KR940004445Y1 - 반도체 메모리장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

반도체 메모리장치

제1도는 종래 반도체 메모리장치의 데이타라인 관련 회로도.

제2a 내지 2b도는 종래의 반도체 메모리장치의 다른 데이타라인 관련회로도.

제3a 내지 3b도는 본 고안에 따른 반도체 메모리장치의 데이타라인 관련회로도.

제4도는 본 고안에 따른 전류모드 버퍼의 상세회로도.

제5도는 본 고안에 따른 전류모드 버퍼의 응용회로도.

제6도는 본 고안에 따른 전류모드 버퍼를 반도체 메모리의 데이타 라인에 삽입하여 전류 리피터로 사용한 예시도.

제7도는 본 고안에 따른 반도체 메모리장치의 데이타버스리딩동작 설명도.

본 고안은 집적회로에서의 반도체 메모리장치에 관한 것으로서, 특히 데이타라인의 시그멘테이션을 하지 않고서도 지연시간을 줄일 수 있도록 인터컨넥션 선로에 전류모드 버퍼를 삽입하므로서 시그멘테이션의 결합들을 해결할 수 있도록 한 반도체 메모리장치에 관한 것이다.

종래 반도체 메모리장치는 제1도에서 도시된 바와 같이 비트라인 BL과 BL*에 나타나는 데이타를 읽기 위하여 비트라인 센스증폭기(SA)와 데이타버스 센스증폭기(DBSA)를 사용하였으나 상기 비트라인 센스증폭기와 데이타버스 센스증폭기 사이의 거리가 먼 경우 신호전류 Idb와 Idb*가 비트라인 센스증폭기(SA)와 데이타버스 센스증폭기(DBSA)사이의 연결선로(Interconnection)의 저항 Rdb, 저항 Rdb*, 캐패시터 Cdb 및 캐패시터 Cdb*에 의하여 지연되게 되며, 만일 이 지연(Delay)이 전체 성능에 큰 영향을 미치게 될 경우 이 지연을 줄이기 위하여 데이타라인을 시그멘테이션 하였다.

또한 제1도에서 도시한 바와같은 회로를 2개로 시그멘터이션하면 제2a도와 제2b도 처럼된다. 즉 제2a 및 2b도에서 알 수 있는 것처럼 연결선로의 저항 Rbd가 1/2 Rdb로 되고, 캐패시터 Cdb역시 1/2 Cdb로 되어서 지연시간이 작아지게 된다.

상기와 같은 종래 반도체 메모리장치의 데이타라인 시그멘테이션 기술은 곧 바로 레이아웃과 해당회로의 배가를 초래하므로 칩 사이즈 때문에 시그멘테이션 하는데 한계가 따르게 되고, 데이타버스 센스증폭기(DBSA)에 관계되는 모든 회로들이 중첩되므로 회로의 제어방식이 복잡하여지고 어려워지는 문제점이 야기되어 반도체 메모리장치의 신뢰성이 저하되는 것이다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 데이타버스라인의 소정부분에 전류모드 버퍼를 삽입하여 상기 데이타버스라인을 시그멘테이션하지 않고서도 데이타버스 센스증폭기로 전송되는 데이타의 지연시간을 줄일수 있도록 함으로서 신뢰성 향상에 기여할 수 있도록 하는 반도체 메모리장치를 제공하는데 본 고안의 그 목적이 있는 것이다.

본 고안은 데이타버스라인이 센스증폭기와 데이타버스 센스증폭기사이를 연결한 데이타버스라인을 가진 반도체 메모리장치에 있어서, 상기 데이타버스라인 중간에 센스증폭기로 부터의 전류를 중계하기 위한 전류모드 버퍼를 설치한 것이다.

이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

제3a 내지 3b도는 본 고안에 따른 반도체 메모리장치의 데이타라인 관련회로도로서, 3a도는 데이타버스라인(DBR, DBR*)의 종단부에 데이타버스 센스증폭기(DBSA)가 연결되어 있으며, 3b도는 데이타버스라인(DBR, DBR*)의 중간부분에 전류모드 버퍼가 연결된 것으로서, 제3a 및 제3b도는 본 고안의 전류모드 버퍼를 데이타라인중에 삽입하여 전류모드 리피터로 사용할 경우 시간지연이 단축되는 것을 설명하기 위한 것이다.

즉 제3a도에서 데이타라인의 저항을 R이라고 하고, 캐패시터를 C라고 하면, 데이타라인 끝에서 센스증폭기까지 전달되는데 지연되는 시간은 시상수 RC에 비례한다. 따라서 제3b도에서 보인 바와 같이 제3a도의 데이타라인 중간에 전류모드버퍼를 전류모드 리피터로 삽입하면 데이타라인 끝에서 이 버퍼까지는 선로 길이가 반이므로 저항이 0.5R캐패시터가 0.5C로 되어 시상수가 0.25RC가 되며, 또한 상기 전류모드 버퍼에서 SA까지도 0.25RC가 되므로 전체 지연시간은 0.5RC에 비례하기 때문에 지연시간을 반정도로 줄일수 있게 되는 것이다.

제4도는 본 고안에 따른 전류모드 버퍼의 상세회로도로서, 특성이 같은 제1 및 제2MOS트랜지스터와, 제1 및 제2MOS트랜지스터와는 다른 도전형의 특성이 같은 제3 및 제4MOS트랜지스터아, 제5MOS트랜지스터로 구성되는데, 제1 및 제2MOS트랜지스터가 하나의 전류미러를 구성하고 제3 및 제4MOS트랜지스터가 또 하나의 전류미러를 구성하여, 제3MOS트랜지스터의 소오스단자는 제2MOS트랜지스터의 드레인 단자에 접속되고, 제3 및 제4MOS트랜지스터의 드레인 단자는 서로 접속되어 제5MOS트랜지스터의 소오스 단자에 접속되고, 제1MOS트랜지스터의 드레인 단자는 입력단자로, 제4MOS트랜지스터의 소오스 단자는 출력단자로 사용되며, 상기 제5MOS트랜지스터의 게이트는 인에이블 단자로 사용되도록 구성되어 있다.

상기와 같이 이루어진 전류모드 버퍼는, M₁과 M₂는 특성이 같고 M₃와 M₄또한 특성이 같은 트랜지스터들로서, M₁과 M₂가 전류미러회로를 만들고, M₃와 M₄가 전류미러회로를 만들며, M₅는 이 버퍼회로의 인에이블용 트랜지스터이다.

따라서 전류는 입력(IN)단자를 통하여 버퍼에 입력되고 출력(OUT)단자를 통하여 외부로 출력되며, 입력되는 전류가 없을때는 IN단자와 OUT단자는 전기적으로 단절되어 출력 임피던스가 무한대로 된다.

또한 입력되는 전류가 있을 경우에는, M₁과 M₂및 M₃, M₄로된 두 단의 상보형 전류미러를 통해 출력전류가 흐르게 되며, 이때 입력측은 출력측과 전기적으로 격리되어 출력측의 부하가 입력측에 영향을 미치지 않는 전류형 버퍼가 된다.

한편 M₁과 M₂의 게이트 폭을 다르게 하여 예로서 1 : K로 하면 전류가 1 : K로 되어 전류증폭기로 동작시킬 수 있게 된다.

제5도는 제4도의 전류모드 버퍼 두개를 사용하여 데이타라인 중간에 설치할 전류모드 리피트회로를 보인것으로서, 두개의 전류모드 버퍼회로에 있는 인에이블신호를 합하여 하나의 인에이블신호에 의하여 리피터가 동작되도록 되어 있으며, 상기 리피터회로는 IN단자로 들어오는 리피터가 동작되도록 되어 있으며, 상기 리피터회로는 IN단자로 들어오는 신호전류는 OUT단자로 똑같이 출력되고, IN*단자에 입력되는 신호는 OUT*단자로 출력되도록 한 것이다.

제6도는 데이타라인중에 본 고안의 리피터를 설치한 실시예를 도시한 것으로서, 이 회로의 동작은 제6도에서 도시된 바와 같이 BL과 BL*에 전압차이 Vbl이 발생된 후 컬럼셀렉터(Ysel)신호가 인에이블되면 제6도는 도시한 바와 같은 전류통로가 형성되어 전류패스(PATH)가 생긴다.

이때 Ysel신호에 의하여 비트라인 BL과 BL*에 있는 신호가 데이타라인 DBR과 DBR*에 전달되고, DBR에는 M₁트랜지스터를 통하여 Idbr전류가 흐르며, DBR*에는 M₆트랜지스터를 통하여 Idbr*가 흐르게 됨으로서 트랜지스터 M₁과 M₂는 전류미러가 되어 Idbr와 같은 크기의 전류 Ir이 M₂를 통하여 흐르고, M₃와 M₄역시 전류미러가 되어 M₄에도 Idbr과 같은 크기의 전류 Idbl이 흐르게 되어 결국 입력전류 Idbr과 같은 전류 Idbl이 데이타라인 DBL에 흐르게 되며, 같은 형태의 동작이 DBR*와 DBL*라인에서도 발생한다.

한편 DBR에 흐르는 전류 Idbr는 전류미러, M₁, M₂에 의해서 Ir로 되고, 다시 전류미러 M₃, M₄에 의해서 DBL에 미러가 되어 DBR쪽에 달려있는 칼럼의 데이타를 반대쪽에 달려있는 데이타버스 센스증폭기(DBSA)에 전달하게 되며, 또한 상보형 데이타버스의 전류전달 방식도 같은 방법으로 이루어진다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 고안은 데이타버스라인의 소정부분에 전류모드 버퍼를 삽입하여 긴 전송선의 트랙 임피던스를 분할함으로서 상기 데이타버스라인을 시그멘테이션 하지 않고서도 데이타버스 센스증폭기로 전송되는 데이타의 지연시간을 줄일수 있게 되어 메모리장치의 신뢰성 향상에 기여할 수 있는 것이다.

Claims (5)

1. 데이타버스라인이 센스증폭기와 데이타버스 센스증폭기사이를 연결한 데이타버스라인을 가진 반도체 메모리장치에 있어서, 상기 데이타버스라인 중간에 센스증폭기로 부터의 전류를 중계하기 위한 전류모드 버퍼를 설치한 것을 특징으로 하는 반도체 메모리장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 전류모드 버퍼는, 제1MOS트랜지스터와, 상기 제1MOS트랜지스터와 같은 특성의 제2MOS트랜지스터와, 상기 제1 및 제2MOS트랜지스터의 게이트는 서로 연결되어서 상기 제1MOS트랜지스터의 드레인 단자에 접속되며, 상기 제1 및 제2MOS트랜지스터와는 다른 도전형의 제3, 4 및 5MOS트랜지스터와, 상기 제3 및 제4MOS트랜지스터의 특성은 서로 같고, 상기 제3 및 제4MOS트랜지스터의 게이트는 서로 연결되어 제3MOS트랜지스터의 소오스단자에 접속됨과 동시에 제2MOS트랜지스터의 드레인 단자에 접속되고, 상기 제3 및 제4MOS트랜지스터의 드레인 단자는 서로 접속되어 상기 제5MOS트랜지스터의 소오스 단자에 접속되고, 상기 제5MOS트랜지스터의 드레인 단자는 접지되며, 상기 제1 및 제2MOS트랜지스터의 소오스 단자는 서로 접속되어 VDD에 연결되고, 상기 제1MOS트랜지스터의 드레인 단자는 입력단자로, 상기 제4MOS트랜지스터의 소오스 단자는 출력단자로 사용되며, 상기 제5MOS트랜지스터의 게이트는 인에이블 단자로 사용되는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 입력단자에 흐르는 전류의 극성과 출력단자에 흐르는 전류의 극성이 같은 것이 특징인 반도체 메모리장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 출력전류를 상기 입력전류보다 크게하여 전류 증폭기로 동작시키는 것이 특징인 반도체 메모리장치.
5. 제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2MOS트랜지스터는 PMOS트랜지스터이고, 상기 제3, 4 및 5MOS트랜지스터는 NMOS트랜지스터인 것이 특징인 반도체 메모리장치.