KR100253346B1 - 지연회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지연회로에 관한 것으로, 종래 지연회로는 고정적인 정전용량을 갖는 모스 캐패시터를 사용하여 지연회로의 특성을 변화시키기 위해서는 전체 지연회로를 다시 제조해야 함으로써 시간과 비용이 증가하는 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 입력신호를 지연반전하는 제 1인버터와; 일측단에 전원전압을 인가 받고, 타측단에 인가되는 상기 제 1인버터의 출력신호가 저전위일 때 전하를 충전하고, 그 충전시간 만큼 제 1인버터의 출력신호를 지연하는 피모스 캐패시터와; 일측단에 접지전압을 인가 받고, 타측단에 인가되는 상기 제 1인버터의 출력신호가 고전위일 때 전하를 충전하고, 그 충전시간 만큼 제 1인버터의 출력신호를 지연하는 엔모스 캐패시터와; 상기 엔모스 캐패시터 또는 피모스 캐패시터에 충전이 완료되면 상기 제 1인버터의 출력신호를 입력받아 지연반전하여 출력하는 제 2인버터로 구성되는 지연회로에 있어서, 각각에 입력되는 위상이 서로 반대인 제어신호에 따라 상기 피모스 캐패시터와 엔모스 트랜지스터 각각의 일측단에 전원전압 또는 접지전압을 인가제어하는 스위칭수단을 더 포함하여 구성하여 입력신호를 지연하는 정도를 사용목적에 맞도록 용이하게 변화시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

지연회로

본 발명은 지연회로에 관한 것으로, 특히 모스 캐패시터를 사용하는 지연회로에 있어서, 스위치를 사용하여 모스 캐패시터에 인가되는 전원전압 또는 접지전압을 조절함으로써, 지연정도를 조절하는데 적당하도록 한 지연회로에 관한 것이다.

일반적으로, 모스 캐패시터는 모스 트랜지스터의 소스와 드레인에 동일한 전압을 인가하여 게이트산화막을 유전막으로 사용하며, 게이트 전극을 캐패시터의 타측단으로 사용하는 캐패시터이며, 이와 같은 모스 캐패시터를 사용한 종래 지연회로를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1은 종래 지연회로도로서, 이에 도시한 바와 같이 입력신호(IN)를 반전지연하여 출력하는 인버터(INV1)와; 상기 인버터(INV1)의 출력단에 각각의 일측단이 접속되고, 타측단에는 전원전압(VCC)과 접지전압(VSS)을 인가 받는 피모스 캐패시터(PC1) 및 엔모스 캐패시터(NC1)와; 상기 인버터(INV1)의 출력신호를 반전지연하여 출력하는 인버터(INV2)로 구성된다.

그리고, 상기와 같은 구조는 반도체 웨이퍼 상에 집적하여 생산하고 있으며, 만일 지연특성을 변경하려면 제조당시에 마스크를 변경하여 제조하였다.

이하, 상기와 같은 종래 지연회로의 동작을 설명한다.

먼저, 입력신호(IN)가 입력되면, 이를 인가 받은 인버터(INV1)는 입력신호(IN)를 반전하여 출력한다. 이때, 상기 인버터(INV1)는 엔모스 트랜지스터와 피모스 트랜지스터의 조합으로 구성되며, 입력신호의 천이 속도와 모스 트랜지스터의 온오프 동작 속도에 차이가 있어 소정시간 지연된다.

그 다음, 상기 인버터(INV1)의 출력신호가 고전위 일 때, 일측단에 접지전압(VSS)을 인가 받는 엔모스 캐패시터(NC1)는 타측단에 인가된 상기 인버터(INV1)의 고전위 출력신호에 의해 정전용량 만큼의 전하가 충전되기 전에는 상기 인버터(INV1)의 출력신호의 흐름을 차단한다. 이때, 피모스 캐패시터(PC1)는 양측단에 동일한 전압이 인가됨으로 회로에 영향을 주지 않게 된다.

이와 반대로, 상기 인버터(INV1)의 출력신호가 저전위 일 때는 피모스 캐패시터(PC1)에 전하가 충전될 때까지 인버터(INV1)의 출력신호는 인버터(INV2)에 입력되지 않는다.

그 다음, 상기 인버터(INV1)의 출력신호에 의해 상기 피모스 캐패시터(PC1) 또는 엔모스 캐패시터(NC1)가 충전된 후에 그 인버터(INV1)의 출력신호는 인버터(INV2)의 입력단에 입력되고, 반전되어 상기 입력신호를 소정시간 지연한 출력신호(OUT)로 출력된다.

도2a는 상기 피모스 캐패시터(PC1)와 엔모스 캐패시터(NC1)의 평면도이고, 도2b는 도2a의 단면도로서, 이에 도시한 바와 같이 상기 피모스 캐패시터(PC1)와 엔모스 캐패시터(NC1)는 일반적인 모스 트랜지스터와 그 구조가 동일하며, 각각의 소스와 드레인에 인가되는 전압이 동일하다. 이와 같은 구조의 모스 캐패시터는 일측전극으로 기판, 소스, 드레인을 사용하며, 유전막으로는 게이트산화막, 타측전극으로는 모스 트랜지스터의 게이트전극을 사용하여 그 게이트산화막의 상부 및 하부에 전하를 축적하는 동작을 한다.

상기한 바와 같이 종래 지연회로는 고정적인 정전용량을 갖는 모스 캐패시터를 사용하여 입력신호를 지연함으로써, 전원전압의 변화 등에 의한 모스 캐패시터의 정전용량에 따라 지연정도가 변화하게 되는 문제점과 아울러 지연회로의 특성을 변화시키기 위해서는 전체 지연회로를 다시 제조해야 함으로써 시간과 비용이 증가하는 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 지연회로의 지연특성을 용이하게 변경할 수 있는 지연회로를 제공함에 그 목적이 있다.

도1은 종래 지연회로도.

도2a는 도1에 있어서, 피모스 캐패시터와 엔모스 캐패시터의 평면도.

도2b는 도2a의 단면도.

도3은 본 발명 지연회로의 일실시예도.

도4는 도3에 있어서, 피모스 캐패시터와 피모스 트랜지스터 및 엔모스 캐패시터와 엔모스 트랜지스터의 단면도.

도5는 본 발명 지연회로의 다른 실시예도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

NC1:엔모스 캐패시터 PC1:피모스 캐패시터

NM1,NM2:엔모스 트랜지스터 PM1,PM2:피모스 트랜지스터

상기와 같은 목적은 전원전압 및 접지전압을 피모스 캐패시터와 엔모스 캐패시터의 일측단에 인가제어하는 스위칭수단을 구비하거나, 입력신호가 피모스 캐패시터와 엔모스 캐패시터의 타측단에 인가되는 것을 제어하는 스위칭수단을 구비하여 사용자의 선택에 따라 피모스 캐패시터 및 엔모스 캐패시터의 지연동작을 제어함으로써 달성되는 것으로, 이와 같은 본 발명 지연회로를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도3은 본 발명 지연회로의 일실시예도로서, 이에 도시한 바와 같이 도1에 도시한 종래 지연회로의 구성에 제어신호(PCAP)에 따라 각각 피모스 캐패시터(PC1)의 소스 및 드레인에 전원전압(VCC)을 인가제어하는 피모스 트랜지스터(PM1),(PM2)와; 제어신호(NCAP)에 따라 각각 엔모스 캐패시터(PC1)의 소스 및 드레인에 접지전압(VSS)을 인가제어하는 엔모스 트랜지스터(NM1),(NM2)를 더 추가하여 구성한다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 일실시예의 동작을 설명한다.

먼저, 입력신호(IN)가 입력되면, 인버터(INV1)는 이를 지연반전하여 출력한다.

그 다음, 상기 인버터(INV1)의 출력신호를 일측단에 입력받은 피모스 캐패시터(PC1)와 엔모스 캐패시터(NC1)는 인버터(INV1)의 출력신호의 상태가 고전위 또는 저전위인가에 따라 선택되고, 제어신호(PCAP),(NCAP)의 인가에 따라 그 선택된 캐패시터의 동작 여부가 결정된다.

즉, 상기 인버터(INV1)의 출력신호가 고전위이면, 상기 피모스 캐패시터(PC1)는 회로에 영향을 주지 않으며, 엔모스 캐패시터(NC1)는 소스 및 드레인에 접속된 엔모스 트랜지스터(NM1),(NM2)가 도통된 상태에서만 상기 인버터(INV1)의 출력신호를 충전하여 그 충전시간만큼 인버터(INV1)의 출력신호를 지연하는 동작을 하게 된다. 이와 같이 엔모스 트랜지스터(NM1),(NM2)의 게이트에 인가되는 제어신호(NCAP)가 고전위이면, 상기 엔모스 트랜지스터(NM1),(NM2)가 도통되어 접지전압(VSS)을 상기 엔모스 캐패시터(NC1)의 소스 및 드레인에 인가하고, 제어신호(NCAP)가 저전위로 인가되어 엔모스 트랜지스터(NM1),(NM2)가 턴오프되어 접지전압(VSS)이 엔모스 캐패시터(NC1)의 소스 및 드레인에 인가되는 것을 차단하여 엔모스 캐패시터(NC1)는 상기 인버터(INV1)의 출력단에 접속되지 않은 것과 동일하게 동작하여, 인버터(INV1)의 출력신호는 지연되지 않고, 직접 인버터(INV2)의 입력단으로 입력된다.

이와 동일하게, 상기 인버터(INV1)의 출력신호가 저전위이면, 상기 엔모스 캐패시터(NC1)는 회로에 영향을 주지 않게 되며, 피모스 캐패시터(PC1)는 제어신호(PCAP)가 저전위 일 때, 피모스 트랜지스터(PM1),(PM2)를 통해 인가되는 전원전압(VCC)을 그 소스 및 드레인에 인가 받아 상기 인버터(INV1)의 저전위신호를 충전하여 그 충전시간 만큼 지연하는 동작을 실시한다.

이와 같은 동작은 사용자의 선택에 따라 입력신호(IN)를 지연하는 지연정도를 선택적으로 변경할 수 있는 것이며, 상기 제어신호(PCAP),(NCAP)의 상태에 따라 그 지연정도가 결정된 인버터(INV1)의 출력신호는 인버터(INV2)에 입력되고, 상기 입력신호(IN)를 소정시간 지연한 출력신호(OUT)로 출력된다.

이때, 도4는 상기 피모스 캐패시터(PC1)와 피모스 트랜지스터(PM1,PM2) 및 엔모스 캐패시터(NC1)와 엔모스 트랜지스터(NM1,NM2)의 단면도로서, 이에 도시한 바와 같이 상기 피모스 캐패시터(PC1)와 엔모스 캐패시터(NC1)의 소스 및 드레인은 각각 피모스 트랜지스터(PM1),(PM2)의 드레인과, 엔모스 트랜지스터(NM1),(NM2)의 드레인과 공유된다.

도5는 본 발명 지연회로의 다른 실시예도로서, 이에 도시한 바와 같이 도1에 도시한 종래 지연회로에 있어서, 제어신호(PCAP),(NCAP)에 따라 각각 피모스 캐패시터(PC1)와 엔모스 캐패시터(NC1)의 일측단에 인버터(INV1)의 출력신호를 인가제어하는 피모스 트랜지스터(PM1)와 엔모스 트랜지스터(NM1)를 더 포함하여 구성된다.

이하, 상기와 같은 본 발명 지연회로의 다른실시예의 동작을 설명한다.

먼저, 인버터(INV1)는 입력신호(IN)를 지연반전하여 출력한다.

그 다음, 제어신호(PCAP)가 저전위, 제어신호(NCAP)가 고전위로 각각 피모스 트랜지스터(PM1)와 엔모스 트랜지스터(NM1)의 게이트에 인가되고 있는 경우에는 종래와 동일하게 상기 인버터(INV1)의 출력신호 상태에 따라 피모스 캐패시터(PC1) 또는 엔모스 캐패시터(NC1)가 선택되어 충전되고, 그 충전시간 만큼 지연된 인버터(INV1)의 출력신호가 인버터(INV2)로 인가되어 출력신호(OUT)로서 출력된다.

이때, 상기 제어신호(PCAP),(NCAP)가 각각 고전위와 저전위로 인가되면, 피모스 트랜지스터(PM1)와 엔모스 트랜지스터(NM1)는 모두 오프되고, 인버터(INV1)의 출력신호는 지연됨이 없이 직접 인버터(INV2)에 입력되어 지연반전된 출력신호(OUT)로서 출력된다.

상기한 바와 같이 본 발명은 제어신호에 따라 모스 캐패시터에 전원전압 또는 접지전압을 인가하는 수단을 사용하거나, 상기 모스 캐패시터가 회로에 접속되는 것을 제어하는 수단을 구비함으로써, 입력신호를 지연하는 정도를 사용목적에 맞도록 용이하게 변화시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 입력신호를 지연반전하는 제 1인버터와; 일측단에 전원전압을 인가 받고, 타측단에 인가되는 상기 제 1인버터의 출력신호가 저전위일 때 전하를 충전하고, 그 충전시간 만큼 제 1인버터의 출력신호를 지연하는 피모스 캐패시터와; 일측단에 접지전압을 인가 받고, 타측단에 인가되는 상기 제 1인버터의 출력신호가 고전위일 때 전하를 충전하고, 그 충전시간 만큼 제 1인버터의 출력신호를 지연하는 엔모스 캐패시터와; 상기 엔모스 캐패시터 또는 피모스 캐패시터에 충전이 완료되면 상기 제 1인버터의 출력신호를 입력받아 지연반전하여 출력하는 제 2인버터로 구성되는 지연회로에 있어서, 각각에 입력되는 위상이 서로 반대인 제어신호에 따라 상기 피모스 캐패시터와 엔모스 트랜지스터 각각의 일측단에 전원전압 또는 접지전압을 인가제어하는 스위칭수단을 더 포함하여 된 것을 특징으로 하는 지연회로.
2. 제1항에 있어서, 상기 피모스 캐패시터의 일측단에 전원전압을 인가제어하는 스위칭수단은 제어신호에 따라 도통제어되는 피모스 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 지연회로.
3. 제1항에 있어서, 상기 엔모스 캐패시터의 일측단에 접지전압을 인가제어하는 스위칭수단은 제어신호에 따라 도통제어되는 엔모스 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 지연회로.
4. 입력신호를 지연반전하는 제 1인버터와; 일측단에 전원전압을 인가 받고, 타측단에 인가되는 상기 제 1인버터의 출력신호가 저전위일 때 전하를 충전하고, 그 충전시간 만큼 제 1인버터의 출력신호를 지연하는 피모스 캐패시터와; 일측단에 접지전압을 인가 받고, 타측단에 인가되는 상기 제 1인버터의 출력신호가 고전위일 때 전하를 충전하고, 그 충전시간 만큼 제 1인버터의 출력신호를 지연하는 엔모스 캐패시터와; 상기 엔모스 캐패시터 또는 피모스 캐패시터에 충전이 완료되면 상기 제 1인버터의 출력신호를 입력받아 지연반전하여 출력하는 제 2인버터로 구성되는 지연회로에 있어서, 각각에 입력되는 위상이 서로 반대인 제어신호에 따라 제 1인버터의 출력신호를 상기 피모스 캐패시터와 엔모스 캐패시터의 일측단에 인가제어하는 스위칭수단을 더 포함하여 된 것을 특징으로 하는 지연회로.
5. 제4항에 있어서, 상기 피모스 캐패시터의 일측단에 제 1인버터의 출력신호를 인가제어하는 수단은 제어신호를 게이트에 인가 받아 도통제어되는 피모스 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 지연회로.
6. 제4항에 있어서, 상기 엔모스 캐패시터의 일측단에 제 1인버터의 출력신호를 인가제어하는 수단은 제어신호를 게이트에 인가 받아 도통제어되는 피모스 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 지연회로.

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