KR100702771B1 - Internal voltage generation circuit of semiconductor memory device for generating stable internal voltage - Google Patents
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Abstract
본 발명은 안정적인 내부 전압을 발생하는 반도체 메모리 장치의 내부 전압 발생 회로에 관한 것으로, 본 발명에 따른 내부 전압 발생 회로는 내부 전압의 변화에 따라 오버 드라이버의 동작을 제어함으로써, 안정적인 내부 전압을 발생할 수 있고, 메모리 셀의 비트 패일 현상을 감소시킬 수 있다.The present invention relates to an internal voltage generation circuit of a semiconductor memory device that generates a stable internal voltage. The internal voltage generation circuit according to the present invention can generate a stable internal voltage by controlling an operation of an over driver according to a change in the internal voltage. In addition, the bit fail phenomenon of the memory cell can be reduced.
내부 전압 감지부, 오버 드라이빙 제어부, 오버 드라이버 Internal voltage detector, overdriving controller, overdriver
Description
도 1은 종래의 내부 전압 발생 회로와, 그 주변 회로들을 개략적으로 도시한 블록도이다.1 is a block diagram schematically showing a conventional internal voltage generation circuit and its peripheral circuits.
도 2는 도 1에 도시된 내부 전압 발생 회로를 좀 더 상세히 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating the internal voltage generation circuit shown in FIG. 1 in more detail.
도 3은 도 2에 도시된 내부 전압 발생 회로에 의해 발생되는 내부 전압과, 승압 전압 및 외부 전압의 관계를 나타내는 그래프이다.3 is a graph illustrating a relationship between an internal voltage generated by the internal voltage generation circuit illustrated in FIG. 2, a boosted voltage, and an external voltage.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 내부 전압 발생 회로와, 그 주변 회로들을 개략적으로 도시한 블록도이다.4 is a block diagram schematically illustrating an internal voltage generator circuit and peripheral circuits thereof according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5a는 도 4에 도시된 제어 신호 발생기를 좀 더 상세히 나타내는 도면이다.FIG. 5A is a diagram illustrating the control signal generator shown in FIG. 4 in more detail.
도 5b는 도 5a에 도시된 제어 신호 발생기의 동작과 관련된 신호들의 타이밍도이다.FIG. 5B is a timing diagram of signals related to the operation of the control signal generator shown in FIG. 5A.
도 6은 도 4에 도시된 비트 라인 센스 앰프 블록을 좀 더 상세히 나타내는 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating the bit line sense amplifier block shown in FIG. 4 in more detail.
도 7은 도 4에 도시된 내부 전압 발생기를 좀 더 상세히 나타내는 도면이다.FIG. 7 is a diagram illustrating the internal voltage generator illustrated in FIG. 4 in more detail.
도 8은 도 7에 도시된 내부 전압 감지부를 좀 더 상세히 나타내는 도면이다.FIG. 8 is a diagram illustrating the internal voltage detector illustrated in FIG. 7 in more detail.
도 9는 도 7에 도시된 오버-드라이빙 제어부를 좀 더 상세히 나타내는 도면이다.FIG. 9 is a diagram illustrating the over-driving control unit illustrated in FIG. 7 in more detail.
도 10은 도 8에 도시된 내부 전압 감지부의 동작과 관련된 신호들의 관계를 나타내는 그래프이다.FIG. 10 is a graph illustrating a relationship between signals related to an operation of the internal voltage detector illustrated in FIG. 8.
도 11은 도 7에 도시된 내부 전압 발생 회로에 의해 발생되는 내부 전압과, 승압 전압 및 외부 전압의 관계를 나타내는 그래프이다.FIG. 11 is a graph illustrating a relationship between an internal voltage generated by the internal voltage generation circuit shown in FIG. 7, a boosted voltage, and an external voltage.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
100 : 내부 전압 발생 회로 110 : 내부 전압 감지부100: internal voltage generation circuit 110: internal voltage detection unit
120 : 내부 전압 발생기 121 : 인에이블 회로120: internal voltage generator 121: enable circuit
122 : 비교기 123 : 메인 드라이버122: comparator 123: main driver
124 : 오버 드라이빙 제어부 125 : 오버 드라이버124: over-driving control unit 125: over-driver
140 : 제1 비교 전압 발생기 150 : 제2 비교 전압 발생기140: first comparison voltage generator 150: second comparison voltage generator
본 발명은 반도체 메모리 장치에 관한 것으로서, 특히, 반도체 메모리 장치의 내부 전압 발생 회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor memory devices, and more particularly to an internal voltage generator circuit of a semiconductor memory device.
일반적으로, 반도체 메모리 장치는 외부에서 공급되는 비교적 높은 외부 전 원전압에 기초하여 다양한 전압 레벨의 내부 전압들을 발생하는 내부 전압 발생 회로를 포함한다. 내부 전압 발생 회로는 자신이 발생한 내부 전압들은 반도체 메모리 장치의 대응하는 내부 회로들에 각각 공급한다. 도 1은 종래의 내부 전압 발생 회로와, 그 주변 회로들을 개략적으로 도시한 블록도이다. 도 1을 참고하면, 내부 전압 발생 회로(20)는 제어 신호 발생기(10)로부터 수신되는 비트 라인 센싱 스타트 신호(Sest30)에 응답하여, 내부 전압(VC)을 발생한다. 상기 내부 전압(VC)은 비트 라인 센스 앰프 블록(30)의 동작 전원으로서 공급되고, 상기 비트 라인 센스 앰프 블록(30)은 센싱 제어 신호들(RTOE, SBE)에 응답하여 비트 라인들(BL1, BL1B 내지 BLJ, BLJB)(J는 정수)을 통하여 수신되는 데이터를 센싱 및 증폭한다. 도 2는 도 1에 도시된 내부 전압 발생 회로를 좀 더 상세히 나타내는 도면이다. 상기 내부 전압 발생 회로(20)는 메인 드라이버(21), 인에이블 회로(22), 비교기(23), 지연 회로(24), 및 오버 드라이버(25)를 포함한다. 일반적으로, 반도체 메모리 장치의 액티브 모드에서 선택된 비트 라인들이 상기 내부 전압(VC)으로 프리차지되는 일정 시간 동안, 상기 선택된 비트 라인들에 흐르는 과도한 소모 전류에 의해, 상기 내부 전압(VC)은 설정된 전압으로 유지되지 못하고 불안정하게 변화된다. 상기 비교기(23)는 상기 내부 전압(VC)이 불안정하게 변화되는 것을 방지하는 역할을 한다. 좀 더 상세히 설명하면, 상기 비교기(23)는 상기 메인 드라이버(21)에 의해 발생되는 상기 내부 전압(VC)을 설정된 기준 전압(VRC)에 비교하고, 그 비교 결과에 따라 제어 신호(DRC1)를 발생하여, 상기 메인 드라이버(21)의 동작을 제어한다. 그 결과, 상기 메인 드라이버(21)가 외부 전압(VDD)에 기초하여 출력 노드(N)에 출력하 는 상기 내부 전압(VC)이 상기 기준 전압(VRC) 범위내로 유지될 수 있다. 상기 인에이블 회로(22)는 상기 비트 라인 센싱 스타트 신호(Sest30)에 응답하여 비교기 인에이블 신호(COMP_en)를 출력하여, 상기 비교기(23)를 인에이블시킨다.In general, a semiconductor memory device includes an internal voltage generator circuit for generating internal voltages of various voltage levels based on a relatively high external power voltage supplied from an external source. The internal voltage generator circuit supplies the internal voltages generated by the internal voltage generators to corresponding internal circuits of the semiconductor memory device, respectively. 1 is a block diagram schematically showing a conventional internal voltage generation circuit and its peripheral circuits. Referring to FIG. 1, the internal
한편, 상기 오버 드라이버(25)는 상기 비교기(23)가 상기 내부 전압(VC)을 설정된 기준 전압(VRC)에 비교하는 시간 동안, 상기 내부 전압(VC)이 강하되는 것을 방지한다. 또, 상기 오버 드라이버(25)는 상기 비트 라인 센스 앰프 블록(30)이 상기 비트 라인들(BL1, BL1B 내지 BLJ, BLJB)의 전압들을 센싱하기 시작하는 시점에서, 상기 비트 라인들(BL1, BL1B 내지 BLJ, BLJB)이 큰 전류를 소비하는 것에 기인하여 발생되는 상기 내부 전압(VC)의 급격한 강하를 방지한다. 이를 좀 더 상세히 설명하면, 상기 제어 신호 발생기(10)가 상기 비트 라인 센싱 스타트 신호(Sest30)에 응답하여 비트 라인 센싱 인에이블 신호(Sense_en)를 발생한다. 상기 지연 회로(24)는 상기 비트 라인 센싱 인에이블 신호(Sense_en)를 지연시키고, 그 지연된 신호를 제어 신호(DRC2)로서 출력한다. 상기 오버 드라이버(25)는 상기 제어 신호(DRC2)에 응답하여, 상기 출력 노드(N)에 상기 외부 전압(VDD)을 더 공급하여, 상기 내부 전압(VC)이 강하되는 것을 보상한다. 상기 오버 드라이버(25)가 동작을 시작하는 시점은 상기 지연 회로(24)의 지연 시간에 의해 결정된다. 여기에서, 상기 오버 드라이버(25)가 동작을 시작하는 시점은, 상기 비트 라인들(BL1, BL1B 내지 BLJ, BLJB)이 큰 전류를 소비하기 시작하는 시점에 정확하게 맞춰질 필요가 있다. 하지만, 이처럼 소비 전류가 증가하는 시점에 정확하게 맞추어 상기 오버 드라이버(25)가 동작하도록 제어하는 데는 큰 어려움이 있다. 상기 내부 전압 발생 회로(20)에서는, 상기 비트 라인 센싱 인에이블 신호(Sense_en)가 발생된 시점으로부터, 상기 지연 회로(24)에 의해 설정된 지연 시간이 경과되면, 무조건 상기 오버 드라이버(25)가 동작된다. 예를 들어, 설정된 전압보다 낮은 외부 전압(VDD)이 상기 내부 전압 발생 회로(20)에 입력될 경우, 상기 오버 드라이버(25)에 의해, 상기 내부 전압(VC)이 강하되는 것이 보상될 수 있다. 그러나, 상기 설정된 전압보다 높은 외부 전압(VDD)이 상기 내부 전압 발생 회로(20)에 입력될 경우, 이미 충분히 보상되어 설정된 조건을 만족하는 상기 내부 전압(VC)이 상기 오버 드라이버(25)의 동작으로 인하여 필요 이상으로 증가하게 된다. 여기에서, 상기 설정된 전압보다 높은 외부 전압(VDD)이 상기 내부 전압 발생 회로(20)에 입력될 경우, 상기 내부 전압(VC)이 상기 설정된 조건을 만족하게 되는 이유를 좀 더 설명하면 다음과 같다. 즉, 그 이유는, 상기 외부 전압(VDD)이 상기 설정된 전압보다 높을 경우, 상기 비교기(23)에 공급되는 상기 기준 전압(VRC)이 증가된 상기 외부 전압(VDD)에 비례하여 증가하게 되고, 그 결과, 상기 내부 전압(VC)이 증가된 상기 기준 전압(VRC) 범위로 유지되기 때문이다. 상기 내부 전압(VC)이 필요 이상으로 증가하게 되면, 도 3에 도시된 것과 같이, 메모리 셀 어레이의 워드 라인(미도시)에 공급되는 승압 전압(VPP)과 상기 내부 전압(VC)간의 레벨 차이(V2-V1)가 감소하게 된다. 그 결과, 상기 워드 라인에 연결된 메모리 셀로부터 잘못된 데이터가 출력되거나, 또는 상기 메모리 셀에 결함이 발생하는 현상(즉, 비트 패일(bit fail) 현상)이 발생하게 되는 문제점이 있다.On the other hand, the
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 내부 전압의 변화에 따라 오버 드라이버의 동작을 제어함으로써, 안정적인 내부 전압을 발생하여, 비트 패일 현상을 감소시킬 수 있는 반도체 메모리 장치의 내부 전압 발생 회로를 제공하는 데 있다.Accordingly, a technical object of the present invention is to provide an internal voltage generation circuit of a semiconductor memory device capable of generating a stable internal voltage and reducing a bit fail phenomenon by controlling an operation of an over driver according to a change in an internal voltage. There is.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 메모리 장치의 내부 전압 발생 회로는, 비트 라인 센싱 스타트 신호에 응답하여, 외부 전압에 기초하여 제1 기준 전압 레벨로 유지되는 내부 전압을 발생하고, 비트 라인 센싱 인에이블 신호와 제어 신호에 응답하여, 내부 전압을 증가시키는 내부 전압 발생기; 및 제2 기준 전압에 기초하여 내부 전압 레벨을 센싱하고, 그 센싱 결과에 따라 제어 신호를 발생하는 내부 전압 감지부를 포함한다.The internal voltage generation circuit of the semiconductor memory device according to the present invention for achieving the above technical problem, generates an internal voltage maintained at the first reference voltage level based on the external voltage in response to the bit line sensing start signal, An internal voltage generator for increasing an internal voltage in response to the bit line sensing enable signal and a control signal; And an internal voltage sensing unit configured to sense an internal voltage level based on the second reference voltage and generate a control signal according to the sensing result.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록하며 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention and to those skilled in the art. It is provided for complete information.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 내부 전압 발생 회로와, 그 주변 회로들을 개략적으로 도시한 블록도이다. 도 4를 참고하면, 제어 신호 발생기(200)는 비트 라인 센싱 스타트 신호(SAST)에 응답하여, 비트 라인 센싱 인에이블 신호(SAEN)를 발생하고, 상기 비트 라인 센싱 인에이블 신호(SAEN)와 상기 비트 라인 센싱 스 타트 신호(SAST)를 출력한다. 바람직하게, 상기 제어 신호 발생기(200)는 도 5a에 도시된 것과 같이, 지연 회로(210)와 NAND 게이트(220)를 포함할 수 있다. 상기 지연 회로(210)는 인버터들(211∼217)을 포함한다. 상기 지연 회로(210)는 상기 비트 라인 센싱 스타트 신호(SAST)를 설정된 시간 동안 지연시킨 후, 반전된 비트 라인 센싱 스타트 신호(SASTB)를 출력한다. 상기 NAND 게이트는 상기 비트 라인 센싱 스타트 신호(SAST)와 상기 반전된 비트 라인 센싱 스타트 신호(SASTB)에 응답하여, 상기 비트 라인 센싱 인에이블 신호(SAEN)를 출력한다. 결과적으로, 상기 제어 신호 발생기(200)는 도 5b에 도시된 것과 같이, 설정된 시간(W) 동안 디세이블되는 상기 비트 라인 센싱 인에이블 신호(SAEN)를 출력한다.4 is a block diagram schematically illustrating an internal voltage generator circuit and peripheral circuits thereof according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the
내부 전압 발생 회로(100)는 내부 전압 감지부(110)와 내부 전압 발생기(120)를 포함한다. 상기 내부 전압 발생기(120)는 상기 비트 라인 센싱 스타트 신호(SAST)에 응답하여, 외부 전압(VDD)에 기초하여 제1 기준 전압(VREF1) 레벨로 유지되는 내부 전압(Vcore)을 발생한다. 바람직하게, 상기 제1 기준 전압(VREF1)은 반도체 메모리 장치의 액티브 모드에서 선택된 비트 라인들이 프리차지되는 시간 동안, 공급되어야 할 목표(target) 내부 전압(Vcore) 값으로 설정될 수 있다.The internal voltage generator circuit 100 includes an
또, 상기 내부 전압 발생기(120)는 상기 비트 라인 센싱 인에이블 신호(SAEN)와 제어 신호(DRV_off)에 응답하여, 상기 내부 전압(Vcore)을 증가시킨다. 상기 내부 전압 감지부(110)는 제2 기준 전압(VREF2)에 기초하여 상기 내부 전압(Vcore)의 레벨을 센싱하고, 그 센싱 결과에 따라 상기 제어 신호(DRV_off)를 발생한다. 바람직하게, 상기 내부 전압 감지부(110)는 상기 제2 기준 전압(VREF2)에 기 초하여, 상기 내부 전압(Vcore)이 설정된 전압보다 큰지의 여부를 판단하고, 상기 내부 전압(Vcore)이 상기 설정된 전압보다 클 때 상기 제어 신호(DRV_off)를 인에이블시킨다. 반대로, 상기 내부 전압(Vcore)이 상기 설정된 전압보다 작을 때, 상기 내부 전압 감지부(110)는 상기 제어 신호(DRV_off)를 디세이블시킨다.In addition, the
도 8을 참고하여, 상기 내부 전압 감지부(110)의 구성 및 구체적인 동작을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다. 상기 내부 전압 감지부(110)는 전압 분배 회로(111), 차동 증폭기(112), 및 출력 로직 회로(113)를 포함한다. 상기 전압 분배 회로(111)는 저항들(R1, R2, R3)을 포함하고, 설정된 저항 비율에 의해 상기 내부 전압(Vcore)을 분배하고, 분배 전압(DVC)을 출력 노드(N1)에 출력한다. 상기 차동 증폭기(112)는 PMOS 트랜지스터들(171, 172)과 NMOS 트랜지스터들(173, 174)를 포함한다. 상기 차동 증폭기(112)는 상기 NMOS 트랜지스터들(173, 174)의 게이트들에 각각 입력되는 상기 분배 전압(DVC)과 상기 제2 기준 전압(VREF2)을 비교하고, 그 비교 결과에 따라 비교 신호(VDF)를 출력 노드(N2)에 출력한다. 좀 더 상세하게는, 상기 분배 전압(DVC)보다 상기 제2 기준 전압(VREF2)이 더 클 때, 상기 비교 신호(VDF)를 로우 레벨로 출력하고, 상기 분배 전압(DVC)이 상기 제2 기준 전압(VREF2)보다 더 클 때, 상기 비교 신호(VDF)를 하이 레벨로 출력한다. 바람직하게, 상기 제2 기준 전압(VREF2)은, 비트 라인 센스 앰프 블록(300)이 비트 라인들(BL1, BL1B 내지 BLK, BLKB)(K는 정수)의 전압들을 센싱하기 시작하는 시점으로부터 설정된 시간 동안, 상기 비트 라인 센스 앰프 블록(300)에 공급되어야 할 목표(target) 내부 전압(Vcore) 값이, 상기 전압 분배 회로(111)와 동일한 저항 비율로 분배된 전압 값으로 설정될 수 있다. 상기 출력 로직 회로(113)는 인버터들(175, 176)을 포함하고, 상기 비교 신호(VDF)를 설정 시간 동안 지연시키고, 그 지연된 신호를 상기 제어 신호(DRV_off)로서 출력한다. 결과적으로, 상기 내부 전압 감지부(110)는 도 10에 도시된 것과 같이, 상기 분배 전압(DVC)보다 상기 제2 기준 전압(VREF2)이 더 클 때, 상기 제어 신호(DRV_off)를 로우 레벨로 출력한다. 또, 상기 분배 전압(DVC)이 상기 제2 기준 전압(VREF2)보다 더 클 때, 상기 내부 전압 감지부(110)는 상기 제어 신호(DRV_off)를 하이 레벨로 출력한다.Referring to FIG. 8, the configuration and specific operation of the
다시 도 4를 참고하면, 상기 내부 전압(Vcore)은 비트 라인 센스 앰프 블록(300)에 공급된다. 상기 비트 라인 센스 앰프 블록(300)은 도 6에 도시된 것과 같이, 센스 앰프 구동 회로(310)와 센스 앰프 회로들(SA1∼SAK)(K는 정수)을 포함한다. 상기 센스 앰프 구동 회로(310)는 드라이버들(311, 312)을 포함한다. 바람직하게, 상기 드라이버(311)는 PMOS 트랜지스터로 구현될 수 있고, 상기 드라이버(312)는 NMOS 트랜지스터로 구현될 수 있다. 상기 드라이버(311)는 센스 앰프 제어 신호(RTOE)에 응답하여, 상기 내부 전압(Vcore)을 상기 센스 앰프 회로들(SA1∼SAK)의 동작 전원(RTO)으로서 공급한다. 상기 드라이버(312)는 센스 앰프 제어 신호(SBE)에 응답하여, 그라운드 전압(VSS)을 상기 센스 앰프 회로들(SA1∼SAK)의 동작 전원(SB)에 공급한다. 상기 센스 앰프 회로들(SA1∼SAK) 각각은 한 쌍의 비트 라인들(BL1 및 BL1B ∼ BLK 및 BLKB 중 한 쌍)에 연결된다. 상기 센스 앰프 회로들(SA1∼SAK) 각각은 상기 동작 전원들(RTO, SB)이 공급될 때, 자신과 연결된 한 쌍의 비트 라인들(BL1 및 BL1B ∼ BLK 및 BLKB 중 한 쌍)의 전압을 센싱 및 증폭한다. 여기에 서, 상기 센스 앰프 제어 신호(RTOE)가 디세이블되고, 상기 센스 앰프 제어 신호(SBE)가 인에이블될 때, 상기 센스 앰프 회로들(SA1∼SAK)이 상기 비트 라인들(BL1 및 BL1B ∼ BLK 및 BLKB)의 전압들을 센싱하기 시작하는 시점이다. 따라서, 이 시점에서 상기 내부 전압(Vcore)이 강하되기 쉽다.Referring back to FIG. 4, the internal voltage Vcore is supplied to the bit line
도 7은 도 4에 도시된 내부 전압 발생기를 좀 더 상세히 나타내는 도면이다. 도 7을 참고하면, 내부 전압 발생기(120)는 인에이블 회로(121), 비교기(122), 메인(main) 드라이버(123), 오버(over) 드라이빙 제어부(124), 및 오버 드라이버(125)를 포함한다. 상기 인에이블 회로(121)는 인버터(131), PMOS 트랜지스터(132), 및 NMOS 트랜지스터들(133, 134)을 포함한다. 상기 인에이블 회로(121)는 상기 비트 라인 센싱 스타트 신호(SAST)에 응답하여, 인에이블 신호(EN)를 발생하여 노드(D1)에 출력한다. 이를 좀 더 상세히 설명하면, 상기 인버터(131)는 상기 비트 라인 센싱 스타트 신호(SAST)를 반전시킨다. 상기 PMOS 트랜지스터(132)는 상기 인버터(131)의 출력 신호에 응답하여 턴 온 또는 오프된다. 바람직하게, 상기 비트 라인 센싱 스타트 신호(SAST)가 인에이블될 때, 상기 PMOS 트랜지스터(132)가 턴 온되어, 외부 전압(VDD)을 상기 노드(D1)에 공급한다. 그 결과, 상기 노드(D1)에서 발생되는 상기 인에이블 신호(EN)가 하이 레벨로 된다(즉, 인에이블된다). 상기 NMOS 트랜지스터(133)는 상기 인버터(131)의 출력 신호에 응답하여, 턴 온 또는 오프된다. 바람직하게, 상기 NMOS 트랜지스터(133)는 상기 비트 라인 센싱 스타트 신호(SAST)가 디세이블될 때, 상기 노드(D1)를 그라운드 전압으로 디스차지시킨다. 그 결과, 상기 인에이블 신호(EN)가 로우 레벨로 된다(즉, 디세이블된다). 상기 NMOS 트랜지스터(134)는 상기 노드(D1)에 다이오드 접속되고(diode connected), 상기 인에이블 신호(EN)를 설정된 전압 레벨로 유지한다.FIG. 7 is a diagram illustrating the internal voltage generator illustrated in FIG. 4 in more detail. Referring to FIG. 7, the
상기 비교기(122)는 제1 비교 전압 발생기(140), 제2 비교 전압 발생기(150), 및 차동 증폭기(160)를 포함한다. 상기 제1 비교 전압 발생기(140)는 NMOS 트랜지스터들(141, 142)을 포함한다. 상기 비교기(122)는, 상기 내부 전압(Vcore)과 상기 제1 기준 전압(VREF1)을 비교하고, 그 비교 결과에 따라 제1 드라이빙 제어 신호(DCTL1)를 노드(D2)에 출력한다. 바람직하게, 상기 비교기(122)는 상기 내부 전압(Vcore)이 상기 제1 기준 전압(VREF1)보다 클 때, 상기 제1 드라이빙 제어 신호(DCTL1)를 하이 레벨로 출력하고(즉, 인에이블시키고), 상기 내부 전압(Vcore)이 상기 제1 기준 전압(VREF1)보다 작을 때, 상기 제1 드라이빙 제어 신호(DCTL1)를 로우 레벨로 출력한다(즉, 디세이블시킨다). 이를 좀 더 상세히 설명하면, 상기 제1 비교 전압 발생기(140)는 상기 제1 기준 전압(VREF1)에 응답하여, 제1 비교 전압(VCOM1)을 발생하여 노드(D3)에 출력한다. 이를 좀 더 상세히 설명하면, 상기 NMOS 트랜지스터들(141, 142)은 상기 외부 전압(VDD)과 그라운드 전압 사이에 연결된다. 상기 NMOS 트랜지스터(141)는 상기 제1 기준 전압(VREF1)에 응답하여, 턴 온되고, 상기 NMOS 트랜지스터(142)는 상기 인에이블 신호(EN)가 인에이블될 때, 턴 온된다. 상기 NMOS 트랜지스터들(141, 142)이 모두 턴 온될 때, 상기 NMOS 트랜지스터들(141, 142)에 의해 상기 외부 전압(VDD)이 분배되어, 상기 노드(D3)에 상기 제1 비교 전압(VCOM1)이 출력된다.The
상기 제2 비교 전압 발생기(150)는 NMOS 트랜지스터들(151, 152)을 포함한 다. 상기 제2 비교 전압 발생기(150)는 상기 내부 전압(Vcore)에 응답하여, 제2 비교 전압(VCOM2)을 발생하여 노드(D4)에 출력한다. 이를 좀 더 상세히 설명하면, 상기 NMOS 트랜지스터들(151, 152)은 상기 외부 전압(VDD)과 그라운드 전압 사이에 연결된다. 상기 NMOS 트랜지스터(151)는 상기 내부 전압(Vcore)에 응답하여, 턴 온되고, 상기 NMOS 트랜지스터(1520는 상기 인에이블 신호(EN)가 인에이블될 때, 턴 온된다. 상기 NMOS 트랜지스터들(151, 152)이 모두 턴 온될 때, 상기 트랜지스터들(151, 152)에 의해 상기 내부 전압(Vcore)이 분배되어, 상기 노드(D4)에 상기 제2 비교 전압(VCOM2)이 출력된다.The second
상기 차동 증폭기(160)는 PMOS 트랜지스터들(161∼164)과 NMOS 트랜지스터들(165∼167)을 포함한다. 상기 차동 증폭기(160)의 구성 및 구체적인 동작은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 잘 이해할 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략된다. 상기 차동 증폭기(160)는 상기 제1 비교 전압(VCOM1)과 상기 제2 비교 전압(VCOM2)을 비교하고, 그 비교 결과에 따라 상기 제1 드라이빙 제어 신호(DCTL1)를 상기 노드(D2)에 출력한다. 바람직하게, 상기 차동 증폭기(160)는 상기 제1 비교 전압(VCOM1)보다 상기 제2 비교 전압(VCOM2)이 더 클 때, 상기 제1 드라이빙 제어 신호(DCTL1)를 인에이블시키고, 상기 제1 비교 전압(VCOM1)보다 상기 제2 비교 전압(VCOM2)이 더 작을 때, 상기 제1 드라이빙 제어 신호(DCTL1)를 디세이블시킨다.The
상기 메인 드라이버(123)는 PMOS 트랜지스터로 구현될 수 있다. 상기 메인 드라이버(123)는 상기 제1 드라이빙 제어 신호(DCTL1)에 응답하여, 상기 외부 전압 (VDD)을 출력 노드(OUT)에 공급함으로써, 상기 출력 노드(OUT)에 상기 내부 전압(Vcore)을 발생시킨다. 바람직하게, 상기 메인 드라이버(123)는 상기 제1 드라이빙 제어 신호(DCTL1)가 디세이블될 때, 상기 외부 전압(VDD)을 출력 노드(OUT)에 공급하고, 상기 제1 드라이빙 제어 신호(DCTL1)가 인에이블될 때, 상기 외부 전압(VDD)의 공급 동작을 정지한다.The
상기 오버 드라이빙 제어부(124)는 상기 비트 라인 센싱 인에이블 신호(SAEN)와 상기 제어 신호(DRV_off)에 응답하여, 제2 드라이빙 제어 신호(DCTL2)를 출력한다. 도 9를 참고하여, 상기 오버 드라이빙 제어부(124)의 구성 및 구체적인 동작을 설명하면 다음과 같다. 상기 오버 드라이빙 제어부(124)는 NOR 게이트(181)와 인버터(182)를 포함한다. 상기 NOR 게이트(181)는 상기 비트 라인 센싱 인에이블 신호(SAEN)와 상기 제어 신호(DRV_off)에 응답하여, 내부 로직 신호(L)를 발생한다. 상기 인버터(182)는 상기 내부 로직 신호(L)를 반전시키고, 그 반전된 신호를 상기 제2 드라이빙 제어 신호(DCTL2)로서 출력한다. 결과적으로, 상기 오버 드라이빙 제어부(124)는 상기 비트 라인 센싱 인에이블 신호(SAEN)와 상기 제어 신호(DRV_off)가 모두 디세이블될 때, 상기 제2 드라이빙 제어 신호(DCTL2)를 디세이블시킨다. 또, 상기 비트 라인 센싱 인에이블 신호(SAEN)와 상기 제어 신호(DRV_off) 중 어느 하나가 인에이블될 때, 상기 제2 드라이빙 제어 신호(DCTL2)를 인에이블시킨다.The overdriving
다시 도 7을 참고하면, 상기 오버 드라이버(125)는 PMOS 트랜지스터로 구현될 수 있다. 상기 오버 드라이버(125)는 상기 제2 드라이빙 제어 신호(DCTL2)에 응 답하여, 상기 외부 전압(VDD)을 상기 출력 노드(OUT)에 추가로 공급함으로써, 상기 내부 전압(Vcore)을 증가시킨다. 바람직하게, 상기 오버 드라이버(125)는 상기 제2 드라이빙 제어 신호(DCTL2)가 디세이블될 때, 상기 외부 전압(VDD)을 상기 출력 노드(OUT)에 추가로 공급하고, 상기 제2 드라이빙 제어 신호(DCTL2)가 인에이블될 때, 상기 외부 전압(VDD)의 공급 동작을 정지한다.Referring back to FIG. 7, the over
상술한 것과 같이, 상기 내부 전압 발생 회로(100)에서는, 비트 라인 센싱 인에이블 신호(SAEN)가 디세이블되더라도, 즉, 상기 비트 라인 센스 앰프 블록(300)이 비트 라인들(BL1, BL1B 내지 BLK, BLKB)의 전압들을 센싱하기 시작하는 시점에 도달하더라도, 상기 내부 전압(Vcore)이 설정된 조건을 만족하면 상기 오버 드라이버(125)가 동작되지 않는다. 이것은 상기 내부 전압 감지부(110)가 상기 내부 전압(Vcore)의 레벨을 센싱하고, 그 센싱 결과에 따라 상기 제어 신호(DRV_off)를 발생함으로써 실행될 수 있다. 결국, 높은 외부 전압(VDD)이 상기 내부 전압 발생 회로(100)에 입력될 때, 상기 내부 전압(Vcore)이 과도하게 증가하는 것이 방지될 수 있다. 따라서, 도 11에 도시된 것과 같이, 메모리 셀 어레이의 워드 라인(미도시)에 공급되는 승압 전압(VPP)과 상기 내부 전압(Vcore)간의 레벨 차이(VS-VF)가 감소되는 것이 방지될 수 있다. 그 결과, 상기 내부 전압(Vcore)이 과도하게 증가함에 따라 메모리 셀에 결함이 발생하는 비트 패일 현상이 감소될 수 있다.As described above, in the internal voltage generation circuit 100, even if the bit line sensing enable signal SAEN is disabled, that is, the bit line
상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명은 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical spirit of the present invention described above has been described in detail in a preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, the present invention will be understood by those skilled in the art that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 내부 전압 발생 회로는 안정적인 내부 전압을 발생할 수 있고, 메모리 셀의 비트 패일 현상을 감소시킬 수 있다.As described above, the internal voltage generation circuit according to the present invention may generate a stable internal voltage, and may reduce a bit fail phenomenon of the memory cell.
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