KR100743625B1 - Internal voltage generator - Google Patents

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KR100743625B1
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Abstract

본 발명의 전하 펌핑부, 즉 내부 전압 발생기는 내부전압이 안정된 후에 주변의 접지전압(구동전압)의 변동으로 인하여 내부전압이 변동되는 것을 차단하기 위하여 접지전압과 내부전압간의 연결 패스를 차단하는 구성 요소와 그 차단 신호를 생성하여 내부전압의 변동을 차단하고 있다.The charge pumping part of the present invention, that is, the internal voltage generator is configured to block a connection path between the ground voltage and the internal voltage in order to prevent the internal voltage from being changed due to the variation of the surrounding ground voltage (driving voltage) after the internal voltage is stabilized. It generates the element and its blocking signal to block the fluctuation of the internal voltage.

Description

내부전압 발생기{Internal voltage generator}Internal voltage generator

도 1은 일반적인 내부전압 발생기의 동작을 개략적으로 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram schematically illustrating an operation of a general internal voltage generator.

도 2의 전하 펌핑부의 동작은 다음과 같다. The operation of the charge pumping unit of FIG. 2 is as follows.

도 3은 본 발명에 따른 내부전압 발생기의 개념을 설명하기 위한 블록도이다. 3 is a block diagram illustrating the concept of an internal voltage generator according to the present invention.

도 4는 도 3에 도시된 펌핑 제어부(305)의 일 실시예이다. FIG. 4 is an embodiment of the pumping controller 305 shown in FIG. 3.

도 5는 도 4에 도시된 회로로부터 생성된 신호(a1, b1)의 펄스 파형을 설명하는 파형도이다.FIG. 5 is a waveform diagram illustrating pulse waveforms of signals a1 and b1 generated from the circuit shown in FIG. 4.

도 6은 도 4에 도시된 회로로부터 생성된 신호(a2, b2)의 펄스 파형을 설명하는 파형도이다.FIG. 6 is a waveform diagram illustrating a pulse waveform of signals a2 and b2 generated from the circuit shown in FIG. 4.

도 7은 도 3에서 블록도로 처리된 전하 펌핑부(306)의 일 실시예이다. FIG. 7 is an embodiment of the charge pumping unit 306 processed in the block diagram in FIG. 3.

본 발명은 반도체 집적 회로에 관한 것으로, 특히 반도체 장치의 내부전압을 발생하는 내부전압 발생기에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor integrated circuits, and more particularly, to an internal voltage generator for generating an internal voltage of a semiconductor device.

일반적으로, 대부분의 반도체 장치는 반도체 장치를 구동하기 위하여 외부로 부터 공급되는 전원전압이외에 반도체 장치의 내부회로의 동작에 필요한 전압을 별도로 발생시키는 내부전압 발생기를 구비하고 있다. In general, most semiconductor devices include an internal voltage generator for generating a voltage necessary for the operation of an internal circuit of the semiconductor device in addition to a power supply voltage supplied from the outside to drive the semiconductor device.

이들 내부전압 발생기는 외부에서 공급되는 전원전압보다 높은 전압 또는 낮은 전압을 발생시키는 것이 일반적이며, 이러한 내부전압은 널리 알려진 전하 펌핑 빙식을 이용하여 발생시키는 것이 일반적이다. These internal voltage generators generally generate higher or lower voltages than externally supplied power supply voltages, and these internal voltages are generally generated using a well-known charge pumping ice type.

도 1은 일반적인 내부전압 발생기의 동작을 개략적으로 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram schematically illustrating an operation of a general internal voltage generator.

도시된 바와같이, 내부전압 발생기는 내부전압(VBB)과 소정의 기준전압(Vr1)을 비교하는 내부전압 레벨 검출부와, 내부전압 레벨 검출부의 출력신호(ppe)가 인에이블되는 경우 동작하는 링 오실레이타와, 링 오실레이타의 출력신호에 응답하여 전하 펌핑부의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 출력하는 펌핑 제어부와, 펌핑 제어부의 제어신호에 따라 펌핑 동작을 수행하여 소정 레벨의 내부전압(VBB)을 생성하는 전하 펌핑부를 구비한다. 여기서, 내부전압(VBB)은 접지전압보다 낮은 내부전압을 의미한다. 그러나, 이러한 구조의 내부전압 발생기는 전원전압보다 높은 고전압 발생기에도 동일하게 적용된다. As shown, the internal voltage generator includes an internal voltage level detector for comparing the internal voltage VBB with a predetermined reference voltage Vr1, and a ring oscillator operating when the output signal ppe of the internal voltage level detector is enabled. A pumping control unit for outputting a control signal for controlling the operation of the charge pumping unit in response to the output signal of the ring oscillator and the ring oscillator, and a pumping operation according to the control signal of the pumping control unit to perform an internal voltage (VBB) of a predetermined level. It is provided with a charge pumping unit for generating a. Here, the internal voltage VBB means an internal voltage lower than the ground voltage. However, the internal voltage generator of this structure is equally applied to the high voltage generator higher than the power supply voltage.

도 1에 도시된 내부전압 발생기의 기본 동작은 당업자에게 주지되어 있으므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다. Since the basic operation of the internal voltage generator shown in FIG. 1 is well known to those skilled in the art, a detailed description thereof will be omitted.

본 발명은 도 1에 도시된 내부전압 발생기의 구성 요소중에서 특히 전하 펌핑부의 기능에 주목하고 있는 바, 이하에서는 종래에 사용되고 있는 전하 펌핑부의 일예를 소개하기로 한다. The present invention pays particular attention to the function of the charge pumping unit among the components of the internal voltage generator shown in FIG. 1, and an example of a charge pumping unit conventionally used will be described below.

도 2는 종래의 전하 펌핑부의 일예이다. 참고로, 통상, 전하 펌핑부는 최 종적으로 내부전압을 생성하는 회로이므로 넓은 의미에서는 내부전압 발생기의 범주에 속한다고 보아야 한다. 따라서, 본 명세서에서 설명되는 전하 펌핑부는 사실상 내부전압 발생기의 일예이기도 한다. 참고로, 도 2의 신호(p1, p2, g1, g2)는 도 1의 펌핑 제어부에서 출력된 제어신호를 나타낸다. 2 is an example of a conventional charge pumping unit. For reference, in general, the charge pumping unit generates a final internal voltage and thus should be regarded as belonging to the internal voltage generator in a broad sense. Thus, the charge pumping portion described herein is in fact also an example of an internal voltage generator. For reference, the signals p1, p2, g1, and g2 of FIG. 2 represent control signals output from the pumping controller of FIG. 1.

도 2의 전하 펌핑부의 동작은 다음과 같다. The operation of the charge pumping unit of FIG. 2 is as follows.

신호(p1)가 전원전압(VCC)에서 접지(VSS)로 천이하는 순간에 노드(p1boot)는 부트스트랩되어 VSS에서 -VCC로 천이하게 되고, 이 순간에 신호(p2)는 VSS에서 VCC로 천이하여 노드(p2boot)는 부트스트랩되어 -VCC에서 VSS로 천이한다. 이렇게 되면 -VCC 레벨인 노드(p1boot)의 전하가 트랜지스터(N1)를 통하여 내부전압(VBB)을 출력하는 노드(out)로 인가된다. 이렇게 얼마간의 시간동안 노드(p1boot)와 출력노드(out)는 전하 분배 동작에 의하여 평형 상태에 도달하게 된다. 그 후, 신호(g2)가 VCC에서 VSS로 천이하여 노드(g2boot)가 부트스트랩되어 VSS에서 -VCC가 되면 트랜지스터(P2)가 턴온되어 노드(p2boot)를 VSS로 프리-차지(pre-charge)하게 되고 다시 신호(g2)가 VSS에서 VCC로 천이하여 노드(g2boot)가 -VCC가 되어 트랜지스터(P2)가 턴오프되어 프리-차지가 완료되면 신호(p1)은 VSS에서 VCC로 천이하여 노드(p1boot)를 VCC로 만들고 신호(p2)는 VCC에서 VSS로 천이하여 노드(p2boot)를 -VCC로 만들게 되어 이번에는 트랜지스터(P2)를 통하여 노드(p2boot)와 출력노드(out)간에 전하 분배 동작이 이루어진다. At the moment when the signal p1 transitions from the supply voltage VCC to ground VSS, the node p1boot bootstraps and transitions from VSS to -VCC, at which point the signal p2 transitions from VSS to VCC. Node (p2boot) is bootstrapped and transitions from -VCC to VSS. In this case, the charge of the node p1boot at the -VCC level is applied to the node out which outputs the internal voltage VBB through the transistor N1. During this period of time, the node p1boot and the output node out are in equilibrium by charge distribution. After that, when the signal g2 transitions from VCC to VSS and the node g2boot bootstrap and becomes -VCC at VSS, the transistor P2 is turned on to pre-charge the node p2boot to VSS. When the signal g2 transitions from VSS to VCC and the node g2boot becomes -VCC and the transistor P2 is turned off and the pre-charging is completed, the signal p1 transitions from VSS to VCC. p1boot becomes VCC and signal p2 transitions from VCC to VSS to make node p2boot a -VCC. This time, charge distribution operation between node p2boot and output node through transistor P2 Is done.

이렇게 또 다시 얼마간의 시간이 지나 노드(p2boot)와 출력노드(out)가 전하 분배 동작에 의하여 평형 상태에 도달하게 되면, 이번에는 신호(g1)가 VCC에서 VSS 로 천이하여 노드(g1boot)가 부트스트랩되어 VSS에서 -VCC가 되면 트랜지스터(P1)이 턴온되어 노드(p1boot)를 VSS로 프리-차지하게 되고 다시 신호(g1)이 VSS에서 VCC로 천이하여 노드(g1boot)가 VSS가 되어 트랜지스터(P1)가 턴오프되어 프리-차지가 완료되어 다음 동작을 준비하게 된다. After some time again, when the node p2boot and the output node reach the equilibrium state by the charge distribution operation, the signal g1 transitions from VCC to VSS and the node g1boot boots. When strapped to -VCC at VSS, transistor P1 is turned on to pre-charge node p1boot to VSS, and signal g1 transitions from VSS to VCC again, node g1boot becomes VSS and transistor P1. ) Is turned off to complete the pre-charge to prepare for the next operation.

그런데 종래의 경우, 내부전압(VBB)이 목표치에 도달하여 일정 시간이 지속되고 있는 동안, 노드(g1boot)는 -Vt, 노드(g2boot)는 Vt, 노드(p2boot)는 VBB를 유지하는 것이 일반적이지만, 순간적으로 VSS 전압이 높아지는 현상이 발생하게 되면 트랜지스터(P2)가 턴온되면서 출력노드(out)의 내부전압(VBB)이 목표치를 이탈하는 경우가 발생한다는 문제점이 있다. By the way, in the conventional case, while the internal voltage VBB reaches the target value and the predetermined time is maintained, the node g1boot maintains -Vt, the node g2boot maintains Vt, and the node p2boot maintains VBB. When the VSS voltage increases instantaneously, the transistor P2 is turned on while the internal voltage VBB of the output node out deviates from the target value.

즉, 트랜지스터(P2)의 턴온으로 인한 누설 전류가 발생될 수 있다는 문제점이 있다. That is, there is a problem that leakage current may be generated due to the turn-on of the transistor P2.

본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 내부전압이 목표치에 도달하여 안정된 상태를 유지하고 있는 동안, 주변 전압의 변동으로 인한 내부전압의 변동을 차단할 수 있는 전하 펌핑부, 즉 내부전압 발생기를 제공하고자 한다. The present invention has been proposed in order to solve the above-mentioned conventional problems, and the charge pumping unit that can block the fluctuation of the internal voltage due to the fluctuation of the ambient voltage while the internal voltage reaches a target value and maintains a stable state, that is, To provide an internal voltage generator.

본 발명에 따른 내부전압 발생기는 펌핑 동작에 의하여 제 1 전압(VSS)으로부터 상기 제 1 전압과 레벨이 다른 내부전압(VBB)을 생성하는 내부전압 발생기에 있어서, 제 1 노드(out)와 제 2 노드(p1boot) 사이에 연결된 제 1 트랜지스터(701)와, 상기 제 1 노드(out)와 제 3 노드(p2boot) 사이에 연결된 제 2 트랜지스터(702)와, 상기 제 2 노드(p1boot)와 상기 제 1 전압 사이에 연결된 제 3 트랜지스터(703)와, 상기 제 3 노드(p2boot)와 상기 제 1 전압 사이에 연결된 제 4 트랜지스터(704)와, 제 1 제어신호(p1)와 상기 제 2 노드(p1boot) 사이에 연결된 제 1 커패시터(713)와, 제 2 제어신호(p2)와 상기 제 3 노드(p2boot) 사이에 연결된 제 2 커패시터(714)와, 제 3 제어신호(g1)와 상기 제 3 트랜지스터(703)의 게이트 사이에 연결된 제 3 커패시터(705)와, 제 4 제어신호(g2)와 상기 제 4 트랜지스터(704)의 게이트 사이에 연결된 제 4 커패시터(706)와, 상기 제 3 트랜지스터(703)의 게이트와 상기 제 1 전압 사이에 연결된 제 5트랜지스터(709)와, 상기 제 4 트랜지스터(704)의 게이트와 상기 제 1 전압 사이에 연결된 제 6트랜지스터(712)와, 상기 제 3 트랜지스터(703)의 게이트와 제 2 전압(VCC) 사이에 연결된 제 1 스위칭부(707)와, 상기 제 4 트랜지스터(704)의 게이트와 상기 제 2 전압(VCC) 사이에 연결된 제 2 스위칭부(710)를 구비하는 내부전압 발생기부를 구비한다.In the internal voltage generator according to the present invention, the internal voltage generator generates an internal voltage VBB having a different level from the first voltage from the first voltage VSS by a pumping operation. The first transistor 701 connected between the node p1boot, the second transistor 702 connected between the first node out and the third node p2boot, the second node p1boot and the first node A third transistor 703 connected between a first voltage, a fourth transistor 704 connected between the third node p2boot and the first voltage, a first control signal p1 and the second node p1boot A first capacitor 713 connected between the second capacitor 713, a second capacitor 714 connected between the second control signal p2 and the third node p2boot, a third control signal g1 and the third transistor. Of the third capacitor 705, the fourth control signal g2, and the fourth transistor 704 connected between the gates of 703; A fourth capacitor 706 connected between the gate, a fifth transistor 709 connected between the gate of the third transistor 703 and the first voltage, a gate of the fourth transistor 704 and the first transistor; A sixth transistor 712 connected between the voltage, a first switching unit 707 connected between the gate of the third transistor 703 and the second voltage VCC, and a gate of the fourth transistor 704. An internal voltage generator unit having a second switching unit 710 connected between the second voltage VCC is provided.

본 실시예에서, 상기 제 1 전압은 접지이고, 상기 제 2 전압은 전원전압이고, 상기 내부전압은 상기 접지 전압보다 낮은 전압이다.In the present embodiment, the first voltage is ground, the second voltage is a power supply voltage, and the internal voltage is lower than the ground voltage.

본 실시예에서, 상기 제 1 내지 제 4 제어신호에 인가되는 논리 레벨 신호를 이용하여 상기 내부전압을 소정의 목표치까지 도달시킨다.In this embodiment, the internal voltage is reached to a predetermined target value by using logic level signals applied to the first to fourth control signals.

본 실시예에서, 상기 내부전압이 목표치에 도달한 후, 상기 제 1 전압이 상승하는 경우, 상기 제 1 및 제 2 스위칭부를 턴온시켜 상기 제 3 및 제 4 트랜지스터를 턴온시킨다. 여기서, 상기 제 5 및 제 6 트랜지스터를 턴온시켜 상기 제 3 트랜지스터의 게이트와 상기 제 4 트래랜지스터의 게이트 전압을 상기 제 1 전압으로 초기화한다.In the present exemplary embodiment, when the first voltage rises after the internal voltage reaches a target value, the first and second switching units are turned on to turn on the third and fourth transistors. The fifth and sixth transistors are turned on to initialize the gate voltages of the third transistor and the gate voltages of the fourth transistors to the first voltage.

(실시예)(Example)

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 3은 본 발명에 따른 내부전압 발생기의 개념을 설명하기 위한 블록도이다. 3 is a block diagram illustrating the concept of an internal voltage generator according to the present invention.

도시된 바와같이, 내부전압 발생기는 기준전압 발생기(301)와, 기준전압 발생기(301)의 출력신호인 소정 레벨의 기준전압(Vref)의 레벨을 변위시키는 레벨 쉬프터(302)와, 레벨 쉬프터(302)의 출력전압인 소정 레벨의 기준전압(Vr1)과 내부전압(VBB)을 비교하는 내부전압 검출부(303)와, 내부전압 검출부(303)의 출력신호(ppe)에 응답하여 소정 주기의 펄스 신호(osc)를 생성하는 링 오실레이타(304)와, 링 오실레이타(304)의 출력신호(osc)와 내부전압 검출부(303)의 출력신호(ppe)에 응답하여 복수개의 제어 신호를 생성하는 펌핑 제어부(305)와, 펌핑 제어부(305)의 출력신호(a1, b1, a2, b2)에 응답하여 내부전압(VBB)을 출력하는 전하 펌핑부(306)를 구비한다. As illustrated, the internal voltage generator includes a reference voltage generator 301, a level shifter 302 for displacing the level of a reference voltage Vref of a predetermined level, which is an output signal of the reference voltage generator 301, and a level shifter ( A pulse of a predetermined period in response to the internal voltage detector 303 for comparing the reference voltage Vr1 of the predetermined level, which is the output voltage of the 302, and the internal voltage VBB, and the output signal ppe of the internal voltage detector 303; A plurality of control signals are generated in response to a ring oscillator 304 generating a signal osc, an output signal osc of the ring oscillator 304, and an output signal ppe of the internal voltage detector 303. And a charge pumping unit 306 for outputting the internal voltage VBB in response to the output signals a1, b1, a2, and b2 of the pumping control unit 305.

기준전압 발생기(301), 레벨 쉬프터(302), 내부전압 검출부(303), 링 오실레이타(304)의 다양한 실시예는 당업자에게 널리 공지되어 있고 이들 자체는 본 발명의 요지에서 다루고 있지 않는 부분으로, 이하에서는 펌핑 제어부(305)와 전하 펌핑부(306)의 구체적인 실시예에 대하여 살펴 보기로 한다. Various embodiments of the reference voltage generator 301, the level shifter 302, the internal voltage detector 303, and the ring oscillator 304 are well known to those skilled in the art and these are not themselves covered in the gist of the present invention. In the following, specific embodiments of the pumping controller 305 and the charge pumping unit 306 will be described.

도 4는 도 3에 도시된 펌핑 제어부(305)의 일 실시예이다. FIG. 4 is an embodiment of the pumping controller 305 shown in FIG. 3.

도시된 바와같이, 인버터(401)는 신호(g1)을 수신하여 신호(c4)를 출력한다. 홀수개의 인버터 체인(402)는 신호(ppe)를 수신하여 신호(c3)를 출력한다. 인버터(403)는 신호(g2)를 수신한다. 홀수개의 인버터 체인(404)은 신호(ppe)를 수신 하여 신호(c1)를 출력한다. 낸드 게이트(405)는 신호(c4) 및 신호(ppe) 및 신호(c3)를 수신한다. 낸드 게이트(406)는 인버터(403)의 출력신호 및 신호(ppe) 및 신호(c3)를 수신한다. 노아 게이트(407)는 신호(ppe) 및 신호(c1)을 출력한다. 인버터(408)는 낸드 게이트(405)의 출력신호를 반전시켜 신호(a2)를 출력한다. 인버터(409)는 낸드 게이트(406)의 출력신호를 반전시켜 신호(b2)를 출력한다. 인버터(410)는 노아 게이트(407)의 출력신호를 반전시켜 신호(c2)를 출력한다. 노아 게이트(411)는 신호(g1, c2)를 수신한다. 인버터(412)는 노아 게이트(411)의 출력신호를 수신하여 신호(a1)를 출력한다. 노아 게이트(413)는 신호(g2, c2)를 수신한다. 인버터(414)는 노아 게이트(413)의 출력신호를 수신하여 신호(b1)를 출력한다.As shown, inverter 401 receives signal g1 and outputs signal c4. The odd number of inverter chains 402 receives a signal ppe and outputs a signal c3. Inverter 403 receives signal g2. The odd number of inverter chains 404 receives the signal ppe and outputs a signal c1. The NAND gate 405 receives the signal c4 and the signal ppe and the signal c3. The NAND gate 406 receives the output signal and the signal ppe and the signal c3 of the inverter 403. The NOR gate 407 outputs a signal ppe and a signal c1. The inverter 408 inverts the output signal of the NAND gate 405 and outputs a signal a2. The inverter 409 inverts the output signal of the NAND gate 406 and outputs a signal b2. The inverter 410 inverts the output signal of the NOR gate 407 and outputs a signal c2. Noah gate 411 receives signals g1 and c2. The inverter 412 receives the output signal of the NOR gate 411 and outputs a signal a1. Noah gate 413 receives signals g2 and c2. The inverter 414 receives the output signal of the NOR gate 413 and outputs a signal b1.

도 5는 도 4에 도시된 회로로부터 생성된 신호(a1, b1)의 펄스 파형을 설명하는 파형도이고, 도 6은 도 4에 도시된 회로로부터 생성된 신호(a2, b2)의 펄스 파형을 설명하는 파형도이다.FIG. 5 is a waveform diagram illustrating the pulse waveforms of the signals a1 and b1 generated from the circuit shown in FIG. 4, and FIG. 6 shows the pulse waveforms of the signals a2 and b2 generated from the circuit shown in FIG. 4. It is a waveform diagram explaining.

도 7은 도 3에서 블록도로 처리된 전하 펌핑부(306)의 일 실시예이다. FIG. 7 is an embodiment of the charge pumping unit 306 processed in the block diagram in FIG. 3.

도시된 바와같이, 전하 펌핑부는 내부전압(VBB)의 출력노드(out)와 노드(p1boot)사이에 연결된 NMOS 트랜지스터(701)와, 노드(p1boot)와 접지사이에 연결된 PMOS 트랜지스터(703)와, 출력노드(out)와 노드(p2boot)사이에 연결된 NMOS 트랜지스터(702)와, 노드(p2boot)와 접지사이에 연결된 PMOS 트랜지스터(704)와, PMOS 트랜지스터(703)의 게이트인 노드(g1boot)와 접지사이에 연결된 커패시터(709)와, 노드(g1boot)와 접지사이에 연결된 NMOS 트랜지스터(708)와, 노드 (g1boot)와 전원전압(VCC)사이에 연결된 스위칭부(707)와, 노드(g1)와 노드(g1boot)사이에 연결된 커패시터(705)와, PMOS 트랜지스터(704)의 게이트인 노드(g2boot)와 접지사이에 연결된 커패시터(712)와, 노드(g2boot)와 접지사이에 연결된 NMOS 트랜지스터(711)와, 노드(g2boot)와 전원전압(VCC)사이에 연결된 스위칭부(710)와, 노드(g2)와 노드(g2boot)사이에 연결된 커패시터(706)와, 노드(p1boot)와 노드(p1)사이에 연결된 커패시터(713)와, 노드(p2boot)와 노드(p2)사이에 연결된 커패시터(714)를 구비한다. 여기서, 노드(p1, p2, g1, g2)는 도 1에서 설명하였듯이 펌핑 제어부(305)에서 생성된 신호(p1, p2, g1, g2)가 인가되는 노드로서, 설명의 편의상 어떤 경우에는 노드로 어떤 경우에는 신호로 표시하기로 한다. As shown, the charge pumping unit includes an NMOS transistor 701 connected between an output node out of the internal voltage VBB and a node p1boot, a PMOS transistor 703 connected between a node p1boot and ground, NMOS transistor 702 connected between output node out and node p2boot, PMOS transistor 704 connected between node p2boot and ground, node g1boot, which is the gate of PMOS transistor 703, and ground A capacitor 709 connected therebetween, an NMOS transistor 708 connected between a node g1boot and ground, a switching unit 707 connected between a node g1boot and a power supply voltage VCC, and a node g1; A capacitor 705 connected between the node g1boot, a capacitor 712 connected between the node g2boot, which is the gate of the PMOS transistor 704, and ground, and an NMOS transistor 711 connected between the node g2boot and the ground. And a switching unit 710 connected between the node g2boot and the power supply voltage VCC, the node g2 and the node g2boot. A capacitor 706 connected therebetween, a capacitor 713 connected between the node p1boot and the node p1, and a capacitor 714 connected between the node p2boot and the node p2. Here, the nodes p1, p2, g1, and g2 are nodes to which the signals p1, p2, g1, and g2 generated by the pumping control unit 305 are applied as described with reference to FIG. 1. In some cases, it is indicated by a signal.

도 7에서, 스위칭부(707)는 신호(a1)에 의하여 제어되며, 스위칭부(710)는 신호(b1)에 의하여 제어되며, NMOS 트랜지스터(708)의 게이트에는 신호(a2)가 인가되며, NMOS 트랜지스터(711)의 게이트에는 신호(b2)가 인가된다. 또한, 노드(p1boot)는 NMOS 트랜지스터(702)의 게이트와 연결되며, 노드(p2boot)는 NMOS 트랜지스터(701)의 게이트와 연결된다. In FIG. 7, the switching unit 707 is controlled by the signal a1, the switching unit 710 is controlled by the signal b1, and the signal a2 is applied to the gate of the NMOS transistor 708. The signal b2 is applied to the gate of the NMOS transistor 711. In addition, the node p1boot is connected to the gate of the NMOS transistor 702, and the node p2boot is connected to the gate of the NMOS transistor 701.

이하, 도 7의 동작을 설명한다. Hereinafter, the operation of FIG. 7 will be described.

도 2에 비하여 도 7에서 새로이 추가된 구성 요소는 내부전압(VBB)이 안정된 후에 동작하므로 그 전까지의 기본적인 동작은 도 2에서 설명한 바와 사실상 동일하여 반복적인 설명을 생략하며, 이하에서는 내부전압(VBB)이 안정된 후 접지전압의 변동으로 인하여 내부전압(VBB)의 변동을 어떻게 차단하는 지에 대하여 설명하기로 한다. Compared to FIG. 2, since the newly added component in FIG. 7 operates after the internal voltage VBB is stabilized, the basic operation up to that point is substantially the same as that described in FIG. 2, and thus, a repetitive description is omitted. Hereinafter, the internal voltage VBB is omitted. The following describes how to block the change of the internal voltage (VBB) due to the change in the ground voltage after stabilization.

펌핑 동작에 의하여 내부전압(VBB)이 목표치에 도달한 후 일정 시간이 경과하면 노드(g1boot)는 -Vt, 노드(g2boot)는 Vt, 노드(p2boot)는 VBB가 된다. 이러한 상태에서, 도 2의 종래의 회로의 경우 VSS 전압이 높아지게 되어 트랜지스터(704)의 게이트-소오스 전압(Vgs)이 Vt 이상으로 벌어지게 되면 VBB 누설 전류가 발생한다. 이를 차단하기 위해서는 노드(g1boot, g2boot)의 레벨을 상승시켜 줄 필요가 있다. 이를 위하여, 본 발명에서는 노드(g1boot, g2boot)에 스위칭부(707, 710)를 연결하,여 도 4의 펌핑제어부로 입력되는 신호(ppe)가 하이 레벨이고 신호(g1, g2)가 하이 레벨일 때 신호(a1, b1)는 로우 레벨이 되어 스위칭부(707, 710)를 턴온시킨다. 그렇게 되면, 노드(g1boot, g2boot)의 레벨이 상승하여 VSS가 높아지는 현상이 발생하여도 트랜지스터(703, 704)가 턴온되는 현상을 막을 수 있다. 따라서, VBB 누설 전류의 발생이 사전에 차단되어 VBB 전압 레벨을 안정하게 유지할 수 있다. After a predetermined time elapses after the internal voltage VBB reaches the target value by the pumping operation, the node g1boot becomes -Vt, the node g2boot becomes Vt, and the node p2boot becomes VBB. In this state, in the conventional circuit of FIG. 2, when the VSS voltage becomes high and the gate-source voltage Vgs of the transistor 704 spreads above Vt, a VBB leakage current is generated. To block this, you need to raise the level of the nodes (g1boot, g2boot). To this end, in the present invention, the switching units 707 and 710 are connected to the nodes g1boot and g2boot, and the signal ppe input to the pumping controller of FIG. 4 is at a high level and the signals g1 and g2 are at a high level. In this case, the signals a1 and b1 are turned low to turn on the switching units 707 and 710. In this case, the transistors 703 and 704 can be prevented from turning on even when the level of the nodes g1boot and g2boot rises to increase the VSS. Therefore, generation of the VBB leakage current can be interrupted in advance, so that the VBB voltage level can be kept stable.

또한, 전하 펌핑부가 정상 동작을 수행하는 경우에는 노드(g1boot, g2boot)의 전위를 원래의 접지 전압으로 세팅하여야 한다. 이 경우에는 펌핑제어부(305)에서는 신호(ppe, g1, g2)를 이용하여 신호(a2, b2)를 하이 레벨로 만들어 노드(g1boot, g2boot)의 전위를 접지 전압으로 세팅한다. 그리고, 전하 펌핑부(306)의 동작에 의하여 신호(g1, g2)가 VSS로 될 때 노드(g1boot, g2boot)의 전압을 -VCC로 만들 수 있도록 해 준다. 그 이후의 정상적인 펌핑 동작은 종래에서 설명한 바와 동일하므로 추가 설명은 생략한다. In addition, when the charge pumping unit performs a normal operation, the potentials of the nodes g1boot and g2boot should be set to the original ground voltages. In this case, the pumping controller 305 sets the potentials of the nodes g1boot and g2boot to the ground voltage by making the signals a2 and b2 high by using the signals ppe, g1 and g2. When the signals g1 and g2 become VSS by the operation of the charge pumping unit 306, the voltages of the nodes g1boot and g2boot can be made -VCC. Since the normal pumping operation is the same as described previously, further description is omitted.

본 발명의 전하 펌핑부, 즉 내부 전압 발생기는 내부전압이 안정된 후에 주 변의 접지전압(구동전압)의 변동으로 인하여 내부전압이 변동되는 것을 차단하기 위하여 접지전압과 내부전압간의 연결 패스를 차단하는 구성 요소와 그 차단 신호를 생성하여 내부전압의 변동을 차단하고 있다. The charge pumping part of the present invention, that is, the internal voltage generator is configured to block a connection path between the ground voltage and the internal voltage in order to block the internal voltage from fluctuating due to the variation of the surrounding ground voltage (driving voltage) after the internal voltage is stabilized. It generates the element and its blocking signal to block the fluctuation of the internal voltage.

Claims (5)

펌핑 동작에 의하여 제 1 전압(VSS)으로부터 상기 제 1 전압과 레벨이 다른 내부전압(VBB)을 생성하는 내부전압 발생기에 있어서, In the internal voltage generator for generating an internal voltage (VBB) having a level different from the first voltage from the first voltage (VSS) by a pumping operation, 제 1 노드(out)와 제 2 노드(p1boot) 사이에 연결된 제 1 트랜지스터(701)와, 상기 제 1 노드(out)와 제 3 노드(p2boot) 사이에 연결된 제 2 트랜지스터(702)와, 상기 제 2 노드(p1boot)와 상기 제 1 전압 사이에 연결된 제 3 트랜지스터(703)와, 상기 제 3 노드(p2boot)와 상기 제 1 전압 사이에 연결된 제 4 트랜지스터(704)와, A first transistor 701 connected between a first node out and a second node p1boot, a second transistor 702 connected between the first node out and a third node p2boot, and A third transistor 703 connected between a second node p1boot and the first voltage, a fourth transistor 704 connected between the third node p2boot and the first voltage, 제 1 제어신호(p1)와 상기 제 2 노드(p1boot) 사이에 연결된 제 1 커패시터(713)와, 제 2 제어신호(p2)와 상기 제 3 노드(p2boot) 사이에 연결된 제 2 커패시터(714)와, 제 3 제어신호(g1)와 상기 제 3 트랜지스터(703)의 게이트 사이에 연결된 제 3 커패시터(705)와, 제 4 제어신호(g2)와 상기 제 4 트랜지스터(704)의 게이트 사이에 연결된 제 4 커패시터(706)와, A first capacitor 713 connected between a first control signal p1 and the second node p1boot and a second capacitor 714 connected between a second control signal p2 and the third node p2boot And a third capacitor 705 connected between the third control signal g1 and the gate of the third transistor 703, and connected between the fourth control signal g2 and the gate of the fourth transistor 704. A fourth capacitor 706, 상기 제 3 트랜지스터(703)의 게이트와 상기 제 1 전압 사이에 연결된 제 5트랜지스터(709)와, 상기 제 4 트랜지스터(704)의 게이트와 상기 제 1 전압 사이에 연결된 제 6트랜지스터(712)와, A fifth transistor 709 connected between the gate of the third transistor 703 and the first voltage, a sixth transistor 712 connected between the gate of the fourth transistor 704 and the first voltage; 상기 제 3 트랜지스터(703)의 게이트와 제 2 전압(VCC) 사이에 연결된 제 1 스위칭부(707)와, 상기 제 4 트랜지스터(704)의 게이트와 상기 제 2 전압(VCC) 사이에 연결된 제 2 스위칭부(710)를 구비하는 내부전압 발생기. A first switching unit 707 connected between the gate of the third transistor 703 and the second voltage VCC, and a second connected between the gate of the fourth transistor 704 and the second voltage VCC. Internal voltage generator having a switching unit (710). 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제 1 전압(VSS)은 접지이고, 상기 제 2 전압(VCC)은 전원전압이고, 상기 내부전압은 상기 접지 전압보다 낮은 전압인 것을 특징으로 하는 내부전압 발생기.The first voltage VSS is ground, the second voltage VCC is a power supply voltage, and the internal voltage is a voltage lower than the ground voltage. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 제 1 내지 제 4 제어신호에 인가되는 논리 레벨 신호를 이용하여 상기 내부전압을 소정의 목표치까지 도달시키는 것을 특징으로 하는 내부전압 발생기. And the internal voltage is reached to a predetermined target value by using logic level signals applied to the first to fourth control signals. 제 3 항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 내부전압이 목표치에 도달한 후, 상기 제 1 전압이 상승하는 경우, 상기 제 1 및 제 2 스위칭부(707, 708)를 턴온시켜 상기 제 3 및 제 4 트랜지스터(703, 704)를 턴온시키는 것을 특징으로 하는 내부전압 발생기.After the internal voltage reaches a target value, when the first voltage rises, the first and second switching units 707 and 708 are turned on to turn on the third and fourth transistors 703 and 704. Internal voltage generator, characterized in that. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 제 5 및 제 6 트랜지스터(709, 712)를 턴온시켜 상기 제 3 트랜지스터의 게이트와 상기 제 4 트래랜지스터(704)의 게이트 전압을 상기 제 1 전압으로 초기화하는 것을 특징으로 하는 내부전압 발생기.And turning on the fifth and sixth transistors (709, 712) to initialize the gate voltage of the third transistor and the gate voltage of the fourth transistor (704) to the first voltage.
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KR20050091234A (en) * 2004-03-11 2005-09-15 주식회사 하이닉스반도체 An internal voltage generator

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