KR100630671B1 - Selective precharge method to reduce power consumption and lead-only memory device using the same - Google Patents
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Abstract
전력 소모를 절감시키는 선택적 프리차아지 방법 및 이를 사용하는 리드 온리 메모리 장치가 개시된다. 본 발명의 리드 온리 메모리 장치는 메모리셀 어레이, 비트라인 선택부, 버츄얼 그라운드 라인 선택부, 프리차아지 회로 및 디스차아지부를 구비한다. 메모리셀 어레이는 다수의 워드라인, 다수의 버츄얼 그라운드 라인 및 다수의 비트 라인들을 포함하는 메모리셀 어레이로서, 다수의 메모리 블록들로 나뉘어진다. 비트라인 선택부는 다수의 비트 라인들 중의 어느 하나의 비트 라인을 선택한다. 버츄얼 그라운드 라인 선택부는 다수의 버츄얼 그라운드 라인들 중의 어느 하나의 버츄얼 그라운드 라인을 선택한다. 프리차아지 회로는 다수의 비트라인들 및 다수의 버츄얼 그라운드 라인들을 소정의 프리차아지 전압 레벨로 프리차아지시키는 회로로서 메모리 블록마다 구비되어, 메모리 블록별로 제어되는 것을 특징으로 하는 회로이다. 그리고, 디스차아지부는 버츄얼 그라운드 라인들을 소정의 버츄얼 그라운드 전압 레벨로 디스차아지시킨다. 본 발명의 프라차이지 방법 및 이를 사용하는 ROM 장치에 의하여, 프리차아지 회로에서의 전력 소모가 줄어든다. 따라서, 궁극적으로 ROM 장치의 전체적인 전력 소모가 감소된다.An optional precharge method for reducing power consumption and a read only memory device using the same are disclosed. The read-only memory device of the present invention includes a memory cell array, a bit line selector, a virtual ground line selector, a precharge circuit and a discharge unit. The memory cell array is a memory cell array including a plurality of word lines, a plurality of virtual ground lines, and a plurality of bit lines, and is divided into a plurality of memory blocks. The bit line selector selects any one bit line among the plurality of bit lines. The virtual ground line selector selects any one of the plurality of virtual ground lines. The precharge circuit is a circuit which precharges a plurality of bit lines and a plurality of virtual ground lines to a predetermined precharge voltage level, and is provided for each memory block and controlled for each memory block. The discharge unit discharges the virtual ground lines to a predetermined virtual ground voltage level. By using the Prachage method of the present invention and the ROM device using the same, the power consumption in the precharge circuit is reduced. Thus, ultimately, the overall power consumption of the ROM device is reduced.
Description
본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여, 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.In order to more fully understand the drawings used in the detailed description of the invention, a brief description of each drawing is provided.
도 1은 종래 기술에 의한 리드 온리 메모리(ROM) 장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram schematically illustrating a read only memory (ROM) device according to the related art.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 ROM 장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다.2 is a block diagram schematically illustrating a ROM device according to an embodiment of the present invention.
도 3은 도 2에 도시된 ROM 장치를 구체적으로 보여주는 회로도이다.FIG. 3 is a circuit diagram illustrating the ROM device shown in FIG. 2 in detail.
도 4는 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 대비되는 비교예를 나타내는 회로도이다.4 is a circuit diagram illustrating a comparative example compared to an embodiment of the present invention illustrated in FIG. 3.
본 발명은 반도체 메모리 장치에 관한 것으로서, 특히 저전력을 소모하는 리드 온리 메모리(read-only memory, 이하 ROM) 장치 및 이를 위한 프리차아지 방법 에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
ROM 장치는 읽기 전용 메모리 장치로서, 컴퓨터, 휴대용 기기 등에 널리 사용된다. 그런데, 최근에는 적은 전력을 소모하는 ROM에 대한 요구가 증대되어 이에 대한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다.ROM devices are read-only memory devices, and are widely used in computers, portable devices, and the like. However, in recent years, the demand for ROM that consumes less power has increased, and research on this has been continuously made.
도 1은 종래 기술에 따른 ROM 장치의 개략적인 블록도이다. 이를 참조하면, 종래 기술에 따른 ROM 장치는 메모리셀 어레이(10), 워드라인 선택회로(12), 비트 라인 선택회로(14), 프리차아지 회로(160~16k) 및 데이터 출력 회로(18)를 구비한다.1 is a schematic block diagram of a ROM device according to the prior art. Referring to this, the ROM device according to the related art includes the
메모리셀 어레이(10)는 열(row) 방향으로 다수의 워드라인들(WL0~WLn)과 행(column) 방향으로 다수의 비트라인들, 다수의 그라운드 라인들을 포함한다. 메모리셀은 워드라인, 비트라인 및 그라운드 라인 사이에 형성되며, 메모리셀에 저장되어 있는 이진(binary) 정보는 그 메모리셀에 접속된 비트라인을 통해 외부로 독출된다. 이러한 독출 동작이 이루어지기 전에 비트라인과 그라운드 라인을 일정한 전압 레벨로 프리차아지(precharge)하는 것이 필요하다. 메모리셀 어레이(10)는 소정 개수의 비트라인들 및 소정 개수의 그라운드 라인 단위의 메모리 블록들(100~10k)로 나뉘어질 수 있다. The
워드라인 선택 회로(12) 및 비트라인 선택 회로(14)는 독출될 메모리셀을 지정하기 위하여, 워드라인(WL0~WLn), 비트라인 및 그라운드 라인을 선택한다.The word
비트라인과 그라운드 라인의 프리차아지는 메모리 블록(100~10k)마다 구비되는 프리차아지 회로(160~16k)에 의해 수행된다. 즉, 소정의 프리차아지 신호(PREC) 에 응답하여, 프리차아지 회로(160~16k)가 모든 비트라인들 및 그라운드 라인들을 프리차아지 전압 레벨로 만든다. 프리차아지 전압 레벨은 대개 외부에서 공급되는 전원 전압 레벨이다. ROM 장치가 독출 모드로 진입하면 프리차아지는 중단되며, 독출 동작이 완료되면 다시 프리차아지가 수행된다. 구체적으로 도시되지는 않았으나, 프리차아지 회로(160~16k)는 다수개의 인버터들을 포함한다. 그러므로, 반전 동작시 프리차아지 회로(160~16k)에서의 전력 소모가 많다.The precharge of the bit line and the ground line is performed by the
그런데, 종래 기술에 따른 ROM 장치에서는 프리차아지 신호(PREC)에 의해 모든 프리차아지 회로(160~16k)가 일률적으로 제어된다. 따라서, 하나 또는 소정 개수의 메모리 블록만이 독출 동작을 수행하더라도, 모든 프리차아지 동작이 중단되고, 독출 동작이 끝나면, 다시 모든 프리차아지 동작이 수행된다. 따라서, 불필요한 프라차아지 동작의 전환에 의해, 프리차아지 회로(160~16k)내의 인버터들에 의한 전력 소모가 많다. 그러므로, 종래 기술에 따른 ROM 장치는 전체적인 전력 소모가 증가된다는 단점이 있다.However, in the ROM device according to the prior art, all
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 메모리 블록별로 프리차아지 회로를 구비하는 ROM 장치에서, 각 프리차아지 회로를 선택적으로 제어함으로써, 프리차아지 회로에서의 전력 소모를 줄여, 궁극적으로 전체적인 전력 소모를 감소시키는 리드 온리(read-only) 메모리 장치를 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to selectively control each precharge circuit in a ROM device having a precharge circuit for each memory block, thereby reducing power consumption in the precharge circuit and ultimately reducing overall power consumption. It is to provide a read-only memory device that reduces.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 본 발명의 리드 온리(read-only) 메모리 장치에서 수행되는 프리차아지 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a precharge method performed in the read-only memory device of the present invention.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명은 독출 전용(Read-only) 반도체 메모리 장치에 관한 것이다. 본 발명의 리드 온리 메모리 장치는 다수의 메모리 블록들로 나뉘어지고, 다수의 워드라인, 다수의 버츄얼 그라운드 라인 및 다수의 비트 라인들을 포함하는 메모리셀 어레이; 상기 다수의 비트 라인들 중의 어느 하나의 비트 라인을 선택하는 비트 라인 선택부; 상기 다수의 버츄얼 그라운드 라인들 중의 어느 하나의 버츄얼 그라운드 라인을 선택하는 버츄얼 그라운드 라인 선택부; 상기 다수의 비트라인들 및 상기 다수의 버츄얼 그라운드 라인들을 소정의 프리차아지 전압 레벨로 프리차아지시키는 프리차아지 회로; 및 상기 버츄얼 그라운드 라인 선택부의 출력 신호에 응답하여 상기 버츄얼 그라운드 라인들을 소정의 버츄얼 그라운드 전압 레벨로 디스차아지시키는 디스차아지 회로를 구비한다. 상기 프리차아지 회로는 상기 메모리 블록마다 구비되어, 상기 메모리 블록별로 제어되는 것을 특징으로 한다. 바람직하기로는, 상기 프리차아지 회로는 소정의 프리차아지 신호와 소정의 선택신호에 응답하여 프리차아지 동작을 수행하며, 상기 선택 신호는 상기 메모리 블록들 중에서 독출 동작이 수행될 메모리 블록을 선택하기 위해 내부적으로 발생되는 신호이다.The present invention for achieving the above technical problem relates to a read-only semiconductor memory device. A read only memory device of the present invention is divided into a plurality of memory blocks, and includes a memory cell array including a plurality of word lines, a plurality of virtual ground lines, and a plurality of bit lines; A bit line selector configured to select one bit line among the plurality of bit lines; A virtual ground line selector configured to select one virtual ground line among the plurality of virtual ground lines; A precharge circuit for precharging the plurality of bit lines and the plurality of virtual ground lines to a predetermined precharge voltage level; And a discharge circuit for discharging the virtual ground lines to a predetermined virtual ground voltage level in response to an output signal of the virtual ground line selector. The precharge circuit may be provided for each of the memory blocks and controlled for each of the memory blocks. Preferably, the precharge circuit performs a precharge operation in response to a predetermined precharge signal and a predetermined selection signal, wherein the selection signal selects a memory block from which the read operation is performed. This is a signal generated internally for
상기 다른 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명은 다수의 메모리 블록들로 나뉘어지고, 다수의 워드라인, 다수의 버츄얼 그라운드 라인 및 다수의 비트 라인들을 포함하는 메모리셀 어레이 구비하는 독출 전용(Read-only) 메모리 장치에서 상기 비트라인들 및 상기 버츄얼 그라운드 라인들을 프리차아지하는 방법에 관한 것 이다. 본 발명의 프리차아지 방법은 상기 리드 온리 메모리 장치가 독출 모드가 아닌 경우에는 상기 모든 버츄얼 그라운드 라인 및 상기 모든 비트라인들을 소정의 프리차아지 전압 레벨로 프리차아지시키는 단계; 및 상기 다수의 메모리 블록들 중에서 일부가 독출 모드로 진입할 때는, 상기 독출 모드로 진입하는 일부 메모리 블록의 버츄얼 그라운드 라인들 및 비트라인들에 대한 프리차아지를 중단하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다. 바람직하기로는 상기 프리차아지 전압 레벨은 소정의 전원 전압 레벨이다. The present invention for achieving the above technical problem is divided into a plurality of memory blocks, read-only memory having a memory cell array including a plurality of word lines, a plurality of virtual ground lines and a plurality of bit lines And a method for precharging the bit lines and the virtual ground lines in an apparatus. The precharge method may further include precharging all of the virtual ground lines and all of the bit lines to a predetermined precharge voltage level when the read-only memory device is not in a read mode; And when some of the plurality of memory blocks enter the read mode, stopping precharges for the virtual ground lines and the bit lines of the some memory blocks entering the read mode. . Preferably the precharge voltage level is a predetermined power supply voltage level.
본 발명의 ROM 장치에서는, 각 프리차아지 회로가 선택적으로 제어됨으로써, 프리차아지 회로에서의 전력 소모가 줄어든다. 따라서, 궁극적으로 ROM 장치의 전체적인 전력 소모가 감소된다.In the ROM device of the present invention, each precharge circuit is selectively controlled, so that power consumption in the precharge circuit is reduced. Thus, ultimately, the overall power consumption of the ROM device is reduced.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 그리고 본 명세서에서는 설명의 편의상 각 도면을 통하여 동일한 역할을 수행하는 신호는 동일한 참조 부호로 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification, for the convenience of description, signals performing the same role through the drawings are denoted by the same reference numerals.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 ROM 장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다. 이를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 ROM 장치는 메모리셀 어레이(20), 워드라인 선택 회로(22), 다수의 비트라인 선택 회로(240~24k), 다수의 프리차아지 회로(260~26k) 및 데이터 출력 회로(28)를 구비한다.2 is a block diagram schematically illustrating a ROM device according to an embodiment of the present invention. Referring to this, a ROM device according to an embodiment of the present invention may include a
메모리셀 어레이(20)는 k+1 개의 메모리 블록들(200~20k)로 나뉜다. 메모리셀 어레이(20)는 열방향으로 n+1 개의 워드라인들(WL0,WL1,WL2,...,WLn)을 포함하고, 행 방향으로 다수의 비트 라인들(bit lines)과 다수의 버츄얼 그라운드 라인들(virtual ground lines)을 포함한다.The
워드라인 선택 회로(22)는 소정의 어드레스 신호(ADDR)를 디코딩하여, 하나의 워드라인을 선택하여 구동한다. 여기서, 어드레스 신호(ADDR)는 로우(row) 어드레스 신호인 것이 바람직하다.The word
비트 라인 선택 회로(240~24k)는 비트라인 선택 기능과 버츄얼 그라운드 라인을 선택하는 기능을 수행한다. 비트 라인 선택 회로(240~24k)는 소정의 어드레스 신호(ADDR)와 각각의 선택 신호(SEL0~SELk)에 따라, 해당 메모리 블록 내에서 하나의 비트라인을 선택하고, 선택된 비트라인에 인접하는 하나의 그라운드 라인을 선택한다. 선택 신호들(SEL0~SELk)은 메모리 블록(200~20k)을 선택하기 위한 신호들이다. 어드레스 신호(ADDR)와 선택신호들(SEL0~SELk)은 칼럼(column) 어드레스 신호를 디코딩한 신호인 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명의 ROM 장치에는 칼럼 어드레스를 디코딩하여, 전체 메모리 블록들(200~20k) 중에서 독출하고자 하는 메모리 블록을 선택하기 위한 선택 신호(SEL0~SELk)와 선택된 메모리 블록 내에서 비트라인 및 버츄얼 그라운드 라인을 선택하기 위한 어드레스 신호(ADDR)를 발생하는 디코더부(미도시)가 더 구비될 수 있다.The bit
프리차아지 회로(260~26k)와 비트 라인 선택 회로(240~24k)는 메모리 블록(200~20k)마다 각각 구비된다. 프리차아지 회로(260~26k)는 프리차아지 신호(PREC)와 각각의 선택 신호(SEL0~SELk)에 응답하여, 프리차아지 동작을 수행하거나 중단한다. 따라서, 선택 신호들(SEL0~SELk)을 개별적으로 조절함으로써, 메모리 블록별로 프리차아지 동작을 제어하는 것이 가능하다.
그리고, 데이터 출력 회로(28)는 선택된 메모리셀로부터 독출되는 데이터(DO0~DOk)를 수신하여, 데이터 출력 단자(DQ)를 통하여 외부로 출력한다. 도 2에 도시된 ROM 장치에서는 한 번의 독출 동작으로 각 메모리 블록(200~20k)마다 한 비트의 데이터가 출력될 수 있으며, ROM 장치의 외부로 동시에 출력 가능한 데이터의 비트수는 m이다. 즉, m개의 메모리 블록이 동시에 선택되어, m 개의 데이터가 동시에 독출될 수 있다.The
도 2에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 ROM 장치의 구체적인 구성 및 동작은 도 3을 함께 참조하여 설명된다.A detailed configuration and operation of the ROM device according to the exemplary embodiment of the present invention illustrated in FIG. 2 will be described with reference to FIG. 3.
도 3은 도 2에 도시된 ROM 장치에서 하나의 메모리 블록(200), 하나의 프리차아지 회로(260) 및 하나의 비트라인 선택 회로(240)를 구체적으로 보여준다. 또한 도 3의 ROM 장치는 디스차아지부(270)를 더 구비한다. 도 3에 도시된 메모리 블록(200), 프리차아지 회로(260) 및 비트라인 선택 회로(245, 250)는 도 2에 도시된 나머지 메모리 블록(201~20k), 프리차아지 회로(261~26k) 및 비트라인 선택 회로(241~24k)에 각각 동일하게 적용된다. 도 2의 워드라인 선택 회로(22) 및 데이터 출력 회로(28)는 당업자에게 널리 알려진 회로들이므로, 도 3에서 구체적으로 도시되지는 않는다.3 illustrates one
메모리 블록(200)은 n+1개의 워드라인들(WL0~WLn), 세 개의 버츄얼 그라운드 라인들(VG0,VG1,VG2) 및 버츄얼 그라운드 라인들(VG0,VG1,VG2) 사이에 위치하는 두 개의 비트 라인들(BL0, BL1)을 포함하여 구성된다. 워드라인들(WL0~WLn), 버츄얼 그라운드 라인들(VG0,VG1,VG2) 및 비트 라인들(BL0, BL1) 사이에 위치하는 각 메모 리셀은 하나의 셀 트랜지스터로 구현되거나 또는 블랭크(blank)로 처리된다. 셀 트랜지스터는 그 게이트가 하나의 워드라인에 접속되고, 그 드레인과 소오스는 각각 하나의 비트 라인과 버츄얼 그라운드 라인에 접속되는 엔모스 트랜지스터로서, 도 3에 CT로 표시된 부분이 셀 트랜지스터의 하나이다. 셀 트랜지스터는 로직 로우를 저장하기 위하여 형성된다. 그리고, 로직 하이를 저장하기 위해서는 해당 메모리셀은 블랭크로 처리된다. 도 3에서 워드라인(WL1), 비트라인(BL0), 버츄얼 그라운드 라인(VG1) 사이에 위치하는 메모리셀(BK)이 블랭크로 처리된 메모리셀의 하나이다. The
비트 라인 선택 회로(240)는 구체적으로 비트라인 선택부(245)와 버츄얼 그라운드 라인 선택부(250)를 포함한다. 비트라인 선택부(245)는 소정의 비트 라인 선택 어드레스(AD_BL)에 응답하여, 하나의 비트라인을 선택한다. 비트라인 선택부(245)는 각각의 비트라인에 접속되는 전송 게이트들(TG1,TG2)을 포함한다. 비트라인 선택부(245)는 비트 라인 선택 어드레스(AD_BL)에 따라 하나의 전송 게이트를 턴온시키고, 나머지 전송 게이트는 턴오프시킴으로써, 턴온된 전송 게이트에 접속된 비트라인에 실린 데이터가 출력 데이터(D0)로서 독출되도록 한다. 여기서, 비트라인 선택 어드레스(AD_BL)는 도 2에 도시된 어드레스(ADDC)의 일부이다.The bit line
버츄얼 그라운드 라인 선택부(250)는 소정의 버츄얼 그라운드 선택 어드레스 (AD_VG0 ~ AD_VG2)및 선택 신호(SEL0)에 응답하여, 하나의 버츄얼 그라운드 라인을 선택한다. 버츄얼 그라운드 선택부(250)는 논리 소자들로 구성되는데, 본 실시예에서는 세 개의 부정 논리합 수단들(NOR1, NOR2, NOR3) 및 인버터(INV2)를 포함한다. 각각의 부정 논리합 수단(NOR1,NOR2,NOR3)은 버츄얼 그라운드 선택 어드레스(AD_VG0 ~ AD_VG2) 중의 하나의 어드레스 및 선택 신호(SEL0)의 반전 신호를 입력받고, 그 출력은 디스차아지부(270)의 디스차아지 트랜지스터들(NM0,NM1,NM2)을 통하여 버츄얼 그라운드 라인(VG0,VG1,VG2)에 각각 연결된다.The virtual
디스차아지부(270)는 제1 내지 제3 디스차아지 트랜지스터들(NM0,NM1,NM2)을 포함한다. 제1 내지 제3 디스차아지 트랜지스터(NM0,NM1,NM2)는 그 드레인이 버츄얼 그라운드 라인에, 그 소오스는 접지 전압(GND)에 접속되며, 그 게이트로는 버츄얼 그라운드 선택부(250)의 부정 논리합 수단의 출력(NOR1,NOR2,NOR3)이 각각 인가되는 엔모스 트랜지스터들로 구현될 수 있다. 디스차아지부(270)는 버츄얼 그라운드 라인 선택부(250)에 의해 선택된 버츄얼 그라운드 라인을 버츄얼 그라운드 전압 레벨로 디스차아지시킨다. 여기서, 버츄얼 그라운드 전압 레벨은 접지 전압(GND) 레벨이다.The
프리차아지 회로(260)는 논리부(262), 제1 내지 제5 프리차아지 트랜지스터들(PM0~PM4)를 포함한다. 제1 내지 제5 프리차아지 트랜지스터들(PM0~PM4)은 그 소오스가 전원전압(VCC)에 접속되고, 그 드레인은 하나의 비트라인 또는 하나의 버츄얼 그라운드 라인에 접속되며, 그 게이트로는 논리부(262)의 출력 신호가 인가되는 피모스(PMOS) 트랜지스터로 구현될 수 있다. 논리부(262)의 출력신호가 '로우레벨'이면, 제1 내지 제5 프리차아지 트랜지스터들(PM0~PM4)은 턴온되어, 비트라인들 및 버츄얼 그라운드 라인들을 전원 전압(VCC) 레벨로 프리차아지시킨다. 논리부(262)의 출력신호가 '하이레벨'이면, 제1 내지 제5 프리차아지 트랜지스터들(PM0~PM4)은 턴오프되어, 비트라인들 및 버츄얼 그라운드 라인들에 대한 프리차아지는 중단된다.The
논리부(262)는 부정 논리곱 수단(NAND)과 인버터(INV1)로 구성된다. 부정 논리곱 수단(NAND)으로는 프리차아지 신호(PREC)와 선택 신호(SEL0)가 입력된다. 여기서, 선택신호(SEL0)는 메모리블록(200)을 선택하기 위한 신호이다. 그러므로, 프리차아지 신호(PREC)와 선택 신호(SEL0) 중에서 어느 하나라도 '로우레벨'이면, 논리부(262)의 출력 신호는 '로우레벨'로 되어, 프리차아지가 수행된다. 프리차아지 신호(PREC)와 선택 신호(SEL0)가 모두 '하이레벨'이면, 논리부(262)의 출력 신호는 '하이레벨'로 되어, 프리차아지가 중단된다.The
메모리셀로부터 데이터를 독출하기 위해서는, 프리차아지가 중단되어야 한다. 그리고, 독출 동작이 완료된 후에 다시 프리차아지가 수행된다. 그런데, 독출 동작이 한 번에 모든 메모리 블록에서 수행되는 것은 아니다. ROM 장치가 한 번에 한 비트의 데이터만을 독출하면, 하나의 메모리 블록만이 독출 동작을 수행하므로, 해당 메모리 블록에 대한 프리차아지만 중단하고 독출 동작이 완료된 후 다시 프리차아지를 수행하면 된다. 만약 ROM 장치가 한 번에 다수 개, 예를 들어 도 2에서 설명한 것처럼 m 비트의 데이터를 출력한다면, m 개의 메모리 블록에 대한 프리차아지만 중단하고 독출 동작이 완료된 후 다시 프리차아지를 수행하면 된다.In order to read data from the memory cell, the precharge must be stopped. After the read operation is completed, the precharge is performed again. However, the read operation is not performed on all the memory blocks at once. When the ROM device reads only one bit of data at a time, only one memory block performs a read operation. Therefore, only the precharge for the corresponding memory block is stopped and the precharge is performed again after the read operation is completed. If the ROM device outputs m bits of data at a time, for example, as described in FIG. 2, only the precharge for the m memory blocks may be stopped and precharged again after the read operation is completed.
본 발명의 ROM 장치에서는 상기와 같은 선택적인 프리차아지 제어가 가능하다. 즉, 프리차아지를 중단하고 독출 모드로 동작하고자 할 때에는, 프리차아지 신호(PREC)를 '하이레벨'로 하고, 독출하고자 하는 메모리 블록(200)에 해당되는 선 택 신호(SEL0)를 '하이레벨'로 하면 해당 메모리 블록(200)의 프리차아지만 중단된다. 이 때, 다른 메모리 블록(도 2의 201~20k)에 대응하는 선택 신호(SEL1~SELk)는 모두 '로우레벨'이므로, 나머지 메모리 블록(도 2의 201~20k)에 대한 프리차아지는 중단되지 않는다. In the ROM device of the present invention, the above-described selective precharge control is possible. That is, when the precharge is to be stopped and the read mode is operated, the precharge signal PREC is set to 'high level' and the selection signal SEL0 corresponding to the
도 3에 도시된 ROM 장치의 구체적인 동작은 하나의 메모리셀이 선택된다고 가정하여 다음과 같이 설명된다.A detailed operation of the ROM device shown in FIG. 3 is described as follows on the assumption that one memory cell is selected.
먼저, 워드라인 선택 회로(도 2의 22)에 의하여 제2 워드라인(WL1)이, 비트라인 선택부(245)에 의하여 제1 비트라인(BL0)이, 그리고, 버츄얼 그라운드 라인 선택부(250)에 의하여 제2 버츄얼 그라운드 라인(VG1)이 선택된다고 가정한다. 그러면, 워드라인 선택 회로(도 2의 22)에 의하여 제2 워드라인(WL1)이 '하이레벨'로 구동된다. 비트라인 선택부(245)의 제1 전송게이트(TG1)는 턴온되고, 제2 전송 게이트(TG2)는 턴오프된다. 버츄얼 그라운드 라인 선택부(250)에 의하여 제2 버츄얼 그라운드 라인(VG1)에 접속되어 있는 디스차아지부(270)의 제2 디스차아지 트랜지스터(NM1)가 턴온되어, 제2 버츄얼 그라운드 라인(VG1)이 버츄얼 그라운드 전압 레벨로 디스차아지된다.First, the second word line WL1 is formed by the word line select circuit 22 (22), the first bit line BL0 is formed by the
그런데, 선택된 제2 워드라인(WL1), 제1 비트라인(BL0), 제2 버츄얼 그라운드 라인 (VG1)사이에 형성된 메모리셀은 블랭크(BK)이다. 따라서, 제2 버츄얼 그라운드 라인(VG1)이 선택되어 버츄얼 그라운드 전압 레벨로 디스차아지되어도, 제1 비트라인(BL0)과 제2 버츄얼 그라운드 라인(VG1)은 접속되어 있지 않으므로, 제1 비트라인(BL0)은 프리차아지 전압(VCC) 레벨을 유지한다. 그러므로, 제1 비트라인(BL0)에는 '하이레벨' 데이터가 실리고, 이 '하이레벨' 데이터는 제1 전송 게이트(TG1)를 통하여 출력 데이터(DO)로서 독출된다. 출력 데이터(DO)는 데이터 출력 회로(도 2의 28)를 통하여 ROM 장치의 외부로 출력된다.However, the memory cell formed between the selected second word line WL1, the first bit line BL0, and the second virtual ground line VG1 is a blank BK. Accordingly, even when the second virtual ground line VG1 is selected and discharged to the virtual ground voltage level, the first bit line BL0 and the second virtual ground line VG1 are not connected to each other. BL0) maintains the precharge voltage VCC level. Therefore, 'high level' data is loaded on the first bit line BL0, and the 'high level' data is read as the output data DO through the first transfer gate TG1. The output data DO is output to the outside of the ROM device through the data output circuit (28 in FIG. 2).
다음으로, 워드라인 선택 회로(도 2의 22)에 의하여 제2 워드라인(WL1)이, 비트라인 선택부(245)에 의하여 제2 비트라인(BL1)이, 그리고, 버츄얼 그라운드 라인 선택부(250)에 의하여 제2 버츄얼 그라운드 라인(VG1)이 선택된다고 가정한다. 그러면, 선택된 제2 워드라인(WL1), 제2 비트라인(BL1), 제2 버츄얼 그라운드 라인 (VG1)사이에 형성된 메모리셀은 셀 트랜지스터(CT)이다. 따라서, 제2 버츄얼 그라운드 라인(VG1)이 선택되어 버츄얼 그라운드 전압 레벨로 디스차아지되면, 셀 트랜지스터(CT)를 통하여 제2 버츄얼 그라운드 라인(VG1)에 접속되어 있는 제2 비트라인(BL1)도 디스차아지된다. 그러므로, 제2 비트라인(BL1)에는 '로우레벨' 데이터가 실리고, 이 '로우레벨' 데이터가 제2 전송 게이트(TG2)를 통하여 출력 데이터(DO)로서 독출된다. 출력 데이터(DO)는 데이터 출력 회로(도 2의 28)를 통하여 ROM 장치의 외부로 출력된다.Next, the second word line WL1 is formed by the word line selection circuit (22 in FIG. 2), the second bit line BL1 is formed by the bit
상기와 같은 독출 동작시, 프리차아지 동작의 중단을 위해, 프리차아지 신호(PREC)가 '하이레벨'로 천이된다. 그리고, 독출 동작이 일어나는 메모리 블록(200)에 해당되는 선택 신호(SEL0)가 '하이레벨'로 된다. 따라서, '하이레벨'인 선택 신호(SEL0)를 입력받는 프리차아지 회로(260)에 의한 프리차아지만 중단되고, 나머지 프리차아지 회로(도 2의 261~26k)에 의한 프리차아지 동작은 중단되지 않는다. 이와 같이 메모리 블록의 독출 동작 여부에 따라 프리차아지를 메모리 블 록별로 선택적으로 제어함으로써, 프리차아지의 동작 중단 및 동작 재개에 따른 프리차아지 회로에서의 전력 손실을 줄일 수 있다. 특히, 본 발명의 ROM 장치에서는, 칼럼(비트라인 및 버츄얼 그라운드 라인)의 수가 증가되더라도, 동시에 독출되는 데이터의 비트수(m)가 증가되지 않으면, 프리차아지 회로에 의한 전력 소모의 증가는 미미하다.In the read operation as described above, the precharge signal PREC is shifted to the 'high level' to stop the precharge operation. In addition, the selection signal SEL0 corresponding to the
전술한 본 발명의 효과는 후술되는 비교예를 통해서 더욱 명백해진다.
The effects of the present invention described above will become more apparent through the comparative examples described below.
비교예Comparative example
도 4는 도 3에 도시된 실시예에 대비되는 비교예를 설명하기 위한 도면으로서, 프리차아지가 선택적으로 제어되지 않는 ROM 장치를 나타내는 회로도이다.FIG. 4 is a diagram for explaining a comparative example compared to the embodiment shown in FIG. 3, and is a circuit diagram illustrating a ROM device in which precharge is not selectively controlled.
비교예에 따른 ROM 장치도 본 발명의 ROM 장치와 마찬가지로, 다수의 메모리 블록을 포함하는 메모리셀 어레이, 메모리셀 블록마다 구비되는 프리차아지 회로, 비트라인 선택 회로, 워드라인 선택회로 및 데이터 출력 회로를 구비한다. 도 4에서는 도 3에서처럼, 하나의 메모리 블록(300), 프리차아지 회로(360), 비트라인 선택 회로(345, 350) 및 디스차아지부(370)가 도시된다. The ROM device according to the comparative example also has a memory cell array including a plurality of memory blocks, a precharge circuit provided for each memory cell block, a bit line selection circuit, a word line selection circuit, and a data output circuit like the ROM device of the present invention. It is provided. In FIG. 4, as shown in FIG. 3, one
도 4에 도시된 메모리 블록(300), 비트라인 선택회로(345, 350) 및 디스차아지부(270)는 도 3에 도시된 메모리 블록(200), 비트라인 선택 회로(245, 250) 및 디스차아지부(270)와 그 구성 및 기능이 동일하므로, 여기서 상세한 설명은 생략한다.The
도 4에 도시된 프리차아지 회로(360)는 두 개의 인버터들(INV1, INV2) 및 제1 내지 제5 프리차아지 트랜지스터들(PM0~PM4)로 구성된다. 제1 내지 제5 프리차아지 트랜지스터들(PM0~PM4)은 도 3에 도시된 제1 내지 제5 프리차아지 트랜지스터들(PM0~PM4)과 동일하므로, 여기서 상세한 설명은 생략한다. The
프리차아지 회로(360)는 프리차아지 신호(PREC)에 응답하여, 비트라인들(BL0, BL1) 및 버츄얼 그라운드 라인들(VG0,VG1,VG2)을 전원 전압(VCC) 레벨로 프리차아지시킨다. 그런데, 비교예에 따른 프리차아지 회로(360)는 본 발명의 프리차아지 회로(260)와 달리 프리차아지 신호(PREC)에만 응답하므로, 메모리 블록별로 선택적으로 제어될 수 없다.The
따라서, 어느 하나의 메모리 블록에서 독출 동작이 일어나면, 모든 프리차아지 동작이 중단되고, 독출 동작 종료 후에 다시 모든 프리차아지 동작이 재개된다. 그러므로, 프리차아지 회로(360)에 포함되는 인버터들(INV1, INV2)에서의 반전이 자주 요구된다. 프리차아지 회로(360)에 포함되는 인버터들(INV1, INV2)은 프리차아지 회로(360)에 접속되어 있는 모든 비트라인들(BL0, BL1) 및 버츄얼 그라운드 라인들(VG0,VG1,VG2)을 전원 전압(VCC) 레벨로 구동시켜야 하므로, 비교적 큰 사이즈의 인버터들이다. 따라서, 인버터들(INV1,INV2)의 반전 동작시 많은 전류가 소모된다. 이러한 프리차아지 동작의 전환이 모든 프리차아지 회로에서 이루어지므로, 프리차아지 회로에서의 전력 소모가 많아진다. 더구나, 비교예의 ROM 장치에서 칼럼(비트라인들 및 버츄얼 그라운드 라인)의 수가 증가할수록 프리차아지 회로에서의 전력 소모도 비례적으로 증가된다.Therefore, when a read operation occurs in any one memory block, all precharge operations are stopped, and all precharge operations are resumed again after the read operation is terminated. Therefore, inversion at the inverters INV1 and INV2 included in the
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
본 발명의 선택적인 프리차아지 방법 및 이를 이용하는 ROM 장치에 의하면, 각 프리차아지 회로가 선택적으로 제어됨으로써, 프리차아지 회로에서의 전력 소모가 줄어든다. 따라서, 궁극적으로 ROM 장치의 전체적인 전력 소모가 감소되는 효과가 있다.According to the optional precharge method of the present invention and the ROM device using the same, each precharge circuit is selectively controlled, so that power consumption in the precharge circuit is reduced. Thus, ultimately, the overall power consumption of the ROM device is reduced.
Claims (7)
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