DE3923632A1 - Versorgungsspannungswandler fuer hochverdichtete halbleiterspeichereinrichtungen - Google Patents
Versorgungsspannungswandler fuer hochverdichtete halbleiterspeichereinrichtungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft allgemein Spannungswandlerschaltungen,
insbesondere eine Versorgungsspannungswandlerschaltung
zur Verwendung in hochverdichteten Halbleiterspeicher
einrichtungen mit verringerten Abmessungen.
Seit kurzem gibt es Halbleiterspeichergeräte, die häufig
aus Metalloxidhalbleiter-(MOS-)Transistoren bestehen,
die eine kurze Kanallänge von etwa 1 µm wirksamer Kanal
länge oder eine sogar noch kürzere Länge aufweisen, um
einen Hochgeschwindigkeitsbetrieb und eine erhöhte Be
ständigkeit der Schaltkreisanordnung zu erreichen. Infolge
"heißer" Elektronen, die aufgrund der Größenverringerung
in den MOS-Transistoren entstehen, nimmt die Verläßlich
keit von MOS-Transistoren im allgemeinen ab. Um daher
zu verhindern, daß die Verläßlichkeit von MOS-Transistoren
abnimmt, etwa infolge von Kanaldurchbrüchen, ist es er
forderlich, diese Geräte mit einer internen Quellenspan
nung von weniger als 5 Volt Quellenspannung zu betreiben,
die momentan als Standardquellenspannung (oder Referenz
spannung) oder als externe Quellenversorgungsspannung
eingesetzt wird. Im allgemeinen werden derartige MOS-
Transistoren kurzer Kanallänge in einer Speicherarray
schaltung dynamischer Speichergeräte mit wahlfreiem Zugriff
(DRAM) verwendet, welche Bitleitungen, Abtastverstärker,
Bitleitungs-Vorladungsschaltkreise und Speicherzellen
aufweisen, und ebenfalls in deren Peripheriegeräten.
In DRAM-Geräten fließt eine hoher Momentanstrom in den
Speicherarrayschaltkreis, wenn die Bitleitungen mit dem
Speicherarrayschaltkreis vorgeladen werden. Daher beein
flußt eine Änderung der Quellenspannung infolge eines
derartigen Stroms den Betrieb peripherer und anderer
Schaltungen. Zur Lösung dieses Problems wurde allgemein
ein System verwendet, welches auf demselben Chip eine
Quellenspannungswandlerschaltung für Speicherarrayschalt
kreise aufweist und einen weiteren Quellenspannungswandler
schaltkreis für Peripheriegeräte, unabhängig voneinander.
Allerdings wird ein Ausgangspuffer mit einer externen
Quellenspannung (gewöhnlich 5 Volt) betrieben, um auf
genügende Weise dessen TTL-Ausgangspegel (Transistor-
Transistor-Logik-Pegel) sicherzustellen. Eine bekannte
Technik in bezug auf eine derartige Quellenspannungswandler
schaltung wurde in IEEE Journal of Solid State beschrieben,
Ausgabe Juni 1987 (Vol. SC-22, Nr. 3 Seiten, 437-440).
Bei dem in dieser Veröffentlichtung beschriebenen Stand
der Technik weisen zwei Quellenspannungswandlerschaltungen
für einen Speicherarrayschaltkreis und einen Peripherie
schaltkreis denselben Aufbau auf. Wie aus Fig. 1 des
Stands der Technik hervorgeht, weist die Quellenversorgungs
spannungswandlerschaltung des Speicherarrays einen Referenz
spannungsgenerator 10 zur Erzeugung einer festen Referenz
spannung aus einer externen Versorgungsspannung V 1 auf,
einen Leistungs-MOS-Transistor Q 1 zur Bereitstellung
einer internen Versorgungsspannung V 2 gleich der Referenz
spannung in den Speicherarrayschaltkreis, und einen dif
ferentiellen Stromspiegelverstärker 12 zum Vergleichen
der Referenzspannung mit der internen Versorgungsspannung
und zum Steuern der Leitung des MOS-Leistungstransistors
Q 1, um zu erreichen, daß die Referenzspannung gleich
der internen Versorgungsspannung ist. Der differentielle
Verstärker weist einen Lasttransistor Q 3 auf, der nach
einer Vorladung der Bitleitungen durch einen Impuls Φ
aktiviert wird, und einen weiteren Lasttransistor Q 2,
der mit dem Lasttransistor Q 3 parallel gekoppelt ist
und in einem normalerweise EIN-geschalteten Zustand ge
halten wird. Da der Stromfluß durch den MOS-Leistungs
transistor Q 1 einer abrupten Änderung infolge des Vor
ladens der Bitleitungen ausgesetzt ist, kann durch Er
höhung des Stromflusses durch den differentiellen Ver
stärker 12 eine momentane Reaktion erreicht werden.
Daher ist die Größe (das Verhältnis der Kanalbreite zu
dessen Länge) des Lasttransistors Q 3 größer als die des
anderen Lasttransistors Q 2. Da weiterhin der Lasttran
sistor Q 2 immer seinen leitenden Zustand (EIN-Zustand)
aufrechterhält, sollte dessen Größe so klein gemacht
werden wie irgend möglich, um seinen Stromverbrauch in
einem Bereitschaftszustand zu minimalisieren. Allerdings
sind, um die Verstärkung des differentiellen Verstärkers
12 zu verbessern, Transistoren Q 4 bis Q 7 innerhalb des
differentiellen Verstärkers erforderlich, die in ihren
Sättigungsbereichen arbeiten. Aus diesem Grunde kann,
da die Transistoren Q 4- Q 7 so ausgelegt sind, daß sie
beträchtliche Abmessungen einnehmen, unter Berücksichtigung
der Größe des Lasttransistors Q 3, der in den EIN-geschalte
ten Zustand versetzt wird nach Ladung der Bitleitungen
unter hohem Stromverbrauch, die Größe des Lasttransistors
Q 2 nicht in frei wählbarer Weise gering gewählt werden,
unabhängig von der der Transistoren Q 4 bis Q 7. Daher
kann in der Hinsicht eine Schwierigkeit auftreten, daß
der Stromverbrauch durch den Lasttransistor Q 2 in dessen
Bereitschaftszustand groß wird. Weiterhin führt eine
Verkleinerung der Größe des Lasttransistors Q 2 zu einer
Verlangsamung der Betriebsgeschwindigkeit in dessen Bereit
schaftszustand.
Daher wird in vorteilhafter Weise gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Quellenspannungsversorgungswandlerschaltung
zur Verfügung gestellt, welche den Stromverbrauch soweit
wie möglich verringern und einen Hochgeschwindigkeits
betrieb erreichen kann.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in der Bereit
stellung einer Quellenversorgungsspannungswandlerschaltung,
welche die Variation einer internen Versorgungsspannung
minimalisieren kann, zur Verwendung in einem LSI-Halb
leiterspeichergerät.
Zur Bereitstellung dieser und weiterer Vorteile der vor
liegenden Erfindung umfaßt die Quellenspannungsversorgungs
wandlerschaltung zur Erzeugung einer niedrigeren internen
Versorgungsspannung als einer externen Versorgungsspannung
folgende Elemente: einen Referenzspannungsgenerator zur
Erzeugung einer konstanten Referenzspannung; eine periphere
Stromversorgungsschaltung und eine Array-Stromversorgungs
schaltung zur Bereitstellung der internen Versorgungs
spannung an die peripheren Schaltkreise beziehungsweise
die Array-Schaltkreise; wobei jeder der peripheren und
Array-Leistungsschaltkreise folgende Elemente aufweist:
einen Teiler, der eine Spannung proportional zu der in
ternen Versorgungsspannung erzeugt; einen Hauptstrom
versorgungsteil einschließlich eines Haupt-Differenzver
stärkers, welcher die proportionale Spannung mit der
Referenzspannung vergleicht, wobei der Hauptdifferenz
verstärker durch einen vorgegebenen Impuls aktiviert
wird, und eine Hauptleistungskomponente, welche die interne
Quellenversorgungsspannung in Reaktion auf ein Ausgangs
signal des Hauptdifferenzverstärkers zur Verfügung stellt;
und einen Stromversorgungs-Unterteil einschließlich eines
Unter-Differenzverstärkers, welcher die proportionale
Spannung mit der Referenzspannung vergleicht, wobei der
Differenzverstärker sich in einem konstant aktivierten
Zustand befindet, und eine Leistungs-Unterkomponente,
welche die interne Quellenversorgungsspannung in Reaktion
auf ein Ausgangssignal des Unter-Differenzverstärkers
zur Verfügung stellt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dar
gestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus
welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Schaltbild einer bekannten Quellenversorgungs
spannungsschaltung;
Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Schaltkreises zur Wand
lung einer Quellenversorgungsspannung gemäß der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 ein elektrisches Schaltkreisdiagramm einer bevor
zugten Ausführungsform von Fig. 2; und
Fig. 4 Zeitablaufdiagramme von ENABLE-Impulsen Φ ENP und
Φ ENA, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet
werden.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, weist der erfindungsgemäße
Quellenspannungsversorgungswandlerschaltkreis einen peri
pheren Stromversorgungsschaltkreis 20 P zur Bereitstelltung
einer internen Versorgungsspannung InVcc in periphere
Schaltkreise durch eine leitfähige Ausgangsleitung 42 P
auf, eine Array-Stromversorgungsschaltung 20 A zur Bereit
stellung der internen Versorgungsspannung InVCC in Speicher-
Arrayschaltkreise durch eine Leiter-Ausgangsleitung 42 A,
und einen Referenzspannungsgenerator 40 zur Bereitstellung
einer konstanten Referenzspannung VREF in den peripheren
Schaltkreis 20 P beziehungsweise den Array-Stromversorgungs
schaltkreis 20 A. Der periphere und der Array-Stromver
sorgungsschaltkreis umfaßt jeweils eine Hauptstromversorgung
22 M, eine Unterstromversorgung 22 S, und einen Teilerschalt
kreis 26, welcher eine Spannung Vp proportional zu der
internen Versorgungsspannung InVcc erzeugt.
Die Haupt-Stromversorgung 22 M umfaßt einen Haupt-Differenz
verstärker 30 P, der durch einen peripheren ENABLE-Impuls
Φ ENP aktiviert wird, um die Referenzspannung VREF des
Referenzspannungsgenerators 40 mit der proportionalen
Spannung Vp des Teilerschaltkreises 26 zu vergleichen
und eine Spannungsdifferenz zwischen diesen zu verstärken,
weiterhin eine Hauptleistungskomponente 32 P zur Bereit
stellung einer konstanten internen Versorgungsspannung
InVcc, die geringer ist als die externe Versorgungsspannung,
in Reaktion auf das Ausgangssignal des Hauptdifferenz
verstärkers, und eine Überspannungsschutzschaltung 34 P,
um zu verhindern, daß die Hauptleistungskomponente 32 P
mit zu hohem Strom getrieben wird. Zusätzlich weist die
Unter-Stromversorgung 22 S der peripheren Stromversorgungs
schaltung 20 P einer Unter-Differenzverstärker 31 P auf,
der sich in einem konstant aktivierten Zustand befindet,
um die Referenzspannung VREF des Referenzspannungsgenerators
40 mit der proportionalen Spannung Vp des Teilerschalt
kreises 26 zu vergleichen und die Differenz zwischen
diesen beiden zu verstärken, sowie eine Unter-Leistungs
komponente 33 P, um in Reaktion auf das Ausgangssignal
des Unter-Differenzverstärkers 31 P die konstante interne
Versorgungsspannung InVcc bereitzustellen, die geringer
ist als die externe Versorgungsspannung. Weiterhin weisen
die Haupt-Stromversorgung 22 M und die Unter-Stromversorgung
22 S, welche eine einzige Array-Stromversorgungsschaltung
20 A bilden, tatsächlich denselben Aufbau auf wie die
periphere Stromversorgungsschaltung 20 P. Allerdings be
steht der einzige Unterschied der beiden Anordnungen darin,
daß die Hauptdifferenzverstärker 30 P und 30 A jeweils
durch den peripheren ENABLE-Impuls Φ ENP und den Array-
ENABLE-Impuls Φ ENA aktiviert werden, und daß eine Kanal
breite der Hauptleistungskomponente 32 P größer ist als
die der Hauptleistungskomponente 32 A.
Bei DRAMs verbrauchen die peripheren Schaltkreise einen
hohen Strom (bei einem 4 Mega-DRAM etwa 50 mA) während
eines Zeitraums von der Einschaltung eines Zeilenadresstakt
signals (RAS) bis zur Angleichung von Bitleitungen nach
Beendigung der Abtastung der Bitleitungen, während sie
im allgemeinen bis zu zehnmal soviel Strom im Vergleich
hierzu verbrauchen während eines Bereitschaftszustands,
abgesehen von dem voranstehend angegebenen Zeitraum.
Daher wird der Haupt-Differenzverstärker 30 P der peripheren
Stromversorgungsschaltung 20 P durch den peripheren ENABLE-
Impuls Φ EMP des Stromversorgungszeitraums mit hohem Strom
aktiviert. Da sich allerdings der Unter-Differenzverstärker
31 P immer in seinem aktivierten Zustand befindet, liefert
er die interne Versorgunsspannung InVcc an seinen peri
pheren Schaltkreis. Durch unabhängige Verwendung einer
derartigen Hauptstromversorgung 22 M und einer Unterstrom
versorgung 22 S ergibt sich ein gewünschter Effekt durch
verringerte Variation der internen Versorgungsspannung
bei hohem Stromverbrauch.
Weiterhin weisen die Array-Schaltkreise einen hohen Strom
verbrauch (bei einem 4 Mega-DRAM etwa 200 mA) auf, um
die Bitleitungen nach Einschalten der Wortleitungen bis
zur Beendigung des Abtastbetriebes der Bitleitungen auf
zuladen, nach Einschalten des RAS-Signals. Daher wird
die Hauptstromversorgung 22 M der Array-Stromversorgungs
schaltung 20 A unabhängig während des voranstehend angege
benen Zeitraum aktiviert und zieht einen hohen Strom.
Der Grund für die unabhängige Verwendung der Unter-Strom
versorgung 22 S ist derselbe wie bei der peripheren Strom
versorgungsschaltung 20 P.
Fig. 3 zeigt ein elektrisches Blockschaltbild gemäß
einer bevorzugten Ausführungsform der peripheren Strom
versorgungsschaltung oder der in Fig. 2 dargestellten
Array-Stromversorgungsschaltung, wobei dieselben Elemente
oder Teile mit denselben Bezugsziffern bezeichnet sind.
ExVcc bezeichnet eine externe Versorgungsspannung (bei
spielsweise 5 Volt), die durch einen externen Pin des
DRAM-Geräts angelegt wird, und Vss ist ein Massebezugs
potential.
Der aus P-Kanal MOSFETs M 1- M 6 bestehende Referenzspannungs
generator 40, der einen konventionellen Aufbau verwendet,
erzeugt eine konstante Referenzspannung VREF (etwa 1,6
Volt). Der Teilerschaltkreis 26 umfaßt P-Kanal MOSFETs
M 19, M 20, die in Reihe zwischen eine Ausgangsleitung
42 und Masse Vss gekoppelt sind. Diese Transistoren M 19,
M 20 sind jeweils in einer Diodenverbindungsart gekoppelt,
wobei deren EIN-Widerstand die interne Versorgungsspannung
InVcc durch deren Verhältnis teilt, um hierdurch eine
dem Verhältnis proportionale Spannung Vp bereitzustellen.
Gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
werden die Transistoren M 19, M 20 so ausgelegt, daß dann,
wenn eine normale interne Versorgungsspannung InVcc 4
Volt beträgt, die Spannung Vp denselben Wert annimmt
wie die Referenzspannung VREF. Diese Transistoren M 19,
M 20 können durch entsprechende Widerstände ersetzt werden.
Der Hauptdifferenzverstärker 30 umfaßt eine aktive Ladungs
einrichtung mit Stromspiegel mit darin enthaltenen P-Kanal
MOSFETs M 7 und M 8; Differentialeingangstransistoren aus
N-Kanal MOSFETs M 9 und M 10, wobei die Drains jeweils
an Ausgänge des Stromspiegels geschaltet sind, Gates
jeweils an die Referenzspannung VREF und die proportionale
Spannung VP gekoppelt sind, und die Sources zusammen
geschaltet sind; und umfaßt weiterhin einen Pull-down-Tran
sistor aus einem N-Kanal MOSFET M 11, wobei das Gate an
den Impuls Φ ENP (oder Φ ENA) gekoppelt ist, der Drain
an eine Verbindung zwischen den MOSFETs M 9 und M 10 ge
koppelt ist, und die Source an die Referenzspannung Vss
gekoppelt ist.
Der Unter-Differenzverstärker 31 weist einen ähnlichen
Aufbau auf wie der Haupt-Differenzverstärker 30. Daher
weist der Unter-Differenzverstärker 31 einen aktiven
Stromspiegellader auf, der mit P-Kanal MOSFETs M 12 und
M 13 versehen ist; differentielle Eingangstransistoren
aus N-Kanal MOSFETs M 14 und M 15, deren Gates jeweils
an die Referenzspannung VREF und die proportionale Spannung
Vp gekoppelt sind; und einen Pull-Down-Transistor aus
einem N-Kanal MOSFET M 16, dessen Gate an die Referenz
spannung VREF gekoppelt ist, und dessen Source ebenfalls
an die Masse-Referenzspannung Vss gekoppelt ist. Da das
Gate des Pull-Down-Transistors M 16 an die Referenzspannung
gekoppelt ist, arbeitet der Unter-Differenzverstärker
31 immer. Daher weisen sowohl der Haupt- als auch der
Unter-Differenzverstärker 30, 31 die Referenzspannung
VREF und die Proportionalspannung Vp als ihr jeweiliges
Eingangssignal auf und dienen als Single-Ended-Differenz
verstärker, deren Ausgangssignale jeweils von den Drains
der Transistoren M 9 und M 14 bereitgestellt werden. Die
Ausgänge des Haupt- beziehungsweise Unter-Differenzver
stärkers 30 beziehungsweise 31 sind jeweils an ein Gate
eines P-Kanal-MOSFET M 17 der Hauptleistungskomponente
32 und ein Gate eines P-Kanal MOSFET M 18 der Unter-Leistungs
komponente 33 angekoppelt, deren Drains jeweils an die
externe Versorgungsspannung ExVcc gekoppelt und deren
Sources jeweils an die Eingangsleitung 42 angekoppelt
sind. Wie voranstehend beschrieben liefert der Transistor
M 17 in die peripheren Schaltkreise oder die Array-Schalt
kreise einen hohen Strom entsprechend dem Ausgangssignal
des Haupt-Differenzverstärkers 30, der durch den Impuls
Φ ENP (oder Φ ENA) aktiviert wird, und ist vorzugsweise
mit einer Kanalbreite versehen, die größer ist als die
des Transistors M 18, der durch den Unter-Differenzver
stärker 31 getrieben wird, der sich in einem konstant
aktivierten Zustand befindet.
Die Überspannungsschutzschaltung 34 weist mehrere P-Kanal-
MOSFETs M 21- M 24 mit Diodenverbindung auf, die zwischen
die externe Versorgungsspannung ExVcc und das Gate der
Hauptleistungskomponente 32 geschaltet sind, wobei infolge
der Tatsache, daß verhindert wird, daß die Gate-Spannung
der Hauptleistungskomponente 32 unter einen vorgegebenen
Wert (ExVcc-4 VTH) fällt, eine Zerstörung der Haupt
leistungskomponente 32 infolge ihres Überstroms verhindert
wird. Hier ist der Spannungswert VTH der Absolutwert
der Schwellenspannung der Transistoren M 21- M 24.
Fig. 4 zeigt Zeitablaufdiagramme der peripheren und
Array-Enableimpulse, Φ ENP beziehungsweise Φ ENA, im Betrieb
der in Fig. 3 dargestellten Schaltung. Wie aus den in
der Zeichnung dargestellten Signalformen hervorgeht,
ändert dann, wenn RAS in den logisch niedrigen Pegel
geschaltet wird, der periphere Enable-Impuls Φ ENP seinen
logischen Zustand von "LOW" in "HIGH" zu einer Zeit t 1.
Der logisch hohe Impuls Φ ENP aktiviert den Haupt-Differenz
verstärker 30 P des peripheren Stromversorgungsschalt
kreises. Allerdings ändert der Array-Enable-Impuls Φ ENA
seinen logischen Zustand auf "High" zu einem Zeitpunkt
t 2 durch Einschalten eines Impulses Φ WL, der die Wort
leitung aktiviert, wodurch der Haupt-Differenzverstärker
30 A der Array-Stromversorgungsschaltung 20 A aktiviert
wird. Dadurch erfolgt, beginnend mit einem Zeitpunkt
t 3, ein Abtastbetrieb eines Bitleitungspaares BL/BL durch
den Abtastverstärker, und zu einem Zeitpunkt t 4 endet
der Abtastbetrieb durch Abschalten des Abtastverstärkers.
Der Array-Enable-Impuls Φ ENA wird in den logisch niedrigen
Pegel zum Zeitpunkt t 4 geschaltet, wodurch der Haupt-Dif
ferenzverstärker 30 A abgeschaltet wird. Da die peripheren
Schaltkreise einen hohen Strom verbrauchen, um die Bit
leitungen selbst nach Beendigung des Abtastbetriebes
anzugleichen, verbleibt in der Zwischenzeit der periphere
Enable-Impuls Φ ENP in seinem logisch hohen Zustand, bis
zur Beendigung (Zeitpunkt t 5) der Angleichung der Bit
leitungen.
Unter Bezug auf Fig. 3 ergibt sich die interne Versorgungs
spannung InVcc aus der nachstehenden Gleichung (1):
InVcc = VREF · (1 + R 19/R 20) (1)
wobei R 19 und R 20 jeweils den EIN-Widerstand der Tran
sistoren M 19 und M 20 angeben.
Nachstehend wird unter der Annahme, daß der Differenz
verstärker 30 durch den Impuls Φ ENA oder Φ ENB aktiviert
wird, der Betrieb der in Fig. 3 dargestellten Schaltung
beschrieben. Wenn die interne Versorgungsspannung InVcc
unterhalb eines festgelegten Wertes gelangt, geht auch
die proportionale Spannung Vp unter eine Referenzspannung.
Dann erhöhen sich die Drain-Spannungspotentiale der Tran
sistoren M 10 und M 15, wogegen sich in Reaktion hierauf
die Drain-Spannungspotentiale der Transistoren M 9 und
M 14 verringern. Durch diese Abnahme der Drainpotentiale
liefern die Leistungskomponenten 32, 33 einen hohen Strom
an die Ausgangsleitung 42, wodurch sie das Spannungs
potential der Ausgangsleitung 42 bis zu der internen
Versorgungsspannung InVcc wiederherstellen, die durch
die voranstehend angegebene Gleichung (1) festgelegt
ist. Die Überspannungsschutzschaltung 34 verhindert,
daß das Gate-Potential der Leistungskomponente 32 unter
einen vorbestimmten Wert absinkt, wodurch die Leistungs
komponente 32 gegen eine Zerstörung geschützt ist.
Wie aus der voranstehenden Beschreibung deutlich wird,
kann die erfindungsgemäße Quellenspannungsversorgungs
wandlerschaltung einen verringerten Stromverbrauch des
wegen erzielen, da sowohl die Hauptstromversorgungsschal
tungen der peripheren als auch der Array-Stromversorgungs
schaltungen jeweils in einem Zeitraum arbeiten, welcher
einen hohen Stromverbrauch erfordert. Zusätzlich kann,
da die jeweiligen Unter-Stromversorgungsschaltkreise
des peripheren beziehungsweise Array-Stromversorgungs
schaltkreises unabhängig von den Hauptstromversorgungs
schaltkreisen arbeiten, die Variation der internen Ver
sorgungsspannung infolge der Hochstromversorgung minimali
siert werden.
Die voranstehende Beschreibung zeigt nur eine bevorzugte
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Unterschied
liche Änderungen werden Fachleuten auf diesem Gebiet
deutlich werden, ohne daß von dem Umfang der vorliegenden
Erfindung abgewichen wird, die höchstens durch den Offen
barungsumfang der Anmeldeunterlagen begrenzt ist. Daher
ist die gezeigte und beschriebene Ausführungsform nur
erläuternd, nicht aber einschränkend zu verstehen.
Claims (5)
1. Schaltung zum Wandeln einer Quellenversorgungsspannung
zur Bereitstellung einer internen Versorgungsspannung,
die niedriger ist als eine externe Versorgungsspannung,
für periphere Schaltkreise und Array-Schaltkreise eines
Halbleiterspeichergeräts, gekennzeichnet durch:
einen Referenzspannungsgenerator zur Erzeugung einer konstanten Referenzspannung;
einen peripheren Stromversorgungsschaltkreis und einen Array-Stromversorgungsschaltkreis zur Bereitstellung der internen Versorgungsspannung an die peripheren Schalt kreise beziehungsweise die Array-Schaltkreise; wobei jeder der peripheren Schaltkreise und der Array- Leistungsschaltkreise aufweist:
einen Teiler, der eine Spannung proportional zu der in ternen Versorgungsspannung erzeugt;
einen Hauptstromversorgungsteil einschließlich eines Hauptdifferenzverstärkers, welcher die proportionale Spannung mit der Referenzspannung vergleicht, wobei der Hauptdifferenzverstärker durch einen vorgegebenen Impuls aktivierbar ist, und eine Haupt-Stromversorgungskomponente, welche die interne Quellenversorgungsspannung in Reaktion auf ein Ausgangssignal des Hauptdifferenzverstärkers bereitstellt; und
einen Unter-Stromversorgungsteil einschließlich eines Unter-Differenzverstärkers, welcher die proportionale Spannung mit der Referenzspannung vergleicht, wobei sich der Referenzverstärker in einem konstant aktivierten Zu stand befindet, und eine Unter-Stromversorgungskomponente, welche die interne Quellenversorgungsspannung in Reaktion auf das Ausgangssignal des Unter-Differenzverstärkers bereitstellt.
einen Referenzspannungsgenerator zur Erzeugung einer konstanten Referenzspannung;
einen peripheren Stromversorgungsschaltkreis und einen Array-Stromversorgungsschaltkreis zur Bereitstellung der internen Versorgungsspannung an die peripheren Schalt kreise beziehungsweise die Array-Schaltkreise; wobei jeder der peripheren Schaltkreise und der Array- Leistungsschaltkreise aufweist:
einen Teiler, der eine Spannung proportional zu der in ternen Versorgungsspannung erzeugt;
einen Hauptstromversorgungsteil einschließlich eines Hauptdifferenzverstärkers, welcher die proportionale Spannung mit der Referenzspannung vergleicht, wobei der Hauptdifferenzverstärker durch einen vorgegebenen Impuls aktivierbar ist, und eine Haupt-Stromversorgungskomponente, welche die interne Quellenversorgungsspannung in Reaktion auf ein Ausgangssignal des Hauptdifferenzverstärkers bereitstellt; und
einen Unter-Stromversorgungsteil einschließlich eines Unter-Differenzverstärkers, welcher die proportionale Spannung mit der Referenzspannung vergleicht, wobei sich der Referenzverstärker in einem konstant aktivierten Zu stand befindet, und eine Unter-Stromversorgungskomponente, welche die interne Quellenversorgungsspannung in Reaktion auf das Ausgangssignal des Unter-Differenzverstärkers bereitstellt.
2. Schaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Haupt- und der Unter-Differenzverstärker Single-
Ended-Differenzverstärker sind, und daß jede der Leistungs
komponenten ein MOSFET ist, der ein Gate aufweist, das
an einen Ausgang seines zugehörigen Differenzverstärkers
angekoppelt ist, einen Drain, der an die externe Quellen
versorgungsspannung angekoppelt ist, und eine Source,
welche die interne Versorgungsspannung zur Verfügung
stellt.
3. Schaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der vorbestimmte Impuls aus einem ersten Impuls be
steht, der durch ein Signal RAS eingeschaltet wird, bis
zum Angleichen von Bitleitungen, und aus einem zweiten
Impuls, der von dem Einschalten einer Wortleitung bis
zur Beendigung des Abtastbetriebes eines Abtastverstärkers
eingeschaltet wird.
4. Schaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Überspannungsschutzschaltung zwischen den Haupt-
Differenzverstärker und die Haupt-Leistungskomponente
eingekoppelt ist, um zu verhindern, daß die Hauptleistungs
komponente zerstört wird.
5. Quellenversorgungswandlerschaltung zur Erzeugung einer
internen Versorgungsspannung, die niedriger ist als eine
externe Versorgungsspannung, gekennzeichnet durch:
einen Referenzspannungsgenerator zur Erzeugung einer konstanten Referenzspannung;
eine leitfähige Ausgangleitung zur Übertragung der internen Versorgungsspannung;
eine Einrichtung zur Erzeugung einer Spannung proportional zu der internen Versorgungsspannung auf der Ausgangs leitung;
einen ersten Stromversorgungsteil, der mit einem ersten Differenzverstärker zum Vergleich der proportionalen Spannung mit der Referenzspannung versehen ist, wobei der erste Differenzverstärker durch einen vorgegebenen Impuls aktivierbar ist, und eine erste Stromversorgungs komponente, welche die interne Versorgungsspannung in Reaktion auf das Ausgangssignal des ersten Differenz verstärkers bereitstellt; und
einen zweiten Stromversorgungsteil, der mit einem zweiten Differenzverstärker zum Vergleich der proportionalen Spannung mit der Referenzspannung versehen ist, wobei der zweite Differenzverstärker sich in einem konstant aktivierten Zustand befindet, und eine zweite Stromver sorgungskomponente aufweist, welche die interne Versorgungs spannung in Reaktion auf das Ausgangssignal des zweiten Differenzverstärkers bereitstellt.
einen Referenzspannungsgenerator zur Erzeugung einer konstanten Referenzspannung;
eine leitfähige Ausgangleitung zur Übertragung der internen Versorgungsspannung;
eine Einrichtung zur Erzeugung einer Spannung proportional zu der internen Versorgungsspannung auf der Ausgangs leitung;
einen ersten Stromversorgungsteil, der mit einem ersten Differenzverstärker zum Vergleich der proportionalen Spannung mit der Referenzspannung versehen ist, wobei der erste Differenzverstärker durch einen vorgegebenen Impuls aktivierbar ist, und eine erste Stromversorgungs komponente, welche die interne Versorgungsspannung in Reaktion auf das Ausgangssignal des ersten Differenz verstärkers bereitstellt; und
einen zweiten Stromversorgungsteil, der mit einem zweiten Differenzverstärker zum Vergleich der proportionalen Spannung mit der Referenzspannung versehen ist, wobei der zweite Differenzverstärker sich in einem konstant aktivierten Zustand befindet, und eine zweite Stromver sorgungskomponente aufweist, welche die interne Versorgungs spannung in Reaktion auf das Ausgangssignal des zweiten Differenzverstärkers bereitstellt.
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