KR101081878B1 - 고전압의 리플 현상을 제거하는 고전압 스위치 회로 - Google Patents

고전압의 리플 현상을 제거하는 고전압 스위치 회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고전압(VPP)의 리플현상을 제거하는 고전압 스위치 회로에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 고전압 스위치 회로는, 고전압을 전달하는 고전압 스위치; 상기 고전압을 이용해서 펌핑 동작을 수행하여, 상기 고전압 스위치를 구동시키기 위한 고전압 스위치 구동 신호를 발생시키는 고전압 스위치 구동부; 및 상기 고전압 스위치 구동 신호의 전압이 타겟전압 이상으로 올라가면 상기 고전압 스위치 구동부의 펌핑동작을 정지시키고 상기 고전압 스위치 구동 신호의 전압레벨이 타겟전압 이하로 떨어지면 상기 고전압 스위칭 구동부의 펌핑동작을 수행시키는 고전압 스위치 구동 제어부를 포함한다.
고전압 스위치, 펌프, 리플

Description

고전압의 리플 현상을 제거하는 고전압 스위치 회로{High voltage switch circuit for removing ripple of high voltage}
도 1은 종래의 고전압 스위치 회로를 도시한 회로도이다.
도 2는 도 1의 고전압의 리플 현상을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고전압 스위치 회로를 도시한 회로도이다.
도 4는 도 3의 고전압의 리플 현상을 도시한 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10, 100 : 고전압 스위치 회로
11, 110 : 고전압 스위치
12, 120 : 고전압 스위치 구동부
130 : 고전압 스위치 구동 제어부
본 발명은, 불휘발성 메모리 장치의 고전압 스위치 회로에 관한 것으로, 특히 고전압(VPP)의 리플현상을 제거하는 고전압 스위치 회로에 관한 것이다.
플래시 메모리나 EEPROM 장치와 같은 불휘발성 메모리 소자에 있어서, 프로그램 동작 및 소거 동작 시에 다른 디바이스에 비해 훨씬 높은 고전압(high voltage)이 필요하다. 이러한 고전압은 외부 전원전압보다 높은 전압으로서 내부적으로 발생되므로, 이 고전압을 스위칭시켜주는 고전압 스위치 회로가 필요하다.
도 1은 종래의 고전압 스위치 회로를 도시한 회로도이고, 도 2는 도 1의 고전압의 리플 현상을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 고전압 스위치 회로(10)는 고전압 스위치(11)와 고전압 스위치 구동부(12)를 포함한다.
이 고전압 스위치(11)는 입력받은 고전압(VPPIN)을 출력신호(VPPOUT)로서 전달하기 위해, 고전압 스위치 구동 신호(SEL)가 필요하다. 고전압 스위치 구동부(12)는 이 고전압 스위치 구동 신호(SEL)를 발생하기 위해서 펌핑 동작을 수행한다.
이러한 고전압 스위치 구동 신호(SEL)는 고전압 스위치(11)의 성능을 좌우한다. 그러나, 고전압 스위치 구동 신호(SEL)에 의해 동작하는 고전압 스위치(11)는 도 2에 도시한 바와 같이 불필요한 고전압(VPPIN)의 입력 노이즈, 즉 리플(ripple)까지 출력신호(VPPOUT)로서 전달하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 고전압의 리플 현상을 제거할 수 있는 고전압 스위치 회로를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고전압 스위치 회로는 고전압을 전달하는 고전압 스위치; 펌핑 동작을 수행하여 상기 고전압 스위치를 구동시키기 위한 고전압 스위치 구동 신호를 발생시키는 고전압 스위치 구동부; 및 상기 고전압 스위치 구동 신호의 전압레벨이 타겟전압 이상으로 올라가면 상기 고전압 스위치 구동부의 펌핑동작을 정지시키고 상기 고전압 스위치 구동 신호의 전압레벨이 타겟전압 이하로 떨어지면 상기 고전압 스위칭 구동부의 펌핑동작을 수행시키는 고전압 스위치 구동 제어부를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명에서 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 3는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고전압 스위치 회로를 도시한 것이고, 도 4는 리플 현상이 제거된 고전압을 나타낸다.
도 3을 참조하면, 고전압 스위치 회로(100)는, 고전압 스위치(110), 고전압 스위치 구동부(120), 및 고전압 스위치 구동 제어부(130)를 포함한다.
고전압 스위치(110)는 고전압 스위치 구동 신호(SEL)에 응답하여 입력되는 고전압(VPPIN)을 출력신호(VPPOUT)로서 전달하는 NMOS 트랜지스터(M5)로 구성된다.
고전압 스위치 구동부(120)는 고전압 스위치(110)를 동작시키기 위한 고전압 스위치 구동 신호(SEL)를 발생시키기 위해 펌핑 동작을 수행하며, NMOS 트랜지스터(M1, M4, M7,M8), NMOS 다이오드 트랜지스터(M2, M3, M6, M9), 및 커패시터(C1, C2)를 포함한다.
NMOS 트랜지스터(M1)는 게이트로 인가되는 전원전압(VCC)에 응답해서 인에이블 신호(EN)를 전달한다. NMOS 트랜지스터(N4)는 게이트로 인가되는 고전압 스위치 구동 신호(SEL)에 응답해서 고전압(VPPIN)을 노드 ND1로 전달한다. 커패시터(C1)는 클럭 신호(CK)에 의해 펌핑을 수행하여 NMOS 트랜지스터(M7)의 게이트로 전달한다. 커패시터(C2)는 클럭신호(CKB)에 의해 펌핑동작을 수행하여 NMOS 트랜지스터(M9)의 게이트로 전달한다. NMOS 트랜지스터(M8)는 게이트로 인가되는 고전압 스위치 구동 신호(SEL)에 응답하여 노드 ND1의 고전압을 노드 ND2로 전달한다.
고전압 스위치 구동 제어부(130)는 고전압 스위치 구동부(130)의 펌핑동작을 인에이블시키거나 디스에이블시키는 것으로서, 펌핑 제어신호 발생부(131)와 펌핑 제어부(132)를 포함한다.
펌핑 제어신호 발생부(131)는 고전압 스위칭 구동 신호(SEL)를 이용해서 펌핑 제어신호(CKEN)를 발생시키는 것으로서, 저항(R1, R2)와 비교기(133)를 포함한 다. 저항 (R1, R2)는 고전압 스위치 구동 신호(SEL)가 입력되는 단자와 접지전압 사이에 직렬로 접속되어, 기준전압(Vref)을 발생시킨다. 비교기(133)는 포지티브(+)단자로 기준전압(Vref)을 입력받고 네거티브 단자(-)로 밴드갭 기준전압(Vbg)을 입력받아, 펌핑 제어 신호(CKEN)를 발생시키는데, 이때, 기준전압(Vref)이 밴드갭 기준전압(Vbg)보다 크면 펌핑 제어신호(CKEN)를 디스에이블시키고, 기준전압(Vref)이 밴드갭 기준전압(Vbg)보다 작으면 펌핑 제어신호(CKEN)을 인에이블시킨다.
펌핑 제어부(132)는 펌핑 제어 신호(CKEN)에 응답하여 고전압 스위치 구동부(120)의 펌핑동작을 수행시키거나 정지시키기 위한 것으로서, 낸드 게이트(134)와 인버터(IV1, IV2)를 포함한다. 낸드 게이트(134)는 클럭신호(CLK)와 인에이블 신호(EN)와 펌핑 제어신호(CKEN)를 반전 논리 곱하여 출력한다. 이 낸드 게이트(134)는 펌핑 제어신호(CKEN)가 로직 로우, 즉 디스에이블된 상태로 입력되면 클럭신호(CLK)의 토글링에 응답하지 않고 고전압 스위치 구동부(120)의 펌핑동작을 정지시킨다. 반대로, 펌핑 제어신호(CKEN)가 로직 하이, 즉 인에이블된 상태로 입력되면 클럭신호(CLK)의 토글링에 응답하여 고전압 스위치 구동부(120)의 펌핑동작을 수행시킨다. 인버터(IV1)는 낸드 게이트(134)의 출력신호를 반전시키고, 인버터(IV2)는 인버터(IV2)의 출력신호를 반전시킨다.
이하, 고전압 스위치 구동부(120)의 펌핑 동작을 제어하여 고전압 스위치 구동 신호(SEL)의 전압레벨을 조절함으로써 고전압의 리플을 제거하는 방법을 간략히 설명하기로 한다.
고전압 스위치 구동 신호(SEL)의 전압레벨이 타겟전압 이상으로 상승하게 되면 이 펌핑 제어 신호(CKEN)가 디스에이블되어, 고전압 스위치 구동부(120)의 펌핑동작을 중단시킨다. 이렇게 되면 고전압 스위치 구동 신호(SEL)의 전압레벨이 올라가지 않고 현 상태를 유지하므로, 고전압 스위치(110)는 타겟 범위 이상의 고전압(VPPIN)이 입력되어도, 리플이 발생되지 않는 고전압(VPPOUT)을 출력하게 된다.
반대로, 고전압 스위치 구동 신호(SEL)의 전압레벨이 타겟전압 이하로 저하하게 되면 펌핑 제어 신호(CKEN)가 인에이블되어, 고전압 스위치 구동부(120)의 펌핑동작을 다시 수행시킨다. 이렇게 되면, 고전압 스위치 구동 신호(SEL)의 전압레벨이 상승하여 고전압 스위치(110)는 고전압(VPPIN)을 완전히 전달시킨다.
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 분야에서 통상의 기술을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 타겟 범위 이상으로 입력된 고전압(VPPIN)을 정교하게 필터링할 수 있어, 고전압의 리플을 줄일 수 있다. 그로 인해, 셀 성능과 프로그램 시간을 효과적으로 제어할 수 있어, 불필요한 동작을 제거할 수 있고, 또한 Icc 액티브 전류를 줄일 수 있다.

Claims (7)

  1. 고전압을 전달하는 고전압 스위치;
    펌핑 동작을 수행하여 상기 고전압 스위치를 구동시키기 위한 고전압 스위치 구동 신호를 발생시키는 고전압 스위치 구동부; 및
    상기 고전압 스위치 구동 신호의 전압레벨이 타겟전압 이상으로 올라가면 상기 고전압 스위치 구동부의 펌핑동작을 정지시키고, 상기 고전압 스위치 구동 신호의 전압레벨이 타겟전압 이하로 떨어지면 상기 고전압 스위칭 구동부의 펌핑동작을 수행시키는 고전압 스위치 구동 제어부를 포함하는 고전압 스위치 회로.
  2. 청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1 항에 있어서,
    상기 고전압 스위치 구동부는 상기 고전압 스위치 구동 제어부의 출력신호에 응답하여 상기 고전압 스위치 구동 신호의 전압레벨이 타겟 전압 이상으로 올라가면 펌핑동작을 정지하여 상기 고전압 스위치 구동신호의 전압레벨을 현상태로 유지시키고, 상기 고전압 스위치 구동 신호의 전압레벨이 타겟전압 이하로 떨어지면 펌핑동작을 수행하여 상기 고전압 스위치 구동신호의 전압레벨을 상승시키는 고전압 스위치 회로.
  3. 청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1 항에 있어서,
    상기 고전압 스위치는 상기 고전압이 타겟 범위 이상으로 입력되어도, 상기 고전압 스위치구동 신호의 전압레벨이 일정하게 유지됨에 따라 리플이 발생되지 않는 고전압을 출력하는 고전압 스위치 회로.
  4. 청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1 항에 있어서,
    상기 고전압 스위치 구동 제어부는 상기 고전압 스위치 구동신호에 응답하여 펌핑 제어신호를 발생시키는 펌핑 제어신호 발생부; 및 상기 펌핑 제어신호가 인에이블된 상태로 입력되면 상기 고전압 스위치 구동부의 펌핑 동작을 수행시키고, 상기 펌핑 제어신호가 디스에이블된 상태로 입력되면 상기 고전압 스위치 구동부의 펌핑 동작을 정지시키는 펌핑 제어부를 포함하는 고전압 스위치 회로.
  5. 청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 4 항에 있어서,
    상기 펌핑 제어신호 발생부는 상기 고전압 스위치 구동신호를 이용해서 기준전압을 발생시키는 기준전압 발생부와 상기 기준전압과 밴드갭 기준전압을 이용해서 상기 펌핑 제어신호를 발생시키는 비교기를 포함하는 고전압 스위치 회로.
  6. 청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    상기 비교기는 상기 기준전압이 상기 밴드갭 기준전압보다 크면 상기 펌핑 제어신호를 디스에이블시키고, 상기 기준전압이 상기 밴드갭 기준전압보다 작으면 상기 펌핑 제어신호를 인에이블시키는 고전압 스위치 회로.
  7. 청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 4 항에 있어서,
    상기 펌핑 제어부는 클럭신호, 인에이블 신호, 및 상기 펌핑 제어신호를 논리 조합하여 출력하는 논리소자를 포함하는 고전압 스위치 회로.
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