KR100582380B1

KR100582380B1 - 동작모드에 따라 선별적으로 파워를 공급하는 파워공급장치

Info

Publication number: KR100582380B1
Application number: KR1019990025884A
Authority: KR
Inventors: 이재진
Original assignee: 주식회사 하이닉스반도체
Priority date: 1999-06-30
Filing date: 1999-06-30
Publication date: 2006-05-23
Also published as: KR20010005090A

Abstract

본 발명은 반도체집적회로의 파워공급장치에 있어서 액티브모드에서는 높은 전원전위를 공급하여 동작속도를 빠르게하고, 스탠바이모드에서는 낮은 전원전위를 공급하여 대기시에 발생하는 누설 전류를 최소화하기 위한 것으로서, 이를 위한 본 발명은 동작 모드에 따라 다수의 블럭에 선별적으로 파워를 공급하는 파워공급장치에 있어서, 외부 입력어드레스에 따라 상기 블럭이 액티브되면 인에이블되는 블럭셀렉션신호를 생성하는 블럭선택부; 및 외부에서 제1내부공급전원 또는 상기 제1내부공급전원에 비해 상대적으로 전위가 낮은 제2내부공급전원을 입력받아, 상기 블럭셀렉션신호에 응답하여 상기 블럭의 공급전원라인으로 상기 제1내부공급전원 또는 상기 제2내부공급전원을 인가하는 블럭파워공급부를 구비하고, 액티브모드에서는 상기 제1내부공급전원을 스탠바이모드에서는 상기 제2내부공급전원을 상기 공급전원라인으로 공급한다.

누설전류, 문턱전압, 블럭선택부, 블럭파워공급부.

Description

동작모드에 따라 선별적으로 파워를 공급하는 파워공급장치{Power supply device for suppling different power corresponding to operation mode}

도1은 종래의 파워 공급 방법을 보여주는 도면.

도2는 본 발명의 일실시예에 따른 파워공급장치를 보여주는 도면.

도3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 파워공급장치를 보여주는 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

210 : 제1블럭 250 : 제2블럭

220 : 제1블럭선택부 260 : 제2블럭선택부

230 : 제1블럭파워공급부 270 : 제2블럭파워공급부

본 발명은 반도체집적회로에 관한 것으로서, 특히 누설전류는 줄이고 동작속도는 유지하기 위하여 동작 모드에 따라 선별적으로 파워를 공급하는 파워 공급 장 치에 관한 것이다.

일반적으로, 칩이 고집적화 되면서 작아지는 트랜지스터의 사이즈(size)에 의해서 발생하는 신뢰성의 문제를 해결하고, 아울러 성능의 향상을 위하여 전원전위와 문턱전위가 낮아진다. 한편, 문턱전위가 낮아지는 것은 동작하는 트랜지스터의 누설전류가 급격히 증가하는 효과를 가져오게 되어 반도체 소자의 대기시 전류소모가 증가하게 된다.

누설 전류를 줄이기 위하여 전원전위가 낮은 상태에서 문턱전위를 높게 사용하는 경우는 반도체 소자의 동작속도의 저하를 가져와 동작속도가 지연되고, 동작속도를 높이기 위해서 문턱전위를 낮추는 경우에는 누설전류가 많아진다.

반도체 소자의 대기시에 소모하는 전류의 대부분은 누설전류에 기인하는데, 이러한 누설전류는 트랜지스터가 턴-오프상태에서 채널로 흐르는 누설전류와 트랜지스터를 구성하는 정션으로 흐르는 누설전류가 대부분이며 이러한 누설전류는 문턱전위와 관련이 되고 또한 트랜지스터의 사이즈와도 관련되고 전원전위가 높은가 와도 관련이 있다.

일반적으로, 문턱전위가 낮거나, 트랜지스터의 사이즈가 작거나, 전원전위가 높은 경우에 누설 전류가 많다.

한편, 반도체 소자, 특별히 메모리 소자는 어드레스로 구별 가능한 몇개의 블록으로 구분 가능한 데 동작시에 반도체 메모리 소자의 전체 영역이 모두 동작하는 것이 아니라, 어드레스에 의하여 선택되는 일부 영역의 회로만이 동작에 관여하게 된다.

도1은 종래의 파워 공급 방법을 보여주는 도면이다.

도1을 참조하면, 종래에는 다수의 블럭(11, 12, 13)에 동일한 공급전원(Vcc)을 인가하여 선택된 블럭이나 선택되지 않은 블록이나 동일한 전원에 의해 동작이 수행된다.

그러나, 동일한 전원전압으로 모든 블럭을 동작시키는 경우에는 누설 전류의 문제점과 동작속도를 동시에 만족시킬 수는 없다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 동작에 관여하는 액티브모드가 수행되는 블럭에서는 높은 전원전위를 공급하여 동작속도를 빠르게하고, 동작에 관여하지 않는 스탠바이모드가 수행되는 블럭에서는 낮은 전원전위를 공급하여 대기시에 발생하는 누설 전류를 최소화한 파워공급장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 동작 모드에 따라 다수의 블럭에 선별적으로 파워를 공급하는 파워공급장치에 있어서, 외부 입력어드레스에 따라 상기 블럭이 액티브되면 인에이블되는 블럭셀렉션신호를 생성하는 블럭선택부; 및 외부에서 제1내부공급전원 또는 상기 제1내부공급전원에 비해 상대적으로 전위가 낮은 제2내부공급전원을 입력받아, 상기 블럭셀렉션신호에 응답하여 상기 블럭의 공급전 원라인으로 상기 제1내부공급전원 또는 상기 제2내부공급전원을 인가하는 블럭파워공급부를 구비하고, 액티브모드에서는 상기 제1내부공급전원을 스탠바이모드에서는 상기 제2내부공급전원을 상기 공급전원라인으로 공급한다.

또한, 본 발명은 동작 모드에 따라 다수의 블럭에 선별적으로 파워를 공급하는 파워공급장치에 있어서, 외부 입력어드레스에 따라 상기 블럭이 액티브되면 인에이블되는 블럭셀렉션신호를 생성하는 블럭선택부; 및 외부에서 공급된 내부공급전원을 입력받아 상기 내부공급전원보다 트랜지스터의 문턱전위만큼 낮은 2차내부공급전원을 생성하며, 상기 블럭셀렉션신호에 응답하여 상기 블럭의 공급전원라인으로 상기 내부공급전원 또는 상기 2차내부공급전원을 인가하는 블럭파워공급부를 구비하고, 액티브모드에서는 상기 내부공급전원을 스탠바이모드에서는 상기 2차내부공급전원을 상기 공급전원라인으로 공급한다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도2는 본 발명의 일실시예에 따른 파워공급장치를 보여주는 도면이다.

도2를 참조하면, 파워공급장치는 외부 입력어드레스에 따라 선택되는 제1블럭(210)과 제2블럭(250)에 제1내부공급전원(Vint1) 또는 제2내부공급전원(Vint2)을 선별적으로 공급하기 위하여, 상기 제1블럭(210)의 파워공급을 제어하는 제1블럭셀렉션신호(bs1)을 생성하는 제1블럭선택부(220)와, 상기 제1블럭셀렉션신호(bs1)에 응답하여 상기 제1블럭(210)의 제1공급전원라인(V_bl1)에 상기 제1내부공급전원 또 는 상기 제2내부공급전원을 공급하는 제1블럭파워공급부 (230)와, 상기 제2블럭(250)의 파워공급을 제어하는 제2블럭셀렉션신호(bs2)를 생성하는 제2블럭선택부(260)와, 상기 제2블럭셀렉션신호(bs2)에 응답하여 상기 제2블럭(250)의 제2공급전원라인(V_bl2)에 상기 제1내부공급전원 또는 상기 제2내부공급전원을 공급하는 제2블럭파워공급부(270)를 포함하여 이루어진다.

상기 제1블럭파워공급부(230)는 게이트로 상기 제1블럭셀렉션신호(bs1)를 입력받아 상기 제1공급전원라인(V_bl1)에 상기 제2내부공급전원(Vint2)을 전달하는 PMOS트랜지스터 PM21과, 상기 제1블럭셀렉션신호를 반전하는 인버터 INV21과, 게이트로 상기 인버터 INV21의 출력신호를 입력받아 소스-드레인 경로를 통해 상기 제1공급전원라인(V_bl1)에 상기 제1내부공급전원(Vint1)을 전달하는 PMOS트랜지스터 PM22로 이루어진다.

또한, 상기 제2블럭파워공급부(270)는 게이트로 상기 제2블럭셀렉션신호 (bs2)를 입력받아 상기 제2공급전원라인(V_bl2)에 상기 제2내부공급전원(Vint2)을 전달하는 PMOS트랜지스터 PM23과, 상기 제2블럭셀렉션신호를 반전하는 인버터 INV22와, 게이트로 상기 인버터 INV22의 출력신호를 입력받아 소스-드레인 경로를 통해 상기 제2공급전원라인(V_bl2)에 상기 제1내부공급전원(Vint1)을 전달하는 PMOS트랜지스터 PM24로 이루어진다.

상기 제1내부공급전원(Vint1)은 외부에서 직접 인가되는 전원, 또는 외부에서 인가되는 전원을 이용하여 내부에서 생성된 전원, 또는 외부에서 인가되는 전원을 이용하여 인가되는 전원 이상의 고전위로 내부에서 생성된 전원이다. 상기 제2 내부공급전원(Vint2)은 상기 제1내부공급전원 보다 상대적으로 낮은 전원 전위를 갖는다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일실시예에 따른 동작에 대해서 살펴본다.

상대적으로 높은 전원전압 레벨을 갖는 상기 제1내부공급전원(Vint1)은 블럭이 활성화 되어 액티브모드(active mode)로 되면 상기 제1블럭(210) 또는 상기 제2블럭(250)의 공급전원으로서 인가되고 동작이 빠른 속도로 일어날 수 있도록 하였고, 상기 제1내부공급전원(Vint1)에 비해 상대적으로 낮은 전원전압 레벨을 갖는 상기 제2내부공급전원(Vint2)은 동작이 일어나지 않는 스탠바이모드(stand-by mode)에서 상기 제1블럭(210) 또는 상기 제2블럭(250)으로 인가되어 상기 스탠바이모드에서의 누설전류를 최소화한다.

스탠바이모드에서는 상기 제1블럭셀렉션신호(bs1)와 상기 제2블럭셀렉션신호 (bs2)가 모두 "로우"로 디스에이블되고, 상기 PMOS트랜지스터 PM21과 상기 PMOS트랜지스터 PM23은 턴-온(turn-on)되어 상기 제1블럭(210) 및 상기 제2블럭(250)에 상기 제2내부공급전원(Vint2)을 공급한다.

입력되는 어드레스에 따라 상기 제1블럭(210)이 활성화되면 상기 제1블럭선택부(220)의 출력신호인 상기 제1블럭셀렉션신호(bs1)가 "하이"로 액티브되어 상기 PMOS트랜지스터 PM21이 턴-오프되고 상기 PMOS트랜지스터 PM23이 턴-온되어 상기 제1블럭(210)에 상기 제1내부공급전원(Vint1)을 공급한다.

한편, 상기 제2블럭(250)이 활성화되면 상기 제2블럭셀렉션신호(bs2)가 "하 이"로 액티브되어 상기 PMOS트랜지스터 PM22가 턴-오프되고 상기 PMOS트랜지스터 PM24가 턴-온되어 상기 제2블럭(250)에 상기 제1내부공급전원(Vint1)을 공급한다.

도3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 파워공급장치를 보여주는 도면이다.

도3을 참조하면, 파워공급장치는 외부입력어드레스에 따라 선택되는 제1블럭(310)과 제2블럭(350)에 내부공급전원(Vint)을 공급하기 위하여, 상기 제1블럭(310)의 파워공급을 제어하는 제1블럭셀렉션신호(bs1)을 생성하는 제1블럭선택부(320)와, 상기 제1블럭셀렉션신호(bs1)에 응답하여 상기 제1블럭(310)의 제1공급전원라인(V_bl1)에 상기 내부공급전원 또는 상기 내부공급전원에서 문턱전위만큼 감소한 2차내부공급전원을 공급하는 제1블럭파워공급부(330)와, 상기 제2블럭(350)의 파워공급을 제어하는 제2블럭셀렉션신호(bs2)를 생성하는 제2블럭선택부(360)와, 상기 제2블럭셀렉션신호 (bs2)에 응답하여 상기 제2블럭(350)의 제2공급전원라인(V_bl2)에 상기 내부공급전원 또는 상기 2차내부공급전원을 공급하는 제2블럭파워공급부(370)를 포함하여 이루어진다.

상기 제1블럭파워공급부(330)는 상기 제1블럭셀렉션신호를 반전하는 인버터 INV31과, 게이트로 상기 인버터 INV31의 출력신호 입력받아 상기 제1공급전원라인(V_bl1)에 상기 내부공급전원(Vint)을 전달하는 PMOS트랜지스터 PM31과, 게이트로 상기 인버터 INV31의 출력신호를 입력받아 소스-드레인 경로를 통해 상기 제1공급전원라인(V_bl1)에 상기 내부공급전원(Vint)을 상기 2차내부공급전원 레벨로서 전달하는 NMOS트랜지스터 NM31로 이루어진다.

또한, 상기 제2블럭파워공급부(370)는 상기 제1블럭셀렉션신호를 반전하는 인버터 INV32와, 게이트로 상기 인버터 INV32의 출력신호 입력받아 상기 제2공급전원라인(V_bl2)에 상기 내부공급전원(Vint)을 전달하는 PMOS트랜지스터 PM32와, 게이트로 상기 인버터 INV32의 출력신호를 입력받아 소스-드레인 경로를 통해 상기 제2공급전원라인(V_bl2)에 상기 내부공급전원(Vint)을 상기 2차내부공급전원 레벨로서 전달하는 NMOS트랜지스터 NM32로 이루어진다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 다른 실시예의 동작에 대해서 살펴본다.

외부 입력어드레스에 따라 선택되는 상기 제1블럭(310)과 상기 제2블럭(350)에 동작 모드에 따라 공급전원을 선별적으로 공급하기 위하여 본 발명에서는 NMOS트랜지스터의 소자 특성을 이용하였다. PMOS트랜지스터의 경우에는 "하이"의 신호를 전달할 경우에 전원의 손실이 없지만, NMOS트랜지스터는 "하이"의 신호, 즉 공급전원을 전달할 경우에 문턱전위 크기만큼의 손실이 발생한다.

따라서, 액티브모드에서는 PMOS트랜지스터를 통해서 상기 제1블럭(310) 또는 상기 제2블럭(350)에 상기 내부공급전원을 전달하고, 스탠바이모드에서는 NMOS트랜지스터를 통해서 상기 제1블럭(310) 또는 상기 제2블럭(350)에 상기 내부공급전원에서 문턱전위만큼 떨어진 상기 2차내부공급전압을 인가함으로써 액티브모드에 비해 상대적으로 낮은 전원이 인가된다.

구체적으로, 스탠바이모드에서는 상기 제1블럭셀렉션신호(bs1) 또는 상기 제2블럭셀렉션신호(bs2)가 "로우"로 디스에이블되어 상기 NMOS트랜지스터 NM31 또는 NM32가 턴-온되어 상기 제1블럭(310) 또는 상기 제2블럭(350)에 상기 2차내부공급전압이 인가된다.

상기 제1블럭(310) 또는 상기 제2블럭(350)이 활성화되면 상기 제1블럭셀렉션신호(bs1) 또는 상기 제2블럭셀렉션신호(bs2)가 "하이"로 액티브되어 상기 PMOS트랜지스터 PM31 또는 PM32가 턴-온되어 상기 제1블럭(310) 또는 상기 제2블럭(350)에 상기 내부공급전원을 인가한다.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은, 파워공급장치에 있어서 액티브모드에서는 높은 전원전위를 공급하여 동작속도를 빠르게하고, 스탠바이모드에서는 낮은 전원전위를 공급하여 대기시에 발생하는 누설 전류를 최소화하였다.

Claims

삭제
동작 모드에 따라 다수의 블럭에 선별적으로 파워를 공급하는 파워공급장치에 있어서,

외부 입력어드레스에 따라 상기 블럭이 액티브되면 인에이블되는 블럭셀렉션신호를 생성하는 블럭선택부; 및

외부에서 제1내부공급전원 또는 상기 제1내부공급전원에 비해 상대적으로 전위가 낮은 제2내부공급전원을 입력받아, 상기 블럭셀렉션신호에 응답하여 상기 블럭의 공급전원라인으로 상기 제1내부공급전원 또는 상기 제2내부공급전원을 인가하는 블럭파워공급부를 구비하고,

상기 블럭파워공급부는,

게이트로 상기 블럭셀렉션신호를 입력받아 소스-드레인 경로를 통해 상기 제2내부공급전원을 상기 공급전원라인으로 인가하는 제1PMOS트랜지스터; 및

게이트로 반전된 상기 블럭셀렉션신호를 입력받아 소스-드레인 경로를 통해 상기 제1내부공급전원을 상기 공급전원라인으로 인가하는 제2PMOS트랜지스터를 구비하며,

액티브모드에서는 상기 제1내부공급전원을 스탠바이모드에서는 상기 제2내부공급전원을 상기 공급전원라인으로 공급하는 파워공급장치.
삭제
동작 모드에 따라 다수의 블럭에 선별적으로 파워를 공급하는 파워공급장치에 있어서,

외부 입력어드레스에 따라 상기 블럭이 액티브되면 인에이블되는 블럭셀렉션신호를 생성하는 블럭선택부; 및

외부에서 공급된 내부공급전원을 입력받아 상기 내부공급전원보다 트랜지스터의 문턱전위만큼 낮은 2차내부공급전원을 생성하며, 상기 블럭셀렉션신호에 응답하여 상기 블럭의 공급전원라인으로 상기 내부공급전원 또는 상기 2차내부공급전원을 인가하는 블럭파워공급부를 구비하고,

상기 블럭파워공급부는,

게이트로 반전된 상기 블럭셀렉션신호를 입력받아 소스-드레인 경로를 통해 상기 내부공급전원을 상기 2차내부공급전원레벨로 다운시켜 상기 공급전원라인으로 인가하는 NMOS트랜지스터; 및

게이트로 상기 반전된 블럭셀렉션신호를 입력받아 소스-드레인 경로를 통해 상기 내부공급전원을 상기 공급전원라인으로 인가하는 PMOS트랜지스터를 구비하며,

액티브모드에서는 상기 내부공급전원을 스탠바이모드에서는 상기 2차내부공급전원을 상기 공급전원라인으로 공급하는 파워공급장치.