KR20030057702A

KR20030057702A - 센스앰프에 안정적인 전원공급을 위한 반도체 장치

Info

Publication number: KR20030057702A
Application number: KR1020010087778A
Authority: KR
Inventors: 구철희
Original assignee: 주식회사 하이닉스반도체
Priority date: 2001-12-29
Filing date: 2001-12-29
Publication date: 2003-07-07

Abstract

본 발명은 반도체 메모리 소자의 센스앰프가 오버드라이빙 센싱동작시 내부전압이 외부전압으로 상승되는 것을 방지하여, 센스앰프에 안정적인 전원공급을 위한 반도체 장치를 제공하기 위한 것으로, 이를 위한 본 발명은 센스앰프; 오버드라이빙 구간에 상기 센스앰프의 전원단자로 외부전압을 공급하는 외부전원공급부; 상기 오버드라이빙구간 이후에 상기 센스앰프의 전원단자로 상기 외부전압보다 낮은 내부전압을 공급하는 내부전원공급부; 상기 내부전원공급부의 인에이블 신호에 인에이블되어, 상기 내부전압 레벨과 상기 센스앰프 전원단자의 전압레벨을 비교하는 비교부; 및 상기 비교부의 비교결과에 따라 상기 센스앰프 전원단자와 접지전원을 연결시키는 스위치부를 구비하는 반도체 장치가 제공된다.

Description

센스앰프에 안정적인 전원공급을 위한 반도체 장치{Semiconductor device for providing stable power to sense amplifer}

본 발명은 반도체 메모리 장치에 관한 것으로, 특히 오버드라이빙(Overdriving) 방법을 이용하여 센스앰프에 전원을 공급하는 센스앰프 전원공급 장치에 관한 것이다.

반도체 메모리의 센스 앰프는 기본적으로 비트라인 쌍의 전압차를 증폭하기 위한 것이다. 센스앰프는 비트라인의 전압차를 증폭함으로써 메로리 셀의 데이터 리드/라이트 (read/write) 동작과 데이터 리프레쉬 동작을 수행한다. 이와 같은 센스 앰프의 여러가지 동작은 별도로 마련된 센스앰프 제어 회로에 의해 제어된다.

한편, 반도체 메모리 소자가 고집적 및 저전력화 되고, 동작 전압이 낮아지면서 메모리 소자의 센스 앰프 동작을 돕기 위한 여러가지 기술적 보완들이 있는데, 그중의 하나가 센스 앰프 오버드라이빙 방법이다.

이를 자세히 살펴보면, 센스 앰프가 활성화 될 때, 센스 앰프의 데이터 센싱 속도의 향상을 위해서 먼저 외부전압(Vext)(예컨대:3.3V)이 공급된 후, 이후 센스앰프의 전압을 유지하기 위하여 내부전압(Vcore)(예컨대:2.2V)이 공급되도록 설계된다.

즉, 프리차지 전압에서 내부전압(Vcore)으로 풀업하는 동작에서 내부전압(Vcore)이 낮아 프리 차지 전압과의 차이가 크지 않으므로 원하는 레벨(내부전압)까지 상승하는데 많은 시간이 소요되게 된다. 이것을 극복하기 위하여 일정구간 동안은 외부전원(Vext)을 사용하는데 이를 오버드라이빙이라 한다.

도1은 종래기술에 의한 센스 앰프 전원공급 장치를 나타내는 블럭도이다.

도1을 참조하여 설명하면, 센스앰프 전원공급 장치는 정비트라인(BL)과 부비트라인(/BL)의 전위차를 센싱하는 센스앰프(10)와, 오버드라이빙 구간에 전원을 공급하는 외부전원공급부(20)와, 오버드라이빙 구간 이후에 전원을 공급하는 내부전원공급부(30)를 구비한다.

이하 도1을 참조하여 센스앰프 전원공급 장치의 동작을 살펴본다.

먼저 센스앰프(10)가 센싱동작을 시작하는 초기에 제1 제어신호(A)에 의해 외부전원공급부(20)의 제1 피채널 모스트랜지스터(MP1)가 턴온되어 외부전압(Vext)가 센스앰프에 일정시간 공급되고, 일정시간이 경과하면 제2 제어신호(B)에 의해내부전원공급부(30)의 제2 피채널 모스트랜지스터(MP1)가 턴온되어, 센스앰프(10)에는 내부전압(Vcore)이 공급된다.

전술한 바와 같이, 메모리 셀 블럭에서 사용되는 내부전압(Vcore)보다 높은 외부전원(Vext)을 센스앰프 동작초기에 인가하여 메모리 억세스 타임을 줄이고 있다.

그러나 이러한 방식의 문제점은 센스앰프(10)의 동작전원을 외부전압(Vext)에서 내부전압(Vcore)로 변환하여 사용함으로해서 외부전원공급부(20)에서 내부전원공급부(30)로 전류 패스가 형성되어 내부전원공급부(30)의 내부전압(Vcore)이 상승하게되는 현상이 발생한다.

본 발명은 반도체 메모리 소자의 센스앰프가 오버드라이빙 센싱동작시 내부전압이 외부전압으로 상승되는 것을 방지하여, 센스앰프에 안정적인 전원공급을 위한 반도체 장치를 제공함을 목적으로 한다.

도1은 종래기술에 의한 센스 앰프 전원공급 장치를 나타내는 블럭도.

도2은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 센스 앰프 전원공급장치를 구현한 블럭도.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 센스앰프; 오버드라이빙 구간에 상기 센스앰프의 전원단자로 외부전압을 공급하는 외부전원공급부; 상기 오버드라이빙구간 이후에 상기 센스앰프의 전원단자로 상기 외부전압보다 낮은 내부전압을 공급하는 내부전원공급부; 상기 내부전원공급부의 인에이블 신호에 인에이블되어,상기 내부전압 레벨과 상기 센스앰프 전원단자의 전압레벨을 비교하는 비교부; 및 상기 비교부의 비교결과에 따라 상기 센스앰프 전원단자와 접지전원을 연결시키는 스위치부를 구비하는 반도체 장치가 제공된다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시 할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도2은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 센스앰프 전원공급장치를 구현한 회로도이다.

도2를 참조하여 살펴보면, 센스앰프 전원공급 장치는 비트라인(BL)과 비트라인바(/BL)의 전위차를 센싱하는 센스앰프(400)와, 오버드라이빙 구간에 전원을 공급하는 외부전원공급부(200)와, 오버드라이빙 구간 이후에 전원을 공급하는 내부전원공급부(300)와, 내부전원의 전압레벨을 감지하여 안정적으로 유지하는 전원안정화부(100)를 구비한다.

외부전원공급부(200)는 외부전압(Vext)을 제1 제어신호(A)에 따라 센스앰프(400)로 전달하는 제1 피채널 모스 트랜지스터(MP1)로 구성된다.

내부전원공급부(300)는 내부전압(Vcore)을 제2 제어신호(B)에 따라 센스앰프(400)로 전달하는 제2 피채널 모스 트랜지스터(MP2)로 구성된다.

전원안정화부(100)는 제2 제어신호(B)에 따라 인에이블 되며, 내부전압(Vcore)을 일측으로 하고, 내부전원 공급부(300)의 출력을 타측으로 하는비교부(110)와, 비교부(110)의 출력을 게이트로 입력받아 내부전원 공급부(300)의 출력전압을 접지전원과 연결시키는 제1 앤채널 모스 트랜지스터(MN1)로 구성된다.

이하 도2를 참조하여 센스앰프 전원공급 장치의 동작을 살펴본다.

센스앰프(400)가 센싱동작을 시작하는 초기에 제1 제어신호(A)에 의해 외부전원공급부(200)의 제1 피채널 모스트랜지스터(MP1)가 턴온되어 외부전압(Vext)가 센스앰프에 일정시간 공급되고, 일정시간이 경과하면 제2 제어신호(B)에 의해 내부전원공급부(300)의 제2 피채널 모스트랜지스터(MP1)가 턴온되어, 센스앰프(10)에는 내부전압(Vcore)이 공급됨으로서 오버드라이빙 동작을 수행하게 된다.

이 때 외부전원공급부(20)에서 내부전원공급부(30)로 전류 패스가 형성되어 내부전원공급부(30)의 출력단(N1) 전압 즉 내부전압(Vcore)이 상승하려고 하는 경우가 있는데, 이럴 경우에 전원안정화부(100)의 비교부(110)에서 내부전원공급부(300)의 출력단(N1)의 전압과 내부전압(Vcore)을 계속 비교하고 있다가 그 차이가 발생되면, 즉, 출력단(N1)의 전압이 Vcore이상이면 Vcore가 될때까지 제1 앤채널 모스 트랜지스터(MN1)를 턴온시켜 내부전원공급부(300)의 출력단(N1)의 전압을 접지전원으로 풀다운 시킨다.

따라서 메모리 소자의 오버드라이빙 동작시 외부전압(Vext)이 센스앰프로 공급된다고 하더라도, 이후 센스앰프의 동작전압이 상승하여 생기는 문제점을 해결할 수 있다. 여기서 제2 제어신호(B)는 비교부(110)의 인에이블 신호로 사용된다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

본 발명에 의해 오버드라이빙 동작시에 센스앰프에 안정적으로 전원을 공급할 수 있어, 메모리 소자의 동작에 신뢰성을 높이는 효과가 있다.

Claims

센스앰프;

오버드라이빙 구간에 상기 센스앰프의 전원단자로 외부전압을 공급하는 외부전원공급부;

상기 오버드라이빙구간 이후에 상기 센스앰프의 전원단자로 상기 외부전압보다 낮은 내부전압을 공급하는 내부전원공급부;

상기 내부전원공급부의 인에이블 신호에 인에이블되어, 상기 내부전압 레벨과 상기 센스앰프 전원단자의 전압레벨을 비교하는 비교부; 및

상기 비교부의 비교결과에 따라 상기 센스앰프 전원단자와 접지전원을 연결시키는 스위치부를 구비하는 반도체 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 스위치부는 상기 내부전압 레벨과 상기 샌스앰프 전원 단자의 레벨이 동일하도록 풀다운 구동하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 외부전원공급부는 상기 오버드라이빙 구간동안 상기 외부전압을 상기센스앰프의 전원단자로 전달하는 모스 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 내부전원공급부는 상기 오버드라이빙 구간이후에 상기 내부전압을 상기 센스앰프의 전원단자로 전달하는 모스 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 스위치는 상기 센스앰프의 전원단자와 상기 접지전원을 연결하며 게이트로 상기 비교부의 비교결과를 입력받는 모스 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.