DE4204400A1 - Schaltung zur erzeugung einer rueckwaertsregelspannung - Google Patents

Schaltung zur erzeugung einer rueckwaertsregelspannung

Info

Publication number
DE4204400A1
DE4204400A1 DE4204400A DE4204400A DE4204400A1 DE 4204400 A1 DE4204400 A1 DE 4204400A1 DE 4204400 A DE4204400 A DE 4204400A DE 4204400 A DE4204400 A DE 4204400A DE 4204400 A1 DE4204400 A1 DE 4204400A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
voltage
circuit
gate
transistor
switching transistor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE4204400A
Other languages
English (en)
Inventor
Jin Yong Chung
Deog Young Kwak
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SK Hynix Inc
Original Assignee
Goldstar Electron Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Goldstar Electron Co Ltd filed Critical Goldstar Electron Co Ltd
Publication of DE4204400A1 publication Critical patent/DE4204400A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C16/00—Erasable programmable read-only memories
    • G11C16/02—Erasable programmable read-only memories electrically programmable
    • G11C16/06—Auxiliary circuits, e.g. for writing into memory
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C5/00—Details of stores covered by group G11C11/00
    • G11C5/14—Power supply arrangements, e.g. power down, chip selection or deselection, layout of wirings or power grids, or multiple supply levels
    • G11C5/145—Applications of charge pumps; Boosted voltage circuits; Clamp circuits therefor
    • G11C5/146—Substrate bias generators
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00—Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
    • G05F3/02—Regulating voltage or current
    • G05F3/08—Regulating voltage or current wherein the variable is dc
    • G05F3/10—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
    • G05F3/16—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
    • G05F3/20—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
    • G05F3/205—Substrate bias-voltage generators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Dram (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Erzeugung einer Rückwärtsregelspannung bzw. einen in Sperrichtung gepolten Erzeugungs-Schaltkreis (back bias generating circuit) und insbesondere eine derartige Schaltung, bei der der Betrag an Elektronen verringert werden soll, die von einem Pump-Kondensator in ein Substrat injiziert werden, so daß die Schaltung schnell arbeiten kann und sich durch einen geringen Stromverbrauch auszeichnet.
Im folgenden wird anhand von Fig. 1 der Stand der Technik erläutert. Dort ist eine derartige Schaltung gezeigt, die einen Ringoszillator IC1 zur Erzeugung eines Signals mit einer Wechselspannungs-Wellenform enthält. Der Ausgangsanschluß des Oszillators ist an einen Anschluß einer Pump-Kapazität PC1 angeschlossen, und zwar über invertierende Torschaltungen IN1-IN3. Der Ausgangsanschluß der invertierenden Torschaltung IN2 ist an Torschaltungen eines PMOS Transistors PM1 und gleichzeitig eines NMOS Transistors NM1 angeschlossen. Die Quelle des Transistors NM2 ist an eine Erdung Vss angeschlossen. Der andere Anschluß des Pump-Kondensators PC1 ist an die Quelle des NMOS Transistors NM1 und gleichzeitig an die Senke des NMOS Transistors NM2 angeschlossen und auch an die Senke eines NMOS Transistors NM3. Die Quelle und die Senke des Transistors NM3 sind beide an einen Anschluß VBB für die Rückwärtsspannung angeschlossen.
Diese Schaltung arbeitet wie folgt.
Wenn die Ausgangsspannung des Ringoszillators IC1 unter ein bestimmtes, niedriges Niveau abfällt, so wird die niedrige Ausgangsspannung des Ringoszillators IC1 von der Inverter-Torschaltung IN1 in ein hohes Niveau invertiert, und diese hohe Spannung von der Torschaltung IN1 wird dann wieder von der Inverter-Torschaltung IN2 in das niedrige Niveau umgewandelt. Die wellenförmige, niedrige Spannung von der Torschaltung IN2 wird an die Tore der PMOS und NMOS Transistoren PM1 und NM1 angelegt. Als Resultat wird der PMOS Transistor PM1 eingeschaltet, während der NMOS NM1 ausgeschaltet wird. Dadurch ist es möglich, daß die Spannung des Versorgungsanschlusses Vcc an das Tor des NMOS Transistors NM2 gelangt, und zwar durch den PMOS PM1. Die Spannung am Leistungsanschluß Vcc schaltet den NMOS Transistors NM2 ein.
Andererseits wird die niedrige Ausgangsspannung der Umkehr-Torschaltung IN2 von der Umkehr-Torschaltung IN3 in ein hohes Niveau umgekehrt, und diese hohe Spannung von der Torschaltung IN3 wird dann an einen Anschluß des Pump-Kondensators PC1 angelegt. Die Spannung am anderen Anschluß des Kondensators wird über den eingeschalteten NMOS Transistors NM2 geerdet (Erdungsanschluß Vss). Es ergibt sich, daß die Erdungsspannung (Spannung Null) am gemeinsamen Verbindungspunkt n1 des anderen Anschlusses des Kondensators PC1 mit der Quelle und der Senke der NMOS Transistoren NM1 und NM2 erscheint. Im Ergebnis liegt die Erdungsspannung an der gemeinsamen Verbindung an der Senke des NMOS Transistors NM3 an, der im folgenden als Schalttransistor bezeichnet wird.
Jetzt wird die Minusspannung am Rückwärts-Regelspannungsanschluß VBB an das Tor und an die Quelle des Schalttransistors NM3 angelegt, wodurch der Schalttransistor NM3 abgeschaltet wird, und zwar wegen der Rückwärts-Vorspannung. Das Abschalten des Schalttransistors NM3 verhindert, daß die Spannung am Rückwärtsanschluß VBB ansteigt.
Danach, wenn die Spannung am Ausgang des Ringoszillators IC1 auf ein hohes Niveau ansteigt, wird diese hohe Spannung am Ausgang des Oszillators IC1 in ein niedriges Niveau von der Torschaltung IN1 umgekehrt, und diese niedrige Spannung am Ausgang der Schaltung IN1 wird dann wiederum in ein hohes Niveau umgekehrt, und zwar von der Torschaltung IN2. Die wellenförmige Hochspannung vom Tor IN2 gelangt zu den Toren der PMOS und NMOS Transistoren PM1 und NM1. (Als Ergebnis werden die Transistoren PM1 und NM2 ausgeschaltet, und der Transistor NM1 wird eingeschaltet.)
Andererseits wird die hohe Ausgangsspannung der Schaltung IN2 von der Schaltung IN3 in ein niedriges Niveau umgekehrt, und diese Niederspannung gelangt dann an den einen Anschluß des Kondensators PC1. Wegen des Kupplungseffekts des Kondensators erscheint die Minusspannung am anderen Anschluß des Kondensators PC1. Wenn dann die Spannung am anderen Anschluß des Kondensators PC1 nach und nach auf ein niedriges Niveau abfällt, das heißt wenn die Ausgangsspannung vom Oszillator IC2 nach und nach auf ein hohes Niveau ansteigt, so wird der Betrag der negativen Spannung am anderen Anschluß des Kondensators PC1 größer, derart, daß die negative Spannung des anderen Anschlusses des Kondensators PC1 an die Senke des Schalttransistors NM3 angelegt wird. Jetzt, wenn das Niveau der Spannung am Rückwärts-Regelanschluß VBB höher ist als das der negativen Spannung am anderen Anschluß des Kondensators PC1, so wird der Schalttransistor NM3 eingeschaltet, und zwar wegen einer normalen Vorspannung. Dieses Einschalten des Schalttransistors NM3 ermöglicht es, daß die Spannung am Anschluß VBB dadurch kurzgeschlossen wird. Das Niveau der Spannung am Anschluß VBB wird also niedriger.
Anders gesagt, weil eine große Menge der vom Kondensator PC1 erzeugtenn Elektronen durch den eingeschalteten Schalttransistor NM3 zum Anschluß VBB fließt, wird das Spannungsniveau am Anschluß VBB relativ niedriger.
Bei der herkömmlichen Rückwärtsregelspannungsschaltung werden Elektronen von der Verbindung des Kondensators PC1 in das Substrat in großer Menge injiziert, so daß sie eine Wirkung auf die Information in Zellen haben. Dies beruht darauf, daß das unterste Spannungsniveau des Kondensators PC1 fortwährend viel niedriger ist als das Spannungsniveau am Anschluß VBB, und zwar beruhend auf einer Potentialdifferenz VT zwischen der Senke und der Quelle des Schalttransistors NM3. Eine große Anzahl an Elektronen ergibt aber eine Fehlfunktion der Zellen. Weiterhin wird verhältnismäßig viel Zeit benötigt für das Abfallen der Spannung am Anschluß VBB auf ein gewünschtes Niveau, und zwar wegen der geringen Leitfähigkeit des Schalttransistors NM3. Dies beruht darauf, daß die Spannung am Rückwärtsregelspannungsanschluß VBB stets am Tor des Schalttransistors NM3 anliegt. Dies bedeutet, daß die Schaltung nicht schnell arbeiten kann.
Demgegenüber liegt daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine derartige Schaltung vorzuschlagen, bei der der Betrag an Elektronen verringert wird, die von einem Pump-Kondensator in ein Substrat injiziert werden, so daß eine Fehlfunktion von Zellen verhindert werden kann. Die erfindungsgemäße Schaltung soll schnell arbeiten können, und es soll auch ihr Stromverbrauch verringert werden.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit Hilfe einer Schaltung zur Erzeugung einer Rückwärtsregelspannung, die gekennzeichnet ist durch einen Ringoszillator zur Erzeugung eines Signals mit Wechselspannungs-Wellenform, einen Generator zur Erzeugung einer Rückwärtsregelspannung, wobei der Generator zumindest eine, vorzugsweise drei, Umkehrschaltungen aufweist, die jeweils eine Ausgangsspannung vom Ringoszillator invertieren, fernerhin einen Pump-Kondensator für die Eingabe einer Ausgangsspannung von der dritten Inverter-Torschaltung an ihrem einen Anschluß sowie einen Schalttransistor zum Anlegen einer Ausgangsspannung an den anderen Anschluß des Pump-Kondensators an einen Anschluß für die Rückwärtsregelspannung, wobei der andere Anschluß des Pump-Kondensators gesteuert wird, und zwar entsprechend dem Niveau der Ausgangsspannung des Ringoszillators, derart, daß dieser an einen Erdungsanschluß angeschlossen ist, um die Rückwärtsregelspannung zu erzeugen, und mit einer Schalttransistor-Steuerung zur Steuerung einer Spannung, die an das Tor des Schalttransistors angelegt werden soll, und zwar entsprechend dem Niveau der Ausgangsspannung des Ringoszillators.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, aus dem sich weitere wichtige Merkmale ergeben. Es zeigt
Fig. 1 eine Schaltung nach dem Stand der Technik;
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Schaltung;
Fig. 3 ein Wellenform-Diagramm der Spannung am Ausgang eines Pump-Kondensators nach Fig. 2 bei der erfindungsgemäßen Schaltung;
Fig. 4 ein Wellenform-Spannungsdiagramm am Rückwärts-Vorspannungsanschluß nach Fig. 2 bei der erfindungsgemäßen Schaltung.
Zunächst sei die erfindungsgemäße Schaltung anhand von Fig. 2 erläutert. Diese zeigt eine Schaltung mit einem Ringoszillator IC1 zur Erzeugung eines Wechselspannungssignals, einen Abschnitt IC2 zur Erzeugung einer Rückwärts-Vorspannung und einem Kontrollabschnitt IC3 eines Schalttransistors.
Der Abschnitt IC2 weist mehrere Umkehr-Torschaltungen IN1 bis IN3 auf, die jeweils eine Ausgangsspannung vom Ringoszillator IC1 invertieren, ferner einen Pump-Kondensator PC1, der eine Ausgangsspannung von der Torschaltung IN3 an seinem einen Anschluß erhält, und einen Schalttransistor NM3 zum Anlegen einer Ausgangsspannung an den anderen Anschluß des Kondensators PC3, und zwar an einen Rückwärts-Vorspannungsanschluß VBB. Der andere Anschluß des Kondensators PC1 wird entsprechend dem Niveau der Ausgangsspannung vom Ringoszillator IC1 kontrolliert, derart, daß er an einen Erdungsanschluß Vss angeschlossen ist, um die Rückwärts-Vorspannung zu erzeugen.
Der Steuerungsabschnitt IC3 für den Schalttransistor schließt einen PMOS Transistor PM2 ein für die Anlage einer Spannung an den Erdungsanschluß Vss oder einer Spannung an den Leistungsanschluß Vcc an das Tor des Schalttransistors NM3 entsprechend dem Niveau der Ausgangsspannung des Ringoszillators IC1, sowie einen NMOS Transistor NM4 für die Anlage der Rückwärts-Vorspannung an das Tor des Schalttransistors NM3 in Übereinstimmung mit dem Niveau der Ausgangsspannung des Ringoszillators IC1. Der Steuerungsabschnitt IC3 bewirkt, daß der Leitfähigkeitswert des Schalttransistors NM3 für den schnellen Betrieb von Zellen erhöht wird, wobei der absolute Wert der Ausgangsspannung vom Kondensator PC1 verringert wird, so daß die Schaltung weniger Strom verbraucht und eine Fehlfunktion der Zellen verringert werden kann.
Im Abschnitt IC2 für die Erzeugung der Rückwärtsregelspannung ist der Ausgang des Ringoszillators IC1 an einen Anschluß des Kondensators PC1 angeschlossen, und zwar über die Torschaltungen IN1 bis IN3. Der Ausgangsanschluß der Torschaltung IN2 ist Transistors NM1 angeschlossen. Die Quelle des PMOS Transistors PM1 ist an den Leistungsanschluß Vcc angeschlossen und dessen Senke ist an die Senke des NMOS Transistors NM1 und an das Tor eines NMOS Transistors NM2 angeschlossen. Die Quelle dieses Transistors NM2 ist an die Erdung Vss angeschlossen. Der andere Anschluß des Kondensators PC1 ist an die Quelle des NMOS Transistors NM1 angeschlossen, an die Quelle des NMOS Transistors NM2 und an die Senke des Differenzverstärkers NM3. Dessen Quelle ist an den Rückwärtsregelspannungsanschluß VBB angeschlossen.
Im Steuerungsabschnitt IC3 des Schalttransistors ist der Ausgangsanschluß der Torschaltung IN2 des Abschnitts IC2 an die Quelle des PMOS Transistors PM2 angeschlossen. Eine gemeinsame Verbindung der Senke des PMOS Transistors PM1 mit der Senke des NMOS Transistors NM1 im Abschnitt IC2 ist mit dem Tor des PMOS Transistors PM2 und mit dem Tor des NMOS Transistors NM4 verbunden. Eine gemeinsame Verbindung der Senke des PMOS Transistors PM2 mit der Senke des NMOS Transistors NM4 ist mit dem Tor des Schalttransistors NM3 in der Sektion IC2 verbunden.
Die Arbeitsweise dieser Schaltung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 näher erläutert.
Wenn die Ausgangsspannung des Ringoszillators IC1 unter ein niedriges Niveau abfällt, so wird die Ausgangsspannung vom Tor IN1 in ein hohes Niveau invertiert und diese invertierte Spannung mit hohem Niveau wird vom Tor IN2 in ein niedriges Niveau invertiert. Die wellenförmige Niederspannung am Ausgang des Tors IN2 wird an die Tore der Transistoren PM1 und NM1 und an die Quelle des PMOS Transistors PM2 im Abschnitt IC3 weitergeleitet. Der Transistor PM1 wird dadurch eingeschaltet, während der Transistor NM1 ausgeschaltet wird. Dadurch gelangt die Spannung des Leistungsanschlusses Vcc an die Tore der Transistoren NM2 und NM4 und an das Tor des PMOS Transistors PM2, und zwar über den PMOS Transistor PM1. Das Anlegen der Spannung am Anschluß Vcc schaltet die Transistoren NM2 und NM4 ein, während der PMOS Transistor PM2 ausgeschaltet wird. Andererseits wird die niedrige Ausgangsspannung der Torschaltung IN2 von der Umkehr-Torschaltung IN3 in ein hohes Niveau invertiert, und diese Hochspannung vom Tor IN3 wird dann an den einen Anschluß des Pumpkondensators PC1 angelegt. Die Spannung am anderen Anschluß des Kondensators gelangt über den eingeschalteten NMOS Transistor NM2 an den Erdungsanschluß Vss. Die Erdungsspannung erscheint daher am gemeinsamen Verbindungspunkt n1 des anderen Anschlusses des Kondensators PC1 mit der Quelle und der Senke des NMOS Transistors NM1 und NM2, wie in Fig. 3 gezeigt. Als Ergebnis steigt die Spannung am anderen Anschluß des Pumpkondensators PC1 nach und nach auf ein hohes Niveau an. Die Senke des Schalttransistors NM2 liegt an der Erdungsspannung, wobei die Spannung am Verbindungspunkt n1 ansteigt, wie dies die Anstiegsflanke V1′ in Fig. 3 zeigt.
Jetzt wird die Spannung am Anschluß VBB direkt an die Quelle des Schalttransistors NM3 angelegt und über den eingeschalteten NMOS Transistor NM4 an das Tor des Schalttransistors NM3. Weil an dem Schalttransistor NM3 eine Umkehrspannung anliegt (Rückwärtsregelspannung), wird der Schalttransistor NM3 ausgeschaltet.
Als Ergebnis bleibt die Spannung am Anschluß VBB natürlich beibehalten, wie dies Fig. 4 zeigt. Dies beruht darauf, daß die Spannung am Verbindungspunkt n1 durch den ausgeschalteten Schalttransistor NM3 blockiert wird.
Wenn anschließend die Ausgangsspannung des Oszillators IC1 auf ein hohes Niveau ansteigt, so wird diese hohe Spannung vom Tor IN1 in eine niedrige Spannung umgekehrt, und diese niedrige Spannung wird vom Tor IN2 wieder in eine hohe Spannung umgekehrt. Die wellenförmige Hochspannung am Ausgang des Tors IN2 wird an die Tore der Transistoren PM1 und NM1 angelegt und an die Quelle des Transistors PM2. Der Transistor PM1 wird dadurch ausgeschaltet, während der Transistor NM1 eingeschaltet wird. Weil die niedrige Spannung am gemeinsamen Verbindungspunkt n1 an das Tor des Transistors PM2 und an die Tore der Transistoren NM2 und NM4 angelegt wird, und zwar über den eingeschalteten Transistor NM1, wird der Transistor PM2 eingeschaltet, während die Transistoren NM2 und NM4 ausgeschaltet werden.
Als Ergebnis liegt die hohe Ausgangsspannung des Tores IN2 am Tor des Schalttransistors NM3 an, und zwar über den eingeschalteten Transistor PM2. Der Schalttransistor NM3 wird also eingeschaltet.
Andererseits wird die hohe Ausgangsspannung des Tors IN2 vom Tor IN3 in eine niedrige Spannung umgedreht, und diese niedrige Spannung am Ausgang des Tors IN3 wird dann an den einen Anschluß des Kondensators PC1 angelegt. Wegen des Kupplungseffekts des Kondensators erscheint eine Spannung am anderen Anschluß des Kondensators PC1, die niedriger ist als die Spannung am ersten Anschluß des Kondensators. Wenn jetzt die Spannung am einen Anschluß des Kondensators PC1 nach und nach auf ein niedriges Niveau abfällt, so fällt die Spannung, die an der Verbindung n1 des anderen Anschlusses des Kondensators PC1 mit der Quelle und mit der Senke der Transistoren NM1 und NM2 erscheint, relativ auf ein Minus-Spannungsniveau V2′ (vgl. Fig. 3). Im Ergebnis wird die Minusspannung V2′ am Verbindungspunkt n1 an das Tor des Transistors PM2 und an die Senke des Schalttransistors NM3 angelegt, und zwar durch den eingeschalteten NMOS Transistor NM1. Dadurch wird der PMOS Transistor PM2 eingeschaltet. Dieses Einschalten des PMOS Transistors PM2 leitet die Spannung am Leistungsanschluß Vcc an das Tor des Schalttransistors NM3 weiter.
Das Einschalten des Schalttransistors NM3 ermöglicht es, daß die Spannung am Rückwärts-Vorspannungsanschluß VBB dadurch abgeleitet wird, und zwar an die Minusspannungs-Ausgangsseite des Kondensators PC1. Das Spannungsniveau am Anschluß VBB wird dadurch nach und nach niedriger, wie Fig. 4 zeigt. Insbesondere ist die Leitfähigkeit des Schalttransistors NM3 größer, wenn die Spannung am Anschluß Vcc oder die Spannung vom Oszillator IC1 an das Tor des Schalttransistors NM3 geleitet wird als dies der Fall ist, wenn die Spannung am Anschluß VBB an das Tor des Schalttransistors NM3 geleitet wird. Die größere Leitfähigkeit des Schalttransistors NM3 bewirkt, daß die Schaltung die Rückwärts-Vorspannung schneller erreicht.
An der unteren Kante der Welle, wobei also die Ausgangsspannung vom Oszillator IC1 auf das untere Niveau abfällt, d. h. kurz bevor die Spannung am Verbindungspunkt n1 ansteigt, wird die niedrige Spannung oder die Spannung am Erdungsanschluß Vss an das Tor des Schalttransistors NM3 angelegt. Dadurch wird ein absoluter Wert der Minusspannung V2′, der am gemeinsamen Verbindungspunkt n1 anliegt, um die Potentialdifferenz VT des Schalttransistors NM3 verringert. Als Ergebnis kann der Betrag an Elektronen, die vom Verbindungspunkt n1 in den Anschluß VBB injiziert werden, verringert werden.
Im einzelnen erläutert kann gesagt werden, daß, wenn die Ausgangsspannung vom Ringoszillator IC1 auf das niedrige Niveau abfällt, dann die niedrige Ausgangsspannung vom Ringoszillator IC1 an das Tor des PMOS Transistors PM1 und an das Tor des PMOS Transistors PM2 angelegt wird, und zwar über die Inverter-Tore IN1 und IN2. Dadurch wird der PMOS Transistor PM1 eingeschaltet. Jetzt wird das Einschalten des PMOS Transistors PM1 während einer vorbestimmten Zeitspanne verzögert, während der PMOS Transistor PM2 durch die Minusspannung eingeschaltet wird oder durch den kurz vorher bestehenden Spannungswert am Verbindungspunkt n1. Weil die niedrige Ausgangsspannung vom Oszillator IC1 oder die Spannung am Erdungsanschluß Vss an das Tor des Schalttransistors NM3 angelegt wird, und zwar über den eingeschalteten PMOS Transistors PM2, wird der absolute Wert der Minusspannung V2′, der am Verbindungspunkt n1 anliegt, um die Potentialdifferenz VT zwischen der Senke und der Quelle des Schalttransistors kleiner, wie Fig. 3 zeigt. Dies ist das Ergebnis der vorher beschriebenen Ereignisse. Folglich können die von der Verbindung des Kondensators PC1 in das Substrat injizierten Elektronen verringert werden, wodurch eine Fehlfunktion der Zellen verhindert wird.
Erfindungsgemäß wird die Spannung am Leistungsanschluß oder die Spannung am Erdungsanschluß an das Tor des Schalttransistors in Übereinstimmung mit dem Niveau der Ausgangsspannung des Ringoszillators angelegt. D. h., wenn die Ausgangsspannung vom Ringoszillator hoch ist, so wird diese Hochspannung an das Tor des Schalttransistors angelegt, woraus eine größere Leitfähigkeit (ein größerer Leitwert) des Schalttransistors resultiert. Die Arbeitsgeschwindigkeit der Schaltung zum Erreichen der Rückwärts-Vorspannung kann daher sehr hoch werden. Diese hohe Arbeitsgeschwindigkeit der Schaltung bringt einen Vorteil bei der Konstruktion von Zellen mit sich. Andererseits, wenn die Ausgangsspannung vom Ringoszillator vom hohen Niveau auf das niedrige Niveau umschlägt, wird die niedrige Spannung oder die Spannung am Erdungsanschluß an das Tor des Schalttransistors angelegt. Das Anlegen dieser niedrigen Spannung an das Tor des Schalttransistors ermöglicht es, daß die Spannung des Pumpkondensators um die Potentialdifferenz des Schalttransistors höher wird als beim Stand der Technik. Daher kann der Betrag an Elektronen, die vom Pumpkondensator in das Substrat injiziert werden, verringert werden, wodurch eine Fehlfunktion der Zellen verhindert werden kann.
Wenn vorstehend von Zellen gesprochen wurde, so sind damit die Zellen einer Halbleiter-Speicherschaltung gemeint.
Bezugszeichenliste
1 Ausgangsspannung des Ringoszillators
2 Spannung an VBB beim Stand der Technik
3 Spannung an VBB bei vorliegender Erfindung
4 Spannung an n1 beim Stand der Technik
5 Spannung an n1 bei vorliegender Erfindung
6 Spannung an VBB beim Stand der Technik
7 Spannung an VBB bei vorliegender Erfindung

Claims (4)

1. Schaltung zur Erzeugung einer Rückwärtsregelschaltung, gekennzeichnet durch einen Ringoszillator (IC1) zur Erzeugung eines Wechselspannungs-Signals,
einen Generator (IC2) zur Erzeugung einer Rückwärtsregelspannung,
wobei der Generator einer Inverter-Torschaltung (IN3) (Umkehrschaltung) aufweist, die eine Ausgangsspannung des Ringoszillators invertiert, fernerhin einen Pump-Kondensator (PC1) für die Eingabe einer Ausgangsspannung der Inverter -Torschaltung (IN3) an ihrem einem Anschluß, sowie einen Schalttransistor (NM3) zum Anlegen einer Ausgangsspannung an den anderen Anschluß des Pump-Kondensators (PC1) an einen Anschluß (VBB) für die Rückwärtsregelspannung, wobei der andere Anschluß des Pump-Kondensators gesteuert wird, und zwar entsprechend dem Niveau der Ausgangsspannung des Ringoszillators (IC1), derart, daß dieser an einen Erdungsanschluß angeschlossen ist, um die Rückwärtsregelspannung zu erzeugen,
und mit einer Schalttransistor-Steuerung (IC3) zur Steuerung einer Spannung, die an das Tor des Schalttransistors (NM3) angelegt werden soll, und zwar entsprechend dem Niveau der Ausgangsspannung des Ringoszillators (IC1).
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator (IC2) zusätzlich Inverter-Torschaltungen (IN1, IN2) aufweist, die zwischen dem Ringoszillator (IC1) und der Inverter-Torschaltung (IN3) vorgesehen sind und die jeweils die Ausgangsspannung des Ringoszillators (IC1) umkehren.
3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung für den Schalttransistor die folgenden Merkmale beinhaltet:
einen PMOS Transistor (PM2) für die Anlage einer Spannung an den Erdungsanschluß (Vss) oder einer Spannung an den Leistungsanschluß (Vcc) zur Torschaltung des Schalttransistors (NM3) entsprechend einem Niveau der Ausgangsspannung vom Ringoszillator (IC1) sowie
einen NMOS Transistor (NM4) für die Anlage der Rückwartsregelspannung an das Tor des Schalttransistors (NM3) in Übereinstimmung mit einem Niveau der Ausgangsspannung vom Ringoszillator (IC1).
4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der PMOS Transistor (PM2) seine Quelle einschließt, die an den Ausgangsanschluß der zweiten Umkehr-Torschaltung (IN2) in dem Generator (IC2) für die Rückwärtsregelspannung einschließt, wobei dessen Torschaltung an eine gemeinsame Verbindung der Senke eines anderen PMOS Transistors (PM1) mit der Senke eines NMOS Transistors (NM1) in dem Generator (IC2) angeschlossen ist und dessen Senke mit der Torschaltung des Schalttransistors (NM3) im Generator (IC2) verbunden ist, und wobei die Torschaltung des NMOS Transistors (NM4) mit der gemeinsamen Verbindung der Senke des PMOS Transistors (PM1) mit der Senke des anderen NMOS Transistors (NM1) in dem Generator (IC2) verbunden ist und dessen Senke mit der Torschaltung des Schalttransistors (NM3) im Generator (IC2) verbunden ist und dessen Quelle mit dem Rückwärtsregelungsanschluß (VBB) verbunden ist.
DE4204400A 1991-04-12 1992-02-14 Schaltung zur erzeugung einer rueckwaertsregelspannung Ceased DE4204400A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019910005890A KR940003153B1 (ko) 1991-04-12 1991-04-12 백바이어스 발생회로

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE4204400A1 true DE4204400A1 (de) 1992-10-15

Family

ID=19313203

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4204400A Ceased DE4204400A1 (de) 1991-04-12 1992-02-14 Schaltung zur erzeugung einer rueckwaertsregelspannung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5184030A (de)
JP (1) JP3311011B2 (de)
KR (1) KR940003153B1 (de)
DE (1) DE4204400A1 (de)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5313111A (en) * 1992-02-28 1994-05-17 Texas Instruments Incorporated Substrate slew circuit providing reduced electron injection
EP0569658B1 (de) * 1992-05-15 1998-08-12 STMicroelectronics S.r.l. Generator für Signale mit höher Frequenz und nicht-überlappenden Phasen
US5412257A (en) * 1992-10-20 1995-05-02 United Memories, Inc. High efficiency N-channel charge pump having a primary pump and a non-cascaded secondary pump
JP2560983B2 (ja) * 1993-06-30 1996-12-04 日本電気株式会社 半導体装置
US6424202B1 (en) * 1994-02-09 2002-07-23 Lsi Logic Corporation Negative voltage generator for use with N-well CMOS processes
US5541528A (en) * 1995-08-25 1996-07-30 Hal Computer Systems, Inc. CMOS buffer circuit having increased speed
US5694072A (en) * 1995-08-28 1997-12-02 Pericom Semiconductor Corp. Programmable substrate bias generator with current-mirrored differential comparator and isolated bulk-node sensing transistor for bias voltage control
JPH09162713A (ja) * 1995-12-11 1997-06-20 Mitsubishi Electric Corp 半導体集積回路
US6064250A (en) 1996-07-29 2000-05-16 Townsend And Townsend And Crew Llp Various embodiments for a low power adaptive charge pump circuit
EP1028363B1 (de) * 1996-07-29 2003-02-12 Townsend and Townsend and Crew LLP Ladungspumpenschaltung für ein Halbleiter-Substrat
DE19651768C1 (de) * 1996-12-12 1998-02-19 Siemens Ag Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer erhöhten Ausgangsspannung
US6023187A (en) * 1997-12-23 2000-02-08 Mitsubishi Semiconductor America, Inc. Voltage pump for integrated circuit and operating method thereof
KR100259349B1 (ko) 1997-12-27 2000-06-15 김영환 백바이어스 전압레벨 검출기
EP1014547A3 (de) 1998-12-21 2000-11-15 Fairchild Semiconductor Corporation Ladungspumpesystem für niedrigen Strom
KR100347140B1 (ko) * 1999-12-31 2002-08-03 주식회사 하이닉스반도체 전압 변환 회로
KR100376260B1 (ko) * 2000-12-29 2003-03-17 주식회사 하이닉스반도체 오실레이터
EP1835374B1 (de) * 2006-03-17 2015-07-22 St Microelectronics S.A. Vorrichtung und Verfahren zur Anpassung des Potenzials des Substrats eines MOS-Transistors
US10678287B2 (en) 2018-10-15 2020-06-09 Globalfoundries Inc. Positive and negative full-range back-bias generator circuit structure
CN111367341B (zh) * 2018-12-26 2022-07-01 北京兆易创新科技股份有限公司 一种参考电压产生电路和nand芯片

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4985869A (en) * 1988-07-05 1991-01-15 Hitachi, Ltd. Semiconductor memory device with an improved substrate back-bias arrangement

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4559548A (en) * 1981-04-07 1985-12-17 Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha CMOS Charge pump free of parasitic injection
US4628214A (en) * 1985-05-22 1986-12-09 Sgs Semiconductor Corporation Back bias generator
KR890005159B1 (ko) * 1987-04-30 1989-12-14 삼성전자 주식회사 백 바이어스 전압 발생기

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4985869A (en) * 1988-07-05 1991-01-15 Hitachi, Ltd. Semiconductor memory device with an improved substrate back-bias arrangement

Also Published As

Publication number Publication date
KR940003153B1 (ko) 1994-04-15
JPH05101657A (ja) 1993-04-23
JP3311011B2 (ja) 2002-08-05
KR920020854A (ko) 1992-11-21
US5184030A (en) 1993-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4204400A1 (de) Schaltung zur erzeugung einer rueckwaertsregelspannung
DE68910597T2 (de) Ausgangsspannungs-Regulierung eines Spannungsvervielfachers.
DE2411839C3 (de) Integrierte Feldeffekttransistor-Schaltung
DE69524265T2 (de) Spannungspegelverschieber
DE4211644C2 (de) Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer konstanten Spannung
DE2657948C3 (de) Logikschaltung
DE3814667A1 (de) Rueckspannungsgenerator
DE2359646A1 (de) Integrierte treiberschaltung mit feldeffekttransistoren
DE2946025C2 (de)
DE4336907A1 (de) Substratpotential-Erzeugungsschaltung zum Erzeugen eines Substratpotentials mit einem niedrigen Pegel und Halbleitervorrichtung mit einer solchen Schaltung
DE69218746T2 (de) Einschalt-Rücksetzschaltung
DE2359647A1 (de) Schaltungsanordnung zur erzeugung einer kompensierten steuerspannung
EP0499673B1 (de) Regelschaltung für einen Substratvorspannungsgenerator
DE2840892A1 (de) Pufferschaltung
DE2812378C2 (de) Substratvorspannungsgenerator für integrierte MIS-Schaltkreise
DE2362098A1 (de) Integrierter logischer schaltkreis
DE4117882C2 (de)
DE3031197C2 (de) Treiberschaltung mit Feldeffekttransistoren
WO1998033264A1 (de) Schaltungsanordnung zum erzeugen negativer spannungen
DE2301855A1 (de) Pegelumsetzer
DE3030790C2 (de)
DE69131532T2 (de) Schaltung zum Ansteuern einer schwebenden Schaltung mit einem digitalen Signal
DE3904910A1 (de) Integrierte gegentakt-ausgangsstufe
EP1078460B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum umschalten eines feldeffekttransistors
DE2443490A1 (de) Schalter aus mos-transistoren

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8131 Rejection