KR102181766B1 - Layout of differential amplifier - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 차동 증폭기 레이아웃은 각각 일정 간격 이격되어 배치된 다수의 차동 증폭기를 포함하는 반도체 소자에 있어서, 차동 증폭기는 접지 전압 라인과 전기적으로 연결된 제 1 트랜지스터와, 제 1 트랜지스터와 연결되며, 인에이블 신호 라인을 통해 신호를 전달받는 제 2 트랜지스터와, 제 2 트랜지스터와 연결되며, 제 1 입력 신호를 입력받고, 제 1 출력 신호를 출력하는 제 3 트랜지스터와, 제 2 트랜지스터와 연결되며, 제 2 입력 신호를 입력받고, 제 2 출력 신호를 출력하는 제 4 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 한다.The differential amplifier layout according to the present invention is in a semiconductor device including a plurality of differential amplifiers, each of which is spaced apart from each other by a predetermined interval, wherein the differential amplifier is connected to a first transistor electrically connected to a ground voltage line, and connected to the first transistor. A second transistor receiving a signal through the enable signal line, a third transistor connected to the second transistor, receiving a first input signal, and outputting a first output signal, and a second transistor connected to the second transistor. And a fourth transistor configured to receive an input signal and output a second output signal.
Description
본 발명은 차동 증폭기 레이아웃에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하나의 차동 증폭기를 다수의 차동 증폭기로 분리하여 배치하는 차동 증폭기 레이아웃에 관한 것이다.The present invention relates to a differential amplifier layout, and more particularly, to a differential amplifier layout in which one differential amplifier is divided into a plurality of differential amplifiers.
일반적으로, 반도체 장치에는 두 입력 신호의 전위차를 차동 증폭하는 차동 증폭기가 널리 이용된다. 반도체 장치에 이용되는 차동 증폭기에는 전류 모드 논리(Current Mode Logic:CML) 회로가 포함되며, 전류 모드 논리 회로의 출력 특성은 저항의 크기에 크게 영향을 받는다.In general, a differential amplifier that differentially amplifies a potential difference between two input signals is widely used in semiconductor devices. A differential amplifier used in a semiconductor device includes a current mode logic (CML) circuit, and the output characteristics of the current mode logic circuit are greatly affected by the size of the resistor.
이러한 차동 증폭기는 큰 사이즈의 트랜지스터들을 사용하면서 트랜지스터의 핑거링이 증가되고 있다. 이에 따라 최외곽에 위치한 트랜지스터의 경우에는 메탈 라인의 저항으로 인해 트랜지스터의 특성이 온전하게 전달되기 어려운 문제점이 있다.These differential amplifiers use large-sized transistors, and the fingering of the transistors is increasing. Accordingly, in the case of the outermost transistor, there is a problem in that it is difficult to completely transfer the characteristics of the transistor due to resistance of the metal line.
본 발명은 차동 증폭기를 다수 개로 분리하여 배치함으로써, 메탈 라인의 저항이 감소되어 트랜지스터의 특성이 온전하게 반영되도록 하는 차동 증폭기 레이아웃을 제공한다.The present invention provides a differential amplifier layout in which the resistance of a metal line is reduced by dividing and disposing a plurality of differential amplifiers so that the characteristics of a transistor are fully reflected.
본 발명에 따른 차동 증폭기 레이아웃은 각각 일정 간격 이격되어 배치된 다수의 차동 증폭기를 포함하는 반도체 소자에 있어서, 상기 차동 증폭기는 제 1 게이트 라인, 제 1 소스 영역 및 제 1 드레인 영역을 포함하는 제 1 트랜지스터와, 제 1 게이트 라인과 평행한 방향으로 연장되며 상기 제 1 드레인 영역과 전기적으로 연결되는 제 1 메탈 라인과, 제 2 게이트 라인, 제 2 소스 영역 및 제 2 드레인 영역을 포함하는 제 2 트랜지스터와, 제 2 게이트 라인과 평행한 방향으로 연장되며 제 2 소스 영역과 전기적으로 연결되는 제 2 메탈 라인과, 제 1 트랜지스터 및 제 2 트랜지스터 사이에서 제 1 메탈 라인 및 제 2 메탈 라인과 연결되며, 제 1 메탈 라인 및 제 2 메탈 라인과 수직한 방향으로 연장되는 연결 라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.The differential amplifier layout according to the present invention is a semiconductor device including a plurality of differential amplifiers, each of which is spaced apart by a predetermined interval, wherein the differential amplifier includes a first gate line, a first source region, and a first drain region. A second transistor including a transistor, a first metal line extending in a direction parallel to the first gate line and electrically connected to the first drain region, a second gate line, a second source region, and a second drain region And, a second metal line extending in a direction parallel to the second gate line and electrically connected to the second source region, and connected to the first metal line and the second metal line between the first transistor and the second transistor, And a connection line extending in a direction perpendicular to the first metal line and the second metal line.
본 기술은 차동 증폭기의 트랜지스터를 다수 개로 분리하여 배치함으로써, 다음과 같은 효과를 제공한다.This technology provides the following effects by separating and arranging a plurality of transistors of a differential amplifier.
첫째, 제 1 트랜지스터에서 제 2 트랜지스터로 연결되는 연결 라인인 도전성 라인의 면적이 감소됨에 따라, 연결 라인의 저항이 감소되는 효과를 얻을 수 있다. First, as the area of the conductive line, which is a connection line connected from the first transistor to the second transistor, is reduced, the resistance of the connection line can be reduced.
둘째, 하나의 차동 증폭기를 다수로 분리함에 따라 차동 증폭기의 크기가 최소화되며, 연결 라인이 차지하는 면적이 감소되기 때문에 차동 증폭기를 형성하는데 필요한 면적이 매우 감소되는 효과를 얻을 수 있다.Second, by separating one differential amplifier into a plurality, the size of the differential amplifier is minimized and the area occupied by the connection line is reduced, so that the area required to form the differential amplifier can be greatly reduced.
도 1은 본 발명에 따른 차동 증폭기를 도시한 회로도이다.
도 2는 본 발명에 따른 차동 증폭기를 도시한 레이아웃이다. 1 is a circuit diagram showing a differential amplifier according to the present invention.
2 is a layout showing a differential amplifier according to the present invention.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail through exemplary drawings. In adding reference numerals to elements of each drawing, it should be noted that the same elements are assigned the same numerals as possible even if they are indicated on different drawings. In addition, in describing an embodiment of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function obstructs an understanding of the embodiment of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명에 따른 차동 증폭기를 도시한 회로도이다. 1 is a circuit diagram showing a differential amplifier according to the present invention.
도 1을 참조하면, 다수의 차동 증폭기(A1, A2, A3, A4)가 배치되며, 각각의 차동 증폭기는 두 입력 신호(IN, INB)의 전위차를 감지하여 입력 신호(IN, INB)의 차이에 따라서 증폭된 출력 신호(OUT, OUTB)를 출력한다. 또한, 차동 증폭기는 다수의 트랜지스터(T1, T2, T3, T4) 및 저항 라인(RL1, RL2)을 포함한다. Referring to FIG. 1, a plurality of differential amplifiers (A1, A2, A3, A4) are arranged, and each differential amplifier detects a potential difference between two input signals (IN, INB) and the difference between the input signals (IN, INB). The amplified output signals (OUT, OUTB) are output accordingly. Further, the differential amplifier includes a plurality of transistors T1, T2, T3, T4 and resistance lines RL1, RL2.
먼저, 하나의 차동 증폭기를 설명하면 다음과 같다.First, one differential amplifier will be described as follows.
제 1 트랜지스터는(T1) 일단이 제 2 트랜지스터(T2)와 전기적으로 연결되고, 타단이 접지 전압 라인(VSS)에 전기적으로 연결된다. 그리고, 제 1 트랜지스터(T1)의 게이트가 바이어스 신호(CMLBIAS)를 전달받는다.One end of the first transistor T1 is electrically connected to the second transistor T2, and the other end is electrically connected to the ground voltage line VSS. Then, the gate of the first transistor T1 receives the bias signal CMLBIAS.
제 2 트랜지스터(T2)는 일단이 제 3 트랜지스터(T3) 및 제 4 트랜지스터(T4)와 전기적으로 연결되고, 타단이 제 1 트랜지스터(T1)와 연결된다. 그리고, 제 2 트랜지스터(T2)의 게이트는 인에이블 신호(EN)을 입력받는다.The second transistor T2 has one end electrically connected to the third transistor T3 and the fourth transistor T4, and the other end connected to the first transistor T1. In addition, the gate of the second transistor T2 receives the enable signal EN.
또한, 제 3 트랜지스터(T3)는 일단이 제 1 저항 라인(RL1)과 전기적으로 연결되고, 타단이 제 2 트랜지스터(T2)와 전기적으로 연결된다. 그리고, 제 3 트랜지스터(T3)의 게이트가 제 1 입력 신호(IN)를 입력받고, 제 1 출력 신호(OUT)를 출력한다.In addition, one end of the third transistor T3 is electrically connected to the first resistance line RL1 and the other end of the third transistor T3 is electrically connected to the second transistor T2. In addition, the gate of the third transistor T3 receives the first input signal IN and outputs the first output signal OUT.
그리고, 제 4 트랜지스터(T4)는 일단이 제 2 저항 라인(RL2)과 전기적으로 연결되고, 타단이 제 2 트랜지스터(T2)와 전기적으로 연결된다. 그리고, 제 4 트랜지스터(T4)의 게이트가 제 2 입력 신호(INB)를 입력받고, 제 2 출력 신호(OUTB)를 출력한다.In addition, one end of the fourth transistor T4 is electrically connected to the second resistance line RL2, and the other end is electrically connected to the second transistor T2. In addition, the gate of the fourth transistor T4 receives the second input signal INB and outputs the second output signal OUTB.
그리고, 제 1 저항 라인(RL1) 및 제 2 저항 라인(RL2)의 일단이 전원 전압 라인(VDD)과 전기적으로 연결되어 전원 전압을 인가받는다.In addition, one end of the first resistance line RL1 and the second resistance line RL2 is electrically connected to the power voltage line VDD to receive the power voltage.
본 발명은 제 1 트랜지스터(T1), 제 2 트랜지스터(T2), 제 3 트랜지스터(T3) 및 제 4 트랜지스터(T4), 제 1 저항 라인(RL1) 및 제 2 저항 라인(RL2)을 포함하는 차동 증폭기가 다수의 유닛으로 분리되어 일정간격 이격되어 배치되는 구성을 포함한다.The present invention is a differential comprising a first transistor (T1), a second transistor (T2), a third transistor (T3) and a fourth transistor (T4), a first resistance line (RL1) and a second resistance line (RL2). The amplifier is divided into a plurality of units and includes a configuration in which the amplifier is arranged spaced apart at a predetermined interval.
도 2는 본 발명에 따른 차동 증폭기를 도시한 레이아웃으로, 도 1의 회로도 구조에 대응한다.2 is a layout showing a differential amplifier according to the present invention, and corresponds to the circuit diagram structure of FIG.
도 2를 참조하여 본 발명에 따른 차동 증폭기의 레이아웃을 설명하면 다음과 같다. The layout of the differential amplifier according to the present invention will be described with reference to FIG. 2 as follows.
본 발명에 따른 차동 증폭기는 다수의 유닛(Unit)으로 분리된 차동 증폭기(A1, A2, A3, A4)가 각각 일정 간격 이격되어 배치된다. In the differential amplifier according to the present invention, the differential amplifiers A1, A2, A3, and A4 divided into a plurality of units are disposed at a predetermined interval, respectively.
그리고, 각각의 차동 증폭기(A1, A2, A3, A4)는 다수의 트랜지스터(T1, T2, T3, T4), 다수의 저항 라인(RL), 전원 전압 라인(VDD), 접지 전압 라인(VSS), 입력 신호 라인(IN, INB), 출력 신호 라인(OUT, OUTB), 인에이블 신호 라인(EN) 및 CML 바이어스 신호 라인(CMLBIAS)을 포함한다.And, each of the differential amplifiers (A1, A2, A3, A4) is a plurality of transistors (T1, T2, T3, T4), a plurality of resistance lines (RL), power supply voltage line (VDD), ground voltage line (VSS) , Input signal lines IN and INB, output signal lines OUT and OUTB, enable signal lines EN, and CML bias signal lines CMLBIAS.
먼저, 다수의 트랜지스터(T1, T2, T3, T4)는 제 1 트랜지스터(T1) 및 제 2 트랜지스터(T2)가 직렬로 연결되어 배치되고, 제 3 트랜지스터(T3) 및 제 4 트랜지스터(T4)가 쌍을 이루어 병렬로 연결되어 배치된다. 이때, 쌍을 이루는 제 3 트랜지스터(T3) 및 제 4 트랜지스터(T4)는 제 2 트랜지스터(T2)와 직렬로 연결된다. 그리고, 다수의 트랜지스터(T1, T2, T3, T4) 각각은 멀티 핑거 트랜지스터(Multi-finger transistor)로 구현될 수 있다. First, in the plurality of transistors T1, T2, T3, and T4, the first transistor T1 and the second transistor T2 are connected in series, and the third transistor T3 and the fourth transistor T4 are arranged. They are arranged in pairs and connected in parallel. At this time, the third transistor T3 and the fourth transistor T4 forming a pair are connected in series with the second transistor T2. In addition, each of the plurality of transistors T1, T2, T3, and T4 may be implemented as a multi-finger transistor.
멀티 핑거 트랜지스터는 활성 영역 상에서 서로 평행하게 배치된 다수의 게이트 라인들이 핑거로 연결되고, 다수의 핑거들로 연결된 게이트 라인 사이의 활성영역에는 소스(Soure) 영역들과 드레인(Drain) 영역들이 서로 교대로 형성되는 트랜지스터를 의미한다.In a multi-finger transistor, a plurality of gate lines arranged parallel to each other on an active region are connected by fingers, and source regions and drain regions alternate with each other in an active region between gate lines connected by a plurality of fingers. It means a transistor formed of.
도 2는 4개의 차동 증폭기(A1, A2, A3, A4)로 분리된 모습이 도시되어 있다. 그러나, 다수의 유닛으로 분리된 차동 증폭기의 개수는 이에 한정하지 않으며, 최소 2개부터 최대 N개, 제 3 트랜지스터(T3) 및 제 4 트랜지스터(T4)가 최소 2개의 게이트 라인을 포함하는 범위 내에서 분리될 수 있다.FIG. 2 is a diagram illustrating a state divided into four differential amplifiers A1, A2, A3, and A4. However, the number of differential amplifiers divided into a plurality of units is not limited thereto, and a minimum of two to a maximum of N, and the third transistor T3 and the fourth transistor T4 within a range including at least two gate lines. Can be separated from
먼저, 접지 전압 라인(VSS)과 전기적으로 연결된 제 1 트랜지스터(T1)는 활성영역(100) 상에 배치된 다수의 제 1 게이트 라인(110)을 포함하며, 제 1 게이트 라인(110)은 타단이 연결된 멀티 핑거 트랜지스터 형태로 구현될 수 있다. First, the first transistor T1 electrically connected to the ground voltage line VSS includes a plurality of
제 1 게이트 라인(110)들 타단에는 제 1 콘택(105)들이 배치되며, 제 1 트랜지스터(T1)는 제 1 콘택(105)과 연결된 CML 바이어스 신호 라인(CMLBIAS)을 통해 신호를 전달받는다.
제 1 게이트 라인(110)들 사이의 활성영역(100)에는 다수의 제 1 소스 영역(S1)과 제 1 드레인 영역(D1)이 형성된다. 제 1 소스 영역(S1)과 제 1 드레인 영역(D1)에는 각각 다수의 제 2 콘택(115)이 배치되고, 제 1 소스 영역(S1)의 제 2 콘택(115)들 사이에는 제 3 콘택(120)이 배치된다. A plurality of first source regions S1 and first drain regions D1 are formed in the
제 1 소스 영역(S1)들은 제 3 콘택(120)을 통해 접지 전압 라인(VSS)와 전기적으로 연결된다. 그리고, 제 1 드레인 영역(D1)들은 제 2 콘택(115)들을 통해 제 1 메탈 라인(125)과 연결된다. 제 1 메탈 라인(125)은 제 1 게이트 라인(110)들 사이의 제 1 드레인 영역(D1) 상에 배치되며, 제 1 게이트 라인(110)과 평행한 방향의 라인 형태로 배치된다.The first source regions S1 are electrically connected to the ground voltage line VSS through the
그리고, 제 1 트랜지스터(T1)와 연결되며, 인에이블 신호라인(EN)을 통해 신호를 전달받는 제 2 트랜지스터(T2)는 활성영역(200) 상에 배치된 다수의 제 2 게이트 라인(210)을 포함하며, 제 2 게이트 라인(210)은 타단이 연결된 멀티 핑거 트랜지스터 형태로 구현될 수 있다. In addition, a second transistor T2 connected to the first transistor T1 and receiving a signal through the enable signal line EN is a plurality of
제 2 게이트 라인(210)들 타단에는 제 4 콘택(205)들이 배치되며, 제 2 트랜지스터(T2)는 제 4 콘택(205)과 전기적으로 연결된 인에이블 신호 라인(EN)을 통해 인에이블 신호를 전달받는다.
그리고, 제 2 게이트 라인(210)들 사이의 활성영역(200)에는 다수의 제 2 소스 영역(S2)과 다수의 제 2 드레인 영역(D2)이 형성된다. 제 2 소스 영역(S2)과 제 2 드레인 영역(D2)에는 각각 다수의 제 5 콘택(215)이 배치된다. In addition, a plurality of second source regions S2 and a plurality of second drain regions D2 are formed in the
제 2 소스 영역(S2)은 제 5 콘택(215)에 의해 제 2 메탈 라인(220a)과 연결된다. 제 2 메탈 라인(220a)은 제 2 게이트 라인(210)들 사이의 제 1 소스 영역(S1) 상에 배치되며, 제 2 게이트 라인(210)과 평행한 방향의 라인 형태로 배치된다.The second source region S2 is connected to the
제 1 트랜지스터(T1)와 제 2 트랜지스터(T2) 사이에서 제 1 게이트 라인(110) 및 제 2 게이트 라인(210)과 수직한 방향으로 연장된 라인 형태의 연결 라인(123)이 배치되며, 이 연결 라인(123)을 통해 제 2 메탈 라인(220a)과 제 1 메탈 라인(120)이 연결된다. 즉, 제 1 트랜지스터(T1)의 제 1 드레인 영역(D1)과 제 2 트랜지스터(T2)의 제 2 소스 영역(S2)이 제 1 메탈 라인(120) 및 제 2 메탈 라인(220a)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. A
여기서, 제 1 트랜지스터(T1)에 포함된 핑거들의 수는 제 2 트랜지스터(T2)에 포함된 핑거들의 수보다 많게 형성된다. 즉, 제 1 트랜지스터(T1)에 포함된 핑거들의 수가 많을수록 제 1 트랜지스터(T1)에서 제 2 트랜지스터(T2)로 연결되는 연결 라인(123)의 길이가 증가하게 된다. Here, the number of fingers included in the first transistor T1 is greater than the number of fingers included in the second transistor T2. That is, as the number of fingers included in the first transistor T1 increases, the length of the
본 발명과 같이 하나의 차동 증폭기를 크기가 작은 다수의 차동 증폭기로 분리하여 배치하면 제 1 트랜지스터(T1) 및 제 2 트랜지스터(T2) 역시 각각 다수 개로 분리되고, 제 1 트랜지스터(T1)에서 제 2 트랜지스터(T2)로 연결되는 연결 라인(123)의 길이가 기존에 비해 짧게 형성될 수 있다. 즉, 연결 라인(123)인 도전성 라인의 면적이 감소된다. 그러므로, 도전성 라인인 연결 라인(123)에 의하여 발생되는 기생 커패시턴스 및 저항이 감소되며, 이로 인해 멀티 핑거 트랜지스터의 컷 오프 주파수가 더욱 높은 값을 가질 수 있게 된다.As in the present invention, when one differential amplifier is divided into a plurality of small differential amplifiers, the first transistor T1 and the second transistor T2 are also separated into a plurality, and the first transistor T1 is divided into a second transistor. The length of the
또한, 하나의 차동 증폭기를 다수로 분리함에 따라 차동 증폭기의 크기가 최소화되며, 연결 라인(123)이 차지하는 면적이 감소되기 때문에 차동 증폭기를 형성하는데 필요한 면적이 매우 감소되는 효과를 얻을 수 있다.In addition, by separating one differential amplifier into a plurality, the size of the differential amplifier is minimized and the area occupied by the
다음으로, 제 2 트랜지스터(T2)와 연결되며, 제 1 입력 신호(IN)를 받고 제 1 출력 신호(OUT)를 출력하는 제 3 트랜지스터(T3)와 제 2 트랜지스터(T2)와 연결되며, 제 2 입력 신호(INB)를 받고 제 2 출력 신호(OUTB)를 출력하는 제 4 트랜지스터(T4)가 쌍을 이루어 배치된다.Next, the second transistor T2 is connected, the third transistor T3 and the second transistor T2 are connected to receive a first input signal IN and output a first output signal OUT. The fourth transistor T4 that receives the second input signal INB and outputs the second output signal OUTB is disposed in a pair.
제 3 트랜지스터(T3) 및 제 4 트랜지스터(T4)는 각각 활성영역(300, 400) 상에 배치된 다수의 제 3 게이트 라인(310) 및 제 4 게이트 라인(410)을 포함하며, 제 3 게이트 라인(310) 및 제 4 게이트 라인(410)은 타단이 연결된 멀티 핑거 트랜지스터 형태로 구현될 수 있다. 이때, 제 3 트랜지스터(T3)에 포함된 핑거들의 수와 제 4 트랜지스터(T4)에 포함된 핑거들의 수가 동일하게 형성될 수 있다. 또한, 제 3 트랜지스터(T3) 및 제 4 트랜지스터(T4)에 포함된 핑거들의 수의 합은 제 2 트랜지스터(T2)의 핑거들의 수와 동일하게 형성될 수 있다. The third transistor T3 and the fourth transistor T4 include a plurality of
제 3 게이트 라인(310)들 사이의 활성영역(300)에는 다수의 제 3 소스 영역(S3) 및 다수의 제 3 드레인 영역(D3)이 형성된다. 제 3 소스 영역(S3)과 제 3 드레인 영역(D3)에는 각각 다수의 제 6 콘택(315)이 배치된다. 그리고, 제 3 드레인 영역(D3)의 제 6 콘택(315)들 사이에는 제 7 콘택(317)이 배치된다.A plurality of third source regions S3 and a plurality of third drain regions D3 are formed in the
제 3 소스 영역(S3)은 제 6 콘택(315)에 의해 제 4 메탈 라인(320)과 연결된다. 제 4 메탈 라인(320)은 제 3 게이트 라인(310)들 사이의 제 3 소스 영역(S3) 상에 배치되며, 제 3 게이트 라인(310)과 평행한 방향의 라인 형태로 배치된다.The third source region S3 is connected to the
또한, 제 4 게이트 라인(410)들 사이의 활성영역(400)에는 다수의 제 4 소스 영역(S4) 및 다수의 제 4 드레인 영역(D4)이 형성된다. 제 4 소스 영역(S4)과 제 4 드레인 영역(D4)에는 각각 다수의 제 9 콘택(415)이 배치된다. 그리고, 제 4 드레인 영역(D4)의 제 9 콘택(415)들 사이에는 제 10 콘택(417)이 배치된다.In addition, a plurality of fourth source regions S4 and a plurality of fourth drain regions D4 are formed in the
제 4 소스 영역(S4)은 제 9 콘택(415)에 의해 제 5 메탈 라인(420)과 연결된다. 제 5 메탈 라인(420)은 제 4 게이트 라인(410)들 사이의 제 4 소스 영역(S4) 상에 배치되며, 제 4 게이트 라인(410)과 평행한 방향의 라인 형태로 배치된다.The fourth source region S4 is connected to the
제 4 메탈 라인(320) 및 제 5 메탈 라인(420)과 제 3 메탈 라인(220b)은 제 3 트랜지스터(T3) 및 제 4 트랜지스터(T4)와 제 2 트랜지스터(T2) 사이에서 연결 라인(223)을 통해 전기적으로 연결된다. 즉, 제 2 트랜지스터(T2)의 제 2 드레인 영역(D2)과 제 3 트랜지스터(T3) 및 제 4 트랜지스터(T4)의 제 3 소스 영역(S3) 및 제 4 소스 영역(S4)이 제 4 메탈 라인(320), 제 5 메탈 라인(420) 및 제 3 메탈 라인(220b)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. The
제 3 게이트 라인(310)의 일단에는 각각 제 8 콘택(330)이 배치되고, 제 8 콘택(330)을 통해 제 1 입력 신호(IN)를 입력받는다. 또한, 제 3 드레인 영역(D3)에 배치된 제 7 콘택(315)을 통해 제 1 출력 신호(OUT)를 출력한다. An
제 4 게이트 라인(410)의 일단에는 각각 제 11 콘택(430)이 배치되고, 제 11 콘택(430)을 통해 제 2 입력 신호(INB)를 입력받는다. 또한, 제 4 드레인 영역(D4)에 배치된 제 9 콘택(415)을 통해 제 2 출력 신호(OUTB)를 출력한다. 쌍을 이루는 제 3 트랜지스터(T3)와 제 4 트랜지스터(T4)는 차동 입력 신호들(IN, INB)의 차이를 증폭하여 출력 신호(OUT, OUTB)을 출력하는 역할을 한다.An
또한, 제 3 트랜지스터(T3) 일측 및 제 4 트랜지스터(T4) 타측에 각각 분리된 제 1 저항 라인(RL1) 및 제 2 저항 라인(RL2)이 배치된다. 제 1 저항 라인(RL)일단 및 타탄에 각각 제 12 콘택(510) 및 제 13 콘택(515)이 배치되고, 제 2 저항 라인(RL) 일단 및 타단에 각각 제 14 콘택(520) 및 제 15 콘택(525)이 배치된다. 제 1 저항 라인(RL1) 및 제 2 저항 라인(RL2)는 제 12 콘택(510) 및 제 14 콘택(520)을 통해 전원 전압 라인(VDD)에 연결된다. In addition, separated first and second resistance lines RL1 and RL2 are disposed on one side of the third transistor T3 and the other side of the fourth transistor T4, respectively. A
제 1 저항 라인(RL1)의 제 13 콘택(515)은 제 3 드레인 영역(D3)에 배치된 제 7 콘택(315)과 함께 제 1 출력 신호(OUT)를 출력한다. 그리고, 제 2 저항 라인(RL2)의 제 15 콘택(525)는 제 4 드레인 영역(D4)에 배치된 제 9 콘택(415)과 함께 제 2 출력 신호(OUTB)를 출력한다. 이러한 차동 증폭기는 인에이블 신호와 비아어스 신호에 의해 트랜지스터들이 턴 온된 상태에서 두 입력 신호의 전위 차에 따라 출력 신호 값을 결정하여 출력한다. The
상술한 바와 같이, 다수의 유닛으로 분리된 레이아웃을 갖는 차동 증폭기에서 제 1 트랜지스터(T1)에서 제 2 트랜지스터(T2)로 연결되는 연결 라인(123)인 도전성 라인의 면적이 감소됨에 따라, 도전성 라인인 연결 라인(123)에 의하여 발생되는 기생 커패시턴스가 감소되며, 이로 인해 멀티 핑거 트랜지스터의 컷 오프 주파수가 더욱 높은 값을 가질 수 있게 된다.As described above, in a differential amplifier having a layout divided into a plurality of units, as the area of the
또한, 하나의 차동 증폭기를 다수로 분리함에 따라 차동 증폭기의 크기가 최소화되며, 연결 라인(123)이 차지하는 면적이 감소되기 때문에 차동 증폭기를 형성하는데 필요한 면적이 매우 감소되는 효과를 얻을 수 있다.In addition, by separating one differential amplifier into a plurality, the size of the differential amplifier is minimized and the area occupied by the
100, 200, 300, 400 : 활성영역 105 : 제 1 콘택
110 : 제 1 게이트 라인 115 : 제 2 콘택
120 : 제 3 콘택 123, 323 : 연결 라인
125 : 제 1 메탈 라인 205 : 제 4 콘택
210 : 제 2 게이트 라인 220a : 제 2 메탈 라인
220b : 제 3 메탈 라인 215 : 제 5 콘택
310 : 제 3 게이트 라인 320 : 제 4 메탈 라인
315 : 제 6 콘택 317 : 제 7 콘택
410 : 제 4 게이트 라인 415 : 제 8 콘택
417 : 제 9 콘택 420 : 제 5 메탈 라인
510 : 제 10 콘택 515 : 제 11 콘택
520 : 제 12 콘택 525 : 제 13 콘택100, 200, 300, 400: active area 105: first contact
110: first gate line 115: second contact
120:
125: first metal line 205: fourth contact
210:
220b: third metal line 215: fifth contact
310: third gate line 320: fourth metal line
315: sixth contact 317: seventh contact
410: fourth gate line 415: eighth contact
417: ninth contact 420: fifth metal line
510: tenth contact 515: eleventh contact
520: 12th contact 525: 13th contact
Claims (16)
상기 차동 증폭기는
제 1 게이트 라인, 제 1 소스 영역 및 제 1 드레인 영역을 포함하는 제 1 트랜지스터;
상기 제 1 게이트 라인과 평행한 방향으로 연장되며 상기 제 1 드레인 영역과 전기적으로 연결되는 제 1 메탈 라인;
제 2 게이트 라인, 제 2 소스 영역 및 제 2 드레인 영역을 포함하는 제 2 트랜지스터;
상기 제 2 게이트 라인과 평행한 방향으로 연장되며 상기 제 2 소스 영역과 전기적으로 연결되는 제 2 메탈 라인; 및
상기 제 1 트랜지스터 및 상기 제 2 트랜지스터 사이에서 상기 제 1 메탈 라인 및 상기 제 2 메탈 라인과 연결되며, 상기 제 1 메탈 라인 및 상기 제 2 메탈 라인과 수직한 방향으로 연장되는 연결 라인을 포함하고,
제 1 입력 신호 및 제 2 입력 신호가 상기 다수의 차동 증폭기들에 공통적으로 입력되는 것을 특징으로 하는 차동 증폭기 레이아웃.In a semiconductor device including a plurality of differential amplifiers each arranged spaced apart a predetermined interval,
The differential amplifier is
A first transistor including a first gate line, a first source region, and a first drain region;
A first metal line extending in a direction parallel to the first gate line and electrically connected to the first drain region;
A second transistor including a second gate line, a second source region, and a second drain region;
A second metal line extending in a direction parallel to the second gate line and electrically connected to the second source region; And
A connection line connected to the first metal line and the second metal line between the first transistor and the second transistor and extending in a direction perpendicular to the first metal line and the second metal line,
A differential amplifier layout, characterized in that a first input signal and a second input signal are commonly input to the plurality of differential amplifiers.
상기 제 2 트랜지스터와 연결되는 제 3 트랜지스터 및 제 4 트랜지스터를 더 포함하되, 상기 제 3 트랜지스터 및 제 4 트랜지스터는 각각 게이트 라인, 소스 영역 및 드레인 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 차동 증폭기 레이아웃.The method according to claim 1,
And a third transistor and a fourth transistor connected to the second transistor, wherein the third and fourth transistors each include a gate line, a source region, and a drain region.
상기 제 1 트랜지스터, 제 2 트랜지스터, 제 3 트랜지스터 및 제 4 트랜지스터는 각각 멀티 핑거 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 차동 증폭기 레이아웃.The method according to claim 2,
Wherein the first transistor, the second transistor, the third transistor, and the fourth transistor are each a multi-finger transistor.
상기 제 1 게이트 라인 타단에 다수의 콘택이 배치되며, 상기 제 1 게이트 라인은 상기 콘택을 통해 CMLBIAS 신호 라인과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 차동 증폭기 레이아웃.The method according to claim 1,
A plurality of contacts are disposed at the other end of the first gate line, and the first gate line is electrically connected to a CMLBIAS signal line through the contact.
상기 제 1 소스 영역과 접속하는 다수의 콘택을 포함하며, 상기 제 1 트랜지스터는 상기 콘택을 통해 접지 전압 라인과 연결되는 것을 특징으로 하는 차동 증폭기 레이아웃.The method according to claim 1,
And a plurality of contacts connected to the first source region, wherein the first transistor is connected to a ground voltage line through the contacts.
상기 제 1 드레인 영역은 콘택을 통해 상기 제 1 메탈 라인과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 차동 증폭기 레이아웃.The method according to claim 1,
The differential amplifier layout, wherein the first drain region is electrically connected to the first metal line through a contact.
상기 제 2 트랜지스터의 상기 게이트 라인 타단에 다수의 콘택을 포함하며, 상기 제 2 트랜지스터는 상기 콘택에 의해 인에이블 신호 라인과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 차동 증폭기 레이아웃.The method of claim 1,
And a plurality of contacts at the other end of the gate line of the second transistor, and the second transistor is electrically connected to an enable signal line by the contact.
상기 제 2 소스 영역은 콘택을 통해 상기 제 2 메탈 라인과 연결되는 것을 특징으로 하는 차동 증폭기 레이아웃.The method according to claim 1,
Wherein the second source region is connected to the second metal line through a contact.
상기 제 2 드레인 영역에 다수의 콘택을 포함하며, 상기 콘택을 통해 상기 드레인 영역과 접속하는 제 3 메탈 라인;
상기 제 3 트랜지스터의 상기 소스 영역에 다수의 콘택을 포함하며, 상기 콘택을 통해 상기 소스 영역과 접속하는 제 4 메탈 라인; 및
상기 제 4 트랜지스터의 상기 소스 영역에 다수의 콘택을 포함하며, 상기 콘택을 통해 상기 소스 영역과 접속하는 제 5 메탈 라인
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차동 증폭기 레이아웃.The method according to claim 2,
A third metal line including a plurality of contacts in the second drain region and connected to the drain region through the contacts;
A fourth metal line including a plurality of contacts in the source region of the third transistor and connected to the source region through the contacts; And
A fifth metal line including a plurality of contacts in the source region of the fourth transistor and connected to the source region through the contacts
Differential amplifier layout, characterized in that it further comprises.
상기 제 2 트랜지스터와 상기 제 3 및 제 4 트랜지스터 사이에서 상기 제 3 메탈 라인과 상기 제 4 및 제 5 메탈 라인이 연결 라인을 통해 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 차동 증폭기 레이아웃.The method of claim 9,
The differential amplifier layout, wherein the third metal line and the fourth and fifth metal lines are electrically connected between the second transistor and the third and fourth transistors through a connection line.
상기 제 3 트랜지스터 일측에 제 1 저항 라인이 배치되며, 상기 제 4 트랜지스터 타측에 제 2 저항 라인이 배치되는 것을 특징으로 하는 차동 증폭기 레이아웃.The method according to claim 2,
A differential amplifier layout, wherein a first resistance line is disposed on one side of the third transistor, and a second resistance line is disposed on the other side of the fourth transistor.
상기 제 1 저항 라인 및 제 2 저항 라인 일단에 콘택이 배치되며, 상기 콘택들을 통해 전원 전압 라인과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 차동 증폭기 레이아웃.The method of claim 11,
A contact is disposed at one end of the first and second resistance lines, and is electrically connected to a power supply voltage line through the contacts.
상기 제 3 트랜지스터의 상기 드레인 영역 및 제 1 저항 라인 타단에 콘택이 배치되며, 상기 콘택들을 통해 제 1 출력신호 라인과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 차동 증폭기 레이아웃.The method of claim 11,
A contact is disposed at the drain region of the third transistor and the other end of the first resistance line, and is electrically connected to a first output signal line through the contacts.
상기 제 4 트랜지스터의 상기 드레인 영역 및 제 2 저항 라인 타단에 콘택이 배치되며, 상기 콘택들을 통해 제 2 출력 신호 라인과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 차동 증폭기 레이아웃.The method of claim 11,
A contact is disposed at the drain region of the fourth transistor and the other end of the second resistance line, and is electrically connected to a second output signal line through the contacts.
상기 제 3 트랜지스터의 상기 게이트 라인 일단에 콘택이 배치되며, 상기 제 3 트랜지스터는 상기 콘택을 통해 제 1 입력 신호라인과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 차동 증폭기 레이아웃.The method according to claim 2,
A contact is disposed at one end of the gate line of the third transistor, and the third transistor is electrically connected to a first input signal line through the contact.
상기 제 4 트랜지스터의 상기 게이트 라인 일단에 콘택이 배치되며, 상기 제 4 트랜지스터는 상기 콘택을 통해 제 2 입력 신호라인과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 차동 증폭기 레이아웃.The method according to claim 2,
A contact is disposed at one end of the gate line of the fourth transistor, and the fourth transistor is electrically connected to a second input signal line through the contact.
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