KR19990055789A

KR19990055789A - 고전압 검출 장치

Info

Publication number: KR19990055789A
Application number: KR1019970075744A
Authority: KR
Inventors: 양성식
Original assignee: 김영환; 현대전자산업 주식회사
Priority date: 1997-12-27
Filing date: 1997-12-27
Publication date: 1999-07-15

Abstract

본 발명은 반도체 메모리인 디램의 전원 회로에 관한 것으로, 특히 고전압 발생장치에서 발생되는 고전압을 검출하기 위하여, 기준 전위에 의해 동작하는 버퍼를 이용하여 펌프를 제어시킴으로써, 고전압 검출 속도룰 향상시킬 수 있도록, 고전압 검출기에 있어서, 입력되는 고전압(VPP)을 버퍼의 동작 범위로 조정하는 입력전압 조정부(1)와 ; 상기 입력전압 조정부(1)로부터 조정되어 출력된 전압을 입력받아 기준 전위(Vref)와 비교 출력하는 버퍼 회로부(2) 및 ; 상기 버퍼 회로부(2)로부터 출력된 전압에 따라 고전압 펌프 구동용 제어 신호를 출력하는 전압 검출부(3)를 포함하여 구성한, 고전압 검출 장치에 관한 것이다.

Description

고전압 검출 장치

본 발명은 반도체 메모리인 디램의 전원 회로에 관한 것으로, 특히 고전압 발생장치에서 발생되는 고전압을 검출하기 위하여, 기준 전위에 의해 동작하는 버퍼를 이용하여 펌프를 제어시킴으로써, 고전압 검출 속도룰 향상시킬 수 있도록 한, 고전압 검출 장치에 관한 것이다.

디램에서 엔모스 트랜지스터의 문턱 전위(Vt)는 대략 0.7[V]로써, 전체적인 리드(read), 라이트(write), 리프레쉬(refresh) 동작을 고려할 때, 문턱 전위에 의한 전위 손실을 없애기 위해서는 동작 전원보다 높은 "동작전원 + 2 * Vt" 정도의 고전압(VPP)이 필요하게 된다. (예를 들어, 동작전원이 2.5V 일때 4.0V 정도).

일반적으로 고전압을 생성하기 위해서는, 검출기(detector), 발진기(oscillator), 펌프(pump)가 필요하고, 그 중 검출기는 고전압이 특정 값보다 낮아지는 것을 감지하여 펌프를 동작시킴으로써, 고전압을 일정하게 유지시키는 역할을 한다.

도 1 은 종래의 고전압 검출기로서 이에 도시된 바와 같이, 평상시 출력부 피모스열(20)로 흐르는 전류에 의해 출력단자(Out)의 출력 상태는 저전위인 "로우" 상태에 있게 된다.

일단 고전압(VPP)이 낮아짐에 따라, 감지부 피모스열(10)의 게이트-소오스 전압이 상기 감지부 피모스열(10)의 문턱 전압(Vt)보다 높게 되면, 감지부 피모스열(10)에서 전류가 흐르게 된다.

이것에 의해 엔모스 트랜지스터(MN10, MN20) 역시 턴-온 상태가 되고, 상기 엔모스 트랜지스터(MN20)에서 흐르는 전류가 출력부 피모스열(20)의 전류보다 커지게 되면, 출력단자(Out)의 출력 상태는 고전위인 "하이" 가 되어, 펌프 동작을 위한 제어 신호가 발생된다.

그러나 이와 같은 종래의 기술은, 출력부 피모스열(20)와 엔모스 트랜지스터(MN20)의 전류비 설정에 있어, 감지부 피모스열(10)과 출력부 피모스열(20)의 크기 조정을 위한 선택(30, 40)을 포함함으로써, 설계 구성상의 복잡함과 출력부 피모스열(20)에 항상 일정한 전류 소모를 감수해야 하는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제 문제점 들을 해소시키기 위하여 창안된 것으로, 고전압 발생장치에서 발생되는 고전압을 검출하기 위하여, 기준 전위에 의해 동작하는 버퍼를 이용하여 펌프를 제어시킴으로써, 고전압 검출 속도룰 향상시킬 수 있도록 한, 고전압 검출 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1 은 일반적인 고전압 검출 회로도,

도 2 는 본 발명에 따른 고전압 검출 장치의 회로 구성도,

도 3 은 도 2 에 대한 모의실험 결과 그래프도,

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 입력전압 조정부 2 : 버퍼 회로부

3 : 전압 검출부

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 고전압 검출기에 있어서, 입력되는 고전압(VPP)을 버퍼의 동작 범위로 조정하는 입력전압 조정부(1)와 ; 상기 입력전압 조정부(1)로부터 조정되어 출력된 전압을 입력받아 기준 전위(Vref)와 비교 출력하는 버퍼 회로부(2) 및 ; 상기 버퍼 회로부(2)로부터 출력된 전압에 따라 고전압 펌프 구동용 제어 신호를 출력하는 전압 검출부(3)를 포함하여 구비함을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 동작 원리를 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 버퍼 회로부의 구동 원리는, 버퍼 제어 신호가 저전위인 "로우" 상태에서는 동작하지 않다가 고전위인 "하이" 상태로 되면 동작하게 되는데, 입력이 기준 전위보다 낮으면 출력은 고전위인 "하이" 상태로 놓이게 되고, 반면에 입력이 기준 전위보다 높으면 출력은 저전위인 "로우" 상태로 놓이게 된다.

본 발명은 상기와 같이 기준 전위를 이용하는 버퍼(주의 ; 여기서 사용된 버퍼는 일반적인 버퍼와는 반대의 특성을 보임)를 그 원리로 한다.

먼저, 고전압(VPP)을 입력전압 조정부(1)의 피모스 트랜지스터(MP1)와 엔모스 트랜지스터(MN1)를 이용하여, 버퍼 회로부(2)의 입력 노드 "a"를 상기 버퍼 회로부(2)가 동작할 수 있는 범위로 설정해 놓으면, 상기 입력 노드 "a"의 전위가 기준 전위(Vref)보다 높거나 낮음에 따라 검출기 역활을 한다.

이 경우, 동작 전원 2.5 [V]에 고전압(VPP) 변화 범위를 3.5-5.0 [V] 라 하면, 상기 입력전압 조정부(1)의 피모스 트랜지스터(MP1)와 엔모스 트랜지스터(MN1)에 의해 고전압(VPP)은 전압 강하된 후, 버퍼 회로부(2)의 입력 노드 "a"에서 전위 변화가 대략 0.9-2.3 [V] 정도가 되고, 이에 따라 고전압이 4.05 [V] 가 되도록 기준 전위를 1.4 [V]에 설정하였다.

따라서, 상기 버퍼 회로부(2)의 입력 노드 "a"가 기준 전위(Vref)인 1.4 [V] 보다 높으면 고전압(VPP)이 4.05 [V] 이상이고, 일측 단자로 검출 제어신호(CNT)가 "하이"로 입력된 낸드 게이트(NA1)의 타측 단자로 입력되고, 입력 모두 "하이"인 경우에만 "로우"를 출력하는 연산 논리에 의해 상기 낸드 게이트(NA1)의 출력은 "하이"로 되고, 인버터(I3)를 통하여 "로우"로 반전된 신호를 출력함으로써, 전압 검출부(3)의 출력(Out)은 저전위인 "로우" 상태로 있게 된다.

반면에, 입력 노드 "a"의 전위가 기준 전위(Vref)인 1.4 [V] 보다 낮으면 고전압(VPP)이 4.05 [V] 이하이고, 일측 단자로 검출 제어신호(CNT)가 "하이"로 입력된 낸드 게이트(NA1)의 타측 단자로 입력되고, 입력 모두 "하이"인 경우에만 "로우"를 출력하는 연산 논리에 의해 상기 낸드 게이트(NA1)의 출력은 "로우"로 되고, 인버터(I3)를 통하여 "하이"로 반전된 신호를 출력함으로써, 전압 검출부(3)의 출력(Out)은 고전위인 "하이"가 된다.

따라서, 상기 전압 검출부(3)는 고전압 펌프 동작을 위한 신호를 발생하게 된다.

여기서, 상기 기준 전위(Vref)는 검출기가 동작하는 시점의 고전압(VPP) 재설정을 위해 조정될 수 도 있으며, 버퍼 제어 신호이기도 한 검출 제어신호(CNT)를 검출기 제어 신호로 사용함으로써, 검출 제어신호(CNT)가 저전위인 "로우" 상태에 있게 되면 검출기가 동작하지 않게 되므로, 기존의 검출기가 갖는 전류 손실을 막는 구조로 되어 있다.

도 3 의 (가) 및 (나)는 종래의 고전압 검출기와 본 발명에 따른 고전압 검출 장치를 모의실험(simulation)한 결과를 그래프로 도시한 것이다.

상기 모의실험 결과를 도표로 나타내면 하기 표 1 과 같다.

동작전원 [V]	종래 검출기의 고전압 감지 레벨 [V]	동작전원 [V]	본 발명 검출기의 고전압 감지 레벨 [V]
1.0	1.75	1.0	1.75
2.0	3.25	2.0	3.45
2.5	3.95	2.5	3.95
3.0	4.65	3.0	4.45
3.5	5.35	3.5	4.95
4.0	6.05	4.0	5.45
4.5	6.75	4.5	6.05
5.0	7.45	5.0	6.55
6.0	8.85	6.0	7.55

상기 표 1 에 나타난 바와 같이, 고전위 상태(5[V]이상)에서는 종래 검출기에 비해 본 발명에 따른 검출기의 감지 레벨이 훨씬 양호함을 알 수 있다.

여기서, 상기 모의실험 온도는 90[℃]이므로, 고전압 감지 레벨에 변화가 있을 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은, 고전압 발생장치에서 발생되는 고전압을 검출하기 위하여, 기준 전위에 의해 동작하는 버퍼를 이용하여 펌프를 제어시킴으로써, 고전압 검출 속도룰 향상시킬 수 있다.

또한, 회로 구성의 단순화로 회로 설계시 설계 면적을 축소시킬 수 있으며, 검출기가 동작하지 않을 때 소모되는 전류를 방지함으로써 불필요한 전력소모를 방지할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위안에서 다양한 수정, 변경, 부가등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허 청구의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims

고전압 검출기에 있어서,

입력되는 고전압을 버퍼의 동작 범위로 조정하는 입력전압 조정부와 ;

상기 입력전압 조정부로부터 조정되어 출력된 전압을 입력받아 기준 전위와 비교 출력하는 버퍼 회로부 ; 및

상기 버퍼 회로부로부터 출력된 전압에 따라 고전압 펌프 구동용 제어 신호를 출력하는 전압 검출부를 포함하여 구비함을 특징으로 하는 고전압 검출 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 버퍼 회로부는,

기준 전위를 사용하여 입력 전압을 비교하도록 구비함을 특징으로 하는 고전압 검출 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 버퍼 회로부의 기준 전위는,

전압 레벨의 조절이 가능하도록 구비함을 특징으로 하는 고전압 검출 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 전압 검출부는,

버퍼 회로부로 입력되는 버퍼 제어 신호를 검출기 제어 신호로 대치하여 사용하도록 구비함을 특징으로 하는 고전압 검출 장치.