KR102594299B1

KR102594299B1 - 인에이블 타이밍에서 기준 전압을 목표 레벨로 신속하게 제어하는 기준 전압 발생 회로

Info

Publication number: KR102594299B1
Application number: KR1020220071964A
Authority: KR
Inventors: 임재형; 윤대현
Original assignee: 주식회사 피델릭스
Priority date: 2022-06-14
Filing date: 2022-06-14
Publication date: 2023-10-26

Abstract

인에이블 타이밍에서 기준 전압을 목표 레벨로 신속하게 제어하는 기준 전압 발생 회로가 게시된다. 본 발명의 기준 전압 발생 회로에는, 인에이블 신호의 활성화 시점 즉, 인에이블 타이밍에서 바이어스 수신 노드의 전압 레벨을 전원 전압으로 상승시키도록 구동되는 인에이블 응답부가 구비된다. 이에 따라, 바이어스 전류 노드와 바이어스 수신 노드는 신속히 동일한 전압 레벨로 제어된다. 그 결과, 본 발명의 기준 전압 발생 회로에 의하면, 제1 기준 전압 및 상기 제2 기준 전압은 설정된 목표 레벨로 신속히 제어된다.

Description

인에이블 타이밍에서 기준 전압을 목표 레벨로 신속하게 제어하는 기준 전압 발생 회로{REFERENCE VOLTAGE GENERATING CIRCUIT FOR SWIFTLY CONTROLLING REFERENCE VOLTAGE TO TARGET LEVEL IN ENABLE TIMING }

본 발명은 기준 전압 발생 회로에 관한 것으로서, 특히, 인에이블 타이밍에서 기준 전압을 목표 레벨로 신속하게 제어하는 기준 전압 발생 회로에 관한 것이다.

기준 전압 발생 회로는 반도체 메모리 장치 등에서 기준 전압을 발생하도록 구현되는 회로이다. 이때, 기준 전압은 함께 내장되는 회로들의 구동에 기준이 되는 전압 레벨로 제공된다.

이러한 기준 전압 발생 회로는 인에이블 신호가 비활성화되는 대기 모드에서는 디스에이블 상태로 유지된다. 그리고, 기준 전압 발생 회로는 인에이블 신호의 활성화에 응답하여, 기준 전압을 설정된 목표 레벨로 제어하도록 구동된다. 이러한 구동 방법을 통하여, 기준 전압 발생 회로의 전류 소모가 저감될 수 있다.

한편, 최근의 반도체 메모리 장치는 점점 고속화되고 있다.

이에 따라, 인에이블 신호가 활성화되는 시점 즉, 인에이블 타이밍에서, 기준 전압도 목표 레벨로 신속하게 제어되는 것이 필요하다.

본 발명의 목적은 인에이블 타이밍에서 기준 전압을 목표 레벨로 신속하게 제어하는 기준 전압 발생 회로를 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면은 기준 전압 발생 회로에 관한 것이다. 본 발명의 일면에 따른 기준 전압 발생 회로는 바어어스 전류 노드로 바이어스 구동 전류를 발생하는 바이어스 전류 발생부; 인에이블 신호의 활성화에 따라, 상기 바이어스 전류 노드와 바이어스 수신 노드를 전기적으로 연결하도록 구동되는 바이어스 연결 스위치; 상기 인에이블 신호의 활성화에 응답하여 인에이블되며, 상기 바이어스 수신 노드의 전압 레벨에 따른 전압 레벨을 가지는 제1 기준 전압 및 제2 기준 전압을 발생하는 기준 전압 발생부로서, 상기 제1 기준 전압은 상기 바이어스 수신 노드의 전압 레벨의 증감에 따라 동일 방향으로 증감되며, 상기 제2 기준 전압은 상기 바이어스 수신 노드의 전압 레벨의 증감에 따라 반대 방향으로 증감되는 상기 기준 전압 발생부; 및 상기 인에이블 신호의 활성화에 응답하여, 일정 시간 동안에 상기 바이어스 수신 노드의 전압 레벨을 전원 전압으로 상승시키도록 구동되는 인에이블 응답부를 구비한다.

상기와 같은 구성의 본 발명의 기준 전압 발생 회로에는, 인에이블 신호의 활성화 시점 즉, 인에이블 타이밍에서 바이어스 수신 노드의 전압 레벨을 전원 전압으로 상승시키도록 구동되는 인에이블 응답부가 구비된다. 이에 따라, 상기 바이어스 전류 노드와 바이어스 수신 노드는 신속히 동일한 전압 레벨로 제어된다.

그 결과, 본 발명의 기준 전압 발생 회로에 의하면, 제1 기준 전압 및 상기 제2 기준 전압은 설정된 목표 레벨로 신속히 제어된다.

본 발명에서 사용되는 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기준 전압 발생 회로를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 바이어스 전류 발생부(100)를 자세히 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 기준 전압 발생부(300)를 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1의 펄스 발생 수단(410)을 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 도 1의 기준 전압 발생 회로에서의 주요 신호의 동작을 나타내는 도면이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 잇점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다.

그리고, 각 도면을 이해함에 있어서, 동일한 부재는 가능한 한 동일한 참조부호로 도시하고자 함에 유의해야 한다. 그리고, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

한편, 본 명세서에서는 동일한 구성 및 작용을 수행하는 구성요소들에 대해서는 동일한 참조부호와 함께 < >속에 참조부호가 추가된다. 이때, 이들 구성요소들은 참조부호로 통칭한다. 그리고, 이들을 개별적인 구별이 필요한 경우에는, 참조부호 뒤에 '< >'가 추가된다.

본 발명의 내용을 명세서 전반에 걸쳐 설명함에 있어서, 복수의 표현도 생략될 수도 있다. 예컨대 복수 개의 스위치나 복수개의 신호선으로 이루어진 구성일지라도 '스위치들', '신호선들'과 같이 표현할 수도 있고, '스위치', '신호선'과 같이 단수로 표현할 수도 있다. 이는 스위치들이 서로 상보적으로 동작하는 경우도 있고, 때에 따라서는 단독으로 동작하는 경우도 있기 때문이며, 신호선 또한 동일한 속성을 가지는 여러 신호선들, 예컨대 데이터 신호들과 같이 다발로 이루어진 경우에 이를 굳이 단수와 복수로 구분할 필요가 없기 때문이기도 하다. 이런 점에서 이러한 기재는 타당하다. 따라서 이와 유사한 표현들 역시 명세서 전반에 걸쳐 모두 이와 같은 의미로 해석되어야 한다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기준 전압 발생 회로를 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 기준 전압 발생 회로는 바이어스 전류 발생부(100), 바이어스 연결 스위치(200), 기준 전압 발생부(300) 및 인에이블 응답부(400)를 구비하며, 바람직하기로는, 소싱 트랜지스터(500) 및 수신 디스에이블 스위치(600)를 더 구비한다.

상기 바이어스 전류 발생부(100)는 바어어스 전류 노드(NIB)로 바이어스 구동 전류(Ibd)를 발생한다.

도 2는 도 1의 바이어스 전류 발생부(100)를 자세히 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 상기 바이어스 전류 발생부(100)는 바어어스 기준 발생 수단(110) 및 바이어스 전류 발생 수단(130)을 구비한다.

상기 바어어스 기준 발생 수단(110)은 바이어스 기준 전류(Ibr)를 발생한다. 그리고, 상기 바이어스 전류 발생 수단(130)는 상기 바이어스 기준 전류(Ibr)를 미러링하여 상기 바어어스 전류 노드(NIB)에 상기 바이어스 구동 전류(Ibd)를 발생한다.

상기와 같은 구성의 바이어스 전류 발생부(100)에 의하면, 인에이블 신호(XEN)의 비활성화시에 전류 소모를 최소화하면서도, 상기 바이어스 구동 전류(Ibd)가 안정적으로 발생된다.

다시 도 1을 참조하면, 상기 바이어스 연결 스위치(200)는 인에이블 신호(XEN)의 "H"로의 활성화에 따라, 상기 바이어스 전류 노드(NIB)에 바이어스 수신 노드(NRB)를 전기적으로 연결하도록 구동된다.

이에 따라, 상기 바이어스 수신 노드(NRB)의 전압 레벨은 상기 바이어스 전류 노드(NIB)과 동일한 전압 레벨을 가지도록 변화된다.

상기 기준 전압 발생부(300)는 상기 인에이블 신호(XEN)의 "H"로의 활성화에 응답하여 인에이블되며, 상기 바이어스 수신 노드(NRB)의 전압 레벨에 따른 전압 레벨을 가지는 제1 기준 전압(VREF1) 및 제2 기준 전압(VREF2)을 발생한다.

도 3은 도 1의 기준 전압 발생부(300)를 구체적으로 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하면, 상기 기준 전압 발생부(300)는 구체적으로 응답 발생 수단(310), 제1 기준 발생 수단(330) 및 제2 기준 발생 수단(350)을 구비하며, 바람직하기로는, 기준 전압 초기화 수단(370)을 더 구비한다.

상기 응답 발생 수단(310)은 상기 바이어스 수신 노드(NRB)의 전압 레벨에 따른 응답 전류(Irf)를 발생한다. 이때, 상기 응답 전류(Irf)의 크기는 상기 바이어스 수신 노드(NRB)의 전압 레벨의 증감에 따라 동일 방향으로 증감된다.

상기 제1 기준 발생 수단(330)은 상기 응답 전류(Irf)의 크기에 따른 전압 레벨을 가지는 상기 제1 기준 전압(VREF1)을 발생한다. 이때, 상기 제1 기준 전압(VREF1)의 전압 레벨은 상기 응답 전류(Irf)의 크기의 증감에 따라 동일 방향으로 증감된다.

상기 제2 기준 발생 수단(350)은 상기 제1 기준 전압(VREF2)의 전압 레벨에 따른 전압 레벨을 가지는 상기 제2 기준 전압(VREF2)을 발생한다. 이때, 상기 제2 기준 전압(VREF2)의 전압 레벨은 상기 제1 기준 전압(VREF2)의 전압 레벨의 증감에 따라 반대 방향으로 증감된다.

상기 기준 전압 초기화 수단(370)은 상기 인에이블 신호(XEN)의 "L"로의 비활성화에 따라, 상기 제1 기준 전압(VREF1)을 상기 접지 전압(VSS)으로 제어하며, 상기 제2 기준 전압(VREF2)을 상기 전원 전압(VDD)으로 제어한다.

상기와 같은 기준 전압 발생부(300)에 의하면, 상기 제1 기준 전압(VREF1)은 상기 바이어스 수신 노드(NRB)의 전압 레벨의 증감에 따라 동일 방향으로 증감되며, 상기 제2 기준 전압(VREF2)은 상기 바이어스 수신 노드(NRB)의 전압 레벨의 증감에 따라 반대 방향으로 증감된다.

한편, 본 발명의 기준 전압 발생 회로의 기준 전압 발생부(300)의 경우, 상기 바이어스 수신 노드(NRB)의 전압 레벨이 상기 바이어스 전류 노드(NIB)과 동일한 전압 레벨로 제어됨으로써, 상기 제1 기준 전압(VREF1) 및 상기 제2 기준 전압(VREF2)은 설정된 목표 레벨로 제어된다.

그러므로, 상기 인에이블 신호(XEN)의 "H"로의 활성화되는 시점 즉, 인에이블 타이밍에서, 상기 바이어스 수신 노드(NRB)가 상기 바이어스 전류 노드(NIB)와 동일한 전압 레벨로 제어되는데 소요되는 시간을 단축하는 것이 매우 중요하다.

이를 위하여, 본 발명의 기준 전압 발생 회로에는, 상기 인에이블 응답부(400)가 구비된다.

다시 도 1을 참조하면, 상기 인에이블 응답부(400)는 상기 인에이블 신호(XEN)의 "H"로의 활성화 초기에 상기 바이어스 수신 노드(NRB)의 전압 레벨을 상기 전원 전압(VDD)으로 상승시키도록 구동된다.

상기 인에이블 응답부(400)는 구체적으로 펄스 발생 수단(410) 및 응답 트랜지스터(420)를 구비한다.

상기 펄스 발생 수단(410)은 상기 인에이블 신호(XEN)를 수신하여, 응답 펄스 신호(XRPL)를 발생한다.

도 4는 도 1의 펄스 발생 수단(410)을 구체적으로 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하면, 상기 펄스 발생 수단(410)은 반전 지연 유닛(411) 및 반전 논리곱 수단(415)을 구비한다.

상기 반전 지연 유닛(411)은 상기 인에이블 신호(XEN)를 소정의 지연 시간(td)으로 지연 및 반전하여 반전 지연 신호(XDC)로 출력한다.(도 5의 t11 및 t12 참조)

그리고, 상기 반전 논리곱 수단(415)은 상기 인에이블 신호(XEN)와 상기 반전 지연 신호(XDC)를 반전 논리곱하여 상기 응답 펄스 신호(XRPL)로 발생한다.

상기와 같은 펄스 발생 수단(410)에 의하면, 상기 응답 펄스 신호(XRPL)은 상기 인에이블 신호(XEN)의 "H"로의 활성화에 응답하여 "L" 펄스로 활성화된다. 이때, 상기 응답 펄스 신호(XRPL)의 활성화 폭은 상기 지연 시간(td)에 상응된다.

다시 도 1을 참조하면, 상기 응답 트랜지스터(420)는 전원 전압(VDD)과 상기 바이어스 수신 노드(NRB) 사이에 형성된다. 바람직하기로는, 상기 응답 트랜지스터(420)는 상기 응답 펄스 신호(XRPL)의 "L"로의 활성화에 응답하여 턴온되는 피모스형의 트랜지스터이다.

이에 따라, 상기 인에이블 응답부(400)에 의하면, 상기 바이어스 수신 노드(NRB)의 전압 레벨은 상기 인에이블 신호(XEN)의 "H"로의 활성화에 응답하여, 일정 시간 즉, 상기 지연 시간(td) 동안 상기 전원 전압(VDD)으로 상승된다.

즉, 도 5에 도시되는 바와 같이, 본 발명의 기준 전압 발생 회로에서 상기 바이어스 수신 노드(NRB)의 전압 레벨과 상기 바이어스 전류 노드(NIB)의 전압 레벨이 동일하게 되는데 소요되는 시간은, 상기 인에이블 응답부(400)가 구비되지 않는 경우에 비하여, 현저히 단축된다.

계속 도 1을 참조하면, 상기 소싱 트랜지스터(500)는 상기 바이어스 수신 노드(NRB)의 전류를 소싱한다. 바람직하기로는, 상기 소싱 트랜지스터(500)는 상기 바이어스 수신 노드(NRB)와 상기 접지 전압(VSS) 사이에 형성되며, 상기 바이어스 수신 노드(NRB)에 게이팅되는 앤모스형의 트랜지스터이다.

상기 수신 디스에이블 스위치(600)는 상기 인에이블 신호(XEN)의 "L"로의 비활성화에 따라, 상기 바이어스 수신 노드(NRB)를 상기 접지 전압(VSS)으로 제어한다.

상기와 같은 본 발명의 기준 전압 발생 회로에서는, 상기 인에이블 응답부(400)가 상기 인에이블 신호(XEN)의 "H"로의 활성화 시점에서 "L"로 상기 바이어스 수신 노드(NRB)의 전압 레벨을 상기 전원 전압(VDD)으로 상승시킨다. 이에 따라, 상기 바이어스 전류 노드(NIB)와 상기 바이어스 수신 노드(NRB)가 동일한 전압 레벨로 제어되는 데 소요되는 시간은 현저히 단축된다.

그 결과, 본 발명의 기준 전압 발생 회로에 의하면, 도 5에 도시되는 바와 같이, 상기 제1 기준 전압(VREF1) 및 상기 제2 기준 전압(VREF2)은, 상기 인에이블 응답부(400)가 구비되지 않는 경우에 비하여, 현저히 신속하게 설정된 목표 레벨로 제어된다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims

기준 전압 발생 회로에 있어서,
바어어스 전류 노드로 바이어스 구동 전류를 발생하는 바이어스 전류 발생부;
인에이블 신호의 활성화에 따라, 상기 바이어스 전류 노드와 바이어스 수신 노드를 전기적으로 연결하도록 구동되는 바이어스 연결 스위치;
상기 인에이블 신호의 활성화에 응답하여 인에이블되며, 상기 바이어스 수신 노드의 전압 레벨에 따른 전압 레벨을 가지는 제1 기준 전압 및 제2 기준 전압을 발생하는 기준 전압 발생부로서, 상기 제1 기준 전압은 상기 바이어스 수신 노드의 전압 레벨의 증감에 따라 동일 방향으로 증감되며, 상기 제2 기준 전압은 상기 바이어스 수신 노드의 전압 레벨의 증감에 따라 반대 방향으로 증감되는 상기 기준 전압 발생부; 및
상기 인에이블 신호의 활성화에 응답하여, 일정 시간 동안에 상기 바이어스 수신 노드의 전압 레벨을 전원 전압으로 상승시키도록 구동되는 인에이블 응답부를 구비하는 것을 특징으로 하는 기준 전압 발생 회로.
제1 항에 있어서, 상기 바이어스 전류 발생부는
바이어스 기준 전류를 발생하는 바어어스 기준 발생 수단; 및
상기 바이어스 기준 전류를 미러링하여 상기 바이어스 전류 노드에 상기 바이어스 구동 전류를 발생하도록 구동되는 바이어스 전류 발생 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 기준 전압 발생 회로.
제1 항에 있어서, 상기 기준 전압 발생부는
상기 바이어스 수신 노드의 전압 레벨에 따른 크기를 가지는 응답 전류를 발생하는 응답 발생 수단으로서, 상기 응답 전류의 크기는 상기 바이어스 수신 노드의 전압 레벨의 증감에 따라 동일 방향으로 증감되는 상기 응답 발생 수단;
상기 응답 전류의 크기에 따른 전압 레벨을 가지는 상기 제1 기준 전압을 발생하는 제1 기준 발생 수단으로서, 상기 제1 기준 전압의 전압 레벨은 상기 응답 전류의 크기의 증감에 따라 동일 방향으로 증감되는 상기 제1 기준 발생 수단; 및
상기 제1 기준 전압의 전압 레벨에 따른 전압 레벨을 가지는 상기 제2 기준 전압을 발생하는 제2 기준 발생 수단으로서, 상기 제2 기준 전압의 전압 레벨은 상기 제1 기준 전압의 전압 레벨의 증감에 따라 반대 방향으로 증감되는 제2 기준 발생 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 기준 전압 발생 회로.
제3 항에 있어서, 상기 기준 전압 발생부는
상기 인에이블 신호의 비활성화에 따라, 상기 제1 기준 전압을 접지 전압으로 제어하며, 상기 제2 기준 전압을 상기 전원 전압으로 제어하는 기준 전압 초기화 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기준 전압 발생 회로.
제1항에 있어서, 상기 인에이블 응답부는
상기 인에이블 신호의 활성화에 응답하여 펄스로 활성화되는 응답 펄스 신호를 발생하는 펄스 발생 수단; 및
전원 전압과 상기 바이어스 수신 노드 사이에 형성되는 응답 트랜지스터로서, 상기 응답 펄스 신호의 활성화에 응답하여 턴온되는 상기 응답 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 기준 전압 발생 회로.
제5항에 있어서, 상기 펄스 발생 수단은
상기 인에이블 신호를 반전 지연하여 반전 지연 신호로 출력하는 반전 지연 유닛; 및
상기 인에이블 신호와 상기 반전 지연 신호를 반전 논리곱하여 상기 응답 펄스 신호로 발생하는 반전 논리곱 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 기준 전압 발생 회로.
제5항에 있어서, 상기 응답 트랜지스터는
상기 전원 전압과 상기 바이어스 수신 노드 사이에 형성되며, 상기 응답 펄스 신호에 게이팅되는 피모스형의 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 기준 전압 발생 회로.
제1항에 있어서, 상기 기준 전압 발생 회로는
상기 바이어스 수신 노드의 전류를 소싱하는 소싱 트랜지스터로서, 상기 바이어스 수신 노드와 접지 전압 사이에 형성되며, 상기 바이어스 수신 노드에 게이팅되는 앤모스형의 트랜지스터인 상기 소싱 트랜지스터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기준 전압 발생 회로.
제1항에 있어서, 상기 기준 전압 발생 회로는
상기 인에이블 신호의 비활성화에 따라, 상기 바이어스 수신 노드를 접지 전압으로 제어하는 수신 디스에이블 스위치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기준 전압 발생 회로.