DE19812096A1 - Ladepumpenschaltung für ein Halbleiterspeichergerät - Google Patents
Ladepumpenschaltung für ein HalbleiterspeichergerätInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Speichergerät und ins
besondere eine verbesserte Ladepumpenschaltung für ein
Halbleiterspeichergerät.
Fig. 1 zeigt eine Ladepumpenschaltung für ein dem Stand der
Technik entsprechendes Halbleiterspeichergerät. Ein Oszilla
tor 11 empfängt ein Freigabesignal, führt eine Schwingungs
operation aus und generiert ein Impulssignal. Erste und zwei
te Klemmschaltungen 12, 14 fixieren das vom Oszillator 11
generierte Impulssignal auf einem konstanten Pegel, wenn das
vom Oszillator 11 generierte Impulssignal ein einen vorgege
benen Wert überschreitendes Potential hat. Kondensatoren 13,
15 sind zwischen dem Oszillator 11 und der ersten und zweiten
Klemmschaltung 12 und 14 parallel geschaltet und erhöhen das
Potential des vom Oszillator 11 ausgegebenen Impulssignals
auf einen erforderlichen Spannungspegel. Das Drain eines Aus
gangstransistors 16 ist mit einem Ausgangssignal des Konden
sators 13, das Gate mit einem Ausgangssignal des Kondensators
15 und die Source mit einem Ausgangsknoten 17 verbunden.
Ein Pullup-Transistor 18 ist zwischen dem Ausgangsknoten 17
und einem Versorgungspotential Vcc geschaltet und führt eine
Vorladeoperation aus, wenn die Spannung eingeschaltet ist.
Ein Überspannungsdetektor 19 ist zwischen dem Oszillator 11
und dem Ausgangsknoten 17 geschaltet und erkennt einen Über
spannungszustand des Ausgangsknotens 17, so daß der Oszilla
tor 11 bei einer am Ausgangsknoten 17 auftretenden Überspan
nung seinen Betrieb einstellt. Ein Leitungskondensator 20 und
ein Ladekondensator 21 sind mit einem Ausgangswert des Aus
gangstransistors 16 gekoppelt, um eine erhöhte Spannung aus
zugeben. Ein Entkopplungskondensator 22 arbeitet mit einer
Ladepumpe zusammen, um eine stabil erhöhte Spannung auszuge
ben.
Beim Einschalten der Spannung wird ein Versorgungspotential
Vcc an den Pullup-Transistor 18 angelegt. Das angelegte Span
nungspotential Vcc wird um einen Schwellenspannungspegel Vt
des Pullup-Transistors 18 verringert, und eine verringerte
Spannung (Vcc-Vt) wird an den Ausgangsknoten 17 angelegt.
Die Spannung (Vcc-Vt), mit der der Ausgangsknoten 17 vor
geladen wird, wird im Überspannungsdetektor 19 erkannt.
Da die im Überspannungsdetektor 19 erkannte Spannung (Vcc -
Vt) niedriger ist als die Versorgungsspannung Vcc, gibt der
Überspannungsdetektor 19 ein Freigabesignal EN an den Oszil
lator 11 aus, um diesen dadurch die aktivieren. Der Oszilla
tor 11 führt dementsprechend eine Schwingungsoperation aus
und generiert ein Impulssignal.
Wenn das vom Oszillator 11 generierte Potential auf einem
niedrigen Pegel liegt, werden die erste und zweite Klemm
schaltung 12, 14 deaktiviert, und die Kondensatoren 13, 15
führen eine Pumpoperation aus. Dementsprechend werden die
entsprechenden Potentiale an Drain und Gate des Ausgangstran
sistors 16 auf das Zweifache des Versorgungspotentials Vcc
angehoben. Der Ausgangstransistor 16 wird eingeschaltet, und
eine Source-Anschlußspannung Vccw des Ausgangstransistors 16
erreicht eine Spannung (2Vcc-Vt), wobei Vt die Schwellen
spannung des Ausgangstransistors 16 ist. Die Spannung (2Vcc-
Vt) wird über den Ausgangsknoten 17 an eine Speicherzelle an
gelegt.
Zu diesem Zeitpunkt erkennt der Überspannungsdetektor 19 wie
derholt die Spannung am Ausgangsknoten 17 und steuert den
Betrieb des Oszillators 11 entsprechend dem erkannten Span
nungswert. Die wiederholte Erkennung durch den Überspannungs
detektor 19 wird so lange fortgesetzt, bis ein erkannter re
sultierender Wert das Potential (Vcc + Vt) erreicht. Wird
während der wiederholten Operation eine Überspannung erkannt,
veranlaßt der Überspannungsdetektor 19 den Oszillator 11 da
zu, seinen Betrieb einzustellen.
Ist die an die Ladepumpe gelieferte Spannung nicht angemes
sen, wird der Pullup-Transistor 18 so eingesetzt, daß er die
Ladepumpe wirksam umgeht. Das bedeutet, daß der Pullup-Tran
sistor 18 aktiviert ist, wenn die Sourceanschlußspannung Vccw
kleiner ist als die Spannung Vcc-Vt (Vccw < (Vcc-Vt)),
und daß der Pullup-Transistor 18 ausgeschaltet ist, wenn die
Sourceanschlußspannung Vccw größer ist als die Spannung Vcc -
Tv (Vccw < (Vcc-Vt)).
Das Potential der Drain- und Gate-Anschlüsse des Ausgangs
transistors 16 während einer Pumpoperation ist jedoch zweimal
so groß wie die Versorgungsspannung (2Vcc), während die Span
nung am Ausgangsknoten 17 auf den Betrag der Schwellenspan
nung 16 gesenkt wird, um damit die Spannung (2Vcc-Vt) zu
erhalten. Als Ergebnis wird die Ladung am Drainanschluß des
Ausgangstransistors 16 nicht vollständig zum Ausgangsknoten
17 übertragen. Da die Drainanschlußladung des Ausgangstran
sistors 16 nicht vollständig an den Ausgangsknoten 17 über
tragen wird, wird des weiteren die Pumpleistung bei einer
niedrigen Spannung verringert, was bei Anliegen einer niedri
gen Spannung zu instabilem Betrieb führt.
Es ist demnach die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Ladepumpenschaltung mit hohem Leistungsvermögen für ein Halb
leiterspeichergerät bereitzustellen, die in der Lage ist,
unter Verwendung einer von außerhalb des Chips gelieferten
Versorgungsspannung oder einer internen Spannung eine erhöhte
Spannung zu generieren und die generierte hohe Spannung ver
lustfrei an einen Ausgangsknoten auszugeben, die es möglich
macht, unverzüglich Ladung an einen Ausgangsknoten mit einem
niedrigen Spannungspegel zu liefern und durch Verbessern der
Pumpleistung eine stabile Operation auszuführen, und die in
der Lage ist, den Betrag der elektrischen Leistung zu verrin
gern, indem sie eine geeignete Ladungsgröße an einen auf
einer hohen Spannung liegenden Knoten liefert.
Zur Lösung der obigen Aufgabe wird eine Ladepumpenschaltung
mit hohem Leistungsvermögen für ein Halbleiterspeichergerät
bereitgestellt, die folgendes aufweist: einen Hochspannungs
detektor zur Ausgabe eines Hochspannungsdetektorsignals, wenn
die angelegte Versorgungsspannung einen vorgegebenen Span
nungspegel erreicht, einen Regler zur Ausgabe eines auf einem
hohen Pegel liegenden Ein-Signals, wenn die erhöhte Spannung
unter eine vorgegebene Spannung abgefallen ist, während er
kannt wird, daß die erhöhte Spannung im eingeschalteten Zu
stand angelegt ist, eine Steuerung, die an der abfallenden
Flanke eines Zeilenzugriffs-Abtastsignals angesteuert wird
und ein auf einem hohen Pegel liegendes Zeilenzugriffs-
Abtast-Impulssignal ausgibt, einen Oszillator zum Generieren
eines Schwingungsimpulssignals entsprechend dem vom Regler
ausgegebenen auf einem hohen Pegel liegenden Einschaltsig
nals, eine Ladepumpe zum Ausführen einer Pumpoperation, bis
das Schwingungsimpulssignal den potentialwert (Vdd + 2Vt) er
reicht, wenn das Schwingungsimpulssignal vom Oszillator an
sie angelegt wird, und zum Anhalten der Pumpoperation, wenn
das auf einem hohen Pegel liegende Hochspannungsdetektor
signal angelegt wird, einen Pullup-Transistor zum Vorladen
der erhöhten Spannung Vpp auf einen Potentialwert (Vdd - Vt),
wenn die Spannung eingeschaltet ist, und einen an einen
Endausgangsanschluß angeschlossenen Entkopplungskondensator
zum Ausführen einer Ladungsspeicher- und Entkopplungsopera
tion.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung und werden für den Fachmann
aus der Verwirklichung der Erfindung offensichtlich. Die Er
findung wird anhand der bei liegenden Zeichnungen näher erläu
tert, in denen identische Bezugszeichen einander entsprechen
de Elemente kennzeichnen; Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ladepumpenschaltung gemäß
dem Stand der Technik;
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Ladepumpenschaltung mit
hohem Leistungsvermögen für ein Halbleiterspeichergerät gemäß
einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine detaillierte Schaltungsansicht eines Hochspan
nungsdetektors im Schaltbild von Fig. 2;
Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Ladepumpe im Schaltbild von
Fig. 2;
Fig. 5 eine detaillierte Schaltungsansicht entsprechender Ab
schnitte im Schaltbild von Fig. 4;
Fig. 6A bis 6G Impulsdiagramme der jeweiligen Signale im
Schaltbild von Fig. 2;
Fig. 7A bis 7J Impulsdiagramme der jeweiligen Signale im
Schaltbild von Fig. 4; und
Fig. 8 ein Blockschaltbild der Ladepumpenschaltung mit hohem
Leistungsvermögen für ein Halbleiterspeichergerät gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 zeigt eine Ladepumpenschaltung mit hohem Leistungsver
mögen für ein Halbleiterspeichergerät gemäß einem ersten Aus
führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Ein Hochspan
nungsdetektor 22 gibt ein Hochspannungsdetektorsignal HVDET
aus, wenn eine angelegte Versorgungsspannung Vdd einen vorge
gebenen Spannungspegel erreicht. Ein Regler 23 gibt ein auf
einem hohem Pegel liegendes Ein-Signal LON aus, wenn die er
höhte Spannung Vpp unter eine vorgegebene Spannung abgefallen
ist, und erkennt die erhöhte während der eingeschalteten
Spannung angelegte Spannung Vpp. Eine Steuerung 21 wird an
der abfallenden Flanke eines RASB-Zeilenzugriffs-Abtast)-
Signals angesteuert und gibt ein auf einem hohen Pegel
liegendes Zeilenzugriffs-Abtast-Signal RASP aus. Ein
Oszillator 24 generiert gemäß dem vom Regler 23 ausgegebenen
auf einem hohen Pegel liegenden Ein-Signal LON ein Schwin
gungsimpulssignal OSCH. Eine Ladepumpe 25 führt eine Pumpope
ration aus, bis das Signal OSCH den Potentialwert (Vdd + 2Vt)
erreicht, wenn das Schwingungsimpulssignal OSCH vom Oszilla
tor 24 an sie angelegt wird, und hält die Pumpoperation an,
wenn das auf einem hohen Pegel liegende Hochspannungsdetek
torsignal HVDET angelegt wird. Ein Pullup-Transistor 26 lädt
die erhöhte Spannung Vpp auf das Potential (Vdd-Vt) vor,
wenn die Spannung eingeschaltet ist. Ein Entkopplungskonden
sator 27 ist mit einem Endausgangsanschluß verbunden und
führt eine Ladungsspeicher- und Entkopplungsoperation aus.
Fig. 3 zeigt ein detailliertes Schaltbild des Hochspannungs
detektors 22. Ein Referenzspannungsgenerator 200a generiert
eine beliebig festgelegte Referenzspannung, wenn die Spannung
eingeschaltet ist. Ein Pegeldetektor 200b erkennt den Pegel
des angelegten Versorgungspotentials Vdd und gibt ein Detek
torsignal aus. Erste bis vierte Inverter 200c bis 200f verzö
gern das Detektorsignal des Pegeldetektors 200b um eine vor
gegebene Zeit, regeln die Ausgangstaktung ein und geben das
eingeregelte Signal aus.
Fig. 4 zeigt ein detailliertes Schaltbild der in Fig. 2 dar
gestellten Ladepumpe 25. Eine Impulslaufzeitsteuerung 40 ge
neriert erste bis fünfte Impulssignale 40a, 40b, 40c, 40d,
40f mit jeweils einer vorgegebenen Impulsbreite entsprechend
dem Pegel des Impulssignals RASP oder des Schwingungsimpuls
signals OSCH. Erste bis vierte Pumpkondensatoren 41 bis 44
führen eine Pumpoperation gemäß dem entsprechenden Pegel der
von der Impulslaufzeitsteuerung 40 ausgegebenen Impulssignale
aus.
Eine Doppelverstärkerschaltung 47 empfängt die von der Im
pulslaufzeitsteuerung 40 generierten dritten bis fünften
Impulssignale, führt eine doppelte Verstärkungsoperation aus,
um deren erforderliche Pegel zu erhalten, und hält die dop
pelte Verstärkungsoperation an, wenn das auf einem hohen
Pegel liegende Hochspannungsdetektorsignal HVDET angelegt
wird. Ein Pullup-Transistor 50 hält einen Ausgangsknoten 41a
des ersten Pumpkondensators 41 auf dem Potential (Vdd - Vt),
wenn die Spannung eingeschaltet ist. Eine zweite Klemmschal
tung 46 fixiert das Potential des Ausgangsknotens 41a zwi
schen dem Ausgangsknoten 41a des ersten Pumpkondensators 41
und einem Ausgangsknoten 44a des vierten Pumpkondensators 44
und hält den Ausgangsknoten 44a auf einem vorgegebenen Span
nungspegel. Eine erste Klemmschaltung 45 fixiert das Poten
tial des Ausgangsknotens 41a zwischen dem Ausgangsknoten 41a
und einem Ausgangsknoten 43a des dritten Pumpkondensators 43
und hält den Ausgangsknoten 43a auf einem vorgegebenen Span
nungspegel. Eine erste und eine zweite Begrenzerschaltung 48,
49 kappen die angelegte hohe Versorgungsspannung Vdd auf eine
vorgegebene Spannung und halten die entsprechenden Ausgangs
knoten 41a, 44a der ersten und vierten Pumpkondensatoren 41
bzw. 44 gemäß der gekappten Spannung auf einem vorgegebenen
Spannungspegel. Ein MOS-Transistor 53 hält einen Ausgangs
knoten 42a des zweiten Pumpkondensators 42 während der ersten
Pumpoperation auf dem Versorgungspotential Vdd, und ein
erster und zweiter Ausgangstransistor 51, 52 übertragen die
Ladung des Ausgangsknotens 42a an einen Ausgangsknoten.
Nunmehr werden Funktion und Auswirkungen der so aufgebauten
Ladepumpenschaltung mit hohem Leistungsvermögen für ein Halb
leiterspeichergerät gemäß der vorliegenden Erfindung be
schrieben.
Zunächst wird wie in Fig. 2 dargestellt bei der extern ange
legten Versorgungsspannung Vdd die an den Ausgangsknoten aus
gegebene erhöhte Spannung Vpp auf ein Potential Vdd - Vt vor
geladen, wie in Fig. 6A dargestellt. Das Bezugszeichen Vt
kennzeichnet hier eine Schwellenspannung des Pullup-Transi
stors 26. Wechselt ein Einschaltsignal PWRUP von einem hohen
auf einen niedrigen Pegel, wie in Fig. 6B dargestellt, so
wechselt das Ein-Signal LON der Reglers 23 von einem niedri
gen auf einen hohen Pegel, wie in Fig. 6E dargestellt, der an
den Oszillator 24 angelegt wird.
In einer ersten Phase des Einschaltens tp (Fig. 6F) wird der
Knoten 41a mit einem Potential (Vdd-Vt) entsprechend dem
Einschalten des Pullup-Transistors 50 durch die Pumpoperation
des ersten Pumpkondensators 41 auf ein Potential (2Vdd + Vt)
angehoben. Die erhöhte Spannung schaltet den MOS-Transistor
53 ein, um dadurch den Knoten 42a auf dem Potential Vdd zu
halten.
Der Ausgangsknoten 41a des ersten Pumpkondensators 41 bleibt
auf dem Potential 2Vdd-Vt, so daß die erste bzw. zweite
Klemmschaltung 45, 46 eine Klemmoperation ausführen. Die ent
sprechenden Ausgangsknoten 43a, 44a des dritten bzw. vierten
Kondensators 43, 44, die jeweils auf einem niedrigen Pegel
liegende Impulssignale 40b, 40c von der Impulslaufzeitsteue
rung 40 erhalten haben, werden nicht aktiviert.
Der das auf einem hohen Pegel liegende Ein-Signal LON vom
Regler 23 erhaltende Oszillator 24 wird an der ansteigenden
Flanke des Ein-Signals LON angesteuert, was in der Generie
rung eines Schwingungsimpulssignals OSCH resultiert, das eine
vorgegebene Impulsbreite hat, wie in Fig. 6F dargestellt. Das
generierte Schwingungsimpulssignal OSCH wird an die Ladepumpe
25 angelegt und in dieser gepumpt, bis die erhöhte Spannung
Vpp das Potential (Vdd + 2Vt) erreicht.
Wenn die erhöhte Spannung Vpp das vorgegebene Potential (Vdd
+ 2Vt) erreicht, wechselt das Ein-Signal LON im Regler 23 auf
einen niedrigen Pegel, um den Betrieb des Oszillators 24 an
zuhalten. Der Oszillator 24 beendet die Generierung des
Schwingungsimpulssignals OSCH, und die Ladepumpe 25 stellt
die Pumpoperation ein.
Ist die erhöhte Spannung Vpp niedriger als das Potential (Vdd
+ 2Vt), gibt der Regler 23 ein auf einem hohen Pegel liegen
des Ein-Signal LON aus, um den Oszillator 24 zu aktivieren.
Der aktivierte Oszillator 24 gibt ein Schwingungsimpulssignal
OSCH aus, und die Ladepumpe 25 erhöht das Potential der er
höhten Spannung Vpp auf das Potential (Vdd + 2Vt). Die Steue
rung 21 erhält das auf einem hohen Pegel liegende Ein-Signal
LON vom Regler 23 und ein auf einem hohen Pegel liegendes ex
tern angelegtes Signal RASB, um ein auf einem niedrigen Pegel
liegendes Impulssignal RASP auszugeben. Wenn das Signal RASB
von der ansteigenden zur abfallenden Flanke wechselt, wie in
Fig. 6C dargestellt, wird das auf einem hohen Pegel liegende
Impulssignal RASP 10 ns an die Ladepumpe 25 ausgegeben, wie
in Fig. 6D dargestellt. Zu diesem Zeitpunkt führt die Lade
pumpe 25, die das auf einem hohen Pegel liegende Impulssignal
RASP erhält, eine Pumpoperation aus und bleibt aktiviert, bis
die erhöhte Spannung Vpp auf das Potential (Vdd + 2Vt) ange
hoben worden ist. Obwohl die Ladepumpe 25 eine Pumpoperation
ausführt und der Signalpegel auf das Potential (Vdd + 2Vt)
angehoben wird, wird die Ladepumpe 25 synchron mit dem auf
einem niedrigen Pegel liegenden Signal RASB.
Der Hochspannungsdetektor 22 erkennt wiederholt die Versor
gungsspannung Vdd, und wenn diese einen vorgegebenen Span
nungspegel erreicht, wie in Fig. 6A dargestellt, wird das auf
einem hohen Pegel liegendes Hochspannungsdetektorsignal HVDET
an die Ladepumpe 25 ausgegeben, wie in Fig. 6G dargestellt,
um den Betrieb der Doppelverstärkerschaltung der Ladepumpe 25
anzuhalten.
Nunmehr folgt unter Bezugnahme auf Fig. 4, 5 und 7A bis 7J
eine Erläuterung, wie die Ladepumpe 25 durch Erhalt des
Impulssignals RASP und des Schwingungsimpulssignals OSCH eine
Pumpoperation ausführt, bis die erhöhte Spannung Vpp das
Potential (Vdd + 2Vt) erreicht, und wie sie arbeitet, wenn
das auf einem hohen Pegel liegende Hochspannungsdetektor
signal HVDET angelegt wird.
Wenn das Impulssignal RASP oder das Schwingungsimpulssignal
OSCH an die Ladepumpe 25 angelegt wird, gibt zunächst die
Impulslaufzeitsteuerung 40 auf hohem oder niedrigem Pegel
liegende Impulssignale 40a, 40b, 40c, 40d, 40f aus. Wird das
auf einem niedrigen Pegel liegende Schwingungsimpulssignal
OSCH angelegt, wie in Fig. 7B, 7C, 7E und 7G dargestellt,
generiert die Impulslaufzeitsteuerung 40 auf einem hohen
Pegel liegende erste, vierte und fünfte Impulssignale 40a,
40d, 40f und auf einem niedrigen Pegel liegende zweite und
dritte Impulssignale 40b, 40c.
Wenn das Schwingungsimpulssignal OSCH von einem niedrigen
nach einem hohen Pegel geht, wie in Fig. 7B dargestellt,
generiert die Impulslaufzeitsteuerung 40 die auf niedrigem
oder hohem Pegel liegenden Signale 40a, 40b, 40c, 40d, 40f.
Das bedeutet, daß die Impulssignale 40a, 40d und 40f jeweils
auf einen niedrigen Pegel und die Impulssignale 40b und 40c
jeweils auf einen hohen Pegel wechseln.
Entsprechend dem Einschalten des MOS-Transistors 53 werden
die Ausgangsknoten 42a, 43a, die jeweils durch das Potential
Vdd vorgeladen wurden, gemäß der Pumpoperation des zweiten
Pumpkondensators 42 und des dritten Pumpkondensators 43 auf
das Potential 2Vdd gebracht, wie in Fig. 7F und 7H darge
stellt. Ein Knoten 40e generiert entsprechend der Operation
der Doppelverstärkerschaltung 47 ein Impulssignal mit dem
Potential Vdd-Vt mit einer Breite von einigen Nanosekunden,
wie in Fig. 7I dargestellt.
Danach wird nach einigen Nanosekunden eine Pegelverschiebe
schaltung 480 wie in Fig. 5 dargestellt aktiviert, und ent
sprechend der Operation der Pegelverschiebeschaltung 480 wird
ein Impulssignal mit dem Potential Vpp zurückgeschickt, so
daß in einer Vorladespannung mit dem Potential Vdd die Span
nung am Knoten 44a auf das Potential 2Vdd + Vt entsprechend
dem vierten Pumpkondensator 44 angehoben wird, wie in Fig. 7J
dargestellt. Generieren der mit der ersten Begrenzerschaltung
48 verbundene Knoten 41a und der mit der zweiten Begrenzer
schaltung 49 verbundene Knoten 44a eine die vorgegebene Span
nung übersteigende Spannung, wird die die vorgegebene Span
nung übersteigende Spannung gekappt, um so eine konstante
Spannung aufrechtzuerhalten. Das Potential am Knoten 41a wird
also auf dem Pegel Vdd gehalten, und die Knoten 42a, 43a
wechseln jeweils auf den Pegel 2Vdd, wie in Fig. 7F und 7H
dargestellt. Das Spitzenpotential am Knoten 44a wird auf dem
Pegel 2Vdd + Vt gehalten, wie in Fig. 7J dargestellt, wodurch
die NMOS-Transistoren 51, 52 eingeschaltet werden und dement
sprechend das Potential des Knotens 42a in ausreichender
Weise an den Knoten Vpp übertragen wird.
Bei der bisher beschriebenen Operation handelt es sich um den
Fall, in dem das an die Doppelverstärkerschaltung 47 angeleg
te Hochspannungsdetektorsignal HVDET auf einem niedrigen Pe
gel liegt. Steigt die Spannung Vdd an und erreicht eine vom
Hochspannungsdetektor 22 vorgegebene Spannung, wird ein auf
einem hohen Pegel liegendes Hochspannungsdetektorsignal HVDET
generiert, wodurch die Doppelverstärkerschaltung 47 keine
Doppelverstärkungsoperation ausführt.
Zu diesem Zeitpunkt wird ein Transistor 485 in einer Impuls
eingangssteuerung 47a der Doppelverstärkerschaltung 47 ein
geschaltet, wenn das Schwingungsimpulssignal OSCH auf einem
niedrigen Pegel liegt, wie in Fig. 5 dargestellt. Der Knoten
40e geht auf einen niedrigen Pegel, da das auf einem niedri
gen Pegel liegende Impulssignal 40c an den Knoten 40e über
tragen wird.
Obwohl das Schwingungsimpulssignal OSCH auf einen hohen Pegel
wechselt, wird das Potential am Knoten 40e entsprechend dem
Transistor 485 bis auf das Potential Vdd-Vt gebracht. Das
Potential am Knoten 44a wird gemäß der Pumpoperation des
vierten Pumpkondensators 44 bis auf das Potential 2Vdd-Vt
abgesenkt, wie Fig. 7J dargestellt. Mit ansteigendem Poten
tial Vdd wird eine am Gate-Anschluß des zweiten Ausgangs
transistors 52 oder am Knoten 44a induzierte Spannung kon
trollierbar und dient zum Schutz eines Halbleiterspeicher
geräts, um dadurch einen stabilen Betrieb zu ermöglichen.
Die obige unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschriebene Operation
wird nunmehr unter Bezugnahme auf Fig. 5 detaillierter be
schrieben. Das Impulssignal RASP und das Schwingungsimpuls
signal OSCH werden in einem NOR-Gatter 401 der Impulslauf
zeitsteuerung 40 einer NOR-Operation unterzogen. Das NOR-
Gatter 401 gibt das fünfte Impulssignal 40f an die Doppel
verstärkerschaltung 47 aus. Das fünfte Impulssignal 40f wird
über ein erstes NOT-Gatter 402 invertiert und beim Durchgang
durch eine erste und eine zweite Verzögerungseinheit 403, 404
um eine vorgegebene Zeit verzögert.
Ein erstes NOR-Gatter 405 in einem ersten Impulsgenerator 420
führt mit dem im ersten NOT-Gatter 402 invertierten Impuls
signal und mit dem die erste und zweite Verzögerungseinheit
403, 404 durchlaufenen Signal eine NOR-Operation aus. Das
Ausgangssignal des NOR-Gatters 405 durchläuft nacheinander
ein zweites und ein drittes NOT-Gatter 406, 407, um dadurch
das erste Impulssignal 40a auszugeben. In einem zweiten Im
pulsgenerator 430 durchläuft das die erste Verzögerungsein
heit 403 durchlaufene Signal nacheinander ein viertes und ein
fünftes NOT-Gatter 408, 409, so daß das zweite Impulssignal
40b generiert wird, dessen Phase derjenigen des ersten Im
pulsgenerators 420 entgegengesetzt ist.
Ein im ersten NOT-Gatter 402 invertiertes Signal und ein die
erste und zweite Verzögerungseinheit 403, 404 durchlaufenes
Signal werden in einem ersten NAND-Gatter 410 in einem drit
ten Impulsgenerator 440 einer NAND-Operation unterzogen, wel
cher demgemäß das vierte Impulssignal 40d an die Doppelver
stärkerschaltung 47 ausgibt. Das vierte Impulssignal 40d wird
über ein sechstes NOT-Gatter 411 zum dritten Impulssignal 40c
gewandelt, dessen Phase derjenigen des vierten Impulssignals
40d entgegengesetzt ist.
Wird das auf einem hohen Pegel liegende Schwingungsimpuls
signal OSCH angelegt, wechseln die Impulssignale 40a, 40d,
40f jeweils nach einem niedrigen Pegel und die Impulssignale
40b, 40c jeweils nach einem hohen Pegel. Wird das auf einem
niedrigen Pegel liegende Schwingungsimpulssignal OSCH ange
legt, wechseln die Impulssignale 40a, 40d, 40f jeweils nach
einem hohen Pegel und die Impulssignale 40b, 40c jeweils nach
einem niedrigen Pegel.
Zu diesem Zeitpunkt wird der NMOS-Transistor 485 in der Im
pulseingangssteuerung 47a ausgeschaltet, wenn das auf einem
niedrigen Pegel liegende Hochspannungsdetektorsignal HVDET
angelegt wird, und ein erstes Übertragungsgatter 471 sowie
ein zweites Übertragungsgatter 476 werden jeweils in den
betriebsbereiten Zustand gebracht. Das erste Übertragungsgat
ter 471 wird dementsprechend eingeschaltet, und das von der
Impulslaufzeitsteuerung 40 ausgegebene Impulssignal 40d wird
daran angelegt.
Liegt das Impulssignal 40d auf einem niedrigen Pegel, wird es
an einen Eingangsanschluß eines dritten NOR-Gatters 475 in
einer Impulsübertragungseinheit 47b angelegt, und an einen
anderen Anschluß des dritten NOR-Gatters 475 in der Impuls
übertragungseinheit 47b wird ein auf einem hohen Pegel lie
gendes Signal angelegt, das beim Durchlaufen einer dritten
Verzögerungseinheit 472 und eines achten NOT-Gatters 473 ver
zögert und invertiert wird. Das dritte NOR-Gatter 475 liefert
ein auf einem niedrigen Pegel liegendes Signal, das in ihm
einer NOR-Operation unterzogen wurde, über eine vierte Verzö
gerungseinheit 481 an das Gate eines Transistors 484, wodurch
dieser ausgeschaltet wird.
Zu diesem Zeitpunkt führt ein viertes NOR-Gatter 477 in einer
Operationssignalausgabeeinheit 47e eine NOR-Operation mit
einem auf einem niedrigen Pegel liegenden das dritte NOR-
Gatter 475 in der Impulsübertragungseinheit 47b durchlaufenen
und mit dem auf einem niedrigen Pegel liegenden das erste
Übertragungsgatter 471 durchlaufenen Impulssignal 40d aus.
Das nach der NOR-Operation auf einem hohen Pegel liegende
Signal wird in einem neunten NOT-Gatter 478 zu einem auf
einem niedrigen Pegel liegenden Signal invertiert, das sei
nerseits an einen Eingangsanschluß eines fünften NOR-Gatters
479 übertragen wird. Das vom neunten NOT-Gatter 478 ausgege
bene auf einem niedrigen Pegel liegende Signal und das vom
zweiten Übertragungsgatter 476 ausgegebene auf einem niedri
gen Pegel liegende Impulssignal 40f werden im fünften NOR-
Gatter 479 einer NOR-Operation unterzogen, welche wiederum
ein auf einem hohen Pegel liegendes Signal generiert, so daß
die Pegelverschiebeschaltung 480 nicht aktiviert wird. Dem
entsprechend wird ein PMOS-Transistor 486 in einer Steuerung
47d für die erhöhte Spannung ausgeschaltet.
Ein Transistor 487 wird durch ein auf einem niedrigen Pegel
liegendes Signal, das das erste Übertragungsgatter 471 durch
laufen hat, und ein auf ein auf einem hohen Pegel liegendes
Signal, das in einem zehnten NOT-Gatter 483 nach einem AND-
Gatter 482 invertiert wurde, eingeschaltet. Ein Transistor
488 wird durch das auf einem hohen Pegel liegenden Hochpsan
nungsdetektorsignal HVDET eingeschaltet, das in einem siebten
NOT-Gatter 470 invertiert wird, wodurch der Knoten 40e auf
einen niedrigen Pegel gelegt wird.
Wechselt das Schwingungsimpulssignal OSCH von einem niedrigen
auf einen hohen Pegel, so daß die Impulssignale 40d, 40f
ebenfalls jeweils auf einen hohen Pegel wechseln, durchlaufen
das auf einem hohen Pegel liegende Impulssignal 40d, das das
erste Übertragungsgatter 471 durchlaufen hat, und ein auf
einem niedrigen Pegel liegendes verzögertes und invertiertes
Signal nacheinander die dritte Verzögerungseinheit 472 und
das achte NOT-Gatter 473 und werden im dritten NOR-Gatter 475
des ersten Impulsübertragungseinheit 47b einer NOR-Operation
unterzogen. Das vom dritten NOT-Gatter 475 erhaltene auf
einem niedrigen Pegel liegende Signal wird über die vierte
Verzögerungseinheit 481 an das Gate des Transistors 484 ge
legt, wodurch dieser von einem eingeschalteten in einen aus
geschalteten Zustand gebracht wird.
Das vierte NOR-Gatter 477 in der Operationssignalausgabeein
heit 47e führt eine NOR-Operation mit einem auf einem nied
rigen Pegel liegenden Signal (das das dritte NOR-Gatter 475
in der ersten Impulsübertragungseinheit 47b durchlaufen hat)
und mit einem auf einem hohen Pegel liegenden Signal (das das
erste Übertragungsgatter 471 durchlaufen hat) aus. Das resul
tierende auf einem niedrigen Pegel liegende Signal wird an
das neunte NOT-Gatter 478 ausgegeben. Das vom neunten NOT-
Gatter 478 invertierte auf einem hohen Pegel liegende Signal
und das auf einem hohen Pegel liegende Impulssignal 40f, das
das zweite Übertragungsgatter 476 durchlaufen hat, werden im
fünften NOR-Gatter 479 einer NOR-Operation unterzogen.
Wird das vom fünften NOR-Gatter 479 erhaltene auf einem nied
rigen Pegel liegende Signal an die Pegelverschiebeschaltung
480 angelegt, wird diese aktiviert, um dadurch ein auf einem
niedrigen Pegel liegendes Impulssignal an das Gate des PMOS-
Transistors 486 anzulegen. Zu diesem Zeitpunkt wird der Tran
sistor 487 durch das AND-Gatter 476 und das zehnte NOT-Gatter
483 ausgeschaltet, wodurch der PMOS-Transistor 486 einge
schaltet und der Knoten 402 auf das Potential Vdd-Vt gelegt
wird.
Wechselt das Hochspannungsdetektorsignal HVDET von einem
niedrigen auf einen hohen Pegel, werden das erste und das
zweite Übertragungsgatter 471 und 476 ausgeschaltet, so daß
die Impulsübertragungseinheit 47b und die Operationssignal
ausgabeeinheit 47c deaktiviert werden, wodurch der Transistor
485 in der Impulseingangssteuerung 47a eingeschaltet wird.
Liegt das Impulssignal 40c auf einem niedrigen Pegel, bleibt
der Knoten 40e auf einem niedrigen Pegel, liegt das Impuls
signal 40c auf einem hohen Pegel, nimmt der Knoten 40e das
Potential Vdd - Vt an.
Die jeweiligen Drains eines Paares MOS-Transistoren in jeder
der ersten und zweiten Klemmschaltung 45, 46 sind gemeinsam
mit der Versorgungsspannung verbunden. Jedes Gate des MOS-
Transistorpaares in jeder der ersten und zweiten Klemmschal
tung 45, 46 ist mit jedem Drain desselben verbunden. Das
Potential am Knoten 41a wird fixiert, um dadurch die Knoten
43a, 44a auf einer vorgegebenen Spannung zu halten, wenn
dieses höher als ein vorgegebener Pegel ist.
Die Drains und Gates einer Vielzahl NMOS-Transistoren in
jeder der ersten und zweiten Begrenzerschaltung 48, 49 sind
nacheinander miteinander verbunden. Die Vielzahl NMOS-Transi
storen in jeder der ersten und zweiten Begrenzerschaltung 48,
49 sind beginnend mit der Versorgungsspannung Vdd zueinander
parallel geschaltet. Wird die Versorgungsspannung Vdd mit
einem hohen Pegel angelegt, so wird eine vorgegebene Spannung
gekappt, so daß die Knoten 41a, 44a auf einer vorgegebenen
Spannung gehalten werden.
Der erste bis vierte Pumpkondensator 41 bis 44 (Fig. 5) ver
wenden jeweils einen Transistorkondensator des P-Typs. Wie in
Fig. 8 dargestellt, erzielen erste bis vierte Pumpkondensato
ren 41' bis 44' unter Verwendung von Transistorkondensatoren
des N-Typs jeweils die gleichen Wirkungen wie der erste bis
Pumpkondensator 41 bis 44.
Abschließend wird nunmehr der Hochspannungsdetektor 22 unter
Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben. Während eines ersten Ein
schaltvorgangs wird ein auf einem hohen Pegel liegendes Ein
schaltsignal angelegt, ein Transistor 202 wird eingeschaltet,
um dadurch den Referenzspannungsgenerator 200a zu aktivieren.
Der Referenzspannungsgenerator 200a generiert eine Referenz
spannung, die an den Pegeldetektor 200b angelegt wird.
Entsprechend der Referenzspannung wird ein Transistor 213 im
Pegeldetektor 200b eingeschaltet. Wird die auf einem hohen
Pegel liegende Versorgungsspannung Vdd angelegt, wird ein auf
einem hohen Pegel liegendes Signal erkannt, nachdem es eine
Vielzahl diodenartiger Transistoren 209 bis 212 im Pegel
detektor 200b durchlaufen hat. Das auf einem hohen Pegel lie
gende Signal wird an die erste Invertereinheit 200c angelegt.
Transistoren 216, 217 in der ersten Invertereinheit 200c wer
den ausgeschaltet, und ein Transistor 218 wird eingeschaltet
und in Richtung Massespannung Vss umgangen, wodurch ein auf
einem niedrigen Pegel liegendes Signal an die zweite Inver
tereinheit 200e angelegt wird.
Das auf einem niedrigen Pegel liegende Signal wird in der
zweiten Invertereinheit 200e zu einem auf einem hohen Pegel
liegenden Signal invertiert und an die dritte Invertereinheit
200e angelegt. Danach wird ein Transistor 220 in der dritten
Invertereinheit 200e ausgeschaltet und ein Transistor 221
eingeschaltet. Der Transistor 222 wird entsprechend der Re
ferenzspannung des Referenzspannungsgenerators 200a einge
schaltet, wodurch ein auf einem niedrigen Pegel liegendes
Signal an die vierte Invertereinheit 200f angelegt wird. Nach
dem Durchlaufen der NOT-Gatter 224 bis 226 der vierten Inver
tereinheit 200f wird das auf einem hohen Pegel liegende Hoch
spannungsdetektorsignal HVDET ausgegeben.
Wird die auf einem niedrigen Pegel liegende Versorgungsspan
nung Vdd angelegt, geht das durch die diodenartigen Transi
storen 209 bis 212 im Pegeldetektor 200b erkannte Signal auf
einen niedrigen Pegel. Das auf einem niedrigen Pegel liegende
Signal dient zum Ausschalten des Transistors 218 in der
ersten Invertereinheit 200c, und die Transistoren 216, 217
werden eingeschaltet, wodurch ein auf einem hohen Pegel lie
gendes Signal an die zweite Invertereinheit 200d angelegt
wird.
Die zweite Invertereinheit 200d invertiert das auf einem
hohen Pegel liegende Signal zu einem auf einem niedrigen
Pegel liegenden Signal. Das invertierte Signal schaltet den
Transisistor 221 der dritten Invertereinheit 200e aus, und
der Transistor 220 wird eingeschaltet. Ein auf einem hohen
Pegel liegendes Signal wird an die vierte Invertereinheit
200f angelegt. Das auf einem hohen Pegel liegende Signal
durchläuft die NOT-Gatter 224 bis 226 in der vierten Inver
tereinheit 200f und wird zu dem auf einem niedrigen Pegel
liegenden Hochspannungsdetektorsignal HVDET invertiert.
Bei einem Halbleiterspeichergerät, das eine extern angelegte
Versorgungsspannung Vdd oder eine interne Spannung Vint ver
wendet, werden der Regler 23, der Oszillator 24, der Hoch
spannungsdetektor 22 und die Ladepumpe 25 aktiviert. Die
Versorgungsspannung oder die interne Spannung werden auf
einem niedrigen Pegel liegend angelegt, und eine in gewünsch
ter Weise erhöhte Spannung wird generiert.
Wie oben beschrieben verwendet die Ladepumpenschaltung mit
hohem Leistungsvermögen für ein Halbleiterspeichergerät die
Doppelverstärkerschaltung in der Ladepumpe, um zwei Ausgangs
transistoren für die Ladungsübertragung zu trennen, während
der Betrag der aufgenommen erhöhten Spannung abnimmt. Die
Gatespannung des Ausgangstransistors wird auf das Potential
2Vdd + Vt angehoben. Die Drainspannung 2Vdd des Ausgangs
transistors dient als die erhöhte Spannung, um dadurch den
Wirkungsgrad der Ladungsversorgung zu erhöhen, und senkt die
Leistungsaufnahme, indem eine angemessene Ladung übertragen
wird, wenn eine hohe Spannung anliegt.
Claims (19)
1. Ladepumpenschaltung für ein Halbleiterspeichergerät, die
folgendes aufweist:
einen Hochspannungsdetektor (22) zum Ausgeben eines Hochspan nungsdetektorsignals (HVDET), wenn eine angelegte Versor gungsspannung (Vdd) einen vorgegebenen Spannungspegel er reicht;
einen Regler (23) zum Ausgeben eines auf einem hohen Pegel liegenden Ein-Signals (LON), wenn eine erhöhte Spannung (Vpp) unter eine vorgegebene Spannung absinkt, während erkannt wird, daß die erhöhte Spannung (Vpp) bei eingeschalteter Spannung anliegt;
eine Steuerung (21), die an der abfallenden Flanke eines Zeilenzugriffs-Abtastsignals (RASB) angesteuert wird und eine auf einem hohen Pegel liegendes Zeilenzugriffs-Abtast-Impuls signal (RASP) ausgibt;
einen Oszillator (24) zum Generieren eines Schwingungsimpuls signals (OSCH) gemäß dem vom Regler (23) ausgegebenen auf einem hohen Pegel liegenden Ein-Signal (LON);
eine Ladepumpe (25) zum Ausführen einer Pumpoperation, bis das Schwingungsimpulssignal (OSCH) das Potential (Vdd + 2Vt) erreicht, wenn das Schwingungsimpulssignal vom Oszillator (24) daran angelegt wird, und zum Anhalten der Pumpoperation, wenn das auf einem hohen Pegel liegende Hochspannungsdetek torsignal (HVDET) angelegt ist;
einen Pullup-Transistor (26) zum Vorladen der erhöhten Span nung (Vpp) auf den Potentialwert (Vdd-Vt), wenn die Span nung eingeschaltet ist; und
einen Entkopplungskondensator (27), der mit einem Endaus gangsanschluß verbunden ist und eine Ladungsspeicher- und Entkopplungsoperation ausführt.
einen Hochspannungsdetektor (22) zum Ausgeben eines Hochspan nungsdetektorsignals (HVDET), wenn eine angelegte Versor gungsspannung (Vdd) einen vorgegebenen Spannungspegel er reicht;
einen Regler (23) zum Ausgeben eines auf einem hohen Pegel liegenden Ein-Signals (LON), wenn eine erhöhte Spannung (Vpp) unter eine vorgegebene Spannung absinkt, während erkannt wird, daß die erhöhte Spannung (Vpp) bei eingeschalteter Spannung anliegt;
eine Steuerung (21), die an der abfallenden Flanke eines Zeilenzugriffs-Abtastsignals (RASB) angesteuert wird und eine auf einem hohen Pegel liegendes Zeilenzugriffs-Abtast-Impuls signal (RASP) ausgibt;
einen Oszillator (24) zum Generieren eines Schwingungsimpuls signals (OSCH) gemäß dem vom Regler (23) ausgegebenen auf einem hohen Pegel liegenden Ein-Signal (LON);
eine Ladepumpe (25) zum Ausführen einer Pumpoperation, bis das Schwingungsimpulssignal (OSCH) das Potential (Vdd + 2Vt) erreicht, wenn das Schwingungsimpulssignal vom Oszillator (24) daran angelegt wird, und zum Anhalten der Pumpoperation, wenn das auf einem hohen Pegel liegende Hochspannungsdetek torsignal (HVDET) angelegt ist;
einen Pullup-Transistor (26) zum Vorladen der erhöhten Span nung (Vpp) auf den Potentialwert (Vdd-Vt), wenn die Span nung eingeschaltet ist; und
einen Entkopplungskondensator (27), der mit einem Endaus gangsanschluß verbunden ist und eine Ladungsspeicher- und Entkopplungsoperation ausführt.
2. Schaltung nach Anspruch 1, bei der der Hochspannungs
detektor (22) folgendes aufweist:
einen Referenzspannungsgenerator (200a) zum Generieren einer beliebig festgelegten Referenzspannung, wenn die Spannung eingeschaltet ist;
einen Pegeldetektor (200b) zum Erkennen des Pegels der ange legten Versorgungsspannung und zum Ausgeben eines Detektor signals; und
erste bis vierte Inverter (200c bis 200f) zum Verzögern des Detektorsignals des Pegeldetektors (200b) um eine vorgegebene Zeit, Einregeln der Ausgangstaktung und Ausgeben des einge regelten Signals.
einen Referenzspannungsgenerator (200a) zum Generieren einer beliebig festgelegten Referenzspannung, wenn die Spannung eingeschaltet ist;
einen Pegeldetektor (200b) zum Erkennen des Pegels der ange legten Versorgungsspannung und zum Ausgeben eines Detektor signals; und
erste bis vierte Inverter (200c bis 200f) zum Verzögern des Detektorsignals des Pegeldetektors (200b) um eine vorgegebene Zeit, Einregeln der Ausgangstaktung und Ausgeben des einge regelten Signals.
3. Schaltung nach Anspruch 2, bei der der Pegeldetektor
(200b) einen Transistor des Typs mit vier Dioden und einen
von der Referenzspannung gesteuerten Transistor enthält, die
zueinander parallel geschaltet sind.
4. Schaltung nach Anspruch 1, bei der die Ladepumpe (25)
folgendes aufweist:
eine Impulslaufzeitsteuerung (40) zum Generieren eines ersten bis fünften Impulssignals (40a, 40b, 40c, 40d, 40f) mit einer vorgegebenen Impulsbreite entsprechend mindestens einem Pegel des Zeilenzugriffs-Abtast-Impulssignals (RASP) und des Schwingungsimpulssignals (OSCH);
einen ersten bis vierten Pumpkondensator (41 bis 44) zum Aus führen einer Pumpoperation gemäß einem entsprechenden Pegel der von der Impulslaufzeitsteuerung (40) ausgegebenen Impuls signale;
eine Doppelverstärkerschaltung (47) zum Empfangen des von der Impulslaufzeitsteuerung (40) generierten dritten bis fünften Impulssignals (40c, 40d, 40f), zum Ausführen einer Doppelver stärkungsoperation, um den erforderlichen Pegel zu erzielen, und zum Anhalten der Doppelverstärkungsoperation, wenn das auf einem hohen Pegel liegende Hochspannungsdetektorsignal (HVDET) anliegt;
einen Pullup-Transistor (50) zum Halten eines Ausgangsknotens (41a) des ersten Pumpkondensators (41) auf dem Potential (Vdd-Vt), wenn die Spannung eingeschaltet ist;
eine zweite Klemmschaltung (46) zum Fixieren des Potentials des Ausgangsknotens (41a) zwischen dem Ausgangsknoten (41a) des ersten Pumpkondensators (41) und einem Ausgangsknoten (44a) des vierten Pumpkondensators (44) und zum Halten des Ausgangsknotens (44a) auf einem vorgegebenen Spannungspegel;
eine erste Klemmschaltung (45) zum Fixieren des Ausgangskno tens (41a) zwischen einem Ausgangsknoten (43a) des dritten Pumpkondensators (43) und zum Halten des Ausgangsknotens (43a) auf einem vorgegebenen Spannungspegel;
eine erste und eine zweite Begrenzerschaltung (48, 49) zum Kappen der angelegten hohen Versorgungsspannung (Vdd) auf eine vorgegebene Spannung und zum Halten der entsprechenden Ausgangsknoten (41a, 44a) des ersten bzw. vierten Pumpkonden sators (41, 44) gemäß der gekappten Spannung auf einem vorge gebenen Spannungspegel;
einen MOS-Transistor (53) zum Halten eines Ausgangsknotens (42a) des zweiten Pumpkondensators (42) während einer ersten Pumpoperation auf dem Versorgungspotential (Vdd); und einen ersten und einen zweiten Ausgangstransistor (51, 52) zum Übertragen der Ladung des Ausgangsknotens (42a) bei Ver stärkung an einen Ausgangsknoten.
eine Impulslaufzeitsteuerung (40) zum Generieren eines ersten bis fünften Impulssignals (40a, 40b, 40c, 40d, 40f) mit einer vorgegebenen Impulsbreite entsprechend mindestens einem Pegel des Zeilenzugriffs-Abtast-Impulssignals (RASP) und des Schwingungsimpulssignals (OSCH);
einen ersten bis vierten Pumpkondensator (41 bis 44) zum Aus führen einer Pumpoperation gemäß einem entsprechenden Pegel der von der Impulslaufzeitsteuerung (40) ausgegebenen Impuls signale;
eine Doppelverstärkerschaltung (47) zum Empfangen des von der Impulslaufzeitsteuerung (40) generierten dritten bis fünften Impulssignals (40c, 40d, 40f), zum Ausführen einer Doppelver stärkungsoperation, um den erforderlichen Pegel zu erzielen, und zum Anhalten der Doppelverstärkungsoperation, wenn das auf einem hohen Pegel liegende Hochspannungsdetektorsignal (HVDET) anliegt;
einen Pullup-Transistor (50) zum Halten eines Ausgangsknotens (41a) des ersten Pumpkondensators (41) auf dem Potential (Vdd-Vt), wenn die Spannung eingeschaltet ist;
eine zweite Klemmschaltung (46) zum Fixieren des Potentials des Ausgangsknotens (41a) zwischen dem Ausgangsknoten (41a) des ersten Pumpkondensators (41) und einem Ausgangsknoten (44a) des vierten Pumpkondensators (44) und zum Halten des Ausgangsknotens (44a) auf einem vorgegebenen Spannungspegel;
eine erste Klemmschaltung (45) zum Fixieren des Ausgangskno tens (41a) zwischen einem Ausgangsknoten (43a) des dritten Pumpkondensators (43) und zum Halten des Ausgangsknotens (43a) auf einem vorgegebenen Spannungspegel;
eine erste und eine zweite Begrenzerschaltung (48, 49) zum Kappen der angelegten hohen Versorgungsspannung (Vdd) auf eine vorgegebene Spannung und zum Halten der entsprechenden Ausgangsknoten (41a, 44a) des ersten bzw. vierten Pumpkonden sators (41, 44) gemäß der gekappten Spannung auf einem vorge gebenen Spannungspegel;
einen MOS-Transistor (53) zum Halten eines Ausgangsknotens (42a) des zweiten Pumpkondensators (42) während einer ersten Pumpoperation auf dem Versorgungspotential (Vdd); und einen ersten und einen zweiten Ausgangstransistor (51, 52) zum Übertragen der Ladung des Ausgangsknotens (42a) bei Ver stärkung an einen Ausgangsknoten.
5. Schaltung nach Anspruch 4, bei der ein erster Übertra
gungstransistor gemäß einem Ausgangssignal des dritten Pump
kondensators (43) oder der ersten Klemmschaltung (45) ein-
bzw. ausgeschaltet wird.
6. Schaltung nach Anspruch 4, bei der ein zweiter Übertra
gungstransistor gemäß einem Ausgangssignal von mindestens
entweder dem vierten Pumpkondensators (44) oder der zweiten
Klemmschaltung (46) ein- bzw. ausgeschaltet wird.
7. Schaltung nach Anspruch 4, bei der die Impulslaufzeit
steuerung (40) folgendes aufweist:
ein NOR-Gatter (401) zum Ausführen einer NOR-Operation mit dem Zeilenzugriffs-Abtast-Impulssignal (RASP) und dem Schwin gungsimpulssignal (OSCH) und zum Ausgeben des fünften Impuls signals (40f) an die Doppelverstärkerschaltung (47);
ein erstes NOT-Gatter (402) zum Invertieren des vom NOR- Gatter (401) ausgegebenen Impulssignals;
eine erste und eine zweite Verzögerungseinheit (403, 404) zum Verzögern des Ausgangssignals des ersten NOT-Gatters (402) um eine vorgegebene Zeit;
einen ersten Impulsgenerator (420) zum Empfangen eines Im pulssignals, das nacheinander die erste und zweite Verzöge rungseinheit (403, 404) durchlaufen hat, zum Generieren des ersten Impulssignals (40a) gemäß einer logischen Kombination und zum Ausgeben des generierten Signals an den ersten Pump kondensator (41);
einen zweiten Impulsgenerator (430) zum Steuern der Taktung der Signale, die die erste Verzögerungseinheit (403) durch laufen haben, zum Generieren des zweiten Impulssignals (40b), dessen Phase derjenigen des ersten Impulssignals (40a) ent gegengesetzt ist, und zum Ausgeben des generierten Signals an den zweiten Pumpkondensator (42); und
einen dritten Impulsgenerator (440) zum Empfangen des Impuls signals, das nacheinander das erste NOT-Gatter (402) und die erste und zweite Verzögerungseinheit (403, 404) durchlaufen hat, zum Ausführen einer logischen Kombination und zum Gene rieren des dritten und vierten Impulssignals (40c, 40d), wobei das dritte Impulssignal (40c) an den dritten Pumpkon densator (43) und das vierte Impulssignal (40d) an die Dop pelverstärkerschaltung (47) ausgegeben wird.
ein NOR-Gatter (401) zum Ausführen einer NOR-Operation mit dem Zeilenzugriffs-Abtast-Impulssignal (RASP) und dem Schwin gungsimpulssignal (OSCH) und zum Ausgeben des fünften Impuls signals (40f) an die Doppelverstärkerschaltung (47);
ein erstes NOT-Gatter (402) zum Invertieren des vom NOR- Gatter (401) ausgegebenen Impulssignals;
eine erste und eine zweite Verzögerungseinheit (403, 404) zum Verzögern des Ausgangssignals des ersten NOT-Gatters (402) um eine vorgegebene Zeit;
einen ersten Impulsgenerator (420) zum Empfangen eines Im pulssignals, das nacheinander die erste und zweite Verzöge rungseinheit (403, 404) durchlaufen hat, zum Generieren des ersten Impulssignals (40a) gemäß einer logischen Kombination und zum Ausgeben des generierten Signals an den ersten Pump kondensator (41);
einen zweiten Impulsgenerator (430) zum Steuern der Taktung der Signale, die die erste Verzögerungseinheit (403) durch laufen haben, zum Generieren des zweiten Impulssignals (40b), dessen Phase derjenigen des ersten Impulssignals (40a) ent gegengesetzt ist, und zum Ausgeben des generierten Signals an den zweiten Pumpkondensator (42); und
einen dritten Impulsgenerator (440) zum Empfangen des Impuls signals, das nacheinander das erste NOT-Gatter (402) und die erste und zweite Verzögerungseinheit (403, 404) durchlaufen hat, zum Ausführen einer logischen Kombination und zum Gene rieren des dritten und vierten Impulssignals (40c, 40d), wobei das dritte Impulssignal (40c) an den dritten Pumpkon densator (43) und das vierte Impulssignal (40d) an die Dop pelverstärkerschaltung (47) ausgegeben wird.
8. Schaltung nach Anspruch 7, bei der der erste Impulsgene
rator (420) folgendes aufweist:
ein NOR-Gatter 405 zum Ausführen einer NOR-Operation mit dem Impulssignal, das nacheinander das erste NOT-Gatter (402) und die zweite Verzögerungseinheit (404) durchlaufen hat, und zum Generieren des ersten Impulssignals (40a); und
ein zweites und ein dritten NOT-Gatter (406, 407) zum Verzö gern und Ausgeben des das erste NOR-Gatter (405) durchlaufe nen ersten Impulssignals (40a) um eine vorgegebene Zeit, um dadurch die Signaltaktung des ersten Impulssignals (40a) zu steuern.
ein NOR-Gatter 405 zum Ausführen einer NOR-Operation mit dem Impulssignal, das nacheinander das erste NOT-Gatter (402) und die zweite Verzögerungseinheit (404) durchlaufen hat, und zum Generieren des ersten Impulssignals (40a); und
ein zweites und ein dritten NOT-Gatter (406, 407) zum Verzö gern und Ausgeben des das erste NOR-Gatter (405) durchlaufe nen ersten Impulssignals (40a) um eine vorgegebene Zeit, um dadurch die Signaltaktung des ersten Impulssignals (40a) zu steuern.
9. Schaltung nach Anspruch 8, bei der der zweite Impuls
generator (420) ein viertes und fünftes NOT-Gatter (408, 409)
zum Invertieren eines Signals, das die erste Verzögerungsein
heit (403) durchlaufen hat, als das zweite Impulssignal (40b)
und zum Verzögern desselben um eine vorgegebene Zeit enthält,
um ein Einregeln der Taktung zu erzielen.
10. Schaltung nach Anspruch 7, bei der der dritte Impuls
generator (440) folgendes aufweist:
ein erstes NAND-Gatter (410) zum Ausführen einer NAND-Opera tion mit dem das erste NOT-Gatter (402) und dem die erste und zweite Verzögerungseinheit (403, 404) durchlaufenen Signal und zum Generieren des vierten Impulssignals (40f); und
ein sechstes NOT-Gatter (411) zum Invertieren des vom ersten NAND-Gatter (410) ausgegebenen vierten Impulssignals (40f) und zum Ausgeben des invertierten Signals als das dritte Impulssignal (40c).
ein erstes NAND-Gatter (410) zum Ausführen einer NAND-Opera tion mit dem das erste NOT-Gatter (402) und dem die erste und zweite Verzögerungseinheit (403, 404) durchlaufenen Signal und zum Generieren des vierten Impulssignals (40f); und
ein sechstes NOT-Gatter (411) zum Invertieren des vom ersten NAND-Gatter (410) ausgegebenen vierten Impulssignals (40f) und zum Ausgeben des invertierten Signals als das dritte Impulssignal (40c).
11. Schaltung nach Anspruch 4, bei der die Doppelverstärker
schaltung (47) folgendes aufweist:
eine Impulsübertragungseinheit (47b) zum Übertragen des von der Impulslaufzeitsteuerung (40) ausgegebenen vierten Impuls signals (40d);
eine Operationssignalausgabeeinheit (47c) zum Ausführen einer logischen Operation mit dem fünften von der Impulslaufzeit steuerung (40) ausgegebenen Impulssignal (40f) und einem an diese über die erste Impulsübertragungseinheit (471) über tragenen Signal und zum Ausgeben des kombinierten Signals;
eine Pegelverschiebeschaltung (480), die entsprechend einem Operationssignal der Operationseinheit für die Pegelverschie beschaltung aktiviert wird und ein auf einem niedrigen Pegel liegendes Signal ausgibt;
eine Steuerung (47d) für die erhöhte Spannung zum Steuern der erhöhten Spannung entsprechend den Ausgangssignalen der Pe gelverschiebeschaltung (480); und
eine Impulseingangssteuerung (47a) zum Übertragen eines Im pulssignals entweder an die Impulsübertragungseinheit (47b) oder an die Operationssignalausgabeeinheit (47c) und zum Sperren des von der Impulslaufzeitsteuerung (40) ausgegebenen Impulssignals entsprechend dem angelegten Hochspannungsdetek torsignal (HVDET).
eine Impulsübertragungseinheit (47b) zum Übertragen des von der Impulslaufzeitsteuerung (40) ausgegebenen vierten Impuls signals (40d);
eine Operationssignalausgabeeinheit (47c) zum Ausführen einer logischen Operation mit dem fünften von der Impulslaufzeit steuerung (40) ausgegebenen Impulssignal (40f) und einem an diese über die erste Impulsübertragungseinheit (471) über tragenen Signal und zum Ausgeben des kombinierten Signals;
eine Pegelverschiebeschaltung (480), die entsprechend einem Operationssignal der Operationseinheit für die Pegelverschie beschaltung aktiviert wird und ein auf einem niedrigen Pegel liegendes Signal ausgibt;
eine Steuerung (47d) für die erhöhte Spannung zum Steuern der erhöhten Spannung entsprechend den Ausgangssignalen der Pe gelverschiebeschaltung (480); und
eine Impulseingangssteuerung (47a) zum Übertragen eines Im pulssignals entweder an die Impulsübertragungseinheit (47b) oder an die Operationssignalausgabeeinheit (47c) und zum Sperren des von der Impulslaufzeitsteuerung (40) ausgegebenen Impulssignals entsprechend dem angelegten Hochspannungsdetek torsignal (HVDET).
12. Schaltung nach Anspruch 11, bei der die Impulsübertra
gungseinheit (47b) folgendes aufweist:
eine dritte Verzögerungseinheit (472) zum Empfangen des von der Impulslaufzeitsteuerung (40) ausgegebenen vierten Impuls signals (40d) und zum Verzögern des empfangenen Signals um eine vorgegebene Zeit;
ein achtes NOT-Gatter (473) zum Invertieren des Ausgangssig nals der dritten Verzögerungseinheit (472) und zum Ausgeben des resultierenden Signals; und
ein drittes NOR-Gatter (475) zum Ausführen einer NOR-Opera tion mit dem das achte NOT-Gatter (473) durchlaufenen Signal und dem vierten Impulssignal (40d) und zum Ausgeben des der NOR-Operation unterzogenen Signals.
eine dritte Verzögerungseinheit (472) zum Empfangen des von der Impulslaufzeitsteuerung (40) ausgegebenen vierten Impuls signals (40d) und zum Verzögern des empfangenen Signals um eine vorgegebene Zeit;
ein achtes NOT-Gatter (473) zum Invertieren des Ausgangssig nals der dritten Verzögerungseinheit (472) und zum Ausgeben des resultierenden Signals; und
ein drittes NOR-Gatter (475) zum Ausführen einer NOR-Opera tion mit dem das achte NOT-Gatter (473) durchlaufenen Signal und dem vierten Impulssignal (40d) und zum Ausgeben des der NOR-Operation unterzogenen Signals.
13. Schaltung nach Anspruch 11, bei der die Operations
signalausgabeeinheit (47c) folgendes aufweist:
ein viertes NOR-Gatter (477) zum Ausführen einer NOR-Opera tion mit dem Ausgangssignal der Impulsübertragungseinheit (47b) und dem von der Impulslaufzeitsteuerung (40) ausge gebenen vierten Impulssignal (40d);
ein neuntes NOT-Gatter (478) zum Invertieren des Ausgangs signals des vierten NOR-Gatters (477) und zum Ausgeben des resultierenden Signals;
ein fünftes NOR-Gatter (479) zum Ausführen einer NOR-Opera tion mit dem von der Impulslaufzeitsteuerung (40) ausgege benen fünften Impulssignal (40f) und einem Ausgangssignal des neunten NOT-Gatters (478) und zum Generieren eines Opera tionssignals für die Pegelverschiebeschaltung (480);
ein zweites NAND-Gatter für das vierte Impulssignal (40d) und das beim Durchlaufen der dritten Verzögerungseinheit (472) in der Impulsübertragungseinheit (47b) um eine vorgegebene Zeit verzögerte vierte Impulssignal (40d); und
ein zehntes NOT-Gatter (483) zum Invertieren des Ausgangs signals des zweiten NAND-Gatters und zum Ausgeben des resul tierenden Signals.
ein viertes NOR-Gatter (477) zum Ausführen einer NOR-Opera tion mit dem Ausgangssignal der Impulsübertragungseinheit (47b) und dem von der Impulslaufzeitsteuerung (40) ausge gebenen vierten Impulssignal (40d);
ein neuntes NOT-Gatter (478) zum Invertieren des Ausgangs signals des vierten NOR-Gatters (477) und zum Ausgeben des resultierenden Signals;
ein fünftes NOR-Gatter (479) zum Ausführen einer NOR-Opera tion mit dem von der Impulslaufzeitsteuerung (40) ausgege benen fünften Impulssignal (40f) und einem Ausgangssignal des neunten NOT-Gatters (478) und zum Generieren eines Opera tionssignals für die Pegelverschiebeschaltung (480);
ein zweites NAND-Gatter für das vierte Impulssignal (40d) und das beim Durchlaufen der dritten Verzögerungseinheit (472) in der Impulsübertragungseinheit (47b) um eine vorgegebene Zeit verzögerte vierte Impulssignal (40d); und
ein zehntes NOT-Gatter (483) zum Invertieren des Ausgangs signals des zweiten NAND-Gatters und zum Ausgeben des resul tierenden Signals.
14. Schaltung nach Anspruch 11, bei der die Steuerung (47d)
für die erhöhte Spannung einen PMOS-Transistor (486) und ein
Paar zueinander parallel geschaltete NMOS-Transistoren ent
hält.
15. Schaltung nach Anspruch 11, bei der die Impulseingangs
steuerung (47a) folgendes umfaßt:
ein erstes und ein zweites Übertragungsgatter (471, 476) zum Sperren entweder des vierten Impulssignals (40d) oder des fünften Impulssignals (40f) entsprechend dem Hochspannungs detektorsignal (HVDET); und
einen NMOS-Transistor zum Steuern der erhöhten Spannung in der Steuerung (47d) für die erhöhte Spannung durch Ein-/Aus schalten entsprechend dem Hochspannungsdetektorsignal (HVDET).
ein erstes und ein zweites Übertragungsgatter (471, 476) zum Sperren entweder des vierten Impulssignals (40d) oder des fünften Impulssignals (40f) entsprechend dem Hochspannungs detektorsignal (HVDET); und
einen NMOS-Transistor zum Steuern der erhöhten Spannung in der Steuerung (47d) für die erhöhte Spannung durch Ein-/Aus schalten entsprechend dem Hochspannungsdetektorsignal (HVDET).
16. Schaltung nach Anspruch 4, bei der zwischen der Versor
gungsspannung (Vdd) und einem Pumpkondensator in jeder der
ersten und zweiten Klemmschaltung (45, 46) ein Gate-Anschluß
eines MOS-Transistors mit einem Source-Anschluß eines anderen
MOS-Transistors verbunden ist.
17. Schaltung nach Anspruch 4, bei der zwischen der Versor
gungsspannung (Vdd) und einem Pumpkondensator in jeder der
ersten und zweiten Begrenzerschaltung (48, 49) eine Vielzahl
NMOS-Transistoren vorgesehen ist, die zueinander parallel
geschaltet sind, wobei jedes Drain der NMOS-Transistoren mit
dem entsprechenden Gate der NMOS-Transistoren verbunden ist.
18. Schaltung nach Anspruch 4, bei der der erste und vierte
Pumpkondensator (41, 44) jeweils aus einem Kondensator des P-
Typs gebildet sind.
19. Schaltung nach Anspruch 18, bei der der erste und vierte
Kondensator (41', 44') jeweils mit einem Kondensator des N-
Typs kompatibel sind.
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