KR100933801B1 - Ring Oscillator and Internal Voltage Generator - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반전지연 루프로 이루어진 링 오실레이터에 있어서, 발진신호의 펄스폭에 대응하는 지연시간을 제공하기 위한 다수의 지연수단과, 공정변화에 따른 스큐를 검출하여 스큐정보신호를 생성하기 위한 스큐 검출수단, 및 상기 스큐정보신호에 응답하여 상기 다수의 지연수단의 일부를 선택적으로 상기 반전지연 루프에 포함시키기 위한 스위칭수단을 구비하는 링 오실레이터를 제공한다.The present invention provides a ring oscillator comprising an inverted delay loop, comprising: a plurality of delay means for providing a delay time corresponding to a pulse width of an oscillation signal, and skew detection for generating a skew information signal by detecting skew according to a process change. Means and a switching means for selectively including a portion of said plurality of delay means in said inversion delay loop in response to said skew information signal.
Description
도 1은 일반적인 기판 바이어스 전압 생성장치를 설명하기 위한 블록도.1 is a block diagram illustrating a general substrate bias voltage generator.
도 2는 도 1의 링 오실레이터를 설명하기 위한 회로도.FIG. 2 is a circuit diagram illustrating the ring oscillator of FIG. 1. FIG.
도 3은 본 발명에 따른 링 오실레이터를 설명하기 위한 회로도.3 is a circuit diagram for explaining a ring oscillator according to the present invention.
도 4는 도 3의 스큐 검출부를 설명하기 위한 회로도.FIG. 4 is a circuit diagram illustrating the skew detector of FIG. 3. FIG.
도 5는 본 발명에 따른 기판 바이어스 전압 생성장치의 링 오실레이터를 설명하기 위한 회로도.5 is a circuit diagram illustrating a ring oscillator of the substrate bias voltage generator according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
310 : 제1 지연부 330 : 제2 지연부310: first delay unit 330: second delay unit
350 : 제3 지연부 370 : 스큐 검출부350: third delay unit 370: skew detection unit
본 발명은 반도체 설계 기술에 관한 것으로, 특히 반도체 소자의 링 오실레이터(ring oscillator)와 그를 이용한 내부전압 생성장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor design technology, and more particularly, to a ring oscillator of a semiconductor device and an internal voltage generator using the same.
일반적으로, DDR SDRAM(Double Data Rate Synchronous DRAM)을 비롯한 반도체 소자에는 내부전압 생성장치가 탑재되어 있어서, 내부 회로동작에 필요한 내부전압을 자체적으로 생성하여 사용하고 있다. BACKGROUND ART In general, semiconductor devices including DDR SDRAM (Double Data Rate Synchronous DRAM) are equipped with an internal voltage generator, and internally generate and use an internal voltage required for internal circuit operation.
내부전압으로는 외부전압(VDD)보다 높은 전압레벨을 가지는 승압전압(pumping voltage : VPP)과, 접지전압(VSS)보다 낮은 전압레벨을 가지는 기판 바이어스 전압(substrate vias voltage : VBB)과, 외부전압(VDD)과 접지전압(VSS) 사이의 전압레벨을 가지는 코어전압(VCORE), 및 페리전압(VPERI)등이 있다. 여기서, 기판 바이어스 전압(VBB)은 NMOS 트랜지스터를 둘러싸고 있는 P-Well에 인가되어 PN 접합(junction)이 부분적으로 정 바이어스(forward bias)되는 것을 방지해 주기 위해 사용될 수 있다.As the internal voltage, a boosting voltage (VPP) having a voltage level higher than the external voltage (VDD), a substrate via voltage (VBB) having a voltage level lower than the ground voltage (VSS), and an external voltage And a core voltage VCORE having a voltage level between VDD and a ground voltage VSS, a ferry voltage VPERI, and the like. Here, the substrate bias voltage VBB may be applied to the P-Well surrounding the NMOS transistor to be used to prevent a partial forward bias of the PN junction.
한편, 승압전압(VPP)과 기판 바이어스 전압(VBB)은 차지 펌핑(charge pumping) 동작을 통해 생성되는 것이 일반적이며, 이 두 전압을 생성하는 내부전압 생성장치는 서로 유사한 구성을 가지고 있다.Meanwhile, the boost voltage VPP and the substrate bias voltage VBB are generally generated through a charge pumping operation, and the internal voltage generators generating the two voltages have similar configurations.
도 1은 일반적인 기판 바이어스 전압 생성장치를 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a general substrate bias voltage generator.
도 1을 참조하면, 기판 바이어스 전압 생성장치는 전압 검출부(110)와, 링 오실레이터(130), 및 전압 펌핑부(150)를 구비하여, 기판 바이어스 전압(VBB)을 생성한다.Referring to FIG. 1, the substrate bias voltage generator includes a
전압 검출부(110)는 기준전압(VREF)과 피드백되는 기판 바이어스 전압(VBB) 을 입력받아, 기준전압(VREF)의 전압레벨에 대응하여 기판 바이어스 전압(VBB)의 전압레벨을 검출하고 이를 검출신호(DET_V)로써 출력한다. The
예컨대, 기준전압(VREF)의 전압레벨보다 기판 바이어스 전압(VBB)의 전압레벨이 높으면 링 오실레이터(130)를 활성화(enable) 시키기 위한 논리'로우(low)'의 검출신호(DET_V)를 출력하고, 기준전압(VREF)의 전압레벨보다 기판 바이어스 전압(VBB)의 전압레벨이 낮으면 링 오실레이터(130)를 비활성화(disable) 시키기 위한 논리'하이(high)'의 검출신호(DET_V)를 출력한다.For example, when the voltage level of the substrate bias voltage VBB is higher than the voltage level of the reference voltage VREF, the logic signal 'low' detection signal DET_V for enabling the
링 오실레이터(130)는 전압 검출부(110)에서 출력된 검출신호(DET_V)에 응답하여 예정된 주파수를 가지는 발진신호(OSC)를 생성한다. 그래서, 링 오실레이터(130)는 검출신호(DET_V)가 활성화되면 발진(oscillation) 동작을 통해 예정된 주파수를 가지는 발진신호(OSC)를 생성하고, 검출신호(DET_V)가 비활성화되면 발진 동작이 멈추게 된다.The
전압 펌핑부(150)는 발진신호(OSC)에 응답하여 펌핑 동작을 통해 기판 바이어스 전압(VBB)을 생성하며, 이렇게 생성된 기판 바이어스 전압(VBB)은 다시 전압 검출부(110)에 피드백된다.The
기판 바이어스 전압 생성장치는 이와 같은 동작을 통해 원하는 기판 바이어스 전압(VBB)을 생성하게 된다.The substrate bias voltage generator generates the desired substrate bias voltage VBB through such an operation.
도 2는 도 1의 링 오실레이터(130)를 설명하기 위한 회로도이다.FIG. 2 is a circuit diagram illustrating the
도 2를 참조하면, 링 오실레이터(130)는 피드백되는 발진신호(OSC)를 입력받고 검출신호(DET_V)에 응답하여 링 오실레이터(130)를 활성화시키기 위한 활성화 부(132)와, 발진신호(OSC)의 펄스폭에 대응하는 지연시간을 제공하기 위한 지연부(134)를 구비한다.Referring to FIG. 2, the
활성화부(132)는 검출신호(DET_V)가 논리'로우'인 경우, 즉, 기준전압(VREF)의 전압레벨보다 기판 바이어스 전압(VBB)의 전압레벨이 높은 경우, 피드백되는 발진신호(OSC)를 반전하여 출력한다.The
지연부(134)는 활성화부(132)의 출력신호에 예정된 지연시간을 반영하여 발진신호(OSC)로써 출력한다.The
예컨대, 활성화부(132)의 XOR 게이트의 지연시간을 고려하지 않고, 지연부(134)를 구성하는 4개의 인버터(INV1, INV2, INV3, INV4)에서 제공되는 지연시간이 4ns라고 가정하면, 발진신호(OSC)는 4ns의 펄스폭을 가지게 된다. 즉, 발진신호(OSC)는 4ns의 일정한 반주기를 가지게 된다.For example, it is assumed that the delay time provided by the four inverters INV1, INV2, INV3, and INV4 constituting the
한편, 인버터는 NMOS 트랜지스터와 PMOS 트랜지스터로 구성되는 일반적이며, 이와 같은 구성요소는 공정 상태에 따라 그 동작 속도가 달라질 수 있다.On the other hand, the inverter is generally composed of an NMOS transistor and a PMOS transistor, the operation speed of such a component may vary depending on the process state.
이하, 설명의 편의를 위해 공정 상태를 TYPICAL, FAST, SLOW로 구분하기로 한다.Hereinafter, for convenience of description, process states are divided into TYPICAL, FAST, and SLOW.
TYPICAL은 NMOS 트랜지스터와 PMOS 트랜지스터의 동작 속도가 표준(typical)인 경우를 의미하고, FAST는 NMOS 트랜지스터와 PMOS 트랜지스터의 동작 속도가 표준보다 빠른(fast) 경우를 의미하며, SLOW는 NMOS 트랜지스터와 PMOS 트랜지스터의 동작 속도가 표준보다 느린(slow) 경우를 의미한다.TYPICAL means that the operating speed of NMOS transistor and PMOS transistor is typical, FAST means that the operating speed of NMOS transistor and PMOS transistor is faster than standard, and SLOW means NMOS transistor and PMOS transistor. This means that the operating speed of is slower than the standard.
때문에, 일정한 주파수를 가지는 발진신호(OSC)를 생성하기 위하여 지연 부(134)를 설계하였다 하더라도 공정 변화, 즉, TYPICAL, FAST, SLOW에 따라 그 펄스폭이 달라져서 발진신호(OSC)의 주파수가 달라질 수 있다. 이는, 전압 펌핑부(150)가 처음 설계 목표치에 대비하여 최적의 상태로 펌핑 동작을 수행하지 못하게 될 수 있다는 것을 의미한다.Therefore, even if the
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 공정 변화에 상관없이 항상 일정한 주파수를 가지는 발진신호를 생성할 수 있는 오실레이터를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems of the prior art, and an object thereof is to provide an oscillator capable of generating an oscillation signal having a constant frequency regardless of a process change.
또한, 공정 변화에 상관없이 일정한 펌핑 동작을 수행하여 안정적인 내부전압을 생성할 수 있는 내부전압 생성장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.Another object is to provide an internal voltage generator capable of generating a stable internal voltage by performing a constant pumping operation regardless of a process change.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 반전지연 루프로 이루어진 링 오실레이터에 있어서, 발진신호의 펄스폭에 대응하는 지연시간을 제공하기 위한 다수의 지연수단; 공정변화에 따른 스큐를 검출하여 스큐정보신호를 생성하기 위한 스큐 검출수단; 및 상기 스큐정보신호에 응답하여 상기 다수의 지연수단의 일부를 선택적으로 상기 반전지연 루프에 포함시키기 위한 스위칭수단을 구비하는 링 오실레이터가 제공된다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, a ring oscillator comprising an inversion delay loop, a plurality of delay means for providing a delay time corresponding to the pulse width of the oscillation signal; Skew detection means for generating a skew information signal by detecting a skew according to a process change; And switching means for selectively including a part of the plurality of delay means in the inversion delay loop in response to the skew information signal.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 기준전압에 대응하여 내부전압을 검출하기 위한 전압검출수단; 반전지연 루프로 이루어지며, 상기 전압검출수단의 출력신호인 검출신호에 응답하여 발진신호를 생성하기 위한 링 오실레이터; 및 상기 발진신호에 대응하는 상기 내부전압을 생성하기 위한 전압펌핑수단을 구비하되, 상기 링 오실레이터는, 상기 검출신호에 응답하여 상기 링 오실레이터를 활성화시키기 위한 활성화부; 상기 발진신호의 펄스폭에 대응하는 지연시간을 제공하기 위한 다수의 지연부; 공정변화에 따른 스큐를 검출하여 스큐정보신호를 생성하기 위한 스큐 검출부; 및 상기 스큐정보신호에 응답하여 상기 다수의 지연수단의 일부를 선택적으로 상기 반전지연 루프에 포함시키기 위한 스위칭부를 구비하는 내부전압 생성장치가 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, the voltage detection means for detecting the internal voltage corresponding to the reference voltage; A ring oscillator having an inverted delay loop and configured to generate an oscillation signal in response to a detection signal which is an output signal of the voltage detection means; And a voltage pumping means for generating the internal voltage corresponding to the oscillation signal, wherein the ring oscillator comprises: an activation unit for activating the ring oscillator in response to the detection signal; A plurality of delay units for providing a delay time corresponding to the pulse width of the oscillation signal; A skew detector for generating a skew information signal by detecting a skew according to a process change; And a switching unit for selectively including a part of the plurality of delay means in the inversion delay loop in response to the skew information signal.
본 발명은 공정 변화에 따른 스큐를 검출하고 이를 이용하여 발진신호의 펄스폭을 조절함으로써, 항상 일정한 주파수를 가지는 발진신호를 생성하는 것이 가능하다. 또한, 이와 같은 오실레이터를 구비한 내부전압 생성장치는 최적의 펌핑 동작을 통해 안정적인 내부전압을 생성할 수 있다.The present invention can generate an oscillation signal having a constant frequency at all times by detecting a skew according to a process change and adjusting the pulse width of the oscillation signal using the same. In addition, the internal voltage generator having such an oscillator may generate a stable internal voltage through an optimal pumping operation.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the most preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily implement the technical idea of the present invention. .
도 3은 본 발명에 따른 링 오실레이터를 설명하기 위한 회로도이다.3 is a circuit diagram illustrating a ring oscillator according to the present invention.
도 3을 참조하면, 반전지연 루프로 이루어진 링 오실레이터는 다수의 인버터(inverter)를 구비하여 발진신호(OSC)의 펄스폭에 대응하는 지연시간을 제공하기 위한 제1 내지 제3 지연부(310, 330, 350)와, 공정변화에 따른 스큐를 검출하여 스 큐정보신호(DET_SQ)를 생성하기 위한 스큐 검출부(370), 및 스큐정보신호(DET_SQ)에 응답하여 제1 및 제2 지연부(310, 330) 중 어느 하나를 선택적으로 반전지연 루프에 포함시키기 위한 스위칭부(390)를 구비할 수 있다.Referring to FIG. 3, a ring oscillator having an inverted delay loop includes a plurality of inverters and includes first to
제1 및 제2 지연부(310, 330)는 발진신호(OSC)의 펄스폭에 대응하는 지연시간을 제공하기 위함이고, 제3 지연부(350)는 피드백되는 발진신호(OSC)를 반전하기 위한 것이다.The first and
스큐정보신호(DET_SQ)는 공정 상태, 즉, TYPICAL, FAST, SLOW에 관한 정보를 가지는 신호로 이에 대한 설명은 도 4를 통해 하기로 한다.The skew information signal DET_SQ is a signal having information about a process state, that is, TYPICAL, FAST, and SLOW, which will be described with reference to FIG. 4.
한편, 스위칭부(390)는 제1 지연부(310)의 입력단과 출력단 사이에 소오스-드레인 경로가 형성되고 스큐정보신호(DET_SQ)를 게이트로 입력받는 NMOS 트랜지스터(NM1)를 구비할 수 있다. 그래서, 스큐정보신호(DET_SQ)에 따라 제1 지연부(310)의 입력단과 출력단을 연결하거나 분리시켜 줄 수 있다.The
그래서, 제2 지연부(330)는 스큐정보신호(DET_SQ)에 따라 제1 지연부(310)의 출력신호를 입력받거나, 제3 지연부(350)의 출력신호를 입력받아 지연시간을 반영하게 된다.Thus, the
설명의 편의를 위해 제3 지연부(350)에서 반영되는 지연시간을 고려하지 않기로 한다. For convenience of description, the delay time reflected by the
만약, 원하는 펄스폭을 4ns로 맞추기 위하여 제1 및 제2 지연부(310, 330)에서 제공되는 지연시간이 각각 2ns라고 예상하여 설계하였다고 가정하기로 한다.If the desired pulse width is set to 4 ns, it is assumed that the delay time provided from the first and
여기서, 공정 상태가 SLOW가 되어 예상과는 다르게 제1 및 제2 지연부(310, 330)에서 각각 4ns의 지연시간이 제공되는 경우, 논리'하이'의 스큐정보신호(DET_SQ)에 의해 NMOS 트랜지스터(NM1)가 턴 온(turn on)되어 제1 지연부(310)에 입력되는 신호는 제1 지연부(310)를 거치지 않고 제2 지연부(330)에 입력되게 된다. 즉, 제1 지연부(310)에서 제공되는 지연시간은 펄스폭에 영향을 주지 않게 된다. 때문에, 제2 지연부(330)에서 제공되는 4ns만이 펄스폭에 영향을 주게 되어, 원하는 4ns에 대응하는 발진신호(OSC)를 생성할 수 있다.In this case, when the process state becomes SLOW and a delay time of 4 ns is provided in the first and
만약, 원하는 펄스폭을 4ns로 맞추기 위하여 제2 지연부(330)에서 제공되는 지연시간이 4ns라고 예상하여 설계하였다고 가정하기로 한다.If it is assumed that the delay time provided from the
여기서, 공정 상태가 FAST가 되어 예상과는 다르게 제2 지연부(330)에서 2ns의 지연시간이 제공되는 경우, 논리'로우'의 스큐정보신호(DEST_SQ)에 의해 NMOS 트랜지스터(NM1)가 턴 오프(turn off)되어 제1 지연부(310)에서 제공하는 지연시간을 더 추가하게 된다. 즉, 제1 지연부(310)와 제2 지연부(330)에서 제공되는 지연시간이 모두 펄스폭에 영향을 주게 된다. 때문에, 제2 지연부(330)에서 제공되는 2ns의 지연시간과 추가로 제1 지연부(310)에서 제공되는 지연시간이 펄스폭에 영향을 주게 되어, 원하는 4ns에 대응하는 발진신호(OSC)를 생성할 수 있다.Here, when the process state is FAST and a delay time of 2 ns is provided from the
도 4는 도 3의 스큐 검출부(370)를 설명하기 위한 회로도이다.4 is a circuit diagram illustrating the
도 4를 참조하면, 퓨즈 프로그래밍(fuse programming)을 통해 스큐정보신호(DET_SQ)를 생성하는 스큐 검출부(370)는 공정변화에 대응하는 정보가 프로그래밍되는 퓨즈부(372)와, 퓨즈부(372)의 출력신호(OUT_FU)에 응답하여 스큐정보신호(DET_SQ)를 출력하기 위한 스큐정보신호 출력부(374)를 구비할 수 있다.Referring to FIG. 4, the
퓨즈부(372)의 퓨즈(FU)는 퓨즈 컷팅(fuse cutting) 같은 프로그래밍이 가능하며, 공정변화에 따라 퓨즈(FU)의 절단 유무를 결정하게 된다. 만약, 퓨즈(FU)가 끊어지지 않게 되면, 퓨즈부(372)의 출력신호(OUT_FU)는 외부전압(VDD)에 대응하는 전압레벨을 가지게 되고, 퓨즈(FU)가 끊어지면 퓨즈부(372)의 출력단이 플로팅(floating)된다.The fuse FU of the
스큐정보신호 출력부(374)는 파워 업 신호(POW_UP)에 응답하여 퓨즈부(372)의 출력신호(OUT_FU)에 대응하는 스큐정보신호(DET_SQ)를 출력하게 된다. 여기서, 파워 업 신호(POW_UP)는 외부전압(VDD)의 전압레벨이 초기에 원하는 전압레벨까지 확보될 때 활성화되는 펄스신호이다.The skew information
퓨즈부(372)의 출력신호(OUT_FU)가 외부전압(VDD)에 대응하는 전압레벨을 가지는 경우 즉, 퓨즈(FU)가 끊어지지 않은 경우, 스큐정보신호 출력부(374)는 논리'로우'의 스큐정보신호(DET_SQ)를 출력한다. 그리고, 퓨즈(FU)가 끊어진 경우, 스큐정보신호 출력부(374)는 논리'하이'의 스큐정보신호(DET_SQ)를 출력한다.When the output signal OUT_FU of the
도 3과 도 4를 다시 참조하면, 본 발명에 따른 링 오실레이터는 공정변화에 따른 스큐를 검출하고, 그 결과에 따라 발진신호(OSC)의 일정한 펄스폭을 맞추어 주기 위해 지연시간을 조절할 수 있다. 때문에, 링 오실레이터는 공정 상태가 변화더라도 항상 일정한 주파수를 가지는 발진신호(OSC)를 생성할 수 있다.Referring back to Figures 3 and 4, the ring oscillator according to the present invention can detect the skew according to the process change, and adjust the delay time to match the constant pulse width of the oscillation signal (OSC) according to the result. Therefore, the ring oscillator can generate the oscillation signal OSC which always has a constant frequency even when the process state changes.
위에서의 실시예에서는 하나의 공정 상태에 따라 지연시간을 가변하는 예를 설명하였지만, 공정 상태에 대응하는 다수의 스큐 검출부와 그에 따른 지연부와 스위칭부를 구비하여 두 가지 공정 변화에 모두 대응할 수 있는 링 오실레이터도 구 현이 가능할 것이다.In the above embodiment, an example in which the delay time is changed according to one process state has been described. However, a plurality of skew detectors corresponding to the process state and corresponding delay and switching units may be provided to respond to both process changes. Oscillators may also be implemented.
예컨대, 3개의 지연부를 구비하고 공정 상태가 TYPICAL인 경우 2개의 지연부가 원하는 지연시간을 반영한다고 예상하여 설계하였다면, FAST 또는 SLOW에 대응하여 퓨즈를 프로그래밍하여 그에 따른 스큐정보신호를 출력함으로써 원하는 스위칭 동작을 통해, 공정 상태가 FAST인 경우 3개의 지연부를 이용하여 원하는 지연시간을 반영하고, 공정 상태가 SLOW인 경우 1개의 지연부를 이용하여 원하는 지연시간을 반영하는 것도 가능하다.For example, if it is designed to have three delays and expects the two delays to reflect the desired delay time when the process state is TYPICAL, a desired switching operation is performed by programming a fuse corresponding to FAST or SLOW and outputting a skew information signal accordingly. In this case, when the process state is FAST, the desired delay time may be reflected by using three delay units, and when the process state is SLOW, one delay unit may be used to reflect the desired delay time.
도 5는 본 발명에 따른 기판 바이어스 전압 생성장치의 링 오실레이터를 설명하기 위한 회로도이다.5 is a circuit diagram illustrating a ring oscillator of a substrate bias voltage generator according to the present invention.
설명의 편의를 위해 도 1의 전압 검출부(110)와 전압 펌핑부(150)는 도시하지 않았으며, 전압 검출부(110)와 전압 펌핑부(150)의 동작은 종래기술과 실질적으로 동일하여 본 발명에 속하는 기술분야에서 종사하는 자에게 자명하므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.For convenience of description, the
또한, 도 5는 도 3의 본 발명에 따른 링 오실레이터를 기판 바이어스 전압 생성장치에 적용한 것으로 도 3의 오실레이터와 비교하여 활성화부(510)가 달라졌다.In addition, FIG. 5 illustrates that the ring oscillator according to the present invention of FIG. 3 is applied to a substrate bias voltage generator, and the
도 5를 참조하면, 링 오실레이터는 검출신호(DET_V, 도 1 참조)에 응답하여 링 오실레이터를 활성화시키기 위한 활성화부(510)와, 발진신호(OSC)의 펄스폭에 대응하는 지연시간을 제공하기 위한 제1 및 제2 지연부(530, 550)와, 공정변화에 따른 스큐를 검출하여 스큐정보신호(DET_SQ)를 생성하기 위한 스큐 검출부(570), 및 스큐정보신호(DET_SQ)에 응답하여 제1 지연부(530)를 반전지연 루프에 포함시키기 위한 스위칭부(590)를 구비할 수 있다.Referring to FIG. 5, the ring oscillator provides an
활성화부(510)는 논리'로우'의 검출신호(DET_V)에 응답하여 피드백되는 발진신호(OSC)를 반전하여 출력하며, 논리'하이'의 검출신호(DET_V)에 응답하여 논리'로우'를 출력한다. 그래서, 검출신호(DET_V)가 논리'로우'인 경우 링 오실레이터는 발진 동작을 하게되며, 검출신호(DET_V)가 논리'하이'인 경우 발진을 멈추게 된다.The
스위칭부(590)는 스큐정보신호(DET_SQ)에 따라 제1 지연부(310)의 입력단과 출력단을 연결하거나 분리시켜 줄 수 있다.The
한편, 제1 및 제2 지연부(530, 550)는 발진신호(OSC)의 펄스폭에 대응하는 지연시간을 제공하기 위한 것으로, 제2 지연부(550)는 스위칭부(590)의 동작에 따라 활성화부(510)의 출력신호를 입력받거나 제1 지연부(530)의 출력신호를 입력받게 된다.Meanwhile, the first and
결국, 본 발명에 따른 기판 바이어스 전압 생성장치는 공정변화에 따라 원하는 지연시간을 제공해 줌으로써, 발진신호(OSC)의 펄스폭을 일정하게 유지해 줄 수 있다.As a result, the apparatus for generating a substrate bias voltage according to the present invention may maintain a pulse width of the oscillation signal OSC by providing a desired delay time according to a process change.
전술한 바와 같이, 본 발명은 공정 변화에 따른 스큐를 검출하고 이를 이용하여 지연시간을 가변함으로써, 링 오실레이터에서 출력되는 발진신호(OSC)의 펄스폭을 일정하게 유지하는 것이 가능하다. 때문에, 발진신호(OSC)의 펄스폭은 공정 변화에 상관없이 항상 일정한 주파수를 가지게 된다. 이어서, 전압 펌핑부는 항상 일정한 주파수의 최적화된 발진신호(OSC)를 입력받아 안정적인 펌핑 동작을 할 수 있다.As described above, the present invention can keep the pulse width of the oscillation signal OSC output from the ring oscillator constant by detecting the skew according to the process change and varying the delay time. Therefore, the pulse width of the oscillation signal OSC always has a constant frequency regardless of the process change. Subsequently, the voltage pumping unit may always receive an optimized oscillation signal OSC having a constant frequency to perform a stable pumping operation.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
예를 들면, 전술한 실시예에서는 내부전압 생성장치가 접지전압(VSS)보다 낮은 기판 바이어스 전압(VBB)을 생성하는 경우를 일례로 들어 설명하였으나, 본 발명은 외부전압(VDD)보다 높은 펌핑전압(VPP)을 생성하는 경우에도 적용할 수 있으며, 일정한 펄스폭의 발진신호를 생성하는 경우에도 적용할 수 있다.For example, in the above-described embodiment, the internal voltage generator generates the substrate bias voltage VBB lower than the ground voltage VSS as an example, but the present invention provides a pumping voltage higher than the external voltage VDD. It is also applicable to the generation of (VPP), and also to the case of generating an oscillation signal having a constant pulse width.
상술한 본 발명은 공정 변화에도 항상 일정한 주파수를 가지는 출력신호를 생성할 수 있으며, 이 발진신호를 이용하는 내부전압 생성장치는 최적의 상태로 내부전압을 생성할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.The present invention described above can generate an output signal having a constant frequency at all times even in process changes, and the internal voltage generator using the oscillation signal can obtain the effect of generating the internal voltage in an optimal state.
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