KR100675899B1 - Internal voltage generating circuit and internal voltage supplying apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 반도체 메모리 장치의 내부전압(VPERI) 공급장치를 나타낸 것이다.1 illustrates an internal voltage supplying apparatus (VPERI) of a semiconductor memory device.
도 2는 본 발명에 의한 일 실시예에 따른 내부전압(VPERI) 발생회로의 구성을 도시한 것이다. 2 illustrates a configuration of an internal voltage generation circuit VPERI according to an embodiment of the present invention.
도 3은 상기 내부전압 발생회로에 사용되는 제어신호(shortb)를 생성하는 논리부의 구성을 도시한 것이다.3 illustrates a configuration of a logic unit that generates a control signal shortb used in the internal voltage generation circuit.
도 4a는 상기 내부전압 발생회로에 사용되는 제어신호(sref_ext)를 생성하는 제어신호 생성부의 구성을 도시한 것이다.FIG. 4A illustrates a configuration of a control signal generator that generates a control signal ref_ext used in the internal voltage generation circuit.
도 4b는 상기 제어신호 생성부의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.4B is a timing diagram for describing an operation of the control signal generator.
도 5는 상기 내부전압 발생회로에 사용되는 인에이블신호(enable)를 생성하는 신호생성부의 구성을 도시한 것이다.FIG. 5 illustrates a configuration of a signal generation unit that generates an enable signal used in the internal voltage generation circuit.
본 발명은 내부전압 발생회로 및 내부전압 공급장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 반도체 메모리 장치에서 액티브 모드 및 스탠바이 모드일 때에 비하여 셀프 리프레쉬 모드일 때 더 낮은 레벨의 내부전압을 공급함으로써, 셀프 리프레쉬 모드에서의 전류 소모를 감소시켜 반도체 메모리 장치의 저전력화를 이룰 수 있도록 하는 내부전압 발생회로 및 내부전압 공급장치에 관한 것이다. The present invention relates to an internal voltage generation circuit and an internal voltage supply device. More particularly, the semiconductor memory device supplies a lower level of internal voltage in the self refresh mode than in the active mode and the standby mode, thereby providing a self refresh mode. The present invention relates to an internal voltage generator and an internal voltage supply device capable of reducing power consumption of the semiconductor memory device to reduce power consumption.
일반적으로 반도체 메모리 장치에서는 외부전압(VDD)을 입력받아서 칩 내부적으로 필요한 여러가지 내부전압들을 만들어 쓴다. 그 중에서, 내부전압(VPERI)은 메모리 장치 내부에서 외부전압(VDD)을 다운 컨버팅(down converting)하여 주변(Peripheral) 회로영역 회로에 사용할 수 있도록 한 전압이다. 도 1은 반도체 메모리 장치의 내부전압(VPERI) 공급장치를 나타낸 것으로서, 이를 참조하여 종래 반도체 메모리 장치에서 내부전압(VPERI) 공급장치의 동작 스킴을 설명하면 아래와 같다.In general, a semiconductor memory device receives an external voltage (VDD) and makes and writes various internal voltages necessary for an internal chip. Among them, the internal voltage VPERI is a voltage which is used for the peripheral circuit region circuit by down converting the external voltage VDD inside the memory device. FIG. 1 illustrates an internal voltage supply device of a semiconductor memory device, and an operation scheme of the internal voltage supply device of a conventional semiconductor memory device will be described below.
도 1에 도시된 바와 같이, 내부전압(VPERI) 공급장치는 액티브용 내부전압 발생회로(100~300)와 스탠바이용 내부전압 발생회로(400)를 포함하여 구성된다. 여기서, 액티브용 내부전압 발생회로(100~300)는 주로 액티브 모드에서 내부전압(VPERI)을 공급하기 위하여 사용되고 스탠바이용 내부전압 발생회로(400)는 주로 스탠바이 모드에서 내부전압(VPERI)를 공급하기 위하여 사용된다. 스탠바이 모드는 반도체 메모리 장치에서 실질적인 동작이 이루어지지 않는 동작 대기 상태를 의미한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 액티브용 내부전압 발생회로(100~300)와 스탠바이 용 내부전압 발생회로(400)는 제어신호(control signals)의 제어를 받아 소정 기준전압(VREF)과의 비교동작을 통해 적정 레벨의 내부전압(VPERI)을 생성한다.As shown in FIG. 1, the internal voltage supplying device (VPERI) includes an active internal
종래 반도체 메모리 장치에서는, 전류 소모량이 비교적 많은 액티브 동작 모드에서는 액티브용 내부전압 발생회로(100~300)와 스탠바이용 내부전압 발생회로(400)를 모두 동작시켜 내부전압(VPERI)의 구동력을 크게 하였다. 반면, 전류 소모량이 비교적 적은 스탠바이 모드에서는 액티브용 내부전압 발생회로(100~300)는 턴-오프시키고 스탠바이용 내부전압 발생회로(400)만을 동작시켰다. 또한, 종래에는 셀프 리프레쉬 모드에서 스탠바이용 내부전압 발생회로(400)만을 동작시켜 내부전압(VPERI)을 생성함으로써, 셀프 리프레쉬 모드에서의 전류 소모가 감소하도록 하였다. 그런데, 이러한 종래의 방법의 경우에도 스탠바이용 내부전압 발생회로(400)에 의해 생성되는 내부전압(VPERI)은 그 크기가 다소 커서 소비 전류를 감소시킬 수 있는 최적의 방법은 되지 못하였다. 즉, 비록 상대적으로 액티브 모드에 비하여 셀프 리프레쉬 모드에서의 전류 소모량이 큰 것은 아니었으나, 그 절대적인 전류 소모량은 여전히 반도체 메모리 장치의 전체 전류 소모량에 영향을 크게 미쳐 개선이 요구되었다.In the conventional semiconductor memory device, the active internal
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 반도체 메모리 장치에서 셀프 리프레쉬 모드에서 액티브 모드 및 스탠바이 모드일 때보다 더 낮은 레벨의 내부전압을 공급함으로써, 셀프 리프레쉬 모드에서의 전류 소모를 감소시켜 반도체 메모리 장치의 저전력화를 이룰 수 있도록 하는 내부전압 발생회로 및 내부전압 공급장치를 제공하는 데 있다.Accordingly, a technical problem of the present invention is to provide a lower level internal voltage in the self-refresh mode than the active mode and the standby mode in the self-refresh mode, thereby reducing the current consumption in the self-refresh mode, An internal voltage generation circuit and an internal voltage supply device capable of achieving low power can be provided.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 소정 인에이블신호에 응답하여 동작하고, 소정 기준전압을 이용하여 제 1 내부전압을 생성하여 출력단으로 공급하는 내부전압 생성부와; 셀프 리프레쉬 신호에 응답하여 셀프 리프레쉬 동작구간 동안 상기 출력단을 제 2 내부전압의 레벨로 구동하는 제 1 드라이버와; 반도체 메모리 장치의 초기화구간과, 외부전압이 소정 전압레벨 이하인 구간 및 셀프 리프레쉬 완료 후 소정 구간 동안 인에이블되는 제 1 제어신호에 응답하여 상기 출력단을 외부전압의 레벨로 구동하는 제 2 드라이버를 포함하여 구성되는 내부전압 발생회로를 제공한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention operates in response to a predetermined enable signal, an internal voltage generation unit for generating a first internal voltage using a predetermined reference voltage and supplying to the output terminal; A first driver for driving the output terminal to a level of a second internal voltage during a self refresh operation section in response to a self refresh signal; A second driver configured to drive the output terminal to an external voltage level in response to an initialization section of the semiconductor memory device, a section in which an external voltage is below a predetermined voltage level, and a first control signal enabled for a predetermined section after completion of self refresh. It provides an internal voltage generation circuit configured.
또한, 본 발명은 액티브 모드 및 셀프 리프레쉬 모드에서 내부전압을 공급하기 위한 적어도 하나의 내부전압 발생회로와; 스탠바이 모드에서 내부전압을 공급하기 위한 적어도 하나의 스탠바이용 내부전압 발생회로를 포함하여 구성되고, 상기 스탠바이용 내부전압 발생회로는 셀프 리프레쉬 모드에서 턴-오프되는 것을 특징으로 하는 내부전압 공급장치를 제공한다.In addition, the present invention includes at least one internal voltage generation circuit for supplying the internal voltage in the active mode and the self refresh mode; And at least one standby internal voltage generation circuit for supplying the internal voltage in the standby mode, wherein the standby internal voltage generation circuit is turned off in the self-refresh mode. do.
본 발명에서, 내부전압 발생회로는 반도체 메모리 장치의 초기화신호와, 외부전압이 소정 전압레벨 이하일 때 인에이블되는 제 2 제어신호 및 셀프 리프레쉬 완료 후 소정 구간 동안 인에이블되는 제 3 제어신호를 논리연산하여 상기 제 1 제 어신호를 생성하는 제 1 논리부를 더 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, the internal voltage generation circuit logically operates an initialization signal of the semiconductor memory device, a second control signal enabled when the external voltage is below a predetermined voltage level, and a third control signal enabled for a predetermined period after the self refresh is completed. And further comprising a first logic unit to generate the first control signal.
본 발명에서, 상기 제 1 논리부는 논리곱 연산을 수행하는 것이 바람직하다.In the present invention, the first logic unit preferably performs an AND operation.
본 발명에서, 내부전압 발생회로는 셀프 리프레쉬 신호를 입력받아 상기 제 3 제어신호를 생성하는 제어신호생성부를 더 포함하되, 상기 제어신호생성부는 상기 셀프 리프레쉬 신호를 버퍼링하는 제 1 버퍼와, 상기 셀프 리프레쉬 신호를 소정구간만큼 지연시키는 지연기와, 상기 버퍼의 출력신호와 지연기의 출력신호를 논리연산하여 그 결과를 출력하는 제 2 논리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment of the present invention, the internal voltage generation circuit may further include a control signal generator configured to receive the self refresh signal and generate the third control signal, wherein the control signal generator comprises a first buffer for buffering the self refresh signal, and the self signal. And a delay unit for delaying the refresh signal by a predetermined period, and a second logic unit for performing a logic operation on the output signal of the buffer and the output signal of the delay unit and outputting a result thereof.
본 발명에서, 상기 제 2 논리부는 부정논리곱 연산을 수행하는 것이 바람직하다.In the present invention, the second logic unit preferably performs a negative logical operation.
본 발명에서, 내부전압 발생회로는 상기 인에이블신호를 생성하는 신호생성부를 더 포함하되, 상기 신호생성부는 액티브신호를 버퍼링한 신호와 상기 제 3 제어신호를 논리연산하여 그 결과를 출력하는 제 3 논리부와; 상기 셀프 리프레쉬 신호를 버퍼링하는 제 2 버퍼와; 상기 제 3 논리부의 출력신호와, 상기 제 2 제어신호 및 상기 제 2 버퍼의 출력신호를 입력받아 논리연산하여 그 결과를 출력하는 제 4 논리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the internal voltage generation circuit further comprises a signal generation unit for generating the enable signal, wherein the signal generation unit logic operation of the signal buffered the active signal and the third control signal and outputs the result of the third Logic section; A second buffer for buffering the self refresh signal; And a fourth logic unit configured to receive an output signal of the third logic unit, an output signal of the second control signal, and an output signal of the second buffer, and output a result of the logic operation.
본 발명에서, 상기 제 3 논리부는 부정논리곱 연산을 수행하고 상기 제 4 논리부는 논리곱연산을 수행하는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the third logic unit performs a negative logical product operation and the fourth logic unit performs a logical product operation.
본 발명에서, 상기 내부전압 생성부는 제 1 노드와 제 2 노드 간에 설치되고 상기 기준전압에 응답하여 상기 제 2 노드를 풀-다운구동하는 제 1 풀-다운부와, 상기 제 1 노드와 제 3 노드 간에 설치되고 상기 제 1 내부전압을 전압분배한 전압 분배신호에 응답하여 상기 제 3 노드를 풀-다운구동하는 제 2 풀-다운부와, 상기 제 1 노드와 접지단 간에 설치되고 상기 인에이블신호에 응답하여 동작하는 스위치와, 외부전압단과 상기 제 2 노드 간에 설치된 제 1 풀-업부와, 외부전압단과 상기 제 3 노드 간에 설치된 제 2 풀-업부와, 상기 제 3 노드의 신호에 응답하여 제 4 노드를 풀-업구동하는 제 3 풀-업부와, 상기 제 4 노드의 신호에 응답하여 상기 출력단을 풀-업구동하는 제 4 풀-업부를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.In the present invention, the internal voltage generation unit is provided between the first node and the second node, the first pull-down unit for driving down the second node in response to the reference voltage, the first node and the third node A second pull-down unit disposed between the nodes and pull-down driving the third node in response to a voltage division signal obtained by voltage-dividing the first internal voltage, and installed between the first node and the ground terminal; A switch operating in response to a signal, a first pull-up unit provided between an external voltage terminal and the second node, a second pull-up unit provided between an external voltage terminal and the third node, and in response to a signal of the third node And a third pull-up part for pull-up driving a fourth node and a fourth pull-up part for pull-up driving the output terminal in response to a signal of the fourth node.
본 발명에서, 상기 내부전압 생성부는 상기 출력단과 접지단 간에 설치되어 상기 제 1 내부전압을 전압분배하여 상기 전압분배신호를 출력하는 전압분배부를 더 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the internal voltage generator further includes a voltage divider disposed between the output terminal and the ground terminal to divide the first internal voltage to output the voltage division signal.
본 발명에서, 상기 제 2 내부전압은 상기 제 1 내부전압보다 더 낮은 것을 특징으로 한다.In the present invention, the second internal voltage is lower than the first internal voltage.
본 발명에서, 상기 제 2 내부전압은 반도체 메모리 장치의 코어 영역에 사용되는 코어전압인 것이 바람직하다.In the present invention, the second internal voltage is preferably a core voltage used in the core region of the semiconductor memory device.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 권리 보호 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are only for illustrating the present invention, and the scope of protection of the present invention is not limited by these examples.
도 2는 본 발명에 의한 일 실시예에 따른 내부전압(VPERI) 발생회로의 구성을, 도 3은 상기 내부전압 발생회로에 사용되는 제어신호(shortb)를 생성하는 논리 부의 구성을 도시한 것이다. 이를 참조하여 본 실시예에 의한 내부전압 발생회로의 구성을 설명하면 다음과 같다.FIG. 2 illustrates a configuration of an internal voltage generation circuit VPERI according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 illustrates a configuration of a logic unit that generates a control signal shortb used in the internal voltage generation circuit. Referring to the configuration of the internal voltage generation circuit according to the present embodiment will be described.
본 실시예에 따른 내부전압 발생회로는 소정 인에이블신호(enable)에 응답하여 동작하고, 소정 기준전압(VREF)을 이용하여 내부전압(VPERI)을 생성하여 출력단(A)으로 공급하는 내부전압 생성부(10)와; 셀프 리프레쉬 신호(sref)에 응답하여 셀프 리프레쉬 동작구간 동안 상기 출력단(A)을 코어전압(VCORE)의 레벨로 구동하는 제 1 드라이버(P21)와; 반도체 메모리 장치의 초기화구간과, 외부전압(VDD)이 소정 전압레벨 이하인 구간 및 셀프 리프레쉬 완료 후 소정 구간 동안 인에이블되는 제어신호(shortb)에 응답하여 상기 출력단(A)을 외부전압(VDD)의 레벨로 구동하는 제 2 드라이버(P20)와; 반도체 메모리 장치의 초기화신호(pwrupb)와, 외부전압(VDD)이 소정 전압레벨 이하일 때 인에이블되는 제어신호(bd25) 및 셀프 리프레쉬 완료 후 소정 구간 동안 인에이블되는 제어신호(sref_ext)를 논리곱연산하여 제어신호(shortb)를 생성하는 논리부(20)와; 상기 인에이블신호(enable)를 생성하는 신호생성부(40)를 포함하여 구성된다.The internal voltage generation circuit according to the present embodiment operates in response to a predetermined enable signal (enable), generates an internal voltage VPERI using the predetermined reference voltage VREF, and generates an internal voltage for supplying the output
또한, 도 1에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 내부전압 공급장치는 액티브 모드 및 셀프 리프레쉬 모드에서 내부전압을 공급하기 위한 적어도 하나의 상기 내부전압 발생회로와; 스탠바이 모드에서 내부전압을 공급하기 위한 적어도 하나의 스탠바이용 내부전압 발생회로를 포함하여 구성되고, 상기 스탠바이용 내부전압 발생회로는 셀프 리프레쉬 모드에서 턴-오프되는 것을 특징으로 한다.In addition, as shown in FIG. 1, the internal voltage supply device according to the present embodiment includes at least one internal voltage generation circuit for supplying an internal voltage in an active mode and a self refresh mode; And at least one standby internal voltage generation circuit for supplying the internal voltage in the standby mode, wherein the standby internal voltage generation circuit is turned off in the self refresh mode.
이와 같이 구성된 본 실시예에 따른 내부전압 발생회로 및 내부전압 공급장치의 동작을 도 1 내지 도 5를 참조하여 구체적으로 설명하되, 반도체 메모리 장치의 동작 모드별로 설명한다. 본 실시예에 따른 내부전압 발생회로는 상기 도 1의 예에서 액티브용 내부전압 발생회로(100~300)에 대응하며 액티브 모드에서 내부전압(VPERI)를 공급할 뿐만 아니라 셀프 리프레쉬 모드에서 코어전압(VCORE) 레벨의 전압을 내부전압(VPERI)으로서 공급하는 역할을 담당한다. 그리고, 스탠바이용 내부전압 발생회로는 도 1의 예에서 스탠바이용 내부전압 발생회로(400)에 대응하고, 그 기본적인 구조는 종래의 것과 실질적으로 동일하며, 다만, 본 실시예에 따른 스탠바이용 내부전압 발생회로의 경우 스탠바이 모드와 액티브 모드에서 턴-온되지만 셀프 리프레쉬 모드에서는 턴-오프된다는 점에서 차이가 있다. 본 실시예에 따른 내부전압 공급장치는 적어도 하나의 상기 내부전압 발생회로와 적어도 하나의 상기 스탠바이용 내부전압 발생회로를 포함하여 구성된다.The operation of the internal voltage generating circuit and the internal voltage supply device according to the present embodiment configured as described above will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 5, but will be described for each operation mode of the semiconductor memory device. The internal voltage generation circuit according to the present embodiment corresponds to the active internal
도 3에 도시된 바와 같이 논리부(20)는 제어신호(bd25), 초기화신호(pwrupb) 및 제어신호(sref_ext)를 입력받아 이를 논리곱 연산하여 제어신호(shortb)를 생성하고, 신호생성부(40)는 액티브신호(active), 제어신호(sref_ext), 제어신호(bd25) 및 셀프 리프레쉬 신호(sref)를 입력받아 인에이블신호(enable)를 생성한다. 여기서, 제어신호(bd25)는 외부전압(VDD)의 전압레벨에 따라 레벨천이되는 신호로서 외부전압(VDD)이 미리 설정된 소정 전압레벨보다 더 큰 경우에는 하이레벨로 천이되고 상기 전압레벨보다 더 작은 경우에는 로우레벨로 천이되는 신호이다. 그리고, 초기화신호(pwrupb)는 반도체 메모리 장치의 초기화신호로서 반도체 메모리 장치가 처음 동작을 시작하여 외부전압(VDD)이 서서히 증가하면서 가해지는 구간동안에는 로우레벨의 상태에 있다가 외부전압(VDD)에 의하여 VPERI 등의 내부전압이 만들어져 메모리 장치가 제대로 동작을 할 수 있게 되면 하이레벨로 천이되는 신호이다. 제어신호(sref_ext)는 후술하는 도 4a의 제어신호 생성부(30)에서 생성되는 신호로서 평소에는 하이레벨의 상태를 유지하다가 셀프 리프레쉬 모드 완료 후 소정 구간동안 로우레벨로 인에이블되는 신호이다. 또한, 셀프리프레쉬 신호(sref)는 반도체 메모리 장치가 셀프 리프레쉬 동작 중인지 아닌지 여부를 알리는 신호로서 셀프 리프레쉬 모드 진입 전과 후에는 로우레벨의 상태에 있고 셀프 리프레쉬 모드에서 하이레벨이 되는 신호이다.As shown in FIG. 3, the
먼저, 셀프 리프레쉬 모드에 진입하기 이전에는 셀프리프레쉬 신호(sref)는 로우레벨의 상태에 있으므로 PMOS(P21)는 하이레벨의 신호에 응답하여 턴-오프된다. 이 때, 초기화구간 즉 초기화신호(pwrupb)가 로우레벨이거나, 외부전압(VDD)이 소정 전압레벨보다 더 낮아 제어신호(bd25)가 로우레벨인 경우에는, 논리부(20)는 로우레벨의 제어신호(shortb)를 출력하므로 PMOS(P20)가 턴-온되어 내부전압(VPERI)으로는 외부전압(VDD)이 출력된다.First, the PMOS P21 is turned off in response to the high level signal because the cell refresh signal sref is in a low level state before entering the self refresh mode. At this time, when the initialization section, i.e., the initialization signal pwrupb is at a low level or the external voltage VDD is lower than the predetermined voltage level and the control signal bd25 is at a low level, the
다음으로, 셀프 리프레쉬 모드에 진입하기 이전 구간이면서 초기화 구간도 지나 외부전압(VDD)이 소정 전압레벨이 이상인 액티브 모드에서는, 제어신호(bd25)와 초기화신호(pwrupb)는 하이레벨이 되고 액티브 신호(active)도 하이레벨이 된다. 그리고, 이 때 셀프 리프레쉬 신호(sref)는 로우레벨의 상태에, 제어신호(sref_ext)는 하이레벨의 상태에 있다. 이에 따라, 논리부(20)는 하이레벨의 세 신 호를 입력받아 하이레벨의 제어신호(shortb)를 출력하므로 PMOS(P20)는 턴-오프된다. 그리고, PMOS(P21)도 인버터(IV11)로부터의 하이레벨의 신호에 응답하여 턴-오프된다. 반면, 도 5의 신호생성부(40)에서 낸드게이트(ND23)는 인버터(IV23)로부터의 로우레벨의 신호에 응답하여 하이레벨의 신호를 출력하고, 이 때 제어신호(bd25)와 인버터(IV24)로부터의 신호도 하이레벨이므로, 논리부(41)는 하이레벨의 인에이블신호(enable)를 출력한다. Next, in the active mode in which the external voltage VDD is greater than or equal to the predetermined voltage level, the control signal bd25 and the initialization signal pwrupb become the high level in the active mode before the self refresh mode and after the initialization period. active) also becomes a high level. At this time, the self refresh signal sref is at a low level, and the control signal sref_ext is at a high level. Accordingly, since the
이에 따라, 도 2의 내부전압 생성부(10)는 내부전압(VPERI)을 생성하여 출력단(A)으로 출력한다. 이를 구체적으로 살펴 보면, 인에이블신호(enable)가 하이레벨로 인에이블됨에 따라 NMOS(N13)는 턴-온되고 PMOS(P13), PMOS(P15) 및 PMOS(P17)는 턴-오프되어 내부전압 생성부(10)는 인에이블된다. 내부전압 생성부(10)는 출력단(A)의 전압을 전압분배한 노드(B)의 전압과 기준전압(VREF)과의 비교 동작을 통하여 소정 레벨의 내부전압을 출력단(A)으로 공급한다. Accordingly, the internal
만약 출력단(A)의 전압이 소정 전압레벨보다 낮은 경우에는, 이를 전압분배한 노드(B)의 전압이 기준전압(VREF)보다 더 낮아져서 NMOS(N12)는 NMOS(N11)보다 더 약하게 턴온되어 NMOS(N12)의 턴-온저항은 NMOS(N11)보다 더 커진다. 이에 따라, 노드(C)의 전위는 상승하므로 PMOS(P16)의 턴-온저항이 커져서 노드(D)의 전위는 하강하고, 노드(D)의 전위에 응답하여 PMOS(P18)와 PMOS(P19)의 턴-온저항은 감소하므로 최종적으로 출력단(A)의 전위는 상승하여 내부전압(VPERI)는 상승하게 된다. 반대로, 만약 출력단(A)의 전압이 소정 전압레벨보다 높은 경우에는, 이를 전압분배한 노드(B)의 전압이 기준전압(VREF)보다 더 높아져서 NMOS(N12)는 NMOS(N11)보다 더 강하게 턴온되어 NMOS(N12)의 턴-온저항은 NMOS(N11)보다 더 작아진다. 이에 따라, 노드(C)의 전위는 하강하므로 PMOS(P16)의 턴-온저항이 작아져서 노드(D)의 전위는 상승하고, 이러한 노드(D)의 전위에 응답하여 PMOS(P18)와 PMOS(P19)의 턴-온저항은 증가하므로 최종적으로 출력단(A)의 전위는 하강하여 내부전압(VPERI)은 하강하게 된다. 이와 같이, 내부전압 생성부(10)는 상기와 같은 비교 동작을 통하여 출력단(A)의 전압이 일정하게 유지될 수 있도록 함으로써, 액티브 모드에서 일정한 레벨의 내부전압(VPERI)을 출력단(A)을 통하여 공급한다.If the voltage at the output terminal A is lower than the predetermined voltage level, the voltage of the node B that divides the voltage is lower than the reference voltage VREF, so that the NMOS N12 is turned on weaker than the NMOS N11 so that the NMOS The turn-on resistance of N12 is greater than that of NMOS N11. Accordingly, since the potential of the node C rises, the turn-on resistance of the PMOS P16 increases, so that the potential of the node D decreases, and the PMOS P18 and the PMOS P19 respond to the potential of the node D. Since the turn-on resistance of) decreases, the potential of the output terminal A rises and the internal voltage VPERI increases. On the contrary, if the voltage of the output terminal A is higher than the predetermined voltage level, the voltage of the node B that divides the voltage becomes higher than the reference voltage VREF, so that the NMOS N12 turns on more strongly than the NMOS N11. As a result, the turn-on resistance of the NMOS N12 is smaller than that of the NMOS N11. As a result, the potential of the node C decreases, so that the turn-on resistance of the PMOS P16 decreases, so that the potential of the node D rises, and the PMOS P18 and the PMOS respond to the potential of the node D. Since the turn-on resistance of (P19) is increased, the potential of the output terminal (A) is finally lowered and the internal voltage VPERI is lowered. As such, the internal
한편, 이 때 스탠바이용 내부전압 발생회로는 스탠바이 모드일 때뿐만 아니라 액티브 모드에서도 턴-온되어 내부전압을 함께 공급한다.In this case, the standby internal voltage generation circuit is turned on not only in the standby mode but also in the active mode to supply the internal voltage.
이어서, 반도체 메모리 장치가 셀프 리프레쉬 모드에 진입하면, 셀프 리프레쉬 신호(sref)는 로우레벨에서 하이레벨로 천이된다. 이에 따라, 논리부(20)는 계속하여 하이레벨의 제어신호(shortb)를 출력하므로 PMOS(P20)는 턴-오프되지만, 도 5의 신호생성부(40)에서 논리부(41)는 인버터(IV24)로부터 로우레벨의 신호를 입력받아 논리곱연산을 통해 로우레벨의 인에이블신호(enable)를 출력하므로, 도 2에서 신호생성부(10)는 디스에이블된다. 즉, PMOS(P17)가 턴-온되어 노드(D)가 하이레벨이 되면서 PMOS(P18)와 PMOS(P19)가 턴-오프된다.Subsequently, when the semiconductor memory device enters the self refresh mode, the self refresh signal sref transitions from the low level to the high level. Accordingly, since the
반면, 셀프 리프레쉬 신호(sref)가 로우레벨에서 하이레벨로 천이됨에 따라 PMOS(P21)는 로우레벨의 신호에 응답하여 턴-온되어 출력단(A)으로 코어전압(VCORE)을 공급한다. 여기서, 코어전압(VCORE)은 메모리 장치 내부에서 외부전압(VDD)을 다운컨버팅(down converting)하여 생성한 내부전압으로서, 메모리 장치의 코어(core(cell array)) 영역에 사용하도록 한 전압이며, 그 크기는 내부전압(VPERI)보다 더 낮다. 이와 같이, 본 실시예에 따른 내부전압 발생회로는 반도체 메모리 장치가 셀프리프레쉬 모드에 진입하면 그 전위가 기존의 내부전압(VPERI)보다 더 낮은 코어전압(VCORE)을 출력단(A)으로 출력한다. 그리고, 이 때 주로 스탠바이모드에서 내부전압(VPERI)을 공급하기 위해 사용되는 스탠바이용 내부전압 발생회로는 턴-오프시킨다. 따라서, 본 실시예에 따른 내부전압 공급회로 및 이를 이용한 내부전압 공급장치는 종래에 비하여 셀프 리프레쉬 모드에서 내부전압(VPERI)보다 더 낮은 전압인 코어전압(VCORE)을 내부전압으로 공급함으로써, 셀프 리프레쉬 모드에서의 전류 소모를 획기적으로 감소시킬 수 있다.On the other hand, as the self refresh signal sref transitions from the low level to the high level, the PMOS P21 is turned on in response to the low level signal to supply the core voltage VCORE to the output terminal A. FIG. Here, the core voltage VCORE is an internal voltage generated by down converting the external voltage VDD inside the memory device, and is a voltage used in the core (cell array) region of the memory device. Its magnitude is lower than the internal voltage VPERI. As described above, when the semiconductor memory device enters the cell refresh mode, the internal voltage generation circuit according to the present exemplary embodiment outputs the core voltage VCORE whose potential is lower than the existing internal voltage VPERI to the output terminal A. FIG. At this time, the standby internal voltage generation circuit used to supply the internal voltage VPERI in the standby mode is turned off. Accordingly, the internal voltage supply circuit and the internal voltage supply apparatus using the same according to the present embodiment provide a self-refresh by supplying the core voltage VCORE, which is lower than the internal voltage VPERI, in the self-refresh mode as the internal voltage. The current consumption in the mode can be significantly reduced.
한편, 이어서, 반도체 메모리 장치가 셀프리프레쉬 모드에서 벗어나면, 셀프 리프레쉬 신호(sref)는 하이레벨에서 로우레벨로 천이된다. 이에 따라서, 도 4a에서 인버터(IV22)의 출력은 하이레벨이 되고 지연기(31)의 출력은 소정 지연구간 동안에는 이전 상태인 하이레벨을 계속 유지하므로, 낸드게이트(ND22)로부터 출력되는 제어신호(sref_ext)는 소정구간동안 로우레벨의 신호가 된다. 그리고, 지연기(31)에 의한 상기 지연구간이 경과하면 지연기(31)의 출력이 로우레벨로 천이되므로, 낸드게이트(ND22)로부터 출력되는 제어신호(sref_ext)는 다시 하이레벨로 천이된다. 이와 같이, 제어신호(sref_ext)는 셀프 리프레쉬 모드가 완료되면 소정 구간동안 로우레벨로 인에이블된 후 다시 하이레벨로 천이되는 신호가 된다.On the other hand, when the semiconductor memory device is out of the cell refresh mode, the self refresh signal sref transitions from the high level to the low level. Accordingly, in FIG. 4A, the output of the inverter IV22 is at the high level and the output of the
제어신호(sref_ext)가 상기 소정 구간동안 로우레벨로 천이되면, 도 3의 논리부(20)의 출력신호인 제어신호(shortb)가 로우레벨이 되므로 도 2에서 PMOS(P20) 가 턴-온되어 출력단(A)은 외부전압(VDD)에 의하여 구동된다. 이와 함께, 도 5의 신호생성부(40)에서 낸드게이트(ND23)는 하이레벨의 신호를 출력하고, 이 때 제어신호(bd25)와 인버터(IV24)로부터의 신호도 하이레벨이므로, 논리부(41)는 하이레벨의 인에이블신호(enable)를 출력하고 내부전압 생성부(10)도 다시 동작을 시작하게 된다. 이와 같이, 셀프 리프레쉬 모드가 완료되면, PMOS(P20)와 내부전압 생성부(10)가 함께 동작함으로써, 셀프 리프레쉬 모드 동안에 감소되어 있던 내부전압(VPERI)이 셀프 리프레쉬 모드 이전 레벨로 빨리 복귀할 수 있도록 한다. When the control signal sref_ext transitions to the low level during the predetermined period, the PMOS P20 is turned on in FIG. 2 because the control signal shortb, which is an output signal of the
그리고, 이 때 스탠바이용 내부전압 발생회로도 함께 턴-온되어 내부전압(VPERI)을 생성하여 출력하도록 한다.At this time, the standby internal voltage generation circuit is also turned on to generate and output the internal voltage VPERI.
마지막으로, 상기 지연구간이 경과하여 제어신호(sref_ext)가 다시 하이레벨로 천이되면 PMOS(P20)는 턴-오프되고, 이후 액티브 모드인지 아닌지 여부에 따라 인에이블신호(enable)가 하이 또는 로우레벨이 되어 내부전압 생성부(10)의 동작 여부가 결정된다. 즉, 액티브 모드일 때에는 본 실시예에 따른 내부전압 발생회로가 출력단(A)으로 적정레벨의 내부전압(VPERI)을 공급할 뿐만 아니라 스탠바이용 내부전압 발생회로도 동작하여 내부전압(VPERI)을 공급한다. 반면, 스탠바이 모드일 때에는 스탠바이용 내부전압 발생회로만 턴-온되어 내부전압(VPERI)을 공급한다.Lastly, when the delay period elapses and the control signal ref_ext transitions back to the high level, the PMOS P20 is turned off, and then the enable signal is enabled depending on whether it is in active mode or not. This determines whether the
이와 같이, 본 실시예에 따른 내부전압 발생회로 및 내부전압 공급장치는 셀프 리프레쉬 모드에서는 액티브 모드 및 스탠바이 모드일 때보다 더 낮은 레벨의 내부전압을 공급함으로써, 셀프 리프레쉬 모드에서의 전류 소모를 감소시켜 반도체 메모리 장치의 저전력화를 이룰 수 있도록 한다. As such, the internal voltage generation circuit and the internal voltage supply device according to the present embodiment supply a lower level of internal voltage in the self refresh mode than in the active mode and the standby mode, thereby reducing current consumption in the self refresh mode. It is possible to achieve a low power consumption of the semiconductor memory device.
본 발명에 따른 내부전압 발생회로 및 내부전압 공급장치는 내부전압(VPERI)뿐만 아니라 다른 어떠한 종류의 내부전압의 생성에도 적용가능하다.The internal voltage generating circuit and the internal voltage supply device according to the present invention are applicable to the generation of not only the internal voltage VPERI but also any other type of internal voltage.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 내부전압 발생회로 및 내부전압 공급장치는 반도체 메모리 장치에서 셀프 리프레쉬 모드에서 액티브 모드 및 스탠바이 모드일 때보다 더 낮은 레벨의 내부전압을 공급함으로써, 셀프 리프레쉬 모드에서의 전류 소모를 감소시켜 반도체 메모리 장치의 저전력화를 이룰 수 있도록 한다.As described above, the internal voltage generation circuit and the internal voltage supply device according to the present invention supply a lower level of internal voltage than the active mode and the standby mode in the self refresh mode in the semiconductor memory device, The current consumption is reduced to achieve low power consumption of the semiconductor memory device.
Claims (20)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060008001A KR100675899B1 (en) | 2006-01-25 | 2006-01-25 | Internal voltage generating circuit and internal voltage supplying apparatus |
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KR1020060008001A KR100675899B1 (en) | 2006-01-25 | 2006-01-25 | Internal voltage generating circuit and internal voltage supplying apparatus |
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KR100675899B1 true KR100675899B1 (en) | 2007-02-02 |
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KR1020060008001A KR100675899B1 (en) | 2006-01-25 | 2006-01-25 | Internal voltage generating circuit and internal voltage supplying apparatus |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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TWI417896B (en) * | 2008-09-10 | 2013-12-01 | Hynix Semiconductor Inc | Semiconductor memory device and driving method thereof |
-
2006
- 2006-01-25 KR KR1020060008001A patent/KR100675899B1/en not_active IP Right Cessation
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