KR100734315B1

KR100734315B1 - 전압발생기

Info

Publication number: KR100734315B1
Application number: KR1020060014245A
Authority: KR
Inventors: 방훈진; 이효상; 정종훈
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-02-14
Filing date: 2006-02-14
Publication date: 2007-07-02
Also published as: US7471577B2; US20070189085A1

Abstract

소비전력을 증가시키기 않으면서도 비교전압을 고속으로 생성시킬 수 있는 전압발생기를 개시한다. 상기 전압발생기는, 전압비교블록 및 전압발생블록을 구비한다. 상기 전압비교블록은, 리드명령어에 응답하여 기준전압 및 결정전압의 전압 차에 대응되는 출력전압을 생성한다. 상기 전압발생블록은, 상기 리드명령어, 상기 리드명령어의 위상이 반전된 역 리드명령어, 스위칭펄스 신호 및 상기 출력전압에 응답하여 상기 결정전압 및 비교전압을 출력하며, 전압분배회로 및 스위치드 커패시터 회로를 구비한다. 상기 전압분배회로는, 상기 리드명령어, 상기 역 리드명령어, 상기 출력전압에 응답하여 상기 결정전압 및 상기 비교전압을 출력한다. 상기 스위치드 커패시터(Switched Capacitor) 회로는, 상기 역 리드명령어 및 상기 스위칭펄스 신호에 응답하여 상기 비교전압의 전압준위를 조절한다.

Description

전압발생기{Voltage Generator}

본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여, 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.

도 1은 종래의 전압발생기의 회로도이다.

도 2는 본 발명에 따른 전압발생기의 회로도이다.

도 3은 도 2에 도시 된 전압발생기(200)에서 사용하는 스위칭펄스 발생기(300)의 회로도이다.

도 4는 도 3에 도시 된 스위칭펄스 폭 조절블록의 실시 예이다.

도 5는 도 3에 도시 된 스위칭펄스 발생기(300)에서 생성되는 스위칭펄스 신호를 나타낸다.

본 발명은 전압 발생기에 관한 것으로, 특히, 목표로 하는 전압을 고속으로 발생시키는 전압발생기에 에 관한 것이다.

플래시 메모리(Flash Memory)의 각각의 셀에는 논리 하이 상태(Logic High State) 또는 논리 로우 상태(Logic Low State) 중 하나의 상태가 일정한 전압의 형 태로 저장된다. 플래시 메모리 셀에 저장된 데이터를 읽은 과정은, 플래시 메모리 셀에 저장된 데이터를 읽을 것을 지시하는 리드명령어(Read Command)가 인에이블(Enable) 되고, 상기 리드명령어에 응답하여 해당 메모리 셀에 소정의 전압을 인가함으로서 시작한다. 상기 전압은 플래시 메모리의 패드(PAD)에서 직접 제공되는 전압을 그대로 사용하지 않고, 플래시 메모리 셀의 전기적 특성에 맞도록 플래시 메모리의 내부에서 생성시켜 사용한다.

상기 전압은 플래시 메모리에 내장된 전압발생기에 의하여 생성되는데, 플래시 메모리의 전력소모를 최소한으로 하기 위하여 메모리 셀의 데이터를 읽는 때가 아니면 상기 전압발생기의 동작을 멈추게 하는 것이 일반적이다. 따라서 플래시 메모리에 저장된 데이터를 읽는 속도는, 상기 리드명령어가 인에이블 된 후 상기 전압발생기에서 상기 전압을 얼마나 빠르게 생성시킬 수 있는 가에 의하여 결정된다.

도 1은 종래의 전압발생기의 회로도이다.

도 1을 참조하면, 전압발생기(100)는, 전압비교블록(110) 및 전압발생블록(120)을 구비하며, 리드명령어(Read) 및 기준전압(Vref)에 응답하여 비교전압(Vrd)을 생성한다.

전압비교블록(110)은 리드명령어(read)에 응답하여 기준전압(Vref)과 결정전압(Vdet)의 차이에 대응되는 출력전압(Vo)을 생성시킨다. 전압발생블록(120)은 상기 리드명령어(read), 상기 리드명령어(read)와 위상이 반대되는 역 리드명령어(readb) 및 상기 출력전압(Vo)에 응답하여 상기 결정전압(Vdet) 및 비교전압(Vrd)을 출력한다. 상기 비교전압(Vrd)이 플래시 메모리 셀의 데이터를 읽을 때 사용하 게 된다.

이하에서는 상기 전압발생기(100)의 동작에 대하여 설명한다. 이하의 설명에서는 노드에 대한 표시와 해당 노드의 전압준위에 대한 표시를 동일하게 하였다. 예를 들면, 비교전압 및 비교전압 출력노드가 Vrd로 동일하게 표시되었다.

1. 리드명령어(Read)가 디스인에이블(Disable) 상태인 경우.

제3 N형 모스트랜지스터(N3)는 턴 오프(Turn Off)되어 상기 전압비교블록(110)이 동작하지 않는다. 또한 제5 P형 모스트랜지스터(P5)도 턴 오프 되며 제4 P형 모스트랜지스터(P4)가 턴 온(Turn ON)되어 비교전압(Vrd)은 제1전원전압(Vcc)에 가까운 전압으로 고정된다. 리드명령어(Read)가 디스인에이블(Disable) 상태인 경우에는 상기 전압비교블록(110) 및 전압발생블록(120)에서 소비하는 전력은 거의 없게 된다.

2. 리드명령어(Read)가 인에이블(Enable) 상태인 경우.

제3 N형 모스트랜지스터(N3) 및 제5 P형 모스트랜지스터(P5)는 턴 온 되고, 제4 P형 모스트랜지스터(P4)는 턴 오프 되므로, 전압비교블록(110) 및 전압발생블록(120)이 정상적인 기능을 수행한다.

리드명령어(Read)가 디스에이블(Disable) 상태일 때 비교전압(Vrd)을 출력하는 비교전압 출력노드(Vrd)에는 이미 제1전원전압(Vcc)에 가까운 전압 값으로 프리차지(Pre-Charge) 되어 있었기 때문에, 리드명령어(Read)가 인에이블(Enable) 상태로 천이(Transition)되는 순간 결정전압(Vdet)의 전압준위가 결정된다. 상기 결정전압(Vdet) 및 상기 기준전압(Vref)은 전압비교블록(110)에서 그 전압 차이가 비교 되고 그 결과로 생성되는 출력전압(Vo)이 전압발생블록(120)으로 피드백(Feedback) 된다. 제1전원전압(Vcc)으로부터 공급되는 전류가 출력전압(Vo)에 의하여 제3 P형 모스트랜지스터(P3)를 통하여 조절되며, 저항(R2)에 강하되는 결정전압(Vdet)은 이에 따라 변하게 된다. 결정전압(Vdet)은 다시 전압비교블록(110)에 공급된다.

상기의 과정은 상기 결정전압(Vdet) 및 상기 기준전압(Vref)이 같은 전압준위를 가지게 될 때 까지 반복 진행되며, 결국에는 비교전압(Vrd)이 일정한 하나의 전압준위로 고정된다.

이 때 고정되는 비교전압(Vrd)은 수학식 1과 같이 표시할 수 있다.

Vrd = Vdet (1 + R1/R2)

리드명령어(read)가 인에이블 된 때로부터 비교전압(Vrd)이 생성되는 시간이 짧으면 짧을수록 좋은 전압발생기이다. 반도체 레이아웃의 측면에서 볼 때, 저항은 일정한 저항 값을 가지는 단위 사각형을 직렬 연결함으로서 구현한다. 이 때 저항 값이 크면 클수록 직렬 연결되는 사각형의 개수가 증가하기 때문에 전하가 이동하는 거리가 길어지게 된다. 따라서 상기 2개의 저항(R1, R2)의 크기가 크면 클수록 상기 비교전압(Vrd)이 생성되는 속도가 감소하게 될 것은 분명하다. 그러나 비교전압(Vrd)을 빠른 시간 내에 생성시키기 위하여 저항의 값을 감소시키면, 제1전원전압(Vcc)으로부터 제2전원전압(Vss)으로 관통하는 직류전류가 증가하게 되므로 소비전력이 급격하게 증가하게 된다. 따라서 비교전압(Vrd)을 빠른 시간 내에 생성시키기 위하여 2개의 저항(R1, R2)의 값을 감소시키는 방법에는 한계가 있다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 소비전력을 증가시키기 않으면서도 비교전압을 고속으로 생성시킬 수 있는 전압발생기를 제공하는 데 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전압발생기는, 전압비교블록 및 전압발생블록을 구비한다.

상기 전압비교블록은, 리드명령어에 응답하여 기준전압 및 결정전압의 전압 차에 대응되는 출력전압을 생성한다. 상기 전압발생블록은, 상기 리드명령어, 상기 리드명령어의 위상이 반전된 역 리드명령어, 스위칭펄스 신호 및 상기 출력전압에 응답하여 상기 결정전압 및 비교전압을 출력하며, 전압분배회로 및 스위치드 커패시터 회로를 구비한다. 상기 전압분배회로는, 상기 리드명령어, 상기 역 리드명령어, 상기 출력전압에 응답하여 상기 결정전압 및 상기 비교전압을 출력한다. 상기 스위치드 커패시터(Switched Capacitor) 회로는, 상기 역 리드명령어 및 상기 스위칭펄스 신호에 응답하여 상기 비교전압의 전압준위를 조절한다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 2는 본 발명에 따른 전압발생기의 회로도이다.

도 2를 참조하면, 상기 전압발생기(200)는, 전압비교블록(210) 및 전압발생블록(220)을 구비한다.

전압비교블록(210)은, 리드명령어(READ)에 응답하여 기준전압(Vref) 및 결정전압(Vdet)의 전압 차에 대응되는 출력전압(Vo)을 생성한다. 전압비교블록(210)은, 일반적인 차동 연산 증폭기(Differential Operation Amplifier)의 입력스테이지(Input Stage)를 사용하여 구현하는데, 2개의 P형 모스트랜지스터(P1, P2) 및 3개의 N형 모스트랜지스터(N1, N2, N3)를 구비한다.

제1 P형 모스트랜지스터(P1)는, 일 단자가 제1전원전압(Vcc)에 연결되고 다른 일 단자가 상기 출력전압을 생성하는 출력노드(Vo)에 연결된다. 제2 P형 모스트랜지스터(P2)는, 일 단자가 제1전원전압(Vcc)에 연결되고 다른 일 단자가 게이트 및 상기 제1 P형 모스트랜지스터(P1)의 게이트에 공통으로 연결된다. 제1 N형 모스트랜지스터(N1)는, 일 단자가 상기 출력노드(Vo)에 연결되고 게이트에 상기 기준전압(Vref)이 인가된다. 제2 N형 모스트랜지스터(N2)는, 일 단자가 상기 제2 P형 모스 트랜지스터(P2)의 다른 일 단자에 연결되고 게이트에 상기 결정전압(Vdet)이 인가된다. 제3 N형 모스트랜지스터(N3)는, 일 단자가 상기 제1 N형 모스트랜지스터(N1)의 다른 일 단자 및 상기 제2 N형 모스트랜지스터(N2)의 다른 일 단자에 공통으로 연결되고 다른 일 단자가 제2전원전압(Vss)에 연결되며 게이트에 상기 리드명령어(READ)가 인가된다.

전압발생블록(220)은, 상기 리드명령어(Read), 상기 리드명령어의 위상이 반 전된 역 리드명령어(READB), 스위칭펄스 신호(S/P) 및 상기 출력전압(Vo)에 응답하여 상기 결정전압(Vdet) 및 비교전압(Vrd)을 출력한다. 전압발생블록(220)은, 전압분배회로(230) 및 스위치드 커패시터(Switched Capacitor) 회로(240)를 구비한다.

전압분배회로(230)는, 상기 리드명령어(READ), 상기 역 리드명령어(READB), 상기 출력전압(Vo)에 응답하여 상기 결정전압(Vdet) 및 상기 비교전압(Vrd)을 출력하며, 3개의 P형 모스트랜지스터(P3, P4, P5) 및 2개의 저항(R1, R2)을 구비한다.

제3 P형 모스트랜지스터(P3)는, 일 단자가 제1전원전압(Vcc)에 연결되고 다른 일 단자가 상기 비교전압(Vrd)을 출력하는 비교전압 출력노드(Vrd)에 연결되며 게이트에 상기 출력전압(Vo)이 인가된다. 제4 P형 모스트랜지스터(P4)는, 일 단자가 제1전원전압(Vcc)에 연결되고 다른 일 단자가 상기 비교전압 출력노드(Vrd)에 연결되며 게이트에 상기 리드명령어(READ)가 인가된다. 제5 P형 모스트랜지스터(P5)는 일 단자가 상기 비교전압 출력노드(Vrd)에 연결되고 게이트에 상기 역 리드명령어(READB)가 인가된다. 제1저항(R1)은, 일 단자가 상기 제5 P형 모스트랜지스터(P5)의 다른 일 단자에 연결되고 다른 일 단자가 상기 결정전압(Vdet)을 출력하는 결정전압 출력노드(Vdet)에 연결된다. 제2저항(R2)은 일 단자가 상기 결정전압 출력노드(Vdet)에 연결되고 다른 일 단자가 제2전원전압(Vss)에 연결된다.

스위치드 커패시터 회로(240)는, 상기 역 리드명령어(READB) 및 상기 스위칭펄스 신호(S/P)에 응답하여 상기 비교전압(Vrd)의 전압준위를 조절하며, 2개의 모스트랜지스터(P6, N4) 및 커패시터(C)를 구비한다.

제6 P형 모스트랜지스터(P6)는, 일 단자가 상기 비교전압 출력노드(Vrd)에 연결되고 게이트에 상기 스위칭펄스 신호(S/P)가 인가된다. 제4 N형 모스트랜지스터(N4)는, 일 단자가 상기 제6 P형 모스트랜지스터(P6)의 다른 일 단자에 연결되고 다른 일 단자가 제2전원전압(Vss)에 연결되며 게이트에 상기 역 리드명령어(READB)가 인가된다. 커패시터(C)는, 일 단자가 상기 제6 P형 모스트랜지스터(P6) 및 상기 제4 N형 모스트랜지스터(N4)의 공통단자(NODE)에 연결되고 다른 일 단자가 제2전원전압(Vss)에 연결된다.

이하에서는 도 2에 도시 된 본 발명의 실시 예에 따른 전압발생기(200)의 동작에 대하여 설명한다.

1. 리드명령어(READ)가 인에이블 되지 않은 경우.

메모리 셀에 저장된 데이터를 읽을 것을 지시하는 리드명령어(READ)가 인에이블 되지 않는 때는, 상기 리드명령어(READ)와 크기는 같고 위상이 반대되는 역 리드명령어(READB)에 의하여 스위치드 커패시터 회로(240)의 제4 N형 모스트랜지스터(N4)가 턴 온 된다. 따라서 커패시터(C)는 방전된다. 이 때 비교전압(Vrd)은 제1전원전압(Vcc)의 전압준위에 근사한 전압준위를 가진다. 0

2. 리드명령어(READ)가 인에이블 된 경우.

리드명령어(READ)가 인에이블 된 후 일정한 시간 동안 인에이블 되는 상기 스위칭펄스 신호(S/P)를 이용하여, 비교전압(Vrd)을 출력하는 비교전압 출력노드(Vrd)에 이미 프리 차지된 전하들을 커패시터(C)의 일 전극(NODE)에 분배한다. 제1전원전압(Vcc)의 전압준위에 따라 상기 비교전압을 출력하는 비교전압 출력노드(Vrd)에 저장된 전하의 개수가 다르며, 제1전원전압(Vcc)의 전압준위가 높을수록 저장된 전하의 개수가 많게 된다. 전하의 개수가 많은 경우, 비교전압 출력노드(Vrd)가 상기 커패시터(C)의 일 전극(NODE)과 상기 전하들을 공유하기 위한 시간이 더 필요하게 된다. 이 때 상기 전하들을 공유하게 하는 통로로서 상기 스위칭펄스 신호(S/P)에 응답하여 스위칭 되는 스위칭 트랜지스터(P6)를 사용한다. 스위칭펄스 신호(S/P)의 폭을 제1전원전압(Vcc)의 전압준위에 비례하도록 함으로서, 스위치가 단락되는 시간을 제1전원전압(Vcc)에 맞추어 조절할 수 있다. 스위칭펄스 신호(S/P)의 폭을 제1전원전압(Vcc)의 전압준위에 비례하도록 하는 스위칭펄스 신호 발생기에 대해서는 후술한다.

종래의 전압발생기(100)의 경우, 전압비교블록(110)에서 결정전압(Vdet) 및 기준전압(Vref)을 비교하여 만일 Vdet < Vref 인 경우, 출력전압(Vo)이 낮아지게 된다. 이 때 출력전압(Vo)은 제3 P형 모스트랜지스터(P3)를 경유하여 제1전원전압(Vcc)으로부터 비교전압 출력노드(Vrd)에 공급하는 전하를 조절한다.

반대로, Vdet > Vref인 경우, 출력전압(Vo)이 높아지게 되어 제3 P형 모스트랜지스터(P3)로부터 전하가 공급되는 것이 차단된다. 이 때에는 제6 P형 모스트랜지스터(P6) 및 제2전원전압(Vss)을 통하여 비교전압 출력노드(Vrd)에 충전된 전하가 방전된다.

이러한 과정을 통하여 Vdet = Vref로 유지하도록 하는데, 상술한 바와 같이, 종래의 발명의 경우 2개의 직렬 저항(R1, R2)의 경로만을 통하여 전하를 방전시킬 때 방전시간이 오래 걸리는 단점을 가지고 있었다.

그러나 본 발명에서 제안하는 전압발생기(200)는, 스위치드 커패시터 (Switched Capacitor) 회로(240)를 통하여, 비교전압 출력노드(Vrd)에 전하를 공급할 수 있기 때문에 비교전압 출력노드(Vrd)의 전압준위를 고속으로 증가하게 할 수 있다. 반대로 비교전압 출력노드(Vrd)에 충전된 전하가 커패시터(C)에 분배되어 있기 때문에 방전시켜야 할 전하의 개수가 상대적으로 줄어들기 때문에, 방전시간도 고속으로 이루어질 수 있다. 즉, 충전 경로를 추가함으로서 충전에 소비되는 시간을 감소시키고, 전하를 분배하여 방전에 소비되는 시간을 감소시켰다.

또한 일정한 시간이 지난 후에는 스위칭펄스 신호(S/P)를 디스에이블 시킴으로서, 비교전압 출력노드(Vrd)의 용량성 부하로 작용하는 것을 차단하였다.

도 3을 참조하면, 스위칭펄스 발생기(300)는, 3개의 인버터(310, 330, 350), 2개의 모스 커패시터 블록(320, 360), 스위칭펄스 폭 조절블록(340) 및 낸드게이트(370)를 구비한다.

3개의 인버터(310, 330, 350)는 서로 직렬로 연결되어 있으며, 첫 번째 인버터(310)에는 리드명령어(READ)가 인가된다. 제1인버터(310)는, P형 모스트랜지스터(P31), N형 모스트랜지스터(N31) 및 저항(R3)을 구비한다. 제2인버터(330)는, P형 모스트랜지스터(P32), N형 모스트랜지스터(N32) 및 저항(R4)을 구비한다. 제3인버터(350)는, P형 모스트랜지스터(P33), N형 모스트랜지스터(N33) 및 저항(R5)을 구비한다. 상기 3개의 인버터(310, 330, 350)는 2종류의 인버터를 조합시킨 것인데, 내부의 저항이 제1전원전압(Vcc) 또는 제2전원전압(Vss)에 연결되어 있는가에 의하 여 구별된다. 도 3에는 3개의 인버터가 직렬로 연결되어 있으나, 이는 홀수 개의 인버터를 직렬 연결하는 것을 대표하는 것이다.

제1 모스 커패시터 블록(320)은, 2개의 모스 커패시터(P34, N34)를 구비한다. 여기서 모스 커패시터는, 모스트랜지스터의 드레인(Drain) 단자 및 소스(Source) 단자를 서로 단락 시켜서 하나의 전극(Electrode)으로 하고 게이트 단자를 다른 하나의 전극으로 하는 커패시터를 의미한다. 상기 2개의 모스 커패시터(P34, N34)의 일 전극은 각각 제1전원전압(Vcc) 및 제2전원전압(Vss)에 연결되고 다른 일 전극은 서로 공통으로 상기 제1인버터(310)의 출력단자에 연결된다. 제2 모스 커패시터 블록(360)은, 2개의 모스 커패시터(P36, N36)를 구비한다. 상기 2개의 모스 커패시터(P36, N36)의 일 전극은 각각 제1전원전압(Vcc) 및 제2전원전압(Vss)에 연결되고 다른 일 전극은 서로 공통으로 상기 제3인버터(350)의 출력단자에 연결된다.

스위칭펄스 폭 조절블록(340)은, 2개의 모스 커패시터(P35, N35) 및 가변저항(R)을 구비한다. 하나의 모스 커패시터(P35)는 일 전극이 제1전원전압(Vcc)에 연결되고 다른 전극이 제2인버터(330)의 출력단자에 연결된다. 가변저항(R)의 일 단자는 제2인버터(330)의 출력단자에 연결된다. 다른 하나의 모스 커패시터(N35)는 일 전극이 가변저항(R)의 다른 일 단자에 연결되고 다른 일 전극은 제2전원전압(Vss)에 연결된다. 여기서 가변저항(R)의 저항 값은 제1전원전압(Vcc)의 전압 값의 변화에 대응하여 변한다. 예를 들면, 제1전원전압(Vcc)의 전압 값이 증가하면 가변저항(R)의 저항 값을 감소한다.

낸드게이트(370)는 리드명령어(READ) 및 제3인버터(350)의 출력에 응답하여 상기 스위칭펄스 신호(S/P)를 출력한다.

도 4를 참조하면, 도 3에 도시 된 스위칭펄스 폭 조절블록(340)을 구성하는 가변저항(R)은 게이트에 제1전원전압(Vcc)이 인가되는 N형 모스트랜지스터(NR)를 이용하여 간단하게 구현할 수 있다.

도 5를 참조하면, 3가지 서로 다른 제1전원전압(Vcc1, Vcc2, Vcc3)에 따라 스위칭펄스 신호의 크기 및 폭이 서로 다르다. 제1전원전압 중에서 가장 작은 전압준위를 가지는 경우(Vcc1)에 대응되는 스위칭펄스 신호(S/P1)의 크기(Vcc1)와 폭(PW1)은 상대적으로 큰 전압준위를 가지는 경우(Vcc2)에 대응되는 스위칭펄스 신호(S/P2)는 크기(Vcc2)와 폭(PW2)에 비하여 작다. 마찬가지로, 상대적으로 가장 큰 전압준위를 가지는 경우(Vcc3)에 대응되는 스위칭펄스 신호(S/P3)의 크기(Vcc3)와 폭(PW3)은 두 번째 큰 전압준위를 가지는 경우(Vcc2)에 비하여 크다.

이하에서는 도 3 내지 도 5를 참조하여 스위칭펄스 발생기(300)의 동작에 대하여 설명한다.

도 3에 도시 된 스위칭펄스 발생기(300)는 서로 직렬로 연결된 3개의 인버터(310, 330, 350)가 리드명령어(READ)의 위상을 반전시킨다. 이 때, 반전되는 위상을 일정한 시간 지연시키기 위하여 3개의 모스 커패시터블록(320, 340, 360)이 사 용된다. 이들 중, 2 번째 모스 커패시터블록(340)은 리드명령어(READ)의 지연시간을 제1전원전압(Vcc)의 전압준위에 따라 변하게 하는 기능을 수행하므로 여기서는 스위칭펄스 폭 조절블록(340)이라고 하고 설명한다.

직렬 연결된 저항(R) 및 커패시터(C)의 방전시간은 1/RC에 비례하기 때문에, 동일한 커패시턴스의 경우 저항 값이 증가하면 방전시간이 감소하고, 저항 값이 감소하면 방전시간이 증가한다. 이러한 사실을 본 발명에 적용한다.

스위칭펄스 폭 조절블록(340)을 구성하는 가변저항(R)의 값을 제1전원전압(Vcc)의 전압준위에 따라 변경하면, 스위칭펄스 신호(S/P)의 폭이 변한다. 즉, 제1전원전압(Vcc)이 높을 경우 가변저항(R)의 값을 작게 하면, 직렬 연결된 가변저항(R) 및 모스커패시터(N35)를 통하여 방전되는 시간이 길어져 지연시간이 길어지게 된다. 상기 길어진 지연시간으로 인해 스위칭펄스 신호(S/P)의 폭이 증가한다. 반대로, 제1전원전압(Vcc)이 낮을 경우 가변저항(R)의 값을 크게 하면, 직렬 연결된 가변저항(R) 및 모스커패시터(N35)를 통하여 방전되는 시간이 짧아져 지연시간이 감소된다. 지연시간이 감소되므로 스위칭펄스 신호(S/P)의 폭은 감소하게 된다.

낸드게이트(370)의 하나의 입력단자에는 리드명령어(READ) 신호가 인가되고, 다른 하나의 입력단자에는 리드명령어(READ) 신호의 위상이 반전되고 동시에 지연된 신호가 인가되므로 지연된 시간구간 동안의 폭을 가지는 펄스 신호가 생성된다(도 5 참조).

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 전압발생기는, 소비전력을 증가시키지 않으면서도 목표로 하는 소정의 전압을 고속으로 발생시킬 수 있는 장점이 있다.

Claims

리드명령어에 응답하여 기준전압 및 결정전압의 전압 차에 대응되는 출력전압을 생성하는 전압비교블록; 및

상기 리드명령어, 상기 리드명령어의 위상이 반전된 역 리드명령어, 스위칭펄스 신호 및 상기 출력전압에 응답하여 상기 결정전압 및 비교전압을 출력하는 전압발생블록을 구비하고,

상기 전압발생블록은,

상기 리드명령어, 상기 역 리드명령어, 상기 출력전압에 응답하여 상기 결정전압 및 상기 비교전압을 출력하는 전압분배회로; 및

상기 역 리드명령어 및 상기 스위칭펄스 신호에 응답하여 상기 비교전압의 전압준위를 조절하는 전압준위조절회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 전압발생기(Voltage Generator).
제1항에 있어서, 상기 전압비교블록은,

일 단자가 제1전원전압에 연결되고 다른 일 단자가 상기 출력전압을 생성하는 출력노드에 연결된 제1 P형 모스트랜지스터;

일 단자가 상기 제1전원전압에 연결되고 다른 일 단자가 게이트 및 상기 제1 P형 모스트랜지스터의 게이트에 공통으로 연결된 제2 P형 모스트랜지스터;

일 단자가 상기 출력노드에 연결되고 게이트에 상기 기준전압이 인가되는 제1 N형 모스트랜지스터;

일 단자가 상기 제2 P형 모스 트랜지스터의 다른 일 단자에 연결되고 게이트에 상기 결정전압이 인가되는 제2 N형 모스트랜지스터; 및

일 단자가 상기 제1 N형 모스트랜지스터의 다른 일 단자 및 상기 제2 N형 모스트랜지스터의 다른 일 단자에 공통으로 연결되고 다른 일 단자가 제2전원전압에 연결되며 게이트에 상기 리드명령어가 인가되는 제3 N형 모스트랜지스터를 구비하 는 것을 특징으로 하는 전압발생기.
제1항에 있어서, 상기 전압준위조절회로는,

스위치드 커패시터(Switched Capacitor) 회로인 것을 특징으로 하는 전압발생기.
제3항에 있어서, 상기 전압분배회로는,

일 단자가 제1전원전압에 연결되고 다른 일 단자가 상기 비교전압을 출력하는 비교전압 출력노드에 연결되며 게이트에 상기 출력전압이 인가되는 제3 P형 모스트랜지스터;

일 단자가 제1전원전압에 연결되고 다른 일 단자가 상기 비교전압 출력노드에 연결되며 게이트에 상기 리드명령어가 인가되는 제4 P형 모스트랜지스터;

일 단자가 상기 비교전압 출력노드에 연결되고 게이트에 상기 역 리드명령어가 인가되는 제5 P형 모스트랜지스터;

일 단자가 상기 제5 P형 모스트랜지스터의 다른 일 단자에 연결되고 다른 일 단자가 상기 결정전압을 출력하는 결정전압 출력노드에 연결되는 제1저항; 및

일 단자가 상기 결정전압 출력노드에 연결되고 다른 일 단자가 제2전원전압 에 연결되는 제2저항을 구비하는 것을 특징으로 하는 전압발생기.
제3항에 있어서, 상기 스위치드 커패시터 회로는,

일 단자가 상기 비교전압 출력노드에 연결되고 게이트에 상기 스위칭펄스 신호가 인가되는 제6 P형 모스트랜지스터;

일 단자가 상기 제6 P형 모스트랜지스터의 다른 일 단자에 연결되고 다른 일 단자가 제2전원전압에 연결되며 게이트에 상기 역 리드명령어가 인가되는 제4 N형 모스트랜지스터; 및

일 단자가 상기 제6 P형 모스트랜지스터 및 상기 제4 N형 모스트랜지스터의 공통단자에 연결되고 다른 일 단자가 제2전원전압에 연결되는 커패시터를 구비하는 것을 특징으로 하는 전압발생기.
제1항에 있어서, 상기 기준전압은,

기준전압 생성회로(Reference Voltage Generation Circuit)에 의하여 생성되며,

상기 기준전압 생성회로는 공급되는 전원전압의 변동 및 주변의 온도의 변화에 거의 영향을 받지 않고 고정된 전압의 상기 기준전압을 생성하는 것을 특징으로 하는 전압발생기.
제1항에 있어서, 상기 스위칭펄스 신호는,

상기 전압발생기에 공급되는 전원전압의 크기에 따라 신호의 크기 및 신호의 폭이 변하는 것을 특징으로 하는 전압발생기.
제7항에 있어서, 상기 스위칭펄스 신호는,

상기 전원전압이 큰 경우에는 신호의 크기가 크고 신호의 폭도 크며, 작은 경우에는 신호의 크기도 작고 신호의 폭도 작은 것을 특징으로 하는 전압발생기.
제1항에 있어서,

상기 리드명령어에 응답하여 상기 스위칭펄스를 생성하는 스위칭펄스 발생기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전압발생기.
제9항에 있어서, 상기 스위칭펄스 발생기는,

상기 리드명령어의 위상을 반전시키는 제1인버터;

상기 제1인버터로부터 출력되는 신호에 대한 용량성 부하(Capacitive Load)로 작용하는 제1커패시터블록;

상기 제1인버터로부터 출력되는 신호의 위상을 반전시키는 제2인버터;

상기 제2인버터로부터 출력되는 신호에 대한 용량성 부하로 작용하며, 전원전압의 전압준위에 따라 상기 제2인버터의 출력신호의 지연시간이 조절되는 스위칭펄스 폭 조절블록;

상기 제2인버터로부터 출력되는 신호의 위상을 반전시키는 제3인버터;

상기 제3인버터로부터 출력되는 신호의 용량성 부하로 작용하는 제2커패시터블록; 및

상기 리드명령어 및 상기 제3인버터로부터 출력되는 신호에 응답하여 상기 스위칭펄스 신호를 출력하는 낸드게이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 전압발생기.
제10항에 있어서, 상기 제1인버터 내지 상기 제3인버터는,

제1형 인버터 및 제2형 인버터 중의 하나를 구비하며,

상기 제1형 인버터는,

일단이 제1전원전압에 연결되고 다른 일단이 출력단자에 연결된 제1형 인버터용 P형 모스트랜지스터;

일단이 상기 출력단자에 연결되고 게이트가 상기 제1 인버터용 N형 모스트랜지스터의 게이트에 공통으로 연결된 제1형 인버터용 N형 모스트랜지스터; 및

일단이 상기 제1 인버터용 N형 모스트랜지스터의 다른 일단에 연결되고 다른 일단이 제2전원전압에 연결된 제1형 저항을 구비하며,

상기 제2형 인버터는,

일단이 제1전원전압에 연결된 제2형 저항;

일단이 상기 제2형 저항의 다른 일단에 연결되고 다른 일단이 출력단자에 연결된 제2형 인버터용 P형 모스트랜지스터; 및

일단이 상기 출력단자에 연결되고 게이트가 상기 제2형 인버터용 N형 모스트 랜지스터의 게이트에 공통으로 연결된 제2형 인버터용 N형 모스트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 전압발생기.
제11항에 있어서, 상기 스위칭펄스 발생기는,

직렬 연결된 홀수 개의 인버터를 구비하며,

상기 홀수 개의 인버터는 상기 제1형 인버터 및 상기 제2형 인버터가 번갈아 가면서 연결되는 것을 특징으로 하는 전압발생기.
제10항에 있어서, 상기 제1커패시터블록 및 상기 제2커패시터블록은,

일 전극이 제1전원전압에 연결되고 다른 일 전극이 상기 제1인버터의 출력단자에 연결된 P형 모스커패시터; 및

일 전극이 제2전원전압에 연결되고 다른 일 전극이 상기 제1인버터의 출력단자에 연결된 N형 모스커패시터를 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 전압발생기.
제13항에 있어서, 상기 P형 모스커패시터는,

일 전극은 P형 모스트랜지스터의 드레인 단자 및 소스 단자를 공통으로 연결한 것이고, 다른 일 전극은 게이트 단자이며,

상기 N형 모스커패시터는,

일 전극은 N형 모스트랜지스터의 드레인 단자 및 소스 단자를 공토으로 연결한 것이고 다른 일 전극은 게이트 단자인 것을 특징으로 하는 전압발생기.
제10항에 있어서, 상기 스위칭펄스 폭 조절블록은,

일 전극이 제1전원전압에 연결되고 다른 일 전극이 상기 제2인버터의 출력단자에 연결된 P형 모스커패시터;

일 단자가 상기 제2인버터의 출력단자에 연결된 가변저항; 및

일 전극이 제2전원전압에 연결되고 다른 일 전극이 상기 가변저항의 다른 일 단자에 연결된 N형 모스커패시터를 구비하는 것을 특징으로 하는 전압발생기.
제15항에 있어서, 상기 가변저항의 저항 값은,

제1전원전압 또는 제2전원전압의 크기에 따라 변하는 것을 특징으로 하는 전압발생기.
제16항에 있어서, 상기 가변저항의 저항 값은,

제1전원전압의 전압 값에 반비례하는 것을 특징으로 하는 전압발생기.
제15항에 있어서, 상기 가변저항은,

일 단자가 상기 제2인버터의 출력단자에 연결되고 다른 일 단자가 상기 N형 모스커패시터의 다른 일 전극에 연결되며 게이트에 제1전원전압이 인가되는 N형 모스트랜지스터인 것을 특징으로 하는 전압발생기.