KR20110011832A - Senseamp and driving method of the same - Google Patents

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KR20110011832A KR1020090069257A KR20090069257A KR20110011832A KR 20110011832 A KR20110011832 A KR 20110011832A KR 1020090069257 A KR1020090069257 A KR 1020090069257A KR 20090069257 A KR20090069257 A KR 20090069257A KR 20110011832 A KR20110011832 A KR 20110011832A
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Abstract

PURPOSE: A sense amp and a driving method of the same are provided to improve the operation property of a sense amplifier by preventing the data of a bit line being inversed in a reading operation. CONSTITUTION: A sense amplifier(100) senses the voltage of a bit line. The sense amplifier enables the bit line to be pulled up down according to a sensing result. A pull up voltage supply unit(300) supplies a pull up voltage to the sense amplifier. A pull down voltage supply unit(400) supplies a pull down voltage to the sense amplifier and converts it into a negative voltage.

Description

센스앰프 장치 및 그 구동방법{SENSEAMP AND DRIVING METHOD OF THE SAME}Sense amplifier device and its driving method {SENSEAMP AND DRIVING METHOD OF THE SAME}

본 발명은 반도체 메모리의 센스앰프 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 센스앰프에 공급되는 풀다운 전압을 가변적으로 조절하여 센스앰프의 동작특성을 보다 안정화시킬 수 있는 센스앰프 장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sense amplifier device of a semiconductor memory, and more particularly, to a sense amplifier device and a method of driving the same which can further stabilize the operating characteristics of the sense amplifier by variably adjusting a pull-down voltage supplied to the sense amplifier. .

반도체 메모리 장치는 데이터를 센싱하기 위한 센스앰프를 구비하며, 센스앰프는 풀업 전압과 풀다운 전압에 의하여 구동되어서 비트라인 쌍을 통해 전달된 데이터를 센싱 및 증폭한다.The semiconductor memory device includes a sense amplifier for sensing data, and the sense amplifier is driven by a pull-up voltage and a pull-down voltage to sense and amplify data transferred through a pair of bit lines.

이때, 센스앰프는 빠르고 안정적인 증폭 동작을 수행하기 위해 오버드라이브 동작을 수행한다.At this time, the sense amplifier performs an overdrive operation to perform a fast and stable amplification operation.

도 1은 종래의 센스앰프 장치의 구성을 보여주는 회로도이다.1 is a circuit diagram showing the configuration of a conventional sense amplifier device.

센스앰프 장치는 워드라인이 인에이블시 비트라인 쌍 BL, /BL에 실린 셀 데이터를 센싱 및 증폭하는 센스앰프(10) 및 풀업 구동신호 SAP1, SAP2와 풀다운 구동신호 SAN에 따라 비트라인 쌍을 통해 전달된 셀 데이터를 증폭하기 위한 풀업 전압과 풀다운 전압을 센스앰프(10)에 공급하는 센스앰프 구동부(20)를 포함한다.When the word line is enabled, the sense amplifier device senses and amplifies the cell data carried on the bit line pair BL and / BL through the bit line pair according to the sense amplifier 10 and the pull-up driving signals SAP1, SAP2 and the pull-down driving signal SAN. And a sense amplifier driver 20 for supplying a pull-up voltage and a pull-down voltage for amplifying the transferred cell data to the sense amplifier 10.

도 2는 풀업 및 풀다운 제어신호에 대한 비트라인 쌍 BL, /BL의 동작 파형을 나타내는 도면으로, 도 2를 참조하여 센스앰프의 동작을 설명하면 다음과 같다.FIG. 2 illustrates operation waveforms of the bit line pairs BL and / BL for the pull-up and pull-down control signals. Referring to FIG. 2, the operation of the sense amplifier will be described below.

워드라인이 인에이블되어 셀이 선택되면, 선택된 셀의 데이터가 차지 쉐어링(charge sharing)에 의해 비트라인 BL에 전달됨으로써 비트라인 BL과 비트바라인 /BL 사이에 △V 만큼의 전압차가 발생하게 된다.When the word line is enabled and the cell is selected, data of the selected cell is transferred to the bit line BL by charge sharing, thereby generating a voltage difference of ΔV between the bit line BL and the bit bar line / BL. .

다음에, 풀업 제어신호 SAP1 및 풀다운 제어신호 SAN가 인에이블되면 NMOS 트랜지스터 N1, N3가 턴온 되어 풀업 노드 RTO에는 코아전압 VCORE 보다 높은 레벨의 전원전압 VDD이 공급되고 풀다운 노드 SB에는 접지전압 VSS가 공급된다. 이로 인해, 센스앰프(10)의 초기 동작시 비트라인 BL의 전압 레벨은 순식간에 전원전압 VDD 레벨로 오버드라이빙되고, 비트바라인 /SB의 전압 레벨은 접지전압 VSS 레벨을 향해 다운되기 시작한다.Next, when the pull-up control signal SAP1 and the pull-down control signal SAN are enabled, the NMOS transistors N1 and N3 are turned on so that the pull-up node RTO is supplied with a power supply voltage VDD higher than the core voltage VCORE and the ground-down voltage VSS is supplied to the pull-down node SB. do. As a result, during the initial operation of the sense amplifier 10, the voltage level of the bit line BL is immediately overdriven to the power supply voltage VDD level, and the voltage level of the bit bar line / SB starts to fall toward the ground voltage VSS level.

다음에, 풀업 제어신호 SAP1가 디스에이블되어 NMOS 트랜지스터 N1가 턴오프되고 풀업 제어신호 SAP2가 인에이블되어 NMOS 트랜지스터 N3가 턴온 됨으로써 풀업 노드 RTO에는 코아전압 VCORE이 공급된다.Next, the pull-up control signal SAP1 is disabled, the NMOS transistor N1 is turned off, the pull-up control signal SAP2 is enabled, and the NMOS transistor N3 is turned on so that the core voltage VCORE is supplied to the pull-up node RTO.

이로써, 비트라인 BL의 최종전압은 코아전압 VCORE 수준으로 디벨로프(develope)되고 비트라인바 /BL의 전압은 접지전압 VSS 레벨로 디벨로프된다.As a result, the final voltage of the bit line BL is developed at the core voltage VCORE level and the voltage of the bit line bar / BL is developed at the ground voltage VSS level.

이처럼, 센스앰프 장치는 센스앰프(10)의 초기 동작시 센스앰프(10)의 풀업노드 RTO에 코아전압 VCORE를 공급하기에 앞서 일시적으로 코아전압 VCORE 보다 높은 레벨의 구동전압 VDD을 공급하여 비트라인 BL을 오버드라이빙 시킴으로써 메모리의 디벨로브(develop) 속도를 향상시켜준다.As such, the sense amplifier device temporarily supplies the driving voltage VDD at a level higher than the core voltage VCORE before supplying the core voltage VCORE to the pull-up node RTO of the sense amplifier 10 during the initial operation of the sense amplifier 10. Overdriving the BL improves the memory development speed.

다음에, 컬럼선택신호 YI가 인에이블되면 NMOS 트랜지스터 N4, N5가 턴온되 어 디벨로프된 비트라인 BL, /BL의 데이터가 데이터버스 SIO, SIOB에 전달된다.Next, when the column select signal YI is enabled, the NMOS transistors N4 and N5 are turned on to transfer the data of the developed bit lines BL and / BL to the data bus SIO and SIOB.

그런데, 데이터버스 SIO, SIOB는 코아전압 VCORE 레벨로 프리차지 되어있기 때문에 트랜지스터 N4, N5가 턴온되면 코아전압 VCORE 레벨인 데이터버스 SIO에서 접지전압 VSS 레벨인 비트라인 /BL으로 전류가 흐르게 되어 비트라인 BL의 전압레벨이 상승하게 된다. 그리고 비트바라인 /BL의 전압도 센스앰프의 래치 동작에 의해 코아전압 VCORE 레벨보다 낮아지게 된다. 즉, 비트라인 BL의 전압은 높아지고 비트바라인 /BL의 전압은 낮아지는 현상이 발생하게 된다.However, since the data buses SIO and SIOB are precharged to the core voltage VCORE level, when transistors N4 and N5 are turned on, current flows from the data bus SIO, which is the core voltage VCORE level, to the bit line / BL which is the ground voltage VSS level. The voltage level of BL rises. The voltage of the bit bar line / BL is also lower than the core voltage VCORE level by the latch operation of the sense amplifier. That is, the voltage of the bit line BL increases and the voltage of the bit bar line / BL decreases.

이러한 현상이 심화되면 비트라인 쌍 BL, /BL의 전압레벨이 반전되며, 전압레벨이 반전된 상태에서 센스앰프(10)가 래치동작을 수행하게 되면 비트라인 쌍 BL, /BL이 도 3에서와 같이 반대의 데이터로 디벨로프된다. 그러면 이 후에 센스앰프에 래치된 데이터를 다시 리드(2nd READ)할 때 반대의 데이터가 출력되어 불량을 유발하게 된다.When this phenomenon is intensified, the voltage levels of the bit line pairs BL and / BL are inverted, and when the sense amplifier 10 performs the latch operation while the voltage levels are inverted, the bit line pairs BL and / BL are as shown in FIG. Likewise, it is developed with the opposite data. Then, after the data is opposite the output to re-read (READ 2 nd) to the data latched in the sense amplifier it will cause a defect.

상술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 센스앰프의 장치를 개선하여 비트라인의 데이터가 데이터 버스로 전달될 때 풀다운 전압의 레벨을 네거티브 전압으로 변환시켜줌으로써 리드 동작시 데이터버스의 전압에 의해 비트라인의 전압이 역전되는 현상을 방지해줌으로써 센스앰프의 동작 특성을 향상시켜준다.An object of the present invention to solve the above problem is to improve the device of the sense amplifier by converting the level of the pull-down voltage to a negative voltage when the data of the bit line is transferred to the data bus by the voltage of the data bus during the read operation This prevents the voltage on the bit line from reversing, improving the sense amplifier's operating characteristics.

본원발명의 일 실시예에 따른 센스앰프 장치는 비트라인의 전압을 센싱하고 센싱결과에 따라 비트라인을 풀업 또는 풀다운시키는 센스앰프, 센스앰프에 풀업 전압을 공급하는 풀업 전압 공급부, 센스앰프에 풀다운 전압을 공급하되 센스앰프의 센싱결과가 데이터버스에 전달될 때 풀다운 전압을 네거티브 전압으로 변경시키는 풀다운 전압 공급부를 포함한다. According to an embodiment of the present invention, a sense amplifier device senses a voltage of a bit line and pulls up or pulls down a bit line according to a sensing result, a pull-up voltage supply unit supplying a pull-up voltage to a sense amplifier, and a pull-down voltage to a sense amplifier. It supplies a but the pull-down voltage supply for changing the pull-down voltage to a negative voltage when the sensing result of the sense amplifier is transferred to the data bus.

이처럼 본원발명은 센스앰프에서 센싱된 데이터가 데이터버스에 전달될 때 센스앰프의 풀다운 전압을 네거티브 전압으로 변환시켜줌으로써, 리드 동작시 데이터버스의 전압에 의해 비트라인의 전압이 역전되는 현상을 방지하여 센스앰프의 동작 특성을 향상시켜준다.As such, the present invention converts the pull-down voltage of the sense amplifier into a negative voltage when the data sensed by the sense amplifier is transferred to the data bus, thereby preventing the voltage of the bit line from being reversed by the voltage of the data bus during the read operation. Improves the operating characteristics of the sense amplifier.

본 발명의 센스앰프 장치에서 풀다운 전압 공급부는 제 1 풀다운 제어신호 및 제 2 풀다운 제어신호에 따라 접지전압 또는 네거티브 전압을 상기 센스앰프에 선택적으로 공급한다. 그리고, 풀다운 전압 공급부는 제 1 풀다운 제어신호가 디스에이블된 상태에서 제 2 풀다운 제어신호가 인에이블되면 상기 센스앰프에 상기 접지전압을 공급하며, 제 1 풀다운 제어신호가 인에이블되면 제 1 풀다운 제어신호의 상태와 상관없이 센스앰프에 네거티브 전압을 공급한다.In the sense amplifier device of the present invention, the pull-down voltage supply unit selectively supplies a ground voltage or a negative voltage to the sense amplifier according to the first pull-down control signal and the second pull-down control signal. The pull-down voltage supply unit supplies the ground voltage to the sense amplifier when the second pull-down control signal is enabled while the first pull-down control signal is disabled, and the first pull-down control when the first pull-down control signal is enabled. A negative voltage is supplied to the sense amplifier regardless of the state of the signal.

이러한 풀다운 전압 공급부는 제 1 풀다운 제어신호에 따라 센스앰프에 네거티브 전압을 선택적으로 공급하는 제 1 스위칭부 및 제 1 풀다운 제어신호와 제 2 풀다운 제어신호의 논리조합에 따라 센스앰프에 접지전압을 선택적으로 공급하는 제 2 스위칭부를 포함할 수 있다.The pull-down voltage supply unit selects a ground voltage to the sense amplifier according to a logic combination of the first switching unit and the first pull-down control signal and the second pull-down control signal to selectively supply a negative voltage to the sense amplifier according to the first pull-down control signal. It may include a second switching unit for supplying.

본 발명의 센스앰프 장치에서 풀업 전압 공급부는 제 1 풀업 제어신호 및 제 2 풀업 제어신호에 따라 센스앰프에 노말드라이빙 전압 또는 오버드라이빙 전압을 선택적으로 공급할 수 있다.In the sense amplifier device of the present invention, the pull-up voltage supply unit may selectively supply a normal driving voltage or an overdriving voltage to the sense amplifier according to the first pull-up control signal and the second pull-up control signal.

본 발명의 센스앰프 장치는 제 1 풀다운 제어신호에 따라 센스앰프의 센싱결과를 데이터버스로 전달하는 데이터 전달부를 더 포함할 수 있으며, 제 1 풀다운 제어신호는 리드 모드시에만 인에이블되는 컬럼선택신호일 수 있다.The sense amplifier device of the present invention may further include a data transfer unit for transmitting the sensing result of the sense amplifier to the data bus according to the first pull-down control signal, wherein the first pull-down control signal is a column selection signal enabled only in the read mode. Can be.

본원발명의 일 실시예에 따른 센스앰프 구동방법은 비트라인 및 비트바라인의 전압차를 센싱하는 제 1 단계, 센싱결과에 따라 비트라인 및 비트바라인을 풀업 또는 풀다운시켜 센싱결과를 증폭시키는 제 2 단계 및 증폭된 센싱결과를 데이터버스에 전달시 비트라인과 비트바라인 중 풀다운 된 라인을 네거티브 전압 레벨로 변환시키는 제 3 단계를 포함한다.The sense amplifier driving method according to an embodiment of the present invention is a first step of sensing the voltage difference between the bit line and the bit bar line, the first step to pull up or pull down the bit line and bit bar line according to the sensing result to amplify the sensing result A second step and a third step of converting the pulled-down line of the bit line and the bit bar line to the negative voltage level when transferring the amplified sensing result to the data bus.

본 발명의 센스앰프 구동방법에서 제 2 단계에서는 비트라인과 비트바라인 중 풀업되는 라인을 오버드라이빙 시키고, 비트라인과 비트바라인 중 풀다운되는 라인에는 접지전압을 공급한다. 그리고 제 3 단계에서는 리드 모드의 컬럼선택신 호가 활성화될 때 네거티브 전압을 공급할 수 있다.In the second step of the sense amplifier driving method of the present invention, the pull-up line between the bit line and the bit bar line is overdriven, and the ground voltage is supplied to the pull-down line between the bit line and the bit bar line. In the third step, a negative voltage may be supplied when the column selection signal of the read mode is activated.

본 발명은 리드 동작시 데이터버스로부터 비트라인으로 유입되는 전류에 의해 비트라인의 데이터가 역전되는 문제를 보다 용이하면서도 효과적으로 방지함으로써 센스앰프의 동작 특성을 향상시켜준다.The present invention improves the operation characteristics of the sense amplifier by easily and effectively preventing the problem of inverting the data of the bit line by the current flowing into the bit line from the data bus during the read operation.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail preferred embodiments of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 센스앰프 장치의 구성을 보여주는 회로도이다. 설명의 편의를 위해 도 4에서 상술한 도 1과 동일한 구성요소에는 동일한 참조번호를 부여하였다.4 is a circuit diagram showing the configuration of a sense amplifier device according to an embodiment of the present invention. For convenience of description, the same reference numerals are given to the same elements as those of FIG. 1 described above with reference to FIG. 4.

도 4의 센스앰프 장치는 센스앰프(100), 데이터 전달부(200), 풀업 전압 공급부(300) 및 풀다운 전압 공급부(400)를 포함한다.The sense amplifier device of FIG. 4 includes a sense amplifier 100, a data transfer unit 200, a pull-up voltage supply unit 300, and a pull-down voltage supply unit 400.

센스앰프(100)는 리드 모드시 비트라인 쌍 BL, /BL에 실린 셀 데이터를 센싱 및 증폭한다. 즉, 센스앰프(100)는 선택된 셀의 캐패시터와 셀 데이터가 실릴 비트라인 BL, /BL의 캐패시턴스의 차지 쉐어링(charge sharing)에 의해 비트라인 쌍 BL, /BL에 발생된 전압차를 이용하여 셀 데이터를 센싱한다. 그리고, 센스앰프(100)는 풀업 전압 공급부(300) 및 풀다운 전압 공급부(400)로부터 제공받은 풀업 전압 및 풀다운 전압을 이용하여 비트라인 BL 또는 비트바라인 /BL의 전압을 풀업 전압 또는 풀다운 전압으로 증폭시킨다.The sense amplifier 100 senses and amplifies cell data loaded on the bit line pairs BL and / BL in the read mode. That is, the sense amplifier 100 uses the voltage difference generated in the bit line pairs BL and / BL by charge sharing of the capacitances of the capacitors of the selected cell and the bit lines BL and / BL on which the cell data is to be loaded. Sensing data The sense amplifier 100 converts the voltage of the bit line BL or the bit bar line / BL into a pull-up voltage or pull-down voltage using the pull-up voltage and the pull-down voltage provided from the pull-up voltage supply unit 300 and the pull-down voltage supply unit 400. Amplify.

데이터 전달부(200)는 풀다운 제어신호 YI_RD에 따라 온/오프되어 센스앰프(100)에서 증폭된 셀 데이터를 데이터버스 SIO, SIOB에 전달한다. 이때, 풀다운 제어신호 YI_RD는 센스앰프(100)에서 증폭된 셀 데이터가 데이터버스 SIO, SIOB로 전달되는 리드 모드시에 인에이블되는 신호가 사용될 수 있다. 이를 위해, 본 발명에서는 일 실시예로 컬럼선택신호를 라이트 모드시에 인에이블되는 컬럼선택신호와 리드 모드시에 인에이블되는 컬럼선택신호로 구분한 후 리드 모드시에 인에이블되는 컬럼선택신호를 풀다운 제어신호 YI_RD로 사용할 수 있다. 또는 읽기명령신호를 이용하여 컬럼선택신호와는 별개의 풀다운 제어신호 YI_RD를 생성할 수도 있다. 이러한 데이터 전달부(200)는 센스앰프(100)의 출력노드 SL, /SL와 데이터버스 SIO, SIOB 사이에 연결되며 풀다운 제어신호 YI_RD에 따라 온/오프되는 NMOS 트랜지스터 N6, N7을 포함한다.The data transfer unit 200 transmits the cell data amplified by the sense amplifier 100 on / off according to the pull-down control signal YI_RD to the data buses SIO and SIOB. In this case, the pull-down control signal YI_RD may use a signal enabled in the read mode in which the cell data amplified by the sense amplifier 100 is transferred to the data buses SIO and SIOB. To this end, according to an exemplary embodiment of the present invention, the column selection signal is divided into a column selection signal enabled in the write mode and a column selection signal enabled in the read mode, and then the column selection signal enabled in the read mode is divided. Can be used as pull-down control signal YI_RD. Alternatively, the pull down control signal YI_RD separate from the column selection signal may be generated using the read command signal. The data transfer unit 200 includes NMOS transistors N6 and N7 connected between the output nodes SL and / SL of the sense amplifier 100 and the data buses SIO and SIOB and turned on / off according to the pull-down control signal YI_RD.

풀업 전압 공급부(300)는 풀업 제어신호 SAP1, SAP2에 따라 센스앰프(100)에서의 셀 데이터 증폭을 위한 풀업 전압 VCORE, VDD을 센스앰프(100)의 풀업 노드 RTO에 공급한다. 이때, 풀업 전압 공급부(300)는 풀업 동작시 비트라인 BL 또는 비트바라인 /BL의 디벨로프 속도를 향상시키기 위해 센스앰프(100)에 풀업 전압을 공급시 코아전압 VCORE 보다 높은 레벨의 오버드라이빙 전압 VDD을 일시적으로 먼저 공급한 후 노말드라이빙 전압으로서 코아전압 VCORE을 공급할 수 있다. 이러한 풀업 전압 공급부(200)는 풀업 제어신호 SAP1에 따라 온/오프되어 오버드라이빙 전압 VDD을 센스앰프(100)의 풀업 노드 RTO에 선택적으로 공급하는 NMOS 트랜지스터 N1 및 풀업 제어신호 SAP2에 따라 온/오프되어 노말오버드라이빙 전압 VCORE을 센 스앰프(100)의 풀업 노드 RTO에 선택적으로 공급하는 NMOS 트랜지스터 N2를 포함한다.The pull-up voltage supply unit 300 supplies pull-up voltages VCORE and VDD for cell data amplification in the sense amplifier 100 to the pull-up node RTO of the sense amplifier 100 according to the pull-up control signals SAP1 and SAP2. At this time, the pull-up voltage supply unit 300 is an overdriving voltage of a level higher than the core voltage VCORE when the pull-up voltage is supplied to the sense amplifier 100 to improve the development speed of the bit line BL or bit bar line / BL during the pull-up operation. After supplying VDD temporarily, the core voltage VCORE can be supplied as a normal driving voltage. The pull-up voltage supply unit 200 is turned on / off according to the pull-up control signal SAP1 to selectively supply the overdriving voltage VDD to the pull-up node RTO of the sense amplifier 100 and on / off according to the pull-up control signal SAP2. And an NMOS transistor N2 for selectively supplying the normal overdriving voltage VCORE to the pull-up node RTO of the sense amplifier 100.

풀다운 전압 공급부(400)는 풀다운 제어신호 YI_RD, SAN에 따라 센스앰프(100)에서의 셀 데이터 증폭을 위한 풀다운 전압 VSS 또는 비트라인의 데이터 역전 방지를 위한 네거티브전압 VBBW을 센스앰프(100)의 풀다운 노드 SB에 공급한다. 즉 풀다운 전압 공급부(400)는 풀다운 제어신호 YI_RD, SAN에 따라 센스앰프(100)에서 셀 데이터가 증폭될 때는 센스앰프(100)의 풀다운 노드 SB에 풀다운 전압 VSS를 공급하고 증폭된 셀 데이터가 데이터버스 SIO, SIOB에 전달될 때는 풀다운 노드 SB에 네거티브전압 VBBW을 공급한다. 이러한 풀다운 전압 공급부(400)는 풀다운 제어신호 YI_RD를 반전시키는 인버터 IV, 인버터 IV의 출력신호 /YI_RD와 풀다운 제어신호 SAN을 논리곱하여 출력하는 앤드게이트 AND, 앤드게이트 AND의 출력신호에 따라 온/오프되어 풀다운 전압 VSS을 센스앰프(100)의 풀다운 노드 SB에 선택적으로 공급하는 NMOS 트랜지스터 N8 및 풀다운 제어신호 YI_RD에 따라 온/오프되어 네거티브 전압 VBBW을 센스앰프(100)의 풀다운 노드 SB에 선택적으로 공급하는 NMOS 트랜지스터 N9를 포함한다.The pull-down voltage supply unit 400 pulls down the pull-down voltage VSS for amplifying the cell data in the sense amplifier 100 or the negative voltage VBBW for preventing data reversal of the bit line according to the pull-down control signal YI_RD and SAN. Supply to node SB. That is, when the cell data is amplified in the sense amplifier 100 according to the pull-down control signal YI_RD and SAN, the pull-down voltage supply unit 400 supplies a pull-down voltage VSS to the pull-down node SB of the sense amplifier 100 and the amplified cell data is data. When delivered to the bus SIO, SIOB, a negative voltage VBBW is supplied to the pull-down node SB. The pull-down voltage supply unit 400 is turned on / off according to an output signal of an AND gate AND and an AND gate AND that outputs an AND of an inverter IV for inverting the pull-down control signal YI_RD and an output signal / YI_RD of the inverter IV and a pull-down control signal SAN. And on / off according to the NMOS transistor N8 and the pulldown control signal YI_RD which selectively supply the pulldown voltage VSS to the pulldown node SB of the sense amplifier 100, and selectively supply the negative voltage VBBW to the pulldown node SB of the sense amplifier 100. NMOS transistor N9.

도 5는 도 4의 센스앰프 장치의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다. 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 센스앰프 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.FIG. 5 is a timing diagram for describing an operation of the sense amplifier device of FIG. 4. Referring to Figure 5 describes the operation of the sense amplifier device according to the present invention.

워드라인이 인에이블되기 전 프리차지 구간에서 비트라인 쌍 BL, /BL 및 센스앰프(100)의 풀업 노드 RTO 및 풀다운 노드 SB가 하프-코아 전압 Half_VCORE 레벨로 프리차지된다.In the precharge period before the word line is enabled, the pull-up node RTO and the pull-down node SB of the bit line pair BL, / BL, and the sense amplifier 100 are precharged to the half-core voltage Half_VCORE level.

워드라인이 인에이블되어 특정 셀이 선택되면 차지 쉐어링에 의해 셀 데이터가 비트라인 BL에 전달됨으로써 비트라인 BL과 비트바라인 /BL 사이에는 △V 만큼의 전압차가 발생하게 된다.When the word line is enabled and a specific cell is selected, the cell data is transferred to the bit line BL by charge sharing, thereby generating a voltage difference of ΔV between the bit line BL and the bit bar line / BL.

다음에, 풀업 제어신호 SAP1 및 풀다운 제어신호 SAN가 인에이블되면 NMOS 트랜지스터 N1, N8가 턴온 되어 센스앰프(100)의 풀업 노드 RTO에는 코아전압 VCORE 보다 높은 레벨의 전원전압 VDD 즉 오버드라이빙 전압이 공급되고 풀다운 노드 SB에는 접지전압 VSS이 공급된다. 이로 인해, 센스앰프(10)의 초기 동작시 비트라인 BL의 전압 레벨은 순식간에 전원전압 VDD 레벨로 오버드라이빙되고 비트바라인 /BL의 전압 레벨은 서서히 낮아지기 시작한다.Next, when the pull-up control signal SAP1 and the pull-down control signal SAN are enabled, the NMOS transistors N1 and N8 are turned on to supply the pull-up node RTO of the sense amplifier 100 with a power supply voltage VDD of a level higher than the core voltage VCORE, that is, an overdriving voltage. The ground voltage VSS is supplied to the pull-down node SB. As a result, in the initial operation of the sense amplifier 10, the voltage level of the bit line BL is overdriven to the power supply voltage VDD level in an instant and the voltage level of the bit bar line / BL begins to gradually decrease.

다음에, 풀업 제어신호 SAP1가 디스에이블되어 NMOS 트랜지스터 N1가 턴오프되고 풀업 제어신호 SAP2가 인에이블되어 NMOS 트랜지스터 N2가 턴온 됨으로써 풀업 노드 RTO에는 코아전압 VCORE 즉 노말드라이빙 전압이 공급된다.Next, the pull-up control signal SAP1 is disabled, the NMOS transistor N1 is turned off, the pull-up control signal SAP2 is enabled, and the NMOS transistor N2 is turned on so that the core voltage VCORE, that is, the normal driving voltage is supplied to the pull-up node RTO.

이로써, 비트라인 BL의 최종전압은 코아전압 VCORE 수준으로 디벨로프(develope)되고 비트라인바 /BL의 전압은 접지전압 VSS 레벨로 디벨로프된다.As a result, the final voltage of the bit line BL is developed at the core voltage VCORE level and the voltage of the bit line bar / BL is developed at the ground voltage VSS level.

다음에, 풀다운 제어신호 YI_RD가 인에이블되면 NMOS 트랜지스터 N6, N7가 턴온되어 디벨로프된 비트라인 쌍 BL, /BL의 데이터가 데이터버스 SIO, SIOB에 전달된다. 이때, 풀다운 전압 공급부(400)의 NMOS 트랜지스터 N9가 턴온되고 NMOS 트랜지스터 N8가 턴오프됨으로써 센스앰프(100)의 풀다운 노드 SB에 네거티브 전압 VBBW이 공급되어 비트바라인 /BL의 전압 레벨이 네거티브 전압으로 변환된다. 즉, NMOS 트랜지스터 N6, N7가 턴온되어 비트라인 쌍 BL, /BL의 데이터가 데이터버스 SIO, SIOB에 전달될 때 센스앰프(100)의 풀다운 노드 SB에 네거티브 전압을 공급하여 비트바라인 /BL의 전압 레벨을 접지전압 VSS 보다 낮은 전압 레벨로 변환시켜준다.Next, when the pull-down control signal YI_RD is enabled, the NMOS transistors N6 and N7 are turned on to transfer the data of the developed bit line pairs BL and / BL to the data bus SIO and SIOB. At this time, since the NMOS transistor N9 of the pull-down voltage supply unit 400 is turned on and the NMOS transistor N8 is turned off, the negative voltage VBBW is supplied to the pull-down node SB of the sense amplifier 100 so that the voltage level of the bit bar line / BL is negative. Is converted. That is, when the NMOS transistors N6 and N7 are turned on and the data of the bit line pairs BL and / BL are transferred to the data buses SIO and SIOB, a negative voltage is supplied to the pull-down node SB of the sense amplifier 100 to supply the bit line / BL. It converts the voltage level to a voltage level lower than the ground voltage VSS.

이처럼, 비트바라인 /BL의 전압 레벨을 접지전압 VSS 보다 낮은 전압 레벨로 낮춰줌으로써 데이터버스 SIO, SIOB에 데이터가 전달되는 과정에서 데이터버스 SIOB로부터 비트바라인 /BL으로 전류가 흘러 비트바라인 /BL의 전압 레벨이 다소 높아지더라도 도 6에서와 같이 비트라인 BL과 비트바라인 /BL 간의 데이터 역전 현상은 발생되지 않게 된다.As such, by lowering the voltage level of the bit bar line / BL to a voltage level lower than the ground voltage VSS, current flows from the data bus SIOB to the bit bar line / BL in the process of transferring data to the data bus SIO and SIOB. Even if the voltage level of the BL is slightly higher, the data reversal phenomenon between the bit line BL and the bit bar line / BL does not occur as shown in FIG. 6.

도 1은 종래의 센스앰프 장치의 구성을 보여주는 회로도.1 is a circuit diagram showing the configuration of a conventional sense amplifier device.

도 2는 도 1의 센스앰프 장치에서 풀업 및 풀다운 구동신호에 대한 비트라인 쌍의 동작 파형을 나타내는 도면.FIG. 2 is a diagram illustrating operation waveforms of a pair of bit lines for pull-up and pull-down driving signals in the sense amplifier device of FIG. 1. FIG.

도 3은 도 1의 구성에서 리드 모드시 발생되는 데이터 역전 현상을 보여주는 도면.FIG. 3 is a diagram illustrating a data reversal phenomenon occurring in the read mode in the configuration of FIG. 1. FIG.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 센스앰프 장치의 구성을 보여주는 회로도.4 is a circuit diagram showing a configuration of a sense amplifier device according to an embodiment of the present invention.

도 5는 도 4의 센스앰프 장치의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.FIG. 5 is a timing diagram for describing an operation of the sense amplifier device of FIG. 4.

도 6은 도 4의 구성을 통해 리드 모드시 데이터 역전 현상이 발생되지 않음을 보여주는 도면. 6 is a diagram illustrating that no data reversal occurs in the read mode through the configuration of FIG. 4;

Claims (12)

비트라인의 전압을 센싱하고 센싱결과에 따라 상기 비트라인을 풀업 또는 풀다운시키는 센스앰프;A sense amplifier configured to sense a voltage of a bit line and pull up or pull down the bit line according to a sensing result; 상기 센스앰프에 풀업 전압을 공급하는 풀업 전압 공급부;A pull-up voltage supply unit supplying a pull-up voltage to the sense amplifier; 상기 센스앰프에 풀다운 전압을 공급하되 상기 센스앰프의 센싱결과가 데이터버스에 전달될 때 상기 풀다운 전압을 네거티브 전압으로 변경시키는 풀다운 전압 공급부를 포함하는 센스앰프 장치.And a pull-down voltage supply unit configured to supply a pull-down voltage to the sense amplifier and change the pull-down voltage to a negative voltage when a sensing result of the sense amplifier is transmitted to a data bus. 제 1항에 있어서, 상기 풀다운 전압 공급부는The method of claim 1, wherein the pull-down voltage supply unit 제 1 풀다운 제어신호 및 제 2 풀다운 제어신호에 따라 접지전압 또는 네거티브 전압을 상기 센스앰프에 선택적으로 공급하는 것을 특징으로 하는 센스앰프 장치.And a ground voltage or a negative voltage is selectively supplied to the sense amplifier according to a first pull-down control signal and a second pull-down control signal. 제 2항에 있어서,3. The method of claim 2, 상기 제 1 풀다운 제어신호에 따라 상기 센스앰프의 센싱결과를 상기 데이터버스로 전달하는 데이터 전달부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센스앰프 장치. And a data transfer unit configured to transfer a sensing result of the sense amplifier to the data bus according to the first pull-down control signal. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 제 1 풀다운 제어신호는The method of claim 2 or 3, wherein the first pull-down control signal is 리드 모드시에만 인에이블되는 컬럼선택신호인 것을 특징으로 하는 센스앰프 장치.And a column select signal enabled only in the read mode. 제 2항에 있어서, 상기 풀다운 전압 공급부는The method of claim 2, wherein the pull-down voltage supply unit 상기 제 1 풀다운 제어신호가 디스에이블된 상태에서 상기 제 2 풀다운 제어신호가 인에이블되면 상기 센스앰프에 상기 접지전압을 공급하는 것을 특징으로 하는 센스앰프 장치. And when the second pull-down control signal is enabled while the first pull-down control signal is disabled, supplying the ground voltage to the sense amplifier. 제 2항 또는 제 5항에 있어서, 상기 풀다운 전압 공급부는The method of claim 2 or 5, wherein the pull-down voltage supply unit 상기 제 1 풀다운 제어신호가 인에이블되면 상기 제 1 풀다운 제어신호의 상태와 상관없이 상기 센스앰프에 상기 네거티브 전압을 공급하는 것을 특징으로 하는 센스앰프 장치.And when the first pull-down control signal is enabled, supplying the negative voltage to the sense amplifier regardless of the state of the first pull-down control signal. 제 2항에 있어서, 상기 풀다운 전압 공급부는The method of claim 2, wherein the pull-down voltage supply unit 상기 제 1 풀다운 제어신호에 따라 상기 센스앰프에 네거티브 전압을 선택적으로 공급하는 제 1 스위칭부; 및A first switching unit selectively supplying a negative voltage to the sense amplifier according to the first pull-down control signal; And 상기 제 1 풀다운 제어신호 및 상기 제 2 풀다운 제어신호의 논리조합에 따라 상기 센스앰프에 상기 접지전압을 선택적으로 공급하는 제 2 스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 센스앰프 장치.And a second switching unit for selectively supplying the ground voltage to the sense amplifier according to a logical combination of the first pulldown control signal and the second pulldown control signal. 제 1항에 있어서, 상기 풀업 전압 공급부는The method of claim 1, wherein the pull-up voltage supply unit 제 1 풀업 제어신호 및 제 2 풀업 제어신호에 따라 상기 센스앰프에 노말드라이빙 전압 또는 오버드라이빙 전압을 선택적으로 공급하는 것을 특징으로 하는 센스앰프 장치.And a sensor for selectively supplying a normal driving voltage or an overdriving voltage to the sense amplifier according to a first pull-up control signal and a second pull-up control signal. 비트라인 및 비트바라인의 전압차를 센싱하는 제 1 단계;Sensing a voltage difference between the bit line and the bit bar line; 상기 센싱결과에 따라 상기 비트라인 및 상기 비트바라인을 풀업 또는 풀다운시켜 상기 센싱결과를 증폭시키는 제 2 단계; 및A second step of amplifying the sensing result by pulling up or pulling down the bit line and the bit bar line according to the sensing result; And 증폭된 센싱결과를 데이터버스에 전달시 상기 비트라인과 상기 비트바라인 중 풀다운 된 라인을 네거티브 전압 레벨로 변환시키는 제 3 단계를 포함하는 센스앰프 구동방법.And a third step of converting a pulled down line of the bit line and the bit bar line to a negative voltage level when transferring the amplified sensing result to the data bus. 제 9항에 있어서, 상기 제 2 단계는10. The method of claim 9, wherein the second step is 상기 비트라인과 상기 비트바라인 중 풀업되는 라인을 오버드라이빙 시키는 것을 특징으로 하는 센스앰프 구동방법.And overdriving the pull-up line among the bit line and the bit bar line. 제 9항에 있어서, 상기 제 2 단계는10. The method of claim 9, wherein the second step is 상기 비트라인과 상기 비트바라인 중 풀다운되는 라인에 접지전압을 공급하는 것을 특징으로 하는 센스앰프 구동방법.And a ground voltage is supplied to a line pulled down between the bit line and the bit bar line. 제 11항에 있어서, 상기 제 3 단계는12. The method of claim 11, wherein the third step is 리드 모드의 컬럼선택신호가 활성화될 때 상기 네거티브 전압을 공급하는 것을 특징으로 하는 센스앰프 구동방법.And supplying the negative voltage when the column selection signal of the read mode is activated.
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