JP2000331490A - 半導体集積回路装置 - Google Patents
半導体集積回路装置Info
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Abstract
ける検出レベルのばらつきを少なくし、半導体集積回路
装置の信頼性を大幅に向上させる。 【解決手段】 基準電圧発生部16が生成した基準電圧
VREF と、電源電圧VCCを抵抗27,28によって分圧
した検出電圧との電圧差を差動増幅回路SAによって差
動増幅し、検出信号Kとして出力する。基準電圧発生部
16は、温度、製造プロセスのばらつきが少ないバイポ
ーラ形トランジスタにおけるベース−エミッタ間電圧か
ら基準電圧VREF を生成しており、電源電圧VCCにおけ
る検出レベルのばらつきを小さくすることができる。
Description
置における動作の安定化技術に関し、特に、フラッシュ
メモリにおける高精度な電源電圧レベルの検出に適用し
て有効な技術に関するものである。
とえば、フラッシュメモリなどの半導体集積回路装置に
は、該半導体集積回路装置の動作電圧として供給される
電源電圧レベルを検出し、検出信号を出力する、いわゆ
る、電源電圧検出回路が設けられている。
て、電源電圧検出回路が、あるレベル以上の電源電圧を
検出することによって該半導体集積回路装置に入力され
る外部入力信号などの受け付けが開始され、電源電圧が
あるレベルよりも低い場合には、半導体集積回路装置に
おける内部回路がリセットされる。
(Metal Oxide Semiconducto
r)トランジスタからなる基準電圧を生成する回路、お
よび生成された基準電圧が入力部に入力され、この基準
電圧に基づいて電源電圧の電圧レベルを検出するインバ
ータなどから構成されている。
て詳しく述べてある例としては、1995年6月1日、
株式会社工業調査会発行、大島雅志(編)、「電子材
料」6月号(第34巻第6号)、P32〜P37があ
り、この文献には、フラッシュメモリの構成などが記載
されている。
な半導体集積回路装置に設けられた電源電圧検出回路で
は、次のような問題点があることが本発明者により見い
出された。
スタの駆動能力、抵抗に流れる電流、ならびにインバー
タにおける論理しきい値の変動、あるいは製造プロセス
のばらつきによるMOSトランジスタのしきい値、抵抗
値の変動などによって電源電圧の検出レベルにばらつき
が生じてしまうという問題がある。
圧の低電圧化により、検出レベルのばらつき大きさが無
視できなくなり、場合によっては正常動作せずに半導体
集積回路装置の誤動作などを招く恐れもある。
による電源電圧における検出レベルのばらつきを少なく
することにより、信頼性を大幅に向上させることのでき
る半導体集積回路装置を提供することにある。
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
は、動作制御信号に基づいて、バイポーラ形トランジス
タにおけるベース−エミッタ間電圧を基準電圧として出
力する第1の基準電圧生成部と、電源電圧から検出電圧
を生成する検出電圧生成部と、動作制御信号に基づい
て、該第1の基準電圧生成部が生成した基準電圧と該検
出電圧生成部が生成した検出電圧との電圧差を差動増幅
し、検出信号として出力する信号増幅部とからなる電源
電圧検出手段を備えたものである。
作制御信号に基づいて、バイポーラ形トランジスタを用
いたバンドギャップ形基準電圧源から基準電圧を生成す
る第2の基準電圧生成部と、電源電圧から検出電圧を生
成する検出電圧生成部と、動作制御信号に基づいて、該
第2の基準電圧生成部が生成した基準電圧と該検出電圧
生成部が生成した検出電圧とを比較して差動増幅し、検
出信号として出力する信号増幅部とよりなる電源電圧検
出手段を備えたものである。
前記検出電圧生成部が、第1、第2の抵抗からなり、電
源電圧と基準電位との間に前記第1、第2の抵抗を直列
接続し、電源電圧を分圧して検出電圧を生成するもので
ある。
記検出電圧生成部に、動作制御信号に基づいて、当該検
出電圧生成部を動作制御する動作制御部を設けたもので
ある。
ばらつきが少ない基準電圧を生成し、その基準電圧と、
第1、第2の抵抗によって生成された検出電圧とを差動
増幅して電源電圧レベルを検出するので、電源電圧レベ
ルを高精度に検出することができ、半導体集積回路装置
の信頼性を向上することができる。
に基づいて詳細に説明する。
形態1によるフラッシュメモリのブロック図、図2は、
本発明の実施の形態1によるフラッシュメモリに設けら
れた電源電圧検出回路の回路説明図、図3は、本発明の
実施の形態1による電源電圧検出回路に設けられた基準
電圧発生部の回路図、図4は、本発明の実施の形態1に
よる基準電圧発生部に設けられたバイポーラ形トランジ
スタの構成説明図、図5(a)は、本発明の実施の形態
1による基準電圧検出部の抵抗比を変更した際の検知レ
ベルにおける設定変更の説明図、(b)は、その検知レ
ベルの設定変更をした際に検出される電源電圧レベルの
説明図である。
リ(半導体集積回路装置)1には、図1に示すように、
ロジックコントロール2および入出力コントロール回路
3が設けられている。ロジックコントロール2は、接続
先となるマイクロコンピュータなどのホストから入力さ
れる制御用信号を一時的に格納し、動作ロジックの制御
を行う。
ストから入出力されるコマンド、外部アドレス、プログ
ラムデータなどの各種信号が入力され、制御用信号に基
づいてコマンド、外部アドレス、データをそれぞれのコ
マンドレジスタ4、アドレスレジスタ5、データレジス
タ/センスアンプ6に出力する。
アドレスバッファ7ならびにロウアドレスバッファ8が
接続されている。これらカラムアドレスバッファ7、ロ
ウアドレスバッファ8は、アドレスレジスタ5から出力
されたアドレスを一時的に格納する。
ドレスデコーダ9が接続されており、ロウアドレスバッ
ファ8には、ロウアドレスデコーダ10が接続されてい
る。カラムアドレスデコーダ9は、カラムアドレスバッ
ファ7から出力されたカラムアドレスに基づいてデコー
ドを行い、ロウアドレスデコーダ10は、ロウアドレス
バッファ8から出力されたロウアドレスに基づいてデコ
ードを行う。
タ4には、制御回路11が接続されており、この制御回
路11によって、データレジスタ/センスアンプ6、高
電圧発生回路12、ベリファイ電圧発生回路13が制御
されている。
圧、すなわち、ワード線電位、ビット線電位、ウエル電
位、ソース線電位として用いられる高電圧を生成し、ベ
リファイ電圧発生回路13は、ベリファイ動作に用いら
れるベリファイ電圧を生成する。
カラムアドレスデコーダ9,ロウアドレスデコーダ10
には、電気的なデータの消去/書き込みが可能であり、
データの保存に電源が不要なフラッシュメモリセルアレ
イ14が接続されている。フラッシュメモリセルアレイ
14は、記憶の最小単位であるメモリセルが規則正しく
アレイ状に並べられている。
リファイ電圧発生回路13には、データレジスタ/セン
スアンプ6、ロウアドレスデコーダ10、およびフラッ
シュメモリセルアレイ14が接続され、所定の電圧が供
給されている。
源電圧検出手段)15が接続されており、この電源電圧
検出回路15は、フラッシュメモリ1の動作電圧である
電源電圧VCCにおける電圧レベルを検出し、その結果を
検出信号Kとして出力する。制御回路11は、電源電圧
検出回路15からローレベルの検出信号Kが出力される
までは、電源電圧VCCレベルが低いと判断し、内部回路
をリセットする。また、データの消去中や書き込み中な
どの場合にハイレベルの検出信号Kが出力されると、こ
れを受けて制御回路11は、データの消去、書き込みな
どの実行中の処理を中止する。
ついて説明する。
ように、基準電圧発生部(第1の基準電圧生成部)16
と電源電圧検出部17とから構成されている。基準電圧
発生部16は、基準電圧VREF を生成し、電源電圧検出
部17は、該基準電圧発生部16が生成した基準電圧V
REF と電源電圧VCCを抵抗27,28によって分圧した
検出電圧とを比較し、検出電圧が基準電圧VREF よりも
高くなった場合にローレベルの検出信号Kを出力する。
に、抵抗18、バイポーラNPN形のトランジスタ1
9、ならびにNチャネルMOSであるトランジスタ20
から構成されている。
CCが供給されており、抵抗18の他方の接続部には、ト
ランジスタ19のコレクタ、ベースがそれぞれ接続され
ている。このトランジスタ19のコレクタが基準電圧発
生部16における基準電圧VREF の出力部となってい
る。
ジスタ20のドレイン端子が接続されている。トランジ
スタ20のソース端子には、基準電位VSSが接続されて
おり、ゲートには、起動信号(動作制御信号)Wが入力
されるように接続されている。この起動信号Wは制御回
路11から出力され、ハイレベルで電源電圧検出回路1
5が活性化されることになる。
うに、寄生バイポーラトランジスタを用いることによっ
て、C(Complementary)MOSプロセス
(3重WELL構造)の場合に工程数を増やすことなく
実現できる。
に、PチャネルMOSのトランジスタ21,22、Nチ
ャネルMOSのトランジスタ23〜26、抵抗27,2
8およびインバータ29から構成されている。抵抗2
7,28によって検出電圧生成部KSが構成されてお
り、トランジスタ21〜25によって差動増幅回路(信
号増幅部)SAが構成されている。
および抵抗(第1の抵抗)27の一方の接続部には、電
源電圧VCCが供給されている。トランジスタ21の他方
の接続部には、トランジスタ23の一方の接続部が接続
されており、トランジスタ22の他方の接続部には、ト
ランジスタ24の一方の接続部が接続されている。トラ
ンジスタ21,22のゲートには、トランジスタ22の
他方の接続部が接続されている。
は、トランジスタ25の一方の接続部が接続されてお
り、このトランジスタ25の他方の接続部には、基準電
位VSSが接続されている。
は、インバータ29の入力が接続されており、このイン
バータ29の出力部から検出信号Kが出力される。トラ
ンジスタ23のゲートには、基準電圧発生部16が生成
した基準電圧VREF が入力されように接続されている。
の抵抗)28の一方の接続部、ならびにトランジスタ2
4のゲートが接続されており、抵抗28の他方の接続部
には、トランジスタ(動作制御部)26の一方の接続部
が接続されている。
基準電位VSSが接続されており、トランジスタ25,2
6のゲートには、制御回路11から出力される起動信号
Wが入力されるように接続されている。
る。
制御回路11から起動信号Wが電源電圧検出回路15に
出力される。電源電圧VCCレベルを検出する場合は、た
とえば、電源投入時、またはデータの消去中や書き込み
中などである。電源投入時には、電源電圧VCCがあるレ
ベルよりも低い場合にハイレベルの検出信号Kが出力さ
れ、内部回路がリセットされる。また、データの消去中
や書き込み中などの場合に、電源電圧VCCがあるレベル
よりも低い場合にもハイレベルの検出信号Kが出力さ
れ、これを受けて制御回路11は、データの消去、書き
込みなどの実行中の処理を一時的に中止する。
が、トランジスタ20,25,26のゲートにそれぞれ
入力されることによって、電源電圧検出回路15が動作
する。トランジスタ20がONすると、基準電圧発生部
16からは、基準電圧VREF としてバイポーラのトラン
ジスタ19におけるベース−エミッタ間電圧VBEレベル
の電圧が出力される。
圧VREF (トランジスタ19のベース−エミッタ間電圧
VBE)は電源電圧検出部17に入力される。電源電圧検
出部17の差動増幅回路SAは、基準電圧VREF (トラ
ンジスタ19のベース−エミッタ間電圧VBE)と、電圧
VCCを抵抗27,28によって分圧した電圧(検出電
圧)すなわち、ノードaの電圧とを比較し、その電圧差
を増幅してインバータ29に出力する。
り低い場合、インバータ29の出力部からはハイレベル
の検出信号Kが出力され、ノードaの電圧が基準電圧V
REFの電圧より高い場合には、インバータ29の出力部
からはローレベルの検出信号Kが出力される。
するノードaの電圧は、Va=VCC×Rb/(Ra+R
b)で与えられる。ただし、Vaはノードaの電圧、R
aは抵抗27の抵抗値、Rbは抵抗28の抵抗値とす
る。
値により任意の電圧に設定できるので、抵抗比を変更す
ることにより、製品毎に任意の検出レベルを容易に設定
することができる。よって、図5(a)に示すように、
抵抗27,28における抵抗比によってノードaの電圧
を電圧V1、および電圧V1より低い電圧V2に変更し
た際には、図5(b)に示すように、検出される電圧レ
ベルがそれぞれ変更されることになる。
プロセスによるばらつきの少ないバイポーラトランジス
タ19によって基準電圧VREF を生成し、その基準電圧
VRE F と、抵抗27,28によって分圧された電圧VCC
とを差動増幅回路SAによって比較するので、電源電圧
VCCにおける検出レベルのばらつきを小さくすることが
できる。
ばらつきが小さくなることにより、低電圧動作のフラッ
シュメモリ1であっても安定して電源電圧VCCを検出で
き、信頼性を向上することができる。
形態2による電源電圧検出回路に設けられた基準電圧発
生部の回路図である。
モリ1(図1)が、前記実施の形態1と同様に、ロジッ
クコントロール2、入出力コントロール回路3、コマン
ドレジスタ4、アドレスレジスタ5、データレジスタ/
センスアンプ6、カラムアドレスバッファ7、ロウアド
レスバッファ8、カラムアドレスデコーダ9、ロウアド
レスデコーダ10制御回路11、高電圧発生回路12、
ベリファイ電圧発生回路13、フラッシュメモリセルア
レイ14、ならびに電源電圧検出回路15から構成され
ている。
前記実施の形態1と同様に、基準電圧発生部(第2の基
準電圧生成部)16aと電源電圧検出部17とから構成
されている。電源電圧検出部17(図2)の回路構成も
前記実施の形態1と同じくトランジスタ21,22、ト
ランジスタ23〜26、抵抗27,28、およびインバ
ータ29によって構成されているが、基準電圧発生部1
6aの回路構成が、前記実施の形態1と異なっている。
に、PチャネルMOSのトランジスタ30〜35、Nチ
ャネルMOSのトランジスタ36〜39、NPNバイポ
ーラ形のトランジスタ40〜42、抵抗43,44、お
よびインバータ45によって構成されている。
は、電源電圧VCCが供給されており、トランジスタ30
のゲートには基準電位VSSが接続されている。トランジ
スタ30の他方の接続部には、トランジスタ36の一方
の接続部、トランジスタ39のゲートが接続されてお
り、トランジスタ31の他方の接続部には、トランジス
タ36のゲート、トランジスタ37の一方の接続部、ゲ
ートがそれぞれ接続されている。トランジスタ36,3
7の他方の接続部には、トランジスタ38の一方の接続
部が接続されている。
基準電位VSSが接続されており、ゲートには、制御回路
11の起動信号Wが入力されるように接続されている。
トランジスタ31のゲートには、トランジスタ39の一
方の接続部、トランジスタ33〜35のゲート、および
トランジスタ33の他方の接続部が接続されている。
タ45の出力部が接続されており、このインバータ45
の入力部には、制御回路11の起動信号Wが入力される
ように接続されている。
ランジスタ33〜35の一方の接続部がそれぞれ接続さ
れている。トランジスタ33の他方の接続部には、トラ
ンジスタ40のコレクタが接続されており、トランジス
タ34の他方の接続部には、トランジスタ41のコレク
タ、ベース、ならびにトランジスタ40のベースがそれ
ぞれ接続されている。
3の一方の接続部が接続されている。トランジスタ35
の他方の接続部には、抵抗44の一方の接続部が接続さ
れており、このトランジスタ35の他方の接続部が、基
準電圧発生部16aにおける基準電圧VREF の出力部と
なっている。
タ42のコレクタ、ベースが接続されており、抵抗43
の他方の接続部、トランジスタ41,42のエミッタに
は、基準電位VSSがそれぞれ接続されている。
39によってスイッチ回路SWCが構成され、トランジ
スタ32〜35、トランジスタ40〜42、ならびに抵
抗43,44によってバンドギャップ形基準電圧回路
(バンドギャップ形基準電圧源)であるバンドギャップ
回路BGが構成されている。
て説明する。
ップ回路であり、起動信号Wがローレベルのとき、トラ
ンジスタ33〜35のゲートの電圧を基準電位VSSと
し、回路が活性化する起動信号Wがハイレベルのとき、
バンドギャップ回路BGが活性化してから遅れてトラン
ジスタ39をオフとし、トランジスタ33〜35のゲー
ト電圧はバンドギャップ回路BGによって決まる。
回路BGのトランジスタ32もONとなる。これらによ
って、バンドギャップ回路BGが活性化する。
VREF (トランジスタ42のベース−エミッタ間電圧V
BE)+I0×R1において、トランジスタ42のベース
−エミッタ間電圧VBEが負の温度特性であることから、
I0に正の温度特性を持たせることで温度補償を行って
いる。このI0の温度特性は、トランジスタ40,41
のエミッタ面積により決定される。ここで、I0は抵抗
44に流れる電流値、R1は抵抗44の抵抗値である。
基準電圧発生部16aが生成した基準電圧VREF と電圧
VCCを抵抗27,28によって分圧した電圧(ノード
a)とを電源電圧検出部17の差動増幅回路SAが比較
し、その電圧差を増幅してインバータ29に出力するこ
とによって、ハイレベル/ローレベルの検出信号Kを出
力する。
ンドギャップ回路BGにより、温度補償して基準電圧V
REF を生成するので温度依存性を大幅に少なくでき、電
源電圧検出回路15における電圧検出レベルの精度をよ
り向上させることができる。
あっても、高精度に安定して電源電圧VCCを検出でき、
信頼性を大幅に向上することができる。
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでも
ない。
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
成部が生成した基準電圧と検出電圧生成部が生成した検
出電圧とを信号増幅部が差動増幅し、検出信号として出
力するので、電源電圧レベルのばらつきを少なく、高精
度に安定して検出することができる。
形基準電圧源から第2の基準電圧生成部が生成した基準
電圧と、検出電圧生成部が生成した検出電圧とを信号増
幅部が差動増幅し、検出信号として出力するので、電源
電圧レベルのばらつきを一層少なくでき、より高精度に
安定して検出することができる。
(1)、(2)により、半導体集積回路装置の動作を安
定化することができ、信頼性を向上することができる。
のブロック図である。
に設けられた電源電圧検出回路の回路説明図である。
に設けられた基準電圧発生部の回路図である。
設けられたバイポーラ形トランジスタの構成説明図であ
る。
圧検出部の抵抗比を変更した際の検知レベルにおける設
定変更の説明図、(b)は、その検知レベルの設定変更
をした際に検出される電源電圧レベルの説明図である。
に設けられた基準電圧発生部の回路図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 動作制御信号に基づいて、バイポーラ形
トランジスタにおけるベース−エミッタ間電圧を基準電
圧として出力する第1の基準電圧生成部と、 電源電圧から検出電圧を生成する検出電圧生成部と、 動作制御信号に基づいて、前記第1の基準電圧生成部が
生成した基準電圧と前記検出電圧生成部が生成した検出
電圧との電圧差を差動増幅し、検出信号として出力する
信号増幅部とよりなり電源電圧検出手段を備えたことを
特徴とする半導体集積回路装置。 - 【請求項2】 動作制御信号に基づいて、バイポーラ形
トランジスタを用いたバンドギャップ形基準電圧源から
基準電圧を生成する第2の基準電圧生成部と、 電源電圧から検出電圧を生成する検出電圧生成部と、 動作制御信号に基づいて、前記第2の基準電圧生成部が
生成した基準電圧と前記検出電圧生成部が生成した検出
電圧とを比較して差動増幅し、検出信号として出力する
信号増幅部とよりなる電源電圧検出手段を備えたことを
特徴とする半導体集積回路装置。 - 【請求項3】 請求項1または2記載の半導体集積回路
装置において、前記検出電圧生成部が、第1、第2の抵
抗からなり、電源電圧と基準電位との間に前記第1、第
2の抵抗を直列接続して電源電圧を分圧し、検出電圧を
生成することを特徴とする半導体集積回路装置。 - 【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項に記載の半
導体集積回路装置において、前記検出電圧生成部に、動
作制御信号に基づいて、前記検出電圧生成部を動作制御
する動作制御部を設けたことを特徴とする半導体集積回
路装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13763099A JP2000331490A (ja) | 1999-05-18 | 1999-05-18 | 半導体集積回路装置 |
KR1020000025982A KR20010069196A (ko) | 1999-05-18 | 2000-05-16 | 반도체 집적회로장치 |
TW089109483A TW512517B (en) | 1999-05-18 | 2000-05-17 | Semiconductor integrated circuit device |
US09/572,443 US6512398B1 (en) | 1999-05-18 | 2000-05-17 | Semiconductor integrated circuit device having reference voltage generating section |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13763099A JP2000331490A (ja) | 1999-05-18 | 1999-05-18 | 半導体集積回路装置 |
Publications (2)
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