KR100314646B1 - Bootstrap circuit - Google Patents
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Abstract
1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야1. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
본 발명의 부트스트랩 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a bootstrap circuit.
2. 발명이 이루고자하는 기술적 과제2. The technical problem of the invention
전력 소모 및 부트스트래핑 전압의 손실을 줄여 독출 동작시 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 부트스트랩 회로를 제공한다.It provides a bootstrap circuit that improves device reliability during read operations by reducing power dissipation and loss of bootstrapping voltage.
3. 발명의 해결 방법의 요지3. Summary of the Solution of the Invention
출력 노드를 제 1 전위로 상승시키기 위한 수단과, 제 1 전위로 출력을 조절하기 위한 수단과, 서로 다른 신호에 의해 전원 전압을 공급하거나 접지 전위로 강하시켜 상기 출력 노드를 제 2 전위로 상승시키기 위한 수단을 포함하여 부트스트랩 회로를 구성한다.Means for raising the output node to a first potential, means for regulating the output to a first potential, and raising the output node to a second potential by supplying a power supply voltage by a different signal or by dropping to a ground potential; Means for configuring the bootstrap circuit.
Description
본 발명은 부트스트랩 회로에 관한 것으로, 특히 전력 소모 및 부트스트래핑 전압의 소모를 줄여 독출 동작시 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 부트스트랩 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a bootstrap circuit, and more particularly to a bootstrap circuit that can improve the reliability of the device during the read operation by reducing the power consumption and the consumption of the bootstrapping voltage.
저전압용 플래쉬 메모리 장치에서는 적절한 독출 마진을 확보하기 위해 필요한 셀 전류를 얻기 위하여 워드라인에 전원 전압 이상의 높은 전압을 인가해야 한다. 이와 같이 워드라인에 전원 전압 이상의 높은 전압을 인가하기 위해 도 1에 도시된 바와 같은 부트스트랩 회로를 사용하게 된다.In a low voltage flash memory device, a voltage higher than a power supply voltage must be applied to a word line in order to obtain a cell current necessary to secure an appropriate read margin. As such, the bootstrap circuit shown in FIG. 1 is used to apply a voltage higher than the power supply voltage to the word line.
도 1은 종래의 부트스트랩 회로의 회로도로서, 다음과 같이 구성된다.1 is a circuit diagram of a conventional bootstrap circuit, and is configured as follows.
부트스트래핑 동작을 인에이블시키는 부스팅 전압(VBOOT)이 입력되는 입력 단자와 제 1 노드(Q1) 사이에 제 1 내지 제 4 인버터(I1, I2, I3 및 I4)와 부스팅 캐패시터인 제 1 캐패시터(C1)가 직렬로 접속된다. 전원 단자와 제 1 노드(Q1) 사이에 다이오드(D1)가 접속되고, 제 1 노드(Q1)와 접지 단자(VSS) 사이에 로딩 캐패시터인 제 2 캐패시터(C2)가 접속된다.The first to fourth inverters I1, I2, I3, and I4 and the first capacitor C1, which is a boosting capacitor, between the input terminal to which the boosting voltage VBOOT is input to enable the bootstrapping operation and the first node Q1. ) Are connected in series. The diode D1 is connected between the power supply terminal and the first node Q1, and the second capacitor C2, which is a loading capacitor, is connected between the first node Q1 and the ground terminal V SS .
상기와 같이 구성되는 부트스트랩 회로는 다음과 같이 동작된다.The bootstrap circuit configured as described above is operated as follows.
먼저, 부트스트래핑 동작을 인에이블(enable)시키는 부스팅 전압(VBOOT)이 로우 상태로 입력되어 디스에이블(disable)될 경우, 전원 전압(VCC)이 다이오드(D1)을 통해 입력되어 제 1 노드(Q1)는 전원 전압(VCC)의 전위를 유지하게 되고, 이로 인해 제 1 및 제 2 캐패시터(C1 및 C2)가 차지된다. 한편, 로우 상태로 입력되는 부스팅 전압(VBOOT)이 직렬로 접속된 제 1 내지 제 4 인버터(I1, I2, I3 및 I4)를 통해 설정된 시간동안 지연된 로우 상태로 되고, 이 전위가 제 1 노드(Q1)에 인가되지만 제 1 및 제 2 캐패시터(C1 및 C2)는 전원 전압(VCC)의 전위를 유지하게 된다.First, when the boosting voltage VBOOT that enables the bootstrapping operation is input in the low state and is disabled, the power supply voltage V CC is input through the diode D1 to enable the first node ( Q1) maintains the potential of the power supply voltage V CC , thereby occupying the first and second capacitors C1 and C2. On the other hand, the boosting voltage VBOOT input in the low state becomes a low state which is delayed for a predetermined time through the first to fourth inverters I1, I2, I3, and I4 connected in series, and the potential becomes the first node ( Although applied to Q1), the first and second capacitors C1 and C2 maintain the potential of the power supply voltage V CC .
전원 전압(VCC)이 다이오드(D1)을 통해 입력되어 제 1 노드(Q1)가 전원 전압(VCC)의 전위를 유지하고, 이로 인해 제 1 및 제 2 캐패시터(C1 및 C2)가 전원 전압(VCC)의 전위로 차지된 상태에서 하이 상태의 부스팅 전압(VBOOT)이 입력되어 부트스트래핑 동작이 인에이블될 경우 다음과 같이 동작된다. 하이 상태로 입력되는 부스팅 전압(VBOOT)이 직렬로 접속된 제 1 내지 제 4 인버터(I1, I2, I3 및 I4)를 통해 설정된 시간동안 지연되어 하이 상태로 되고, 이 전위가 제 1 캐패시터(C1)에 차지된다. 따라서, 전원 전압(VCC)의 전위를 유지하고 있던 제 1 노드(Q1)에 부스팅 전압이 인가되고, 이로 인해 제 1 노드(Q1)는 전원 전압(VCC)에 부스팅 전압이 더해진 전위로 된다. 이 제 1 노드(Q1)의 전위가 워드라인으로 공급되어 독출 동작을 수행하게 된다.The power supply voltage V CC is input through the diode D1 so that the first node Q1 maintains the potential of the power supply voltage V CC , which causes the first and second capacitors C1 and C2 to supply the power supply voltage. When the boosting voltage VBOOT is input in the state occupied by the potential of the VCC and the bootstrapping operation is enabled, the following operation is performed. The boosting voltage VBOOT input in the high state is delayed for a predetermined time through the first to fourth inverters I1, I2, I3, and I4 connected in series to become a high state, and the potential is first capacitor C1. Occupy). Therefore, a boosting voltage is applied to the first node Q1 that has maintained the potential of the power supply voltage V CC , and thus the first node Q1 becomes a potential at which the boosting voltage is added to the power supply voltage V CC . . The potential of the first node Q1 is supplied to the word line to perform a read operation.
그런데, 상기와 같이 구성 및 구동되는 종래의 부트스트랩 회로는 제 1 캐패시터(C1)의 캐패시턴스가 상당히 크게 설정되기 때문에 이를 구동하기 위한 제 4 인버터(I4) 또한 상당히 큰 사이즈를 가지게 된다. 제 4 인버터(I4)의 사이즈를 크게 구성하면 상기 회로를 구동할 때 상당히 큰 단락 전류(short current)가 흐르게 되고, 이에 따라 전력 소모도 증가하게 된다. 또한, 제 2 캐패시터(C2)의 접합 캐패시턴스(junction capacitance)가 상당히 크기 때문에 제 1 캐패시터(C1)와 제 2 캐패시터(C2) 사이에 원하지 않는 전하 공유(charge sharing)가 발생되어 부트스트래핑 전압이 손실되는 문제가 야기된다. 이에 따라 부트스트래핑 전압은 원하는 전압보다 적게 워드라인에 인가되어 소자의 동작에 악영향을 미칠 수 있다.However, in the conventional bootstrap circuit constructed and driven as described above, since the capacitance of the first capacitor C1 is set to be considerably large, the fourth inverter I4 for driving the same has a fairly large size. If the size of the fourth inverter I4 is large, a large short current flows when the circuit is driven, thereby increasing power consumption. In addition, since the junction capacitance of the second capacitor C2 is considerably large, unwanted charge sharing occurs between the first capacitor C1 and the second capacitor C2, resulting in loss of bootstrapping voltage. Problem is caused. Accordingly, the bootstrapping voltage is applied to the word line less than the desired voltage, which may adversely affect the operation of the device.
따라서, 본 발명은 전력 소모 및 부트스트래핑 전압의 손실을 줄여 독출 동작시 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 부트스트랩 회로를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a bootstrap circuit that can improve the reliability of a device during a read operation by reducing power consumption and loss of bootstrapping voltage.
도 1은 종래의 부트스트랩 회로의 회로도.1 is a circuit diagram of a conventional bootstrap circuit.
도 2는 본 발명에 따른 부트스트랩 회로의 회로도.2 is a circuit diagram of a bootstrap circuit in accordance with the present invention.
도 3은 도 2의 각 부분의 출력 파형도.3 is an output waveform diagram of each part of FIG. 2;
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
I1 내지 I4 : 제 1 내지 제 4 인버터I1 to I4: first to fourth inverters
C1 및 C2 : 제 1 및 제 2 캐패시터C1 and C2: first and second capacitor
D1 : 다이오드 Q1 : 제 1 노드D1: diode Q1: first node
I11 내지 I14 : 제 1 내지 제 4 인버터I11 to I14: first to fourth inverters
11 및 12 : 제 1 및 제 2 NAND 게이트11 and 12: first and second NAND gate
13 : 래치 회로13: latch circuit
C11 내지 C13 : 제 1 내지 제 3 캐패시터C11 to C13: first to third capacitors
P11 내지 P13 ; 제 1 내지 제 3 PMOS 트랜지스터P11 to P13; First to third PMOS transistors
N11 내지 N14 ; 제 1 내지 제 4 NMOS 트랜지스터N11 to N14; First to fourth NMOS transistors
D11 및 D12 : 제 1 및 제 2 다이오드D11 and D12: first and second diode
Q11 내지 Q15 : 제 1 내지 제 5 노드Q11 to Q15: first to fifth nodes
상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 전원단자에 접속되어 출력 노드를 제 1 전위로 미리 충전하기 위한 제 1 수단과; 제 1 신호 및 그의 반전 신호와 제 2 신호를 조합하기 위한 제 1 논리 게이트와; 상기 제 1 논리 게이트의 출력신호를 소정 시간동안 지연시키기 위한 제 2 수단과; 상기 제 1 신호 및 그의 반전 신호와 상기 제 2 수단에서 출력되는 제 3신호를 조합하기 위한 제 2 논리 게이트와; 상기 제 2 논리 게이트의 출력신호와 그의 반전신호에 따라 제 4 신호를 출력하기 위한 제 3 수단과; 상기 제 4 신호에 따라 제 2 전위를 상기 출력 노드에 출력함과 아울러 상기 제 2 신호를 출력하기 위한 제 4 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention includes: first means connected to a power supply terminal for precharging an output node to a first potential; A first logic gate for combining the first signal and its inverted signal with the second signal; Second means for delaying an output signal of the first logic gate for a predetermined time; A second logic gate for combining the first signal and its inverted signal with a third signal output from the second means; Third means for outputting a fourth signal in accordance with an output signal of said second logic gate and an inverted signal thereof; And a fourth means for outputting a second potential to the output node in accordance with the fourth signal and for outputting the second signal.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 부트스트랩 회로의 회로도로서, 다음과 같이 구성된다.2 is a circuit diagram of a bootstrap circuit according to the present invention and is configured as follows.
전원 단자와 제 1 노드(Q11) 사이에 제 1 다이오드(D11)가 접속되고, 제 1 노드(Q11)와 접지 단자(VSS) 사이에 로딩 캐패시터인 제 3 캐패시터(C13)가 접속된다. 제 1 NAND 게이트(11)는 부스팅 전압(VBOOT)과 제 5 노드(Q15)의 전위를 각각 입력으로 한다. 제 1 캐패시터(C11)는 제 1 NAND 게이트(11)의 출력 단자와 접지 단자(VSS) 사이에 접속된다. 제 1 및 제 2 인버터(I11 및 I12)는 제 1 NAND 게이트(11)의 출력과 직렬로 접속된다. 제 2 NAND 게이트(12)는 제 2 인버터(I12)의 출력 및 부스팅 전압(VBOOT)을 각각 입력한다. 제 2 NAND 게이트(12)의 출력은 제 2 NMOS 트랜지스터(N12) 및 제 3 PMOS 트랜지스터(P13)의 게이트에 각각 접속되고, 제 2 NAND 게이트(12)의 출력이 제 3 인버터(I13)를 통해 반전되어 제 1 NMOS 트랜지스터(N11)의 게이트에 접속된다. 제 1 NMOS 트랜지스터(N11)는 래치 회로(13)의 제 2 노드(Q12)와 접지 단자(VSS) 사이에 접속되고, 제 2 NMOS 트랜지스터(N12)는 래치 회로(13)의 제 3 노드(Q13)와 접지 단자(VSS) 사이에 접속된다. 제 1 노드(Q11)와 접자 단자(VSS) 사이에 접속된 래치 회로(13)는 제 3 노드(Q13)가 게이트에 접속된 제 1 PMOS 트랜지스터(P11)와 제 2 노드(Q12)가 게이트에 접속된 제 2 PMOS 트랜지스터(P12)가 교차 접속되고, 접지 단자(VSS)와 각각 접속된 제 1 및 제 2 NMOS 트랜지스터(N11 및 N12)로 이루어진다. 제 3 PMOS 트랜지스터(P13)는 제 2 NAND 게이트(12)의 출력 단자가 게이트와 접속되고 전원 단자와 제 4 노드(Q14) 사이에 접속된다. 제 3 노드(Q13)가 게이트와 접속된 제 3 NMOS 트랜지스터(N13)는 제 4 노드(Q14)와 제 5 노드(Q15) 사이에 접속된다. 제 4 인버터(I14)가 게이트와 접속된 제 4 NMOS 트랜지스터(N14)는 제 5 노드(Q15)와 접지 단자(VSS) 사이에 접속된다. 제 1 다이오드(D11)를 통한 제 1 노드(Q11)의 전위와 제 2 다이오드(D12)를 통한 제 4 노드(Q14)의 전위가 더해져 부스팅 캐패시터인 제 2 캐패시터(C12)에 차지된다.The first diode D11 is connected between the power supply terminal and the first node Q11, and the third capacitor C13, which is a loading capacitor, is connected between the first node Q11 and the ground terminal V SS . The first NAND gate 11 receives the boosting voltage VBOOT and the potential of the fifth node Q15 as inputs, respectively. The first capacitor C11 is connected between the output terminal of the first NAND gate 11 and the ground terminal V SS . The first and second inverters I11 and I12 are connected in series with the output of the first NAND gate 11. The second NAND gate 12 inputs the output of the second inverter I12 and the boosting voltage VBOOT, respectively. The output of the second NAND gate 12 is connected to the gates of the second NMOS transistor N12 and the third PMOS transistor P13, respectively, and the output of the second NAND gate 12 is connected through the third inverter I13. Inverted and connected to the gate of the first NMOS transistor N11. The first NMOS transistor N11 is connected between the second node Q12 of the latch circuit 13 and the ground terminal V SS , and the second NMOS transistor N12 is connected to the third node of the latch circuit 13 ( Q13) and the ground terminal (V SS ) are connected. In the latch circuit 13 connected between the first node Q11 and the contact terminal V SS , the first PMOS transistor P11 and the second node Q12 having the third node Q13 connected to the gate are connected to each other. The second PMOS transistors P12 connected to each other are cross-connected and each of the first and second NMOS transistors N11 and N12 connected to the ground terminal V SS . In the third PMOS transistor P13, an output terminal of the second NAND gate 12 is connected with the gate and is connected between the power supply terminal and the fourth node Q14. The third NMOS transistor N13 having the third node Q13 connected to the gate is connected between the fourth node Q14 and the fifth node Q15. The fourth NMOS transistor N14 having the fourth inverter I14 connected to the gate is connected between the fifth node Q15 and the ground terminal V SS . The potential of the first node Q11 through the first diode D11 and the potential of the fourth node Q14 through the second diode D12 are added to occupy the second capacitor C12 which is a boosting capacitor.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 부트스트랩 회로의 구동 방법을 도 3의 파형도와 함께 설명하면 다음과 같다.The driving method of the bootstrap circuit according to the present invention configured as described above will be described with reference to the waveform diagram of FIG. 3.
전원 전압(VCC)이 제 1 다이오드(D11)을 통해 입력되어 제 1 노드(Q11)는 전원 전압(VCC)의 전위를 유지하게 되고, 이 제 1 노드(Q11)의 전위가 제 2 캐패시터(C12)에 차지된다.The power supply voltage V CC is input through the first diode D11 so that the first node Q11 maintains the potential of the power supply voltage V CC , and the potential of the first node Q11 is the second capacitor. Accounted for (C12).
이 상태에서 부트스트래핑 동작을 디스에이블시키는 로우 상태의 부스팅 전압(VBOOT)이 제 1 NAND 게이트(11)의 하나의 입력 단자로 입력되면, 하이 상태의 신호가 출력된다. 하이 상태의 제 1 NAND 게이트(11)의 출력 신호가 제 1 캐패시터(C11)를 차지시키고, 제 1 및 제 2 인버터(I11 및 I12)를 통해 설정된 시간동안 지연된다. 설정된 시간동안 지연된 하이 상태의 신호와 로우 상태의 부스팅 전압(VBOOT)이 제 2 NAND 게이트(12)로 입력되어 하이 상태의 신호가 출력된다. 하이 상태의 제 2 NAND 게이트(12)의 출력 신호에 의해 제 2 NMOS 트랜지스터(N12)가 턴온되고, 제 3 인버터(I13)를 통해 로우 상태로 반전된 신호에 의해 제 1 NMOS 트랜지스터(N11)가 턴오프된다. 따라서, 래치 회로(13)의 제 3 노드(Q13)의 전위가 로우 상태로 되어 제 1 PMOS 트랜지스터(P11)를 턴온시키고, 제 2 노드(Q12)의 전위가 하이 상태로 되어 제 2 PMOS 트랜지스터(P12)를 턴오프시킨다. 로우 상태의 제 3 노드(Q13)의 전위에 의해 제 3 NMOS 트랜지스터(N13)가 턴오프되고, 하이 상태의 제 2 NAND 게이트(12)의 출력 신호에 의해 제 3 PMOS 트랜지스터(P13)가 턴오프되어 제 4 노드(Q14)는 로우 상태의 전위를 유지하게 된다. 한편, 로우 상태의부스팅 전압(VBOOT)이 제 4 인버터(I14)를 통해 하이 상태로 반전되어 제 4 NMOS 트랜지스터(N14)를 턴온시켜 제 5 노드(Q15)는 로우 상태로 된다. 로우 상태의 제 5 노드(Q15)의 전위는 피드백되어 제 1 NAND 게이트(11)의 하나의 입력 단자로 입력되고, 로우 상태의 제 4 노드(Q14)의 전위는 제 2 다이오드(D12)를 통해 제 2 캐패시터(C12)를 차지시키지 못하므로, 제 1 노드(Q11)는 전원 전압(VCC)의 전위를 유지하게 되고, 이 전위는 출력 단자(OUT)를 통해 워드라인으로 공급되지만 독출 동작을 수행하지는 못한다.In this state, when the low boosting voltage VBOOT for disabling the bootstrapping operation is input to one input terminal of the first NAND gate 11, a high state signal is output. The output signal of the first NAND gate 11 in the high state occupies the first capacitor C11 and is delayed for a time set by the first and second inverters I11 and I12. The high state signal and the low boosting voltage VBOOT that are delayed for a predetermined time are input to the second NAND gate 12 to output a high state signal. The second NMOS transistor N12 is turned on by the output signal of the second NAND gate 12 in the high state, and the first NMOS transistor N11 is turned on by the signal inverted to the low state through the third inverter I13. Is turned off. Accordingly, the potential of the third node Q13 of the latch circuit 13 is turned low to turn on the first PMOS transistor P11, and the potential of the second node Q12 is turned high so that the second PMOS transistor ( Turn off P12). The third NMOS transistor N13 is turned off by the potential of the third node Q13 in the low state, and the third PMOS transistor P13 is turned off by the output signal of the second NAND gate 12 in the high state. As a result, the fourth node Q14 maintains the potential of the low state. On the other hand, the boosting voltage VBOOT in the low state is inverted to the high state through the fourth inverter I14 to turn on the fourth NMOS transistor N14 so that the fifth node Q15 is in the low state. The potential of the fifth node Q15 in the low state is fed back to be input to one input terminal of the first NAND gate 11, and the potential of the fourth node Q14 in the low state is passed through the second diode D12. Since it does not occupy the second capacitor C12, the first node Q11 maintains a potential of the power supply voltage V CC , which is supplied to the word line through the output terminal OUT but does not perform a read operation. It cannot be done.
상기와 같이 제 1 노드(Q11)가 전원 전압(VCC)의 전위를 유지하여 제 2 캐패시터(C12)를 차지시킨 상태에서 부스팅 전압(VBOOT)이 로우 상태에서 하이 상태로 천이하여 부트스트래핑 동작을 인에이블시킬 경우 다음과 같이 동작된다.As described above, while the first node Q11 maintains the potential of the power supply voltage V CC to occupy the second capacitor C12, the boosting voltage VBOOT transitions from a low state to a high state to perform a bootstrapping operation. When enabled, it works as follows.
하이 상태의 부스팅 전압(VBOOT)과 로우 상태의 제 5 노드(Q15)의 전위가 제 1 NAND 게이트(11)로 입력되어 하이 상태의 신호가 출력된다. 하이 상태의 제 1 NAND 게이트(11)의 출력 신호는 제 1 캐패시터(C11)을 차지시키고, 제 1 및 제 2 인버터(I11 및 I12)를 통해 설정된 시간동안 지연되어 제 2 NAND 게이트(12)로 입력된다. 제 2 NAND 게이트(12)는 설정된 시간동안 지연된 하이 상태의 신호와 하이 상태의 부스팅 전압(VBOOT)을 입력하여 로우 상태의 신호를 출력한다.The boosting voltage VBOOT in the high state and the potential of the fifth node Q15 in the low state are input to the first NAND gate 11 to output a high state signal. The output signal of the first NAND gate 11 in the high state occupies the first capacitor C11 and is delayed for a predetermined time through the first and second inverters I11 and I12 to the second NAND gate 12. Is entered. The second NAND gate 12 receives a high state signal and a high boosting voltage VBOOT that are delayed for a predetermined time and output a low state signal.
로우 상태의 제 2 NAND 게이트(12)의 출력 신호에 의해 제 2 NMOS 트랜지스터(N12)가 턴오프되고, 제 3 인버터(I13)를 통해 하이 상태로 반전된 신호에 의해제 1 NMOS 트랜지스터(N11)가 턴온된다. 따라서, 래치 회로(13)의 제 3 노드(Q13)의 전위가 하이 상태로 되어 제 1 PMOS 트랜지스터(P11)를 턴오프시키고, 제 2 노드(Q12)의 전위가 로우 상태로 되어 제 2 PMOS 트랜지스터(P12)를 턴온시킨다. 하이 상태의 제 3 노드(Q13)의 전위에 의해 제 3 NMOS 트랜지스터(N13)가 턴온되고, 로우 상태의 제 2 NAND 게이트(12)의 출력 신호에 의해 제 3 PMOS 트랜지스터(P13)가 턴온되어 전원 전압(VCC)이 공급되므로 제 4 노드(Q14)는 하이 상태의 전위를 유지하게 된다. 한편, 하이 상태의 제어 신호(VBOOT)가 제 4 인버터(I14)를 통해 로우 상태로 반전되어 제 4 NMOS 트랜지스터(N14)를 턴오프시켜 제 5 노드(Q15)는 하이 상태로 된다. 그런데, 제 3 PMOS 트랜지스터(P13) 및 제 3 NMOS 트랜지스터(N13)를 통해 하이 상태로 되는 제 5 노드(Q15)의 전위는 전원 전압(VCC)에서 두 트랜지스터의 문턱 전압(VT) 만큼 강하된 전위로 된다. 따라서, 이 전위를 완전한 전원 전압으로 복구시키기 위해 제 2 다이오드(D12)를 통한 하이 상태의 전위가 제 5 노드(Q15)로 공급된다. 하이 상태의 제 5 노드(Q15)의 전위는 피드백되어 제 1 NAND 게이트(11)의 하나의 입력 단자로 입력되고, 하이 상태의 제 4 노드(Q14)의 전위는 제 2 다이오드(D12)를 통해 제 2 캐패시터(C12)를 차지시킨다. 따라서, 제 2 캐패시터(C13)는 2배의 전원 전압의 전위를 유지하게 된다. 이 전위가 출력 단자(OUT)로 출력되어 워드라인에 공급되므로 독출 동작을 수행하게 된다.The second NMOS transistor N12 is turned off by the output signal of the second NAND gate 12 in the low state and the first NMOS transistor N11 by the signal inverted to the high state through the third inverter I13. Is turned on. Accordingly, the potential of the third node Q13 of the latch circuit 13 is turned high to turn off the first PMOS transistor P11, and the potential of the second node Q12 is turned low to make the second PMOS transistor low. Turn on (P12). The third NMOS transistor N13 is turned on by the potential of the third node Q13 in the high state, and the third PMOS transistor P13 is turned on by the output signal of the second NAND gate 12 in the low state to supply power. Since the voltage V CC is supplied, the fourth node Q14 maintains the potential of the high state. On the other hand, the high control signal VBOOT is inverted to the low state through the fourth inverter I14 to turn off the fourth NMOS transistor N14 so that the fifth node Q15 is in the high state. However, the potential of the fifth node Q15, which is turned high through the third PMOS transistor P13 and the third NMOS transistor N13, drops as much as the threshold voltage V T of the two transistors at the power supply voltage V CC . To become a potential. Thus, the high state potential through the second diode D12 is supplied to the fifth node Q15 to restore this potential to the complete power supply voltage. The potential of the fifth node Q15 in the high state is fed back to be input to one input terminal of the first NAND gate 11, and the potential of the fourth node Q14 in the high state is passed through the second diode D12. The second capacitor C12 is occupied. Therefore, the second capacitor C13 maintains the potential of twice the power supply voltage. Since the potential is output to the output terminal OUT and supplied to the word line, a read operation is performed.
상기한 바와 같이 구성 및 동작하는 본 발명에 따른 부트스트랩 회로는 다음과 같은 특징을 가진다.The bootstrap circuit according to the present invention constructed and operated as described above has the following features.
먼저, 제어 신호(VBOOT)가 하이 상태로 인가되면, 제 3 PMOS 트랜지스터(P13)가 턴온되어 전원 전압(VCC)이 공급되기 때문에 제 4 노드(Q14)는 전원 전압(VCC)의 전위를 유지하게 된다. 이 전위가 제 2 다이오드(D12)를 통해 제 2 캐패시터(C12)에 차지된다. 이에 따라 제 2 캐패시터(C12)와 제 3 캐패시터(C13) 사이에 전하 공유(charge sharing)가 발생된다. 그러나, 제 4 노드(Q14)에는 전원 전압(VCC)에서 PN 접합의 내부 확산 전위(built-in potential)만큼 강하된 전위가 공급된다. 이 내부 확산 전위만큼 강하된 전위를 보상하기 위해 다음과 같은 방법을 사용한다. 전원 전압의 전위로 차지된 제 1 노드(Q11)에 전하 공유에 의한 전압 상승 현상이 일어나기 때문에 이 노드의 전압을 래치 회로(13)를 이용하여 제 3 NMOS 트랜지스터(N13)에 연결한다. 이에 따라, 전압 강하없이 제 4 노드(Q14)의 전하를 제 5 노드(Q15)로 전달할 수 있게 되고, 이전에 발생된 제 2 다이오드(D12)의 내부 확산 전위만큼의 손실을 완전하게 보상할 수 있다.First, when the control signal VBOOT is applied in a high state, since the third PMOS transistor P13 is turned on and the power supply voltage V CC is supplied, the fourth node Q14 applies a potential of the power supply voltage V CC . Will be maintained. This potential is charged to the second capacitor C12 through the second diode D12. Accordingly, charge sharing is generated between the second capacitor C12 and the third capacitor C13. However, the fourth node Q14 is supplied with a potential lowered by the built-in potential of the PN junction at the power supply voltage V CC . The following method is used to compensate for the potential lowered by this internal diffusion potential. Since the voltage rise due to charge sharing occurs at the first node Q11 occupied by the potential of the power supply voltage, the voltage of this node is connected to the third NMOS transistor N13 using the latch circuit 13. Accordingly, the charge of the fourth node Q14 can be transferred to the fifth node Q15 without a voltage drop, and the loss of the internal diffusion potential of the previously generated second diode D12 can be completely compensated. have.
한편, 제 5 노드(Q15)의 전위를 피드백받아 인에이블에 이용되는 입력 단자를 다시 제어하므로써 제 3 PMOS 트랜지스터(P13)를 다시 턴오프시킬 수 있다. 따라서, 인에이블과 디스에이블시 모두 전원 전압(VCC)으로부터 접지 전압(VSS) 사이에 어떠한 전류 패스도 발생하지 않도록 제 3 PMOS 트랜지스터(P13)와 제 4 NMOS 트랜지스터(N14)를 제어할 수 있다.On the other hand, the third PMOS transistor P13 can be turned off again by controlling the input terminal used for enabling the feedback of the potential of the fifth node Q15. Accordingly, the third PMOS transistor P13 and the fourth NMOS transistor N14 may be controlled so that no current path occurs between the power supply voltage V CC and the ground voltage V SS at both the enable and the disable. have.
또한, 제 2 다이오드(D12)에 의해 사이즈가 상당히 큰 제 3 PMOS트랜지스터(P13)의 접합 캐패시턴스를 제 2 캐패시터(C12)와 분리시킬 수 있으며, 다이오드의 특성상 작은 사이즈로도 많은 전류를 구동할 수 있으므로 원하지 않는 제 2 캐패시터(C12)와의 전하 공유를 최대한 억제할 수 있다.In addition, the junction capacitance of the third PMOS transistor P13, which is significantly larger in size, may be separated from the second capacitor C12 by the second diode D12, and a large size may drive a large amount of current even with a small size. Therefore, unwanted sharing of charge with the second capacitor C12 can be suppressed as much as possible.
참고로, 도 3에서 도면 부호 Q11은 제 1 노드의 전위, Q13은 제 3 노드의 전위, Q14는 제 4 노드의 전위, Q15는 제 5 노드의 전위, WL은 워드라인에 공급되는 전압, OUT은 출력 전압을 각각 나타낸다.For reference, in FIG. 3, reference numeral Q11 denotes a potential of the first node, Q13 denotes a potential of the third node, Q14 denotes a potential of the fourth node, Q15 denotes a potential of the fifth node, WL denotes a voltage supplied to the word line, and OUT. Denotes the output voltage, respectively.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 단락 전류에 따른 전력 손실을 감소시킬 수 있고, 제 1 및 제 2 캐패시터간의 전하 공유를 방지할 수 있어 부스트래핑 전압의 손실을 방지할 수 있다.As described above, according to the present invention, power loss due to a short circuit current can be reduced, and charge sharing between the first and second capacitors can be prevented, so that the loss of the boosting voltage can be prevented.
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