KR100496795B1 - 스태틱 랜덤 액세스 메모리 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 반도체 메모리 장치는 정보를 저장하기 위한 메모리 셀들의 어레이를 가지며, 상기 어레이에 연결되며, 감지 증폭 기준 신호 및 감지 증폭 활성화 신호에 응답하여서 상기 메모리 셀들 중 어드레싱된 메모리 셀의 데이터를 감지 증폭하기 위한 감지 증폭 회로와; 외부 전원 전압을 받아들여서 상기 외부 전원 전압이 기준 레벨 이상 높아질 때 이를 검출하여서 상기 외부 전원 전압이 점차적으로 증가함에 따라 일정 간격을 두고 순차적으로 검출 신호들을 발생하는 전압 검출 회로와; 칩이 활성화될 때, 상기 외부 전원 전압을 받아들이고 상기 검출 신호들에 응답하여서 기준 전압을 발생하는 밴드 갭 레퍼런스 회로 및; 상기 기준 전압을 받아들여서 상기 감지 증폭 기준 신호를 발생하는 감지 증폭 기준 신호 발생 회로를 포함한다.
Description
본 발명은 스태틱 랜덤 액세스 메모리 장치에 관한 것으로서, 구체적으로 동작 전류를 감소시키기 위한 스태틱 랜덤 액세스 메모리 장치에 관한 것이다.
최근의 고속 스태틱 랜덤 액세스 메모리 (static random access memory : SRAM) 장치는 고속 및 바이트-와이드 (byte-wide) 경향에 따른 소비 전력의 증가가 가장 큰 문제점으로 나타나고 있다.
도 1은 고속 SRAM 장치에서 사용되고 있는 메인 감지 증폭 회로를 보여주는 회로도이다. 도 2는 종래 기술에 따른 밴드 갭 레퍼런스 회로를 보여주는 회로도이고, 도 3은 도 2의 출력 특성을 보여주는 도면이다.
도 1의 메인 감지 증폭 회로에 인가되는 신호 (REFSA)는 기준 전압 레벨 입력 신호로서 전원 전압 증가에 대하여 일정한 전압 레벨을 갖는다. 이에 따라서, 신호 (REFSA)에 제어되는 각 NMOS 트랜지스터들 (10)에서 항상 일정한 게이트-소오스 전위차를 유지하게 하여 일정한 전류가 흐르도록 하는 것이다.
따라서, 모든 메인 감지 증폭 회로가 동작되는 독출 상태에서 많은 전류가 흐르게 된다. 이때, 칩 전체에 소모되는 동작 전류 (ICC) 중 메인 감지 증폭 회로에 의해서 소모되는 동작 전류가 큰 비중을 차지하고 있다. 이에 따라서, 외부 전원 전압 (EVC)이 증가하였을 때 메인 감지 증폭 회로에서 소모되는 전류를 감소시킴으로써 전체적인 동작 전류의 소모량을 줄일 수 있다.
따라서 본 발명의 목적은 전원 전압이 높아짐에 따라서 밴드 갭 레퍼런스 회로의 출력 레벨을 낮춤으로써 이후 밴드 갭 레퍼런스 회로의 출력 레벨을 따르는 회로들의 출력 레벨은 낮출 수 있는 스태틱 랜덤 액세스 메모리 장치를 제공하는 것이다.
(구성)
상술한 바와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일특징에 의하면, 정보를 저장하기 위한 메모리 셀들의 어레이를 가지는 반도체 메모리 장치에 있어서: 상기 어레이에 연결되며, 감지 증폭 기준 신호 및 감지 증폭 활성화 신호에 응답하여서 상기 메모리 셀들 중 어드레싱된 메모리 셀의 데이터를 감지 증폭하기 위한 감지 증폭 회로와; 외부 전원 전압을 받아들여서 상기 외부 전원 전압이 기준 레벨 이상 높아질 때 이를 검출하여서 상기 외부 전원 전압이 점차적으로 증가함에 따라 일정 간격을 두고 순차적으로 검출 신호들을 발생하는 전압 검출 회로와; 칩이 활성화될 때, 상기 외부 전원 전압을 받아들이고 상기 검출 신호들에 응답하여서 기준 전압을 발생하는 밴드 갭 레퍼런스 회로 및; 상기 기준 전압을 받아들여서 상기 감지 증폭 기준 신호를 발생하는 감지 증폭 기준 신호 발생 회로를 포함하며; 상기 밴드 갭 레퍼런스 회로는 상기 외부 전원 전압이 증가할 때 순차적으로 발생되는 상기 검출 신호들에 따라서 순차적으로 낮아지는 상기 기준 전압을 발생함으로써 상기 감지 증폭 기준 신호 발생 회로로부터 발생되는 상기 감지 증폭 기준 신호의 레벨이 낮아지도록 하는 것을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 상기 밴드 갭 레퍼런스 회로는 그것의 출력 단자에 연결되며, 상기 검출 신호들에 응답하여서 상기 출력 단자의 전위를 낮추기 위한 방전 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 상기 방전 수단은 상기 출력 단자와 접지 사이에 연결되는 복수 개의 제 1 군의 NMOS 트랜지스터들을 포함하며, 상기 트랜지스터들의 게이트들은 대응하는 상기 검출 신호들에 의해서 제어되는 것을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 상기 방전 수단은 상기 제 1 군의 NMOS 트랜지스터들과 상기 접지 사이에 각각 연결되는, 다이오드로서 동작하는, 제 2 군의 NMOS 트랜지스터들 및, 상기 제 2 군의 NMOS 트랜지스터들과 상기 접지 사이에 연결되고 스탠바이 상태에서 소모되는 전류를 줄이기 위해 칩 활성화 신호에 제어되는 칩 활성화 신호에 제어되는 제 3 군의 NMOS 트랜지스터들을 부가적으로 포함하는 것을 특징으로 한다.
(작용)
이와같은 장치에 의해서, 기준 전압 이상의 레벨을 갖는 전원 전압이 공급될 때 이를 검출하고 그리고 그 검출된 결과에 따라 밴드 갭 레퍼런스 회로의 출력 레벨을 가변시킴으로써 메인 감지 증폭 회로에서 소모되는 전류를 줄일 수 있다.
(실시예)
이하 본 발명의 실시예에 따른 참조도면 도 4 내지 도 7에 의거하여 상세히 설명한다.
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.
도 4는 본 발명에 따른 스태틱 랜덤 액세스 메모리 장치의 구성을 보여주는 블록도이다. 그리고, 도 5는 외부 전원 전압의 레벨 변화에 따른 레벨 검출 회로의 출력 특성을 보여주는 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 스태틱 랜덤 액세스 메모리 장치는 레벨 검출 회로 (level detecting circuit) (100), 밴드 갭 레퍼런스 회로 (bad-gab reference circuit) (120), CS 버퍼 (140), 감지증폭 기준신호 발생회로 (sense amplifier reference signal generating circuit) (160) 및 메인 감지 증폭 회로 (main sense amplifier circuit) (180)을 포함한다.
상기 레벨 검출 회로 (100)는 외부 전원 전압을 받아들여서 상기 외부 전원 전압이 임의의 전압 (예컨대, 도 5에서 3.3V) 이상 증가할 때 이를 검출하고 그리고 상기 외부 전원 전압이 점차적으로 증가함에 따라서 순차적으로 활성화되는 검출 신호들 (HVi) (여기서, i=1, 2, 3, 4)을 발생한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 검출 신호 (HV1)는 3.2V에서, 상기 검출 신호 (HV2)는 3.4V에서, 상기 검출 신호 (HV3)는 3.6V에서, 그리고 상기 검출 신호 (HV4)는 3.8V에서 각각 로우 레벨에서 하이 레벨로 천이된다.
상기 밴드 갭 레퍼런스 회로 (120)는 상기 CS 버퍼 (140)를 통해서 신호 (CSP)가 활성화될 때 즉, 칩이 선택되는 동안에, 외부 전원 전압을 상기 검출 신호들 (HVi)에 따라서 가변되는 기준 전압 (REF0)을 발생한다. 이에 대한 상세한 동작은 이후 설명된다.
상기 감지 증폭 기준 신호 발생 회로 (160)는 상기 밴드 갭 레퍼런스 회로 (120)로부터 제공되는 기준 전압 (REF0)과 동일한 레벨을 가지는 감지 증폭 기준 신호 (REFSA)를 발생한다. 그리고, 상기 메인 감지 증폭 회로 (180)는 상기 회로 (160)로부터 제공되는 신호 (REFSA)에 응답하여서, 도면에는 도시되지 않았지만, 어드레싱된 메모리 셀에 저장된 데이터를 감지 증폭한다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 밴드 갭 레퍼런스 회로를 보여주는 회로도이다. 그리고, 도 7은 전원 전압의 레벨 변화에 따른 도 6의 밴드 갭 레퍼런스 회로의 출력 특성을 보여주는 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 밴드 갭 레퍼런스 회로 (120)는 도 2의 그것과 동일한 구성을 가지는 반면에, 그것의 출력단 (REF0)에 방전 회로를 더 구비하고 있다. 따라서, 도 2의 그것과 동일한 구성에 대한 동작 및 구성 설명은 여기서 생략된다.
본 발명에 따른 방전 회로 (122)는 상기 출력단 (REF0)과 접지 사이에 직렬 연결된 3 개의 NMOS 트랜지스터들의 스트링들 (S1), (S2), (S3) 및 (S4)으로 이루어져 있다. 상기 각 스트링은 동일한 구성을 갖기 때문에 일예로 하나의 스트링 (S1)에 대한 구성을 설명하지만 나머지 스트링들 (S2), (S3) 및 (S4) 역시 동일한 구성을 갖는다. 제 1 스트링 (S1)은 3 개의 NMOS 트랜지스터들 (MN1), (MN5), (MN9)로 구성되어 있다.
상기 트랜지스터들 (MN1), (MN5), 그리고 (MN9)의 전류 통로들은 상기 출력 단자 (REF0)와 접지 사이에 직렬로 순차적으로 형성되어 있다. 트랜지스터 (MN1)의 게이트는 대응하는 검출 신호 (HV1)에 제어되고, 트랜지스터 (MN5)의 게이트는 그것의 드레인에 연결되며, 트랜지스터 (MN9)의 게이트는 CS 버퍼 (140)로부터 출력된 신호 (CSP)에 제어된다.
이러한 회로 구성에 의하면, 전원 전압이 증가함에 따라서 순차적으로 활성화되는 신호들 (HVi)에 따라서 각 스트링 (S1), (S2), (S3) 및 (S4)의 NMOS 트랜지스터들 (MN1)-(MN4)은 턴-온된다. 이때, 칩이 활성화되어 있는 동안에 신호 (CSP)는 하이 레벨이기 때문에 활성화되는 검출 신호에 따라서 즉, 전원 전압이 3.4V보다 높을 때 검출 신호들 (HV1) 및 (HV2)이 활성화되기 때문에 스트링들 (S1) 및 (S2)을 구성하는 트랜지스터들을 통해서 출력단 (REF0)의 레벨은 낮아진다.
전원 전압의 레벨 변화에 따른 전압 (REF0)의 변화는 도 7에 도시된 바와 같다. 여기서, 트랜지스터들 (MN9), (MN10), (MN11) 및 (MN12)은 칩 스탠바이 상태에서 흐르는 전류 특히, CMOS ISB1이 증가되는 것을 방지하기 위한 것이다. 이에 따라서, 감지 증폭 기준 신호 발생 회로 (160)로부터 발생되는 신호 (REFSA)의 레벨은 기준 전압 (REF0)의 레벨이 낮아짐에 따라서 함께 낮아진다. 이로써, 독출 동작 동안에 소모되는 동작 전류의 많은 비중을 차지하는 메인 감지 증폭 회로 (180)의 소모 전류를 줄일 수 있다.
이상에서, 본 발명에 따른 회로의 구성 및 동작을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.
상기한 바와같이, 전원 전압이 높아짐에 따라서 밴드 갭 레퍼런스 회로의 출력 레벨을 낮춤으로써 이후 밴드 갭 레퍼런스 회로의 출력 레벨을 따르는 회로들의 출력 레벨은 낮아진다. 따라서, 메인 감지 증폭 회로에 의해서 소모되는 전류를 줄일 수 있고 그 결과 전체적인 동작 전류의 소모량을 줄일 수 있다.
도 1은 스태틱 랜덤 액세스 메모리 장치의 메인 감지 증폭 회로를 보여주는 회로도;
도 2는 종래 기술에 따른 밴드 갭 레퍼런스 회로를 보여주는 회로도;
도 3은 외부 전원 전압의 레벨에 따라서 변화되는 밴드 갭 레퍼런스 회로의 출력 특성을 보여주는 도면;
도 4는 본 발명에 따른 스태틱 랜덤 액세스 메모리 장치의 구성을 보여주는 블록도;
도 5는 외부 전원 전압의 레벨 변화에 따른 레벨 검출 회로의 출력 특성을 보여주는 도면;
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 밴드 갭 레퍼런스 회로를 보여주는 회로도;
도 7은 본 발명에 따른 밴드 갭 레퍼런스 회로의 출력 특성을 보여주는 도면,
*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명
100 : 레벨 검출 회로 120 : 밴드 갭 레퍼런스 회로
140 : CS 버퍼 160 : 감지증폭 기준 신호 발생회로
180 : 메인 감지 증폭 회로
Claims (4)
- 정보를 저장하기 위한 메모리 셀들의 어레이를 가지는 반도체 메모리 장치에 있어서:상기 어레이에 연결되며, 감지 증폭 기준 신호 및 감지 증폭 활성화 신호에 응답하여서 상기 메모리 셀들 중 어드레싱된 메모리 셀의 데이터를 감지 증폭하기 위한 감지 증폭 회로와;외부 전원 전압을 받아들여서 상기 외부 전원 전압이 기준 레벨 이상 높아질 때 이를 검출하여서 상기 외부 전원 전압이 점차적으로 증가함에 따라 일정 간격을 두고 순차적으로 검출 신호들을 발생하는 전압 검출 회로와;칩이 활성화될 때, 상기 외부 전원 전압을 받아들이고 상기 검출 신호들에 응답하여서 기준 전압을 발생하는 밴드 갭 레퍼런스 회로 및;상기 기준 전압을 받아들여서 상기 감지 증폭 기준 신호를 발생하는 감지 증폭 기준 신호 발생 회로를 포함하며;상기 밴드 갭 레퍼런스 회로는 상기 외부 전원 전압이 증가할 때 순차적으로 발생되는 상기 검출 신호들에 따라서 순차적으로 낮아지는 상기 기준 전압을 발생함으로써 상기 감지 증폭 기준 신호 발생 회로로부터 발생되는 상기 감지 증폭 기준 신호의 레벨이 낮아지도록 하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 밴드 갭 레퍼런스 회로는 그것의 출력 단자에 연결되며, 상기 검출 신호들에 응답하여서 상기 출력 단자의 전위를 낮추기 위한 방전 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 방전 수단은 상기 출력 단자와 접지 사이에 연결되는 복수 개의 제 1 군의 NMOS 트랜지스터들을 포함하며, 상기 트랜지스터들의 게이트들은 대응하는 상기 검출 신호들에 의해서 제어되는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.
- 제 3 항에 있어서,상기 방전 수단은 상기 제 1 군의 NMOS 트랜지스터들과 상기 접지 사이에 각각 연결되는, 다이오드로서 동작하는, 제 2 군의 NMOS 트랜지스터들 및, 상기 제 2 군의 NMOS 트랜지스터들과 상기 접지 사이에 연결되고 스탠바이 상태에서 소모되는 전류를 줄이기 위해 칩 활성화 신호에 제어되는 칩 활성화 신호에 제어되는 제 3 군의 NMOS 트랜지스터들을 부가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.
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JPH06110573A (ja) * | 1992-09-29 | 1994-04-22 | Nec Ic Microcomput Syst Ltd | 定電圧回路 |
KR970023354A (ko) * | 1995-10-06 | 1997-05-30 | 김주용 | 내부 전압 레벨 보상회로 |
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- 1997-12-23 KR KR1019970072777A patent/KR100496795B1/ko not_active IP Right Cessation
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