JP2012226810A - Replica circuit, high voltage detection circuit, high voltage regulator circuit, and nonvolatile semiconductor storage device - Google Patents

Replica circuit, high voltage detection circuit, high voltage regulator circuit, and nonvolatile semiconductor storage device Download PDF

Info

Publication number
JP2012226810A
JP2012226810A JP2011095069A JP2011095069A JP2012226810A JP 2012226810 A JP2012226810 A JP 2012226810A JP 2011095069 A JP2011095069 A JP 2011095069A JP 2011095069 A JP2011095069 A JP 2011095069A JP 2012226810 A JP2012226810 A JP 2012226810A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
voltage
gate
circuit
high voltage
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.)
Withdrawn
Application number
JP2011095069A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Shimbayashi
新林幸司
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.)
Genusion Inc
Original Assignee
Genusion Inc
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 Genusion Inc filed Critical Genusion Inc
Priority to JP2011095069A priority Critical patent/JP2012226810A/en
Priority to US13/421,255 priority patent/US20130070542A1/en
Priority to CN2012100682478A priority patent/CN102682844A/en
Publication of JP2012226810A publication Critical patent/JP2012226810A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a replica circuit capable of correctly replicating current.SOLUTION: The replica circuit includes: a first current path obtained by connecting a first transistor of a first conductive type, a second transistor of the first conductive type, and a third transistor of a second conductive type in series; a second current path obtained by connecting a fourth transistor of the first conductive type configured so as to cause current corresponding to current flowing to the first transistor to flow and a fifth transistor of the second conductive type configured so as to cause current corresponding to current flowing to the third transistor to flow in series; a sixth transistor of the second conductive type configured so as to cause the current corresponding to the current flowing to the third transistor to flow; first control means for controlling gate voltage of the first transistor so as to supply a reference voltage to the drain of the first transistor; and a second control means for controlling gate voltage of the second transistor so as to supply a reference voltage to the drain of the fourth transistor.

Description

本発明は、レプリカ回路、高電圧検出回路、高電圧レギュレータ回路及び不揮発性半導体記憶装置に関する。特に、あるトランジスタに流れる参照電流と同一の電流を他のトランジスタに流すことによって、参照電流をレプリカするレプリカ検出回路及びこれを用いた高電圧検出回路当に関する。 The present invention relates to a replica circuit, a high voltage detection circuit, a high voltage regulator circuit, and a nonvolatile semiconductor memory device. In particular, the present invention relates to a replica detection circuit that replicates a reference current by flowing the same current as a reference current flowing in a transistor to another transistor, and a high-voltage detection circuit using the replica detection circuit.

不揮発性メモリ等の半導体装置は、データの書き込みや消去動作に利用するため、電源電圧VCCを昇圧してこれよりも高い電圧VPを生成するチャージポンプ回路を備えている。そのチャージポンプにおいては、出力の高電圧を検出して、所定電圧よりも高い場合にはチャージポンプの動作を停止し、所定電圧よりも低い場合にはチャージポンプの動作を開始して、負帰還制御を行うことによって、出力の高電圧を目的の電圧に制御することが行われている。 A semiconductor device such as a nonvolatile memory includes a charge pump circuit that boosts the power supply voltage VCC and generates a voltage VP higher than the power supply voltage VCC in order to use it for data writing and erasing operations. In the charge pump, the high voltage of the output is detected. When the voltage is higher than the predetermined voltage, the operation of the charge pump is stopped. When the voltage is lower than the predetermined voltage, the operation of the charge pump is started and negative feedback By performing the control, the high voltage of the output is controlled to a target voltage.

チャージポンプの動作制御に用いられる高電圧検出回路のうち、レプリカ検出回路部分の例を図8に示す。 FIG. 8 shows an example of the replica detection circuit portion of the high voltage detection circuit used for controlling the operation of the charge pump.

PMOSトランジスタMP0と参照抵抗Rrefは電源電圧VCCと接地電圧VSSとの間に直列に接続されている。差動増幅器AMP0は負入力端子には参照電圧VREFが供給され、正入力端子はPMOSトランジスタMP0と参照抵抗Rrefの接続点、すなわち、PMOSトランジスタMP0のドレインが接続されている。差動増幅器AMP0の出力は、PMOSトランジスタMP0のゲートに接続されている。 The PMOS transistor MP0 and the reference resistor Rref are connected in series between the power supply voltage VCC and the ground voltage VSS. In the differential amplifier AMP0, the reference voltage VREF is supplied to the negative input terminal, and the connection point between the PMOS transistor MP0 and the reference resistor Rref, that is, the drain of the PMOS transistor MP0 is connected to the positive input terminal. The output of the differential amplifier AMP0 is connected to the gate of the PMOS transistor MP0.

PMOSトランジスタMP1とNMOSトランジスタMN0は電源電圧VCCと接地電圧VSSとの間に直列に接続されている。PMOSトランジスタMP1のゲートはPMOSトランジスタMP0のゲートに接続されている。PMOSトランジスタMP1とPMOSトランジスタMP0は同じサイズ(ゲート長及びゲート幅)である。NMOSトランジスタMN0のゲートはPMOSトランジスタMP1とNMOSトランジスタMN0の接続点、すなわち、NMOSトランジスタNM0のドレインに接続されている。 The PMOS transistor MP1 and the NMOS transistor MN0 are connected in series between the power supply voltage VCC and the ground voltage VSS. The gate of the PMOS transistor MP1 is connected to the gate of the PMOS transistor MP0. The PMOS transistor MP1 and the PMOS transistor MP0 have the same size (gate length and gate width). The gate of the NMOS transistor MN0 is connected to the connection point between the PMOS transistor MP1 and the NMOS transistor MN0, that is, the drain of the NMOS transistor NM0.

検出用の抵抗素子(参照抵抗Rrefをn個分直列した抵抗値を有する。nは整数でなくてもよい)とNMOSトランジスタMN1は高電圧端子VPと接地電圧VSSとの間に直列に接続されている。NMOSトランジスタMN1のゲートはNMOSトランジスタMN0のゲートに接続されている。NMOSトランジスタMN1とNMOSトランジスタMN0は同じサイズ(ゲート長及びゲート幅)である。検出用の抵抗素子とNMOSトランジスタMN1との接続点から検出端子VDIVが引き出されている。 A resistance element for detection (having a resistance value obtained by serially connecting n reference resistors Rref. N may not be an integer) and the NMOS transistor MN1 are connected in series between the high voltage terminal VP and the ground voltage VSS. ing. The gate of the NMOS transistor MN1 is connected to the gate of the NMOS transistor MN0. The NMOS transistor MN1 and the NMOS transistor MN0 have the same size (gate length and gate width). A detection terminal VDIV is drawn from a connection point between the detection resistance element and the NMOS transistor MN1.

この回路の動作は以下のとおりである。PMOSトランジスタMP0と参照抵抗Rrefに流れる参照電流Irefは、差動増幅器AMP0による負帰還制御によって、VREF=Iref × Rrefの関係が成り立つように制御される。PMOSトランジスタMP1はPMOSトランジスタMP0とゲートが共通であり、かつ両者は同じサイズであるため、PMOSトランジスタMP1及びNMOSトランジスタMN0からなる電流経路にはIrefに近い電流が流れる。NMOSトランジスタMN1はNMOSトランジスタMN0とゲートが共通であり、かつ両者は同じサイズであるため、検出用の抵抗素子及びNMOSトランジスタMN1からなる電流経路にはIrefに近い電流が流れる。このようにして、電流のレプリカがなされる。その結果、VDIVの電圧は、VDIV=VP−n × Iref × Rref = VP−n × VREFに近い電圧となる。そして、VPの変動分ΔVPとVDIVの変動分ΔVDIVはほぼ一致し、単なる抵抗分割に比べれば、比較的精度の良い検出が可能となる。 The operation of this circuit is as follows. The reference current Iref flowing through the PMOS transistor MP0 and the reference resistor Rref is controlled so that a relationship of VREF = Iref × Rref is established by negative feedback control by the differential amplifier AMP0. Since the PMOS transistor MP1 has the same gate as the PMOS transistor MP0 and has the same size, a current close to Iref flows through the current path including the PMOS transistor MP1 and the NMOS transistor MN0. Since the NMOS transistor MN1 has the same gate as the NMOS transistor MN0 and has the same size, a current close to Iref flows through the current path including the detection resistance element and the NMOS transistor MN1. In this way, a current replica is made. As a result, the voltage of VDIV is close to VDIV = VP−n × Iref × Rref = VP−n × VREF. Then, the variation ΔVP of VP and the variation ΔVDIV of VDIV almost coincide with each other, and detection with relatively high accuracy is possible as compared with simple resistance division.

特開2000−19200号公報JP 2000-19200 A

しかしながら、図8に示す回路は以下のような問題がある。図9に示すとおりIref変換回路50の電流経路にはIref1が流れ、これはIref0に近い電流ではあるが、完全には一致しない。なぜなら、参照抵抗RrefとNMOSトランジスタMN0(ゲートとドレインが接続されており、いわばダイオード接続されている。)はその電流・電圧特性が異なるため、PMOSトランジスタMP0とPMOSトランジスタMP1はソース電圧とゲート電圧は同一ではあるが、そのドレイン電圧が異なるからである。同様に、NMOSトランジスタMN1にはIref2が流れ、これはNMOSトランジスタMN0に流れるところのIref1に近い電流ではあるが、完全には一致しない。なぜなら、NMOSトランジスタMN0とNMOSトランジスタMN1はソース電圧とゲート電圧は同一ではあるが、そのドレイン電圧が異なるからである。電流Iref0、Iref1及びIref2はすべて異なった大きさとなり、これらは完全には一致せず、その結果、VPの変動分ΔVPとVDIVの変動分ΔVDIVに誤差が生じてくる。 However, the circuit shown in FIG. 8 has the following problems. As shown in FIG. 9, Iref1 flows through the current path of the Iref conversion circuit 50, which is a current close to Iref0, but does not completely match. This is because the reference resistor Rref and the NMOS transistor MN0 (the gate and the drain are connected, that is, the diode is connected) have different current / voltage characteristics, so that the PMOS transistor MP0 and the PMOS transistor MP1 have the source voltage and the gate voltage. Is the same, but the drain voltages are different. Similarly, Iref2 flows through the NMOS transistor MN1, which is a current close to Iref1 flowing through the NMOS transistor MN0, but does not completely match. This is because the NMOS transistor MN0 and the NMOS transistor MN1 have the same source voltage and the same gate voltage but different drain voltages. The currents Iref0, Iref1 and Iref2 all have different magnitudes, and they do not completely coincide with each other. As a result, an error occurs in the variation ΔVP of VP and the variation ΔVDIV of VDIV.

そこで、本発明は、電流を正確にレプリカすることのできるレプリカ回路、これを用いて正確に高電圧を検出することのできる高電圧検出回路、並びにこの回路を用いた高電圧発生回路及び不揮発性半導体記憶装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a replica circuit capable of accurately replicating a current, a high voltage detection circuit capable of accurately detecting a high voltage using the replica circuit, a high voltage generation circuit using the circuit, and a non-volatile circuit An object is to provide a semiconductor memory device.

上記課題を解決するため、本発明の1実施態様においては、第1導電型の第1のトランジスタと、第1導電型の第2のトランジスタと第2導電型の第3のトランジスタとを直列接続した第1の電流経路と、第1のトランジスタに流れる電流に相当する電流を流すように構成した第1導電型の第4のトランジスタと、第3のトランジスタに流れる電流に相当する電流を流すように構成した第2導電型の第5のトランジスタとを直列接続した第2の電流経路と、第3のトランジスタに流れる電流に相当する電流を流すように構成した第2導電型の第6のトランジスタと、第1のトランジスタのドレイン電圧と参照電圧とがほぼ等しくなるように第1のトランジスタのゲート電圧を制御する第1の制御手段と、第4のトランジスタのドレイン電圧と参照電圧とがほぼ等しくなるように第2のトランジスタのゲート電圧を制御する第2の制御手段と、を具備することを特徴とするレプリカ回路が提供される。 In order to solve the above problems, in one embodiment of the present invention, a first conductivity type first transistor, a first conductivity type second transistor, and a second conductivity type third transistor are connected in series. The first current path, the fourth transistor of the first conductivity type configured to flow the current corresponding to the current flowing through the first transistor, and the current corresponding to the current flowing through the third transistor are flowed. A second current path in which the second conductivity type fifth transistor configured in the above is connected in series, and a second conductivity type sixth transistor configured to flow a current corresponding to the current flowing in the third transistor. First control means for controlling the gate voltage of the first transistor so that the drain voltage of the first transistor is substantially equal to the reference voltage, and the drain voltage of the fourth transistor, Replica circuit characterized by comprising a second control means for controlling the gate voltage of the second transistor so that the irradiation voltage are approximately equal, is provided.

このレプリカ回路において、第1のトランジスタのゲートと第4のトランジスタのゲートとが共通接続されており、第3のトランジスタのドレイン及びゲートと、第5のトランジスタのゲートと、第6のトランジスタのゲートとが共通接続されてもよい。 In this replica circuit, the gate of the first transistor and the gate of the fourth transistor are connected in common, the drain and gate of the third transistor, the gate of the fifth transistor, and the gate of the sixth transistor. And may be connected in common.

このレプリカ回路において、第1の制御手段は参照電圧と第1のトランジスタのドレイン電圧とが供給され、出力が第1のトランジスタのゲートに接続された第1の差動増幅器であり、第2の制御手段は参照電圧と第4のトランジスタのドレイン電圧とが供給され、出力が第2のトランジスタのゲートに接続された第2の差動増幅器であってもよい。 In this replica circuit, the first control means is a first differential amplifier to which a reference voltage and a drain voltage of the first transistor are supplied, and an output is connected to the gate of the first transistor. The control means may be a second differential amplifier to which the reference voltage and the drain voltage of the fourth transistor are supplied and whose output is connected to the gate of the second transistor.

上記課題を解決するため、本発明の別の実施態様においては、第1の抵抗と第1導電型の第1のトランジスタとを直列接続した参照電流経路と、第1導電型の第2のトランジスタと第2導電型の第3のトランジスタとを直列接続した第1の電流経路と、第1のトランジスタに流れる電流に相当する電流を流すように構成した第1導電型の第4のトランジスタと、第3のトランジスタに流れる電流に相当する電流を流すように構成した第2導電型の第5のトランジスタとを直列接続した第2の電流経路と、高電圧端子と基準電圧端子との間に、第2の抵抗と第3のトランジスタに流れる電流に相当する電流を流すように構成した第2導電型の第6のトランジスタとを直列接続した第3の電流経路と、第1のトランジスタのドレイン電圧と参照電圧とがほぼ等しくなるように第1のトランジスタのゲート電圧を制御する第1の制御手段と、第4のトランジスタのドレイン電圧と参照電圧とがほぼ等しくなるように第2のトランジスタのゲート電圧を制御する第2の制御手段と、を具備することを特徴とする高電圧検出回路が提供される。 In order to solve the above problem, in another embodiment of the present invention, a reference current path in which a first resistor and a first conductivity type first transistor are connected in series, and a first conductivity type second transistor are provided. A first current path in which a second conductive type third transistor is connected in series, a first conductive type fourth transistor configured to flow a current corresponding to a current flowing through the first transistor, Between the second current path in which the second conductivity type fifth transistor configured to flow a current corresponding to the current flowing through the third transistor is connected in series, and the high voltage terminal and the reference voltage terminal, A third current path in which a second resistor and a sixth transistor of a second conductivity type configured to flow a current corresponding to a current flowing through the third transistor are connected in series; and a drain voltage of the first transistor And reference power The first control means for controlling the gate voltage of the first transistor so that is substantially equal, and the gate voltage of the second transistor is controlled so that the drain voltage of the fourth transistor is substantially equal to the reference voltage And a second control means. A high voltage detection circuit is provided.

この高電圧検出回路においては、第1のトランジスタのゲートと第4のトランジスタのゲートとが共通接続されており、第3のトランジスタのドレイン及びゲートと、第5のトランジスタのゲートと、第6のトランジスタのゲートとが共通接続されてもよい。 In this high voltage detection circuit, the gate of the first transistor and the gate of the fourth transistor are connected in common, the drain and gate of the third transistor, the gate of the fifth transistor, The gates of the transistors may be commonly connected.

この高電圧検出回路においては、第1の制御手段は参照電圧と第1のトランジスタのドレイン電圧とが供給され、出力が第1のトランジスタのゲートに接続された第1の差動増幅器であり、第2の制御手段は参照電圧と第4のトランジスタのドレイン電圧とが供給され、出力が第2のトランジスタのゲートに接続された第2の差動増幅器であってもよい。 In this high voltage detection circuit, the first control means is a first differential amplifier to which a reference voltage and a drain voltage of the first transistor are supplied and whose output is connected to the gate of the first transistor, The second control means may be a second differential amplifier to which a reference voltage and a drain voltage of the fourth transistor are supplied and whose output is connected to the gate of the second transistor.

この高電圧検出回路においては、参照電圧と第6のトランジスタのドレインの電圧とを比較する比較回路をさらに具備してもよい。 The high voltage detection circuit may further include a comparison circuit that compares the reference voltage with the drain voltage of the sixth transistor.

上記課題を解決するため、本発明の別の実施態様においては、この高電圧検出回路の出力によって動作が制御され、その出力が高電圧端子に接続されたチャージポンプを有することを特徴とする高電圧レギュレータ回路、並びに、書き込み又は消去を行うメモリセルを複数有するメモリセルアレイを具備することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置が提供される。 In order to solve the above-mentioned problem, in another embodiment of the present invention, the operation is controlled by the output of the high-voltage detection circuit, and the high-voltage detection circuit has a charge pump connected to the high-voltage terminal. There is provided a nonvolatile semiconductor memory device comprising a voltage regulator circuit and a memory cell array having a plurality of memory cells for writing or erasing.

本発明によれば、正確な電流のレプリカを提供することが可能であり、正確な高電圧検出回路、高電圧発生回路を提供することが可能となる。 According to the present invention, an accurate current replica can be provided, and an accurate high voltage detection circuit and high voltage generation circuit can be provided.

本発明の一実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の機能ブロック図である。1 is a functional block diagram of a nonvolatile semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る高電圧レギュレータ回路の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the high voltage regulator circuit which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る高電圧発生回路の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the high voltage generation circuit which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るチャージポンプ回路の回路図である。It is a circuit diagram of a charge pump circuit according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るチャージポンプ回路を制御する信号の波形である。It is a waveform of the signal which controls the charge pump circuit which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るレプリカ検出回路の回路図である。1 is a circuit diagram of a replica detection circuit according to an embodiment of the present invention. FIG. 本発明の一実施形態に係るレプリカ検出回路の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the replica detection circuit based on one Embodiment of this invention. 従来のレプリカ検出回路の回路図である。It is a circuit diagram of the conventional replica detection circuit. 従来のレプリカ検出回路の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the conventional replica detection circuit.

以下、本発明を実施するための形態を実施形態として説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に何ら限定されることはない。以下に説明する実施形態を種々に変形して本発明を実施することが可能である。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described as embodiments. The present invention is not limited to the embodiments described below. It is possible to implement the present invention by variously modifying the embodiments described below.

図1は、本発明の一実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の機能ブロック図である。この不揮発性半導体記憶装置は、いわゆる記憶機能のみを有してもよいし、CPUコア等とともに混載されるいわゆるメモリコアであってもよい。この不揮発性半導体記憶装置は、電源電圧VCC(例えば、1.8V)と接地電圧VSSからなる単一電源で動作する。この不揮発性半導体記憶装置には、アドレス信号(ADDR)、制御信号(CTRL)等が供給され、DQ端子によって、データの入出力が行われる。アドレス信号(ADDR)はアドレスバッファ回路(ADDR buffers)に供給され、アドレス信号(ADDR)のうち、行アドレス(X−ADDR)は行デコーダ(X−decoders)に、列アドレス(Y−ADDR)は列デコーダ(Y−decoders)にそれぞれ供給される。メモリセルアレイ(Memory Cell Array)は、電荷蓄積層(浮遊ゲート、窒化膜等)を有するP型のMOSトランジスタを行列状に配置して構成され、その制御ゲートはワード線に接続され、ワード線は行デコーダ(X−decoders)によって駆動される。また、P型のMOSトランジスタのソースは共通ソース線に、ドレインはビット線にそれぞれ接続され、ビット線は列選択ゲート(Y−select gates)によって選択される。列選択ゲート(Y−select gates)は、列デコーダ(Y−decoders)によって駆動される。列選択ゲート(Y−select gates)はマルチプレクサ回路であり、この回路によって選択されたビット線の電圧(またはそのビット線に流れる電流)は、センスアンプ回路(Sense Amps)によってセンスされて読み出しデータとなり、これはページバッファ回路(Page buffers)にラッチされ、書き込みデータローディング回路(Program Data loading)によって、ページバッファ内アドレス(Page−ADDR)に従って、入出力バッファ回路(I/O buffers)を経てDQ端子に供給される。 FIG. 1 is a functional block diagram of a nonvolatile semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention. This nonvolatile semiconductor memory device may have only a so-called memory function, or may be a so-called memory core that is mounted together with a CPU core or the like. This nonvolatile semiconductor memory device operates with a single power supply composed of a power supply voltage VCC (for example, 1.8 V) and a ground voltage VSS. The nonvolatile semiconductor memory device is supplied with an address signal (ADDR), a control signal (CTRL), and the like, and data is input / output through a DQ terminal. The address signal (ADDR) is supplied to an address buffer circuit (ADDR buffers), and among the address signals (ADDR), the row address (X-ADDR) is sent to the row decoder (X-decoders), and the column address (Y-ADDR) is sent Each is supplied to a column decoder (Y-decoders). A memory cell array (Memory Cell Array) is configured by arranging P-type MOS transistors having charge storage layers (floating gates, nitride films, etc.) in a matrix, the control gates of which are connected to word lines, and the word lines are Driven by row decoders (X-decoders). The source of the P-type MOS transistor is connected to the common source line, the drain is connected to the bit line, and the bit line is selected by a column selection gate (Y-select gates). Column select gates (Y-select gates) are driven by column decoders (Y-decoders). The column selection gate (Y-select gates) is a multiplexer circuit, and the voltage (or current flowing through the bit line) selected by this circuit is sensed by the sense amplifier circuit (Sense Amps) to become read data. This is latched in the page buffer circuit (Page buffers), and is input to the DQ terminal by the write data loading circuit (Program Data loading) through the input / output buffer circuit (I / O buffers) according to the page buffer address (Page-ADDR). To be supplied.

また、DQ端子から供給された書き込みデータは、入出力バッファ回路(I/O buffers)を経てページバッファ回路(Page buffers)にラッチされ、これが書き込みバッファ回路(Program buffers)に保持される。ここに保持されたデータは列選択ゲート(Y−select gates)によって選択されたビット線に供給され、選択されたメモリセルに書き込まれる。書き込みは、ビット線に0V、共通ソース線にVCC又はそれ以上の電圧、ワード線に高電圧VP1、ウェルに高電圧VP2をそれぞれ供給することによって、バンド間トンネル電流を発生させて電子を電荷蓄積層にトラップさせることによって行う。ここで、高電圧VP1、高電圧VP2は、例えば、7V、5Vである。 The write data supplied from the DQ terminal is latched in the page buffer circuit (Page buffers) through the input / output buffer circuit (I / O buffers), and this is held in the write buffer circuit (Program buffers). The data held here is supplied to the bit line selected by the column selection gate (Y-select gates) and written to the selected memory cell. For writing, by supplying a voltage of 0 V to the bit line, a voltage of VCC or higher to the common source line, a high voltage VP1 to the word line, and a high voltage VP2 to the well, an interband tunnel current is generated and electrons are accumulated. This is done by trapping the layer. Here, the high voltage VP1 and the high voltage VP2 are 7V and 5V, for example.

これら読み出し動作及び書き込み動作は、制御信号(CTRL)によって動作するところの、状態遷移装置(State Machine)及び制御回路(CTRL ckt)によって制御される。 These read and write operations are controlled by a state transition device (State Machine) and a control circuit (CTRL ckt), which are operated by a control signal (CTRL).

高電圧レギュレータ回路(High−Voltage Regulator)は、状態遷移装置(State Machine)及び制御回路(CTRL ckt)によって制御され、高電圧VP1、高電圧VP2及び負電圧VNを出力する。高電圧VP1及び負電圧VNは、行デコーダ(X−decoders)に供給され、高電圧VP2はウェルバイアス制御回路(Well bias CTRL)に供給される。上述したとおり、書き込み時には、ビット線に0V、共通ソース線にVCC又はそれ以上の電圧、ワード線に高電圧VP1、ウェルに高電圧VP2がそれぞれ供給される。 The high voltage regulator circuit (High-Voltage Regulator) is controlled by a state transition device (State Machine) and a control circuit (CTRL ckt), and outputs a high voltage VP1, a high voltage VP2, and a negative voltage VN. The high voltage VP1 and the negative voltage VN are supplied to a row decoder (X-decoders), and the high voltage VP2 is supplied to a well bias control circuit (Well bias CTRL). As described above, at the time of writing, 0 V is supplied to the bit line, VCC or higher voltage is supplied to the common source line, the high voltage VP1 is supplied to the word line, and the high voltage VP2 is supplied to the well.

図2は、本発明の一実施形態に係る高電圧レギュレータ回路(High−Voltage Regulator)の機能ブロック図の一部である。VP1、VP2及びVNの三電圧を出力する場合には、同様の回路(負電圧発生回路の場合は、回路のPNを反転させ信号の正負を反転させた負電圧発生回路となる。)が三系統配置される。 FIG. 2 is a part of a functional block diagram of a high voltage regulator circuit (High-Voltage Regulator) according to an embodiment of the present invention. When outputting three voltages VP1, VP2, and VN, three similar circuits (in the case of a negative voltage generation circuit, a negative voltage generation circuit in which the PN of the circuit is inverted and the positive / negative of the signal is inverted) are provided. System arrangement.

高電圧レギュレータ回路(High−Voltage Regulator)は、高電圧発生回路(PUMP)、電圧分割回路(Voltage divider)、比較回路(Comparator)及び発振器(Oscillator)から構成される。 The high voltage regulator circuit (High-Voltage Regulator) includes a high voltage generation circuit (PUMP), a voltage divider circuit (Voltage divider), a comparison circuit (Comparator), and an oscillator (Oscillator).

回路の活性化信号(EN)に従って、高電圧発生回路(PUMP)、電圧分割回路(Voltage divider)、比較回路(Comparator)及び発振器(Oscillator)が活性化さる。比較回路(Comparator)は、バンドギャップ基準電位発生回路(Band Gap reference)から供給される基準電位(VREF)と、電圧分割回路(Voltage divider)の出力であるフィードバック電圧DVIVとを比較して、発振器(Oscillator)の動作を制御する。発振器(Oscillator)はクロック信号(CLK)を高電圧発生回路(PUMP)に供給する。高電圧発生回路(PUMP)の出力が上がり過ぎると、負帰還が働いて、発振器(Oscillator)のクロック信号(CLK)供給が停止され、高電圧発生回路(PUMP)の出力が所定値より下がると、クロック信号(CLK)供給が再開する。 In accordance with the circuit activation signal (EN), the high voltage generation circuit (PUMP), the voltage divider circuit (Voltage divider), the comparison circuit (Comparator), and the oscillator (Oscillator) are activated. The comparison circuit (Comparator) compares the reference potential (VREF) supplied from the band gap reference potential generation circuit (Band Gap reference) with the feedback voltage DVIV that is the output of the voltage divider circuit (Voltage divider), and generates an oscillator. The operation of (Oscillator) is controlled. An oscillator (Oscillator) supplies a clock signal (CLK) to a high voltage generation circuit (PUMP). If the output of the high voltage generation circuit (PUMP) rises too much, negative feedback works, the supply of the clock signal (CLK) of the oscillator (Oscillator) is stopped, and the output of the high voltage generation circuit (PUMP) falls below a predetermined value. The clock signal (CLK) supply resumes.

図3は高電圧発生回路(PUMP)の機能ブロック図である。高電圧発生回路(PUMP)は、位相シフト回路(Phase shifter)、クロックバッファ回路(CLK buffers)及びチャージポンプ回路(CP)から構成される。 FIG. 3 is a functional block diagram of the high voltage generation circuit (PUMP). The high voltage generation circuit (PUMP) includes a phase shift circuit (Phase shifter), a clock buffer circuit (CLK buffer), and a charge pump circuit (CP).

クロック信号(CLK)は、位相シフト回路(Phase shifter)に供給され、図5を用いて後に詳述する4相の制御信号DCLK10、GCLK10、DCLK20及びGCLK20が生成される。位相シフト回路(Phase shifter)は、複数の遅延回路を用いて構成する。クロックバッファ回路(CLK buffers)は、制御信号DCLK10、GCLK10、DCLK20及びGCLK20を受けて、駆動信号DCLK1、GCLK1、DCLK2及びGCLK2を生成する。チャージポンプ回路(CP)は駆動信号DCLK1、GCLK1、DCLK2及びGCLK2を受けて、高電圧VP(VP1、VP2など。負電圧の場合はVNである。)が生成する。 The clock signal (CLK) is supplied to a phase shift circuit (Phase shifter), and four-phase control signals DCLK10, GCLK10, DCLK20, and GCLK20, which will be described in detail later with reference to FIG. 5, are generated. The phase shift circuit is configured using a plurality of delay circuits. The clock buffer circuit (CLK buffers) receives the control signals DCLK10, GCLK10, DCLK20, and GCLK20 and generates drive signals DCLK1, GCLK1, DCLK2, and GCLK2. The charge pump circuit (CP) receives the drive signals DCLK1, GCLK1, DCLK2, and GCLK2, and generates a high voltage VP (VP1, VP2, etc., which is VN in the case of a negative voltage).

図4はチャージポンプ回路(CP)の回路図である。電源電圧VCCと昇圧電圧VPが提供されるノードとの間に、NMOSから構成されるトランジスタT01、T11、T21、T31及びT41が直列に接続されている。 FIG. 4 is a circuit diagram of the charge pump circuit (CP). Transistors T01, T11, T21, T31, and T41 made of NMOS are connected in series between the power supply voltage VCC and a node to which the boosted voltage VP is provided.

トランジスタT01とT11の間、T11とT21の間、T21とT31の間、T31とT41の間の各ノードをそれぞれ、CPD1、CPD2、CPD3、CPD4とする。トランジスタT01、T11、T21、T31及びT41の各ゲートの各ノードをCPG0、CPG1、CPG2、CPG3、CPG4とする。 Nodes between the transistors T01 and T11, between T11 and T21, between T21 and T31, and between T31 and T41 are CPD1, CPD2, CPD3, and CPD4, respectively. The nodes of the gates of the transistors T01, T11, T21, T31, and T41 are CPG0, CPG1, CPG2, CPG3, and CPG4.

VCCとCPG0との間にはNMOSから構成されるトランジスタT02が接続され、そのゲートはCPD1に接続されている。CPD1とCPG1との間にはNMOSから構成されるトランジスタT12が接続され、そのゲートはCPD2に接続されている。CPD2とCPG2との間にはNMOSから構成されるトランジスタT22が接続され、そのゲートはCPD3に接続されている。CPD3とCPG3との間にはNMOSから構成されるトランジスタT32が接続され、そのゲートはCPD4に接続されている。CPD4とCPG4との間にはNMOSから構成されるトランジスタT42が接続され、そのゲートはVPに接続されている。 A transistor T02 composed of NMOS is connected between VCC and CPG0, and its gate is connected to CPD1. A transistor T12 made of NMOS is connected between CPD1 and CPG1, and its gate is connected to CPD2. A transistor T22 made of NMOS is connected between CPD2 and CPG2, and its gate is connected to CPD3. A transistor T32 composed of NMOS is connected between CPD3 and CPG3, and its gate is connected to CPD4. A transistor T42 composed of NMOS is connected between CPD4 and CPG4, and its gate is connected to VP.

CPG0にはキャパシタC00が接続され、このキャパシタの対向電極は駆動信号GCLK2によって駆動される。CPG1にはキャパシタC12が接続され、このキャパシタの対向電極は駆動信号GCLK1によって駆動される。CPG2にはキャパシタC22が接続され、このキャパシタの対向電極は駆動信号GCLK2によって駆動される。CPG3にはキャパシタC32が接続され、このキャパシタの対向電極は駆動信号GCLK1によって駆動される。CPG4にはキャパシタC42が接続され、このキャパシタの対向電極は駆動信号GCLK2によって駆動される。 A capacitor C00 is connected to CPG0, and the counter electrode of this capacitor is driven by a drive signal GCLK2. A capacitor C12 is connected to CPG1, and the counter electrode of this capacitor is driven by a drive signal GCLK1. A capacitor C22 is connected to CPG2, and the counter electrode of this capacitor is driven by a drive signal GCLK2. A capacitor C32 is connected to CPG3, and the counter electrode of this capacitor is driven by a drive signal GCLK1. A capacitor C42 is connected to CPG4, and the counter electrode of this capacitor is driven by a drive signal GCLK2.

CPD1にはキャパシタC11が接続され、このキャパシタの対向電極は駆動信号DCLK1によって駆動される。CPD2にはキャパシタC21が接続され、このキャパシタの対向電極は駆動信号DCLK2によって駆動される。CPD3にはキャパシタC31が接続され、このキャパシタの対向電極は駆動信号DCLK1によって駆動される。CPD4にはキャパシタC41が接続され、このキャパシタの対向電極は駆動信号DCLK2によって駆動される。 A capacitor C11 is connected to CPD1, and the counter electrode of this capacitor is driven by a drive signal DCLK1. A capacitor C21 is connected to CPD2, and the counter electrode of this capacitor is driven by a drive signal DCLK2. A capacitor C31 is connected to CPD3, and the counter electrode of this capacitor is driven by a drive signal DCLK1. A capacitor C41 is connected to CPD4, and the counter electrode of this capacitor is driven by a drive signal DCLK2.

図5は駆動信号DCLK1、GCLK1、DCLK2、GCLK2を生成するために用いられる制御信号DCLK10、GCLK10、DCLK20及びGCLK20の波形である。 FIG. 5 shows waveforms of control signals DCLK10, GCLK10, DCLK20, and GCLK20 that are used to generate drive signals DCLK1, GCLK1, DCLK2, and GCLK2.

図6は本発明の一実施形態に係るレプリカ検出回路の回路図である。図2の高電圧レギュレータ回路(High−Voltage Regulator)のうち、電圧分割回路(Voltage divider)に相当する回路である。レプリカ検出回路は、参照電流発生回路10、Iref変換回路20、高電圧シフト回路30、参照電圧発生回路40から構成されている。参照電圧発生回路40は、電源電圧VCCと接地電圧VSS受けて、参照電流発生回路10及びIref変換回路20に供給される参照電圧VREFを生成する。この参照電圧発生回路40は、温度や電源電圧VCCの変動にかかわりなく常に一定の電圧である参照電圧VREFを生成することができるよう、例えば、バンドギャップ回路等で構成される。 FIG. 6 is a circuit diagram of a replica detection circuit according to an embodiment of the present invention. It is a circuit equivalent to a voltage divider circuit (Voltage divider) in the high-voltage regulator circuit (High-Voltage Regulator) of FIG. The replica detection circuit includes a reference current generation circuit 10, an Iref conversion circuit 20, a high voltage shift circuit 30, and a reference voltage generation circuit 40. The reference voltage generation circuit 40 receives the power supply voltage VCC and the ground voltage VSS and generates a reference voltage VREF to be supplied to the reference current generation circuit 10 and the Iref conversion circuit 20. The reference voltage generation circuit 40 is configured by, for example, a band gap circuit or the like so that the reference voltage VREF that is always a constant voltage can be generated regardless of variations in temperature and the power supply voltage VCC.

参照電流発生回路10は、PMOSトランジスタMP0、参照抵抗Rref及び差動増幅器AMP10から構成されている。PMOSトランジスタMP10と参照抵抗Rrefは電源電圧VCCと接地電圧VSSとの間に直列に接続されている。差動増幅器AMP10は負入力端子には参照電圧発生回路40によって生成された参照電圧VREFが供給され、正入力端子はPMOSトランジスタMP10と参照抵抗Rrefの接続点、すなわち、PMOSトランジスタMP10のドレインが接続されている。差動増幅器AMP10の出力は、PMOSトランジスタMP10のゲートに接続されている。 The reference current generation circuit 10 includes a PMOS transistor MP0, a reference resistor Rref, and a differential amplifier AMP10. The PMOS transistor MP10 and the reference resistor Rref are connected in series between the power supply voltage VCC and the ground voltage VSS. The differential amplifier AMP10 has a negative input terminal supplied with the reference voltage VREF generated by the reference voltage generation circuit 40, and a positive input terminal connected to a connection point between the PMOS transistor MP10 and the reference resistor Rref, that is, a drain of the PMOS transistor MP10. Has been. The output of the differential amplifier AMP10 is connected to the gate of the PMOS transistor MP10.

Iref変換回路20は、PMOSトランジスタMP11及びMP12、NMOSトランジスタMN10及びMN11並びに差動増幅器AMP11から構成されている。PMOSトランジスタMP11とNMOSトランジスタMN10は電源電圧VCCと接地電圧VSSとの間に直列に接続されている。PMOSトランジスタMP11のゲートはPMOSトランジスタMP10のゲートに接続されている。PMOSトランジスタMP11とPMOSトランジスタMP10は同じサイズ(ゲート長及びゲート幅)である。PMOSトランジスタMP12とNMOSトランジスタMN11は電源電圧VCCと接地電圧VSSとの間に直列に接続されている。NMOSトランジスタMN11のゲートはそのドレインに接続されるとともに、NMOSトランジスタMN10のゲートに接続されている。NMOSトランジスタMN11とNMOSトランジスタMN10は同じサイズ(ゲート長及びゲート幅)である。差動増幅器AMP11は負入力端子には参照電圧発生回路40によって生成された参照電圧VREFが供給され、正入力端子はPMOSトランジスタMP11とNMOSトランジスタMN10との接続点、すなわち、PMOSトランジスタMP11のドレインが接続されている。差動増幅器AMP11の出力は、PMOSトランジスタMP12のゲートに接続されている。 The Iref conversion circuit 20 includes PMOS transistors MP11 and MP12, NMOS transistors MN10 and MN11, and a differential amplifier AMP11. The PMOS transistor MP11 and the NMOS transistor MN10 are connected in series between the power supply voltage VCC and the ground voltage VSS. The gate of the PMOS transistor MP11 is connected to the gate of the PMOS transistor MP10. The PMOS transistor MP11 and the PMOS transistor MP10 have the same size (gate length and gate width). The PMOS transistor MP12 and the NMOS transistor MN11 are connected in series between the power supply voltage VCC and the ground voltage VSS. The gate of the NMOS transistor MN11 is connected to the drain thereof, and is also connected to the gate of the NMOS transistor MN10. The NMOS transistor MN11 and the NMOS transistor MN10 have the same size (gate length and gate width). In the differential amplifier AMP11, the reference voltage VREF generated by the reference voltage generation circuit 40 is supplied to the negative input terminal, and the connection point between the PMOS transistor MP11 and the NMOS transistor MN10, that is, the drain of the PMOS transistor MP11 is connected to the positive input terminal. It is connected. The output of the differential amplifier AMP11 is connected to the gate of the PMOS transistor MP12.

高電圧シフト回路30は、検出用の抵抗素子(参照抵抗Rrefをn個分直列した抵抗値を有する。)とNMOSトランジスタMN12とから構成される。検出用の抵抗素子nRefとNMOSトランジスタMN12とは高電圧端子VPと接地電圧VSSとの間に直列に接続されている。NMOSトランジスタMN12のゲートはNMOSトランジスタMN11のゲートに接続されている。NMOSトランジスタMN11とNMOSトランジスタMN12は同じサイズ(ゲート長及びゲート幅)である。検出用の抵抗素子nRefとNMOSトランジスタMN12との接続点から検出端子VDIVが引き出されている。 The high voltage shift circuit 30 includes a resistance element for detection (having a resistance value in which n reference resistors Rref are connected in series) and an NMOS transistor MN12. The detection resistance element nRef and the NMOS transistor MN12 are connected in series between the high voltage terminal VP and the ground voltage VSS. The gate of the NMOS transistor MN12 is connected to the gate of the NMOS transistor MN11. The NMOS transistor MN11 and the NMOS transistor MN12 have the same size (gate length and gate width). A detection terminal VDIV is drawn from a connection point between the detection resistance element nRef and the NMOS transistor MN12.

続いて、図6に示したレプリカ検出回路の動作を、図7を用いて説明する。 Next, the operation of the replica detection circuit shown in FIG. 6 will be described with reference to FIG.

PMOSトランジスタMP10と参照抵抗Rrefとから構成される電流経路に流れる参照電流Iref10は、差動増幅器AMP10による負帰還制御によって、VREF=Iref10 × Rrefの関係が成り立つように制御される。すなわち、PMOSトランジスタMP10のドレイン電圧が参照電圧VREFよりも低くなると、差動増幅器AMP10の出力は低くなり、参照電流Iref10が大きくなることによって、PMOSトランジスタMP10のドレイン電圧を引き上げる。一方、PMOSトランジスタMP10のドレイン電圧が参照電圧VREFよりも高くなると、差動増幅器AMP10の出力は高くなり、参照電流Iref10が小さくなることによって、PMOSトランジスタMP10のドレイン電圧を引き下げる。このようにして、PMOSトランジスタMP10のドレイン電圧は常に参照電圧VREFを維持し、その結果、この電流経路に流れる参照電流Iref10は、VREF=Iref10 × Rrefの関係が成り立つように制御される。 The reference current Iref10 flowing in the current path constituted by the PMOS transistor MP10 and the reference resistor Rref is controlled so that the relationship of VREF = Iref10 × Rref is established by negative feedback control by the differential amplifier AMP10. That is, when the drain voltage of the PMOS transistor MP10 becomes lower than the reference voltage VREF, the output of the differential amplifier AMP10 decreases and the reference current Iref10 increases, thereby raising the drain voltage of the PMOS transistor MP10. On the other hand, when the drain voltage of the PMOS transistor MP10 becomes higher than the reference voltage VREF, the output of the differential amplifier AMP10 increases and the reference current Iref10 decreases, thereby lowering the drain voltage of the PMOS transistor MP10. In this way, the drain voltage of the PMOS transistor MP10 always maintains the reference voltage VREF, and as a result, the reference current Iref10 flowing through this current path is controlled so that the relationship VREF = Iref10 × Rref is satisfied.

Iref変換回路20内においても、差動増幅器AMP11による負帰還制御が行われ、PMOSトランジスタMP11のドレイン電圧は参照電圧VREFとなるように制御される。すなわち、PMOSトランジスタMP11のドレイン電圧が参照電圧VREFより低くなると、差動増幅器AMP11の出力は高くなり、PMOSトランジスタMP12とNMOSトランジスタMN11とから構成される電流経路に流れる電流Iref12は小さくなり、これをミラーリングした電流Iref11も小さくなり、PMOSトランジスタMP11のドレイン電圧を引き上げる。一方で、PMOSトランジスタMP11のドレイン電圧が参照電圧VREFより高くなると、差動増幅器AMP11の出力は低くなり、PMOSトランジスタMP12とNMOSトランジスタMN11とから構成される電流経路に流れる電流Iref12は大きくなり、これをミラーリングした電流Iref11も大きくなり、PMOSトランジスタMP11のドレイン電圧を引き下げる。このようにして、PMOSトランジスタMP11のドレイン電圧は常に参照電圧VREFを維持する。 Also in the Iref conversion circuit 20, negative feedback control is performed by the differential amplifier AMP11, and the drain voltage of the PMOS transistor MP11 is controlled to be the reference voltage VREF. That is, when the drain voltage of the PMOS transistor MP11 becomes lower than the reference voltage VREF, the output of the differential amplifier AMP11 becomes high, and the current Iref12 flowing through the current path composed of the PMOS transistor MP12 and the NMOS transistor MN11 becomes small. The mirrored current Iref11 is also reduced, raising the drain voltage of the PMOS transistor MP11. On the other hand, when the drain voltage of the PMOS transistor MP11 becomes higher than the reference voltage VREF, the output of the differential amplifier AMP11 becomes low, and the current Iref12 flowing through the current path composed of the PMOS transistor MP12 and the NMOS transistor MN11 becomes large. Is also increased, and the drain voltage of the PMOS transistor MP11 is lowered. In this way, the drain voltage of the PMOS transistor MP11 always maintains the reference voltage VREF.

PMOSトランジスタMP11はPMOSトランジスタMP10とゲートが共通であり、かつ両者は同じサイズである。加えて、上述したとおり、PMOSトランジスタMP11のドレイン電圧は参照電圧VREFであり、PMOSトランジスタMP10のドレイン電圧も参照電圧VREFである。その結果、PMOSトランジスタMP11及びNMOSトランジスタMN10からなる電流経路に流れる電流Iref11は、参照電流Iref10と正確に同じ大きさの電流となる。 The PMOS transistor MP11 has a common gate with the PMOS transistor MP10, and both have the same size. In addition, as described above, the drain voltage of the PMOS transistor MP11 is the reference voltage VREF, and the drain voltage of the PMOS transistor MP10 is also the reference voltage VREF. As a result, the current Iref11 flowing through the current path including the PMOS transistor MP11 and the NMOS transistor MN10 is exactly the same magnitude as the reference current Iref10.

NMOSトランジスタMN12はNMOSトランジスタMN10やMN11とゲートが共通であり、かつ両者は同じサイズであるため、検出用の抵抗素子nRref及びNMOSトランジスタMN12からなる電流経路に流れる電流Iref13は、検出電圧VDIVが参照電圧VREFと一致するとき、Iref10と正確に同じ大きさの電流となる。このようにして、電流のレプリカがなされる。その結果、VDIVの電圧は、正確に、VDIV=VP−n × Iref × Rref = VP−n × VREFとなる。そして、VPの変動分ΔVPとVDIVの変動分ΔVDIVは一致し、極めて精度の良い高電圧の検出が可能となる。 Since the NMOS transistor MN12 has the same gate as the NMOS transistors MN10 and MN11 and has the same size, the detection voltage VDIV refers to the current Iref13 that flows through the current path including the resistance element nRref for detection and the NMOS transistor MN12. When it matches the voltage VREF, the current is exactly the same as Iref10. In this way, a current replica is made. As a result, the voltage of VDIV is exactly VDIV = VP−n × Iref × Rref = VP−n × VREF. Then, the variation ΔVP of VP and the variation ΔVDIV of VDIV coincide, and it is possible to detect a high voltage with extremely high accuracy.

再び、図2を参照すると、高電圧レギュレータ回路(High−Voltage Regulator)において、電圧分割回路(Voltage divider)に相当するレプリカ検出回路の検出電圧VDVIは、比較回路(Comparator)に供給される。比較回路(Comparator)は、例えば差動増幅器で構成する。そして、検出電圧VDVIが参照電圧VREFと比較され、高電圧VPの検知が行われる。すなわち、VPがVREF × (1+n)よりも高ければ、検出電圧VDVIは参照電圧VREFよりも高くなり、比較回路(Comparator)の出力は非アクティブとなる。一方で、高電圧VPがVREF × (1+n)よりも低ければ、検出電圧VDVIは参照電圧VREFよりも低くなり、比較回路(Comparator)の出力はアクティブとなる。このように、電圧分割回路(Voltage divider)に相当するレプリカ検出回路に比較回路(Comparator)を接続することによって、高電圧検出回路を得ることができる。 Referring to FIG. 2 again, in the high voltage regulator circuit (High-Voltage Regulator), the detection voltage VDVI of the replica detection circuit corresponding to the voltage divider circuit (Voltage divider) is supplied to the comparison circuit (Comparator). The comparison circuit (Comparator) is composed of, for example, a differential amplifier. Then, the detection voltage VDVI is compared with the reference voltage VREF, and the high voltage VP is detected. That is, if VP is higher than VREF × (1 + n), the detection voltage VDVI becomes higher than the reference voltage VREF, and the output of the comparison circuit (Comparator) becomes inactive. On the other hand, if the high voltage VP is lower than VREF × (1 + n), the detection voltage VDVI becomes lower than the reference voltage VREF, and the output of the comparison circuit (Comparator) becomes active. In this manner, a high voltage detection circuit can be obtained by connecting a comparison circuit (Comparator) to a replica detection circuit corresponding to a voltage divider circuit (Voltage divider).

この高電圧検知回路の出力、すなわち、比較回路(Comparator)の出力は、発振器(Oscillator)の動作を制御し、これがアクティブの場合はクロックCLKが発振出力となり、高電圧発生回路(PUMP)が高電圧VPを高くするように動作する。一方、これが非アクティブの場合はクロックCLKの発振は停止し、高電圧発生回路(PUMP)は動作を停止し、高電圧VPは低くなる。このようにして、高電圧VPはVREF × (1+n)の値に維持されるように負帰還制御される。 The output of the high voltage detection circuit, that is, the output of the comparison circuit (Comparator) controls the operation of the oscillator (Oscillator). When this is active, the clock CLK becomes the oscillation output, and the high voltage generation circuit (PUMP) is high. It operates to increase the voltage VP. On the other hand, when this is inactive, the oscillation of the clock CLK stops, the high voltage generation circuit (PUMP) stops operating, and the high voltage VP becomes low. In this way, the negative feedback control is performed so that the high voltage VP is maintained at a value of VREF × (1 + n).

以上のとおり、本発明のレプリカ検出回路を用いて高電圧検出回路を構成し、これを高電圧レギュレータ回路に用いると、正確な高電圧の制御が可能となる。 As described above, when a high voltage detection circuit is configured using the replica detection circuit of the present invention and used in a high voltage regulator circuit, accurate high voltage control is possible.

前述したとおり、図1のメモリセルアレイ(Memory Cell Array)は、電荷蓄積層(浮遊ゲート、窒化膜等)を有するP型のMOSトランジスタを行列状に配置して構成されている。そして、そのデータの書き込みは、上述の高電圧レギュレータ回路(High−Voltage Regulator)によって生成された高電圧VP1をP型のMOSトランジスタのゲートに印加し、同様の回路によって生成された高電圧VP2をウェルに印加し、ドレインに接地電圧VSSを印加し、バンド間バンドトンネル電流を発生させ、電荷蓄積層に電荷を捕捉させることによって行う。そして、このような書き込み方法を用いる場合には、極めて正確な高電圧の制御が必要になるため、本発明の高電圧検出回路を用いることが好適である。 As described above, the memory cell array (Memory Cell Array) in FIG. 1 is configured by arranging P-type MOS transistors having charge storage layers (floating gates, nitride films, etc.) in a matrix. The data is written by applying the high voltage VP1 generated by the above-described high voltage regulator circuit (High-Voltage Regulator) to the gate of the P-type MOS transistor, and using the high voltage VP2 generated by the same circuit. The voltage is applied to the well, the ground voltage VSS is applied to the drain, an interband band tunnel current is generated, and the charge is stored in the charge storage layer. When such a writing method is used, it is necessary to use a high voltage detection circuit of the present invention because extremely high voltage control is required.

以上、上記実施形態においては、正の高電圧を検出する高電圧検知回路を中心に説明をしたが、レプリカ検出回路におけるトランジスタの極性を反転させることによって、負の電圧を正確に検出する負電圧検知回路を構成することも可能である。 As described above, in the above embodiment, the description has focused on the high voltage detection circuit that detects a positive high voltage, but the negative voltage that accurately detects the negative voltage by inverting the polarity of the transistor in the replica detection circuit. It is also possible to configure a detection circuit.

また上記実施形態においては、PMOSトランジスタMP10とMP11は同じサイズであり、NMOSトランジスタMN10、MN11及びMN12はすべて同じサイズであることを前提とした説明をしたが、トランジスタのサイズ、特にゲート幅を異ならせて電流駆動能力に差をつけてもよい。この場合においても、Iref10とIref13はトランジスタのサイズに応じた比例関係が維持される。 In the above embodiment, the PMOS transistors MP10 and MP11 are the same size, and the NMOS transistors MN10, MN11, and MN12 are all assumed to be the same size. However, the transistor sizes, particularly the gate widths are different. It is possible to make a difference in current driving capability. Even in this case, Iref10 and Iref13 maintain a proportional relationship according to the size of the transistor.

10 参照電流発生回路
20 Iref変換回路
30 高電圧シフト回路
40 参照電圧発生回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Reference current generation circuit 20 Iref conversion circuit 30 High voltage shift circuit 40 Reference voltage generation circuit

Claims (9)

第1導電型の第1のトランジスタと、
第1導電型の第2のトランジスタと第2導電型の第3のトランジスタとを直列接続した第1の電流経路と、
前記第1のトランジスタに流れる電流に相当する電流を流すように構成した第1導電型の第4のトランジスタと、前記第3のトランジスタに流れる電流に相当する電流を流すように構成した第2導電型の第5のトランジスタとを直列接続した第2の電流経路と、
前記第3のトランジスタに流れる電流に相当する電流を流すように構成した第2導電型の第6のトランジスタと、
前記第1のトランジスタのドレイン電圧と参照電圧とがほぼ等しくなるように前記第1のトランジスタのゲート電圧を制御する第1の制御手段と、
前記第4のトランジスタのドレイン電圧と前記参照電圧とがほぼ等しくなるように前記第2のトランジスタのゲート電圧を制御する第2の制御手段と、
を具備することを特徴とするレプリカ回路。
A first transistor of a first conductivity type;
A first current path in which a second transistor of the first conductivity type and a third transistor of the second conductivity type are connected in series;
A fourth transistor of a first conductivity type configured to flow a current corresponding to a current flowing through the first transistor, and a second conductive configured to flow a current corresponding to a current flowing through the third transistor. A second current path in series with a fifth transistor of the type;
A second conductivity type sixth transistor configured to flow a current corresponding to a current flowing through the third transistor;
First control means for controlling a gate voltage of the first transistor so that a drain voltage and a reference voltage of the first transistor are substantially equal;
Second control means for controlling the gate voltage of the second transistor so that the drain voltage of the fourth transistor is substantially equal to the reference voltage;
A replica circuit comprising:
前記第1のトランジスタのゲートと前記第4のトランジスタのゲートとが共通接続されており、
前記第3のトランジスタのドレイン及びゲートと、前記第5のトランジスタのゲートと、前記第6のトランジスタのゲートとが共通接続されていることを特徴とする請求項1記載のレプリカ回路。
A gate of the first transistor and a gate of the fourth transistor are connected in common;
2. The replica circuit according to claim 1, wherein a drain and a gate of the third transistor, a gate of the fifth transistor, and a gate of the sixth transistor are connected in common.
前記第1の制御手段は前記参照電圧と前記第1のトランジスタのドレイン電圧とが供給され、出力が前記第1のトランジスタのゲートに接続された第1の差動増幅器であり、
前記第2の制御手段は前記参照電圧と前記第4のトランジスタのドレイン電圧とが供給され、出力が前記第2のトランジスタのゲートに接続された第2の差動増幅器であることを特徴とする請求項1記載のレプリカ回路。
The first control means is a first differential amplifier to which the reference voltage and the drain voltage of the first transistor are supplied and whose output is connected to the gate of the first transistor;
The second control means is a second differential amplifier to which the reference voltage and the drain voltage of the fourth transistor are supplied and whose output is connected to the gate of the second transistor. The replica circuit according to claim 1.
第1の抵抗と第1導電型の第1のトランジスタとを直列接続した参照電流経路と、
第1導電型の第2のトランジスタと第2導電型の第3のトランジスタとを直列接続した第1の電流経路と、
前記第1のトランジスタに流れる電流に相当する電流を流すように構成した第1導電型の第4のトランジスタと、前記第3のトランジスタに流れる電流に相当する電流を流すように構成した第2導電型の第5のトランジスタとを直列接続した第2の電流経路と、
高電圧端子と基準電圧端子との間に、第2の抵抗と前記第3のトランジスタに流れる電流に相当する電流を流すように構成した第2導電型の第6のトランジスタとを直列接続した第3の電流経路と、
前記第1のトランジスタのドレイン電圧と参照電圧とがほぼ等しくなるように前記第1のトランジスタのゲート電圧を制御する第1の制御手段と、
前記第4のトランジスタのドレイン電圧と前記参照電圧とがほぼ等しくなるように前記第2のトランジスタのゲート電圧を制御する第2の制御手段と、
を具備することを特徴とする高電圧検出回路。
A reference current path in which a first resistor and a first conductivity type first transistor are connected in series;
A first current path in which a second transistor of the first conductivity type and a third transistor of the second conductivity type are connected in series;
A fourth transistor of a first conductivity type configured to flow a current corresponding to a current flowing through the first transistor, and a second conductive configured to flow a current corresponding to a current flowing through the third transistor. A second current path in series with a fifth transistor of the type;
A second resistor and a sixth transistor of the second conductivity type configured to flow a current corresponding to the current flowing through the third transistor are connected in series between a high voltage terminal and a reference voltage terminal. 3 current paths,
First control means for controlling a gate voltage of the first transistor so that a drain voltage and a reference voltage of the first transistor are substantially equal;
Second control means for controlling the gate voltage of the second transistor so that the drain voltage of the fourth transistor is substantially equal to the reference voltage;
A high voltage detection circuit comprising:
前記第1のトランジスタのゲートと前記第4のトランジスタのゲートとが共通接続されており、
前記第3のトランジスタのドレイン及びゲートと、前記第5のトランジスタのゲートと、前記第6のトランジスタのゲートとが共通接続されていることを特徴とする請求項4記載の高電圧検出回路。
A gate of the first transistor and a gate of the fourth transistor are connected in common;
5. The high voltage detection circuit according to claim 4, wherein the drain and gate of the third transistor, the gate of the fifth transistor, and the gate of the sixth transistor are connected in common.
前記第1の制御手段は前記参照電圧と前記第1のトランジスタのドレイン電圧とが供給され、出力が前記第1のトランジスタのゲートに接続された第1の差動増幅器であり、
前記第2の制御手段は前記参照電圧と前記第4のトランジスタのドレイン電圧とが供給され、出力が前記第2のトランジスタのゲートに接続された第2の差動増幅器であることを特徴とする請求項4記載の高電圧検出回路。
The first control means is a first differential amplifier to which the reference voltage and the drain voltage of the first transistor are supplied and whose output is connected to the gate of the first transistor;
The second control means is a second differential amplifier to which the reference voltage and the drain voltage of the fourth transistor are supplied and whose output is connected to the gate of the second transistor. The high voltage detection circuit according to claim 4.
前記参照電圧と前記第6のトランジスタのドレインの電圧とを比較する比較回路をさらに具備することを特徴とする請求項4記載の高電圧検出回路。 5. The high voltage detection circuit according to claim 4, further comprising a comparison circuit that compares the reference voltage with a voltage of a drain of the sixth transistor. 請求項4乃至請求項7のいずれかに記載の高電圧検出回路の出力によって動作が制御され、その出力が前記高電圧端子に接続されたチャージポンプを有することを特徴とする高電圧レギュレータ回路。 8. A high voltage regulator circuit comprising: a charge pump whose operation is controlled by the output of the high voltage detection circuit according to claim 4 and whose output is connected to the high voltage terminal. 請求項8記載の高電圧レギュレータ回路の出力電圧によって、書き込み又は消去を行うメモリセルを複数有するメモリセルアレイを具備することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 9. A nonvolatile semiconductor memory device comprising a memory cell array having a plurality of memory cells to be written or erased by an output voltage of the high voltage regulator circuit according to claim 8.
JP2011095069A 2011-03-18 2011-04-21 Replica circuit, high voltage detection circuit, high voltage regulator circuit, and nonvolatile semiconductor storage device Withdrawn JP2012226810A (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011095069A JP2012226810A (en) 2011-04-21 2011-04-21 Replica circuit, high voltage detection circuit, high voltage regulator circuit, and nonvolatile semiconductor storage device
US13/421,255 US20130070542A1 (en) 2011-03-18 2012-03-15 Replica Circuit and It's Applications
CN2012100682478A CN102682844A (en) 2011-03-18 2012-03-15 Replication circuit and application thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011095069A JP2012226810A (en) 2011-04-21 2011-04-21 Replica circuit, high voltage detection circuit, high voltage regulator circuit, and nonvolatile semiconductor storage device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012226810A true JP2012226810A (en) 2012-11-15

Family

ID=47276810

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011095069A Withdrawn JP2012226810A (en) 2011-03-18 2011-04-21 Replica circuit, high voltage detection circuit, high voltage regulator circuit, and nonvolatile semiconductor storage device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012226810A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7088620B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
US6567309B2 (en) Semiconductor device
US7616028B2 (en) Sense amplifier for low voltage high speed sensing
JP3688899B2 (en) Semiconductor integrated circuit device
JP4927356B2 (en) Semiconductor device
US20160043639A1 (en) Semiconductor device
JP2001229687A (en) Voltage regulator circuit and semiconductor memory
JP2011053957A (en) Reference current generating circuit
KR19980071820A (en) Power supply circuit and semiconductor memory device provided with the power supply circuit
JP4861047B2 (en) Voltage generating circuit and semiconductor memory device having the same
US6532174B2 (en) Semiconductor memory device having high speed data read operation
US10957403B2 (en) Semiconductor device including a voltage generation circuit configured with first and second current circuits for increasing voltages of first, second, and third output nodes
JP2008112507A (en) Semiconductor memory device
KR20150050880A (en) Voltage regulator and apparatus for controlling bias current
KR101549979B1 (en) Bi-directional resistive memory device memory system having the bi-directional resistive memory device and method of inputting data of the same
JP2009016929A (en) Negative voltage detection circuit, and semiconductor integrated circuit employing the same
JP2010123155A (en) Nonvolatile semiconductor memory device
US9953714B2 (en) Semiconductor device
JP5657876B2 (en) Semiconductor memory device
US8879338B2 (en) Semiconductor integrated circuit and nonvolatile semiconductor storage device
JP2006351193A (en) Semiconductor integrated circuit
CN110211623B (en) Power supply system of NOR FLASH memory cell array
US6967871B1 (en) Reference sensing circuit
JP6854714B2 (en) Semiconductor storage device and writing method to semiconductor storage device
JP2012226810A (en) Replica circuit, high voltage detection circuit, high voltage regulator circuit, and nonvolatile semiconductor storage device

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20140701