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KR20000061461A - Pre-charging circuit of bit line in semiconductor memory - Google Patents

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KR20000061461A
KR20000061461A KR1019990010510A KR19990010510A KR20000061461A KR 20000061461 A KR20000061461 A KR 20000061461A KR 1019990010510 A KR1019990010510 A KR 1019990010510A KR 19990010510 A KR19990010510 A KR 19990010510A KR 20000061461 A KR20000061461 A KR 20000061461A
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KR
South Korea
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bit line
current
memory cell
current detection
detection amplifier
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Application number
KR1019990010510A
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Korean (ko)
Inventor
박민상
이효상
장민화
Original Assignee
윤종용
삼성전자 주식회사
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Publication date
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Abstract

반도체 메모리 장치에서의 비트 라인 사전 충전 회로가 공개된다. 본 발명에 의한 반도체 메모리 장치에서의 비트라인 사전 충전 회로는 데이터를 저장하는 다수개의 메모리 셀들로 이루어진 메모리 셀 어레이, 선택신호에 응답하여 메모리 셀의 비트라인을 선택하는 선택기, 선택된 메모리 셀의 비트라인에 흐르는 전류 검출을 통해 선택된 메모리 셀에 저장된 데이터를 감지 및 증폭하는 전류 검출 증폭기 및 전류 검출 증폭기 및 선택기 사이에 연결되어 선택된 메모리 셀의 비트라인에 흐르는 전류를 검출하고, 검출된 전류가 소정 레벨이상이 되면 전류 검출 증폭기와 선택된 메모리 셀의 비트라인의 연결을 소정시간동안 차단하고, 소정시간동안 상기 비트라인을 여기전압으로 사전 충전시키고, 비트라인이 여기전압으로의 충전이 완료되면 전류 검출 증폭기와 비트라인을 다시 연결시키는 자동 사전 충전수단을 구비하는 것을 특징으로 하고, 비트라인이 선택되는 초기에 비트라인에 과도한 전류가 흐른다는 것을 이용하여, 비트라인에 소정레벨이상의 과도한 전류가 흐르면 전류 검출 증폭기와 비트라인을 소정시간동안 차단하고, 차단된동안 비트라인을 빠르게 충전시키므로 오프셀 상태에서의 데이터를 빠르게 검색할 수 있다는 효과가 있다.A bit line precharge circuit in a semiconductor memory device is disclosed. In the semiconductor memory device according to the present invention, a bit line precharging circuit includes a memory cell array including a plurality of memory cells for storing data, a selector for selecting a bit line of a memory cell in response to a selection signal, and a bit line of a selected memory cell Connected between a current detection amplifier and a current detection amplifier and a selector for detecting and amplifying data stored in the selected memory cell through current detection flowing in the circuit, the current flowing through the bit line of the selected memory cell is detected, and the detected current is above a predetermined level. In this case, the connection between the current detection amplifier and the bit line of the selected memory cell is disconnected for a predetermined time, and the bit line is precharged to the excitation voltage for a predetermined time, and when the bit line is charged to the excitation voltage, the current detection amplifier and Automatic pre-charging means to reconnect the bit line It is characterized in that, by using the excessive current flows in the bit line at the initial stage when the bit line is selected, if the excess current flows more than a predetermined level in the bit line, the current detection amplifier and the bit line is blocked for a predetermined time, This allows the bitline to charge quickly for a long time, allowing for quick retrieval of data in the off-cell state.

Description

반도체 메모리 장치에서의 비트 라인 사전 충전 회로{Pre-charging circuit of bit line in semiconductor memory}Pre-charging circuit of bit line in semiconductor memory

본 발명은 반도체 메모리 장치에 관한 것으로, 특히, 플래쉬 메모리와 같은 반도체 메모리 장치에서 오프셀 상태의 데이터를 빨리 읽어들이도록 비트 라인을 여기전압으로 빠르게 충전시키는 비트 라인의 사전 충전 회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly, to a precharge circuit of a bit line for rapidly charging a bit line to an excitation voltage so as to read data in an off-cell state quickly in a semiconductor memory device such as a flash memory.

일반적으로, 플래쉬 메모리와 같은 반도체 반도체 메모리 장치에서 메모리 셀에 저장된 데이터를 읽어들이기 위해, 먼저 해당 셀이나 스위치에 정보를 읽겠다는 신호를 준다. 여기서 원하는 셀의 위치를 지정하는 방법은 2차원적인 행렬구조로 하며, 트랜지스터(transistor)의 게이트(gate)에 연결된 선을 워드 라인(word line)이라 하고, 트랜지스터의 드레인(drain)에 연결되어 있는 선을 비트 라인(bit line)이라 부른다. 이때, 메모리 셀 어레이로부터 정보를 읽어 내기 위해서는 워드 라인 및 비트 라인을 여기(인에이블)시키는 선행동작이 필요하다.In general, in order to read data stored in a memory cell in a semiconductor semiconductor memory device such as a flash memory, a signal to first read the information to the corresponding cell or switch. The method of designating the position of the desired cell is a two-dimensional matrix structure. The line connected to the gate of the transistor is called a word line and is connected to the drain of the transistor. A line is called a bit line. At this time, in order to read information from the memory cell array, a preceding operation is required to excite (enable) the word line and the bit line.

한편, 플래쉬 메모리의 경우 비트라인에 흐르는 전류의 양을 감지해서 메모리 셀에 저장된 데이터를 검출한다. 그래서, 비트라인에 흐르는 전류를 검출하여 메모리 셀에 저장된 데이터를 검출하기 위해 전류 검출 증폭기(current sensing amp)를 사용하며, 데이터 검출에 걸리는 시간은 비트라인에 흐르는 전류가 얼마나 빨리 정상상태를 찾는가에 따라 달라진다.Meanwhile, in the case of a flash memory, data stored in a memory cell is detected by detecting an amount of current flowing through a bit line. Therefore, a current sensing amplifier is used to detect the current flowing through the bit line to detect data stored in the memory cell, and the time required for data detection depends on how quickly the current flowing through the bit line finds a steady state. Depends.

예컨대, 온셀(on cell)의 경우는 비트라인에 흐르는 전류가 일정한 기준 전류이상으로 흘러야 정보를 감지할 수 있으며, 이때에는 워드라인이 여기되는 속도에 따라 정보 검출시간이 결정된다. 반면, 오프 셀(off cell)의 경우는 비트라인에 흐르는 전류가 기준 전류이하로 흘러야 정보를 감지할 수 있으며, 이때에는 비트라인이 여기되는 속도에 따라 정보 검출시간이 결정된다. 그러나, 오프셀의 경우, 비트 라인을 여기시키기 위해 여기전압으로 충전하는 동안 비트라인으로 과도한 비트라인 충전전류(charging current)가 공급된다. 이때, 전류 검출 증폭기는 이러한 과도한 비트라인 충전전류를 검출하여, 비트라인이 여기전압으로 충전되는 메모리 셀에 저장된 데이터와 상관없이 온셀로 읽히게 되는 문제가 있다. 따라서, 오프셀의 경우, 비트라인이 여기전압으로 충전되는 시간을 짧게 하여야 데이터 검출 시간을 빠르게 할 수 있다.For example, in the case of an on cell, the current flowing through the bit line must flow above a certain reference current to detect information. In this case, the information detection time is determined according to the speed at which the word line is excited. On the other hand, in the case of an off cell, the current flowing through the bit line must flow below the reference current to detect the information. In this case, the information detection time is determined according to the speed at which the bit line is excited. However, in the case of off-cell, excessive bit line charging current is supplied to the bit line while charging to the excitation voltage to excite the bit line. In this case, the current detection amplifier detects such an excessive bit line charging current, so that the bit line is read on the cell regardless of data stored in the memory cell charged with the excitation voltage. Therefore, in the case of the off-cell, the time for which the bit line is charged to the excitation voltage is shortened to increase the data detection time.

결국, 온셀 및 오프셀에서 데이터 검출을 빠르게 하기 위해서는 워드라인 및 비트라인을 빨라 여기시켜야 한다. 그러나, 회로의 구조상 워드라인 및 비트라인을 모두 빠르게 여기시키는 것이 불가능할 때가 있다. 이러한 경우, 오프 셀의 정보 검출 시간은 오래 걸리게 된다. 이와같은 경우, 오프셀에서 비트라인이 여기전압으로 빨리 충전시키기 위해 별도의 사전 충전 회로를 이용한다. 일반적으로 사용되는 비트라인의 사전 충전회로 어드레스 변화 감지기(ATD:Address Transition Detector)를 사용한다. 그러나, 플래쉬 메모리의 경우, ATD를 이용하면 회로가 복잡해지고 ATD를 이용하는 데 있어 상당한 시간이 걸린다는 문제점이 있다.As a result, word lines and bit lines need to be excited quickly in order to speed up data detection in on and off cells. However, it is sometimes impossible to quickly excite both word lines and bit lines due to the structure of the circuit. In this case, the off-cell information detection time takes a long time. In such a case, a separate precharge circuit is used to quickly charge the bit line to the excitation voltage at the off-cell. A bit line precharge circuit Address Change Detector (ATD) is used. However, in the case of the flash memory, there is a problem that using the ATD, the circuit is complicated and takes a considerable time to use the ATD.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 플래쉬 반도체 메모리 장치와 같이 어드레스 변화 감지기(ATD)를 통한 비트 라인의 사전 충전이 어려운 반도체 메모리 장치에서 어드레스 변화 정보없이 비트라인에 흐르는 전류 감지를 통해 비트라인을 충전시키는 반도체 메모리 장치의 비트라인 사전 충전 회로를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to charge a bit line by sensing current flowing through the bit line without address change information in a semiconductor memory device in which it is difficult to precharge the bit line through an address change detector (ATD) such as a flash semiconductor memory device. A bit line precharge circuit of a semiconductor memory device is provided.

도 1은 본 발명에 의한 반도체 메모리 장치에서의 비트라인 사전 충전 회로를 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for describing a bit line precharging circuit in a semiconductor memory device according to the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 자동 사전 충전부의 본 발명에 의한 일 실시예이다.FIG. 2 is an embodiment according to the present invention of the automatic precharge unit shown in FIG. 1.

도 3a 내지 도 3c는 도 2에 도시된 회로의 각 부의 전류 또는 전압을 나타내는 도면이다.3A to 3C are diagrams showing currents or voltages of respective parts of the circuit shown in FIG.

도 4는 종래기술와 본 발명에 따른 비트라인의 충전을 비교 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for comparing the charging of the bit line according to the prior art and the present invention.

도 5는 도 2에 도시된 자동 사전 충전부의 구체적인 실시 회로를 보이는 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating a specific implementation circuit of the automatic precharge unit illustrated in FIG. 2.

도 6a와 도 6b는 펄스 발생기에서의 펄스 생성을 설명하는 도면이다.6A and 6B are diagrams illustrating pulse generation in a pulse generator.

상기 과제를 이루기 위해, 본 발명에 의한 반도체 메모리 장치에서의 비트라인 사전 충전 회로는 데이터를 저장하는 다수개의 메모리 셀들로 이루어진 메모리 셀 어레이, 선택신호에 응답하여 메모리 셀의 비트라인을 선택하는 선택기, 선택된 메모리 셀의 비트라인에 흐르는 전류 검출을 통해 선택된 메모리 셀에 저장된 데이터를 감지 및 증폭하는 전류 검출 증폭기 및 선택기 사이에 연결되어 선택된 메모리 셀의 비트라인에 흐르는 전류를 검출하고, 검출된 전류가 소정 레벨이상이 되면 전류 검출 증폭기와 선택된 메모리 셀의 비트라인의 연결을 소정시간동안 차단하고, 소정시간동안 상기 비트라인을 여기전압으로 사전 충전시키고, 비트라인이 여기전압으로의 충전이 완료되면 전류 검출 증폭기와 비트라인을 다시 연결시키는 자동 사전 충전수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a bit line precharge circuit in a semiconductor memory device according to the present invention includes a memory cell array including a plurality of memory cells for storing data, a selector for selecting a bit line of a memory cell in response to a selection signal, A current detection amplifier and a selector connected between a current detection amplifier and a selector for detecting and amplifying data stored in the selected memory cell through current detection on the bit line of the selected memory cell detects a current flowing in the bit line of the selected memory cell, and the detected current is predetermined. When the level is above the level, the connection between the current detection amplifier and the bit line of the selected memory cell is interrupted for a predetermined time, precharges the bit line to the excitation voltage for a predetermined time, and detects the current when the bit line is charged to the excitation voltage. Automatic Precharger Reconnects Amplifier and Bitline It characterized in that it comprises a.

이하, 본 발명에 따른 반도체 메모리 장치에서의 비트라인 사전 충전 회로를 첨부한 도면들을 참조하여 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, a bit line precharge circuit in a semiconductor memory device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 반도체 메모리 장치에서의 비트라인 사전 충전 회로를 설명하기 위한 도면이다. 도 1에서 11은 전류 검출 증폭기이고, 13은 자동 사전 충전 부이고, 15는 선택기(MUX)이고, 17은 메모리 셀 어레이를 각각 나타낸다.1 is a diagram for describing a bit line precharging circuit in a semiconductor memory device according to the present invention. 1 to 11 are current sense amplifiers, 13 are automatic precharges, 15 are selectors (MUX), and 17 are memory cell arrays, respectively.

도 1을 참조하면, 메모리 셀 어레이(17)는 데이터를 저장하는 다수개의 메모리 셀들로 이루어지며, 선택기(15)는 선택신호(S)에 응답하여 메모리 셀의 비트라인을 선택한다. 전류 검출 증폭기(11)는 선택된 메모리 셀의 비트라인에 흐르는 전류 검출을 통해 선택된 메모리 셀에 저장된 데이터를 감지 및 증폭한다. 자동 사전 충전부(13)는 전류 검출 증폭기(11) 및 선택기(15) 사이에 연결되어, 선택된 메모리 셀의 비트라인에 흐르는 전류를 검출한다. 검출된 전류가 소정 레벨이상이 되면 전류 검출 증폭기(11)와 선택된 메모리 셀의 비트라인의 연결을 차단하고 선택된 메모리 셀의 비트라인을 여기전압으로 충전시킨다. 선택된 메모리 셀의 비트라인이 여기전압으로의 충전이 완료되면 전류 검출 증폭기(11)와 선택된 메모리 셀의 비트라인을 연결시켜, 전류 검출 증폭기(11)가 비트라인에 흐르는 전류를 검출하여 메모리 셀에 저장된 데이터를 검출하도록 한다.Referring to FIG. 1, the memory cell array 17 includes a plurality of memory cells that store data, and the selector 15 selects a bit line of the memory cell in response to the selection signal S. Referring to FIG. The current detection amplifier 11 detects and amplifies data stored in the selected memory cell through current detection flowing through the bit line of the selected memory cell. The automatic precharge unit 13 is connected between the current detection amplifier 11 and the selector 15 to detect a current flowing in the bit line of the selected memory cell. When the detected current reaches a predetermined level or more, the current detection amplifier 11 is disconnected from the bit line of the selected memory cell and the bit line of the selected memory cell is charged to the excitation voltage. When the bit line of the selected memory cell is fully charged to the excitation voltage, the current detection amplifier 11 is connected to the bit line of the selected memory cell so that the current detection amplifier 11 detects a current flowing in the bit line, Detect stored data.

일반적으로, 플래쉬 반도체 메모리 장치에서 오프셀인 비트라인이 선택될 때, 비트라인을 여기시키기 위해 비트라인을 여기전압으로 충전시키는 동안, 과도한 충전전류로 인해 비트라인에 소정 레벨이상의 과다한 전류가 흐르게 된다. 따라서, 비트라인에 흐르는 전류를 검출하여 메모리 셀에 저장된 데이터를 검출하는 센스 앰프는 새로운 비트라인이 선택되는 초기에 비트라인을 여기전압으로 충전시키는 동안, 비트라인에 흐르는 과다한 전류때문에 오프셀을 온셀로 잘못 읽어들이게 된다.In general, when an off-cell bit line is selected in a flash semiconductor memory device, an excessive charge current causes an excessive amount of current to flow over the bit line while charging the bit line to an excitation voltage to excite the bit line. . Therefore, a sense amplifier that detects the current flowing in the bit line and detects the data stored in the memory cell, turns on the off-cell due to the excessive current flowing in the bit line while charging the bit line to the excitation voltage at the beginning of the selection of the new bit line. Will be read incorrectly.

본 발명은 이러한 비트라인에 흐르는 전류 특성을 이용한 것으로, 자동 사전 충전부(13)가 선택된 메모리 셀의 비트라인에 흐르는 전류를 검출하고, 검출된 전류가 소정 레벨이상이 되면 전류 검출 증폭기(11)와 선택된 메모리 셀의 비트라인의 연결을 차단한다. 이처럼 전류 검출 증폭기(11)와 선택된 메모리 셀의 비트라인이 연결을 차단함으로써, 비트라인을 여기전압으로 충전하기 위한 과다한 충전전류를 전류 검출 증폭기(11)가 검출하는 것을 방지한다. 또한, 전류 검출 증폭기(11)와 선택된 메모리 셀의 비트라인의 연결이 차단된 동안 비트라인을 빠르게 충전하고, 여기전압으로의 충전이 완료되어 비트라인에 흐르는 전류가 정상화되면 다시 전류 검출 증폭기(11)와 선택된 메모리 셀의 비트라인을 연결함으로써, 정보 검출을 빠르게 할 수 있다.The present invention utilizes the current characteristics flowing in the bit line, and the automatic precharge unit 13 detects the current flowing in the bit line of the selected memory cell, and when the detected current is above a predetermined level, the current detection amplifier 11 and The bit line of the selected memory cell is disconnected. As such, the current detection amplifier 11 and the bit line of the selected memory cell are disconnected, thereby preventing the current detection amplifier 11 from detecting excessive charging current for charging the bit line to the excitation voltage. In addition, while the connection between the current detection amplifier 11 and the bit line of the selected memory cell is disconnected, the bit line is rapidly charged, and when the charging to the excitation voltage is completed and the current flowing through the bit line is normalized, the current detection amplifier 11 is again. ) And the bit line of the selected memory cell can be used to speed up information detection.

도 2는 도 1에 도시된 자동 사전 충전부(13)의 본 발명에 의한 일 실시예이다. 본 발명에 의한 자동 사전 충전부(13)는 스위치(21), 전류 충전부(23), 저항기(25), 전류 흐름 감지부(27) 및 펄스 발생기(29)를 포함하여 구성된다. 그리고, 연결단자 A는 전류 검출 증폭기(11)와 연결되고, 연결단자 B는 선택기(15)와 각각 연결된다.2 is an embodiment according to the present invention of the automatic pre-charging unit 13 shown in FIG. The automatic precharge unit 13 according to the present invention includes a switch 21, a current charger 23, a resistor 25, a current flow detector 27, and a pulse generator 29. The connection terminal A is connected to the current detection amplifier 11, and the connection terminal B is connected to the selector 15, respectively.

도 2를 참조하면, 전류 충전부(23)는 펄스신호(CS)에 응답하여 선택기(15)에 의해 선택된 메모리 셀의 비트라인에 흐르는 전류를 통과시키거나 또는 선택된 메모리 셀의 비트라인을 충전시키기 위한 충전 전류를 발생한다. 스위치(21)는 전류 검출 증폭기(11)와 전류 충전부(23)의 사이에 연결되며, 펄스신호(CS)에 응답하여 전류 검출 증폭기(11)가 선택된 메모리 셀의 비트라인에 흐르는 전류의 검출을 제어한다. 저항기(25)는 전류 충전부(23)와 선택된 메모리 셀의 비트라인 사이에 연결된다. 전류 흐름 감지부(27)는 저항기(25)를 통하는 전류에 의한 양단전압을 감지하고, 저항기(25)의 양단전압이 제1소정 레벨이상이 되면 제2소정 레벨의 출력 전압을 발생한다. 펄스 발생기(29)는 전류 흐름 감지부(27)에서 발생되는 전압이 제2소정 레벨이 되면 소정 듀티를 갖는 펄스 신호(CS)를 발생한다.Referring to FIG. 2, the current charger 23 may pass a current flowing through a bit line of a memory cell selected by the selector 15 or charge a bit line of the selected memory cell in response to the pulse signal CS. Generates charging current. The switch 21 is connected between the current detection amplifier 11 and the current charging unit 23, and the current detection amplifier 11 detects the current flowing in the bit line of the selected memory cell in response to the pulse signal CS. To control. The resistor 25 is connected between the current charging 23 and the bit line of the selected memory cell. The current flow detector 27 detects the voltage between both ends of the current through the resistor 25, and generates an output voltage of the second predetermined level when the voltage between the resistor 25 becomes equal to or greater than the first predetermined level. The pulse generator 29 generates a pulse signal CS having a predetermined duty when the voltage generated by the current flow detector 27 reaches a second predetermined level.

즉, 비트라인을 충전하기 시작하면 비트라인에는 초기에 많은 양의 전류가 흐르며, 이로인해 저항기(25)의 양단전압이 제1소정 레벨이상이 된다. 이와같이, 저항기(25)의 양단 전압이 제1소정 레벨이상이 되면 전류 흐름 감지부(27)가 펄스 발생기(29)로 제2소정 레벨의 출력 전압을 발생하면 펄스 발생기(29)는 소정 듀티를 갖는 펄스 신호(CS)를 발생한다.That is, when the bit line starts to be charged, a large amount of current flows initially in the bit line, which causes the voltage across the resistor 25 to be above the first predetermined level. As such, when the voltage across the resistor 25 is greater than or equal to the first predetermined level, the pulse generator 29 generates a predetermined duty when the current flow detector 27 generates the output voltage having the second predetermined level by the pulse generator 29. A pulse signal CS is generated.

결국, 펄스 신호(CS)가 발생되는 소정 듀티동안 스위치(21)에 의해 전류 검출 증폭기(11)와 비트라인의 연결이 차단되고, 전류 충전부(23)에 의해 비트라인은 빠르게 충전된다.As a result, the connection of the current detection amplifier 11 and the bit line is interrupted by the switch 21 during the predetermined duty in which the pulse signal CS is generated, and the bit line is quickly charged by the current charging unit 23.

한편, 본 발명에 의한 저항기(25)는 펄스 신호(CS)에 의해 저항의 크기가 가변될 수 있다. 즉, 비트라인을 충전하는 동안은 저항기(25)의 저항크기를 작게하여 비트라인이 빠르게 충전될 수 있도록 하고, 비트라인이 충전되지 않는 동안에는 저항기(25)의 저항크기를 크게 한다. 여기서, 비트라인이 충전되지 않는 경우는 비트라인이 충전되기 전과 충전 완료된 경우로, 먼저, 비트라인이 충전되기 전에는 저항기(25)의 저항크기를 크게하여 저항기(25)의 양단전압을 크게한다. 또한, 충전 완료되면 저항기(25)의 저항을 크게하여 과다하게 비트라인이 충전된 경우 전류가 전류 검출 증폭기(11)로 역류하는 것을 방지한다.On the other hand, the resistor 25 according to the present invention may be a variable size of the resistance by the pulse signal (CS). That is, while the bit line is being charged, the resistance size of the resistor 25 is made small so that the bit line can be charged quickly, and while the bit line is not being charged, the resistance size of the resistor 25 is made large. Here, when the bit line is not charged, the bit line is charged and the charging is completed. First, before the bit line is charged, the resistance size of the resistor 25 is increased to increase the voltage across the resistor 25. In addition, when charging is completed, the resistance of the resistor 25 is increased to prevent current from flowing back to the current detection amplifier 11 when the bit line is charged excessively.

도 3a 내지 도 3c는 도 2에 도시된 회로의 각 부의 전류 또는 전압을 나타내는 도면으로, 도 3a는 전류 검출 증폭기(11)에 의해 검출되는 비트라인에 흐르는 전류의 양을 나타내고, 도 3b는 펄스 발생기(29)에서 발생되는 펄스 신호(CS)를 나타내고, 도 3c는 전류 충전부(23)에서 공급되는 충전전류를 각각 나타낸다.3A to 3C are diagrams showing currents or voltages of respective parts of the circuit shown in FIG. 2, and FIG. 3A shows an amount of current flowing in a bit line detected by the current detection amplifier 11, and FIG. 3B shows a pulse. The pulse signal CS generated by the generator 29 is shown, and FIG. 3C shows the charging current supplied from the current charging section 23, respectively.

도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 전류 검출 증폭기(11)는 비트라인이 변경된 초기에 선택된 비트라인에 35a와 같은 과다한 전류가 흐르는 것을 검출하며, 이와같이 과다한 전류가 검출되면 펄스 발생기(29)는 도 3b에 도시된 바와 같은 소정 시간동안 펄스 신호(CS)를 발생한다. 펄스 신호(CS)가 발생되는 동안 스위치(21)가 오프되어 전류 검출 증폭기(11)와 선택된 비트라인의 연결이 차단되어 전류 검출 증폭기(11)는 비트라인에 흐르는 전류를 검출하지 못한다. 또한, 펄스 신호(CS)가 발생되는 동안 전류 충전부(23)는 도 3c에 도시된 바와 같은 충전 전류를 발생하여 선택된 비트라인을 충전한다. 이때, 펄스 신호(CS)가 발생되는 동안 비트라인이 충전되도록 전류 충전부(23)는 충분한 전류를 비트라인으로 공급해야 한다. 소정 시간이 지나면, 비트라인의 충전은 완료되며, 전류 검출 증폭기(11)는 오프셀 상태에서 비트라인에 흐르는 전류 35b를 검출한다.3A to 3C, the current detection amplifier 11 detects that an excessive current, such as 35a, flows in the initially selected bit line when the bit line is changed, and when such an excessive current is detected, the pulse generator 29 is shown in FIG. The pulse signal CS is generated for a predetermined time as shown in 3b. While the pulse signal CS is generated, the switch 21 is turned off to disconnect the current detection amplifier 11 and the selected bit line, thereby preventing the current detection amplifier 11 from detecting a current flowing in the bit line. In addition, while the pulse signal CS is generated, the current charging unit 23 generates a charging current as shown in FIG. 3C to charge the selected bit line. At this time, the current charger 23 must supply sufficient current to the bit line so that the bit line is charged while the pulse signal CS is generated. After a predetermined time, the charging of the bit line is completed, and the current detection amplifier 11 detects the current 35b flowing in the bit line in the off-cell state.

전술한 바와 같이, 오프셀 상태에서 비트라인에 흐르는 전류는 기준 전류(31)보다 낮다. 도 3a를 참조하면, 종래에는 오프셀의 경우 비트라인을 충전하는 동안에 비트라인에 흐르는 전류가 33과 같이 기준 전류(31)보다 크게되며, 따라서 비트라인이 충전되는 동안 데이터 검출을 하지 못한다. 그러나, 본 발명에서는 펄스 신호(CS)가 발생되는 짧은 시간동안 비트라인을 충전시킴으로 오프셀 상태에서의 데이터 검출을 빠르게 할 수 있다.As described above, the current flowing in the bit line in the off-cell state is lower than the reference current 31. Referring to FIG. 3A, in the case of the off-cell, the current flowing in the bit line during charging of the bit line is larger than the reference current 31 as shown in 33, and thus data detection is not performed while the bit line is being charged. However, in the present invention, the bit line is charged for a short time during which the pulse signal CS is generated, so that data detection in the off-cell state can be accelerated.

도 4는 종래기술와 본 발명에 따른 비트라인의 충전을 비교 설명하기 위한 도면이다. 도 4에서, 41은 종래기술에 의한 비트라인의 충전 곡선이고, 43은 본 발명에 의한 비트라인이 충전되는 과정을 개념적으로 보여주는 곡선이고, 45는 본원 발명에 의해 비트라인이 여기 전압으로 충전되는 것을 보이는 곡선이다.4 is a view for comparing the charging of the bit line according to the prior art and the present invention. In FIG. 4, 41 is a charging curve of a bit line according to the prior art, 43 is a curve conceptually showing a process of charging a bit line according to the present invention, and 45 is a bit line charged to an excitation voltage according to the present invention. It seems to be a curve.

도 4를 참조하면, 종래기술에 의한 충전 곡선은 최종 충전전압이 비트라인이 여기되는 여기전압이다. 반면, 본 발명에 의한 비트라인의 충전 곡선은 최종 충전전압을 여기 전압보다 높게하여 비트라인의 충전 전압이 여기 전압에 도달하면, 곡선 45에서와 같이 여기 전압을 유지시킴으로써, 종래보다 빠른 시간내에 비트라인을 여기시킬 수 있다.Referring to FIG. 4, the charging curve according to the prior art is an excitation voltage at which the final charging voltage is excited by a bit line. On the other hand, in the charging curve of the bit line according to the present invention, when the charging voltage of the bit line reaches the excitation voltage because the final charging voltage is higher than the excitation voltage, the bit voltage is maintained in a faster time than before by maintaining the excitation voltage as shown in curve 45. The line can be excited.

도 5는 도 2에 도시된 자동 사전 충전부의 구체적인 실시 회로를 보이는 도면이다. 도 5를 참조하면, M27과 M29는 스위치(21)를, M17 내지 M25는 전류 충전부(23)를, M3 내지 M9와 인버터(51 및 53)은 전류 흐름 감지부(27)를, M13과 M15는 저항기(25)를, C1 내지 C4, M1 및 M2, M10 및 M11과 인버터들(55, 57, 61, 63, 65)는 펄스 발생기(29a 및 29b)를 각각 구성한다.FIG. 5 is a diagram illustrating a specific implementation circuit of the automatic precharge unit illustrated in FIG. 2. Referring to FIG. 5, M27 and M29 are switches 21, M17 to M25 are current charging units 23, M3 to M9 and inverters 51 and 53 are current flow sensing units 27, and M13 and M15. Is a resistor 25, C1 to C4, M1 and M2, M10 and M11 and inverters 55, 57, 61, 63 and 65 constitute pulse generators 29a and 29b, respectively.

먼저, 전류 흐름 감지부(27)를 구성하는 M9는 일종의 저항으로써, 비트라인 충전초기에 과도한 전류 흐픔에 의해 양단에 전압이 걸리도록 하며, 이 전압은 M4 내지 M8로 구성되는 차동증폭기로 입력된다. 전류 흐름 감지부(27)의 차동 증폭기에서 출력되는 신호는 펄스 발생기(29a 및 29b)로 각각 입력된다. 펄스 발생기(29a 및 29b)는 순간적으로 만들어진 아주 짧은 펄스와 큰 NMOS 트랜지스터 M11과 M2를 이용하여 충전된 전하를 방전한뒤, 작은 PMOS 트랜지스트 M10과 M1을 이용하여 서서히 충전하며, 이렇게 충전하는 시간동안 펄스를 만들게 된다.First, M9 constituting the current flow detecting unit 27 is a kind of resistance, and the voltage is applied to both ends by excessive current flow in the initial stage of the bit line charging, and this voltage is input to the differential amplifiers composed of M4 to M8. . The signals output from the differential amplifiers of the current flow detector 27 are input to the pulse generators 29a and 29b, respectively. The pulse generators 29a and 29b discharge the charged charge using the momentarily short pulse and the large NMOS transistors M11 and M2, and then slowly charge using the small PMOS transistors M10 and M1. Pulses.

도 6a와 도 6b는 펄스 발생기(29)에서의 펄스 생성을 설명하기 위한 도면이다. 도 6a는 M11 또는 M2와 M10 또는 M2에 의하여 각각 방전 및 충전되는 곡선을 보인다. 도 6b는 도 6a에 도시된 방/충전되는 곡선으로부터 얻는 펄스 신호를 나타내낸다.6A and 6B are diagrams for explaining pulse generation in the pulse generator 29. Figure 6a shows a curve that is discharged and charged by M11 or M2 and M10 or M2, respectively. FIG. 6B shows the pulse signal obtained from the discharge / charged curve shown in FIG. 6A.

이와같이, 펄스 발생기(29a 및 29b)에 의해 만들어진 펄스 신호는 전류 충전부(23)를 동작시키고, 스위치(21)를 제어하여 전류 검출 증폭기(11)와 전류 충전부(23)를 차단시킨다. 또한, 비트라인을 빠르게 충전시키기 위해 저항기(25)의 저항크기가 작아지도록 저항기(25)를 제어한다. 저항기(25) 및 스위치(21)는 도면에서와 같이 2개의 모스 트랜지스터를 병렬연결하여 간단히 구성할 수 있다. 또한, 전류 충전부(23)는 PMOS와 NMOS 트랜지스터들로 이루어져 있으며, 여기 전압이상으로 충전하고, 과도한 전압으로 충전하는 것을 막고 비트라인에 있는 전하가 빠져나가는 것을 막기 위해 NMOS 다이오드(M25)를 포함하여 구성하였다. 이와같은 전류 충전부(23)는 도 4에서 곡선 43과 같이 비트라인의 여기 전압보다 높은 전위로 비트라인을 충전하므로, 비트라인을 여기 전압으로 빠르게 충전할 수 있다.In this way, the pulse signal generated by the pulse generators 29a and 29b operates the current charging section 23 and controls the switch 21 to cut off the current detection amplifier 11 and the current charging section 23. In addition, the resistor 25 is controlled so that the resistance size of the resistor 25 becomes small to quickly charge the bit line. The resistor 25 and the switch 21 can be simply configured by connecting two MOS transistors in parallel as shown in the figure. In addition, the current charging unit 23 is composed of PMOS and NMOS transistors, and includes an NMOS diode (M25) to charge over the excitation voltage, to prevent the charge on the excessive voltage and to escape the charge on the bit line. Configured. As such, the current charging unit 23 charges the bit line to a potential higher than the excitation voltage of the bit line as shown in curve 43 in FIG. 4, so that the bit line can be quickly charged to the excitation voltage.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 반도체 메모리 장치에서의 비트라인 사전 충전회로는 비트라인이 선택되는 초기에 비트라인에 과도한 전류가 흐른다는 것을 이용하여, 비트라인에 소정레벨이상의 과도한 전류가 흐르면 전류 검출 증폭기와 비트라인을 소정시간동안 차단하고, 차단된동안 비트라인을 빠르게 충전시키므로 오프셀 상태에서의 데이터를 빠르게 검색할 수 있다는 효과가 있다.As described above, the bit line pre-charging circuit in the semiconductor memory device according to the present invention utilizes that excessive current flows in the bit line at an initial stage when the bit line is selected, so that an excessive current of more than a predetermined level flows in the bit line. Since the detection amplifier and the bit line are blocked for a predetermined time and the bit line is rapidly charged during the block, the data can be quickly retrieved in the off-cell state.

Claims (3)

데이터를 저장하는 다수개의 메모리 셀들로 이루어진 메모리 셀 어레이;A memory cell array consisting of a plurality of memory cells for storing data; 선택신호에 응답하여 상기 메모리 셀의 비트라인을 선택하는 선택기;A selector for selecting a bit line of the memory cell in response to a selection signal; 선택된 상기 메모리 셀의 비트라인에 흐르는 전류 검출을 통해 상기 선택된 메모리 셀에 저장된 데이터를 감지 및 증폭하는 전류 검출 증폭기; 및A current detection amplifier configured to sense and amplify data stored in the selected memory cell through current detection flowing through a bit line of the selected memory cell; And 상기 전류 검출 증폭기 및 상기 선택기 사이에 연결되어 상기 선택된 메모리 셀의 비트라인에 흐르는 전류를 검출하고, 검출된 전류가 소정 레벨이상이 되면 상기 전류 검출 증폭기와 상기 선택된 메모리 셀의 비트라인의 연결을 소정시간동안 차단하고, 상기 소정시간동안 상기 비트라인을 여기전압으로 사전 충전시키고, 상기 비트라인이 상기 여기전압으로의 충전이 완료되면 상기 전류 검출 증폭기와 상기 비트라인을 다시 연결시키는 자동 사전 충전수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치에서 비트라인의 사전 충전 회로.A current connected between the current detection amplifier and the selector to detect a current flowing in the bit line of the selected memory cell, and when the detected current is above a predetermined level, the connection of the current detection amplifier and the bit line of the selected memory cell is predetermined. An automatic precharging means for blocking the time, precharging the bit line to an excitation voltage for the predetermined time, and reconnecting the current detection amplifier and the bit line when the bit line is fully charged to the excitation voltage. And a pre-charging circuit of the bit line in the semiconductor memory device. 제1항에 있어서, 상기 자동 사전 충전수단은The method of claim 1, wherein the automatic pre-charging means 펄스신호에 응답하여 상기 선택된 메모리 셀의 비트라인에 흐르는 전류를 통과시키거나 또는 상기 선택된 메모리 셀의 비트라인을 상기 여기전압으로 충전시키는 충전 전류를 발생하는 전류 충전부;A current charger configured to pass a current flowing through a bit line of the selected memory cell in response to a pulse signal or generate a charging current for charging the bit line of the selected memory cell to the excitation voltage; 상기 전류 검출 증폭기와 상기 전류 충전부의 사이에 연결되며, 상기 펄스신호에 응답하여 상기 전류 검출 증폭기가 상기 선택된 메모리 셀의 비트라인에 흐르는 전류를 검출하는 것을 제어하는 스위치;A switch connected between the current detection amplifier and the current charging unit and controlling the current detection amplifier to detect a current flowing in a bit line of the selected memory cell in response to the pulse signal; 상기 전류 충전부와 상기 선택된 메모리 셀의 비트라인 사이에 연결되는 저항기;A resistor connected between the current charger and a bit line of the selected memory cell; 상기 저항기를 통과하는 전류를 검출하고, 검출된 전류가 상기 소정 레벨이상이 되면 소정의 레벨을 갖는 출력 전압을 발생하는 전류 흐름 감지부; 및A current flow detector for detecting a current passing through the resistor, and generating an output voltage having a predetermined level when the detected current becomes above the predetermined level; And 상기 전류 흐름 감지부에서 발생되는 상기 출력 전압에 응답하여 상기 펄스 신호를 발생하는 펄스 발생기를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치에서의 비트라인 사전 충전 회로.And a pulse generator for generating the pulse signal in response to the output voltage generated by the current flow detector. 제2항에 있어서, 상기 저항기는The method of claim 2, wherein the resistor 상기 펄스신호에 응답하여 저항의 크기가 가변되는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치에서의 비트라인 사전 충전 회로.And a magnitude of a resistor is variable in response to the pulse signal.
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