KR20010059032A

KR20010059032A - 내부 전압 발생장치

Info

Publication number: KR20010059032A
Application number: KR1019990066410A
Authority: KR
Inventors: 서정원
Original assignee: 박종섭; 주식회사 하이닉스반도체
Priority date: 1999-12-30
Filing date: 1999-12-30
Publication date: 2001-07-06

Abstract

본 발명의 내부전압 발생 장치는 내부 생성 전압(VPP, VBB)이 내부 전압의 변동에 영향을 받지 않도록 내부 생성 전압(VPP, VBB)의 레벨 검출기에 별도의 내부 전압 드라이버를 구비하여 안정된 동작을 할 수 있고, 불필요한 파워 소모를 방지할 수 있다.

Description

내부 전압 발생장치{Internal voltage generating device}

본 발명은 내부 전압 발생 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내부 생성 전압(VPP 또는 VBB)이 내부 전압의 변동에 영향을 받지 않도록 내부 생성 전압(VPP 또는 VBB)의 레벨 검출기에 별도의 내부 전압 드라이버를 구비하여 안정된 동작을 할 수 있고, 불필요한 파워 소모를 방지할 수 있는 내부 전압 발생장치에 관한 것이다.

도 1 은 종래 기술의 내부 전압 발생 장치를 구비한 반도체 메모리 장치의 개념도로써, 여기서는 내부 승압전압(VPP)을 생성하기 위한 회로 구성을 예를 들어 설명한다. 이에 도시된 바와 같이, 외부 공급 전압(VEXT)에 의해 내부 전압(VINT)을 발생시키는 내부 전압 발생부(1)와, 상기 내부 전압(VINT)을 구동 하기 위한 내부전압 드라이버(2)와, 상기 내부 전압 드라이버(2)에 의해 구동된 내부 전압(VINT)에 의해 구동되어 데이터를 저장하는 뱅크(또는, 메모리 셀 블록일 수도 있슴.)(3)와, 상기 내부 전압 드라이버(2)에 의해 구동된 내부전압(VINT)에 의해 구동되어 내부 승압 전압(VPP)의 레벨을 검출하는 내부 승압 전압 레벨 검출부(4)와, 상기 내부 승압 전압 레벨 검출부(4)의 출력신호(VPPEN)에 의해 외부 공급전압(VEXT)에 의해 구동되어 내부 승압전압(VPP)을 발생시키는 내부 승압전압 펌핑부(5)를 포함하여 구성된다.

상기 내부 전압 드라이버(2)는 상기 내부 전압 발생부(1)의 기준전압(VR)과 내부 전압(VINT)을 비교하는 비교부(2-1)와, 상기 비교부(2-1)의 출력신호에 의해 내부 전압(VINT)이 기준전압(VR)보다 낮아지면 외부 공급전압(VEXT)을 인가하여 내부 전압(VINT)의 레벨을 높이는 피모스 트랜지스터(PM)를 구비하여 구성된다.

여기서는 내부 승압 전압(VPP)을 생성하기 위한 반도체 메모리 장치의 개념도를 예를 들어 설명하였지만, 내부 웰 바이어스 전압(VBB)을 생성하기 위한 반도체 메모리 장치의 개념도도 상기와 동일한 구성요소를 구비하여 구성되고, 상기 내부 승압 전압 펌핑부(5)는 내부 웰 바이어스 전압(VBB)을 펌핑하기 위해 제어된다.

이와 같이 구성된 종래 기술의 내부전압 발생 장치를 구비한 반도체 메모리 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

상기 뱅크(3)에 사용되는 내부 전압(VINT)에 의해 상기 내부 승압전압 레벨 검출부(4)가 구동되어 내부 전압(VINT) 레벨에 일시적인 변동이 생기면 즉시 내부 승압전압(VPP) 레벨에 변동이 발생된다.

내부 전압 발생부(1)엣 생성된 기준 전압(VR)을 기준으로 내부 전압 드라이버(2)가 동작하여 내부 전압(VINT)이 생성되고, 그 내부 전압(VINT)은 뱅크 또는 주변 회로의 전원(power)으로 사용된다.

내부 전압(VINT)을 기준으로 내부 승압전압(VPP)의 레벨을 결정하는 내부 승압 전압 레벨 검출부(4)는 내부 승압 전압 펌핑부(5)의 동작을 제어하는 신호(VPPEN)을 생성한다.

일반적으로 뱅크(3)가 활성화 또는 프리차지 동작을 할 때, 내부 전압(VINT)에 변동이 발생하고, 내부 전압 드라이버(2)는 내부 전압(VINT) 레벨이 기준 전압(VR) 보다 낮아지면, 상기 피모스 트랜지스터(PM)를 구동하여 기준전압(VR) 레벨에 내부 전압(VINT) 레벨을 맞추게 된다.

도 2 는 외부 공급전압(VEXT)에 대한 내부 생성 전압들(VINT, VPP, VBB)의 관계를 보인 파형도로써, 내부 전압(VINT) 레벨에 따라 내부 생성 전압(VPP 또는 VBB)의 레벨이 결정된다.

도 3 은 내부 전압(VINT)의 일시적인 변동이 발생하였을 때, 내부 생성 전압(VPP 또는 VBB)의 변동을 보인 파형도로써, 내부 전압(VINT)의 레벨이 일시적으로 변동하면, 이를 기준으로 하는 내부 생성 전압(VPP 또는 VBB)도 동일하게 변동이 발생한다. 여기서 도 3 은 시스템에 사용된 메모리의 내부 생성 전압을 오실로스코프로 관찰하여 얻어낸 파형도이다.

이와 같이 종래 기술의 반도체 메모리 장치에서는 뱅크에서 사용되는 내부 전압(VINT)을 기준으로 내부 생성 전압(VPP 또는 VBB)이 만들어 졌다. 그러나 이와 같이 내부 전압(VINT)을 기준으로 생성된 전압은 내부 전압(VINT)에 의해 소자가 구동될 때, 전압 레벨이 변동이 생길 때마다 내부 생성 전압(VPP 또는 VBB)도 변동이 발생하여 반도체 메모리 장치의 안정된 동작을 보장할 수 없게 되는 문제점이 발생하였다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 내부 생성전압 검출부에 별도의 내부전압 드라이버를 구비하여 뱅크의 사용에 의해 발생하는 내부전압의 변동이 상기 내부 생성전압 검출부에 전달되지 않도록하여 내부 전압의 일시적인 변동에 영향을 받지 않고, 항상일정한 내부 생성 전압 레벨을 유지할 수 있는 전압 생성 회로를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 내부 전압 발생 장치는,

외부 공급 전압에 의해 복수개의 내부 전압의 레벨을 각각 설정하는 복수개의 기준 전압을 발생시키는 복수개의 내부 전압 발생부와,

상기 내부 전압 발생부의 기준전압 레벨에 내부 전압 레벨을 맞추기 위한 복수개의 내부전압 드라이버와,

상기 내부 전압 드라이버에 의해 구동된 임의의 내부전압에 의해 구동되어 데이터를 저장하는 뱅크와,

상기 다른 임의의 내부전압에 의해 구동되어 내부 생성 전압의 레벨을 검출하는 내부 생성 전압 레벨 검출부와,

상기 내부 생성 전압 레벨 검출부의 출력신호에 의해 외부 공급전압에 의해 구동되어 내부 생성 전압을 발생시키는 내부 생성 전압 펌핑부를 포함하여 구성되어,

상기 뱅크에 공급되는 내부전압과 상기 내부 생성전압 레벨 검출부에 공급되는 내부전압이 서로다른 내부 전압 드라이버에 의해 구동되는 것을 특징으로 한다.

상술한 목적 및 기타의 목적과 본 발명의 특징 및 이점은 첨부도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해 질 것이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 종래 기술의 내부 전압 발생 장치를 구비한 반도체 메모리 장치의 구성도.

도 2 는 도 1 의 반도체 메모리 장치에 있어서, 외부 공급 전압(VEXT)에 대한 내부 전압(VINT, VBB, VPP)들의 관계를 보인 파형도.

도 3 은 도 1 의 반도체 메모리 장치에 있어서, 내부 전압(VINT)의 일시적인 변동에 대한 내부 승압 전압(VPP) 및 내부 웰 바이어스 전압(VBB)의 변동을 보인 파형도.

도 4 는 본 발명에 따른 일실시예의 내부 전압 발생 장치를 구비한 반도체 메모리 장치의 구성도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 내부전압 발생부

21 : 제1 내부전압 드라이버

22 : 제2 내부전압 드라이버

23 : 제1 비교부

24 : 제2 비교부

30 : 뱅크(메모리 셀 블록)

40 : 내부 승압전압 레벨 검출부

50 : 내부 승압전압 펌핑부

PM1, PM2 : 피모스 트랜지스터

NM : 엔모스 트랜지스터

도 4 는 본 발명에 따른 내부 전압 발생 회로를 구비한 반도체 메모리의 일실시예를 보인 개념도로써, 여기서는 내부 승압전압(VPP)을 생성하기 위한 회로 구성을 예를 들어 설명한다. 이에 도시된 바와 같이, 외부 공급 전압(VEXT)에 의해 내부 전압(VINT)을 발생시키는 내부 전압 발생부(10)와, 상기 내부 전압 발생부(10)의 기준전압(VR) 레벨에 제1 내부 전압(VINT1) 레벨을 맞추기 위한 제1 내부전압 드라이버(21)와, 상기 제1 내부 전압 드라이버(21)에 의해 구동된 제1 내부 전압(VINT1)에 의해 구동되어 데이터를 저장하는 뱅크(메모리 셀 블록)(30)와, 상기 내부 전압 발생부(10)의 기준전압(VR) 레벨에 제2 내부 전압(VINT2) 레벨을 맞추기 위한 제2 내부전압 드라이버(22)와, 상기 제2 내부전압 드라이버(22)에 의해 구동된 제2 내부전압(VINT2)에 의해 구동되어 내부 승압 전압(VPP)의 레벨을 검출하는 내부 승압 전압 레벨 검출부(40)와, 상기 내부 승압 전압 레벨 검출부(40)의 출력신호(VPPEN)에 의해 외부 공급전압(VEXT)에 의해 구동되어 내부 승압전압(VPP)을 발생시키는 내부 승압전압 펌핑부(50)와, 상기 제2 내부 전압(VINT2)라인에 게이트가 접속되고, 소오스와 드레인이 공통 접속되어 접지라인(VSS)에 접속된 엔모스 트랜지스터(NM)로 구성된 캐패시터(60)를 포함하여구성된다.

상기 제1, 제2 내부전압 드라이버(21, 22)는 상기 내부 전압 발생부(10)의 기준전압(VR)과 각각 제1, 제2 내부전압(VINT1, VINT2)을 비교하여 그 비교결과를 출력하는 제1, 제2 비교부(23, 24)와, 상기 제1, 제2 비교부(23, 24)의 출력신호에 의해 각각 제어되어 외부 공급전압(VEXT)에 의해 제1, 제2 내부전압(VINT1, VINT2) 레벨을 조절하기 위해 소오스에 외부 공급전압(VEXT)이 인가되고, 드레인이 상기 제1, 제2 내부전압(VINT1, VINT2) 라인에 각각 접속되고, 게이트에 상기 제1, 제2 비교부(23, 24)의 출력이 각각 인가되는 제1, 제2 피모스 트랜지스터(PM1, PM2)를 포함하여 구성된다.

여기서는 내부 승압 전압(VPP)을 생성하기 위한 반도체 메모리 장치의 개념도를 예를 들어 설명하였지만, 내부 웰 바이어스 전압(VBB)을 생성하기 위한 반도체 메모리 장치의 개념도도 상기와 동일한 구성요소를 구비하여 구성되고, 상기 내부 승압 전압 펌핑부(50)는 내부 웰 바이어스 전압(VBB)을 펌핑하기 위해 제어된다.

상기 내부전압 발생부(10)에서 생성된 기준전압(VR)을 기준으로 제1 내부전압 드라이버(21)는 제1 내부전압(VINT1)을 생성한다. 상기 제1 내부전압 드라이버(21)에 의해 생성된 제1 내부전압(VINT1)은 뱅크(30) 또는 주변 회로의 전원(power)으로 사용된다.

마찬가지로 기준전압(VR)을 기준으로 제2 내부전압 드라이버(22)는 제2 내부전압(VINT2)을 생성한다. 상기 제2 내부전압 드라이버(22)에 의해 생성된 제2 내부전압(VINT2)은 내부 승압전압 레벨 검출부(40)의 전원으로 사용된다. 이와 같이 내부 승압전압 레벨 검출부(40)의 전원을 제1 내부전압(VINT1)과 분리함으로써, 일시적인 제1 내부전압(VINT1)의 변동에 상관없이 항상 기준전압(VR)을 기준으로 내부 승압전압(VPP)을 생성할 수 있다.

제2 내부전압(VINT2)과 접지전압(VSS) 사이에 엔모스 트랜지스터(NM)로 구성된 캐패시터(60)를 구비하여 더욱 안정된 제2 내부 전압(VINT2) 레벨을 유지할 수 있다.

일반적으로 내부 승압전압 레벨 검출부(40)에서 소모하는 전류는 매우 작으므로, 제2 내부 전압(VINT2)을 생성하는 제2 내부전압 드라이버(22)는 작은 구동능력을 가져도 상관 없다.

또한 필요에 따라 2개 이상의 내부전압 발생부를 구비하는 경우, 제1 기준전압(VR1)과 제2 기준전압(VR2)을 생성하여 제1 기준전압(VR)은 제1 내부전압 드라이버(21)에 입력되어 뱅크(30) 또는 주변회로를 구동하기 위해 사용되고, 제2 기준전압(VR2)은 제2 내부전압 드라이버(22)에 입력되어 내부 승압전압 레벨 검출부(40)를 구동하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 경우, 제1 내부전압(VINT1)과 제2 내부 전압(VINT2) 레벨은 다른 값을 가질 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 내부 생성 전압(VPP 또는 VBB)의 레벨 검출부에 별도의 내부전압 드라이버를 구비하여 뱅크에서 사용하는 내부전압의 잡음이 전달되지 않도록 하여 내부전압의 일시적인 변동에 영향을 받지 않고, 항상일정한 내부 생성 전압 레벨을 유지하도록하기 때문에, 시스템이 안정적으로 동작할 수 있고, 시스템의 불필요한 전력 소모를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims

외부 공급 전압에 의해 복수개의 내부 전압의 레벨을 각각 설정하는 복수개의 기준 전압을 발생시키는 복수개의 내부 전압 발생부와,

상기 내부 전압 발생부의 기준전압 레벨에 내부 전압 레벨을 맞추기 위한 복수개의 내부전압 드라이버와,

상기 내부 전압 드라이버에 의해 구동된 임의의 내부전압에 의해 구동되어 데이터를 저장하는 뱅크와,

상기 다른 임의의 내부전압에 의해 구동되어 내부 생성 전압의 레벨을 검출하는 내부 생성 전압 레벨 검출부와,

상기 내부 생성 전압 레벨 검출부의 출력신호에 의해 외부 공급전압에 의해 구동되어 내부 생성 전압을 발생시키는 내부 생성 전압 펌핑부를 포함하여 구성되어,

상기 뱅크에 공급되는 내부전압과 상기 내부 생성전압 레벨 검출부에 공급되는 내부전압이 서로다른 내부 전압 드라이버에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 내부 전압 발생 장치.
상기 제 1 항의 내부 전압 발생 장치에 있어서,

상기 내부전압 드라이버는,

상기 내부 전압 발생부의 기준전압과 내부전압을 비교하여 그 비교결과를 출력하는 비교수단과, 상기 비교수단의 출력신호에 의해 제어되어 외부 공급전압에 의해 내부전압 레벨을 조절하는 조절 수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 내부 전압 발생 장치.
상기 제 2 항의 내부 전압 발생 장치에 있어서,

상기 조절 수단은, 소오스에 외부 공급전압이 인가되고, 드레인이 상기 제1 내부전압 라인에 연결되고, 게이트에 상기 비교수단의 출력이 인가되어 제어되는 모스 트랜지스터로 구성된 것을 특징으로 하는 내부 전압 발생장치.
상기 제 1 항의 내부 전압 발생 장치에 있어서,

상기 제2 내부전압 라인과 접지전압 라인 사이에 연결된 캐패시터를 추가로 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 내부 전압 발생 장치.
상기 제 4 항의 내부 전압 발생 장치에 있어서,

상기 캐패시터는 상기 제2 내부 전압 라인에 게이트가 접속되고, 소오스와 드레인이 공통 접속되어 접지라인에 접속된 모스 트랜지스터로 구성된 것을 특징으로 하는 내부전압 발생 장치.
상기 제 1 항의 내부 전압 발생 장치에 있어서,

상기 내부 생성 전압은 내부 승압전압 또는 내부 웰 바이어스 전압인 것을특징으로 하는 내부전압 발생 장치.