KR970004056B1 - 반도체 소자의 데이타 출력방법 - Google Patents

Abstract

요약없음

Description

반도체 소자의 데이타 출력방법

제1도는 종래의 데이타 출력선 구조의 한예를 도시한 회로 구성도.

제2도는 종래의 데이타 출력선 구조의 다른예를 도시한 회로 구성도.

제3도는 본 발명에 의한 데이타 출력선 구조를 도시한 회로 구성도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

11 : 제1리드 드라이버12 : 제2리드 드라이버

13 : 데이타 비교회로14A, 14B : 출력 선택회로

15A, 15B : 데이타 출력버퍼

본 발명은 반도체 소자의 데이타 출력방법에 관한 것으로 특히, 셀에 저장되어 있는 데이타를 소자 외부로 출력하는 과정에서 리드 드라이버의 출력을 데이타 출력버퍼에 전달하는 데이타 출력선이 정상 리드 모드(normal read mode)와 다비트 병렬 테스트 모드(multi-bit parallel test mode)에서 각각 다른 방식으로 데이타를 전달하도록 함으로써, 종래에 비해 필요한 데이타 출력선의 수를 감소시킨 데이타 출력방법에 관한 것이다.

반도체 소자에서 하나의 회로로 여러가지 동작을 수행하거나 동일한 회로로 간단한 옵션(option)을 첨가하여 여러가지 다른 기능을 수행하도록 하는 경우에 있어서는 흔히 각 기능들을 위한 공배수를 찾아내어 회로를 구현하는 방법을 사용한다.

예를 들어, 하나의 회로를 이용하여 다비트 병렬 테스트 모드와 정상 리드 모드를 동시에 구현하는 경우에는, 테스트 모드시는 N개의 데이타가 출력되고 정상 데이타 출력시는 M개의 데이타가 출력되며, N>M인 상황에서는 글로벌 데이타 출력선을 N개 만드는 것이다. 그러나, 상기의 경우에는 정상 동작시에 필요한 데이타선 보다 많은 글로벌 데이타 출력선이 구현되므로, 테스트 모드시의 편의를 위해 정상 동작시 불필요한 데이타 출력선이 동작하여 데이타 출력속도가 지연되는 문제가 발생한다.

좀더 구체적으로 예를 들면, 16비트 병렬 테스트를 수행하는 X1 모드(한 동작 사이클당 한 비트씩 입출력하는 모드)에 있어서는 테스트 동작을 위해 데이타를 비교기까지 전달하는 경로에는 16개의 데이타 출력선이 필요하고, 정상 동작에서는 이들 중에서 하나의 데이타 출력선의 데이타만을 외부로 출력하는 것이다. 즉, 상기 두가지 모드를 동시에 충족시키기 위하여 정상 모드의 경우에도 16개이 데이타 출력선으로 데이타를 출력하고 나중에 이들 중에서 하나의 출력선을 선택하는 방식을 취하게 되면 불필요한 데이타 출력선을 동작시키게 되므로 전력 소모가 많아지고 동시에 데이타 출력속도 또한 저하된다.

상기 데이타 출력속도의 저하를 방지하기 위하여, 리드 데이타 출력선을 더블 엔디드(double ended) 방식-정 데이타선(data)과 정 데이타와 반대되는 로직레벨을 갖는 신호를 전달하는 보수 데이타선(datab)을 통해 데이타를 전달하는 방식-으로 처리하기도 하는데 그 경우에는 데이타를 빠르게 전달할 수는 있지만, 병렬 테스트 모드를 고려하면 너무 많은 리드 데이타 출력선이 필요하게 되어 소자의 면적이 증가하는 문제가 발생한다.

그러므로, 소자의 면적을 감소시키기 위하여 데이타 출력선은 주로 싱글 엔디드(single ended) 방식-하나의 정 데이타선(data)만을 이용하여 데이타를 출력하는 방식-으로 처리하게 되는데 이럴 경우에는 여전히 데이타 출력속도가 저하된다.

따라서, 본 발명에서는 정상 모드시는 각각의 데이타 출력선을 더블 엔디드 방식으로 처리하여 데이타를 전송하고, 다비트 병렬 테스트 모드시는 싱글 엔디드 방식으로 데이타를 전송하여 다비트 데이타를 테스트하도록 하는 출력 선택회로를 데이타 출력 경로에 형성함으로써, 정상적인 리드 동작의 측면에서는 데이타 출력속도를 빠르게 하고 테스트 모드 측면에서는 데이타 출력선이 차지하는 면적이 감소되도록 하였다.

제1도는 종래의 데이타 출력선 구조의 한 예를 도시한 것으로, 데이타를 더블 엔디드 방식으로 출력하며 두개의 데이타를 비교하는 경우를 예로 든 것이다.

정상적인 리드 동작시는 리드된 데이타가 한쌍의 데이타선(db1과 db1b, db2와 db2b)으로 전달되어 제1 및 제2리드 드라이버(11, 12)에서 증폭된 다음, 두쌍의 데이타 출력선(rd1과 rd1b, rd2와 rd2b)으로 전달되고, 출력 선택회로(14A)로 인가된 어드레스 신호(add)에 의해 상기 두쌍의 데이타 출력선(rd1과 rd1b, rd2와 rd2b)중의 한쌍만이 더블 엔디드 방식의 데이타 출력버퍼(15A)의 입력노드(do, dob)에 접속된다.

반면에, 다비트 병렬 테스트 동작시는 두쌍의 데이타 출력선(rd1과 rd1b, rd2와 rd2b) 중에서 정 데이타선(rd1, rd2)으로 전달된 데이타가 데이타 비교회로(13)에서 비교되고, 비교된 출력(td)과 그 반전 출력(tdb)이 테스트 신호(test)에 의해 제어되는 전달 트랜지스터(T5, T6)를 통해 데이타 출력버퍼(15A)의 입력노드(do, dob)로 전달된다.

상기 병렬 테스트 동작이 이루어지는 동안에는 출력 선택회로(14A)가 테스트 신호(test)에 의해 디스에이블되어 있으므로 데이타 출력선(rd1과 rd1b, rd2와 rd2b)과 데이타 출력버퍼(15A)의 입력노드(do, dob)사이는 끊어져 있게 된다.

제2도는 종래의 데이타 출력선 구조의 다른예를 도시한 것으로, 데이타를 싱글 엔디드 방식으로 출력하며 제1도와 마찬가지로 두개의 데이타가 출력되는 경우를 예로 든 것이다.

정상적인 리드 동작시는 리드된 데이타가 두개의 데이타선(db1과 db1b, db2와 db2b)으로 전달되어 제1 및 제2리드 드라이버(11, 12)에서 증폭된 다음, 두개의 데이타 출력선(rd1, rd2)으로 전달되고, 출력 선택회로(14A)로 인가된 어드레스 신호(add)에 의해 상기 두개의 데이타 출력선(rd1, rd2)중의 한개가 싱글 엔디드 방식의 데이타 출력버퍼(15A)의 입력노드(do)에 접속된다.

반면에, 다비트 병렬 테스트 동작시는 두개의 데이타 출력선(rd1, rd2)으로 전달된 데이타가 데이타 비교회로(13)에서 비교되고, 비교된 출력(td)이 테스트 신호(test)에 의해 제어되는 전달 트랜지스터(T3)를 통해 데이타 출력버퍼(15B)의 입력노드(do)로 전달된다.

상기 병렬 테스트 동작이 이루어지는 동안에는 출력 선택회로(14A)가 테스트 신호(test)에 의해 디스에이블되어 있으므로, 데이타 출력선(rd1, rd2)과 데이타 출력버퍼(15B)의 입력노드(do) 사이는 끊어져 있게 된다.

상기 제1도의 데이타 출력선 구조에서는 더블 엔디드 방식으로 데이타를 출력하므로 리드 드라이버 갯수의 두배에 해당하는 데이타 출력선이 필요하여 칩의 크기가 커지는 문제가 있고, 제2도의 데이타 출력선 구조에서는 싱글 엔디드 방식으로 데이타를 출력하므로 제1도에 비해 그 차지하는 면적은 감소하지만 데이타 출력속도가 제1도의 더블 엔디드 방식에 의해 감소하는 문제가 있다.

따라서, 본 발명에서는 상기 제1도 및 제2도의 동작 방식을 절충한 방식으로 정상 리드 동작시는 더블 엔디드 방식으로 데이타를 출력하고, 다비트 병렬 테스트시는 싱글 엔디드 방식으로 데이타를 비교하도록 데이타를 출력함으로써, 종래 기술의 문제점을 제거하고자 하는데에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 제3도와 같이 데이타 출력선을 구현하였다.

그 동작을 설명하면, 정상 동작의 경우에는 어드레스 신호에 의해 특정 워드선이 인에이블되고 그 다음에 감지 증폭기에서 리드된 데이타를 감지·증폭한 이후에 컬럼 디코더의 출력신호에 의해 컬럼 전달 게이트가 턴-온되면 감지 증폭기에서 증폭된 데이타 중에서 선택된 데이타가 블럭 데이타 버스선(db, dbb)에 실리게 되고, 이들 데이타를 입력으로 사용하는 블럭 리드 드라이버(11, 12)에서는 입력된 데이타를 다시 증폭한 다음, 어드레스 신호(add)로 특정 데이타를 선택하여 글로벌 데이타선(rd1, rd2)으로 전달한다.

종래의 회로에서는 병렬 테스트 모드와 정상 리드 모드를 동시에 구현하는 디램 회로의 경우에 있어서는 병렬 테스트 모드의 경우에 더 많은 데이타선을 필요로 하기 때문에 병렬 테스트 모드를 충족할 수 있을 만큼 데이타선을 구현하고, 각각의 글로벌 리드 데이타선으로는 항상 일정한 신호들이 전달되도록 하였는데, 제3도의 경우에는 리드 드라이버(11, 12)의 출력단에 각각의 동작 모드에 따른 선택 장치를 첨가함으로써, 병렬 테스트 모드의 경우에는 글로벌 리드 데이타선(rd1, rd2)으로 각각 리드 드라이버(11, 12)의 정 데이타선(ro2, ro1)이 연결되게 하고, 정상 동작 모드의 경우에는 어드레스 신호에 의해 선택된 리드 드라이버 출력(예를 들어, ro1, ro1b)이 글로벌 리드 데이타선(rd1, rd2)으로 전달되도록 하였다.

그에 따라 제3도의 경우는 정상적인 리드 동작 모드에서 데이타 출력버퍼 인에이블 신호(oe)를 빠르게 동작시킬 수 있으므로 데이타 출력속도를 향상시킬 수 있다.

그 이유를 설명하면, 제2도와 같이 싱글 엔디드 방식의 글로벌 리드 데이타 출력선을 사용하는 경우에 있어서는 각각의 데이타선에 완전한 데이타들이 전달되고 난 이후에 데이타 출력버퍼 인에이블 신호(oe)를 동작시켜야 한다.

그러나, 제3도와 같이 더블 엔디드 방식의 데이타 출력선인 경우에는 글로벌 리드 데이타선이 대기(precharge)시 또는 동작 초기에 데이타 출력버퍼(15A)를 디스에이블시키는 전위를 유지하고, 데이타 출력선(rd1, rd2)이 저전위로 프리차지되어 있으므로, 고전위를 전달하는 경우에는 데이타 출력선(rd1, rd2)으로 전달되는 데이타가 각각 한쌍의 데이타(data, datab)이므로 데이타 출력선(rd1, rd2)은 동작 초기에 모두 저전위를 유지하다가 하나의 데이타 출력선만이 고전위로 천이한다. 이때 데이타 출력버퍼 인에이블 신호(oe)가 먼저 인에이블된다 하더라도 데이타 출력버퍼(15A) 입력노드에 데이타가 전달되기 전까지는 데이타 출력버퍼(15A)가 동작을 하지 않으므로 싱글 엔디드 데이타선에서 생기는 데이타 출력버퍼 인에이블 신호(oe)의 지연은 없어지게 되어 데이타가 빨리 출력된다.

이상에서 설명한 본 발명의 데이타 출력방법을 이용하게 되면, 다비트 병렬 테스트 모두의 경우에는 글로벌 리드 데이타선을 싱글 엔디드 방식으로 동작시키고 정상 리드 모드에서는 글로벌 리드 데이타선을 더블 엔디드 방식으로 동작시킴으로써, 정상 동작시는 데이타 출력버퍼 인에이블 신호를 빠르게 인에이블시킬 수 있으므로 데이타 출력버퍼의 동작 속도를 빠르게 할 수 있고, 정상 동작시 모든 데이타 출력선을 인에이블시키지 않고 선택하여 인에이블시킬 수 있으므로 전력 소모가 줄어드는 효과를 얻게 된다.

Claims (3)

1. 반도체 소자의 데이타 출력방법에 있어서, 한 동작 사이클 동안에 병렬 테스트 동작을 수행하는 데이타 비트의 수가 N이고, 정상 리드 동작시 출력되는 데이타의 수가 M이라 할때에 N이 2×M와 같은 경우에는 글로벌 리드 데이타 출력선을 N개 구현한 다음, 병렬 테스트 모드의 경우에는 N개 각각의 글로벌 리드 데이타 출력선을 통하여 서로 독립적인 데이타를 출력하는 싱글 엔디드(single ended) 방식을 이용하고, 정상 리드 동작의 경우에는 글로벌 리드 데이타 출력선 중의 반으로는 출력 데이타를 전달하고 나머지 반으로는 출력 데이타의 보수 데이타를 출력하는 더블 엔디드(double ended) 방식을 이용하는 데이타 출력방법.
2. 제1항에 있어서, 정상 리드 동작의 경우에 출력되는 데이타의 수가 M이고 병렬 테스트에서 사용되는 데이타의 수가 N으로 N이 2×M 보다 큰 경우에는 2×M 만큼의 글로벌 리드 데이타 출력선으로 데이타를 출력하고 그 이외의 글로벌 리드 데이타 출력선은 프리차지 상태를 유지하도록 하는 데이타 출력방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 정상 리드 모드와 다비트 병렬 테스트 모드시에 다른 데이타 출력방식으로 데이타를 출력하기 위하여, 어드레스 신호와 테스트 신호를 입력으로 하는 출력 선택회로를 셀 어레이 블럭의 출력단과 글로벌 리드 데이타 출력선 사이에 구현하는 것을 특징으로 하는 데이타 출력방법.