KR20110134286A - Circuit of controlling a precharge and integrated circuit having the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 프리차지 제어회로 및 이를 구비한 집적회로에 관한 것이다.The present invention relates to a precharge control circuit and an integrated circuit having the same.
비휘발성 반도체 메모리 소자는 전원 공급이 중단되어도 저장된 데이터가 지워지지 않는 특성이 있다.Nonvolatile semiconductor memory devices have a characteristic in that stored data is not erased even when power supply is interrupted.
이러한 비휘발성 메모리 소자는 F-N 터널링을 통해 프로그램 되거나, 소거된다. 프로그램 동작에 의해 플로팅 게이트에 전자가 축적되고 소거 동작에 의해 플로팅 게이트에 축적된 전자가 기판으로 방출된다. 플로팅 게이트에 축적된 전자의 양에 따라 메모리 셀의 문턱전압이 달라지며, 독출 동작에 의해 검출된 문턱전압의 레벨에 따라 데이터가 결정된다. Such nonvolatile memory devices are programmed or erased through F-N tunneling. Electrons are accumulated in the floating gate by the program operation, and electrons accumulated in the floating gate are emitted to the substrate by the erase operation. The threshold voltage of the memory cell varies according to the amount of electrons accumulated in the floating gate, and the data is determined according to the level of the threshold voltage detected by the read operation.
도 1은 반도체 메모리 장치의 메모리 셀 어레이의 구조를 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for describing a structure of a memory cell array of a semiconductor memory device.
도 1을 참조하면, 반도체 메모리 장치의 메모리 셀 어레이(100)는 복수개의 메모리 블록(BK)들을 포함한다. 복수개의 메모리 블록(BK)들은 상하로 배치된다. 그리고 각각의 메모리 블록(BK)은 복수개의 셀 스트링들을 포함한다.Referring to FIG. 1, the
각각의 셀 스트링은 비트라인(Bit Line; BL)에 연결된다. 그리고 동일열에 배치된 각 메모리 블록(BK)의 셀 스트링들은 하나의 비트라인(Bit Line; BL)에 연결된다.Each cell string is connected to a bit line (BL). The cell strings of the memory blocks BK arranged in the same column are connected to one bit line BL.
따라서 메모리 블록의 개수가 늘어날수록 비트라인의 길이는 늘어난다. 일반적으로 반도체 메모리 장치에서 프로그램이나 독출 동작을 수행할 때는 비트라인을 프리차지하거나 디스차지한다. 따라서 비트라인의 길이가 길어질수록 비트라인의 프리차지 또는 디스차지 시간이 늘어나게 되는 문제가 있다. 또한 비트라인을 프리차지하기 위하여 한 번에 전원전압을 인가할 경우에는 피크 커런트가 높아져 다른 회로의 동작에 영향을 줄 수도 있다.Therefore, as the number of memory blocks increases, the length of the bit line increases. In general, when a program or a read operation is performed in a semiconductor memory device, a bit line is precharged or discharged. Therefore, the longer the length of the bit line, the longer the precharge or discharge time of the bit line. In addition, when the power supply voltage is applied at one time to precharge the bit line, the peak current may be increased to affect the operation of other circuits.
상기한 프리차지 문제는 비트라인에 국한된 것이 아니라, 집적회로 내에 프리차지를 시켜야 하는 라인의 로딩이 큰 경우에 발생될 수 있는 문제이다.The precharge problem is not limited to the bit line, but is a problem that may occur when the loading of the line to be precharged in the integrated circuit is large.
본 발명의 실시 예에서는 프리차지 회로로 공급되는 프리차지 전압을 서서히 공급하도록 제어신호를 조절하여 프리차지 동작에서 발생되는 피크 커런트를 줄일 수 있는 반도체 메모리 장치를 제공한다.An embodiment of the present disclosure provides a semiconductor memory device capable of reducing peak current generated in a precharge operation by adjusting a control signal to gradually supply a precharge voltage supplied to a precharge circuit.
본 발명의 실시 예에 따른 프리차지 제어회로는,Precharge control circuit according to an embodiment of the present invention,
프리차지 제어신호의 전압 레벨에 따른 프리차지 전압을 출력하는 프리차지 전압 제공부; 제 1 인에이블 신호 및 전압 제어신호에 응답하여, 상기 프리차지 제어신호의 전압 레벨의 제어를 위한 동작 전압을 출력하는 전압 생성부; 및 제 2 인에이블 신호에 응답하여 상기 프리차지 제어신호의 전압을 소정 레벨로 고정하고, 상기 제 2 인에이블 신호가 디스에이블 된 경우, 상기 프리차지 제어신호의 전압 레벨을 상기 동작 전압의 전압 레벨에 의해서 결정되는 기울기에 따라서 선형적으로 변경시키는 신호 생성부를 포함한다.A precharge voltage providing unit configured to output a precharge voltage according to a voltage level of the precharge control signal; A voltage generator configured to output an operating voltage for controlling a voltage level of the precharge control signal in response to a first enable signal and a voltage control signal; And in response to the second enable signal, fix the voltage of the precharge control signal to a predetermined level, and when the second enable signal is disabled, set the voltage level of the precharge control signal to the voltage level of the operating voltage. It includes a signal generator for changing the linearly according to the slope determined by the.
본 발명의 실시 예에 따른 집적회로는,Integrated circuit according to an embodiment of the present invention,
복수개의 회로들을 포함하는 집적회로에 있어서, 프리차지 제어신호의 전압 레벨에 따라 변경되는 프리차지 전압을 제공하기 위한 프리차지 전압 회로; 제 1 및 제 2 인에이블 신호와, 전압 제어신호에 응답하여 상기 프리차지 전압의 전압 레벨을 선형적으로 변경시키기 위하여, 상기 프리차지 제어신호의 전압 레벨을 변경시켜 출력하기 위한 프리차지 제어회로; 및 프리차지 동작을 위하여 상기 제 1 및 제 2인에이블 신호를 출력하는 한편, 주변 온도 변화와 전원전압 레벨 변화에 따라서 상기 전압 제어신호를 출력하기 위한 제어로직을 포함한다.An integrated circuit comprising a plurality of circuits, the integrated circuit comprising: a precharge voltage circuit for providing a precharge voltage changed according to a voltage level of a precharge control signal; A precharge control circuit for changing and outputting a voltage level of the precharge control signal to linearly change a voltage level of the precharge voltage in response to a first and second enable signal and a voltage control signal; And a control logic for outputting the first and second enable signals for precharge operation, and for outputting the voltage control signal according to a change in ambient temperature and a change in power supply voltage level.
본 발명의 실시 예에 따른 프리차지 제어회로 및 이를 구비한 집적회로는 프리차지 제어신호에 따라서 프리차지되는 회로의 로딩이 큰 경우, 프리차지 제어신호를 조절하여 프리차지 전압을 서서히 입력하도록 하여 프리차지 동작에서 발생되는 피크 커런트를 줄일 수 있다.The precharge control circuit and the integrated circuit having the same according to an exemplary embodiment of the present invention adjust the precharge control signal to gradually input the precharge voltage when the precharged circuit load is large according to the precharge control signal. Peak current generated in the charge operation can be reduced.
도 1은 반도체 메모리 장치의 메모리 셀 어레이의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 반도체 메모리 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2의 페이지 버퍼를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 단계적으로 비트라인을 프리차지시키는 프리차지 제어회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 도 4의 프리차지 제어회로에 의해서 순간적으로 변경되는 프리차지 제어신호를 나타낸다.
도 5b는 도 4의 프리차지 제어회로에 의해서 단계적으로 변경되는 프리차지 제어신호를 나타낸다.
도5c는 도 5a와 같은 프리차지 제어신호에 따라 내부전압이 떨어지는 정도를 나타낸다.
도 5d는 도5b와 같은 프리차지 제어신호에 따라 내부전압이 떨어지는 정도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 프리차지 제어회로의 상세 회로도이다.
도 7a는 프리차지 제어회로에서 턴온되는 트랜지스터들에 따라 변경되는 프리차지 제어신호들을 나타낸다.
도 7b는 도7a와 같이 프리차지 제어신호들이 입력됨에 따른 내부 전압 강하의 정도를 나타낸다.
도 8은 도 6의 동작 설명을 위한 제어신호들의 타이밍도를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 프리차지 제어회로를 나타낸다.
도 10은 제어로직의 전압 제어신호 출력 부분을 간략히 나타낸 블록도이다.1 is a diagram for describing a structure of a memory cell array of a semiconductor memory device.
2 is a diagram for describing a semiconductor memory device.
FIG. 3 is a diagram for describing the page buffer of FIG. 2.
4 is a diagram for describing a precharge control circuit for precharging a bit line in stages.
FIG. 5A illustrates a precharge control signal that is instantaneously changed by the precharge control circuit of FIG. 4.
FIG. 5B illustrates a precharge control signal changed in stages by the precharge control circuit of FIG. 4.
FIG. 5C illustrates the degree to which the internal voltage falls according to the precharge control signal shown in FIG. 5A.
FIG. 5D illustrates the degree to which the internal voltage falls according to the precharge control signal shown in FIG. 5B.
6 is a detailed circuit diagram of a precharge control circuit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7A illustrates precharge control signals changed according to transistors turned on in the precharge control circuit.
FIG. 7B illustrates the degree of internal voltage drop as precharge control signals are input as shown in FIG. 7A.
8 is a timing diagram of control signals for explaining an operation of FIG. 6.
9 shows a precharge control circuit according to a second embodiment of the present invention.
10 is a block diagram schematically illustrating a voltage control signal output portion of the control logic.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. It is provided to inform you.
도 2는 반도체 메모리 장치를 설명하기 위한 도면이다.2 is a diagram for describing a semiconductor memory device.
도 2를 참조하면, 반도체 메모리 장치(200)는 메모리 셀 어레이(210), 페이지 버퍼 그룹(220), X 디코더(230), 전압 공급 회로(240), 제어로직(250) 및 프리차지 제어회로(260)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the
메모리 셀 어레이(210)는 복수개의 메모리 블록(BK)을 포함한다. 메모리 블록(BK)들은 예를 들면 상하로 배치된다. 그리고 각각의 메모리 블록은 복수개의 셀 스트링들을 포함한다.The
각각의 셀 스트링은 드레인 선택 트랜지스터(Drain Select Transistor; DST)와 소오스 선택 트랜지스터(Source Select Transistor; SST)를 포함하고, 드레인 선택 트랜지스터(DST)와 소오스 선택 트랜지스터(SST)의 사이에 제 0 내지 제 31 메모리 셀(C0 내지 C31)이 직렬로 연결된다.Each cell string includes a drain select transistor (DST) and a source select transistor (SST), and includes zero through zeros between the drain select transistor (DST) and the source select transistor (SST). 31 Memory cells C0 to C31 are connected in series.
드레인 선택 트랜지스터(DST)의 게이트에는 드레인 선택 라인(Drain Select Line; DSL)이 연결되고, 드레인 선택 트랜지스터(DST)의 드레인은 비트라인에 연결된다. 도 2의 비트라인들을 이븐 비트라인(Even Bit Line; BLe)과 오드 비트라인(Odd Bit Line; BLo)으로 구분된다.A drain select line DSL is connected to a gate of the drain select transistor DST, and a drain of the drain select transistor DST is connected to a bit line. The bit lines of FIG. 2 are divided into an even bit line (BLe) and an odd bit line (BLo).
소오스 선택 트랜지스터(SST)의 게이트에는 소오스 선택 라인(Source Select Line; SS)이 연결되고, 소오스 선택 트랜지스터(SST)의 소오스는 공통 소오스 라인(Source Line)에 연결된다.A source select line SS is connected to the gate of the source select transistor SST, and a source of the source select transistor SST is connected to a common source line.
제 0 내지 제 31 메모리 셀(C0 내지 C31)의 게이트에는 제 0 내지 제 31 워드라인(WL0 내지 WL31)이 각각 연결된다.The 0th to 31st word lines WL0 to WL31 are connected to gates of the 0th to 31st memory cells C0 to C31, respectively.
그리고 동일열에 배치된 각 메모리 블록(BK)들의 셀 스트링들은 하나의 비트라인(Bit Line; BL)에 연결된다.The cell strings of the memory blocks BK arranged in the same column are connected to one bit line BL.
페이지 버퍼 그룹(220)은 복수개의 페이지 버퍼(PB; 221)들을 포함한다. 각각의 페이지 버퍼(221)는 하나 이상의 비트라인에 연결된다. 도 2에 개시된 반도체 메모리 장치(200)의 페이지 버퍼(221)는 한 쌍의 이븐 비트라인(BLe)과 오드 비트라인(BLo)에 연결된다.The
페이지 버퍼(221)는 선택되는 메모리 셀에 프로그램하기 위한 데이터를 임시 저장하거나, 선택된 메모리 셀에 저장된 데이터를 독출하여 저장한다.The
X 디코더(230)는 복수개의 블록 선택 회로(231)를 포함한다. 각각의 블록 선택 회로(231)는 각각 하나의 메모리 블록(BK)에 연결된다.The
블록 선택 회로(231)는 제어로직(250)으로부터의 제어신호에 응답하여 메모리 블록(BK)의 드레인 선택 라인(DSL), 소오스 선택 라인(SSL), 제 0 내지 제 31 워드라인(WL0 내지 WL31)들과 전압 공급 회로(240)의 글로벌 드레인 선택 라인(GDSL), 글로벌 소오스 선택 라인(GSSL), 글로벌 워드라인들(GWL0 내지 GWL31)을 연결한다.In response to the control signal from the
전압 공급 회로(240)는 제어로직(250)으로부터의 제어신호에 응답하여 동작 전압, 예를 들어 리드전압(Vread), 프로그램 전압(Vpgm), 및 패스전압(Vpass)등을 생성하여, 상기의 글로벌 드레인 선택 라인(GDSL), 글로벌 소오스 선택 라인(GSSL), 글로벌 워드라인들(GWL0 내지 GWL31)에 제공한다.The
제어로직(250)은 프로그램, 리드(read), 소거 등의 반도체 메모리 장치(200)의 동작 제어를 위한 제어신호를 출력한다.The
그리고 프리차지 제어회로(260)는 페이지 버퍼 그룹(220)에 입력되는 프리차지 제어신호(PRECH)를 출력한다.The
페이지 버퍼 그룹(220)의 페이지 버퍼(221)들의 동작에 의해서 이븐 비트라인(BLe) 또는 오드 비트라인(BLo)이 선택적으로 프리차지된다.By the operation of the page buffers 221 of the
도 3은 도 2의 페이지 버퍼를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 3 is a diagram for describing the page buffer of FIG. 2.
도 3을 참조하면, 페이지 버퍼(221)는 비트라인 선택부(222)와 프리차지부(223), 센싱부(224) 및 래치부(225)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the
비트라인 선택부(222)는 이븐 비트라인(BLe)과 오드 비트라인(BLo) 중 하나를 선택한다. 선택되는 비트라인(BLe 또는 BLo)은 제 1 센싱노드(SO1)에 연결된다. 비트라인 선택부(222)는 제 1 및 제 2 NMOS 트랜지스터(N1, N2)를 포함한다. 제 1 NMOS 트랜지스터(N1)는 이븐 비트라인(BLe)과 제 1 센싱노드(SO1)의 사이에 연결되고, 제 2 NMOS 트랜지스터(N2)는 오드 비트라인(BLo)과 제 1 센싱노드(SO1)의 사이에 연결된다.The
제 1 NMOS 트랜지스터(N1)의 게이트에는 이븐 비트라인 선택 신호(BSLe)가 입력되고, 제 2 NMOS 트랜지스터(N2)의 게이트에는 오드 비트라인 선택 신호(BSLo)가 입력된다.An even bit line selection signal BSLe is input to a gate of the first NMOS transistor N1, and an odd bit line selection signal BSLo is input to a gate of the second NMOS transistor N2.
센싱부(224)는 제 1 센싱노드(SO1)에 연결되는 비트라인 전압에 따라서 제 2 센싱노드(SO2)의 전압을 변경시킨다. 센싱부(224)는 제 3 NMOS 트랜지스터(N3)를 포함한다.The
제 3 NMOS 트랜지스터(N3)는 제 1 및 제 2 센싱노드(SO1, SO2)의 사이에 연결되고, 제 3 NMOS 트랜지스터(N3)의 게이트에는 센싱신호(PBSENSE)가 입력된다.The third NMOS transistor N3 is connected between the first and second sensing nodes SO1 and SO2, and the sensing signal PBSENSE is input to the gate of the third NMOS transistor N3.
프리차지부(223)는 제 2 센싱노드(SO2)를 프리차지하거나, 제 2 센싱노드(SO2)에 연결되는 제 1 센싱노드(SO1)를 통해서 이븐 비트라인(BLe) 또는 오드 비트라인(BLo)을 선택적으로 프리차지한다.The
프리차지부(223)는 PMOS 트랜지스터(P)를 포함한다. PMOS 트랜지스터(P)는 전원전압 입력단과 제 2 센싱노드(SO2)의 사이에 연결되고, PMOS 트랜지스터(P)는 프리차지 제어신호(PRECH)가 입력된다.The
프리차지 제어신호(PRECH)에 따라서 PMOS 트랜지스터(P)가 턴온 되는 정도가 제어되고, 이에 따라 제 2 센싱노드(SO2)를 통해 비트라인을 프리차지하는 동작이 제어된다.The degree to which the PMOS transistor P is turned on is controlled according to the precharge control signal PRECH, and thus the operation of precharging the bit line through the second sensing node SO2 is controlled.
래치부(225)는 프로그램할 데이터를 임시 저장하거나, 선택된 메모리 셀에 저장된 데이터를 독출하여 저장한다.The
앞서 설명한 바와 같이 메모리 블록(BK)은 비트라인들(BLe 또는 BLo)을 공유한다. 따라서 메모리 블록(BK)의 개수가 늘어날수록 이븐 비트라인(BLe)과 오드 비트라인(BLo)의 길이도 길어지고, 프리차지를 위한 비트라인들의 로딩(loading)도 커진다.As described above, the memory block BK shares the bit lines BLe or BLo. Therefore, as the number of memory blocks BK increases, the lengths of the even bit line BLe and the odd bit line BLO become longer, and the loading of the bit lines for precharging also increases.
상기와 같이 로딩이 큰 비트라인을 프리차지할 때 피크 커런트(Peak Current)가 커지는 문제가 발생될 수 있다. 이러한 문제는 반도체 메모리 장치의 비트라인 프리차지에 국한 것은 아니다. 반도체 메모리 장치와 같은 집적회로 내에 프리차지가 필요한 회로가 포함되어 있으며, 그 회로에 로딩이 크다면 갑작스런 프리차지 전압 인가에 따른 피크 커런트 증가 문제가 발생된다.As described above, when precharging a bit line having a large loading, a peak current may increase. This problem is not limited to bit line precharge of semiconductor memory devices. In an integrated circuit such as a semiconductor memory device, a circuit requiring precharge is included, and if the circuit has a large loading, a problem of peak current increase due to sudden precharge voltage is applied.
이러한 피크 커런트 문제 해결을 위해서는 프리차지 전압 자체를 단계적으로 인가하거나, 프리차지 제어를 위한 다음의 회로를 사용하는 방법을 사용할 수 있다.In order to solve the peak current problem, a method of applying the precharge voltage itself in stages or using the following circuit for precharge control may be used.
대표적으로 상기한 비트라인의 프리차지 동작시의 피크 커런트 문제를 해결하기 위해서 다음과 같은 방법이 사용될 수 있다.Typically, the following method may be used to solve the peak current problem during the precharge operation of the bit line.
도 4는 단계적으로 비트라인을 프리차지시키는 프리차지 제어회로를 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for describing a precharge control circuit for precharging a bit line in stages.
도 4를 참조하면, 단계적으로 비트라인을 프리차지하기 위한 비트라인 프리차지 회로(260)는 제 1 내지 제3 스위치(SW1, SW2, SW3)와 레벨 생성기(261)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the bit line
제1 스위치(SW1)는 제 1 제어신호에 응답하여 전원입력단과 노드(K1)를 연결되고, 제 2 스위치(SW2)는 제 2 제어신호에 응답하여 레벨 생성기(261)의 출력노드를 노드(K1)로 연결된다. The first switch SW1 is connected to the power input terminal and the node K1 in response to the first control signal, and the second switch SW2 connects the output node of the
제 3 스위치(SW3)는 제 3 제어신호에 응답하여 접지노드를 노드(K1)에 연결된다.The third switch SW3 connects the ground node to the node K1 in response to the third control signal.
제 1 내지 제 3 제어신호는 제어로직(250)으로부터 입력된다.The first to third control signals are input from the
그리고 레벨 생성기(261)는 전원전압보다는 낮고 접지전압보다는 높은 전압을 생성하여 출력한다. 레벨 생성기(261)가 출력하는 전압은 제어로직(250)에 의해서 제어된다.The
도 5a 도 4의 프리차지 제어회로에 의해서 순간적으로 변경되는 프리차지 제어신호를 나타내고, 도 5b는 도 4의 프리차지 제어회로에 의해서 단계적으로 변경되는 프리차지 제어신호를 나타낸다.FIG. 5A illustrates a precharge control signal that is instantaneously changed by the precharge control circuit of FIG. 4, and FIG. 5B illustrates a precharge control signal that is gradually changed by the precharge control circuit of FIG. 4.
그리고 도5c는 도 5a와 같은 프리차지 제어신호에 따라 내부전압이 떨어지는 정도를 나타내고, 도 5d는 도5b와 같은 프리차지 제어신호에 따라 내부전압이 떨어지는 정도를 나타낸다.5C shows the degree of falling of the internal voltage according to the precharge control signal as shown in FIG.
도 5a 내지 도 5d를 설명할 때, 상기 도 2 내지 도 4를 참조한다.5A to 5D, reference is made to FIGS. 2 to 4.
도 5a의 경우에는 초기에는 도 2의 제어로직(250)으로부터 제 1 제어신호가 입력되어 제 1 스위치(SW1)가 턴온 된 상태이다. 그리고 제어로직(250)으로부터 출력되는 제 3 제어신호에 응답하여 제 3 스위치(SW3)가 턴온 된다. 이에 따라 프리차지 제어신호(PRECH)가 하이 레벨에서 로우 레벨로 변경된다.In the case of FIG. 5A, a first control signal is initially input from the
도 5a와 같이 프리차지 제어신호(PRECH)가 하이 레벨에서 로우 레벨로 변경되는 경우에 내부 전압은 5c와 같이 1.5V 정도 떨어진다. 이는 그만큼 비트라인을 프리차지하기 위해 흐르는 전류의 피크 커런트가 높아지는 것을 의미한다.When the precharge control signal PRECH is changed from the high level to the low level as shown in FIG. 5A, the internal voltage drops about 1.5V as in 5c. This means that the peak current of the current flowing to precharge the bit line increases.
이를 보완하기 위하여, 도 5b와 같이 중간단계를 가지는 프리차지 제어신호(PRECH)가 제공된다.To compensate for this, a precharge control signal PRECH having an intermediate step is provided as shown in FIG. 5B.
초기에는 제어로직(250)으로부터의 제 1 제어신호에 의해서 하이 레벨의 프리차지 제어신호(PRECH)가 유지된다. 그리고 제어로직(250)으로부터 제 2 제어신호가 입력되면, 레벨 생성기(261)의 출력(aV)이 프리차지 제어신호(PRECH)가 된다.Initially, the high level precharge control signal PRECH is maintained by the first control signal from the
마지막으로 제어로직(250)으로부터 제 3 제어신호가 입력되면, 노드(K1)가 접지노드에 연결되고, 프리차지 제어신호(PRECH)는 접지전압 레벨이 된다.Finally, when the third control signal is input from the
이에 따라 프리차지 제어신호(PRECH)는 하이 레벨에서, 중간 전압 레벨, 그리고 로우 레벨로 변경된다. 따라서 도 5d에 나타난 바와 같이, 내부 전압이 떨어지는 정도가 도 5a의 프리차지 제어신호(PRECH)때보다 작다. 그러나 여전히 전압 강하는 일어나며, 레벨 생성기(261)가 출력하는 전압을 조절하는 것은 주변의 온도와 전원전압 레벨의 변동 등의 요소를 고려해야 하기 때문에 어려운 문제이다.Accordingly, the precharge control signal PRECH is changed from a high level to an intermediate voltage level and a low level. Therefore, as shown in FIG. 5D, the degree of the internal voltage drop is smaller than that of the precharge control signal PRECH of FIG. 5A. However, voltage drop still occurs, and adjusting the voltage output by the
다른 방식으로, 비트라인을 프리차지하는 회로를 추가로 더 만들 수도 있으나, 회로를 추가하는 것은 반도체 메모리 소자의 크기를 크게 만드는 문제가 있다.Alternatively, additional circuitry for precharging the bit lines may be made, but adding circuitry has the problem of increasing the size of the semiconductor memory device.
따라서 본원발명에서는 프리차지 제어신호(PRECH)가 서서히 하이 레벨에서 로우 레벨로 선형적으로 변경되게 하는 회로를 이용한다. 이에 따라 도 3의 페이지 버퍼(221)의 PMOS 트랜지스터(P)도 선형적으로 서서히 턴온 되게 함으로써 비트라인에 프리차지 전압을 서서히 입력되게 한다. 이에 따라 피크 커런트가 높아지는 것을 방지할 수 있다.Accordingly, in the present invention, a circuit is used in which the precharge control signal PRECH is gradually changed linearly from a high level to a low level. Accordingly, the PMOS transistor P of the
도 6은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 프리차지 제어회로의 상세 회로도이다.6 is a detailed circuit diagram of a precharge control circuit according to a first embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 프리차지 제어신호(PRECH)를 생성하는 프리차지 제어회로(260)는 전류 제어회로(262) 및 신호 생성부(263)를 포함한다.Referring to FIG. 6, the
전류 제어회로(262)는 제 1 PMOS 트랜지스터(PM1), 저항(R), 제 1 내지 제 4 NMOS 트랜지스터(NM1 내지 NM4) 및 레벨 생성기(262a)를 포함한다.The
그리고 신호 생성부(263)는 제 2 PMOS 트랜지스터(PM2)와 제 5 NMOS 트랜지스터(NM5)를 포함한다.The
제 1 PMOS 트랜지스터(PM1)와 저항(R)은 전원전압 입력단과 노드(K2)의 사이에 직렬로 연결되고, 제 1 PMOS 트랜지스터(PM1)의 게이트에는 제 1 인에이블 신호(EN1)가 입력된다.The first PMOS transistor PM1 and the resistor R are connected in series between the power supply voltage input terminal and the node K2, and the first enable signal EN1 is input to the gate of the first PMOS transistor PM1. .
그리고 제 1 내지 제 4 NMOS 트랜지스터(NM1 내지 NM4)는 노드(K2)와 접지노드 사이에 병렬로 연결된다. The first to fourth NMOS transistors NM1 to NM4 are connected in parallel between the node K2 and the ground node.
레벨 생성기(262a)는 제어로직(250)으로부터의 전압 제어신호에 응답하여 설정되는 전압을 출력한다. 이때 레벨 생성기(262a)는 제 1 내지 제 4 제어전압(a1 내지 a4)를 출력한다. 그리고 제 1 내지 제 4 제어전압(a1 내지 a4)은 각각 제 1 내지 제 4 NMOS 트랜지스터(NM1 내지 NM4)의 게이트로 입력된다.The
레벨 생성기(262a)는 제어로직(250)의 제어신호에 따라 제 1 내지 제 4 제어전압(a1 내지 a4) 중 일부 또는 모두로 전압을 출력한다. 레벨 생성기(262a)가 제1 제어전압(a1)만을 출력한다면, 제 1 NMOS 트랜지스터(NM1)만 턴온 되고, 레벨 생성기(262a)가 제 1 및 제 2 제어전압(a1, a2)을 출력한다면, 제 1 및 제 2 NMOS 트랜지스터(NM1, NM2)가 턴온된다.The
레벨 생성기(262a)가 제 1 내지 제4 제어전압(a1 내지 a4)을 출력한다면, 제1 내지 제 4 NMOS 트랜지스터(NM1 내지 NM4)가 모두 턴온된다.If the
한편, 다른 실시 예로서(미도시), 레벨 생성기(262a)는 하나의 전압 출력단을 갖고, 출력되는 전압 레벨을 조절함으로써 제 1 내지 제 4 NMOS 트랜지스터(NM1 내지 NM4)가 턴온 되는 개수를 조절할 수 도 있다. 이런 경우에는 제 1 내지 제 4 NMOS 트랜지스터(NM1 내지 NM4)가 턴온 되는 문턱전압이 모두 다르게 설정해야 한다. 그리고 레벨 생성기(262a)가 출력하는 전압 레벨에 따라서 턴온 되는 트랜지스터의 개수를 조절할 수 있다.On the other hand, as another embodiment (not shown), the
노드(K2)는 제 5 NMOS 트랜지스터(NM5)의 게이트에 연결된다.Node K2 is connected to the gate of fifth NMOS transistor NM5.
제 2 PMOS 트랜지스터(PM2)와 제 5 NMOS 트랜지스터(NM5)는 전원전압 입력단과 접지노드의 사이에 직렬로 연결된다. 제 2 PMOS 트랜지스터(PM2)의 게이트에는 제 2 인에이블 신호(EN2)가 입력된다.The second PMOS transistor PM2 and the fifth NMOS transistor NM5 are connected in series between a power supply voltage input terminal and a ground node. The second enable signal EN2 is input to the gate of the second PMOS transistor PM2.
제 2 PMOS 트랜지스터(PM2)와 제 5 NMOS 트랜지스터(NM5)의 접속점인 노드(K3)로부터 프리차지 제어신호(PRECH)가 출력된다.The precharge control signal PRECH is output from the node K3, which is a connection point between the second PMOS transistor PM2 and the fifth NMOS transistor NM5.
상기한 본 발명의 실시 예에 따른 프리차지 제어부(260)의 전류 제어회로(262)에서 출력하는 전압에 따라서 신호 생성부(263)의 제 5 NMOS 트랜지스터(NM5)의 턴온 되는 정도가 조절된다.The degree of turning on the fifth NMOS transistor NM5 of the
프리차지를 하지 않는 동안에 제어로직(250)으로부터의 제 2 인에이블 신호(EN2)는 로우 레벨로 입력된다. 이에 따라 제 2 PMOS 트랜지스터(PM2)는 턴온 되고, 노드(K3)에는 전원전압이 입력된다. 그리고 프리차지 제어신호(PRECH)는 하이 레벨로 유지된다.While not precharging, the second enable signal EN2 from the
상기 도 3을 참조하면, 프리차지 제어신호(PRECH)가 하이 레벨이면, 페이지 버퍼(221)의 프리차지부(223)의 PMOS 트랜지스터(P)는 턴 오프 상태로 유지된다.Referring to FIG. 3, when the precharge control signal PRECH is at a high level, the PMOS transistor P of the
제어로직(250)은 비트라인의 프리차지를 위해서 로우 레벨의 제 1 인에이블 신호(EN1)를 출력하고, 하이 레벨의 제 2 인에이블 신호(EN2)를 출력한다. 로우 레벨의 제 1 인에이블 신호(EN1)에 의해서 제 1 PMOS 트랜지스터(PM1)가 턴온 된다. 그리고 레벨 생성기(262a)가 출력하는 제 1 내지 제 4 제어전압(a1 내지 a4)의 개수에 따라서 제 1 내지 제 4 NMOS 트랜지스터(NM1 내지 NM4)들 중 하나 이상의 트랜지스터가 턴온 된다. 이에 따라 노드(K2)에는 제 1 내지 제 4 NMOS 트랜지스터(NM1 내지 NM4)들 중 턴온 된 트랜지스터의 저항과, 저항(R)에 의해 분배된 전압이 걸린다. 그리고 노드(K2)의 전압에 의해서 제 5 NMOS 트랜지스터(NM5)는 턴온 된다. 제 5 NMOS 트랜지스터(NM5)가 턴온 되는 정도는 노드(K2)의 전압에 따라 달라진다.The
이때 제 2 PMOS 트랜지스터(PM2)는 하이 레벨의 제 2 인에이블 신호(EN2)에 의해서 턴 오프된다.In this case, the second PMOS transistor PM2 is turned off by the second enable signal EN2 having a high level.
제 2 PMOS 트랜지스터(PM2)가 턴 오프되면, 노드(K3)의 전압은 제 5 NMOS 트랜지스터(N5)를 통해서 접지노드로 디스차지된다.When the second PMOS transistor PM2 is turned off, the voltage of the node K3 is discharged to the ground node through the fifth NMOS transistor N5.
그리고 제어로직(250)은 레벨 생성기(262a)는 제 1 내지 제 4 제어전압(a1 내지 a4)중 일부 또는 전부를 출력한다. 레벨 생성기(262a)가 출력하는 제 1 내지 제4 제어전압(a1 내지 a4)의 개수는 제어로직(250)에 의해서 제어된다.The
그리고 제 1 내지 제 4 NMOS 트랜지스터(NM1 내지 NM4)가 턴온 되는 개수에 따라서, 저항값이 변경되므로, 노드(K2)의 전압이 변경된다. 그리고 노드(K2)의 전압에 따라서 제 5 NMOS 트랜지스터(NM5)가 턴온 되는 정도가 조절된다.In addition, since the resistance value is changed according to the number of the first to fourth NMOS transistors NM1 to NM4 turned on, the voltage of the node K2 is changed. The degree to which the fifth NMOS transistor NM5 is turned on is adjusted according to the voltage of the node K2.
즉, 상기 제 1 내지 제 4 NMOS 트랜지스터(NM1 내지 NM4)는 저항(R)과 함께, 저항성분의 역할을 한다. 따라서 제 1 내지 제 4 NMOS 트랜지스터(NM1 내지 NM4) 중에서 턴온 된 개수에 따라서 노드(K2)의 전압이 변경된다.That is, the first to fourth NMOS transistors NM1 to NM4, together with the resistor R, serve as resistance components. Therefore, the voltage of the node K2 is changed according to the number of turned on among the first to fourth NMOS transistors NM1 to NM4.
제 1 내지 제 4 NMOS 트랜지스터(NM1 내지 NM4)들 중 턴온 된 트랜지스터의 개수가 많을수록, 노드(K2)와 접지노드 사이의 저항값은 작아진다. 노드(K2)와 접지노드 사이의 저항값이 작아지면, 노드(K2)의 전압도 작아진다. 즉, 노드(K2)의 전압은 제 1 내지 제 4 NMOS 트랜지스터(NM1 내지 NM4)들 중 턴온 되는 트랜지스터의 개수가 많을수록 작아진다.As the number of turned-on transistors among the first to fourth NMOS transistors NM1 to NM4 increases, the resistance value between the node K2 and the ground node decreases. When the resistance value between the node K2 and the ground node decreases, the voltage of the node K2 also decreases. That is, the voltage of the node K2 is smaller as the number of transistors turned on among the first to fourth NMOS transistors NM1 to NM4 increases.
그리고 노드(K2)의 전압이 작을수록, 제 5 NMOS 트랜지스터(NM5)가 턴온 되는 정도도 작아진다. 이에 따라 노드(K3)에 전압이 디스차지되는 속도는 상대적으로 느려진다.The smaller the voltage of the node K2 is, the smaller the degree that the fifth NMOS transistor NM5 is turned on. As a result, the speed at which the voltage is discharged to the node K3 becomes relatively slow.
노드(K3)의 전압이 디스차지되는 속도에 따라서 프리차지 신호(PRECH)가 로우 레벨로 변경되는 속도도 조절된다. 이때 프리차지 신호(PRECH)가 로우 레벨로 떨어지는 것은 제 5 NMOS 트랜지스터(NM5)에 의해서 노드(K3)의 전압이 선형적으로 디스차지되는 것에 의해서 선형적으로 변화된다. 상기 제 5 NMOS 트랜지스터(NM5)는 노드(K2)에 의해서 턴 온되는 정도가 변경되어야 하고, 노드(K3)의 전원전압이 순간적으로 디스차지되지 못하도록 해야 하므로, 다른 트랜지스터들에 비하여 사이즈가 상대적으로 작다.The speed at which the precharge signal PRECH changes to a low level is also adjusted according to the speed at which the voltage of the node K3 is discharged. In this case, the precharge signal PRECH drops to a low level by being linearly changed by the voltage of the node K3 being linearly discharged by the fifth NMOS transistor NM5. Since the fifth NMOS transistor NM5 is to be turned on by the node K2 and the power supply voltage of the node K3 should not be discharged instantaneously, the fifth NMOS transistor NM5 has a relatively large size compared to other transistors. small.
그리고 서서히 낮아지는 프리차지 신호(PRECH)가 입력되면, 도 3의 페이지 버퍼(221)의 프리차지부(223)의 PMOS 트랜지스터(P)는 선형적으로 턴온되는 정도가 커진다. PMOS 트랜지스터(P)가 선형적으로 서서히 턴온됨에 따라 비트라인에 입력되는 전압도 서서히 증가된다.When the precharge signal PRECH, which gradually decreases, the PMOS transistor P of the
비트라인에 프리차지전압을 서서히 입력할수록, 비트라인 프리차지시에 발생되는 피크커런트는 작아진다.As the precharge voltage is gradually input to the bit line, the peak current generated at the bit line precharge becomes smaller.
도 7a는 프리차지 제어회로에서 턴온되는 트랜지스터들에 따라 변경되는 프리차지 제어신호들을 나타내고, 도 7b는 도7a와 같이 프리차지 제어신호들이 입력됨에 따른 내부 전압 강하의 정도를 나타낸다.FIG. 7A illustrates precharge control signals changed according to transistors turned on in the precharge control circuit, and FIG. 7B illustrates a degree of internal voltage drop as precharge control signals are input as shown in FIG. 7A.
도 7a 및 도 7b에서는 도 6의 제 1 내지 제 4 NMOS 트랜지스터(NM1 내지 NM4)들 중 턴온 되는 트랜지스터의 개수에 따라서 프리차지 제어신호(PRECH)의 변경과 전압 강하를 따로 도시하였다.7A and 7B, the change of the precharge control signal PRECH and the voltage drop are separately shown according to the number of transistors turned on among the first to fourth NMOS transistors NM1 to NM4 of FIG. 6.
제어로직(250)이 레벨 생성기(262a)가 제 1 제어신호(a1)만을 출력하게 제어한다면 제 1 NMOS 트랜지스터(NM1)만이 턴온된다. 제 1 NMOS 트랜지스터(NM1)만 턴온 된 경우에 프리차지 제어회로(260)의 노드(K2)의 전압은 두개의 트랜지스터가 턴온 되었을 경우보다 상대적으로 높아진다.If the
이에 따라 제 5 NMOS 트랜지스터(NM5)가 턴온 되는 정도가 커지고, 프리차지 제어신호(PRECH)가 로우 레벨로 떨어지는 속도는 빨라진다.Accordingly, the degree to which the fifth NMOS transistor NM5 is turned on is increased, and the speed at which the precharge control signal PRECH falls to a low level is increased.
그리고 프리차지 제어신호(PRECH)가 빠르게 로우 레벨로 떨어지면, 그만큼 전압 강하가 커진다.When the precharge control signal PRECH drops to a low level quickly, the voltage drop increases.
반대로 제어로직(250)이 레벨 생성기(262a)가 제 1 내지 제 4 제어전압(a1 내지 a4)를 모두 출력하게 제어하여 제 1 내지 제 4 NMOS 트랜지스터(NM1 내지 NM4)가 모두 턴온 된다면, 노드(K2)의 전압은 상대적으로 낮아지고, 제 5 NMOS 트랜지스터(NM5)가 턴온 되는 정도도 작아진다. On the contrary, if the
이에 따라 프리차지 제어신호(PRECH)는 서서히 로우 레벨로 변경된다. 프리차지 제어신호(PRECH)가 로우 레벨로 변경되는 속도가 느릴수록 전압강하의 정도는 작아진다.Accordingly, the precharge control signal PRECH is gradually changed to the low level. The slower the rate at which the precharge control signal PRECH changes to the low level, the smaller the degree of the voltage drop.
도 7a 및 도7b를 참조한 상기의 설명에 따라서, 제 1 내지 제4 NMOS 트랜지스터(NM1 내지 NM4)들 중 턴온 시키는 트랜지스터의 개수가 늘어날수록, 프리차지 제어신호(PRECH)가 로우 레벨로 변경되는 속도는 느려지고, 내부 전압이 순간적으로 떨어지는 정도는 작아진다.According to the above description with reference to FIGS. 7A and 7B, as the number of transistors turned on among the first to fourth NMOS transistors NM1 to NM4 increases, the rate at which the precharge control signal PRECH changes to a low level is increased. Slows down, and the degree to which the internal voltage drops momentarily decreases.
상기 도 6에서는 제 1 내지 제 4 NMOS 트랜지스터(NM1 내지 NM4)만을 도시하였으나, 프리차지 제어신호(PRECH)가 로우 레벨로 낮아지는 속도를 더욱더 느리게 하기 위해서는 노드(K2)와 접지노드 사이에 NMOS 트랜지스터들의 개수를 더욱더 늘리면 가능하다.In FIG. 6, only the first to fourth NMOS transistors NM1 to NM4 are illustrated. However, in order to further slow down the rate at which the precharge control signal PRECH is lowered to a low level, the NMOS transistor is interposed between the node K2 and the ground node. Increasing the number of them is possible.
상기한 동작에 의해서 프리차지제어신호(PRECH)가 서서히 낮아지게 제어하면, 비트라인 프리차지를 위해 전압을 인가할 때의 전압 강하를 줄이고, 피크 커런트를 줄일 수 있다.When the precharge control signal PRECH is controlled to be gradually lowered by the above operation, the voltage drop when the voltage is applied for the bit line precharge can be reduced, and the peak current can be reduced.
상기한 프리차지 제어신호(PRECH)의 전압 레벨을 제어하는 동작에 대해서 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.The operation of controlling the voltage level of the precharge control signal PRECH will now be described in detail.
도 8은 도 6의 동작 설명을 위한 제어신호들의 타이밍도를 나타낸다.8 is a timing diagram of control signals for explaining an operation of FIG. 6.
도 8을 참조하면, 제어로직(250)은 프리차지 동작을 하지 않는 동안 제 1 인에이블 신호(EN1)는 하이 레벨로 출력하고, 제 2 인에이블 신호(EN2)는 로우 레벨로 출력한다.Referring to FIG. 8, the
이에 따라서 도 6의 제 2 PMOS 트랜지스터(PM2)가 턴온 상태로 유지된다. 따라서 프리차지 제어신호(PRECH)는 하이 레벨로 고정된다.Accordingly, the second PMOS transistor PM2 of FIG. 6 is kept turned on. Therefore, the precharge control signal PRECH is fixed at a high level.
그리고 프리차지 제어신호(PRECH)를 출력하기 위해서는 먼저 전압 제어신호를 레벨 생성기(262a)로 입력하여 제 1 내지 제4 NMOS 트랜지스터(NM1 내지NM4)의 동작을 제어한다.In order to output the precharge control signal PRECH, the voltage control signal is first input to the
프리차지 동작을 시작하기 전에 제어로직(250)은 제 1 내지 제 4 NMOS 트랜지스터(NM1 내지NM4)를 모두 턴온 시킨다. 초기에 제1 내지 제 4 NMOS 트랜지스터(NM1 내지 NM4)를 반드시 턴온 시켜야 하는 것은 아니지만, 프리차지 제어신호(PRECH)의 전압 레벨이 급격히 떨어지는 것을 막기 위해서 제 1 내지 제 4 NMOS 트랜지스터(NM1 내지 NM4)를 턴온 시키는 동작을 할 필요가 있다.Before starting the precharge operation, the
그리고 프리차지를 위해서 제어로직(250)은 먼저 제2 인에이블 신호(EN2)를 하이 레벨로 변경한다. 이에 따라서 노드(K3)에 인가되던 전원전압이 차단되므로 프리차지 제어신호(PRECH)는 더이상 하이 레벨로 유지되지 않고 서서히 디스차지(또는 방전)될 수 있다.For the precharge, the
다음으로 제어로직(250)는 제 1 인에이블 신호(EN1)를 로우 레벨로 변경한다. 이에 따라 노드(K2)로 전원전압이 입력된다. 그와 동시에 제어로직(250)은 노드(K2)의 전압을 제어하기 위한 전압 제어신호를 레벨 생성기(262a)로 입력한다.Next, the
도 8에서는 제1 NMOS 트랜지스터(NM1)만을 턴온 시킨 경우의 타이밍도를 나타낸다. 제어로직(250)은 제 1 제어신호(a1)만 하이 레벨로 출력할 수 있도록 전압 제어신호를 레벨 생성기(262a)로 입력한다.8 shows a timing diagram when only the first NMOS transistor NM1 is turned on. The
이에 따라서 레벨 생성기(262a)는 제 1 제어신호(a1)를 하이 레벨로 변경한다.Accordingly, the
제 1 인에이블 신호(EN1)가 로우 레벨로 변경되면서, 제1 제어신호(a1)가 하이 레벨로 입력되면 제 1 PMOS 트랜지스터(PM1)와 제 1 NMOS 트랜지스터(NM1)가 턴온된다. 이에 따라서 노드(K2)의 전압이 결정된다.When the first enable signal EN1 is changed to the low level and the first control signal a1 is input to the high level, the first PMOS transistor PM1 and the first NMOS transistor NM1 are turned on. Accordingly, the voltage of the node K2 is determined.
노드(K2)의 전압에 따라서 제 5 NMOS 트랜지스터(NM5)가 턴온되는 정도가 조절되고, 이에 따라 노드(K3)의 전압이 디스차지된다.The degree in which the fifth NMOS transistor NM5 is turned on is adjusted according to the voltage of the node K2, and accordingly, the voltage of the node K3 is discharged.
즉, 도8에 나타난 바와 같이 프리차지 제어신호(PRECH)가 천천히 낮아진다(SLOW PRECH1).That is, as shown in FIG. 8, the precharge control signal PRECH is slowly lowered (SLOW PRECH1).
또한, 도8에는 프리차지 이후에, 다시 한번 프리차지 동작을 할때 다른 기울기로 프리차지 제어신호(PRECH)가 디스차지되는 것도 나타내었다(SLOW PRECHE 2).FIG. 8 also shows that the precharge control signal PRECH is discharged at a different slope when the precharge operation is performed once again after the precharge (SLOW PRECHE 2).
제어로직(250)이 제 1 및 제 2 NMOS 트랜지스터(NM1, NM2)가 턴온되도록 전압 제어신호를 출력하여 제 2 노드(K2)의 전압 레벨이 높아지고, 이에 따라 프리차지 제어신호(PRECH)가 보다 빠르게 디스차지되게 제어한 것을 확인할 수 있다.The
한편, 상기의 제2 노드(K2)의 전압 레벨을 보다 세밀하게 조절할 수 있게 하기 위해서 도6의 저항(R)을 대신하여 가변저항을 사용하고, 저항값을 제어로직(250)이 제어할 수 있게 프리차지 제어회로(260)를 구성할 수도 있다.On the other hand, in order to be able to adjust the voltage level of the second node (K2) more finely, instead of the resistor (R) of FIG. 6, a variable resistor is used, and the
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 프리차지 제어회로를 나타낸다.9 shows a precharge control circuit according to a second embodiment of the present invention.
도 9에서 상기 도6과 동일한 동작을 하는 회로는 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.In FIG. 9, the same reference numerals are used to designate a circuit having the same operation as that of FIG. 6.
도 9을 참조하면, 제 2 실시 예에 따른 프리차지 제어회로(260)는 도 6과 비교하여 저항(R)이 가변저항(Ra)로 변경되었으며, 가변저항(Ra)은 저항 제어신호(b<0:2>)에 의해서 저항값이 변경된다.Referring to FIG. 9, in the
그리고 저항 제어신호(b<0:2>)는 레벨 생성기(262a)에서 출력된다. The resistance control signals b <0: 2> are output from the
제어로직(250)으로부터 전압 제어신호를 수신한 레벨 생성기(262a)는 제2 노드(K2)의 전압 조절을 위해서 제 1 내지 제 4 제어신호(a1 내지 a4)와 저항 제어신호(b<0:2>)를 출력한다. The
그리고 저항 제어신호(b<0:2>)에 의해서 가변저항(Ra)의 저항값이 변경되기 때문에 제2 노드(K2)의 전압이 변경된다.In addition, since the resistance value of the variable resistor Ra is changed by the resistance control signal b <0: 2>, the voltage of the second node K2 is changed.
따라서 제 1 내지 제4 NMOS 트랜지스터(NM1 내지 NM4) 만을 이용해서 제 2 노드(K2)의 전압 레벨을 제어하는데 비하여 더욱더 정밀하게 조절할 수 있다.Therefore, the voltage level of the second node K2 may be more precisely controlled using only the first to fourth NMOS transistors NM1 to NM4.
한편, 제어로직(250)은 전원 전압 변동과 온도 변화에 따라서 상기 전압 제어신호를 출력한다.On the other hand, the
도 10은 제어로직의 전압 제어신호 출력 부분을 간략히 나타낸 블록도이다.10 is a block diagram schematically illustrating a voltage control signal output portion of the control logic.
도 10을 참조하면, 제어로직(250)은 전압 감지부(251), 온도 감지부(252), 가감산 회로(253), 레지스터(254) 및 제어부(255)를 포함한다.Referring to FIG. 10, the
전압 감지부(251)는 반도체 메모리 장치와 같은 집적회로 내에 인가되는 전원전압이 드랍(drop)되는지 여부를 감지하여 감지신호를 출력한다. 전압 간지부(251)는 비교기를 이용해서 기준전압과 전원전압 변동을 감지하는 회로를 이용할 수 있다.The
온도 감지부(252)는 주변 온도 변화에 따른 감지신호를 출력한다.The
상기 전압 감지부(251)와 온도 감지부(252)가 출력하는 감지신호는 가감산 회로(253)로 입력된다. 가감산 회로(253)는 전압 및 온도 감지에 따르는 감지신호들을 이용해서 프리차지 제어신호(PRECH)를 얼마나 빨리 디스차지 시킬것인지를 판단하고, 그에 따른 전압 감지신호를 출력하여 레지스터(254)로 저장한다.The detection signals output from the
상기 가감산 회로(253)는 프리차지부(223)를 구성하는 트랜지스터의 특성에 따라서 상기 전압 및 온도 변화에 따른 전압 제어신호를 출력한다.The addition /
상기 도 3을 참조하면, 반도체 메모리 장치의 경우 페이지 버퍼의 프리차지부(223)는 전원전압과 제 2 센싱노드(SO2)의 사이에 연결되는 PMOS 트랜지스터(P)로 구성되는데, 상기 PMOS 트랜지스터(P)가 전원전압 변동 및 온도 변화에 따라서 턴온되는 정도가 달라질 수 있다. 따라서 제 2 센싱노드(SO2)로 유입되는 프리차지 전압의 크기가 달라질 수 있다.Referring to FIG. 3, in the semiconductor memory device, the
따라서 가감산 회로(253)는 상기의 PMOS 트랜지스터(P)의 특성을 고려하여, 전압 드랍 및 온도 변화에 따라 프리차지 제어신호(PRECH)를 얼마나 빨리 디스차지 시킬지를 결정하고, 그에 따른 전압 제어신호를 출력한다.Therefore, the addition /
상기 레지스터(254)에 임시 저장되는 전압 제어신호는 제어부(255)의 제어신호에 응답하여 레벨 생성기(262a)로 출력된다.The voltage control signal temporarily stored in the
또한, 제어부(255)는 상기 가감산 회로(253)와 레지스터(254)의 동작을 제어하는 제어신호를 출력하는 한편, 프리차지 동작을 실시할 때 제 1 및 제 2 인에이블 신호(EN1, EN2)를 출력한다.In addition, the
상기의 전압 제어신호에 따라서 프리차지 제어신호(PRECH)가 디스차지되는 속도를 조절하여 주변 온도와 전압변화에 유동적으로 프리차지 전압 제공이 가능하게 한다.According to the voltage control signal, the speed at which the precharge control signal PRECH is discharged is adjusted to enable the precharge voltage to be flexibly supplied to the ambient temperature and the voltage change.
앞서 설명한 바와 같이, 도 6 또는 도 9 에 나타난 본 발명의 실시 예에 따른 프리차지 제어회로는 반도체 메모리 장치의 비트라인 프리차지 제어를 위해서만 사용되는 것이 아니라, 집적회로 내에 프리차지가 필요한 회로에 적용되어 사용될 수 있고, 특히 프리차지 시켜야 하는 라인 또는 노드의 로딩이 클수록 그 효과가 커진다. 또한 주변 온도와 전압변화에 따라서 프리차지 속도를 조절하여 로딩을 줄이면서 효과적인 프리차지가 가능하게 할 수 있다.As described above, the precharge control circuit according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 6 or 9 is not only used for bit line precharge control of a semiconductor memory device, but is applied to a circuit requiring precharge in an integrated circuit. The higher the loading of the line or node to be precharged, the greater the effect. In addition, by controlling the precharge speed according to the ambient temperature and voltage changes, it is possible to reduce the loading and enable an effective precharge.
상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시 예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시 예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명은 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical spirit of the present invention described above has been described in detail in a preferred embodiment, it should be noted that the above-described 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 of the present invention are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
260 : 프리차지 제어회로 262 : 전류 제어회로
263 : 신호 생성부260: precharge control circuit 262: current control circuit
263: signal generator
Claims (16)
제 1 인에이블 신호 및 전압 제어신호에 응답하여, 상기 프리차지 제어신호의 전압 레벨의 제어를 위한 동작 전압을 출력하는 전압 생성부; 및
제 2 인에이블 신호에 응답하여 상기 프리차지 제어신호의 전압을 소정 레벨로 고정하고, 상기 제 2 인에이블 신호가 디스에이블 된 경우, 상기 프리차지 제어신호의 전압 레벨을 상기 동작 전압의 전압 레벨에 의해서 결정되는 기울기에 따라서 선형적으로 변경시키는 신호 생성부를 포함하는 프리차지 제어회로.A precharge voltage providing unit configured to output a precharge voltage according to a voltage level of the precharge control signal;
A voltage generator configured to output an operating voltage for controlling a voltage level of the precharge control signal in response to a first enable signal and a voltage control signal; And
In response to the second enable signal, the voltage of the precharge control signal is fixed to a predetermined level, and when the second enable signal is disabled, the voltage level of the precharge control signal is set to the voltage level of the operating voltage. A precharge control circuit comprising a signal generator for linearly changing according to the slope determined by the.
상기 신호 생성부는 상기 동작전압의 전압 레벨에 의해서 결정되는 기울기에 따라 상기 프리차지 제어신호의 전압 레벨을 선형적으로 강하시켜 출력하는 것을 특징으로 하는 프리차지 제어회로.The method of claim 1,
And the signal generation unit linearly lowers and outputs the voltage level of the precharge control signal according to a slope determined by the voltage level of the operating voltage.
상기 전압 생성부는,
상기 전압 제어신호에 따라 설정되는 하나 이상의 제어 신호를 출력하는 레벨 생성기;
전원 입력단과 제1 노드 사이에 연결되고, 상기 제 1 인에이블 신호에 응답하여 동작하는 제 1 스위칭 소자; 및
상기 제 1 노드와 접지노드 사이에 병렬로 연결되고, 하나 이상의 제어 신호들에 의해서 각각 턴온 되는 복수개의 제 2 스위칭 소자들을 포함하는 프리차지 제어회로.The method of claim 1,
The voltage generator,
A level generator for outputting one or more control signals set according to the voltage control signal;
A first switching element coupled between a power input terminal and a first node, the first switching element operative in response to the first enable signal; And
And a plurality of second switching elements connected in parallel between the first node and the ground node, each of which is turned on by one or more control signals.
상기 전압 생성부는,
상기 제 1 스위칭 소자와 상기 제 1 노드 사이에 연결되는 가변저항을 더 포함하고, 상기 가변저항은 상기 레벨 생성기가 출력하는 저항 제어신호에 응답하여 저항값이 변경되는 것을 특징으로 하는 프리차지 제어회로.The method of claim 3, wherein
The voltage generator,
And a variable resistor connected between the first switching element and the first node, wherein the variable resistor is changed in response to a resistance control signal output by the level generator. .
상기 신호 생성부는,
전원전압과 제 2 노드 사이에 연결되고, 상기 제 2 인에이블 신호에 응답하여 동작하는 제 3 스위칭 소자;
상기 제 2 노드와 접지노드 사이에 연결되고, 상기 제 1 노드의 전압 레벨에 따라 턴온 되는 정도가 변경되는 제 4 스위칭 소자를 포함하고,
상기 제 2 노드로부터 상기 프리차지 제어신호가 출력되고, 상기 제 1 노드의 전압 레벨에 따라 상기 프리차지 제어신호의 전압 레벨이 강하되는 속도가 변경되는 것을 특징으로 하는 프리차지 제어회로.The method of claim 4, wherein
The signal generator,
A third switching element connected between a power supply voltage and a second node and operative in response to the second enable signal;
A fourth switching element connected between the second node and a ground node, the fourth switching element being turned on in accordance with a voltage level of the first node;
The precharge control signal is outputted from the second node, and a speed at which the voltage level of the precharge control signal drops is changed according to the voltage level of the first node.
상기 제 1 노드의 전압 레벨이 높을 수록, 상기 프리차지 제어신호의 전압 레벨이 강하되는 속도가 빨라지는 것을 특징으로 하는 프리차지 제어회로.6. The method of claim 5,
The higher the voltage level of the first node, the faster the voltage level of the precharge control signal is lowered.
프리차지 제어신호의 전압 레벨에 따라 변경되는 프리차지 전압을 제공하기 위한 프리차지 전압 회로;
제 1 및 제 2 인에이블 신호와, 전압 제어신호에 응답하여 상기 프리차지 전압의 전압 레벨을 선형적으로 변경시키기 위하여, 상기 프리차지 제어신호의 전압 레벨을 변경시켜 출력하기 위한 프리차지 제어회로; 및
프리차지 동작을 위하여 상기 제 1 및 제 2인에이블 신호를 출력하는 한편, 주변 온도 변화와 전원전압 레벨 변화에 따라서 상기 전압 제어신호를 출력하는 제어로직을 포함하는 집적회로.An integrated circuit comprising a plurality of circuits,
A precharge voltage circuit for providing a precharge voltage changed according to a voltage level of the precharge control signal;
A precharge control circuit for changing and outputting a voltage level of the precharge control signal to linearly change a voltage level of the precharge voltage in response to a first and second enable signal and a voltage control signal; And
And a control logic that outputs the first and second enable signals for precharge operation and outputs the voltage control signal in response to changes in ambient temperature and power voltage levels.
상기 프리차지 제어회로의 프리차지 제어신호의 전압 레벨은 선형적으로 강하되는 것을 특징으로 하는 집적회로.The method of claim 7, wherein
And the voltage level of the precharge control signal of the precharge control circuit drops linearly.
상기 프리차지 제어회로는,
상기 제 1 인에이블 신호 및 전압 제어신호에 응답하여, 상기 프리차지 제어신호의 전압 레벨의 제어를 위한 동작 전압을 출력하는 전압 생성부; 및
상기 제 2 인에이블 신호에 응답하여 상기 프리차지 제어신호의 전압을 소정 레벨로 고정하고, 상기 제 2 인에이블 신호가 디스에이블 된 경우, 상기 프리차지 제어신호의 전압 레벨을 상기 동작 전압의 전압 레벨에 의해서 결정되는 기울기에 따라서 선형적으로 변경시키는 신호 생성부를 포함하는 집적회로.The method of claim 7, wherein
The precharge control circuit,
A voltage generator configured to output an operating voltage for controlling the voltage level of the precharge control signal in response to the first enable signal and the voltage control signal; And
In response to the second enable signal, the voltage of the precharge control signal is fixed to a predetermined level, and when the second enable signal is disabled, the voltage level of the precharge control signal is set to the voltage level of the operating voltage. And a signal generator for linearly changing the inclination determined by the slope.
상기 전압 생성부는,
상기 전압 제어신호에 따라 설정되는 하나 이상의 제어 신호를 출력하는 레벨 생성기;
전원전압 입력단과 제 1 노드 사이에 연결되고, 상기 제 1 인에이블 신호에 응답하여 턴온 되는 제 1 스위칭소자; 및
상기 제 1 노드와 접지노드 사이에 병렬로 연결되고, 상기 레벨 생성기가 출력하는 하나 이상의 제어 신호들에 의해서 각각 턴온 되는 복수개의 제 2 스위칭 소자들을 포함하는 집적회로.The method of claim 7, wherein
The voltage generator,
A level generator for outputting one or more control signals set according to the voltage control signal;
A first switching device connected between a power supply voltage input terminal and a first node and turned on in response to the first enable signal; And
And a plurality of second switching elements connected in parallel between the first node and the ground node, each of which is turned on by one or more control signals output by the level generator.
상기 제 1 스위칭 소자와 상기 제 1 노드 사이에 연결되는 가변저항을 더 포함하고, 상기 가변저항은 상기 레벨 생성기가 출력하는 저항 제어신호에 응답하여 저항값이 변경되는 것을 특징으로 하는 집적회로.The method of claim 10,
And a variable resistor connected between the first switching element and the first node, wherein the variable resistor changes a resistance value in response to a resistance control signal output by the level generator.
상기 신호 생성부는,
전원전압 입력단과 제 2 노드 사이에 연결되고, 제 2 인에이블 신호에 응답하여 동작하는 제 3 스위칭 소자와,
상기 제 2 노드와 접지노드 사이에 연결되고, 상기 제 1 노드의 전압에 따라 턴온 되는 정도가 변경되는 제 4 스위칭 소자를 포함하고,
상기 제 2 노드로부터 상기 프리차지 제어신호가 출력되고 상기 제 1 노드의 전압에 따라 상기 프리차지 제어신호의 전압이 강하되는 속도가 변경되는 것을 특징으로 하는 집적회로.12. The method of claim 11,
The signal generator,
A third switching element connected between the power supply voltage input terminal and the second node and operating in response to the second enable signal;
A fourth switching element connected between the second node and the ground node, the fourth switching element being turned on in accordance with the voltage of the first node;
And a rate at which the voltage of the precharge control signal drops according to the voltage of the first node and the precharge control signal is output from the second node.
상기 제 1 스위칭 소자는 PMOS 트랜지스터이고, 상기 제 2 스위칭 소자들은 NMOS 트랜지스터들인 것을 특징으로 하는 집적회로.The method of claim 10,
The first switching element is a PMOS transistor, and the second switching elements are NMOS transistors.
상기 제 1 노드의 전압이 높아질수록, 상기 프리차지 제어신호의 전압이 강하되는 속도가 빨라지는 것을 특징으로 하는 집적회로.The method of claim 10,
And the higher the voltage of the first node is, the faster the voltage of the precharge control signal drops.
상기 전압 생성부는,
전압 제어신호에 따라 설정되는 전압을 출력하는 레벨 생성기;
전원전압 입력단과 제 1 노드 사이에 연결되고, 제 1 인에이블 신호에 응답하여 턴온 되는 제 1 스위칭소자; 및
상기 제 1 노드와 접지노드 사이에 병렬로 연결되고, 상기 레벨 생성기의 출력에 하는 전압 레벨에 따라서 턴온되는 복수개의 제 5 스위칭 소자들을 포함하고, 상기 복수개의 제 5 스위칭 소자들 각각은 문턱전압이 서로 다른 것을 특징으로 하는 집적회로.The method of claim 7, wherein
The voltage generator,
A level generator for outputting a voltage set according to the voltage control signal;
A first switching device connected between the power supply voltage input terminal and the first node and turned on in response to the first enable signal; And
A plurality of fifth switching elements connected in parallel between the first node and the ground node and turned on according to a voltage level at the output of the level generator, wherein each of the fifth switching elements has a threshold voltage; Integrated circuits characterized in that different.
상기 제어로직은,
상기 전원전압의 변동을 감지하고, 감지결과에 따른 제 1 감지신호를 출력하기 위한 전압 감지부;
상기 주변 온도의 변동을 감지하고, 감지결과에 따른 제 2 감지신호를 출력하기 위한 온도 감지부;
상기 제 1 및 제 2 감지신호에 따라서 상기 전압 제어신호를 생성하는 가감산 회로부; 및
상기 제 1 및 제 2 인에이블 신호를 출력하고, 상기 가감산 회로부에서 생성하는 상기 전압 제어신호의 출력을 제어하기 위한 제어부를 포함하는 집적회로.
The method of claim 7, wherein
The control logic is,
A voltage detector for detecting a change in the power supply voltage and outputting a first detection signal according to a detection result;
A temperature sensor for detecting a change in the ambient temperature and outputting a second detection signal according to a detection result;
An addition and subtraction circuit unit generating the voltage control signal according to the first and second detection signals; And
And a controller configured to output the first and second enable signals and to control an output of the voltage control signal generated by the add / subtract circuit.
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