 디지털 데이터 형태로 변환하는 응용 어플리케이션(application)에 이용될 수 있는 전류비교기에 있어서, 데이터라인을 프리차징(pre-charging)하는 방식을 채용하여 보다 빠른 전류비교방법 및 고속 전류비교기를 제공하는 효과가 있다. The present invention provides a current comparator that can be used in an application for detecting an amount of current generated in an array of cells of a basic unit and converting it into a digital data form. It is effective to provide faster current comparison method and high speed current comparator by adopting -charging method.

또한, 본 발명은 셀(cell)을 포함하는 어레이(array)의 여러 채널을 동시에 하나의 기준 전류(IREF)를 이용하여 매우 미세한 전류의 차이를 비교 판별하여, 매우 빠른 동작 속도로 다중채널을 지원하는 전류비교기 및 전류 비교방법을 제공하는 효과가 있다. In addition, the present invention compares and discriminates very small currents by using a single reference current I REF at the same time for several channels of an array including a cell, thereby allowing multiple channels to be operated at a very high operating speed. It has the effect of providing a supported current comparator and current comparison method.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들 이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as having a conventional or dictionary meaning, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only one of the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기준전류블록부(210)의 구성도이다.1 is a block diagram of a reference current block unit 210 according to an embodiment of the present invention.

본 발명에서 기준전류블록부(Reference Current Block)는 입력전압(VDD)(110)이 소스로 인가되고 드레인이 기준전류(IREF)원(130)과 연결되며, 게이트와 드레인이 도통되어 게이트 신호로 기준전압(VREF)(140, 301)을 생성하는 제 1트랜지스터(MPR)(120)를 포함할 수 있다. 즉 제 1트랜지스터(120)를 기준으로 입력전압단의 입력전압(VDD)(110)이 인가되고, 드레인에는 기준전류원(130)이 연결되며, 게이트신호로 기준전압(VREF)(301)이 생성되어 각각의 채널부에 공급되게 된다. 이러한 기준전압(VREF)(140, 301)이 각각의 채널부에 입력되어, 실질적으로 각각의 데이터라인의 검출전류(IDN)(310)와 기준전류의 미러전류(IRN)(303)의 전류차를 산출하는 역할을 하게 된다. In the present invention, the reference current block unit (Reference Current Block) is the input voltage (V DD ) 110 is applied as a source, the drain is connected to the reference current (I REF ) source 130, the gate and the drain is conductive The first transistor MP R 120 may generate the reference voltages V REF 140 and 301 as signals. That is, the input voltage V DD 110 of the input voltage terminal is applied based on the first transistor 120, the reference current source 130 is connected to the drain, and the reference voltage V REF 301 is a gate signal. Is generated and supplied to each channel section. These reference voltages V REF 140 and 301 are inputted to respective channel portions to substantially detect the detection current I DN 310 of each data line and the mirror current I RN 303 of the reference current. It is to calculate the current difference of.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 기준전류블록부와 하나의 채널부가 결합된 블록도이다. 2 is a block diagram in which a reference current block unit and one channel unit are combined according to an embodiment of the present invention.

기준전류블록부(210)의 구성은 도 1에 대한 설명에서 전술한 바와 같다. The configuration of the reference current block unit 210 is as described above in the description of FIG. 1.

본 발명에서 채널부(220)는 비교부(230), 프리차징부(240) 및 데이터라인부(250)을 포함할 수 있다. In the present invention, the channel unit 220 may include a comparator 230, a precharger 240, and a data line unit 250.

상기 데이터라인부(250)는 기준전류블록부(210)에서 생성된 기준전압(VREF)(301)을 게이트에 입력받아 상기 기준전류(IREF)(130)의 미러전류(IRN)(303)를 생성시켜 소스에 입력받는 제 2트랜지스터(304)를 구비할 수 있다. The data line unit 250 receives a reference voltage V REF 301 generated by the reference current block unit 210 to a gate, and mirror current I RN of the reference current I REF 130 ( The second transistor 304 may be generated and input to the source.

또한 데이터라인부는(250)는 제 2트랜지스터(304)의 드레인과 순차적으로 직렬 연결되는 제 1스위칭소자(307), 제 1저항(308) 및 검출전류(IDN)원을 구비할 수 있다. 상기 제 1스위칭소자(307)는 후술할 센싱타임라인(312)의 펄스-펄스의 동작에 의해 개폐되어 제 1스위칭소자가(307) 오프(OFF)되면 데이터라인을 기준전압(VREF)(301)으로 미리 충전시키는 프리차징 타임이 진행되고, 제 1스위칭소자(307)가 ON되면, 미러전류(IRN)(303)와 검출전류(IDN)(310)를 비교하는 센싱타임이 진행된다. In addition, the data line unit 250 may include a first switching device 307, a first resistor 308, and a detection current I DN source that are sequentially connected to the drain of the second transistor 304 in series. The first switching element 307 is opened and closed by the operation of the pulse-pulse of the sensing time line 312 to be described later, and when the first switching element 307 is turned off, the data line is referred to as the reference voltage V REF ( When the precharging time of charging the battery 301 in advance is advanced, and the first switching device 307 is turned on, the sensing time of comparing the mirror current I RN 303 and the detection current I DN 310 proceeds. do.

상기 프리차지부(240)는 기준전류블록부(210)로 기준전압(VREF)(301)을 입력받아 유니티 게인 버퍼(Unity Gain Buffer)를 형성하여 소정시간 동안 데이터 라인을 기준전압(VREF)(301)값으로 미리 충전하는 역할을 수행한다. The precharge unit 240 receives the reference voltage V REF 301 through the reference current block unit 210 to form a unity gain buffer to convert the data line to the reference voltage V REF for a predetermined time. It charges in advance to the value (301).

프리차지부(240)는 상기 기준전압(VREF)(301)을 정입력으로 하고, 부입력 및 출력신호가 도통되는 제 1연산증폭기(305), 상기 제 1연산증폭기(305)의 출력신호와 제 1비교기(313)의 부입력단 사이를 스위칭하는 제 2스위칭소자(306), 상기 제 2스위칭소자(306)와 연결되며, 상기 데이터 라인을 기준전압(VREF)(301) 값으로 미리 충전(pre-charge)하는 프리차징 타임(pre-chartging time)에 대한 펄스 신호를 생성하는 프리차징 라인(311) 및 상기 제 1스위칭소자(307)와 연결되며, 상기 미러전류(IRN)(303)와 검출전류(IDN)(310)를 비교하는 센싱타임(sensing time)에 대한 펄스신호를 생성하는 센싱타임 라인(312)을 구비하여 형성될 수 있다. 즉, 프리차징 라인(311)의 펄스신호가 생성되면, 제 2스위칭소자가(306) 온(on)되며, 데이터라인을 기준전압(VREF)(301)값으로 미리 충전(pre-charge)하는 프리차징 타임이 진행되며, 센싱타임 라인(312)의 펄스신호가 생성되면, 제 2스위칭소자(306)가 오프(off)되며, 미러전류(IRN)(303)와 검출전류(IDN)(310)를 비교하는 센싱타임이 진행된다고 할 수 있다. The precharge unit 240 uses the reference voltage V REF 301 as a positive input, and outputs signals of the first operational amplifier 305 and the first operational amplifier 305 to which the negative input and output signals are conducted. And a second switching device 306 and a second switching device 306 for switching between the negative input terminal of the first comparator 313 and the second switching device 306, and the data line is pre-set to the value of the reference voltage V REF 301. It is connected to the precharging line 311 and the first switching device 307 for generating a pulse signal for a pre-charting time of pre-charging, and the mirror current I RN ( 303 and a sensing time line 312 for generating a pulse signal with respect to a sensing time (sensing time) for comparing the detection current (I DN ) 310. That is, when the pulse signal of the precharging line 311 is generated, the second switching device 306 is turned on, and the data line is pre-charged to the reference voltage V REF 301 in advance. When the precharging time progresses and the pulse signal of the sensing time line 312 is generated, the second switching device 306 is turned off, and the mirror current I RN 303 and the detection current I DN are performed. It can be said that the sensing time comparing the 310 is performed.

상기 채널부(220)는 비교부(230)를 포함할 수 있는데, 상기 비교부(230)는 제 1스위칭소자(307)와 제 1저항(308) 사이의 노드의 전압(VDN)(314)을 부입력으로 하고, 상기 기준전압(VREF)(301)을 정입력으로 하여 양자를 비교하여 출력하게 된다. The channel unit 220 may include a comparator 230. The comparator 230 may include a voltage V DN 314 of a node between the first switching element 307 and the first resistor 308. ) As a negative input and the reference voltage (V REF ) 301 as a positive input to compare and output the two.

즉, 실질적으로 기준전류(IREF)(130)와 동일한 미러전류(IRN)(303)와 검출전류(IDN)(310)를 비교하는 것이 아니라, 기준전압(VREF)(301)과 제 1스위칭소자(307)와 제 1저항(308) 사이의 노드의 전압(VDN)(314)을 비교함으로써, 데이터 라인에서 발생하는 전류의 양과 기준 전류(IREF)(130)를 비교하는 구조라고 할 수 있다. That is, the mirror current I RN 303 and the detection current I DN 310 which are substantially the same as the reference current I REF 130 are not compared with the reference voltage V REF 301. By comparing the voltage (V DN ) 314 of the node between the first switching element 307 and the first resistor 308, the amount of current generated in the data line and the reference current (I REF ) 130 are compared. It can be called a structure.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 데이터라인부(250), 프리차징부(240) 및 비교부(230)를 포함하는 채널부(220)의 구성도이다. 3 is a block diagram of a channel unit 220 including a data line unit 250, a precharging unit 240, and a comparison unit 230 according to an embodiment of the present invention.

기준전류블록부에서 생성된 기준전압(VREF)(301)은 각각의 채널부에 입력되게 되는데, 제 2트랜지스터(304), 즉 MPN(N=1,2,3…)의 전류 복사 구조 (current mirror)로서, 각각의 데이터 라인에 기준전류(IREF)(130)와 동일한 전류인 미러전류(IRN)(303)(N=1,2,3…)를 발생시킬 수 있다. The reference voltage (V REF ) 301 generated by the reference current block unit is input to each channel unit, and the current radiation structure of the second transistor 304, that is, MP N (N = 1,2,3...) As a (current mirror), it is possible to generate a mirror current (I RN ) 303 (N = 1, 2, 3, ...) which is the same current as the reference current (I REF ) 130 in each data line.

이 경우, 검출하고자 하는 검출전류원(310), 즉 IDN(N=1,2,3…)(310)이 각각의 데이터 라인에 생성되었을 경우, 제 1스위칭소자(307)와 제 1저항(308) 사이의 노드의 전압(VDN)(314) 즉, VDN(N=1,2,3…)은 인가전압단(VDD)(302)에서 발생되는 미러전류(IRN)(303)와 각 채널의 데이터 라인과 그라운드(ground) 사이에 형성된 검출전류원(IDN)(310)이 직렬 연결되어 있다. 따라서 VDN(314) 의 전압 바이어스는 제 2트랜지스터(MPN)(304)를 통해 전류 복사된 미러전류(IRN)(303)와 데이터라인에서 생성되는 검출전류원(IDN)(310)의 차이에 의해 결정되게 된다. In this case, when the detection current source 310 to be detected, i.e., I DN (N = 1, 2, 3, ...) 310 is generated in each data line, the first switching element 307 and the first resistor ( The voltage (V DN ) 314 of the nodes between 308, that is, V DN (N = 1,2,3...), Is the mirror current (I RN ) 303 generated at the applied voltage terminal (V DD ) 302. ) And a detection current source (I DN ) 310 formed between the data line and the ground of each channel are connected in series. Therefore, the voltage bias of V DN 314 is equal to that of the mirror current I RN 303 that is current radiated through the second transistor MP N 304 and the detection current source I DN 310 generated in the data line. It is determined by the difference.

예를 들면, 검출전류원(IDN)(310)의 전류 값이 미러전류(IRN)(303)의 전류 값과 같은 경우, 그 채널의 VDN(314) 노드의 전압 바이어스는 기준 전류 블록부의 전압 바이어스와 같은 조건이기 때문에, VDN(314)의 전압 바이어스는 VREF(301)와 동일하게 된다. For example, when the current value of the detection current source (I DN ) 310 is equal to the current value of the mirror current (I RN ) 303, the voltage bias of the node V DN 314 of the channel is determined by the reference current block portion. Because of the same conditions as the voltage bias, the voltage bias of V DN 314 is equal to V REF 301.

또한, 검출전류원(IDN)(310)이 미러전류(IRN)(303)보다 작은 경우, VDN(314)의 전압은 VREF(301)보다 크게 되며, 이와 반대로, 검출전류원(IDN)(310)이 미러전류(IRN)(303)보다 크게되면, VDN(314)의 전압은 VREF(301)보다 작게 된다.In addition, when the detection current source I DN 310 is smaller than the mirror current I RN 303, the voltage of the V DN 314 is larger than the V REF 301, on the contrary, the detection current source I DN. When 310) is greater than the mirror current I RN 303, the voltage of V DN 314 is smaller than V REF 301.

따라서, 각 채널의 전압 비교기(CMPN)(313)를 통해, VREF(301)와 VDN(314)을 비교함으로써, 각 채널의 데이터 라인에서 발생하는 전류의 양이 기준 전류와 비교하여 크고 작음을 판별할 수 있다. 이와 같은 구조는, 각 채널에서의 기준 전류를 사용하지 않고, 기준 전류 블록에서 기준 전류를 전압으로 변환하여 각 채널에 전류 복사 구조를 통해 전류원 형태(MPN)로 공급하기 때문에, 하나의 기준 전류의 발생으로 다중 채널에 사용할 수 있는 장점이 있다. Thus, by comparing V REF 301 and V DN 314 through the voltage comparator (CMP N ) 313 of each channel, the amount of current generated in the data line of each channel is large compared to the reference current. Smallness can be determined. Such a structure does not use the reference current in each channel, but converts the reference current into a voltage in the reference current block and supplies it to each channel in the form of a current source (MP N ) through a current copy structure. There is an advantage that can be used for multiple channels due to the occurrence of.

도 4는 종래기술에 따른 전류 비교검출시간을 나타낸 그래프이다.4 is a graph showing a current comparison detection time according to the prior art.

다중 채널을 가진 전류 비교기는 비휘발성 메모리, 지문 인식, 터치 스크린 등과 같이 기본 단위의 셀(cell)의 배열(array) 형태에 용이한데 비해서, 데이터 라인은 여러 개의 셀(cell)에 연결되므로 물리적인 배선이 길어 비교적 저항이 클 뿐만 아니라 기생적으로 발생하는 커패시턴스(capacitance)(309) 역시 커질 수 있다. 이는 데이터 라인의 전류(IDN)의 변화에 대한 검출하고자 하는 형태인 전압(VDN)의 응답이 늦게 되는 결과를 초래하는 문제점이 발생된다. Current comparators with multiple channels are easy for arrays of cells in basic units, such as non-volatile memory, fingerprint recognition, and touch screens, whereas data lines are connected to multiple cells, resulting in physical The longer the wiring, the greater the resistance, and the parasitic capacitance 309 may also increase. This causes a problem in that the response of the voltage V DN , which is a form to be detected, to a change in the current I DN of the data line is delayed.

즉, 도4를 참조하면, 검출전류(IDN)의 변화에 대하여 제 1스위칭소자와 제 1저항 사이의 노드의 전압(VDN)의 응답이 매우 지연됨을 알 수 있다. 즉, VIHMAX 와 VIL 사이의 구간이 센싱타임(sensing time)을 나타내는데 도 5의 그래프를 참조하면 센싱타임이 현저하게 길어짐을 알 수 있다. That is, referring to FIG. 4, it can be seen that the response of the voltage V DN of the node between the first switching element and the first resistor is very delayed with respect to the change in the detection current I DN . Ie VIH MAX And V IL The interval between the sensing time (sensing time) and referring to the graph of Figure 5 it can be seen that the sensing time is significantly longer.

이 경우, 지연 시간은 저항 및 커패시턴스(capacitance)에 비례하고, 전류량에 반비례하게 된다. 따라서, 검출전류(IDN)나 미러전류(IRN)의 절대값이 작은 미세 전류의 검출인 경우, 이러한 응답 지연은 보다 더 심각해 질 수 있다. In this case, the delay time is proportional to the resistance and capacitance and inversely proportional to the amount of current. Therefore, in the case of detecting a fine current having a small absolute value of the detection current I DN or the mirror current I RN , this response delay may be more severe.

도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 한 주기 (1-period) 내에 정확한 데이터 출력을 얻지 못하고 다음 주기까지 데이터 출력이 지연되는 문제가 발생 할 수 있다. As shown in FIG. 4, a problem may occur in that an accurate data output is not obtained within one period (1-period) and data output is delayed until the next period.

즉, 데이터 라인에 배열된 검출전류원이 연속적으로 기준전류(IREF) 대비 큰 전류를 갖게 되면, VDN의 전압은 검출전류(IDN)와 미러전류(IRN)에 의해 결정될 수 있는 VHMAX까지 올라가게 된다. 이러한 상황에서, 데이터 라인의 전류, 즉 검출전류(IDN)가 기준 전류 (IREF)대비 작아지게 되면, VDN이 VIL까지 방전될 때까지 비교적 오랜 시간이 필요하게 된다. 이와 같은 사항은 제 1스위칭소자와 제 1저항 사이의 노드의 전압의 파형(420)에서 실선으로 표시된 파형으로 나타난다. That is, when the detected current source arranged on a data line continuous reference current (I REF) compared to have a large current, the voltage V DN is VH, which may be determined by the detected current (I DN) and the mirror current (I RN) MAX To go up. In this situation, when the current of the data line, that is, the detection current I DN becomes smaller than the reference current I REF , a relatively long time is required until V DN is discharged to V IL . This is indicated by the waveform indicated by the solid line in the waveform 420 of the voltage of the node between the first switching element and the first resistor.

반대로, 검출전류원이 연속적으로 기준전류(IREF) 대비 작은 전류를 갖게 되면, VDN의 전압은 미러전류(IRN)와 검출전류(IDN)에 의해 결정될 수 있는 VLMIN까지 내려가게 되고, 검출전류(IDN)가 기준전류(IREF)와 대비하여 커지게 되면, VDN이 VIH까지 충전될 때까지 오랜 시간이 필요하게 된다. 이와 같은 사항은 제 1스위칭소자와 제 1저항 사이의 노드의 전압의 파형(420)에서 점선으로 표시된 파형으로 나타난다. On the contrary, when the detection current source continuously has a smaller current than the reference current I REF , the voltage of V DN is lowered to VL MIN, which can be determined by the mirror current I RN and the detection current I DN , When the detection current I DN becomes large in comparison with the reference current I REF , a long time is required until the V DN is charged to V IH . This is indicated by the dotted line in the waveform 420 of the voltage of the node between the first switching element and the first resistor.

여기서, VIH와 VIL사이의 구간은 비교기가 검출 가능한 최소 전압 범위를 나타낸다. 또한, VHMAX은 검출전류(IDN)와 미러전류(IRN)에 의해 결정될 수 있는 최대전압이며, VLMIN은 검출전류(IDN)와 미러전류(IRN)에 의해 결정될 수 있는 최소전압이 라고 할 수 있다. Here, the interval between V IH and V IL represents the minimum voltage range that the comparator can detect. In addition, VH MAX is the maximum voltage that can be determined by the detection current (I DN ) and the mirror current (I RN ), and VL MIN is the minimum voltage that can be determined by the detection current (I DN ) and the mirror current (I RN ). This can be said.

즉, VREF를 기준으로 VIH와 VIL사이의 구간 이상 입력전압이 벗어나면, 비교기 출력 값이 유효한 값이라 할 수 있는 여유도(margin)를 나타낸다고 할 수 있다. That is, when the input voltage of the section abnormal between V IH and V IL deviates from V REF , the comparator output value represents a margin that can be regarded as a valid value.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 프리차징 방식을 통한 전류 비교검출시간을 나타낸 그래프이다. 5 is a graph showing a current comparison detection time through a precharging method according to an embodiment of the present invention.

종래기술의 문제점인 응답 지연을 개선하기 위해, 본 발명은 연산증폭기(AMPN)를 통해 기준전압(VREF)의 입력으로 하는 유니티 게인 버퍼(Unity Gain Buffer)를 형성하여 일정 시간 동안 데이터 라인을 기준전압(VREF)값으로 미리 충전(pre-charge)하는 방식을 채용한다.In order to improve the response delay, which is a problem of the prior art, the present invention forms a unity gain buffer through which an input of a reference voltage V REF is provided through an operational amplifier AMP N to form a unity gain buffer. A method of pre-charging to a reference voltage (V REF ) value is adopted.

이 경우, 각각의 데이터 라인에 충전되는 속도는 검출전류(IDN)와 미러전류(IRN)의 차에 의존하는 것이 아니라, 연산증폭기(AMPN)의 구동 능력에 의존하기 때문에 보다 빠른 시간에 충전이 가능하다. In this case, the speed at which each data line is charged does not depend on the difference between the detection current I DN and the mirror current I RN , but rather on the driving capability of the operational amplifier AMP N. Charging is possible.

PRE 신호, 즉 프리차징 라인의 펄스신호가 “High”인 구간 동안 데이터 라인은 기준전압(VREF)로 연산증폭기를 통해 빠르게 충전되게 되고, 이 후에, 검출전류(IDN)와 미러전류(IRN)에 의해 VDN의 전압이 변화하게 된다. 이 경우, 비교기(CMPN)의 검출 가능 구간만큼만 VDN이 변화하면, 각 데이터 라인의 전류의 비교가 가능하게 된다. 따라서, 이와 같은 pre-charge 동작을 통해 전류 비교 검출 시간을 현저하게 단축 할 수 있다. During the period when the PRE signal, that is, the pulse signal of the precharging line is “High”, the data line is rapidly charged through the operational amplifier to the reference voltage V REF , after which the detection current I DN and the mirror current I RN ) changes the voltage of V DN . In this case, when V DN changes only by the detectable section of the comparator CMP N , the current of each data line can be compared. Therefore, the current comparison detection time can be significantly shortened through this precharge operation.

즉, 도 5의 그래프를 참조하면, VDN이 프리차징 동작에 의해 이미 기준전압값으로 충전되어 있기 때문에 센싱타임이 현격히 줄어드는 효과를 파악할 수 있다. That is, referring to the graph of FIG. 5, since the V DN is already charged to the reference voltage value by the precharging operation, the sensing time may be noticeably reduced.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 기준전류블록부 및 복수의 채널부가 결합된 모습을 나타내는 구성도이다.6 is a block diagram illustrating a state in which a reference current block unit and a plurality of channel units are combined according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 기준전류블록부(610)에 데이터라인부, 프리차지부 및 비교부를 포함하는 채널부(620)를 적어도 2개 이상 구비하는 것을 특징으로 하는 고속 전류비교기를 제공한다. The present invention provides a high speed current comparator comprising at least two channel units 620 including a data line unit, a precharge unit, and a comparison unit in the reference current block unit 610.

본 발명에서는 비휘발성 메모리, 지문 인식, 터치 스크린 등의 응용 어플리케이션에서 요구되는 셀 및 셀라인의 수에 맞춰서 복수의 채널부(620)를 구성할 수 있다. In the present invention, a plurality of channel units 620 may be configured according to the number of cells and cell lines required for application applications such as nonvolatile memory, fingerprint recognition, and touch screen.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 기준전류블록부와 복수의 채널부에 연결된 셀을 이용하여 구성되는 응용어플리케이션의 일예시도이다. 7 is an exemplary view of an application configured using a cell connected to a reference current block unit and a plurality of channel units according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 각각의 셀(cell)(740)은 비휘발성 메모리, 지문 인식, 터치 스크린 등에서 메모리 데이터의 1/0, 지문의 굴곡(높낮이) 또는 터치 유무에 따라 나타나는 미세 전류원이라 상정할 수 있다.Referring to FIG. 7, each cell 740 is assumed to be a microcurrent source that appears depending on 1/0 of the memory data, the curvature (height) of the fingerprint, or the presence or absence of a touch in a nonvolatile memory, fingerprint recognition, or touch screen. Can be.

이 경우, 가로선에 배열된 각각의 셀(cell)(740)은 동시에 온/오프 동작을 수행하게 되며, 로-디코더(row-decoder)(730)를 통해 각각의 가로선을 스캔(scan)하게 된다. 즉, 채널 수 만큼의 데이터가 각각 채널에서 동시에 전류량을 비교 검출하는 동작을 로-디코더(row-decoder)(730)에 의해 순차적으로 수행한다. In this case, each cell 740 arranged in a horizontal line performs on / off operation simultaneously, and scans each horizontal line through a row-decoder 730. . That is, the row-decoder 730 sequentially performs the operation of comparing and detecting the amount of data corresponding to the number of channels at the same time in each channel.

이와 같이 본 발명에 의하여 다양한 응용어플리케이션에서 메모리의 데이터 검출, 지문 인식 패턴 검출 또는 터치 스크린의 터치된 좌표 등을 빠르고 정확하게 확보할 수 있는 장점이 있다. As described above, according to the present invention, data detection of a memory, fingerprint recognition pattern detection, or touched coordinates of a touch screen can be secured quickly and accurately in various application applications.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 고속 전류비교방법의 순서도이다. 8 is a flow chart of a fast current comparison method according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 의하면, 먼저 기준전류블록부에서 기준전압(VREF)을 생성하는 단계(s810)을 거치게 된다. 즉 제 1트랜지스터에 입력전압(VDD)이 소스로 인가되고 드레인이 기준전류(IREF)원과 연결되며, 게이트와 드레인이 도통되어 게이트 신호로 기준전압(VREF)을 생성하여 각각의 채널부에 입력되게 된다. According to the present invention, first, a step (s810) of generating a reference voltage V REF in the reference current block unit is performed. That is, the input voltage V DD is applied to the first transistor as the source, the drain is connected to the source of the reference current I REF , and the gate and the drain are conducted so as to generate the reference voltage V REF as the gate signal. It will be entered in the negative.

이후 프리차징라인에서 펄스신호를 생성하여 상기 제 2스위칭소자를 턴 온(Turn-on)하여 데이터 라인을 기준전압(VREF)값으로 미리 충전(pre-charge)하는 단계를 거친다.(s820) 즉, 상기 기준전압(VREF)을 입력받는 제 1연산증폭기를 이용하여 유니티 게인 버퍼(Unity Gain Buffer)를 형성하고 제 1스위칭소자 및 제 2스위칭소자의 동작에 따라 소정시간 동안 데이터 라인을 기준전압(VREF)값으로 미리 충전하는 하게 된다. Thereafter, a pulse signal is generated in the precharging line, and the second switching device is turned on to precharge the data line to a reference voltage V REF . That is, a unity gain buffer is formed by using the first operational amplifier receiving the reference voltage V REF , and the data line is referenced for a predetermined time according to the operation of the first switching device and the second switching device. It charges in advance to the voltage (V REF ) value.

이후 센싱타임라인에서 펄스신호를 생성하여 상기 제 1스위칭소자를 턴 온(Turn-on)하여 상기 미러전류(IRN)와 검출전류(IDN)를 비교하는 단계를 거치게 된다.(s830) 상기 미러전류(IRN)와 검출전류(IDN)를 비교하는 단계(s830)는, 실질적으로 상기 제 1비교기에서 상기 기준전압(VREF) 및 상기 제 1스위칭소자와 제 1저항 사이의 노드의 전압(VDN)을 비교하여, 형식적으로 미러전류(IRN)와 검출전류(IDN)의 비교값을 산출하게 된다. Thereafter, a pulse signal is generated in the sensing timeline to turn on the first switching device to compare the mirror current I RN with the detection current I DN . Comparing the mirror current (I RN ) and the detection current (I DN ) (s830), the reference voltage (V REF ) in the first comparator and the node of the node between the first switching element and the first resistor substantially in the first comparator By comparing the voltage V DN , a comparison value between the mirror current I RN and the detection current I DN is calculated.

이상 본 발명의 구체적 실시형태와 관련하여 본 발명을 설명하였으나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 설명된 실시형태를 변경 또는 변형할 수 있으며, 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.The present invention has been described above in connection with specific embodiments of the present invention, but this is only an example and the present invention is not limited thereto. Those skilled in the art can change or modify the described embodiments without departing from the scope of the present invention, and within the equivalent scope of the technical spirit of the present invention and the claims to be described below. Various modifications and variations are possible.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기준전류블록부의 구성도.1 is a block diagram of a reference current block unit according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 기준전류블록부와 하나의 채널부가 결합된 블록도. 2 is a block diagram in which a reference current block unit and one channel unit are combined according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 데이터라인부, 프리차징부 및 비교부를 포함하는 채널부의 구성도. 3 is a block diagram illustrating a channel unit including a data line unit, a precharge unit, and a comparison unit according to an embodiment of the present invention.

도 4는 종래기술에 따른 전류 비교검출시간을 나타낸 그래프. Figure 4 is a graph showing the current comparison detection time according to the prior art.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 프리차징 방식을 통한 전류 비교검출시간을 나타낸 그래프. 5 is a graph showing a current comparison detection time through a precharging method according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 기준전류블록부 및 복수의 채널부가 결합된 모습을 나타내는 구성도.6 is a block diagram showing a state in which the reference current block unit and the plurality of channel units combined according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 기준전류블록부와 복수의 채널부에 연결된 셀을 이용하여 구성되는 응용어플리케이션의 일예시도. 7 is an exemplary view of an application configured using a cell connected to a reference current block unit and a plurality of channel units according to an embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 고속 전류비교방법의 순서도. 8 is a flow chart of a fast current comparison method according to an embodiment of the present invention.

{도면의 주요부호에 대한 설명}{Description of major symbols in the drawing}

110: 입력전압단 120: 제 1트랜지스터110: input voltage terminal 120: first transistor

130: 기준전류원 140: 기준전압출력단 130: reference current source 140: reference voltage output terminal

210, 610, 710: 기준전류블록부 220, 620, 720: 채널부210, 610, 710: reference current block 220, 620, 720: channel

230: 비교부 240: 프리차지부230: comparison unit 240: precharge unit

250: 데이터라인부 301: 기준전압250: data line unit 301: reference voltage

302: 입력전압단 303: 미러전류원302: input voltage terminal 303: mirror current source

304: 제 2트랜지스터 305: 제 1연산증폭기 304: second transistor 305: first operational amplifier

306: 제 2스위칭소자 307: 제 1스위칭소자306: second switching element 307: first switching element

308: 제 1저항 309: 기생적 커패시턴스308: first resistance 309: parasitic capacitance

310: 검출전류원 311: 프리차징 라인 310: detection current source 311: precharging line

312: 센싱타임 라인 313: 제 1비교기312: sensing time line 313: first comparator

314: 제 1스위칭소자와 제 1저항 사이의 노드의 전압314: Voltage of the node between the first switching element and the first resistor

315: 제 1비교기의 출력단 410, 510: 검출전류의 파형315: Output stage 410, 510 of the first comparator: waveform of the detection current

420, 520: 제 1스위칭소자와 제 1저항 사이의 노드의 전압의 파형420, 520: waveform of the voltage of the node between the first switching element and the first resistor

430, 530: 제 1비교기의 출력신호의 파형430, 530: waveform of the output signal of the first comparator

510: 프리차징 라인의 펄스신호의 파형 730: 로-디코더(Row Decoder)510: waveform of the pulse signal of the precharging line 730: low decoder

740: 셀(cell)740: cell

Claims (7)

입력전압(VDD)이 소스로 인가되고 드레인이 기준전류(IREF)를 생성하는 기준전류원과 연결되며, 게이트와 드레인이 도통되어 게이트 신호로 기준전압(VREF)을 생성하는 제 1트랜지스터를 포함하는 기준전류블록부;An input voltage V DD is applied as a source and a drain is connected to a reference current source generating a reference current I REF . A first transistor is connected to the gate and the drain to generate a reference voltage V REF as a gate signal. Reference current block unit comprising; 상기 기준전압(VREF)을 게이트에 입력받아 상기 기준전류(IREF)의 미러전류(IRN)를 생성시켜 소스에 입력받는 제 2트랜지스터, 상기 제 2트랜지스터의 드레인과 순차적으로 직렬 연결되는 제 1스위칭소자, 제 1저항 및 검출전류(IDN)원을 포함하는 데이터라인부;A second transistor that receives the reference voltage V REF at a gate to generate a mirror current I RN of the reference current I REF , and is sequentially connected in series with a drain of the second transistor; A data line unit including a switching device, a first resistor, and a detection current I DN source; 상기 기준전압(VREF)을 입력받아 유니티 게인 버퍼(Unity Gain Buffer)를 형성하여 소정시간 동안 데이터 라인을 기준전압(VREF)값으로 미리 충전하는 프리차지(pre-charge)부; 및A precharge unit configured to receive the reference voltage V REF to form a unity gain buffer to charge the data line with a reference voltage V REF in advance for a predetermined time; And 상기 제 1스위칭소자와 제 1저항 사이의 노드의 전압(VDN)을 부입력으로 하고, 상기 기준전압(VREF)을 정입력으로 하는 제 1비교기를 포함하는 비교부;A comparator including a first comparator configured to take a voltage V DN of the node between the first switching element and the first resistor as a negative input and to set the reference voltage V REF as a positive input; 를 포함하는 고속 전류비교기.High speed current comparator comprising a. 제 1항에 있어서, 상기 프리차지부는, The method of claim 1, wherein the precharge unit, 상기 기준전압(VREF)을 정입력으로 하고, 부입력 및 출력신호가 도통되는 제 1연산증폭기;A first operational amplifier configured to receive the reference voltage V REF as a positive input and to which a negative input and an output signal are conducted; 상기 제 1연산증폭기의 출력신호와 상기 제 1비교기의 부입력단 사이를 스위칭하는 제 2스위칭소자; A second switching element for switching between an output signal of the first operational amplifier and a negative input terminal of the first comparator; 상기 제 2스위칭소자와 연결되며, 상기 데이터 라인을 기준전압(VREF)값으로 미리 충전(pre-charge)하는 프리차징 타임(pre-charging time)에 대한 펄스(pulse)신호를 생성하는 프리차징 라인; 및A precharge that is connected to the second switching element and generates a pulse signal for a pre-charging time for pre-charging the data line to a reference voltage V REF line; And 상기 제 1스위칭 소자와 연결되며, 미러전류(IRN)와 검출전류(IDN)를 비교하는 센싱타임(sensing time)에 대한 펄스신호를 생성하는 센싱타임 라인;A sensing time line connected to the first switching element and generating a pulse signal corresponding to a sensing time comparing a mirror current I RN and a detection current I DN ; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 전류비교기.High speed current comparator comprising a. 제 1항에 있어서, 상기 비교부는,The method of claim 1, wherein the comparison unit, 상기 기준전압(VREF) 및 상기 제 1스위칭소자와 제 1저항 사이의 노드의 전압(VDN)을 비교하여 미러전류(IRN)와 검출전류(IDN)의 비교값을 산출하는 것을 특징으로 하는 고속 전류비교기. Comparing the reference voltage (V REF ) and the voltage (V DN ) of the node between the first switching element and the first resistor to calculate a comparison value between the mirror current (I RN ) and the detection current (I DN ) High speed current comparator. 제 1항에 있어서, 상기 제 1트랜지스터 또는 제 2트랜지스터는,The method of claim 1, wherein the first transistor or the second transistor, PMOS 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 고속 전류비교기.A high speed current comparator, which is a PMOS transistor. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 데이터라인부, 프리차지부 및 비교부를 포함하는 채널부는, 적어도 2개 이상 구비하는 것을 특징으로 하는 고속 전류비교기.And at least two channel portions including the data line portion, the precharge portion, and the comparison portion. 고속전류비교기를 이용하여 전류를 비교하는 방법에 있어서, In the method of comparing the current using a high speed current comparator, 기준전류블록부에서 입력전압(VDD) 및 기준전류(IREF)를 이용하여 기준전압(VREF)을 생성하는 단계;Generating a reference voltage V REF using the input voltage V DD and the reference current I REF in the reference current block unit; 프리차지부의 프리차징 라인에서 펄스신호를 생성하여 제 2스위칭소자를 턴 온(Turn-on)하여 데이터 라인을 상기 기준전압(VREF)값으로 미리 충전(pre-charge)하는 단계; 및 Generating a pulse signal from a precharging line of the precharge unit to turn on the second switching device to pre-charge a data line to the reference voltage V REF value in advance; And 프리차지부의 센싱타임라인에서 펄스신호를 생성하여 제 1스위칭소자를 턴 온(Turn-on)하고, 비교부에서 상기 기준전류(IREF)의 미러전류(IRN)와 검출전류(IDN)를 비교하는 단계;The first switching device is turned on by generating a pulse signal in the sensing time line of the precharge unit, and the mirror current I RN and the detection current I DN of the reference current I REF are compared in the comparison unit. Comparing the; 를 포함하는 고속 전류비교방법.Fast current comparison method comprising a. 제 6항에 있어서,The method according to claim 6, 상기 비교부에서 미러전류(IRN)와 검출전류(IDN)를 비교하는 것은,Comparing the mirror current (I RN ) and the detection current (I DN ) in the comparison unit, 상기 비교부가 포함하는 제 1비교기에서 상기 기준전압(VREF) 및 제 1스위칭소자와 제 1저항 사이의 노드의 전압(VDN)을 비교하여 미러전류(IRN)와 검출전류(IDN)의 비교값을 산출하는 것을 특징으로 하는 고속 전류비교방법. In the first comparator including the comparator, a mirror current I RN and a detection current I DN are compared by comparing the reference voltage V REF and the voltage V DN of the node between the first switching element and the first resistor. A high speed current comparison method, characterized in that for calculating a comparison value of.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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