JP2009116684A - 電圧発生回路 - Google Patents

電圧発生回路 Download PDF

Info

Publication number
JP2009116684A
JP2009116684A JP2007289940A JP2007289940A JP2009116684A JP 2009116684 A JP2009116684 A JP 2009116684A JP 2007289940 A JP2007289940 A JP 2007289940A JP 2007289940 A JP2007289940 A JP 2007289940A JP 2009116684 A JP2009116684 A JP 2009116684A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
voltage
gate
control signal
power supply
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.)
Pending
Application number
JP2007289940A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Ogiwara
隆 荻原
Daizaburo Takashima
大三郎 高島
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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 Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2007289940A priority Critical patent/JP2009116684A/ja
Priority to US12/266,143 priority patent/US7763991B2/en
Publication of JP2009116684A publication Critical patent/JP2009116684A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10Regulating voltage or current
    • G05F1/46Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/56Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
    • G05F1/575Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices characterised by the feedback circuit
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00Non-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
    • G05F3/02Regulating voltage or current
    • G05F3/08Regulating voltage or current wherein the variable is dc
    • G05F3/10Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
    • G05F3/16Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices

Abstract

【課題】安定化キャパシタの容量を削減しながら、降圧トランジスタのゲート電圧変動を抑制する。
【解決手段】電圧発生回路30には、差動増幅回路1、ゲート電圧安定化回路2、Nch MISトランジスタNT1、Nch MISトランジスタNT2、Nch MISトランジスタNT11乃至13、Nch MISトランジスタNTT1、Nch MISトランジスタNTT2、Pch MISトランジスタPT11乃至13、Pch MISトランジスタPTT1、Pch MISトランジスタPTT2、抵抗RA1乃至RA4、抵抗RS1乃至RS4、及びキャパシタC1が設けられる。ゲート電圧安定化回路2は、スタンバイ状態からアクティブ状態、或いはアクティブ状態からスタンバイ状態に変化するとき降圧トランジスタであるNch MISトランジスタNTT1のゲート電圧の変化を抑制する。
【選択図】図1

Description

本発明は、半導体記憶装置やSoCなどに使用される電圧発生回路に関する。
半導体素子の微細化、低電圧動作化、高集積度化の進展に伴い、半導体記憶装置やSoC(System on a chip)などの半導体チップには、外部電源電圧とは異なる電圧を生成する電圧発生回路が搭載される。電圧発生回路には外部電源電圧を降圧する降圧回路と外部電源電圧を昇圧する昇圧回路とがある。降圧回路には、電流をあまり流さない、例えばスタンバイモードなどに使用される電圧発生回路(シリーズレギュレータ等)と、電流を流す、例えばアクティブモードなどに使用される出力トランジスタがソースフォロア型の電圧発生回路とがある。ソースフォロア型の電圧発生回路では、一般的に出力トランジスタの前段に設けられる出力トランジスタと同種類のミラートランジスタがダイオード接続(ゲートがドレインに接続)される(例えば、特許文献1参照。)。
特許文献1などの記載されるソースフォロア型の電圧発生回路では、スタンバイ状態からアクティブ状態に変化するとき、或いはアクティブ状態からスタンバイ状態に変化するとき、ソースフォロア型の降圧トランジスタのゲート電圧が変動し、出力される降圧された内部電源電圧が変動する。このため、通常ソースフォロア型の降圧トランジスタのゲート電圧変動対策として、一般的に容量の大きな安定化キャパシタを出力側に設ける。この容量の大きな安定化キャパシタを電圧発生回路が設けられる半導体集積回路(IC或いはLSI)に搭載した場合、チップ面積が増大するという問題点がある。
特開2003−178584号公報(頁8、図10)
本発明は、安定化キャパシタの容量を削減でき、且つ降圧トランジスタのゲート電圧変動を抑制できる電圧発生回路を提供する。
本発明の一態様の電圧発生回路は、ゲートが一定な第1の電圧に制御され、ドレインが第1の高電位側電源側に接続され、第1の消費電流が流れるアクティブ状態のときに、ソースから前記第1の高電位側電源電圧を降圧した第2の高電位側電源電圧を出力する第1の降圧トランジスタと、ゲートが前記第1の電圧に制御され、ドレインが前記第1の高電位側電源に接続され、前記アクティブ状態及び前記第1の消費電流よりも少ない第2の消費電流が流れるスタンバイ状態のときに、ソースから前記第2の高電位側電源電圧を出力する第2の降圧トランジスタと、ドレインに前記第1の電圧が入力され、ゲートに第1の制御信号が入力される第1のトランジスタと、ドレインが前記第1のトランジスタのソースに接続され、ソースに前記第1の電圧が入力され、ゲートに第2の制御信号が入力され第2のトランジスタと、前記第1のトランジスタのソース及び前記第2のトランジスタのドレインに接続されるキャパシタとを有し、前記スタンバイ状態から前記アクティブ状態に変化するとき、前記第1の制御信号にもとづいて前記第1のトランジスタがOFFからONに変化し、前記第2の制御信号にもとづいて前記第2のトランジスタがONからOFFに変化し、前記キャパシタが前記第1の降圧トランジスタのゲート側の電荷を引き込んで前記第1の降圧トランジスタのゲートに印加される前記第1の電圧の変動を抑制し、前記アクティブ状態から前記スタンバイ状態に変化するときに、前記第1の制御信号にもとづいて前記第1のトランジスタがOFFからONに変化し、前記第2の制御信号にもとづいて前記第2のトランジスタがONからOFFに変化し、前記キャパシタが蓄積されている電荷を前記第1の降圧トランジスタのゲート側に放出して前記第1の降圧トランジスタのゲートに印加される前記第1の電圧の変動を抑制するゲート電圧安定化回路とを具備することを特徴とする。
更に、本発明の他態様の電圧発生回路は、ゲートが一定な第1の電圧に制御され、ドレインが第1の高電位側電源側に接続され、第1の消費電流が流れるアクティブ状態のときに、ソースから前記第1の高電位側電源電圧を降圧した第2の高電位側電源電圧を出力する第1の降圧トランジスタと、ゲートが前記第1の電圧に制御され、ドレインが前記第1の高電位側電源に接続され、前記アクティブ状態及び前記第1の消費電流よりも少ない第2の消費電流が流れるスタンバイ状態のときに、ソースから前記第2の高電位側電源電圧を出力する第2の降圧トランジスタと、ドレインに前記第1の電圧が入力され、ゲートに第1の制御信号が入力される第1のトランジスタと、ドレインが前記第1のトランジスタのソースに接続され、ソースが低電位側電源に接続され、ゲートに第2の制御信号が入力され第2のトランジスタと、一端が前記第1のトランジスタのソース及び前記第2のトランジスタのドレインに接続され、他端が前記低電位側電源に接続される第1のキャパシタとを有し、前記スタンバイ状態から前記アクティブ状態に変化するとき、前記第1の制御信号にもとづいて前記第1のトランジスタがOFFからONに変化し、前記第2の制御信号にもとづいて前記第2のトランジスタがONからOFFに変化し、前記第1のキャパシタが前記第1の降圧トランジスタのゲート側の電荷を引き込んで前記第1の降圧トランジスタのゲートに印加される前記第1の電圧の変動を抑制する第1のゲート電圧安定化回路と、ドレインに前記第1の電圧が入力され、ゲートに第3の制御信号が入力される第3のトランジスタと、ソースが前記第1の高電位側電源に接続され、ドレインが前記第3のトランジスタのソースに接続され、ゲートに第4の制御信号が入力される第4のトランジスタと、一端が前記第3のトランジスタのソース及び前記第4のトランジスタのドレインに接続され、他端が前記第1の高電位側電源に接続される第2のキャパシタとを有し、前記アクティブ状態から前記スタンバイ状態に変化するとき、前記第3の制御信号にもとづいて前記第3のトランジスタがONしており、前記第4の制御信号にもとづいて前記第4のトランジスタがOFFしており、前記第2のキャパシタが蓄積されている電荷を前記第1の降圧トランジスタのゲート側に放出して前記第1の降圧トランジスタのゲートに印加される前記第1の電圧の変動を抑制する第2のゲート電圧安定化回路とを具備することを特徴とする。
本発明によれば、安定化キャパシタの容量を削減でき、且つ降圧トランジスタのゲート電圧変動を抑制できる電圧発生回路を提供することができる。
以下本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
まず、本発明の実施例1に係る電圧発生回路について、図面を参照して説明する。図1は電圧発生回路の構成を示す回路図、図2は差動増幅回路を示す回路図、図3はゲート電圧安定化回路を示す回路図である。本実施例では、スタンバイ状態からアクティブ状態、或いはアクティブ状態からスタンバイ状態に変化するとき降圧トランジスタのゲート電圧の変化を抑制するゲート電圧安定化回路を設けている。
図1に示すように、電圧発生回路30には、差動増幅回路1、ゲート電圧安定化回路2、Nch MISトランジスタNT1、Nch MISトランジスタNT2、Nch MISトランジスタNT11乃至13、Nch MISトランジスタNTT1、Nch MISトランジスタNTT2、Pch MISトランジスタPT11乃至13、Pch MISトランジスタPTT1、Pch MISトランジスタPTT2、抵抗RA1乃至RA4、抵抗RS1乃至RS4、及びキャパシタC1が設けられる。なお、MISトランジスタはMISFET(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor)とも呼称される。
電圧発生回路30は、例えば半導体記憶装置としての半導体チップの内部に設けられ、外部電源電圧としての高電位側電源VDD電圧と、例えばワード線昇圧用電源電圧としての高電位側電源VPP電圧とを入力し、降圧された内部電源電圧としての出力電圧VINTを半導体チップ内に設けられる図示しない種々の回路に出力する。
Pch MISトランジスタPTT1は、ソースに高電位側電源VPP電圧が入力され、ゲートに差動増幅回路1から出力される制御信号PGMが入力される。Pch MISトランジスタPTT1は、制御信号PGMが“Low”レベルのときに“ON”してドレイン側から出力電圧(ゲート電圧)Vを出力する。
Nch MISトランジスタNT1は、ドレインに出力電圧(ゲート電圧)Vが入力され、ゲートがドレインに接続される。Nch MISトランジスタNT1は、ダイオード接続されたミラートランジスタとして機能する。
Nch MISトランジスタNT2は、ドレインに出力電圧(ゲート電圧)Vが入力され、ゲートがドレインに接続される。Nch MISトランジスタNT2は、ダイオード接続されたミラートランジスタとして機能する。
Pch MISトランジスタPTT2は、ソースに高電位側電源VDD電圧が入力され、ゲートに制御信号VPGが入力される。Pch MISトランジスタPTT2は、制御信号VPGが“Low”レベルのときに“ON”する。
Nch MISトランジスタNTT1は、ドレインがPch MISトランジスタPPT2のドレインに接続され、ゲートに出力電圧(ゲート電圧)Vが入力され、制御信号VPGがアクティブのときに降圧された内部電源電圧としての出力電圧VINTを出力するソースフォロア型の出力トランジスタである。
Nch MISトランジスタNTT2は、ドレインに高電位側電源VDD電圧が入力され、ゲートに出力電圧(ゲート電圧)Vが入力され、スタンバイのとき及びアクティブのときに降圧された内部電源電圧としての出力電圧VINTを出力するソースフォロア型の出力トランジスタである。
降圧トランジスタであるNch MISトランジスタNTT1は、制御信号VPGによりPch MISトランジスタPTT2が“ON”するとき(アクティブ状態のとき)に出力電圧VINT電位を供給する。降圧トランジスタであるNch MISトランジスタNTT2は、制御信号VPGによらずスタンバイ状態及びアクティブ状態のときに出力電圧VINT電位を供給する。ここで、アクティブ状態のときの電流量をIact、スタンバイ状態のときの電流量をIstb、Nch MISトランジスタNTT1のゲート幅寸法をW1、Nch MISトランジスタNTT1のゲート幅寸法をW2とし、Nch MISトランジスタNTT1及びNTT2のゲート長寸法が同一の場合、
Iact/Istb=W1/W2・・・・・・・・・・式(1)
となるように設計される。即ち、単位ゲート幅当たりの負荷電流量がスタンバイ状態のときとアクティブ状態のときのとき一致するにするように設計される。
キャパシタC1は、一端がNch MISトランジスタNTT1及びNTT2のソースに接続され、他端が低電位側電源VSSに接続される。キャパシタC1は、電圧発生回路30が設けられる半導体集積回路に搭載(オンchip化)される。
Nch MISトランジスタNT11は、ドレインがNch MISトランジスタNT1のソースに接続され、ソースが抵抗RA4の一端に接続され、ゲートに制御信号ACTが入力される。Pch MISトランジスタPT11は、ソースがNch MISトランジスタNT1のソースに接続され、ドレインが抵抗RA4の一端に接続され、ゲートに制御信号/ACTが入力される。制御信号/ACTは、制御信号ACTの逆位相の信号である。
Nch MISトランジスタNT11及びPch MISトランジスタPT11はトランスファーゲートとして機能し、制御信号ACTが“High”レベル(制御信号/ACTが“Low”レベル)のときに“ON”する。抵抗RA4は他端がノードN1に接続される。抵抗RA3は一端がノードN1に接続される。
Nch MISトランジスタNT12は、ドレインが抵抗RA3の他端に接続され、ソースが抵抗RA2の一端に接続され、ゲートに制御信号ACTが入力される。Pch MISトランジスタPT12は、ソースが抵抗RA3の他端に接続され、ドレインが抵抗RA2の一端に接続され、ゲートに制御信号/ACTが入力される。
Nch MISトランジスタNT12及びPch MISトランジスタPT12はトランスファーゲートとして機能し、制御信号ACTが“High”レベル(制御信号/ACTが“Low”レベル)のときに“ON”する。抵抗RA2は他端がノードN2に接続される。抵抗RA1は一端がノードN2に接続される。
Nch MISトランジスタNT13は、ドレインが抵抗RA1の他端に接続され、ソースが接地電圧である低電位側電源VSSに接続され、ゲートに制御信号ACTが入力される。Pch MISトランジスタPT13は、ソースが抵抗RA1の他端に接続され、ドレインが低電位側電源VSSに接続され、ゲートに制御信号/ACTが入力される。
Nch MISトランジスタNT13及びPch MISトランジスタPT13はトランスファーゲートとして機能し、制御信号ACTが“High”レベル(制御信号/ACTが“Low”レベル)のときに“ON”する。
抵抗RS4は、一端がNch MISトランジスタNT2のソースに接続され、他端がノードN1及びN3に接続される。抵抗RS3は、一端がノードN3に接続され、他端が抵抗RS2の一端に接続される。抵抗RS2は、他端がノードN2及びN4に接続される。抵抗RS1は、一端がノードN4に接続され、他端が低電位側電源VSSに接続される。
ここで、Nch MISトランジスタNT2側(Nch MISトランジスタNT2、抵抗RS1乃至S4)は常に低電位側電源VSS側に電流が流れ、Nch MISトランジスタNT1側(Nch MISトランジスタNT1、抵抗RA1乃至A4、Nch MISトランジスタNT11乃至13、及びPch MISトランジスタPT11乃至13)は、アクティブ時(制御信号ACTが“High”レベル(制御信号/ACTが“Low”レベル)のとき)に低電位側電源VSS側に電流が流れる。ノードN2及びN4から抵抗分割された電圧である帰還電圧Vが差動増幅回路1の入力側の(+)ポートに入力される。
図2に示すように、差動増幅回路1には、Nch MISトランジスタNT21乃至23、Pch MISトランジスタPT21、及びPch MISトランジスタPT22が設けられる。
差動増幅回路1は、入力側の(−)ポートに基準電圧VREFを入力し、入力側の(+)ポートに帰還電圧Vを入力し、差動増幅された信号を出力電圧(ゲート電圧)Vとして出力する。
ここで、基準電圧VREFには、例えばBGR(Band Gap Reference)回路から出力され、高精度で、高電位側電源VDD電圧依存性及び温度依存性が非常に小さな電圧が用いられる。
Pch MISトランジスタPT21は、ソースが高電位側電源VDDに接続される。Pch MISトランジスタPT22は、ソースが高電位側電源VDDに接続され、ゲートがドレイン及びPch MISトランジスタPT21のゲートに接続される。Pch MISトランジスタPT21及びPch MISトランジスタPT22はカレントミラー回路を構成する。
Nch MISトランジスタNT22は、ドレインがPch MISトランジスタPT21のドレインに接続され、ゲートに基準電圧VREFが入力される。Nch MISトランジスタNT23は、ドレインがPch MISトランジスタPT22のドレインに接続され、ゲートに帰還電圧Vが入力される。Nch MISトランジスタNT22とNch MISトランジスタNT23とは差動対をなす。Pch MISトランジスタPT21のドレインとNch MISトランジスタNT22のドレインの間から出力電圧(ゲート電圧)Vが出力される。
Nch MISトランジスタNT21は、ドレインがNch MISトランジスタNT22及びNT23のソースに接続され、ソースが低電位側電源VSSに接続され、ゲートに制御信号CMPGが入力され、定電流源として機能する。
図3に示すように、ゲート電圧安定化回路2には、キャパシタC2、インバータINV1、インバータINV2、Nch MISトランジスタNT31、及びNch MISトランジスタNT32が設けられる。ゲート電圧安定化回路2は、スタンバイ状態からアクティブ状態、或いはアクティブ状態からスタンバイ状態に変化するとき降圧トランジスタのゲート電圧の変化を抑制する機能を有する。
Nch MISトランジスタNT31は、ドレインがノードN5(出力電圧(ゲート電圧)V)に接続され、ソースがノードN11に接続され、ゲートに制御信号SG1が入力される。Nch MISトランジスタNT32は、ドレインがノードN11に接続され、ソースに出力電圧(ゲート電圧)Vが入力され、ゲートに制御信号SG2が入力される。
キャパシタC2は、一端がノードN11に接続され、他端がノードN12に接続される。キャパシタC2は、Nch MISトランジスタから構成される。インバータINV1は、制御信号VPGを入力し、その信号を反転する。インバータINV2は、インバータINV1から出力される信号を入力し、その信号を反転した信号をノードN12に出力する。
次に、電圧発生回路の動作について、図4を参照して説明する。図4は、電圧発生回路の動作を説明する図である。ここで、電圧発生回路の動作を、スタンバイ状態(アクティブ状態に変化するときも含む)の期間(A)、アクティブ状態の期間(B)、及びアクティブ状態からスタインバイ状態に変化したあとの期間(C)の3つの領域に分けて説明する。
図4に示すように、電圧発生回路30では、まず、スタンバイ状態のとき(期間(A))、制御信号VPGが“High”レベルでPch MISトランジスタPTT2が“OFF”しているので、Nch MISトランジスタNTT1が出力電圧VINT電位を供給せず、Nch MISトタンジスタNTT2が出力電圧VINT電位を供給している。ゲート電圧安定化回路2では、制御信号SG1が“Low”レベルでNch MISトランジスタNT31が“OFF”し、制御信号SG2が“High”レベルでNch MISトランジスタNT32が“ON”し、制御信号VPGが“High”レベルでノードN12が“High”レベルなので、キャパシタC2に電荷が蓄積されない。
次に、スタンバイ状態からアクティブ状態に変化直後(期間(A))、制御信号VPGが“High”レベルから“Low”レベルに変化し、Pch MISトランジスタPTT2が“ON”するので、Nch MISトランジスタNTT1が出力電圧VINT電位を供給する。また、Nch MISトタンジスタNTT2はスタンバイ状態或いはアクティブ状態を問わず出力電圧VINT電位を供給したままである。このとき、Nch MISトランジスタNTT1のドレイン側(ノードN6)の電圧が上昇し、Nch MISトランジスタNTT1のドレイン−ゲート間のカップリング容量によりゲート電圧Vが上昇しようとする。
ところが、ゲート電圧安定化回路2で、制御信号SG1が“Low”レベルから“High”レベルに変化し、Nch MISトランジスタNT31が“ON”し、制御信号SG2が“High”レベルから“Low”レベルに変化し、Nch MISトランジスタNT32が“OFF”し、制御信号VPGが“High”レベルから“Low”レベルに変化し、ノードN12が“Low”レベルになるので、ノードN5(出力電圧(ゲート電圧)V)からキャパシタC2に電荷が流入し、蓄積される。このため、ゲート電圧安定化回路2がNch MISトランジスタNTT1のゲートに印加されるゲート電圧Vを引き下げ、出力電圧(ゲート電圧)Vの上昇を抑制するように機能する。
ここで、図3に示す本発明における安定化回路がない従来では、Nch MISトランジスタNTT1のドレインとゲートとの間のカップリング容量Cgd、Nch MISトランジスタNTT1のゲート容量をCg、Nch MISトランジスタNTT1のドレイン電圧のスタンバイ状態とアクティブ状態との間の電圧変動をΔVd、電圧発生回路30の出力VINT、Nch MISトランジスタNTT1のゲート電圧の変動をΔVとすると、
=ΔVd×(Cgd/Cg)・・・・・・・・・・・・・式(2)
ΔVd=VDD−VINT・・・・・・・・・・・・・・・・式(3)
となる。ゲート容量Cgが大きければΔVも小さくなり、ひいては出力VINT
の変動も小さくなるがチップ面積が増大してしまうという問題がある。
そこで、本実施例の図3に示すゲート電圧安定化回路2を設け、スタンバイ状態からアクティブ状態に遷移したときにカップリングによりゲート電圧Vの電位上昇を吸収しようとするものである。カップリングによりノードN5に発生する電荷は、ΔV×Cgと考えられるので図3のキャパシタC2の容量をC、制御信号VPGの電圧をVPGとすると、
ΔV×Cg=C×VPG・・・・・・・・・・・・式(4)
となるようにキャパシタC2の容量を決めてやればノードN5に発生した電荷を吸収できることとなる。なお、Nch MISトランジスタNTT1のゲートに印加されるゲート電圧Vを下降させる場合については後述する。
続いて、スタンバイ状態からアクティブ状態に変化し、所定期間経過後(期間(B))では、制御信号VPGが“Low”レベルで、Pch MISトランジスタPTT2が“ON”しているので、Nch MISトランジスタNTT1が出力電圧VINT電位を供給し、Nch MISトタンジスタNTT2が出力電圧VINT電位を供給する状態を保つ。
ゲート電圧安定化回路2では、制御信号SG1が “High”レベルから“Low”レベルに変化し、Nch MISトランジスタNT31が“OFF”し、制御信号SG2が“Low”レベルから“High”レベルに変化し、Nch MISトランジスタNT32が“ON”し、制御信号VPGが“Low”レベルで、ノードN12が“Low”レベルになるので、キャパシタC2に電荷が蓄積される。
そして、アクティブ状態からスタンバイ状態に変化直後(期間(C))、制御信号VPGが“Low”レベルから“High”レベルに変化し、Pch MISトランジスタPTT2が“OFF”するので、Nch MISトランジスタNTT1が出力電圧VINT電位を供給しなくなり、Nch MISトタンジスタNTT2は出力電圧VINT電位を供給し続ける状態を保つ。このとき、Nch MISトランジスタNTT1のドレイン側(ノードN6)の電圧が下降し、Nch MISトランジスタNTT1のカップリング容量により出力電圧(ゲート電圧)Vが下降しようとする。
ところが、ゲート電圧安定化回路2で、制御信号SG1が“Low”レベルから“High”レベルに変化し、Nch MISトランジスタNT31が“ON”し、制御信号SG2が“High”レベルから“Low”レベルに変化し、Nch MISトランジスタNT32が“OFF”し、制御信号VPGが“Low”レベルから“High”レベルに変化し、ノードN12が“High”レベルになるので、キャパシタC2に蓄積された電荷がノードN5(出力電圧(ゲート電圧)V)に放出される。このため、ゲート電圧安定化回路2がNch MISトランジスタNTT1のゲートに印加されるゲート電圧Vを引き上げ、出力電圧(ゲート電圧)Vの下降を抑制するように機能する。
次に、図示していないがアクティブ状態からスタンバイ状態に変化し、所定期間経過後(期間(C))では、ゲート電圧安定化回路2が期間(A)のスタンバイ状態と同一に設定される。
上述したように、本実施例の電圧発生回路では、差動増幅回路1、ゲート電圧安定化回路2、Nch MISトランジスタNT1、Nch MISトランジスタNT2、Nch MISトランジスタNT11乃至13、Nch MISトランジスタNTT1、Nch MISトランジスタNTT2、Pch MISトランジスタPT11乃至13、Pch MISトランジスタPTT1、Pch MISトランジスタPTT2、抵抗RA1乃至RA4、抵抗RS1乃至RS4、及びキャパシタC1が設けられる。ゲート電圧安定化回路2には、キャパシタC2、インバータINV1、インバータINV2、Nch MISトランジスタNT31、及びNch MISトランジスタNT32が設けられる。ゲート電圧安定化回路2は、スタンバイ状態からアクティブ状態、或いはアクティブ状態からスタンバイ状態に変化するとき降圧トランジスタであるNch MISトランジスタNTT1のゲート電圧の変化を抑制する。
したがって、電圧発生回路30が設けられる半導体集積回路に搭載(オンchip化)されるキャパシタC1の容量の増大を抑制しながら、スタンバイ状態からアクティブ状態に変化するとき、及びアクティブ状態からスタンバイ状態に変化するときに発生する出力電圧(ゲート電圧)Vの変動を抑制することができ、安定した降圧された内部電源電圧としての出力電圧VINTを出力することができる。
なお、本実施例では、電圧発生回路30を構成するトランジスタにMISトランジスタを用いているがMOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタ(MOSFETとも呼称される)を用いてもよい。
次に、本発明の実施例2に係る電圧発生回路について、図面を参照して説明する。図5は電圧発生回路の構成を示す回路図、図6は低電位側電源側のゲート電圧安定化回路を示す回路図、図7は高電位側電源側のゲート電圧安定化回路を示す回路図である。本実施例では、スタンバイ状態からアクティブ状態に変化するとき降圧トランジスタのゲート電圧の変化を抑制するゲート電圧安定化回路と、アクティブ状態からスタンバイ状態に変化するとき降圧トランジスタのゲート電圧の変化を抑制するゲート電圧安定化回路とを設けている。
以下、実施例1と同一構成部分には、同一符号を付してその部分の説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
図5に示すように、電圧発生回路30aには、差動増幅回路1、ゲート電圧安定化回路3、ゲート電圧安定化回路4、Nch MISトランジスタNT1、Nch MISトランジスタNT2、Nch MISトランジスタNT11乃至13、Nch MISトランジスタNTT1、Nch MISトランジスタNTT2、Pch MISトランジスタPT11乃至13、Pch MISトランジスタPTT1、Pch MISトランジスタPTT2、抵抗RA1乃至RA4、抵抗RS1乃至RS4、及びキャパシタC1が設けられる。
電圧発生回路30aは、例えば半導体記憶装置としての半導体チップの内部に設けられ、外部電源電圧としての高電位側電源VDD電圧と、例えばワード線昇圧用電源電圧としての高電位側電源VPP電圧とを入力し、降圧された内部電源電圧としての出力電圧VINTを半導体チップ内に設けられる図示しない種々の回路に出力する。
図6に示すように、ゲート電圧安定化回路3には、キャパシタC3、Nch MISトランジスタNT41、及びNch MISトランジスタNT42が設けられる。ゲート電圧安定化回路3は、スタンバイ状態からアクティブ状態に変化するとき降圧トランジスタのゲート電圧の変化を抑制する機能を有する。
Nch MISトランジスタNT41は、ドレインがノードN5(出力電圧(ゲート電圧)V)に接続され、ソースがノードN21に接続され、ゲートに制御信号SG3が入力される。Nch MISトランジスタNT42は、ドレインがノードN21に接続され、ソースが低電位側電源VSSに接続され、ゲートに制御信号SG4が入力される。
キャパシタC3は、一端がノードN21に接続され、他端が低電位側電源VSSに接続される。キャパシタC3は、Nch MISトランジスタから構成される。
図7に示すように、ゲート電圧安定化回路4には、キャパシタC4、Pch MISトランジスタPT41、及びPch MISトランジスタPT42が設けられる。ゲート電圧安定化回路4は、アクティブ状態からスタンバイ状態に変化するとき降圧トランジスタのゲート電圧の変化を抑制する機能を有する。
Pch MISトランジスタPT42は、ソースが高電位側電源VDDに接続され、ドレインがノードN22に接続され、ゲートに制御信号SG6が入力される。Pch MISトランジスタPT41は、ソースがノードN22に接続され、ドレインがノードN5に接続され、ゲートに制御信号SG5が入力される。
キャパシタC4は、一端がノードN22に接続され、他端が高電位側電源VDDに接続される。キャパシタC4は、Pch MISトランジスタから構成される。
次に、電圧発生回路の動作について、図8を参照して説明する。図8は電圧発生回路の動作を説明する図である。ここで、電圧発生回路の動作を、スタンバイ状態(アクティブ状態に変化するときも含む)の期間(A)、アクティブ状態の期間(B)、及びアクティブ状態からスタインバイ状態に変化したあとの期間(C)の3つの領域に分けて説明する。
図8に示すように、電圧発生回路30aでは、まず、スタンバイ状態のとき(期間(A))、制御信号VPGが“High”レベルでPch MISトランジスタPTT2が“OFF”し、Nch MISトランジスタNTT1が出力電圧VINT電位を供給しておらず、Nch MISトタンジスタNTT2が出力電圧VINT電位を供給している。ゲート電圧安定化回路3では、制御信号SG3が“Low”レベルでNch MISトランジスタNT41が“OFF”し、制御信号SG4が“High”レベルでNch MISトランジスタNT42が“ON”しているので、キャパシタC3の両電極は共に0(ゼロ)Vとなる。ゲート電圧安定化回路4では、制御信号SG5が“High”レベルでPch MISトランジスタPT41が“OFF”し、制御信号SG6が“Low”レベルでPch MISトランジスタPT42が“ON”しているので、キャパシタC4の両電極は共に高電位側電源VDD電圧となる。
次に、スタンバイ状態からアクティブ状態に変化直後(期間(A))、制御信号VPGが“High”レベルから“Low”レベルに変化し、Pch MISトランジスタPTT2が“ON”するので、Nch MISトランジスタNTT1が出力電圧VINT電位を供給し、Nch MISトタンジスタNTT2が出力電圧VINT電位を供給する状態を保つ。このとき、Nch MISトランジスタNTT1のドレイン側(ノードN6)の電圧が上昇し、Nch MISトランジスタNTT1のカップリング容量により出力電圧(ゲート電圧)Vが上昇しようとする。
ところが、ゲート電圧安定化回路3で、制御信号SG3が“Low”レベルから“High”レベルに変化し、Nch MISトランジスタNT41が“ON”し、制御信号SG4が“High”レベルから“Low”レベルに変化し、Nch MISトランジスタNT42が“OFF”するので、ノードN5(出力電圧(ゲート電圧)V)からNch MISトランジスタNT41を介してキャパシタC3に電荷が流入され、蓄積される。このため、ゲート電圧安定化回路3がNch MISトランジスタNTT1のゲートに印加されるゲート電圧Vを引き下げ、出力電圧(ゲート電圧)Vの上昇を抑制するように機能する。なお、ゲート電圧安定化回路4はスタンバイ状態のときと同じ状態である。
続いて、スタンバイ状態からアクティブ状態に変化し、所定期間経過後(期間(A))では、制御信号VPGが“Low”で、Pch MISトランジスタPTT2が“ON”となり、Nch MISトランジスタNTT1とNch MISトタンジスタNTT2が共に出力電圧VINT電位を供給する。
ゲート電圧安定化回路3では、制御信号SG3が “High”レベルから“Low”レベルに変化し、Nch MISトランジスタNT41が“OFF”し、制御信号SG4が“Low”レベルから“High”レベルに変化し、Nch MISトランジスタNT42が“ON”するので、キャパシタC3に蓄積されている電荷が低電位側電源VSSに放電される。ゲート電圧安定化回路4では、制御信号SG5が“High”レベルを保ち、Pch MISトランジスタPT41が“OFF”し、制御信号SG6が“Low”レベルを保ち、Pch MISトランジスタPT42が“ON”し続けるので、キャパシタC4の両電極間に電位差がない状態が続く。
そして、アクティブ状態からスタンバイ状態に変化直後(期間(C))、制御信号VPGが“Low”レベルから“High”レベルに変化し、Pch MISトランジスタPTT2が“OFF”するので、Nch MISトランジスタNTT1が出力電圧VINT電位を供給しなくなり、Nch MISトタンジスタNTT2が出力電圧VINT電位を供給する。このとき、Nch MISトランジスタNTT1のドレイン側(ノードN6)の電圧が下降し、Nch MISトランジスタNTT1のカップリング容量により出力電圧(ゲート電圧)Vが下降しようとする。
ところが、ゲート電圧安定化回路4で、制御信号SG5が“High”レベルから“Low”レベルに変化し、Pch MISトランジスタPT41が“OFF”から“ON”し、制御信号SG6が“Low”レベルから“High”レベルに変化し、Pch MISトランジスタPT42が“ON”から“OFF”するので、キャパシタC4に蓄積された電荷がノードN5(出力電圧(ゲート電圧)V)に放出される。このため、ゲート電圧安定化回路4がNch MISトランジスタNTT1のゲートに印加されるゲート電圧Vを引き上げ、出力電圧(ゲート電圧)Vの下降を抑制するように機能する。なお、ゲート電圧安定化回路3は前の状態を維持している。
次に、図示していないがアクティブ状態からスタンバイ状態に変化し、所定期間経過後(期間(C))では、ゲート電圧安定化回路4が期間(A)のスタンバイ状態と同一に設定される。
したがって、電圧発生回路30aが設けられる半導体集積回路に搭載(オンchip化)されるキャパシタC1の容量の増大を抑制しながら、スタンバイ状態からアクティブ状態に変化するとき、及びアクティブ状態からスタンバイ状態に変化するときに発生する出力電圧(ゲート電圧)Vの変動を抑制することができる。
上述したように、本実施例の電圧発生回路では、差動増幅回路1、ゲート電圧安定化回路3、ゲート電圧安定化回路4、Nch MISトランジスタNT1、Nch MISトランジスタNT2、Nch MISトランジスタNT11乃至13、Nch MISトランジスタNTT1、Nch MISトランジスタNTT2、Pch MISトランジスタPT11乃至13、Pch MISトランジスタPTT1、Pch MISトランジスタPTT2、抵抗RA1乃至RA4、抵抗RS1乃至RS4、及びキャパシタC1が設けられる。ゲート電圧安定化回路3には、キャパシタC3、Nch MISトランジスタNT41、及びNch MISトランジスタNT42が設けられる。ゲート電圧安定化回路3は、スタンバイ状態からアクティブ状態に変化するとき降圧トランジスタのゲート電圧の変化を抑制する。ゲート電圧安定化回路4には、キャパシタC4、Pch MISトランジスタPT41、及びPch MISトランジスタPT42が設けられる。ゲート電圧安定化回路4は、アクティブ状態からスタンバイ状態に変化するとき降圧トランジスタのゲート電圧の変化を抑制する。
したがって、電圧発生回路30aが設けられる半導体集積回路に搭載(オンchip化)されるキャパシタC1の容量の増大を抑制しながら、スタンバイ状態からアクティブ状態に変化するとき、及びアクティブ状態からスタンバイ状態に変化するときに発生する出力電圧(ゲート電圧)Vの変動を抑制することができ、安定した降圧された内部電源電圧としての出力電圧VINTを出力することができる。
次に、本発明の実施例3に係る電圧発生回路について、図面を参照して説明する。図9は電圧発生回路の構成を示す回路図、図10は低電位側電源側のゲート電圧安定化回路を示す回路図、図11は高電位側電源側のゲート電圧安定化回路を示す回路図である。本実施例では、スタンバイ状態からアクティブ状態に変化するとき降圧トランジスタのゲート電圧の変化を抑制するゲート電圧安定化回路と、アクティブ状態からスタンバイ状態に変化するとき降圧トランジスタのゲート電圧の変化を抑制するゲート電圧安定化回路とを設けている。
以下、実施例1と同一構成部分には、同一符号を付してその部分の説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
図9に示すように、電圧発生回路30bには、差動増幅回路1、ゲート電圧安定化回路3a、ゲート電圧安定化回路4a、Nch MISトランジスタNT1、Nch MISトランジスタNT2、Nch MISトランジスタNT11乃至13、Nch MISトランジスタNTT1、Nch MISトランジスタNTT2、Pch MISトランジスタPT11乃至13、Pch MISトランジスタPTT1、Pch MISトランジスタPTT2、抵抗RA1乃至RA4、抵抗RS1乃至RS4、及びキャパシタC1が設けられる。
電圧発生回路30bは、例えば半導体記憶装置としての半導体チップの内部に設けられ、外部電源電圧としての高電位側電源VDD電圧と、例えばワード線昇圧用電源電圧としての高電位側電源VPP電圧とを入力し、降圧された内部電源電圧としての出力電圧VINTを半導体チップ内に設けられる図示しない種々の回路に出力する。
図10に示すように、ゲート電圧安定化回路3aには、Nch MISトランジスタNT51及び抵抗R1が設けられる。ゲート電圧安定化回路3aは、スタンバイ状態からアクティブ状態に変化するとき降圧トランジスタのゲート電圧の変化を抑制する機能を有する。
Nch MISトランジスタNT51は、ドレインがノードN5(出力電圧(ゲート電圧)V)に接続され、ゲートに制御信号SG7が入力される。抵抗R1は、Nch MISトランジスタNT51のソースに接続され、他端が低電位側電源VSSに接続される。
スタンバイ状態からアクティブ状態に変化し、降圧トランジスタであるNch MISトランジスタNTT1が出力電圧VINT電位を供給し、出力電圧(ゲート電圧)Vが上昇しようとするとき、パルス波形を有する制御信号SG7がNch MISトランジスタNT51のゲートに入力される。パルス状の制御信号SG7が“High”レベルのときにNch MISトランジスタNT51が“ON”し、Nch MISトランジスタNTT1のゲートに蓄積される余分な電荷を抵抗R1を介して低電位側電源VSSに引き抜いて、出力電圧(ゲート電圧)Vの上昇を抑制するように機能する。ここで、制御信号SG7は、Nch MISトランジスタNTT1のゲートに蓄積される電荷を過剰に引き抜かないようにパルス波形のデューティ比及び印加期間を設定する。
図11に示すように、ゲート電圧安定化回路4aには、Pch MISトランジスタPT51及び抵抗R2が設けられる。ゲート電圧安定化回路4aは、アクティブ状態からスタンバイ状態に変化するとき降圧トランジスタのゲート電圧の変化を抑制する機能を有する。
抵抗R2は、一端が高電位側電源VDDに接続され、他端がPch MISトランジスタPT51のソースに接続される。Pch MISトランジスタPT51は、ゲートに制御信号SG8が入力され、ドレインがノードN5(出力電圧(ゲート電圧)V)に接続される。
アクティブ状態からスタンバイ状態に変化し、降圧トランジスタであるNch MISトランジスタNTT1が“OFF”し、出力電圧(ゲート電圧)Vが下降しようとするとき、パルス波形を有する制御信号SG8がPch MISトランジスタPT51のゲートに入力される。パルス状の制御信号SG8が“Low”レベルのときにPch MISトランジスタPT51が“ON”し、抵抗R2を介して電荷をNch MISトランジスタNTT1のゲートに供給し、出力電圧(ゲート電圧)Vの下降を抑制するように機能する。ここで、制御信号SG8は、Nch MISトランジスタNTT1のゲートに過剰な電荷を供給しないようにパルス波形のデューティ比及び印加期間を設定する。
次に、電圧発生回路の動作について、図12を参照して説明する。図12は電圧発生回路の動作を説明する図である。ここで、電圧発生回路の動作を、スタンバイ状態(アクティブ状態に変化するときも含む)の期間(A)、アクティブ状態の期間(B)、及びアクティブ状態からスタインバイ状態に変化したあとの期間(C)の3つの領域に分けて説明する。
図12に示すように、電圧発生回路30bでは、まず、スタンバイ状態のとき(期間(A))、制御信号VPGが“High”レベルでPch MISトランジスタPTT2が“OFF”しているので、Nch MISトランジスタNTT1が出力電圧VINT電位を供給せず、Nch MISトタンジスタNTT2が出力電圧VINT電位を供給している。ゲート電圧安定化回路3aでは、制御信号SG7が“Low”レベルでNch MISトランジスタNT51が“OFF”しているので、抵抗R1を介して低電位側電源VSS側とノードN5(出力電圧(ゲート電圧)V)の間での電荷のやりとりはない。ゲート電圧安定化回路4aでは、制御信号SG8が“High”レベルでPch MISトランジスタPT51が“OFF” しているので、抵抗R2を介して高電位側電源VDD側とノードN5(出力電圧(ゲート電圧)V)の間での電荷のやりとりはない。
次に、スタンバイ状態からアクティブ状態に変化直後(期間(A))、制御信号VPGが“High”レベルから“Low”レベルに変化し、Pch MISトランジスタPTT2が“ON”するので、Nch MISトランジスタNTT1が出力電圧VINT電位を供給し、Nch MISトタンジスタNTT2が出力電圧VINT電位を供給する状態を保つ。このとき、Nch MISトランジスタNTT1のドレイン側(ノードN6)の電圧が上昇し、Nch MISトランジスタNTT1のカップリング容量により出力電圧(ゲート電圧)Vが上昇しようとする。
ところが、ゲート電圧安定化回路3aで、制御信号SG7が“Low”レベルから“High”レベルに変化し、Nch MISトランジスタNT51が“ON”するので、ノードN5(出力電圧(ゲート電圧)V)からNch MISトランジスタNT51及び抵抗R1を介して低電位側電源VSS側に電荷が流入される。このため、ゲート電圧安定化回路3aがNch MISトランジスタNTT1のゲートに印加されるゲート電圧Vを引き下げ、出力電圧(ゲート電圧)Vの上昇を抑制するように機能する。なお、ゲート電圧安定化回路4aはスタンバイ状態のときと同じ状態である。
続いて、スタンバイ状態からアクティブ状態に変化し、所定期間経過後(期間(A))では、制御信号SG7が“Low”で、Nch MISトランジスタNT51が“OFF”となり、抵抗R1を介して低電位側電源VSS側とノードN5(出力電圧(ゲート電圧)V)の間での電荷のやりとりはなくなる。ゲート電圧安定化回路4aでは、制御信号SG8が“High”のままで、Pch MISトランジスタPT51が“OFF”となっているままなので、抵抗R2を介して高電位側電源VDD側とノードN5(出力電圧(ゲート電圧)V)の間での電荷のやりとりはない。
そして、アクティブ状態からスタンバイ状態に変化直後(期間(C))、制御信号VPGが“Low”レベルから“High”レベルに変化し、Pch MISトランジスタPTT2が“OFF”するので、Nch MISトランジスタNTT1が出力電圧VINT電位を供給しなくなり、Nch MISトタンジスタNTT2が出力電圧VINT電位を供給する。このとき、Nch MISトランジスタNTT1のドレイン側(ノードN6)の電圧が下降し、Nch MISトランジスタNTT1のカップリング容量により出力電圧(ゲート電圧)Vが下降しようとする。
ところが、ゲート電圧安定化回路4aで、制御信号SG8が“High”レベルから“Low”レベルに変化し、Pch MISトランジスタPT51が“OFF”から“ON”するので、高電位側電源VDD側からPch MISトランジスタPT51及び抵抗R2を介してノードN5(出力電圧(ゲート電圧)V)に電荷が流入される。このため、ゲート電圧安定化回路4aがNch MISトランジスタNTT1のゲートに印加されるゲート電圧Vを引き上げ、出力電圧(ゲート電圧)Vの下降を抑制するように機能する。なお、ゲート電圧安定化回路3aは前の状態を維持している。
次に、図示していないがアクティブ状態からスタンバイ状態に変化し、所定期間経過後(期間(C))では、ゲート電圧安定化回路4aが期間(A)のスタンバイ状態と同一に設定される。
したがって、電圧発生回路30bが設けられる半導体集積回路に搭載(オンchip化)されるキャパシタC1の容量の増大を抑制しながら、スタンバイ状態からアクティブ状態に変化するとき、及びアクティブ状態からスタンバイ状態に変化するときに発生する出力電圧(ゲート電圧)Vの変動を抑制することができる。
上述したように、本実施例の電圧発生回路では、差動増幅回路1、ゲート電圧安定化回路3a、ゲート電圧安定化回路4a、Nch MISトランジスタNT1、Nch MISトランジスタNT2、Nch MISトランジスタNT11乃至13、Nch MISトランジスタNTT1、Nch MISトランジスタNTT2、Pch MISトランジスタPT11乃至13、Pch MISトランジスタPTT1、Pch MISトランジスタPTT2、抵抗RA1乃至RA4、抵抗RS1乃至RS4、及びキャパシタC1が設けられる。ゲート電圧安定化回路3aには、Nch MISトランジスタNT51及び抵抗R1が設けられる。ゲート電圧安定化回路3は、パルス波形を有する制御信号SG7にもとづいてスタンバイ状態からアクティブ状態に変化するとき降圧トランジスタのゲート電圧の変化を抑制する。ゲート電圧安定化回路4aには、Pch MISトランジスタPT51及び抵抗R2が設けられる。ゲート電圧安定化回路4aは、パルス波形を有する制御信号SG8にもとづいてアクティブ状態からスタンバイ状態に変化するとき降圧トランジスタのゲート電圧の変化を抑制する。
したがって、電圧発生回路30bが設けられる半導体集積回路に搭載(オンchip化)されるキャパシタC1の容量の増大を抑制しながら、スタンバイ状態からアクティブ状態に変化するとき、及びアクティブ状態からスタンバイ状態に変化するときに発生する出力電圧(ゲート電圧)Vの変動を抑制することができ、安定した降圧された内部電源電圧としての出力電圧VINTを出力することができる。また、パルス波形を有する制御信号SG7及びSG8を用いて出力電圧(ゲート電圧)Vの変動を抑制しているので、電荷の過剰引き抜きや電荷の過剰供給を抑制できる。
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々、変更してもよい。
例えば、電圧発生回路を半導体メモリの降圧電源として用いているが、SoC(System on a chip)、アナログ・デジタルLSIなどのLSIの降圧電源として用いることができる。また、外部電源電圧としての高電位側電源VDD電圧を電圧発生回路のPch MISトランジスタPTT2のソース及びNch MISトランジスタNTT2のドレインに直接供給しているが、高電位側電源VDDとPch MISトランジスタPTT2のソース及びNch MISトランジスタNTT2の間に高電位側電源VDD電圧変動を抑制するRC回路を設けてもよい。
本発明は、以下の付記に記載されているような構成が考えられる。
(付記1) ゲートが一定な第1の電圧に制御され、ドレインが第1の高電位側電源側に接続され、第1の消費電流が流れるアクティブ状態のときに、ソースから前記第1の高電位側電源電圧を降圧した第2の高電位側電源電圧を出力する第1の降圧トランジスタと、ゲートが前記第1の電圧に制御され、ドレインが前記第1の高電位側電源に接続され、前記アクティブ状態及び前記第1の消費電流よりも少ない第2の消費電流が流れるスタンバイ状態のときに、ソースから前記第2の高電位側電源電圧を出力する第2の降圧トランジスタと、前記スタンバイ状態から前記アクティブ状態に変化するとき、前記第1の降圧トランジスタのゲートに印加される前記第1の電圧の上昇を抑制し、前記第1の電圧を安定化させるゲート電圧安定化回路とを具備し、前記第1の降圧トランジスタのドレインとゲートのカップリング容量をCgd、前記第1の降圧トランジスタのゲート容量をCg、前記第1の降圧トランジスタのドレイン電圧の前記アクティブ状態と前記スタンバイ状態の間の電圧変動をΔVとすると、前記第1の電圧を上昇させる一定な電圧は、ΔVd×(Cgd/Cg)で表される電圧発生回路。
(付記2) ゲートが一定な第1の電圧に制御され、ドレインが第1の高電位側電源側に接続され、第1の消費電流が流れるアクティブ状態のときに、ソースから前記第1の高電位側電源電圧を降圧した第2の高電位側電源電圧を出力する第1の降圧トランジスタと、ゲートが前記第1の電圧に制御され、ドレインが前記第1の高電位側電源に接続され、前記アクティブ状態及び前記第1の消費電流よりも少ない第2の消費電流が流れるスタンバイ状態のときに、ソースから前記第2の高電位側電源電圧を出力する第2の降圧トランジスタと、前記アクティブ状態から前記スタンバイ状態に変化するときに、前記第1の降圧トランジスタのゲートに印加される前記第1の電圧の降下を抑制し、前記第1の電圧を安定化させるゲート電圧安定化回路とを具備し、前記第1の降圧トランジスタのドレインとゲートのカップリング容量をCgd、前記第1の降圧トランジスタのゲート容量をCg、前記第1の降圧トランジスタのドレイン電圧の前記アクティブ状態と前記スタンバイ状態の間の電圧変動をΔVとすると、前記第1の電圧を降下させる一定な電圧は、ΔVd×(Cgd/Cg)で表される電圧発生回路。
(付記3) 前記第1の降圧トランジスタのドレイン電圧の前記アクティブ状態と前記スタンバイ状態の間の電圧変動をΔV、第2の高電位側電源電圧をVint、前記第1の電圧をVgとすると、前記ΔVは、Vg−Vintで表される付記1又は2に記載の電圧発生回路。
(付記4) 前記トランジスタは、MISFET或いはMOSFETである付記1乃至3のいずれかに記載の電圧発生回路。
本発明の実施例1に係る電圧発生回路の構成を示す回路図。 本発明の実施例1に係る差動増幅回路の構成を示す回路図。 本発明の実施例1に係るゲート電圧安定化回路を示す回路図。 本発明の実施例1に係る電圧発生回路の動作を説明する図。 本発明の実施例2に係る電圧発生回路の構成を示す回路図。 本発明の実施例2に係る低電位側電源側のゲート電圧安定化回路を示す回路図。 本発明の実施例2に係る高電位側電源側のゲート電圧安定化回路を示す回路図。 本発明の実施例2に係る電圧発生回路の動作を説明する図。 本発明の実施例3に係る電圧発生回路の構成を示す回路図。 本発明の実施例3に係る低電位側電源側のゲート電圧安定化回路を示す回路図。 本発明の実施例3に係る高電位側電源側のゲート電圧安定化回路を示す回路図。 本発明の実施例3に係る電圧発生回路の動作を説明する図。
符号の説明
1差動増幅回路
2、3、3a、4、4a ゲート電圧安定化回路
30、30a、30b 電圧発生回路
ACT、/ACT、CMNG、CMPG、PGM、SG1〜8、VPG 制御信号
C1〜4 キャパシタ
INV1、INV2 インバータ
N1〜6、N11、N12、N21、N22 ノード
NT1、NT2、NT11〜13、NT21、NT22、NT31、NT32、NT41、NT42、NT51、NTT1、NTT2 Nch MISトランジスタ
PT11〜13、PT21〜23、PT41、PT42、PT51、PTT1、PTT2 Pch MISトランジスタ
R1、R2、RA1〜RA4、RS1〜RS4 抵抗
帰還電圧
DD、VPP 高電位側電源
出力電圧(ゲート電圧)
INT 出力電圧
REF 基準電圧
SS 低電位側電源

Claims (5)

  1. ゲートが一定な第1の電圧に制御され、ドレインが第1の高電位側電源側に接続され、第1の消費電流が流れるアクティブ状態のときに、ソースから前記第1の高電位側電源電圧を降圧した第2の高電位側電源電圧を出力する第1の降圧トランジスタと、
    ゲートが前記第1の電圧に制御され、ドレインが前記第1の高電位側電源に接続され、前記アクティブ状態及び前記第1の消費電流よりも少ない第2の消費電流が流れるスタンバイ状態のときに、ソースから前記第2の高電位側電源電圧を出力する第2の降圧トランジスタと、
    ドレインに前記第1の電圧が入力され、ゲートに第1の制御信号が入力される第1のトランジスタと、ドレインが前記第1のトランジスタのソースに接続され、ソースに前記第1の電圧が入力され、ゲートに第2の制御信号が入力され第2のトランジスタと、前記第1のトランジスタのソース及び前記第2のトランジスタのドレインに接続されるキャパシタとを有し、前記スタンバイ状態から前記アクティブ状態に変化するとき、前記第1の制御信号にもとづいて前記第1のトランジスタがOFFからONに変化し、前記第2の制御信号にもとづいて前記第2のトランジスタがONからOFFに変化し、前記キャパシタが前記第1の降圧トランジスタのゲート側の電荷を引き込んで前記第1の降圧トランジスタのゲートに印加される前記第1の電圧の変動を抑制し、前記アクティブ状態から前記スタンバイ状態に変化するときに、前記第1の制御信号にもとづいて前記第1のトランジスタがOFFからONに変化し、前記第2の制御信号にもとづいて前記第2のトランジスタがONからOFFに変化し、前記キャパシタが蓄積されている電荷を前記第1の降圧トランジスタのゲート側に放出して前記第1の降圧トランジスタのゲートに印加される前記第1の電圧の変動を抑制するゲート電圧安定化回路と、
    を具備することを特徴とする電圧発生回路。
  2. 前記キャパシタは、一端が前記第1のトランジスタのソース及び前記第2のトランジスタのドレインに接続され、他端に第3の制御信号が入力され、前記第3の制御信号にもとづいて前記キャパシタに電荷が蓄積或いは蓄積された電荷が放出されることを特徴とする請求項1に記載の電圧発生回路。
  3. ゲートが一定な第1の電圧に制御され、ドレインが第1の高電位側電源側に接続され、第1の消費電流が流れるアクティブ状態のときに、ソースから前記第1の高電位側電源電圧を降圧した第2の高電位側電源電圧を出力する第1の降圧トランジスタと、
    ゲートが前記第1の電圧に制御され、ドレインが前記第1の高電位側電源に接続され、前記アクティブ状態及び前記第1の消費電流よりも少ない第2の消費電流が流れるスタンバイ状態のときに、ソースから前記第2の高電位側電源電圧を出力する第2の降圧トランジスタと、
    ドレインに前記第1の電圧が入力され、ゲートに第1の制御信号が入力される第1のトランジスタと、ドレインが前記第1のトランジスタのソースに接続され、ソースが低電位側電源に接続され、ゲートに第2の制御信号が入力され第2のトランジスタと、一端が前記第1のトランジスタのソース及び前記第2のトランジスタのドレインに接続され、他端が前記低電位側電源に接続される第1のキャパシタとを有し、前記スタンバイ状態から前記アクティブ状態に変化するとき、前記第1の制御信号にもとづいて前記第1のトランジスタがOFFからONに変化し、前記第2の制御信号にもとづいて前記第2のトランジスタがONからOFFに変化し、前記第1のキャパシタが前記第1の降圧トランジスタのゲート側の電荷を引き込んで前記第1の降圧トランジスタのゲートに印加される前記第1の電圧の変動を抑制する第1のゲート電圧安定化回路と、
    ドレインに前記第1の電圧が入力され、ゲートに第3の制御信号が入力される第3のトランジスタと、ソースが前記第1の高電位側電源に接続され、ドレインが前記第3のトランジスタのソースに接続され、ゲートに第4の制御信号が入力される第4のトランジスタと、一端が前記第3のトランジスタのソース及び前記第4のトランジスタのドレインに接続され、他端が前記第1の高電位側電源に接続される第2のキャパシタとを有し、前記アクティブ状態から前記スタンバイ状態に変化するとき、前記第3の制御信号にもとづいて前記第3のトランジスタがONしており、前記第4の制御信号にもとづいて前記第4のトランジスタがOFFしており、前記第2のキャパシタが蓄積されている電荷を前記第1の降圧トランジスタのゲート側に放出して前記第1の降圧トランジスタのゲートに印加される前記第1の電圧の変動を抑制する第2のゲート電圧安定化回路と、
    を具備することを特徴とする電圧発生回路。
  4. ゲートが一定な第1の電圧に制御され、ドレインが第1の高電位側電源側に接続され、第1の消費電流が流れるアクティブ状態のときに、ソースから前記第1の高電位側電源電圧を降圧した第2の高電位側電源電圧を出力する第1の降圧トランジスタと、
    ゲートが前記第1の電圧に制御され、ドレインが前記第1の高電位側電源に接続され、前記アクティブ状態及び前記第1の消費電流よりも少ない第2の消費電流が流れるスタンバイ状態のときに、ソースから前記第2の高電位側電源電圧を出力する第2の降圧トランジスタと、
    ドレインに前記第1の電圧が入力され、ゲートに第1の制御信号が入力される第1のトランジスタと、一端が前記第1のトランジスタのソースに接続され、他端が低電位側電源に接続される第1の抵抗とを有し、前記スタンバイ状態から前記アクティブ状態に変化するとき、前記第1の制御信号にもとづいて前記第1のトランジスタがOFFからONに変化し、前記第1の抵抗を介して前記第1の降圧トランジスタのゲートの電荷を前記低電位側電源側に引き込んで前記第1の降圧トランジスタのゲートに印加される前記第1の電圧の変動を抑制する第1のゲート電圧安定化回路と、
    ドレインに前記第1の電圧が入力され、ゲートに第2の制御信号が入力される第2のトランジスタと、一端が前記第2のトランジスタのソースに接続され、他端が前記第1の高電位側電源に接続される第2の抵抗とを有し、前記アクティブ状態から前記スタンバイ状態に変化するとき、前記第2の制御信号にもとづいて前記第2のトランジスタがONし、抵抗R2を介して前記第1の高電位側電源側から電荷を前記第1の降圧トランジスタのゲート側に供給して前記第1の降圧トランジスタのゲートに印加される前記第1の電圧の変動を抑制する第2のゲート電圧安定化回路と、
    を具備することを特徴とする電圧発生回路。
  5. 前記第1の制御信号は、前記第1の降圧トランジスタのゲートに蓄積されている電荷を過剰に引き込まないように、デユーティ比及び印加期間が設定されたパルス信号であり、前記第2の制御信号は、前記第1の降圧トランジスタのゲートに過剰な電荷が供給されないようにデユーティ比及び印加期間が設定されたパルス信号であることを特徴とする請求項4に記載の電圧発生回路。
JP2007289940A 2007-11-07 2007-11-07 電圧発生回路 Pending JP2009116684A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007289940A JP2009116684A (ja) 2007-11-07 2007-11-07 電圧発生回路
US12/266,143 US7763991B2 (en) 2007-11-07 2008-11-06 Voltage generating circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007289940A JP2009116684A (ja) 2007-11-07 2007-11-07 電圧発生回路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009116684A true JP2009116684A (ja) 2009-05-28

Family

ID=40587437

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007289940A Pending JP2009116684A (ja) 2007-11-07 2007-11-07 電圧発生回路

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7763991B2 (ja)
JP (1) JP2009116684A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011115019A (ja) * 2009-11-30 2011-06-09 Elpida Memory Inc 半導体装置
JP2014153772A (ja) * 2013-02-05 2014-08-25 Seiko Instruments Inc 定電圧回路及びアナログ電子時計

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8618869B2 (en) * 2010-12-30 2013-12-31 Rambus Inc. Fast power-on bias circuit

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS625422A (ja) * 1985-06-29 1987-01-12 Toshiba Corp 半導体集積回路装置
JPH05250874A (ja) * 1992-03-03 1993-09-28 Mitsubishi Electric Corp 電圧発生装置
JPH0714386A (ja) * 1993-06-08 1995-01-17 Samsung Electron Co Ltd 半導体集積回路のデータ出力バッファ
JPH07235181A (ja) * 1993-12-01 1995-09-05 Hyundai Electron Ind Co Ltd 改良されたブートストラップ回路
JPH07295676A (ja) * 1994-04-28 1995-11-10 Toshiba Corp ダイナミック回路
JPH08138381A (ja) * 1994-11-07 1996-05-31 Mitsubishi Electric Corp 半導体集積回路装置およびその製造方法および内部電圧発生回路
JPH0955085A (ja) * 1995-08-09 1997-02-25 Mitsubishi Electric Corp 内部電源回路
JP2000196434A (ja) * 1998-12-25 2000-07-14 Fujitsu Ltd 半導体装置
US6118188A (en) * 1998-12-21 2000-09-12 Stmicroelectronics, Inc. Apparatus and method for switching between two power supplies of an integrated circuit
JP2002015566A (ja) * 2000-06-13 2002-01-18 Samsung Electronics Co Ltd 半導体メモリ装置
JP2002191169A (ja) * 2000-12-20 2002-07-05 Mitsubishi Electric Corp 半導体集積回路
JP2003178584A (ja) * 2001-12-07 2003-06-27 Toshiba Corp 電圧発生回路
JP2004147175A (ja) * 2002-10-25 2004-05-20 Renesas Technology Corp 半導体装置
JP2005174351A (ja) * 1994-08-04 2005-06-30 Renesas Technology Corp 半導体装置および電源電圧発生回路

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0447591A (ja) 1990-06-14 1992-02-17 Mitsubishi Electric Corp 半導体集積回路装置
US6392472B1 (en) 1999-06-18 2002-05-21 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Constant internal voltage generation circuit
US7095273B2 (en) 2001-04-05 2006-08-22 Fujitsu Limited Voltage generator circuit and method for controlling thereof

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS625422A (ja) * 1985-06-29 1987-01-12 Toshiba Corp 半導体集積回路装置
JPH05250874A (ja) * 1992-03-03 1993-09-28 Mitsubishi Electric Corp 電圧発生装置
JPH0714386A (ja) * 1993-06-08 1995-01-17 Samsung Electron Co Ltd 半導体集積回路のデータ出力バッファ
JPH07235181A (ja) * 1993-12-01 1995-09-05 Hyundai Electron Ind Co Ltd 改良されたブートストラップ回路
JPH07295676A (ja) * 1994-04-28 1995-11-10 Toshiba Corp ダイナミック回路
JP2005174351A (ja) * 1994-08-04 2005-06-30 Renesas Technology Corp 半導体装置および電源電圧発生回路
JPH08138381A (ja) * 1994-11-07 1996-05-31 Mitsubishi Electric Corp 半導体集積回路装置およびその製造方法および内部電圧発生回路
JPH0955085A (ja) * 1995-08-09 1997-02-25 Mitsubishi Electric Corp 内部電源回路
US6118188A (en) * 1998-12-21 2000-09-12 Stmicroelectronics, Inc. Apparatus and method for switching between two power supplies of an integrated circuit
JP2000196434A (ja) * 1998-12-25 2000-07-14 Fujitsu Ltd 半導体装置
JP2002015566A (ja) * 2000-06-13 2002-01-18 Samsung Electronics Co Ltd 半導体メモリ装置
JP2002191169A (ja) * 2000-12-20 2002-07-05 Mitsubishi Electric Corp 半導体集積回路
JP2003178584A (ja) * 2001-12-07 2003-06-27 Toshiba Corp 電圧発生回路
JP2004147175A (ja) * 2002-10-25 2004-05-20 Renesas Technology Corp 半導体装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011115019A (ja) * 2009-11-30 2011-06-09 Elpida Memory Inc 半導体装置
US8987937B2 (en) 2009-11-30 2015-03-24 Ps4 Luxco S.A.R.L. Semiconductor device having internal voltage generating circuit
JP2014153772A (ja) * 2013-02-05 2014-08-25 Seiko Instruments Inc 定電圧回路及びアナログ電子時計

Also Published As

Publication number Publication date
US7763991B2 (en) 2010-07-27
US20090115387A1 (en) 2009-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI668552B (zh) 低壓差穩壓器
JP4749076B2 (ja) 半導体装置
JP4711287B2 (ja) 半導体集積回路装置
JP2010004717A (ja) 定電圧昇圧電源
JP5767847B2 (ja) 基準電流生成回路及びこれを用いた電源装置
JP2004280923A (ja) 内部電源回路
JP2011135349A (ja) 発振装置
JPH1049245A (ja) 定電流発生回路
JP2008217203A (ja) レギュレータ回路
JP4855197B2 (ja) シリーズレギュレータ回路
US20150188436A1 (en) Semiconductor Device
US20170160763A1 (en) Low-power pulsed bandgap reference
JP2015049812A (ja) 半導体装置及び電流量制御方法
JP4937078B2 (ja) 定電圧電源回路
JP2009098801A (ja) 電源回路及びそれを用いた内部電源電圧発生方法
JP2009116684A (ja) 電圧発生回路
JP2008270732A (ja) 半導体装置
JP2008197723A (ja) 電圧発生回路
JP3517493B2 (ja) 内部降圧回路
JP2007323114A (ja) レギュレータ回路
US6559709B2 (en) Low-consumption charge pump for a nonvolatile memory
JP5133102B2 (ja) 半導体集積回路
JP5848516B2 (ja) 電源装置
US11329648B2 (en) Current source circuit
JP6421624B2 (ja) 降圧電源回路および集積回路

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100222

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20111125

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20111205

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120329

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120424

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20120817