KR20000050284A - Semiconductor memory device - Google Patents
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Abstract
여기에 개시된 반도체 메모리 장치는 제 1 군의 데이터가 츨력되는 제 1 메모리 뱅크, 상기 제 1 메모리 뱅크의 데이터 출력시 제 2 군의 데이터가 감지되는 제 2 메모리 뱅크, 상기 메모리 뱅크들의 데이터를 감지하는 감지 증폭기와 상기 감지 증폭기에서 감지된 데이터를 저장하는 래치 회로 및 상기 감지된 데이터를 전달하는 복수개의 I/O 들을 포함하고, 상기 감지 증폭기는 비트 라인을 디스챠지하기 위한 디스챠지 회로와 상기 비트 라인 디스챠지 후 일정레벨로 상기 비트 라인을 프리챠지하기 위한 프리챠지 회로와 상기 비트 라인 프리챠지 이후 상기 비트 라인의 전압 레벨을 제어하기 위한 바이어스 회로와 그리고 감지 신호 (ΦSTG)에 응답하여 상기 바이어스 회로의 출력이 일정레벨을 유지할 수 있도록 상기 바이어스 회로의 출력을 플로팅 시키는 바이어스 제어 회로를 포함한다.The semiconductor memory device disclosed herein may include a first memory bank in which data of a first group is output, a second memory bank in which a second group of data is sensed when data of the first memory bank is output, and data of the memory banks. A sense amplifier, a latch circuit for storing data sensed by the sense amplifier, and a plurality of I / Os for conveying the sensed data, wherein the sense amplifier includes a discharge circuit for discharging a bit line and the bit line. A precharge circuit for precharging the bit line to a predetermined level after discharge, a bias circuit for controlling the voltage level of the bit line after the bit line precharge, and a response of the bias circuit in response to a sense signal. Plot the output of the bias circuit so that the output remains at a constant level. Includes a bias control circuit.
Description
본 발명은 반도체 메모리 장치에 관한 것으로, 더 구체적으로는 버스트 독출 사이클 (burst read cycle)을 갖는 반도체 메모리 장치에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly, to a semiconductor memory device having a burst read cycle.
도 1 및 도 2는 노어형 플래시 메모리 장치의 어레이 구성을 보여주는 회로도이다.1 and 2 are circuit diagrams showing an array configuration of a NOR flash memory device.
메모리 셀 어레이(100)는 복수 개의 어레이 블록들을 구비하고 있으며 이하 하나의 어레이 블록에 한해서 설명하기로 한다. 어레이 블록은 복수 개의 비트 라인들 (GBL0, GBL1, GBL2..., SBL0, SBL1, SBL2,...) 을 포함하며 이들은 열 방향으로 병렬로 배열되어 있다. 메모리 셀들은 워드 라인(WL0∼WLn)에 각각 대응되고, 이에 관련되는 서브 비트 라인들 사이에 병렬로 접속되어 있다. 상기 메모리 셀들은 대응되는 상기 워드 라인들(WL0∼WLn)에 게이트들이 접속되고 워드 라인들(WL0∼WLn)과 서브 비트 라인들이 교차되는 영역에 소오스-드레인 채널 즉, 전류 통로가 형성되는 NMOS 트랜지스터들을 포함하고 있다. 상기 메모리 셀을 독출하기 위해 한 개의 SBL과 GBL이 선택됨과 동시에 워드라인과 SSL, GSL이 선택된다. 상기 선택된 SBL외에 그에 인접한 SBL과 GBL를 추가로 선택하여 바이어스 비트 라인으로 사용한다.The memory cell array 100 includes a plurality of array blocks, and only one array block will be described below. The array block includes a plurality of bit lines (GBL0, GBL1, GBL2 ..., SBL0, SBL1, SBL2, ...) which are arranged in parallel in the column direction. The memory cells correspond to the word lines WL0 to WLn, respectively, and are connected in parallel between the sub bit lines. NMOS transistors having gates connected to corresponding word lines WL0 to WLn, and source-drain channels, that is, current paths, formed in regions where word lines WL0 to WLn and sub bit lines cross. It contains them. One SBL and a GBL are selected to read the memory cell, and at the same time, a word line, an SSL, and a GSL are selected. In addition to the selected SBL, SBL and GBL adjacent to the selected SBL are further selected to be used as bias bit lines.
선택된 메모리 셀이 온셀(on-cell)인지, 오프셀(off-cell)인지를 판독하기 위해 감지 증폭기가 선택된 메인 비트 라인의 전압 레벨을 감지하여 데이터를 외부로 출력한다. 상기 노어형 플래시 메모리 장치의 감지 증폭기는 버스트 독출 모드인 경우 노이즈로 인해 비트 라인들의 전압 레벨이 바뀌어 데이터를 잘못 감지하는 경우가 발생하게 된다.In order to read whether the selected memory cell is on-cell or off-cell, the sense amplifier senses the voltage level of the selected main bit line and outputs data to the outside. When the sense amplifier of the NOR flash memory device is in the burst read mode, the voltage level of the bit lines may change due to noise, thereby incorrectly detecting data.
따라서, 본 발명의 목적은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 노이즈로 인한 독출 오류를 막을 수 있는 반도체 메모리 장치를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to provide a semiconductor memory device capable of preventing a read error due to noise.
도 1은 반도체 메모리 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도;1 is a block diagram schematically showing a configuration of a semiconductor memory device;
도 2는 메모리 블록의 구성을 보여주는 도면;2 shows a configuration of a memory block;
도 3은 도 1의 독출 동작 타이밍도이다.3 is a timing diagram of a read operation of FIG. 1.
도 4는 감지 증폭기의 구성을 보여주는 도면;4 shows a configuration of a sense amplifier;
도 5는 도 4의 동작 타이밍도;5 is an operation timing diagram of FIG. 4;
도 6은 바이어스 회로의 구성을 보여주는 회로도;6 is a circuit diagram showing a configuration of a bias circuit;
도 7은 노이즈로 인한 도 4의 문제점을 보여주는 타이밍도;7 is a timing diagram showing the problem of FIG. 4 due to noise;
도 8은 본 발명에 따른 바이어스 회로의 구성을 보여주는 회로도; 그리고8 is a circuit diagram showing a configuration of a bias circuit according to the present invention; And
도 9는 도 8에 따른 감지 증폭기의 동작 타이밍도이다.9 is an operation timing diagram of the sense amplifier according to FIG. 8.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
30 : 메모리 블록40, 60 : 감지 증폭기30: memory block 40, 60: sense amplifier
50, 70 : 래치 회로50, 70: latch circuit
상술한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 독출 활성화 신호에 동기되어 데이터가 순차적으로 출력됨과 동시에 데이터를 감지하는 반도체 메모리 장치에 있어서, 상기 독출 활성화 신호에 동기되어 셀들의 데이터가 츨력되는 제 1 메모리 뱅크와; 상기 제 1 메모리 뱅크의 데이터 출력시 셀들의 데이터가 감지되는 제 2 메모리 뱅크와; 상기 8개의 비트 라인에 대응되어 선택된 비트 라인의 전류를 공급받아 데이터를 감지하는 감지 증폭기와; 상기 감지 증폭기에서 감지된 데이터를 저장하는 래치 회로 및 상기 래치 회로의 데이터를 외부로 전달하는 복수개의 I/O 들을 포함하되, 상기 감지 증폭기는 비트 라인을 디스챠지하기 위한 디스챠지 회로와; 상기 비트 라인 디스챠지 후 일정레벨로 상기 비트 라인을 프리챠지하기 위한 프리챠지 회로와; 상기 비트 라인 프리챠지 이후 상기 비트 라인의 전압 레벨을 제어하기 위한 바이어스 회로와; 그리고 감지 신호 (ΦSTG)에 응답하여 상기 바이어스 회로의 출력이 일정레벨을 유지할 수 있도록 상기 바이어스 회로의 출력을 플로팅 시키는 바이어스 제어 회로를 포함한다.According to a feature of the present invention for achieving the object of the present invention as described above, in the semiconductor memory device that senses the data while the data is sequentially output in synchronization with the read activation signal, the cell in synchronization with the read activation signal A first memory bank to which data of the same is output; A second memory bank in which data of cells is sensed when outputting data of the first memory bank; A sense amplifier configured to sense data by receiving current of a selected bit line corresponding to the eight bit lines; A latch circuit for storing data sensed by the sense amplifier and a plurality of I / Os for transferring data of the latch circuit to the outside, the sense amplifier comprising: a discharge circuit for discharging a bit line; A precharge circuit for precharging the bit line to a predetermined level after the bit line discharge; A bias circuit for controlling the voltage level of the bit line after the bit line precharge; And a bias control circuit for plotting the output of the bias circuit so that the output of the bias circuit maintains a constant level in response to a sense signal.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 바이어스 제어 회로는 비교 신호에 응답하여 전원 전압을 공급하는 전압 공급 회로와 상기 전원 전압을 받아들여 이를 분배하는 분배 회로와 그리고 상기 감지 신호 (ΦSTG)에 응답하여 상기 분배 회로의 출력을 차단하는 차단 회로를 포함한다.In a preferred embodiment, the bias control circuit comprises a voltage supply circuit for supplying a power supply voltage in response to a comparison signal, a distribution circuit for accepting and distributing the power supply voltage, and the distribution circuit in response to the detection signal .phi.STG. It includes a blocking circuit to block the output of the.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 차단 회로는 상기 분배 회로와 바이어스 제어 회로 출력단 사이에 연결되는 스위치를 포함한다.In a preferred embodiment, the blocking circuit comprises a switch connected between the distribution circuit and the bias control circuit output.
(작용)(Action)
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 버스트 독출 모드 반도체 메모리 장치에서 I/O 천이 노이즈로 인해 오프셀을 온셀로 잘못 감지하는 독출 오류를 막을 수 있다.According to the present invention as described above, in the burst read mode semiconductor memory device, it is possible to prevent a read error that incorrectly detects the off-cell on-cell due to I / O transition noise.
(실시예)(Example)
이하 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면 도 1내지 도 9를 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 9.
다음의 설명에서는 본 발명의 보다 철저한 이해를 제공하기 위해 특정한 상세들이 예를들어 한정되고 자세하게 설명된다. 그러나, 당해 기술분야에 통상의 지식을 가진 자들에게 있어서는 본 발명이 이러한 상세한 항목들이 없이도 상기한 설명에 의해서만 실시될 수 있을 것이다.In the following description, specific details are set forth by way of example and in detail in order to provide a more thorough understanding of the present invention. However, for those skilled in the art, the present invention may be practiced only by the above description without these details.
도 1은 반도체 메모리 장치의 메모리 블록 구성을 보여주고 있다.1 illustrates a memory block configuration of a semiconductor memory device.
도 1을 참조하면, 두 개의 메모리 뱅크를 갖는 반도체 메모리 장치에서 하나의 뱅크에서 버스트 독출시 8개의 데이터가 출력된다. 하나의 I/O에 대해서 8개의 감지 증폭기들 (S/A#0∼S/A#7)이 대응된다. 상기 각 감지 증폭기는 래치 회로(LATCH#0∼LATCH#7)를 포함하여 선택된 메모리 셀의 감지된 데이터를 저장한다. 상기와 같은 구조를 갖는 반도체 메모리 장치는 레이턴시(latency) 구간 동안 8×16개의 데이터들을 독출하게 된다. 상기 데이터를 독출하기 위해서는 gapless 독출 방법을 이용하며, 상기 gapless 독출 방법이란 두 개의 뱅크들을 갖는 반도체 메모리 장치에 있어서, 제 1 메모리 뱅크 (제 2 메모리 뱅크)에서 버스트 모드시 8개의 데이터를 출력하는 동안 다른 제 2 메모리 뱅크 (제 1 메모리 뱅크)에서는 새로운 데이터(8개의 데이터)를 감지하는 방법을 말한다.Referring to FIG. 1, in a semiconductor memory device having two memory banks, eight data are output when a burst is read in one bank. Eight sense amplifiers S / A # 0 to S / A # 7 correspond to one I / O. Each sense amplifier includes latch circuits LATCH # 0 to LATCH # 7 to store sensed data of a selected memory cell. The semiconductor memory device having the above structure reads 8 × 16 pieces of data during the latency period. A gapless read method is used to read the data, and the gapless read method is a semiconductor memory device having two banks, wherein eight data are output in a burst mode in a first memory bank (second memory bank). Another second memory bank (first memory bank) refers to a method of detecting new data (eight data).
다시 도 2를 참조하면, 노어 구조로 된 메모리 셀들을 구비한 어레이의 계층적인(hierarchical) 비트 라인 시스템에 대한 기술은 1988. 8월 일본 도쿄에서 개최된 Symposium on VLSI Circuit에서, Digest of Technical Paper, on pp. 85-88에 "16Mb ROM Design Using Bank Select Architecture"라는 제목으로 게재된 바 있다. NOR형 마스크 롬(mask rom)의 계층적인 비트 라인 시스템에 대해서 상기 문헌에 상세히 기재되어 있다. 데이터 독출 동작은 크게 3개의 구간들, 즉 비트 라인 프리챠지 구간과 데이터 감지 구간과 데이터 출력 구간으로 분류된다. 독출 동작에 대한 프리챠지 구간에서는 선택되는 셀에 저장된 데이터를 읽어 내기 위해서 메인 비트 라인들을 일정 전압 레벨로 프리챠지하기 위한 구간이며, 데이터 감지 구간에서는 선택된 셀이 온셀(on-cell)인지, 오프셀(off-cell)인지를 판독하기 위해 이에 대응되는 메인 비트 라인의 전압 레벨을 감지한다. 마지막으로 데이터 출력 구간에서는 감지된 상기 데이터를 외부로 출력한다.Referring back to FIG. 2, a description of a hierarchical bit line system of an array with NOR-structured memory cells is described in Digest of Technical Paper, in Symposium on VLSI Circuit held in Tokyo, Japan, August 1988. on pp. 85-88, entitled "16Mb ROM Design Using Bank Select Architecture." A hierarchical bit line system of NOR type mask roms is described in detail in this document. The data read operation is classified into three sections, that is, a bit line precharge section, a data sensing section, and a data output section. In the precharge section for the read operation, it is a section for precharging the main bit lines to a predetermined voltage level in order to read the data stored in the selected cell.In the data sensing section, the selected cell is on-cell or off-cell. The voltage level of the corresponding main bit line is sensed to read whether it is off-cell. Finally, the detected data is output to the outside in the data output section.
데이터 독출 동작을 상세하게 설명하면 다음과 같다.The data read operation is described in detail as follows.
메모리 블록 중 셀의 데이터를 감지하기 위해 전원전압 레벨인 한 쌍의 뱅크 선택 신호와 선택된 워드 라인(WL0)으로 전원전압을 인가한다. 상기 한 쌍의 뱅크 선택 신호로 인해 메인 비트 라인이 선택되고, 그로 인해 상기 선택된 메인 비트 라인과 선택된 워드 라인에 관련되는 셀의 데이터가 감지 증폭기를 통해 감지된다. 즉, 선택된 셀이 온셀인 경우 선택된 메인 비트 라인의 전압 레벨은 전류 통로(current path)를 통해 프리챠지 레벨보다 낮아지고, 이와 반대로 선택된 셀이 오프셀인 경우 메인 비트 라인의 전압 레벨은 프리챠지 레벨을 유지하게 된다. 그러므로 감지 증폭기는 메인 비트 라인의 전압 레벨을 감지하므로써 셀의 데이터를 출력한다.A power supply voltage is applied to a pair of bank selection signals, which are power supply voltage levels, and a selected word line WL0 to sense data of cells in the memory block. The pair of bank select signals select a main bit line, whereby data of cells associated with the selected main bit line and the selected word line are sensed through a sense amplifier. That is, when the selected cell is on cell, the voltage level of the selected main bit line is lower than the precharge level through the current path. In contrast, when the selected cell is off cell, the voltage level of the main bit line is precharge level. Will be maintained. The sense amplifier therefore outputs the data of the cell by sensing the voltage level of the main bit line.
도 3은 버스트 독출 모드시 동작 타이밍도이다.3 is an operation timing diagram in a burst read mode.
도 3을 참조하면, 버스트 독출 모드 반도체 메모리 장치는 어드레스 입력 구간, 레이턴시 구간 그리고 데이터 독출 구간으로 동작을 나눌수 있다. ALEH(address latch enable)가 'H' 그리고 ALEL이 'H'이면 제 1 어드레스가 입력되고 ALEH이 'L' 그리고 ALEL 이 'H' 이면 제 2 어드레스 신호가 입력된다. 상기 ALEH가 'L' 이고 ALEL이 'L'이면 레이턴시 구간이 되어 상기 감지 증폭기 (40)가 셀의 데이터를 감지하여 래치 회로 (50)에 저장하게 된다. 그리고 tRL의 시간이 흐른 후에는 독출 활성화 신호 (RE : read enable)가 토글되면 데이터가 순차적으로 출력된다.Referring to FIG. 3, the burst read mode semiconductor memory device may divide an operation into an address input period, a latency period, and a data read period. If the address latch enable (ALEH) is 'H' and the ALEL is 'H', the first address is input. If the ALEH is 'L' and the ALEL is 'H', the second address signal is input. When ALEH is 'L' and ALEL is 'L', a latency period is provided so that the sense amplifier 40 senses data of the cell and stores the data in the latch circuit 50. After the time tRL has passed, data is sequentially output when the read enable signal (RE) is toggled.
도 4는 도 1의 감지 증폭기 구성을 보여주고 있다.FIG. 4 shows the sense amplifier configuration of FIG. 1.
도 4를 참조하면, 감지 증폭기 (40)는 8개의 비트 라인들 (B/L0∼B/L7)과 연결되고 이들은 Y-패스 게이트들을 통해 래치 회로 (50)와 연결된다. 상기 래치 회로 (50)는 선택된 비트 라인으로부터 공급되는 전류를 받아들여 '0' 또는 '1'로 감지된 데이터를 저장한다. 하나의 비트 라인에 대응되는 트랜지스터들의 구성은 동일하므로 첫 번째 비트 라인에 한정하여 설명하기로 한다.Referring to FIG. 4, the sense amplifier 40 is connected to eight bit lines B / L0 to B / L7, which are connected to the latch circuit 50 through Y-pass gates. The latch circuit 50 receives the current supplied from the selected bit line and stores data sensed as '0' or '1'. Since the configuration of the transistors corresponding to one bit line is the same, only the first bit line will be described.
먼저, 디스챠지 신호 (Φdis<0>)에 응답하여 상기 비트 라인 (B/L0)을 디스챠지시키기 위한 NMOS 트랜지스터 (N1)가 비트 라인 (B/L0)과 연결된다. 상기 비트 라인 (B/L0) 디스챠지 이후 프리챠지 신호 (Φpre)에 응답하여 상기 비트 라인 (B/L0)을 일정레벨로 프리챠지시키기 위한 PMOS 트랜지스터 (P1)가 상기 비트 라인 (B/L0)과 연결된다. 상기 비트 라인 (B/L0)에 대해 로드로 작용하는 로드 트랜지스터 (P2)와 그리고 상기 비트 라인 (B/L0)과 래치 회로 (50)를 연결하는 패스 게이트들 (P3, P4)이 직렬로 연결된다. 그리고 독출 동작시 상기 비트 라인 (B/L0)의 전압 레벨을 일정하게 유지시키기 위한 바이어스 트랜지스터 (N9)가 연결된다. 상기 바이어스 트랜지스터 (N9)는 모든 비트 라인들 (B/L0∼B/L7)에 대해 각각 존재 (N9∼N16)하며 이들은 동일한 신호 (Vbias<0>)의 제어를 받는다.First, an NMOS transistor N1 for discharging the bit line B / L0 is connected to a bit line B / L0 in response to a discharge signal .phi.dis <0>. After the discharge of the bit line B / L0, a PMOS transistor P1 for precharging the bit line B / L0 to a predetermined level in response to a precharge signal Φpre is applied to the bit line B / L0. Connected with A load transistor P2 serving as a load to the bit line B / L0 and pass gates P3 and P4 connecting the bit line B / L0 and the latch circuit 50 are connected in series. do. A bias transistor N9 is connected to keep the voltage level of the bit line B / L0 constant during a read operation. The bias transistor N9 is present for each of the bit lines B / L0 to B / L7, respectively, N9 to N16, which are controlled by the same signal Vbias <0>.
데이터 독출 동작을 위해 비트 라인 (B/L0∼B/L7)을 접지레벨로 디스챠지시켜야 하며, 이는 디스챠지 신호 (Φdis)가 'L'에서 'H'로 천이될 때 상기 NMOS 트랜지스터 (N1)를 턴온시킴으로써 이루어진다. 그런 다음, 프리챠지 신호(Φpre)가 'H'에서 'L'로 천이되고 PMOS 트랜지스터 (P1)를 통하여 비트 라인 (B/L0)이 일정 레벨(예를 들면, 1v)로 프리챠지된다. 상기 비트 라인 (B/L0)의 전압 레벨을 일정하게 유지하게 위해서 바이어스 신호 (Vbias)를 받아들이는 트랜지스터 (N9)가 사용된다. 상기 바이어스 신호 (Vbias)의 전압 레벨은 비트 라인의 전압 레벨보다 Vtn 만큼 크게 하여 상기 트랜지스터 (N9)로 인가되면 상기 비트 라인 (B/L0)의 전압 레벨에 이르러 상기 트랜지스터 (N9)가 턴오프되므로써 비트 라인 (B/L0)이 일정 레벨로 프리챠지된다. 상기 바이어스 신호 (Vbias)가 비트 라인의 전압 레벨을 제어하기 위한 전압 레벨로 설정된 후, 프리챠지 신호 (Φpre)에 의해 트랜지스터 (P1)가 턴온되어 상기 바이어스 신호 (Vbias)를 받아들이는 NMOS 트랜지스터 (N9)와 프리챠지 트랜지스터 (P1)를 통해 비트 라인 (B/L0)으로 전류가 공급된다. 상기와 같이 비트 라인 (B/L0)이 일정레벨로 프리챠지되고 나면 상기 트랜지스터 (N9)는 턴오프되어 BSO<0>가 VCC 레벨로 유지된다.The bit lines B / L0 to B / L7 must be discharged to the ground level for the data read operation, which is necessary when the discharge signal .phi.dis shifts from 'L' to 'H'. By turning on. Then, the precharge signal .phi.pre is shifted from 'H' to 'L' and the bit line B / L0 is precharged to a predetermined level (for example, 1v) through the PMOS transistor P1. In order to keep the voltage level of the bit line B / L0 constant, a transistor N9 which receives the bias signal Vbias is used. When the voltage level of the bias signal Vbias is greater than the voltage level of the bit line by Vtn and applied to the transistor N9, the transistor N9 is turned off by reaching the voltage level of the bit line B / L0. The bit line B / L0 is precharged to a certain level. After the bias signal Vbias is set to a voltage level for controlling the voltage level of the bit line, the transistor P1 is turned on by the precharge signal phi pre to receive the bias signal Vbias. And the precharge transistor P1 are supplied to the bit line B / L0. As described above, after the bit line B / L0 is precharged to a predetermined level, the transistor N9 is turned off to maintain BSO <0> at the VCC level.
상기 비트 라인의 프리챠지 동작이 완료되면, 메모리 셀에 저장된 데이터를 독출하게 된다. 선택된 메모리 셀이 온셀(on cell, 전류 패스가 형성된 셀 : 데이터 '1'이라 칭함)인 경우 전류가 접지로 흘러 나가 비트 라인 (B/L0)과 상기 BSO<0>의 전압 레벨이 낮아지게 된다. 이와 반대로 선택된 메모리 셀이 오프셀 (off cell, 전류 패스가 형성되지 않는 셀 : 데이터 '0'이라 칭함)인 경우 셀을 통해 접지로 전류가 흐르지 않기 때문에 비트 라인과 BSO는 전압 레벨을 그대로 유지하게 된다. 그러나 상기 비트 라인의 프리챠지 시간을 단축하기 위해 오프셀에 연결된 비트 라인의 프리챠지 동작이 완료되기 전에 선택된 메모리 셀의 데이터를 먼저 독출하게 된다. 그러므로 상기 오프셀의 비트 라인에 프리챠지 전류를 보상해 주어야만 비트 라인과 BSO<0>가 전압 레벨을 그대로 유지할 수 있다. 상기 비트 라인에 보상되는 전류를 로드 전류 (load current)라 한다.When the precharge operation of the bit line is completed, the data stored in the memory cell is read. If the selected memory cell is an on cell (cell with current path: data '1'), current flows to the ground, whereby the voltage level of the bit line B / L0 and BSO <0> is lowered. . Conversely, if the selected memory cell is an off cell (a cell with no current path: data '0'), no current flows through the cell to ground, so the bit line and BSO maintain the voltage level. do. However, in order to shorten the precharge time of the bit line, data of the selected memory cell is first read before the precharge operation of the bit line connected to the off-cell is completed. Therefore, the precharge current must be compensated for the off-cell bit line so that the bit line and BSO <0> can maintain the voltage level. The current compensated for the bit line is called load current.
상기 로드 전류는 신호 (Φload)를 특정 레벨 (예를 들면, 1.8v)로 설정한 뒤, 이를 PMOS 트랜지스터(P3)의 게이트로 인가하면 흐르게 된다. 상기 PMOS 트랜지스터 (P2)를 통해 상기 로드 전류가 흐름에 따라 일정 레벨로 프리챠지된 비트 라인들 (B/L0∼B/L7)은 연결된 메모리 셀의 상태에 따라 레벨이 달라지게 된다. 온셀의 경우를 예로 들면, 셀로부터 접지로 흘러나가는 전류의 양이 상기 로드 전류보다 크기 때문에 비트라인과 BSO<0>의 전압 레벨이 낮아지게 된다. 반면에, 오프셀인 경우에는 선택된 셀의 비트 라인 프리챠지 전류가 로드 전류보다 작기 때문에 비트 라인과 BSO<0>는 전압 레벨을 그대로 유지하게 된다. 상기 BSO 전압 레벨이 패스 게이트들 (P3, P4, P33)을 통해 래치 회로 (50)로 전달되면 셀의 데이터가 독출된다.The load current flows when the signal Φ load is set to a specific level (for example, 1.8v) and then applied to the gate of the PMOS transistor P3. As the load current flows through the PMOS transistor P2, the bit lines B / L0 to B / L7 precharged to a predetermined level may change in accordance with the state of the connected memory cell. For example, in the on-cell case, the voltage level of the bit line and BSO <0> is lowered because the amount of current flowing from the cell to ground is greater than the load current. On the other hand, in the case of off-cell, since the bit line precharge current of the selected cell is smaller than the load current, the bit line and BSO <0> maintain the voltage level. When the BSO voltage level is transferred to the latch circuit 50 through the pass gates P3, P4, and P33, data of the cell is read.
도 5는 gapless 독출 동작 타이밍도이다.5 is a gapless read operation timing diagram.
도 5를 참조하면, 도 3과 마찬가지로 ALEH와 ALEL의 천이 레벨에 따라 어드레스들이 순차적으로 입력되고 일정 구간 동안 감지 증폭기에서 데이터가 감지되어 래치 회로 (50)에 저장된다. 그런 후, 독출 활성화 신호 (RE)가 토글됨에 따라 상기 래치 회로에 저장된 8개의 데이터들 (D7∼D15)이 순차적으로 출력된다. 상기와 같은 감지 구간을 거쳐 8개의 데이터들 (D0∼D7)이 순차적으로 출력된다(버스트 독출 모드).Referring to FIG. 5, as in FIG. 3, addresses are sequentially input according to transition levels of ALEH and ALEL, and data is sensed by a sense amplifier for a predetermined period and stored in the latch circuit 50. Then, as the read activation signal RE is toggled, eight data D7 to D15 stored in the latch circuit are sequentially output. Eight data D0 to D7 are sequentially output through the sensing period as described above (burst read mode).
도 6은 비트 라인의 프리챠지 레벨을 유지시키기 위한 바이어스 회로의 구성을 보여주는 회로도이다.6 is a circuit diagram showing the configuration of a bias circuit for maintaining the precharge level of a bit line.
도 6을 참조하면, 상기 비트 라인의 프리챠지 레벨을 일정하게 유지시키기 위한 트랜지스터들 (N9∼N16)을 제어하기 위한 바이어스 회로는 PMOS 트랜지스터 (1), 저항들 (2, 3) 및 비교기 (4)로 구성된다. 상기 PMOS 트랜지스터 (1)는 비교기 (3)의 출력단에 게이트가 연결되고 전원 전압 (VCC)과 노드 (Node1) 사이에 전류 패스가 형성된다. 상기 저항들 (2, 3)은 상기 PMOS 트랜지스터 (1)의 전류 패스와 접지 (VSS)사이에 직렬로 연결되고 이들의 접속 노드 (Node2)는 상기 비교기 (4)의 비반전 단자에 연결된다. 상기 비교기 (4)는 반전 단자로 기준 전압 (Vref)을 받아들이고, 비반전 단자로 상기 저항들 (2, 3)을 통해 분배된 바이어스 전압 (Vbias)을 받아들이며 출력단이 상기 PMOS 트랜지스터(1)의 게이트에 연결된다. 외부 전원이 변화하더라도 일정하게 유지되는 기준 전압 (Vref)과 상기 저항들 (2, 3)을 통해 분배된 전압 ()은 상기 비교기 (3)를 통해 비교되고 상기 전압들의 비교 결과에 따라 PMOS 트랜지스터 (1)의 동작이 제어된다. 상기 바이어스 회로에 의해 바이어스 전압은로 일정하게 유지된다.Referring to FIG. 6, a bias circuit for controlling transistors N9 to N16 for keeping the precharge level of the bit line constant includes PMOS transistor 1, resistors 2, 3 and comparator 4. It is composed of The PMOS transistor 1 has a gate connected to the output terminal of the comparator 3 and a current path is formed between the power supply voltage VCC and the node Node1. The resistors 2, 3 are connected in series between the current path of the PMOS transistor 1 and the ground VSS and their connection node Node2 is connected to the non-inverting terminal of the comparator 4. The comparator 4 accepts the reference voltage Vref as the inverting terminal, accepts the bias voltage Vbias distributed through the resistors 2 and 3 as the non-inverting terminal and outputs the gate of the PMOS transistor 1. Is connected to. The reference voltage Vref maintained constant even when the external power source changes, and the voltage distributed through the resistors 2 and 3 ) Is compared through the comparator 3 and the operation of the PMOS transistor 1 is controlled according to the comparison result of the voltages. By the bias circuit, the bias voltage is Is kept constant.
도 7은 gapless 독출 동작시 독출 오류 발생을 보여주는 타이밍도이다.7 is a timing diagram illustrating a read error occurring in a gapless read operation.
도 7을 참조하면, 데이터 감지 동작 중에 I/O로부터 데이터 (Di)가 출력되고 다음 데이터 출력 (Di+1)을 위해 I/O가 천이할 때마다 노이즈 (A)가 발생하게 된다. 상기 I/O 천이 노이즈 (I/O transition noise)는 VSS에도 영향을 미치게 된다. 상기 VSS는 상기 바이어스 회로에도 영향을 미쳐 노이즈가 저항들 (R1, R2)의 비만큼 증폭되고 이는 바이어스 전압 레벨에 그대로 실리게 된다. 그로 인해 상기 바이어스 전압 (Vbias)에 의해 동작이 제어되는 NMOS 트랜지스터 (N9)가 턴온되어 오프셀의 경우 VCC를 유지해야 되는 BSO가 비트 라인 레벨로 낮아짐에 따라 상기 메모리 셀의 데이터가 잘못 감지되는 B와 C의 경우가 발생하게 된다.Referring to FIG. 7, the data Di is output from the I / O during the data sensing operation, and the noise A is generated whenever the I / O transitions for the next data output Di + 1. The I / O transition noise also affects VSS. The VSS also affects the bias circuit so that noise is amplified by the ratio of the resistors R1 and R2, which is loaded at the bias voltage level. As a result, the NMOS transistor N9 whose operation is controlled by the bias voltage Vbias is turned on so that the BSO, which must maintain VCC in the case of the off-cell, is lowered to the bit line level, so that the data of the memory cell is incorrectly detected. And C occur.
도 8은 본 발명에 따른 바이어스 회로의 구성을 보여주는 회로도이다.8 is a circuit diagram showing the configuration of a bias circuit according to the present invention.
도 8을 참조하면, 바이어스 회로는 PMOS 트랜지스터(5), 저항들 (6, 7) 비교기 (8) 그리고 스위치 회로 (9)로 구성된다. 상기 PMOS 트랜지스터 (5)는 게이트가 상기 비교기 (8)의 출력에 연결되고 전류 패스가 전원 전압과 노드 (Node1)사이에 연결된다. 상기 노드 (Node1)와 접지 사이에 저항들 (6, 7)이 직렬로 연결된다. 상기 비교기 (8)는 기준 전압 (vref)을 받아들이는 반전 단자와 상기 저항들 (6, 7)이 상호 접속되는 노드 (Node2)에 연결되는 비반전 단자를 갖는다. 상기 스위치 회로 (8)는 상기 노드 (Node1)와 바이어스 전압 출력단 (10)사이에 연결되고 감지 신호 (ΦSTG)에 의해 온오프되는 스위치 (sw1)를 포함한다. 상기 스위치 (sw1)는 MOS 트랜지스터로 구성이 가능하다.Referring to FIG. 8, the bias circuit consists of a PMOS transistor 5, resistors 6, 7 comparator 8 and a switch circuit 9. The PMOS transistor 5 has a gate connected to the output of the comparator 8 and a current path connected between the supply voltage and node Node1. Resistors 6 and 7 are connected in series between the node Node1 and ground. The comparator 8 has an inverting terminal which receives a reference voltage vref and a non-inverting terminal which is connected to a node Node2 to which the resistors 6 and 7 are interconnected. The switch circuit 8 comprises a switch sw1 connected between the node Node1 and the bias voltage output terminal 10 and turned on and off by a sense signal .phi.STG. The switch sw1 may be configured as a MOS transistor.
상기 바이어스 회로는 데이터 감지 신호 (ΦSTG)가 'H'인 동안 상기 스위치 (sw1)가 턴오프되어 상기 바이어스 전압 출력단 (10)을 플로팅 (floating)시킨다. 그러므로 I/O 천이 노이즈로 인해 바이어스 회로에 노이즈가 실려도 상기 스위치 (sw1)로 인해 바이어스 전압 출력단 (10)과의 연결이 끊어져 바이어스 전압 출력단 (10)은 플로팅 상태로서 이전 상태를 그대로 유지한다. 본 발명에 따른 상기 바이어스 회로를 이용하게 되면 오프셀의 비트 라인에 대응되는 BSO는 VCC를 그대로 유지함에 따라 오프셀로 감지된다.The bias circuit causes the switch sw1 to be turned off while the data sensing signal .phi.STG is 'H' to float the bias voltage output terminal 10. Therefore, even if noise is applied to the bias circuit due to I / O transition noise, the switch sw1 disconnects from the bias voltage output terminal 10 so that the bias voltage output terminal 10 maintains its previous state as a floating state. By using the bias circuit according to the present invention, the BSO corresponding to the bit line of the off-cell is sensed as off-cell as VCC is maintained as it is.
도 9는 본 발명에 따른 gapless 독출 동작 타이밍도이다.9 is a timing diagram of a gapless read operation according to the present invention.
도 9를 참조하면, 데이터 감지 구간을 나타내는 신호가 활성화되고 그리고 디스챠지 신호 (Φdis)가 'L'에서 'H'로 천이하게되면 비트 라인들이 접지 레벨로 디스챠지된다. 상기 비트 라인의 디스챠지가 완료되고 나면 프리챠지 신호 (Φpre)에 의해 비트 라인들이 일정 레벨로 프리챠지된다. 독출 활성화 신호 (RE)가 토글함에 따라 감지 증폭기가 메모리 셀들의 데이터를 감지하여 출력한다. 상기 감지된 데이터가 I/O로 출력될 때마다 (천이할 때마다) 발생된 노이즈는 도 7과 같이 VSS에 실리게 된다. 이는 바이어스 회로로도 전달되지만 감지 신호 (ΦSTG)가 'H'인 동안 바이어스 회로의 출력인 바이어스 전압 (Vbias)은 상기 스위치 (sw1)의 오프로 인해 플로팅 상태가 되어 이전 전압 레벨을 그대로 유지하게 된다. 그러므로 오프 셀에 대한 감지 구간에서 BSO의 전압 레벨이 그대로 유지되어 온셀로 잘못 판독되는 경우를 막을 수 있다.9, the bit lines are discharged to the ground level when the signal indicating the data sensing interval is activated and the discharge signal .phi.dis transitions from 'L' to 'H'. After the discharge of the bit line is completed, the bit lines are precharged to a predetermined level by a precharge signal phi pre. As the read enable signal RE toggles, the sense amplifier senses and outputs data of the memory cells. Whenever the sensed data is output to the I / O (every transition), the generated noise is carried on the VSS as shown in FIG. This is also transmitted to the bias circuit, but while the sensing signal ΦSTG is 'H', the bias voltage Vbias, which is the output of the bias circuit, becomes floating due to the switch sw1 off to maintain the previous voltage level. . Therefore, the voltage level of the BSO is maintained in the sensing period for the off-cell to prevent the case of being misread on-cell.
이상에서, 본 발명에 따른 회로의 구성 및 동작을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.In the above, the configuration and operation of the circuit according to the present invention are shown in accordance with the above description and drawings, but this is merely described, for example, and various changes and modifications are possible without departing from the spirit of the present invention. .
이상과 같은 본 발명에 의하면, I/O 천이 노이즈로 인해 감지 증폭기가 셀의 데이터를 잘못 감지하는 것을 막을 수 있다.According to the present invention as described above, it is possible to prevent the sense amplifier from incorrectly detecting the data of the cell due to the I / O transition noise.
Claims (3)
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Cited By (2)
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KR100600056B1 (en) * | 2004-10-30 | 2006-07-13 | 주식회사 하이닉스반도체 | Low Voltage Semiconductor Memory Device |
KR100793671B1 (en) * | 2002-02-07 | 2008-01-10 | 후지쯔 가부시끼가이샤 | Semiconductor Memory and Precharge Method |
-
1999
- 1999-01-02 KR KR1019990000017A patent/KR20000050284A/en not_active Withdrawn
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US7251174B2 (en) | 2004-10-30 | 2007-07-31 | Hynix Semiconductor Inc. | Semiconductor memory device for low power system |
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PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 19990102 |
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WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |