KR970010646B1 - Sensing and decoding scheme for a bicmos read/write memory - Google Patents
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Description
제1도는 본 발명을 사용하는 정적 등속 호출 메모리(SRAM)의 전기 계통도.1 is an electrical diagram of a static constant velocity call memory (SRAM) using the present invention.
제2도는 제1도의 SRAM내에 사용될 수 있는 것과 같은 종래의 CMOS 메모리 셀의 전기 개략도.2 is an electrical schematic diagram of a conventional CMOS memory cell as can be used in the SRAM of FIG.
제3도는 비트 라인 풀-업 회로 및 제1단 감지 증폭기와 함께 비트 라인 쌍을 도시한 전기 개략도.3 is an electrical schematic diagram showing a pair of bit lines together with a bit line pull-up circuit and a first stage sense amplifier.
제4a도 및 제4b도는 본 발명에 따른 해독 및 기입사이클 동안의 풀-업 트랜지스터의 바이어싱 상태를 도시한 전기 개략도.4A and 4B are electrical diagrams illustrating a biasing state of a pull-up transistor during a read and write cycle according to the present invention.
제5도는 해독 및 기입 사이클 동안의 제3도의 열의 동작을 도시한 타이밍도.FIG. 5 is a timing diagram illustrating operation of the column of FIG. 3 during a read and write cycle. FIG.
제6도는 제1단 및 제2단 감지 증폭기의 상호 접속 상태를 도시한 전기 계통도.6 is an electrical diagram showing an interconnection state of a first stage and a second stage sense amplifier.
제7도는 국부 데이타 라인 쌍과 제1단 감지 증폭기 그룹의 상호 접속 상태를 도시한 전기 개략도.7 is an electrical schematic showing the interconnection state of a local data line pair and a first stage sense amplifier group.
제8도는 제2단 감지 증폭기의 전기 개략도.8 is an electrical schematic of a second stage sense amplifier.
제9도는 본 발명에 따라 구성되고, 제3도의 비트 라인상의 전원 공급기 잡음의 영향을 감소시키기 위한 회로의 전기 개략도.9 is an electrical schematic diagram of a circuit constructed in accordance with the present invention and for reducing the effect of power supply noise on the bit line of FIG.
제10도는 본 발명에 따른 풀-업 제어 회로의 구성을 도시한 전기 계통도.10 is an electrical diagram showing a configuration of a pull-up control circuit according to the present invention.
제11도는 본 발명에 따라 구성된 풀-업 제어 회로의 블럭들 중 1개의 블럭을 도시한 전기 개략도.11 is an electrical schematic diagram showing one of the blocks of a pull-up control circuit constructed in accordance with the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 정적 등속 호출 메모리(SRAM) 2 : 어레이1: Static constant velocity call memory (SRAM) 2: Array
4 : 어드레스 버퍼 6 : X디코더4: Address buffer 6: X decoder
8, 12 : Y디코더 10 : 제1단 감지 증폭기8, 12: Y decoder 10: first stage sense amplifier
14 : 제2단 감지 증폭기 18 : 상보 데이타 출력 라인14 second stage sense amplifier 18 complementary data output line
20 : 입/출력 회로 23 : 풀-업 제어 회로20: input / output circuit 23: pull-up control circuit
24 : CMOS 정적 메모리 셀 25 : 기준 전압 회로24: CMOS static memory cell 25: reference voltage circuit
26, 30, 88a, 88b : p-채널 트랜지스터26, 30, 88a, 88b: p-channel transistor
28, 32, 45, 46a, 46b, 48a, 48b, 70, 72, 74, 92a, 92b : n-채널 트랜지스터28, 32, 45, 46a, 46b, 48a, 48b, 70, 72, 74, 92a, 92b: n-channel transistor
34,36 : N-채널 통과 트랜지스터 38 : 풀-업 트랜지스터34,36: N-channel pass transistor 38: pull-up transistor
42a, 42b : 에미터-결합n-p-n트랜지스터 63 : 지연단42a, 42b: emitter-coupled n-p-n transistor 63: delay stage
66, 68 : 다알링톤트랜지스터66, 68: Darlington transistor
76a, 76b, 78a, 78b, 86a, 86b : n-p-n 트랜지스터76a, 76b, 78a, 78b, 86a, 86b: n-p-n transistor
82 : 인버터 90 : 인버팅 지연단82: inverter 90: inverting delay stage
본 발명은 전자 집적 회로 분야에 관한 것으로, 상세하게 말하자면 해독/기입 메모리 디바이스내에 사용하기 위한 회로에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to the field of electronic integrated circuits, and in particular, to circuitry for use in a read / write memory device.
집적 회로 메모리 디바이스들은 때때로 메모리 셀의 행 및 열로 구성되는데, 이 행 및 열은 행 및 열 어드레스를 나타내는 메모리 어드레스 부분의 값에 기초를 두고 각각 선택된다. 이러한 디바이스내에서, 워드 라인이란 용어는 일반적으로 활성 상태일 때 메모리 셀의 어드레스된 행을 선택하는 한 셋트의 도체를 칭하고, 비트 라인이란 용어는 일반적으로 어드레스된 행내의 메모리 셀과 감지 증폭기 사이에 데이타를 통신하는 한 셋트의 도체를 칭한다. 감지 증폭기는 관련된 비트 라인 상의 데이타의 데이타 상태를 감지하고, 회로의 출력 단으로의 통신을 위해 감지된 데이타 상태를 증폭하는 회로이다.Integrated circuit memory devices are sometimes comprised of rows and columns of memory cells, which are selected based on the value of the memory address portion representing the row and column addresses, respectively. Within such devices, the term word line generally refers to a set of conductors that select an addressed row of memory cells when active, and the term bit line generally refers between a memory cell and a sense amplifier in an addressed row. Refers to a set of conductors that communicate data. The sense amplifier is a circuit that senses the data state of the data on the associated bit line and amplifies the sensed data state for communication to the output stage of the circuit.
래치로 구성되는 정적 메모리 셀의 구동 능력으로 인해, 정적 등속 호출 메모리(SRAM)내의 다수의 열들은 단일 감지 증폭기를 공유한다. 그러나, 감지 목적을 위해, 단일 감지 증폭기에 관련된 비트 라인의 짧을수록, 감지증폭기에 의해 검출가능한 차동 전압은 작아진다. 그러므로, 감지 목적을 위해, 메모리 셀 어레이내의 각 열마다 단일 감지 증폭기를 제공하는 것이 양호하다.Due to the drive capability of a static memory cell composed of latches, multiple columns in a static constant velocity call memory (SRAM) share a single sense amplifier. However, for sensing purposes, the shorter the bit line associated with a single sense amplifier, the smaller the differential voltage detectable by the sense amplifier. Therefore, for sensing purposes, it is desirable to provide a single sense amplifier for each column in a memory cell array.
그러나, 열마다 1개의 감지 증폭기를 갖게 하는데 필요한 다수의 감지 증폭기의 제공은 특정한 감지 증폭기 구동에 요구되는 부하를 증가시킨다. 예를 들어, 256개 행×1024개 열로 구성된 256kbit SRAM 내에서, 감지 증폭기와 열 간의 1: 1 대응 관계를 위해 1024개의 감지 증폭기가 제공되어야 한다. 그러므로, 선택된 열에 관련된 감지 증폭기는 1023개의 다른 감지 증폭기에 접속 가능한 데이타 라인을 구동할 수 있어야 한다. 선택되지 않은 감지 증폭기를 데이타 라인으로부터 분리시키는 분리 트랜지스터에 의해 제공된 기생 부하를 포함하는 이러한 긴 데이타 라인의 용량성 부하는 각 감지 증폭기내의 많은 구동 트랜지스터의 제공을 요구하거나, 해독 억세스 시간 성능을 감쇠시킨다. 단일 감지 증폭기가 각 열마다 제공되는 아키텍쳐내에서, SRAM 디바이스를 사용하는데 필요한 집적 회로 크기를 거의 확장시키지 않고서, 소정 칫수인 감지 증폭기용으로 요구되는 공간(즉, 감지 증폭기 피치)는 메모리 셀의 열을 제공하는데 필요한 공간(즉, 열 피치) 이하로 될 수 있는데, 물론 이러한 피치 제한은 감지 증폭기내에 제공될 수 있는 구동 트랜지스터의 크기를 제한하게 된다.However, the provision of multiple sense amplifiers needed to have one sense amplifier per column increases the load required to drive a particular sense amplifier. For example, within a 256kbit SRAM of 256 rows x 1024 columns, 1024 sense amplifiers must be provided for a one-to-one correspondence between sense amplifiers and columns. Therefore, the sense amplifier associated with the selected column must be able to drive data lines accessible to 1023 other sense amplifiers. These long data line capacitive loads, including parasitic loads provided by isolation transistors that separate the unselected sense amplifiers from the data lines, require the provision of many drive transistors in each sense amplifier or attenuate read access time performance. . Within the architecture in which a single sense amplifier is provided for each column, the space required for the sense amplifier, which is a given dimension (i.e., sense amplifier pitch), is hardly extended to the integrated circuit size needed to use the SRAM device, but the array of memory cells. It can be less than the space (i.e., column pitch) needed to provide the N, which of course limits the size of the drive transistors that can be provided in the sense amplifier.
그러므로, 본 발명의 목적은 감지 증폭기용 데이타 라인 부하를 감소시킨 정적 RAM 디바이스용 감지 및 디코딩 기법을 제공하기 위한 것이다.It is therefore an object of the present invention to provide a sensing and decoding technique for static RAM devices that reduces the data line load for sense amplifiers.
본 발명의 다른 목적은 메모리 셀의 각 열마다 단일 감지 증폭기를 갖고 있는 SRAM용 감지 및 디코딩 기법을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a sensing and decoding technique for SRAM having a single sense amplifier for each column of memory cells.
본 발명의 다른 목적은 BICMOS 기술로 실현된 감지 및 디코딩 기법을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a sensing and decoding technique realized with BICMOS technology.
더욱이, 이러한 메모리 회로의 감지 증폭기는, 일반적으로, 선택된 메모리 셀이 접속되는 한 쌍의 비트라인 사이의 작은 차동 전압을 감지하기 위해 요구된다. 속도를 위해, 이 비트 라인 쌍 내의 각각의 비트라인은 선정된 전압으로 프리챠지되고, 프리챠지 동작 후 단 기간 동안 비트 라인 쌍내의 비트 라인들을 서로 접속시킴으로써 등가화된다. 종래의 정적 등속 호출 메모리(SRAM) 내에서, 풀-업(pull-up) 디바이스는 각각의 비트 라인과 전원 공급기 사이에 접속되는데, 이러한 풀-업 디바이스는 비트 라인 쌍내의 다른 비트 라인이 로우 상태로 풀되는 동안에 비트 라인 쌍내의 한 비트 라인을 하이 상태로 풀하는 것을 돕기 위해 사용되고, 어느 비트 라인이 하이 상태로 되는지의 선택은 어드레스된 메모리 셀의 감지된 데이타 상태에 달려 있다. BICMOS SRAM 내에서, 바이폴라 트랜지스터가 폴-업 디바이스로서 양호하게 사용되는데, 그 이유는 이것이 신속한 스위칭 특성을 갖고 있는 (최소한 1개의 다이오드가 정(+) 전원 공급기 레벨 밑으로 강하하는 전압으로 비트 라인 쌍내의 더 높은 비트 라인을 유지시키는) 비트 라인용 다이오드 클램프(clamp)로서 작용하게 되기 때문이다.Moreover, sense amplifiers of such memory circuits are generally required to sense small differential voltages between a pair of bit lines to which a selected memory cell is connected. For speed, each bit line in this pair of bit lines is precharged to a predetermined voltage and equalized by connecting the bit lines in the pair of bit lines to each other for a short period after the precharge operation. In conventional static constant speed call memory (SRAM), pull-up devices are connected between each bit line and the power supply, which pull-up devices have a low bit state in the bit line pair. It is used to help pull a bit line in the bit line pair high while being pulled to, and the selection of which bit line goes high depends on the sensed data state of the addressed memory cell. Within BICMOS SRAMs, bipolar transistors are well used as fall-up devices because they have fast switching characteristics (at least one diode drops to a voltage that falls below the positive power supply level). This is because it acts as a diode clamp for the bit line (which holds the higher bit line in).
그러나, 바이폴라 풀-업 디바이스의 다이오드 특성은, 풀-업 트랜지스터들이 접속되는 정(+)(Vcc) 전원 공급기상에 잡음이 존재할 경우에 문제점을 제공한다. 다이오드로서 작용하는 바이폴라 풀-업 트랜지스터로 인해, Vcc상의 정(+) 잡음은 2개의 비트 라인을 고 전압으로 풀하게 되고, Vcc 상의 부(-) 잡음은 비트 라인의 전압에 영향을 미치지 않게 된다. Vcc 상의 정(+) 잡음의 범프(bump)가 2개의 비트 라인을 하이 레벨로 풀한 후, 해독 사이클은 비트 라인 쌍내의 1개의 비트 라인이 로우 레벨로 풀되게 하는데, 다른 비트 라인은 범프된 전압을 유지하게 된다. 정(+) 범프가 매우 커서, 프리챠지 및 등가화 동작, 즉 풀-업 트랜지스터에 의한 비트 라인의 풀-업이 사이클의 종료부에서 비트 라인들을 완전히 등가화시키기에 불충분할 경우에 범프후의 다음 사이클내에서 고장이 발생할 수도 있다. 완전 정정 RAM인 경우에, 이러한 고장은, 잡음으로 인한 비트 라인 차동 전압이 매우 커서, 메모리 셀이 정확한 극성의 비트 라인 전압을 설정하기에 불충분한 시간을 가질 때 발생한다.However, the diode characteristics of a bipolar pull-up device present a problem when noise is present on the positive (Vcc) power supply to which the pull-up transistors are connected. Due to the bipolar pull-up transistor acting as a diode, the positive noise on Vcc pulls the two bit lines to high voltage and the negative noise on Vcc does not affect the voltage on the bit line. . After a bump of positive noise on Vcc pulls two bit lines to a high level, a readout cycle causes one bit line in the bit line pair to pull to a low level, while the other bit lines are bumped voltages. Will be maintained. The positive bump is so large that the precharge and equalization operation, i.e., the pull-up of the bit line by the pull-up transistor is insufficient to fully equalize the bit lines at the end of the cycle. Failure may occur within the cycle. In the case of fully corrected RAM, this failure occurs when the bit line differential voltage due to noise is so large that the memory cell has insufficient time to set the bit line voltage of the correct polarity.
그러므로, 본 발명의 목적은 바이폴라 풀-업 디바이스를 갖지만, 바이어싱 전원 공급기의 섭동을 허용하는 비트 라인 풀-업 회로를 제공하기 위한 것이다.It is therefore an object of the present invention to provide a bit line pull-up circuit having a bipolar pull-up device but allowing perturbation of the biasing power supply.
특정한 메모리 셀로의 기입 동작은, 일반적으로, 비트 라인 쌍의 1개의 비트 라인을 로우 레벨(Vee)로 풀하고 다른 비트 라인을 고전압 레벨(Vcc-Vbe)로 풀함으로써 달성된다. 기입 사이클 다음에, 비트 라인들은 다음의 해독 사이클에 대비하기 위해 서로에 관련하여 동일한 전위로 바이폴라 풀-업 트랜지스터에 의해 풀-업되어야 한다. 그러나, 기입후의 비트 라인의 큰 차동 전압은 매우 많은 풀-업 디바이스 또는 긴 풀-업 기간을 필요로 하게 되는데, 이들은 바람직하지 못하다.Write operations to a particular memory cell are generally accomplished by pulling one bit line of a pair of bit lines to a low level (Vee) and pulling another bit line to a high voltage level (Vcc-Vbe). After the write cycle, the bit lines must be pulled up by the bipolar pull-up transistors to the same potential with respect to each other in preparation for the next read cycle. However, the large differential voltage of the bit line after writing requires very many pull-up devices or long pull-up periods, which are undesirable.
그러므로, 본 발명의 다른 목적은 기입 사이클 중의 비트 라인 차동 전압을 감소시켜 다음의 등가 전압으로의 비트 라인의 회복을 가속시키는 비트 라인 풀-업 회로를 제공하기 위한 것이다.It is therefore another object of the present invention to provide a bit line pull-up circuit that reduces the bit line differential voltage during a write cycle to accelerate the recovery of the bit line to the next equivalent voltage.
본 발명의 다른 목적은 BICMOS 기술내에 사용된 이러한 풀-업 회로를 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide such a pull-up circuit used in BICMOS technology.
본 발명의 다른 목적은 메모리 셀의 열 당 1개의 감지 증폭기가 있는 형태로 된 이러한 풀-업 회로를 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide such a pull-up circuit in the form of one sense amplifier per column of memory cells.
본 발명의 다른 목적은 비트 라인 차동 전압을 감소시키고 Vcc 전원 공급기의 섭동 허용도를 향상시키는 이러한 풀-업 회로를 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide such a pull-up circuit which reduces the bit line differential voltage and improves the perturbation tolerance of the Vcc power supply.
본 발명은 메모리 셀의 각 열에 관련된 한 쌍의 상보 비트 라인, 및 각 열에 관련된 제1단 감지 증폭기를 갖고 있는 BICMOS SRAM 해독/기입 메모리내에 사용될 수 있다. 제1단 감지 증폭기는 그룹으로 배열되는데, 그룹내의 각각의 제1단 감지 증폭기는 공통 상보 데이타 라인 쌍을 구동한다. 제2단 감지 증폭기는 각 그룹마다 제공되고, 모든 제2단 감지 증폭기들은 한 쌍의 전역(global) 데이타 라인을 구동한다. 열 어드레스는 제1단 감지 증폭기들중 1개의 감지 증폭기를 제1단 감지 증폭기들 중 1개의 감지 증폭기를 선택하도록 디코드되는데, 선택되지 않은 제1단 감지 증폭기들은 디스에이블되고, 국부 데이타 라인에 고임피던스를 제공하게 된다. 열 어드레스의 다수의 최대 유효 비트는 선택된 제1단 감지 증폭기를 포함하는 그룹에 관련된 제2단 감지 증폭기를 엔에이블시키기 위해 사용되는데, 다른 제2단 감지 증폭기를 디스에이블되고, 전역 데이타 라인에 고 임피던스를 제공한다.The present invention can be used in a BICMOS SRAM read / write memory having a pair of complementary bit lines associated with each column of memory cells, and a first stage sense amplifier associated with each column. The first stage sense amplifiers are arranged in groups, with each first stage sense amplifier in the group driving a common complementary data line pair. A second stage sense amplifier is provided for each group, and all second stage sense amplifiers drive a pair of global data lines. The column address is decoded to select one sense amplifier of the first stage sense amplifiers and one sense amplifier of the first stage sense amplifiers, wherein the unselected first stage sense amplifiers are disabled and set to the local data line. To provide impedance. The multiple maximum significant bits of the column address are used to enable a second stage sense amplifier associated with the group containing the selected first stage sense amplifier, disabling the other second stage sense amplifiers, and writing to the global data line. Provide impedance.
본 발명은 메모리 셀의 각 열에 관련되고 풀-업 디바이스용 바이폴라 트랜지스터를 각각 갖고 있는 한 쌍의 상보 비트 라인을 갖고 있는 BIlCMOS SRAM 해독/기입 메모리내에 사용될 수 있다. 전원 공급 라인상의 잡음 섭동용 저역 통과 필터로서 작용되는 풀-업 회로가 제공되므로, 전원 공급기상의 정(+) 잡음은 비트 라인 전압을 등가화된 값 이상으로 풀하지 않게 된다. 기입 사이클 중의 풀-업 트랜지스터의 베이스 구동을 제어하는 다른 풀-업 회로가 제공되므로, 비트 라인 쌍의 더 높은 비트 라인에 관련된 풀-업 트랜지스터의 베이스 구동이 감소되어, 다음의 해독 사이클 내에서 더 짧은 교차(crossover) 시간을 제공하게 된다.The invention can be used in a BIlCMOS SRAM read / write memory associated with each column of memory cells and having a pair of complementary bit lines, each having a bipolar transistor for a pull-up device. Since a pull-up circuit is provided that acts as a low pass filter for noise perturbation on the power supply line, positive noise on the power supply will not pull the bit line voltage above the equivalent value. Since another pull-up circuit is provided that controls the base drive of the pull-up transistor during the write cycle, the base drive of the pull-up transistor associated with the higher bit line of the bit line pair is reduced, so that it is more within the next read cycle. It will provide a short crossover time.
제1도는 참조하면, 정적 등속 호출 메모리(SRAM)(1)의 계통도가 도시되어 있다. SRAM(1)의 이 실시예는 단일 입/출력 단자 I/O를 갖고 있는 256K 비트 메모리이다.[즉. SRAM(1)은 256K×1메모리로서 구성된다]. SRAM(1)의 기억 소자들은, 이 실시예내에서 256개 행×1024개 열로 구성되는 어레이(2)내에 포함된다. SRAM(1)은 어드레스 입력 An상의 어드레스 정보를 수신한다. 256K 비트 메모리내의 각 비트를 개별적으로 어드레스하기 위해, 어드레스 입력 An 수는 18개이다. 물론, 1개 이상의 비트가 한번에 억세스되면 (예를 들어, 256K 비트 SRAM(l)의 8개 입력 및 8개 중앙을 갖고 있는 32K×8메모리로서 구성되면), 더 적은 어드레스 입력 An이 요구된다.Referring to FIG. 1, a schematic diagram of a static constant velocity call memory (SRAM) 1 is shown. This embodiment of the
어드레스 입력 An은, 본 분야에 공지된 바와 같이 어드레스 입력 An에 외부 제공된 어드레스 값을 래치 및 보유하는 어드레스 버퍼(4)에 의해 수신된다. 어드레스 버퍼(4)에 의해 수신된 18개의 어드레스 비트들중 8개의 비트(이러한 8개의 비트는 행 어드레스에 대응한다.)는 어레이(2)내의 256개 행 중 1개의 행을 선택하기 위해 X 디코더(6)에 통신된다. 열 어드레스에 대응하는 어드레스 버퍼(4)에 의해 수신된 나머지 10개의 비트는 1024개의 제1단 감지 증폭기(10)들 중 1개의 감지 증폭기에 의해 감지될 어레이(2)내의 1024개 열 중 1개의 열을 선택하기 위해 제1단 Y디코더(8)에 통신된다. 각각의 1024개 열, 즉 1024개의 제1단 감지 증폭기들은 후술하는 바와 같이 상보 비트 라인 쌍에 관련되고, 1024개의 제1단 감지 증폭기들 중 선택된 감지 증폭기는 상보 비트 라인의 차등 전압을 감지한다. 비트 라인 풀-업 트랜지스터(21) 뱅크는 후술하는 바와 같이 SRAM(1)내에 제공된다.The address input An is received by the
또한, 10개의 열 어드레스 비트들 중 5개의 열 어드레스 비트는 1개의 제2단 감지 증폭기(14)를 선택하기 위해 제2단 Y디코더(12)에 통신된다. 제1도는 2개의 별도 Y디코더(8 및 12)를 도시하고 있지시만, 제2단 Y디코더(12)가 제1단 Y디코더(8)내에 사용될 수도 있다. 이러한 사용은, 다수의 디코딩 단들이 제1단 Y디코더(8)내에서 요구되고, 내부의 디코드 단들 간의 브레이크(break)가 제2단 감지 증폭기(14)들 중 1개의 감지 증폭기를 선택하는데 필요한 지점에서 행해지는 경우에, 적합한 제2단 감지 증폭기(14)를 선택할 뿐만 아니라 열 어드레스 신호 디코딩시에 제1단 감지 증폭기(10)들 중 1개의 감지 증폭기를 선택하기 위해 제2단 감지 증폭기(14)의 출력을 사용하게 된다. 1024개의 제1단 감지 증폭기(10)은 32개 그룹으로 그룹지어지는데, 각 그룹은 출력으로서 상보 국부 데이타 라인(16)쌍을 갖고 있다. 제2단 감지 증폭기(14)들 중 1개의 감지 증폭기는 32개 제1단 감지 증폭기의 각 그룹에 관련되고, 그 입력에서 관련된 국부 데이타 라인(16)쌍을 수신한다. 상보 데이타 출력 라인(18)쌍은 제2단 감지 증폭기(14)에 의해 구동된다. 동작시에, 열 어드레스에 대응하는 제1단 감지 증폭기(10)은 제1단 Y디코더(8)로부터의 신호에 의해 엔에이블되고, Y디코더(8)은 어레이(2)로부터의 관련된 비트 라인 쌍의 데이타 상태를 감지함으로써 나머지 제1단 감지 증폭기(10)을 디스에이블시킨다. 선택된 열을 갖고 있는 제1단 감지 증폭기(10) 그룹에 대응하는 제2단 감지 증폭기(14)들 중 1개의 감지 증폭기는 엔에이블되고, 나머지 제2단 감지 증폭기(14)는 디스에이블된다. 제2단 감지 증폭기(14)들 중 선택된 감지 증폭기는, 데이타 출력 라인(18)상에서, 입/출력 회로(20)에 통신하기 위해, 그 입력에서의 국부 데이타 라인(16)상의 차동 전압의 증폭 전압인 차동 전압을 제공한다. 입/출력 회로(20)은 데이타 출력 라인(18)의 상태를 입/출력 단자 I/O에 통신한다.In addition, five column address bits of the ten column address bits are communicated to the second
또한, 제1도의 SRAM(1) 입/출력 회로(20)은 입/출력단자 I/O로부터의 입력 데이타를 수신하고, 해독 사이클이 요구되는지 또는 기입 사이클이 요구되는지 여부의 결정은 입/출력 회로(20)에 접속된 단자 R/W_의 상태에 달려 있다. 기입 사이클 중에, 입/출력 회로(20)은 데이타 입력 버스(22) 상에서 입/출력 단자 I/O에 외부 제공된 논리 상태를 제공하므로, 어레이(2)내의 선택된 메모리 셀에 통신하기 위해 입력 데이타의 참(true) 및 상보 상태를 제1단 감지 증폭기(10)에 제공한다. 또한, 데이타 입력 버스(22)는 후술한 기입회복 동작을 실행하기 위해 풀-업 제어 회로(23)에 접속된다.Also, the
또한, SRAM(1)은 전원 공급기 전압 Vcc 및 Vee(접지 전위)를 수신하는 기준 전압 회로(25)를 갖는다. 전원 공급기 전압 Vcc 및 Vee는 바이어싱 목적을 위해 SRAM(1) 전반의 트랜지스터에 루트되는데, 이러한 루팅은 명확히 도시하기 위해 제1도에 도시되어 있지 않다. 본 명세서에 기술된 SRAM(1)의 특정한 실시예는 p-채널 및 n-채널 MOS 트랜지스터 뿐만 아니라 2개의 바이폴라 트랜지스터를 사용하는 BICMOS SRAM이다. SRAM(1)의 이 실시예내의 소정의 회로들은 에미터-결합 논리로 실현된다. 에미터-결합 논리가 사용되는 경우에, 기준 전압 회로(25)는 밴드-갭(band-gap) 기준 전압을 제공한다.The
제2도를 참조하면, BICMOS SRAM내에 사용된 것과 같은 종래의 CMOS 정적 메모리 셀(24)가 도시되어 있다. 메모리 셀(24)는 공지된 교차-결합 인버터에 의해 구성되는데, p-채널과 n-채널 트랜지스터가 사용될 수 있기 때문에, CMOS 인버터가 메모리 셀(24)내에 사용된다. 메모리 셀(24)내의 제1CMOS 인버터는, 소오스-드레인 경로가 Vcc와 접지 사이에 직렬로 접속되고 있고, 게이트들이 서로 결합되어 있는 p-채널 트랜지스터(26)과 n-채널 트랜지스터(28)로 형성된다. 메모리 셀(24)내의 제2CMOS 인버터는 유사하게 구성되는데, p-채널 트랜지스터(30) 및 n-채널 트랜지스터(32)의 소오스-드레인 경로는 Vcc와 접지 사이에 직렬로 접속되고, 게이트들은 공통이다. 교차-결합은 트랜지스터(30 및 32)의 드레인에 접속되는 트랜지스터(26 및 28)의 게이트(제2도의 노드 S1), 및 트랜지스터(26 및 28)의 드레인에 접속되는 트랜지스터(30 및 32)의 게이트(제2도의 노드 S2)에 의해 달성된다. N-채널 통과 트랜지스터(34)의 소오스-드레인 경로는 노드 S1과 제1비트 라인 BL 사이에 접속되고, 게이트는 워드 라인 WL에 접속된다. 이와 유사하게 N-채널 통과 트랜지스터(36)의 소오스-드레인 경로는 노드 S2와 제2비트 라인 BL_ 사이에 접속되고, 게이트는 워드 라인 WL에 접속된다.Referring to FIG. 2, a conventional CMOS
동작시에, 노드 S1 및 S2의 전압은, 메모리 셀(24)내의 CMOS 인버터의 교차-결합 특성으로 인해, 반드시 서로의 논리 보수로 된다. 워드 라인 WL이 제1도에 도시한 X디코더(6)에 의해 활성화되면, 어드레스 입력 An에서 수신된 행 디바이스에 따라, 통과 트랜지스터(34 및 36)은 턴 온되어, 노드 S1 및 S2를 비트라인 BL 및 BL_에 결합시키게 된다. 따라서, 비트 라인 BL 및 BL_의 상태는, 메모리 셀(24)가 워드 라인 WL의 활성화에 의해 접속될 때 서로의 논리 보수로 된다.In operation, the voltages of nodes S1 and S2 necessarily become logical complements of each other due to the cross-coupling characteristics of the CMOS inverters in
이 실시예에 대해 상술한 바와 같이, 제1도의 어레이(2) 내에는 256개의 워드 라인 WL 및 1024개의 비트 라인 BL 및 BL_쌍이 있다. X디코더(6)에 의해 디코드된 행 어드레스의 각 값에 대해, 1개의 워드 라인 SL이 활성화 되어, 1024개의 메모리 셀(24)를 1024개의 비트 라인 BL 및 BL_쌍에 접속시키게 된다. 다른 256개의 워드 라인 WL이 로우 논리 레벨에 있기 때문에, 각 열내의 선택된 워드 라인 WL에 관련된 단 1개의 메모리 셀(24)만이 한번에 비트 라인 BL 및 BL_쌍에 접속된다.As described above for this embodiment, there are 256 word lines WL and 1024 bit lines BL and BL_pairs in the
제3도를 참조하면, 어레이(2)의 열이 도시되어 있다. 명확히 도시하기 위해, 단지 2개의 워드 라인 WLn 및 WLn+1과 함께 2개의 메모리 셀(24)만이 도시되어 있는데, 상술한 바와 같이, 각 열은 256개의 독립 워드 라인 WL에 관련된 256개의 메모리 셀(24)를 갖는다. 제3도내에 도시한 열내에서, 셀(24)는 상보 비트라인 BL 및 BL_에 접속된 것으로 도시되어 있다. 비트 라인 BL 및 BL_는 제1단 감지 증폭기(10)에 접속되고, n-p-n 풀-업 트랜지스터(38a 및 38b)를 통해 Vcc에 각각 접속된다. 풀-업 트랜지스터(38)은 제1도에 도시한 비트 라인 풀-업 트랜지스터(21)에 대응한다. 풀-업 트랜지스터(38a 및 38b)의 베이스는 데이타 입력 버스(22) 상에서 입/출력 회로(20)으로부터 클럭된 입력 데이타를 수신하는 풀-업 제어 회로(23)에 의해 구동된다.Referring to FIG. 3, the columns of the
제1단 감지 증폭기(10)은, 베이스가 비트 라인 BL 및 BL_에 접속되어 있는 2개의 에미터-결합 n-p-n 트랜지스터(42a 및 42b)로 구성된다. 트랜지스터(42a 및 42b)의 에미터는, 소오스가 접지에 결합되고 게이트가 라인 YSEL에 접속되어 있는 n-채널 트랜지스터(45)의 드레인에 접속된다. 트랜지스터(45)는, 열이 선택되지 않을 때(즉, 라인 YSEL이 로우 상태일때)턴 오프되고, 열이 선택될 때 (즉, 라인 YSEL이 하이 상태일때) 전류원으로서 작용하도록 턴 온된다. 또한, 라인 YSEL은 트랜지스터(47)이 라인 YSEL의 로우상태로 인해 온 상태일 때 비트 라인 BL 및 BL_를 등가화시키도록 작용하는 p-채널 트랜지스터(47)에 접속된다. 라인 YSEL은, 특정한 열의 경우에, 열이 선택되지 않는 사이클 중에 로우 상태이므로, 비트 라인 BL 및 BL_를 등가화시키게 된다. 트랜지스터(42a 및 42b)의 콜렉터는 국부 데이타 라인(16_ 및 16)에 각각 접속된다. 이 실시예에 대해 상술한 바와 같이, 32개의 제1단 감지 증폭기(10)은 국부 데이타 라인(16 및 16_)를 공유한다. 국부 데이타 라인(16 및 16_)는 저항기(44)에 의해 Vcc로 풀 업 된다.The first
특정한 열용 기입 회로는 소오스-드레인 경로가 비트 라인 BL 및 BL_와 접지 사이의 경로내에 접속되어 있는 n-채널 트랜지스터(48a 및 48b)로 구성된다. n-채널 트랜지스터(48a 및 48b)의 게이트들은 데이타 입력 라인(22 및 22_)에 의해 제어되는데, 이 데이타 입력 라인(22_ 및 22)중 1개의 라인은 기입 동작이 일어날 시간에 하이 논리 레벨로 되고, 데이타 입력 라인(22 및 22_)간의 선택은 입/출력 단자 I/O에서 수신된 입력 데이타에 달려 있다. 해독 사이클 중에, 데이타 입력 라인(22와 22_)는 로우 논리 레벨을 유지한다. N-채널 트랜지스터(46a 및 46b)는, 한편으로는 트랜지스터(48a와 48b) 사이에 직렬로 접속되고, 다른 한편으로는 비트 라인 BL 및 BL_에 접속된다. 트랜지스터(46a 및 46b)의 게이트들은 라인 YSEL에 의해 제어되므로, 데이타 입력 라인(22 및 22_)의 상태는 1024개 열들 중 선택된 열에만 영향을 미치고, 다른 열들로부터 분리된다.A particular column write circuit consists of n-
제4a도는 해독 동작시에 제3도의 선택된 열에 대한 등가 회로를 도시한 것이다. 제5도는 제1사이클내에서 해독 사이클의 동작을 도시한 타이밍도이다. 해독 사이클중에, 제3도의 데이타 입력 라인(22 및 22_)는 로우 논리 레벨로 된다. 이에 응답하여, 풀-업 제어 회로(23)은 각각의 풀-업 트랜지스터(38a 및 38b)의 베이스(제4a도 및 제5도의 노드 A 및 B)에 Vcc를 제공하게 되므로, 트랜지스터(38a 및 38b)의 에미터에서4A shows an equivalent circuit for the selected column of FIG. 3 in a decryption operation. 5 is a timing diagram showing the operation of the read cycle in the first cycle. During the read cycle, the
는 전압은 Vcc-Vbe와 동일한데, 이때 Vbe는 베이스-에미터 접합부 양단의 순방향-바이어스된 다이오드 강하 전압이다. 워드 라인 WL에 의해 선택된 매모리 셀(24)는 비트 라인 BL 및 BL_상에 차동 전압을 제공하게 된다. 이 설명은 비트 라인 BL이 비트 라인 BL_보다 높은 경우에 대한 것이다. 따라서, 비트 라인 BL이 비트 라인 BL_보다 높기 때문에, 관련된 제1단 감지 증폭기 트랜지스터(42a)는 비트 라인 BL_에 관련된 트랜지스터(42b)보다 많이 턴 온 된다. 트랜지스터(45)가 온 상태이고, 트랜지스터(42a 및 42b)를 통하는 전류의 합을 일정하게 유지하도록 전류원으로서 작용하기 때문에, 트랜지스터(42a)의 베이스에서는 높은 구동은 트랜지스터(45)를 통하는 대부분의 전류가 트랜지스터(42b)에 관련하여 트랜지스터(42a)를 통해 흐르게 한다. 풀-업 트랜지스터(38a 및 38b)로 인해, 제5도에 도시한 바와 같이, 비트 라인 BL은 거의 Vcc-Vbe를 유지하게 되고, 비트 라인 BL_는 전압이 약간 강하하게 된다.Is the same as Vcc-Vbe, where Vbe is the forward-biased diode drop across the base-emitter junction. The
트랜지스터(42b)에 관련하여 트랜지스터(45)를 통과하는 전류의 대부분이 트랜지스터(42a)를 통하기 때문에, 국부 데이타 라인(16_)는 로우 상태로 풀되고, 국부 데이타 라인(16)은 트랜지스터(42b)를 통하는 최소 구동으로 인해 하이 상태를 유지하게 된다. 국부 데이타 라인(16 및 16_)를 공유하는 다른 제1단 감지 증폭기(10)의 각각의 트랜지스터(45)는 턴 오프되므로, 데이타 라인(16 및 16_)중 1개의 데이타 라인을 풀다운시키는 트랜지스터만이 선택된 열에 관련된 하이 상태인 비트 라인 BL 및 BL_에 의해 구동된 트랜지스터(42a 또는 42b)로 된다.Since most of the current through
제4b도는 본 발명에 따라 구성되고 제3도에 도시한 열에 대한 기입 동작 중의 등가 회로를 도시한 것이다. 데이타 입력 라인(22 또는 22_)중 1개의 데이타 입력 라인은 입/출력 단자 I/O에서 수신된 입력 데이타에 따라 입/출력 회로(20)에 의해 하이 레벨로 풀되는데, 본 명세서내에 설명된 예내에서, 데이타 입력 라인(22)는 기입 동작 동안 하이 논리 레벨로 풀된다. 이것은 제5도에 도시한 시간 tw에서 발생한다. 따라서 제3도의 열의 트랜지스터(48b)는 데이타 입력 라인(22)에 턴 온되는데, YSEL이 선택된 열의 경우에 하이 레벨로 어서트되기 때문에, 트랜지스터(48b)는 제4b도에 도시한 바와 같이 기입을 실행하기 위해 로우 레벨로 풀될 비트 라인 BL_를 선택한다.FIG. 4B shows an equivalent circuit during the write operation for the column constructed in accordance with the present invention and shown in FIG. One of the
본 발명에 따르면, 풀-업 제어 회로(23)은 기입될 데이타 상태에 따라 풀-업 트랜지스터(38a 및 38b)의 베이스에 상이한 바이어스 레벨을 제공하는데, 이것은 기입 동작의 개시시에 시간 tw에서 개시된다. 노드 B에서, 즉 트랜지스터(38b)의 베이스에서, 풀-업 제어 회로는 Vee를 제공하는데, 그 이유는 트랜지스터(38b)가, (라인(22_)가 아닌) 데이타 입력 라인(22)가 하이 레벨로 풀되기 때문에 로우 레벨로 풀 될 비트라인 BL_에 관련되기 때문이다. 본 발명에 따르면, 시간 tw에서 개시하여, 풀-업 제어 회로(23)은 해독 사이클 중에 인가된 바이어스로부터 감소되는 전압을 노드 A(트랜지스터(38a)의 베이스)에 인가시킨다.According to the invention, the pull-up
이 실시예내에서, 인가된 전압은 트랜지스터(38a)의 베이스를 바이어스시키는 트랜지스터(50a)로 인해 Vcc 미만의 한 다이오드 강하 전압(Vbe)이다. 따라서, 하이 비트 라인(이 경우에, 비트 라인 BL인 로우 레벨로 풀되는 비트 라인에 대향한 비트 라인)상에서, 풀-업 트랜지스터(38a)는 도통 상태로 되도록 바이어스되므로, 풀-업 트랜지스터(38a)의 에미터에서의 전압은 해독 사이클에 관련하여 감소된 전압이다. 이 경우에, 하이 비트 라인 BL의 전압은 기입 동작 중에서 Vcc-2Vbe이고, 로우 비트 라인 BL_의 전압은 Vee로 풀 다운된다.Within this embodiment, the applied voltage is one diode drop voltage Vbe of less than Vcc due to transistor 50a biasing the base of transistor 38a. Thus, on the high bit line (in this case, the bit line opposite the bit line pulled to the low level, which is the bit line BL), the pull-up transistor 38a is biased to be in a conductive state, so the pull-up transistor 38a The voltage at the emitter is a reduced voltage relative to the readout cycle. In this case, the voltage of the high bit line BL is Vcc-2Vbe during the write operation, and the voltage of the low bit line BL_ is pulled down to Vee.
기입은, 트랜지스터(46b 및 48b)가 비트 라인 BL_를 Vee로 풀하여 메모리 셀(24) 내의 노드 S2(제2도참조)를 로우 레벨로 셋트시킨 다음에 달성되므로, 메모리 셀(24)내의 교차-결합 인버터는 요구된 데이터 상태를 래치시킨다. 비트 라인 BL_상의 로우 레벨은 제1단 감지 증폭기(10)내에서 트랜지스터(42b)를 턴오프시킨다. 트랜지스터(42a)에, 트랜지스터(45)(이 트랜지스터의 베이스 전압은 트랜지스터(42a)를 온 상태로 유지하기에 충분한 전압 Vcc-2Vbe이다)를 통해 허용된 모든 전류가 통하게 되더라도, 트랜지스터(42a)의 베이스 내로 허용된 전류는 비트 라인 BL이 전압 Vcc-2Vbe를 유지하도록 제한된다. 트랜지스터(46b 및 48b)를 통하는 비트 라인 BL_의 로우 레벨의 영향은 제1단 감지 증폭기(10)을 무시하게 되어, 요구된 데이타를 메모리 셀(24) 내에 기입한다. 메모리 셀(24)의 노드 S2 및 비트 라인 BL_의 기생 캐패시터스가 방전될 때, 비트 라인 BL_의 전압은 제5도에 도시한 바와 같이 전압 Vee로 강하하게 된다.Writing is accomplished after
기입 동작중의 하이 비트 라인 BL상의 트랜지스터(38a)의 감소된 바이어스의 장점은 기입 동작 후 및 해독 동작전의 시간(즉, 기입 회복 시간)동안에 명백해진다.The advantage of the reduced bias of transistor 38a on high bit line BL during a write operation is evident after the write operation and before the read operation (ie, the write recovery time).
제5도를 참조하면, 기입 사이클은 시간 tr에서 종료되기 시작하는데, 데이타 입력 라인(22 또는 22_)중 1개의 라인[이 경우에, 라인(22)]는 하이 논리 레벨로부터 로우 논리 레벨로 된다. 이 예내에서, 이것은 트랜지스터(48a)를 턴오프시켜, 비트 라인 BL_를 Vee로부터 분리시키고, 풀-업 트랜지스터(38b)에 응답하게 한다. 또한, 로우 레벨로 복귀하는 데이타 입력 라인(22)에 응답하여, 풀-업 제어 회로(23)은 트랜지스터(38a 및 38b)의 베이스(노드 A 및 B) 상의 바이어스를 Vcc로 복귀시킨다. 이전의 기입 사이클 내에서 로우 상태인 비트 라인, 예를 들어 비트 라인 BL_의 경우에, 풀-업 트랜지스터(38b)의 이 바이어싱은, 전술한 해독 사이클 내에서와 같이, 비트 라인 BL_ 및 Vcc-Vbe를 향해 다시 풀-업 한다. 이전의 기입 사이클 내에서 하이 상태인 비트 라인, 예를 들어 비트 라인 BL의 경우에, 풀-업 트랜지스터(38a)의 바이어싱은, 전술한 해독 사이클 내에서와 같이, 비트 라인 BL을 Vcc-2Vbe로부터 Vcc-Vbe를 항해 다시 풀한다.Referring to FIG. 5, the write cycle begins to end at time t r , where one of the
선택된 메모리 셀(24)의 데이타 상태가 기입 사이클에 의해 기입된 상태와 동일한 상태인 경우에, 2개의 비트 라인 BL 및 BL_는 제5도의 제1해독 사이클내에 도시한 바와 같이 다시 차등 전압으로 된다. 이 예내에서는 속도는 전혀 향상되지 않는데, 그 이유는 비트 라인 BL 및 BL_의 전압들이 해독 상태로 셋트되기 전에 교차하지 않기 때문이다. 그러나, 제2해독 사이클에 의해 해독된 데이타가 기입 사이클에 의해 기입된 데이타와 반대인 경우에, 비트 라인 BL 및 BL_의 전압들은 기입 사이클 중에 하이측 상의 풀-업 트랜지스터(38)의 베이스상에서 감소된 바이어스로 인해 tr후보다 이른 시간에 교차하게 된다. 이 경우는 제5도내의 제2해독 사이클내에 도시되어 있고, 기입 사이클 내에서 기입된 행과 상이한 행내의 메모리 셀(24)가 (상이한 데이타를 해독하기 위해서) 제2해독 사이클 내에서 해독된다고 가정한다.In the case where the data state of the selected
하이 측 비트 라인, 이 경우에 비트 라인 BL이 풀-업 트랜지스터(38a)에 의해 저전압(Vcc-2Vbe)로부터 고전압(Vcc-Vbe-dV ; dV는 해독 사이클내의 로우측 비트 라인으로 인한 델타 전압이다)으로 상승되기 때문에, 비트 라인 BL의 전압과 비트 라인 BL_의 전압 사이의 교차는 제5도에 도시한 시간 ts에서 발생한다. 교차점(ts)에서 제1감지 증폭기(10)은 상술한 바와 같이 적합한 데이타 상태로 플립하게 되는데 그 이유는 하이 측의 비트 라인(이 경우에, 비트 라인 BL_)이 해독을 달성하는 로우 측의 비트 라인(BL) 보다 더 어렵게 관련된 트랜지스터(42)를 구동시키게 되기 때문이다. 이전 기입 사이클로부터의 하이 측 비트 라인(예를 들어, 비트 라인 BL)이 해독 사이클 중에서와 동일한 전압인 전압 Vcc-Vbe로부터 하강하면, 상승하는 비트 라인 BL_과의 교차점은 ts후까지 발생하지 않게 된다. 제5도에 도시한 파형 BL'는 트랜지스터(38a)상의 기입 바이어스가 해독 사이클과 기입 사이클 중에서 동일한 경우의 비트 라인 BL의 특성을 도시한 것인데, 나중에 교차점은 제5도에 시간 ts'로서 도시되어 있다. 하이 측 풀-업 트랜지스터상의 바이어스 변화로 인해 억세스 시간은 시간 ts' 와 시간 ts간의 시간차 만큼 개선된다.The high side bit line, in this case bit line BL, is pulled-up transistor 38a from low voltage (Vcc-2Vbe) to high voltage (Vcc-Vbe-dV; dV is the delta voltage due to the low side bit line in the read cycle. ), The intersection between the voltage of the bit line BL and the voltage of the bit line BL_ occurs at time t s shown in FIG. At the intersection point t s , the
제6도를 참조하여, 국부 데이타 라인(16) 및 관련된 제2단 감지 증폭기(14)와의 제1단 감지 증폭기(10)그룹의 상호 접속에 대해서 설명한다. 상술한 바와 같이, 1024개의 제1단 감지 증폭기(100내지 101023)은 32개 그룹으로 그룹지어지는데, 제1단 감지 증폭기(100내지 1031)은 제1그룹 제1단 감지 증폭기(1032내지 1063)은 제2그룹,… 등으로 된다. 그룹내의 각각의 제1단 감지 증폭기(10)의 출력은 공통 상보 논리 데이타 라인(16 및 16_)쌍에 와이어-AND된다. 제1단 감지 증폭기(10) 그룹으로부터의 각각의 국부 데이타 라인(16)쌍은 이 그룹에 관련된 제2단 감지 증폭기(14)의 입력에 제공된다. 예를들어 제2단 감지 증폭기(140) 은 제1단 감지 증폭기(100내지 1031)로부터의 국부 데이타 라인(16 및 16_)를 수신한다.Referring to FIG. 6, the interconnection of the first
1024개의 제1단 감지 증폭기들 중 1개의 감지 증폭기가, 선택된 행내에 있는 관련된 열 내의 메모리 셀을 감지하기 위해 열 어드레스의 10개 비트에 따라 선택된다. 이 선택은, 제1도의 어드레스 입력 An에서 수신된 10-비트 열 어드레스의 값에 따라, 독특한 선택 라인 YSEL(도시하지 않음)을 각각의 제1단 감지 증폭기(l0)에 통신하는 제1단 Y 디코더(8)에 의해 달성된다. 선택되지 않은 제1단 증폭기(10)은 엔에이블되지 않고, 고 임피던스를 2개의 상보 국부 데이타 라인(16)에 제공하게 된다. 제1단 감지 증폭기(10)들 중 선택된 감지 증폭기에 의해 수행된 감지 동작의 결과는 상세하게 후술하는 바와 같이 로우 레벨로 풀되는 라인 쌍 중 1개의 라인에 의해 국부 데이타 라인(16)쌍 상에 제공된다.One of the 1024 first stage sense amplifiers is selected according to ten bits of the column address to sense memory cells in the associated column in the selected row. This selection is based on the value of the 10-bit column address received at the address input An of FIG. 1, in order to communicate a unique select line YSEL (not shown) to the respective first
열 어드레스에 의해 선택된 제1단 감지 증폭기(10)을 포함하는 제1단 감지 증폭기(10) 그룹에 대응하는 제2단 감지 증폭기(14)는 엔에이블되어, 국부 데이타 라인(16)상에서 제공된 차동 전압을 증폭하고, 이 증폭된 차동전압을 상보 데이타 출력 라인(18 및 18_) 쌍에 제공하게 된다. 선택은, 이 예내에서, 열 어드레스의 5개 최대 유효비트를 수신하고, 제2단 감지 증폭기(14)를 엔에이블 시키기 위해 선택 라인 SSL0 내지 SSL 31중 1개의 선택 라인을 제2단 감지 증폭기(14)에 어서트하는 제2단 Y디코더(l2)에 의해 수행된다. 제2단 감지 증폭기(14)의 출력들은 데이타 출력 라인(18 및 l8_)에서 서로 와이어-OR된다. 제2단 감지 증폭기(14)중 선택되지 않은 감지 증폭기는 디스에이블되고, 고 임피던스를 2개의 데이타 출력 라인(18)에 제공하여, 제2단 감지 증폭기(14)중 선택된 감지 증폭기가 데이타 출력 라인(18 및 18_)의 상태를 셋트시키게 한다. 제1도에 도시한 바와 같이, 데이타 출력 라인(l8 및 18_)는 입/출력 단자 I/O에 통신하기 위해 입/출력 회로(20)에 의해 수신된다.The second
제7도를 참조하여, SRAM(1)의 이 실시예의 열 디코딩 및 감지 기법이 대해서 설명한다. 본 발명의 이 실시예에 따르면, 제1도에 관련하여 상술한 바와 같이, 1개의 제1단 감지 증폭기(10)은 어레이(2)내의 각각의 1024개 열에 관련된다. 제1단 감지 증폭기(10)은 32개의 32개 제1단 감지 증폭기(10) 그룹으로 그룹지어진다. 제7도는 1개의 32개 제1단 증폭기(10) 그룹의 상호 접속 상태 및 상보 국부 데이타 라인(16)의 구동상태를 도시한 것이다.Referring to FIG. 7, the thermal decoding and sensing technique of this embodiment of the
제1단 감지 증폭기(100내지 1031)은 제7도에 개략적으로 도시되어 있다. 제3도에 도시한 바와 같이 각각의 제1단 감지 증폭기는, 베이스가 비트 라인 BL 및 BL_에 접속되어 있고 콜렉터가 국부 데이타 라인(16_ 및 16)에 접속되어 있는 트랜지스터(42a 및 42b)를 갖고 있다. 트랜지스터(38a 및 38b)의 에미터들은 트랜지스터(45)를 통해 Vee에 결합하기 위해 서로 접속된다. 각각의 제1단 감지 증폭기(10)은, 트랜지스터(45)의 게이트에서, 제1단 Y디코더(8)로부터의 라인 YSEL 상의 독특한 선택 신호를 수신한다. 예를 들어, 제1단 감지 증폭기(100)은 라인 YSEL0을 수신하고, 제1단 감지 증폭기(101)은 라인 YSEL1을 수신한다. 상술한 바와 같이, 각각의 1024개의 제1단 감지 증폭기는 자체 관련된 라인 YSELn(이때, n은 0 내지 1023이다)상의 독특한 선택 신호를 수신하는데, 그 이유는 기술한 SRAM(1)이 256K X 1 메모리로서 구성되기 때문이다 따라서, 제1단 감지 증폭기(10)들 중 단 1개의 감지 증폭기만이 관련된 선택 라인 YSEL 상의 하이 논리 레벨에 의한 소정의 해독 동작을 위해 엔에이블되고, 선택되지 않은 나머지 제1단 감지 증폭기(10)은 선택 라인 YSEL 상의 로우 논리 레벨을 수신한다.The first
제7도에 도시한 그룹의 경우, 라인 YSEL0내지 YSEL31중 어느것도 제1단 Y 디코더(8)에 의해 어서트 되지 않으면, 제1단 감지 증폭기(100내지 1031)용 모든 트랜지스터(45)들은 오프상태로 된다. 이 경우에, 저항기(44)는 2개의 국부 데이타 라인(16 및 16_)를 Vcc로 풀하게 되는데, 그 이유는 제1단 감지 증폭기(100내지 1031)중 어느것도 라인을 로우 레벨로 풀하도록 엔에이블되지 않기 때문이다.In the case of the group shown in FIG. 7, if none of the lines YSEL 0 to YSEL 31 are asserted by the first
제7도에 도시한 그룹내의 제1단 감지 증폭기(100내지 1031)들 중 1개의 감지 증폭기가 선택될 경우에, 이 그룹내의 선택되지 않은 제1단 감지 증폭기(10)들은 관련된 선택 라인 YSEL상의 로우 논리 레벨을 수신하여, 선택되지 않은 제1단 감지 증폭기(10)내의 각각의 트랜지스터(45)를 오프 상태로 유지시키게 된다. 그러나, 제1단 감지 증폭기(10)들 중 선택된 감지 증폭기의 경우에, 하이 논리 레벨은 선택 라인 YSEL 상에서 수신되고, 이것의 트랜지스터(45)는 턴 온되어, 관련된 비트 라인 BL 및 BL_쌍 상의 차동 전압을 감지하게 된다. 예를 들어, 제1단 감지 증폭기(101)이 선택됨으로 인해 라인 YSEL1이 하이 논리 레벨로 된다고 가정하면, 제1단 감지 증폭기(101) 내의 트랜지스터(45)는 턴 온된다. 따라서, 상술한 바와 같이, 하이 상태인 비트 라인 BL1및 BL_1에 관련되는 트랜지스터(42a 및 42b)중 1개의 트랜지스터는 로우 상태인 비트 라인 BL1및 BL_1에 관련되는 트랜지스터(42a 또는 42b)보다 많이 턴 온되는데, 차동 전압의 극성은 선택된 행 내의 메모리 셀(24) 내에 기억된 데이타 상태에 따라 변한다. 예를 들어, 선택된 메모리 셀(24)가 비트 라인 BL1이 비트 라인 BL_1에 관련하여 하이 레벨로 되게 하는 데이타를 기억하면, 제1단 감지 증폭기(101) 내의 트랜지스터(42a)는 트랜지스터(42b) 보다 더욱 강하게 턴 온되어, 전류원으로서 작용하는 트랜지스터(45)에 의해 통과된 전류의 도통량을 조절한다. 그러므로, 트랜지스터(42a)는 국부 데이타 라인(16_)를 풀 다운시키도록 작용하게 되고, 국부 데이타 라인(16_)의 풀링 다운은 선택되지 않은 제1단 감지 증폭기(100및 102내지 1031)에 의한 영향을 강하게 받지 않는데, 그 이유는 트랜지스터(45)들이 오프 상태이기 때문이다. 제1단 감지 증폭기(101) 내의 트랜지스터(42b)를 통하는 도통량은 트랜지스터(45)의 영향으로 인해 최소이므로, 국부 데이타 라인(16)은 하이 상태를 유지하게 되어, 제1단 감지 증폭기(101)에 의한 감지 동작의 결과를 제2단 감지 증폭기(140)에 통신하게 된다.If one of the first
제8도를 참조하여, 제2단 감지 증폭기(14)의 구성 및 동작에 대해서 설명한다. 제2단 감지 증폭기(14)의 입력측 상에서, 국부 데이타 라인(16)은, 콜렉터가 Vcc에 접속되어 있고, 에미터가 n-p-n 트랜지스터(76a)의 베이스 및 n-채널 트랜지스터(70)의 드레인에 접속되어 있는 n-p-n 트랜지스터(78a)의 베이스에 접속된다. 트랜지스터(76a)의 콜렉터는 풀-업 저항기(80)을 통해 Vcc에 접속되고, 에미터는 n-채널 트랜지스터(72)의 드레인에 접속된다.Referring to FIG. 8, the configuration and operation of the second
이와 유사하게, 국부 데이타 라인(16_)는, 콜렉터가 Vcc에 접속되어 있고, 에미터가 n-p-n 트랜지스터(76b)의 베이스 및 n-채널 트랜지스터(74)의 드레인에 접속되어 있는 n-p-n 트랜지스터(78b)의 베이스에 접속된다. 트랜지스터(76b)의 콜렉터는 다른 풀-업 저항기(80)을 통해 Vcc에 접속되고, 에미터는 n-채널 트랜지스터(72)의 드레인에 접속된다. 트랜지스터(70, 72 및 74)의 소오스는 Vee에 접속된다. 제2단 Y 디코더(12)로부터의 라인 SSL은 n-채널 트랜지스터(70, 72 및 74)의 게이트에 접속된다.Similarly, the local data line 16_ has an
동작시에, 제2단 감지 증폭기(14)가 제2단 Y 디코더(l2)에 의해 선택되지 않으면, 라인 SSL은 로우 논리 레벨에 있게 된다. 트랜지스터(70, 72 및 74)는 모두 턴 오프되므로, 국부 데이타 라인(16 및 16_)의 상태에 관계없이, n-p-n 트랜지스터(78 및 76) 중 어느 것도 전류를 통하지 않게 된다. 따라서, 트랜지스터(76a및 76b)의 콜렉터에서의 노드 SA 및 SB는 선택되지 않은 상태 내에서 저항기(80)을 통해 Vcc로 풀된다.In operation, if the second
제2단 감지 증폭기(14)가 선택되면. 라인 SSL은 하이 논리 상태로 되어, 트랜지스터(70, 72 및 74)를 턴온시키게 된다. 선택된 조건 내에서, 제2단 감지 증폭기(14)의 입력측은 국부 데이타 라인(16 및 16_) 사이의 차동 전압을 검출하도록 엔에이블된다. 트랜지스터(78a 및 78b)는 베이스-에미터 다이오드 전압 강하(Vbe)에 의해 감소된 국부 데이타 라인(16 및 16_)의 전압을 트랜지스터(76a 및 76b)의 베이스에 통신한다. 그러므로, 제2단 감지 증폭기(14)의 입력측은 제1단 감지 증폭기(10)과 동일한 방식으로 동작하게 되는데, 트랜지스터(72)는 에미터-결합 트랜지스터(76a 및 76b)용 전류원으로서 작용한다. 상술한 예내에서, 국부 데이타 라인(16)이 국부 데이타 라인(16_)보다 높은 전압을 갖고 있는 경우에, 트랜지스터(72)에 의해 통과된 전류의 대부분은 트랜지스터(76b)가 아닌 트랜지스터(76a)를 통과하게 된다. 따라서, 이 예내에서, 노드 SA는 노드 SB보다 낮은 전압 상태에 있게 된다.If the second
제2단 감지 증폭기(14)의 출력축을 고찰하면, p-채널 트랜지스터(88a)는 이것의 드레인에 접속된 노드SA를 갖고 있고, 이 트랜지스터의 소오스는 n-p-n 트랜지스터(86a)의 베이스에 접속된다. 이와 유사하게, 노드 SB는, 소오스가 n-p-n 트랜지스터(86b)의 베이스에 접속되어 있는 p-채널 트랜지스터(88b)의 드레인에 접속된다. 트랜지스터(88a 및 88b)의 콜렉터는 Vcc에 접속되고, 에미터는 데이타 출력 라인(18_Considering the output shaft of the second
및 18)에 접속된다. 또한, 트랜지스터(86a 및 86b)의 베이스는, 소오스가 Vee에 각각 접속되어 있는 n-채널 트랜지스터(92a 및 92b)의 드레인에 접속된다.And 18). The bases of the transistors 86a and 86b are connected to the drains of the n-
인버터(82)에 의해 인버트된 라인 SSL은 트랜지스터(88a 및 88b)의 게이트에 접속된다. 또한, 라인 SSL은 트랜지스터(92)의 게이트에 접속된다. 각각의 제2단 감지 증폭기(14)는 한 쌍의 n-채널 트랜지스터(94a 및 94b)를 갖고 있는데, 이들의 소오스-드레인 경로는 데이타 출력 라인(18_ 및 18)과 Vee 사이에 접속된다. 인버터(82)의 출력은, 인버팅 지연 단(90)을 통해, 트랜지스터(94a 및 94b)의 게이트를 구동한다. 인버팅 지연 단(90)은 비교적 작은 p-채널 풀-업 트랜지스터 및 비교적 큰 n-채널 트랜지스터 풀-다운 트랜지스터를 갖는 CMOS 인버터로 구성된다. 이것은 인버팅 지연 단(90)이 1회의 전이에 대해서만 지연을 갖게 하는데, 인버팅 지연 단(90)의 출력은 후술한 이유로 인해, 하이-로우 전이를 신속하게 하지만, 로우-하이 전이는 비교적 느려지게 한다.The line SSL inverted by the
동작시에, 제2단 감지 증폭기(14)가 선택되지 않으면, 인버터(82)의 출력은 하이 논리 레벨로 된다. 따라서, 트랜지스터(88)은 턴 오프되고, 트랜지스터(92)는 턴 온되어, 트랜지스터(86)의 베이스를 Vee로 풀하므로, 이 트랜지스터들을 턴 오프시키게 된다. 따라서, 제2단 감지 증폭기(14)는 고 임피던스를 데이타 출력라인(18 및 18_)에 제공하는데, 32개의 제2단 감지 증폭기(14)들 중 나머지 감지 증폭기들은 제8도에 도시한 제2단 감지 증폭기(14)와 유사한 방식으로 데이타 출력 라인(18 및 18_)에 접속된다. 또한, 트랜지스터(94a 및 94b)도(정지 상태로) 턴 오프되므로, 선택되지 않은 제2단 감지 증폭기(14)는 고 임피던스를 데이타 출력 라인(18 및 18_)에 제공한다. 그러므로, 데이타 출력 라인(l8 및 18_)와 32개의 제2단 감지 증폭기(14)의 접속은 와이어드-OR의 특성인데, 제2단 감지 증폭기들 중 소정의 감지 증폭기는 데이타 출력 라인(l8 또는 18_)를 풀-업할 수 있고, 선택되지 않온 제2단 감지 증폭기(14)는 반드시 고 임피던스를 이 데이타 출력 라인에 제공하게 된다.In operation, if the second
제2단 감지 증폭기(14)가 선택되면, 인버터(82)의 출력은 로우 논리 레벨로 되어, 트랜지스터(88a 및 88b)를 턴 온시키게 된다. 트랜지스터(92a 및 92b)는 턴 오프되어, 노드 SA 및 SB의 전 차동 전압이 트랜지스터(84a 및 84b)의 게이트에 제공되게 한다. 노드 SA 및 SB의 전압은 트랜지스터(86a 및 86b)에 베이스에 접속된다.When the second
라인 SSL이 하이 상태로 되는 경우에, 인버터(82)의 출력은 로우 상태로 되고, 인버팅 지연 단(90)의 출력은 하이 논리 레벨로 되어, 트랜지스터(94a 및 94b)를 턴 온시키게 된다. 그러나, 상술한 바와 같이, 인버팅 지연 단(90)은 출력에서의 로우-하이 전이를 느리게 하도록 구성된다. 인버터(82)의 출력과 트랜지스터(94a 및 94b)의 게이트 사이의 지연 단(90)에 의해 야기된 이 지연은 데이타 출력 라인(18_ 및 18)을 구동시키기 시작한다.In the case where the line SSL goes high, the output of the
트랜지스터(94a 및 94b)의 턴온 지연은 억세스 시간을 향상시키는데, 이때 데이타 출력 라인(18 및 18_)상에 제공될 데이타 상태는 이전 해독 사이클 내에서 데이타 출력 라인 상에 제공된 데이타와 동일하다. 예를 들어, 데이타 출력 라인(18)이 다른 제2단 감지 증폭기(14)에 의해 이전 사이클 내에서 데이타 출력라인(18_)에 관련하여 하이 레벨로 구동되면, 트랜지스터(86b)는, 트랜지스터(94b)가 턴온되기 전에 트랜지스터(86b)가 데이타 출력 라인(18)을 구동하기 시작하는 동안에, 데이타 출력 라인(l8) 상의 레벨과 동일한 레벨을 유지하여, 신속한 출력 응답을 제공하게 된다. 트랜지스터(94b)가 트랜지스터(86b) 턴 온전에 턴 온 되면, 데이타 출력 라인(18)은 Vee로 방전되고, 트랜지스터(86b)는 출력 레벨까지 데이타 출력 라인(18)을 풀하여, SRAM(1)의 억세스 시간 성능을 느리게 하게 된다. 인버팅 지연 단(90)에 의한 턴 온시에, 트랜지스터(94a 및 94b)는 전류원으로서 작용하여, 데이타 출력 라인(18 및 18_)의 전압을 노드 SA 및 SB의 차동 전압에 반영시키게 된다. 데이타 출력 라인(18_ 및 18)에 제공된 전압은 트랜지스터(86a 및 86b)의 베이스-에미터 다이오드 전압 강하에 의해 쉬프트된 노드 SA 및 SB의 전압이다.The turn-on delays of
상술한 예내에서, 노드 SB가 노드 SA보다 높은 전압 상태에 있을 경우에, 데이타 출력 라인(18)은 데이타 출력 라인(18_)보다 높은 전압 상태에 있게 된다. 그러므로, 제2단 감지 증폭기(14)는 선택된 메모리 셀(24)의 데이타 상태를 감지함으로써 선택된 제1단 감지 증폭기(10)의 출력을 입/출력 회로(20)에 통신한다.In the example described above, when node SB is in a higher voltage state than node SA,
특정한 제2단 감지 증폭기(14)가 선택된 상태로부터 선택되지 않은 상태로 되는 후속 사이클 내에서, 라인 SSL은 로우 논리 레벨로 되어, 트랜지스터(70, 72, 74, 84a 및 84b)를 턴 오프시키고 트랜지스터(92a 및 92b)를 턴 온시키므로, 트랜지스터(86a 및 86b)의 베이스는 로우 상태로 풀된다. 인버팅 지연 단(90)은 트랜지스터(94a 및 94b)를 신속히 턴 오프시키는데, 그 이유는 인버텅 지연 단(90)이 이것의 중앙이 인버터(82)의 출력에 응답하여 하이-로우 전이를 신속하게 할 수 있도록 구성되기 때문이다.In subsequent cycles in which the particular second
그러므로, 상술한 본 발명은 한 쌍의 국부 데이타 라인(16 및 16_)를 구동시키기 위해 감소된 수의 제1단 감지 증폭기(10)을 그룹 지우고, 전역 데이타 출력 라인(18 및 18_)을 구동시키기 위해 열 어드레스의 최대 유효 비트에 의해 선택된 각 그룹마다 제2단 감지 증폭기를 가짐으로써 제1단 감지 증폭기(10) 상에 감소된 부하를 제공한다. 감소된 구동은 어레이의 열 피치 내에 끼워질 수 없는 많은 구동 트랜지스터를 요구하지 않고서 각 열마다 단일 제1단 감지 증폭기(10)을 제공한다.Therefore, the present invention described above groups the reduced number of first
제4a도에 관련하여 상술한 바와 같이, 트랜지스터(38a 및 38b)의 베이스들은 특정한 열이 선택되든지 선택되지 않든지 간에 해독 동작 중에 Vcc로 바이어스된다. 풀-업 트랜지스터(38)은 각각 비트 라인 BL 또는 BL_과 트랜지스터(38)의 베이스에서의 전압 사이의 다이오드를 나타낸다. 트랜지스터(38)의 베이스가 Vcc에 접속된 경우에 Vcc 상의 부(-) 전압 범프는, 베이스 전압이 비트 라인 전압 미만으로 강하되면 역-바이어스되는 n-p-n 트랜지스터(38)의 베이스-에미터 다이오드로 인해 비트 라인 BL 및 BL_에 결합하지 않게 된다. 그러나, 전원 공급기 전압 Vcc가 상향 범프하면, 비트 라인 BL 및 BL_는 Vcc의 더 높은 레벨을 따르게 되는데, 그 이유는 베이스-에미터 접합부 양단의 전압이 Vbe를 유지하게 되기 때문이다. 해독 동작 중에, 로우 비트 라인 BL 및 BL_는 선택된 메모리 셀(24)가 로우 상태를 유지할 때 잡음에 의해 상향으로 풀되지 않지만, 하이 상태인 비트 라인은 Vcc 상의 정(+) 극성 잡음을 따르게 된다. 그러므로, Vcc 전원 공급기 상의 정(+) 극성 잡음은 이러한 잡음이 없을때 존재한 것보다 큰 차동 전압을 비트 라인들 사이에 발생시키게 된다. 잡음이 매우 크면, 비트 라인 차동 전압은 등가화 트랜지스터(47)이 비트 라인을 등가화시킬 수 없을 정도로 충분히 크게 될 수 있어, 후속 사이클 내의 선택된 메모리 셀(24)의 상태를 감지하지 못하게 된다.As described above with respect to FIG. 4A, the bases of
제9도를 참조하면, 각각의 풀-업 트랜지스터(38a 및 38b)에 관련된 풀-업 제어 회로(23)의 다른 부분을 포함하는, 해독 동작시의 제3도의 열에 대한 다른 등가회로도가 도시되어 있다. 제9도에 도시한 풀-업 제어 회로(23) 부분은 비트 라인 BL 및 BL_의 등가화를 업셋트 함으로써 Vcc 전원 라인에서의 비교적 높은 주파수 잡음을 필터하기 위해서 저역 통과 필터 동작을 수행한다.Referring to FIG. 9, another equivalent circuit diagram for the column of FIG. 3 in a decryption operation is shown, including another portion of the pull-up
제4a도에 관련하여 상술한 바와 같은 해독 동작 중에, 비트 라인 BL 또는 BL_ 중 1개의 비트 라인은 선택된 메모리 셀(24)의 데이타 상태에 따라 다른 비트 라인에 관련하여 하이 상태로 된다. 제9도에 도시한 예내에서, 비트 라인 BL은 비트 라인 BL_에 관련하여 하이 상태이다.During the readout operation as described above with reference to FIG. 4A, one bit line of the bit line BL or BL_ goes high with respect to the other bit lines depending on the data state of the selected
전류원으로서 동작하는 선택된 트랜지스터(45) 및 트랜지스터(45)를 통과하는 전류를 공유하는 트랜지스터(42a 및 42b)를 포함하는 제1단 감지 증폭기(10) 및 메모리 셀(24)의 동작은 하이 상태인 비트 라인 BL에 결합된 전류 IHI를 통과하는 제1전류원 및 로우 상태인 비트 라인 BL_에 결합된 전류 ILO를 통과하는 제2전류원으로써 모델될 수 있는데, 물론 반대 데이타 상태가 선택된 메모리 셀(24) 내에 기억된 경우에, 등가 전류원 IHI및 ILO가 반대 비트 라인 BL 및 BL_에 결합된다. IHI는 비트 라인 BL이 하이 상태인 예내에서 트랜지스터(42a)의 베이스 전류에 대응한다. ILO는 로우 논리 상태를 제공하는 메모리 셀(24)에 의해 (이 예내에서) 비트 라인 BL_로부터 인출된 전류에 대응한다.The operation of the first
트랜지스터(38a 및 38b)의 베이스를 Vcc로 바이어스시키기 위해, 저항기(50) 및 캐패시터(52)로 구성된 저역통과 필터가 풀-업 제어 회로(23)에 결합된다. 이 저역 통과 필터는 해독 동작을 위해 노드 A 및 B를 바이어스시키지만, Vcc 전원 공급기 상의 고주파수 잡음을 필터 아웃하므로, Vcc 상의 정(+) 극성 잡음은 트랜지스터(38a 및 38b)를 통해 비트 라인 BL 및 BL_에 도달하지 못하게 된다. 저항기(50) 및 캐패시터(52)의 값은 필터 다음의 노드 A 및 B에서의 전압의 최대 변화 속도가 등가 전류원 IHI및 ILO를 통한 전압 회유에 대한 비트 라인 BL 및 BL_의 응답보다 느리도록 선택되어야 한다. 이 실시예내에서 저항기(50)은 10KΩ의 값을 갖고, 캐패시터(52)는 15-20pF의 MOS 캐패시터이다.To bias the base of the
제10도는 풀-업 제어회로(23)의 구성을 도시한 계통도이다. 풀-업 제어 회로(23)은, 내부에 거의 동일한 회로를 각각 포함하는 2개의 블럭(55a 및 55b)를 포함한다.10 is a system diagram showing the configuration of the pull-up
블럭(55a)는 풀-업 트랜지스터(38a)의 베이스인 노드 A를 구동하기 위한 것이고, 블럭(55b)는 풀-업트랜지스터(38b)의 베이스인 노드 B를 구동하기 위한 것이다. 블럭(55a)는, 후술하는 바와 같이, 입력 데이타 입력 라인(22), 및 블럭(55b)에 의해 발생된 라인 INVB을 수신한다. 이와 유사하게, 블럭(55b)는, 후술하는 바와 같이, 데이타 입력 라인(22_), 및 블럭(55a)에 의해 발생된 라인 INVA를 수신한다.Block 55a is for driving node A, which is the base of pull-up transistor 38a, and
제11도를 참조하여, 블럭(55a)에 대해 상세하게 설명한다. 블럭(55b)는 상술한 바와 같이 유사하게 구성된다. 데이타 입력 라인(22)는 n-채널 트랜지스터(60)의 게이트에서 블럭(55a) 및 인버터(62 및 64)의 입력에 의해 수신된다. 인버터(62 및 64)는 공지된 푸쉬-풀 구조로 구성된 CMOS 인버터이다. 인버터(62)의 출력은 n-p-n 트랜지스터(66)의 베이스에 접속되고, 인버터(64)의 출력은 n-p-n 트랜지스터(68)의 베이스에 접속된다.Referring to Fig. 11, block 55a is described in detail.
트랜지스터(66 및 68)은 Vcc에 의해 바이어스된 접속되는데, 트랜지스터(66)의 에미터는 트랜지스터(68)의 베이스를 구동한다. 트랜지스터(68)의 에미터는 노드 A에서 블럭(55a)의 출력에 접속된다. 인버터(62 및 64)의 결합물, 및 다알링톤 트랜지스터(66 및 68)은 1988. 2. 16자 출원한 미합중국 특허출원 제158,004호에 기술된 바와 같이 고속 풀-업 회로로서 작용한다. 이 풀-업 회로는, 노드 A에서, 데이타 입력 라인(22)의 상태의 논리 보수를 제공한다.
풀-다운 측 상에서, 트랜지스터(60)의 소오스-드레인 경로는 노드 A와 Vee 사이의 n-채널 트랜지스터(70)의 소오스-드레인 경로에 직렬로 접속된다. 트랜지스터(70)의 게이트는 노드 A에 접속된다. 트랜지스터(60과 70) 사이의 접합부는, 콜렉터가 노드 A에 접속되고, 에미터가 Vee에 접속된 n-p-n 트랜지스터(72)에 접속된다. 트랜지스터(60, 70 및 72)의 풀-다운 회로는 데이타 입력 라인(22)의 논리 상태가 로우 논리 레벨로부터 하이 논리 레벨로 스위치될 경우에 노드 A를 신속히 풀 다운시키도록 작용한다.On the pull-down side, the source-drain path of transistor 60 is connected in series to the source-drain path of n-
또한, 인버터(64)의 출력은 NAND 게이트(74)의 제1입력에 접속되는데, NAND 게이트(74)의 다른 입력은 풀-업 제어 회로(23)의 블럭(55b)로부터의 라인 INVB를 수신한다. 인버터(62)의 출력은, 지연 단(63)을 통해, 풀-업 제어 회로 내의 블럭(55b)에 라인 INVA 상의 논리 상태를 제공한다. 라인 INVA는 블럭(55a)내의 NAND 게이트(74)와 유사하게 배치된 블럭(55b) 내의 NAND 게이트의 입력에 접속되고, 라인 INVB는 블럭(55a) 내의 인버터(62)와 유사하게 배치된 블럭(55b) 내의 인버터에 의해 구동된다.In addition, the output of the
이러한 상호 접속된 후술하는 바와 같이 여러 해독 및 기입 상태를 제어하기 위해 블럭(55a와 55b)를 교차-결합시키도록 작용한다.These interconnects serve to
NAND 게이트(74)는 p-채널 트랜지스터(76)의 게이트, p-채널 트랜지스터(78)의 게이트, 및 소형 n-채널 트랜지스터(80)의 게이트를 구동한다. 트랜지스터(76)의 소오스-드레인 경로는 Vcc와 노드 A 사이에 접속되고, 트랜지스터(78)의 소오스-드레인 경로는 Vcc와 노드 A 사이의 필터 저항기(50)에 직렬로 접속된다. 트랜지스터(80)의 소오스-드레인 경로는 노드 A와 Vee 사이에 접속된다. 또한, 저항기(50) 및 캐패시터(52)의 저역 통과 필터와 함께, 다이오드 형태로 접속된 n-p-n 트랜지스터(82 및 84)도 제공된다. 트랜지스터(82)의 콜렉터 및 베이스는 Vcc에 접속되고, 에미터는 트랜지스터(80)의 소오스에 접속되며, 트랜지스터(84)의 콜렉터는 트랜지스터(80)의 소오스에 접속되고, 베이스 및 에미터는 Vcc에 접속된다.
따라서, 트랜지스터(78)이(후술하는 바와 같이) 해독 동작 중에 온 상태일 때, 트랜지스터(82 및 84)는 Vcc와 노드 A 사이의 대향 다이오드로서 동작하게 되어, 이들 사이에 상당한 차동 전압이 형성되는 것을 방지한다.Thus, when
동작시에, 블럭(55a)는 SRAM(1)에 의해 수행되는 사이클 형태에 따라 제4a도 및 제4b도에 관련하여 상술한 전압을 노드 A에 제공하도록 작용하게 되는데, 제9도에 도시한 바와 같이 해독 사이클 중에 저역 통과 필터링이 제공된다. 상술한 바와 같이, 해독 사이클 동안, 데이타 입력 라인(22 및 22_)는 모두 로우 논리 레벨에 있게 된다.In operation, block 55a acts to provide node A with the voltage described above with respect to FIGS. 4A and 4B, depending on the type of cycle performed by
블럭(55a)에 관련하여, 로우 상태인 라인(22_)는 트랜지스터(60)을 턴 오프시켜, 트랜지스터(72)를 턴 오프시키게 된다. 인버터(62 및 64)는 모두 이들의 출력에서 하이 논리 레벨을 제공하여, 트랜지스터(66과 68)을 턴 온시키게 된다. 상기 특허 출원 제158,004호에 기술된 바와 같이, 다알링톤 형태로 된 트랜지스터(66 및 68)의 동작은 전 Vcc 레벨, 즉 트랜지스터(68)의 베이스-에미터 접합의 기생 접합 캐패시턴스로부터의 부트스트랩핑으로 인한 전레벨로 노드 A를 신속히 충전시키기 시작하게 한다. 또한, 인버터(64)의 출력은 NAND 게이트(74)에 하이 레벨을 제공하게 되고, 인버터(62)의 출력은, 지연단(63)에 의한 지연 후에, 라인 INVA 상에 하이 레벨을 제공하게 된다.Regarding block 55a, line 22_ in the low state turns transistor 60 off, causing
또한, 데이타 입력 라인(22)가 로우 상태이고, 블럭(55b)가 블럭(55a)와 유사하게 구성되기 때문에, 블럭(55b)로부터의 라인 INVB는 NAND 게이트(74)로의 제2입력에서 하이 레벨로 된다. 그러므로, NAND 게이트(76)의 출력은 로우 레벨로 되고, p-채널 트랜지스터(76 및 78)을 턴 온시키게 된다. 그러므로, p-채널 트랜지스터(76)은 Vcc 로우 노드 A의 풀링-업을 돕게 되고, NAND 게이트(74)의 출력이 변할 때까지 노드 A가 이 레벨을 유지하게 한다.In addition, because the
트랜지스터(78)은 Vcc 전원 공급 라인 상의 고주파수 잡음을 필터 아웃시키기 위해, 제10도에 도시한 바와 같이, 저항기(50) 및 캐패시터(52)의 저역 통과 필터를 노드 A에 접속시키도록 작용한다. 상술한 바와 같이, 다이오드(82 및 84)는 트랜지스터(78)이 온 상태인 동안에 Vcc와 노드 A 사이에서 가능한 차동 전압을 제한한다. 물론, 트랜지스터(80)은 NAND 게이트(74)의 출력에 의해 해독 사이클 중에 오프 상태로 유지된다. 노드 A와의 저항기(50)과 캐패시터(52)의 접속이 블럭(55a) 내의 트랜지스터(78)에 의해 게이트되기 때문에, 블럭(55a)의 필터 회로는, 다수의 풀-업 제어 블럭들이 SRAM(l) 내의 다른 비트 라인 쌍용으로 제공되는 경우에, 블럭(55b) 또는 부수적인 블럭(55a 및 55b)에 의해 공유될 수 있다. 이 공유는 트랜지스터(78)의 소오스에서의 노드를 다른 블럭 내의 유사하게 배치된 트랜지스터의 소오스에 접속시킴으로써 달성될 수 있다.
비트 라인 BL이 로우 레벨인, 즉 데이타 라인(22_)가 제3도에 도시한 바와 같이 하이 레벨인 기입 사이클 동안에, 노드 A는 Vee로 바이어스된다. 제1l도에 도시한 블럭(55a)의 회로는 하이 레벨로 되는 데이터 입력 라인(22_)로 트랜지스터(60)을 턴 온시킴으로써 이것을 달성한다. 트랜지스터(70 및 72)는, 노드 A가 초기에 하이 레벨에 있을 경우에, 트랜지스터(60) 턴 온에 의해 턴 온되므로, 노드 A는 바이폴라 트랜지스터(72)를 통해 신속히 방전될 수 있다. 부수적으로, 인버터(62 및 64)의 출력은 로우 레벨로 되어, 트랜지스터(66 및 68)을 턴 오프시키고, NAND 게이트(74)를 통해 트랜지스터(76 및 78)을 턴 오프시키게 된다. 소-형 트랜지스터(80)은 턴 온된다. 따라서, 노드 A는 데이타 입력 라인(22_)가 하이 레벨로 될 경우에 블럭(55a)에 의해 Vee로 풀되는데, 이것은 (노드 A에 의해 구동된) 트랜지스터(38a)에 관련된 비트 라인 BL이 기입 동작 동안 로우 상태를 취한다는 것을 의미한다. 인버터(62)의 출력은 블럭(55a)에 대해 후술하는 바와 같은 방식으로 노드 B의 바이어스를 달성하기 위해 NAND 게이트(74)와 유사한 블럭(55b) 내의 NAND 게이트의 입력에 통신된다.During a write cycle in which the bit line BL is low level, that is, the data line 22_ is high level as shown in FIG. 3, node A is biased to Vee. The circuit of block 55a shown in FIG. 1L achieves this by turning on the transistor 60 with the data input line 22_ going to a high level.
비트 라인 BL_가 로우 상태인, 즉 데이타 라인(22)가 하이 레벨인 기입 사이클 동안에, 노드 A는, 제4b도에 관련하여 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 Vcc-Vbe로 바이어스된다. 이 경우에, 데이타 입력 라인(22_)는 로우 상태로 되어, 트랜지스터(66 및 68)을 턴 온시키게 되고, 상술한 해독 사이클의 경우에서와 같이 트랜지스터(60, 70 및 72)를 턴 오프시키게 된다. 그러나, 데이타 입력 라인(22)가 하이 레벨이기 때문에, 블럭(55b)는 라인 INVB 상의 로우 논리 레벨을 NAND 게이트(74)의 제2입력에 제공하게 되는데, 그 이유는 블럭(55a) 내의 인버터(62)와 유사하게 배치된 블럭(55b) 내의 인버터가 하이 논리 레벨인 데이타 입력 라인(22)로 인해 로우 출력을 갖게 되기 때문이다. 따라서, 블럭(55a) 내에서, NAND 게이트(74)의 출력은 하이 레벨로 되므로(입력들 중 1개의 입력은 로우 레벨임), 트랜지스터(76 및 78)을 턴 오프시키지만, 트랜지스터(80)을 턴 온시켜, 노드 A를 Vee에 결합시키게 된다.During a write cycle in which the bit line BL_ is low, that is, the
그러나, 상술한 바와 같이, 트랜지스터(80)은 비교적 작은 트랜지스터이고, 다알링톤 트랜지스터(66 및 68)쌍으로의 저항성 부하로 된다. 이 저항성 부하는 접합부에서의 노드 A를 갖고 있는 트랜지스터(68) 및 트랜지스터(80)의 회로가 에미터 플로워로서 작용하게 한다.However, as described above, the
트랜지스터(68)의 베이스에서의 소정의 부트스트램핑의 감쇠후에, 트랜지스터(68)의 베이스는 CMOS 인버터(64)에 의해 구동된 Vcc 전위에 있게 된다. 따라서, 노드 A에서의 트랜지스터(68)의 에미터는 풀-다운 부하로서 작용하는 트랜지스터(80)으로 인해 Vcc-Vbe에 있게 된다. 그러므로, 블럭(55a)는 노드 A, 즉 제4b도 내의 트랜지스터(38a)의 베이스를, 노드 A가 해독 사이클 중에 바이어스되는 전압보다 낮은 전압인 Vcc-Vbe의 전압으로 바이어스시키도록 동작한다. 따라서, 교차점은 제9도에 도시한 바와 같이 해독 사이클이 기입 동작 다음에 개시되는 이른 시간에 도달된다.After attenuation of some bootstrapping at the base of
지연 단(63)의 지연은, 비트 라인 BL 및 BL_의 교차점이 기입 사이클 다음의 해독 사이클 중에 발생하게 하기 위해서, 사용된다. 블럭(55a)로의 라인 INVB(및, 반대로, 블럭(55b)로의 라인 INVA) 상에 제공된 지연은 p-채널 트랜지스터(76 및 78)이 관련된 풀-업 트랜지스터(38)이 Vcc-Vbe로 구동되는 데이타 상태 동안에 기입 사이클 다음에 오프 상태를 유지하게 한다. 예를 들어, (블럭(55a)와 유사하게 구성된) 블럭The delay of the delay stage 63 is used to cause the intersection of the bit lines BL and BL_ to occur during the read cycle following the write cycle. The delay provided on line INVB to block 55a (and vice versa, line INVA to block 55b) is such that pull-up transistor 38 associated with p-
(55a)가 기입 사이클 중에 노드 A를 Vcc-Vbe로 바이어스시키고, 블럭(55b)로의 라인(22)가 해독을 의미하도록 로우 상태로 복귀하면, 트랜지스터(76 및 78)을 오프상태로 유지시켜, 비트 라인 BL_가 해독 동작시에 충전되는 기간 동안 노드 A가 Vcc-Vbe로부터 전 Vcc 레벨까지 즉시 풀되는 것을 방지하는 것이 양호하다. 제5도에 도시한 바와 같이, 노드 A가 노드 B 전에 Vcc로 되면, 비트 라인 BL은 tr후의 이른 시간에 최종 레벨에 도달할 수 있다. 그러나, 본 발명에 따른 이른 교차점은 해독 중에서 보다 기입 사이클 중에서 낮은 전압 상태인(도시한 경우의) 비트 라인 BL의 전압으로 인한 것이므로, 비트 라인 BL과 BL_가 충전되는 동안에 교차점이 발생하게 한다. 시간 ts에서의 교차점은, 비트 라인 BL이 메모리 셀(24)에 의해 최종 레벨로 완전히 충전된 후에 발생한 경우에 지연된다. 지연이 길어질수록, 교차점에서의 비트 라인 BL상의 전압은 낮아지므로, 비트 라인 BL_가 비트 라인 BL의 전압에 도달하는 것이 더 일러진다.If 55a biases node A to Vcc-Vbe during the write cycle, and returns
물로, 지연 단(63)의 지연량은, 비트 라인 BL_가 0 감지 레벨로 충전된 후, 지연이 비트 라인 BL이 Vcc-2Vbe로 유지될 정도인 제5도에 도시한 것과 반대인 데이타 상태의 해독의 경우에 허위 교차점을 발생시킬 정도로 될 수 없다. 지연 단(63)의 지연은 선택적으로 노드 A로부터 신호를 유도하는 것과 같은 제11도 내에 도시한 것과 다른 여러 가지 방식으로 달성될 수 있다.Of course, the delay amount of the delay stage 63 is a data state in which the delay is opposite to that shown in FIG. 5, where the bit line BL is maintained at Vcc-2Vbe after the bit line BL_ is charged to the zero sensing level. In case of decryption, it cannot be enough to cause a false intersection. The delay of delay stage 63 may be achieved in a number of ways other than those shown in FIG. 11, such as selectively inducing a signal from node A.
본 명세서에 기술한 바와 같이, 블럭(55a)는 SRAM(1) 내의 모든 1024개 열에 대한 풀-업 트랜지스터(38a)의 바이어스를 제어하도록 동작할 수 있고 블럭(55b)는 SRAM(l) 내의 모든 1024개 열이 대한 풀-업 트랜지스터(38b)의 바이어스를 제어하도록 동작할 수 있다. 선택적으로, 1024개의 열은 열 그룹으로 분리될 수 있는데 각 열 그룹마다 한 쌍의 블럭(55a 및 55b)가 제공된다. SRAM(1) 내의 한 열 그룹만을 각각 제공하는 다수의 블럭(55a 및 55b)가 제공되는 경우에, 선택된 열을 포함하는 열 그룹에 관련된 쌍을 제외한 모든 블럭(55a 및 55b)를 선택적으로 디스에이블시키기 위해, 디코딩 및 선택 회로가 각각의 블럭(55a 및 55b) 내에 제공될 수 있다.As described herein, block 55a may operate to control the bias of pull-up transistor 38a for all 1024 columns in
상술한 바와 같이, 본 발명은 메모리 디바이스 내의 데이타 기억 신뢰성을 향상시킬 뿐만 아니라 성능을 향상시키는 풀-업 제어 회로를 제공한다. Vcc 전원 공급기가 잡음이 많은 환경 내에서 메모리 디바이스에 증가된 신뢰성이 제공되는데, 이러한 신뢰성은 풀-업 제어 회로(23) 내에 포함된 필터에 의해 향상된다. 해독 사이클 중에서 보다 낮은 전압으로 기입 사이클 내에서 풀-업 트랜지스터를 바이어스시키는 풀-업 제어 회로에 의해 기입 동작 다음의 사이클 내에서 해독 억세스 시간을 향상시키기 위해 향상된 성능이 제공된다.As described above, the present invention provides a pull-up control circuit that not only improves data storage reliability in a memory device but also improves performance. The Vcc power supply provides increased reliability to the memory device in a noisy environment, which is enhanced by a filter included in the pull-up
또한, 상술한 실시예는 각 열이 자체 제1단 감지 증폭기를 갖는 아키텍쳐에 관한 것이다. 비트 라인 전압 상에 대한 전원 공급기 잡음의 영향을 감소시키고, 향상된 기입 회복을 제공하도록 기입 동작 중에 비트 라인을 바이어스시킨다는 본 발명의 장점들은 다수의 열들이 단일 감지 증폭기를 공유하는 아키텍쳐에 응용될 수 있다.The embodiment described above also relates to an architecture where each column has its own first stage sense amplifier. The advantages of the present invention of reducing the impact of power supply noise on the bit line voltage and biasing the bit line during a write operation to provide improved write recovery can be applied to an architecture where multiple columns share a single sense amplifier. .
지금까지, 본 발명의 양호한 실시예에 관하여 상세하게 기술하였지만, 이 설명은 단지 예에 불과하고, 제한적 의미로 해석되지 않는다. 또한 본 분야에 숙련된 기술자들은 본 발명의 실시예를 여러 가지 형태로 변화시킬 수 있다. 이러한 변화 및 부수적인 실시예는 첨부된 특허청구의 범위에 의해서만 제한된다.While the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments of the present invention, this description is merely an example and should not be construed in a limiting sense. In addition, those skilled in the art can change the embodiments of the present invention in various forms. Such changes and incidental embodiments are limited only by the scope of the appended claims.
Claims (10)
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