KR20240043929A - Apparatus for precharging of bit line - Google Patents

Apparatus for precharging of bit line Download PDF

Info

Publication number
KR20240043929A
KR20240043929A KR1020220122998A KR20220122998A KR20240043929A KR 20240043929 A KR20240043929 A KR 20240043929A KR 1020220122998 A KR1020220122998 A KR 1020220122998A KR 20220122998 A KR20220122998 A KR 20220122998A KR 20240043929 A KR20240043929 A KR 20240043929A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bit line
precharge
control signal
blb
column
Prior art date
Application number
KR1020220122998A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
손선익
Original Assignee
코아솔 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 코아솔 주식회사 filed Critical 코아솔 주식회사
Priority to KR1020220122998A priority Critical patent/KR20240043929A/en
Publication of KR20240043929A publication Critical patent/KR20240043929A/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/34Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
    • G11C11/40Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
    • G11C11/41Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming static cells with positive feedback, i.e. cells not needing refreshing or charge regeneration, e.g. bistable multivibrator or Schmitt trigger
    • G11C11/413Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing, timing or power reduction
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C7/00Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • G11C7/12Bit line control circuits, e.g. drivers, boosters, pull-up circuits, pull-down circuits, precharging circuits, equalising circuits, for bit lines

Abstract

본 발명의 목적은 읽기/쓰기 동작시 선택된 칼럼 주소(column address)에 대응하는 프리차지용 트랜지스터만 턴오프시키고, 나머지 컬럼 주소에 대응하는 프리차지용 트랜지스터는 턴온 상태를 유지시킴으로써, 읽기/쓰기 동작을 마친 후, 비트라인(bl)들과 반전비트라인(blb)들을 프리차지 할 때 순간적으로 많은 양의 전류가 흐르는 것을 방지하여, 피크 전류를 감소시킬 수 있도록 하는 비트라인 프리차지 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 칼럼별로 구비되며, 비트라인(bl)과 반전비트라인(blb) 쌍을 통해 복수의 칼럼 메모리 셀이 연결되는 복수의 다중화부; 칼럼별로 구비되며, 대기 상태에서 상기 비트라인(bl)과 반전비트라인(blb) 쌍을 프리차지시키는 복수의 프리차지부; 및 상기 복수의 다중화부를 통해 상기 복수의 비트라인(bl)과 반전비트라인(blb) 쌍들이 연결되는 센스 증폭부;를 포함하며, 읽기/쓰기 동작시, 상기 복수의 프리차지부 중에서 선택된 칼럼에 대응하는 프리차지부만 비활성화되고, 나머지 칼럼에 대응하는 프리차지부는 활성화 상태를 유지하는 것을 특징으로 한다.
The purpose of the present invention is to turn off only the precharge transistor corresponding to the selected column address during read/write operation, and keep the precharge transistor corresponding to the remaining column addresses turned on, thereby enabling read/write operation. After completing the process, we provide a bit line precharge device that prevents a large amount of current from flowing momentarily when precharging the bit lines (bl) and inverted bit lines (blb), thereby reducing the peak current. there is.
In order to achieve the above object, the present invention includes a plurality of multiplexing units provided for each column and in which a plurality of column memory cells are connected through a pair of bit lines (bl) and inverted bit lines (blb); a plurality of precharge units provided for each column and precharging the bit line (bl) and inverted bit line (blb) pairs in a standby state; And a sense amplifier in which the plurality of bit line (bl) and inverted bit line (blb) pairs are connected through the plurality of multiplexers. During a read/write operation, a sense amplifier is connected to the column selected from the plurality of precharge units. Only the corresponding precharge section is deactivated, and the precharge section corresponding to the remaining columns remains activated.

Figure P1020220122998
Figure P1020220122998

Description

비트라인 프리차지 장치{APPARATUS FOR PRECHARGING OF BIT LINE}Bit line precharge device {APPARATUS FOR PRECHARGING OF BIT LINE}

본 발명은 비트라인 프리차지 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 프레임 버퍼 메모리로 사용되는 대용량 메모리의 비트라인쌍들을 프리차지하는 비트라인 프리차지 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a bit line precharge device, and more specifically, to a bit line precharge device that precharges bit line pairs of a large capacity memory used as a frame buffer memory.

TV, 랩톱 컴퓨터, 모니터 및 모바일 기기 등과 같은 영상을 표시하는 전자 장치에 이용되고 있는 디스플레이 장치로서 액정 표시 장치(LCD, Liquid Crystal Device), 유기발광 표시 장치(OLED, Organic Light Emitting Device) 등이 있다.Display devices used in electronic devices that display images such as TVs, laptop computers, monitors, and mobile devices include liquid crystal displays (LCDs) and organic light emitting devices (OLEDs). .

디스플레이 장치는 복수의 픽셀을 갖는 디스플레이 패널과, 복수의 픽셀에 전기 신호를 인가하기 위한 디스플레이 구동 장치(Display Drive Integrated circuit)(DDI)를 포함할 수 있으며, DDI가 복수의 픽셀에 제공하는 전기 신호에 의해 영상이 구현될 수 있다.The display device may include a display panel having a plurality of pixels and a display drive integrated circuit (DDI) for applying electrical signals to the plurality of pixels, and the DDI provides electric signals to the plurality of pixels. The image can be implemented by .

DDI에 사용되는 프레임 버퍼 메모리는 수 Mb ~ 수십 Mb 용량이 사용되고, DDI에서 프레임 버퍼 메모리가 차지하는 면적이 50% 이상이 된다. 그리고 읽기(Read)/쓰기(Write) 동작 대역폭을 높이기 위해 입출력 데이터 라인 개수가 100개 이상으로 매우 많다.The frame buffer memory used in DDI has a capacity of several Mb to tens of Mb, and the area occupied by the frame buffer memory in DDI is more than 50%. And to increase the read/write operation bandwidth, the number of input/output data lines is very large, more than 100.

또한 DDI에 사용되는 프레임 버퍼 메모리는 도 1에 도시하는 바와 같이 입출력을 동시에 할 수 있도록 두 개의 클럭(쓰기용 클럭과 읽기용 클럭)을 갖는 듀얼 포트 메모리, 일 예로 듀얼 포트 SRAM(Static Random Access Memory)을 사용한다.In addition, the frame buffer memory used in DDI is a dual-port memory with two clocks (a writing clock and a reading clock) to enable simultaneous input and output, as shown in FIG. 1, for example, a dual-port Static Random Access Memory (SRAM). ) is used.

듀얼 포트 SRAM은 쓰기 신호와 읽기 신호가 동시에 입력될 때, 쓰기 신호와 읽기 신호 사이의 충돌을 방지하여 듀얼 포트 메모리가 프레임 버퍼 메모리로서 안정된 동작이 이루어질 수 있도록 동작 순서를 중재하는 아비터(Arbiter) 기능이 구비된다.Dual port SRAM has an arbiter function that mediates the operation order to ensure stable operation of the dual port memory as a frame buffer memory by preventing collisions between the write and read signals when the write and read signals are input at the same time. This is provided.

전술한 바와 같이, DDI에서 프레임 버퍼 메모리로 사용되는 듀얼 포트 SRAM은 고용량, 많은 개수의 입축력 데이터 라인, 아비터 기능 등을 지원해야 하므로, 메모리 내부 읽기/쓰기 동작 시에 많은 전류 소모로 인해서 전원(VDD) 및 접지 전원 노이즈가 발생되어 DDI 오동작을 일으키는 원인이 된다.As mentioned above, the dual-port SRAM used as a frame buffer memory in DDI must support high capacity, a large number of input/output data lines, and arbiter functions, so it consumes a lot of current during internal read/write operations in the memory, so it consumes a lot of power (power supply). VDD) and ground power noise are generated, causing DDI malfunction.

듀얼 포트 SRAM의 동작은 읽기 동작, 쓰기 동작, 대기 상태로 구분되는데, 읽기/쓰기 동작을 하지 않는 대기 상태는 워드라인(Word Line)이 오프(OFF) 상태이므로 비트라인(bl:bit line)과 다중화부(5)의 트랜지스터가 격리되어 있는 상태이다. 그리고 비트라인(bl)과 반전비트라인(blb:bit line bar)은 1로 프리차지(pre-charge)되어 있는 상태이다.The operation of dual port SRAM is divided into read operation, write operation, and standby state. In the standby state without read/write operation, the word line is OFF, so the bit line (bl:bit line) and The transistor of the multiplexer 5 is isolated. And the bit line (bl) and the inverted bit line (blb:bit line bar) are pre-charged to 1.

bl과 blb의 프리차지는 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이 프리차지부(3)를 통해 이루어지는데, 종래에는 bl과 blb을 외부 전원 전압(VDD)으로 프리차지하는 프리차지부(3)가 프리차지 제어 신호인 pcgen(pre-charge enable) 신호에 기반하여 bl/blb를 프리차지한다.As shown in FIGS. 2 and 3, precharging of bl and blb is performed through the precharge unit 3. Conventionally, the precharge unit 3 precharges bl and blb with an external power supply voltage (VDD). Precharges bl/blb based on the pcgen (pre-charge enable) signal, which is a precharge control signal.

프리차지 제어 신호인 pcgen 신호는 대기 상태에서는 로우(Low)로 활성화되고, 읽기/쓰기 동작 시에는 하이(High)로 비활성화되며, 다중화부(5)에 연결된 모든 프리차지부(3)는 프리차지 제어 신호인 pcgen 신호에 기반하여 bl/blb를 프리차지한다.The pcgen signal, which is a precharge control signal, is activated to low in standby state and deactivated to high during read/write operation, and all precharge units (3) connected to the multiplex unit (5) are precharged. Precharges bl/blb based on the pcgen signal, which is a control signal.

읽기/쓰기 동작 시, pcgen 신호는 하이(High) 상태로 인에이블 되어 bl과 blb를 전원 전압(VDD)으로 프리차지 하던 모든 프리차지부(3)의 트랜지스터(PMOS)의 동작을 오프(OFF)시킨다.During a read/write operation, the pcgen signal is enabled in a high state, turning off the operation of all transistors (PMOS) of the precharge unit (3) that precharged bl and blb to the power supply voltage (VDD). I order it.

이와 같이 모든 프리차지부(3)의 트랜지스터(PMOS)의 동작을 오프시키게 되면, 다중화부(5)와 연결된 모든 bl과 blb는 짧은 시간 동안 플로팅(floating) 상태가 되고, 워드라인(Word Line)이 인에이블되면 SRAM 셀(1) 저장 값(Q 또는 Qb, 예를 들어, Q가 1이면 Qb는 0)에 따라 bl은 전원 전압(VDD) 그대로 있고, blb의 전압 레벨은 점점 떨어지게 된다.In this way, when the operation of the transistors (PMOS) of all precharge units (3) is turned off, all bl and blb connected to the multiplex unit (5) are in a floating state for a short time, and the word line (Word Line) When enabled, bl remains the power supply voltage (VDD) according to the SRAM cell 1 storage value (Q or Qb, for example, if Q is 1, Qb is 0), and the voltage level of blb gradually decreases.

이렇게 되면 워드라인에 연결된 SRAM 셀의 모든 bl과 blb들이 셀 저장 값에 따라 비트라인 센스 증폭부(7)를 동작시킨 후, bl들은 전원 전압(VDD)을 blb들은 접지 전압에 가까운 값을 갖게 된다.In this case, after all bls and blbs of SRAM cells connected to the word line operate the bit line sense amplifier 7 according to the cell storage value, bls have a value close to the power supply voltage (VDD) and blbs have a value close to the ground voltage. .

읽기/쓰기 동작이 완료되어, pcgen 신호가 하이 상태에서 로우(Low) 상태로 전환되면, 접지 전압에 가까운 값으로 떨어졌던 모든 blb는 모든 프리차지부(3)의 트랜지스터(PMOS)가 턴온되면서 접지 전압에 가까운 값에서 외부 전원 전압(VDD)으로 한꺼번에 프리차지 되어, 순간적으로 많은 전류가 흐르게 되고, 이때 피크 전류가 발생하여 메모리 동작의 안정성을 해치게 된다.When the read/write operation is completed and the pcgen signal switches from a high state to a low state, all blbs that have fallen to a value close to the ground voltage are grounded as the transistors (PMOS) of all precharge units (3) are turned on. At a value close to the voltage, it is precharged to the external power supply voltage (VDD) at once, causing a large current to flow instantaneously, and at this time, a peak current is generated, harming the stability of memory operation.

등록특허공보 제10-0847314호(공고일 2008.07.21.)Registered Patent Publication No. 10-0847314 (announcement date 2008.07.21.)

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 읽기/쓰기 동작시 선택된 칼럼 주소(column address)에 대응하는 프리차지용 트랜지스터만 턴오프시키고, 나머지 칼럼 주소에 대응하는 프리차지용 트랜지스터는 턴온 상태를 유지시킴으로써, 읽기/쓰기 동작을 마친 후, 비트라인(bl)들과 반전비트라인(blb)들을 프리차지 할 때 순간적으로 많은 양의 전류가 흐르는 것을 방지하여, 피크 전류를 감소시킬 수 있도록 하는 비트라인 프리차지 장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention was developed to solve the conventional problems described above. During read/write operations, only the precharge transistor corresponding to the selected column address is turned off, and the precharge corresponding to the remaining column addresses is turned off. By maintaining the turn-on state, the transistor prevents a large amount of current from momentarily flowing when precharging the bit lines (bl) and inverted bit lines (blb) after completing a read/write operation, thereby reducing the peak current. The purpose is to provide a bit line precharge device that can reduce bit line precharge.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 비트라인 프리차지 장치는, 칼럼별로 구비되며, 비트라인(bl)과 반전비트라인(blb) 쌍을 통해 복수의 칼럼 메모리 셀이 연결되는 복수의 다중화부; 칼럼별로 구비되며, 대기 상태에서 상기 비트라인(bl)과 반전비트라인(blb) 쌍을 프리차지시키는 복수의 프리차지부; 및 상기 복수의 다중화부를 통해 상기 복수의 비트라인(bl)과 반전비트라인(blb) 쌍들이 연결되는 센스 증폭부;를 포함하며, 읽기/쓰기 동작시, 상기 복수의 프리차지부 중에서 선택된 칼럼에 대응하는 프리차지부만 비활성화되고, 나머지 칼럼에 대응하는 프리차지부는 활성화 상태를 유지하는 것을 특징으로 한다.The bit line precharge device according to the present invention for achieving the above-mentioned object is provided for each column, and a plurality of multiplexing units in which a plurality of column memory cells are connected through a bit line (bl) and inverted bit line (blb) pair. ; a plurality of precharge units provided for each column and precharging the bit line (bl) and inverted bit line (blb) pairs in a standby state; And a sense amplifier in which the plurality of bit line (bl) and inverted bit line (blb) pairs are connected through the plurality of multiplexers. During a read/write operation, a sense amplifier is connected to the column selected from the plurality of precharge units. Only the corresponding precharge section is deactivated, and the precharge section corresponding to the remaining columns remains activated.

또한, 본 발명에 따른 비트라인 프리차지 장치에서, 상기 복수의 프리차지부는, 읽기/쓰기 동작시, 선택된 칼럼을 제외한 나머지 칼럼의 메모리 셀에 연결된 비트라인(bl)과 반전비트라인(blb) 쌍들을 프리차지시키는 것을 특징으로 한다.Additionally, in the bit line precharge device according to the present invention, the plurality of precharge units include a pair of bit lines (bl) and inverted bit lines (blb) connected to memory cells in the remaining columns except the selected column during a read/write operation. It is characterized by precharging them.

또한, 본 발명에 따른 비트라인 프리차지 장치에서, 상기 복수의 프리차지부는, 읽기/쓰기 동작시, 비트라인 제어 신호와 칼럼 주소 신호에 기반하여 선택된 칼럼을 제외한 나머지 칼럼의 메모리 셀들에 연결된 비트라인(bl)과 반전비트라인(blb) 쌍들을 프리차지시키는 것을 특징으로 한다.Additionally, in the bit line precharge device according to the present invention, the plurality of precharge units, during a read/write operation, bit lines connected to memory cells in the remaining columns except for the column selected based on the bit line control signal and the column address signal. It is characterized by precharging (bl) and inverted bit line (blb) pairs.

또한, 본 발명에 따른 비트라인 프리차지 장치에서, 칼럼별로 구비되며, 비트라인 제어 신호와 칼럼 주소 신호를 인가받아 논리 연산하여, 대응 연결되어 있는 상기 다중화부의 동작을 제어하고, 대응 연결되어 있는 프리차지부의 동작을 제어하는 제어 신호를 생성하여 출력하는 복수의 제어 신호 생성부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the bitline precharge device according to the present invention, it is provided for each column, receives a bitline control signal and a column address signal, performs logical operations, controls the operation of the correspondingly connected multiplexer, and controls the correspondingly connected precharge device. It is characterized in that it further includes a plurality of control signal generation units that generate and output control signals that control the operation of the charging unit.

또한, 본 발명에 따른 비트라인 프리차지 장치에서, 상기 제어 신호 생성부는 각각, 상기 비트라인 제어 신호와 칼럼 주소 신호를 수신하는 낸드 게이트(NAND gate); 및 상기 낸드 게이트의 출력 신호를 수신하여 반전된 신호를 출력하는 인버터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Additionally, in the bitline precharge device according to the present invention, the control signal generator includes a NAND gate that receives the bitline control signal and the column address signal, respectively; and an inverter that receives the output signal of the NAND gate and outputs an inverted signal.

또한, 본 발명에 따른 비트라인 프리차지 장치에서, 상기 제어 신호 생성부는 각각, 상기 낸드 게이트의 출력 신호를 읽기 동작 제어 신호로써, 대응 연결되어 있는 상기 다중화부로 인가하고, 상기 인버터의 출력 신호를 쓰기 동작 제어 신호로써, 대응 연결되어 있는 상기 다중화부로 인가하는 한편, 상기 인버터의 출력 신호를 프리차지 제어 신호로써, 대응 연결되어 있는 상기 프리차지부로 인가하는 것을 특징으로 한다.Additionally, in the bit line precharge device according to the present invention, the control signal generator applies the output signal of the NAND gate as a read operation control signal to the correspondingly connected multiplexer, and the output signal of the inverter is used as a write operation control signal. As an operation control signal, it is applied to the correspondingly connected multiplexing unit, while the output signal of the inverter is applied to the correspondingly connected precharge unit as a precharge control signal.

또한, 본 발명에 따른 비트라인 프리차지 장치에서, 상기 프리차지부는 각각, 연결되어 있는 제어 신호 생성부로부터 인가되는 상기 프리차지 제어 신호에 기반하여 비트라인(bl)과 반전비트라인(blb) 쌍을 프리차지시키되, 읽기/쓰기 동작시, 연결되어 있는 제어 신호 생성부로부터 인가되는 상기 프리차지 제어 신호가 로우이면, 상기 비트라인(bl)과 반전비트라인(blb) 쌍을 프리차지시키는 것을 특징으로 한다.In addition, in the bit line precharge device according to the present invention, the precharge unit generates a pair of bit line (bl) and inverted bit line (blb) based on the precharge control signal applied from the control signal generator to which the precharge unit is connected. is precharged, and when the precharge control signal applied from the connected control signal generator is low during a read/write operation, the bit line (bl) and the inverted bit line (blb) pair are precharged. Do it as

기타 실시 예의 구체적인 사항은 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 및 첨부 "도면"에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in “Specific Details for Carrying Out the Invention” and the attached “Drawings.”

본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 각종 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다.The advantages and/or features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the various embodiments described in detail below along with the accompanying drawings.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 각 실시 예의 구성만으로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로도 구현될 수도 있으며, 단지 본 명세서에서 개시한 각각의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐임을 알아야 한다.However, the present invention is not limited to the configuration of each embodiment disclosed below, but may also be implemented in various different forms. However, each embodiment disclosed in this specification is intended to ensure that the disclosure of the present invention is complete, and the present invention It is provided to fully inform those skilled in the art of the present invention, and it should be noted that the present invention is only defined by the scope of each claim.

본 발명에 의하면, 읽기/쓰기 동작시 선택된 칼럼 주소에 대응하는 프리차지용 트랜지스터만 턴오프시키고, 나머지 프리차지용 트랜지스터는 턴온 상태를 유지시킴으로써, 읽기/쓰기 동작이 완료되어 대기 상태로 전환됨에 따라 bl과 blb 쌍을 전원 전압(VDD)으로 프리차지할 때, 읽기/쓰기 동작시에 선택된 컬럼에 대응하여 턴오프된 프리차지용 트랜지스터에 연결된 bl과 blb만을 접지 전압에 가까운 값에서 전원 전압(VDD)으로 프리차지하게 된다.According to the present invention, during a read/write operation, only the precharge transistor corresponding to the selected column address is turned off and the remaining precharge transistors are maintained in the turn-on state, so that the read/write operation is completed and converted to a standby state. When precharging the bl and blb pair with the power supply voltage (VDD), only bl and blb connected to the precharge transistor turned off corresponding to the selected column during read/write operation are charged to the power supply voltage (VDD) at a value close to the ground voltage. It is pre-charged.

이에 따라, 순간적으로 많은 양의 전류가 흐르는 것을 방지할 수 있게 되어, 피크 전류를 감소시킬 수 있게 된다.Accordingly, it is possible to prevent a large amount of current from flowing momentarily, thereby reducing the peak current.

도 1은 DDI의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.
도 2는 종래 기술에 따른 비트라인 프리차지 장치를 포함하는 SRAM을 개략적으로 보인 도면이다.
도 3은 도 2의 프리차지부와 다중화부의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비트라인 프리차지 장치를 포함하는 SRAM을 개략적으로 보인 도면이다.
도 5는 도 4의 프리차지부와 다중화부의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.
Figure 1 is a diagram schematically showing the configuration of DDI.
Figure 2 is a diagram schematically showing an SRAM including a bit line precharge device according to the prior art.
FIG. 3 is a diagram schematically showing the configuration of the precharge unit and the multiplexer unit of FIG. 2.
Figure 4 is a diagram schematically showing an SRAM including a bit line precharge device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram schematically showing the configuration of the precharge unit and multiplexer of FIG. 4.

본 발명을 상세하게 설명하기 전에, 본 명세서에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 무조건 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 발명자가 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 각종 용어의 개념을 적절하게 정의하여 사용할 수 있고, 더 나아가 이들 용어나 단어는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 알아야 한다.Before explaining the present invention in detail, the terms or words used in this specification should not be construed as unconditionally limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventor of the present invention should not use the terms or words in order to explain his invention in the best way. It should be noted that the concepts of various terms can be appropriately defined and used, and furthermore, that these terms and words should be interpreted with meanings and concepts consistent with the technical idea of the present invention.

즉, 본 명세서에서 사용된 용어는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기 위해서 사용되는 것일 뿐이고, 본 발명의 내용을 구체적으로 한정하려는 의도로 사용된 것이 아니며, 이들 용어는 본 발명의 여러 가지 가능성을 고려하여 정의된 용어임을 알아야 한다.That is, the terms used in this specification are only used to describe preferred embodiments of the present invention, and are not used with the intention of specifically limiting the content of the present invention, and these terms refer to various possibilities of the present invention. It is important to note that this is a term defined with consideration in mind.

또한, 본 명세서에 있어서, 단수의 표현은 문맥상 명확하게 다른 의미로 지시하지 않는 이상, 복수의 표현을 포함할 수 있으며, 유사하게 복수로 표현되어 있다고 하더라도 단수의 의미를 포함할 수 있음을 알아야 한다.In addition, in this specification, it should be noted that singular expressions may include plural expressions unless the context clearly indicates a different meaning, and that even if similarly expressed in plural, they may include singular meanings. do.

본 명세서의 전체에 걸쳐서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소를 "포함"한다고 기재하는 경우에는, 특별히 반대되는 의미의 기재가 없는 한 임의의 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 임의의 다른 구성 요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미할 수 있다.Throughout this specification, when a component is described as “including” another component, it does not exclude any other component, but includes any other component, unless specifically stated to the contrary. It could mean that you can do it.

더 나아가서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "내부에 존재하거나, 연결되어 설치된다"고 기재한 경우에는, 이 구성 요소가 다른 구성 요소와 직접적으로 연결되어 있거나 접촉하여 설치되어 있을 수 있고, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있을 수도 있으며, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있는 경우에 대해서는 해당 구성 요소를 다른 구성 요소에 고정 내지 연결시키기 위한 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재할 수 있으며, 이 제 3의 구성 요소 또는 수단에 대한 설명은 생략될 수도 있음을 알아야 한다.Furthermore, if a component is described as being "installed within or connected to" another component, it means that this component may be installed in direct connection or contact with the other component and may be installed in contact with the other component and may be installed in contact with the other component. It may be installed at a certain distance, and in the case where it is installed at a certain distance, there may be a third component or means for fixing or connecting the component to another component. It should be noted that the description of the components or means of 3 may be omitted.

반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결"되어 있다거나, 또는 "직접 접속"되어 있다고 기재되는 경우에는, 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재하지 않는 것으로 이해하여야 한다.On the other hand, when a component is described as being “directly connected” or “directly connected” to another component, it should be understood that no third component or means is present.

마찬가지로, 각 구성 요소 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 " ~ 사이에"와 "바로 ~ 사이에", 또는 " ~ 에 이웃하는"과 " ~ 에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지의 취지를 가지고 있는 것으로 해석되어야 한다.Likewise, other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "immediately between", or "neighboring" and "directly neighboring", have the same meaning. It should be interpreted as

또한, 본 명세서에 있어서 "일면", "타면", "일측", "타측", "제 1", "제 2" 등의 용어는, 사용된다면, 하나의 구성 요소에 대해서 이 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소로부터 명확하게 구별될 수 있도록 하기 위해서 사용되며, 이와 같은 용어에 의해서 해당 구성 요소의 의미가 제한적으로 사용되는 것은 아님을 알아야 한다.In addition, in this specification, terms such as "one side", "other side", "one side", "the other side", "first", "second", etc., if used, refer to one component. It is used to clearly distinguish it from other components, and it should be noted that the meaning of the component is not limited by this term.

또한, 본 명세서에서 "상", "하", "좌", "우" 등의 위치와 관련된 용어는, 사용된다면, 해당 구성 요소에 대해서 해당 도면에서의 상대적인 위치를 나타내고 있는 것으로 이해하여야 하며, 이들의 위치에 대해서 절대적인 위치를 특정하지 않는 이상은, 이들 위치 관련 용어가 절대적인 위치를 언급하고 있는 것으로 이해하여서는 아니된다.In addition, in this specification, terms related to position such as "top", "bottom", "left", "right", etc., if used, should be understood as indicating the relative position of the corresponding component in the corresponding drawing. Unless the absolute location is specified, these location-related terms should not be understood as referring to the absolute location.

더욱이, 본 발명의 명세서에서는, "…부", "…기", "모듈", "장치" 등의 용어는, 사용된다면, 하나 이상의 기능이나 동작을 처리할 수 있는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있음을 알아야 한다.Moreover, in the specification of the present invention, terms such as "... unit", "... unit", "module", "device", etc., when used, mean a unit capable of processing one or more functions or operations, which is hardware. Alternatively, it should be noted that it can be implemented through software, or a combination of hardware and software.

또한, 본 명세서에서는 각 도면의 각 구성 요소에 대해서 그 도면 부호를 명기함에 있어서, 동일한 구성 요소에 대해서는 이 구성 요소가 비록 다른 도면에 표시되더라도 동일한 도면 부호를 가지고 있도록, 즉 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지시하고 있다.In addition, in this specification, when specifying the reference numeral for each component in each drawing, the same component has the same reference number even if the component is shown in different drawings, that is, the same reference is made throughout the specification. The symbols indicate the same component.

본 명세서에 첨부된 도면에서 본 발명을 구성하는 각 구성 요소의 크기, 위치, 결합 관계 등은 본 발명의 사상을 충분히 명확하게 전달할 수 있도록 하기 위해서 또는 설명의 편의를 위해서 일부 과장 또는 축소되거나 생략되어 기술되어 있을 수 있고, 따라서 그 비례나 축척은 엄밀하지 않을 수 있다.In the drawings attached to this specification, the size, position, connection relationship, etc. of each component constituting the present invention is exaggerated, reduced, or omitted in order to convey the idea of the present invention sufficiently clearly or for convenience of explanation. It may be described, and therefore its proportions or scale may not be exact.

또한, 이하에서, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 구성, 예를 들어, 종래 기술을 포함하는 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략될 수도 있다.In addition, hereinafter, in describing the present invention, detailed descriptions of configurations that are judged to unnecessarily obscure the gist of the present invention, for example, known technologies including prior art, may be omitted.

이하에서는 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비트라인 프리차지 장치에 대해서 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, a bit line precharge device according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비트라인 프리차지 장치를 포함하는 SRAM을 개략적으로 보인 도면이고, 도 5는 도 4의 프리차지부와 다중화부의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.FIG. 4 is a diagram schematically showing an SRAM including a bitline precharge device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a diagram schematically showing the configuration of the precharge unit and the multiplexer unit of FIG. 4.

도 4에 도시하는 바와 같이, 다중화부(30)는 칼럼별로 구비되며, 비트라인(bl)과 반전비트라인(blb) 쌍을 통해 복수의 칼럼 메모리 셀(10)이 연결되어 있다.As shown in FIG. 4, the multiplexer 30 is provided for each column, and a plurality of column memory cells 10 are connected through a pair of bit lines (bl) and inverted bit lines (blb).

프리차지부(20)는 칼럼별로 구비되며, 대기 상태에서 비트라인(bl)과 반전비트라인(blb) 쌍을 프리차지시킬 수 있다.The precharge unit 20 is provided for each column and can precharge a pair of bit lines (bl) and inverted bit lines (blb) in a standby state.

읽기/쓰기 동작시, 복수의 프리차지부(20) 중에서 선택된 칼럼에 대응하는 프리차지부(20)만 비활성화되고, 나머지 칼럼에 대응하는 프리차지부(20)는 활성화 상태를 유지할 수 있다.During a read/write operation, only the precharge unit 20 corresponding to the selected column among the plurality of precharge units 20 may be deactivated, and the precharge unit 20 corresponding to the remaining columns may remain activated.

이에 따라, 복수의 프리차지부(20)는 읽기/쓰기 동작시, 선택된 칼럼을 제외한 나머지 칼럼의 메모리 셀에 연결된 비트라인(bl)과 반전비트라인(blb) 쌍들을 전원 전압(VDD)으로 프리차지시킬 수 있다.Accordingly, during a read/write operation, the plurality of precharge units 20 pre-charge the bit line (bl) and inverted bit line (blb) pairs connected to the memory cells of the remaining columns except the selected column with the power supply voltage (VDD). It can be occupied.

그리고 복수의 프리차지부(20)는 읽기/쓰기 동작시, 비트라인 제어 신호와 칼럼 주소 신호에 기반하여 선택된 칼럼 메모리 셀을 제외한 나머지 칼럼 메모리 셀들에 연결된 비트라인(bl)과 반전비트라인(blb) 쌍들을 전원 전압(VDD)으로 프리차지시킬 수 있다.And, during a read/write operation, the plurality of precharge units 20 are connected to the bit line (bl) and the inverted bit line (blb) connected to the remaining column memory cells except for the column memory cell selected based on the bit line control signal and the column address signal. ) pairs can be precharged with the power supply voltage (VDD).

읽기/쓰기 동작시, 선택된 칼럼에 대응하는 프리차지부(20)만 비활성화시키는 동작에 대해서는 아래에서 좀 더 상세히 설명하기로 한다.During a read/write operation, the operation of deactivating only the precharge unit 20 corresponding to the selected column will be described in more detail below.

센스 증폭부(40)는 복수의 다중화부(30)를 통해 비트라인(bl)과 반전비트라인(blb) 쌍들이 연결될 수 있다.In the sense amplifier 40, pairs of bit lines (bl) and inverted bit lines (blb) may be connected through a plurality of multiplexers (30).

한편, 제어 신호 생성부(50)는 도 5에 도시하는 바와 같이 칼럼별로 구비되며, 비트라인 제어 신호(blen)와 칼럼 주소 신호(addr[3:0])를 인가받아 논리 연산하여, 각각의 제어 신호 생성부(50)에 연결되어 있는 다중화부(30)의 동작을 제어하거나, 각각의 제어 신호 생성부(50)에 연결되어 있는 프리차지부(20)의 동작을 제어하는 제어 신호를 생성하여 출력할 수 있다.Meanwhile, the control signal generator 50 is provided for each column as shown in FIG. 5, and receives the bit line control signal (blen) and the column address signal (addr[3:0]) and performs logical operations to determine each Controls the operation of the multiplexing unit 30 connected to the control signal generating unit 50 or generates a control signal that controls the operation of the precharge unit 20 connected to each control signal generating unit 50. You can print it out.

각각의 제어 신호 생성부(50)는 비트라인 제어 신호(blen:bit line enable)와 칼럼 주소 신호(addr[3:0])를 수신하는 낸드 게이트(NAND gate)(51)와 낸드 게이트(51)의 출력 신호를 수신하여 반전된 신호를 출력하는 인버터(53)를 포함하여 이루어질 수 있다.Each control signal generator 50 includes a NAND gate 51 and a NAND gate 51 that receive a bit line control signal (blen:bit line enable) and a column address signal (addr[3:0]). ) may include an inverter 53 that receives the output signal and outputs an inverted signal.

본 발명의 실시예에서는 제어 신호 생성부(50)의 회로 구성을 도 5에 도시하는 바와 같이, 낸드 게이트(51)와 인버터(53)의 조합으로 구현하였으나, 제어 신호 생성부(50)의 회로 구성은 이에 한정되지 않고 다양하게 변형되어 구현될 수 있다.In the embodiment of the present invention, the circuit configuration of the control signal generator 50 is implemented as a combination of the NAND gate 51 and the inverter 53, as shown in FIG. 5, but the circuit of the control signal generator 50 The configuration is not limited to this and can be implemented in various modifications.

전술한 구성의 제어 신호 생성부(50)는 낸드 게이트(51)의 출력 신호를 읽기 동작 제어 신호로써, 이를 다중화부(30)로 인가할 수 있다.The control signal generator 50 of the above-described configuration can use the output signal of the NAND gate 51 as a read operation control signal and apply it to the multiplexer 30.

그리고 인버터(53)의 출력 신호를 쓰기 동작 제어 신호로써, 이를 다중화부(30)로 인가할 수 있다.Additionally, the output signal of the inverter 53 can be applied to the multiplexer 30 as a write operation control signal.

또한 제어 신호 생성부(50)는 인버터(53)의 출력 신호를 프리차지 제어 신호(lpcg[3:0])로써, 이를 프리차지부(20)로 인가할 수 있다.Additionally, the control signal generator 50 may apply the output signal of the inverter 53 to the precharge unit 20 as a precharge control signal (lpcg[3:0]).

전술한 프리차지부(20)는 제어 신호 생성부(50)로부터 인가되는 프리차지 제어 신호(lpcg[3:0])에 기반하여 비트라인(bl)과 반전비트라인(blb) 쌍을 프리차지시키되, 읽기/쓰기 동작시, 제어 신호 생성부(50)로부터 인가되는 프리차지 제어 신호(lpcg[3:0])가 로우이면, 활성화되어 비트라인(bl)과 반전비트라인(blb) 쌍을 프리차지시킬 수 있다.The above-mentioned precharge unit 20 precharges the bit line (bl) and the inverted bit line (blb) pair based on the precharge control signal (lpcg[3:0]) applied from the control signal generator 50. However, during a read/write operation, if the precharge control signal (lpcg[3:0]) applied from the control signal generator 50 is low, it is activated to create a pair of bit line (bl) and inverted bit line (blb). It can be precharged.

구체적으로, 대기 상태에서 읽기/쓰기 동작이 시작되면, 제어 신호 생성부(50)는 입력되는 비트라인 제어 신호(blen)와 칼럼 주소 신호(addr[3:0])에 따라 프리차지 제어 신호(lpcg[3:0])를 생성하여 이를 프리차지부(20)로 출력한다.Specifically, when a read/write operation starts in the standby state, the control signal generator 50 generates a precharge control signal ( lpcg[3:0]) is generated and output to the precharge unit 20.

본 발명의 실시예에서는 각각의 센스 증폭부(40)에 4개의 다중화부(30)가 연결되고, 읽기/쓰기 동작에 제1센스 증폭부(40)에 연결된 메모리 셀 중에서 첫번째 칼럼의 메모리 셀이 선택된 경우를 예를 들어 설명을 진행한다.In an embodiment of the present invention, four multiplexing units 30 are connected to each sense amplifier 40, and for read/write operations, the memory cell in the first column among the memory cells connected to the first sense amplifier 40 is The explanation is given using the selected case as an example.

센스 증폭부(40)에 연결되는 다중화부(30)의 개수는 4개로 한정되지 않고, 2개, 8개, 16개 등 다양하게 변형되어 연결될 수 있다. 센스 증폭부(40)에 연결되는 다중화부(30)의 개수에 따라 칼럼 주소 신호도 add[1:0], addr[7:0], addr[15:0] 등으로 변경될 수 있다.The number of multiplexers 30 connected to the sense amplification unit 40 is not limited to 4, but may be connected in various variations such as 2, 8, or 16. Depending on the number of multiplexers 30 connected to the sense amplifier 40, the column address signal can also be changed to add[1:0], addr[7:0], addr[15:0], etc.

대기 상태에서 읽기/쓰기 동작이 시작되면, 비트라인 제어 신호(blen)는 로우에서 하이로 활성화되고, 칼럼 주소 신호(addr[3:0])는 선택된 칼럼(예를 들어, 제1센스 증폭부(40)의 첫번째 칼럼)의 주소 신호(예를 들어, addr[0])만이 로우에서 하이로 활성화되고, 선택되지 않은 나머지 칼럼 3개의 주소 신호(예를 들어, addr[3:1])는 로우로 유지된다.When a read/write operation begins in the standby state, the bit line control signal (blen) is activated from low to high, and the column address signal (addr[3:0]) is transmitted to the selected column (e.g., the first sense amplifier Only the address signal (e.g., addr[0]) of the first column (40) is activated from low to high, and the address signals of the remaining three unselected columns (e.g., addr[3:1]) are activated from low to high. It remains low.

이에 따라, 선택된 칼럼(예를 들어, 제1센스 증폭부(40)의 첫번째 칼럼)에 대응하는 제어 신호 생성부(50)로 인가되는 비트라인 제어 신호(blen)와 칼럼 주소 신호(예를 들어, addr[0])는 모두 하이가 된다.Accordingly, the bit line control signal (blen) and the column address signal (e.g., the first column of the first sense amplifier 40) applied to the control signal generator 50 corresponding to the selected column (e.g., , addr[0]) all become high.

제어 신호 생성부(50)로 인가되는 비트라인 제어 신호(blen)와 칼럼 주소 신호(예를 들어, addr[0])가 모두 하이가 되면, 제어 신호 생성부(50)는 하이 상태의 프리차지 제어 신호(예를 들어, lpcg[0]이 하이 상태)를 출력하게 되고, 하이 상태의 프리차지 제어 신호(예를 들어, lpcg[0]이 하이 상태)를 인가받은 해당 프리차지부(20)는 비트라인(bl)과 반전비트라인(blb)을 전원 전압(VDD)으로 프리차지하던 트랜지스터(PMOS)를 턴 오프(OFF)시킨다.When both the bit line control signal (blen) and the column address signal (e.g., addr[0]) applied to the control signal generator 50 become high, the control signal generator 50 precharges in a high state. The corresponding precharge unit 20 outputs a control signal (for example, lpcg[0] is in a high state) and receives a precharge control signal in a high state (for example, lpcg[0] is in a high state). Turns off the transistor (PMOS) that precharges the bit line (bl) and the inverted bit line (blb) with the power supply voltage (VDD).

이와 같이 해당 프리차지부(20)의 트랜지스터(PMOS)를 턴 오프시키게 되면, 해당 프리차지부(20)와 연동되는 다중화부(30)에 연결된 비트라인(bl)과 반전비트라인(blb)은 짧은 시간 동안 플로팅(floating) 상태가 되고, 읽기/쓰기 동작시 워드라인이 인에이블되어 SRAM 셀 저장 값(Q 또는 Qb, 예를 들어, Q가 1이면 Qb는 0)에 따라 비트라인(bl)은 전원 전압(VDD)을 갖게 되고, 반전비트라인(blb)의 전압 레벨은 점점 떨어져 접지 전압에 가까운 값을 갖게 된다.In this way, when the transistor (PMOS) of the pre-charge unit 20 is turned off, the bit line (bl) and the inverted bit line (blb) connected to the multiplexer 30 linked to the pre-charge unit 20 are It is in a floating state for a short period of time, and during read/write operations, the word line is enabled and the bit line (bl) is activated according to the SRAM cell storage value (Q or Qb, for example, if Q is 1, Qb is 0). has a power supply voltage (VDD), and the voltage level of the inverted bit line (blb) gradually decreases to a value close to the ground voltage.

한편, 선택되지 않은 나머지 칼럼에 대응하는 제어 신호 생성부(50)로 인가되는 비트라인 제어 신호(blen)는 하이, 칼럼 주소 신호(예를 들어, addr[3:1])는 로우가 된다.Meanwhile, the bit line control signal (blen) applied to the control signal generator 50 corresponding to the remaining unselected columns becomes high, and the column address signal (eg, addr[3:1]) becomes low.

제어 신호 생성부(50)로 인가되는 비트라인 제어 신호(blen)는 하이, 칼럼 주소 신호(예를 들어, addr[3:1])는 로우가 되면, 제어 신호 생성부(50)는 로우 상태의 프리차지 제어 신호(예를 들어, lpcg[3:1]이 로우 상태)을 출력하게 되고, 로우 상태의 프리차지 제어 신호(lpcg[3:1]이 로우 상태)를 인가받은 프리차지부(20)는 트랜지스터(PMOS)를 계속 턴 온(ON) 상태로 유지시켜, 비트라인(bl)과 반전비트라인(blb)을 전원 전압(VDD)으로 프리차지하는 상태를 유지한다.When the bit line control signal (blen) applied to the control signal generator 50 is high and the column address signal (e.g., addr[3:1]) is low, the control signal generator 50 is in a low state. outputs a precharge control signal (for example, lpcg[3:1] is in a low state), and the precharge unit ( 20) maintains the transistor (PMOS) in a turned-on state and precharges the bit line (bl) and the inverted bit line (blb) with the power supply voltage (VDD).

이후 메모리 셀의 읽기/쓰기 동작이 완료되어 대기 상태로 전환되면, 제어 신호 생성부(50)로 인가되는 비트라인 제어 신호(blen)가 하이에서 로우로 비활성화된다. 이에 따라 읽기/쓰기 동작시에 선택된 칼럼(예를 들어, 제1센스 증폭부(40)의 첫번째 칼럼)에 대응하는 제어 신호 생성부(50)에서 출력되는 프리차지 제어 신호(lpcg[0])는 하이에서 로우가 되고, 해당 제어 신호 생성부(50)에 대응되어 있는 프리차지부(20)로 로우 상태의 프리차지 제어 신호(lpcg[0]이 로우 상태)가 인가된다.Afterwards, when the read/write operation of the memory cell is completed and switched to the standby state, the bit line control signal (blen) applied to the control signal generator 50 is deactivated from high to low. Accordingly, the precharge control signal (lpcg[0]) output from the control signal generator 50 corresponding to the selected column (e.g., the first column of the first sense amplifier 40) during the read/write operation. goes from high to low, and a precharge control signal in a low state (lpcg[0] is in a low state) is applied to the precharge unit 20 corresponding to the control signal generator 50.

읽기/쓰기 동작시에 선택된 칼럼(예를 들어, 제1센스 증폭부(40)의 첫번째 칼럼)에 대응하는 제어 신호 생성부(50)로부터 로우 상태의 프리차지 제어 신호(lpcg[0]이 로우 상태)를 인가받은 프리차지부(20)는 트랜지스터(PMOS)를 턴 온시켜, 해당 프리차지부(20)와 연동되는 다중화부(30)에 연결된 반전비트라인(blb)을 접지 전압에 가까운 값에서 외부 전원 전압으로 프리차지시킨다.During a read/write operation, a precharge control signal (lpcg[0]) in a low state is generated from the control signal generator 50 corresponding to the selected column (e.g., the first column of the first sense amplifier 40). The precharge unit 20, which has received the state), turns on the transistor (PMOS), and inverts the inverted bit line (blb) connected to the multiplexer 30 linked to the precharge unit 20 to a value close to the ground voltage. It is precharged with the external power supply voltage.

한편, 읽기/쓰기 동작시에 선택되지 않은 나머지 칼럼에 대응하는 제어 신호 생성부(50)에서 출력되는 프리차지 제어 신호(lpcg[3:1])는 로우 신호를 그대로 유지하게 되고, 해당 제어 신호 생성부(50)에 대응되어 있는 프리차지부(20)로 계속 로우 상태의 프리차지 제어 신호(lpcg[3:1]이 로우 상태)가 인가된다.Meanwhile, the precharge control signal (lpcg[3:1]) output from the control signal generator 50 corresponding to the remaining columns not selected during the read/write operation maintains the low signal as is, and the corresponding control signal A precharge control signal in a low state (lpcg[3:1] is in a low state) is continuously applied to the precharge unit 20 corresponding to the generation unit 50.

읽기/쓰기 동작시에 선택되지 않은 나머지 칼럼에 대응하는 제어 신호 생성부(50)로부터 로우 상태의 프리차지 제어 신호(lpcg[3:1]이 로우 상태)를 인가받은 프리차지부(20)는 트랜지스터(PMOS)를 계속 턴 온 상태로 유지시켜, 비트라인(bl)과 반전비트라인(blb)을 전원 전압(VDD)으로 프리차지하는 상태를 유지한다.The precharge unit 20 receives a low precharge control signal (lpcg[3:1] is low) from the control signal generator 50 corresponding to the remaining columns not selected during the read/write operation. The transistor (PMOS) is kept turned on, and the bit line (bl) and inverted bit line (blb) are precharged with the power supply voltage (VDD).

전술한 바와 같이, 메모리 셀의 읽기/쓰기 동작이 완료되어 대기 상태로 전환되면, 읽기/쓰기 동작시에 선택된 칼럼(예를 들어, 제1센스 증폭부(40)의 첫번째 칼럼)에 대응하는 프리차지부(20)의 트랜지스터(PMOS)만이 턴 온되어, 해당 프리차지부(20)와 연동되는 다중화부(30)에 연결된 반전비트라인(blb)만을 접지 전압에 가까운 값에서 외부 전원 전압으로 프리차지시킨다.As described above, when the read/write operation of the memory cell is completed and switched to the standby state, the free signal corresponding to the column selected during the read/write operation (for example, the first column of the first sense amplifier 40) Only the transistor (PMOS) of the charge unit 20 is turned on, and only the inverted bit line (blb) connected to the multiplexer 30 linked to the pre-charge unit 20 is pre-charged by the external power supply voltage at a value close to the ground voltage. Charge it.

앞서 설명한 바와 같이, 읽기/쓰기 동작시 제어 신호 생성부(50)로부터 로우 상태의 프리차지 제어 신호(lpcg[3:1])를 인가받은 프리차지부(20)는 트랜지스터(PMOS)를 계속 턴 온(ON) 상태로 유지시켜, 비트라인(bl)과 반전비트라인(blb)을 전원 전압(VDD)으로 프리차지하는 상태를 유지하는데, 이때 비트라인(bl)과 반전비트라인(blb)을 전원 전압(VDD)으로 프리차지하는 트랜지스터(PMOS)에서 메모리 셀(10)의 풀다운 트랜지스터(도시하지 않음)로 DC 전류가 흐르게 된다.As described above, during a read/write operation, the precharge unit 20, which receives the low-state precharge control signal (lpcg[3:1]) from the control signal generator 50, continues to turn the transistor (PMOS). It is maintained in the ON state to precharge the bit line (bl) and the inverted bit line (blb) with the power supply voltage (VDD). At this time, the bit line (bl) and the inverted bit line (blb) are maintained at the power supply voltage (VDD). DC current flows from the transistor (PMOS) that precharges with the voltage (VDD) to the pull-down transistor (not shown) of the memory cell 10.

여기서 프리차지부(20)의 트랜지스터(PMOS)에서 메모리 셀(10)의 풀다운 트랜지스터(도시하지 않음)로 흐르는 DC 전류는 낭비되는 전류이다.Here, the DC current flowing from the transistor (PMOS) of the precharge unit 20 to the pull-down transistor (not shown) of the memory cell 10 is wasted current.

그러나 프리차지부(20)의 트랜지스터(PMOS)에서 메모리 셀(10)의 풀다운 트랜지스터(도시하지 않음)로 흐르는 DC 전류는 메모리 동작상의 안정성에는 영향을 주지 않게 된다.However, the DC current flowing from the transistor (PMOS) of the precharge unit 20 to the pull-down transistor (not shown) of the memory cell 10 does not affect the stability of memory operation.

반면 읽기/쓰기 동작이 완료되어 대기 상태로 전환될 때, 프리차지시키는 비트라인(bl)과 반전비트라인(blb)의 개수를 대폭 줄일 수 있게 됨에 따라, 순간적으로 많은 양의 전류가 흐르는 피크 전류의 크기는 크게 줄일 수 있게 되고, 하나의 센스 증폭부(40)에 연결되는 다중화부(30)의 개수에 비례하여 피크 전류 감소 효과는 더욱 커지게 된다.On the other hand, when the read/write operation is completed and switched to the standby state, the number of pre-charged bit lines (bl) and inverted bit lines (blb) can be greatly reduced, resulting in a peak current that instantaneously flows a large amount of current. The size of can be greatly reduced, and the peak current reduction effect becomes greater in proportion to the number of multiplexers 30 connected to one sense amplifier 40.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에서는 읽기/쓰기 동작시에 선택된 칼럼에 대응하는 프리차지부(20)의 트랜지스터(PMOS) 만을 비활성화시키고, 읽기/쓰기 동작이 완료되어 대기 상태로 전환되면, 읽기/쓰기 동작시에 선택되었던 칼럼에 대응하는 프리차지부(20)의 트랜지스터(PMOS)만을 활성화시켜, 해당 프리차지부(20)의 트랜지스터(PMOS)에 연결된 비트라인(bl)과 반전비트라인(blb)만을 접지 전압에 가까운 값에서 외부 전원 전압(VDD)으로 프리차지시킨다.As seen above, in the present invention, only the transistor (PMOS) of the precharge unit 20 corresponding to the selected column is deactivated during a read/write operation, and when the read/write operation is completed and switched to the standby state, the read/write operation is completed and the transition to the standby state is performed. During the write operation, only the transistor (PMOS) of the precharge unit 20 corresponding to the selected column is activated, and the bit line (bl) and the inverted bit line (blb) connected to the transistor (PMOS) of the precharge unit 20 are activated. ) is precharged to the external power supply voltage (VDD) at a value close to the ground voltage.

이에 따라, 순간적으로 많은 양의 전류가 흐르는 것을 방지할 수 있게 되어, 피크 전류를 감소시킬 수 있게 된다.Accordingly, it is possible to prevent a large amount of current from flowing momentarily, thereby reducing the peak current.

이상, 일부 예를 들어서 본 발명의 바람직한 여러 가지 실시 예에 대해서 설명하였지만, 본 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 항목에 기재된 여러 가지 다양한 실시 예에 관한 설명은 예시적인 것에 불과한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이상의 설명으로부터 본 발명을 다양하게 변형하여 실시하거나 본 발명과 균등한 실시를 행할 수 있다는 점을 잘 이해하고 있을 것이다.Above, various preferred embodiments of the present invention have been described by giving some examples, but the description of the various embodiments described in the "Detailed Contents for Carrying out the Invention" section is merely illustrative and the present invention Those skilled in the art will understand from the above description that the present invention can be implemented with various modifications or equivalent implementations of the present invention.

또한, 본 발명은 다른 다양한 형태로 구현될 수 있기 때문에 본 발명은 상술한 설명에 의해서 한정되는 것이 아니며, 이상의 설명은 본 발명의 개시 내용이 완전해지도록 하기 위한 것으로 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항에 의해서 정의될 뿐임을 알아야 한다.In addition, since the present invention can be implemented in various other forms, the present invention is not limited by the above description, and the above description is intended to make the disclosure of the present invention complete and is commonly used in the technical field to which the present invention pertains. It is provided only to fully inform those with knowledge of the scope of the present invention, and it should be noted that the present invention is only defined by each claim in the claims.

10. 메모리 셀,
20. 프리차지부,
30. 다중화부,
40. 센스 증폭부,
50. 제어 신호 생성부,
51. NAND 게이트,
53. 인버터
10. Memory cells,
20. Free Charge Branch,
30. Multiplexing Department,
40. Sense amplification unit,
50. Control signal generation unit,
51. NAND gate,
53. Inverter

Claims (8)

칼럼별로 구비되며, 비트라인(bl)과 반전비트라인(blb) 쌍을 통해 복수의 칼럼 메모리 셀이 연결되는 복수의 다중화부;
칼럼별로 구비되며, 대기 상태에서 상기 비트라인(bl)과 반전비트라인(blb) 쌍을 프리차지시키는 복수의 프리차지부; 및
상기 복수의 다중화부를 통해 상기 복수의 비트라인(bl)과 반전비트라인(blb) 쌍들이 연결되는 센스 증폭부;를 포함하며,
읽기/쓰기 동작시, 상기 복수의 프리차지부 중에서 선택된 칼럼에 대응하는 프리차지부만 비활성화되고, 나머지 칼럼에 대응하는 프리차지부는 활성화 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는,
비트라인 프리차지 장치.
A plurality of multiplexing units provided for each column and connected to a plurality of column memory cells through a pair of bit lines (bl) and inverted bit lines (blb);
a plurality of precharge units provided for each column and precharging the bit line (bl) and inverted bit line (blb) pairs in a standby state; and
It includes a sense amplification unit to which the plurality of bit line (bl) and inverted bit line (blb) pairs are connected through the plurality of multiplexers,
During a read/write operation, only the precharge unit corresponding to the selected column among the plurality of precharge units is deactivated, and the precharge unit corresponding to the remaining columns remains activated,
Bitline precharge device.
제1항에 있어서,
상기 복수의 프리차지부는,
읽기/쓰기 동작시, 선택된 칼럼을 제외한 나머지 칼럼의 메모리 셀에 연결된 비트라인(bl)과 반전비트라인(blb) 쌍들을 프리차지시키는 것을 특징으로 하는,
비트라인 프리차지 장치.
According to paragraph 1,
The plurality of precharge units,
During a read/write operation, the bit line (bl) and inverted bit line (blb) pairs connected to the memory cells of the remaining columns except the selected column are precharged.
Bitline precharge device.
제1항에 있어서,
상기 복수의 프리차지부는,
읽기/쓰기 동작시, 비트라인 제어 신호와 칼럼 주소 신호에 기반하여 선택된 칼럼을 제외한 나머지 칼럼의 메모리 셀들에 연결된 비트라인(bl)과 반전비트라인(blb) 쌍들을 프리차지시키는 것을 특징으로 하는,
비트라인 프리차지 장치.
According to paragraph 1,
The plurality of precharge units,
During a read/write operation, the bit line (bl) and inverted bit line (blb) pairs connected to the memory cells of the remaining columns except the selected column are precharged based on the bit line control signal and the column address signal.
Bitline precharge device.
제1항에 있어서,
칼럼별로 구비되며, 비트라인 제어 신호와 칼럼 주소 신호를 인가받아 논리 연산하여, 대응 연결되어 있는 상기 다중화부의 동작을 제어하고, 대응 연결되어 있는 프리차지부의 동작을 제어하는 제어 신호를 생성하여 출력하는 복수의 제어 신호 생성부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
비트라인 프리차지 장치.
According to paragraph 1,
It is provided for each column, receives a bit line control signal and a column address signal, performs logical operations, controls the operation of the correspondingly connected multiplexer, and generates and outputs a control signal that controls the operation of the correspondingly connected precharge unit. Characterized in that it further includes a plurality of control signal generators,
Bitline precharge device.
제4항에 있어서,
상기 제어 신호 생성부는 각각,
상기 비트라인 제어 신호와 칼럼 주소 신호를 수신하는 낸드 게이트(NAND gate); 및
상기 낸드 게이트의 출력 신호를 수신하여 반전된 신호를 출력하는 인버터;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
비트라인 프리차지 장치.
According to paragraph 4,
The control signal generators, respectively,
A NAND gate that receives the bit line control signal and the column address signal; and
Characterized in that it includes an inverter that receives the output signal of the NAND gate and outputs an inverted signal.
Bitline precharge device.
제5항에 있어서,
상기 제어 신호 생성부는 각각,
상기 낸드 게이트의 출력 신호를 읽기 동작 제어 신호로써, 대응 연결되어 있는 상기 다중화부로 인가하고,
상기 인버터의 출력 신호를 쓰기 동작 제어 신호로써, 대응 연결되어 있는 상기 다중화부로 인가하는 한편,
상기 인버터의 출력 신호를 프리차지 제어 신호로써, 대응 연결되어 있는 상기 프리차지부로 인가하는 것을 특징으로 하는,
비트라인 프리차지 장치.
According to clause 5,
The control signal generators, respectively,
Applying the output signal of the NAND gate as a read operation control signal to the correspondingly connected multiplexer,
The output signal of the inverter is applied as a write operation control signal to the correspondingly connected multiplexer,
Characterized in that the output signal of the inverter is applied as a precharge control signal to the correspondingly connected precharge unit,
Bitline precharge device.
제6항에 있어서,
상기 프리차지부는 각각,
연결되어 있는 제어 신호 생성부로부터 인가되는 상기 프리차지 제어 신호에 기반하여 비트라인(bl)과 반전비트라인(blb) 쌍을 프리차지시키되,
읽기/쓰기 동작시, 연결되어 있는 제어 신호 생성부로부터 인가되는 상기 프리차지 제어 신호가 로우이면, 상기 비트라인(bl)과 반전비트라인(blb) 쌍을 프리차지시키는 것을 특징으로 하는,
비트라인 프리차지 장치.
According to clause 6,
Each of the precharge units,
The bit line (bl) and the inverted bit line (blb) pair are precharged based on the precharge control signal applied from the connected control signal generator,
During a read/write operation, if the precharge control signal applied from the connected control signal generator is low, the bit line (bl) and the inverted bit line (blb) pair are precharged.
Bitline precharge device.
메모리 장치에서 읽기/쓰기 동작시, 선택된 칼럼의 비트라인(bl)과 반전비트라인(blb)의 프리차지를 비활성화시키고, 선택되지 않은 칼럼의 비트라인(bl)과 반전비트라인(blb)의 프리차지는 계속 활성화시켜,
읽기/쓰기 동작이 완료되고 상기 비트라인(bl)과 반전비트라인(blb)을 프리차지할 때, 프리차지 되는 비트라인(bl)과 반전비트라인(blb)의 개수를 최소화하여 동시에 많은 전류가 흐르는 것을 방지토록 하는,
비트라인 프리차지 장치.
During a read/write operation in a memory device, the precharge of the bit line (bl) and inverted bit line (blb) of the selected column is disabled, and the precharge of the bit line (bl) and inverted bit line (blb) of the unselected column is disabled. Keep the charge active,
When the read/write operation is completed and the bit line (bl) and the inverted bit line (blb) are precharged, the number of precharged bit lines (bl) and inverted bit lines (blb) is minimized to allow a large current to flow at the same time. to prevent,
Bitline precharge device.
KR1020220122998A 2022-09-28 2022-09-28 Apparatus for precharging of bit line KR20240043929A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220122998A KR20240043929A (en) 2022-09-28 2022-09-28 Apparatus for precharging of bit line

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220122998A KR20240043929A (en) 2022-09-28 2022-09-28 Apparatus for precharging of bit line

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240043929A true KR20240043929A (en) 2024-04-04

Family

ID=90638074

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220122998A KR20240043929A (en) 2022-09-28 2022-09-28 Apparatus for precharging of bit line

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20240043929A (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100847314B1 (en) 2006-09-07 2008-07-21 삼성전자주식회사 Memory device and method for precharging memory device

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100847314B1 (en) 2006-09-07 2008-07-21 삼성전자주식회사 Memory device and method for precharging memory device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9741452B2 (en) Read-assist circuits for memory bit cells employing a P-type field-effect transistor (PFET) read port(s), and related memory systems and methods
US20140269091A1 (en) Memory device and method of controlling leakage current within such a memory device
US6809986B2 (en) System and method for negative word line driver circuit
US20150310901A1 (en) Memory with a sleep mode
EP3304555B1 (en) Low-power row-oriented memory write assist circuit
US20070201295A1 (en) Low power memory architecture
US10325648B2 (en) Write driver scheme for bit-writable memories
US7345936B2 (en) Data storage circuit
US20080162869A1 (en) Address hashing to help distribute accesses across portions of destructive read cache memory
US10140044B2 (en) Efficient memory bank design
EP3510596B1 (en) Lower power high speed decoding based dynamic tracking for memories
US9263122B2 (en) Data-controlled auxiliary branches for SRAM cell
US20060256630A1 (en) Apparatus and method to reduce undesirable effects caused by a fault in a memory device
CN108604458B (en) Shared sense amplifier
US9013914B2 (en) Semiconductor memory device and method for controlling semiconductor memory device
KR20240043929A (en) Apparatus for precharging of bit line
US20080232182A1 (en) Precharge voltage supplying circuit
US11488658B2 (en) Write assist scheme with bitline
US11527283B2 (en) Single ended bitline current sense amplifiers
US8363489B2 (en) Semiconductor device having bit line equalization using low voltage and a method thereof
KR20190006346A (en) Semiconductor device
CN112786090B (en) Memory writing device and method
US20080123437A1 (en) Apparatus for Floating Bitlines in Static Random Access Memory Arrays