Abstract
In this paper proposed a new method which adaptively eliminates comparator offsets using the threshold voltage shift by the Fowler-Nordheim stress. The method evaluates the sign of comparator offset and gives the FN stress to the stronger MOSFETs of the comparator, leading to offset reduction. We have used an appropriate stressing operation, named 'stress-packet', in order to converge the offset value to zero. We applied the method to the latch-type comparator which is prevalently used for DRAM bitline sense amplifier, and verified through experiments that offsets of the latch-type comparators are nearly eliminated with the stress-packet operations. We also discuss about the reliability issues that must be guaranteed for field application of this method.
본 논문에서는 MOS 트랜지스터가 FN 스트레스에 의해 문턱전압이 이동하는 현상을 이용하여 비교기 회로의 옵셋을 제거하는 방법을 소개하고, 이를 비교기 회로의 성능개선에 적용해 보인 결과를 보인다. 옵셋이 성능을 저하시키는 대표적인 회로인 DRAM의 비트라인 감지증폭기에 적용하여 옵셋을 제거하는 방법을 설명하고, 테스트 회로를 제작 및 측정하는 실험을 통해서 이를 검증한다. 본 방식은 래치구조가 포함된 모든 형태의 비교기에 적용가능하며, 스트레스-패킷이라고 명명한 형태의 스트레스 바이어스 시퀀스를 통해 다양한 초기 옵셋값을 가지는 많은 숫자의 비교기가 동시에 거의 제로 옵셋으로 수렴할 수 있음을 보인다. 또한 이 방법을 비교기 회로에 적용하는데 있어서 고려해야 할 몇 가지 신뢰도 조건에 대해서도 고찰한다.