感測放大器及包括其的半導(dǎo)體器件的制作方法
【專利摘要】一種感測放大器，包括：均衡單元，被配置以響應(yīng)于位線均衡信號而將位線對預(yù)充電到位線預(yù)充電電壓的電平；以及放大單元，被配置以感測位線對的電壓并放大，在激活操作期間供應(yīng)地電壓給鎖存部的下拉節(jié)點，以及當預(yù)充電信號被使能時供應(yīng)比地電壓低的第一電壓給鎖存部的下拉節(jié)點以預(yù)定時間。
【專利說明】感測放大器及包括其的半導(dǎo)體器件
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2015年4月20日向韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的申請?zhí)枮?0-2015-0055447的韓國專利申請的優(yōu)先權(quán)，其全部公開內(nèi)容通過引用整體合并于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]各種實施例總體而言涉及一種感測放大器及包括該感測放大器的半導(dǎo)體器件，更具體地，涉及一種用于保證感測放大器的操作裕度的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0004]最近在電子系統(tǒng)中的發(fā)展正引起高度集成高速半導(dǎo)體存儲器方面的進步。為了增加半導(dǎo)體存儲器件的操作速度，已經(jīng)開發(fā)了同步存儲器件。該同步存儲器件是具有與系統(tǒng)時鐘同步的接口的器件。
[0005]單數(shù)據(jù)速率(在下文中稱作“SDR”)同步存儲器件通常指在其中每個時鐘循環(huán)僅傳送一個字的數(shù)據(jù)的同步存儲器件。例如，在SDR同步存儲器件中，數(shù)據(jù)的輸入和輸出同步于時鐘信號的上升沿。
[0006]下一代同步存儲器件是雙數(shù)據(jù)速率(在下文中稱作“DDR”)同步存儲器件。DDR同步存儲器件通常指每個時鐘循環(huán)讀取或?qū)懭雰蓚€字的數(shù)據(jù)的同步存儲器件。DDR同步存儲器件的接口技術(shù)可以通過同時在時鐘信號的上升沿和下降沿讀取和寫入數(shù)據(jù)來實現(xiàn)。
[0007]這允許在不必改變時鐘信號的頻率的情況下將帶寬加倍。
[0008]在各種半導(dǎo)體存儲器件之中，動態(tài)隨機存取存儲器(在下文中稱作“DRAM”)是代表性的易失性存儲器。DRAM的存儲單元可以包括單元晶體管和單元電容器。
[0009]單元晶體管允許存儲控制器來控制對單元電容器(儲存與數(shù)據(jù)相對應(yīng)的電荷)的訪問。也即，根據(jù)在單元電容器中儲存的電荷量，感測放大器可以感測電荷量以確定在單元電容器中儲存的電荷代表邏輯高電平和邏輯低電平中的哪一個。在半導(dǎo)體存儲器件中如果字線被使能，則在位線和取反位線之間出現(xiàn)電荷共享，然后感測放大器操作。
[0010]圖1圖示了:在電荷共享操作開始之后單元中儲存的邏輯低數(shù)據(jù)由下拉控制信號驅(qū)動。當字線WL被使能時，感測放大器通過位線對BL和BLB來感測單元的邏輯低數(shù)據(jù)。圖2圖示了:在電荷共享操作開始之后單元中儲存的邏輯高數(shù)據(jù)由上拉控制信號驅(qū)動。當字線WL被使能時，感測放大器通過位線對BL和BLB來感測單元的邏輯高數(shù)據(jù)。
[0011]然而，在高度集成的DRAM中的持續(xù)的進步正導(dǎo)致單元面積的減小，這可引起單元電容器的電容的降低。結(jié)果，如圖1和圖2中所示出的，感測裕度Delta V可能降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]各種實施例針對控制感測放大器的驅(qū)動電壓以及保證操作裕度。
[0013]在一個實施例中，感測放大器可以包括:均衡單元，被配置以對應(yīng)于位線均衡信號而將位線對預(yù)充電到位線預(yù)充電電壓的電平；以及放大單元，被配置以感測位線對的電壓并放大，在激活操作中供應(yīng)地電壓給下拉節(jié)點，以及當預(yù)充電信號被使能時供應(yīng)預(yù)定時間的比地電壓低的第一電壓給下拉節(jié)點。
[0014]在一個實施例中，半導(dǎo)體器件可以包括:感測放大器，被配置以對應(yīng)于位線均衡信號而將位線對預(yù)充電到位線預(yù)充電電壓的電平，以及對應(yīng)于施加到上拉電源線和下拉電源線的驅(qū)動電壓而感測位線對的數(shù)據(jù)并放大；以及感測放大器控制電路，被配置以當預(yù)充電信號被使能時，對應(yīng)于上拉驅(qū)動信號而供應(yīng)內(nèi)核電壓給上拉電源線，以及對應(yīng)于下拉驅(qū)動信號而供應(yīng)預(yù)定時間的比地電壓低的負電壓給下拉電源線。
[0015]根據(jù)實施例，由于保證感測放大器的操作裕度是可能的，故可以增加半導(dǎo)體器件的制造良率以及降低芯片尺寸。
【附圖說明】
[0016]圖1和圖2是用來解釋已知感測放大器的感測操作的示圖。
[0017]圖3是圖示根據(jù)一個實施例的存儲單元和感測放大器的例子的配置圖。
[0018]圖4是圖示用于驅(qū)動圖3中示出的感測放大器的驅(qū)動信號控制電路的例子的詳細配置圖。
[0019]圖5是用來解釋圖3中示出的感測放大器的操作的時序圖。
[0020]圖6是圖示根據(jù)另一個實施例的半導(dǎo)體器件的例子的配置圖。
[0021]圖7是用來解釋圖6中示出的感測放大器的操作的時序圖。
【具體實施方式】
[0022]在下文中，將在下面參照附圖而通過實施例的各種例子來描述感測放大器及包括該感測放大器的半導(dǎo)體器件。
[0023]對應(yīng)于電壓電平而將根據(jù)一個實施例的半導(dǎo)體器件中儲存的數(shù)據(jù)識別為高電平(H)或低電平(L)，而表示為“I”或“O”。根據(jù)電壓電平和電流幅值而不同地識別數(shù)據(jù)值。在二進制數(shù)據(jù)的情況下，將高電平限定為高電壓，而將低電平限定為比高電平低的電壓。
[0024]圖3是圖示根據(jù)一個實施例的存儲單元100和感測放大器200的例子的配置圖。
[0025]存儲單元100可以在其中儲存電荷，如果存儲單元100在儲存電荷，則存儲單元100將電荷提供給耦接到存儲單元100的位線BL。包括NMOS晶體管NI和電容器Cl的存儲單元100可以耦接到字線WL，通過該字線可以選擇存儲單元100。NMOS晶體管NI耦接在位線BL和電容器Cl之間，且具有耦接到字線WL的柵極端子。耦接在NMOS晶體管NI和單元極板電壓VCP施加到的端子之間的電容器Cl可以儲存數(shù)據(jù)。
[0026]當字線WL被使能時，存儲單元100儲存從位線對BL和BLB施加的數(shù)據(jù)以及通過位線對BL和BLB而將儲存的數(shù)據(jù)輸出給感測放大器200。
[0027]單位單元(例如存儲單元100)包括開關(guān)元件(例如NI)和電容器(例如Cl)。耦接在位線BL和電容器之間的開關(guān)元件可以響應(yīng)于施加到字線WL的信號(例如邏輯高信號)而導(dǎo)通。耦接在單元極板電壓的端子和開關(guān)元件之間的電容器可以儲存數(shù)據(jù)。
[0028]感測放大器200可以包括均衡單元210、放大單元220和列選擇單元230。
[0029]均衡單元210響應(yīng)于位線均衡信號BLEQ而將位線對BL和BLB預(yù)充電到位線預(yù)充電電壓VBLP的電平。位線預(yù)充電電壓VBLP可以是對應(yīng)于(VC0RE/2)-Vminus的電壓。也即，位線預(yù)充電電壓VBLP可以是比內(nèi)核電壓VCORE的一半低負電壓Vminus的電壓。
[0030]均衡單元210可以包括多個NMOS晶體管N2到N4。多個NMOS晶體管N2到N4的柵極端子共同耦接到位線均衡信號BLEQ施加到的端子。NMOS晶體管N2和N3分別耦接在位線預(yù)充電電壓VBLP施加到的端子與位線對BL和BLB之間。NMOS晶體管N4的源/漏極端子分別耦接到位線對BL和BLB。
[0031]放大單元220可以包括上拉部221、鎖存部222以及下拉部223和224，并可以將經(jīng)由位線對BL和BLB而傳送的電壓信號放大。
[0032]上拉部221可以響應(yīng)于驅(qū)動信號SWB而供應(yīng)內(nèi)核電壓VCORE給鎖存部222。上拉部221可以包括PMOS晶體管Pl。PMOS晶體管Pl可以耦接在鎖存部222與通過其傳送內(nèi)核電壓VCORE的端子之間，且可以通過其柵極端子而被施加驅(qū)動信號SWB。
[0033]鎖存部222將經(jīng)由位線對BL和BLB而傳送的數(shù)據(jù)放大。鎖存部222可以包括形成鎖存結(jié)構(gòu)的PMOS晶體管P2和P3以及NMOS晶體管N5和N6。PMOS晶體管P2和NMOS晶體管N5的柵極端子共同耦接到取反位線BLB。PMOS晶體管P3和NMOS晶體管N6的柵極端子共同耦接到位線BL。
[0034]下拉部223由驅(qū)動信號SWl控制，而將鎖存部222的電壓電平下拉到地電壓VSS的電平。下拉部223可以包括耦接在鎖存部222的下拉節(jié)點與通過其施加地電壓VSS的端子之間的NMOS晶體管N7，且可以通過其柵極端子而被施加驅(qū)動信號SWl。如果在放大單元220操作的時間驅(qū)動信號SWl被使能，則下拉部223導(dǎo)通，而供應(yīng)地電壓VSS給鎖存部222。
[0035]下拉部224由驅(qū)動信號SW2控制，而將鎖存部222的電壓電平下拉到負電壓Vminus的電平。在一個實施例中，負電壓Vminus具有比地電壓VSS低的負的電壓電平。下拉部224可以包括耦接在鎖存部222與通過其施加負電壓Vminus的端子之間的NMOS晶體管NS，且可以通過其柵極端子而被施加驅(qū)動信號SW2。
[0036]當驅(qū)動信號SWl禁止而下拉部223關(guān)斷時，下拉部224導(dǎo)通而供應(yīng)負電壓Vminus給鎖存部222。換言之，為了額外保證位線感測放大器200的操作電壓，供應(yīng)負電壓Vminus給鎖存部222。
[0037]在其中供應(yīng)負電壓Vminus作為感測放大器200的驅(qū)動電壓的情況下，可能導(dǎo)突發(fā)電流損失。因此，在激活、寫入和讀取操作時段期間供應(yīng)地電壓VSS，而在位線對BL和BLB被均衡之前通過預(yù)充電命令而供應(yīng)負電壓Vminus。在從存儲單元100輸出的信號被放大并儲存在鎖存部222中之后，執(zhí)行用于位線對BL和BLB的均衡操作。
[0038]如果在禁止放大單元200的時間驅(qū)動信號SW2被禁止，則下拉部224關(guān)斷。
[0039]列選擇單元230響應(yīng)于列選擇信號YI而選擇性地控制位線對BL和BLB與輸入/輸出線對1和1B的電耦接。列選擇單元230可以包括耦接在位線對BL和BLB與輸入/輸出對1和1B之間的NMOS晶體管N9和N10，且可以通過其共用柵極端子而被施加列選擇信號YI。
[0040]圖4是圖示用于驅(qū)動在圖3中示出的感測放大器200的驅(qū)動信號控制電路的例子的詳細配置圖。
[0041]驅(qū)動信號控制電路可以包括字線驅(qū)動塊300、感測放大器驅(qū)動塊400和體控制塊500。感測放大器驅(qū)動塊400可以形成在中繼區(qū)(repeater reg1n)中。體控制塊500可以包括命令控制單元510、延遲單元520和530、驅(qū)動信號發(fā)生單元540、上拉控制單元550以及下拉控制單元560和570。
[0042]字線驅(qū)動塊300可以包括反相器IVl并將所得信號輸出到字線WL，所述反相器IVl驅(qū)動經(jīng)由主字線MffL而傳送的信號。雖然該實施例僅圖示了作為驅(qū)動塊而操作的一個反相器IV1，但需要注意的是，字線驅(qū)動塊300可以包括多個反相器。
[0043]感測放大器驅(qū)動塊400可以包括多個反相器IV2到IV5。反相器IV2驅(qū)動位線均衡信號BLEQB，并輸出位線均衡信號BLEQ給均衡單元210。反相器IV3驅(qū)動上拉驅(qū)動信號SAP，并輸出驅(qū)動信號SWB給上拉部221。反相器IV4驅(qū)動下拉驅(qū)動信號SANBl，并輸出驅(qū)動信號SWl給下拉部223。反相器IV5驅(qū)動下拉驅(qū)動信號SANB2，并輸出驅(qū)動信號SW2給下拉部 224。
[0044]雖然實施例僅圖示了作為驅(qū)動塊而操作的各個反相器IV2到IV5中的一個，但需要注意的是，感測放大器驅(qū)動塊400可以由多個反相器鏈實現(xiàn)。
[0045]命令控制單元510響應(yīng)于體控制信號BKACC而產(chǎn)生激活信號ACT和預(yù)充電信號PCG0體控制信號BKACC是體訪問信號，所述體訪問信號由外部激活命令使能而由外部預(yù)充電命令禁止。
[0046]延遲單元520將激活信號ACT延遲預(yù)定時間，并輸出激活延遲信號ACTDl給上拉控制單元550和下拉控制單元560。延遲單元530將預(yù)充電信號PCG延遲預(yù)定時間，并輸出預(yù)充電延遲信號PCGD2給驅(qū)動信號發(fā)生單元540、上拉控制單元550和下拉控制單元570。
[0047]驅(qū)動信號發(fā)生單元540響應(yīng)于激活信號ACT和預(yù)充電延遲信號PCGD2而產(chǎn)生經(jīng)由主字線MffL而傳送的信號以及位線均衡信號BLEQB。上拉控制單元550響應(yīng)于激活延遲信號ACTDl和預(yù)充電延遲信號PCGD2而輸出上拉驅(qū)動信號SAP。
[0048]下拉控制單元560響應(yīng)于激活延遲信號ACTDl和預(yù)充電信號PCG而將用于控制下拉操作的信號輸出給下拉控制單元570。下拉控制單元570響應(yīng)于預(yù)充電延遲信號PCGD2以及下拉控制單元560的輸出信號而產(chǎn)生用于控制下拉操作的下拉驅(qū)動信號SANBl和SANB2。
[0049]在一個實施例中，下拉控制單元560首先通過被輸入未通過延遲路徑的預(yù)充電信號PCG來控制驅(qū)動信號SWl和SW2。而且，在預(yù)充電信號PCG被使能且由延遲單元530延遲了延遲時間之后，驅(qū)動信號發(fā)生單元540和上拉控制單元550控制字線WL的信號、位線均衡信號BLEQ和驅(qū)動信號SWB。
[0050]圖5是用來解釋在圖3中示出的感測放大器200的操作過程的時序圖。
[0051]在激活信號ACT被使能到高電平的情況下，驅(qū)動信號發(fā)生單元540輸出具有高電平的位線均衡信號BLEQB以及將具有低電平的信號輸出給主字線MWL。
[0052]然后，從字線驅(qū)動塊300輸出的字線WL的信號轉(zhuǎn)變到高電平，而位線均衡信號BLEQ變成低電平。在單元100中儲存的電荷轉(zhuǎn)移到位線BL中，而均衡單元210變成關(guān)斷狀
??τ O
[0053]在延遲單元520的延遲時間之后，禁止驅(qū)動信號SWB而使能驅(qū)動信號SWl。延遲單元520具有直到感測放大器200的感測裕度電壓Delta V得到保證的延遲時間。
[0054]也即，在其中驅(qū)動信號SWB是高電平而驅(qū)動信號SWl和SW2是低電平的情況下，感測放大器200不操作。在其中感測放大器200處于預(yù)充電狀態(tài)的情況下，感測放大器200用位線預(yù)充電電壓VBLP將位線預(yù)充電。如果字線WL被使能，則由于施加到位線對BL和BLB的電壓之間的不同而位線對BL和BLB開始演變。
[0055]延遲單元520延遲激活信號ACT，并在延遲時間之后使能激活延遲信號ACTDl。上拉控制單元550響應(yīng)于激活延遲信號ACTDl而使能上拉驅(qū)動信號SAP。如果驅(qū)動信號SWB變成低電平，則上拉部221導(dǎo)通，而放大單元220操作。如果上拉部221導(dǎo)通，則供應(yīng)內(nèi)核電壓VCORE給鎖存部222。
[0056]如果激活延遲信號ACTDl被使能，則下拉驅(qū)動信號SANBl被下拉控制單元560和570的操作首先使能到低電平。同樣，通過感測放大器驅(qū)動塊400而驅(qū)動信號SWl轉(zhuǎn)變到高電平。
[0057]在其中驅(qū)動信號SWl是高電平的情況下，下拉部223導(dǎo)通，而供應(yīng)地電壓VSS給鎖存部222。換言之，在其中驅(qū)動信號SWl是高電平的時段期間地電壓VSS作為下拉電壓而被供應(yīng)給鎖存部222。
[0058]從下拉驅(qū)動信號SANBl被使能到低電平開始經(jīng)過預(yù)定延遲時間之后下拉控制單元570將下拉驅(qū)動信號SANB2使能到低電平。在其中驅(qū)動信號SWl是高電平的時段期間驅(qū)動信號SW2保持低電平。
[0059]其后，如果體控制信號BKACC被禁止而預(yù)充電信號PCG被使能，則下拉控制單元560和570將下拉驅(qū)動信號SANBl禁止到高電平。然后，驅(qū)動信號SWl由感測放大器驅(qū)動塊400禁止到低電平。當下拉部223關(guān)斷時，不再供應(yīng)地電壓VSS給鎖存部222。
[0060]如果預(yù)充電信號PCG被使能到高電平，則下拉控制單元560和570使得下拉驅(qū)動信號SANB2轉(zhuǎn)變到低電平。然后，驅(qū)動信號SW2通過感測放大器驅(qū)動塊400而轉(zhuǎn)變到高電平。
[0061]當在其中驅(qū)動信號SW2是高電平的時段期間下拉部224導(dǎo)通時，供應(yīng)負電壓Vminus給鎖存部222。在一個實施例中，在從預(yù)充電信號PCG的使能時間開始的特定時段期間，感測放大器200的感測裕度Delta V可以增大，由此可能保證感測放大器200的感測裕度 Delta V0
[0062]在從預(yù)充電信號PCG被使能到高電平開始到位線均衡信號BLEQ被使能到高電平之前的時段(例如，時段Tl)期間，下拉部224供應(yīng)負電壓Vminus給鎖存部222。在其期間驅(qū)動信號SW2被使能而下拉部224供應(yīng)負電壓Vminus的時間可以設(shè)定為延遲單元530的延遲時間。
[0063]如果激活信號ACT轉(zhuǎn)變到低電平，則驅(qū)動信號發(fā)生單元540將具有高電平的信號輸出給主字線MWL。然后，字線驅(qū)動塊300使得從字線WL輸出的信號轉(zhuǎn)變到低電平。當單元100的N MOS晶體管NI關(guān)斷時，單元100的電荷不再轉(zhuǎn)移到位線BL。
[0064]在預(yù)充電信號PCG被使能到高電平之后，如果已經(jīng)經(jīng)過延遲單元530的延遲時間，則預(yù)充電延遲信號PCGD2被使能。然后，驅(qū)動信號發(fā)生單元540使得位線均衡信號BLEQB轉(zhuǎn)變到低電平。
[0065]通過感測放大器驅(qū)動塊400而位線均衡信號BLEQ轉(zhuǎn)變到高電平。當均衡單元210導(dǎo)通時，位線對BL和BLB被均衡到位線預(yù)充電電壓VBLP的電平。
[0066]如果預(yù)充電延遲信號PCGD2被使能，則上拉控制單元550使上拉驅(qū)動信號SAP轉(zhuǎn)變到低電平。感測放大器驅(qū)動塊400使驅(qū)動信號SWB轉(zhuǎn)變和輸出為高電平。然后，上拉部221關(guān)斷，而感測放大器200不操作。
[0067]如果預(yù)充電延遲信號PCGD2被使能，則下拉控制單元570使下拉驅(qū)動信號SANB2轉(zhuǎn)變到高電平。感測放大器驅(qū)動塊400使驅(qū)動信號SW2轉(zhuǎn)變到低電平。然后，由于下拉部224關(guān)斷，故不再供應(yīng)負電壓Vminus給鎖存部222。
[0068]在一個實施例中，在驅(qū)動信號SW2的使能時段(例如，時段Tl)期間，供應(yīng)負電壓Vminus給感測放大器200，從而放大的電壓信號可以儲存在存儲單元中。結(jié)果，與已知的不使用負的電壓的感測放大器相比，用于下一個激活操作的感測裕度可以增大。
[0069]圖6是圖示根據(jù)一個實施例的感測放大器600和感測放大器控制電路的例子的配置圖。感測放大器控制電路可以包括感測放大器驅(qū)動塊700和驅(qū)動信號發(fā)生單元800。
[0070]根據(jù)一個實施例的感測放大器600可以包括均衡單元610、放大單元620、下拉單元630和列選擇單元640。
[0071]均衡單元610響應(yīng)于位線均衡信號BLEQ而將位線對BL和BLB預(yù)充電到位線預(yù)充電電壓VBLP的電平。
[0072]均衡單元610可以包括多個NMOS晶體管Nll到N13。多個NMOS晶體管Nll到N13的柵極端子共同耦接到位線均衡信號BLEQ施加到的端子。NMOS晶體管Nll和N12分別耦接在位線預(yù)充電電壓VBLP施加到的端子與位線對BL和BLB之間。NMOS晶體管N13的源/漏極端子分別耦接到位線對BL和BLB。
[0073]放大單元620響應(yīng)于從上拉電源線RTO和下拉電源線SB施加的電壓而將經(jīng)由位線對BL和BLB傳送的數(shù)據(jù)放大。放大單元620可以包括形成鎖存結(jié)構(gòu)的PMOS晶體管P4和P5以及NMOS晶體管N14和N15。PMOS晶體管P4和NMOS晶體管N14的柵極端子共同耦接到取反位線BLB。PMOS晶體管P5和NMOS晶體管N15的柵極端子共同耦接到位線BL。
[0074]下拉單元630由驅(qū)動信號SANl控制，而將放大單元620的電壓電平下拉到地電壓VSS的電平。下拉單元630可以包括耦接在放大單元620與地電壓VSS的施加端子之間的NMOS晶體管N16，且可以通過其柵極端子而被施加驅(qū)動信號SAN1。如果在放大單元620操作的時間使能驅(qū)動信號SAN1，則下拉單元630導(dǎo)通，而供應(yīng)地電壓VSS給放大單元620。
[0075]列選擇單元640響應(yīng)于列選擇信號YI而選擇性地控制位線對BL和BLB與輸入/輸出線對1和1B的電耦接。列選擇單元640可以包括耦接在位線對BL和BLB與輸入/輸出線對1和1B之間的NMOS晶體管N17和N18，且可以通過其共用柵極端子而被施加列選擇信號YI。
[0076]感測放大器驅(qū)動塊700可以包括上拉驅(qū)動單元710、預(yù)充電單元720和下拉驅(qū)動單元 730。
[0077]上拉驅(qū)動單元710響應(yīng)于上拉驅(qū)動信號SAP而供應(yīng)內(nèi)核電壓VCORE給上拉電源線RTO0上拉驅(qū)動單元710可以包括耦接在上拉電源線RTO和內(nèi)核電壓VCORE施加到的端子之間的PMOS晶體管P6，且可以通過其柵極端子而被施加上拉驅(qū)動信號SAP。
[0078]預(yù)充電單元720響應(yīng)于位線均衡信號BLEQ而將上拉電源線RTO和下拉電源線SB預(yù)充電到位線預(yù)充電電壓VBLP的電平。
[0079]預(yù)充電單元720可以包括多個NMOS晶體管N19到N21。多個NMOS晶體管N19至IjN21的柵極端子可以共同耦接到位線均衡信號BLEQ施加到的端子。NMOS晶體管N19和N20分別耦接在位線預(yù)充電電壓VBLP施加到的端子與上拉電源線RTO和下拉電源線SB之間。NMOS晶體管N21的源/漏極端子分別耦接到上拉電源線RTO和下拉電源線SB。
[0080]下拉驅(qū)動單元730由驅(qū)動信號SAN2控制，而供應(yīng)負電壓Vminus給下拉電源線SB。下拉驅(qū)動單元730可以包括親接在預(yù)充電單元720與負電壓Vminus施加到的端子之間的NMOS晶體管N22，并可以通過其柵極端子而被施加下拉驅(qū)動信號SAN2。
[0081 ] 在下拉驅(qū)動信號SAN2被使能的時間下拉驅(qū)動單元730導(dǎo)通，而供應(yīng)負電壓Vminus給下拉電源線SB。在下拉驅(qū)動信號SAN2被禁止的時間下拉驅(qū)動單元730關(guān)斷。
[0082]在一個實施例中，可以設(shè)計用于下拉單元630和下拉驅(qū)動單元730的布局以使他們之間不形成直接的電流路徑。例如，通過驅(qū)動信號SANl而供應(yīng)地電壓VSS給下拉電源線SB的下拉單元630置于位線感測放大器600的區(qū)域中，而供應(yīng)負電壓Vminus給下拉電源線SB的下拉驅(qū)動單元730位于感測放大器驅(qū)動塊700的區(qū)域中。由于在下拉單元630和感測放大器驅(qū)動塊700之間未形成直接的電流路徑，故根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的感測放大器可以降低噪聲。
[0083]驅(qū)動信號發(fā)生單元800響應(yīng)于激活信號ACT和預(yù)充電信號PCG而產(chǎn)生上拉驅(qū)動信號SAP和下拉驅(qū)動信號SAN2，并將上拉驅(qū)動信號SAP和下拉驅(qū)動信號SAN2輸出給感測放大器驅(qū)動塊700。
[0084]圖7是用于解釋在圖6中示出的感測放大器600和感測放大器驅(qū)動塊700的操作過程的時序圖。
[0085]在其中激活信號ACT被使能到高電平的情況下，字線WL的信號轉(zhuǎn)變到高電平，而位線均衡信號BLEQ變成低電平。結(jié)果，單元100與位線BL之間出現(xiàn)電荷共享，而均衡單元610變成關(guān)斷狀態(tài)。
[0086]在其中驅(qū)動信號SANl是低電平的情況下，感測放大器600不操作。在其中感測放大器600處于預(yù)充電狀態(tài)的情況下，感測放大器600用位線預(yù)充電電壓VBLP將位線預(yù)充電。如果字線WL被使能，則由于施加到位線對BL和BLB的電壓之間的不同而位線對BL和BLB開始演變。
[0087]在從激活信號ACT被使能開始延遲預(yù)定時間之后，驅(qū)動信號發(fā)生單元800將上拉驅(qū)動信號SAP使能到低電平而將下拉驅(qū)動信號SANl使能到高電平。
[0088]如果上拉驅(qū)動信號SAP被使能到低電平，則上拉驅(qū)動單元710導(dǎo)通，而供應(yīng)內(nèi)核電壓VCORE給上拉電源線RT0。如果驅(qū)動信號SANl被使能到高電平，則下拉單元630導(dǎo)通，而供應(yīng)地電壓VSS給下拉電源線SB，而放大單元620操作。換言之，在其中驅(qū)動信號SANl是高電平的時段期間地電壓VSS被作為下拉電壓而供應(yīng)給放大單元620。
[0089]其后，如果預(yù)充電信號PCG被使能到高電平，則驅(qū)動信號發(fā)生單元800將驅(qū)動信號SANl禁止到低電平而將下拉驅(qū)動信號SAN2使能到高電平。
[0090]當下拉單元630關(guān)斷時，不再供應(yīng)地電壓VSS給下拉電源線SB。在其中下拉驅(qū)動信號SAN2具有高電平的時段(例如，時段T2)期間，下拉驅(qū)動單元730導(dǎo)通，而供應(yīng)負電壓Vminus給下拉電源線SB。
[0091]在一個實施例中，在從預(yù)充電信號PCG的使能時間開始的特定時段期間，感測放大器600的感測裕度Delta V可能增大。
[0092]在從預(yù)充電信號PCG被使能到高電平開始到位線均衡信號BLEQ被使能到高電平之前的特定時段(例如，時段T2)期間，下拉驅(qū)動單元730供應(yīng)負電壓Vminus給下拉電源線SB。在其期間下拉驅(qū)動信號SAN2被使能而下拉驅(qū)動單元730供應(yīng)負電壓Vminus的時間可以設(shè)定為在驅(qū)動信號發(fā)生單元800中的延遲時間。
[0093]如果激活信號ACT轉(zhuǎn)變到低電平，則字線WL的信號轉(zhuǎn)變到低電平。當單元100的NMOS晶體管NI關(guān)斷時，單元100的電荷不再轉(zhuǎn)移到位線BL。
[0094]如果在預(yù)充電信號PCG被使能到高電平之后已經(jīng)經(jīng)過預(yù)定延遲時間(例如，時段T2)，則位線均衡信號BLEQ轉(zhuǎn)變到高電平。當均衡單元610導(dǎo)通時，位線對BL和BLB被均衡到位線預(yù)充電電壓VBLP的電平。
[0095]在其中位線均衡信號BLEQ是高電平的情況下，預(yù)充電單元720導(dǎo)通，而將上拉電源線RTO和下拉電源線SB預(yù)充電到位線預(yù)充電電壓VBLP的電平。
[0096]如果上拉驅(qū)動信號SAP轉(zhuǎn)變到高電平，則上拉驅(qū)動單元710關(guān)斷，而放大單元620不操作。如果下拉驅(qū)動信號SAN2轉(zhuǎn)變到低電平，則下拉驅(qū)動單元730關(guān)斷，而不再供應(yīng)負電壓Vminus給下拉電源線SB。
[0097]在激活操作模式中，供應(yīng)內(nèi)核電壓VCORE給上拉電源線RTO而供應(yīng)地電壓VSS給下拉電源線SB。在預(yù)充電操作模式中，在預(yù)定時段(例如，時段T2)期間供應(yīng)內(nèi)核電壓VCORE給上拉電源線RTO而將比地電壓VSS低的負電壓Vminus供應(yīng)給下拉電源線SB。
[0098]到目前為止，已經(jīng)詳細地描述了各種實施例。作為參考，可以例示包括額外的不與本發(fā)明的技術(shù)主旨直接關(guān)聯(lián)的構(gòu)成元件的實施例以更詳細地描述本發(fā)明的構(gòu)思。再者，用于指示信號的激活狀態(tài)的高態(tài)有效配置或低態(tài)有效配置以及電路可以隨著實施例變化。
[0099]此外，可以根據(jù)場合的需求而改變晶體管的配置以實現(xiàn)相同的功能。也即，PMOS晶體管和NMOS晶體管的配置可以相互取代，而隨著場合需求可以使用各種晶體管。由于這些電路的變化具有大量數(shù)目的情況且本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易地推斷出，故在本文中將省略對其的列舉。
[0100]雖然上面已經(jīng)描述了各種實施例，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，所描述的實施例僅作為例子。相應(yīng)地，本文中描述的感測放大器及包括該感測放大器的半導(dǎo)體器件不應(yīng)局限于所描述的實施例。
[0101]通過以上實施例可以看出，本申請?zhí)峁┝艘韵碌募夹g(shù)方案。
[0102]技術(shù)方案1.一種感測放大器，包括:
[0103]均衡單元，被配置以響應(yīng)于位線均衡信號而將位線對預(yù)充電到位線預(yù)充電電壓的電平；以及
[0104]放大單元，被配置以感測和放大所述位線對的電壓，在激活操作期間供應(yīng)地電壓給鎖存部的下拉節(jié)點，以及當預(yù)充電信號被使能時持續(xù)預(yù)定時間供應(yīng)比所述地電壓低的第一電壓給所述鎖存部的下拉節(jié)點。
[0105]技術(shù)方案2.根據(jù)技術(shù)方案I所述的感測放大器，其中，所述第一電壓是負電壓。
[0106]技術(shù)方案3.根據(jù)技術(shù)方案I所述的感測放大器，其中，所述放大單元包括:
[0107]鎖存部，被配置以感測和放大所述位線對的電壓；
[0108]第一下拉部，被配置以響應(yīng)于第一驅(qū)動信號而供應(yīng)所述地電壓給所述鎖存部；
[0109]第二下拉部，被配置以響應(yīng)于第二驅(qū)動信號而供應(yīng)所述第一電壓給所述鎖存部；以及
[0110]上拉部，被配置以響應(yīng)于第三驅(qū)動信號而選擇性地供應(yīng)內(nèi)核電壓給所述鎖存部。
[0111]技術(shù)方案4.根據(jù)技術(shù)方案3所述的感測放大器，其中，所述第一下拉部包括耦接在所述鎖存部的下拉節(jié)點與所述地電壓施加到的端子之間的第一 NMOS晶體管，而其中所述NMOS晶體管由所述第一驅(qū)動信號驅(qū)動。
[0112]技術(shù)方案5.根據(jù)技術(shù)方案3所述的感測放大器，其中，所述第二下拉部包括耦接在所述鎖存部的下拉節(jié)點與所述第一電壓施加到的端子之間的第二 NMOS晶體管，而其中所述第二 NMOS晶體管由所述第二驅(qū)動信號驅(qū)動。
[0113]技術(shù)方案6.根據(jù)技術(shù)方案3所述的感測放大器，其中，所述上拉部包括耦接在所述鎖存部與所述內(nèi)核電壓施加到的端子之間的PMOS晶體管，而其中所述PMOS晶體管由所述第三驅(qū)動信號驅(qū)動。
[0114]技術(shù)方案7.根據(jù)技術(shù)方案3所述的感測放大器，其中，當在所述激活操作中激活信號被使能時，在已經(jīng)經(jīng)過預(yù)定延遲時間之后使能所述上拉部。
[0115]技術(shù)方案8.根據(jù)技術(shù)方案3所述的感測放大器，其中，當在所述激活操作中激活信號被使能時，在已經(jīng)經(jīng)過預(yù)定延遲時間之后使能所述第一下拉部。
[0116]技術(shù)方案9.根據(jù)技術(shù)方案3所述的感測放大器，其中，當所述預(yù)充電信號被使能時，禁止所述第一下拉部而使能所述第二下拉部。
[0117]技術(shù)方案10.根據(jù)技術(shù)方案3所述的感測放大器，其中，在從所述預(yù)充電信號被使能的時間點開始到所述位線均衡信號被使能之前的時段期間所述第二下拉部保持使能狀
??τ O
[0118]技術(shù)方案11.根據(jù)技術(shù)方案3所述的感測放大器，其中，在其中所述第一下拉部和所述第二下拉部操作的時段期間，所述上拉部保持使能狀態(tài)。
[0119]技術(shù)方案12.根據(jù)技術(shù)方案I所述的感測放大器，還包括:
[0120]驅(qū)動信號控制電路，被配置以:當激活信號被使能時禁止所述位線均衡信號以及使能字線，在所述激活信號被使能時預(yù)定延遲時間之后使能第一驅(qū)動信號，以及當所述預(yù)充電信號被使能時禁止所述第一驅(qū)動信號并使能第二驅(qū)動信號。
[0121]技術(shù)方案13.根據(jù)技術(shù)方案12所述的感測放大器，其中，所述驅(qū)動信號控制電路包括:
[0122]體控制塊，被配置以響應(yīng)于所述激活信號和所述預(yù)充電信號以產(chǎn)生所述位線均衡信號的反相信號、上拉驅(qū)動信號、第一下拉驅(qū)動信號和第二下拉驅(qū)動信號；以及
[0123]感測放大器驅(qū)動塊，被配置以驅(qū)動所述位線均衡信號的反相信號、所述上拉驅(qū)動信號、所述第一下拉驅(qū)動信號和所述第二下拉驅(qū)動信號，并輸出所述位線預(yù)充電信號、所述第一驅(qū)動信號和所述第二驅(qū)動信號。
[0124]技術(shù)方案14.根據(jù)技術(shù)方案13所述的感測放大器，其中，所述感測放大器驅(qū)動塊形成在中繼區(qū)中。
[0125]技術(shù)方案15.根據(jù)技術(shù)方案13所述的感測放大器，其中，所述體控制塊包括:
[0126]命令控制單元，被配置以響應(yīng)于體控制信號而輸出所述激活信號和所述預(yù)充電信號;
[0127]第一延遲單元，被配置以延遲所述激活信號；
[0128]第二延遲單元，被配置以延遲所述預(yù)充電信號；
[0129]驅(qū)動信號發(fā)生單元，被配置以響應(yīng)于所述激活信號以及所述第二延遲單元的輸出而產(chǎn)生所述位線均衡信號的反相信號；
[0130]上拉控制單元，被配置以響應(yīng)于所述第二延遲單元的輸出以及所述第一延遲單元的輸出而產(chǎn)生所述上拉驅(qū)動信號；
[0131]第一下拉控制單元，被配置以驅(qū)動所述第一延遲單元的輸出以及所述預(yù)充電信號；以及
[0132]第二下拉控制單元，被配置以響應(yīng)于所述第二延遲單元的輸出以及所述第一下拉控制單元的輸出而控制所述第一下拉驅(qū)動信號和所述第二下拉驅(qū)動信號。
[0133]技術(shù)方案16.—種半導(dǎo)體器件，包括:
[0134]感測放大器，被配置以響應(yīng)于位線均衡信號而將位線對預(yù)充電到位線預(yù)充電電壓的電平，以及響應(yīng)于施加到上拉電源線和下拉電源線的驅(qū)動電壓而感測和放大所述位線對的數(shù)據(jù)；以及
[0135]感測放大器控制電路，被配置以:當預(yù)充電信號被使能時，響應(yīng)于上拉驅(qū)動信號而供應(yīng)內(nèi)核電壓給所述上拉電源線，以及響應(yīng)于下拉驅(qū)動信號而持續(xù)預(yù)定時間供應(yīng)比地電壓低的負電壓給所述下拉電源線。
[0136]技術(shù)方案17.根據(jù)技術(shù)方案16所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述感測放大器包括:
[0137]均衡單元，被配置以響應(yīng)于所述位線均衡信號而將所述位線對預(yù)充電到所述位線預(yù)充電電壓的電平；
[0138]放大單元，被配置以響應(yīng)于施加到所述上拉電源線和所述下拉電源線的所述驅(qū)動電壓而感測和放大所述位線對的電壓；以及
[0139]下拉單元，被配置以在激活操作中響應(yīng)于驅(qū)動信號而供應(yīng)所述地電壓給所述下拉電源線。
[0140]技術(shù)方案18.根據(jù)技術(shù)方案16所述的半導(dǎo)體器件，
[0141]其中，在從激活信號被使能開始預(yù)定延遲時間之后，使能所述上拉驅(qū)動信號和所述驅(qū)動信號，以及持續(xù)預(yù)定時間供應(yīng)所述地電壓給所述下拉電源線，以及
[0142]其中，當所述預(yù)充電信號被使能時，禁止所述驅(qū)動信號而使能所述下拉驅(qū)動信號，以及供應(yīng)所述負電壓給所述下拉電源線直到所述位線均衡信號被使能。
[0143]技術(shù)方案19.根據(jù)技術(shù)方案16所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述感測放大器控制電路包括:
[0144]驅(qū)動信號發(fā)生單元，被配置以響應(yīng)于所述激活信號和所述預(yù)充電信號而產(chǎn)生所述上拉驅(qū)動信號和所述下拉驅(qū)動信號；以及
[0145]感測放大器驅(qū)動塊，被配置以響應(yīng)于所述上拉驅(qū)動信號而供應(yīng)所述內(nèi)核電壓給所述上拉電源線，以及響應(yīng)于所述下拉驅(qū)動信號而供應(yīng)所述負電壓給所述下拉電源線。
[0146]技術(shù)方案20.根據(jù)技術(shù)方案19所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述感測放大器驅(qū)動塊包括:
[0147]上拉驅(qū)動單元，被配置以響應(yīng)于所述上拉驅(qū)動信號而供應(yīng)所述內(nèi)核電壓給所述上拉電源線；
[0148]預(yù)充電單元，被配置以響應(yīng)于所述位線均衡信號而預(yù)充電所述上拉電源線和所述下拉電源線；以及
[0149]下拉驅(qū)動單元，被配置以響應(yīng)于所述下拉驅(qū)動信號而供應(yīng)所述負電壓給所述下拉電源線。
【主權(quán)項】
1.一種感測放大器，包括: 均衡單元，被配置以響應(yīng)于位線均衡信號而將位線對預(yù)充電到位線預(yù)充電電壓的電平；以及 放大單元，被配置以感測和放大所述位線對的電壓，在激活操作期間供應(yīng)地電壓給鎖存部的下拉節(jié)點，以及當預(yù)充電信號被使能時持續(xù)預(yù)定時間供應(yīng)比所述地電壓低的第一電壓給所述鎖存部的下拉節(jié)點。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感測放大器，其中，所述第一電壓是負電壓。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感測放大器，其中，所述放大單元包括: 鎖存部，被配置以感測和放大所述位線對的電壓； 第一下拉部，被配置以響應(yīng)于第一驅(qū)動信號而供應(yīng)所述地電壓給所述鎖存部； 第二下拉部，被配置以響應(yīng)于第二驅(qū)動信號而供應(yīng)所述第一電壓給所述鎖存部；以及 上拉部，被配置以響應(yīng)于第三驅(qū)動信號而選擇性地供應(yīng)內(nèi)核電壓給所述鎖存部。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的感測放大器，其中，所述第一下拉部包括耦接在所述鎖存部的下拉節(jié)點與所述地電壓施加到的端子之間的第一 NMOS晶體管，而其中所述NMOS晶體管由所述第一驅(qū)動信號驅(qū)動。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的感測放大器，其中，所述第二下拉部包括耦接在所述鎖存部的下拉節(jié)點與所述第一電壓施加到的端子之間的第二 NMOS晶體管，而其中所述第二 NMOS晶體管由所述第二驅(qū)動信號驅(qū)動。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的感測放大器，其中，所述上拉部包括耦接在所述鎖存部與所述內(nèi)核電壓施加到的端子之間的PMOS晶體管，而其中所述PMOS晶體管由所述第三驅(qū)動信號驅(qū)動。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的感測放大器，其中，當在所述激活操作中激活信號被使能時，在已經(jīng)經(jīng)過預(yù)定延遲時間之后使能所述上拉部。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的感測放大器，其中，當在所述激活操作中激活信號被使能時，在已經(jīng)經(jīng)過預(yù)定延遲時間之后使能所述第一下拉部。9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的感測放大器，其中，當所述預(yù)充電信號被使能時，禁止所述第一下拉部而使能所述第二下拉部。10.一種半導(dǎo)體器件，包括: 感測放大器，被配置以響應(yīng)于位線均衡信號而將位線對預(yù)充電到位線預(yù)充電電壓的電平，以及響應(yīng)于施加到上拉電源線和下拉電源線的驅(qū)動電壓而感測和放大所述位線對的數(shù)據(jù)；以及 感測放大器控制電路，被配置以:當預(yù)充電信號被使能時，響應(yīng)于上拉驅(qū)動信號而供應(yīng)內(nèi)核電壓給所述上拉電源線，以及響應(yīng)于下拉驅(qū)動信號而持續(xù)預(yù)定時間供應(yīng)比地電壓低的負電壓給所述下拉電源線。
【文檔編號】G11C11/4063GK106067315SQ201510446044
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2015年7月27日 公開號201510446044.1, CN 106067315 A, CN 106067315A, CN 201510446044, CN-A-106067315, CN106067315 A, CN106067315A, CN201510446044, CN201510446044.1
【發(fā)明人】金東槿
【申請人】愛思開海力士有限公司