KR100999877B1 - Shift Circuit - Google Patents
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Abstract
본 발명은 클럭신호에 응답하여 입력데이터를 제1 노드로 전달하는 제1 전달소자; 상기 제1 노드의 신호를 버퍼링하는 제1 버퍼; 상기 클럭신호에 응답하여 제1 버퍼의 출력신호를 제2 노드로 전달하는 제2 전달소자; 상기 제2 노드의 신호를 버퍼링하여 출력노드로 출력하는 제2 버퍼; 및 상기 클럭신호에 응답하여 상기 제1 노드 또는 상기 제2 노드의 신호를 래치하는 래치부를 포함하는 시프트 회로를 제공한다.The present invention includes a first transfer device for transmitting input data to a first node in response to a clock signal; A first buffer buffering a signal of the first node; A second transfer element transferring an output signal of a first buffer to a second node in response to the clock signal; A second buffer configured to buffer the signal of the second node and output the buffered signal to an output node; And a latch unit configured to latch a signal of the first node or the second node in response to the clock signal.
시프트 회로, 피드백 인버터 Shift circuit, feedback inverter
Description
본 발명은 반도체 메모리 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 면적 및 전류 소모도 줄이고, 동작속도도 향상시킬 수 있는 시프트 회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly, to a shift circuit capable of reducing area and current consumption and also improving operation speed.
일반적으로 시프트 회로는 클럭 신호(Clock Signal)에 동기하여 입력된 데이터(Data)를 시프트(Shift)시키는 동작을 수행하며, 반도체 메모리 장치에서 다양하게 사용되고 있다. 예를 들여, 시프트 회로는 병렬 데이터를 직렬 데이터로 변환하는 병렬/직렬 변환 회로 및 신호를 소정 시간 지연하는 지연 회로 등에 사용되고 있다.In general, a shift circuit performs an operation of shifting input data in synchronization with a clock signal and is used in various semiconductor memory devices. For example, a shift circuit is used for a parallel / serial conversion circuit for converting parallel data into serial data, a delay circuit for delaying a signal for a predetermined time, and the like.
또한, 클럭 신호에 동기하여 동작하는 동기형 반도체 기억 장치에 있어서도, 내부 동작 타이밍을 클럭 신호를 기준으로 하여 결정하기 때문에, 이러한 시프트 회로가 이용된다. In the synchronous semiconductor memory device which operates in synchronism with the clock signal, this shift circuit is used because the internal operation timing is determined based on the clock signal.
도 1은 종래기술에 따른 시프트 회로의 회로도이고, 도 2는 도 1에 도시된 시프트 회로에 사용되는 피드백 인버터의 회로도이다.1 is a circuit diagram of a shift circuit according to the prior art, and FIG. 2 is a circuit diagram of a feedback inverter used in the shift circuit shown in FIG.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 시프트 회로는 클럭신호(CLK)에 응답하여 입력데이터(D_IN)를 노드(nd10)에 전달하는 전달소자(T10)와, 노드(nd10)에 전달된 데이터를 래치하는 제1 래치(10)와, 클럭신호(CLK)에 응답하여 노드(nd11)의 데이터를 노드(nd12)에 전달하는 전달소자(T12) 및 노드(nd12)에 전달된 데이터를 래치하는 제2 래치(12)로 구성된다.As illustrated in FIG. 1, the shift circuit according to the related art transmits an input data D_IN to a node nd10 in response to a clock signal CLK, and is transferred to a node nd10. The
제1 래치(10)는 노드(nd10)의 데이터를 반전시켜 노드(nd11)로 출력하는 인버터(IV12)와 노드(nd11)의 데이터를 반전시켜 노드(nd10)로 출력하는 인버터(IV14)로 구성된다. 제2 래치(12)는 노드(nd12)의 데이터를 반전시켜 노드(nd13)로 출력하는 인버터(IV16)와 노드(nd13)의 데이터를 반전시켜 노드(nd12)로 출력하는 인버터(IV18)로 구성된다.The
이와 같이 구성된 시프트 회로는 클럭신호(CLK)가 로우레벨일 때 입력데이터(D_IN)를 노드(nd10)에 전달하고, 제1 래치(10)는 노드(nd10)의 데이터를 래치하여 저장한다. The shift circuit configured as described above transfers the input data D_IN to the node nd10 when the clock signal CLK is at the low level, and the
다음으로, 클럭신호(CLK)가 하이레벨로 천이하면 제1 래치(10)에 저장된 데이터는 노드(nd12)에 전달되고, 제2 래치(12)는 노드(nd12)의 데이터를 래치하여 저장한다. 제2 래치(12)에 저장된 데이터는 출력데이터(D_OUT)로 출력된다.Next, when the clock signal CLK transitions to a high level, the data stored in the
이와 같이 시프트 회로는 클럭신호(CLK)가 로우레벨일 때 입력된 입력데이터(D_IN)를 클럭신호(CLK)가 하이레벨일 때 출력데이터(D_OUT)로 출력한다. 즉, 입력데이터(D_IN)를 반클럭 시프트시켜 출력데이터(D_OUT)로 출력하며, 이와 같은 시프트 회로를 반클럭 시프트 회로(Half Clock Shift Circuit)라고 지칭한다.As described above, the shift circuit outputs the input data D_IN input when the clock signal CLK is at the low level to the output data D_OUT when the clock signal CLK is at the high level. That is, the input data D_IN is half-clock shifted and output as the output data D_OUT. Such a shift circuit is referred to as a half clock shift circuit.
제1 래치(10)에 포함된 인버터(IV14)와 제2 래치(12)에 포함된 인버터(IV18)(이하, '피드백 인버터'로 지칭함)는 도 2에 도시된 바와 같이, 전원전압(VCC)과 출력단(OUT) 사이에 직렬 연결된 PMOS 트랜지스터(P10, P12)와 출력단(OUT)과 접지단 사이에 직렬 연결된 NMOS 트랜지스터(N10, N12)로 구성된다. 이와 같이 피드백 인버터를 직렬 연결된 PMOS 트랜지스터(P10, P12)와 직렬 연결된 NMOS 트랜지스터(N10, N12)로 구성하는 이유는 제1 래치(10) 및 제2 래치(12)가 데이터를 충분히 래치하도록 피드백 인버터의 구동력(drivability)를 높여주기 위함이다.As shown in FIG. 2, the inverter IV14 included in the
본 발명은 면적과 소모 전류를 감소시키고, 동작 속도를 증가시킬 수 있는 시프트 회로를 개시한다.The present invention discloses a shift circuit that can reduce area and current consumption, and increase operating speed.
이를 위해 본 발명은 클럭신호에 응답하여 입력데이터를 제1 노드로 전달하는 제1 전달소자; 상기 제1 노드의 신호를 버퍼링하는 제1 버퍼; 상기 클럭신호에 응답하여 제1 버퍼의 출력신호를 제2 노드로 전달하는 제2 전달소자; 상기 제2 노드의 신호를 버퍼링하여 출력노드로 출력하는 제2 버퍼; 및 상기 클럭신호에 응답하여 상기 제1 노드 또는 상기 제2 노드의 신호를 래치하는 래치부를 포함하는 시프트 회로를 제공한다.To this end, the present invention includes a first transfer element for transmitting the input data to the first node in response to the clock signal; A first buffer buffering a signal of the first node; A second transfer element transferring an output signal of a first buffer to a second node in response to the clock signal; A second buffer configured to buffer the signal of the second node and output the buffered signal to an output node; And a latch unit configured to latch a signal of the first node or the second node in response to the clock signal.
본 발명에서, 상기 래치부는 상기 제1 전달소자가 동작하는 경우 상기 출력노드의 신호를 버퍼링하여 상기 제2 노드로 전달하고, 상기 제2 전달소자가 동작하는 경우 상기 출력노드의 신호를 버퍼링하여 상기 제1 노드로 전달하는 것이 바람직하다.In the present invention, the latch unit buffers a signal of the output node to the second node when the first transfer element is operated, and buffers a signal of the output node when the second transfer element is operated. It is preferable to forward to the first node.
본 발명에서, 상기 래치부는 상기 제1 노드와 출력노드 사이에 연결되어, 상기 클럭신호에 응답하여 턴온되는 제1 스위치소자; 상기 출력노드의 신호를 버퍼링하여 제3 노드로 출력하는 제3 버퍼; 및 상기 제3 노드와 상기 제2 노드 사이에 연결되어, 상기 클럭신호에 응답하여 턴온되는 제2 스위치소자를 포함한다.In an embodiment, the latch unit includes: a first switch device connected between the first node and an output node and turned on in response to the clock signal; A third buffer which buffers the signal of the output node and outputs the buffer to the third node; And a second switch device connected between the third node and the second node and turned on in response to the clock signal.
본 발명에서, 제1 스위치소자는 PMOS 트랜지스터이고, 상기 제2 스위치소자는 NMOS 트랜지스터인 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the first switch element is a PMOS transistor, and the second switch element is an NMOS transistor.
또한, 본 발명은 클럭신호에 응답하여 입력데이터를 버퍼링하여 제1 노드로 출력하는 제1 버퍼부; 상기 제1 노드의 신호를 버퍼링하는 제1 버퍼; 상기 클럭신호에 응답하여 제1 버퍼의 출력신호를 버퍼링하여 제2 노드로 출력하는 제2 버퍼부; 상기 제2 노드의 신호를 버퍼링하여 출력노드로 출력하는 제2 버퍼; 및 상기 클럭신호에 응답하여 상기 제1 노드 또는 상기 제2 노드의 신호를 래치하는 래치부를 포함하는 시프트 회로를 제공한다.In addition, the present invention includes a first buffer unit for buffering the input data in response to the clock signal to output to the first node; A first buffer buffering a signal of the first node; A second buffer unit buffering an output signal of a first buffer and outputting the buffered output signal to a second node in response to the clock signal; A second buffer configured to buffer the signal of the second node and output the buffered signal to an output node; And a latch unit configured to latch a signal of the first node or the second node in response to the clock signal.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 권리 보호 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These embodiments are only for illustrating the present invention, and the scope of rights of the present invention is not limited by these embodiments.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시프트 회로의 회로도이다.3 is a circuit diagram of a shift circuit according to an embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 시프트 회로는 클럭신호(CLK)에 응답하여 입력데이터(D_IN)를 노드(nd20)로 전달하는 제1 전달소자(T20)와, 노드(nd20)의 신호를 반전시키는 인버터(IV21)와, 클럭신호(CLK)에 응답하여 인버터(IV21)의 출력신호를 노드(nd21)로 전달하는 제2 전달소자(T21)와, 노드(nd21)의 신호를 반전시키는 인버터(IV22)와, 클럭신호(CLK)에 응답하여 노드(nd20) 또는 노드(nd21)의 데이터를 래치하는 래치부(20)로 구성된다.As shown in FIG. 3, the shift circuit according to the present exemplary embodiment includes a first transfer element T20 for transmitting the input data D_IN to the node nd20 and a node nd20 in response to the clock signal CLK. The inverter IV21 for inverting the signal of the signal, the second transfer element T21 for transmitting the output signal of the inverter IV21 to the node nd21 in response to the clock signal CLK, and the signal of the node nd21. An inverter IV22 to invert and a
래치부(20)는 노드(nd20)와 노드(nd22) 사이에 연결되어, 반전클럭신호(CLKB)에 응답하여 턴온되는 스위치소자로 동작하는 PMOS 트랜지스터(P20)와, 노드(nd22)의 신호를 반전시켜 노드(nd23)로 출력하는 인버터(IV23)와, 노드(nd23) 및 노드(nd21) 사이에 연결되어, 반전클럭신호(CLKB)에 응답하여 턴온되는 스위치소자로 동작하는 NMOS 트랜지스터(N20)로 구성된다.The
본 실시예에 다른 시프트회로의 구성적 특징은 직렬 연결된 MOS 트랜지스터로 구성된 피드백 인버터를 사용하지 않고, 노드(nd20) 또는 노드(nd21)의 데이터를 래치함으로써, 동작속도를 향상시킬 수 있고, 면적 및 전류 소모를 줄일 수 있다.The constructional feature of the shift circuit according to the present embodiment is that the operation speed can be improved by latching the data of the node nd20 or the node nd21 without using the feedback inverter composed of the MOS transistors connected in series, and the area and Current consumption can be reduced.
이와 같이 구성된 시프트 회로의 동작을 살펴보면 다음과 같다.The operation of the shift circuit configured as described above is as follows.
우선, 클럭신호(CLK)가 로우레벨일 때 제1 전달소자(T20)는 턴온되어 입력데이터(D_IN)는 노드(nd20)에 전달되고, 인버터(IV21)는 노드(nd20)의 데이터를 반전시킨다. 이때, 래치부(20)에 포함된 NMOS 트랜지스터(N20)는 턴온되고, PMOS 트랜지스터(P20)은 턴오프되어 노드(nd22)의 신호에 의해 노드(nd21)를 구동한다. First, when the clock signal CLK is at the low level, the first transfer element T20 is turned on so that the input data D_IN is transmitted to the node nd20, and the inverter IV21 inverts the data of the node nd20. . At this time, the NMOS transistor N20 included in the
다음으로, 클럭신호(CLK)가 하이레벨로 천이하면 제1 전달소자(T20)는 턴오프되고, 제2 전달소자(T21)는 턴온된다. 따라서, 인버터(IV21)의 출력신호가 인버터(IV22)에 의해 반전되어 출력데이터(D_OUT)로 출력된다. 이때, 래치부(20)에 포함된 PMOS 트랜지스터(P20)는 턴온되고, NMOS 트랜지스터(N20)는 턴오프되어 노드(nd22)의 신호에 의해 노드(nd20)를 구동한다. Next, when the clock signal CLK transitions to the high level, the first transfer element T20 is turned off and the second transfer element T21 is turned on. Therefore, the output signal of the inverter IV21 is inverted by the inverter IV22 and output as the output data D_OUT. At this time, the PMOS transistor P20 included in the
이상을 정리하면, 본 실시예의 시프트 회로는 클럭신호(CLK)가 로우레벨일 때는 래치부(20)에 의해 노드(nd21)의 신호를 구동하고, 클럭신호(CLK)가 하이레벨일 때는 래치부(20)에 의해 노드(nd20)의 신호를 구동한다. 이와 같이, 피드백 인버터를 사용하지 않고, 래치부(20)에 의해 두개의 노드를 선택적으로 래치시킴으로 써, 적은 면적과 적은 전류를 소모하면서 동작속도가 빠른 시프트회로를 구현할 수 있다. In summary, the shift circuit of this embodiment drives the signal of the node nd21 by the
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 시프트 회로의 회로도이다. 4 is a circuit diagram of a shift circuit according to another embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 시프트 회로는 클럭신호(CLK)에 응답하여 입력데이터(D_IN)를 버퍼링하는 제1 버퍼부(30)와, 노드(nd30)의 신호를 반전시키는 인버터(IV30)와, 클럭신호(CLK)에 응답하여 인버터(IV30)의 출력신호를 버퍼링하는 제2 버퍼부(32)와, 노드(nd31)의 신호를 반전시키는 인버터(IV31)와, 클럭신호(CLK)에 응답하여 노드(nd30) 또는 노드(nd31)의 데이터를 래치하는 래치부(33)로 구성된다.As shown in FIG. 4, the shift circuit according to the present embodiment inverts the signal of the node nd30 and the
래치부(33)는 노드(nd30)와 노드(nd32) 사이에 연결되어, 반전클럭신호(CLKB)에 응답하여 턴온되는 스위치소자로 동작하는 PMOS 트랜지스터(P32)와, 노드(nd32)의 신호를 반전시켜 노드(nd33)로 출력하는 인버터(IV32)와, 노드(nd33) 및 노드(nd31) 사이에 연결되어, 반전클럭신호(CLKB)에 응답하여 턴온되는 스위치소자로 동작하는 NMOS 트랜지스터(N34)로 구성된다.The
이와 같이 구성된 시프트 회로의 동작을 살펴보면 다음과 같다.The operation of the shift circuit configured as described above is as follows.
우선, 클럭신호(CLK)가 로우레벨일 때 제1 버퍼부(30)는 입력데이터(D_IN)를 버퍼링하여 노드(nd30)에 전달되고, 인버터(IV30)는 노드(nd30)의 데이터를 반전시킨다. 이때, 래치부(33)에 포함된 NMOS 트랜지스터(N34)는 턴온되고, PMOS 트랜지스터(P32)은 턴오프되어 노드(nd32)의 신호에 의해 노드(nd31)를 구동한다. First, when the clock signal CLK is at the low level, the
다음으로, 클럭신호(CLK)가 하이레벨로 천이하면 제2 버퍼부(32)는 인버터(IV30)의 출력신호를 버퍼링한다. 따라서, 제2 버퍼부(32)의 출력신호가 인버터(IV31)에 의해 반전되어 출력데이터(D_OUT)로 출력된다. 이때, 래치부(33)에 포함된 PMOS 트랜지스터(P32)는 턴온되고, NMOS 트랜지스터(N34)는 턴오프되어 노드(nd32)의 신호에 의해 노드(nd30)를 구동한다. Next, when the clock signal CLK transitions to the high level, the
이상을 정리하면, 본 실시예의 시프트 회로는 클럭신호(CLK)가 로우레벨일 때는 래치부(33)에 의해 노드(nd31)의 신호를 구동하고, 클럭신호(CLK)가 하이레벨일 때는 래치부(33)에 의해 노드(nd30)의 신호를 구동한다. 이와 같이, 피드백 인버터를 사용하지 않고, 래치부(33)에 의해 두개의 노드를 선택적으로 래치시킴으로써, 적은 면적과 적은 전류를 소모하면서 동작속도가 빠른 시프트회로를 구현할 수 있다. In summary, the shift circuit of this embodiment drives the signal of the node nd31 by the
도 1은 종래기술에 따른 시프트 회로의 회로도이다. 1 is a circuit diagram of a shift circuit according to the prior art.
도 2는 도 1에 도시된 시프트 회로에 사용되는 피드백 인버터의 회로도이다.FIG. 2 is a circuit diagram of a feedback inverter used in the shift circuit shown in FIG.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시프트 회로의 회로도이다. 3 is a circuit diagram of a shift circuit according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 시프트 회로의 회로도이다. 4 is a circuit diagram of a shift circuit according to another embodiment of the present invention.
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2008
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