KR100813550B1 - Circuit for generating reference voltage of semiconductor memory apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래 반도체 메모리 장치의 기준 전압 생성 회로의 블록도,1 is a block diagram of a reference voltage generation circuit of a conventional semiconductor memory device;
도 2 는 본 발명에 따른 반도체 메모리 장치의 기준 전압 생성 회로의 블록도,2 is a block diagram of a reference voltage generation circuit of a semiconductor memory device according to the present invention;
도 3은 도 2의 승압 수단의 상세 회로도이다.3 is a detailed circuit diagram of the boosting means of FIG. 2.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10: 온도 보상 수단 20: 기준 전압 발생 수단10: temperature compensation means 20: reference voltage generating means
100: 승압 수단100: boosting means
본 발명은 반도체 메모리 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 반도체 메모리 장치의 기준 전압 생성 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly to a reference voltage generation circuit of a semiconductor memory device.
반도체 메모리 장치는 외부에서 전압을 공급받아 내부에서 타겟 레벨의 전압을 생성하여 동작한다. 이때, 외부에서 공급되는 전압을 외부 전압이라 하고 내부에서 생성되는 전압을 내부 전압이라 한다. 또한 반도체 메모리 장치가 실제로 구 동하는 데 사용하는 상기 내부 전압은 노이즈(noise) 및 온도 변화에 상관없이 일정한 레벨의 전압이어야 한다. 따라서 반도체 메모리 장치가 상기 외부 전압으로 타겟 레벨의 상기 내부 전압을 생성하려면 항상 일정한 레벨의 기준 전압을 먼저 생성하여야 한다. The semiconductor memory device operates by receiving a voltage from an external source and generating a target level voltage therein. At this time, the voltage supplied from the outside is called an external voltage and the voltage generated inside is called an internal voltage. In addition, the internal voltage used to actually drive the semiconductor memory device should be a constant level voltage regardless of noise and temperature changes. Therefore, in order for the semiconductor memory device to generate the internal voltage of the target level with the external voltage, the reference voltage of the constant level must be generated first.
반도체 메모리 장치가 점점 더 작은 전력을 소비하도록 설계되어 가는 추세에 따라 외부 전압 레벨은 점점 낮아지고 있다. 그 예로, DDR2 DRAM에서는 외부 전압을 1.8볼트[V]로 사용하고 DDR3 DRAM에서는 1.5볼트[V]를 사용한다.As semiconductor memory devices are being designed to consume less power, external voltage levels are becoming lower. For example, an external voltage of 1.8 volts [V] is used in DDR2 DRAM and 1.5 volts [V] in DDR3 DRAM.
반도체 메모리 장치는 상기 기준 전압을 생성하는 데 있어서, 특정 전압 레벨을 생성할 경우 온도 변화와는 무관하게 일정한 레벨의 전압을 생성하는 온도 보상 수단을 포함한다. 이때, 상기 온도 보상 수단은 일반적으로 밴드 갭(Band Gap) 타입과 위들러(Widlar) 타입이 있다.In generating the reference voltage, the semiconductor memory device includes temperature compensation means for generating a constant level of voltage regardless of temperature change when generating a specific voltage level. In this case, the temperature compensating means generally includes a band gap type and a Widlar type.
도 1은 종래 반도체 메모리 장치의 기준 전압 생성 회로의 블록도이다.1 is a block diagram of a reference voltage generation circuit of a conventional semiconductor memory device.
외부 전압(VDD1)으로 1.8볼트[V]를 공급 받는 반도체 메모리 장치는A semiconductor memory device that receives 1.8 volts [V] with an external voltage VDD1
상기 외부 전압(VDD1)을 구동 전압으로 사용하는 온도 보상 수단(10), 상기 온도 보상 수단(10)에서 출력되는 전압(Vtcp1)을 구동 전압으로 기준 전압(Vref1)을 생성하는 기준 전압 발생 수단(20)을 포함한다. 이때, 1.8볼트[V]를 인가 받는 상기 온도 보상 수단(10)은 1.25볼트[V]를 출력 전압(Vtcp1)으로 생성할 경우 온도 변화와 무관하게 전압을 생성할 수 있다.A temperature compensating means (10) using the external voltage (VDD1) as a driving voltage, and a reference voltage generating means for generating a reference voltage (Vref1) using the voltage (Vtcp1) output from the temperature compensating means (10) ( 20). In this case, when the temperature compensation means 10 receives 1.8 volts [V], when the 1.25 volts [V] is generated as the output voltage Vtcp1, the temperature compensation means 10 may generate a voltage regardless of the temperature change.
외부 전압(VDD2)으로 1.5볼트[V]를 공급 받는 반도체 메모리 장치는 상기 외부 전압(VDD2)을 구동 전압으로 사용하는 온도 보상 수단(30), 상기 온도 보상 수 단(30)에서 출력되는 전압(Vtcp2)을 구동 전압으로 기준 전압(Vref2)을 생성하는 기준 전압 발생 수단(40)을 포함한다.The semiconductor memory device receiving 1.5 volts [V] as an external voltage VDD2 includes a temperature compensating means 30 using the external voltage VDD2 as a driving voltage, and a voltage output from the temperature compensating means 30. Reference voltage generating means 40 for generating a reference voltage Vref2 from Vtcp2 as a driving voltage.
그러나, 1.5볼트[V]를 구동 전압으로 인가 받는 상기 온도 보상 수단(30)은 1.8볼트[V]를 구동 전압으로 인가 받는 상기 온도 보상 수단(20)에 비해 회로의 면적이 수배이상 크다는 문제점이 있다.However, the temperature compensating means 30 applying 1.5 volts [V] as the driving voltage has a problem that the area of the circuit is several times larger than the temperature compensating means 20 receiving 1.8 volts [V] as the driving voltage. have.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 외부 전압이 낮아짐에 따라 면적이 커지는 종래 기준 전압 생성 회로보다 면적이 작은 기준 전압 생성 회로를 제공함에 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above-described problem, and an object thereof is to provide a reference voltage generation circuit having a smaller area than a conventional reference voltage generation circuit in which the area increases as the external voltage decreases.
본 발명에 따른 반도체 메모리 장치의 기준 전압 생성 회로는 외부 전압을 인가 받아 상기 외부 전압 레벨보다 높은 승압 전압을 생성하는 승압 수단, 상기 승압 전압을 인가 받아 온도 변화와는 무관하게 일정한 레벨의 온도 보상 전압을 생성하는 온도 보상 수단, 및 상기 온도 보상 전압을 인가 받아 기준 전압을 생성하는 기준 전압 발생 수단을 포함한다.The reference voltage generation circuit of the semiconductor memory device according to the present invention includes a boosting means for generating a boosted voltage higher than the external voltage level by receiving an external voltage and a temperature compensation voltage having a constant level regardless of temperature change by receiving the boosted voltage. And a temperature compensation means for generating a reference voltage and means for generating a reference voltage by receiving the temperature compensation voltage.
이하, 본 발명에 따른 반도체 메모리 장치의 바람직한 일실시예를 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of a semiconductor memory device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 반도체 메모리 장치의 기준 전압 생성 회로의 블록도이다. 이하, 설명은 본 발명에 따른 일실시예로 1.5볼트[V]의 외부 전압(VDD2)을 승압하여 1.8볼트[V]용 온도 보상 회로(10)를 동작시켜 기준 전압(Vref1)을 생성하 는 동작을 서술하지만 이에 한정하지 않는다.2 is a block diagram of a reference voltage generation circuit of a semiconductor memory device according to the present invention. In the following description, the reference voltage Vref1 is generated by operating the
본 발명에 따른 기준 전압 생성 회로는 1.5볼트[V]를 구동 전압으로 하는 승압 수단(100), 1.8볼트[V]를 구동 전압으로 하는 온도 보상 수단(10), 및 상기 온도 보상 수단(10)의 출력 전압 즉, 온도 보상 전압(Vtcp1)을 인가 받아 기준 전압(Vref1)을 생성하는 기준 전압 생성 수단을 포함한다.The reference voltage generating circuit according to the present invention includes a boosting means 100 having 1.5 volts [V] as a driving voltage, a temperature compensating means 10 having 1.8 volts [V] as a driving voltage, and the temperature compensating means 10. Reference voltage generating means for receiving the output voltage, i.e., the temperature compensation voltage Vtcp1, to generate the reference voltage Vref1.
상기 승압 수단(100)은 1.5볼트[V]의 외부 전압(VDD2)을 인가 받아 상기 외부 전압(VDD2) 레벨보다 높은 1.8볼트[V]의 승압 전압(Vbst)을 생성한다.The boosting means 100 receives an external voltage VDD2 of 1.5 volts [V] to generate a boosted voltage Vbst of 1.8 volts [V] higher than the external voltage VDD2 level.
구동 전압 레벨이 1.8볼트[V]의 상기 온도 보상 수단(10)은 1.8볼트[V]의 상기 승압 전압(Vbst)을 인가 받아 온도 변화와는 무관하게 일정한 레벨의 온도 보상 전압(Vtcp1)을 생성한다.The temperature compensation means 10 having a driving voltage level of 1.8 volts [V] receives the boosted voltage Vbst of 1.8 volts [V] to generate a temperature compensation voltage Vtcp1 of a constant level regardless of temperature change. do.
상기 기준 전압 발생 수단(20)은 상기 온도 보상 전압(Vtcp1)을 인가 받아 기준 전압(Vref1)을 생성한다.The
도 3은 도 2의 승압 수단의 상세 회로도이다.3 is a detailed circuit diagram of the boosting means of FIG. 2.
승압 수단(100)은 1.5볼트[V]의 외부 전압(VDD2)을 인가 받아 펌핑 전압(VPP)을 생성하는 펌핑 전압 생성부(110), 및 상기 펌핑 전압(VPP)의 레벨을 낮추어 승압 전압(Vbst)을 생성하는 전압 강하부(120)를 포함한다.The
상기 펌핑 전압 생성부(110)는 상기 외부 전압(VDD2)을 인가 받아 일정한 주기의 펄스를 생성하는 오실레이터(111), 및 상기 펄스를 입력 받아 펌핑 동작을 수행하여 상기 펌핑 전압(VPP)을 생성하는 펌핑부(112)를 포함한다.The pumping
상기 전압 강하부(120)는 상기 외부 전압(VDD2)을 인가 받아 분배하여 제 1 분배 전압(Vdiv1)을 생성하는 제 1 전압 분배부(121), 상기 승압 전압(Vbst)를 인가 받아 분배하여 제 2 분배 전압(Vdiv2)를 생성하는 제 2 전압 분배부(122), 및 상기 펌핑 전압(VPP)을 구동 전압으로 인가 받고 상기 제 1 분배 전압(Vdiv1)과 상기 제 2 분배 전압(Vdiv2)의 레벨을 비교하여 상기 승압 전압(Vbst)를 생성하는 비교기(com)를 포함한다.The voltage drop unit 120 receives and distributes the external voltage VDD2 to generate a first divided voltage Vdiv1 and receives and distributes the boosted voltage Vbst. A
상기 제 1 전압 분배부(121)는 상기 외부 전압(VDD2)을 인가 받아 전압을 분배하여 제 1 분배 전압(Vdiv1)을 생성한다. 이때, 상기 제 1 전압 분배부(121)는 상기 외부 전압(VDD2)이 일정 레벨이상일 경우에만 상기 제 1 분배 전압(Vdiv)을 생성한다.The
상기 제 1 전압 분배부(121)는 일단에 상기 외부 전압(VDD2)을 인가받는 제 1 저항 소자(R1), 소오스단에 접지단(VSS)이 연결되며 드레인단과 게이트단이 공통으로 상기 제 1 저항 소자(R1)의 타단에 연결된 트랜지스터(N1)를 포함한다.The
상기 비교기(com)는 상기 펌핑 전압(VPP)을 인가받아 상기 제 1 분배 전압(Vdiv1)을 기준으로 상기 제 2 분배 전압(Vdiv2)을 비교하여 타겟 레벨의 상기 승압 전압(Vbst)을 생성한다.The comparator com receives the pumping voltage VPP to generate the boosted voltage Vbst of a target level by comparing the second divided voltage Vdiv2 with respect to the first divided voltage Vdiv1.
상기 제 2 전압 분배부(122)는 상기 승압 전압(Vbst)을 인가 받아 전압 분배하여 상기 제 2 분배 전압(Vdiv2)을 생성한다. The
상기 제 2 전압 분배부(122)는 상기 비교기(com)의 출력단과 접지단(VSS) 사이에 제 2 및 제 3 저항 소자(R2, R3)를 직렬로 연결한다. 따라서 상기 제 2 저항 소자(R2)와 상기 제 3 저항 소자(R3)의 저항비로 상기 승압 전압(Vbst)을 분배하여 상기 제 2 분배 전압(Vdiv2)을 생성한다.The
이때, 상기 전압 강하부(120)는 상기 제 1 분배 전압(Vdiv1)을 일정한 레벨로 생성하기 위해 전압 안정화부(123)를 더 포함한다.In this case, the voltage drop unit 120 further includes a
상기 전압 안정화부(123)는 상기 제 1 전압 분배부(121)와 상기 비교기(com)가 연결된 노드에 접지단(VSS)이 연결된 커패시터(C1)를 연결한 것이다.The
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 반도체 메모리 장치의 기준 전압 생성 회로의 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation of the reference voltage generation circuit of the semiconductor memory device according to the present invention configured as described above is as follows.
승압 수단(100)은 1.5볼트[V]의 외부 전압(VDD2)을 인가 받아 1.8볼트[V]의 승압 전압(Vbst)을 생성한다. 1.8볼트[V]용 온도 보상 수단(10)은 1.8볼트[V]의 상기 승압 전압(Vbst)을 인가 받아 구동하며 온도 변화와는 무관하게 레벨이 일정한 온도 보상 전압(Vtcp1)을 생성한다. 상기 온도 보상 전압(Vtcp1)을 인가받아 기준 전압 발생 수단(20)은 기준 전압(Vref1)을 생성한다.The boosting means 100 receives an external voltage VDD2 of 1.5 volts [V] to generate a boosted voltage Vbst of 1.8 volts [V]. The temperature compensation means 10 for 1.8 volts [V] is driven by applying the boosted voltage Vbst of 1.8 volts [V] and generates a temperature compensation voltage Vtcp1 having a constant level regardless of temperature change. The reference voltage generating means 20 generates the reference voltage Vref1 by receiving the temperature compensation voltage Vtcp1.
이때, 상기 온도 보상 수단(10)과 상기 기준 전압 발생 수단(20)의 동작은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해 및 구현할 수 있는 구성이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.At this time, the operation of the temperature compensation means 10 and the reference voltage generating means 20 is a configuration that can be easily understood and implemented by those skilled in the art to which the present invention belongs, detailed description thereof will be omitted. .
상기 승압 수단(100)은 1.5볼트[V]의 상기 외부 전압(VDD2)을 인가 받아 상기 승압 수단(100)의 내부에서 펌핑 동작을 수행한다. 상기 펌핑 동작으로 생성된 펌핑 전압(VPP)의 레벨을 낮추어 1.8볼트[V]가 타겟 레벨인 상기 승압 전압(Vbst)을 생성한다.The boosting means 100 receives the external voltage VDD2 of 1.5 volts [V] to perform a pumping operation inside the boosting means 100. By lowering the level of the pumping voltage (VPP) generated by the pumping operation to generate the boosted voltage (Vbst) is a target level of 1.8 volts (V).
상기 펌핑 전압(VPP)이 만약 3.6볼트[V]라고 가정하면 1.5볼트[V]의 상기 외 부 전압(VDD2)을 분배하는 제 1 전압 분배부(121)는 0.9볼트[V]의 제 1 분배 전압(Vdiv1)을 생성하게 하고 상기 비교기(com)의 출력 전압을 분배하는 제 2 전압 분배부(122)의 저항비를 1:1로 설정한다.Assuming that the pumping voltage VPP is 3.6 volts [V], the
따라서, 상기 비교기(com)는 반도체 메모리 구동시 상기 제 1 분배 전압(Vdiv1)이 0.9볼트[V]이고 상기 제 2 분배 전압(Vdiv2)이 0볼트[V]이므로 상기 펌핑 전압(VPP)을 상기 승압 전압(Vbst)로서 출력하게 된다.Accordingly, the comparator com may adjust the pumping voltage VPP since the first divided voltage Vdiv1 is 0.9 volts [V] and the second divided voltage Vdiv2 is 0 volts [V] when the semiconductor memory is driven. The voltage is output as the boosted voltage Vbst.
3.6볼트[V]의 상기 승압 전압(Vbst)이 저항비가 1:1인 상기 제 2 전압 분배부(122)를 거처 1.8볼트[V]의 상기 제 2 분배 전압(Vdiv2)이 생성된다. 0.9볼트[V]인 상기 제 1 분배 전압(Vdiv)과 1.8볼트[V]인 상기 제 2 분배 전압(Vdiv2)은 상기 비교기(com)에 입력되어 상기 비교기(com) 의 출력단이 접지단(VSS)과 연결된다. 따라서 3.6볼트[V]의 상기 승압 전압(Vbst)의 레벨이 낮아진다. 상기 승압 전압(Vbst)을 분배한 상기 제 2 분배 전압(Vdiv2) 레벨이 0.9볼트[V]이하가 되면 상기 비교기(com)는 전압을 공급하고 상기 제 2 분배 전압(Vdiv2) 레벨이 0.9볼트[V]이상이면 전압을 방전시키는 동작을 반복함으로써 상기 승압 수단(100)은 1.8볼트[V]로 일정한 상기 승압 전압(Vbst)을 생성 할 수 있다. 이때, 상기 제 1 전압 분배부(121)는 상기 외부 전압(VDD2)이 일정한 레벨이상이 되어야만 상기 제 1 분배 전압(Vdiv1)을 생성함으로써, 상기 비교기(com)가 일정한 레벨의 상기 승압 전압(Vbst)를 출력하기 전에 수행하는 전압의 공급과 방전 동작 회수를 줄인다.The boosted voltage Vbst of 3.6 volts [V] passes through the
1.8볼트[V]용 온도 보상 수단(10)은 1.8볼트[V]의 상기 승압 전압(Vbst)을 인가 받아 구동하며 온도 변화와는 무관하게 레벨이 일정한 온도 보상 전압(Vtcp1) 을 생성한다. 상기 온도 보상 전압(Vtcp1)을 인가받아 기준 전압 발생 수단(20)은 기준 전압(Vref1)을 생성한다. 이때, 상기 기준 전압(Vref1)은 온도 또는 외부 노이즈에 대해 전압 변동이 없는 전압을 말하는 것이며 상기 기준 전압(Vref1)은 간단한 전압 분배 회로를 통하여 그 레벨을 조절할 수 있다.The temperature compensation means 10 for 1.8 volts [V] is driven by applying the boosted voltage Vbst of 1.8 volts [V] and generates a temperature compensation voltage Vtcp1 having a constant level regardless of temperature change. The reference voltage generating means 20 generates the reference voltage Vref1 by receiving the temperature compensation voltage Vtcp1. In this case, the reference voltage Vref1 refers to a voltage having no voltage fluctuation with respect to temperature or external noise, and the reference voltage Vref1 may adjust its level through a simple voltage distribution circuit.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.As such, those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. Therefore, the above-described embodiments are to be understood as illustrative in all respects and not as restrictive. The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. do.
본 발명에 따른 반도체 메모리 장치의 기준 전압 생성 회로는 종래의 기준 전압 생성 회로보다 면적이 작은 효과가 있다 .The reference voltage generation circuit of the semiconductor memory device according to the present invention has an effect that the area is smaller than that of the conventional reference voltage generation circuit.
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