KR19990004899A - Cross-coupled sense amplifiers in semiconductor devices - Google Patents

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KR19990004899A KR1019970029059A KR19970029059A KR19990004899A KR 19990004899 A KR19990004899 A KR 19990004899A KR 1019970029059 A KR1019970029059 A KR 1019970029059A KR 19970029059 A KR19970029059 A KR 19970029059A KR 19990004899 A KR19990004899 A KR 19990004899A
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조호엽
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김영환
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Abstract

본 발명은 전류 소비량을 줄여 전력소모를 줄일 수 있는 반도체 소자의 크로스-커플형 감지 증폭기에 관한 것이며, 센스 인에이블 신호에 의해 비트라인과 반전 비트라인의 전압차를 감지하여 출력단 및 반전 출력단을 통해 출력하는 반도체 소자의 크로스-커플형 감지 증폭기에 있어서, 감지증폭된 신호에 의해 인에이블되어 감지 증폭된 신호를 일시 저장하기 위한 저장수단을 포함한다.The present invention relates to a cross-coupled sense amplifier of a semiconductor device that can reduce power consumption by reducing the current consumption, and detects the voltage difference between the bit line and the inverted bit line by a sense enable signal, and outputs an output terminal and an inverted output terminal. A cross-coupled sense amplifier of an output semiconductor device, comprising: storage means for temporarily storing a signal that is enabled by the sense-amplified signal and sense-amplified.

Description

반도체 소자의 크로스-커플형 감지 증폭기Cross-coupled sense amplifiers in semiconductor devices

본 발명은 반도체 소자에 관한 것으로서, 특히 전류 소비량을 줄여 전력소모를 줄일 수 있는 반도체 소자의 크로스-커플형 감지 증폭기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor devices, and more particularly, to a cross-coupled sense amplifier of a semiconductor device capable of reducing power consumption by reducing current consumption.

일반적으로, 디램회로에서는 감지 증폭기가 널리 이용되고 있으며, 이러한 감지 증폭기는 두 개의 입력단 전압의 차만을 증폭하며 두단자에 공통으로 입력되는 전압은 출력에 영향을 주지 못한다.따라서, 전기적 환경이 동일한 한쌍의 신호선을 감지 증폭기의 입력으로 사용하면 신호선에 공통으로 유기되는 전기적 잡음은 출력에 아무런 영향을 미치지 못하고 차동 신호만을 증폭할 수 있다. 감지 증폭기는 입력단과 출력노드이 서로 다른 전류미러형과 입력단과 출력노드을 공유하는 크로스-커플형(cross-couple type)등이 있다.In general, sense amplifiers are widely used in DRAM circuits, and these sense amplifiers only amplify the difference between the two input stage voltages, and the voltages commonly input to the two terminals do not affect the output. When the signal line of is used as the input of the sense amplifier, the electrical noise commonly induced in the signal line has no effect on the output and can only amplify the differential signal. Sense amplifiers include current mirrors with different input and output nodes, and cross-couple types with shared input and output nodes.

크로스-커플형 감지 증폭기는 전원전압에서 접지전압까지 신호를 증폭할 수 있고 증폭된 전압을 래치하므로 래치형 증폭기라고도 불리운다. 셀 데이터를 증폭하는 비트라인 감지 증폭기 처럼 입출력선이 동일하므로 데이터의 검출과 리라이트(Rewrite)를 동시에 실시할 수 있어 저전력용에 유리하다.Cross-coupled sense amplifiers are also called latched amplifiers because they can amplify the signal from the supply voltage to ground and latch the amplified voltage. Like the bit line sense amplifier that amplifies the cell data, the input and output lines are the same, so data detection and rewriting can be performed simultaneously, which is advantageous for low power.

도 1을 참조하여 반도체 메모리 소자의 비트라인과 반전 비트라인의 전압차를 감지 증폭하는 종래의 크로스-커플형 감지 증폭기를 설명한다.A conventional cross-coupled sense amplifier for sensing and amplifying a voltage difference between a bit line and an inverted bit line of a semiconductor memory device will be described with reference to FIG. 1.

도 1을 참조하면, 종래의 크로스-커플형 감지 증폭기는 비트라인(BL)과 반전 비트라인(/BL)이 각각 게이트에 접속된 차동 증폭용 NMOS 트랜지스터(NM1) 및 NMOS 트랜지스터(NM2)와, 전원전압이 각각 소오스에 접속되고, 드레인이 차동 증폭용 NMOS 트랜지스터(NM1) 및 NMOS 트랜지스터(NM2)의 드레인에 각각 공통 접속되며, 게이트가 차동 증폭용 NMOS 트랜지스터(NM1) 및 NMOS 트랜지스터(NM2)의 드레인에 교차 접속된 PMOS 트랜지터(PM1) 및 PMOS 트랜지스터(PM2)를 구비한다.Referring to FIG. 1, a conventional cross-coupled sense amplifier includes a differential amplification NMOS transistor NM1 and an NMOS transistor NM2 having a bit line BL and an inverted bit line / BL connected to a gate, respectively. The power supply voltages are respectively connected to the source, the drains are commonly connected to the drains of the differential amplification NMOS transistor NM1 and the NMOS transistor NM2, respectively, and the gates of the differential amplification NMOS transistor NM1 and the NMOS transistor NM2 are respectively. PMOS transistor PM1 and PMOS transistor PM2 cross-connected to the drain.

또한, 종래의 크로스-커플형 감지 증폭기는 출력노드(OND)와 반전 출력노드(/OND) 사이에 연결되며, 게이트에 인가되는 센스 인에이블 신호(SE)에 의해 출력노드(OND)와 반전 출력노드(/OND)의 전압을 등화시켜 주기 위한 등화용 PMOS 트랜지스터(PM3)와, 게이트에 인가되는 센스 인에이블 신호(SE)에 의해 차동 증폭용 NMOS 트랜지스터(NM1) 및 NMOS 트랜지스터(NM2)를 구동시키기 위한 전류 소오스용 NMOS 트랜지스터(NM3)를 더 구비한다.In addition, the conventional cross-coupled sense amplifier is connected between the output node (OND) and the inverted output node (/ OND), the output node (OND) and inverted output by the sense enable signal (SE) applied to the gate A differential amplification NMOS transistor NM1 and NMOS transistor NM2 are driven by the equalizing PMOS transistor PM3 for equalizing the voltage of the node / OND and the sense enable signal SE applied to the gate. And a current source NMOS transistor NM3.

상기와 같은 구조를 갖는 종래의 크로스-커플형 감지 증폭기의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the conventional cross-coupled sense amplifier having the above structure is as follows.

하이상태의 센스 인에이블 신호(SE)가 인가되면, 등화용 PMOS 트랜지스터(PM3)는 츨력단(OND)과 반전 출력노드(/OND)의 전압을 등화시켜 준다.When the high sense enable signal SE is applied, the equalizing PMOS transistor PM3 equalizes the voltage at the output terminal OND and the inverting output node / OND.

또한, 전류 소오스용 NMOS 트랜지스터(NM3)가 턴온되어 차동 증폭용 NMOS 트랜지스터(NM1, NM2)들은 비트라인(BL)과 반전 비트라인(/BL)의 전압차를 감지증폭한다.In addition, the current source NMOS transistor NM3 is turned on so that the differential amplification NMOS transistors NM1 and NM2 sense and amplify the voltage difference between the bit line BL and the inverting bit line / BL.

즉, 비트라인(BL)의 전압이 반전 비트라인(/BL)의 전압보다 높으면, 차동 증폭용 NMOS 트랜지스터(NM1)가 차동 증폭용 NMOS 트랜지스터(NM2)보다 상대적으로 크게 턴온되어, PMOS 트랜지스터(PM2)의 게이트 전압은 PMOS 트랜지스터(PM1)의 게이트 전압보다 상대적으로 낮아져서 PMOS 트랜지스터(PM2)는 PMOS 트랜지스터(PM1)보다 강하게 턴온된다.That is, when the voltage of the bit line BL is higher than the voltage of the inverting bit line / BL, the differential amplification NMOS transistor NM1 is turned on relatively larger than the differential amplification NMOS transistor NM2, so that the PMOS transistor PM2 is turned on. ) Is relatively lower than the gate voltage of the PMOS transistor PM1, so that the PMOS transistor PM2 is turned on more strongly than the PMOS transistor PM1.

따라서, 차동 증폭용 NMOS 트랜지스터(NM1)는 비트라인(BL)의 전압을 차동 증폭하여 출력노드(OND)에 연결된 출력단(도시되지 않았음)을 통해 출력한다.Therefore, the differential amplification NMOS transistor NM1 differentially amplifies the voltage of the bit line BL and outputs it through an output terminal (not shown) connected to the output node OND.

반대로, 비트라인(BL)의 전압이 반전 비트라인(/BL)의 전압보다 낮으면, 차동 증폭용 NMOS 트랜지스터(NM2)가 차동 증폭용 NMOS 트랜지스터(NM1)보다 상대적으로 크게 턴온되어, PMOS 트랜지스터(PM1)의 게이트 전압은 PMOS 트랜지스터(PM2)의 게이트 전압보다 상대적으로 낮아져서 PMOS 트랜지스터(PM1)는 PMOS 트랜지스터(PM2)보다 강하게 턴온된다.On the contrary, when the voltage of the bit line BL is lower than the voltage of the inverting bit line / BL, the differential amplification NMOS transistor NM2 is turned on relatively larger than the differential amplification NMOS transistor NM1, so that the PMOS transistor ( The gate voltage of PM1 is relatively lower than the gate voltage of PMOS transistor PM2 so that PMOS transistor PM1 is turned on more strongly than PMOS transistor PM2.

따라서, 차동 증폭용 NMOS 트랜지스터(NM2)는 반전 비트라인(/BL)의 전압을 차동 증폭하여 반전 출력노드(/OND)에 연결된 출력단(도시되지 않았음)을 통해 출력한다.Accordingly, the differential amplification NMOS transistor NM2 differentially amplifies the voltage of the inverting bit line / BL and outputs it through an output terminal (not shown) connected to the inverting output node / OND.

도 2A를 참조하여 종래의 반도체 소자의 크로스-커플형 감지 증폭기의 동작 특성을 설명한다.The operating characteristics of the cross-coupled sense amplifier of the conventional semiconductor device will be described with reference to FIG. 2A.

도 2A를 참조하면, (a)는 비트라인(BL)의 전압 특성, (b)는 반전 비트라인(/BL)의 전압 특성, (c)는 센스 인에이블 신호(SE)의 특성, (d)는 출력노드(OND)의 전압 특성, (e)는 반전 출력노드(/OND)의 전압 특성이다.Referring to FIG. 2A, (a) is a voltage characteristic of the bit line BL, (b) is a voltage characteristic of the inverting bit line / BL, (c) is a characteristic of the sense enable signal SE, and (d Is the voltage characteristic of the output node OND, and (e) is the voltage characteristic of the inverted output node / OND.

도 2A에서 처럼, 비트라인(BL)의 전압(a)이 반전 비트라인(/BL)의 전압(b)보다 상대적으로 높고, 하이상태의 센스 인에이블 신호(c)가 인가되는 구간에서, 출력노드(OND)의 신호(d)는 하이가 되고, 반전 출력단(/OND)의 신호(e)는 로우가 된다.As shown in FIG. 2A, in a period in which the voltage a of the bit line BL is relatively higher than the voltage b of the inverting bit line / BL, and the sense enable signal c of the high state is applied, the output The signal d of the node OND goes high, and the signal e of the inverted output terminal / OND goes low.

도 2B는 종래의 반도체 소자의 크로스-커플형 감지 증폭기의 전류에 대한 특성도를 도시한 것이다.Fig. 2B shows a characteristic diagram of the current of a cross-coupled sense amplifier of a conventional semiconductor device.

그러나, 상기와 같은 종래의 반도체 소자의 크로스-커플형 감지 증폭기는, 센스 인에이블 신호를 비교적 오래동안 인가하여만 비트라인과 반전 비트라인의 전압차를 감지 증폭하므로써, 전류가 많이 소모되는 문제점이 존재하였다.However, the cross-coupled sense amplifier of the conventional semiconductor device as described above has a problem that the current is consumed by sensing and amplifying the voltage difference between the bit line and the inverted bit line only by applying a sense enable signal for a relatively long time. Existed.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 다수의 MOS 트랜지스터를 이용하여 감지 증폭한 신호를 저장하여 센스 인에이블 신호의 인가 시간을 단축하므로써, 전류의 소모량을 줄일 수 있는 반도체 소자의 크로스-커플형 감지 증폭기를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention is to solve the above problems, by reducing the application time of the sense enable signal by storing the signal sensed and amplified using a plurality of MOS transistors, the current consumption of the semiconductor device can be reduced The object is to provide a cross-coupled sense amplifier.

도 1은 종래의 반도체 소자의 크로스-커플형 감지 증폭기의 회로도.1 is a circuit diagram of a cross-coupled sense amplifier of a conventional semiconductor device.

도 2A 및 도 2B는 종래의 반도체 소자의 크로스-커플형 감지 증폭기의 특성도.2A and 2B are characteristic diagrams of a cross-coupled sense amplifier of a conventional semiconductor device.

도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 크로스-커플형 감지 증기의 회로도3 and 4 are circuit diagrams of a cross-coupled sensing vapor of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

도 5A 및 도 5B는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 크로스-커플형 감지 증폭기의 특성도.5A and 5B are characteristic diagrams of a cross-coupled sense amplifier of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

10: 저장수단 20: 프리차아지부10: storage means 20: precharge branch

21: 제 1 프리차아지수단 22: 제 2 프리차아지수단21: first precharge means 22: second precharge means

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 센스 인에이블 신호에 의해 비트라인과 반전 비트라인의 전압차를 감지하여 출력단 및 반전 출력단을 통해 출력하는 반도체 소자의 크로스-커플형 감지 증폭기에 있어서, 감지증폭된 신호에 의해 인에이블되어 감지 증폭된 신호를 일시 저장하기 위한 저장수단을 포함한다.The present invention for achieving the above object, in the cross-coupled sense amplifier of the semiconductor device for detecting the voltage difference between the bit line and the inverted bit line by the sense enable signal and outputs through the output terminal and the inverted output terminal, And storage means for temporarily storing the sensed amplified signal that is enabled by the amplified signal.

본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 크로스-커플형 감지 증폭기에 있어서, 상기 저장수단에 저전압이 인가될 경우 전압을 적정수준으로 프리차아지시키기 위한 프리차아지부를 더 포함한다.A cross-coupled sense amplifier of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, the low voltage is applied to the storage means further comprises a precharge unit for precharging the voltage to an appropriate level.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 반도체 소자의 크로스-커플형 감지 증폭기는 도 1과 마찬가지로 차동 증폭용 NMOS 트랜지스터(NM1) 및 NMOS 트랜지스터(NM2)와, 게이트가 차동 증폭용 NMOS 트랜지스터(NM1) 및 NMOS 트랜지스터(NM2)의 드레인에 교차 접속된 PMOS 트랜지터(PM1) 및 PMOS 트랜지스터(PM2)와, 등화용 PMOS 트랜지스터(PM3)와, 전류 소오스용 NMOS 트랜지스터(NM3)를 구비한다.Referring to FIGS. 3 and 4, the cross-coupled sense amplifier of the semiconductor device of the present invention, as in FIG. 1, has a differential amplification NMOS transistor NM1 and an NMOS transistor NM2, and a gate having a differential amplification NMOS transistor ( PMOS transistors PM1 and PMOS transistor PM2 cross-connected to the drains of NM1 and NMOS transistor NM2, equalizing PMOS transistor PM3, and NMOS transistor NM3 for current source.

또한 본 발명의 크로스-커플형 감지 증폭기는 감지증폭된 신호에 의해 인에이블되어 감지 증폭된 신호를 일시 저장하기 위한 저장부(10)과, 저장부(10)에 저전압이 인가될 경우 전압을 적정수준으로 프리차아지시키기 위한 프리차아지부(20)를 더 구비한다.In addition, the cross-coupled sense amplifier of the present invention has a storage unit 10 for temporarily storing a signal that is enabled and sensed by the sense-amplified signal, and a proper voltage when a low voltage is applied to the storage unit 10. It is further provided with a precharge section 20 for precharging to a level.

저장부(10)은 SR-플립플롭으로 구성된다.The storage unit 10 is composed of an SR flip-flop.

프리차아지부(20)는 저장부(10)의 일입력단을 프리차아지시키기 위한 제 1 프리차아지부(21)와, 저장부(10)의 타입력단을 프리차아지시키기 위한 제 2 프리차아지부(22)로 이루어진다.The precharge unit 20 includes a first precharge unit 21 for precharging one input terminal of the storage unit 10 and a second precharge unit for precharging the type force stage of the storage unit 10. It consists of 22.

SR-플립플롭은 입력단자(S)를 통해 출력노드(OND)의 신호가 게이트에 각각 인가되는 PMOS 트랜지스터(PM4) 및 NMOS 트랜지스터(NM4)로 구성된 제 1 CMOS 인버터와, 입력단자(R)를 통해 반전 출력노드(/OND)의 신호가 게이트에 각각 인가되는 PMOS 트랜지스터(PM5) 및 NMOS 트랜지스터(NM5)로 구성된 제 2 CMOS 인버터와, 제 2 CMOS 인버터의 PMOS 트랜지스터(PM5) 및 NMOS 트랜지스터(NM5)의 공통 접속된 드레인에 접속된 출력단자(Q)가 게이트에 각각 연결되는 PMOS 트랜지스터(PM6) 및 NMOS 트랜지스터(NM6)로 구성된 제 3 CMOS 인버터와, 제 1 CMOS 인버터의 PMOS 트랜지스터(PM4) 및 NMOS 트랜지스터(NM4)의 공통 접속된 드레인에 접속된 출력단자(QB)가 게이트에 각각 연결된 PMOS 트랜지스터(PM7) 및 NMOS 트랜지스터(NM7)로 구성된 제 4 CMOS 인버터로 구성된다.The SR flip-flop includes a first CMOS inverter composed of a PMOS transistor PM4 and an NMOS transistor NM4 to which a signal of an output node OND is applied to a gate through an input terminal S, and an input terminal R. A second CMOS inverter including a PMOS transistor PM5 and an NMOS transistor NM5 to which a signal of the inverted output node / OND is applied to a gate through the PMOS transistor PM5 and the NMOS transistor NM5 of the second CMOS inverter. A third CMOS inverter consisting of a PMOS transistor PM6 and an NMOS transistor NM6 having an output terminal Q connected to a gate connected to a common connected drain thereof, a PMOS transistor PM4 of a first CMOS inverter, and The output terminal QB connected to the common connected drain of the NMOS transistor NM4 consists of a fourth CMOS inverter composed of a PMOS transistor PM7 and an NMOS transistor NM7 connected to the gate, respectively.

제 1 프리차아지부(21)는 게이트에 센스 인에이블 신호(SE)가 인가되며, 전원전압과 저장부(20) 사이에 연결된 PMOS 트랜지스터(PM8)를 구비한다.The first precharge unit 21 has a sense enable signal SE applied to a gate thereof, and includes a PMOS transistor PM8 connected between the power supply voltage and the storage unit 20.

제 2 프리차아지부(22)는 게이트에 센스 인에이블 신호(SE)가 인가되며, 전원전압과 저장부(20) 사이에 연결된 PMOS 트랜지스터(PM9)를 구비한다.The second precharge unit 22 has a sense enable signal SE applied to a gate thereof, and includes a PMOS transistor PM9 connected between the power supply voltage and the storage unit 20.

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 크로스-커플형 감지 증폭기의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the cross-coupled sense amplifier of the present invention having the structure as described above is as follows.

도 1에서 설명된 동작과 중복되는 동작 설명은 생략한다.Operation descriptions that overlap with those described in FIG. 1 will be omitted.

하이상태의 센스 인에이블 신호(SE)가 인가되면, 차동 증폭용 NMOS 트랜지스터(NM1, NM2)들은 게이트에 각각 인가되는 비트라인(BL) 및 반전 비트라인(/BL)의 전압차를 감지증폭한 후 감지증폭된 신호를 출력노드(OND) 및 반전 출력노드(/OND)를 통해 저장부(20)의 SR-플립플롭의 입력단자(S, R)들로 각각 전달하며, 이어 저장부(10)는 각각 입력된 감지증폭된 신호에 따라 인에이블되어 입력된 신호들을 저장한다.When the sense enable signal SE of the high state is applied, the differential amplification NMOS transistors NM1 and NM2 sense and amplify the voltage difference between the bit line BL and the inverting bit line / BL applied to the gate, respectively. Then, the sensed amplified signal is transferred to the input terminals S and R of the SR-flip flop of the storage unit 20 through the output node OND and the inverted output node / OND, and then the storage unit 10 ) Stores the input signals that are enabled and input according to the sensed amplified signals respectively input.

이어서, 센스 인에이블 신호(SE)가 로우상태로 전환되더라도, 등화용 PMOS 트랜지스터(PM3)에 의해 출력노드(OND) 및 반전 출력노드(OND)의 전압이 같아지고, 이러한 경우에 SR-플립플롭은 입력단자(S, R)들을 하이상태로 인식하여 저장상태를 유지한다.Subsequently, even when the sense enable signal SE is switched to the low state, the voltages of the output node OND and the inverted output node OND are equalized by the equalizing PMOS transistor PM3, and in this case, the SR flip-flop The input terminal (S, R) recognizes the high state and maintains the storage state.

그리고, 저장부(10)의 SR-플립플롭은 로우상태의 센스 인에이블 신호(SE)가 하이상태로 다시 전환되면, 저장된 신호들을 출력단자(Q, QB)들 통해 각각 출력한다.The SR flip-flop of the storage unit 10 outputs the stored signals through the output terminals Q and QB when the sense enable signal SE in the low state is switched back to the high state.

즉, 입력단자(S)로 인가되는 출력노드(OND)의 신호가 하이상태이고, 입력단자(R)로 인가되는 반전 출력노드(/OND)의 신호가 로우상태이면, 저장부(10)의 SR-플립플롭은 리셋되어 입력된 신호들을 일시 저장한 후 출력단자(QB)를 하이신호를 출력하고, 출력단자(Q)를 통해 로우신호를 출력한다.That is, when the signal of the output node OND applied to the input terminal S is high and the signal of the inverted output node / OND applied to the input terminal R is low, The SR-flip-flop temporarily stores the input signals after being reset and outputs a high signal to the output terminal QB, and outputs a low signal through the output terminal Q.

이와 반대로, 입력단자(S)로 인가되는 출력노드(OND)의 신호가 로우상태이고, 입력단자(R)로 인가되는 반전 출력노드(/OND)의 신호가 하이상태이면, 저장부(10)의 SR-플립플롭은 셋팅되어 입력된 신호를 일시 저장한 후 출력단자(QB)를 통해 로우신호를 출력하고, 출력단자(Q)를 통해 하이신호를 출력한다.On the contrary, when the signal of the output node OND applied to the input terminal S is low and the signal of the inverted output node / OND applied to the input terminal R is high, the storage unit 10 The SR flip-flop is set to temporarily store the input signal, output a low signal through the output terminal QB, and output a high signal through the output terminal Q.

한편, 센스 인에이블 신호(SE)가 로우상태일 경우에, 저장부(10)의 SR-플립플롭의 입력단자(S, R)들에 매우 낮은 전압이 인가되면, SR-플립플롭은 입력단자(S, R)들의 전압을 로우상태로 인식하여 신호를 저장하지 못하므로, 이때 프리차아지부(20)는 전압을 인가하여 SR-플립플롭의 입력단자(S, R)들을 하이상태로 유지시켜준다.On the other hand, when the sense enable signal SE is low, if a very low voltage is applied to the input terminals S and R of the SR-flip-flop of the storage unit 10, the SR-flip-flop is an input terminal. Since the voltage of the (S, R) is recognized as low and the signal cannot be stored, the precharge unit 20 applies a voltage to maintain the input terminals S and R of the SR flip-flop high. give.

따라서, 본 발명의 크로스-커플형 감지 증폭기는 센스 인에이블 신호(SE)가 로우상태일 경우에도 SR-플립플롭을 이용하여 감지증폭된 신호를 일시적으로 저장할 수 있어, 종래와 같이 하이상태의 센스 인에이블 신호(SE)를 오랜 시간동안 유지시키지 않아도 되므로, 하이상태의 센스 인에이블 신호(SE) 인가시 소비되는 전류량을 감소시킬 수 있다.Accordingly, the cross-coupled sense amplifier of the present invention can temporarily store the sense-amplified signal using the SR-flip-flop even when the sense enable signal SE is low. Since the enable signal SE does not have to be maintained for a long time, the amount of current consumed when applying the sense enable signal SE in the high state can be reduced.

도 5A를 참조하여 본 발명의 반도체 소자의 크로스-커플형 감지 증폭기의 동작 특성을 설명한다.도 5A를 참조하면, (a)는 비트라인(BL)의 전압 특성, (b)는 반전 비트라인(/BL)의 전압 특성, (c)는 센스 인에이블 신호(SE)의 특성, (d)는 입력단자(S)에 인가되는 전압 특성, (e)는 입력단자(R)에 인가되는 전압 특성, (f)는 출력단자(Q)의 전압 특성, (g)는 출력단자(QB)의 출력 특성이다.The operating characteristics of the cross-coupled sense amplifier of the semiconductor device of the present invention will be described with reference to FIG. 5A. Referring to FIG. 5A, (a) is a voltage characteristic of a bit line BL, and (b) is an inverted bit line. Voltage characteristic of (/ BL), (c) is characteristic of sense enable signal SE, (d) is voltage characteristic applied to input terminal S, (e) is voltage applied to input terminal R The characteristic (f) is the voltage characteristic of the output terminal Q, and (g) is the output characteristic of the output terminal QB.

도 5A에서 처럼, 비트라인(BL)의 전압(a)이 반전 비트라인(/BL)의 전압(b)보다 상대적으로 높고, 하이상태의 센스 인에이블 신호(c)가 인가되는 구간에서, SR-플립플롭의 입력단자(S)에는 하이신호(d)가 인가되고, SR-플립플롭의 입력단자(R)에는 로우신호(e)가 인가되고, SR-플립플롭의 출력단자(Q)의 신호(f)는 하이상태로 되고, SR-플립플롭의 출력단자(QB)의 신호(g)는 로우상태로 된다.As shown in FIG. 5A, in a period in which the voltage a of the bit line BL is relatively higher than the voltage b of the inverting bit line / BL, and the sense enable signal c of the high state is applied, the SR The high signal d is applied to the input terminal S of the flip-flop, the low signal e is applied to the input terminal R of the SR-flop flop, and the output terminal Q of the output terminal Q of the SR-flop flop. The signal f goes high, and the signal g of the output terminal QB of the SR-flop flop goes low.

도 5B는 종래의 반도체 소자의 크로스-커플형 감지 증폭기의 전류에 대한 특성도를 도시한 것이다.Fig. 5B shows a characteristic diagram of the current of a cross-coupled sense amplifier of a conventional semiconductor device.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명이 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible within the scope of the present invention without departing from the technical idea. It will be evident to those who have knowledge of.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 반도체 소자의 크로스-커플형 감지 증폭기는, SR-플립플롭을 이용하여 감지 증폭한 신호를 센스 인에이블 신호가 로우상태에서도 일시 저장하므로서, 센스 인에이블 신호의 인가 시간을 단축하여 전류의 소모량을 줄일 수 있는 효과를 제공한다.As described above, the cross-coupled sense amplifier of the semiconductor device of the present invention temporarily stores a signal sensed and amplified using the SR-flip-flop even when the sense enable signal is low, thereby applying the sense enable signal. This reduces the current consumption by shortening.

Claims (6)

센스 인에이블 신호에 의해 비트라인과 반전 비트라인의 전압차를 감지하여 출력단 및 반전 출력단을 통해 출력하는 반도체 소자의 크로스-커플형 감지 증폭기에 있어서,A cross-coupled sense amplifier of a semiconductor device for detecting a voltage difference between a bit line and an inverted bit line by a sense enable signal and outputting the same through an output terminal and an inverted output terminal. 감지증폭된 신호에 의해 인에이블되어 감지 증폭된 신호를 일시 저장하기 위한 저장수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 크로스-커플형 감지 증폭기.And a storage means for temporarily storing a signal enabled and sensed and amplified by the sense-amplified signal. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 저장수단은The storage means SR-플립플롭을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 크로스-커플형 감지 증폭기.A cross-coupled sense amplifier of a semiconductor device comprising an SR-flip-flop. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 저장수단에 저전압이 인가될 경우 전압을 적정수준으로 프리차아지시키기 위한 프리차아지부를 더 포함하는 것을 특징으로하는 반도체 소자의 크로스-커플형 감지 증폭기.And a precharge unit for precharging the voltage to an appropriate level when a low voltage is applied to the storage means. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 프리차아지부는The precharge section 상기 저장수단의 일입력단을 프리차아지시키기 위한 제 1 프리차아지부; 및A first precharge unit for precharging one input terminal of the storage unit; And 상기 저장수단의 타입력단을 프리차아지시키기 위한 제 2 프리차아지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 크로스-커플형 감지 증폭기.And a second precharge portion for precharging the type force stage of the storage means. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제 1 프리차아지수단은The first precharge means 게이트에 센스 인에이블 신호가 인가되며, 전원전압과 상기 저장수단 사이에 연결된 PMOS 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 크로스-커플형 감지 증폭기.A sense enable signal is applied to a gate and includes a PMOS transistor coupled between a power supply voltage and the storage means. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제 2 프리차아지수단은The second precharge means 게이트에 센스 인에이블 신호가 인가되며, 전원전압과 상기 저장수단 사이에 연결된 PMOS 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 크로스-커플형 감지 증폭기.A sense enable signal is applied to a gate and includes a PMOS transistor coupled between a power supply voltage and the storage means.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100299522B1 (en) * 1999-06-28 2001-11-01 박종섭 High-Speed sense amplifier
KR100812520B1 (en) * 2007-02-06 2008-03-11 매그나칩 반도체 유한회사 Semiconductor memory device

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