KR100351978B1 - Checking and compensating circuit for low voltage detection level - Google Patents

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Abstract

본 발명은 저전압 검출레벨 진단 및 보상회로에 관한 것으로, 종래의 회로에 있어서는 일정한 기준전압(Vref)을 생성하는 엔모스 트랜지스터(NM2)와 전원전압(Vdd)의 전압 강하시에 기준전압(Vref)을 '로우'에서 '하이'로 인식하는 기능을 하는 인버터(INV1)내의 엔모스 트랜지스터는 공정 파라메터의 문턱전압(Vt)값에 의해 심한 변화를 보여 테스트 마진, 공정관리 마진에 영향을 미쳐 수율이 떨어지는 등 많은 문제점이 있었다. 따라서, 본 발명은 검출해야될 저전압(LVD) 레벨을 기준으로 소정 마진의 상위와 하위의 테스트용 전압을 출력하는 테스트전압 발생부와; 상기 테스트전압 발생부에서 출력하는 상위마진 전압의 상위레벨과 하위마진 전압의 하위레벨에서 저전압(LVD) 레벨이 검출되는지의 여부에 따라 보상 제어신호를 출력하는 보상 제어신호 발생부와; 상기 보상 제어신호 발생부에서 출력하는 보상 제어신호에 의해 기준전압의 레벨을 조절하여 소정 마진 내에서 저전압이 검출될 수 있도록 보상하는 저전압 검출레벨 보상부로 구성하여 문턱전압(Vt)에 의해 높아지거나 낮아진 검출 전압을 소자 내부적으로 진단하고 소정의 마진 내에서 보상하여 줌으로써 수율을 높여줄 수 있을 뿐만 아니라 보다 안정적인 동작을 수행할 수 있는 효과가 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a low voltage detection level diagnosis and compensation circuit. In the conventional circuit, the reference voltage Vref is applied when the voltage of the NMOS transistor NM2 and the power supply voltage Vdd generates a constant reference voltage Vref. The NMOS transistor in the inverter (INV1) that recognizes the value from 'low' to 'high' shows a severe change by the threshold voltage (Vt) value of the process parameter, affecting the test margin and the process control margin. There were many problems such as falling. Accordingly, the present invention includes a test voltage generation unit for outputting test voltages above and below a predetermined margin based on a low voltage LVD level to be detected; A compensation control signal generator for outputting a compensation control signal according to whether a low voltage LVD level is detected at an upper level of an upper margin voltage and a lower level of a lower margin voltage output from the test voltage generator; The low voltage detection level compensation unit adjusts the level of the reference voltage by the compensation control signal output from the compensation control signal generator to compensate for the low voltage within a predetermined margin, thereby increasing or decreasing the threshold voltage Vt. By diagnosing the detection voltage inside the device and compensating within a predetermined margin, not only can the yield be increased, but also a more stable operation can be performed.

Description

저전압 검출레벨 진단 및 보상회로{CHECKING AND COMPENSATING CIRCUIT FOR LOW VOLTAGE DETECTION LEVEL}CHECKING AND COMPENSATING CIRCUIT FOR LOW VOLTAGE DETECTION LEVEL}

본 발명은 저전압 검출(LVD : Low Voltage Detect) 레벨 진단 및 보상회로에 관한 것으로, 특히 저전압 검출회로의 특성이 반도체 제조 공정에서의 환경 변화에 따라 다르게 설정되는 공정파라미터의 문턱전압(Vt)에 의해 높아지거나 낮아진 검출 전압을 소자 내부적으로 진단 및 보상하여 정확한 레벨 마진내에서 저전압을 검출할 수 있도록 하는 저전압 검출레벨 진단 및 보상회로에 관한 것이다.The present invention relates to a low voltage detection (LVD) level diagnosis and compensation circuit, and in particular, due to a threshold voltage (Vt) of a process parameter in which characteristics of the low voltage detection circuit are set differently according to environmental changes in a semiconductor manufacturing process. The present invention relates to a low voltage detection level diagnosis and compensation circuit for diagnosing and compensating a high or low detection voltage internally so that a low voltage can be detected within an accurate level margin.

도1은 종래 저전압 검출 회로도로서, 이에 도시된 바와 같이 전원전압(Vdd)을 입력받아 전압 분배에 의해 기준전압(Vref)을 발생하는 기준전압 발생부(1)와; 상기 기준전압 발생부(1)를 통해 전원전압(Vdd)의 레벨을 감지하여 특정 레벨 이하에서 저전압 검출신호를 출력하는 저전압 검출부(2)로 구성된다.1 is a conventional low voltage detection circuit diagram, as shown therein, which receives a power supply voltage Vdd and generates a reference voltage Vref by voltage distribution; The low voltage detector 2 detects the level of the power supply voltage Vdd through the reference voltage generator 1 and outputs a low voltage detection signal below a specific level.

이때, 상기 기준전압 발생부(1)는 저항(R1)을 통해 소오스측에 전원전압(Vdd)을 입력받고, 게이트에 정지신호(Stop)를 인가받아 온/오프 제어되는 피모스 트랜지스터(PM1)와; 드레인이 상기 피모스 트랜지스터(PM1)의 드레인에 연결되고, 게이트에 상기 정지신호(Stop)를 인가받아 제어되는 엔모스 트랜지스터(NM1)와; 게이트 및 드레인이 상기 피모스 트랜지스터(PM1)의 드레인과 공통 연결되고, 소오스가 저항(R2)을 통해 접지된 엔모스 트랜지스터(NM2)로 구성된다.At this time, the reference voltage generator 1 receives the power supply voltage Vdd on the source side through the resistor R1 and receives the stop signal Stop on the gate to control the on / off of the PMOS transistor PM1. Wow; An NMOS transistor NM1 having a drain connected to the drain of the PMOS transistor PM1 and controlled by receiving the stop signal Stop from a gate; A gate and a drain are commonly connected to the drain of the PMOS transistor PM1, and a source is formed of the NMOS transistor NM2 grounded through the resistor R2.

또한, 저전압 검출부(2)는 상기 기준전압 발생부(1)의 출력 레벨을 버퍼링하여 출력하는 서로 직렬 연결된 두 개의 인버터(INV1, INV2)로 구성된 것으로, 이와 같이 구성된 종래 저전압 검출 회로의 동작 및 작용을 설명하면 다음과 같다.In addition, the low voltage detection unit 2 is composed of two inverters INV1 and INV2 connected in series with each other to buffer and output the output level of the reference voltage generator 1, and the operation and operation of the conventional low voltage detection circuit configured as described above. This is as follows.

일단, 상기 피모스 트랜지스터(PM1)는 저전압 검출(LVD) 기능을 사용할 때 온/오프 스위치 기능과 전압 분배의 상위 저항의 역할을 하고, 엔모스 트랜지스터(NM2)는 게이트와 드레인이 쇼트되어 항상 포화(saturation)영역의 동작을 하여 출력되는 기준전압(Vref)은 전원전압(Vdd)의 변화에 영향이 적은 일정한 레벨을 유지하게 된다.First, the PMOS transistor PM1 serves as an on / off switch function and an upper resistance of voltage distribution when the low voltage detection LVD function is used, and the NMOS transistor NM2 is always saturated due to a shorted gate and drain. The reference voltage Vref outputted by operating the saturation region maintains a constant level with little influence on the change in the power supply voltage Vdd.

또한, 저전압 검출부(2)의 인버터(INV1)는 정상상태에서는 '로우'로 인식하던 기준전압(Vref)레벨을 전원전압(Vdd)의 레벨이 떨어진 상태에서는 기준전압 레벨을 '하이'로 인식하여 인버터(INV2)에 의해 상기 인버터(INV1)의 출력을 반전하여 저전압 검출신호(LVD out)를 출력하게 된다.In addition, the inverter INV1 of the low voltage detection unit 2 recognizes the reference voltage level Vref, which was recognized as low in the normal state, and recognizes the reference voltage level as high when the level of the power supply voltage Vdd falls. The inverter INV2 inverts the output of the inverter INV1 to output the low voltage detection signal LVD out.

다시 말해 기준전압(Vref)은 (피모스 트랜지스터(PM1)의 저항성분 + 저항(R1))과 (엔모스 트랜지스터(NM1)의 저항성분 + 저항(R2))의 전압분배에 의해 생성되며 이에 따라 평상시에는 '로우'레벨을 유지하게 되며 전원전압(Vdd)의 전압 강하시에 기준전압 레벨은 거의 변화가 없으나 인버터(INV1)에 공급되는 전원전압(Vdd)의 강하에 의해 '로우'입력이던 기준전압(Vref)이 '하이'로 인식되어 인버터(INV2)를 통해 저전압 검출신호(LVD out)를 발생하게 된다.In other words, the reference voltage Vref is generated by the voltage distribution of (resistance component + resistance R1 of PMOS transistor PM1) and (resistance component + resistance R2 of NMOS transistor NM1). Normally, the 'low' level is maintained and the reference voltage level is almost unchanged when the voltage of the power supply voltage (Vdd) decreases, but the reference was the 'low' input due to the drop of the power supply voltage (Vdd) supplied to the inverter (INV1). The voltage Vref is recognized as 'high' to generate the low voltage detection signal LVD out through the inverter INV2.

이와 같이, 상기 종래의 회로에 있어서는 일정한 기준전압(Vref)을 생성하는 엔모스 트랜지스터(NM2)와 전원전압(Vdd)의 전압 강하시에 기준전압(Vref)을 '로우'에서 '하이'로 인식하는 기능을 하는 인버터(INV1)내의 엔모스 트랜지스터는 공정 파라메터의 문턱전압(Vt)값에 의해 심한 변화를 보여 테스트 마진, 공정관리 마진에영향을 미쳐 수율이 떨어지는 등 많은 문제점이 있었다.As described above, in the conventional circuit, the reference voltage Vref is recognized from 'low' to 'high' during the voltage drop between the NMOS transistor NM2 and the power supply voltage Vdd generating a constant reference voltage Vref. The NMOS transistor in the inverter INV1, which has a function of showing a severe change due to the threshold voltage (Vt) value of the process parameter, has many problems such as a decrease in yield due to an impact on the test margin and the process control margin.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 문턱전압(Vt)에 의해 높아지거나 낮아진 검출 전압을 소자 내부적으로 진단하고 소정의 마진 내에서 보상하여 줄 수 있는 저전압 검출 레벨 진단 및 보상회로를 제공 하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the low voltage detection level that can diagnose the detection voltage higher or lowered by the threshold voltage (Vt) internally and compensate within a predetermined margin. The purpose is to provide a diagnostic and compensation circuit.

도1은 종래 저전압 검출 회로도.1 is a conventional low voltage detection circuit diagram.

도2는 본 발명에 의한 저전압 검출레벨 진단 및 보상회로의 블록도.2 is a block diagram of a low voltage detection level diagnosis and compensation circuit according to the present invention;

도3은 상기 도2에서 테스트전압 발생부의 상세 회로도.3 is a detailed circuit diagram of a test voltage generator in FIG. 2;

도4는 상기 도2에서 보상 제어신호 발생부의 상세 회로도.4 is a detailed circuit diagram of a compensation control signal generator in FIG. 2; FIG.

도5는 상기 도2에서 저전압 검출레벨 보상부의 상세 회로도.FIG. 5 is a detailed circuit diagram of a low voltage detection level compensation unit in FIG. 2; FIG.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명****** Description of the symbols for the main parts of the drawings ***

10 : 테스트전압 발생부 20 : 보상 제어신호 발생부10: test voltage generator 20: compensation control signal generator

30 : 저전압 검출레벨 보상부 20a : 테스트 기준전압 발생부30: low voltage detection level compensation unit 20a: test reference voltage generator

20b : 테스트 저전압 검출부 20c : 버퍼부20b: test undervoltage detector 20c: buffer

20d : 제어신호 출력부 30a : 가변기준전압 발생부20d: control signal output unit 30a: variable reference voltage generator

30b : 저전압 검출부 PM1∼PM8 : 피모스 트랜지스터30b: low voltage detection unit PM1 to PM8: PMOS transistor

NM1∼NM11 : 엔모스 트랜지스터 R1∼R10 : 저항NM1 to NM11: NMOS transistors R1 to R10: resistors

INV1∼INV5 : 인버터 C1 : 커패시터INV1 to INV5: Inverter C1: Capacitor

NOR1,NOR2 : 노아게이트 Latch1,Latch2 : 래치NOR1, NOR2: Noah gate Latch1, Latch2: Latch

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 검출해야될 저전압(LVD) 레벨을 기준으로 소정 마진의 상위와 하위의 테스트용 전압을 출력하는 테스트전압 발생부와; 상기 테스트전압 발생부에서 출력하는 상위마진 전압의 상위레벨과 하위마진 전압의 하위레벨에서 저전압(LVD) 레벨이 검출되는지의 여부에 따라 보상 제어신호를 출력하는 보상 제어신호 발생부와; 상기 보상 제어신호 발생부에서 출력하는 보상 제어신호에 의해 기준전압의 레벨을 조절하여 소정 마진 내에서 저전압이 검출될 수 있도록 보상하는 저전압 검출레벨 보상부로 구성함으로써 달성되는 것으로, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention for achieving the above object, the test voltage generating unit for outputting the test voltage of the upper and lower predetermined margin on the basis of the low voltage (LVD) level to be detected; A compensation control signal generator for outputting a compensation control signal according to whether a low voltage LVD level is detected at an upper level of an upper margin voltage and a lower level of a lower margin voltage output from the test voltage generator; It is achieved by configuring a low voltage detection level compensator for compensating a low voltage within a predetermined margin by adjusting the level of the reference voltage by the compensation control signal output from the compensation control signal generator, an embodiment according to the present invention. When described in detail with reference to the accompanying drawings as follows.

도2는 본 발명에 의한 저전압 검출레벨 진단 및 보상회로의 블록도로서, 이에 도시한 바와 같이 검출해야될 저전압(LVD) 레벨을 기준으로 소정 마진의 상위와 하위의 테스트용 전압을 출력하는 테스트전압 발생부(10)와; 상기 테스트전압 발생부(10)에서 출력하는 상위마진 전압의 상위레벨과 하위마진 전압의 하위레벨에서 저전압(LVD) 레벨이 검출되는지의 여부에 따라 보상 제어신호를 출력하는 보상 제어신호 발생부(20)와; 상기 보상 제어신호 발생부(20)에서 출력하는 보상 제어신호에 의해 기준전압의 레벨을 조절하여 소정 마진 내에서 저전압이 검출될 수 있도록 보상하는 저전압 검출레벨 보상부(30)로 구성한 것으로, 이와 같이 구성한 본 발명의 동작 및 작용을 설명한다.FIG. 2 is a block diagram of a low voltage detection level diagnosis and compensation circuit according to the present invention. As shown in FIG. 2, a test voltage outputting a test voltage above and below a predetermined margin based on a low voltage LVD level to be detected. A generator 10; The compensation control signal generator 20 outputting a compensation control signal according to whether the low voltage LVD level is detected at an upper level of the upper margin voltage and a lower level of the lower margin voltage output from the test voltage generator 10. )Wow; The low voltage detection level compensator 30 adjusts the level of the reference voltage by the compensation control signal output from the compensation control signal generator 20 to compensate for the low voltage within a predetermined margin. The operation and operation of the present invention constituted will be described.

도3은 상기 테스트전압 발생부(10)의 상세 회로도로서, 공정 파라메터의 변화에 거의 영향을 받지 않는 폴리(Poly)를 이용하여 소오스에 전원전압(Vdd)을 인가받는 피모스 트랜지스터(PM1)에 직렬 연결되고, 소오스가 접지되며 그 게이트에 공통으로 테스트온 신호(TEST_on)를 인가받아 제어되는 엔모스 트랜지스터(NM2)와; 상기 두 트랜지스터(PM1,NM2)의 공통 접속점에 저항(R1)을 통해 직렬 접속된 저항(R3)과; 서로 직렬 연결된 저항(R2)과 게이트에 클럭(CK1)을 입력받는 엔모스 트랜지스터(NM1)가 상기 저항(R3)에 병렬 연결되어 구성된다.FIG. 3 is a detailed circuit diagram of the test voltage generator 10. The PMOS transistor PM1 receives a power supply voltage Vdd from a source using poly, which is hardly affected by changes in process parameters. An NMOS transistor NM2 connected in series, the source is grounded, and controlled by receiving a test-on signal TEST_on in common to its gate; A resistor (R3) connected in series via a resistor (R1) to a common connection point of the two transistors (PM1, NM2); The resistor R2 connected in series with each other and the NMOS transistor NM1 receiving the clock CK1 at the gate are connected in parallel with the resistor R3.

그 동작에 있어서는 먼저, 클럭(CK1)의 '로우'구간에서는 엔모스 트랜지스터(NM1)가 턴오프되어 저항(R3)을 통해 저전압 검출 마진의 상위레벨의 전압을 분배하여 보상 제어신호 발생부(20)에 테스트 전원(T_Power)을 공급하게 되고, 다음 클럭(CK1)의 '하이'구간에서는 엔모스 트랜지스터(NM1)가 턴온되어 병렬저항(R2,R3)에 해당하는 저전압 검출 마진의 하위레벨의 전압을 분배하여 보상 제어신호 발생부(20)에 테스트 전원(T_Power)을 공급하게 된다.In the operation, first, in the 'low' section of the clock CK1, the NMOS transistor NM1 is turned off to distribute the high level voltage of the low voltage detection margin through the resistor R3 to compensate the control signal generator 20. ), The test power supply T_Power is supplied, and in the 'high' section of the next clock CK1, the NMOS transistor NM1 is turned on so that the voltage of the lower level of the low voltage detection margin corresponding to the parallel resistors R2 and R3 is supplied. The test power supply T_Power is supplied to the compensation control signal generator 20 by distributing.

참고로, 예를 들어 상기 저전압 검출레벨을 2.5볼트로 한다면 마진을 1볼트로 잡을 경우 상위 레벨은 3볼트로 하고, 하위 레벨은 2볼트가 된다.For reference, if the low voltage detection level is 2.5 volts, the upper level is 3 volts and the lower level is 2 volts when the margin is set to 1 volt.

다음, 도4는 상기 보상 제어신호 발생부(20)의 상세 회로도로서, 이에 도시한 바와 같이 테스트 전원(T_Power)을 입력받아 전압 분배에 의해 기준전압(Vref)을 발생하는 테스트 기준전압 발생부(20a)와; 상기 기준전압 발생부(20a)를 통해 테스트 전원(T_Power)의 레벨을 감지하여 특정 레벨 이하에서 저전압 검출신호를 출력하는 테스트 저전압 검출부(20b)와; 상기 테스트 저전압 검출부(20b)의 출력을 전원전압(Vdd)에 의해 버퍼링하여 출력하는 버퍼부(20c)와; 상기 버퍼부(20c)를 통해 출력하는 저전압 검출신호를 입력받아 클럭(CK1)에 동기하여 보상 제어신호를 출력하는 제어신호 출력부(20d)로 구성된다.Next, FIG. 4 is a detailed circuit diagram of the compensation control signal generator 20. As shown in FIG. 4, a test reference voltage generator (not shown) receives a test power source T_Power and generates a reference voltage Vref by voltage division. 20a); A test low voltage detector 20b which senses a level of a test power T_Power through the reference voltage generator 20a and outputs a low voltage detection signal below a specific level; A buffer unit 20c for buffering and outputting the output of the test low voltage detector 20b with a power supply voltage Vdd; The control signal output unit 20d receives the low voltage detection signal output through the buffer unit 20c and outputs a compensation control signal in synchronization with the clock CK1.

여기서, 상기 테스트 기준전압 발생부(20a)는 저항(R4)을 통해 소오스측에 테스트 전원(T_Power)을 입력받고, 게이트에 테스트온 신호(TEST_on)를 인가받아 온/오프 제어되는 피모스 트랜지스터(PM2)와; 드레인이 상기 피모스 트랜지스터(PM2)의 드레인에 연결되고, 게이트에 상기 테스트온 신호(TEST_on)를 인가받아 제어되는 엔모스 트랜지스터(NM3)와; 게이트 및 드레인이 상기 피모스 트랜지스터(PM2)의 드레인과 공통 연결되고, 소오스가 저항(R5)을 통해 접지된 엔모스 트랜지스터(NM4)와; 서로 직렬 연결된 저항(R6)과 게이트에 테스트전원(T_Power)을 인가받는 엔모스 트랜지스터(NM5)가 상기 저항(R5)에 병렬 연결되어 구성된다.Here, the test reference voltage generator 20a receives a test power supply T_Power on the source side through the resistor R4 and receives a test on signal TEST_on from the gate to control the on / off of the PMOS transistor. PM2); An NMOS transistor NM3 having a drain connected to the drain of the PMOS transistor PM2 and controlled by receiving the test-on signal TEST_on at a gate thereof; An NMOS transistor NM4 having a gate and a drain connected in common with the drain of the PMOS transistor PM2 and whose source is grounded through a resistor R5; The resistor R6 connected in series with each other and the NMOS transistor NM5 to which the test power source T_Power is applied to the gate are connected in parallel with the resistor R5.

또한, 테스트 저전압 검출부(20b)는 동작 전압으로 테스트 전원(T_Power)을 인가받고, 각각 피모스 트랜지스터(PM3,PM4) 및 엔모스 트랜지스터(NM6,NM7)를 직렬 연결하여 구성한 인버터에 의해 상기 테스트 기준전압 발생부(20a)의 출력 레벨을 버퍼링하여 출력하는 직렬 연결된 두 개의 인버터부로 구성된다.In addition, the test low voltage detector 20b receives a test power source T_Power as an operating voltage and performs the test reference by an inverter configured by connecting PMOS transistors PM3 and PM4 and NMOS transistors NM6 and NM7 in series. It consists of two inverter units connected in series to buffer and output the output level of the voltage generator 20a.

다음, 버퍼부(20c)는 상기 테스트 저전압 검출부(20b)의 출력 레벨을 전원전압(Vdd)을 동작전압으로 사용하는 서로 직렬 연결된 두 인버터(INV1, INV2)에 의해 버퍼링하여 출력하도록 구성된다.Next, the buffer unit 20c is configured to buffer and output the output level of the test low voltage detector 20b by two inverters INV1 and INV2 connected in series using the power supply voltage Vdd as an operating voltage.

다음, 제어신호 출력부(20d)는 일단에 인버터(INV3)를 통해 클럭(CK1)을 입력받고, 다른 일단에 테스트온 신호(TEST_on)를 입력받아 노아 연산하는 노아게이트(NOR1)와; 일단에 클럭(CK1)을 입력받고, 다른 일단에 테스트온 신호(TEST_on)를 입력받아 노아 연산하는 노아게이트(NOR2)와; 상기 각 노아게이트(NOR1,NOR2)의 출력을 클럭으로 하여 상기 버퍼부(20c)의 출력을 공통으로 데이터 입력으로 받아 래치하여 보상 제어신호(option1,option2)를 출력하는 래치(Latch1,Latch2)로 구성된 것으로, 이하 상기 회로에 의한 동작을 설명하면 다음과 같다.Next, the control signal output unit 20d includes a NOR gate NOR1 configured to receive a clock CK1 through an inverter INV3 at one end thereof and to perform a NOR operation by receiving a test-on signal TEST_on at the other end thereof; A NOR gate NOR2 configured to receive a clock CK1 at one end and a NOR operation by receiving a test-on signal TEST_on at the other end; The outputs of the NOA gates NOR1 and NOR2 are clocked, and the outputs of the buffer unit 20c are commonly received as data inputs and latched to output the compensation control signals option1 and option2 to latches Latch1 and Latch2. The operation by the circuit will be described below.

일단, 클럭(CK1)의 '로우'구간에서는 상위마진의 레벨로 저전압 검출 테스트를 한것이 되며, 클럭(CK1)의 '하이'구간에서는 하위마진의 레벨로 저전압 검출 테스트를 한것이 되며 그 결과는 다음의 표1과 같이 세가지 경우가 발생하게 된다.First, the low voltage detection test is performed at the level of the upper margin in the 'low' section of the clock CK1, and the low voltage detection test is performed at the low margin level in the 'high' section of the clock CK1. Three cases occur as shown in Table 1.

테스트 레벨Test level CK1='low'CK1 = 'low' CK1='high'CK1 = 'high' Latch2Latch2 Latch1Latch1 상위마진 레벨보다 클때When higher than upper margin level HH HH HH HH 상위마진∼하위마진Upper margin to lower margin LL HH LL HH 하위마진 레벨보다 작을때When lower than margin level LL LL LL LL

즉, 클럭(CK1)이 '로우'구간일 경우 테스트 레벨이 상위마진 레벨보다 크면 '하이'가 출력되고, 저전압이 검출되면 제어신호 출력부(20d)의 노아게이트(NOR2)에서 출력되는 신호를 클럭으로 하는 래치(Latch2)가 상기 '하이'의 데이터 입력을 래치하여 보상 제어신호(option2)를 출력한다.다음, 클럭(CK1)이 '하이'구간일 경우 테스트 레벨이 하위마진 레벨보다 작으면 '로우'가 출력되고, 저전압이 검출되지 않으면 제어신호 출력부(20d)의 노아게이트(NOR1)에서 출력되는 신호를 클럭으로 하는 래치(Latch1)가 상기 '로우'의 데이터 입력을 래치하여 보상 제어신호(option1)를 출력하게 된다.That is, when the clock level CK1 is 'low', when the test level is greater than the upper margin level, 'high' is output. When low voltage is detected, the signal output from the noar gate NOR2 of the control signal output unit 20d is output. A latch latch2 as a clock latches the 'high' data input to output a compensation control signal option2. Next, when the clock CK1 is in the 'high' section, the test level is smaller than the lower margin level. When the low is output and the low voltage is not detected, the latch Latch1 which clocks the signal output from the NOA gate NOR1 of the control signal output unit 20d as the clock latches the data input of the low to compensate for the control. The signal option1 is outputted.

다음, 저전압 검출레벨 보상부(30)는 상기 제어신호 출력부(20d)에서 출력하는 보상 제어신호(option1,option2)에 의해 기준전압(Vref) 레벨을 소폭으로 가감하여 저전압(LVD) 검출레벨을 소정의 마진폭 안으로 들게 하는 것으로 그 구성은 도5와 같다.Next, the low voltage detection level compensation unit 30 slightly decreases the reference voltage Vref level by the compensation control signals option1 and option2 output from the control signal output unit 20d to reduce the low voltage LVD detection level. The configuration is as shown in Fig. 5 to fall within a predetermined margin width.

즉, 도5는 상기 저전압 검출레벨 보상부(30)의 상세 회로도로서, 이에 도시한 바와 같이 보상 제어신호 발생부(20)에서 출력하는 보상 제어신호(option1,option2)에 의해 전원전압(Vdd)의 분배전압을 조절하여 기준전압(Vref)을 가변 발생하는 가변기준전압 발생부(30a)와; 상기 가변기준전압 발생부(30a)를 통해 전원전압(Vdd)의 레벨을 감지하여 특정 레벨 이하에서 보상된 저전압 검출신호를 출력하는 저전압 검출부(30b)로 구성된다.That is, FIG. 5 is a detailed circuit diagram of the low voltage detection level compensation unit 30. As shown in FIG. 5, the power supply voltage Vdd is generated by the compensation control signals option1 and option2 output from the compensation control signal generation unit 20. As shown in FIG. A variable reference voltage generator 30a for generating a reference voltage Vref by adjusting a distribution voltage of the variable voltage; The low voltage detector 30b detects the level of the power supply voltage Vdd through the variable reference voltage generator 30a and outputs a low voltage detection signal compensated below a specific level.

이때, 상기 가변기준전압 발생부(30a)는 저항(R7)을 통해 소오스측에 전원전압(Vdd)을 입력받고, 게이트에 정지신호(Stop)를 인가받아 온/오프 제어되는 피모스 트랜지스터(PM5)와; 드레인이 상기 피모스 트랜지스터(PM5)의 드레인에 연결되고, 게이트에 상기 정지신호(Stop)를 인가받아 제어되는 엔모스 트랜지스터(NM8)와; 상기 엔모스 트랜지스터(NM8)와 병렬 연결된 커패시터(C1)와; 게이트 및 드레인이 상기 피모스 트랜지스터(PM5)의 드레인과 공통 연결되고, 소오스가 저항(R8)을 통해 접지된 엔모스 트랜지스터(NM9)와; 상기 저항과 병렬로 서로 직렬 연결된 저항(R9)과 게이트에 보상 제어신호(option1)를 인가받는 엔모스 트랜지스터(NM10)와; 상기 저항(R9) 및 트랜지스터(NM10)와 병렬로 서로 직렬 연결된 저항(R10)과 게이트에 보상 제어신호(option2)를 인가받는 엔모스 트랜지스터(NM11)로 구성된다.At this time, the variable reference voltage generator 30a receives the power supply voltage Vdd on the source side through the resistor R7 and receives the stop signal Stop on the gate to control the on / off of the PMOS transistor PM5. )Wow; An NMOS transistor NM8 having a drain connected to the drain of the PMOS transistor PM5 and controlled by receiving the stop signal Stop at a gate thereof; A capacitor C1 connected in parallel with the NMOS transistor NM8; An NMOS transistor NM9 having a gate and a drain connected in common with the drain of the PMOS transistor PM5 and whose source is grounded through a resistor R8; An NMOS transistor NM10 receiving a compensation control signal option1 applied to a resistor R9 and a gate connected in series with each other in parallel with the resistor; A resistor R10 connected in series with the resistor R9 and the transistor NM10 and the NMOS transistor NM11 to which the compensation control signal option2 is applied to the gate.

또한, 저전압 검출부(30b)는 상기 가변기준전압 발생부(30a)의 출력 레벨을 버퍼링하여 출력하는 서로 직렬 연결된 두 개의 인버터(INV4, INV5)로 구성된다.In addition, the low voltage detector 30b includes two inverters INV4 and INV5 connected in series to each other, buffering and outputting the output level of the variable reference voltage generator 30a.

상기와 같이 구성된 저전압 검출레벨 보상부(30)의 보다 구체적인 동작을 설명하면 다음과 같다.즉, 상기 저전압 검출레벨 보상부(30)는 상기 보상 제어신호 발생부(20)에서 출력하는 제1 보상 제어신호(option1)를 입력받으면 엔모스 트랜지스터(NM10)가 턴온되어 병렬저항(R8,R9)에 의해 기준전압(Vref)이 낮아지고, 제2 보상 제어신호(option2)를 입력받으면 엔모스 트랜지스터(NM11)가 턴온되어 병렬저항(R8,R9,R10)에 의해 기준전압(Vref)이 더욱 낮아지게 된다.이와 같은 방법으로 기준전압(Vref) 레벨을 소폭으로 가감하여 저전압(LVD) 검출레벨을 소정의 마진폭 안으로 들게 하는 것이다.A detailed operation of the low voltage detection level compensation unit 30 configured as described above is as follows. That is, the low voltage detection level compensation unit 30 outputs the first compensation output from the compensation control signal generator 20. When the control signal option1 is input, the NMOS transistor NM10 is turned on, and the reference voltage Vref is lowered by the parallel resistors R8 and R9. When the second compensation control signal option2 is received, the NMOS transistor NM10 is turned on. NM11 is turned on so that the reference voltage Vref is further lowered by the parallel resistors R8, R9, and R10. In this way, the reference voltage Vref is slightly added or subtracted to determine the low voltage LVD detection level. It is to be made into the margin of the.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 저전압 검출레벨 진단 및 보상회로는 저전압 검출회로의 특성이 반도체 제조 공정에서의 환경 변화에 따라 다르게 설정되는 공정파라미터의 문턱전압(Vt)에 의해 높아지거나 낮아진 검출 전압을 소자 내부적으로 진단하고 소정의 마진 내에서 보상하여 줌으로써 수율을 높여줄 수 있을 뿐만 아니라 보다 안정적인 동작을 수행할 수 있는 효과가 있다.As described above, the low voltage detection level diagnosis and compensation circuit of the present invention uses a low voltage detection circuit to detect a low or high detection voltage due to a threshold voltage Vt of a process parameter that is set differently according to environmental changes in a semiconductor manufacturing process. By internally diagnosing and compensating within a predetermined margin, not only can the yield be increased, but also a more stable operation can be performed.

Claims (7)

소오스에 전원전압을 인가받는 피모스 트랜지스터(PM1)에 직렬 연결되고, 소오스가 접지되며 그 게이트에 공통으로 테스트온 신호(TEST_on)를 인가받아 제어되는 엔모스 트랜지스터(NM2)와; 상기 두 트랜지스터(PM1,NM2)의 공통 접속점에 저항(R1)을 통해 직렬 접속된 저항(R3)과; 서로 직렬 연결된 저항(R2)과 게이트에 클럭(CK1)을 입력받는 엔모스 트랜지스터(NM1)가 상기 저항(R3)에 병렬 연결되어 검출해야될 저전압(LVD) 레벨을 기준으로 소정 마진의 상위와 하위의 테스트용 전압을 출력하는 테스트전압 발생부와; 상기 테스트전압 발생부에서 출력하는 상위마진 전압의 상위레벨과 하위마진 전압의 하위레벨에서 저전압(LVD) 레벨이 검출되는지의 여부에 따라 보상 제어신호를 출력하는 보상 제어신호 발생부와; 상기 보상 제어신호 발생부에서 출력하는 보상 제어신호에 의해 전원전압(Vdd)의 분배전압을 조절하여 기준전압(Vref)을 가변 발생하는 가변기준전압 발생부와; 상기 가변기준전압 발생부를 통해 전원전압(Vdd)의 레벨을 감지하여 특정 레벨 이하에서 보상된 저전압 검출신호를 출력하는 저전압 검출부로 구성되어 소정 마진 내에서 저전압이 검출될 수 있도록 보상하는 저전압 검출레벨 보상부로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 저전압 검출레벨 진단 및 보상회로.An NMOS transistor NM2 connected in series with a PMOS transistor PM1 to which a power voltage is applied to the source, the source is grounded, and controlled by receiving a test-on signal TEST_on in common to its gate; A resistor (R3) connected in series via a resistor (R1) to a common connection point of the two transistors (PM1, NM2); The NMOS transistor NM1, which receives the clock CK1 connected in series with the resistor R2 connected in series with each other, is connected to the resistor R3 in parallel so as to be above and below a predetermined margin based on the low voltage LVD level to be detected. A test voltage generator for outputting a test voltage of the test unit; A compensation control signal generator for outputting a compensation control signal according to whether a low voltage LVD level is detected at an upper level of an upper margin voltage and a lower level of a lower margin voltage output from the test voltage generator; A variable reference voltage generator configured to variably generate a reference voltage Vref by adjusting a distribution voltage of the power supply voltage Vdd according to the compensation control signal output from the compensation control signal generator; Low voltage detection level compensation configured to detect the level of the power supply voltage (Vdd) through the variable reference voltage generator to output a low voltage detection signal compensated below a certain level to compensate for the low voltage within a predetermined margin A low voltage detection level diagnosis and compensation circuit, comprising: 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 테스트 기준전압 발생부는 저항(R4)을 통해 소오스측에 테스트 전원(T_Power)을 입력받고, 게이트에 테스트온 신호(TEST_on)를 인가받아 온/오프 제어되는 피모스 트랜지스터(PM2)와; 드레인이 상기 피모스 트랜지스터(PM2)의 드레인에 연결되고, 게이트에 상기 테스트온 신호(TEST_on)를 인가받아 제어되는 엔모스 트랜지스터(NM3)와; 게이트 및 드레인이 상기 피모스 트랜지스터(PM2)의 드레인과 공통 연결되고, 소오스가 저항(R5)을 통해 접지된 엔모스 트랜지스터(NM4)와; 서로 직렬 연결된 저항(R6)과 게이트에 테스트전원(T_Power)을 인가받는 엔모스 트랜지스터(NM5)가 상기 저항(R5)에 병렬 연결되어 구성된 것을 특징으로 하는 저전압 검출레벨 진단 및 보상회로.The PMOS transistor of claim 1, wherein the test reference voltage generator receives a test power (T_Power) on a source side through a resistor (R4) and receives a test-on signal (TEST_on) from a gate to control the on / off of the PMOS transistor. PM2); An NMOS transistor NM3 having a drain connected to the drain of the PMOS transistor PM2 and controlled by receiving the test-on signal TEST_on at a gate thereof; An NMOS transistor NM4 having a gate and a drain connected in common with the drain of the PMOS transistor PM2 and whose source is grounded through a resistor R5; A low voltage detection level diagnosis and compensation circuit, comprising: a resistor (R6) connected in series with each other and an NMOS transistor (NM5) receiving a test power (T_Power) applied to a gate thereof in parallel to the resistor (R5). 제1항에 있어서, 테스트 저전압 검출부는 동작 전압으로 테스트 전원(T_Power)을 인가받고, 각각 피모스 트랜지스터(PM3,PM4) 및 엔모스 트랜지스터(NM6,NM7)를 직렬 연결하여 구성한 인버터에 의해 상기 테스트 기준전압 발생부(20a)의 출력 레벨을 버퍼링하여 출력하는 직렬 연결된 두 개의 인버터부로 구성된 것을 특징으로 하는 저전압 검출레벨 진단 및 보상회로.2. The test low voltage detector of claim 1, wherein the test low voltage detection unit receives a test power supply T_Power as an operating voltage, and performs the test by an inverter configured by connecting PMOS transistors PM3 and PM4 and NMOS transistors NM6 and NM7 in series. Low voltage detection level diagnosis and compensation circuit, characterized in that consisting of two inverter units connected in series to buffer and output the output level of the reference voltage generator (20a). 제1항에 있어서, 제어신호 출력부는 일단에 인버터(INV3)를 통해 클럭(CK1)을 입력받고, 다른 일단에 테스트온 신호(TEST_on)를 입력받아 노아 연산하는 노아게이트(NOR1)와; 일단에 클럭(CK1)을 입력받고, 다른 일단에 테스트온 신호(TEST_on)를 입력받아 노아 연산하는 노아게이트(NOR2)와; 상기 각 노아게이트(NOR1,NOR2)의 출력을 클럭으로 하여 상기 버퍼부의 출력을 공통으로 데이터 입력으로 받아 래치하여 보상 제어신호(option1,option2)를 출력하는 래치(Latch1,Latch2)로 구성된 것을 특징으로 하는 저전압 검출레벨 진단 및 보상회로.The control signal output unit of claim 1, wherein the control signal output unit comprises: a noar gate NOR1 configured to receive a clock CK1 through an inverter INV3 at one end thereof and to perform a NOR operation by receiving a test-on signal TEST_on at the other end; A NOR gate NOR2 configured to receive a clock CK1 at one end and a NOR operation by receiving a test-on signal TEST_on at the other end; The outputs of the NOA gates NOR1 and NOR2 are clocked, and the outputs of the buffer unit are commonly received as data inputs and latched to output compensation control signals option1 and option2. Low voltage detection level diagnosis and compensation circuit. 제1항에 있어서, 상기 가변기준전압 발생부는 저항(R7)을 통해 소오스측에 전원전압(Vdd)을 입력받고, 게이트에 정지신호(Stop)를 인가받아 온/오프 제어되는 피모스 트랜지스터(PM5)와; 드레인이 상기 피모스 트랜지스터(PM5)의 드레인에 연결되고, 게이트에 상기 정지신호(Stop)를 인가받아 제어되는 엔모스 트랜지스터(NM8)와; 상기 엔모스 트랜지스터(NM8)와 병렬 연결된 커패시터(C1)와; 게이트 및 드레인이 상기 피모스 트랜지스터(PM5)의 드레인과 공통 연결되고, 소오스가 저항(R8)을 통해 접지된 엔모스 트랜지스터(NM9)와; 상기 저항과 병렬로 서로 직렬 연결된 저항(R9)과 게이트에 보상 제어신호(option1)를 인가받는 엔모스 트랜지스터(NM10)와; 상기 저항(R9) 및 트랜지스터(NM10)와 병렬로 서로 직렬 연결된 저항(R10)과 게이트에 보상 제어신호(option2)를 인가받는 엔모스 트랜지스터(NM11)로 구성된 것을 특징으로 하는 저전압 검출레벨 진단 및 보상회로.2. The PMOS transistor of claim 1, wherein the variable reference voltage generator is configured to receive a power supply voltage Vdd from a source through a resistor R7 and receive a stop signal Stop at a gate thereof to control on / off of the PMOS transistor PM5. )Wow; An NMOS transistor NM8 having a drain connected to the drain of the PMOS transistor PM5 and controlled by receiving the stop signal Stop at a gate thereof; A capacitor C1 connected in parallel with the NMOS transistor NM8; An NMOS transistor NM9 having a gate and a drain connected in common with the drain of the PMOS transistor PM5 and whose source is grounded through a resistor R8; An NMOS transistor NM10 receiving a compensation control signal option1 applied to a resistor R9 and a gate connected in series with each other in parallel with the resistor; Low voltage detection level diagnosis and compensation, comprising a resistor R10 connected in series with the resistor R9 and the transistor NM10 and an NMOS transistor NM11 to which a compensation control signal option2 is applied to a gate. Circuit.
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