KR101840686B1 - Device for changing the sensing time of sense amplifier for memory device - Google Patents

Device for changing the sensing time of sense amplifier for memory device Download PDF

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KR101840686B1 KR1020160131144A KR20160131144A KR101840686B1 KR 101840686 B1 KR101840686 B1 KR 101840686B1 KR 1020160131144 A KR1020160131144 A KR 1020160131144A KR 20160131144 A KR20160131144 A KR 20160131144A KR 101840686 B1 KR101840686 B1 KR 101840686B1
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Abstract

The present invention relates to a sensing time-varying device of a sensing amplifier (10) which is configured by connecting two P-type metal-oxide-semiconductor (PMOS) transistors (PMOS1, PMOS2) and two N-type metal-oxide-semiconductor (NMOS) transistors (NMOS1, NMOS2) in a cross-coupled latch form. The sensing time-varying device includes a varying means which makes magnitudes of turn-on voltages of the two different NMOS transistors which are different from each other, and determines levels of input signals input to the sensing amplifier (10) from a selected memory cell among the multiple memory cells. Either one of the two NMOS transistors (NMOS1, NMOS2) is configured to have multiple NMOS transistors (NM11 to NM15) with different turn-on voltages. The varying means can select any one among the NMOS transistors (NM11 to NM15) with reference to output values of the output ports (OUT, OUTB) of the sensing amplifier (10) as well as using the selected NMOS transistor to configure the sensing amplifier (10).

Description

메모리장치용 센스앰프의 감지시간 가변장치{DEVICE FOR CHANGING THE SENSING TIME OF SENSE AMPLIFIER FOR MEMORY DEVICE}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a device for sensing time of a sense amplifier for a memory device,

본 발명은 메모리장치로부터 데이터 판독 시에 센스앰프에 판독되는 데이터가 0(low)인가 또는 1(high)인가를 판단하는 감지시간을 가변하는 메모리장치용 센스앰프의 감지시간 가변장치에 관한 것이다.The present invention relates to a sensing time variable device for a sense amplifier for a memory device that changes the sensing time for determining whether data to be read to a sense amplifier at reading data from a memory device is 0 (low) or 1 (high).

미소한 사이즈의 커패시터로 구성되어 있는 반도체 메모리장치에서 비트 라인으로 출력되는 수백 ㎷ 정도의 매우 작은 전압을 디지털 레벨에서 취급할 수 있는 레벨까지 증폭하는 회로로 센스앰프가 이용되고 있고, 이와 같은 센스앰프로 예를 들어 특허문헌 1에 기재된 기술이 있다.A sense amplifier is used as a circuit for amplifying a very small voltage of about a few hundreds of bits output from a bit line to a level that can be handled at a digital level in a semiconductor memory device made up of a capacitor of minute size. For example, the technique described in Patent Document 1.

특허문헌 1을 포함하여, 종래기술의 센스앰프에서는 일반적으로 칩 이네이블 신호(CEN)가 활성화되고, 이어서 클록 신호(CLK)가 활성화됨으로써 워드 라인과 비트 라인을 통해서 데이터를 판독할 메모리 셀이 선택되고, 선택된 메모리 셀에 저장된 데이터는 센스앰프를 통해서 증폭되어서 출력된다.In the conventional sense amplifier including the Patent Document 1, the chip enable signal (CEN) is generally activated, and the clock signal (CLK) is then activated to select the memory cell to read data through the word line and the bit line The data stored in the selected memory cell is amplified and outputted through the sense amplifier.

데이터의 증폭과정에서 센스앰프는 먼저 선택된 메모리 셀에 저장된 데이터의 레벨, 즉, 선택된 메모리 셀에 저장된 데이터가 0(low)인가 또는 1(high)인가를 판단하며, 이 판단에 소요되는 시간을 감지시간(sensing time)이라고 한다.During the data amplification process, the sense amplifier determines whether the level of data stored in the selected memory cell, that is, whether the data stored in the selected memory cell is 0 (low) or 1 (high) It is called the sensing time.

메모리 셀에 저장된 데이터가 0(low)인가 또는 1(high)인가의 판단은 통상 선택된 메모리 셀에서 출력되어 비트 라인 쌍(BL, BLB)으로 이루어지는 센스앰프의 입력단 중 어느 한쪽 입력단으로 입력하는 입력전압(VDD)을 다른 쪽 입력단으로 입력하는 기준전압(Vref)과 비교함으로써 이루어지며, 감지시간은 센스앰프에서 이 입력전압(VDD)이 기준전압(Vref)까지 방전되는데 소요되는 시간이 된다. 또, 일반적으로 기준전압(Vref)은 VDD/2로 설정되어 있다.The determination of whether the data stored in the memory cell is 0 (low) or 1 (high) is normally performed on the basis of the input voltage (voltage) input to one of the input terminals of the sense amplifier, And the reference voltage Vref input to the other input terminal. The sensing time is a time required for the sense amplifier to discharge the input voltage VDD to the reference voltage Vref. In general, the reference voltage Vref is set to VDD / 2.

예를 들어 선택된 메모리 셀에 저장된 데이터 값이 0(low)인 경우, 선택된 메모리 셀로부터 센스앰프로 입력하는 입력신호는 입력전압(VDD) 값에서부터 방전을 시작하여 기준전압(Vref)인 VDD/2까지 방전이 이루어지며, 센스앰프는 입력신호가 기준전압(Vref) 값인 VDD/2보다 작아지면 선택된 메모리 셀의 출력이 0(low)인 것으로 판단하고, 출력단으로 0(low) 신호를 출력한다. 따라서 기준전압(Vref)이 VDD/2이면 도 3에서 점선과 실선으로 나타낸 합계 시간만큼의 감지시간이 필요하다.For example, when the data value stored in the selected memory cell is 0 (low), the input signal input to the sense amplifier from the selected memory cell starts discharging from the input voltage (VDD) The sense amplifier determines that the output of the selected memory cell is 0 (low) when the input signal becomes smaller than the reference voltage (Vref) value of VDD / 2, and outputs a 0 (low) signal to the output terminal. Therefore, if the reference voltage Vref is VDD / 2, the detection time is required for the total time indicated by the dotted line and the solid line in FIG.

역으로, 예를 들어 선택된 메모리 셀에 저장된 값이 1(high)인 경우, 선택된 메모리 셀로부터 센스앰프로 입력하는 신호는 마찬가지로 입력전압(VDD) 값에서부터 방전을 시작하나, 계속해서 VDD 값에 머물게 되며, 소정의 시간(0(low) 판정 시의 감지시간과 동일한 시간)이 지난 후에도 계속해서 기준전압(Vref)보다 클 때에는 센스앰프는 이 신호를 1(high)로 판단하고, 출력단으로 1(high) 신호를 출력한다.Conversely, for example, when the value stored in the selected memory cell is 1 (high), a signal input to the sense amplifier from the selected memory cell likewise starts discharging from the input voltage (VDD) value but remains at the VDD value If it is still greater than the reference voltage Vref after a predetermined time (the same time as the detection time at the time of determination of 0 (low)), the sense amplifier judges this signal to be 1 (high) high signal.

그러나 메모리장치의 고속화에 따라서 판독시간의 고속화도 요구되고 있으나, 이 감지시간이 길어지면 고속화에 장애가 된다.However, it is required to increase the read time in accordance with the increase in the speed of the memory device.

한편, 선택된 메모리 셀로부터 센스앰프로 입력되는 입력신호에는 많은 노이즈가 포함되어 있으므로, 기준전압(Vref)이 너무 낮으면 이 노이즈에 의해 센스앰프가 메모리 셀의 출력이 0(low) 인가 또는 1(high)인가를 판단하지 못하게 되는 경우도 발생할 수 있다.If the reference voltage (Vref) is too low, the output of the memory cell is 0 (low) or 1 (Vref) due to the noise because the input signal input to the sense amplifier from the selected memory cell contains a lot of noise. high) may not be judged.

이런 이유에서, 메모리장치가 사용되는 환경에 따라서 선택된 메모리 셀에 저장된 데이터가 0(low)인가 또는 1(high)인가를 판단하는 센스앰프의 감지시간을 VDD/2보다 길게 하거나, 또는 VDD/2보다 짧게 조절할 필요가 있으나, 본 출원인이 조사한 바로는 이와 같이 센스앰프의 감지시간을 가변할 수 있는 선행기술을 확인되지 않았다.For this reason, depending on the environment in which the memory device is used, the sense time of the sense amplifier determining whether the data stored in the selected memory cell is 0 (low) or 1 (high) is made longer than VDD / However, the applicant of the present invention has not been able to confirm the prior art that can change the sensing time of the sense amplifier.

공개특허 10-2006-0082942호 공보(2006. 07. 20. 공개)[Patent Document 1] JP-A-10-2006-0082942 (published on July 20, 2006)

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 선택된 메모리 셀에 저장된 데이터가 0(low)인가 또는 1(high)인가를 판단하는 센스앰프의 감지시간을 필요에 따라서 VDD/2보다 길게, 또는, 짧게 조절할 수 있는 메모리장치용 센스앰프의 감지시간 가변장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a sense amplifier which senses whether data stored in a selected memory cell is 0 (low) or 1 (high) It is another object of the present invention to provide a sensing time variable device for a sense amplifier for a memory device which can be shortened or adjusted in a short time.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 메모리장치용 센스앰프의 감지시간 가변장치는, 2개의 PMOS 트랜지스터와 2개의 NMOS 트랜지스터가 크로스 커플드 래치(cross coupled latch) 형태로 접속되어서 구성되는 센스앰프의 감지시간 가변장치로, 상기 2개의 NMOS 트랜지스터의 턴 온 전압의 크기를 서로 다르게 하여 복수의 메모리 셀 중 선택된 메모리 셀로부터 상기 센스앰프로 입력하는 입력신호의 레벨을 판정하는 감지시간을 가변하는 가변수단을 구비한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a sensing time varying apparatus for a sense amplifier for a memory device, comprising: a sense amplifier having two PMOS transistors and two NMOS transistors connected in a cross- Variable means for varying a sensing time for determining the level of an input signal to be input to the sense amplifier from a selected one of the plurality of memory cells by making the turn-on voltages of the two NMOS transistors different from each other, Respectively.

본 발명에 의하면 복수의 NMOS 트랜지스터 중 센스앰프의 감지시간을 최소로 할 수 있는 NMOS 트랜지스터를 선택하여 센스앰프를 구성할 수 있으므로, 센스앰프의 기준전압을 종래의 VDD/2보다 큰 값인 VDD/2+△V로 △V만큼 크게 함으로써, 종래에 비해 감지시간을 단축할 수 있는 효과가 있고, 이는 메모리의 동작의 고속화로 이어진다.According to the present invention, since a sense amplifier can be configured by selecting an NMOS transistor that can minimize the sense time of a sense amplifier among a plurality of NMOS transistors, the reference voltage of the sense amplifier can be set to VDD / 2 + DELTA V by DELTA V, there is an effect that the sensing time can be shortened as compared with the conventional case, which leads to an increase in the operation speed of the memory.

또, 본 발명의 다른 형태에 의하면 센스앰프의 기준전압을 종래의 VDD/2보다 작은 값인 VDD/2-△V로 △V만큼 작게 함으로써, 노이즈에 의한 센스앰프의 오동작을 방지할 수 있다.According to another aspect of the present invention, by making the reference voltage of the sense amplifier small by? V with VDD / 2 -? V smaller than the conventional VDD / 2, erroneous operation of the sense amplifier due to noise can be prevented.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시형태의 센스앰프의 감지시간 가변장치의 회로 구성도,
도 2는 도 1의 NMOS 트랜지스터(NM1)의 상세 구성도,
도 3은 종래기술 및 도 1의 센스앰프의 감지시간 가변장치의 동작 타이밍을 나타내는 도면이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a block diagram of a sense-time variable device of a sense amplifier according to a preferred embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a detailed configuration diagram of the NMOS transistor NM1 of FIG. 1,
3 is a diagram showing the operation timing of the sensing time variable device of the prior art and sense amplifier of FIG.

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해서 첨부 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시형태의 센스앰프의 감지시간 가변장치의 회로 구성도, 도 2는 도 1의 NMOS 트랜지스터(NM1)의 상세 구성도이다.FIG. 1 is a circuit diagram of a sensing time variable device of a sense amplifier according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a detailed configuration diagram of the NMOS transistor NM1 of FIG.

도 1 및 2에 나타내는 것과 같이, 본 실시형태의 센스앰프(100)는 기본적으로는 공지의 센스앰프와 마찬가지로 2개의 PMOS 트랜지스터(PM1, PM2)와 2개의 NMOS 트랜지스터(NM1, NM2)를 이용한 이른바 크로스 커플드 래치(cross coupled latch) 타입의 센스앰프를 이용하며, 본 실시형태에서는 이 크로스 커플드 래치 타입의 센스앰프의 입력단의 2개의 NMOS 트랜지스터(NM1, NM2) 중 NMOS 트랜지스터(NM1)를 트랜지스터의 턴 온(turn-on) 전압이 서로 다른 복수의 NMOS 트랜지스터(NM11, NM12, …, NM15)로 구성하고, 필요에 따라서 선택부(110)가 복수의 NMOS 트랜지스터(NM11, NM12, …, NM16) 중 적절한 트랜지스터를 선택하여, 이 선택된 트랜지스터에 의해 센스앰프(100)가 동작하도록 한다.As shown in Figs. 1 and 2, the sense amplifier 100 according to the present embodiment basically includes, in the same manner as a known sense amplifier, two so-called PMOS transistors PM1 and PM2 and two NMOS transistors NM1 and NM2 In the present embodiment, the NMOS transistor NM1 of the two NMOS transistors NM1 and NM2 at the input terminal of the cross-coupled latch type sense amplifier is connected to the input terminal of the sense amplifier of the cross-coupled latch type, NM15, and NM15 having different turn-on voltages of the NMOS transistors NM11, NM12, ..., and NM15, and the selection section 110 may include a plurality of NMOS transistors NM11, NM12, ..., And the sense amplifier 100 is operated by the selected transistor.

따라서 본 명세서에서는 센스앰프의 공지의 구성 및 동작에 관해서는 본 발명의 설명을 위해 필요한 범위에서만 설명하고, 그 외의 부분은 생략한다.Therefore, in the present specification, the known configuration and operation of the sense amplifier will be described only in the range necessary for the description of the present invention, and the other parts are omitted.

본 실시형태에서는 센스앰프(100)를 구성하는 크로스 커플드 래치의 2개의 NMOS 트랜지스터(NM1, NM2)의 사이즈를 서로 다르게 하여 턴 온 전압을 다르게 함으로써, 구체적으로는 NMOS 트랜지스터(NM1)의 턴 온 전압을 NMOS 트랜지스터(NM2)의 턴 온 전압보다 작게(NMOS 트랜지스터(NM1)의 턴 온 전압 < NMOS 트랜지스터(NM2)의 턴 온 전압) 하여, 센스앰프(100)의 포지티브 피드백 레벨을 VDD/2+△V로, 다시 말해 센스앰프(100)의 포지티브 피드백 레벨이 VDD/2보다 △V만큼 크게 하고 있다.In this embodiment, the sizes of the two NMOS transistors NM1 and NM2 of the cross-coupled latch constituting the sense amplifier 100 are made different from each other, and the turn-on voltage is made different. More specifically, (The turn-on voltage of the NMOS transistor NM1 <the turn-on voltage of the NMOS transistor NM2) smaller than the turn-on voltage of the NMOS transistor NM2 to set the positive feedback level of the sense amplifier 100 to VDD / 2 + DELTA V, that is, the positive feedback level of the sense amplifier 100 is made larger by DELTA V than VDD / 2.

[NMOS 트랜지스터(NM1)의 턴 온 전압 < NMOS 트랜지스터(NM2)의 턴 온 전압]의 관계일 때 센스앰프(100)의 포지티브 피드백 레벨이 VDD/2+△V가 되는 이유는, 도 1에서 데이터 버스(DB)의 신호가 로 레벨(low level)에서 하이 레벨(high level)로 바뀔 때 시간 지연에 의해 NMOS 트랜지스터(NM2)의 게이트-소스 간 전압(Vgs)이 하이 레벨에서 로 레벨로 서서히 변하며, 그렇게 되면 NMOS 트랜지스터(NM2)의 드레인 단은 로 레벨에서 하이 레벨로 변하고, 이에 따라 NMOS 트랜지스터(NM1)의 게이트-소스 간 전압(Vgs)이 로 레벨에서 하이 레벨로 천이하게 되며, 이때, NMOS 트랜지스터(NM1)의 턴 온 전압이 NMOS 트랜지스터(NM2)의 턴 온 전압이 작으므로 NMOS 트랜지스터(NM1)가 턴 온 되는 문턱 전압이 NMOS 트랜지스터(NM2)보다 작아서 데이터 버스(DB)를 통해 센스앰프(100)에 입력되는 전압이 VDD/2까지 낮아지지 않아도 NMOS 트랜지스터(NM1)가 턴 온 되어서, 포지티브 피드백을 통해서 NMOS 트랜지스터(NM2)를 턴 오프 시키기 때문이다.The reason why the positive feedback level of the sense amplifier 100 becomes VDD / 2 + DELTA V when the relation of the turn-on voltage of the NMOS transistor NM1 and the turn-on voltage of the NMOS transistor NM2 is as follows: The gate-source voltage Vgs of the NMOS transistor NM2 gradually changes from the high level to the low level due to the time delay when the signal of the bus DB is changed from the low level to the high level The drain terminal of the NMOS transistor NM2 is changed from the low level to the high level so that the gate-source voltage Vgs of the NMOS transistor NM1 transits from the low level to the high level, The turn-on voltage of the transistor NM1 is smaller than the turn-on voltage of the NMOS transistor NM2 so that the threshold voltage at which the NMOS transistor NM1 is turned on is smaller than the NMOS transistor NM2, 100) to VDD / 2 The NMOS transistor NM1 is turned on and the NMOS transistor NM2 is turned off through the positive feedback even if the voltage is not lowered.

이를 위해, 도 2와 같이, 복수의 NMOS 트랜지스터(NM11, NM12, …, NM15)는 본 실시형태에서는 5개의 NMOS 트랜지스터로 구성하고 있고, 각각의 턴 온 전압은 NMOS 트랜지스터(NM11)가 VDD/2(=5VDD/10), NMOS 트랜지스터(NM12)가 6VDD/10, NMOS 트랜지스터(NM13)가 7VDD/10, NMOS 트랜지스터(NM14)가 8VDD/10), NMOS 트랜지스터(NM15)가 9VDD/10 순으로, 턴 온 전압이 VDD/2에서 시작하여 점차 작아지는 순으로 하고 있다.NMOS transistors NM11, NM12, ..., and NM15 are formed of five NMOS transistors in the present embodiment. The turn-on voltages of the NMOS transistors NM11, NM12, ..., NM15 are VDD / 2 The NMOS transistor NM12 is 6VDD / 10, the NMOS transistor NM13 is 7VDD / 10, the NMOS transistor NM14 is 8VDD / 10, and the NMOS transistor NM15 is 9VDD / The turn-on voltage starts from VDD / 2 and gradually decreases.

도 2에서는 복수의 NMOS 트랜지스터(NM11, NM12, …, NM15)를 각각 사각형상으로 표시하고 있으나, 이는 도면 도시의 편의를 위한 것이며, 복수의 NMOS 트랜지스터(NM11, NM12, …, NM15)의 드레인 및 소스 단은 각각 공통으로 접속되어서 NMOS 트랜지스터(NM1)의 드레인 및 소스 단이 되고, 게이트 단은 선택부(110)의 제어에 따라서 선택스위치(110a)가 복수의 NMOS 트랜지스터(NM11, NM12, …, NM15)의 게이트 단(g1, g2, …, g5) 중 어느 하나를 선택하여 센스앰프(100)를 구성한다.NM15 are shown in a rectangular shape in FIG. 2, the NMOS transistors NM11, NM12, ..., and NM15 have a rectangular shape, The source terminal is commonly connected to the drain and the source terminal of the NMOS transistor NM1 and the gate terminal is connected to the selection switch 110a under the control of the selector 110 to select one of the plurality of NMOS transistors NM11, The gates g1, g2, ..., and g5 of the sense amplifier NM15 are selected to configure the sense amplifier 100. [

또, 선택부(110)는 일단이 센스앰프(100)의 출력단(OUT, OUTB) 중 일방의 출력단(OUT)과 접속되고, 타 단은 선택스위치(110a)와 접속되어서, 선택스위치(110a)를 제어하여 복수의 NMOS 트랜지스터(NM11, NM12, …, NM15) 중 어느 하나를 선택하여 센스앰프(100)를 구성하도록 한다.One end of the selector 110 is connected to one of the output terminals OUT of the output terminals OUT and OUTB of the sense amplifier 100 and the other end of the selector 110 is connected to the selector switch 110a, NM15, ..., and NM15 to configure the sense amplifier 100 by controlling the NMOS transistors NM11, NM12, ..., NM15.

메모리(111)는 예를 들어 EEPROM 등의 불휘발성 메모리로 구성하며, 감지시간 판단의 기준이 되는 VDD/2 값을 기억하고 있다.The memory 111 is constituted by, for example, a nonvolatile memory such as an EEPROM, and stores a value of VDD / 2 as a reference for judging the detection time.

센스앰프(100)의 입력단의 2개의 NMOS 트랜지스터(NM1, NM2) 중 나머지 하나의 NMOS 트랜지스터(NM2)는 종래와 동일한 구성을 갖는다.The other NMOS transistor NM2 of the two NMOS transistors NM1 and NM2 at the input terminal of the sense amplifier 100 has the same configuration as the conventional one.

이어서, 도 3을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시형태의 센스앰프(100)의 동작에 대해서 설명한다.Next, the operation of the sense amplifier 100 according to the preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

복수의 NMOS 트랜지스터(NM11, NM12, …, NM15) 중 적절한 NMOS 트랜지스터를 선택하는 방법은, 먼저, 선택부(110)가 선택스위치(110a)를 제어하여 선택스위치(110a)가 VDD/2(=5VDD/10)에서 턴 온 하는 NMOS 트랜지스터(NM11)를 선택하여, NMOS 트랜지스터(NM11)를 이용하여 센스앰프를 구성한 상태에서 칩 이네이블 신호(CEN)가 활성화하고 클록 신호(CLK)를 활성화하여 데이터를 판독할 메모리 셀이 선택하여, 센스앰프(100)의 출력단(OUT, OUTB)의 출력 값(0 또는 1 중 하나)을 기억한다.A method for selecting an appropriate NMOS transistor among the plurality of NMOS transistors NM11, NM12, ..., NM15 is as follows. First, the selection unit 110 controls the selection switch 110a so that the selection switch 110a is at VDD / The chip enable signal CEN is activated and the clock signal CLK is activated in the state where the sense amplifier is configured by using the NMOS transistor NM11 to select the data And stores the output value (one of 0 or 1) of the output terminals OUT and OUTB of the sense amplifier 100.

이어서, 선택부(110)는 선택스위치(110a)를 제어하여 복수의 NMOS 트랜지스터(NM11, NM12, …, NM15) 중 NMOS 트랜지스터의 턴 온 전압이 NMOS 트랜지스터(NM11)보다 한 단계 더 작은 NMOS 트랜지스터인 NMOS 트랜지스터(NM12)를 선택하여 센스앰프를 구성하고, 칩 이네이블 신호(CEN) 및 클록 신호(CLK)를 활성화하여 데이터를 판독할 메모리 셀을 선택하고, 센스앰프(100)의 출력단(OUT, OUTB)의 출력 값(0 또는 1 중 하나)을 판독해서, 기준전압(Vref)이 VDD/2인 NMOS 트랜지스터(NM11)로 센스앰프를 구성한 때의 센스앰프(100)의 출력 값과 비교하여, 출력 값의 변동이 있는가 여부를 확인한다.Next, the selection unit 110 controls the selection switch 110a so that the turn-on voltage of the NMOS transistors among the plurality of NMOS transistors NM11, NM12, ..., NM15 is one NMOS transistor that is one step smaller than the NMOS transistor NM11 The NMOS transistor NM12 is selected to constitute a sense amplifier and the chip enable signal CEN and the clock signal CLK are activated to select a memory cell from which data is to be read and the output terminals OUT, The output value of the sense amplifier 100 when the sense amplifier is constituted by the NMOS transistor NM11 having the reference voltage Vref of VDD / 2 is compared with the output value of the sense amplifier 100, Check whether the output value is fluctuated.

확인 결과, 센스앰프(100)의 출력 값의 변동이 없으면 선택부(110)는 선택스위치(110a)를 제어하여 복수의 NMOS 트랜지스터(NM11, NM12, …, NM15) 중 NMOS 트랜지스터의 턴 온 전압이 NMOS 트랜지스터(NM12)보다 한 단계 더 작은 NMOS 트랜지스터인 NMOS 트랜지스터(NM13)를 선택하여 센스앰프를 구성하고, 동일한 동작을 반복하여 센스앰프(100)의 출력 값의 변동 여부를 확인하는 동작을 NMOS 트랜지스터(NM15)까지 반복한다.If the output value of the sense amplifier 100 does not fluctuate, the selection unit 110 controls the selection switch 110a so that the turn-on voltage of the NMOS transistor among the plurality of NMOS transistors NM11, NM12, ..., NM15 The operation of selecting the NMOS transistor NM13 as the NMOS transistor NM13 which is one step smaller than the NMOS transistor NM12 to constitute the sense amplifier and repeating the same operation to check whether the output value of the sense amplifier 100 fluctuates is called the NMOS transistor (NM15).

또, 확인 결과, 센스앰프(100)의 출력 값의 변동이 있으면, 센스앰프(100)의 출력 값의 변동이 발생하기 이전 단계의 NMOS 트랜지스터를 선택하고 선택동작을 종료한다.If the output value of the sense amplifier 100 fluctuates as a result of the check, the NMOS transistor at the stage before the fluctuation of the output value of the sense amplifier 100 occurs is selected and the selection operation is terminated.

이와 같은 과정을 거쳐서 복수의 NMOS 트랜지스터(NM11, NM12, …, NM15) 중 센스앰프의 감지시간을 최소로 할 수 있는 NMOS 트랜지스터를 선택하여 센스앰프(100)를 구성할 수 있고, 본 실시형태의 센스앰프(100)에 의하면, 도 3에서 보는 것과 같이, 선택된 메모리 셀에서 출력되는 데이터가 0 또는 1 중 어느 값인가를 판단하기 위한 센스앰프의 기준전압을 종래의 VDD/2보다 큰 값인 VDD/2+△V로 △V만큼 크게 함으로써, 데이터 레벨의 판정을 위해 종래와 같이 VDD/2까지 방전시키지 않고 VDD/2+△V까지만 방전시켜도 좋으므로, 도 3에서 실선으로 표시한 만큼의 감지시간이면 충분하므로, 종래에 비해 점선으로 표시한 만큼 감지시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.Through this process, the sense amplifier 100 can be configured by selecting an NMOS transistor that can minimize the sense time of the sense amplifier among the plurality of NMOS transistors NM11, NM12, ..., NM15, 3, the reference voltage of the sense amplifier for determining whether the data output from the selected memory cell is 0 or 1 is set to VDD / 2, which is a value larger than the conventional VDD / 2, 2 + DELTA V, it is possible to discharge only VDD / 2 + DELTA V without discharging to VDD / 2 as in the prior art for determination of the data level. Therefore, Therefore, there is an effect that the detection time can be shortened by the dotted line compared with the conventional case.

<변형 예><Modifications>

이상의 실시형태에서는 센스앰프(100)를 구성하는 2개의 NMOS 트랜지스터(NM1, NM2) 중 NMOS 트랜지스터(NM1)를 [NMOS 트랜지스터(NM1)의 턴 온 전압 < NMOS 트랜지스터(NM2)의 턴 온 전압]의 관계를 갖는 복수의 NMOS 트랜지스터(NM11, NM12, …, NM15)로 구성하고, 그 중 선택된 NMOS 트랜지스터에 의해 센스앰프(100)를 구성함으로써, 기준전압(Vref)을 VDD/2+△V로 높여서 감지시간을 단축하도록 하였다.In the above embodiment, the NMOS transistor NM1 of the two NMOS transistors NM1 and NM2 constituting the sense amplifier 100 is turned on (the turn-on voltage of the NMOS transistor NM1 <the turn-on voltage of the NMOS transistor NM2) The reference voltage Vref is increased to VDD / 2 + DELTA V by configuring the sense amplifier 100 with the NMOS transistors selected among the plurality of NMOS transistors NM11, NM12, And the detection time was shortened.

본 변형 예에서는 상기 실시형태와는 반대로 센스앰프(100)를 구성하는 크로스 커플드 래치의 2개의 NMOS 트랜지스터(NM1, NM2)의 사이즈를 서로 다르게 하여, NMOS 트랜지스터(NM1)의 턴 온 전압이 NMOS 트랜지스터(NM2)의 턴 온 전압보다 크게(NMOS 트랜지스터(NM1)의 턴 온 전압 > NMOS 트랜지스터(NM2)의 턴 온 전압) 하여, 센스앰프(100)의 포지티브 피드백 레벨을 VDD/2-△V로, 다시 말해 센스앰프(100)의 포지티브 피드백 레벨이 VDD/2보다 △V만큼 작게 하고 있다.In this modification, the sizes of the two NMOS transistors NM1 and NM2 of the cross-coupled latch constituting the sense amplifier 100 are made different from each other, and the turn-on voltage of the NMOS transistor NM1 is set to the NMOS (The turn-on voltage of the NMOS transistor NM1> the turn-on voltage of the NMOS transistor NM2) larger than the turn-on voltage of the transistor NM2 to set the positive feedback level of the sense amplifier 100 to VDD / 2- , That is, the positive feedback level of the sense amplifier 100 is made smaller by? V than VDD / 2.

이를 위해 본 변형 예에서는, 도 4와 같이, 복수의 NMOS 트랜지스터(NM21, NM22, …, NM25)를 5개의 NMOS 트랜지스터로 구성하고 있고, 각각의 턴 온 전압은 NMOS 트랜지스터(NM21)가 VDD/2(=5VDD/10), NMOS 트랜지스터(NM22)가 4VDD/10, NMOS 트랜지스터(NM23)가 3VDD/10, NMOS 트랜지스터(NM24)가 2VDD/10), NMOS 트랜지스터(NM25)가 1VDD/10 순으로, 턴 온 전압이 VDD/2에서 시작하여 점차 커지는 순으로 하고 있다.4, each of the NMOS transistors NM21, NM22, ..., and NM25 is composed of five NMOS transistors. The turn-on voltage of each NMOS transistor NM21 is VDD / 2 (= 5VDD / 10), NMOS transistor NM22 is 4VDD / 10, NMOS transistor NM23 is 3VDD / 10, NMOS transistor NM24 is 2VDD / 10, and NMOS transistor NM25 is 1VDD / The turn-on voltage starts at VDD / 2 and gradually increases.

본 변형 예에서 복수의 NMOS 트랜지스터(NM21, NM22, …, NM25) 중 어느 하나의 NMOS 트랜지스터를 선택하여 센스앰프(100)를 구성하는 방법은 상기 실시형태와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.In this modification, the method of selecting the NMOS transistor among the plurality of NMOS transistors NM21, NM22, ..., and NM25 to configure the sense amplifier 100 is the same as that of the above-described embodiment, and thus a detailed description thereof will be omitted.

본 변형 예에 의하면 기준전압(Vref)이 VDD/2-△V가 되므로 감지시간은 종래에 비해 상대적으로 더 길어진다는 문제는 있으나, 선택된 메모리 셀로부터 센스앰프로 입력하는 입력전압(VDD)에 큰 노이즈가 혼입되어 있는 경우에도 기준전압(Vref)의 레벨을 더 낮춤으로써 노이즈에 의한 센스앰프의 오동작을 방지할 수 있다.According to the present modification, since the reference voltage Vref is VDD / 2 - DELTA V, the sensing time is relatively longer than that of the prior art. However, when the input voltage VDD input from the selected memory cell to the sense amplifier is large It is possible to prevent the sense amplifier from malfunctioning due to noise by lowering the level of the reference voltage Vref even when noise is mixed.

이상, 본 발명을 바람직한 실시형태 및 변형 예에 의해 설명하였으나, 본 발명은 상시 실시형태 및 변형 예에 한정되는 것은 아니며, 청구범위를 일탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경이나 변형이 가능하다.While the present invention has been described with reference to the preferred embodiments and modifications, it is to be understood that the present invention is not limited to the exemplary embodiments and modifications, and various changes and modifications can be made without departing from the scope of the claims.

상기 실시형태 및 변형 예에서는 센스앰프를 구성하는 2개의 NMOS 트랜지스터(NM1, NM2) 중 NMOS 트랜지스터(NM1)를 턴 온 전압이 서로 다른 복수의 NMOS 트랜지스터 중 선택된 어느 하나의 NMOS 트랜지스터로 하여 센스앰프를 구성하는 것으로 설명하였으나, NMOS 트랜지스터(NM2)를 턴 온 전압이 서로 다른 복수의 NMOS 트랜지스터 중 선택된 어느 하나의 NMOS 트랜지스터로 하여 센스앰프를 구성해도 좋다.The NMOS transistor NM1 of the two NMOS transistors NM1 and NM2 constituting the sense amplifier may be a NMOS transistor selected from among a plurality of NMOS transistors whose turn-on voltages are different from each other, However, the NMOS transistor NM2 may be a NMOS transistor selected from among a plurality of NMOS transistors having different turn-on voltages to constitute a sense amplifier.

또, 실시형태 및 변형 예에서는 복수의 NMOS 트랜지스터(NM11, NM12, …, NM15) 또는 복수의 NMOS 트랜지스터(NM21, NM22, …, NM25)의 드레인 및 소스 단은 공통으로 하고, 스위칭에 의해 선택스위치(110a)는 복수의 NMOS 트랜지스터 중 어느 하나의 게이트 단을 선택 접속하는 것으로 하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, NMOS 트랜지스터의 3개 단 중 2개는 공통으로 하고, 나머지 하나를 선택할 수 있도록 하면 된다.In the embodiment and the modification, the drain and source terminals of the plurality of NMOS transistors NM11, NM12, ..., NM15 or the plurality of NMOS transistors NM21, NM22, ..., NM25 are common, The gate terminal of the NMOS transistor 110a is selectively connected to any one of the plurality of NMOS transistors. However, the present invention is not limited thereto, and two of the three stages of the NMOS transistor may be common, and the other one may be selected.

100 센스앰프(100)
110 선택부(110)
110a 선택스위치(110a)
PM1, PM2 PMOS 트랜지스터
NM1, NM2 NMOS 트랜지스터
Vref 기준전압
DB 데이터 버스
OUT, OUTB 출력단
100 sense amplifier (100)
110 selector 110,
110a selection switch 110a,
PM1, PM2 PMOS transistors
NM1, NM2 NMOS transistors
Vref reference voltage
DB data bus
OUT, OUTB Output stage

Claims (4)

2개의 PMOS 트랜지스터와 2개의 NMOS 트랜지스터가 크로스 커플드 래치(cross coupled latch) 형태로 접속되어서 구성되는 메모리장치용 센스앰프의 감지시간 가변장치로,
상기 2개의 NMOS 트랜지스터의 턴 온 전압의 크기를 서로 다르게 하여 복수의 메모리 셀 중 선택된 메모리 셀로부터 상기 센스앰프로 입력하는 입력신호의 레벨을 판정하는 감지시간을 가변하는 가변수단을 구비하고,
상기 2개의 NMOS 트랜지스터 중 어느 하나의 NMOS 트랜지스터는 턴 온(turn on) 전압이 서로 다른 복수의 NMOS 트랜지스터로 구성되며,
상기 가변수단은, 상기 턴 온 전압이 서로 다른 복수의 NMOS 트랜지스터 각각에 대해, 턴 온 전압이 가장 큰 NMOS 트랜지스터부터 턴 온 전압이 작은 순으로 단계적으로 NMOS 트랜지스터를 선택하여 각각 센스앰프를 구성하고, 구성된 센스앰프 각각의 출력단의 출력 값을 판독하여 판독된 출력 값의 변동 여부를 확인하며, 확인 결과 상기 출력 값의 변동이 발생하기 이전의 턴 온 전압을 갖는 NMOS 트랜지스터를 이용하여 센스앰프를 구성함으로써 상기 감지시간을 감소시키도록 상기 감지시간을 가변하는 메모리장치용 센스앰프의 감지시간 가변장치.
A sensing time variable device for a sense amplifier for a memory device, wherein two PMOS transistors and two NMOS transistors are connected in the form of a cross coupled latch,
And variable means for varying a sensing time for determining the level of an input signal to be input to the sense amplifier from a selected one of the plurality of memory cells by making the magnitudes of the turn-on voltages of the two NMOS transistors different from each other,
Wherein one of the two NMOS transistors is composed of a plurality of NMOS transistors having different turn-on voltages,
The variable means may comprise a plurality of NMOS transistors each having a different turn-on voltage from the NMOS transistor having the largest turn-on voltage to the NMOS transistor having a smaller turn-on voltage, The sense amplifier is constructed by using the NMOS transistor having the turn-on voltage before the variation of the output value, as a result of checking whether the output value of the output terminal of each of the composed sense amplifiers fluctuates, Wherein the sensing time is varied to reduce the sensing time.
삭제delete 삭제delete 2개의 PMOS 트랜지스터와 2개의 NMOS 트랜지스터가 크로스 커플드 래치(cross coupled latch) 형태로 접속되어서 구성되는 메모리장치용 센스앰프의 감지시간 가변장치로,
상기 2개의 NMOS 트랜지스터의 턴 온 전압의 크기를 서로 다르게 하여 복수의 메모리 셀 중 선택된 메모리 셀로부터 상기 센스앰프로 입력하는 입력신호의 레벨을 판정하는 감지시간을 가변하는 가변수단을 구비하고,
상기 2개의 NMOS 트랜지스터 중 어느 하나의 NMOS 트랜지스터는 턴 온 전압이 서로 다른 복수의 NMOS 트랜지스터로 구성되며,
상기 가변수단은, 상기 턴 온 전압이 서로 다른 복수의 NMOS 트랜지스터 각각에 대해, 턴 온 전압이 가장 작은 NMOS 트랜지스터부터 턴 온 전압이 큰 순으로 단계적으로 NMOS 트랜지스터를 선택하여 각각 센스앰프를 구성하고, 구성된 센스앰프 각각의 출력단의 출력 값을 판독하여 판독된 출력 값의 변동 여부를 확인하며, 확인 결과 상기 출력 값의 변동이 발생하기 이전의 턴 온 전압을 갖는 NMOS 트랜지스터를 이용하여 센스앰프를 구성함으로써 상기 감지시간을 증가시키도록 상기 감지시간을 가변하는 메모리장치용 센스앰프의 감지시간 가변장치.
A sensing time variable device for a sense amplifier for a memory device, wherein two PMOS transistors and two NMOS transistors are connected in the form of a cross coupled latch,
And variable means for varying a sensing time for determining the level of an input signal to be input to the sense amplifier from a selected one of the plurality of memory cells by making the magnitudes of the turn-on voltages of the two NMOS transistors different from each other,
Wherein one of the two NMOS transistors is composed of a plurality of NMOS transistors having different turn-on voltages,
Wherein the variable means comprises a plurality of NMOS transistors each having a different turn-on voltage from the NMOS transistor having the smallest turn-on voltage to the NMOS transistor having the smallest turn-on voltage, The sense amplifier is constructed by using the NMOS transistor having the turn-on voltage before the variation of the output value, as a result of checking whether the output value of the output terminal of each of the composed sense amplifiers fluctuates, Wherein the sensing time is varied to increase the sensing time.
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