KR20010059962A - Semiconductor memory device - Google Patents

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KR20010059962A
KR20010059962A KR1019990067957A KR19990067957A KR20010059962A KR 20010059962 A KR20010059962 A KR 20010059962A KR 1019990067957 A KR1019990067957 A KR 1019990067957A KR 19990067957 A KR19990067957 A KR 19990067957A KR 20010059962 A KR20010059962 A KR 20010059962A
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유종학
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박종섭
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Abstract

PURPOSE: A semiconductor memory device is provided to prevent a mis-operation of a main amp by inserting a local data line amp between a bit line sense amp and the main amp. CONSTITUTION: A sub memory array(10) comprises a plurality of memory cells, and a bit line sense amp array(20) comprises a plurality of bit line sense amps sensing data loaded on bit lines(BL,/BL) by being connected to both sides of the sub memory array. A row decoder enables a word line(WL) to drive a memory cell corresponding to a row address by decoding the row address, and a column selection switch(CSW) transfers data amplified by the bit line sense amp to local data buses(LDB0,/LDB0)(LDB2,/LDB2). A local data line sense amp(50) senses data loaded on the above local data buses by being controlled by a sense amp enable signal(SAEN). And a block selection switch(BSW) transfers data loaded on the above local data buses to global data buses(GDB0,/GDB0)(GDB2,/GDB2) selectively.

Description

반도체 메모리 장치{Semiconductor memory device}Semiconductor memory device

본 발명은 반도체 메모리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비트라인 센스앰프와 메인 앰프 사이에 로컬 데이터 라인 센스앰프를 삽입하여 큰 부하가 걸리는 데이터 라인에 의해 데이터가 전송되더라도 정확한 데이터를 전송할 수 있도록 한 반도체 메모리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly, by inserting a local data line sense amplifier between a bit line sense amplifier and a main amplifier so that accurate data can be transmitted even when data is transmitted by a data line under heavy load. A semiconductor memory device.

도 1 은 일반적인 디램(DRAM)에서의 데이터 버스 구조를 보인 블록도로써, 이에 도시된 바와 같이, 복수개의 메모리 셀로 구성된 서브 메모리 어레이(1)가 복수개 배열되고, 상기 서브 메모리 어레이(1)의 양측단부에 연결되어 비트라인(BL, /BL)에 실린 데이터를 센싱하는 복수개의 비트라인 센스앰프로 구성된 비트라인 센스앰프(2)와, 로우 어드레스를 디코딩하여 그 로우 어드레스에 해당하는 메모리 셀을 선택하기 위해 워드라인(WL)을 구동하는 로우 디코더(3)와, 상기 비트라인 센스앰프에 의해 증폭된 데이터를 로컬 데이터 버스(LDB, /LDB)에 선택적으로 전달하는 칼럼 선택 스위치(CSW)와, 상기 로컬 데이터 버스(LDB, /LDB)에 실린 데이터를 선택적으로 글로벌 데이터 버스(GDB, /GDB)에 전달하는 블록 선택스위치(BSW)와, 상기 글로벌 데이터 버스(GDB, /GDB)에 실린 데이터를 센싱하여 글로벌 입출력라인(GIO0-GIO3)을 통해 출력버퍼(미도시)로 출력하기 위한 메인 앰프(4)를포함하여 구성된다.FIG. 1 is a block diagram illustrating a data bus structure in a general DRAM. As shown in FIG. 1, a plurality of sub memory arrays 1 including a plurality of memory cells are arranged, and both sides of the sub memory array 1 are arranged. A bit line sense amplifier 2 connected to an end and configured with a plurality of bit line sense amplifiers configured to sense data carried on the bit lines BL and / BL, and a memory cell corresponding to the row address by decoding a row address. A row decoder 3 for driving a word line WL, a column select switch CSW for selectively transferring data amplified by the bit line sense amplifiers to local data buses LDB and / LDB; Block selection switch (BSW) for selectively transferring data on the local data bus (LDB, / LDB) to the global data bus (GDB, / GDB), and on the global data bus (GDB, / GDB) Sensing the data to be configured to include a main amplifier 4, for output to an output buffer (not shown) through a global input and output lines (GIO0-GIO3).

도 2 는 상기 도 1 의 일부분을 보인 블록도로써, 이에 도시된 바와 같이, 복수개의 메모리 셀로 구성된 서브 메모리 어레이(1)와, 상기 서브 메모리 어레이(1)의 양측단부에 연결되어 비트라인(BL, /BL)에 실린 데이터를 센싱하는 복수개의 비트라인 센스앰프로 구성된 비트라인 센스앰프 어레이(2)와, 로우 어드레스를 디코딩하여 그 로우 어드레스에 해당하는 메모리 셀을 구동하기 위해 워드라인(WL)을 인에이블시키는 로우 디코더(3)와, 상기 비트라인 센스앰프에 의해 증폭된 데이터를 선택적으로 로컬 데이터 버스(LDB0, /LDB0)(LDB2, /LDB2)에 전달하는 칼럼 선택 스위치(CSW)와, 상기 로컬 데이터 버스(LDB0, /LDB0)(LDB2, /LDB2)에 실린 데이터를 선택적으로 글로벌 데이터 버스(GDB0, /GDB0)(GDB2, /GDB2)에 전달하는 블록 선택 스위치(BSW)가 도시되어 있다.FIG. 2 is a block diagram illustrating a portion of FIG. 1. As shown in FIG. 1, a sub memory array 1 including a plurality of memory cells and a bit line BL are connected to both ends of the sub memory array 1. And a bit line sense amplifier array (2) consisting of a plurality of bit line sense amplifiers for sensing data contained in the < RTI ID = 0.0 > / BL < / RTI > and a word line WL for decoding a row address and driving a memory cell corresponding to the row address. A row decoder (3) for enabling a signal, a column select switch (CSW) for selectively transferring data amplified by the bit line sense amplifiers to local data buses (LDB0, / LDB0) (LDB2, / LDB2); A block select switch BSW for selectively transferring data carried on the local data buses LDB0, / LDB0 (LDB2, / LDB2) to the global data buses GDB0, / GDB0) GDB2, / GDB2 is shown. .

이와 같이 도시된 일반적인 디램(DRAM)의 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation of the general DRAM illustrated in this manner will be described below.

먼저, 로우 어드레스가 입력되면 선택된 블록의 로우 디코더가 활성화되어 워드라인(WL)을 인에이블 한다. 따라서, 인에이블된 워드라인(WL)에 연결된 메모리 셀은 턴온되어 저장되어 있던 데이터를 비트라인(BL, /BL)에 전송한다.First, when a row address is input, the row decoder of the selected block is activated to enable the word line WL. Therefore, the memory cell connected to the enabled word line WL transfers the stored data to the bit lines BL and / BL.

이어서, 비트라인(BL, /BL)에 실린 데이터는 비트라인 센스앰프 어레이(2)의 비트라인 센스앰프에 의해 센싱되어 칼럼 선택 스위치(CSW)에 의해 로컬 데이터 버스(LDB, /LDB)에 전달된다.Subsequently, the data carried on the bit lines BL and / BL is sensed by the bit line sense amplifier of the bit line sense amplifier array 2 and transferred to the local data buses LDB and / LDB by the column select switch CSW. do.

계속해서, 로컬 데이터 버스(LDB, /LDB)에 실린 데이터는 블록 선택 스위치(BSW)에 의해 글로벌 데이터 버스(GDB, /GDB)에 전달되고, 글로벌 데이터 버스(GDB, /GDB)에 실린 데이터는 메인 앰프(4)에 의해 센싱되어 글로벌 입출력 라인(GIO)를 통해 출력버퍼(미도시)를 통해 외부로 출력된다.Subsequently, the data loaded on the local data buses LDB and / LDB are transferred to the global data buses GDB and / GDB by the block select switch BSW, and the data loaded on the global data buses GDB and / GDB are stored. The sensor is sensed by the main amplifier 4 and output to the outside through an output buffer (not shown) through the global input / output line GIO.

로컬 데이터 버스(LDB, /LDB)는 일반적으로 다수개의 서브 메모리 어레이에 상응하여 배치되어 있는 비트라인 센스앰프와 데이터를 주고 받는 역할을 하며, 메모리 어레이에 평행하게 배치되어 있다.The local data buses LDB and / LDB generally exchange data with bit line sense amplifiers corresponding to a plurality of sub memory arrays, and are arranged parallel to the memory array.

비트라인 센스앰프에서 로컬 테이터 버스(LDB, /LDB)에 전달된 데이?? 일반적으로 비트라인 센스앰프의 구동능력이 칩면적의 관계로 미약하기 때문에 로컬 데이터 버스(LDB, /LDB)에도 적은양의 데이터가 전달된다. 예를 들어, 전원전압(VDD)으로, 2.0V를 사용하는 경우, 비트라인(BL, /BL)의 전압차는 2.0V 정도이지만, 로컬 데이터 버스(LDB, /LDB)의 전압차는 약 0.1V - 0.2 내외로 매우 적다.The data passed from the bitline sense amplifier to the local data buses (LDB, / LDB). In general, since the driving ability of the bit line sense amplifier is weak due to the chip area, a small amount of data is also transferred to the local data buses (LDB and / LDB). For example, when 2.0 V is used as the power supply voltage VDD, the voltage difference between the bit lines BL and / BL is about 2.0 V, but the voltage difference between the local data buses LDB and / LDB is about 0.1 V −. Very little around 0.2.

로컬 데이터 버스(LDB, /LDB)에 실린 데이터는 블록 선택 스위치(BSW)를 통해 글로벌 데이터 버스(GDB, /GDB)에 전달되는데, 이 과정에서 글로벌 데이터 버스(GDB, /GDB)의 부하에 의해 데이터 양은 더욱 감소하게 된다.Data carried on the local data buses (LDB, / LDB) is transferred to the global data buses (GDB, / GDB) via the block select switch (BSW), which is under load by the global data buses (GDB, / GDB). The amount of data is further reduced.

따라서, 메인 앰프(4)에서 에러를 발생시킬 확률이 증가하게 된다.Therefore, the probability of generating an error in the main amplifier 4 increases.

이와 같은 문제점을 해결하는 방법으로 메인 앰프(4)에 입력되는 입력 전압량을 증가시키기 위해 장시간 데이터를 입력 받으면 에러를 발생시킬 확률이 감소하지만, 동작 주파수가 200MHz를 사용하는 현재의 반도체 메모리 장치에서는 사용할 수 없는 방법이다.In order to solve such a problem, when the data is input for a long time to increase the amount of input voltage input to the main amplifier 4, the probability of generating an error is reduced, but in the current semiconductor memory device using an operating frequency of 200 MHz This method is not available.

이와 같이, 종래 디램(DRAM)에서는 비트라인 센스앰프에 의해 비트라인(BL, /BL)에 실린 데이터를 증폭한 후, 메인 앰프(4)까지 직접 데이터를 전달하는 방식이 사용되었다. 그런데, 점차 메모리 밀도가 증가함에 따라 데이터 버스에 연결되는 비트라인 센스앰프의 개수가 증가하거나 길이가 길어지는 반면에 비트라인 센스 앰프의 면적을 감소시키기 위해 구동능력이 축소됨에 따라 데이터 버스에 전달되는 데이터의 양이 감소된다. 따라서, 메인 앰프(4)는 데이터 버스에 전달된 미소한 양의 전압차를 센싱하여 출력버퍼로 전달하게 되는데, 입력 전압차가 작아지면 작아질수록 오동작을 할 확률이 커지는 문제점이 발생하였다.As described above, in the conventional DRAM, a method of amplifying data carried on the bit lines BL and / BL by a bit line sense amplifier and then directly transferring the data to the main amplifier 4 is used. However, as the memory density increases, the number of bit line sense amplifiers connected to the data bus increases or increases in length, while the driving capacity is reduced to reduce the area of the bit line sense amplifiers, which are transferred to the data bus. The amount of data is reduced. Therefore, the main amplifier 4 senses a small amount of voltage difference transmitted to the data bus and transfers it to the output buffer. However, as the input voltage difference decreases, there is a problem in that a probability of malfunction occurs.

이와 같은 데이터 양의 감소하는 것을 보상하기 위해 비트라인 센스앰프의 구동능력을 증가시키기 위해 크기를 증가시킬 경우 칩면적이 증가되는 문제점이 발생하였다.In order to compensate for such a decrease in the amount of data, when the size is increased to increase the driving capability of the bit line sense amplifier, a problem arises in that the chip area is increased.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 비트라인 센스앰프와 메인 앰프 사이에 로컬 데이터 라인 앰프를 삽입하여 메인앰프의 오동작을 방지할 수 있는 반도체 메모리 장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor memory device capable of preventing a malfunction of a main amplifier by inserting a local data line amplifier between a bit line sense amplifier and a main amplifier.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 메모리 장치는,The semiconductor memory device of the present invention for achieving the above object,

복수개의 메모리 셀로 구성된 서브 메모리 어레이와,A sub memory array consisting of a plurality of memory cells,

상기 서브 메모리 어레이의 양측단부에 연결되어 비트라인에 실린 데이터를 센싱하는 복수개의 비트라인 센스앰프로 구성된 비트라인 센스앰프 어레이와,A bit line sense amplifier array connected to both ends of the sub memory array and configured of a plurality of bit line sense amplifiers configured to sense data carried on bit lines;

로우 어드레스를 디코딩하여 그 로우 어드레스에 해당하는 메모리 셀을 구동하기 위해 워드라인을 인에이블시키는 로우 디코더와,A row decoder that decodes a row address and enables a word line to drive a memory cell corresponding to that row address;

칼럼 선택 신호에 의해 제어되어 상기 비트라인 센스앰프에 의해 증폭된 데이터를 선택적으로 로컬 데이터 버스에 전달하는 칼럼 선택 스위치와,A column select switch controlled by a column select signal and selectively transferring data amplified by the bit line sense amplifier to a local data bus;

상기 로컬 데이터 버스에 실린 데이터를 센스앰프 인에이블 신호에 의해 제어되어 센싱하는 로컬 데이터 라인 센스앰프와,A local data line sense amplifier configured to sense and control data carried on the local data bus by a sense amplifier enable signal;

상기 로컬 데이터 버스에 실린 데이터를 선택적으로 글로벌 데이터 버스에 전달하는 블록 선택 스위치와,A block selection switch for selectively transferring data on the local data bus to a global data bus;

상기 글로벌 데이터 버스에 실린 데이터를 센싱하여 글로벌 입출력라인을 통해 출력버퍼로 전달하기 위한 메인 앰프를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.And a main amplifier configured to sense data carried on the global data bus and deliver the data to the output buffer through a global input / output line.

또는, 복수개의 메모리 셀로 구성된 서브 메모리 어레이와,Or a sub memory array consisting of a plurality of memory cells;

상기 서브 메모리 어레이의 양측단부에 연결되어 비트라인에 실린 데이터를 센싱하는 복수개의 비트라인 센스앰프로 구성된 비트라인 센스앰프 어레이와,A bit line sense amplifier array connected to both ends of the sub memory array and configured of a plurality of bit line sense amplifiers configured to sense data carried on bit lines;

로우 어드레스를 디코딩하여 그 로우 어드레스에 해당하는 메모리 셀을 구동하기 위해 워드라인을 인에이블시키는 로우 디코더와,A row decoder that decodes a row address and enables a word line to drive a memory cell corresponding to that row address;

상기 비트라인 센스앰프에 의해 증폭된 데이터를 선택적으로 로컬 데이터 버스에 전달하는 칼럼 선택 스위치와,A column select switch for selectively transferring data amplified by the bit line sense amplifier to a local data bus;

로컬 데이터 버스에 실린 데이터를 선택적으로 글로벌 데이터 버스에 전달하는 블록 선택 스위치와,A block select switch for selectively passing data on the local data bus to the global data bus;

센스앰프 인에이블신호에 의해 제어되어 상기 글로벌 데이터 버스에 실린 데이터를 센싱하여 증폭하는 글로벌 데이터 라인 센스앰프와,A global data line sense amplifier controlled by a sense amplifier enable signal to sense and amplify data carried on the global data bus;

상기 글로벌 데이터 라인 센스앰프에 의해 증폭된 데이터를 센싱하여 글로벌 입출력라인을 통해 출력버퍼로 출력하기 위한 메인 앰프를 포함하여 구성된 것을특징으로 한다.And a main amplifier for sensing the data amplified by the global data line sense amplifier and outputting the amplified data to the output buffer through the global input / output line.

상술한 목적 및 기타의 목적과 본 발명의 특징 및 이점은 첨부도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해 질 것이다.The above and other objects and features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 은 일반적인 디램(DRAM)의 데이터 버스 구조를 보인 블록도.1 is a block diagram showing a data bus structure of a general DRAM (DRAM).

도 2 는 도 1 의 데이터 버스 구조의 일부분을 보인 블록도.FIG. 2 is a block diagram illustrating a portion of the data bus structure of FIG. 1. FIG.

도 3 은 본 발명에 따른 로컬 데이터 센스앰프 배치의 일실시예를 보인 블록도.3 is a block diagram illustrating one embodiment of a local data sense amplifier arrangement in accordance with the present invention.

도 4 는 도 3 의 일실시예의 로컬 데이터 센스앰프의 상세 회로도.4 is a detailed circuit diagram of a local data sense amplifier of one embodiment of FIG.

도 5 는 도 4 의 로컬 데이터 센스앰프의 동작 타이밍도.5 is an operation timing diagram of the local data sense amplifier of FIG. 4;

도 6 은 본 발명에 따른 로컬 데이터 센스앰프 배치의 다른 실시예를 보인 블록도.6 is a block diagram illustrating another embodiment of a local data sense amplifier arrangement in accordance with the present invention.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>

10 : 서브 메모리 어레이10: sub memory array

20 : 비트라인 센스앰프 어레이20: bit line sense amplifier array

30 : 로우 디코더30: low decoder

50 : 로컬 데이터 라인 센스앰프50: local data line sense amplifier

60 : 글로벌 데이터 라인 센스앰프60: global data line sense amplifier

CSW : 칼럼 선택 스위치CSW: Column Selector Switch

BSW : 블록 선택 스위치BSW: Block Selector Switch

PM1, PM2 : 피모스형 트랜지스터PM1, PM2: PMOS transistor

NM1, NM2, NM11, NM12 : 엔모스형 트랜지스터NM1, NM2, NM11, NM12: NMOS transistor

도 3 은 본 발명에 따른 반도체 메모리 장치에서 중간 센스앰프가 로컬 데이터 버스(LDB, /LDB)의 전압차를 증폭하도록 배치한 블록도로써, 이에 도시된 바와 같이, 복수개의 메모리 셀로 구성된 서브 메모리 어레이(10)와, 상기 서브 메모리 어레이(10)의 양측단부에 연결되어 비트라인(BL, /BL)에 실린 데이터를 센싱하는 복수개의 비트라인 센스앰프로 구성된 비트라인 센스앰프 어레이(20)와, 로우 어드레스를 디코딩하여 그 로우 어드레스에 해당하는 메모리 셀을 구동하기 위해 워드라인(WL)을 인에이블시키는 로우 디코더(30)와, 상기 비트라인 센스앰프에 의해 증폭된 데이터를 선택적으로 로컬 데이터 버스(LDB0, /LDB0)(LDB2, /LDB2)에 전달하는 칼럼 선택 스위치(CSW)와, 상기 로컬 데이터 버스(LDB0, /LDB0)(LDB2, /LDB2)에 실린 데이터를 센스앰프 인에이블 신호(SAEN)에 의해 제어되어 센싱하는 로컬 데이터 라인 센스앰프(50)와, 상기 로컬 데이터 버스(LDB0, /LDB0)(LDB2, /LDB2)에 실린 데이터를 선택적으로 글로벌 데이터 버스(GDB0, /GDB0)(GDB2, /GDB2)에 전달하는 블록 선택 스위치(BSW)가 도시되어 있다.FIG. 3 is a block diagram of an intermediate sense amplifier arranged to amplify a voltage difference between local data buses LDB and / LDB in a semiconductor memory device according to the present invention. As shown in FIG. A bit line sense amplifier array 20 having a plurality of bit line sense amplifiers connected to both ends of the sub memory array 10 and configured to sense data carried on bit lines BL and / BL; A row decoder 30 for enabling a word line WL to decode a row address and drive a memory cell corresponding to the row address, and selectively converts data amplified by the bit line sense amplifier into a local data bus ( A column select switch (CSW) for transmitting to LDB0, / LDB0) (LDB2, / LDB2) and a sense amplifier enable signal (SAEN) for data loaded on the local data buses (LDB0, / LDB0) (LDB2, / LDB2). On The local data line sense amplifier 50 that is controlled and sensed and the data contained in the local data buses LDB0 and / LDB0 (LDB2 and / LDB2) are selectively global data buses GDB0 and / GDB0 (GDB2, /). A block select switch (BSW) to GDB2 is shown.

여기서, 메모리 셀 어레이는 서브 메모리 어레이 블록(10)을 배열하여 셀을액세스하는 구조를 갖는다. 여기서, 메모리 셀은 트랜지스터와 캐패시터로 구성된 전형적인 디램셀 구조이고 트랜지스터의 게이트에는 워드라인(WL), 소오스에는 캐패시터가 연결되고, 드레인은 비트라인(BL 또는 /BL)에 연결된다.The memory cell array has a structure in which sub memory array blocks 10 are arranged to access cells. Here, the memory cell is a typical DRAM cell structure consisting of a transistor and a capacitor, a word line WL is connected to a gate of a transistor, a capacitor is connected to a source, and a drain thereof is connected to a bit line BL or / BL.

비트라인 센스앰프는 비트라인(BL, /BL)에 실린 데이터를 증폭하여 풀스윙(VDD-VSS)시킨 후, 칼럼 선택 스위치(CSW)에 의해 로컬 데이터 버스(LDB, /LDB)에 데이터를 전달한다.The bit line sense amplifier amplifies the data carried on the bit lines BL and / BL to full swing (VDD-VSS), and then transfers the data to the local data buses LDB and / LDB by the column select switch CSW. do.

상기 비트라인 센스앰프 어레이(20)는 통상적인 구조의 크로스 커플드 래치 형태의 센싱수단과 비트라인(BL, /BL)을 이퀄라이제이션 및 프리차지 하는 수단과 비트라인과 센스앰프를 선택적으로 연결하는 스위치 수단과 센스앰프와 로컬 데이터 버스(LDB, /LDB)를 선택적으로 연결하는 칼럼 스위치로 구성된다.The bit line sense amplifier array 20 is a switch for connecting the bit line and the sense amplifier selectively and means for equalizing and precharging the sensing means having a cross-coupled latch form, the bit lines BL and / BL in a conventional structure. It consists of means, a column switch which selectively connects the sense amplifier and the local data buses (LDB, / LDB).

여기서, 상기 스위치 수단은 엔모스형 트랜지스터를 사용하여 소오스와 드레인에 단속하고자하는 두점을 연결하고 게이트에는 제어신호를 사용한다.Here, the switch means connects two points to be intermitted to the source and the drain using an NMOS transistor and uses a control signal for the gate.

상기 중간 센스앰프로 사용하는 로컬 데이터 라인 센스앰프는 도 4(a)에 도시된 바와 같은 두 개의 엔모스형 트랜지스터(NM1,NM2)가 크로스 커플드 연결된 엔모스형 센스앰프 또는 도 4(b)에 도시된 바와 같은 두 개의 피모스형 트랜지스터(PM1, PM2) 및 두 개의 엔모스형 트랜지스터(NM11, NM12)가 크로스 커플드 연결된 크로스 커플드 센스앰프를 사용할 수 있다.The local data line sense amplifier used as the intermediate sense amplifier may be an NMOS type sense amplifier in which two NMOS transistors NM1 and NM2 are cross-coupled as shown in FIG. 4A or FIG. 4B. As shown in FIG. 2, the PMOS transistors PM1 and PM2 and the NMOS transistors NM11 and NM12 may use a cross coupled sense amplifier that is cross coupled.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 로컬 데이터 라인 센스앰프(50)를 사용한 반도체 메모리 장치의 출력구조의 동작을 설명하면 다음과 같다.Operation of the output structure of the semiconductor memory device using the local data line sense amplifier 50 according to the present invention configured as described above is as follows.

먼저, 로우 어드레스가 입력되면 선택된 블록의 로우 디코더가 활성화되어워드라인(WL)을 인에이블 한다. 따라서, 인에이블된 워드라인(WL)에 연결된 메모리 셀은 턴온되어 저장되어 있던 데이터를 비트라인(BL, /BL)에 전송한다.First, when a row address is input, the row decoder of the selected block is activated to enable the word line WL. Therefore, the memory cell connected to the enabled word line WL transfers the stored data to the bit lines BL and / BL.

이어서, 비트라인(BL, /BL)에 실린 데이터는 비트라인 센스앰프 어레이(20)의 비트라인 센스앰프에 의해 센싱되어 칼럼 선택 스위치(CSW)에 의해 로컬 데이터 버스(LDB, /LDB)에 전달된다.Subsequently, the data carried on the bit lines BL and / BL is sensed by the bit line sense amplifier of the bit line sense amplifier array 20 and transferred to the local data buses LDB and / LDB by the column select switch CSW. do.

이때, 센스앰프 인에이블 신호(SAEN)에 의해 제어되는 로컬 데이터 라인 센스앰프(50)에 의해 로컬 데이터 버스(LDB, /LDB)의 전압차를 센싱하여 증폭한다.At this time, the voltage difference between the local data buses LDB and / LDB is sensed and amplified by the local data line sense amplifier 50 controlled by the sense amplifier enable signal SAEN.

계속해서, 상기 로컬 데이터 라인 센스앰프(50)에 의해 증폭된 데이터는 블록 선택 스위치(BSW)에 의해 글로벌 데이터 버스(GDB, /GDB)에 전달되고, 글로벌 데이터 버스(GDB, /GDB)에 실린 데이터는 메인 앰프에 의해 센싱되어 글로벌 입출력 라인(GIO)를 통해 출력버퍼(미도시)를 통해 외부로 출력된다.Subsequently, the data amplified by the local data line sense amplifier 50 is transferred to the global data buses GDB and / GDB by the block select switch BSW, and loaded onto the global data buses GDB and / GDB. The data is sensed by the main amplifier and output to the outside through an output buffer (not shown) through the global input / output line (GIO).

도 5 는 상기와 같은 출력동작의 동작 타이밍도로써, 이에 도시된 바와 같이, 비트라인 센스앰프에 의해 증폭된 데이터가 칼럼 선택신호(YI)가 인에이블되어 칼럼 선택 스위치(CSW)가 턴온되어 로컬 데이터 버스(LDB, /LDB)에 전달되는데, 종래 기술에서는(A) 로컬 데이터 버스(LDB, /LDB)의 전압차가 많아야 0.2V 내외이었으나, 본 발명에서는(B) 센스앰프 인에이블신호(SAEN)에 의해 로컬 데이터 라인 센스앰프(50)가 로컬 데이터 버스(LDB, /LDB)의 전압차를 다시 증폭하여 출력하기 때문에, 메인 앰프는 충분한 전압차를 센싱하여 증폭한 후 글로벌 입출력라인(GIO)을통해 데이터를 전달할 수 있다.FIG. 5 is an operation timing diagram of the output operation as described above. As shown in FIG. 5, the column amplification signal YI is enabled and the column select switch CSW is turned on so that the data amplified by the bit line sense amplifier is turned on. It is transmitted to the data bus (LDB, / LDB), but in the prior art (A) the voltage difference between the local data bus (LDB, / LDB) was about 0.2V at most, in the present invention (B) sense amplifier enable signal (SAEN) Since the local data line sense amplifier 50 amplifies and outputs the voltage difference between the local data buses LDB and / LDB again, the main amplifier senses and amplifies a sufficient voltage difference, and then amplifies the global input / output line GIO. Data can be delivered via

여기서, 상기 센스앰프 인에이블 신호(SAEN)는 칼럼 선택신호(YI)가 인에이블된 후 약 1nsec 뒤에 인에이블 되는 글로벌 신호이다.The sense amplifier enable signal SAEN is a global signal enabled about 1 nsec after the column select signal YI is enabled.

도 6 은 본 발명 반도체 메모리 장치의 출력 구조에서 중간 센스앰프가 글로벌 데이터 버스(GDB, /GDB)의 전압차를 증폭하도록 배치한 실시예로써, 이에 도시된 바와 같이, 복수개의 메모리 셀로 구성된 서브 메모리 어레이(10)와, 상기 서브 메모리 어레이(10)의 양측단부에 연결되어 비트라인(BL, /BL)에 실린 데이터를 센싱하는 복수개의 비트라인 센스앰프로 구성된 비트라인 센스앰프 어레이(20)와, 로우 어드레스를 디코딩하여 그 로우 어드레스에 해당하는 메모리 셀을 구동하기 위해 워드라인(WL)을 인에이블시키는 로우 디코더(30)와, 상기 비트라인 센스앰프에 의해 증폭된 데이터를 선택적으로 로컬 데이터 버스(LDB0, /LDB0)(LDB2, /LDB2)에 전달하는 칼럼 선택 스위치(CSW)와, 로컬 데이터 버스(LDB0, /LDB0)(LDB2, /LDB2)에 실린 데이터를 선택적으로 글로벌 데이터 버스(GDB0, /GDB0)(GDB2, /GDB2)에 전달하는 블록 선택 스위치(BSW)와, 센스앰프 인에이블신호(SAEN)에 의해 제어되어 상기 글로벌 데이터 버스(GDB0, /GDB0)(GDB2, /GDB2)에 실린 데이터를 센싱하여 증폭하는 글로벌 데이터 라인 센스앰프(60)가 도시되어 있다.FIG. 6 illustrates an embodiment in which an intermediate sense amplifier is arranged to amplify the voltage difference between the global data buses GDB and / GDB in the output structure of the semiconductor memory device of the present invention. As shown in FIG. A bit line sense amplifier array 20 having a plurality of bit line sense amplifiers connected to both ends of the array 10 and the sub memory array 10 and configured to sense data carried on the bit lines BL and / BL; And a row decoder 30 for enabling the word line WL to decode the row address and drive the memory cell corresponding to the row address, and selectively convert the data amplified by the bit line sense amplifier into a local data bus. Column data selector switch (CSW) to (LDB0, / LDB0) (LDB2, / LDB2) and data loaded on local data buses (LDB0, / LDB0) (LDB2, / LDB2). The global data buses GDB0, / GDB0, GDB2, / GDB2 are controlled by the block select switch BSW to be transmitted to (GDB0, / GDB0) (GDB2, / GDB2) and the sense amplifier enable signal SAEN. A global data line sense amplifier 60 for sensing and amplifying the data contained in FIG.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 로컬 데이터 라인 센스앰프(50)를 사용한 반도체 메모리 장치의 출력구조의 동작을 설명하면 다음과 같다.Operation of the output structure of the semiconductor memory device using the local data line sense amplifier 50 according to the present invention configured as described above is as follows.

먼저, 로우 어드레스가 입력되면 선택된 블록의 로우 디코더가 활성화되어 워드라인(WL)을 인에이블 한다. 따라서, 인에이블된 워드라인(WL)에 연결된 메모리 셀은 턴온되어 저장되어 있던 데이터를 비트라인(BL, /BL)에 전송한다.First, when a row address is input, the row decoder of the selected block is activated to enable the word line WL. Therefore, the memory cell connected to the enabled word line WL transfers the stored data to the bit lines BL and / BL.

이어서, 비트라인(BL, /BL)에 실린 데이터는 비트라인 센스앰프 어레이(20)의 비트라인 센스앰프에 의해 센싱되어 칼럼 선택 스위치(CSW)에 의해 로컬 데이터 버스(LDB, /LDB)에 전달된다.Subsequently, the data carried on the bit lines BL and / BL is sensed by the bit line sense amplifier of the bit line sense amplifier array 20 and transferred to the local data buses LDB and / LDB by the column select switch CSW. do.

계속해서, 상기 로컬 데이터 라인 센스앰프(50)에 의해 증폭된 데이터는 블록 선택 스위치(BSW)에 의해 글로벌 데이터 버스(GDB, /GDB)에 전달된다.Subsequently, the data amplified by the local data line sense amplifier 50 is transferred to the global data buses GDB and / GDB by the block select switch BSW.

이때, 센스앰프 인에이블 신호(SAEN)에 의해 제어되는 글로벌 데이터 라인 센스앰프(60)에 의해 글로벌 데이터 버스(GDB, /GDB)의 전압차를 센싱하여 증폭한다.In this case, the voltage difference between the global data buses GDB and / GDB is sensed and amplified by the global data line sense amplifier 60 controlled by the sense amplifier enable signal SAEN.

따라서, 글로벌 데이터 라인 센스앰프(60)에 의해 증폭된 데이터는 메인 앰프에 의해 센싱되어 글로벌 입출력 라인(GIO)를 통해 출력버퍼(미도시)를 통해 외부로 출력된다.Therefore, the data amplified by the global data line sense amplifier 60 is sensed by the main amplifier and output to the outside through an output buffer (not shown) through the global input / output line GIO.

이와 같이 비트라인(BL, /BL)에 실린 데이터를 센스앰프(20)에 의해 증폭하여 메인 앰프까지 전달하여 발생하는 메인 앰프의 오동작 및 동작 속도의 지연을 센스앰프(20)와 메인 앰프 중간에 로컬 데이터 버스(LDB, /LDB) 또는 글로벌 데이터 버스(GDB, /GDB)를 증폭하기 위한 중간 센스앰프를 배치하여 한 번더 증폭하여 상기 메인 앰프의 오동작 및 동작 속도의 지연을 방지할 수 있다.As described above, the data on the bit lines BL and / BL are amplified by the sense amplifier 20 and transferred to the main amplifier, thereby causing a malfunction of the main amplifier and a delay of the operation speed to be generated between the sense amplifier 20 and the main amplifier. An intermediate sense amplifier for amplifying a local data bus (LDB, / LDB) or a global data bus (GDB, / GDB) may be arranged and amplified once more to prevent malfunction of the main amplifier and delay of an operation speed.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 로컬 데이터 버스 또는 글로벌 데이터 버스에 실린 데이터를 한 번 더 증폭하여 메인 앰프의 오동작을 방지하고 낮은 전압을 사용할 경우에도 동작 속도의 지연없이 정확한 데이터를 전송할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention can amplify the data on the local data bus or the global data bus once more to prevent malfunction of the main amplifier and to transmit accurate data without delay in the operation speed even when a low voltage is used. There is.

Claims (8)

복수개의 메모리 셀로 구성된 서브 메모리 어레이와,A sub memory array consisting of a plurality of memory cells, 상기 서브 메모리 어레이의 양측단부에 연결되어 비트라인에 실린 데이터를 센싱하는 복수개의 비트라인 센스앰프로 구성된 비트라인 센스앰프 어레이와,A bit line sense amplifier array connected to both ends of the sub memory array and configured of a plurality of bit line sense amplifiers configured to sense data carried on bit lines; 로우 어드레스를 디코딩하여 그 로우 어드레스에 해당하는 메모리 셀을 구동하기 위해 워드라인을 인에이블시키는 로우 디코더와,A row decoder that decodes a row address and enables a word line to drive a memory cell corresponding to that row address; 칼럼 선택 신호에 의해 제어되어 상기 비트라인 센스앰프에 의해 증폭된 데이터를 선택적으로 로컬 데이터 버스에 전달하는 칼럼 선택 스위치와,A column select switch controlled by a column select signal and selectively transferring data amplified by the bit line sense amplifier to a local data bus; 상기 로컬 데이터 버스에 실린 데이터를 센스앰프 인에이블 신호에 의해 제어되어 센싱하는 로컬 데이터 라인 센스앰프와,A local data line sense amplifier configured to sense and control data carried on the local data bus by a sense amplifier enable signal; 상기 로컬 데이터 버스에 실린 데이터를 선택적으로 글로벌 데이터 버스에 전달하는 블록 선택 스위치와,A block selection switch for selectively transferring data on the local data bus to a global data bus; 상기 글로벌 데이터 버스에 실린 데이터를 센싱하여 글로벌 입출력라인을 통해 출력버퍼로 출력하기 위한 메인 앰프를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.And a main amplifier configured to sense data carried on the global data bus and output the output data to an output buffer through a global input / output line. 제 1 항의 반도체 메모리 장치에 있어서,In the semiconductor memory device of claim 1, 상기 로컬 데이터 라인 센스앰프는,The local data line sense amplifier, 공통 연결된 소오스에 반전된 센스앰프 인에이블신호가 인가되고, 게이트가서로의 드레인에 공통 연결되어 로컬 데이터 버스에 연결된 두 개의 엔모스형 트랜지스터로 구성된 엔모스형 센스앰프인 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.A semiconductor memory device comprising: an NMOS type sense amplifier comprising two NMOS type transistors connected to a local data bus by applying a sense amplifier enable signal inverted to a common connected source and a gate connected to a drain of each other; . 제 1 항의 반도체 메모리 장치에 있어서,In the semiconductor memory device of claim 1, 상기 로컬 데이터 라인 센스앰프는,The local data line sense amplifier, 상기 센스앰프 인에이블 신호 및 그의 반전된 신호 사이에 병렬 연결되어 게이트가 공통 연결되어 로컬 데이터 버스에 연결된 두 개의 CMOS로 구성된 크로스 커플드 센스앰프인 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.And a cross coupled sense amplifier comprising two CMOSs connected in parallel between the sense amplifier enable signal and its inverted signal, the gates of which are commonly connected, and connected to a local data bus. 제 1 항의 반도체 메모리 장치에 있어서,In the semiconductor memory device of claim 1, 상기 센스앰프 인에이블신호는 상기 칼럼 어드레스에 의해 발생되는 글로벌 신호인 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.And the sense amplifier enable signal is a global signal generated by the column address. 복수개의 메모리 셀로 구성된 서브 메모리 어레이와,A sub memory array consisting of a plurality of memory cells, 상기 서브 메모리 어레이의 양측단부에 연결되어 비트라인에 실린 데이터를 센싱하는 복수개의 비트라인 센스앰프로 구성된 비트라인 센스앰프 어레이와,A bit line sense amplifier array connected to both ends of the sub memory array and configured of a plurality of bit line sense amplifiers configured to sense data carried on bit lines; 로우 어드레스를 디코딩하여 그 로우 어드레스에 해당하는 메모리 셀을 구동하기 위해 워드라인을 인에이블시키는 로우 디코더와,A row decoder that decodes a row address and enables a word line to drive a memory cell corresponding to that row address; 상기 비트라인 센스앰프에 의해 증폭된 데이터를 선택적으로 로컬 데이터 버스에 전달하는 칼럼 선택 스위치와,A column select switch for selectively transferring data amplified by the bit line sense amplifier to a local data bus; 로컬 데이터 버스에 실린 데이터를 선택적으로 글로벌 데이터 버스에 전달하는 블록 선택 스위치와,A block select switch for selectively passing data on the local data bus to the global data bus; 센스앰프 인에이블신호에 의해 제어되어 상기 글로벌 데이터 버스에 실린 데이터를 센싱하여 증폭하는 글로벌 데이터 라인 센스앰프와,A global data line sense amplifier controlled by a sense amplifier enable signal to sense and amplify data carried on the global data bus; 상기 글로벌 데이터 라인 센스앰프에 의해 증폭된 데이터를 센싱하여 글로벌 입출력라인을 통해 출력버퍼로 출력하기 위한 메인 앰프를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.And a main amplifier configured to sense data amplified by the global data line sense amplifier and to output the amplified data to an output buffer through a global input / output line. 제 5 항의 반도체 메모리 장치에 있어서,The semiconductor memory device of claim 5, wherein 상기 글로벌 데이터 라인 센스앰프는,The global data line sense amplifier, 공통 연결된 소오스에 반전된 센스앰프 인에이블신호가 인가되고, 게이트가 서로의 드레인에 공통 연결되어 글로벌 데이터 버스에 연결된 두 개의 엔모스형 트랜지스터로 구성된 엔모스형 센스앰프인 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.Inverted sense amplifier enable signal is applied to a common connected source, the semiconductor memory device characterized in that the gate is an NMOS type sense amplifier consisting of two NMOS transistors connected to the drain of each other and connected to the global data bus . 제 5 항의 반도체 메모리 장치에 있어서,The semiconductor memory device of claim 5, wherein 상기 글로벌 데이터 라인 센스앰프는,The global data line sense amplifier, 상기 센스앰프 인에이블 신호 및 그의 반전된 신호 사이에 병렬 연결되어 게이트가 공통 연결되어 글로벌 데이터 버스에 연결된 두 개의 CMOS로 구성된 크로스 커플드 센스앰프인 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.And a cross coupled sense amplifier comprising two CMOSs connected in parallel between the sense amplifier enable signal and the inverted signal thereof, the gates being connected in common, and connected to a global data bus. 제 5 항의 반도체 메모리 장치에 있어서,The semiconductor memory device of claim 5, wherein 상기 센스앰프 인에이블신호는 상기 칼럼 어드레스에 의해 발생되는 글로벌 신호인 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.And the sense amplifier enable signal is a global signal generated by the column address.
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