KR100623616B1 - 반도체메모리소자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 래치업 현상 및 칩의 손상을 방지할 수 있는 내부전원 발생장치를 제공하기 위한 것으로, 이를 위한 본 발명으로 기준전압에 대한 내부 전원전압의 레벨을 감지하기 위한 레벨 감지수단; 상기 레벨 감지수단의 출력신호에 제어받아 제1 주기신호를 생성하기 위한 노말 주기신호 생성수단; 상기 제1 주기신호를 인가받아 외부 전원전압를 펌핑하여 상기 내부 전원전압을 생성하기 위한 노말 차지 펌핑수단; 상기 외부 전원전압에 대한 상기 내부 전원전압의 레벨을 감지하기 위한 초기 레벨 감지수단; 상기 액티브 커맨드와, 상기 레벨 감지수단의 출력신호와, 상기 초기 레벨 감지수단의 출력신호에 응답하여 액티브 구동신호를 생성하기 위한 구동신호 생성수단; 상기 액티브 구동신호에 응답하여 제2 주기신호를 생성하기 위한 액티브 주기신호 생성수단; 상기 제2 주기신호를 인가받아 상기 외부 전원전압를 펌핑하여 상기 내부 전원전압을 생성하기 위한 액티브 차지 펌핑수단; 및 소자의 초기 동작 시 상기 내부 전원전압을 공급하기 위해 초기화수단을 구비하는 내부전원 발생장치를 제공한다.

외부전압, PVT(Process, Voltage, Temperature) 변동, 래치 업, 신뢰성, 내부전압

Description

반도체메모리소자{SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICE}

도 1은 종래기술에 따른 내부전원 발생장치의 블록 구성도.

도 2은 일반적인 CMOS트랜지스터의 단면 및 기생 트랜지스터를 도시한 도면.

도 3a 및 도 3b는 전압전원 VDD의 레벨 변화에 따른 도 1의 내부전원 발생장치의 출력전압의 레벨 변화를 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 내부전원 발생장치의 블록 구성도.

도 5a 및 도 5b는 전원전압 VDD의 레벨 변화에 따른 도 4의 내부전원 발생장치의 출력전압의 레벨 변화를 도시한 도면.

도 6a 내지 도 6c는 도 4의 초기 레벨 감지부의 내부 회로도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

400 : 구동신호 생성부

700 : 초기화부

800 : 초기 레벨 감지부

본 발명은 반도체 설계 기술에 관한 것으로, 특히 신뢰성 높은 동작 수행을 갖는 반도체메모리소자에 관한 것이다.

반도체 메모리 소자에서 내부 전원으로 사용하는 내부 전압 발생장치(Vint generator)는 외부 전원전압(External voltage, VDD)을 공급받아 다양한 레벨의 내부 전원전압(Internal voltage)을 만드는 회로이다.

한편, 이와같이 소자의 내부에서 사용되는 전압을 자체적으로 생성하므로, 주변온도, 공정, 또는 압력 등의 변동에 관계없이 안정적인 내부전압을 생성하는 것에 많은 노력이 있어왔다.

그러나 이런 내부 전원전압을 외부 전원전압이 메모리에 공급됨에 따라 제어되는 장치가 없다면, P-type반도체와 N-type반도체의 적절한 조합 및 접합으로 이루어지는 메모리소자에 원하는 않는 PN접합부의 턴온 상태가 발생되어 소자에 치명적인 손상을 가져올 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 내부 전원전압 발생장치의 블록 구성도이다.

도 1을 참조하면, 종래기술에 따른 내부 전원전압 발생장치는 기준전압(VREF_PP)에 대한 전원전압 VPP의 레벨을 감지하기 위한 레벨 감지부(10)와, 레벨 감지부(10)의 출력신호(PPE)에 제어받아 주기신호(tOSC_S)를 생성하기 위한 노말 주기신호 생성부(20)와, 노말 주기신호 생성부(20)의 출력신호(tOSC_S)를 인가받아 전원전압 VDD를 펌핑하여 전원전압 VPP를 생성하기 위한 노말 차지 펌핑부(30)와, 액티브 커맨드(ACT) 및 레벨 감지부(10)의 출력신호(PPE)를 인가받아 액티브 구동신호(PPE_A)를 생성하기 위한 구동신호 생성부(40)와, 액티브 구동신호(PPE_A)에 응답하여 주기신호(tOSC_A)를 생성하기 위한 액티브 주기신호 생성부(50)와, 액티브 주기신호 생성부(50)의 출력신호(tOSC_A)를 인가받아 전원전압 VDD를 펌핑하여 전원전압 VPP를 생성하기 위한 액티브 차지 펌핑부(60)를 구비한다.

그리고 구동신호 생성부(40)는 액티브 커맨드(ACT)를 인가받아 내부 액티브신호(acten)를 생성하기 위한 커맨드 생성부(42)와, 레벨 감지부(10)의 출력신호(PPE)에 응답하여 내부 액티브신호(acten)를 액티브 구동신호(PPE_A)로 출력하기 위한 출력 제어부(44)를 구비한다.

그런데, 노말 및 액티브 차지 펌핑부(30, 60)는 전원전압 VDD가 일정이상 상승되어야 구동되므로, 소자의 초기 동작과 같이 노말 및 액티브 차지 펌핑부(30, 60)가 구동되지 않는 동안 전원전압 VPP를 생성하기 위해 초기화부(70)를 구비한다.

참고적으로, 전술한 종래기술에 따른 반도체메모리소자는 하나의 레벨 감지부를 통해 노말 및 액티브 주기신호 생성부를 구동시키는 경우를 예시하였으나, 액티브 상태 및 스탠드바이 상태에서 각각 구동되는 레벨 감지부를 각각 구비할 수 있다.

다음에서 내부 전원전압 발생장치의 동작을 간략히 살펴보도록 한다.

먼저, 액티브 커맨드(ACT)가 인가되지 않은 스탠드바이 상태에서, 레벨 감지부(10)는 기준전압(VREF_PP)에 대해 전원전압 VPP의 레벨이 하강한 경우 출력신호 (PPE)를 활성화시킨다. 따라서, 레벨 감지부(10)의 출력신호(PPE)에 제어받는 노말 주기신호 생성부(20)가 액티브되어 주기신호(tOSC_S)를 생성한다. 이어, 노말 차지 펌핑부(30)는 주기신호(tOSC_S)에 응답하여 외부 전원전압 VDD를 펌핑하여 전원전압 VPP를 공급하므로서, 전원전압 VPP의 레벨이 일정하게 유지되도록 한다.

또한, 액티브 상태가 되면, 구동신호 생성부(40)가 액티브 커맨드(ACT)에 의해 액티브되어 레벨 감지부(10)의 출력신호에 응답하여 액티브 구동신호(PPE_A)를 생성한다.

따라서, 레벨감지부(10)가 출력신호(PPE)를 활성화시키면, 노말 및 액티브 주기신호 생성부(20, 50)가 주기신호(tOSC_S, tOSC_A)를 생성하므로, 노말 및 액티브 차지 펌핑부(30, 60)가 주기신호(tOSC_S, tOSC_A)에 응답하여 전원전압 VDD를 펌핑하여 전원전압 VPP를 공급한다.

이와같이, 내부 전원전압 발생장치는 기준전압(VREF_PP)에 대한 전원전압 VPP의 레벨을 감지하여 차지 펌핑부(30, 60)를 구동하므로서, 전원전압 VPP의 레벨이 일정하게 유지되도록 한다.

그리고 전류소모가 적은 스탠드바이 상태에서는 구동력이 작은 노말 차지 펌핑부(30)만을 통해 전원전압 VPP를 공급하고, 액티브 커맨드(ACT)가 인가되어 내부적으로 많은 전류소모가 발생하는 경우에는 구동력이 큰 액티브 차지 펌핑부(60)를 추가적으로 구동하여 전원전압 VPP를 공급한다.

한편, 다음에서는 전술한 바와 같은 내부전원 발생장치에 의해 생성된 전원전압 VPP를 인가받는 반도체메모리소자의 일반적인 블록에 대해, 도면을 통해 살펴 보도록 한다.

도 2a는 일반적인 CMOS트랜지스터로 구현된 인버터의 단면도를, 도 2b는 인버터 내 기생 트랜지스터를 도시한 도면이다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 인버터 내 PMOS트랜지스터(PM1)는 소스단에 인가되는 전원전압 VDD보다 높은 레벨의 전원전압 VPP을 자신의 기판에 인가하며, NMOS트랜지스터(NM1)는 소스단에 인가되는 전원전압 VSS보다 낮은 레벨의 전원전압 VBB을 자신의 기판에 인가한다.

이와같이, MOS트랜지스터의 기판에 인가되는 전압을 소스단에 인가되는 전압레벨과 다르게 하는 이유는 반도체메모리소자의 성능개선과 다이의 싸이즈 축소라는 목적을 달성하기 위해서이다.

그런데, 기판과 소스단의 전압을 달리하는 구조를 갖게되면, BJT 기생 트랜지스터가 도 2b에 도시된 바와 같이 각 콜렉터가 베이스에 연결되는 형태로 생성된다.

한편, PMOS트랜지스터(PM1)의 기판에 인가되는 전원전압 VPP는 실제 소스단에 인가되는 외부 전원전압 VDD를 통해 생성되는데, 이는 도 1에 도시한 바와 같은 내부전원 발생장치를 통해 생성된다.

그런데, 종래기술에 따른 내부전원 발생장치는 레벨 감지부(10), 주기신호 생성부(20, 50), 및 차지 펌핑부(30, 60)를 거쳐 비로소 전원전압 VPP를 공급하기 때문에, 소자의 초기 동작 시 전원전압 VDD의 레벨이 상승하여도 전원전압 VPP의 레벨이 비례하여 상승되지 못하고, 소정의 시간이 소요된다.

다음에서는 도 3a 및 도 3b을 참조하여 전원전압 VDD의 상승에 따른 전원전압 VPP의 레벨 변화를 살펴보도록 한다.

도 3a는 전원전압 VDD가 상승되는 경우에 따른 전원전압 VPP의 레벨 변화를 도시한 도면이며, 도 3b는 도 3a에 비해 전원전압 VDD가 빠르게 상승하는 경우에 따른 전원전압 VPP의 레벨 변화를 도시한 도면으로서, X축은 시간을 의미하며 Y축은 전압의 레벨을 의미한다.

도 3a와 도 3b를 비교하여 보면, 외부 전원전압 VDD의 레벨이 빠르게 상승하는 도 3b의 경우에 따른 전원전압 VPP의 레벨은 전원전압 VDD에 비해 크게 낮은 전압 레벨을 가지며, 그 시간이 긴 것을 알 수 있다.

반면, 전원전압 VDD의 레벨이 느리게 상승하는 도 3a의 경우에는 전원전압 VPP의 레벨과 전원전압 VDD의 레벨 차이가 매우 작으며, 전원전압 VPP의 레벨이 전원전압 VDD보다 낮은 레벨을 갖는 시간 역시도 적은 것을 알수 있다.

전술한 바와 같이 내부전원 발생장치의 구동에 따른 소요시간으로 인해 전원전압 VDD가 상승하는 경우, 전원전압 VPP가 전원전압 VDD의 상승속도에 비례하여 상승하지 못하여, 일정구간 동안 전원전압 VPP의 레벨이 전원전압 VDD보다 낮은 현상이 발생한다.

또한, 전술한 바와 같이 전원전압 VPP의 레벨이 전원전압 VDD보다 낮은 현상은 전원전압 VDD의 상승속도가 빠를 수록 크게 나타나며, 오래 지속된다.

한편, 이와같이 전원전압 VPP가 전원전압 VDD보다 낮은 레벨을 갖게 되데 그 차이가, 도 2b에 도시된 바와 같은 기생 BJT 트랜지스터의 P형 접합부 및 N형 접합 부의 문턱전압만큼 커지게 되면, PN접합이 순방향으로 턴온된다.

따라서, PMOS트랜지스터의 소스단으로 부터 NMOS트랜지스터의 기판으로, PMOS트랜지스터의 기판으로 부터 NMOS트랜지스터의 소스단으로 과도한 단력 전류가 흐르게 되어 래치업 현상이 발생하며, 이러한 현상이 지속되면 칩이 파괴될 수 있다.

이와같은 래치업 현상은 방지를 위해서는 전원전압 VDD의 상승의 속도에 비례하여 전원전압 VPP가 상승되어야 하므로, 노말 차지 펌핑부의 펌프를 크게 제작하거나 초기화부의 구동력을 크게 제작하여 차지 전달 능력을 강화시켜야 한다.

그런데, 펌프를 크게 하거나, 구동력을 크게 하기 위해서는 큰 면적이 요구되어, 실질적으로 다이 싸이즈가 증가하는 문제점이 발생한다.

또한, 노말 차지 펌핑부의 펌프를 크게 할 경우, 전원전압 VDD가 안정화된 이후의 스탠드바이 상태에서도 과도한 전하의 전달이라는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 래치업 현상 및 칩의 손상을 방지할 수 있는 내부전원 발생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 내부전원 발생장치는 기준전압에 대한 내부 전원전압의 레벨을 감지하기 위한 레벨 감지수단; 상기 레벨 감지수단의 출력신호에 제어받아 제1 주기신호를 생성하기 위한 노말 주기신호 생성수단; 상기 제1 주기신호를 인가받아 외부 전원전압을 펌핑하여 상기 내부 전원전압을 생성하기 위한 노말 차지 펌핑수단; 상기 외부 전원전압에 대한 상기 내부 전원전압의 레벨을 감지하기 위한 초기 레벨 감지수단; 액티브 커맨드와, 상기 레벨 감지수단의 출력신호와, 상기 초기 레벨 감지수단의 출력신호에 응답하여 액티브 구동신호를 생성하기 위한 구동신호 생성수단; 상기 액티브 구동신호에 응답하여 제2 주기신호를 생성하기 위한 액티브 주기신호 생성수단; 상기 제2 주기신호를 인가받아 상기 외부 전원전압을 펌핑하여 상기 내부 전원전압을 생성하기 위한 액티브 차지 펌핑수단; 및 소자의 초기 동작 시 상기 내부 전원전압을 공급하기 위해 초기화수단을 구비한다.

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.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 내부전원 발생장치의 블록 구성도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 내부전원 발생장치는 기준전압(VREF_PP)에 대한 전원전압 VPP의 레벨을 감지하기 위한 레벨 감지부(100)와, 레벨 감지부(100)의 출력신호(PPE)에 제어받아 주기신호(tOSC_S)를 생성하기 위한 노말 주기신호 생성부(200)와, 노말 주기신호 생성부(200)의 출력신호(tOSC_S)를 인가받 아 전원전압 VDD를 펌핑하여 전원전압 VPP를 생성하기 위한 노말 차지 펌핑부(300)와, 전원전압 VDD에 대한 전원전압 VPP의 레벨을 감지하기 위한 초기 레벨 감지부(800)와, 액티브 커맨드(ACT)의 인가시 레벨 감지부(100)의 출력신호(PPE)에 응답하여 액티브 구동신호(EN)를 생성하거나, 초기 레벨 감지부(800)의 출력신호(PPE_ini)에 응답하여 액티브 구동신호(EN)를 생성하기 위한 구동신호 생성부(400)와, 액티브 구동신호(EN)에 응답하여 주기신호(tOSC_A)를 생성하기 위한 액티브 주기신호 생성부(500)와, 액티브 주기신호 생성부(500)의 출력신호(tOSC_A)를 인가받아 전원전압 VDD를 펌핑하여 전원전압 VPP를 생성하기 위한 액티브 차지 펌핑부(600)와, 소자의 초기 동작 시 전원전압 VPP를 생성하기 위해 초기화부(700)를 구비한다.

그리고 구동신호 생성부(400)는 액티브 커맨드(ACT)를 인가받아 내부 액티브신호(acten)를 생성하기 위한 커맨드 생성부(420)와, 레벨 감지부(100)의 출력신호(PPE)의 활성화 시 내부 액티브신호(acten)를 출력하기 위한 제1 출력 제어부(440)와, 출력 제어부(440)의 출력신호(PPE_A) 또는 초기 레벨 감지부(800)의 출력신호(PPE_ini)의 활성화 시 액티브 구동신호(EN)를 활성화 시키기 위한 제2 출력 제어부(460)를 구비한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 내부전원 발생장치는 종래에 비해 초기 레벨 감지부(800)를 더 구비하므로, 초기 레벨 감지부(800)에 의한 동작을 간략히 살펴보도록 한다.

먼저, 초기 레벨 감지부(800)는 전원전압 VPP의 레벨이 전원전압 VDD보다 낮 으면 초기 레벨 감지신호(PPE_ini)를 활성화시키며, 구동신호 생성부(400)는 초기 레벨 감지신호(PPE_ini)에 응답하여 액티브 구동신호(EN)를 활성화 시킨다.

따라서, 액티브 주기신호 생성부(500)가 액티브 구동신호(EN)에 의해 액티브되어 주기신호(tOSC_A)를 생성하며, 액티브 차지 펌핑부(600)가 액티브 주기신호 생성부(500)의 주기신호(tOSC_A)에 응답하여 전원전압 VDD를 펌핑하여 전원전압 VPP를 공급한다.

이와같이 전원전압 VPP의 레벨이 전원전압 VDD보다 낮은 경우는, 소자의 초기 동작 시로서 초기화부(700) 역시도 전원전압 VPP를 공급한다.

그러므로, 본 발명에 따른 내부전원 발생장치는 외부 전원전압 VDD에 대한 전원전압 VPP의 레벨을 감지하기 위한 초기 레벨 감지부(800)를 더 구비하여, 전원전압 VPP의 레벨이 전원전압 VDD보다 낮은 경우 액티브 주기신호 생성부(500) 및 액티브 차지 펌핑부(600)를 초기화부(700)와 함께 구동하므로서, 전원전압 VPP를 공급한다.

도 5a는 전원전압 VDD의 레벨이 천천히 상승하는 경우에 따른 전원전압 VPP의 레벨 변화를 도시한 것이며, 도 5b는 전원전압 VDD가 도 5a에 비해 빠르게 상승하는 경우를 도시한 것으로서, X축은 시간을, Y축은 전압 레벨을 나타낸다.

도 5a에 도시된 본 발명의 내부전원 발생장치의 동작 속도가 도 3a에 따른 종래의 내부전원 발생장치의 동작 속도에 비해 빠른 것을 알 수 있다.

즉, 본 발명의 내부전원 발생장치에 의해 생성된 전원전압 VPP가 종래에 비해 전원전압 VDD의 레벨이 상승함에 따라 빠르게 상승하는 것을 알 수 있다.

또한, 도 5b에 도시된 바와 같이 전원전압 VDD가 빠르게 상승하는 경우 내부전원 발생장치에 의해 생성된 전원전압 VPP의 상승속도는 종래 도 3b에 도시된 바 보다 빠르며, 레벨 차이의 폭도 작은 것을 알 수 있다.

이와같이, 본 발명에 따른 내부전원 발생장치는 전원전압 VPP의 레벨이 전원전압 VDD보다 낮은 소자의 초기 동작의 경우, 액티브 차지 펌핑부(600)를 통해 추가적으로 전원전압 VPP을 공급하기 때문에, 전원전압 VDD의 레벨 상승에 종래 보다 빠르게 반응하는 것을 알 수 있다.

도 6a는 도 4의 초기 레벨 감지부의 제1 실시 예에 따른 내부 회로도이다.

도 6a에 도시된 바와 같이, 제1 실시 예에 따른 초기 레벨 감지부(800)는 전원전압 VPP와 전원전압 VDD를 차동 입력으로 가져, 전원전압 VPP의 레벨이 전원전압 VDD보다 낮은 경우 초기 레벨 감지신호(PPE_ini)를 출력하기 위한 차동 감지증폭기로 구현된다.

제1 실시 예에 따른 초기 레벨 감지부(800)는 전원전압 VPP의 레벨이 전원전압 VDD보다 낮은 경우 초기 레벨 감지신호(PPE_ini)를 논리레벨 'H'로 활성화시키며, 전원전압 VPP의 레벨이 전원전압 VDD보다 높은 경우에는 초기 레벨 감지신호(PPE_ini)를 논리레벨 'L'로 활성화시킨다.

한편, 초기 레벨 감지부(800)의 보다 안정적인 구동을 위해 전원전압 VPP 및 VDD를 바로 인가하지 않고, 각각 디바이딩된 전압을 차동 증폭기의 입력으로 인가할 수 있다.

도 6b는 도 4의 초기 레벨 감지부의 제2 실시 예에 따른 내부 회로도이다.

도 6b에 도시된 제2 실시 에에 따른 초기 레벨 감지부는 전원전압 VDD를 디바이딩하여 출력하기 위한 제1 전압 디바이딩부(820)와, 전원전압 VPP를 디바이딩하여 출력하기 위한 제2 전압 디바이딩부(810)와, 제1 및 제2 전압 디바이딩부(820, 810)의 출력전압(VB, VA)을 각각 차동 입력으로 가져, 전원전압 VPP의 레벨이 전원전압 VDD보다 낮은 경우 초기 레벨 감지신호(PPE_ini)를 출력하기 위한 차동 감지증폭기(830)로 구현된다.

제1 및 제2 전압 디바이딩부(810, 820)는 직렬 연결된 저항(R3, R4, R1, R2)으로 구현되는데, R1/R2의 비율과 R3/R4의 비율을 동일하게 하면 도 6a에 도시한 바와 같은 제1 실시예의 초기 레벨 감지부와 동일한 동작을 갖는다.

또한, 칩의 실제 동작 상황에 따라, 이 저항비를 적절히 조절하면 전원전압 VDD와 전원전압 VPP의 레벨 차이에 따른 액티브 차지 펌핑부(600)의 동작영역을 조정할 수 있다.

도 6c는 도 4의 초기 레벨 감지부(800)의 제3 실시 예에 따른 내부 회로도이다.

도 6c를 참조하면, 제3 실시 예에 따른 초기 레벨 감지부(800)는 전원전압 VPP의 레벨에 비례하는 출력전압(Va)을 출력하기 위한 전압 추적부(Follower, 840)와, 전압 추적부(840)의 출력전압(Va)의 레벨을 감지하여 초기 레벨 감지신호(PPE_ini)로 출력하기 위한 트리거부(850)를 구비한다.

그리고 전압 추적부(840)는 전원전압 VPP와 전원전압 VSS 사이에 직렬 연결된 제1 및 제2 저항(R5, R6)을 구비하여, 제1 및 제2 저항(R5, R6)의 연결노드에 걸린 전압을 출력전압(Va)으로 출력한다.

트리거부(850)는 전압 추적부(840)의 출력전압(Va)을 게이트 입력으로 가지며 자신의 소스단에 전원전압 VSS를 인가받는 NMOS트랜지스터(NM2)와, NMOS트랜지스터(NM2)의 드레인단과 전원전압 VDD 사이에 배치된 저항(R7)과, NMOS트랜지스터(NM2)의 드레인단에 걸린 전압을 버퍼링하여 초기 레벨 감지신호(PPE_ini)로 출력하기 위한 버퍼부(852)를 구비한다.

다음에서는 제3 실시 예에 따른 초기 레벨 감지부의 동작을 간략히 살펴보도록 한다.

먼저, 전압 추적부(840)의 출력 전압은 R6/(R5 + R6)×VPP로 인가되는 전원전압 VPP의 레벨에 비례하여 변화한다.

이와같이 전압 추적부(840)의 출력전압(Va)의 레벨이 트리거부(850) 내 NMOS트랜지스터(NM2)가 갖는 문턱전압 이상이 되면, NMOS트랜지스터(NM2)가 턴온되어 저항 R7의 로드를 통해 흐르는 전류의 양과, NMOS트랜지스터(NM2)의 전류량의 변화에 따라 NMOS트랜지스터(NM2)의 드레인단의 전압 레벨이 결정된다.

즉, 전압 추적부(840)의 출력전압(Va)의 레벨이 NMOS트랜지스터(NM2)의 문턱전압 보다 큰 경우에는 초기 레벨 감지신호(PPE_ini)가 논리레벨 'H'에서 'L'로 천이한다.

그러므로, 전압 추적부(840) 내 R5/R6의 저항비와, 트리거부(850) 내 저항(R7) 및 NMOS트랜지스터(NM2)의 문턱전압을 적절히 제어하면, 액티브 차지 펌핑부(600)의 동작 영역을 조정할 수 있다.

전술한 바와 같이 제1 내지 제3 실시 예에 따른 초기 레벨 감지부를 구비하는 내부전원 발생장치는 전원전압 VPP의 레벨이 전원전압 VDD 보다 낮은 소자의 초기 구동 시, 레벨 감지부를 통해 액티브 차피 펌핑부를 추가적으로 구동하므로서, 전원전압 VDD가 빠르게 상승하는 경우에도 전원전압 VPP의 레벨을 빠르게 상승시킬 수 있다.

따라서, 래치업 현상이 방지되어, 신뢰성 높은 소자의 동작을 얻을 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

전술한 본 발명은 내부전원 발생장치는 전원전압 VPP의 레벨이 전원전압 VDD 보다 낮은 소자의 초기 구동 시, 레벨 감지부를 통해 액티브 차피 펌핑부를 추가적으로 구동하므로서, 전원전압 VDD가 빠르게 상승하는 경우에도 전원전압 VPP의 레벨을 빠르게 상승시킬 수 있어, 래치업 현상이 방지되며, 신뢰성 높은 소자의 동작을 얻을 수 있다.

Claims (13)

1. 기준전압에 대한 내부 전원전압의 레벨을 감지하기 위한 레벨 감지수단;

   상기 레벨 감지수단의 출력신호에 제어받아 제1 주기신호를 생성하기 위한 노말 주기신호 생성수단;

   상기 제1 주기신호를 인가받아 외부 전원전압을 펌핑하여 상기 내부 전원전압을 생성하기 위한 노말 차지 펌핑수단;

   상기 외부 전원전압에 대한 상기 내부 전원전압의 레벨을 감지하기 위한 초기 레벨 감지수단;

   액티브 커맨드와, 상기 레벨 감지수단의 출력신호와, 상기 초기 레벨 감지수단의 출력신호에 응답하여 액티브 구동신호를 생성하기 위한 구동신호 생성수단;

   상기 액티브 구동신호에 응답하여 제2 주기신호를 생성하기 위한 액티브 주기신호 생성수단;

   상기 제2 주기신호를 인가받아 상기 외부 전원전압을 펌핑하여 상기 내부 전원전압을 생성하기 위한 액티브 차지 펌핑수단; 및

   소자의 초기 동작 시 상기 내부 전원전압을 공급하기 위해 초기화수단

   을 구비하는 내부전원 발생장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 구동신호 생성수단은,

   상기 액티브 커맨드의 인가시 상기 레벨 감지수단의 출력신호에 응답하여 상기 액티브 구동신호를 활성화 시키거나, 상기 초기 레벨 감지수단의 출력신호에 응답하여 상기 액티브 구동신호를 활성화 시키는 것

   을 특징으로 하는 내부전원 발생장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 초기 레벨 감지수단은,

   상기 내부 전원전압의 레벨이 상기 외부 전원전압 보다 낮은 경우 초기 레벨 감지신호를 활성화 시키는 것을 특징으로 하는 내부전원 발생장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 초기 레벨 감지수단은,

   상기 내부 전원전압과 상기 외부 전원전압을 차동 입력으로 가져, 상기 초기 레벨 감지신호를 출력하기 위한 차동 감지증폭기로 구현되는 것을 특징으로 하는 내부전원 발생장치.
5. 제3항에 있어서,

   상기 초기 레벨 감지수단은,

   상기 외부 전원전압을 디바이딩하기 위한 제1 전압 디바이딩부와,

   상기 내부 전원전압을 디바이딩하기 위한 제2 전압 디바이딩부와,

   상기 제1 및 제2 전압 디바이딩부의 출력전압을 각각 차동 입력으로 가져 상기 초기 레벨 감지신호를 출력하기 위한 차동 감지증폭기를 구비하는 것

   을 특징으로 하는 내부전원 발생장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 제1 전압 디바이딩부는 상기 외부 전원전압과 제2 내부 전원전압 사이에 직렬 연결된 제1 및 제2 저항으로 구현되는 것을 특징으로 하는 내부전원 발생장치.
7. 제5항에 있어서,

   상기 제2 전압 디바이딩부는 상기 내부 전원전압과 제2 내부 전원전압 사이에 직렬 연결된 제1 및 제2 저항으로 구현되는 것을 특징으로 하는 내부전원 발생장치.
8. 제3항에 있어서,

   상기 초기 레벨 감지부는,

   상기 내부 전원전압의 레벨에 비례하는 출력전압을 출력하기 위한 전압 추적부와,

   전압 추적부의 출력전압의 레벨을 감지하여 초기 레벨 감지부를 출력하기 위한 트리거부

   를 구비하는 것을 특징으로 하는 내부전원 발생장치.
9. 제8항에 있어서,

   상기 전압 추적부는,

   상기 내부 전원전압과 상기 외부 전원전압 사이에 직렬 연결된 제1 및 제2 저항을 구비하여, 제1 및 제2 저항의 연결노드에 걸린 전압을 출력전압으로 출력하는 것을 특징으로 하는 내부전원 발생장치.
10. 제9항에 있어서,

    상기 트리거부는,

    상기 전압 추적부의 출력전압을 게이트 입력으로 가지며 자신의 소스단에 제2 내부 전원전압을 인가받는 NMOS트랜지스터와,

    상기 NMOS트랜지스터의 드레인단과 상기 외부 전원전압 사이에 배치된 제3 저항과,

    상기 NMOS트랜지스터의 드레인단에 걸린 전압을 버퍼링하여 상기 초기 레벨 감지신호로 출력하기 위한 버퍼부

    를 구비하는 것을 특징으로 하는 내부전원 발생장치.
11. 제4항, 제5항, 또는 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 구동신호 생성수단은,

    상기 액티브 커맨드를 인가받아 내부 액티브신호를 생성하기 위한 커맨드 생성부와,

    상기 레벨 감지부의 출력신호의 활성화 시 상기 내부 액티브신호를 출력하기 위한 제1 출력 제어부와,

    상기 제1 출력 제어부의 출력신호의 활성화 시 또는 상기 초기 레벨 감지수단의 출력신호의 활성화 시 상기 액티브 구동신호를 활성화 시키기 위한 제2 출력 제어부

    를 구비하는 내부전원 발생장치.
12. 제11항에 있어서,

    상기 제1 출력 제어부는,

    상기 레벨 감지부의 출력신호와 상기 커맨드 생성부의 출력신호를 입력으로 갖는 낸드게이트와, 상기 낸드게이트의 출력신호를 반전시켜 출력신호로 출력하기 위한 제1 인버터를 구비하는 것을 특징으로 하는 내부전원 발생장치.
13. 제12항에 있어서,

    상기 제2 출력 제어부는,

    상기 제1 출력제어부의 출력신호와 상기 초기 레벨 감지수단의 출력신호를 입력으로 갖는 노어게이트와, 상기 노어게이트의 출력신호를 반전시켜 상기 액티브 구동신호로 출력하기 위한 제2 인버터를 구비하는 것을 특징으로 하는 내부전원 발생장치.

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