KR20000003736A - Semiconductor memory device with skew reducing circuit - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: It is to minimize the skew of drivers in a semiconductor memory device. CONSTITUTION: The skew reducing circuit comprises a skew sensing section(131) and a capacitance controlling section(141). The skew sensing section and the capacitance controlling section are connected to a driver(111, 112), and a interior circuit(121) are connected to output terminal of the drivers. The drivers are operated by receiving a signal from the semiconductor memory device. Size of the drivers are determined according to a gate capacitance and a bus line capacitance of a transistor.

Description

반도체 메모리 장치의 스큐 감소 회로Skew Reduction Circuit of Semiconductor Memory Device

본 발명은 반도체 메모리 장치에 관한 것으로서, 특히 스큐(skew) 감소 회로에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to semiconductor memory devices, and more particularly to skew reduction circuits.

최근 반도체 메모리 장치를 이용하는 시스템의 고속화 추세에 따라 반도체 메모리 장치도 점차 고속화, 광역화되어 가고 있다. 반도체 메모리 장치가 고속화 및 광역화되기 위해서는 반도체 메모리 장치의 내부의 주요 신호들의 스큐가 수십 피코초(pico seconds) 이하로 되어야만 반도체 메모리 장치는 정상적으로 동작할 수 있다.BACKGROUND ART With the recent trend of increasing the speed of systems using semiconductor memory devices, semiconductor memory devices have also become increasingly faster and wider. In order to speed up and widen the semiconductor memory device, the semiconductor memory device may operate normally only when skew of main signals inside the semiconductor memory device is several tens of pico seconds or less.

종래에는 내부 회로를 구동하는 인버터 드라이버의 출력단 부하(loading)는 상기 출력단에 연결되는 트랜지스터의 게이트 용량과 버스선 용량이 주종이다. 그런데, 상기 출력단이 각각 다른 회로에 연결되어 상기 트랜지스터의 게이트 용량과 버스선 용량이 서로 다르게 되면 신호들이 인에이블(enable)시 스큐가 나게된다. 상기 스큐는 고속화 및 광역화 반도체 장치의 특성에 큰 영향을 주는 경우가 많으므로 가능한 작게 설계해야만 한다.Conventionally, the output stage loading of an inverter driver for driving an internal circuit is mainly a gate capacitance and a bus line capacitance of a transistor connected to the output stage. However, when the output terminals are connected to different circuits so that the gate capacitance and the bus line capacitance of the transistor are different, skew occurs when the signals are enabled. The skew often has a great influence on the characteristics of the high-speed and wide-area semiconductor device, so it must be designed as small as possible.

본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 드라이버들의 스큐를 최소화시키는 스큐 감소 회로를 구비하는 반도체 메모리 장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a semiconductor memory device having a skew reduction circuit for minimizing skew of drivers.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 스큐 감소 회로 및 드라이버를 도시한 도면.1 illustrates a skew reduction circuit and a driver of a semiconductor memory device according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2는 상기 도 1에 도시된 신호들의 타이밍도.FIG. 2 is a timing diagram of the signals shown in FIG.

상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명은,The present invention to achieve the above technical problem,

내부 회로를 구동하는 적어도 두 개의 인접한 드라이버들을 구비하는 반도체 메모리 장치에 있어서, 상기 드라이버들의 출력들의 스큐를 감지하는 스큐 감지부 및 상기 드라이버들의 출력단들에 연결되며 상기 스큐 감지부의 출력에 응답하여 상기 드라이버의 출력들의 용량값들을 조절하는 용량 조절부를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치를 제공한다.A semiconductor memory device having at least two adjacent drivers for driving an internal circuit, the semiconductor memory device comprising: a skew sensing unit sensing skew of outputs of the drivers and output terminals of the drivers and responsive to an output of the skew sensing unit; And a capacitance adjuster for adjusting capacitance values of outputs of the semiconductor memory device.

상기 본 발명에 의하여 드라이버들의 스큐가 감소된다.The skew of the drivers is reduced by the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 통하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 스큐 감소 회로 및 드라이버를 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 스큐 감소 회로는 스큐 감지부(131) 및 용량 조절부(141)를 구비한다. 스큐 감지부(131) 및 용량 조절부(141)에 드라이버들(111,112)이 연결되고, 드라이버들(111,112)의 출력단들에 드라이버들(111,112)의 출력을 입력하여 구동하는 내부 회로들(121)이 연결된다.1 is a diagram illustrating a skew reduction circuit and a driver of a semiconductor memory device according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a skew reduction circuit of a semiconductor memory device according to an exemplary embodiment of the present invention includes a skew detector 131 and a capacitance adjuster 141. Drivers 111 and 112 are connected to the skew detecting unit 131 and the capacity adjusting unit 141, and internal circuits 121 are driven by inputting the outputs of the drivers 111 and 112 to the output terminals of the drivers 111 and 112. Is connected.

드라이버들(111,112)은 반도체 메모리 장치의 내부 또는 외부로부터 신호를 받아 구동한다. 드라이버들(111,112)은 통상적으로 출력단들에 연결되는 부하들의 크기에 따라 그 크기가 결정된다. 드라이버들(111,112)의 출력단들의 스큐를 감소시켜야 하는 최적점(optimize point)이 생기면 각각 출력단에 연결된 트랜지스터(도시안됨)의 게이트 용량과 버스선(도시안됨) 용량에 맞게 드라이버들(111,112)의 크기가 결정된다.The drivers 111 and 112 receive and drive signals from inside or outside the semiconductor memory device. Drivers 111 and 112 are typically sized according to the size of the loads connected to the output stages. If there is an optimum point to reduce the skew of the output terminals of the drivers 111 and 112, the size of the drivers 111 and 112 to match the gate capacity and the bus line capacity of the transistor (not shown) connected to the output terminal, respectively. Is determined.

스큐 감지부(131)는 드라이버들(111,112)의 출력단들의 스큐를 감지한다. 드라이버들(111,112)의 출력단들의 부하는 드라이버들(111,112)의 출력단들에 연결된 내부 회로들(121)의 트랜지스터들의 게이트 용량과 버스선 용량이 주종이다. 그런데 드라이버들(111,112)의 출력단들에 각각 다른 회로가 연결되어 게이트 용량과 버스선 용량이 서로 다르게 되면 신호들(CLK_A,CLK_B) 사이에 스큐가 발생한다. 상기 스큐를 스큐 감지부(131)가 감지한다. 신호(CLK_A)의 부하가 클 경우 스큐 감지부(131)의 출력 신호(CAPA_EN0)가 '1'로 인에이블되고, 출력 신호(CAPB_EN0)는 '0'으로 된다. 신호(CLK_B)의 부하가 클 경우 스큐 감지부(131)의 출력 신호(CAPB_EN0)는 '1'로 인에이블되고, 출력 신호(CAPA_EN0)는 '0'으로 된다.The skew detector 131 detects skew of output terminals of the drivers 111 and 112. The load of the output terminals of the drivers 111 and 112 is mainly based on the gate capacitance and the bus line capacitance of the transistors of the internal circuits 121 connected to the output terminals of the drivers 111 and 112. However, when different circuits are connected to the output terminals of the drivers 111 and 112 and the gate capacitance and the bus line capacitance are different, skew occurs between the signals CLK_A and CLK_B. The skew detector 131 detects the skew. When the load of the signal CLK_A is large, the output signal CAPA_EN0 of the skew detector 131 is enabled as '1', and the output signal CABB_EN0 becomes '0'. When the load of the signal CLK_B is large, the output signal CAPB_EN0 of the skew detector 131 is enabled as '1', and the output signal CAPA_EN0 is set to '0'.

스큐 감지부(131)는 플립플롭(151), 인버터들(161∼164), 전송 게이트들(171,172) 및 래취(latch)들(181,182)을 구비한다. 플립플롭(151)은 신호들(CLK_A,CLK_B)을 입력한다. 인버터들(161,162)은 플립플롭(151)의 출력단에 각각 연결되어 각각 플립플롭(151)의 출력을 반전시킨다. 전송 게이트들(171,172)은 각각 래취들(181,182)의 출력들에 의하여 게이팅(gating)된다. 즉, 래취(181)의 출력이 '1'이면 전송 게이트(171)는 턴온(turn-on)되고, 래취(181)의 출력이 '0'이면 전송 게이트(171)는 턴오프(turn-off)된다. 또, 래취(182)의 출력이 '1'이면 전송 게이트(172)는 턴온되고, 래취(182)의 출력이 '0'이면 전송 게이트(172)는 턴오프된다. 인버터들(163,164)은 각각 래취들(181,182)의 출력들을 반전시켜서 각각 출력 신호들(CAPA_EN0,CAPB_EN0)을 발생시킨다.The skew detector 131 includes a flip-flop 151, inverters 161 to 164, transmission gates 171 and 172, and latches 181 and 182. The flip-flop 151 inputs the signals CLK_A and CLK_B. Inverters 161 and 162 are connected to the output terminal of flip-flop 151, respectively, to invert the output of flip-flop 151, respectively. The transfer gates 171, 172 are gated by the outputs of the latches 181, 182, respectively. That is, the transfer gate 171 is turned on when the output of the latch 181 is '1', and the transfer gate 171 is turned off when the output of the latch 181 is '0'. )do. In addition, when the output of the latch 182 is '1', the transfer gate 172 is turned on. When the output of the latch 182 is '0', the transfer gate 172 is turned off. Inverters 163 and 164 invert the outputs of latches 181 and 182, respectively, to generate output signals CCAP_EN0 and CAPB_EN0, respectively.

용량 조절부(141)는 스큐 감지부(131)의 출력 신호들(CAPA_EN0,CAPB_EN0)에 응답하여 드라이버들(111,112)의 출력들의 용량값들을 조절한다. 용량 조절부(141)는 드라이버(111)의 출력단에 연결된 NMOS 트랜지스터(191)와 캐패시터(195) 및 드라이버(112)의 출력단에 연결된 NMOS 트랜지스터(192)와 캐패시터(196)를 구비한다. NMOS 트랜지스터들(191,192)은 각각 스큐 감지부(131)의 출력 신호들(CAPA_EN0,CAPB_EN0)에 의해 게이팅(gating)된다. 스큐 감지부(131)의 출력 신호(CAPA_EN0)가 '1'로 인에이블되면 트랜지스터(191)가 턴온되어 신호(CLK_A)의 부하가 커져서 신호들(CLK_A,CLK_B)의 부하를 비슷하게 맞추어 준다. 동일한 방법으로 출력 신호(CAPB_EN0)가 '1'로 인에이블되면 트랜지스터(192)가 턴온되어 신호(CLK_B)의 부하가 커지므로 신호들(CLK_A,CLK_B)의 부하를 비슷하게 맞추어 준다.The capacitance adjuster 141 adjusts capacitance values of the outputs of the drivers 111 and 112 in response to the output signals CCAP_EN0 and CABP_EN0 of the skew detector 131. The capacitance adjusting unit 141 includes an NMOS transistor 191 connected to an output terminal of the driver 111, a capacitor 195, and an NMOS transistor 192 connected to an output terminal of the driver 112 and a capacitor 196. The NMOS transistors 191 and 192 are gated by the output signals CAPA_EN0 and CABP_EN0 of the skew detector 131, respectively. When the output signal CAPA_EN0 of the skew detector 131 is enabled as '1', the transistor 191 is turned on to increase the load of the signal CLK_A so that the loads of the signals CLK_A and CLK_B are similarly adjusted. In the same way, when the output signal CAPB_EN0 is enabled as '1', the transistor 192 is turned on to increase the load of the signal CLK_B, thereby matching the loads of the signals CLK_A and CLK_B.

도 2는 상기 도 1에 도시된 신호들의 타이밍도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 신호(CLK_A)의 부하가 신호(CLK_B)보다 클 경우에는 스큐 감지부(131)의 출력 신호(CAPA_EN0)는 '1'로 인에이블되고, 출력 신호(CAPB_EN0)는 '0'으로 디세이블(disable)된다.FIG. 2 is a timing diagram of the signals shown in FIG. 1. As shown in FIG. 2, when the load of the signal CLK_A is greater than the signal CLK_B, the output signal CAPA_EN0 of the skew detector 131 is enabled as '1', and the output signal CABP_EN0 is enabled. Disabled to '0'.

도면과 명세서에서 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.The best embodiments have been disclosed in the drawings and the specification. Although specific terms have been used herein, they are used only for the purpose of describing the present invention and are not intended to limit the scope of the invention as defined in the claims or the claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible from this. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 드라이버들(111,112)의 출력단들에 연결된 회로들(121)의 개수나 버스선 용량이 서로 달라서 드라이버들(111,112)의 출력단들의 부하가 다를 경우에는 스큐 감지부(131)가 동작하여 용량 조절부(141)의 트랜지스터들(191,192)을 선택적으로 턴온시켜서 드라이버들(111,112)의 출력단들의 부하를 비슷하게 맞춤으로써 신호들(CLK_A,CLK_B)간의 스큐는 최소로 감소된다.As described above, when the loads of the output terminals of the drivers 111 and 112 are different because the number of circuits 121 connected to the output terminals of the drivers 111 and 112 or the bus line capacity are different, the skew detector ( 131 operates to selectively turn on the transistors 191 and 192 of the capacitance adjusting unit 141 to similarly load the output terminals of the drivers 111 and 112, thereby reducing the skew between the signals CLK_A and CLK_B to a minimum.

Claims (1)

내부 회로를 구동하는 적어도 두 개의 인접한 드라이버들을 구비하는 반도체 메모리 장치에 있어서,A semiconductor memory device having at least two adjacent drivers for driving an internal circuit, the semiconductor memory device comprising: 상기 드라이버들의 출력들의 스큐를 감지하는 스큐 감지부; 및A skew detector for detecting skew of outputs of the drivers; And 상기 드라이버들의 출력단들에 연결되며 상기 스큐 감지부의 출력에 응답하여 상기 드라이버들의 출력들의 용량값을 조절하는 용량 조절부를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.And a capacitance adjusting unit connected to output terminals of the drivers and configured to adjust capacitance values of the outputs of the drivers in response to an output of the skew detector.
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