JP5133545B2 - 半導体集積回路の内部電圧発生装置 - Google Patents
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Description
第一、温度に応じる半導体集積回路の性能低下を防止することができる。
第二、素子特性変化に敏感でない、すなわち、急激な環境変化にも正常な動作の可能な半導体集積回路設計が可能になる。
本発明の第1実施例では、セル電圧VCOREおよび高電圧VPPは低温条件で上昇するようにし、基板バイアス電圧VBBは降下するように構成したものである。
本発明の第2実施例では、セル電圧VCOREおよび高電圧VPPは温度変化に関わらず一定に維持するようにし、基板バイアス電圧VBBは降下するようにしたものである。
本発明の第3実施例では、セル電圧VCOREおよび高電圧VPPは低温条件で上昇するようにし、基板バイアス電圧VBBは温度変化に関わらず一定に維持されるようにしたものである。
R2…第2抵抗
R3…第3抵抗
VBB…基板バイアス電圧
VBE…エミッタ電圧
VCORE…セル電圧
VDD…外部電圧
VINT1、VINT11…内部電圧
VPP…高電圧
VREF_B…基板バイアス電圧生成用基準電圧
VREF_BASE、VREF_BASE1、VREF_BASE2…ベース基準電圧
VREF_C…セル電圧生成用基準電圧
VREF_P…高電圧生成用基準電圧
20…第1可変型基準電圧発生部
21、61、81、101…第1レベルシフタ
22、62、82、102…第1内部電圧発生部
30…第2可変型基準電圧発生部
31、71、91、111…第2レベルシフタ
32、72、92、112…第2内部電圧発生部
41…電圧発生部
42…乗算器
43、51、52…BJT(バイポーラ接合トランジスタ)
44…加算器
53、62−1…比較器
60、100…温度反比例型基準電圧発生部
62−2、72−2…トランジスタ
62−3…高電圧検出器
62−4…高電圧ポンプ
70、90…温度比例型基準電圧発生部
72−3…基板バイアス電圧検出器
72−4…基板バイアス電圧ポンプ
80、110…温度独立型基準電圧発生部
Claims (12)
- 外部で印加される外部電圧を少なくとも一つ以上の内部電圧に変圧して用いる半導体集積回路において、
温度変化により上昇、または降下するベース基準電圧を発生させる少なくとも一つの可変型基準電圧発生手段と、
前記少なくとも一つの可変型基準電圧発生手段の各々から出力されたベース基準電圧を予め設定されている少なくとも一つ以上の内部電圧生成用基準電圧に変圧して出力する少なくとも一つのレベルシフト手段と、
前記少なくとも一つのレベルシフト手段の各々から出力された少なくとも一つ以上の内部電圧生成用基準電圧を各々用いて、内部電圧を発生させる少なくとも一つの内部電圧生成手段とを含み、
前記可変型基準電圧発生手段は、温度増加により出力レベルが上昇する温度比例型基準電圧発生手段であり、
前記温度比例型基準電圧発生手段は、第1トランジスタと、
一端が前記第1トランジスタのエミッタと連結された第1抵抗と、
互いに直列連結して前記第1抵抗の他端と並列連結された第2および第3抵抗と、
エミッタが前記第3抵抗と連結された第2トランジスタと、
非反転端子に前記第1抵抗の他端と第1トランジスタのエミッタとの連結ノードが連結され、反転端子に前記第2抵抗と第3抵抗との連結ノードが連結され、出力段が前記第1抵抗と第2抵抗に連結された比較器とを含む
ことを特徴とする半導体集積回路の内部電圧発生装置。 - 外部で印加される外部電圧を変圧することによって発生するセル電圧VCORE、高電圧VPPおよび基板バイアス電圧VBBを内部電圧として用いる半導体集積回路において、
温度減少により上昇したベース基準電圧を発生させる温度反比例型基準電圧発生手段と、
前記温度反比例型基準電圧発生手段から出力されたベース基準電圧をセル電圧および高電圧生成用基準電圧に変圧して出力する第1レベルシフト手段と、
前記第1レベルシフト手段から出力されたセル電圧および高電圧生成用基準電圧を用いて、前記セル電圧VCOREおよび高電圧VPPを発生させる第1内部電圧発生手段と、
温度減少により降下したベース基準電圧を発生させる温度比例型基準電圧発生手段と、
前記温度比例型基準電圧発生手段から出力されたベース基準電圧を基板バイアス電圧生成用基準電圧に変圧して出力する第2レベルシフト手段と、
前記第2レベルシフト手段から出力された基板バイアス電圧生成用基準電圧を用いて、前記基板バイアス電圧VBBを発生させる第2内部電圧発生手段とを含む半導体集積回路の内部電圧発生装置。 - 外部で印加される外部電圧を変圧することによって発生するセル電圧VCORE、高電圧VPPおよび基板バイアス電圧VBBを内部電圧として用いる半導体集積回路において、
温度変化に関わらず一定のレベルのベース基準電圧を発生させる温度独立型基準電圧発生手段と、
前記温度独立型基準電圧発生手段から出力されたベース基準電圧をセル電圧および高電圧生成用基準電圧に変圧して出力する第1レベルシフト手段と、
前記第1レベルシフト手段から出力されたセル電圧および高電圧生成用基準電圧を用いて、前記セル電圧VCOREおよび高電圧VPPを発生させる第1内部電圧発生手段と、
温度減少により降下したベース基準電圧を発生させる温度比例型基準電圧発生手段と、
前記温度比例型基準電圧発生手段から出力されたベース基準電圧を基板バイアス電圧生成用基準電圧に変圧して出力する第2レベルシフト手段と、
前記第2レベルシフト手段から出力された基板バイアス電圧生成用基準電圧を用いて、前記基板バイアス電圧VBBを発生させる第2内部電圧発生手段とを含む半導体集積回路の内部電圧発生装置。 - 外部で印加される外部電圧を変圧することによって発生するセル電圧VCORE、高電圧VPPおよび基板バイアス電圧VBBを内部電圧として用いる半導体集積回路において、
温度減少により上昇したベース基準電圧を発生させる温度反比例型基準電圧発生手段と、
前記温度反比例型基準電圧発生手段から出力されたベース基準電圧をセル電圧および高電圧生成用基準電圧に変圧して出力する第1レベルシフト手段と、
前記第1レベルシフト手段から出力されたセル電圧および高電圧生成用基準電圧を用いて、前記セル電圧VCOREおよび高電圧VPPを発生させる第1内部電圧発生手段と、
温度変化に関わらず一定のレベルのベース基準電圧を発生させる温度独立型基準電圧発生手段と、
前記温度独立型基準電圧発生手段から出力されたベース基準電圧を基板バイアス電圧生成用基準電圧に変圧して出力する第2レベルシフト手段と、
前記第2レベルシフト手段から出力された基板バイアス電圧生成用基準電圧を用いて、前記基板バイアス電圧VBBを発生させる第2内部電圧発生手段とを含む半導体集積回路の内部電圧発生装置。 - 前記温度比例型基準電圧発生手段は、第1トランジスタと、
一端が前記第1トランジスタのエミッタと連結された第1抵抗と、
互いに直列連結して前記第1抵抗の他端と並列連結された第2および第3抵抗と、
エミッタが前記第3抵抗と連結された第2トランジスタと、
非反転端子に前記第1抵抗の他端と第1トランジスタのエミッタとの連結ノードが連結され、反転端子に前記第2抵抗と第3抵抗との連結ノードが連結され、出力段が前記第1抵抗と第2抵抗に連結された比較器とを含むことを特徴とする請求項2又は3に記載の半導体集積回路の内部電圧発生装置。 - 前記温度比例型基準電圧発生手段は、前記第2抵抗、第3抵抗および第2トランジスタのサイズ調節により温度係数が正(+)の値を有するように構成することを特徴とする請求項1又は5に記載の半導体集積回路の内部電圧発生装置。
- 前記温度反比例型基準電圧発生手段は、第1トランジスタと、
一端が前記第1トランジスタのエミッタと連結された第1抵抗と、
互いに直列連結して前記第1抵抗の他端と並列連結された第2および第3抵抗と、
エミッタが前記第3抵抗と連結された第2トランジスタと、
非反転端子に前記第1抵抗の他端と第1トランジスタのエミッタとの連結ノードが連結され、反転端子に前記第2抵抗と第3抵抗との連結ノードが連結され、出力段が前記第1抵抗と第2抵抗に連結された比較器とを含むことを特徴とする請求項2又は4に記載の半導体集積回路の内部電圧発生装置。 - 前記温度反比例型基準電圧発生手段は、前記第2抵抗、第3抵抗および第2トランジスタのサイズ調節により温度係数が負(−)の値を有するように構成することを特徴とする請求項7に記載の半導体集積回路の内部電圧発生装置。
- 前記温度独立型基準電圧発生手段は、第1トランジスタと、
一端が前記第1トランジスタのエミッタと連結された第1抵抗と、
互いに直列連結して前記第1抵抗の他端と並列連結された第2および第3抵抗と、
エミッタが前記第3抵抗と連結された第2トランジスタと、
非反転端子に前記第1抵抗の他端と第1トランジスタのエミッタとの連結ノードが連結され、反転端子に前記第2抵抗と第3抵抗との連結ノードが連結され、出力段が前記第1抵抗と第2抵抗に連結された比較器とを含むことを特徴とする請求項3又は4に記載の半導体集積回路の内部電圧発生装置。 - 前記温度独立型基準電圧発生手段は、前記第2抵抗、第3抵抗および第2トランジスタのサイズ調節により温度係数が「0」になるようにして、温度変化に関わらず出力レベルが一定に維持されるように構成することを特徴とする請求項9に記載の半導体集積回路の内部電圧発生装置。
- 前記第1内部電圧発生手段は、反転端子に前記第1レベルシフト手段から出力されたセル電圧生成用基準電圧が入力される比較器と、
ゲートに前記比較器出力が入力されて前記ゲートレベルに応じて外部電圧を変圧してセル電圧を出力すると同時に、これを前記比較器の非反転端子にフィードバックさせるトランジスタと、
前記第1レベルシフト手段から出力された高電圧生成用基準電圧のレベルを検出して、高電圧ポンプイネーブル信号を出力する高電圧検出器と、
前記高電圧ポンプイネーブル信号によって駆動され、前記高電圧をポンピングするための高電圧ポンプとを含むことを特徴とする請求項2乃至4のいずれかに記載の半導体集積回路の内部電圧発生装置。 - 前記第2内部電圧発生手段は、反転端子に前記第2レベルシフト手段から出力された基板バイアス電圧生成用基準電圧が入力される比較器と、
ゲートに前記比較器出力が入力されて前記ゲートレベルに応じて外部電圧を変圧して出力すると同時に、これを前記比較器の非反転端子にフィードバックさせるトランジスタと、
前記トランジスタから出力された電圧のレベルを検出して、基板バイアス電圧ポンプイネーブル信号を出力する基板バイアス電圧検出器と、
前記基板バイアス電圧ポンプイネーブル信号によって駆動され、前記基板バイアス電圧をポンピングするための基板バイアス電圧ポンプとを含むことを特徴とする請求項2乃至4のいずれかに記載の半導体集積回路の内部電圧発生装置。
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