KR20200002122A - Databus circuit for eeprom - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 엠씨유(MCU: Micro Controller Unit)용 이이피롬(EEPROM)에 적용되는 데이터 버스 회로에 관한 것으로, 특히 듀얼 프로그램 전압을 이용하여 이이피롬 셀 어레이에 대한 지우기와 프로그램 동작을 수행할 수 있도록 한 이이피롬의 데이터버스 회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
무선충전기(wireless charger)나 유에스비(USB type-C) 등의 엠씨유(MCU: Micro Controller Unit)에서 25MHz 이상의 고속 읽기 동작 특성을 가진 비휘발성 메모리가 요구되고 있다. 실시간으로 정보를 갱신하거나, 보안 데이터를 저장하거나, 명령코드를 저장하는 등의 기능을 하는 MCU용 1Mb 이하의 내장형 비휘발성 메모리로써 주로 이이피롬 아이피(EEPROM Intellectual Property)(이하, '이이피롬'이라 칭함)가 사용되고 있다. Non-volatile memory having high-speed read operation of 25 MHz or more is required in a micro controller unit (MCU) such as a wireless charger or a USB type-C. It is a built-in nonvolatile memory of 1Mb or less for MCU that functions to update information in real time, store security data, or store command codes. It is mainly referred to as EEPROM Intellectual Property (hereinafter referred to as 'IIPROM'). Is used).
0.13㎛ BCD 공정을 사용하여 설계된 512Kb 이이피롬의 주요 특징은 아래의 표 1과 같다. 이이피롬 셀로써 주로 스플릿 게이트(spilt gate) 이이피롬 셀이 사용되고 있다. 이이피롬 셀에서 행(row) 방향으로 컨트롤 게이트(CG: Control Gate)와 셀렉트 게이트(SG: Select Gate)가 라우팅 되어 있으며, 열(column) 방향으로 비트라인(BL: Bit-Line)과 소스라인(SL: Source Line)이 라우팅 되어 있다. 이이피롬 셀에 사용되는 전원전압(VDD)은 2.2V~5.5V의 넓은 범위를 갖는다. 이이피롬 셀의 동작 모드에는 정상(normal) 모드로 읽기, 페이지 지우기 (page erase), 페이지 버퍼 로드 (page buffer load), 페이지 프로그램 (page program) 모드가 있으며, 확인 모드에는 지우기 확인(erase-verify-read) 모드와 프로그램 확인(program-verify-read) 모드가 있다. 이이피롬 셀 어레이는 512행×1,024열로 구성되고, 페이지 버퍼가 1Kb로 구성될 수 있다. 이와 같은 경우 페이지 지우기와 페이지 프로그램은 1Kb 단위로 수행되는 반면, I/O가 32bit이므로 페이지 버퍼 로드와 읽기 동작은 32bit 단위로 수행된다. Key features of the 512 Kb Y pyrom designed using 0.13 ㎛ BCD process are shown in Table 1 below. As a pyromium cell, a split gate pyromium cell is mainly used. In this column, the control gate (CG) and the select gate (SG) are routed in the row direction and the bit line and source line in the column direction. (SL: Source Line) is routed. The power supply voltage (VDD) used in this pyrom cell has a wide range of 2.2V to 5.5V. The operating mode of this pyrom cell includes read, page erase, page buffer load, and page program modes in normal mode, and erase-verify in verify mode. There is a -read mode and a program-verify-read mode. This pyrom cell array may consist of 512 rows x 1,024 columns, and the page buffer may consist of 1 Kb. In this case, page erase and page program are performed in units of 1Kb, whereas page buffer load and read operations are performed in units of 32 bits because I / O is 32 bits.
도 1은 종래 기술에 의한 이이피롬의 데이터버스 회로에 대한 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 이이피롬 셀 어레이(110), 스위치부(120), 데이터버스 센싱회로부(130) 및 출력버퍼부(140)를 구비한다. FIG. 1 is a block diagram of a data bus circuit of a Y. pyrom according to the related art. As shown in FIG. 1, a Y.
데이터버스 센싱회로부(130)는 하나의 이이피롬 셀 어레이(110)에 대하여 8개로 분할된 데이터버스 센스앰프부를 구비하며, 상기 데이터버스 센스앰프부는 이이피롬 센싱회로를 16개 씩 각기 구비한다. The data bus
이와 같은 구조의 데이터버스 센싱회로부(130)에 대응하여, 상기 이이피롬 셀 어레이(110)와 상기 데이터버스 센싱회로부(130)의 사이에 스위치부(120)를 구비한다. 상기 스위치부(120)는 8개로 분할된 리드데이터 스위치부를 구비하며, 상기 각각의 리드데이터 스위치부에는 128개의 리드데이터 스위치가 구비된다. In response to the data bus
상기 데이터버스 센싱회로부(130)에 대응하여, 상기 데이터버스 센싱회로부(130)와 데이터출력단자 DOUT[15:0]의 사이에 8개로 분할된 출력버퍼를 구비하는 출력버퍼부(140)가 구비된다. In response to the data bus
데이터버스(DB)에 존재하는 기생 커패시터 성분은 데이터버스 센싱회로부(130)의 동작속도에 영향을 주게 되는데, 이는 주로 DB의 도선 커패시턴스(interconnect capacitance), BL 스위치 회로의 트랜지스터에 있는 접합 커패시턴스(junction capacitance), 게이트 오버랩 커패시턴스(gate overlap capacitance) 성분으로 구성되어있다. The parasitic capacitor component present in the data bus DB affects the operating speed of the data bus
따라서, 이이피롬 셀 어레이의 동작속도를 향상시키기 위해서는 데이터버스에 존재하는 기생 커패시터의 용량을 최대한으로 줄일 필요가 있다. Therefore, in order to improve the operation speed of the EPROM cell array, it is necessary to reduce the capacitance of the parasitic capacitor present in the data bus to the maximum.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이이피롬 셀의 데이터버스에 기생하는 커패시턴스가 큰 분산된 데이터버스 센싱 방식 대신 기생하는 커패시턴스가 작은 로컬 데이터라인 센싱 방식을 적용하여 비트라인의 전압을 데이터라인에 전달하는 시간을 줄이는데 있다. The problem to be solved by the present invention is to transfer the voltage of the bit line to the data line by applying a local parasitic local data line sensing method instead of a distributed parasitic data bus sensing method of the parasitic capacitance of the data bus To save time.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 읽기 모드에서 스위치를 빠르게 온시키는 비트라인 스위치 회로를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a bit line switch circuit for quickly turning on a switch in a read mode.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 데이터버스 센스앰프 회로에 데이터라인 클램핑회로를 사용하여 억세스 시간을 단축하는데 있다. Another object of the present invention is to shorten the access time by using a data line clamping circuit in a data bus sense amplifier circuit.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시예에 따른 이이피롬의 데이터버스 회로는, 이이피롬 셀 어레이: 상기 이이피롬 셀 어레이에 대하여 32 개로 분할된 비트라인 스위치회로부를 구비하고, 상기 비트라인 스위치회로부들은 각각 32개의 비트라인 스위치회로를 구비하여 비트라인과 데이터라인 간의 선택적 연결을 위한 스위칭 동작을 수행하는 비트라인 제어부; 및 상기 이이피롬 셀 어레이에 대하여 32개로 분할된 데이터라인 센스앰프를 구비하는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention for achieving the above technical problem, a data bus circuit of an Y-pyrom includes: a Y-pyrom cell array: a bit line switch circuit portion divided into 32 for the Y-pyrom cell array, and the bit line switch circuit portion. Each of the bit line control circuit including a 32 bit line switch circuit for performing a switching operation for the selective connection between the bit line and the data line; And a data line sense amplifier divided into 32 parts of the EP-ROM cell array.
본 발명은 이이피롬 셀의 데이터버스에 기생하는 커패시턴스가 큰 분산된 데이터버스 센싱 방식 대신 기생하는 커패시턴스가 작은 로컬 데이터라인 센싱 방식을 적용하여 비트라인의 전압을 데이터라인에 전달하는 시간을 줄이고 HV 소자에 관련된 마스크들을 생략할 수 있는 효과가 있다. The present invention reduces the time to transfer the voltage of the bit line to the data line by applying a local parasitic capacitance data line sensing scheme instead of the large parasitic capacitance data bus sensing scheme of parasitic data bus of the Ipyrom cell. This has the effect of omitting the masks associated with.
본 발명은 비트라인 스위치회로가 대기 상태에서 비트라인스위치 디스에이블반전신호를 이용하여 쓰기 모드용 엔모스 트랜지스터를 온시켜 놓은 후 읽기 모드로 진입할 때 비트라인스위치 선택신호를 이용하여 읽기 모드용 엔모스 트랜지스터를 온시킴으로써 이 트랜지스터의 동작속도가 향상되는 효과가 있다. According to the present invention, when the bit line switch circuit enters the read mode after turning on the write mode NMOS transistor using the bit line switch disable inversion signal in the standby state, the bit line switch circuit uses the bit line switch selection signal. By turning on the MOS transistor, the operation speed of this transistor is improved.
본 발명은 비트라인 노드 전압을 VDD-VT로 선 충전하는 대신 데이터라인 클램핑회로를 사용하여 억세스 시간을 단축할 수 있는 효과가 있다. The present invention can reduce the access time by using the data line clamping circuit instead of precharging the bit line node voltage to VDD-VT.
도 1은 종래 기술에 의한 이이피롬의 데이터버스 회로에 대한 블록도.
도 2는 본 발명에 의한 이이피롬의 데이터버스 회로의 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 비트라인 스위치 회로도.
도 4는 본 발명에 따른 디스에이블반전신호 출력부의 상세 회로도.
도 5는 본 발명에 따른 선택신호 출력부의 상세 회로도.
도 6은 본 발명에 따른 데이터라인 센스앰프의 상세 회로도.
도 7은 읽기 모드에서 지워진 이이피롬 셀과 프로그램된 이이피롬 셀에 대하여 연속적으로 모의실험 한 결과를 나타낸 파형도.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 페이지 삭제 모드와 프로그램 모드의 모의실험 결과를 나타낸 파형도. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a block diagram of a data bus circuit of Ipyrom according to the prior art.
Fig. 2 is a block diagram of a data bus circuit of Y. pyrom according to the present invention.
3 is a bit line switch circuit diagram according to the present invention;
4 is a detailed circuit diagram of a disable inversion signal output unit according to the present invention;
5 is a detailed circuit diagram of a selection signal output unit according to the present invention;
6 is a detailed circuit diagram of a data line sense amplifier according to the present invention.
FIG. 7 is a waveform diagram illustrating the results of successive simulations of the erased pyromium cell and the programmed two-pyromium cell in read mode. FIG.
8 and 9 are waveform diagrams showing simulation results of a page erase mode and a program mode according to the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 의한 이이피롬의 데이터버스 회로의 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 이이피롬 셀 어레이(210), 비트라인 제어부(220) 및 데이터라인 센스앰프부(230)를 구비한다. FIG. 2 is a block diagram of a data bus circuit of a Y pyrom according to the present invention, and as shown therein, includes a Y
이이피롬 셀 어레이(210)의 구성은 특별하게 한정되지 않으며, 본 실시예에서는 512행 ×1,024열로 구성된 것을 예로 하여 설명한다.The configuration of the Y
비트라인 제어부(220)는 하나의 이이피롬 셀 어레이(210)에 대하여 32개로 분할된 비트라인 스위치회로부(221)를 구비하며, 상기 32개의 비트라인 스위치회로부(221)들은 각각 32개의 비트라인 스위치회로를 구비한다. 비트라인 스위치회로는 비트라인(BL)과 데이터라인(DL) 간의 선택적 연결을 위한 스위칭 동작을 한다. The bit
도 3은 상기 32개의 비트라인 스위치 회로 중에서 하나의 회로도로서 이에 도시한 바와 같이 디스에이블반전신호 출력부(310), 비트라인 연결제어부(320), 선택신호 출력부(330) 및 선택 및 클램핑부(340)를 구비한다.3 is a circuit diagram of one of the 32 bit line switch circuits, the disable inversion
디스에이블반전신호 출력부(310)는 펌프인에이블신호(PUMPEN)에 따라 비트라인스위치 디스에이블반전신호(BLSW_DISb)를 출력한다. 디스에이블반전신호 출력부(310)는 상기 비트라인스위치 디스에이블반전신호(BLSW_DISb)를 출력함에 있어서, 프로그램모드에서 0V로 출력하고, 지우기모드에서는 ―7.25V로 출력하며, 읽기모드에서는 3.3V로 출력한다. 그리고, 디스에이블반전신호 출력부(310)는 듀얼 프로그램 전압(±7.25V)을 이용하여 이이피롬 셀 어레이(210)의 셀에 대한 지우기와 프로그램 동작을 수행한다. 이에 따라, 프로그램 모드에서 상기 비트라인(BL)에 ―7.25V가 공급되고, 지우기 모드에서는 상기 비트라인(BL)에 7.25V가 공급된다. The disable inversion
비트라인 연결 제어부(320)는 엔모스 트랜지스터(N 채널의 MOS 트랜지스터)(MN1)를 구비한다. 상기 엔모스 트랜지스터(MN1)는 상기 비트라인스위치 디스에이블반전신호(BLSW_DISb)에 의해 턴온되거나 턴오프된다. 상기 엔모스 트랜지스터(MN1)는 턴온될 때 비트라인(BL)을 제1노드(N1)에 연결하고, 턴오프될 때에는 그 비트라인(BL)과 제1노드(N1)를 전기적으로 분리시키는 역할을 한다. 읽기 모드에서 상기 비트라인스위치 디스에이블반전신호(BLSW_DISb)가 하이(예: 3.3V)로 공급되므로 상기 엔모스 트랜지스터(MN1)는 온 상태로 유지된다. The bit
읽기 모드와 지우기 모드에서 상기와 같이 전압이 공급되는 비트라인의 연결동작을 5V 엔모스 트랜지스터(MN1)를 통해 제어하기 위하여 도 4와 같은 회로를 사용한다. 즉, 도 4는 상기 디스에이블반전신호 출력부(310)의 구현예를 보인 상세회로도로서 이에 도시한 바와 같이 펌프인에이블신호(PUMPEN)를 3단 차동증폭하는 제1-3증폭부(311),(312),(313)와 상기 제3증폭부(313)의 출력신호를 반전시켜 상기 비트라인스위치 디스에이블반전신호(BLSW_DISb)로 출력하는 반전증폭부(314)를 구비한다. 제1증폭부(311)는 차동결합된 피모스 트랜지스터(P 채널의 MOS 트랜지스터)(MP11, MP12)와 일측 단자(드레인)과 게이트가 서로 교차 결합된 엔모스 트랜지스터(MN11, MN12)를 구비하여, 로우전원전압(VLV)으로 상기 펌프인에이블신호(PUMPEN)를 증폭한다. In the read mode and the erase mode, the circuit shown in FIG. 4 is used to control the connection operation of the bit line supplied with the voltage through the 5V NMOS transistor MN1. That is, FIG. 4 is a detailed circuit diagram illustrating an implementation of the disable inversion
제2증폭부(312)는 일측 단자(소스)과 게이트가 서로 교차 결합된 피모스 트랜지스터(MP13,MP14)와 차동결합된 엔모스 트랜지스터(MN13,MN14)를 구비하여, 하이전원전압(BLSW_HV)으로 상기 제1증폭부(311)의 출력신호를 증폭한다.The
제3증폭부(313)는 차동결합된 피모스 트랜지스터(MP15,MP16)와 일측 단자(드레인)과 게이트가 서로 교차 결합된 엔모스 트랜지스터(MN15,MN16)를 구비하여, 상기 하이전원전압(BLSW_HV)으로 상기 제2증폭부(312)의 출력신호를 증폭한다.The
제1반전증폭부(314)는 상기 하이전원전압(BLSW_HV)과 접지전압(VSS)의 사이에 직렬 연결된 피모스 트랜지스터(MP17) 및 엔모스 트랜지스터(MN17)를 구비하여, 상기 제3증폭부(313)의 출력신호를 반전시켜 상기 비트라인스위치 디스에이블반전신호(BLSW_DISb)로 출력한다. 상기 접지전압(VSS)은 딥엔웰(DNW)의 영역에 연결(공유)되어 있다.The
선택신호 출력부(330)는 제1,2리드제어신호에 따라 비트라인스위치 선택신호(BLSW_SEL)를 출력한다. The selection
선택 및 클램핑부(340)는 엔모스 트랜지스터(MN2,MN3)를 구비한다. 상기 엔모스 트랜지스터(MN2)는 상기 비트라인스위치 선택신호(BLSW_SEL)에 의해 턴온될 때 상기 제1노드(N1)를 데이터라인(DL)에 연결하는 역할을 한다. 상기 엔모스 트랜지스터(MN3)는 외부로부터 공급되는 비트라인스위치 클램프신호(BLSW_CLAMP)에 따라 상기 제1노드(N1)의 신호를 클램프하는 역할을 한다.The selection and
도 5는 상기 선택신호 출력부(330)의 구현예를 보인 상세회로도로서 이에 도시한 바와 같이 낸드게이트(ND21), 차동증폭단(331) 및 반전 증폭단(332)을 구비한다.
낸드게이트(ND21)는 외부로부터 공급되는 제1,2리드제어신호(YPRE1_RD),(YPRE2_ RD)를 낸드 연산한다.FIG. 5 is a detailed circuit diagram illustrating an implementation of the selection
차동증폭단(331)은 타측 단자(드레인)와 게이트가 서로 교차 결합된 피모스 트랜지스터(MP21,MP22), 차동결합된 엔모스 트랜지스터(MN21,MN22) 및 상기 낸드게이트(ND21)의 출력단과 상기 엔모스 트랜지스터(MN22)의 게이트 사이에 연결된 인버터(I21)를 구비하여, 상기 낸드게이트(ND21)의 출력신호를 증폭한다.The
반전 증폭단(332)은 전원전압(VDD)과 접지전압(VSS)의 사이에 직렬 연결된 피모스 트랜지스터(MP23) 및 엔모스 트랜지스터(MN23)를 구비하여, 상기 차동증폭단(331)의 출력신호를 반전시켜 상기 비트라인스위치 선택신호(BLSW_SEL)로 출력한다.The inverting
상기 설명에서와 같이 비트라인 스위치회로부(221)에 구비된 비트라인 스위치회로는 비트라인(BL)과 데이터라인(DL) 간의 선택적 연결을 위한 스위칭 동작을 수행함에 있어서, 대기 상태에서 비트라인스위치 디스에이블반전신호(BLSW_DISb)를 3.3V의 DC 전압을 공급하여 쓰기 모드용 엔모스 트랜지스터(MN1)를 온시켜 놓은 후 읽기 모드로 진입하면 비트라인스위치 선택신호(BLSW_SEL)로 읽기 모드용 엔모스 트랜지스터(MN2)를 온시킴으로써 읽기 모드용 엔모스 트랜지스터(MN2)의 동작속도가 향상된다. As described above, the bit line switch circuit provided in the bit line
데이터라인 센스앰프부(230)는 하나의 이이피롬 셀 어레이(210)에 대하여 32개로 분할된 데이터라인 센스앰프(231)들을 구비한다. 즉, 데이터라인 센싱회로부(230)는 32열의 데이터라인(DL) 각각에 대하여 하나의 센스앰프(S/A)를 구비하는 로컬 데이터라인 센싱 구조를 갖는다. 따라서, 도 1의 분산된 데이터 버스 구조와 비교할 때 데이터 버스 노드에 기생하는 기생 기생 커패시터의 용량을 1/4 수준으로 줄일 수 있다.The data line
통상의 데이터라인 센스앰프의 경우 데이터라인(DL)을 VDD-VT 전압으로 선 충전하므로 지워진 셀을 읽을 때 0V로 방전하는데 시간이 많이 소요된다. 이를 감안하여 본 발명에 따른 데이터라인 센스앰프부(230)의 데이터라인 센스앰프(231)들은 데이터라인(DL)을 VDD-VT 전압으로 프리차징하는 대신 데이터라인 클램핑회로를 이용하여 데이터라인 전압을 소정 전압(예: 0.6V)으로 클램핑한다. 이에 따라, 읽기 모드에서 억세스 시간이 실험 결과 34.2ns로 나타났는데, 이는 기준제한시간인 40ns보다 짧은 시간이다.In a typical data line sense amplifier, since the data line DL is precharged to the VDD-VT voltage, it takes a long time to discharge to 0V when the erased cell is read. In view of this, the data
도 6은 상기 데이터라인 센스앰프의 구현예를 나타낸 상세 회로도로서 이에 도시한 바와 같이, 데이터라인 클램핑회로(610), 데이터라인 풀업부(620), 차동센스앰프(630) 및 래치부(640)를 구비한다. FIG. 6 is a detailed circuit diagram illustrating an implementation of the data line sense amplifier. As shown in FIG. 6, the data
데이터라인 클램핑회로(610)는 데이터라인(DL)의 전압을 소정 전압(예: 0.6V)으로 클램핑하는 역할을 한다. 이를 위해 데이터라인 클램핑회로(610)는 노아게이트(NOR60) 및 엔모스 트랜지스터(MN60)를 구비한다.The data line clamping
노아게이트(NOR60)는 데이터라인(DL)의 전압과 외부로부터 공급되는 데이터라인 클램프반전신호(DL_CLAMPb)를 노아 연산한다. 엔모스 트랜지스터(MN60)는 상기 노아게이트(NOR60)의 출력신호에 따라 상기 데이터라인(DL)의 전압을 소정 전압(예: 0.6V)으로 클램핑한다.The NOR gate NOR60 performs a NO operation on the voltage of the data line DL and the data line clamp inversion signal DL_CLAMPb supplied from the outside. The NMOS transistor MN60 clamps the voltage of the data line DL to a predetermined voltage (for example, 0.6V) according to the output signal of the NOR gate NOR60.
데이터라인 풀업부(620)는 읽기 모드에서 데이터라인(DL)을 로우전원전압(VLV)으로 풀업시키는 역할을 한다. 이를 위해 데이터라인 풀업부(620)는 피모스 트랜지스터(MP60)를 구비한다. The data line pull-up
피모스 트랜지스터(MP60)는 읽기 모드에서 상기 데이터라인 클램프반전신호(DL_CLAMPb)에 의해 턴온되어 데이터라인(DL)을 로우전원전압(VLV)으로 풀업시킨다.The PMOS transistor MP60 is turned on by the data line clamp inversion signal DL_CLAMPb in a read mode to pull up the data line DL to the low power supply voltage VLV.
차동센스 앰프(630)는 상기 데이터라인(DL)의 전압과 기준전압(VREF)의 차전압을 증폭하는 역할을 한다. The
이를 위해 차동센스 앰프(630)는 로우전원전압(VLV)과 세트노드(SN) 사이에 병렬 연결된 게이트에 센스앰프인에이블신호(SAEN)가 인가되는 피모스 트랜지스터(MP61) 및 게이트가 리세트노드(RN)에 연결된 피모스 트랜지스터(MP62); 로우전원전압(VLV)과 리세트노드(RN) 사이에 병렬 연결된 게이트가 세트노드(SN)에 연결된 피모스 트랜지스터(MP63) 및 게이트에 센스앰프인에이블신호(SAEN)가 인가되는 피모스 트랜지스터(MP64); 일측 단자가 상기 세트노드(SN)에 연결되고 게이트가 상기 리세트노드(RN)에 연결된 엔모스 트랜지스터(MN61); 일측 단자가 상기 리세트노드(RN)에 연결되고 게이트가 상기 세트노드(SN)에 연결된 엔모스 트랜지스터(MN62); 일측 단자가 상기 엔모스 트랜지스터(MN61)의 타측 단자에 연결되고, 게이트가 데이라인(DL) 측에 연결된 엔모스 트랜지스터(MN63); 일측 단자가 상기 엔모스 트랜지스터(MN62)의 타측 단자에 연결되고, 게이트가 기준전압(VREF)에 연결된 엔모스 트랜지스터(MN64); 센스앰프인에이블반전신호(SAENb)를 반전출력하는 인버터(I60); 및 일측 단자가 상기 엔모스 트랜지스터(MN63),(MN64)의 타측 단자에 공통으로 연결되고, 타측 단자가 접지단자에 연결되며, 게이트가 상기 인버터(I60)의 출력단자에 연결된 엔모스트랜지스터(MN65)를 구비한다. To this end, the
차동센스앰프(630)는 피모스 트랜지스터(MP61,MP64)의 게이트에 센스앰프인에이블신호(SAEN)가 공급되고 있는 상태에서, 데이터라인(DL)의 전압을 기준전압(VREF)과 비교하여 그에 따른 차동증폭 전압을 출력한다. 이때, 데이터라인(DL)를 통해 전달되는 센싱전압과 기준전압(VREF)의 차동 증폭 결과에 따라 세트노드(SN)에 '로우'가 출력되고 리세트노드(RN)에 '하이'가 출력되거나, 세트노드(SN)에 '하이'가 출력되고 리세트노드(RN)에 '로우'가 출력된다.The
래치부(640)는 상기 차동센스 앰프(630)에 의해 차동증폭되는 신호를 래치하여 그에 따른 데이터를 데이터출력단자(DOUT)에 출력한다. The
이를 위해 래치부(640)는 일측 단자가 상기 세트노드(SN)와 리세트노드(RN)에 각기 연결되고 타측 단자가 상대 낸드게이트의 출력단자에 각기 연결되어 래치를 구성하는 낸드게이트(ND60),(ND61); 상기 낸드게이트(ND60)의 출력단자와 데이터출력단자(DOUT)의 사이에 직렬 연결된 인버터(I61,I62) 및 상기 낸드게이트(ND61)의 출력단자와 상태유지단자(NC)의 사이에 연결된 인버터(I63)를 구비한다. To this end, the
한편, 도 7은 읽기 모드에서 지워진 이이피롬 셀과 프로그램된 이이피롬 셀에 대하여 연속적으로 모의실험 한 결과를 나타낸 것이다. 여기서, 모의실험 조건은 VDD=2.2V, VLV=1.35V, SS(slow NMOS slow PMOS) 모델 파라미터(model parameter), 125℃의 온도에서 진행 되었다. 데이터라인(DL)과 비트라인(BL)은 도 7에서 보는바와 같이 데이터라인 클램프반전신호(DL_CLAMPb)에 의해 0.6V로 클램핑 되는 것을 알 수 있다. 그리고 셀렉트 게이트신호(SG)가 3.3V로 활성화 되면서 첫 번째 읽기 모드 싸이클에서 이이피롬 셀의 온 전류에 의해 데이터라인(DL)과 리드데이터(RD)의 전압은 방전 된다. 이이피롬 셀의 데이터가 리드데이터(RD) 노드에 충분히 전달되면 센스앰프인에이블신호(SAEN)가 '하이'로 활성화되면서 센싱 데이터가 데이터출력단자(DOUT)로 출력되는 것을 확인할 수 있다. 읽기 모드에서 이이피롬 셀의 데이터 삭제 시간과 억세스 시간은 각각 35.63ns와 34.51ns로서 모두 40ns의 스펙을 만족한다.Meanwhile, FIG. 7 shows the results of successive simulations of the erased pyromium cells and the programmed two-pyromium cells in the read mode. Here, the simulation conditions were carried out at a temperature of VDD = 2.2V, VLV = 1.35V, SS (slow NMOS slow PMOS) model parameters, 125 ℃. As shown in FIG. 7, the data line DL and the bit line BL are clamped to 0.6V by the data line clamp inversion signal DL_CLAMPb. As the select gate signal SG is activated at 3.3V, the voltages of the data line DL and the read data RD are discharged by the on-current of the Y-pyrom cell in the first read mode cycle. When the data of the EPIROM cell is sufficiently transmitted to the read data RD node, the sense amplifier enable signal SAEN is activated 'high' and the sensing data is output to the data output terminal DOUT. In read mode, the data deletion time and access time of EPROM cells are 35.63ns and 34.51ns, respectively, which both satisfy the 40ns specification.
도 8과 도 9는 페이지 삭제 모드와 프로그램 모드에서 본 발명에 따른 모의실험 결과를 나타낸 것이다. 선택된 컨트롤 게이트(CG), 선택되지 않은 컨트롤 게이트(CG), 선택된 선택 게이트(SG), 선택되지 않은 선택 게이트(SG), 비트라인(BL)의 전압이 동작 모드별 셀 바이어스(cell bias) 조건에서와 같이 나오는 것을 확인할 수 있다. 모의 실험 조건은 VDD=2.2V, VLV=1.35V, SS(slow NMOS slow PMOS) 모델 파라미터(model parameter), 125℃의 온도에서 진행 되었다.8 and 9 show simulation results according to the present invention in the page delete mode and the program mode. The cell bias condition of the selected control gate CG, the unselected control gate CG, the selected select gate SG, the unselected select gate SG, and the bit line BL according to the operation mode You can see that it comes out as Simulation conditions were conducted at VDD = 2.2V, VLV = 1.35V, SS (slow NMOS slow PMOS) model parameter, 125 ℃.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것이 아니라 다음의 청구범위에서 정의하는 본 발명의 기본 개념을 바탕으로 보다 다양한 실시예로 구현될 수 있으며, 이러한 실시예들 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다. Although the preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and may be implemented in various embodiments based on the basic concept of the present invention defined in the following claims. Such embodiments are also within the scope of the present invention.
210 : 이이피롬 셀 어레이
220 : 비트라인 제어부
230 : 데이터라인 센스앰프부
310 : 디스에이블반전신호 출력부
311-313 : 제1-3증폭부
314 : 반전증폭부
320 : 비트라인 연결제어부
330 : 선택신호 출력부
331 : 차동 증폭단
332 : 반전 증폭단
340 : 선택 및 클램핑부210: ypyrom cell array 220: bit line controller
230: data line sense amplifier unit 310: disable inversion signal output unit
311-313: 1-3 amplifier 314: inverted amplifier
320: bit line connection control unit 330: selection signal output unit
331: differential amplifier stage 332: inverted amplifier stage
340: selection and clamping unit
Claims (8)
상기 이이피롬 셀 어레이에 대하여 32 개로 분할된 비트라인 스위치회로부를 구비하고, 상기 비트라인 스위치회로부들은 각각 32개의 비트라인 스위치회로를 구비하여 비트라인과 데이터라인 간의 선택적 연결을 위한 스위칭 동작을 수행하는 비트라인 제어부; 및
상기 이이피롬 셀 어레이에 대하여 32개로 분할된 데이터라인 센스앰프를 구비하는 로컬 데이터라인 센싱 구조를 갖는 데이터라인 센스 앰프부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이이피롬의 데이터버스 회로.
Ipyrom cell arrays:
32 bit line switch circuit units divided into 32 parts of the EPROM cell array, and each of the bit line switch circuit units includes 32 bit line switch circuits to perform a switching operation for selective connection between a bit line and a data line. A bit line controller; And
And a data line sense amplifier unit having a local data line sensing structure including 32 data line sense amplifiers of the I pyrom cell array.
펌프인에이블신호에 따라 비트라인스위치 디스에이블반전신호를 출력하는 디스에이블반전신호 출력부;
상기 비트라인스위치 디스에이블반전신호에 의해 턴온되어 상기 비트라인을 제1노드에 연결하는 비트라인 연결 제어부;
제1,2리드제어신호에 따라 비트라인스위치 선택신호를 출력하는 선택신호 출력부; 및
상기 비트라인스위치 선택신호에 의해 상기 제1노드를 상기 데이터라인에 연결하고, 비트라인스위치 클램프신호에 따라 상기 제1노드의 신호를 클램프하는 선택 및 클램핑부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이이피롬의 데이터버스 회로.
The circuit of claim 1, wherein the bit line switch circuit comprises:
A disable inversion signal output unit for outputting a bit line switch disable inversion signal according to a pump enable signal;
A bit line connection controller which is turned on by the bit line switch disable inversion signal and connects the bit line to a first node;
A selection signal output unit configured to output a bit line switch selection signal according to the first and second lead control signals; And
And a selection and clamping unit for connecting the first node to the data line by the bit line switch selection signal and clamping the signal of the first node according to the bit line switch clamp signal. Bus circuit.
듀얼 프로그램 전압을 이용하여 상기 이이피롬 셀 어레이의 셀에 대한 지우기와 프로그램 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 이이피롬의 데이터버스 회로.
The display device of claim 2, wherein the disable inversion signal output unit
And performing a erase and program operation on the cells of the Ipyrom cell array by using a dual program voltage.
4. The data bus circuit of claim 3, wherein the dual program voltage is ± 7.25V.
펌프인에이블신호를 3단 차동증폭하는 제1-3증폭부; 및
상기 제3증폭부의 출력신호를 반전시켜 상기 비트라인스위치 디스에이블반전신호로 출력하는 반전증폭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이이피롬의 데이터버스 회로.
The display device of claim 2, wherein the disable inversion signal output unit
A first and third amplifying units configured to three-step differential amplify the pump enable signal; And
And an inverting amplifier for inverting the output signal of the third amplifier and outputting the inverted signal as the bit line switch disable inversion signal.
외부로부터 공급되는 제1,2리드제어신호를 낸드 연산하는 낸드게이트;
타측 단자와 게이트가 서로 교차 결합된 제21,22 피모스 트랜지스터, 차동결합된 제21,22 엔모스 트랜지스터 및 상기 낸드게이트의 출력단과 상기 제22엔모스 트랜지스터의 게이트 사이에 연결된 제21인버터를 구비하여, 상기 낸드게이트의 출력신호를 차동 증폭하는 차동 증폭단; 및
전원전압과 접지전압의 사이에 직렬 연결된 제23피모스 트랜지스터 및 제23엔모스 트랜지스터를 구비하여, 상기 차동증폭단의 출력신호를 반전시켜 상기 비트라인스위치 선택신호로 출력하는 반전 증폭단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이이피롬의 데이터버스 회로.
The method of claim 2, wherein the selection signal output unit
A NAND gate NAND operation of the first and second lead control signals supplied from the outside;
21 and 22 PMOS transistors having the other terminal and the gate cross-coupled to each other, 21 and 22 NMOS transistors differentially coupled to each other, and a twenty-first inverter connected between an output terminal of the NAND gate and a gate of the 22nd NMOS transistor. A differential amplifier stage for differentially amplifying the output signal of the NAND gate; And
And a twenty-third PMOS transistor and a twenty-third NMOS transistor connected in series between a power supply voltage and a ground voltage, and inverting and outputting the output signal of the differential amplifier stage as the bit line switch selection signal. Ipyrom's data bus circuit.
상기 데이터라인의 전압을 클램핑하는 데이터라인 클램핑회로;
읽기 모드에서 상기 데이터라인을 로우전원전압으로 풀업시키는 데이터라인 풀업부;
상기 데이터라인의 전압과 기준전압의 차전압을 증폭하는 차동센스 앰프; 및
상기 차동센스 앰프의 출력신호를 래치하여 그에 따른 데이터를 데이터출력단자에 출력하는 래치부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이이피롬의 데이터버스 회로.
The method of claim 1, wherein the data line sense amplifier
A data line clamping circuit for clamping the voltage of the data line;
A data line pull-up unit configured to pull up the data line to a low power supply voltage in a read mode;
A differential sense amplifier for amplifying a voltage difference between the voltage of the data line and a reference voltage; And
And a latch unit for latching an output signal of the differential sense amplifier and outputting corresponding data to a data output terminal.
상기 데이터라인의 전압과 데이터라인 클램프반전신호를 노아 연산하는 제60노아게이트; 및
상기 제60노아게이트의 출력신호에 따라 상기 데이터라인의 전압을 소정의 레벨로 클램핑하는 제60엔모스 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 이이피롬의 데이터버스 회로.
8. The method of claim 7, wherein the data line clamping circuit is
A sixty-nOR gate for performing a NOR operation on the voltage of the data line and the data line clamp inversion signal; And
And a sixty-second NMOS transistor for clamping the voltage of the data line to a predetermined level according to the output signal of the sixty-NOA gate.
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