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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltung zum Klammern einer
Wortleitungsspannung. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Schaltung zum
Klammern einer Wortleitungsspannung zum Einsatz in Vorrichtungen,
die bei einer hohen Spannung betrieben werden, und Flash Speicherzellen, welche
eine Pumpspannung eines stabilen Potentials selbst bei Schwankungen
in der Versorgungsspannung in dem Prozess des Pumpens der Versorgungsspannung
erzeugen kann.
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Im
allgemeinen werden Flash Speicherzellen oder vergleichbare Vorrichtungen
mit einer höheren Spannung
als eine allgemeine Versorgungsspannung betrieben. Diese höhere Spannung
wird durch eine Pumpschaltung erzeugt und durch eine Klammerschaltung überwacht,
so dass sie ein konstantes Potential aufrechterhalten kann.
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In
der
JP 2000195283
A ist eine Vpp-Regelschaltung beschrieben, wobei die Ausgangsspannung
OUT durch eine Reihenschaltung von (Transistor-)Dioden D1 ... D1n
teilbar ist und mit einer Referenzspannung VREFINT durch einen Komparator COM12
vergleichbar ist, wobei der Komparator eine Entlade-Einrichtung
M11 ansteuert.
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Mit
Bezug auf 1 wird der Betrieb einer beispielhaften
Wortleitungsspannungs-Klammerschaltung im Folgenden beschrieben.
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Wie
in 1 dargestellt, weist die herkömmliche Wortleitungsspannungs-Klammerschaltung eine
ein Pumpsignal erzeu gende Einrichtung 110 zum Erzeugen
eines Pumpsignals KICK an einem Pumpknoten Q11, einem ersten externen
Signal CE entsprechend; eine Vorladeeinrichtung 120 zum
Vorladen eines Ausgangsanschlusses; eine erste schaltende Einrichtung
Nil zum Entladen des Pumpknotens, einem zweiten externen Signal
ATD entsprechend; einen verstärkenden
Kondensator Cb der zwischen dem Pumpknoten und dem Ausgangsanschluss
angeschlossen ist, welcher das Potential am Ausgangsanschluss durch
einen Kopplungseffekt einer Kapazität erhöht, um die verstärkende Spannung Vboot
zu erzeugen, wenn das Pumpsignal KICK anliegt; eine Referenzspannungs-erzeugende
Einrichtung 130 zum Erzeugen einer Referenzspannung, dem
ersten externen Signal CE entsprechend; und eine Klammereinrichtung 140 zum
Vergleichen der Referenzspannung und des Potentials des Pumpknotens,
um das Potential des Pumpknotens anpassen zu können, auf.
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Die
das Pumpsignal erzeugende Einrichtung 110 weist einen Inverter
I11 zum Invertieren des ersten externen Signals CE, eine zweite
schaltende Einrichtung P11 zum Schalten der Versorgungsspannung
VDD, dem Ausgangssignal des Inverters I11 entsprechend, und einen
ersten und zweiten Widerstand R11 und R12 zum Aufteilen der Versorgungsspannung
VDD in gegebene Spannungen auf, wobei die aufgeteilten Spannungen
an den Pumpknoten Q11 in der Form des Pumpsignals KICK ausgegeben werden.
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Die
Klammereinrichtung 140 weist einen Komparator 141 zum
Vergleichen der Referenzspannung und des Potentials des Pumpknotens,
eine dritte schaltende Einrichtung P12 zum Schalten der Versorgungsspannung
VDD an den Pumpknoten Q11, dem Ausgangssignal des Komparators 141 entsprechend,
und eine vierte schaltende Einrichtung P13 zum Schalten der Versorgungsspannung
VDD an den Pumpknoten Q11 abhängig
von einem Ausgangssignal eines exklusiven NOR Gatters auf, wobei
das exklusive NOR Gatter I12 das Ausgangssignal des Komparators 141 und
das zweite externe Signal ATD als Eingangssignal benutzt. Zu diesem Zeitpunkt
ist die Treiberleistungsfähigkeit
der vierten schaltenden Einrichtung P13 höher als die der dritten schaltenden
Einheit P12.
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In
der oben genannten Pumpsignal-erzeugenden Einrichtung 110 entspricht
die Vorladeeinrichtung 120 und der verstärkende Kondensator
Cb einem Basisaufbau einer Selbstladeschaltung, welche die Versorgungsspannung
pumpt, um eine höhere
Spannung zu produzieren. Um die Selbstladeschaltung zu betreiben,
empfängt
sie ein Chip-Freigabesignal und ein Adressenumwandlungs-Detektionssignal.
Das erste externe Signal CE entspricht dem Chip-Freigabesignal und
das zweite externe Signal ATD entspricht dem Adressenumwandlungs-Detektionssignal
ATD. Wenn das erste externe Signal CE anliegt, wird der Adressen-Signaleingang zugelassen
und das zweite externe Signal ATD wird erzeugt.
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Zunächst, wenn
das erste externe Signal CE anfangs angelegt wird, obwohl der Pumpknoten
Q11 einen Entladezustand durch die erste schaltende Einrichtung
N11 aufrechterhält,
wird der Entladezustand gestoppt, das pumpende Signal KICK wird
in der Pumpsignal-erzeugenden Einrichtung 110 erzeugt und
wird dann an den Pumpknoten Q11 angelegt und die Referenzspannung
Vref wird dann in der Referenzspannungs-erzeugenden Einrichtung 130 erzeugt.
Zu diesem Zeitpunkt ist das Pumpsignal KICK, das von der Pumpsignal-erzeugenden
Einrichtung 110 erzeugt wird, niedriger als eine Zielspannung,
die an den pumpenden Knoten Q11 angelegt ist und an die Zielspannung
durch die klammernde Einrichtung 140 geklammert ist.
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Der
Komparator 141 in der Klammereinrichtung 140 vergleicht
die Referenzspannung Vref und das Potential des Pumpsignals KICK
des Pumpknotens Q11, um den Umfang mit dem das Pumpsignal KICK zusätzlich geladen
wird zu bestimmen.
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Im
dem Fall, dass der Pumpknoten Q11 in einem kleinen Umfang aus der
Versorgungsspannung VDD durch Anlegen einer hohen Versorgungsspannung
VDD geladen werden muss, erzeugt der Komparator 141 ein
Ausgangssignal mit einem LOW Pegel, um die dritte schaltende Einrichtung
P12, welche eine niedrige Treiberkapazität aufweist, in einen anderen
Zustand versetzt. Somit kann der Pumpknoten Q11 zusätzlich mit
der Versorgungsspannung VDD geladen werden, so dass das Potential
des Pumpknotens Q11 die Zielspannung erreichen kann. Zu diesem Zeitpunkt
erzeugt das exklusive NOR Gatter I12 ein Signal mit einem HIGH Pegel
in Abhängigkeit des
Ausgangssignals des Komparators 141 und des Ausgangssignals
des Pumpknotens Q11, welches folglich die vierte schaltende Einrichtung
P13 in einen Aus-Zustand versetzt.
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Im
Gegensatz dazu erzeugt der Komparator 141 ein Ausgangssignal
mit einem HIGH Pegel, um die dritte schaltende Einheit P12 in einen
Aus-Zustand zu versetzen, in dem Fall, dass der Pumpknoten Q11 in
einem großen
Umfang von der Versorgungsspannung VDD durch Anlegen einer niedrigen Versorgungsspannung
VDD geladen werden muss. Das exklusive NOR Gatter I12 erzeugt ebenfalls
ein Signal mit einem LOW Pegel in Abhängigkeit des Ausgangssignals
des Komparators 141 und des Potentials des Pumpknotens
Q11, so dass die vierte schaltende Einrichtung P13, welche eine
hohe Treiberkapazität
aufweist, in einen EIN-Zustand
versetzt wird. Deshalb kann der Pumpknoten Q11 zusätzlich in
einem großen
Umfang mit der Versorgungsspannung VDD geladen werden, so dass das
Potential des Pumpknotens Q11 das Zielpotential erreichen kann.
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Folglich
lädt die
Klammereinrichtung 140 den Pumpknoten Q11 ausreichend mit
der Versorgungsspannung VDD durch die dritte oder vierte schaltende
Einrichtung P12 oder P13, um das Pumpsignal KICK zu erzeugen, welches
das Potential, das eine verstärkende
Zielspannung Vboot erzeugen kann, zu einem gewissen Grad aufweist.
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Um
eine konstante verstärkende
Spannung Vboot zu erzeugen, und Variationen in der Versorgungsspannung
VDD auszugleichen, muss dieser Typ einer Wortleitungsspannungs-Klammerschaltung
den Komparator 141 aufweisen, der die Versorgungsspannungs-Detektionseinrichtung
darstellt. Im Fall der Versorgungsspannung VDD, obwohl die Spannung
der Versorgungsspannung außerhalb
eines Chips eine stabile Versorgungsspannung VDD bereitstellt, wird
die Versorgungsspannung VDD innerhalb des Chips durch einen schwingenden
Effekt aufgrund des Leistungsverbrauchs beeinflusst. Insbesondere
wird das Laden, um die verstärkende Spannung
Vboot am Ausgangsanschluss zu erhalten, den Zeitabschnitt, wenn
die Detektion erfolgt, ein Ereignis sein, das den verstärkenden
Kondensator treibt, so dass das Pumpsignal KICK einen großen Wert
annimmt. Folglich ist der Zeitabschnitt sensibel auf Rauschen, da
viel Leistung aufgenommen wird. Deshalb ergibt sich ein Nachteil,
da das Detektionsverfahren der Versorgungsspannung VDD anfällig gegen
Rauschen ist. Außerdem
ergibt sich ein Problem, da die Detektion der Energieversorgung
erst nach der Änderung
des zweiten externen Signals ATD vom HIGH Pegel zum LOW Pegel einsetzt,
welches die Betriebsgeschwindigkeit der Vorrichtung verringert.
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Mit
Bezug auf den Energieverbrauch der Wortleitungsspannungs-Klammerschaltung
ergibt sich ein Problem, dass der Energieverbrauch gesteigert ist,
da immer ein Strompfad auftritt.
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Im
Betrieb mit sich anfangs entladendem Pumpknoten Q11 ergibt sich
ein Strompfad über
den zweiten Widerstand R12 und die schaltende Einrichtung Nil durch
die schaltende Einrichtung P11 und den ersten Widerstand R11. Folglich
ergibt sich ein Energieverbrauch.
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Im
Betrieb des sich zusätzlich
ladenden Pumpknotens Q11 mit einer gegebenen Versorgungsspannung,
um die verstärkende
Spannung Vboot zu erzeugen, ergibt sich ein Strompfad über den
zweiten Widerstand R12 der Pumpsignal-erzeugenden Einrichtung 110 durch
die dritte und vierte schaltende Einrichtung P12 oder P13. Folglich
wird ein Energieverbrauch erzeugt.
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Die
Erfindung stellt eine Schaltung zum Klammern einer Wortleitungsspannung
nach Anspruch 1 zur Verfügung.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Die
oben genannten Aspekte und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung
werden in der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden
Zeichnungen erklärt,
in denen:
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1 ein
Schaltungsdiagramm einer herkömmlichen
Wortleitungsspannungs-Klammerschaltung ist;
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2 ein
Schaltungsdiagramm einer Wortleitungsspannungs-Klammerschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung
ist;
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3 ein
Schaltungsdiagramm, welches den Betrieb einer Steuerungssignal-erzeugenden Einrichtung
nach 2 erklärt,
ist; und
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4 ein
charakteristisches Schaubild, welches die Wellenform und das Eingangssignal
eines bestimmten Knotens in den 2 und 3,
ist.
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Die
vorliegende Erfindung wird detailliert mittels einer bevorzugten
Ausführungsform
mit Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche
oder funktionsgleiche Bestandteile bezeichnen.
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2 ist
ein Schaltungsdiagramm einer Wortleitungsspannungs-Klammerschaltung
gemäß der vorliegenden
Erfindung, 3 ist ein Schaltungsdiagramm,
welches den Betrieb einer Steuerungssignal-erzeugenden Einrichtung
nach 2 erklärt,
und 4 ist ein charakteristisches Schaubild, welches die
Wellenform und das Eingangssignal eines bestimmten Knotens in den 2 und 3 verdeutlicht.
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Wie
in 2 dargestellt, weist die Wortleitungs-Klammerschaltung
eine Steuerungsignal-erzeugende Einrichtung 210 zum Erzeugen
eines ersten und zweiten Steuerungssignals CLMP_EN und CLMP_ENb
entsprechend einem ersten bis dritten Signal CE, ATD und CLAMP;
eine Vorlade-Schaltung 220 zum Erzeugen einer pumpenden
Spannung Vboot an einem Ausgangsanschluss OUT entsprechend dem ersten
und zweiten Signal CE und ATD; eine Referenzspannungs-erzeugende
Einrichtung 230 zum Erzeugen einer Referenzspannung entsprechend
dem ersten Signal CE; eine Klammersteuerungs-Einrichtung 240 zum
Erfassen der Pumpspannung Vboot, welche eine Vergleichsspannung CLAMP_IN
erzeugt, die ein Freigabe-Signal ist, das vom ersten und zweiten
Steuerungs-Signal CLMP_EN und CLMP_ENb abhängig ist; einen Komparator 250 zum
Vergleichen der Referenzspannung Vref und der Vergleichsspannung
CLAMP_IN, um ein drittes Signal CLAMP zu erzeugen und eine Entladeeinrichtung 260 zum
Entladen des Potentials der Pumpspannung Vboot durch ein gegebenes
Potential entsprechend dem dritten Signal CLAMP, auf.
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Die
Steuerungssignal-erzeugende Einrichtung 210 weist ein erstes
NAND Gatter I211 zum eingangsseitigen Empfang eines ersten und zweiten
Signals CE und ATD; einen erster Inverter I212 zum Invertieren eines
Ausgangssignals des ersten NAND Gatters I211; eine erste Verzögerungs-Einrichtung I213
zum Verzögern
eines Ausgangssignals des ersten Inverters I212; ein erstes NOR
Gatter I214 zum Empfangen der Ausgangssignale des ersten Inverters
I212 und der ersten Verzögerungseinrichtung I213;
ein zweites NAND Gatter I215 zum eingangsseitigen Empfangen des
ersten und dritten Signals CE und CLAMP; einen zweiten Inverter
I216 zum Invertieren eines Ausgangssignals des zweiten NAND Gatters
I215; eine zweite Verzögerungseinrichtung I217
zum Verzögern
eines Ausgangs des zweiten Inverters I216; ein zweites NOR Gatter
I218 zum Empfangen der Ausgangssignale des zweiten Inverters I216
und der zweiten Verzögerungseinrichtung
I217; ein drittes NAND Gatter I219 zum Empfangen der Ausgangssignale
des ersten und zweiten NOR Gatters I214 und I218, um das erste Steuerungssignal CLMP_EN
zu erzeugen; und einen dritten Inverter I220 zum Invertieren eines
Ausgangssignals des dritten NAND Gatters I219, um das zweite Steuerungssignal
CLMP_ENb zu erzeugen, auf.
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Die
Klammersteuerungseinrichtung 240 weist eine Hauptklammersteuerungseinrichtung 241 und
eine Unter-Klammersteuerungseinrichtung 242 auf.
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Die
Unter-Klammersteuerungseinrichtung 242 weist eine Diodenverbindungsstruktur
auf, in welcher ein Drain-Anschluss und ein Gate-Anschluss miteinander
verbunden sind. Die Unter-Klammersteuerungseinrichtung 242 weist
einen ersten Transistor N21, der zwischen einem Ausgangsanschluss OUT
und einem ersten Knoten B0 angeschlossen ist, um eine erste Spannung
an dem ersten Knoten B0 zu erzeugen; einen zweiten Transistor N22,
welcher zwischen dem ersten Knoten B0 und dem zweiten Knoten B1
angeschlossen ist, um eine zweite Spannung an einem zweiten Knoten
B1 zu erzeugen; einen dritten Transistor N23, welcher zwischen dem zweiten
Knoten B1 und dem dritten Knoten B2 angeschlossen ist, um eine dritte
Spannung an dem dritten Knoten B2 zu erzeugen; einen vierten Transistor N24,
welcher zwischen dem Source-Anschluss des dritten Transistors N23
und einem Masseanschluss angeschlossen ist; ein erstes Transfer – Gatter
T21 zum Anschluss eines Source-Anschlusses des dritten Transistors
N23 und eines Gate-Anschlusses des vierten Transistors N24 abhängig von
dem ersten und zweiten Steuerungssignal CLMP_EN und CLMP_ENb; und
einen fünften
Transistor N25 zum Verbinden des Gate-Anschlusses des vierten Transistors
N24 und des Masseanschlusses abhängig von
dem zweiten Steuerungssignal CLMP_ENb, auf. Der erste bis vierte
Transistor N21 bis N24 sind in einer dreifach Wannen-Struktur ausgebildet.
Die dreifach p-Wanne ist entsprechend einem Gehäuse mit dem Masseanschluss
verbunden. Die dreifach n-Wanne des ersten bis dritten Transistors
N21 bis N23 sind jeweils mit den Drain-Anschlüssen verbunden. An eine dreifach
n-Wanne des vierten Transistors N24 ist die Spannungsversorgung
angelegt. Die Schwellenspannung des vierten Transistors N24 ist höher als
die des ersten bis dritten Transistors N21 bis N23.
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Die
Hauptklammersteuerungseinrichtung 241 weist eine Dioden-Verbindungsstruktur
auf, in welcher ein Drain-Anschluss und ein Gate-Anschluss miteinander
verbunden sind und ist ebenfalls in Serie mit dem Ausgangsanschluss
OUT geschaltet. Die Hauptklammersteuerungseinrichtung 241 weist
einen sechsten bis achten Transistor N26 bis N28, welche als spannungssenkende
Einrichtung eingesetzt werden, einen neunten Transistor N29, welcher
zwischen einem Source-Anschluss des achten Transistors N28 und dem
Masseanschluss angeschlossen ist, ein zweites Transfergatter T22
zum Verbinden des Source-Anschlusses des achten Transistors N28 und
des Gate-Anschlusses des neunten Transistors N29 abhängig von
dem ersten und zweiten Steuerungssignal CLMP_EN und CLMP_ENb, und
einen zehnten Transistor N30 zum Verbinden eines Gate-Anschlusses
des neunten Transistors N29 und des Masseanschlusses abhängig von
dem zweiten Steuerungssignal CLMP_ENb, auf. Der sechste bis neunte
Transistor N26 bis N29 ist in einer dreifach Wannenstruktur gebildet.
Die dreifach p-Wanne des sechsten Transistors N26 wird mit dem Potential
des ersten Knotens B0 beaufschlagt, an welchen der erste und zweite
Transistor N21 und N22 angeschlossen ist. Die dreifach n-Wanne ist
mit dem Drain-Anschluss verbunden. Die dreifach p-Wanne des siebten
Transistors N27 wird mit dem Potential des zweiten Knotens B1 beaufschlagt,
an welchen der zweite und dritte Transistor N22 und N23 angeschlossen sind.
Die dreifach n-Wanne ist mit dem Drain-Anschluss verbunden. Eine
dreifach p-Wanne des achten Transistors N28 wird mit dem Potential
des dritten Knotens B2 beaufschlagt, an welchen der dritte und vierte
Transistor N23 und N24 angeschlossen sind, und eine dreifach n-Wanne
ist mit dem Drain-Anschluss verbunden. Die dreifach p-Wanne des
neunten Transistors N29 ist mit dem Masseanschluss verbunden, und
die Versorgungsspannung wird an die dreifach n-Wanne angelegt. Die
Schwellenspannung des neunten Transistors N29 ist niedriger als
die des sechsten bis achten Transistors N26 bis N28.
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Die
Entladeeinrichtung 260 ist mit dem Ausgangsanschluss OUT
verbunden. Die Entladeeinrichtung 260 weist eine Stromquelle
Is zum Entladen des Potentials der schaltenden Einrichtung N261
auf, welche abhängig
vom Ausgangssignal und dem Ausgangsanschluss OUT geschaltet wird.
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Der
Betrieb der Wortleitungsklammerschaltung, welche wie oben genannt
aufgebaut ist, wird im Folgenden beschrieben.
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Wie
in der 3 und 4 dargestellt, pumpt die Vorladeschaltung 220 die
Versorgungsspannung, um die Pumpspannung Vboot zu erzeugen, wenn
das erste und zweite Signal CE und ATD mit einem HIGH Pegel in der
ersten Periode T1, die eine In itialisierungsstufe ist, angelegt
wird. Die Referenzspannungserzeugende Einrichtung 230 erzeugt ebenfalls
die Referenzspannung Vref abhängig
von dem ersten Signal CE, um sie an den ersten Eingangsanschluss
des Komparators 250 anzulegen. Die Steuerungssignal-erzeugende
Einrichtung 210 erzeugt das erste und zweite Steuerungssignal CLMP_EN
und CLMP_ENb abhängig
von dem ersten bis dritten Signal CE, ATD und CLAMP. Das dritte Signal
CLAMP weist anfangs einen LOW Pegel als Ausgangssignal des Komparators 250 auf.
Die Entladeeinrichtung 260 arbeitet nicht abhängig von
dem dritten Signal CLAMP, welches ein Anfangs-Ausgangssignal des
Komparators 250 ist.
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Der
Betrieb, bei welchem das erste und zweite Steuerungssignal CLMP_EN
und CLMP_ENb von der Steuerungssignal-erzeugenden Einrichtung 210 erzeugt
werden, wird wie folgt beschrieben.
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Wenn
das erste und zweite Signal CE und ATD mit einem HIGH Pegel an das
erste NAND Gatter I211 angelegt werden, erzeugt das erste NAND Gatter
I211 ein LOW Signal, welches dann von dem ersten Inverter I212 invertiert
wird. An den ersten Eingangsanschluss des ersten NOR Gatters I214
wird ein Signal mit einem HIGH Pegel, welches von dem ersten Inverter
I212 invertiert wurde, angelegt, und an den zweiten Eingangsanschluss
wird ein Signal mit einem HIGH Pegel, welches von dem ersten Inverter
I212 invertiert wurde, über
die erste Verzögerungseinrichtung
I213 angelegt, so dass das erste NOR Gatter I214 ein Signal mit
einem LOW Pegel erzeugt. Dieses LOW Pegel Signal wird an den ersten Eingangsanschluss
des dritten NAND Gatters I219 angelegt. Dann erzeugt das dritte
NAND Gatter I219 das erste Steuerungssignal CLMP_EN mit einem HIGH
Pegel unabhängig
von dem Signal, welches an den zweiten Eingangsanschluss angelegt
wird. Der dritte Inverter I220 invertiert das erste Steuerungssignal
CLMP_EN mit einem HIGH Pegel, um das zweite Steuerungssignal CLMP_ENb
mit einem LOW Pegel zu erzeugen. Zu diesem Zeitpunkt wird die Breite des
von dem ersten NOR Gatter I214 erzeugten Pulses durch Verzögern des
zweiten Signals ATD, die erste Verzögerungseinrichtung I213 einsetzend,
gesteigert, welches dem Überlappen
mit dem dritten Signal CLAMP dient. Die Breite des Pulses der durch das
zweite NOR Gatter I218 erzeugt wird, wird durch Verzögern des
dritten Signals CLAMP, die zweite Verzögerungseinrichtung I217 einsetzend,
gesteigert, welches das erste Steuerungssignal CLMP_EN mit einem
längeren
und stabileren Puls erzeugt, um die Vergleichsspannung CLAMP_EN
während
des Klammerns zu stabilisieren.
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Das
erste und zweite Steuerungssignal CLMP_EN und CLMP_ENb werden an
das erste und zweite Transfer-Gatter T21 und T22 der Klammersteuerungseinrichtung 240 angelegt.
Abhängig
von dem ersten und zweiten Steuerungssignal CLMP_EN und CLMP_ENb
wird der Gate- und der Drain-Anschluss des vierten Transistors N24
mit dem Gate T21 des ersten Transistors verbunden, um die Unter-Klammersteuerungseinrichtung 242 freizugeben,
und der Gate- und der Drain-Anschluss des achten Transistors N28
wird mit dem zweiten Transfer-Gatter T22 verbunden, um die Hauptklammersteuerungseinrichtung 241 freizugeben.
Zu diesem Zeitpunkt wird die Spannung jedes der Knoten B0 bis B2,
welche in der Unter-Klammersteuerungseinrichtung 242 erzeugt
wurde, an die dreifach p-Wanne des sechsten bis achten Transistors
N26 bis N28 zur Spannungsabsenkung angelegt, welche in der Hauptklammersteuerungseinrichtung 241 zur
Einstellung der Schwellenspannung beinhaltet ist.
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Detaillierter
erklärt,
wird die Referenzspannung Vref, welche durch die Referenzspannungs-erzeugende
Einrichtung 230 erzeugt wird, durch die Schwellenspannung
durch den ersten Transistor N21 der Unter-Klammersteuerungseinrichtung 242 abgesenkt.
Das abgesenkte Potential des ersten Knoten B0 wird dann an die dreifach
p-Wanne des sechsten Transistors N26 in der Haupt-Klammersteuerungseinrichtung 241 angelegt.
Die dreifach n-Wanne
des sechsten Transistors N26 ist mit dem Drain-Anschluss verbunden
und wird mit dem Potential des Drain-Anschlusses beaufschlagt. Das
Potential des ersten Knoten B0 wird durch die Schwellenspannung durch
den zweiten Transistor N22 abgesenkt. Das abgesenkte Potential des
zweiten Knoten B1 wird dann an die dreifach p-Wanne des siebten
Transistors N27 der Haupt-Steuerungseinrichtung 241 angelegt.
Die dreifach n-Wanne des siebten Transistors N27 ist mit dem Drain-Anschluss
verbunden und wird mit dem Potential des Drain-Anschlusses beaufschlagt.
Zusätzlich
wird das Potential des zweiten Knoten B1 durch die Schwellenspannung
durch den dritten Transistor N23 abgesenkt. Das abgesenkte Potential
des dritten Knotens B2 wird dann an die dreifach p-Wanne des achten
Transistors N28 in der Hauptklammersteuerungseinrichtung 241 angelegt. Die
dreifach n-Wanne
des achten Transistors N28 wird an den Drain-Anschluss angelegt
und wird mit dem Potential des Drain-Anschlusses beaufschlagt. Die
Potentiale jedes der Knoten B0 bis B2, welche in der Unter-Klammersteuerungseinrichtung 242 erzeugt
werden, wird an die dreifach p-Wanne des sechsten bis achten Transistors
N26 bis N28 in der Hauptklammersteuerungseinrichtung 241 angelegt, so
dass die Schwellenspannungen des sechsten bis achten Transistors
N26 bis N28 eingestellt werden können.
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Die
Hauptklammersteuerungseinrichtung 241 senkt die Pumpspannung
Vboot um eine gegebene Spannung durch die Transistoren N26 bis N28 zur
Spannungsabsenkung ab, welche in Reihe zur Hauptklammersteuerungseinrichtung 241 geschaltet sind.
Die Hauptklammersteuerungseinrichtung 241 legt ebenfalls
eine Ver gleichsspannung CLAMP_IN an den zweiten Eingangs-Anschluss
des Komparators 250 durch das erste Transfer-Gatter T21
an.
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In
der zweiten Periode T2 vergleicht der Komparator 250 die
Vergleichsspannung CLAMP_IN, welche in der Klammersteuerungseinrichtung 240 erzeugt
wird, mit der Referenzspannung Vref, welche in der Referenzspannungs-erzeugenden
Einrichtung 230 erzeugt wird. Da die Vorladeschaltung 220 die
Pumpspannung Vboot höher
als die Zielspannung erzeugt, wird eine Vergleichsspannung CLAMP_IN
eines hohen Potentials erzeugt. Folglich erzeugt der Komparator 250 das
dritte Signal CLAMP mit einem HIGH Pegel, welches die Entladeeinrichtung 260 treibt,
weil die Vergleichsspannung CLAMP_IN höher als die Referenzspannung
Vref ist.
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Das
dritte Signal CLAMP, welches in dem Komparator 250 erzeugt
wird, schaltet die schaltende Einrichtung N261 der Entladeeinrichtung 260 ein
und verbindet den Ausgangsanschluss OUT der Wortleitungs-Klammerschaltung
mit der Stromquelle Is zum Entladen der Pumpspannung Vboot des Ausgangsanschlusses
OUT.
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Weil
die Pumpspannung Vboot entladen wird, wird die Pumpspannung Vboot
auf die Zielspannung vermindert. Somit wird die Vergleichsspannung CLAMP_IN
auf die Referenzspannung Vref vermindert.
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In
der dritten Periode T3 erzeugt der Komparator 250 das dritte
Signal CLAMP mit einem LOW-Pegel, um die schaltende Einrichtung
N261 der Entladeeinrichtung 260 auszuschalten, wenn die
Vergleichsspannung CLAMP_IN niedriger als die Referenzspannung Vref
ist, da die Pumpspannung Vboot durch die Entladeeinrichtung 260 entladen
wird.
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Zu
diesem Zeitpunkt erzeugt die Steuerungssignal-erzeugende Einrichtung 210 das
erste Steuerungssignal CLMP_EN mit einem LOW Pegel und erzeugt das
zweite Steuerungssignal CLMP_ENb mit einem HIGH Pegel, während das dritte
Signal CLAMP von einem HIGH Pegel auf einen LOW Pegel gewechselt
wird.
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Der
Betrieb, bei welchem das erste und zweite Steuerungssignal CLMP_EN
und CLMP_ENb in der Steuerungssignal-erzeugenden Einrichtung 210 erzeugt
wird, wird wie folgt beschrieben.
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Wenn
das erste Signal CE mit einem HIGH Pegel und das zweite Signal ATD
mit einem LOW Pegel an das erste NAND Gatter I211 angelegt wird,
erzeugt das erste NAND Gatter I211 das Signal mit einem HIGH Pegel,
welches dann durch den ersten Inverter I212 invertiert wird. An
den ersten Eingangsanschluss des ersten NOR Gatters I214 wird das
Signal mit einem LOW Pegel angelegt, welches durch den ersten Inverter
I212 invertiert wurde, und an den zweiten Eingangsanschluss wird
das Signal mit einem LOW Pegel angelegt, welches durch den ersten Inverter
I212 über
die Verzögerungseinrichtung
I213 invertiert wird, und erzeugt somit ein Signal mit einem HIGH
Pegel. Das zweite NAND Gatter I215 wird mit dem ersten Signal CE
mit einem HIGH Pegel und dem dritten Signal CLAMP mit einem LOW
Pegel beaufschlagt, um das Signal mit einem HIGH Pegel zu erzeugen,
welches dann durch den zweiten Inverter I216 invertiert wird. An
den zweiten Eingangsanschluss des zweiten NOR Gatters I218 wird
das Signal mit einem LOW Pegel angelegt, welches durch den zweiten
Inverter I216 invertiert wurde, und an den zweiten Eingangsanschluss
wird das Signal mit einem LOW Pegel angelegt, welches durch den
zweiten Inverter I216 über
die zweite Verzögerungseinrichtung
I217 invertiert wurde, und erzeugt somit ein Signal mit einem HIGH
Pegel. Die Signale mit HIGH Pegel, welche in dem ersten und zweiten
NOR Gatter I214 und I218 erzeugt wurden, werden an den ersten und
zweiten Eingangsanschluss des dritten NAND Gatters I219 angelegt,
um das erste Steuerungssignal CLMP_EN mit einem LOW Pegel zu erzeugen. Der
dritten Inverter I220 invertiert das erste Steuerungssignal CLMP_EN
mit einem LOW Pegel, um das zweite Steuerungssignal CLMP_ENb mit
einem HIGH Pegel zu erzeugen.
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Das
erste und zweite Transfergatter T21 und T22 der Klammersteuerungseinrichtung 240 werden abhängig von
dem ersten und zweiten Steuerungssignal CLMP_EN und CLMP_ENb ausgeschaltet.
Die Klammersteuerungseinrichtung 240 wird dadurch außer Betrieb
gesetzt. Wenn der fünfte
und zehnte Transistor N25 und N30 abhängig von dem zweiten Steuerungssignal
CLMP_ENb angeschaltet werden, wird außerdem der Gate Anschluss des
vierten und achten Transistors N24 und N28 auf Masse gelegt. Dadurch
wird der vierte und achte Transistor N24 und N28 ausgeschaltet und
ein Strompfad von dem Ausgangsanschluss OUT der Wortleitungsklammerschaltung
zum Masseanschluss folglich verhindert. Der zehnte Transistor N30,
welcher von dem zweiten Steuerungssignal CLMP_ENb angeschaltet wird, verbindet
den zweiten Eingangsanschluss des Komparators 250 mit dem
Masseanschluss, um den Betrieb des Komparators 250 zu stoppen.
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Wenn
der Betrieb des Komparators 250 gestoppt wird, und die
schaltende Einrichtung N261 durch das dritte Signal CLAMP ausgeschaltet
wird, wird der Betrieb der Entladeeinrichtung 260 gestoppt, und
der Entladebetrieb der Pumpspannung Vboot, welche auf die Zielspannung
eingestellt ist, wird ebenfalls gestoppt, so dass die Zielspannung
aufrechterhalten werden kann.
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Danach
wird die Pumpspannung Vboot, welche auf die Zielspannung eingestellt
ist, an die Wortleitung über
den Lastwiderstand R200 und den Lastkondensator C200 angelegt, wenn die
schaltende Einrichtung S200, welche den Ausgangsanschluss OUT der
Wortleitungsklammerschaltung und den Wortleitungsanschluss verbindet,
durchgeschaltet wird.
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In
dem oben genannten Betriebsfall kann die DC Vorspannungseinstellung
der Hauptklammersteuerungseinrichtung 241 durch das Anlegen
der Potentiale jedes der Knoten B0 bis B2 in der Unter-Klammersteuerungseinrichtung 242 an
die dreifach p-Wannen
der Transistoren N26 bis N28 in der Hauptklammersteuerungseinrichtung 241 verhindert werden.
Das ist, was die Gehäusespannung
von jedem der dreifach nMOS Transistoren zu steuern hat, nämlich die
Schwellenspannung durch einen Gehäuseeffekt von jedem der dreifach
nMOS Transistoren. Es ist somit möglich, die Pumpspannung Vboot
der Vorladeschaltung durch Einstellen der Vorspannung der Unter-Klammersteuerungseinrichtung 242,
einfacher und exakter zu steuern. Da dies direkt die Einstellung
der Wortleitungsspannung betrifft, bedeutet das, dass die Einstellung
des Wortleitungs-Spannungspegels flexibel ist. Ebenso ist der Einsatz
des Potentials des ersten bis dritten Knotens B0 bis B2, welches
durch die Unter-Klammersteuerungseinrichtung 242 erzeugt
wird, flexibel. Sie wird unempfindlich gegenüber Gruppen zu Gruppen und
Wafer zu Wafer Variationen von jedem der dreifach nMOS Transistoren
durch unter Spannung setzen der dreifach p-Wannen, welche ein Gehäuse der
dreifach nMOS Transistoren N26 bis N28 der Hauptklammersteuerungseinrichtung 241 sind.
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Insbesondere
führt die
Wortleitungsklammerschaltung den Klammerbetrieb nur durch, wenn die
Pumpspannung Vboot, welche in der Vorladeschaltung 220 erzeugt
wird, die Zielspannung erreicht. Nach dem Klammerbetrieb werden
alle Strompfade der Klammersteuerungseinrichtung 240 gestoppt,
um den Energieverbrauch zu minimieren.
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In
dem Fall des zweiten Signals ATD, wie in 4 dargestellt,
kann es etwas länger
als die Pulsbreite sein, welche durch die erste Verzögerungseinrichtung
I213 der Steuerungssignal-erzeugenden Einrichtung 210 eingespeist
wird. Dies dient dem Überlappen
mit dem dritten Signal CLAMP, Zusätzlich kann es in dem Fall
des dritten Signals CLAMP länger
als die Pulsbreite sein, welche anfangs durch die zweite Verzögerungseinrichtung
I217 der Steuerungssignal-erzeugenden Einrichtung 210 erzeugt wird.
Dies dient insgesamt der Stabilisierung des Signals.
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Wie
aus der oben genannten Beschreibung verstanden werden kann, klammert
die vorliegende Erfindung die Pumpspannung an eine Zielspannung ohne
die Versorgungsspannung zu detektieren. Deshalb kann die vorliegende
Erfindung die Pumpspannung unempfindlich gegenüber Rauschen machen, und kann
nach dem Klammern den Energieverbrauch durch Ausschließen von
Strompfaden minimieren. Außerdem
kann die vorliegende Erfindung die Geschwindigkeit ohne den Verlust
einer Wartezeit zum Durchführen
des Klammerns und Zeiteinteilungsverlusten verbessern. Des weiteren
stellt die vorliegende Erfindung eine Gehäusevorspannung des Transistors
zum Absenken der Spannung ein, um eine einfache Klammerspannungseinstellung
zu erlauben, und macht die Klammerspannung unempfindlich gegenüber Gruppen
zu Gruppen und Waver zu Waver Variationen.
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Die
vorliegende Erfindung wurde mit Bezug auf eine bestimmte Ausführungsform
in Verbindung mit einer bestimmten Anwendung beschrieben. Jene, die
Fachmann auf dem Gebiet sind und Zugang zu den Lehren der vorliegenden
Erfindung haben, werden zusätzliche
Modifikationen und Anwendungen innerhalb des Geltungsbereichs anerkennen.
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Es
ist deshalb durch die angehängten
Ansprüche
vorgesehen, jede und alle solche Applikationen, Modifikationen und
Ausführungsformen
im Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung abzudecken.