KR20050102763A - Duty cycle correction circuit having a delay locked loop correcting automatically operation frequency range according to input signal and method thereof - Google Patents

Duty cycle correction circuit having a delay locked loop correcting automatically operation frequency range according to input signal and method thereof Download PDF

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KR20050102763A
KR20050102763A KR1020040027775A KR20040027775A KR20050102763A KR 20050102763 A KR20050102763 A KR 20050102763A KR 1020040027775 A KR1020040027775 A KR 1020040027775A KR 20040027775 A KR20040027775 A KR 20040027775A KR 20050102763 A KR20050102763 A KR 20050102763A
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Abstract

입력 신호에 따라 자동적으로 동작 주파수 범위를 가변시키는 지연 동기 루프를 구비한 듀티 싸이클 보정 회로 및 그 방법이 개시된다. 상기 듀티 싸이클 보정 회로는 지연 동기 루프에 모드 검출기를 구비하여, 입력 클럭 신호의 주파수에 따라 자동적으로 동작 주파수 범위를 가변시킨다. 이에 따라, 상기 듀티 싸이클 보정 회로는 입력 클럭 신호의 주파수가 변하더라도 고주파 영역까지 듀티 싸이클을 정확히 보정한 출력 클럭 신호를 생성할 수 있다.A duty cycle correction circuit having a delay lock loop for automatically varying an operating frequency range in accordance with an input signal and a method thereof are disclosed. The duty cycle correction circuit includes a mode detector in a delay lock loop to automatically vary the operating frequency range in accordance with the frequency of the input clock signal. Accordingly, the duty cycle correction circuit may generate an output clock signal that accurately corrects the duty cycle up to a high frequency region even when the frequency of the input clock signal changes.

Description

입력 신호에 따라 자동적으로 동작 주파수 범위를 가변시키는 지연 동기 루프를 구비한 듀티 싸이클 보정 회로 및 그 방법{Duty cycle correction circuit having a delay locked loop correcting automatically operation frequency range according to input signal and method thereof}Duty cycle correction circuit having a delay locked loop correcting automatically operation frequency range according to input signal and method

본 발명은 듀티 싸이클(duty cycle) 보정 회로에 관한 것으로, 특히 동작 주파수 범위를 넓게한 듀티 싸이클 보정 회로 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a duty cycle correction circuit, and more particularly, to a duty cycle correction circuit and a method for widening an operating frequency range.

RDRAM(Rambus Dynamic Random Access Memory), DDR(Double Data Rate) 메모리와 같은 반도체 메모리 장치, 비디오 신호, 오디오 신호를 처리하는 시스템, 또는 통신 시스템 등 대부분의 시스템에는, 정확한 클럭 신호를 만들기 위하여 DLL(Delay Locked Loop)를 이용하는 듀티 싸이클 보정 회로가 채용되어 있다. 듀티 싸이클 보정 회로는 입력 클럭 신호를 처리하여 일정 듀티 계수(duty factor)를 가지는 새로운 클럭 신호를 생성한다. 듀티 계수는 어떤 클럭 신호에 대하여 논리 하이 상태의 펄스 폭이 가지는 시간을 클럭 신호의 주기로 나눈 값을 백분율(%)로 나타낸 값이다. 일반적으로 시스템에서 필요한 클럭은 듀티 계수 50%이지만, 특정 회로에는 다른 듀티 계수를 가지는 클럭 신호가 사용되기도 한다. 시스템의 정상적인 동작 보장을 위하여, 듀티 싸이클 보정 회로가 생성하는 새로운 클럭 신호의 듀티 계수는 일정해야 한다. In most systems such as semiconductor memory devices such as Rambus Dynamic Random Access Memory (RDRAM) and Double Data Rate (DDR) memory, systems that process video signals, audio signals, or communication systems, a DLL (Delay) is used to produce an accurate clock signal. A duty cycle correction circuit using a locked loop is employed. The duty cycle correction circuit processes the input clock signal to generate a new clock signal having a certain duty factor. The duty factor is a value expressed as a percentage (%) of a clock signal divided by the period of the clock signal by the pulse width of the logic high state. Typically, the clock required by the system is 50% duty factor, but a clock signal with a different duty factor may be used in certain circuits. To ensure normal operation of the system, the duty factor of the new clock signal generated by the duty cycle correction circuit must be constant.

일반적인 듀티 싸이클 보정 회로는 지연 동기 루프(DLL:delay locked loop)와 위상 합성기(phase mixer)를 구비한다. 지연 동기 루프(DLL)에서는 입력 클럭 신호로부터 서로 다른 위상을 가지는 다수의 기준 클럭 신호들을 생성하고, 이에 따라 위상 합성기는 상기 다수의 기준 클럭 신호들을 이용하여 듀티 계수 50%인 새로운 클럭 신호를 생성한다.A typical duty cycle correction circuit includes a delay locked loop (DLL) and a phase mixer. In the delay lock loop DLL, a plurality of reference clock signals having different phases are generated from an input clock signal, and a phase synthesizer generates a new clock signal having a duty factor of 50% using the plurality of reference clock signals. .

일반적인 듀티 싸이클 보정 회로에서, 지연 동기 루프(DLL)는 일정 주파수 대역에서 동작한다. 즉, 지연 동기 루프는 일정 주파수 이내의 입력 클럭 신호에 대하여, 입력 클럭 신호를 보정한 기준 클럭 신호들을 정상적으로 생성한다. 따라서, 일반적인 듀티 싸이클 보정 회로에서는, 입력 클럭 신호에 대한 록킹 범위(locking range)의 제약을 받으므로, 입력 클럭 신호의 주파수가 그 범위 이상으로 입력될 때, 듀티 계수 50%인 정상적인 클럭 신호를 생성할 수 없다는 문제점이 있다.In a typical duty cycle correction circuit, the delay lock loop (DLL) operates in a constant frequency band. That is, the delay lock loop normally generates reference clock signals corrected for the input clock signal with respect to the input clock signal within a predetermined frequency. Therefore, in a typical duty cycle correction circuit, since a locking range of the input clock signal is restricted, a normal clock signal having a duty factor of 50% is generated when the frequency of the input clock signal is input over the range. The problem is that you can't.

따라서 본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는, 입력 신호에 따라 자동적으로 동작 주파수 범위를 가변시키는 지연 동기 루프를 구비한 듀티 싸이클 보정 회로 및 그 방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, an aspect of the present invention is to provide a duty cycle correction circuit and a method including a delay lock loop which automatically changes an operating frequency range according to an input signal.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 듀티 싸이클 보정 회로는, 지연 동기 루프, 및 위상 합성 회로를 구비하는 것을 특징으로 한다. 상기 지연 동기 루프는 입력 클럭 신호의 주파수에 따라 정해지는 위상차 범위 내에서 위상이 서로 다른 다수의 지연 신호들을 생성한다. 상기 위상 합성 회로는 상기 지연 신호들을 이용하여 상기 입력 클럭 신호의 듀티 싸이클을 보정한 출력 클럭 신호를 생성한다. 상기 위상 합성 회로는, 듀티 계수가 50%인 출력 클럭 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다. A duty cycle correction circuit according to the present invention for achieving the above technical problem is characterized by comprising a delay lock loop and a phase synthesis circuit. The delay lock loop generates a plurality of delay signals having different phases within a phase difference range determined according to a frequency of an input clock signal. The phase synthesis circuit generates an output clock signal by correcting a duty cycle of the input clock signal using the delay signals. The phase combining circuit generates an output clock signal having a duty factor of 50%.

상기 지연 동기 루프는, 다수의 지연 셀들, 위상 검출기, 카운터, 디지털-아날로그 변환기, 및 모드 검출기를 구비하는 것을 특징으로 한다. 상기 다수의 지연 셀들은 전류 제어 신호 및 모드 제어 신호에 응답하여 상기 입력 클럭 신호를 소정 시간씩 지연시켜 상기 지연 신호들 각각을 생성한다. 상기 위상 검출기는 상기 지연 신호들 중 어느 하나와 상기 입력 클럭 신호 간의 위상차를 검출하여, 그에 대응하는 위상차 신호를 생성한다. 상기 카운터는 상기 위상차 신호에 응답하여 상기 위상차에 비례하는 디지털 카운트 값을 생성한다. 상기 디지털-아날로그 변환기는 상기 디지털 카운트 값을 아날로그 신호로 변환하고, 상기 변환 결과를 상기 전류 제어 신호로서 출력한다. 상기 모드 검출기는 상기 디지털 카운트 값의 LSB(least significant bit)를 체크하여 상기 모드 제어 신호를 출력한다. 상기 입력 클럭 신호, 상기 지연 신호들, 및 상기 출력 클럭 신호 각각은, 반전 신호를 포함하는 세트 신호인 것을 특징으로 한다. The delay lock loop is characterized by having a plurality of delay cells, a phase detector, a counter, a digital-to-analog converter, and a mode detector. The plurality of delay cells delay the input clock signal by a predetermined time in response to the current control signal and the mode control signal to generate each of the delay signals. The phase detector detects a phase difference between any one of the delay signals and the input clock signal, and generates a phase difference signal corresponding thereto. The counter generates a digital count value proportional to the phase difference in response to the phase difference signal. The digital-analog converter converts the digital count value into an analog signal and outputs the conversion result as the current control signal. The mode detector checks a least significant bit (LSB) of the digital count value and outputs the mode control signal. Each of the input clock signal, the delay signals, and the output clock signal is a set signal including an inverted signal.

상기 다수의 지연 셀들 각각은, 딜레이 회로, 및 차동 증폭기를 구비하는 것을 특징으로 한다. 상기 딜레이 회로는 상기 입력 클럭 신호 또는 상기 지연 신호들 중 어느 하나의 세트 신호를 입력 세트 신호로서 수신하여, 상기 입력 세트 신호를 일정 시간 딜레이시켜 출력한다. 상기 차동 증폭기는 상기 입력 세트 신호 및 상기 딜레이된 입력 세트 신호를 이용하여, 상기 모드 제어 신호의 논리 상태에 따라 서로 다른 위상차 범위 내에서 상기 지연 신호들 각각을 생성한다. 상기 차동 증폭기는 상기 모드 제어 신호가 제1 논리 상태이면, 상기 입력 클럭 신호의 저주파 영역에서 상기 지연 신호를 생성하고, 상기 모드 제어 신호가 제2 논리 상태이면, 상기 입력 클럭 신호의 고주파 영역에서 상기 지연 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다. Each of the plurality of delay cells is characterized by having a delay circuit and a differential amplifier. The delay circuit receives the set signal of either the input clock signal or the delay signals as an input set signal, and outputs the input set signal by a predetermined time delay. The differential amplifier uses the input set signal and the delayed input set signal to generate each of the delay signals within a different phase difference range according to the logic state of the mode control signal. The differential amplifier generates the delay signal in a low frequency region of the input clock signal when the mode control signal is in a first logic state, and generates the delay signal in the high frequency region of the input clock signal when the mode control signal is in a second logic state. And generating a delay signal.

상기 카운터는 상기 위상차가 상기 지연 셀들에 의한 위상차 범위의 한계치에 도달할 때, LSB가 제1 논리 상태 또는 제2 논리 상태 중 어느 하나인 디지털 카운트 값을 생성하는 것을 특징으로 한다. 상기 모드 검출기는, 상기 디지털 카운트 값의 LSB가 연속적으로 상기 입력 클럭 신호의 N 싸이클 동안 제1 논리 상태를 가질 때, 제2 논리 상태 값의 모드 제어 신호를 생성하고, 상기 디지털 카운트 값의 LSB가 연속적으로 상기 입력 클럭 신호의 N 싸이클 동안 제2 논리 상태를 가질 때, 제1 논리 상태의 모드 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다. 상기 N은, 3인 것을 특징으로 한다.  The counter is characterized in that when the phase difference reaches a threshold of the range of phase differences by the delay cells, the LSB generates a digital count value which is either a first logic state or a second logic state. The mode detector generates a mode control signal of a second logic state value when the LSB of the digital count value continuously has a first logic state for N cycles of the input clock signal, and the LSB of the digital count value is Generating a mode control signal of the first logic state when the second logic state is continuously present during the N cycles of the input clock signal. N is 3, It is characterized by the above-mentioned.

상기 모드 검출기는, 제1 DQ 플립플롭, 제2 DQ 플립플롭, 제3 DQ 플립플롭, NAND 로직, NOR 로직, PMOSFET, NMOSFET, 제1 인버터, 및 제2 인버터를 구비하는 것을 특징으로 한다. 상기 제1 DQ 플립플롭은 상기 입력 클럭 신호에 따라 상기 디지털 카운트 값의 LSB를 수신하여 출력한다. 상기 제2 DQ 플립플롭은 상기 입력 클럭 신호에 따라 상기 제1 DQ 플립플롭의 출력을 수신하고 출력한다. 상기 제3 DQ 플립플롭은 상기 입력 클럭 신호에 따라 상기 제2 DQ 플립플롭의 출력을 수신하고 출력한다. 상기 NAND 로직은 상기 제1 DQ 플립플롭, 상기 제2 DQ 플립플롭, 및 상기 제3 DQ 플립플롭의 출력들을 수신하여, NAND 로직 수행하고, 그 결과를 출력한다. 상기 NOR 로직은 상기 제1 DQ 플립플롭, 상기 제2 DQ 플립플롭, 및 상기 제3 DQ 플립플롭의 출력들을 수신하여, NOR 로직 수행하고, 그 결과를 출력한다. 상기 PMOSFET는 게이트 단자는 상기 NAND 로직 수행 결과를 수신하고, 소스 단자는 제1 전원에 연결되며, 드레인 단자는 출력 노드에 연결된다. 상기 NMOSFET는 게이트 단자는 상기 NOR 로직 수행 결과를 수신하고, 소스 단자는 제2 전원에 연결되며, 드레인 단자는 상기 출력 노드에 연결된다. 상기 제1 인버터는 상기 출력 노드의 신호를 반전시켜 상기 모드 제어 신호를 출력한다. 상기 제2 인버터는 상기 제1 인버터의 출력을 반전시켜 상기 출력 노드에 전달한다.  The mode detector includes a first DQ flip-flop, a second DQ flip-flop, a third DQ flip-flop, a NAND logic, a NOR logic, a PMOSFET, an NMOSFET, a first inverter, and a second inverter. The first DQ flip-flop receives and outputs the LSB of the digital count value according to the input clock signal. The second DQ flip-flop receives and outputs an output of the first DQ flip-flop according to the input clock signal. The third DQ flip-flop receives and outputs the output of the second DQ flip-flop according to the input clock signal. The NAND logic receives outputs of the first DQ flip-flop, the second DQ flip-flop, and the third DQ flip-flop, performs NAND logic, and outputs a result. The NOR logic receives the outputs of the first DQ flip-flop, the second DQ flip-flop, and the third DQ flip-flop, performs NOR logic, and outputs a result. In the PMOSFET, a gate terminal receives a result of performing the NAND logic, a source terminal is connected to a first power supply, and a drain terminal is connected to an output node. The NMOSFET has a gate terminal receiving a result of performing the NOR logic, a source terminal is connected to a second power supply, and a drain terminal is connected to the output node. The first inverter inverts the signal of the output node and outputs the mode control signal. The second inverter inverts the output of the first inverter and transfers it to the output node.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 클럭 신호의 듀티 싸이클 보정 방법은, 입력 클럭 신호의 주파수에 따라 정해지는 위상차 범위 내에서 위상이 서로 다른 다수의 지연 신호들을 생성하는 단계; 및 상기 지연 신호들을 이용하여 상기 입력 클럭 신호의 듀티 싸이클을 보정한 출력 클럭 신호를 생성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다. 상기 출력 클럭 신호는, 듀티 계수가 50%인 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a duty cycle correction method of a clock signal, the method including: generating a plurality of delay signals having different phases within a phase difference range determined according to a frequency of an input clock signal; And generating an output clock signal by correcting a duty cycle of the input clock signal using the delay signals. The output clock signal is characterized in that the duty factor is 50%.

상기 다수의 지연 신호들 생성 단계는, 상기 지연 신호들 중 어느 하나와 상기 입력 클럭 신호 간의 위상차를 검출하여, 그에 대응하는 위상차 신호를 생성하는 단계; 상기 위상차 신호에 응답하여 상기 위상차에 비례하는 디지털 카운트 값을 생성하는 단계; 상기 디지털 카운트 값을 아날로그 신호로 변환하고, 상기 변환 결과를 전류 제어 신호로서 출력하는 단계; 상기 디지털 카운트 값의 LSB를 체크하여 모드 제어 신호를 출력하는 단계; 및 상기 전류 제어 신호 및 상기 모드 제어 신호에 응답하여 상기 입력 클럭 신호를 소정 시간씩 지연시켜 상기 지연 신호들 각각을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 입력 클럭 신호, 상기 지연 신호들, 및 상기 출력 클럭 신호 각각은, 반전 신호를 포함하는 세트 신호인 것을 특징으로 한다. The generating of the plurality of delay signals may include detecting a phase difference between any one of the delay signals and the input clock signal, and generating a corresponding phase difference signal; Generating a digital count value proportional to the phase difference in response to the phase difference signal; Converting the digital count value into an analog signal and outputting the conversion result as a current control signal; Checking a LSB of the digital count value and outputting a mode control signal; And generating each of the delay signals by delaying the input clock signal by a predetermined time in response to the current control signal and the mode control signal. Each of the input clock signal, the delay signals, and the output clock signal is a set signal including an inverted signal.

상기 지연 신호들 각각의 생성 단계는, 상기 입력 클럭 신호 또는 상기 지연 신호들 중 어느 하나의 세트 신호를 입력 세트 신호로서 수신하여, 상기 입력 세트 신호를 일정 시간 딜레이시켜 출력하는 단계; 및 상기 입력 세트 신호 및 상기 딜레이된 입력 세트 신호를 이용하여, 상기 모드 제어 신호의 논리 상태에 따라 서로 다른 위상차 범위 내에서 상기 지연 신호들 각각을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. The generating of each of the delay signals may include receiving the set signal of the input clock signal or the delay signals as an input set signal, and outputting the input set signal by a predetermined time delay; And generating each of the delay signals within a different phase difference range according to a logic state of the mode control signal by using the input set signal and the delayed input set signal.

상기 모드 제어 신호가 제1 논리 상태이면, 상기 입력 클럭 신호의 저주파 영역에서 상기 지연 신호가 생성되고, 상기 모드 제어 신호가 제2 논리 상태이면, 상기 입력 클럭 신호의 고주파 영역에서 상기 지연 신호가 생성되는 것을 특징으로 한다. 상기 위상차가 상기 지연 셀들에 의한 위상차 범위의 한계치에 도달할 때, LSB가 제1 논리 상태 또는 제2 논리 상태 중 어느 하나인 디지털 카운트 값이 생성되는 것을 특징으로 한다. When the mode control signal is in a first logic state, the delay signal is generated in a low frequency region of the input clock signal. When the mode control signal is in a second logic state, the delay signal is generated in a high frequency region of the input clock signal. It is characterized by. When the phase difference reaches a limit of the phase difference range by the delay cells, a digital count value is generated in which the LSB is either a first logic state or a second logic state.

상기 디지털 카운트 값의 LSB가 연속적으로 상기 입력 클럭 신호의 N 싸이클 동안 제1 논리 상태를 가질 때, 제2 논리 상태 값의 모드 제어 신호가 생성되고, 상기 디지털 카운트 값의 LSB가 연속적으로 상기 입력 클럭 신호의 N 싸이클 동안 제2 논리 상태를 가질 때, 제1 논리 상태의 모드 제어 신호가 생성되는 것을 특징으로 한다. 상기 N은 3인 것을 특징으로 한다. When the LSB of the digital count value continuously has the first logic state for N cycles of the input clock signal, a mode control signal of the second logic state value is generated, and the LSB of the digital count value continuously the input clock When having a second logic state during N cycles of the signal, the mode control signal of the first logic state is generated. N is characterized in that 3.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention. Like reference numerals in the drawings denote like elements.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 듀티 싸이클 보정 회로(100)를 나타내는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 상기 듀티 싸이클 보정 회로(100)는 지연 동기 루프(DLL)(110), 및 위상 합성 회로(phase mixing circuit)(120)를 구비한다. 1 is a block diagram illustrating a duty cycle correction circuit 100 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the duty cycle correction circuit 100 includes a delay locked loop (DLL) 110 and a phase mixing circuit 120.

상기 지연 동기 루프(110)는 입력 클럭 신호(K0, K0B)를 지연시켜서 위상이 서로 다른 다수의 지연 신호들(K1/K1B~K4/K4B)을 생성한다. 특히, 상기 지연 동기 루프(110)는 입력 클럭 신호(K0, K0B)의 주파수에 따라 정해지는 위상차 범위 내에 있는 다수의 지연 신호들(K1/K1B~K4/K4B)을 생성한다. 예를 들어, 입력 클럭 신호(K0, K0B)의 저주파 영역에서의 위상차 범위의 한계치와 고주파 영역에서의 위상차 범위의 한계치가 서로 다르고, 상기 지연 동기 루프(110)는 입력 클럭 신호(K0, K0B)의 저주파 영역과 고주파 영역을 구분하여 다수의 지연 신호들(K1/K1B~K4/K4B)을 생성한다. 상기 입력 클럭 신호(K0, K0B) 및 상기 지연 신호들(K1/K1B~K4/K4B)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 반전 신호를 포함하는 세트 신호인 것으로 가정한다. 즉, K0B는 K0의 반전 신호이고, K1B는 K1의 반전 신호이다. 나머지 지연 신호들(K2/K2B~K4/K4B)도 마찬가지이다. 상기 지연 동기 루프(110)의 동작에 대해서는 도 2에서 자세히 설명된다. The delay lock loop 110 delays the input clock signals K0 and K0B to generate a plurality of delay signals K1 / K1B to K4 / K4B having different phases. In particular, the delay lock loop 110 generates a plurality of delay signals K1 / K1B to K4 / K4B within a phase difference range determined according to the frequencies of the input clock signals K0 and K0B. For example, the threshold of the phase difference range in the low frequency region and the threshold of the phase difference range in the high frequency region of the input clock signals K0 and K0B are different from each other. A plurality of delay signals K1 / K1B to K4 / K4B are generated by dividing the low frequency region and the high frequency region. The input clock signals K0 and K0B and the delay signals K1 / K1B to K4 / K4B are assumed to be set signals including inverted signals, as shown in FIG. 1. That is, K0B is an inversion signal of K0 and K1B is an inversion signal of K1. The same applies to the remaining delay signals K2 / K2B to K4 / K4B. Operation of the delay lock loop 110 will be described in detail with reference to FIG. 2.

상기 위상 합성 회로(120)는 상기 지연 신호들(K1/K1B~K4/K4B)을 이용하여 상기 입력 클럭 신호(K0, K0B)의 듀티 싸이클을 보정한 출력 클럭 신호(CKO, CKOB)를 생성한다. 즉, 상기 위상 합성 회로(120)는, 듀티 계수 50%인 출력 클럭 신호(CKO, CKOB)를 생성한다. 상기 출력 클럭 신호(CKO, CKOB)도 반전 신호를 포함한다. 즉, CKOB는 CKO의 반전 신호이다. The phase synthesis circuit 120 generates output clock signals CKO and CKOB by correcting duty cycles of the input clock signals K0 and K0B using the delay signals K1 / K1B to K4 / K4B. . That is, the phase synthesis circuit 120 generates output clock signals CKO and CKOB having a duty factor of 50%. The output clock signals CKO and CKOB also include inverted signals. That is, CKOB is an inverted signal of CKO.

도 2는 도 1의 지연 동기 루프(110)의 구체적인 블록도이다. 도 2를 참조하면, 상기 지연 동기 루프(110)는 지연부(210), 위상 검출기(220), 카운터(counter)(230), 디지털-아날로그 변환기(digital-analog converter)(240), 및 모드 검출기(250)를 구비한다. FIG. 2 is a detailed block diagram of the delay lock loop 110 of FIG. 1. Referring to FIG. 2, the delay lock loop 110 includes a delay unit 210, a phase detector 220, a counter 230, a digital-analog converter 240, and a mode. The detector 250 is provided.

상기 지연부(210)는 다수의 지연 셀들(211~214)을 구비하여, 디지털-아날로그 변환기(240)로부터 입력되는 전류 제어 신호 및 모드 검출기(250)로부터 입력되는 모드 제어 신호(MODCNT)에 응답하여 상기 입력 클럭 신호(K0, K0B)를 소정 시간(δ)씩 지연시켜 상기 지연 신호들(K1/K1B~K4/K4B) 각각을 생성한다. 상기 다수의 지연 셀들(211~214)의 개수는 4개인 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며, 회로의 목적에 따라 다른 개수로 설계될 수 있다. 상기 다수의 지연 셀들(211~214)의 개수는 4개인 경우에, 상기 지연 신호들(K1/K1B~K4/K4B)간의 위상차(δ)는, 도 3에 도시된 바와 같이, T/8에 해당한다. 여기서, T는 입력 클럭 신호(K0, K0B)의 한 싸이클 타임(주기)이다. The delay unit 210 includes a plurality of delay cells 211 to 214 to respond to a current control signal input from the digital-analog converter 240 and a mode control signal MODCNT input from the mode detector 250. Each of the delayed signals K1 / K1B to K4 / K4B is generated by delaying the input clock signals K0 and K0B by a predetermined time δ. The number of the plurality of delay cells 211 to 214 is illustrated as four, but the present invention is not limited thereto and may be designed in different numbers according to the purpose of the circuit. When the number of the plurality of delay cells 211 to 214 is four, the phase difference δ between the delay signals K1 / K1B to K4 / K4B is equal to T / 8 as shown in FIG. 3. Corresponding. Here, T is one cycle time (cycle) of the input clock signals K0 and K0B.

상기 모드 제어 신호(MODCNT)의 제어를 받는 상기 다수의 지연 셀들(211~214)의 동작에 의하여, 입력 클럭 신호(K0, K0B)의 저주파 영역에서의 상기 지연 신호들(K1/K1B~K4/K4B)의 위상차 범위의 한계치와 고주파 영역에서의 상기 지연 신호들(K1/K1B~K4/K4B)의 위상차 범위의 한계치가 달라진다. 이에 대해서는 상기 다수의 지연 셀들(211~214)의 구체적인 회로를 나타내는 도 4에서 좀더 자세히 설명된다. By the operations of the plurality of delay cells 211 to 214 under the control of the mode control signal MODCNT, the delay signals K1 / K1B to K4 / in the low frequency region of the input clock signals K0 and K0B. The limit value of the phase difference range of K4B) and the limit value of the phase difference range of the delay signals K1 / K1B to K4 / K4B in the high frequency region are different. This will be described in more detail with reference to FIG. 4, which shows a specific circuit of the plurality of delay cells 211 ˜ 214.

상기 위상 검출기(220)는 상기 지연 신호들(K1/K1B~K4/K4B) 중 어느 하나와 상기 입력 클럭 신호(K0, K0B) 간의 위상차를 검출하여, 그에 대응하는 위상차 신호를 생성한다. 특히, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 위상 검출기(220)는 마지막 지연 신호 중 K4B와 상기 입력 클럭 신호(K0, K0B) 중 K0 간의 위상차를 검출한다. 정상적인 동작의 경우에 이 두 신호들은 위상이 같기 때문이다. The phase detector 220 detects a phase difference between any one of the delay signals K1 / K1B to K4 / K4B and the input clock signals K0 and K0B and generates a corresponding phase difference signal. In particular, as shown in FIG. 3, the phase detector 220 detects a phase difference between K4B of the last delayed signal and K0 of the input clock signals K0 and K0B. In normal operation, these two signals are in phase.

상기 카운터(230)는 상기 위상차 신호에 응답하여 상기 위상차에 비례하는 디지털 카운트 값을 생성한다. 상기 카운터(230)는 8 비트 카운터(230) 일 수 있고, 회로 목적에 따라 다른 비트 수의 카운터(230)일 수 있다. The counter 230 generates a digital count value proportional to the phase difference in response to the phase difference signal. The counter 230 may be an 8-bit counter 230, and may be a counter 230 having a different number of bits depending on the circuit purpose.

상기 디지털-아날로그 변환기(240)는 상기 디지털 카운트 값을 아날로그 신호로 변환하고, 상기 변환 결과를 상기 전류 제어 신호로서 출력한다. 상기 카운터(230)는 8 비트 카운터(230)인 경우에 상기 디지털-아날로그 변환기(240)는 8비트 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환한다. The digital-analog converter 240 converts the digital count value into an analog signal and outputs the conversion result as the current control signal. When the counter 230 is an 8-bit counter 230, the digital-to-analog converter 240 converts an 8-bit digital signal into an analog signal.

상기 모드 검출기(250)는 상기 디지털 카운트 값의 LSB(least significant bit)를 체크하여 상기 모드 제어 신호(MODCNT)를 출력한다. 상기 위상차가 상기 지연 셀들(211~214)에 의한 위상차 범위의 한계치에 도달할 때, 상기 카운터(230)는 LSB가 제1 논리 상태(논리 로우 상태) 또는 제2 논리 상태(논리 하이 상태) 중 어느 하나인 디지털 카운트 값을 생성한다. 상기 모드 검출기(250)는 이를 체크하여 입력 클럭 신호(K0, K0B)의 저주파 영역에 해당하는 제1 모드 및 입력 클럭 신호(K0, K0B)의 저주파 영역에 해당하는 제2 모드를 나타내기 위한 상기 모드 제어 신호(MODCNT)를 생성하여 출력한다. 상기 모드 검출기(250)의 동작에 대해서는 도 5에서 좀더 자세히 설명된다. The mode detector 250 checks a least significant bit (LSB) of the digital count value and outputs the mode control signal MODCNT. When the phase difference reaches a limit of the phase difference range by the delay cells 211 to 214, the counter 230 determines whether the LSB is in a first logic state (logical low state) or a second logic state (logical high state). It generates one digital count value. The mode detector 250 checks this to indicate the first mode corresponding to the low frequency region of the input clock signals K0 and K0B and the second mode corresponding to the low frequency region of the input clock signals K0 and K0B. The mode control signal MODCNT is generated and output. Operation of the mode detector 250 is described in more detail with reference to FIG. 5.

도 4는 도 2의 지연 셀들(211~214)의 구체적인 회로도이다. 도 4를 참조하면, 상기 지연 셀들(211~214) 각각은 딜레이 회로(215), 및 차동 증폭기(216)를 구비한다. 4 is a detailed circuit diagram of the delay cells 211 ˜ 214 of FIG. 2. Referring to FIG. 4, each of the delay cells 211 to 214 includes a delay circuit 215 and a differential amplifier 216.

도 2의 지연 셀들(211~214) 중 211에 구비되는 상기 딜레이 회로(215)는 상기 입력 클럭 신호(K0, K0B)의 세트 신호 K0, K0B를 입력 세트 신호(IN, INB)로서 수신하여, 상기 입력 세트 신호 각각을 일정 시간(δ) 딜레이시켜 출력한다. 도 2의 지연 셀들(211~214) 중 212 내지 214 각각에 구비되는 상기 딜레이 회로(215)는 전단의 딜레이 셀에서 출력되는 지연 신호를 입력 세트 신호로서 수신하여, 상기 입력 세트 신호를 일정 시간(δ) 딜레이시켜 출력한다. 상기 지연 셀들(211~214) 각각에서 입력 세트 신호를 일정 시간(δ) 딜레이시키는 것은, 상기 차동 증폭기(216)와의 상호 동작에 의하여 상기 지연 신호들(K1/K1B~K4/K4B)간의 위상차(δ)가 T/8이 되도록 하기 위함이다. The delay circuit 215 of 211 of the delay cells 211 to 214 of FIG. 2 receives the set signals K0 and K0B of the input clock signals K0 and K0B as the input set signals IN and INB. Each of the input set signals is output after a predetermined time delay (δ). The delay circuit 215 provided in each of 212 to 214 of the delay cells 211 to 214 of FIG. 2 receives a delay signal output from a delay cell of a previous stage as an input set signal, and receives the input set signal for a predetermined time ( δ) Delayed output. Delaying the input set signal for a predetermined time (δ) in each of the delay cells 211 to 214 may include a phase difference between the delay signals K1 / K1B to K4 / K4B due to an interaction with the differential amplifier 216. This is to make δ) become T / 8.

도 2의 지연 셀들(211~214) 각각에 구비되는 상기 차동 증폭기(216)는 상기 입력 세트 신호 및 상기 딜레이된 입력 세트 신호(DIN, DINB)를 이용하여, 상기 지연 신호들(K1/K1B~K4/K4B) 각각을 생성한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 차동 증폭기(216)는 두개의 증폭기가 혼합된 구조를 가진다. 즉, 상기 차동 증폭기(216)는 상기 딜레이된 입력 세트 신호(DIN, DINB)를 입력으로 받아 동작하는 N형 MOSFET(metal-oxide-semiconductor)들(M4, M5, M6)로 구성된 증폭기의 출력 노드(OUT, OUTB)와 상기 입력 세트 신호(IN, INB)를 입력으로 받아 동작하는 N형 MOSFET(metal-oxide-semiconductor)들(M1, M2, M3) 및 저항 R, R2로 구성된 증폭기의 출력 노드(OUT, OUTB)가 공유되는 구조를 가진다. 여기서, M3 및 M6은 소정 바이어스 전압(BIAS1, BIAS2)에 의하여 전류량이 결정되는 전류원(current source)으로 동작하고, 상기 저항 R1, R2는 N형 또는 P형 MOSFET의 게이트 전극에 일정 전압을 인가한 구조로 형성될 수 있다. 상기 차동 증폭기(216)는 상기 입력 세트 신호(IN, INB)가 입력될 때, T/8 만큼 딜레이된 상기 딜레이된 입력 세트 신호(DIN, DINB)의 딜레이된 전압에 의하여 상기 입력 세트 신호(IN, INB)와 T/8 만큼 위상차를 가지는 출력 세트 신호(OUT, OUTB)를 생성한다. The differential amplifier 216 provided in each of the delay cells 211 to 214 of FIG. 2 uses the input set signal and the delayed input set signals DIN and DINB to transmit the delay signals K1 / K1B to. Each of K4 / K4B). As shown in FIG. 4, the differential amplifier 216 has a structure in which two amplifiers are mixed. That is, the differential amplifier 216 is an output node of an amplifier composed of N-type MOSFETs (metal-oxide-semiconductors) M4, M5, and M6 that operate by receiving the delayed input set signals DIN and DINB. An output node of an amplifier consisting of N-type MOSFETs (M1, M2, M3) and resistors R, R2 that operate by receiving (OUT, OUTB) and the input set signals (IN, INB) as inputs. (OUT, OUTB) has a shared structure. Here, M3 and M6 operate as a current source whose current amount is determined by predetermined bias voltages BIAS1 and BIAS2, and the resistors R1 and R2 apply a constant voltage to a gate electrode of an N-type or P-type MOSFET. It may be formed into a structure. The differential amplifier 216 receives the input set signal IN by the delayed voltage of the delayed input set signals DIN and DINB delayed by T / 8 when the input set signals IN and INB are input. Generates output set signals OUT and OUTB having a phase difference of INB) by T / 8.

특히, 상기 차동 증폭기(216)는 상기 모드 제어 신호(MODCNT)를 입력 받는 N형 MOSFET들(M7, M8, M9)을 더 구비한다. 이에 따라, 상기 차동 증폭기(216)는 상기 모드 제어 신호(MODCNT)의 논리 상태에 따라 서로 다른 위상차 범위 내에서 상기 지연 신호들(K1/K1B~K4/K4B) 각각을 생성한다. In particular, the differential amplifier 216 further includes N-type MOSFETs M7, M8, and M9 that receive the mode control signal MODCNT. Accordingly, the differential amplifier 216 generates each of the delay signals K1 / K1B to K4 / K4B within a different phase difference range according to the logic state of the mode control signal MODCNT.

도 5는 도 2의 모드 검출기(250)의 구체적인 회로도이다. 도 5를 참조하면, 상기 모드 검출기(250)는 제1 DQ 플립플롭(flip-flop)(251), 제2 DQ 플립플롭(252), 제3 DQ 플립플롭(253), NAND(부정 논리곱) 로직(254), NOR(부정 논리합) 로직(255), PMOSFET(P형 MOSFET)(256), NMOSFET(N형 MOSFET)(257), 제1 인버터(inverter)(258), 및 제2 인버터(259)를 구비한다. 여기서, 직렬 연결되는 플립플롭들(251~253)은 3개 인 것이 바람직하지만, 회로 설계자의 목적에 따라 그 개수는 다양하게 N개의 수로 설계될 수 있다.5 is a detailed circuit diagram of the mode detector 250 of FIG. 2. Referring to FIG. 5, the mode detector 250 includes a first DQ flip-flop 251, a second DQ flip-flop 252, a third DQ flip-flop 253, and a NAND (negative AND) ) Logic 254, NOR (negative-OR) logic 255, PMOSFET (P-type MOSFET) 256, NMOSFET (N-type MOSFET) 257, first inverter 258, and second inverter 259. Here, it is preferable that the number of flip-flops 251 to 253 connected in series is three, but the number may be variously designed according to the purpose of the circuit designer.

상기 제1 DQ 플립플롭(251), 제2 DQ 플립플롭(252), 및 제3 DQ 플립플롭(253)은, 일반적인 DQ 플립플롭의 동작과 마찬가지로, 상기 입력 클럭 신호(K0, K0B)의 싸이클마다 라이징 에지(rising edge)에서 입력되는 신호의 논리 상태를 출력한다. 즉, 상기 제1 DQ 플립플롭(251)은 상기 입력 클럭 신호(K0, K0B)에 따라 상기 카운터(230)로부터 입력되는 디지털 카운트 값의 LSB를 수신하여 출력한다. 상기 제2 DQ 플립플롭(252)은 상기 입력 클럭 신호(K0, K0B)에 따라 상기 제1 DQ 플립플롭(251)의 출력을 수신하고 출력한다. 상기 제3 DQ 플립플롭(253)은 상기 입력 클럭 신호(K0, K0B)에 따라 상기 제2 DQ 플립플롭(252)의 출력을 수신하고 출력한다. 상기 NAND 로직(254)은 상기 제1 DQ 플립플롭(251), 상기 제2 DQ 플립플롭(252), 및 상기 제3 DQ 플립플롭(253)의 출력들을 수신하여, NAND 로직 수행하고, 그 결과를 출력한다. 상기 NOR 로직(255)은 상기 제1 DQ 플립플롭(251), 상기 제2 DQ 플립플롭(252), 및 상기 제3 DQ 플립플롭(253)의 출력들을 수신하여, NOR 로직 수행하고, 그 결과를 출력한다. 상기 PMOSFET(256)는 게이트(gate) 단자는 상기 NAND 로직 수행 결과를 수신하고, 소스(source) 단자는 제1 전원(VDD)에 연결되며, 드레인(drain) 단자는 출력 노드에 연결된다. 상기 NMOSFET(257)는 게이트 단자는 상기 NOR 로직 수행 결과를 수신하고, 소스 단자는 제2 전원(VSS)에 연결되며, 드레인 단자는 상기 출력 노드에 연결된다. 상기 제1 인버터(258)는 상기 출력 노드의 신호를 반전시켜 상기 모드 제어 신호(MODCNT)를 출력한다. 상기 제2 인버터(259)는 상기 제1 인버터(258)의 출력을 반전시켜 상기 출력 노드에 전달한다. The first DQ flip-flop 251, the second DQ flip-flop 252, and the third DQ flip-flop 253 may cycle through the input clock signals K0 and K0B in the same manner as the operation of a general DQ flip-flop. Each time, the logic state of the signal input at the rising edge is output. That is, the first DQ flip-flop 251 receives and outputs the LSB of the digital count value input from the counter 230 according to the input clock signals K0 and K0B. The second DQ flip-flop 252 receives and outputs the output of the first DQ flip-flop 251 according to the input clock signals K0 and K0B. The third DQ flip-flop 253 receives and outputs the output of the second DQ flip-flop 252 according to the input clock signals K0 and K0B. The NAND logic 254 receives the outputs of the first DQ flip-flop 251, the second DQ flip-flop 252, and the third DQ flip-flop 253, and performs NAND logic. Outputs The NOR logic 255 receives the outputs of the first DQ flip-flop 251, the second DQ flip-flop 252, and the third DQ flip-flop 253, and performs NOR logic. Outputs A gate terminal of the PMOSFET 256 receives a result of performing the NAND logic, a source terminal of the PMOSFET 256 is connected to a first power supply VDD, and a drain terminal of the PMOSFET 256 is connected to an output node. The NMOSFET 257 has a gate terminal receiving the result of performing the NOR logic, a source terminal connected to a second power supply VSS, and a drain terminal connected to the output node. The first inverter 258 inverts the signal of the output node and outputs the mode control signal MODCNT. The second inverter 259 inverts the output of the first inverter 258 and transfers it to the output node.

도 5와 같은 모드 검출기(250) 구조에 의하여, 상기 모드 제어 신호(MODCNT)는 상기 디지털 카운트 값의 LSB가 연속적으로 상기 입력 클럭 신호(K0, K0B)의 N(3) 싸이클 동안 제1 논리 상태를 가질 때, 제2 논리 상태 값을 가진다. 또한, 상기 모드 제어 신호(MODCNT)는 상기 디지털 카운트 값의 LSB가 연속적으로 상기 입력 클럭 신호(K0, K0B)의 N(3) 싸이클 동안 제2 논리 상태를 가질 때, 제1 논리 상태 값을 가진다.According to the structure of the mode detector 250 as shown in FIG. 5, the mode control signal MODCNT has a first logic state during which the LSB of the digital count value is continuously N (3) cycles of the input clock signals K0 and K0B. Has a second logical state value. In addition, the mode control signal MODCNT has a first logic state value when the LSB of the digital count value continuously has a second logic state during N (3) cycles of the input clock signals K0 and K0B. .

상기 위상 검출기(220)에서 검출한 상기 위상차가 상기 지연 셀들(211~214)에 의한 위상차 범위의 한계치에 도달할 때, 도 2의 상기 카운터(230)에서 출력되는 디지털 카운트 값의 LSB는 적어도 상기 입력 클럭 신호(K0, K0B)의 N(3) 싸이클 동안 제1 논리 상태 또는 제2 논리 상태 중 어느 하나의 값을 유지한다. 상기 위상차가 상기 지연 셀들(211~214)에 의한 위상차 범위의 한계치에 도달하지 않으면, 상기 카운터(230)에서 출력되는 디지털 카운트 값은 제1 논리 상태와 제2 논리 상태가 교대로 생성되고, 상기 입력 클럭 신호(K0, K0B)의 N(3) 싸이클 동안 어느 한 상태를 유지하지 않는다. 도 5와 같이 구성되는 상기 모드 검출기(250)는 이를 체크하여 입력 클럭 신호(K0, K0B)의 저주파 영역에 해당하는 제1 모드 및 입력 클럭 신호(K0, K0B)의 저주파 영역에 해당하는 제2 모드를 나타내기 위한 상기 모드 제어 신호(MODCNT)를 생성하여 출력한다. When the phase difference detected by the phase detector 220 reaches a limit of the phase difference range by the delay cells 211 to 214, the LSB of the digital count value output from the counter 230 of FIG. The value of either the first logic state or the second logic state is maintained during the N (3) cycles of the input clock signals K0, K0B. When the phase difference does not reach the limit of the phase difference range by the delay cells 211 to 214, the digital count value output from the counter 230 alternately generates a first logic state and a second logic state. It does not hold either state during the N (3) cycles of the input clock signals K0, K0B. The mode detector 250 configured as shown in FIG. 5 checks the first mode corresponding to the low frequency region of the input clock signals K0 and K0B and the second mode corresponding to the low frequency region of the input clock signals K0 and K0B. The mode control signal MODCNT for indicating a mode is generated and output.

도 6은 지연 셀들(211~214)의 동작 설명을 위한 도면이다. 도 6을 참조하면, 도 5의 상기 모드 제어 신호(MODCNT)의 제1 논리 상태 값에 해당하는 제1 모드의 경우에는 도 2의 지연 셀들(211~214)은 저주파 영역에서 동작한다. 또한, 도 5의 상기 모드 제어 신호(MODCNT)의 제2 논리 상태 값에 해당하는 제2 모드의 경우에는 도 2의 지연 셀들(211~214)은 고주파 영역에서 동작한다. 즉, 도 4의 상기 차동 증폭기(216)는 상기 모드 제어 신호(MODCNT)가 제1 논리 상태일 때, 상기 입력 클럭 신호(K0, K0B)의 저주파 영역에서 상기 지연 신호를 생성하고, 상기 모드 제어 신호(MODCNT)가 제2 논리 상태일 때에는, 상기 입력 클럭 신호(K0, K0B)의 고주파 영역에서 상기 지연 신호를 생성한다. 6 is a diagram for describing an operation of delay cells 211 ˜ 214. Referring to FIG. 6, in the first mode corresponding to the first logic state value of the mode control signal MODCNT of FIG. 5, the delay cells 211 to 214 of FIG. 2 operate in the low frequency region. In addition, in the second mode corresponding to the second logic state value of the mode control signal MODCNT of FIG. 5, the delay cells 211 to 214 of FIG. 2 operate in the high frequency region. That is, the differential amplifier 216 of FIG. 4 generates the delay signal in the low frequency region of the input clock signals K0 and K0B when the mode control signal MODCNT is in the first logic state and controls the mode. When the signal MODCNT is in the second logic state, the delay signal is generated in the high frequency region of the input clock signals K0 and K0B.

예를 들어, 도 6에서, 상기 지연 셀들(211~214)이 제1 모드에서 동작할 때, 위상차 범위가 t1~t2 사이이고, 최저 한계치(t1)에 도달하면, 상기 카운터(230)는 디지털 카운트 값으로 "00000000"을 출력하여 고주파 영역에 해당함을 알린다. 이와 같은 디지털 카운트 값이 N(3) 싸이클 이상 유지되면, 상기 모드 제어 신호(MODCNT)는 제2 논리 상태 값을 가지고, 이에 따라, 도 4의 M7, M8, M9가 액티브 상태로 되어, 상기 지연 셀들(211~214)은 제2 모드에서 동작한다. 제2 모드에서, 상기 지연 셀들(211~214)은 위상차 범위가 t3~t4 사이에서 동작하고, 이는 도 6과 같이, 제1 모드에서 보다 Δt 만큼 작아진 딜레이 양에서 동작함을 나타낸다. 제2 모드에서, 최고 한계치(t4)에 도달하면, 상기 카운터(230)는 디지털 카운트 값으로 "11111111"을 출력하여 저주파 영역에 해당함을 알린다. 이에 따라, 디지털 카운트 값의 LSB가 제2 논리 상태인 상태로 N(3) 싸이클 이상 유지되면, 상기 모드 제어 신호(MODCNT)는 제1 논리 상태 값을 가지고, 이에 따라, 도 4의 M7, M8, M9가 오프(off) 상태로 되어, 상기 지연 셀들(211~214)은 제1 모드에서 동작한다.For example, in FIG. 6, when the delay cells 211 to 214 operate in the first mode, when the phase difference range is between t1 to t2 and reaches the lowest threshold t1, the counter 230 is digital. It outputs "00000000" as the count value to indicate that it corresponds to the high frequency range. When such a digital count value is maintained for more than N (3) cycles, the mode control signal MODCNT has a second logic state value, whereby M7, M8, and M9 of FIG. 4 become active, causing the delay. The cells 211-214 operate in the second mode. In the second mode, the delay cells 211 to 214 operate in a phase difference range of t3 to t4, which indicates that the delay cells 211 to 214 operate at a delay amount smaller by Δt than in the first mode, as shown in FIG. 6. In the second mode, when the maximum threshold t4 is reached, the counter 230 outputs "11111111" as a digital count value to indicate that it corresponds to the low frequency region. Accordingly, when the LSB of the digital count value is maintained for at least N (3) cycles in the state of the second logic state, the mode control signal MODCNT has the first logic state value, and accordingly, M7 and M8 of FIG. M9 is turned off, and the delay cells 211 to 214 operate in the first mode.

이상에서와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 듀티 싸이클 보정 회로(100)는, 지연 동기 루프(110)에 모드 검출기(250)를 구비하여, 입력 클럭 신호(K0, K0B)의 주파수에 따라 자동적으로 동작 주파수 범위를 가변시킨다. 이에 따라, 상기 듀티 싸이클 보정 회로(100)는 입력 클럭 신호(K0, K0B)의 주파수가 변하더라도 고주파 영역까지 듀티 싸이클을 정확히 보정한 출력 클럭 신호(CKO, CKOB)를 생성할 수 있다.As described above, the duty cycle correction circuit 100 according to the exemplary embodiment of the present invention includes a mode detector 250 in the delay lock loop 110, and accordingly to the frequency of the input clock signals K0 and K0B. To change the operating frequency range. Accordingly, the duty cycle correction circuit 100 may generate output clock signals CKO and CKOB that accurately correct the duty cycle up to a high frequency region even when the frequencies of the input clock signals K0 and K0B change.

이상 도면과 명세서에서 최적 실시예가 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 embodiment has been disclosed in the drawings and specification above. 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 따른 듀티 싸이클 보정 회로는 입력 클럭 신호의 고주파수 영역에서도 듀티 싸이클을 정확히 보정한다. 따라서, 반도체 메모리 장치, 비디오/오디오 시스템, 또는 통신 시스템 등에 적용하는 경우 시스템의 안정적인 동작에 기여할 수 있는 효과가 있다. As described above, the duty cycle correction circuit according to the present invention accurately corrects the duty cycle even in the high frequency region of the input clock signal. Therefore, when applied to a semiconductor memory device, a video / audio system, or a communication system, there is an effect that can contribute to the stable operation of the system.

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 상세한 설명이 제공된다.The detailed description of each drawing is provided in order to provide a thorough understanding of the drawings cited in the detailed description of the invention.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 듀티 싸이클 보정 회로를 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a duty cycle correction circuit according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 지연 동기 루프의 구체적인 블록도이다.FIG. 2 is a detailed block diagram of the delay lock loop of FIG. 1.

도 3은 도 2의 신호들의 파형을 나타내는 일 예이다.3 is an example illustrating a waveform of signals of FIG. 2.

도 4는 도 2의 지연 셀들의 구체적인 회로도이다.4 is a detailed circuit diagram of delay cells of FIG. 2.

도 5는 도 2의 모드 검출기의 구체적인 회로도이다.FIG. 5 is a detailed circuit diagram of the mode detector of FIG. 2.

도 6은 지연 셀들의 동작 설명을 위한 도면이다.6 is a diagram for describing an operation of delay cells.

Claims (19)

입력 클럭 신호의 주파수에 따라 정해지는 위상차 범위 내에서 위상이 서로 다른 다수의 지연 신호들을 생성하는 지연 동기 루프; 및A delay lock loop for generating a plurality of delay signals having different phases within a phase difference range determined according to a frequency of an input clock signal; And 상기 지연 신호들을 이용하여 상기 입력 클럭 신호의 듀티 싸이클을 보정한 출력 클럭 신호를 생성하는 위상 합성 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 듀티 싸이클 보정 회로.And a phase synthesizing circuit for generating an output clock signal corrected for the duty cycle of the input clock signal using the delay signals. 제 1항에 있어서, 상기 지연 동기 루프는,The method of claim 1, wherein the delay lock loop, 전류 제어 신호 및 모드 제어 신호에 응답하여 상기 입력 클럭 신호를 소정 시간씩 지연시켜 상기 지연 신호들 각각을 생성하는 다수의 지연 셀들;A plurality of delay cells for generating each of the delay signals by delaying the input clock signal by a predetermined time in response to a current control signal and a mode control signal; 상기 지연 신호들 중 어느 하나와 상기 입력 클럭 신호 간의 위상차를 검출하여, 그에 대응하는 위상차 신호를 생성하는 위상 검출기;A phase detector for detecting a phase difference between any one of the delay signals and the input clock signal and generating a phase difference signal corresponding thereto; 상기 위상차 신호에 응답하여 상기 위상차에 비례하는 디지털 카운트 값을 생성하는 카운터;A counter for generating a digital count value proportional to the phase difference in response to the phase difference signal; 상기 디지털 카운트 값을 아날로그 신호로 변환하고, 상기 변환 결과를 상기 전류 제어 신호로서 출력하는 디지털-아날로그 변환기; 및A digital-analog converter for converting the digital count value into an analog signal and outputting the conversion result as the current control signal; And 상기 디지털 카운트 값의 LSB(least significant bit)를 체크하여 상기 모드 제어 신호를 출력하는 모드 검출기를 구비하는 것을 특징으로 하는 듀티 싸이클 보정 회로.And a mode detector for outputting the mode control signal by checking a least significant bit (LSB) of the digital count value. 제 2항에 있어서, 상기 입력 클럭 신호, 상기 지연 신호들, 및 상기 출력 클럭 신호 각각은, 반전 신호를 포함하는 세트 신호인 것을 특징으로 하는 듀티 싸이클 보정 회로.3. The duty cycle correction circuit of claim 2, wherein each of the input clock signal, the delay signals, and the output clock signal is a set signal including an inverted signal. 제 3항에 있어서, 상기 다수의 지연 셀들 각각은,The method of claim 3, wherein each of the plurality of delay cells, 상기 입력 클럭 신호 또는 상기 지연 신호들 중 어느 하나의 세트 신호를 입력 세트 신호로서 수신하여, 상기 입력 세트 신호를 일정 시간 딜레이시켜 출력하는 딜레이 회로; 및A delay circuit which receives the set signal of the input clock signal or the delay signals as an input set signal, and delays and outputs the input set signal for a predetermined time; And 상기 입력 세트 신호 및 상기 딜레이된 입력 세트 신호를 이용하여, 상기 모드 제어 신호의 논리 상태에 따라 서로 다른 위상차 범위 내에서 상기 지연 신호들 각각을 생성하는 차동 증폭기를 구비하는 것을 특징으로 하는 듀티 싸이클 보정 회로.And a differential amplifier using each of the input set signal and the delayed input set signal to generate each of the delay signals within a different phase difference range according to a logic state of the mode control signal. Circuit. 제 4항에 있어서, 상기 차동 증폭기는,The method of claim 4, wherein the differential amplifier, 상기 모드 제어 신호가 제1 논리 상태이면, 상기 입력 클럭 신호의 저주파 영역에서 상기 지연 신호를 생성하고, 상기 모드 제어 신호가 제2 논리 상태이면, 상기 입력 클럭 신호의 고주파 영역에서 상기 지연 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 듀티 싸이클 보정 회로.When the mode control signal is in a first logic state, the delay signal is generated in a low frequency region of the input clock signal. When the mode control signal is in a second logic state, the delay signal is generated in a high frequency region of the input clock signal. Duty cycle correction circuit, characterized in that. 제 2항에 있어서, 상기 카운터는,The method of claim 2, wherein the counter, 상기 위상차가 상기 지연 셀들에 의한 위상차 범위의 한계치에 도달할 때, LSB가 제1 논리 상태 또는 제2 논리 상태 중 어느 하나인 디지털 카운트 값을 생성하는 것을 특징으로 하는 듀티 싸이클 보정 회로.And the LSB generates a digital count value that is either of a first logic state or a second logic state when the phase difference reaches a threshold of the phase difference range by the delay cells. 제 2항에 있어서, 상기 모드 검출기는,The method of claim 2, wherein the mode detector, 상기 디지털 카운트 값의 LSB가 연속적으로 상기 입력 클럭 신호의 N 싸이클 동안 제1 논리 상태를 가질 때, 제2 논리 상태 값의 모드 제어 신호를 생성하고, 상기 디지털 카운트 값의 LSB가 연속적으로 상기 입력 클럭 신호의 N 싸이클 동안 제2 논리 상태를 가질 때, 제1 논리 상태의 모드 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 듀티 싸이클 보정 회로.When the LSB of the digital count value continuously has a first logic state for N cycles of the input clock signal, a mode control signal of the second logic state value is generated, and the LSB of the digital count value continuously the input clock. And generating a mode control signal in the first logic state when the second logic state is in the N cycles of the signal. 제 7항에 있어서, 상기 N은,The method of claim 7, wherein N is, 3인 것을 특징으로 하는 듀티 싸이클 보정 회로.Duty cycle correction circuit, characterized in that 3. 제 2항에 있어서, 상기 모드 검출기는,The method of claim 2, wherein the mode detector, 상기 입력 클럭 신호에 따라 상기 디지털 카운트 값의 LSB를 수신하여 출력하는 제1 DQ 플립플롭;A first DQ flip-flop for receiving and outputting the LSB of the digital count value according to the input clock signal; 상기 입력 클럭 신호에 따라 상기 제1 DQ 플립플롭의 출력을 수신하고 출력하는 제2 DQ 플립플롭;A second DQ flip-flop for receiving and outputting an output of the first DQ flip-flop according to the input clock signal; 상기 입력 클럭 신호에 따라 상기 제2 DQ 플립플롭의 출력을 수신하고 출력하는 제3 DQ 플립플롭;A third DQ flip-flop for receiving and outputting an output of the second DQ flip-flop according to the input clock signal; 상기 제1 DQ 플립플롭, 상기 제2 DQ 플립플롭, 및 상기 제3 DQ 플립플롭의 출력들을 수신하여, NAND 로직 수행하고, 그 결과를 출력하는 NAND 로직;NAND logic to receive outputs of the first DQ flip-flop, the second DQ flip-flop, and the third DQ flip-flop, perform NAND logic, and output a result; 상기 제1 DQ 플립플롭, 상기 제2 DQ 플립플롭, 및 상기 제3 DQ 플립플롭의 출력들을 수신하여, NOR 로직 수행하고, 그 결과를 출력하는 NOR 로직;NOR logic to receive outputs of the first DQ flip-flop, the second DQ flip-flop, and the third DQ flip-flop, perform NOR logic, and output a result; 게이트 단자는 상기 NAND 로직 수행 결과를 수신하고, 소스 단자는 제1 전원에 연결되며, 드레인 단자는 출력 노드에 연결된 PMOSFET;A gate terminal receives the result of performing the NAND logic, a source terminal is connected to a first power supply, and a drain terminal is connected to an output node; 게이트 단자는 상기 NOR 로직 수행 결과를 수신하고, 소스 단자는 제2 전원에 연결되며, 드레인 단자는 상기 출력 노드에 연결된 NMOSFET; A gate terminal receives the result of performing the NOR logic, a source terminal is connected to a second power supply, and a drain terminal is connected to the output node; 상기 출력 노드의 신호를 반전시켜 상기 모드 제어 신호를 출력하는 제1 인버터; 및A first inverter outputting the mode control signal by inverting the signal of the output node; And 상기 제1 인버터의 출력을 반전시켜 상기 출력 노드에 전달하는 제2 인버터를 구비하는 것을 특징으로 하는 듀티 싸이클 보정 회로.And a second inverter for inverting the output of the first inverter and transferring the inverted output to the output node. 제 1항에 있어서, 상기 위상 합성 회로는,The method of claim 1, wherein the phase synthesis circuit, 듀티 계수가 50%인 출력 클럭 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 듀티 싸이클 보정 회로.A duty cycle correction circuit for producing an output clock signal having a duty factor of 50%. 입력 클럭 신호의 주파수에 따라 정해지는 위상차 범위 내에서 위상이 서로 다른 다수의 지연 신호들을 생성하는 단계; 및Generating a plurality of delay signals having different phases within a phase difference range determined according to a frequency of an input clock signal; And 상기 지연 신호들을 이용하여 상기 입력 클럭 신호의 듀티 싸이클을 보정한 출력 클럭 신호를 생성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 클럭 신호의 듀티 싸이클 보정 방법.And generating an output clock signal corrected for the duty cycle of the input clock signal by using the delay signals. 제 11항에 있어서, 상기 다수의 지연 신호들 생성 단계는,The method of claim 11, wherein the generating of the plurality of delay signals comprises: 상기 지연 신호들 중 어느 하나와 상기 입력 클럭 신호 간의 위상차를 검출하여, 그에 대응하는 위상차 신호를 생성하는 단계;Detecting a phase difference between any one of the delay signals and the input clock signal, and generating a phase difference signal corresponding thereto; 상기 위상차 신호에 응답하여 상기 위상차에 비례하는 디지털 카운트 값을 생성하는 단계;Generating a digital count value proportional to the phase difference in response to the phase difference signal; 상기 디지털 카운트 값을 아날로그 신호로 변환하고, 상기 변환 결과를 전류 제어 신호로서 출력하는 단계;Converting the digital count value into an analog signal and outputting the conversion result as a current control signal; 상기 디지털 카운트 값의 LSB를 체크하여 모드 제어 신호를 출력하는 단계; 및Checking a LSB of the digital count value and outputting a mode control signal; And 상기 전류 제어 신호 및 상기 모드 제어 신호에 응답하여 상기 입력 클럭 신호를 소정 시간씩 지연시켜 상기 지연 신호들 각각을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 클럭 신호의 듀티 싸이클 보정 방법.And delaying the input clock signal by a predetermined time in response to the current control signal and the mode control signal to generate each of the delay signals. 제 12항에 있어서, 상기 입력 클럭 신호, 상기 지연 신호들, 및 상기 출력 클럭 신호 각각은, 반전 신호를 포함하는 세트 신호인 것을 특징으로 하는 클럭 신호의 듀티 싸이클 보정 방법.The method of claim 12, wherein each of the input clock signal, the delay signals, and the output clock signal is a set signal including an inverted signal. 제 13항에 있어서, 상기 지연 신호들 각각의 생성 단계는,The method of claim 13, wherein generating each of the delay signals comprises: 상기 입력 클럭 신호 또는 상기 지연 신호들 중 어느 하나의 세트 신호를 입력 세트 신호로서 수신하여, 상기 입력 세트 신호를 일정 시간 딜레이시켜 출력하는 단계; 및Receiving the set signal of the input clock signal or the delay signals as an input set signal, and outputting the input set signal by a predetermined time delay; And 상기 입력 세트 신호 및 상기 딜레이된 입력 세트 신호를 이용하여, 상기 모드 제어 신호의 논리 상태에 따라 서로 다른 위상차 범위 내에서 상기 지연 신호들 각각을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 클럭 신호의 듀티 싸이클 보정 방법.And using the input set signal and the delayed input set signal to generate each of the delay signals within a different phase difference range according to a logic state of the mode control signal. Cycle compensation method. 제 14항에 있어서, 상기 모드 제어 신호가 제1 논리 상태이면, 상기 입력 클럭 신호의 저주파 영역에서 상기 지연 신호가 생성되고, 상기 모드 제어 신호가 제2 논리 상태이면, 상기 입력 클럭 신호의 고주파 영역에서 상기 지연 신호가 생성되는 것을 특징으로 하는 클럭 신호의 듀티 싸이클 보정 방법.15. The high frequency region of claim 14, wherein the delay signal is generated in a low frequency region of the input clock signal when the mode control signal is in a first logic state, and when the mode control signal is in a second logic state. And a delay signal is generated in the duty cycle correction method of the clock signal. 제 12항에 있어서, 상기 위상차가 상기 지연 셀들에 의한 위상차 범위의 한계치에 도달할 때, LSB가 제1 논리 상태 또는 제2 논리 상태 중 어느 하나인 디지털 카운트 값이 생성되는 것을 특징으로 하는 클럭 신호의 듀티 싸이클 보정 방법.13. The clock signal according to claim 12, wherein when the phase difference reaches a limit of the phase difference range by the delay cells, a digital count value is generated in which an LSB is either a first logic state or a second logic state. Duty cycle correction method. 제 12항에 있어서, 상기 디지털 카운트 값의 LSB가 연속적으로 상기 입력 클럭 신호의 N 싸이클 동안 제1 논리 상태를 가질 때, 제2 논리 상태 값의 모드 제어 신호가 생성되고, 상기 디지털 카운트 값의 LSB가 연속적으로 상기 입력 클럭 신호의 N 싸이클 동안 제2 논리 상태를 가질 때, 제1 논리 상태의 모드 제어 신호가 생성되는 것을 특징으로 하는 클럭 신호의 듀티 싸이클 보정 방법.13. The method of claim 12, wherein when the LSB of the digital count value has a first logic state continuously for N cycles of the input clock signal, a mode control signal of a second logic state value is generated, and the LSB of the digital count value And a mode control signal of a first logic state is generated when N is continuously in a second logic state during N cycles of the input clock signal. 제 17항에 있어서, 상기 N은,The method of claim 17, wherein N is, 3인 것을 특징으로 하는 클럭 신호의 듀티 싸이클 보정 방법.3. The duty cycle correction method of the clock signal characterized by the above-mentioned. 제 11항에 있어서, 상기 출력 클럭 신호는,The method of claim 11, wherein the output clock signal, 듀티 계수가 50%인 것을 특징으로 하는 클럭 신호의 듀티 싸이클 보정 방법.A duty cycle correction method for a clock signal, wherein the duty factor is 50%.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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