KR100861192B1 - 외부전원전압에 따른 순차적 제어가 가능한 내부전원전압발생장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 외부전원전압에 따른 순차적 제어가 가능한 내부전원전압 발생장치로서, 더욱 상세하게는, 기준전압(Vref)과 내부전원전압(Vint)을 비교하고, 기준전압(Vref)과 내부전원전압(Vint)의 전압차를 증폭하여 그 결과에 대응하는 제 1제어신호를 출력하는 차동증폭부와, 외부전원전압에 따라 동작되어 제 2제어신호를 출력하는 복수개의 디텍터부와, 복수개의 디텍터부로부터 각각 출력된 제 2제어신호와 차동증폭부로부터 출력된 제 1제어신호를 입력으로 하여, 논리연산 결과를 출력하는 제어부, 및 복수개의 스위칭부를 구비하되, 제 1제어신호와 제어부로부터 출력된 신호에 의해 복수개의 스위칭부의 동작을 선택적으로 제어하여 내부전원전압의 레벨을 결정하는 내부전원전압 발생부를 포함한다. 따라서, 본 발명에 따른 외부전원전압에 따른 순차적 제어가 가능한 내부전원전압 발생장치는 디텍터부로부터 출력되는 신호에 따라 내부전원전압 발생부를 순차적으로 제어함으로써, 다양한 레벨의 내부전원전압을 인가할 수 있고 보다 안정적인 내부전원전압을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Description

외부전원전압에 따른 순차적 제어가 가능한 내부전원전압 발생장치{Internal voltage generator sequentially controlled by external voltage}
도 1은 종래의 내부전원전압 발생장치의 회로도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 내부전원전압 발생장치의 내부회로도.
본 발명은 외부전원전압에 따른 순차적 제어가 가능한 내부전원전압 발생장치에 관한 것으로서, 특히 외부전원전압에 따라 내부전원전압의 순차적 제어가 가능한 외부전원전압에 따른 순차적 제어가 가능한 내부전원전압 발생장치에 관한 것이다.
일반적으로, 전기·전자·반도체 메모리장치 등에서 저전력화는 제품의 경쟁력 측면에서 매우 중요한 요소로 작용하고 있다. 따라서, 많은 제품들이 칩 외부로부터 공급되는 외부전원전압(Vext)보다 일정 전위수준 전압강하된 내부전원전압(Vint)을 발생시켜 칩의 동작전압으로 사용하고 있는 실정이다.
종래의 내부전원전압 발생장치의 구성을 도시한 도 1을 참조하면, 종래의 내부전원전압 발생장치는 비교부(10), 내부전원전압 발생부(12)를 구비한다.
비교부(10)는 엔모스 트랜지스터(N1, N2)와 피모스 트랜지스터(P10, P20)를 구비하여, 전원전압(VDD)을 인가받아 구동되며, 내부전원전압(Vint)과 기준전압(Vref)을 비교하여, 내부전원전압(Vint)이 기준전압(Vref)보다 낮으면 제어신호(VCON)를 내부전원전압 발생부(12)로 출력한다.
내부전원전압 발생부(12)는 피모스 트랜지스터(P30)를 구비하여, 상술한 제어신호(VCON)에 의해 제어되어 외부전원전압(Vext)을 인가하여 드랍된 내부전원전압(Vint)을 보상한다.
예를 들면, 기준전압(Vref)이 3V인데, 내부전원전압(Vint)이 2.5V로 드랍되면, 비교기(10)에 전원전압(VDD)이 인가되고, 인에이블신호(En)에 의해 비교기(10)가 구동되어 내부전원전압 발생부(12)를 제어하는 신호(VCON)를 출력한다.
그러면, 내부전원전압 발생부(12)에서 외부 전원전압(Vext)을 내부전원전압(Vint) 라인에 인가함으로써, 2.5V로 드랍된 내부전원전압(Vint)을 3.0V가 되도록 보상한다.
현재 상용중인 디램의 대부분은 외부 전원전압(Vext)이 일정 전위(보통 2.5V 또는 3.3V수준) 이상이 되면 활성화되는 강압장치를 별도로 구비하여 내부전원전압(Vint)의 발생에 사용하므로써, 반도체 칩 전체의 전력소모를 줄여 안정적인 동작을 수행하도록 구현되어 있다.
이러한 종래의 내부전압 발생장치는 외부전압을 3.3V 또는 2.5V 등 외부 전위를 지정하고, 10% 내에서의 외부전압에 대한 동작만 보장하면 되었다. 그러나, 반도체 메모리 특히 디램의 고속동작을 위해 외부전압을 인위로 올려야 하는 상황 등으로 요구되는 외부전압의 구간이 넓어지는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 내부전원전압 발생장치는 내부전원전압(Vint)과 기준전압(Vref)를 비교하여 단순히 내부전원전압(Vint)이 기준전압(Vref)보다 큰지 작은지 만을 판단하여 외부 전원전압(Vext)을 인가함으로써, 제공되는 내부전원전압 레벨이 한정적이고, 회로의 동작이 안정적이지 못한 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 외부전원전압에 따라 제어장치를 구동하여 순차적으로 내부전원전압 발생부를 구동시켜 안정적인 내부전원전압을 발생시키는 외부전원전압에 따른 순차적 제어가 가능한 내부전원전압 발생장치를 제공하는 데 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명은 기준전압(Vref)과 내부전원전압(Vint)을 비교하고, 기준전압(Vref)과 내부전원전압(Vint)의 전압차를 증폭하여 그 결과에 대응하는 제 1제어신호를 출력하는 차동증폭부; 외부전원전압에 따라 동작되어 제 2제어신호를 출력하는 복수개의 디텍터부; 복수개의 디텍터부로부터 각각 출력된 제 2제어신호와 차동증폭부로부터 출력된 제 1제어신호를 입력으로 하여, 논리연산 결과를 출력하는 제어부; 및 복수개의 스위칭부를 구비하되, 제 1제어신호와 제어부로부터 출력된 신호에 의해 복수개의 스위칭부의 동작을 선택적으로 제어하여 내부전원전압의 레벨을 결정하는 내부전원전압 발생부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적 및 기타의 목적과 본 발명의 특징 및 이점은 첨부도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해 질 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 내부전원전압 발생장치의 회로도로서, 내부전원전압 발생장치는 차동증폭부(20), 내부전원전압 발생부(22), 제어부(24), 디텍터부(26a 내지 26n)를 구비한다.
차동증폭부(20)는 인에이블신호(EN)에 의해 제어되어 엔모스 트랜지스터(N5)가 턴온되어 구동되며, 기준전압(Vref)과 내부전원전압(Vint)을 비교하여 기준전압(Vref)보다 내부전원전압(Vint)이 낮은 경우, 엔모스 트랜지스터(N3)가 턴온되어 제어신호(VCON)를 로우상태로 출력한다. 이 제어신호(VCON)에 의해 내부전원전압 발생부(22)의 피모스 트랜지스터(P0)가 턴온되어 외부전원전압(Vext)을 내부전원전압(Vint)라인에 인가한다.
반면, 기준전압(Vref)과 내부전원전압(Vint)을 비교하여 기준전압(Vref)보다 내부전원전압(Vint)이 높은 경우, 엔모스 트랜지스터(N4)가 턴온되어 접지전압(VSS)에 의해 피모스 트랜지스터(P30, P40)가 턴온되어 전원전압(VDD)을 제어신호(VCON) 라인에 인가한다. 이 제어신호(VCON)에 의해 내부전원전압 발생부(22)의 피모스 트랜지스터(P0)가 턴오프된다.
디텍터부(26a 내지 26n)는 다수개의 저항(R1 내지 R4, R21 내지 R2n)을 구비하여 외부전압(Vext)을 분배하여 공급하고, 공급된 전압에 의해 엔모스 트랜지스터(N6, N7)가 동작하여 각각 제어신호(Ctr1 내지 CtrN)를 출력하여 제어부(24)의 낸드게이트(ND1 내지 NDN)를 구동시킨다.
예를 들어, 저항(R1 내지 R4)들에 의해 분배된 전압에 의해, 엔모스 트랜지 스터(N6)가 턴오프되어 제어신호(Ctr1)가 하이상태로 출력되면, 차동증폭기(20)로부터 출력된 제어신호(VCON)가 하이인 경우, 낸드 게이트(ND1)은 로우신호를 출력하여, 피모스 트랜지스터(P1)를 턴온시킴으로써, 외부전원전압(Vext)를 내부전원전압(Vint)라인에 인가한다.
한편, 저항(R21 내지 R2n)들에 의해 분배된 전압에 의해 엔모스 트랜지스터(N6)가 턴온되어 제어신호(CtrN)가 로우상태로 출력되면, 차동증폭기(20)로부터 출력된 제어신호(VCON)가 하이인 경우, 낸드 게이트(NDN)는 하이신호를 출력하여, 피모스 트랜지스터(PN)를 턴오프시킴으로써, 외부전원전압(Vext)를 내부전원전압(Vint)라인에 인가하지 않는다.
이와같이, 저항(R1 내지 R4 ,R21 내지 R2N)들에 의해 분배된 전압에 의해 디텍터부(26a 내지 26n)로부터 출력되는 제어신호(Ctr1 내지 CtrN)의 상태가 결정되며, 제어신호(Ctr1 내지 CtrN)에 의해 낸드게이트(ND1 내지 NDN)의 출력이 결정된다.
그러면, 낸드게이트(ND1 내지 NDN)의 출력에 의해 내부전압 발생부(22)의 각각의 피모스 트랜지스터(P1 내지 PN)의 동작이 결정됨으로써, 순차적으로 내부전원전압(Vint)을 결정한다.
따라서, 이와같이 외부전원전압에 따라 순차적으로 내부전원전압 발생부(22)를 구동함으로써, 다양한 레벨의 외부전원전압(Vext)에 따라 사용자의 목적에 맞는 내부전원전압을 다양하게 인가하도록 함으로써 보다 안정적인 내부전원전압(Vint)을 공급할 수 있도록 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 외부전원전압에 따른 순차적 제어가 가능한 내부전원전압 발생장치는, 다양한 외부전원전압에 따라 디텍터가 출력하는 신호에 따라 내부전원전압 발생부를 순차적으로 제어함으로써, 다양한 레벨의 내부전원전압을 인가할 수 있어, 보다 안정적인 내부전원전압을 제공할 수 있는 효과가 있다.
아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (4)

  1. 기준전압(Vref)과 내부전원전압(Vint)을 비교하고, 상기 기준전압(Vref)과 상기 내부전원전압(Vint)의 전압차를 증폭하여 그 결과에 대응하는 제 1제어신호를 출력하는 차동증폭부;
    외부전원전압에 따라 동작되어 제 2제어신호를 출력하는 복수개의 디텍터부;
    상기 복수개의 디텍터부로부터 각각 출력된 상기 제 2제어신호와 상기 차동증폭부로부터 출력된 제 1제어신호를 입력으로 하여, 논리연산 결과를 출력하는 제어부; 및
    복수개의 스위칭부를 구비하되, 상기 제 1제어신호와 상기 제어부로부터 출력된 신호에 의해 상기 복수개의 스위칭부의 동작을 선택적으로 제어하여 상기 내부전원전압의 레벨을 결정하는 내부전원전압 발생부를 포함하는 외부전원전압에 따른 순차적 제어가 가능한 내부전원전압 발생장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 복수개의 디텍터부 각각은,
    복수개를 직렬로 구비하여 상기 외부전원전압을 분배하는 저항;
    상기 저항을 통해 분배된 전압에 의해 제어되어 상기 제 2제어신호를 출력하는 스위칭부를 구비하는 것을 특징으로 하는 외부전원전압에 따른 순차적 제어가 가능한 내부전원전압 발생장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,
    복수개의 낸드게이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 외부전원전압에 따른 순차적 제어가 가능한 내부전원전압 발생장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 복수개의 스위칭부는 순차적으로 스위칭 되는 것을 특징으로 하는 외부전원전압에 따른 순차적 제어가 가능한 내부전원전압 발생장치.
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KR20050108146A (ko) * 2004-05-11 2005-11-16 주식회사 하이닉스반도체 내부 전압 제어 회로

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