[發明專利]用于半導體存儲器的差分輸入鎖存器以及用于差分數據讀出的方法

有效

• 申請號: 200810099870.3
• 申請日: 2000-07-31
• 公開（公告）號: CN101441888A
• 公開（公告）日: 2009-05-27
• 發明（設計）人: 保羅·德蒙
• 申請（專利權）人: 睦塞德技術公司
• 主分類號: G11C7/10
• 分類號: G11C7/10;G11C7/06
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 朱進桂

本申請是申請人“睦塞德技術公司”于2000年7月31日遞交的申請號為00819833.0的發明名稱為“用于高速存儲器的同時差分數據讀出和捕獲的方法與裝置”的專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及半導體存儲器領域，特別地，本發明涉及一種用于降低高速存儲器中的讀操作路徑延遲的系統和方法。

技術背景

在半導體存儲器中，通常通過長數據總線將在存儲陣列的位線上讀出和再存入的讀取數據傳輸到半導體存儲器的輸出引腳或衰減器。所述總線通過列存取裝置與位線連接。這些列存儲裝置通常是n溝道通過晶體管。讀取的數據從位線傳輸到總線上的延遲的降低受列存取裝置的低驅動能力和數據總線干線的繁重的電容性負載的限制。列存取裝置的大小與驅動受若干因素的限制。第一是需要防止位線上的過度的電容性負載，特別在DRAM的位線電容限制了讀出速度的情況下更要防止上述情形。第二，需要避免當試著讀數據時由于錯誤狀態而觸發讀出放大器的機率，其中所述數據的值在起動列存取裝置之前是數據總線初始狀態的互補(complementary)值。

為了避免數據總線上緩慢的電壓轉變而引起的過長的讀等待時間，典型地將數據總線分組為通過各個列存取裝置與各個互補位線對連接的互補對。由差分放大器(differential?amplifier)(數據總線讀出放大器)放大從相關位線對上讀出數據而引起的數據總線對上的電壓差。在具有同步接口的存儲器中，在放大的讀數據被傳輸到如圖1(a)所述的輸出引腳或衰減器之前，典型地由單端輸入D型觸發器鎖存該放大的讀信號。這種方法的缺點在于：讀處理過程的連續性和使用差分放大器的常規方法需要的連續時間給讀操作增加了限制周期時間的、不需要的延遲，其中所述差分放大器介于數據總線對DB和和單端輸入觸發器之間。鑒于上述缺點，需要加速存儲器讀操作。

發明內容

本發明尋求解決同步半導體存儲器的讀操作中不需要存在的延遲問題。

本發明的優點是組合了常規數據總線讀出放大器的差分信號放大與D型觸發器的數據捕獲功能的電路單元。

本發明的另一個優點在于：在非讀取期間降低不需要的功耗。

根據本發明，提供一種差分數據讀出和捕獲電路，包括：

(a)差分輸入級電路，用于接收所述差分數據信號的各個信號并具有第一和第二輸出節點；

(b)鎖存器單元，具有耦合的第一和第二互補輸入端，以從所述的各個第一和第二輸出節點接收信號；和

(c)選通電路，用于響應允許信號來動態地允許和禁止時鐘信號輸入到所述差分輸入級，因此節省了所述差分輸入級的功耗。

附圖說明

根據下面參考附圖的詳細說明，本發明優選實施例的這些和其它特征將會變得更明確，其中

圖1a是根據已有技術的數據讀出和捕獲電路的示意圖；

圖1b是根據本發明的數據讀出和捕獲電路的示意圖；

圖2是單輸入D型觸發器的示意圖；

圖3a是根據本發明實施例的差分輸入觸發器電路的示意圖；

圖3b是根據本發明的時鐘選通電路的示意圖；

圖4是用于圖3(b)的定時波形圖；

圖5是本發明另一實施例的示意圖；和

圖6a和6b是本發明另一實施例的示意圖。

具體實施方式

在下列說明中，相同的數字指示附圖中相同的結構。參考圖1a，示出了根據已有技術用于半導體存儲器的數據輸出電路100的一部分的示意圖。所述輸出電路包括存儲單元102，該存儲單元102包括通過存取晶體管106耦合到位線BLT上的存儲電容器104。存取晶體管106的柵極沿著字線耦合，并被X地址解碼器108產生的信號激活。位線讀出放大器110耦合在互補位線對之間。存儲單元102的列或位線通過各個列存取裝置112與數據總線DB和耦合。通常由來自Y地址解碼器114的信號激活列存取裝置112。差分輸入數據總線讀出放大器116的輸出驅動單輸入端D型觸發器118，并讀出數據總線DB和。觸發器118具有耦合在讀數據輸出線上的Q輸出端。數據總線讀出放大器讀出總線上的數據，然后，由時鐘控制觸發器118來鎖存所述數據。

參考圖1b，示出了根據本發明實施例的數據輸出電路150。在這個電路設置中，除了沒有如圖1a所示的獨立數據總線讀出放大器116和單輸入端D型觸發器118之外，使用了具有直接耦合到數據總線DB和上的差分輸入D+和D-的單個差分輸入D型觸發器300。觸發器300降低不需要的讀操作延遲并在空閑(非讀取)周期內節省功耗。下面詳細地描述觸發器300。