KR100834933B1 - A method and apparatus for cancellation of offsets in comparators - Google Patents
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Abstract
Description
도1은 비교기 회로를 도시한 것이다. 1 illustrates a comparator circuit.
도2는 이상적인 비교기의 경우 출력 전압을 도시한 것이다. Figure 2 shows the output voltage for an ideal comparator.
도3a는 음의 옵셋을 가지는 비교기의 출력 형태를, 도3b는 양의 옵셋을 가지는 비교기의 출력 형태를 각각 도시한 것이다. 3A shows the output form of the comparator with a negative offset, and FIG. 3B shows the output form of the comparator with a positive offset.
도4는 래치형 비교기의 회로도이다. 4 is a circuit diagram of a latch type comparator.
도5는 본 발명에 따른 방법의 위 3단계를 반복 수행함으로써 각기 다른 옵셋을 가지는 3개의 비교기의 옵셋 전압이 반복 수행됨에 따라서, 3개의 비교기의 옵셋 전압이 각각 점차 0으로 수렴하는 것을 보여주는 도면이다. 5 is a diagram showing that the offset voltages of the three comparators gradually converge to zero as the offset voltages of three comparators having different offsets are repeatedly performed by repeatedly performing the above three steps of the method according to the present invention. .
도6는 본 발명의 의한 비교기의 옵셋을 줄이는 장치의 일실시예를 도시한 것으로서, 래치형 비교기를 예를 들어서 도시한 것이다. Figure 6 shows an embodiment of the apparatus for reducing the offset of the comparator according to the present invention, showing a latch type comparator by way of example.
도7은, 본 발명의 셋째 단계(S3)에서 방식 iii), 즉 PMOS(35)의 게이트 전압을 낮추어서 PMOS(35)의 전류를 증대시켜서 핫 캐리어의 발생을 증대시키는 것을 구현한 다른 형태의 회로 구성도이다. Fig. 7 shows another type of circuit embodying the scheme iii) in the third step S3 of the present invention, i.e., lowering the gate voltage of the
도8은 도6를 개선한 장치로서, 도6에서 스트레스를 인가하는 트랜지스터(35)에 대응되는 트랜지스터(36)에 전류가 과다하게 소모되는 단점을 보완하기 위한 회 로도이다. FIG. 8 is an improved circuit of FIG. 6 and is a circuit diagram to compensate for the drawback of excessive current consumption in the
도9는 본 발명이 적용되는 비교기의 다른 예로서, 입력 수신기 등에 흔히 사용되는 클럭에 의하여 제어되는 비교기 회로이다. 9 is a comparator circuit controlled by a clock commonly used in an input receiver or the like as another example of a comparator to which the present invention is applied.
도10 및 도11은, 도9에 도시된 비교기에 본 발명을 적용한 회로 구성도의 일예들이다.10 and 11 are examples of circuit diagrams in which the present invention is applied to the comparator shown in FIG.
본 발명은 비교기에서 옵셋을 줄이기 위한 방법 및 그 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a method and apparatus for reducing offset in a comparator.
비교기는 DRAM 등과 같은 메모리 소자 내의 감지 증폭기에 사용되는 것이다. 비교기는 두 입력 전압을 비교하여 두 입력 전압의 차이에 따른 디지털 레벨의 출력 전압을 출력한다. Comparators are used for sense amplifiers in memory devices such as DRAMs. The comparator compares the two input voltages and outputs a digital level output voltage according to the difference between the two input voltages.
도1은 비교기 회로를 도시한 것이다, 도2는 이상적인 비교기의 경우 출력 전압을 도시한 것이다. Figure 1 shows the comparator circuit, and Figure 2 shows the output voltage for an ideal comparator.
도2에서 보이는 바와 같이, 이상적인 비교기는, 두 입력 전압인 VIN+와 VIN-의 값을 비교하여 VIN+이 VIN-보다 작으면 VOUT+ - VOUT- 값을 음의 디지털 레벨을 출력하고, 반대로 VIN+이 VIN-보다 크면 VOUT+ - VOUT- 값을 양의 디지털 레벨을 출력한다. 이상적인 비교기는 도2에서 보이는 바와 같이 VIN+이 VIN-와 같아지는 순간, 즉 VIN+ - VIN-이 0이 되는 순간, VOUT+ - VOUT- 값 역시 동시에 음의 디지털 레벨 출력값에서 양의 디지털 레벨 출력값으로 바뀌게 된다. As shown in Figure 2, an ideal comparator, comparing the two input voltage values of V IN + and V IN- V IN + V-is smaller than IN- V OUT + - V OUT- value and outputs the digital level of the negative On the contrary, if V IN + is greater than V IN- , the V OUT + -V OUT- value outputs a positive digital level. An ideal comparator, as shown in Figure 2, the moment V IN + becomes equal to V IN- , that is, when V IN + -V IN- becomes zero, the V OUT + -V OUT- values are also positive at the same time at the negative digital level output. The digital level output value changes.
그러나 실제의 비교기는 옵셋이라는 것이 존재하게 된다. 이는 주로, 재료 상의 문제, 패턴 크기, 도핑 농도의 불균일성 등 공정상의 여러 요인에 의한 것으로 알려져 있고, 비교기의 옵셋을 제거하는 것은 실질적으로 불가능한 것으로 알려져 있다. However, there is a real comparator called an offset. This is mainly due to various factors in the process such as material problems, pattern size, non-uniformity of doping concentration, and it is known that it is practically impossible to eliminate the offset of the comparator.
비교기의 옵셋의 부호는 음의 옵셋과 양의 옵셋이 있다. 도3a는 음의 옵셋을 가지는 비교기의 출력 형태를, 도3b는 양의 옵셋을 가지는 비교기의 출력 형태를 각각 도시한 것이다. The sign of the offset of the comparator has a negative offset and a positive offset. 3A shows the output form of the comparator with a negative offset, and FIG. 3B shows the output form of the comparator with a positive offset.
도3a에서 보이는 바와 같이 음의 옵셋을 가지는 비교기에서는, VIN+ - VIN-이 0이 되는 순간에도 VOUT+ - VOUT- 값이 여전히 음의 디지털 레벨 출력값을 가지고, VIN+ - VIN-이 VOS가 되어야만 비로소, VOUT+ - VOUT- 값이 여전히 음의 디지털 레벨 출력값에서 양의 디지털 레벨 출력값으로 변환된다. In the comparator with a negative offset, as shown in Fig. 3A, the value of V OUT + -V OUT- still has a negative digital level output even when V IN + -V IN- is zero, and V IN + -V IN- is Only by V OS will the V OUT + -V OUT- values still be converted from the negative digital level output to the positive digital level output.
이와는 반대로, 도3b에서 보이는 바와 같이 양의 옵셋을 가지는 비교기에서는, VIN+ - VIN-이 0이 되기도 전에 VOUT+ - VOUT- 값이 이미 양의 디지털 레벨 출력값을 가지게 되고, VIN+ 가 VIN-보다 VOS만큼 작은 상황에서, 즉, VIN+ - VIN-이 -VOS인 경우 이미 VOUT+ - VOUT- 값이 음의 디지털 레벨 출력값에서 양의 디지털 레벨 출력값으로 변환된 상황이다. 따라서, VIN+ - VIN-이 0이 경우 VOUT+ - VOUT- 값이 양의 디지털 레벨 출력값을 가진다. In contrast, in a comparator with a positive offset, as shown in Figure 3b, the V OUT + -V OUT- value already has a positive digital level output before V IN + -V IN- becomes zero, and V IN + is V. In situations where V OS is smaller than IN- , ie, V IN + -V IN- is -V OS , V OUT + -V OUT- has already been converted from a negative digital level output to a positive digital level output. Therefore, if V IN + -V IN- is zero, the value of V OUT + -V OUT- has a positive digital level output value.
도3a 및 도3b에서 비교기가 두 입력 전압의 차이를 잘못 판단하게 하는 정도를 나타내는 값인 VOS를 옵셋 전압이라고 한다. Figures 3a and V OS value indicating the degree that the comparator is erroneously determine the difference between the two input voltages in Figure 3b is referred to as an offset voltage.
비교기의 옵셋 전압은 비교기가 사용되는 감지 증폭기에 영향을 미치게 된다. 감지 증폭기는 DRAM 등 메모리 소자에서, 미세한 전기적 신호를 디지털 레벨로 출력하는 역할을 하는 중요한 구성요소이다. 비교기의 옵셋 전압은 감지 증폭기 및 감지 증폭기를 포함하는 DRAM 등 메모리 소자의 성능에 중요한 영향을 미친다. The offset voltage of the comparator will affect the sense amplifier in which the comparator is used. Sense amplifiers are important components in memory devices such as DRAMs that output minute electrical signals to the digital level. The offset voltage of the comparator has a significant impact on the performance of memory devices such as sense amplifiers and DRAMs containing sense amplifiers.
본 발명은 비교기의 옵셋 전압을 줄이기 위한 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다. The present invention provides a method and apparatus for reducing the offset voltage of a comparator.
이하에서 도면을 참조하면서 본 발명에 의한 비교기의 옵셋을 줄이는 방법 및 그 장치를 상세하게 설명한다. Hereinafter, a method and apparatus for reducing an offset of a comparator according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
먼저, 래치형 비교기를 대상으로 본 발명은 설명하기로 한다. 본 발명의 기술적 사상은 다른 형태의 비교기에도 동일하게 적용됨은 물론이다. 여기서는 설명을 편의를 위하여 래치형 비교기를 예를 들어서 설명하는 것이다. First, the present invention will be described with reference to a latch type comparator. Of course, the technical idea of the present invention is equally applicable to other types of comparators. Here, the description will be made by taking a latch type comparator as an example for convenience.
도4는 래치형 비교기의 회로도이다. 래치형 비교기는 도4에 도시된 바와 같이 두 CMOS 인버터들을 구비하되, 제1인버터의 출력 단자를 제2인버터의 입력 단자에 연결하고, 제2인버터의 출력 단자를 제1인버터의 입력 단자에 연결하는 구조를 가진다. 따라서, 도4에서 31 노드 및 32 노드는 비교기의 입력 단자이기도 하면서 동시에 출력 단자가 된다. 이러한 구조를 크로스-커플 인버터(cross-coupled inverter) 구조라고 한다. 도4에 도시된 래치형 비교기는 작은 입력의 차이를 포지티브 피드백을 통하여 증폭하여 출력하게 된다. 4 is a circuit diagram of a latch type comparator. The latch type comparator includes two CMOS inverters as shown in FIG. 4, wherein the output terminal of the first inverter is connected to the input terminal of the second inverter, and the output terminal of the second inverter is connected to the input terminal of the first inverter. It has a structure Thus, in Fig. 4, the 31 and 32 nodes are both input terminals of the comparator and at the same time output terminals. This structure is called a cross-coupled inverter structure. The latch type comparator shown in FIG. 4 amplifies and outputs a small input difference through positive feedback.
본 발명을 설명하기에 앞서, 도4에 도시된 래치형 비교기의 작동 방법을 설명하고자 한다. 특히 도4와 같은 래치형 비교기가 DRAM에 사용되는 경우를 예를 들어서 설명한다. Prior to describing the present invention, a method of operating the latch type comparator shown in FIG. 4 will be described. In particular, the case where the latch type comparator as shown in FIG.
도4의 37 노드 및 38 노드의 전압이 high-Z 상태로 있거나 또는 중간 전압에 있게 되어 도4의 비교기는 디스에이블되어 있는 상태이다. 이 상태에서 비교 대상인 두 입력 전압(VIN+, VIN-)이 31 노드 및 32 노드에 각각 연결되므로 31 노드 및 32 노드는 비교 대상인 두 입력 전압(VIN+, VIN-)의 값을 각각 가지게 된다. 도4의 37 노드와 38 노드의 전압이 각각 Vdd와 Vss가 되면 도4의 비교기가 인에이블된다. 도4이 비교기가 인에이블되면 31 노드 및 32 노드 중 조금이라도 높은 전압을 가지는 노드의 전압은 Vdd로 상승하게 되고, 31 노드 및 32 노드 중 조금이라도 낮은 전압을 가지는 노드의 전압은 Vss로 하강하게 되어 31 노드의 전압과 32 노드의 전압이 바로 비교기의 출력 전압(VOUT+, VOUT-)가 된다. The comparator of FIG. 4 is disabled because the voltages of the 37 and 38 nodes of FIG. 4 are in a high-Z state or at an intermediate voltage. In this state, the two input voltages (V IN + and V IN- ) to be compared are connected to the 31 and 32 nodes, respectively, so that the 31 and 32 nodes have the values of the two input voltages (V IN + and V IN- ) to be compared, respectively. do. When the voltages of the 37 and 38 nodes of FIG. 4 become V dd and V ss , the comparator of FIG. 4 is enabled. 4, when the comparator is enabled, the voltage of a node having any voltage higher than 31 and 32 nodes is increased to V dd , and the voltage of a node having any voltage lower than 31 and 32 nodes is V ss . The voltage at
즉, 도4의 비교기가 디스에이블 상태에서 31 노드 및 32 노드는 입력 전압 값을 받는 입력 단자들이지만, 도4의 비교기가 인에이블되면 31 노드 및 32 노드는 출력 전압값을 가지는 출력 단자들이 되는 것이다. That is, while the comparator of FIG. 4 is disabled, 31 nodes and 32 nodes are input terminals that receive an input voltage value. However, when the comparator of FIG. 4 is enabled, the 31 and 32 nodes become output terminals having an output voltage value. will be.
옵셋 전압이 존재하지 않는 이상적인 비교기라면, 디스에이블 상태에서 31 노드와 32 노드의 전압 차이가 0인 경우를 기준으로 양 또는 음의 디지털 레벨의 출력 전압 값을 가지지만, 옵셋 전압이 존재하는 실제의 비교기에서는 그러하지 아니하다. An ideal comparator with no offset voltage would have an output voltage value of positive or negative digital level based on the case where the voltage difference between 31 and 32 nodes in the disabled state is zero, but the actual voltage with the offset voltage is present. This is not the case with comparators.
예컨대, 도4의 비교기에서 음의 옵셋 전압(VOS)이 존재하는 경우, 도4의 비교기에서 31 노드의 입력 전압이 32 노드의 입력 전압보다 큰 경우에도 그 차이가 옵셋 전압(VOS)보다 작으면, 31 노드의 입력 전압이 32 노드의 입력 전압보다 큰 상황임에도 불구하고, 31 노드의 출력 값은 음의 디지털 레벨의 출력 전압 값을 가지고, 32 노드의 출력 값은 양의 디지털 레벨의 출력 전압 값을 가지는 오류가 발생하게 된다. For example, if there is a negative offset voltage (V OS ) in the comparator of FIG. 4, the difference is greater than the offset voltage (V OS ) even when an input voltage of 31 nodes is greater than an input voltage of 32 nodes in the comparator of FIG. 4. If it is small, the output value of the 31 node has the output voltage value of the negative digital level, and the output value of the 32 node has the output of the positive digital level, even though the input voltage of the 31 node is larger than the input voltage of the 32 node. An error with a voltage value will occur.
마찬가지로, 도4의 비교기에서 양의 옵셋 전압(VOS)이 존재하는 경우, 도4의 비교기에서 31 노드의 입력 전압이 32 노드의 입력 전압보다 작은 경우에도 그 차이가 옵셋 전압(VOS)보다 작으면, 31 노드의 입력 전압이 32 노드의 입력 전압보다 작은 상황임에도 불구하고, 31 노드의 출력 값은 양의 디지털 레벨의 출력 전압 값을 가지고, 32 노드의 출력 값은 음의 디지털 레벨의 출력 전압 값을 가지는 오류가 발생하게 된다. Similarly, if there is a positive offset voltage (V OS ) in the comparator of FIG. 4, the difference is greater than the offset voltage (V OS ) even when the input voltage of the 31 node is smaller than the input voltage of the 32 node in the comparator of FIG. 4. If it is small, the output value of the 31 node has the output voltage value of positive digital level, and the output value of the 32 node has the output value of negative digital level, even though the input voltage of the 31 node is smaller than the input voltage of the 32 node. An error with a voltage value will occur.
본 발명은 이를 해결하기 위하여 다음과 같은 방법을 제시한다. The present invention proposes the following method to solve this problem.
먼저, 비교기의 두 입력 단자들인 VIN+ 및 VIN-(도4의 경우 31 노드 및 32 노드)를 동일한 전압으로 프리챠아징한다(단계 S1). 그런 다음 비교기를 인에이블시켜서 비교기의 출력 전압을 측정한다(단계 S2). 두 입력 단자의 전압이 동일하므로 이때 측정되는 비교기의 출력 전압 값의 부호는 바로 비교기의 옵셋 전압의 부호가 된다. 도3a 및 도3b에서 보이는 바와 같이, 두 입력 단자의 전압이 동일할 때의 출력 값의 부호가 바로 옵셋 전압의 부호가 되는 것임을 알 수 있다. First, the two input terminals V IN + and V IN− (31 nodes and 32 nodes in FIG. 4) of the comparator are precharged to the same voltage (step S1). The comparator is then enabled to measure the output voltage of the comparator (step S2). Since the voltages of the two input terminals are the same, the sign of the output voltage value of the comparator measured at this time becomes the sign of the offset voltage of the comparator. As shown in Figs. 3A and 3B, it can be seen that the sign of the output value when the voltages of the two input terminals are the same is the sign of the offset voltage.
다음으로 비교기를 구성하는 트랜지스터 중 어느 하나에 스트레스를 발생시키는 바이어스를 가한다(단계 S3). 구체적으로 본 발명은 단계(S3)에서, 강한 드레인 전계 등에 의해서 이동 속도가 빠른 전자나 정공, 즉 핫 캐리어(hot carrier)를 발생시킨다. 핫 캐리어는 MOS 구조의 실리콘 채널 영역에서 게이트 산화막 영역 속으로 포획되어, MOS 트랜지스터의 문턱 전압을 변동시키게 된다. NMOS 트랜지스터의 경우, 핫 캐리어에 의하여 문턱 전압이 상승하게 되어 전류가 줄어들게 되고, PMOS 트랜지스터의 경우, 핫 캐리어에 의하여 문턱 전압의 절대치가 하강하게 되어 전류가 증가하는 특성을 보인다. Next, a bias for generating stress is applied to any one of the transistors constituting the comparator (step S3). Specifically, in the step S3, the electrons or holes having a fast moving speed are generated by a strong drain electric field, that is, a hot carrier. The hot carriers are trapped in the gate oxide region in the silicon channel region of the MOS structure, thereby varying the threshold voltage of the MOS transistor. In the case of the NMOS transistor, the threshold voltage is increased by the hot carriers, thereby reducing the current. In the case of the PMOS transistor, the absolute value of the threshold voltage is decreased by the hot carriers, thereby increasing the current.
핫 캐리어의 발생은 드레인 전계 크기와 밀접하게 연관되어 있으므로, 많은 양의 핫 캐리어를 발생시키고자 하는 경우에는 큰 드레인 전압을 걸어주면 된다. 핫 캐리어는 또한, 드레인 전류량과도 대체로 비례하는 관계가 있으므로 드레인 전류를 증가시켜서 핫 캐리어의 발생량을 증가시키게 된다. Since the generation of hot carriers is closely related to the size of the drain electric field, a large drain voltage may be applied to generate a large amount of hot carriers. Since hot carriers also have a substantially proportional relationship with the amount of drain current, the amount of hot carriers is increased by increasing the drain current.
한편, 스트레스에 의하여 핫 캐리어가 발생하는 경우, 트랜지스터의 특성이 제작 후 초기값에서 벗어나게 되므로 통상적으로는 집적 회로에서 바람직하지 않은 결과를 가져오는 것으로 인식되어 이를 디바이스의 열화(degradation) 현상 중 하나로 여겨지고 있다. 그러나, 본 발명에서는 비교기를 구성하는 트랜지스터들 중 어느 하나 또는 그 이상에 핫 캐리어를 발생시켜서 비교기의 옵셋을 상쇄시키고자 하는 본 발명의 목적을 달성하고자 한다. On the other hand, when hot carriers are generated due to stress, the characteristics of the transistors deviate from their initial values after fabrication. Therefore, they are generally considered to have undesirable effects in integrated circuits, which is considered to be one of device degradation. have. However, the present invention aims to achieve the object of the present invention to offset the offset of the comparator by generating hot carriers in any one or more of the transistors constituting the comparator.
예컨대, 도4와 같은 비교기에서, 옵셋 전압(VOS)이 음의 값이라고 가정하자. 옵셋 전압의 부호가 음의 값이므로, 단계(S2)에서 31 노드의 전압(즉, VOUT+)은 Vss가 되고, 32 노드의 전압(즉, VOUT -)은 Vdd가 된다. 이 상태에서 PMOS(35) 및 NMOS(34)에 Vdd- Vss에 해당되는 드레인 전압이 걸리게 된다. For example, in a comparator such as FIG. 4, assume that the offset voltage V OS is a negative value. Since the sign of the offset voltage is a negative value, in step S2, the voltage at 31 nodes (ie, V OUT + ) becomes V ss , and the voltage at 32 nodes (ie, V OUT − ) becomes V dd . In this state, the drain voltage corresponding to V dd -V ss is applied to the
본 발명에서는 강한 드레인 전압에 의하여 핫 캐리어를 발생시키기 위하여 비교기의 통상적인 구동 전압인 Vdd보다 큰 전압인 Vpp를 37 노드에 인가한다. 이 경우 PMOS(35) 및 NMOS(34)에 Vpp- Vss에 해당되는 더 강한 드레인 전압이 걸리게 된다. In the present invention, in order to generate hot carriers by the strong drain voltage, a voltage V pp that is greater than V dd which is a typical driving voltage of the comparator is applied to the 37 node. In this case, a stronger drain voltage corresponding to V pp -V ss is applied to the
이와 같이 PMOS(35) 및 NMOS(34)에 강한 드레인 전압이 걸리면 핫 캐리어가 발생하게 된다. PMOS(35)에 핫 캐리어가 발생하면 PMOS(35)의 문턱 전압의 절대치를 낮추게 되고 드레인 전류를 증가시키게 되는데, 이는 31 노드 전압(VOUT+)을 상승시켜서 옵셋 전압을 양의 방향으로 이동시키는 역할을 하여 결과적으로 음의 옵셋 전압을 상쇄시키게 된다. As such, when a strong drain voltage is applied to the
한편, NMOS(34)에 걸리는 강한 드레인 전압으로 인하여 NMOS(34)에 핫 캐리어가 발생하면 NMOS(34)의 문턱 전압이 상승하고, 이에 따라서 NMOS(34)의 전류 구동 능력이 줄어들어서 32 노드 전압(VOUT-)을 상승할 개연성이 있으므로 결과적으로 음의 옵셋 전압을 더 음의 방향으로 이동시키는 결과가 된다. On the other hand, when hot carriers are generated in the
본 발명에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여, PMOS(35)의 n-웰 전압(VNW)에 순방향 전압을 가하여 PMOS 트랜지스터의 순방향 바디 효과에 의하여 PMOS의 문턱 전압 절대치를 낮춰 PMOS(35)에 흐르는 전류를 NMOS(34)에 비해 선택적으로 증가시킨다. 이러한 경우 PMOS(35)의 전류가 증가하여 PMOS(35)가 NMOS(34)에 비하여 핫 캐리어 생성에 더 좋은 조건을 가지게 되어 더 많은 핫 캐리어를 생성하게 되어, 비교기 전체적으로 음의 옵셋 전압을 양의 방향으로 상쇄시키는 방향으로 작동하게 된다. 여기서, '순방향' 이라함은, 트랜지스터의 바디 단자와 소스 단자가 이루는 pn 접합에 순방향 바이어스가 걸리는 상태를 지칭한다. 즉, p형 반도체가 이루는 바디 혹은 소스 노드 전압이 n형 반도체가 이루는 소스 혹은 바디 전압보다 높은 바이어스 조건을 의미한다. In order to solve this problem, the present invention applies a forward voltage to the n-well voltage (V NW ) of the
PMOS(35)의 전류를 증가시키기 위한 또 다른 방법은 PMOS(35)이 게이트 전압을 낮추는 방법이 있다. PMOS(35)의 게이트 전압을 낮추면 PMOS(35)의 전류가 증가하여 위와 마찬가지로, PMOS(35)가 NMOS(34)에 비하여 핫 캐리어 생성에 더 좋은 조건을 가지게 되어 더 많은 핫 캐리어를 생성하게 되어, 비교기 전체적으로 음의 옵셋 전압을 양의 방향으로 상쇄시키는 방향으로 작동하게 된다. Another way to increase the current in the
도4와 같은 비교기에서, 옵셋 전압(VOS)가 양의 값인 경우, 옵셋 전압의 부호가 양의 값이므로, 단계(S2)에서 31 노드의 전압(즉, VOUT +)은 Vdd가 되고, 32 노드의 전압(즉, VOUT-)는 Vss가 된다. 이 상태에서는 PMOS(36) 및 NMOS(33)에 Vdd- Vss에 해당되는 드레인 전압이 걸리게 된다. In the comparator as shown in FIG. 4, when the offset voltage V OS is a positive value, since the sign of the offset voltage is a positive value, in step S2, the voltage at the 31 node (that is, V OUT + ) becomes V dd . , The voltage at 32 nodes (that is, V OUT- ) is V ss . In this state, the PMOS (36) and NMOS (33) V dd - will take the drain voltage corresponding to V ss.
본 발명에서 강한 드레인 전압에 의하여 핫 캐리어를 발생시키기 위하여 비교기의 통상적인 구동 전압인 Vdd보다 큰 전압인 Vpp를 37 노드에 인가하면, PMOS(36) 및 NMOS(33)에 Vpp- Vss에 해당되는 더 강한 드레인 전압이 걸리게 된다. For Applying a voltage of V pp than the V dd conventional drive voltage of the
PMOS(36)에 핫 캐리어가 발생하면 PMOS(36)의 문턱 전압의 절대치를 낮추게 되고 드레인 전류를 증가시키게 되는데, 이는 32 노드 전압(VOUT-)을 증가시켜서 옵셋 전압을 음의 방향으로 이동시키는 역할을 하여 결과적으로 양의 옵셋 전압을 상쇄시키게 된다. The occurrence of hot carriers in the
한편, NMOS(33)에 걸리는 강한 드레인 전압으로 인하여 NMOS(33)에 핫 캐리어가 발생하면 NMOS(33)의 문턱 전압이 상승하고, 이에 따라서 NMOS(33)의 전류 구동 능력이 줄어들어서 32 노드 전압(VOUT-)을 상승할 개연성이 있으므로 결과적으로 양의 옵셋 전압을 더 양의 방향으로 이동시키는 결과가 된다. On the other hand, when hot carriers are generated in the
본 발명에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여, PMOS(36)의 n-웰 전압(VNW)에 순방향 전압을 가하여 PMOS 트랜지스터의 순방향 바디 효과에 의하여 PMOS(36) 의 문턱전압 절대치를 낮춰 PMOS(36)에 흐르는 전류를 NMOS(33)에 비해 선택적으로 증가시킨다. 이러한 경우 PMOS(36)의 전류 가 증가하여 PMOS(36)가 NMOS(33)에 비하여 핫 캐리어 생성에 더 좋은 조건을 가지게 되어 더 많은 핫 캐리어를 생성하게 되어, 비교기 전체적으로 양의 옵셋 전압을 음의 방향으로 상쇄시키는 방향으로 작동하게 된다. In order to solve this problem, the present invention applies a forward voltage to the n-well voltage (V NW ) of the
PMOS(36)의 전류를 증가시키기 위한 또 다른 방법은 PMOS(36)의 게이트 전압을 낮추는 방법이 있다. PMOS(36)의 게이트 전압을 낮추면 PMOS(36)의 전류가 증가하여 위와 마찬가지로, PMOS(36)가 NMOS(33)에 비하여 핫 캐리어 생성에 더 좋은 조건을 가지게 되어 더 많은 핫 캐리어를 생성하게 되어, 비교기 전체적으로 양의 옵셋 전압을 음의 방향으로 상쇄시키는 방향으로 작동하게 된다. Another way to increase the current of
정리하면, 본 발명에 의한 방법에 따르면, 음의 옵셋 전압은 양의 방향으로 상쇄시키고, 양의 옵셋 전압은 음의 방향으로 상쇄시키게 된다.In summary, according to the method of the present invention, the negative offset voltage cancels in the positive direction, and the positive offset voltage cancels in the negative direction.
한편, 본 발명의 단계(S3)에서는 특히, 핫 캐리어를 발생시키는 스트레스 조건을 가하는 트랜지스터가 단일 게이트 구조이다. 이 점은 이중 게이트 또는 플로팅 게이트(floating gate)를 이용한 옵셋 제거와는 차별되는 점이라고 할 수 있다. 본 발명이 적용될 수 있는 DRAM에 이중 게이트 또는 플로팅 게이트가 적용되지 않으므로 본 발명에서 핫 캐리어를 발생시키는 스트레스 조건을 가하는 트랜지스터가 단일 게이트 구조인 점은 기술적으로도 의미가 있다. On the other hand, in step S3 of the present invention, in particular, the transistor applying a stress condition for generating hot carrier is a single gate structure. This is different from offset elimination using double gates or floating gates. Since a double gate or floating gate is not applied to a DRAM to which the present invention can be applied, it is technically significant that a transistor which applies a stress condition that generates a hot carrier in the present invention has a single gate structure.
본 발명에 의한 방법에서의 3가지 단계, 즉, 비교기의 두 입력 단자들(도4의 경우 31 노드 및 32 노드)의 입력 전압들(VIN+ 및 VIN-)을 동일한 전압으로 프리챠아징하는 단계(단계 S1), 그런 다음 비교기를 인에이블시켜서 비교기의 출력 전압을 측정하는 단계(단계 S2) 및 비교기를 구성하는 트랜지스터 중 어느 하나에 스트레스를 발생시키는 바이어스를 가하여 핫 캐리어(hot carrier)를 발생시켜서 옵셋 전압을 상쇄하는 단계(단계 S3)를 기본적인 구성요소로 하여, 이 3 단계를 반복 수행함으로서 옵셋 전압이 0에 수렴하도록 한다. Three steps in the method according to the invention, namely precharging the input voltages V IN + and V IN− of the two input terminals of the comparator (31 nodes and 32 nodes in FIG. 4) to the same voltage Step (step S1), then enable the comparator to measure the output voltage of the comparator (step S2) and apply a stress-inducing bias to any of the transistors constituting the comparator to generate a hot carrier By canceling the offset voltage (step S3) as a basic component, the step 3 is repeated so that the offset voltage converges to zero.
도5는 본 발명에 따른 방법의 위 3단계를 반복 수행함으로써 각기 다른 옵셋을 가지는 3개의 비교기의 옵셋 전압이 반복 수행됨에 따라서, 3개의 비교기의 옵셋 전압이 각각 점차 0으로 수렴하는 것을 보여주는 도면이다. 도5에서 가로축의 단위 구간은 본 발명에 의한 방법의 3단계를 하나의 패키지로 표시한 것이다. 5 is a diagram showing that the offset voltages of the three comparators gradually converge to zero as the offset voltages of three comparators having different offsets are repeatedly performed by repeatedly performing the above three steps of the method according to the present invention. . In FIG. 5, the unit section of the horizontal axis represents three steps of the method according to the present invention as one package.
도5를 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 방법은, 여러 개의 비교기를 구비하는 디바이스, 예컨대, DRAM의 비트 라인 감지 증폭기에 용이하게 적용될 수 있다는 것을 알 수 있다. 여러 개의 비교기에 동일하게 적용되는 스트레스 조건(예컨대, 스트레스 인가 시간)을 찾는 것을 용이한 일이 아니다. 그러나, 완화된 스트레스 조건으로 본 발명에 의한 방법을 여러 번 반복 수행함에 따라서, 여러 개의 비교기를 구비하는 디바이스 내의 모든 비교기들의 옵셋이 부궤환 동작으로 적응적으로 0으로 수렴하게 된다. As can be seen from FIG. 5, it can be seen that the method according to the present invention can be easily applied to a bit line sense amplifier of a device having several comparators, for example, a DRAM. Finding stress conditions that apply equally to multiple comparators (eg, stress application time) is not an easy task. However, as the method according to the invention is repeated several times with a relaxed stress condition, the offset of all comparators in the device with several comparators adaptively converges to zero with negative feedback operation.
위의 설명에서는 PMOS 트랜지스터의 전류를 증가시키기 위하여 PMOS의 바이어스를 주는 방법을 설명하였지만, 이에 대응되는 방법을 NMOS 트랜지스터에 적용할 수도 있다. 예컨대, 음의 옵셋 전압을 가지는 비교기에서 PMOS(35) 대신에 NMOS(33)에 핫 캐리어 스트레스를 가하는 것도 비교기의 옵셋을 상쇄하는 또 다른 방법이 되며, 이를 위하여 NMOS(33)에 강한 전압이 걸리도록 단계(S2)를 거친 후, 단계(S3) 실행 이전에 비교기의 두 출력 단자 전압들(VOUT+, VOUT-)을 서로 뒤바꾸는 것이 필요하다. In the above description, the method of biasing the PMOS to increase the current of the PMOS transistor has been described, but a corresponding method may be applied to the NMOS transistor. For example, applying a hot carrier stress to the
이하에서는, 본 발명에 의한 방법을 구현하기 위한 장치를 설명한다. In the following, an apparatus for implementing the method according to the present invention is described.
도6는 본 발명의 의한 비교기의 옵셋을 줄이는 장치의 일실시예를 도시한 것으로서, 래치형 비교기를 예를 들어서 도시한 것이다. Figure 6 shows an embodiment of the apparatus for reducing the offset of the comparator according to the present invention, showing a latch type comparator by way of example.
일반적인 래치형 비교기를 도시한 도4와 도6를 대비하여 보면, 두 입력 단자인 31 노드와 32 노드에 동일한 전압을 프리챠아지하기 위한 수단들(61, 62) 및 31 노드와 32 노드를 연결하는 스위치(60)가 구비되어 있는 것을 확인할 수 있다. In contrast to FIGS. 4 and 6, which show a general latch type comparator, means 61 and 62 for precharging the same voltage to two input terminals, 31 and 32 nodes, and 31 and 32 nodes are connected. It can be seen that the
본 발명의 첫번째 단계(S1)에서는 비교기의 두 입력 단자들(31 노드 및 32 노드)의 입력 전압들(VIN+ 및 VIN-)을 동일한 전압으로 프리챠아지하는 동작이 수행된 다. 두 입력 단자의 전압이 프리챠아지되고 동일하게 조정되는 것이 동시에 이루어지는 것이 바람직하지만, 경우에 따라서는 두 입력 단자의 전압을 동일하게 조정하는 과정만을 수행할 수도 있으며, 이처럼 두 입력 단자의 전압을 동일하게 조정하는 과정만을 수행하는 경우에는 두 입력 단자들인 31 노드와 32 노드를 연결하는 스위치(60)가 이를 수행한다. 또한, 비교기가 사용되는 상황에 따라서, 두 입력 단자들 중 어느 하나의 입력 단자에 고정된 전압이 입력되는 경우 해당 입력 단자의 전압을 프리챠이지하기 위한 수단을 필요하지 않게 된다. In the first step S1 of the present invention, an operation of precharging the input voltages V IN + and V IN− of the two
정리하면, 본 발명에 의한 장치에서, 첫번째 단계(S1)을 수행하기 위하여는 비교기의 두 입력 단자들의 입력 전압들을 동일하게 조정하는 최소한 하나의 스위치가 구비되어야 한다. In summary, in the apparatus according to the present invention, in order to perform the first step S1, at least one switch for equally adjusting the input voltages of the two input terminals of the comparator must be provided.
본 발명자는, 도6에 도시된 장치에서, 기존의 DRAM에서 비트 라인 센싱 등의 동작을 위하여 이미 구비되어 있는 트랜지스터들로 60, 61 및 62을 구성할 수 있음을 주목한다. 즉, 기존의 장치에 이미 구비되어 있는 트랜지스터를 이용하여 본 발명을 구현할 수 있는 큰 장점이 있다. The present inventors note that in the device shown in Fig. 6, the
본 발명의 둘째 단계(S2)는, 비교기의 두 입력 단자의 전압을 동일하게 조정한 상태에서, 비교기를 인에이블시켜서 비교기의 출력 전압을 측정하는 단계이므로 기존의 비교기 외에 별도의 장치가 추가로 필요하지 않다. In the second step (S2) of the present invention, the output voltage of the comparator is measured by enabling the comparator in the state where the voltages of the two input terminals of the comparator are equally adjusted, so a separate device is required in addition to the existing comparator. Not.
본 발명의 셋째 단계(S3)는, 비교기를 구성하는 트랜지스터 중 어느 하나에 스트레스를 발생시키는 바이어스를 가하여 핫 캐리어를 발생시키는 단계로서, 핫 캐리어를 효과적으로 발생시키기 위하여, i)비교기에 통상적인 구동 전압보다 큰 전압을 37 노드에 인가하고, ii)PMOS의 n-웰 전압에 순방향 전압을 가하거나 및/또는 iii)PMOS의 게이트 전압을 낮추는 과정을 수행한다. The third step (S3) of the present invention is to generate a hot carrier by applying a stress-biasing bias to any one of the transistors constituting the comparator, in order to generate the hot carrier effectively, i) a typical driving voltage to the comparator A larger voltage is applied to
방식 i)를 위하여 도6에 도시된 본 발명에 의한 장치에는 37 노드에 제어된 값을 가지는 전압을 인가하는 수단(미도시)이 구비된다. 이 수단에 의하여 37 노드에 입력된 전압은, 비교기가 디스에이블 상태로 있는 high-Z 상태이거나, 비교기의 통상적인 구동 전압인 Vdd이거나, PMOS(35)에 핫 캐리어를 발생시키기 위하여 인가되는 통상적인 구동 전압인 Vdd보다 큰 전압인 Vpp이다. The apparatus according to the invention shown in FIG. 6 for scheme i) is provided with means (not shown) for applying a voltage having a controlled value to 37 nodes. The voltage input to
방식 ii)를 위하여 도6에 도시된 본 발명에 의한 장치에는, PMOS(35, 36)의 바디 단자를 포함하는 n-웰의 전압(VNW)을 순방향으로 입력하고 제어하는 수단(미도시)이 구비된다. In the apparatus according to the invention shown in FIG. 6 for scheme ii), means for forwardly inputting and controlling the voltage V NW of the n-well comprising the body terminals of the
방식 iii)를 위한 수단, 즉 PMOS(35)의 게이트 전압을 낮추어서 PMOS(35)의 전류를 대폭 증가하여 핫 캐리어 생성을 증가시키기 위한 수단은 다양한 형태로 구현될 수 있다. Means for scheme iii), i.e., a means for lowering the gate voltage of
도6에 도시된 실시예에 따른 장치에서는, 본 발명의 셋째 단계(S3)에서 두 출력 단자인 31 노드 및 32 노드를 연결하는 스위치(60)를 이용하여 방식 iii)를 수행한다. 이 스위치(60)에 의하여 31 노드 및 32 노드 사이에 전류가 흐를 경우, 이는 32 노드의 전압을 하강시키는데, 32 노드는 PMOS(35)의 게이트 전압이므로, 결국 PMOS(35)의 게이트 전압을 하강시켜서 PMOS(35)의 전류를 증대시킨다. 본 발명의 단계(S3)에서 핫 캐리어 발생시킬 때에, 31 노드 및 32 노드를 연결하는 스위 치(60)는 비교기가 인에이블된 상태에서 켜진다. In the apparatus according to the embodiment shown in Fig. 6, in the third step S3 of the present invention, the method iii) is performed using a
다시 설명하건대, 도6에서, 기존의 DRAM에서 비트 라인 센싱 등의 동작을 위하여 이미 구비되어 있는 트랜지스터들로 60, 61 및 62을 구성할 수 있으므로, 본 발명을 도6과 같은 방식으로 구현한다면, 기존의 장치에 이미 구비되어 있는 트랜지스터를 이용하여 본 발명을 구현할 수 있는 큰 장점이 있다. Again, in FIG. 6, since the
도7은, 본 발명의 셋째 단계(S3)에서 방식 iii), 즉 PMOS(35)의 게이트 전압을 낮추어서 PMOS(35)의 전류를 증대시켜서 핫 캐리어의 발생을 증대시키는 것을 구현한 다른 형태의 회로 구성도이다. Fig. 7 shows another type of circuit embodying the scheme iii) in the third step S3 of the present invention, i.e., lowering the gate voltage of the
도7은 본 발명의 셋째 단계(S3)에서 두 출력 단자인 31 노드와 32 노드를 노드 88과 연결하는 스위치들(71, 72)를 구비한 것이다. 이 스위치들(71, 72) 역시 두 출력 단자인 31 노드와 32 노드의 전압을 낮추어서 PMOS(35)의 게이트 전압을 낮추어서 PMOS(35)의 전류를 증대시켜서 핫 캐리어의 발생을 증대시키게 된다. FIG. 7 includes
도8은 도6를 개선한 장치로서, 도6에서 스트레스를 인가하는 트랜지스터(35)에 대응되는 트랜지스터(36)에 전류가 과다하게 소모되는 단점을 보완하기 위한 회로도이다. FIG. 8 is an improved circuit of FIG. 6 and is a circuit diagram to compensate for the drawback of excessive current consumption in the
PMOS(35)에 핫 캐리어가 발생하는 상태에서 스위치(60)를 켜서 PMOS(35)의 게이트 전압을 낮추면서 도8에서 추가되 구비된 PMOS(81 및 82)의 게이트 전압을 어느 정도 상승시켜서 PMOS(81과 82)가 PMOS(35 및 36)의 소스 저항 역할을 하게 한다. 이러한 소스 저항은 핫 캐리어를 발생시키고자 하는 PMOS(35)의 전류는 크게 줄이지 않는 반면에, 핫 캐리어를 발생시키고자 하지 않는 대응되는 PMOS(36)의 전류는 대폭 줄여서 PMOS(36)에서 전류가 과다하게 소모되는 단점을 보완하게 된다. In the state where hot carriers are generated in the
이상에서의 본 발명에 관한 상세한 설명에서는 도4에 도시된 래치형 비교기를 대상으로 본 발명을 상세하게 설명하였다. 본 발명의 사상은 래치형 비교기에 한정되는 것이 아니라, 크로스-커플 트랜지스터(Cross-coupled transistor) 형태의 다른 비교기에도 적용된다. In the above detailed description of the present invention, the present invention has been described in detail with reference to the latch type comparator shown in FIG. The idea of the present invention is not limited to the latch type comparator, but also applies to other comparators in the form of cross-coupled transistors.
크로스-커플 트랜지스터 형태란, 두 개의 트랜지스터가 존재하되, 제1트랜지스터의 출력 노드가 제2트랜지스터의 입력노드로 연결되고, 제2트랜지스터의 출력노드가 또한 제1트랜지스터의 입력노드에 연결되는 구조를 지칭한다. In the form of a cross-coupled transistor, there are two transistors in which the output node of the first transistor is connected to the input node of the second transistor, and the output node of the second transistor is also connected to the input node of the first transistor. Refers to.
본 발명이 적용되는 비교기는 바람직하게는 적어도 하나의 크로스-커플 PMOS 트랜지스터 및 적어도 하나의 크로스-커플 NMOS 트랜지스터를 포함한다. ㅋThe comparator to which the present invention is applied preferably comprises at least one cross-coupled PMOS transistor and at least one cross-coupled NMOS transistor. Lol
도9는 본 발명이 적용되는 비교기의 다른 예로서, 입력 수신기 등에 흔히 사용되는 클럭에 의하여 제어되는 비교기 회로이다. 도4에 도시된 비교기와 대비하여 볼 때에, 도9에 도시된 비교기는 입력 단자(VIN+, VIN-)와 출력 단자(VOUT+, VOUT-)가 분리되어 있다. 또한, 클럭 신호(CLK)의 위상에 의하여 클럭 신호가 로우일 때 출력 단자가 프리챠아지되며, 클럭 신호에 의하여 비교기가 인에이블 또는 디스에이블 상태가 된다. 9 is a comparator circuit controlled by a clock commonly used in an input receiver or the like as another example of a comparator to which the present invention is applied. In comparison with the comparator shown in Fig. 4, the comparator shown in Fig. 9 is separated from the input terminals V IN + and V IN- and the output terminals V OUT + and V OUT- . In addition, the output terminal is precharged when the clock signal is low due to the phase of the clock signal CLK, and the comparator is enabled or disabled by the clock signal.
도10 및 도11은, 도9에 도시된 비교기에 본 발명을 적용한 회로 구성도의 일예들이다. 도10 및 도11은 각각 도4에 도시된 비교기에 본 발명을 적용한 회로 구성도인 도6 및 도7에 각각 대응되는 회로도이다. 10 and 11 are examples of circuit diagrams in which the present invention is applied to the comparator shown in FIG. 10 and 11 are circuit diagrams corresponding to FIGS. 6 and 7, respectively, which are circuit diagrams to which the present invention is applied to the comparator shown in FIG.
도10 및 도11을 참조하면서 본 발명을 설명한다. 본 발명의 첫째 단계(S1)은 비교기 입출력 프리챠아지 단계이다. 입력 단자 옆에 도시된 스위치들(도10: 223, 224, 도11: 243, 244)에 의하여 두 입력 전압(VIN+ 및 VIN-)를 기준 전압으로 프리챠아지되고 동일하게 조정한다. 또한, 비교기 작동을 위한 준비 단계로서 두 출력 전압(VOUT+, VOUT-)을 프라챠아지한다. 이 2가지 작동은 순서에 관계없이 순차적으로 또는 동시에 일어날 수 있다. 또한 이 2가지 작동은 클럭 신호가 로우 상태에서 수행되는 것이 타당하다. 10 and 11, the present invention will be described. The first step S1 of the present invention is a comparator input and output precharge step. The two input voltages V IN + and V IN− are precharged to the reference voltage and adjusted equally by the switches shown in Fig. 10 next to the input terminals (Fig. 10: 223, 224, Fig. 11: 243, 244). In addition, the two output voltages (V OUT + and V OUT- ) are charged as preparation steps for comparator operation. These two operations can occur sequentially or simultaneously in any order. Both of these operations make sense that the clock signal is performed low.
본 발명의 둘째 단계(S2)를 수행하기 위하여, 클럭 신호가 하이가 되면서 비교기가 작동하여, 비교기는 차등의 증폭된 출력을 준다. In order to perform the second step S2 of the present invention, the comparator is operated while the clock signal becomes high, so that the comparator gives a differential amplified output.
본 발명의 셋째 단계(S3)에서는, 핫 캐리어 스트레스를 주는 단계로서, VH를 통상의 작동 전압에서 더 높은 전압인 Vpp로 인가하여, PMOS(211, 212)의 드레인 전압을 높이고, PMOS(211, 212)의 n-웰 전압(VNW)을 순방향으로 가하고, PMOS(211, 212)의 게이트 전압을 낮추어서, PMOS(211, 212)에서 핫 캐리어의 발생을 증대시켜서 그 결과 비교기의 옵셋을 줄이게 된다. In the third step S3 of the present invention, as a step of applying a hot carrier stress, V H is applied to V pp , which is a higher voltage at a normal operating voltage, thereby increasing the drain voltage of the
도9 내지 도11의 예에서 보이는 바와 같이, 본 발명은 다양한 형태의 비교기 에 적용될 수 있음을 알 수 있다. As shown in the examples of Figs. 9 to 11, it can be seen that the present invention can be applied to various types of comparators.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 핫 캐리어를 발생시키는 스트레스 조건을 가하여, 다양한 형태의 비교기의 옵셋을 줄일 수 있게 된다. 본 발명은 각기 다른 옵셋값을 가지는 복수 개의 비교기가 구비된 장치에서 옵셋 감소를 위한 본 발명에 의한 기본 작동을 반복하여 수행함으로써 복수 개의 비교기의 옵셋이 각각 0으로 수렴하는 효과를 얻을 수 있다. 본 발명이 DRAM의 비트 라인을 읽는 감지 증폭기에 적용되는 경우, 트랜지스터를 추가하지 않고 기존에 이미 구비된 트랜지스터들을 이용하여 단지 입력 전압만을 제어함으로써 구현될 수 있는 장점이 있다. As described above, according to the present invention, by applying a stress condition for generating hot carriers, offsets of various types of comparators can be reduced. According to the present invention, by repeatedly performing the basic operation according to the present invention for offset reduction in a device equipped with a plurality of comparators having different offset values, the effects of the offsets of the plurality of comparators converge to 0, respectively. When the present invention is applied to a sense amplifier reading a bit line of a DRAM, there is an advantage that can be implemented by controlling only an input voltage using transistors already provided without adding a transistor.
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20050078266A (en) * | 2004-01-29 | 2005-08-05 | 삼성전자주식회사 | Offset canceller of operational amplifier |
KR100681879B1 (en) | 2006-01-16 | 2007-02-15 | 주식회사 하이닉스반도체 | Device for controlling on-die termination |
KR20070089343A (en) * | 2006-02-28 | 2007-08-31 | 삼성전자주식회사 | Pre-amplifier circuits with offset cancelation and method for calibrating offset thereof |
-
2007
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20050078266A (en) * | 2004-01-29 | 2005-08-05 | 삼성전자주식회사 | Offset canceller of operational amplifier |
KR100681879B1 (en) | 2006-01-16 | 2007-02-15 | 주식회사 하이닉스반도체 | Device for controlling on-die termination |
KR20070089343A (en) * | 2006-02-28 | 2007-08-31 | 삼성전자주식회사 | Pre-amplifier circuits with offset cancelation and method for calibrating offset thereof |
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