KR20100025843A - Termination circuit for semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 설계기술에 관한 것으로서, 반도체 소자의 터미네이션 회로를 구성하는 기술에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
반도체 소자는 입출력 패드를 통해서 인가되는 입력신호를 터미네이션 하기 위해서 터미네이션 회로를 구비하고 있다. 이와 같이 반도체 소자 내부에 구비된 터미네이션 회로를 온 다이 터미네이션(On Die Termination, ODT) 회로라고 기술하기도 한다.The semiconductor device includes a termination circuit for terminating an input signal applied through an input / output pad. As described above, the termination circuit provided in the semiconductor device may be referred to as an on die termination (ODT) circuit.
도 1은 종래기술의 반도체 소자의 터미네이션 회로에 대한 회로도이다.1 is a circuit diagram of a termination circuit of a semiconductor device of the prior art.
도 1을 참조하면 반도체 소자의 터미네이션 회로는 풀업 터미네이션 코드(PCODE<0:1>)에 응답하여 활성화 되는 풀업 터미네이션부(110), 풀다운 터미네이션 코드(NCODE<0:1>)에 응답하여 활성화 되는 풀다운 터미네이션부(120)를 구비한다.Referring to FIG. 1, a termination circuit of a semiconductor device is activated in response to a pull-
상기와 같이 구성되는 반도체 소자의 터미네이션 회로의 세부구성과 동작을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the detailed configuration and operation of the termination circuit of the semiconductor device configured as described above are as follows.
우선, 풀업 터미네이션부(110)는 전원전압단(VDDQ)과 제1 노드(N0) 사이에 접속되어 제1 풀업 터미네이션 코드(PCODE<0>)의 제어를 받는 제1 풀업 액티브 로드(MP1), 전원전압단(VDDQ)과 제1 노드(N0) 사이에 접속되어 제2 풀업 터미네이션 코드(PCODE<1>)의 제어를 받는 제2 풀업 액티브 로드(MP2)를 구비한다. 또한, 제1 풀업 액티브 로드(MP1)와 제1 노드(N0) 사이에는 제1 풀업 터미네이션 저항(PU_R1)이 삽입되어 있으며, 제2 풀업 액티브 로드(MP2)와 제1 노드(N0) 사이에는 제2 풀업 터미네이션 저항(PU_R2)이 삽입되어 있다.First, the pull-
다음으로, 풀다운 터미네이션부(120)는 접지전압단(VSSQ)과 제1 노드(N0) 사이에 접속되어 제1 풀다운 터미네이션 코드(NCODE<0>)의 제어를 받는 제1 풀다운 액티브 로드(MN1), 접지전압단(VSSQ))과 제1 노드(N0) 사이에 접속되어 제2 풀다운 터미네이션 코드(NCODE<1>)의 제어를 받는 제2 풀다운 액티브 로드(MN2)를 구비한다. 또한, 제1 풀다운 액티브 로드(MN1)와 제1 노드(N0) 사이에는 제1 풀다운 터미네이션 저항(PD_R1)이 삽입되어 있으며, 제2 풀다운 액티브 로드(MN2)와 제1 노드(N0) 사이에는 제2 풀다운 터미네이션 저항(PD_R2)이 삽입되어 있다.Next, the pull-
풀업 터미네이션 코드(PCODE<0:1>)의 제어를 받아 활성화 되는 제1 풀업 액티브 로드(MP1)와 제2 풀업 액티브 로드(MP2)는 PMOS 트랜지스터로 구성되는데, 턴온(TURN ON) 되었을 때 제1 풀업 터미네이션 저항(PU_R1)과 제2 풀업 터미네이션 저항(PU_R2)을 활성화 시키는 스위치 역할을 하게 되는 동시에 그 자체도 로드 역 할을 하게 되어 전체적인 풀업 터미네이션 저항값을 결정하게 된다. 즉, 풀업 터미네이션 코드(PCODE<0:1>)의 제어를 받아서 풀업 터미네이션 저항값이 결정되는 것이다.The first pull-up active load MP1 and the second pull-up active load MP2, which are activated under the control of the pull-up termination code PCODE <0: 1>, are configured as PMOS transistors. The switch acts as a switch for activating the pull-up termination resistor PU_R1 and the second pull-up termination resistor PU_R2, and also serves as a load itself to determine the overall pull-up termination resistance value. That is, the pull-up termination resistance value is determined under the control of the pull-up termination code PCODE <0: 1>.
또한, 풀다운 터미네이션 코드(NCODE<0:1>)의 제어를 받아 활성화 되는 제1 풀다운 액티브 로드(MN1)와 제2 풀다운 액티브 로드(MN2)는 NMOS 트랜지스터로 구성되는데, 턴온(TURN ON) 되었을 때 제1 풀다운 터미네이션 저항(PD_R1)과 제2 풀다운 터미네이션 저항(PD_R2)을 활성화 시키는 스위치 역할을 하게 되는 동시에 그 자체도 로드 역할을 하게 되어 전체적인 풀다운 터미네이션 저항값을 결정하게 된다. 즉, 풀다운 터미네이션 코드(NCODE<0:1>)의 제어를 받아서 풀다운 터미네이션 저항값이 결정되는 것이다.In addition, the first pull-down active load MN1 and the second pull-down active load MN2, which are activated under the control of the pull-down termination code NCODE <0: 1>, are composed of NMOS transistors, which are turned on. The switch acts as a switch for activating the first pull-down termination resistor PD_R1 and the second pull-down termination resistor PD_R2, and serves as a load itself to determine the overall pull-down termination resistance value. That is, the pull-down termination resistance value is determined under the control of the pull-down termination code NCODE <0: 1>.
상술한 바와 같이 풀업 터미네이션 코드(PCODE<0:1>)와 풀다운 터미네이션 코드(NCODE<0:1>)의 제어에 의해 풀업 및 풀다운 터미네이션 저항값이 결정되므로, 터미네이션을 제어할 수 있게 된다. 제1 노드(N0)와 접속된 입출력 패드(DQ)에서 바라보는 실제의 터미네이션 저항값(Rtt effective)은 풀업 터미네이션 저항값과 풀다운 터미네이션 저항값의 병렬저항값이 된다. 풀업 터미네이션 저항값과 풀다운 터미네이션 저항값은 서로 동일하게 되도록 설계 되는데, PVT(Process Voltage Temperature) 변화에 따라 저항값이 변하게 된다. 만약 동일한 전압(VOLTAGE)과 온도(TEMPERATURE)에서 발생하는 저항값의 차이는 공정(PROCESS)에 의한 영향이라고 볼 수 있다. 풀업 터미네이션 저항값과 풀다운 터미네이션 저항값의 차이를 터미네이션 부정합(Rtt mismatch)이라고 정의하며, 반도체 소자를 테스트 할 때 풀업 및 풀다운 터미네이션 저항값을 조절하여 풀업 및 풀다운 터미네이션 저항값을 설계목표의 허용범위 내로 보정하고 터미네이션 부정합을 트리밍 하는 작업을 하게 된다.As described above, since the pull-up and pull-down termination resistance values are determined by the control of the pull-up termination code PCODE <0: 1> and the pull-down termination code NCODE <0: 1>, termination can be controlled. The actual termination resistance Rtt effective viewed from the input / output pad DQ connected to the first node N0 becomes a parallel resistance value of the pull-up termination resistance value and the pull-down termination resistance value. The pull-up termination resistance and the pull-down termination resistance are designed to be equal to each other. The resistance value changes as the PVT changes. If the difference between the resistance value generated at the same voltage (VOLTAGE) and temperature (TEMPERATURE) can be seen as the effect of the process (PROCESS). The difference between the pull-up termination and pull-down termination resistance is defined as the termination mismatch, and when the semiconductor device is tested, the pull-up and pull-down termination resistance values are adjusted to adjust the pull-up and pull-down termination resistance values within the design target tolerance. You will work to correct and trim the termination mismatch.
상기의 반도체 소자의 터미네이션 회로에서 터미네이션 부정합이 발생한다고 할 때, 제1 풀업 터미네이션 저항(PU_R1), 제2 풀업 터미네이션 저항(PU_R2), 제1 풀다운 터미네이션 저항(PD_R1), 제2 풀다운 터미네이션 저항(PD_R2)과 같은 수동소자의 저항값이 모두 동일하다고 가정하면, 제1 풀업 액티브 로드(MP1), 제2 풀업 액티브 로드(MP2), 제1 풀다운 액티브 로드(MN1)와 제2 풀다운 액티브 로드(MN2)와 같은 능동소자의 전류-전압 특성의 차이가 터미네이션 부정합의 원인이 될 것이다. 즉 각각의 PMOS 트랜지스터와 NMOS 트랜지스터의 특성 차이로 인해서 터미네이션 부정합이 발생한다.When termination mismatch occurs in the termination circuit of the semiconductor device, the first pull-up termination resistor PU_R1, the second pull-up termination resistor PU_R2, the first pull-down termination resistor PD_R1, and the second pull-down termination resistor PD_R2 Assuming that the resistance values of the passive elements such as) are the same, the first pull-up active load MP1, the second pull-up active load MP2, the first pull-down active load MN1 and the second pull-down active load MN2 Differences in the current-voltage characteristics of active devices, such as, may cause termination mismatch. That is, termination mismatch occurs due to the difference in characteristics of each PMOS transistor and NMOS transistor.
한편, 터미네이션 저항값(Rtt effective) 및 터미네이션 부정합(Rtt mismatch)을 측정할 때 사용되는 일반적인 공식을 살펴보면 다음과 같다.Meanwhile, the general formula used to measure the termination resistance value (Rtt effective) and the termination mismatch (Rtt mismatch) is as follows.
도 2는 터미네이션 저항값 및 터미네이션 부정합 측정에 사용되는 공식이다.2 is a formula used for measuring termination resistance and termination mismatch.
도 2를 참조하면, 터미네이션 저항값(210)은 입력전압 레벨에 따른 전류량을 이용하여 계산할 수 있다. 이와 같이, 전류 및 전압 특성에 따른 저항값을 측정할 때 어느 한 지점이 아니라 입력전압의 하이레벨과 로우레벨의 두 지점에 대한 기울기로 터미네이션 저항값(Rtt effective)을 계산하게 된다.Referring to FIG. 2, the
또한, 터미네이션 부정합(220)은 터미네이션 회로가 동작할 때 입출력 패드(DQ)에서 측정한 터미네이션 측정전압(Vm)을 이용하여 계산할 수 있다. 터미네이션 부정합(Rtt mismatch)은 전원전압(VDDQ)의 절반을 기준으로 하여 백분율로 나타 낸다. 이와 같은 공식은 단순히 풀업 터미네이션 저항값과 풀다운 터미네이션 저항값 간의 차이만을 계산할 수 있을 뿐, 풀업 또는 풀다운 터미네이션 저항값이 설계목표 보다 큰지 작은지는 알 수 없다.In addition, the
도 3은 풀업 터미네이션 저항값 및 풀다운 터미네이션 저항값에 대한 도면이다.3 is a diagram for a pull-up termination resistance value and a pull-down termination resistance value.
도 3을 참조하면, 풀업 터미네이션부의 풀업 액티브 로드와 풀다운 터미네이션부의 풀다운 액티브 로드의 전류-전압 특성을 나타내고 있다. 즉 PMOS 트랜지스터와 NMOS 트랜지스터의 전류-전압 특성이라고 할 수 있으며 그 기울기가 저항값이 된다.Referring to FIG. 3, current-voltage characteristics of a pull-up active load of a pull-up termination part and a pull-down active load of a pull-down termination part are shown. That is, the current-voltage characteristics of the PMOS transistor and the NMOS transistor can be referred to as the slope of the resistance value.
종래에는 터미네이션 측정전압(Vm)을 이용하여 터미네이션 부정합(Rtt mismatch)을 확인하고, 트리밍 하기 위해 각각의 액티브 소자들의 전류-전압 특성을 측정하여 풀업 터미네이션 저항값과 풀다운 터미네이션 저항값을 모두 확인해야 했다. 따라서 반도체 소자의 테스트 시간이 너무 오래 걸리는 문제점이 발생하였다.Conventionally, the termination mismatch (Rtt mismatch) was checked by using the termination measurement voltage (Vm), and the pull-up termination resistance value and the pull-down termination resistance value had to be confirmed by measuring the current-voltage characteristics of each active element for trimming. . Therefore, a problem that the test time of the semiconductor device takes too long occurred.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 공정상의 차이로 인한 풀업 터미네이션 저항값과 풀다운 터미네이션 저항값 간의 터미네이션 부정합을 빠르게 트리밍 할 수 있는 반도체 소자의 터미네이션 회로를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed to solve the above conventional problems, and provides a termination circuit of a semiconductor device capable of quickly trimming a termination mismatch between a pull-up termination resistance value and a pull-down termination resistance value due to process differences. The purpose.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 터미네이션 트리밍 정보가 프로그래밍된 다수의 퓨즈를 구비하며, 각 퓨즈의 전기적 상태에 대응하는 다수의 퓨즈상태신호를 출력하기 위한 퓨즈부; 터미네이션 테스트 신호 및 상기 다수의 퓨즈상태신호에 응답하여 다수의 로드제어신호를 생성하기 위한 터미네이션 트리밍 제어부; 및 상기 다수의 로드제어신호에 응답하여 터미네이션 저항값이 트리밍 되는 터미네이션부를 구비하는 반도체 소자의 터미네이션 회로가 제공된다.According to an aspect of the present invention for achieving the above technical problem, a fuse unit having a plurality of fuses, the termination trimming information is programmed, for outputting a plurality of fuse status signals corresponding to the electrical state of each fuse; A termination trimming controller configured to generate a plurality of load control signals in response to a termination test signal and the plurality of fuse state signals; And a termination part in which a termination resistance value is trimmed in response to the plurality of load control signals.
본 발명은 터미네이션 회로가 동작할 때의 터미네이션 측정전압을 통해서 터미네이션 부정합을 확인하고, 룩업 테이블(LOOKUP TABLE)을 통해서 예정된 풀업 터미네이션 저항값 및 풀다운 터미네이션 저항값으로 조절하기 위해 퓨즈를 커팅하는 방식을 사용하였다.The present invention uses a method of cutting the fuse to check the termination mismatch through the termination measurement voltage when the termination circuit is operating, and to adjust the predetermined pull-up termination resistance value and the pull-down termination resistance value through the lookup table. It was.
본 발명에 따르면 룩업 테이블(LOOKUP TABLE)을 통해 퓨즈를 커팅하여 터미네이션 부정합을 트리밍 할 수 있기 때문에, 종래기술과 같이 풀업 터미네이션 저항값과 풀다운 터미네이션 저항값을 개별적으로 다시 측정할 필요가 없다. 따라서 반도체 소자의 테스트 시간이 단축되며 터미네이션 부정합을 트리밍함으로서 반도체 소자의 수율을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, since the termination mismatch can be trimmed by cutting the fuse through a lookup table, the pull-up termination resistance value and the pull-down termination resistance value do not need to be individually measured again as in the prior art. Therefore, the test time of the semiconductor device is shortened and the yield of the semiconductor device can be improved by trimming the termination mismatch.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. .
일반적으로 회로의 논리신호는 전압레벨에 대응하여 하이레벨(HIGH LEVEL, H) 또는 로우레벨(LOW LEVEL, L)로 구분하며, 각각 '1' 과 '0' 등으로 표현하기도 한다. 또한, 필요에 따라 추가적으로 하이임피던스(High Impedence, HI-Z) 상태 등을 가질 수 있다고 정의하고 기술한다. 또한, 본 실시예에서 사용하는 용어인 PMOS(P-channel Metal Oxide Semiconductor)와 NMOS(N-channel Metal Oxide Semiconductor)는 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor)의 한 종류임을 미리 밝혀둔다.In general, the logic signal of the circuit is divided into a high level (HIGH LEVEL, H) or a low level (LOW LEVEL, L) corresponding to the voltage level, and may be expressed as '1' and '0', respectively. In addition, it is defined and described that it may additionally have a high impedance (HI-Z) state and the like. In addition, PMOS (P-channel Metal Oxide Semiconductor) and N-channel Metal Oxide Semiconductor (NMOS), which are terms used in the present embodiment, are known to be a type of MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor).
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 터미네이션 회로이다.4 is a termination circuit of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 반도체 소자의 터미네이션 회로는 터미네이션 트리밍 정보 가 프로그래밍된 다수의 퓨즈를 구비하며, 각 퓨즈의 전기적 상태에 대응하는 다수의 퓨즈상태신호(TM_PUP1, TM_PUP2, TM_PDN1, TM_PDN2)를 출력하기 위한 퓨즈부(410), 터미네이션 테스트 신호(TM_ODT_EN) 및 다수의 퓨즈상태신호(TM_PUP1, TM_PUP2, TM_PDN1, TM_PDN2)에 응답하여 다수의 로드제어신호(P_EN<0:2>,N_EN<0:2>)를 생성하기 위한 터미네이션 트리밍 제어부(420), 다수의 로드제어신호(P_EN<0:2>,N_EN<0:2>)에 응답하여 터미네이션 저항값이 트리밍 되는 터미네이션부(430)를 구비한다.Referring to FIG. 4, a termination circuit of a semiconductor device includes a plurality of fuses in which termination trimming information is programmed, and outputs a plurality of fuse state signals TM_PUP1, TM_PUP2, TM_PDN1, and TM_PDN2 corresponding to electrical states of each fuse. A plurality of load control signals P_EN <0: 2>, N_EN <0: 2> in response to the
상기와 같이 구성되는 반도체 소자의 터미네이션 회로의 세부구성과 동작을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the detailed configuration and operation of the termination circuit of the semiconductor device configured as described above are as follows.
터미네이션 트리밍 제어부(420)는 터미네이션 테스트 신호(/TM_ODT_EN)에 응답하여 각 퓨즈상태신호에 대응하는 다수의 풀업 로드제어신호(P_EN<0:2>)를 생성하기 위한 다수의 풀업 로드 제어부(421), 터미네이션 테스트 신호(TM_ODT_EN)에 응답하여 각 퓨즈상태신호에 대응하는 다수의 풀다운 로드제어신호(N_EN<0:2>)를 생성하기 위한 다수의 풀다운 로드 제어부(422)로 구성된다.The
여기에서, 다수의 풀업 로드 제어부(421)는 터미네이션 테스트 신호(/TM_ODT_EN)와 해당 퓨즈상태신호(/TM_PUP1, TM_PUP2)를 입력으로 하는 다수의 논리합수단으로 구성된다. 또한, 터미네이션 테스트 신호(/TM_ODT_EN)와 접지전압(VSS)을 입력으로 하는 논리합수단을 더 포함하여 구성될 수 있다. 실시예에서 논리합수단은 노어게이트(NOR GATE)와 인버터(INVERTER)를 이용하여 구현하였다. 따라서 다수의 풀업 로드 제어부(421)는 터미네이션 테스트 신호(/TM_ODT_EN)와 접 지전압(VSS)을 입력으로 하는 제1 노어게이트(NOR0)와 제1 노어게이트(NOR0)에서 출력되는 신호를 반전시키기 위한 제1 인버터(INV0), 터미네이션 테스트 신호(/TM_ODT_EN)와 제1 퓨즈상태신호(/TM_PUP1)를 입력으로 하는 제2 노어게이트(NOR1)와 제2 노어게이트(NOR1)에서 출력되는 신호를 반전시키기 위한 제2 인버터(INV1), 터미네이션 테스트 신호(/TM_ODT_EN)와 제2 퓨즈상태신호(TM_PUP2)를 입력으로 하는 제3 노어게이트(NOR2)와 제3 노어게이트(NOR2)에서 출력되는 신호를 반전시키기 위한 제3 인버터(INV2)로 구성된다.Here, the plurality of pull-
또한, 다수의 풀다운 로드 제어부(422)는 터미네이션 테스트 신호(TM_ODT_EN)와 해당 퓨즈상태신호(TM_PDN1, /TM_PDN2)를 입력으로 하는 논리곱수단으로 구성된다. 또한, 터미네이션 터미네이션 테스트 신호(TM_ODT_EN)와 전원전압(VDD)을 입력으로 하는 논리곱수단을 더 포함하여 구성될 수 있다. 실시예에서 논리곱수단은 난드게이트(NAND GATE)와 인버터(INVERTER)를 이용하여 구현하였다. 따라서 다수의 풀다운 로드 제어부(422)는 터미네이션 테스트 신호(TM_ODT_EN)와 전원전압(VDD)을 입력으로 하는 제1 난드게이트(NAND0)와 제1 난드게이트(NAND0)에서 출력되는 신호를 반전시키기 위한 제4 인버터(INV3), 터미네이션 테스트 신호(TM_ODT_EN)와 제3 퓨즈상태신호(TM_PDN1)를 입력으로 하는 제2 난드게이트(NAND1)와 제2 난드게이트(NAND1)에서 출력되는 신호를 반전시키기 위한 제5 인버터(INV4), 터미네이션 테스트 신호(TM_ODT_EN)와 제4 퓨즈상태신호(/TM_PDN2)를 입력으로 하는 제3 난드게이트(NAND2)와 제3 난드게이트(NAND2)에서 출력되는 신호를 반전시키기 위한 제6 인버터(INV5)로 구성된다.In addition, the plurality of pull-down
터미네이션부(430)는 전원전압단(VDDQ)과 제1 노드(N0) 사이에 접속되어 다수의 풀업 로드제어신호(P_EN<0:2>)의 제어를 받아 활성화 되는 서로 병렬로 연결된 다수의 풀업 액티브 로드(MP0 ~ MP5)를 구비하는 풀업 터미네이션부(431), 접지전압단(VSSQ)과 제1 노드(N0) 사이에 접속되어 다수의 풀다운 로드제어신호(N_EN<0:2>)의 제어를 받아 활성화 되는 서로 병렬로 연결된 다수의 풀다운 액티브 로드(MN0 ~ MN5)를 구비하는 풀다운 터미네이션부(432)로 구성된다. 또한, 풀업 터미네이션부(431)는 다수의 풀업 액티브 로드(MP0 ~ MP5)와 직렬로 연결된 풀업 터미네이션 저항(PU_R1, PU_R2)을 더 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 풀다운 터미네이션부(120)는 다수의 풀다운 액티브 로드(MN0 ~ MN5)와 직렬로 연결된 풀다운 터미네이션 저항(PD_R1, PD_R2)을 더 포함하여 구성될 수 있다. 여기에서 다수의 풀업 액티브 로드(MP0 ~ MP5)는 PMOS 트랜지스터이며, 다수의 풀다운 액티브 로드(MN0 ~ MN5)는 NMOS 트랜지스터로 구성된다.The
만약, 제1 풀업 터미네이션 저항(PU_R1), 제2 풀업 터미네이션 저항(PU_R2), 제1 풀다운 터미네이션 저항(PD_R1), 제2 풀다운 터미네이션 저항(PD_R2)과 같은 수동소자의 저항값이 모두 동일하다고 가정하고, 이와 같은 수동소자만으로 터미네이션 회로를 구성한다면, 터미네이션부(430)의 터미네이션 저항값은 동일한 전압 및 온도에서 일정한 값을 가질 것이다. 하지만 수동소자의 터미네이션 저항(PU_R1, PU_R2, PD_R1, PD_R2)을 선택적으로 활성화 하기 위한 스위치는 트랜지스터로 구성되므로 그 자체가 액티브 로드의 역할을 하게 되어 터미네이션 저항값을 형성하는 하나의 요소가 된다. 트랜지스터와 같은 액티브 로드는 공정상의 차이로 인해서 반 도체 소자마다 다른 전류-전압 특성을 가질 수 있다.It is assumed that the resistance values of the passive devices such as the first pull-up termination resistor PU_R1, the second pull-up termination resistor PU_R2, the first pull-down termination resistor PD_R1, and the second pull-down termination resistor PD_R2 are all the same. If the termination circuit is composed of only such passive elements, the termination resistance of the
본 발명의 실시예에서 풀업 터미네이션부(431)는 풀업 터미네이션 저항값을 조절하기 위해서 다수의 풀업 로드제어신호(P_EN<0:2>)의 제어를 받아 활성화 되는 서로 병렬로 연결된 다수의 풀업 액티브 로드(MP0 ~ MP5)를 구비하게 된다. 또한, 풀다운 터미네이션부(432)는 풀다운 터미네이션 저항값을 조절하기 위해서 다수의 풀다운 로드제어신호(N_EN<0:2>)의 제어를 받아 활성화 되는 서로 병렬로 연결된 다수의 풀다운 액티브 로드(MN0 ~ MN5)를 구비하게 된다.In the exemplary embodiment of the present invention, the pull-up
여기에서 다수의 풀업 액티브 로드(MP0 ~ MP5)는 서로 병렬로 연결되어 있기 때문에, 풀업 로드제어신호(P_EN<0:2>)에 의해 턴온(TURN ON) 되는 개수를 조절해서 저항값을 조절할 수 있게 된다. 또한, 다수의 풀다운 액티브 로드(MN0 ~ MN5)도 서로 병렬로 연결되어 있기 때문에, 풀다운 로드제어신호(N_EN<0:2>)에 의해 턴온(TURN ON) 되는 개수를 조절해서 저항값을 조절할 수 있게 된다.Since the plurality of pull-up active loads MP0 to MP5 are connected in parallel with each other, the resistance value can be adjusted by adjusting the number of turns on by the pull-up load control signal P_EN <0: 2>. Will be. In addition, since the plurality of pull-down active loads MN0 to MN5 are connected in parallel with each other, the resistance value can be adjusted by adjusting the number of turns on by the pull-down load control signal N_EN <0: 2>. Will be.
풀업 로드제어신호(P_EN<0:2>)와 풀다운 로드제어신호(N_EN<0:2>)는 상술한 바와 같이 퓨즈부(410)의 퓨즈상태신호(TM_PUP1, TM_PUP2, TM_PDN1, TM_PDN2)를 이용하여 터미네이션 트리밍 제어부(420)에서 생성되므로, 터미네이션 회로가 동작할 때 제1 노드(N0)에 접속된 입출력 패드(DQ)에서 측정한 터미네이션 측정전압(Vm)을 이용하여 터미네이션 부정합을 계산한 후에 퓨즈 컷팅을 통해서 풀업 터미네이션 저항값 및 풀다운 터미네이션 저항값을 조절하고 터미네이션 부정합을 트리밍 하게 된다. 퓨즈 컷팅에 의한 저항값의 변화는 룩업 테이블(LOOKUP TABLE)로 작성되어 반도체 소자의 테스트시에 사용된다. 따라서 터미네이션 부정합을 트리밍 하는 동 안에 풀업 터미네이션 저항값과 풀다운 터미네이션 저항값을 계산하기 위해 전류-전압 특성을 측정할 필요가 없게 된다.The pull-up load control signals P_EN <0: 2> and the pull-down load control signals N_EN <0: 2> use the fuse state signals TM_PUP1, TM_PUP2, TM_PDN1, and TM_PDN2 of the
도 5는 도 4를 이용하여 터미네이션 부정합을 트리밍 하는 예를 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating an example of trimming a termination mismatch using FIG. 4.
도 4와 도 5를 함께 참조하여 설명하면 다음과 같다. 입출력 패드(DQ)에서 측정한 터미네이션 측정전압(Vm)이 전원전압(VDDQ)의 절반(0.750V)을 기준으로 하여 기준보다 낮으면 풀업 터미네이션 저항값이 풀다운 터미네이션 저항값 보다 크다는 것을 의미한다. 또한, 기준보다 높으면 풀다운 터미네이션 저항값이 풀업 터미네이션 저항값 보다 크다는 것을 의미한다. 따라서 단순히 풀업 및 풀다운 터미네이션 저항값간의 부정합의 관점에서만 본다면 터미네이션 측정전압(Vm)을 기준과 비교한 결과에 따라 풀업 또는 풀다운 터미네이션 저항값을 크게 하거나 작게 하여 터미네이션 부정합을 트리밍 할 수 있게 된다. 그러나 터미네이션 측정전압(Vm)을 이용하여 계산된 터미네이션 부정합(Rtt mismatch)은 상대적인 비율을 나타내므로, 실제로는 풀업 터미네이션 저항값과 풀다운 터미네이션 저항값은 설계할 때 목표로 정한 값의 허용범위 내에서 조절되어야 한다.A description with reference to FIGS. 4 and 5 is as follows. If the termination measurement voltage Vm measured by the input / output pad DQ is lower than the reference value based on half of the power supply voltage VDDQ (0.750V), it means that the pull-up termination resistance value is larger than the pull-down termination resistance value. Also, higher than the reference means that the pull-down termination resistance value is greater than the pull-up termination resistance value. Therefore, if you only look at the mismatch between the pull-up and pull-down termination resistance value, it is possible to trim the termination mismatch by increasing or decreasing the pull-up or pull-down termination resistance value according to the result of comparing the termination measurement voltage (Vm) with the reference. However, the termination mismatch calculated using the termination measurement voltage (Vm) represents a relative ratio, so in practice the pull-up termination and pull-down termination resistances are adjusted within the allowable range of the targets specified in the design. Should be.
퓨즈부(410)에서 출력되는 다수의 퓨즈상태신호(TM_PUP1, TM_PUP2, TM_PDN1, TM_PDN2)는 초기에 모두 하이레벨로 출력되는데, 터미네이션 트리밍 제어부(420)는 터미네이션 테스트 신호(TM_ODT_EN)가 하이레벨 일 때, 다수의 퓨즈상태신호(TM_PUP1, TM_PUP2, TM_PDN1, TM_PDN2)를 이용하여 풀업 로드제어신호(P_EN<0:2>)와 풀다운 로드제어신호(N_EN<0:2>)를 출력한다. 초기에 풀업 로드제 어신호(P_EN<0:2>)는 순서대로 각각 하이레벨, 로우레벨, 로우레벨로 출력된다. 또한, 풀다운 로드제어신호(N_EN<0:2>)는 순서대로 각각 로우레벨, 하이레벨, 하이레벨로 출력된다. 따라서 도 5와 같이 퓨즈 컷팅을 통해서 풀업 및 풀다운 로드제어신호(P_EN<0:2>, N_EN<0:2>)를 생성하고 터미네이션 부정합을 트리밍하게 된다. 실시예에서는 초기상태에서 퓨즈 컷팅을 통해서 제1 퓨즈상태신호(/TM_PUP1)가 하이레벨로 출력되면 풀업 터미네이션 저항값이 커지게 되고, 제2 퓨즈상태신호(TM_PUP2)가 로우레벨로 출력되면 풀업 터미네이션 저항값이 작아지게 된다. 또한, 제3 퓨즈상태신호(TM_PDN1)가 로우레벨로 출력되면 풀다운 터미네이션 저항값이 커지게 되고, 제4 퓨즈상태신호(/TM_PDN2)가 하이레벨로 출력되면 풀다운 터미네이션 저항값이 작아지게 된다.The plurality of fuse state signals TM_PUP1, TM_PUP2, TM_PDN1, and TM_PDN2 output from the
도 6은 본 발명을 적용하여 터미네이션 부정합을 트리밍한 결과를 나타낸 도면이다.6 is a diagram illustrating a result of trimming termination mismatch by applying the present invention.
도 6을 참조하면 터미네이션 부정합을 트리밍 하기 이전의 그래프(610)을 보면 부정합이 -6% ~ +6% 사이에 존재하던 것이 트리밍 한 이후의 그래프(620)를 보면 부정합이 -2% ~ +2% 사이에 감소한다는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 6, the
이상, 본 발명의 실시예에 따라 반도체 소자의 터미네이션 회로에 대한 구체적인 설명을 하였다. 본 발명의 기술적 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. In the above, the termination circuit of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention has been described in detail. Although the technical spirit of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, it will be understood by those skilled in the art that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
예컨대, 신호의 활성화를 나타내기 위해 액티브 하이(Active High) 또는 액티브 로우(Active Low)로의 구성은 실시예에 따라 달라질 수 있다. 또한, 동일한 기능을 구현하기 위해 필요에 따라 트랜지스터의 구성은 변경될 수 있다. 즉, PMOS 트랜지스터와 NMOS 트랜지스터의 구성은 서로 대체될 수 있을 것이며, 필요에 따라 다양한 트랜지스터를 이용하여 구현될 수 있다. 또한, 풀업 터미네이션부와 풀다운 터미네이션부에 구비된 수동소자와 능동소자의 개수는 필요에 따라 변경되어 구성될 수 있을 것이다. 이러한 회로의 변경은 너무 경우의 수가 많고, 이에 대한 변경은 통상의 전문가라면 누구나 쉽게 유추할 수 있기에 그에 대한 열거는 생략하기로 한다.For example, the configuration of Active High or Active Low to indicate the activation of the signal may vary depending on the embodiment. In addition, the configuration of the transistor may be changed as necessary to implement the same function. That is, the configurations of the PMOS transistor and the NMOS transistor may be replaced with each other, and may be implemented using various transistors as necessary. In addition, the number of passive devices and active devices included in the pull-up termination unit and the pull-down termination unit may be configured to be changed as necessary. Such a change in the circuit is too many cases, and the change can be easily inferred by a person skilled in the art, so the enumeration thereof will be omitted.
도 1은 종래기술의 반도체 소자의 터미네이션 회로에 대한 회로도이다.1 is a circuit diagram of a termination circuit of a semiconductor device of the prior art.
도 2는 터미네이션 저항값 및 터미네이션 부정합 측정에 사용되는 공식이다.2 is a formula used for measuring termination resistance and termination mismatch.
도 3은 풀업 터미네이션 저항값 및 풀다운 터미네이션 저항값에 대한 도면이다.3 is a diagram for a pull-up termination resistance value and a pull-down termination resistance value.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 터미네이션 회로이다.4 is a termination circuit of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
도 5는 도 4를 이용하여 터미네이션 부정합을 트리밍 하는 예를 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating an example of trimming a termination mismatch using FIG. 4.
도 6은 본 발명을 적용하여 터미네이션 부정합을 트리밍한 결과를 나타낸 도면이다.6 is a diagram illustrating a result of trimming termination mismatch by applying the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
421 : 풀업 로드 제어부 422 : 풀다운 로드 제어부421: pull-up load control unit 422: pull-down load control unit
431 : 풀업 터미네이션부 432 : 풀다운 터미네이션부431: pull-up termination 432: pull-down termination
도면에서 PMOS 트랜지스터와 NMOS 트랜지스터는 각각 MPi, MNi (i=0,1,2, …) 으로 표시함.In the figure, PMOS transistors and NMOS transistors are denoted by MPi and MNi (i = 0, 1, 2, ...), respectively.
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