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KR20010081704A - Equalization circuit for sense amplifier - Google Patents

Equalization circuit for sense amplifier Download PDF

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Publication number
KR20010081704A
KR20010081704A KR1020000007765A KR20000007765A KR20010081704A KR 20010081704 A KR20010081704 A KR 20010081704A KR 1020000007765 A KR1020000007765 A KR 1020000007765A KR 20000007765 A KR20000007765 A KR 20000007765A KR 20010081704 A KR20010081704 A KR 20010081704A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sense amplifier
line connection
bit line
bltl
bit lines
Prior art date
Application number
KR1020000007765A
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Korean (ko)
Inventor
최소영
Original Assignee
박종섭
주식회사 하이닉스반도체
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Publication date
Application filed by 박종섭, 주식회사 하이닉스반도체 filed Critical 박종섭
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04HBUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H13/00Monuments; Tombs; Burial vaults; Columbaria
    • E04H13/006Columbaria, mausoleum with frontal access to vaults

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Dram (AREA)
  • Static Random-Access Memory (AREA)

Abstract

PURPOSE: An equalizing circuit is provided to reduce the power consumption and the layout area by using the power of a sense amplifier not using an external power in order to equalize bit lines. CONSTITUTION: The equalizing circuit includes a bit line connection control unit(11A) for breaking connection of bit lines(BLBL,BLTL) with a cell array. An equalizing circuit(12A) is connected between the bit line connection control unit(11A) and a sense amplifier(13). The equalizing circuit(12A) equalizes the bit lines(BLBL,BLTL) using the voltage of the sense amplifier(13) without using an additional external power. The sense amplifier(13) amplifies a minute signal from the bit lines(BLBL,BLTL) to output the amplified signal as a given level. An input/output line connection control unit(14) transmits the output signal of the sense amplifier(13) to the outside or receives a signal from the outside.

Description

센스앰프의 등화 회로{EQUALIZATION CIRCUIT FOR SENSE AMPLIFIER}Equalization circuit of sense amplifiers {EQUALIZATION CIRCUIT FOR SENSE AMPLIFIER}

본 발명은 메모리 셀 어레이에서 출력되는 미약한 신호를 소정 레벨로 증폭하여 출력하는 센스앰프에 적용되는 등화회로의 설계기술에 관한 것으로, 특히 등화회로의 전력 소모량을 줄이고 레이아웃 면적을 줄일 수 있도록한 센스앰프의 등화 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a design technology of an equalization circuit applied to a sense amplifier for amplifying and outputting a weak signal outputted from a memory cell array to a predetermined level, and in particular, a sense for reducing power consumption and layout area of an equalization circuit. The equalizing circuit of the amplifier.

도 1은 종래 기술에 의한 센스앰프의 등회 회로도로서 이에 도시한 바와 같이, 셀 어레이측과의 비트라인(BLBL),(BLTL) 접속을 단속하는 비트라인 접속제어부(1A)와; 상기 비트라인 접속제어부(1A)와 후술할 센스앰프(3) 사이에 접속되어 상기 비트라인(BLBL),(BLTL)을 소정 레벨의 전압으로 프리차지시키는 등화회로부(2A)와; 상기 비트라인(BLBL),(BLTL)을 통해 입력되는 미약한 신호를 소정 레벨로 증폭하여 출력하는 센스앰프(3)와; 상기 센스앰프(3)의 출력신호를 외부에 전달하거나 외부로부터 신호를 입력받기 위한 입출력라인 접속제어부(4)와; 상기 비트라인(BLBL),(BLTL)을 상기 비트라인 접속제어부(1A) 및 등화회로부(2A)와 공유하되, 그 비트라인 접속제어부(1A) 및 등화회로부(2A)와 반대 로직의 제어신호(SHR),(BLEQB)에 의해 구동되는 비트라인 접속제어부(1B) 및 등화회로부 (2B)로 구성된 것으로, 이의 작용을 설명하면 다음과 같다.1 is an isometric circuit diagram of a sense amplifier according to the prior art, and as shown therein, a bit line connection control section 1A for intermittently connecting bit line BLBL and BLTL connections with a cell array side; An equalization circuit section 2A connected between the bit line connection control section 1A and a sense amplifier 3 to be described later to precharge the bit lines BLBL and BLTL to a predetermined level of voltage; A sense amplifier (3) for amplifying and outputting a weak signal input through the bit lines (BLBL) and (BLTL) to a predetermined level; An input / output line connection controller (4) for transmitting an output signal of the sense amplifier (3) to the outside or receiving a signal from the outside; The bit lines BLBL and BLTL are shared with the bit line connection control unit 1A and the equalization circuit unit 2A, but control signals of logic opposite to the bit line connection control unit 1A and the equalization circuit unit 2A It consists of a bit line connection control unit 1B and an equalization circuit unit 2B driven by SHR) and BLEQB. The operation thereof is as follows.

스위칭 제어신호(SHL)가 "하이"로 공급되면, 이에 의해 비트라인 접속제어부(1A)의 엔모스트랜지스터(NM1),(NM2)가 각각 온되어 비트라인(BLBL),(BLTL)을 통해 셀 어레이(도면에 미표시)와 센스앰프가 접속된다.When the switching control signal SHL is supplied to " high ", the NMOS transistors NM1 and NM2 of the bit line connection controller 1A are turned on, respectively, and the cells are turned on through the bit lines BLBL and BLTL. An array (not shown) and a sense amplifier are connected.

셀 어레이로부터 리드(read)되는 미약한 신호는 상기 비트라인 접속제어부(1A)의 엔모스트랜지스터(NM1),(NM2) 및 비트라인(BLBL),(BLTL)을 통해 센스앰프(3)에 전달되어 소정 레벨로 증폭 처리된다. 예로써, 리드데이터가 "하이"인 경우 전압(CSP)의 레벨로 풀업처리되고, 리드데이터가 "로우"인 경우 전압(CSN)의 레벨로 풀다운처리된다.The weak signal read from the cell array is transferred to the sense amplifier 3 through the NMOS transistors NM1, NM2, and bit lines BLBL, BLTL of the bit line connection controller 1A. And amplified to a predetermined level. For example, if the read data is "high", it is pulled up to the level of the voltage CSP, and if the read data is "low", it is pulled down to the level of the voltage CSN.

이때, 입출력라인 접속제어부(4)의 선택신호(YS)가 "하이"로 공급되면, 이에 의해 엔모스트랜지스터(NM8),(NM9)가 각기 턴온된다. 이에 따라 상기 센스앰프(3)를 통해 센싱된 데이터가 외부로 출력된다.At this time, when the selection signal YS of the input / output line connection control unit 4 is supplied to " high ", the NMOS transistors NM8 and NM9 are turned on by this. Accordingly, the data sensed through the sense amplifier 3 is output to the outside.

이와 같은 일련의 과정을 통해 셀 어레이의 리드데이터 센싱동작이 종료되면, 등화회로부(2A)에 등화제어신호(BLEQB)가 "하이"로 공급되어 엔모스트랜지스터 (NM3-NM5)가 각각 온되므로 비트라인(BLBL),(BLTL)이 프리차지전압(VBLR)으로 프리차지된다.When the read data sensing operation of the cell array is terminated through such a series of processes, the equalization control signal BLEQB is supplied to the equalization circuit unit 2A as "high" so that the NMOS transistors NM3-NM5 are turned on. The lines BLBL and BLTL are precharged with the precharge voltage VBLR.

한편, 상기와 다른 셀 어레이가 비트라인(BLBL),(BLTL), 비트라인 접속제어부(1B) 및 등화회로부(2B)를 통해 상기 센스앰프(3)와 접속되므로, 그 센스앰프(3)는 해당 모드에서 이들을 통해 입력되는 데이터를 상기와 동일하게 센싱하여 출력하게 된다.On the other hand, since the cell array different from the above is connected to the sense amplifier 3 through the bit lines BLBL, BLTL, the bit line connection control unit 1B and the equalization circuit unit 2B, the sense amplifier 3 In the corresponding mode, the data inputted through them is sensed and output as described above.

그런데, 상기 등화회로부(2A),(2B)에 공급되는 프리차지전압(VBLR)은 외부에 설치된 별도의 전원공급기로부터 공급받는 전압이다.However, the precharge voltage VBLR supplied to the equalization circuits 2A and 2B is a voltage supplied from a separate power supply installed outside.

이와 같이 종래 기술에 의한 센스앰프의 등화 회로에 있어서는, 등화회로부가 외부의 전원공급기로부터 프리차지전압(VBLR)을 공급받아 비트라인을 등화시키게 되어 있어 전력소모량이 증가될 뿐만 아니라 배선 증가에 의해 레이아웃 면적이 넓어지는 결함이 있었다.As described above, in the equalizing circuit of the sense amplifier according to the prior art, the equalizing circuit unit receives the precharge voltage VBLR from an external power supply to equalize the bit line, thereby increasing power consumption and layout by increasing wiring. There was a defect that the area was widened.

따라서, 본 발명의 목적은 비트라인을 등화시키기 위해 외부 전원을 이용하지 않고, 센스앰프의 전원을 이용하는 센스앰프의 등화 회로를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an equalization circuit of a sense amplifier that uses the power of the sense amplifier without using an external power source to equalize the bit line.

도 1은 종래기술에 의한 센스앰프의 등화 회로도.1 is an equalization circuit diagram of a sense amplifier according to the prior art.

도 2는 본 발명에 의한 센스앰프의 등화 회로도.2 is an equalization circuit diagram of a sense amplifier according to the present invention.

도 3은 본 발명에 의한 소모전력량 비교 그래프.Figure 3 is a graph comparing the power consumption according to the present invention.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명****** Description of the symbols for the main parts of the drawings ***

11A,11B: 비트라인 접속제어부 12A,12B: 등화회로부11A and 11B: bit line connection controller 12A and 12B: equalization circuit

13: 센스앰프 14: 입출력라인 접속제어부13: sense amplifier 14: input / output line connection controller

도 2는 본 발명의 목적을 달성하기 위한 센스앰프의 등화 회로의 일실시 예시도로서 이에 도시한 바와 같이, 셀 어레이측과의 비트라인(BLBL),(BLTL) 접속을 단속하는 비트라인 접속제어부(11A)와; 상기 비트라인 접속제어부(11A)와 후술할 센스앰프(13) 사이에 접속되어 상기 비트라인(BLBL),(BLTL)을 등화시킴에 있어서, 별도의 외부전원을 사용하지 않고 후술할 센스앰프(13)의 전압을 이용하여 등화시키는 등화회로부(12A)와; 상기 비트라인(BLBL),(BLTL)을 통해 입력되는 미약한 신호를 소정 레벨로 증폭하여 출력하는 센스앰프(13)와; 상기 센스앰프(13)의 출력신호를 외부에 전달하거나 외부로부터 신호를 입력받기 위한 입출력라인 접속제어부(14)와; 상기 비트라인(BLBL),(BLTL)을 상기 비트라인 접속제어부(11A) 및 등화회로부(12A)와 공유하되, 그 비트라인 접속제어부(11A) 및 등화회로부(12A)와 반대 로직의 제어신호(SHR),(BLEQB)에 의해 구동되는 비트라인 접속제어부(11B) 및 등화회로부(12B)로 구성한 것으로, 이와 같이 구성한 본 발명의 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.2 is a diagram illustrating an embodiment of an equalization circuit of a sense amplifier for achieving the object of the present invention. As shown therein, a bit line connection control unit for intermitting bit line (BLBL) and (BLTL) connection with a cell array side is shown. 11A; The equalization between the bit line connection control unit 11A and the sense amplifier 13 to be described later, in equalizing the bit lines BLBL and BLTL, does not require a separate external power source. An equalization circuit section 12A for equalizing using a voltage of; A sense amplifier 13 for amplifying and outputting a weak signal input through the bit lines BLBL and BLTL to a predetermined level; An input / output line connection controller 14 for transmitting an output signal of the sense amplifier 13 to the outside or receiving a signal from the outside; The bit lines BLBL and BLTL are shared with the bit line connection control unit 11A and the equalization circuit unit 12A, but control signals of logic opposite to the bit line connection control unit 11A and the equalization circuit unit 12A A bit line connection control unit 11B and an equalization circuit unit 12B driven by SHR) and (BLEQB) will be described in detail.

스위칭 제어신호(SHL)가 "하이"로 공급되면, 이에 의해 비트라인 접속제어부(11A)의 엔모스트랜지스터(NM1),(NM2)가 각각 온되어 비트라인(BLBL), (BLTL)을 통해 셀 어레이(도면에 미표시)와 센스앰프가 접속된다.When the switching control signal SHL is supplied to " high ", the nMOS transistors NM1 and NM2 of the bit line connection control unit 11A are turned on, respectively, and the cells are turned on through the bit lines BLBL and BLTL. An array (not shown) and a sense amplifier are connected.

상기 셀 어레이로부터 리드되는 미약한 신호는 상기 비트라인 접속제어부(11A)의 엔모스트랜지스터(NM1),(NM2) 및 비트라인(BLBL),(BLTL)을 통해 센스앰프(13)에 전달되어 소정 레벨로 증폭 처리된다. 예로써, 리드데이터가 "하이"인 경우 전압(CSP)의 레벨로 풀업처리되고, 리드데이터가 "로우"인 경우 전압(CSN)의 레벨로 풀다운처리된다.The weak signal read from the cell array is transferred to the sense amplifier 13 through the NMOS transistors NM1, NM2, and bit lines BLBL and BLTL of the bit line connection controller 11A. Amplify to level. For example, if the read data is "high", it is pulled up to the level of the voltage CSP, and if the read data is "low", it is pulled down to the level of the voltage CSN.

이때, 입출력라인 접속제어부(14)의 선택신호(YS)가 "하이"로 공급되면, 이에 의해 엔모스트랜지스터(NM8),(NM9)가 각기 턴온된다. 이에 따라 상기 센스앰프(13)를 통해 센싱된 데이터가 외부로 출력된다.At this time, when the selection signal YS of the input / output line connection control unit 14 is supplied "high", the n-MOS transistors NM8 and NM9 are turned on by this. Accordingly, the data sensed through the sense amplifier 13 is output to the outside.

한편, 상기와 다른 셀 어레이가 비트라인(BLBL),(BLTL), 비트라인 접속제어부(11B) 및 등화회로부(12B)를 통해 상기 센스앰프(13)와 접속되므로, 그 센스앰프(13)는 해당 모드에서 이들을 통해 입력되는 데이터를 상기와 동일하게 센싱하여 출력하게 된다.On the other hand, since the cell array different from the above is connected to the sense amplifier 13 through the bit lines BLBL, BLTL, the bit line connection control unit 11B, and the equalization circuit unit 12B, the sense amplifier 13 In the corresponding mode, the data inputted through them is sensed and output as described above.

이와 같은 일련의 처리과정을 통해 셀 어레이의 리드데이터 센싱동작이 종료되면, 등화회로부(12A)에 등화제어신호(BLEQB)가 "하이"로 공급되어 엔모스트랜지스터(NM3-NM5)가 각각 온되므로 비트라인(BLBL),(BLTL)이 프리차지되는데, 종래와 달리 상기 센스앰프(13)의 전압(CSN)이 이용된다.When the read data sensing operation of the cell array is terminated through such a series of processes, the equalization control signal BLEQB is supplied to the equalization circuit unit 12A as "high", so that the MOS transistors NM3-NM5 are turned on. The bit lines BLBL and BLTL are precharged. Unlike the conventional method, the voltage CSN of the sense amplifier 13 is used.

즉, 상기 센스앰프(13)가 센싱동작을 수행할 때 리드 데이터의 풀업 또는 풀다운을 위해 전압(CSN),(CSP)이 이용된 후 상기 등화회로부(12A)가 등화기능을 수행할 때 센스앰프(13)는 휴지 상태에 놓이게 되므로 그 전압(CSN),(CSP)을 사용하지 않게 된다.That is, when the sense amplifier 13 performs the equalizing function after the voltage CSN and CSP are used to pull up or pull down the read data when the sensing amplifier 13 performs the sensing operation, the sense amplifier 13 performs the equalizing function. Since 13 is at rest, the voltages CSN and CSP are not used.

이러한 점을 감안하여, 등화회로부(12A),(12B)는 휴지 상태에 있는 전압(CSN),(CSP)을 이용하여 비트라인(BLBL),(BLTL)을 프리차지시키게 되므로 별도의 외부전원을 필요로 하지 않고, 전력소모량을 줄일 수 있게 된다.In view of this, the equalization circuits 12A and 12B precharge the bit lines BLBL and BLTL by using the voltages CSN and CSP in the idle state. It does not require, and the power consumption can be reduced.

도 2의 시뮬레이션 결과를 보면, 종래와 같이 외부의 전원공급기로부터 프리차지전압(VBLR)을 공급받아 비트라인(BLBL),(BLTL)을 프리차지시키는 경우 피크 전류는 5.6mA, rms는 537μA인데 비하여, 본 발명에서와 같이 센스앰프(13)의 전압(CSN),(CSP)을 이용하여 비트라인(BLBL),(BLTL)을 프리차지시키는 경우 피크전류는 2mA, rms는 156μA로 개선되었음을 알 수 있다.Referring to the simulation result of FIG. 2, the peak current is 5.6 mA and rms is 537 μA when the precharge voltage VBLR is supplied from an external power supply and precharges the bit lines BLBL and BLTL. As shown in the present invention, when precharging the bit lines BLBL and BLTL using the voltages CSN and CSP of the sense amplifier 13, the peak current is 2mA and the rms is improved to 156μA. have.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은, 비트라인을 등화시키기 위해 외부 전원을 이용하지 않고, 센스앰프의 전원을 이용함으로써, 전력소모량을 줄이고, 레이아웃 면적을 줄일 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention has the effect of reducing power consumption and layout area by using a sense amplifier power source instead of using an external power source to equalize a bit line.

Claims (1)

셀 어레이측과의 비트라인 접속을 제어하는 비트라인 접속제어부와; 상기 비트라인을 통해 입력되는 미약한 신호를 풀업 또는 풀다운시켜 출력하는 센스앰프와; 상기 비트라인을 등화시킬 때, 별도의 외부전원을 사용하지 않고 상기 센스앰프의 풀업용 및 풀다운용 전압을 이용하여 등화시키는 등화회로부를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 센스앰프의 등화 회로.A bit line connection controller for controlling a bit line connection with the cell array side; A sense amplifier configured to pull up or pull down a weak signal input through the bit line; And an equalizing circuit unit configured to equalize using the pull-up and pull-down voltages of the sense amplifier when the bit line is equalized, without using an external power supply.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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