KR20010061375A - Power-up circuit - Google Patents

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KR20010061375A KR1019990063869A KR19990063869A KR20010061375A KR 20010061375 A KR20010061375 A KR 20010061375A KR 1019990063869 A KR1019990063869 A KR 1019990063869A KR 19990063869 A KR19990063869 A KR 19990063869A KR 20010061375 A KR20010061375 A KR 20010061375A
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Abstract

PURPOSE: A power up circuit is provided to stabilize a power up initialized operation by controlling an enable timing variation of a power up signal. CONSTITUTION: A power up circuit includes a potential sensing part(15), an external driving part(25), and an enable timing control part(35). The potential sensing part(15) senses whether an external source voltage(Vext) is higher than a fixed potential or not. The output driving part(25) is driven and controlled by an output signal(det) of the potential sensing part(15), and controls an existing of an enable of a power up signal. The enable timing control part(35) transfers an output voltage controlled according to each model to the output driving part(25), and controls an enable timing of the power up signal. At this time, the output voltage controlled according to each model plays a role as an operation control signal of the output driving part(25).

Description

파워-업 회로{Power-up circuit}Power-up Circuit

본 발명은 반도체 메모리장치의 안정된 동작을 위해 사용하는 파워-업 회로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공정상의 각종 파라미터값 변화에 따라 구분되는 각 모델별 파워-업 신호의 인에이블 타이밍 변동량을 최소화시켜 시간상의 스큐차를 감소시키므로써, 파워-업 초기화동작의 안정화를 도모한 파워-업 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a power-up circuit used for stable operation of a semiconductor memory device, and more particularly, to minimize an enable timing variation of power-up signals for each model divided according to various parameter value changes in a process. The present invention relates to a power-up circuit which aims to stabilize a power-up initialization operation by reducing the skew difference in time.

일반적으로, 외부 전원전압(Vext)이 디램(DRAM)에 인가된 후, 기판 바이어스전압(substrate bias voltage: Vbb) 발생회로의 전하 펌프동작에 의해 기판 바이어스전압(Vbb)이 접지전압으로부터 소정의 네거티브(-)전압으로 되기까지는 어느 정도의 시간이 요구된다.In general, after the external power supply voltage Vext is applied to the DRAM, the substrate bias voltage Vbb is negative from the ground voltage by the charge pumping operation of the substrate bias voltage generation circuit Vbb. Some time is required to reach the negative voltage.

이는 기판용량(Cs)이 클 뿐 아니라 전원전압도 0V에서 5V로 증가하고 있는 구간이어서 상기 기판 바이어스전압 발생회로내의 링 오실레이터(ring oscillator)의 발진 주파수도 낮아서 자체 전류공급 능력이 작기 때문이다. 또한, 디램 셀영역 전체를 덮고 있는 셀 플레이트(cell plate)에 인가되어 있는 전압(Vcp)이 0V에서 Vcc/2로 상승하게 되므로 기판과의 결합 캐패시턴스에 의해 기판 바이어스전압(Vbb)도 포지티브(+)방향으로 함께 상승하여 기판 바이어스전압 발생회로에 부담을 주게 되며, 이로인해 큰 과도전류가 흐를 수 있기 때문이다.This is because not only the substrate capacitance Cs is large but also the power supply voltage is increasing from 0V to 5V, so the oscillation frequency of the ring oscillator in the substrate bias voltage generation circuit is low, so that the current supply capability of the substrate is small. In addition, since the voltage Vcp applied to the cell plate covering the entire DRAM cell region is increased from 0V to Vcc / 2, the substrate bias voltage Vbb is also positive due to the coupling capacitance with the substrate. It rises together in the) direction and puts a burden on the substrate bias voltage generating circuit, and a large transient current can flow.

한편, 외부로부터 인가되는 외부 전원전압(Vext) 또한 일정 전위수준의 동작전압수준까지 상승되는 데에는 어느 정도의 시간이 요구되기 때문에, 전압이 인가된 뒤 일정한 시간이 흐른 후, 상기 기판 바이어스전압(Vbb) 및 동작전압이 안정화된 뒤에야 디램의 동작을 신뢰할 수 있게 된다.On the other hand, since a certain amount of time is required for the external power supply voltage Vext applied from the outside to rise to an operating voltage level of a predetermined potential level, the substrate bias voltage Vbb after a predetermined time passes after the voltage is applied. ) And the operation of the DRAM is reliable only after the operating voltage is stabilized.

이러한 이유로, 상기 기판 바이어스전압(Vbb) 및 동작전압 등이 원하는 레벨을 확보했음을 감지하는 신호(이를, 통상적으로 파워-업(power-up)신호라 칭함)를 생성하여 라스바(/RAS), 카스바(/CAS)신호와 같은 중요한 제어신호를 제어하게 되는데, 이때 사용되는 회로가 '파워-업 회로'이다.For this reason, a signal for detecting that the substrate bias voltage (Vbb), the operating voltage, and the like has a desired level (generally called a power-up signal) is generated to generate a rasbar (/ RAS), It controls important control signals, such as the cas-ba (/ CAS) signal. The circuit used here is the power-up circuit.

도 1 은 종래에 사용된 파워-업 회로의 구성도를 도시한 것으로, 외부 전원전압(Vext)의 전위가 일정전위 이상이 됨을 감지하는 전위 감지부(10)와, 상기 전위 감지부(10)의 출력신호(det)에 따라 구동 제어되어 파워-업 신호(pwr_up)를 발생시키는 출력 구동부(20)를 구비하여 구성된다.FIG. 1 illustrates a configuration diagram of a power-up circuit used in the related art, and includes a potential sensing unit 10 for detecting that a potential of an external power supply voltage Vext is greater than or equal to a predetermined potential, and the potential sensing unit 10. And an output driver 20 which is driven and controlled according to the output signal det of the generator to generate the power-up signal pwr_up.

동 도면에 따른 실시예에서는 상기 전위 감지부(10)는 외부 전원전압(Vext) 인가단과 접지단 사이에 노드(N1)에 의해 상호 직렬접속되어 그 저항비에 따라 일정비율로 전압분배를 수행하는 두 저항(R1, R2)으로 구성되며, 상기 두 저항(R1, R2)에 의해 전압분배된 노드(N1)의 전위신호가 후단에 접속된 출력 구동부(20)내 엔모스 트랜지스터(MN2)의 게이트단으로 인가되어 그 턴-온여부에 따라 파워-업신호(pwr_up)의 초기화시간이 결정된다.In the embodiment according to the drawing, the potential sensing unit 10 is connected in series between the external power supply voltage Vext applying terminal and the ground terminal by a node N1 to perform voltage distribution at a constant ratio according to the resistance ratio thereof. A gate of the NMOS transistor MN2 in the output driver 20, which is composed of two resistors R1 and R2 and whose potential signal of the node N1 divided by the two resistors R1 and R2 is connected to the rear end. In this case, the initialization time of the power-up signal pwr_up is determined according to whether it is turned on.

또한, 상기 출력 구동부(20)는 외부 전원전압(Vext) 인가단과 노드(N2) 사이에 게이트가 접지되어 접속된 피모스 트랜지스터(MP1)와, 상기 노드(N2)와 접지단 사이에 접속되며 상기 전위 감지부(10)의 최종 출력신호(det)가 게이트단으로 인가되는 엔모스 트랜지스터(MN2)와, 상기 노드(N2)의 전위를 버퍼링하여 파워-업 신호(pwr_up)를 발생시키는 인버터(IV1)를 구비하여 구성된다.In addition, the output driver 20 is connected between the PMOS transistor MP1 having a gate connected to the ground between the external power supply voltage Vext and the node N2, and is connected between the node N2 and the ground terminal. The NMOS transistor MN2 to which the final output signal det of the potential sensing unit 10 is applied to the gate terminal and the inverter IV1 buffering the potential of the node N2 to generate a power-up signal pwr_up. ) Is configured.

도 2 는 도 1 에 도시된 파워-업 회로의 시뮬레이션 결과도를 도시한 것으로, 이하, 동 도면을 참조하며 종래에 사용된 파워-업 회로의 동작을 살펴보기로 한다.FIG. 2 is a diagram illustrating a simulation result of the power-up circuit shown in FIG. 1. Hereinafter, an operation of a power-up circuit used in the related art will be described with reference to the drawing.

우선, (a)에 도시된 파형과 같이 외부 전원전압(Vext)이 점차 전위상승하며디램내부로 인가되어지게 되면서, 상기 전위 감지부(10)내 두 저항(R1, R2)의 저항비에 따라 노드(N1)의 전위가 (b)에 도시된 바와 같이 일정비율로 동반상승하게 된다. 이와 동시에, 상기 출력 구동부(20)내 피모스 트랜지스터(MP1)도 게이트단이 접지단(Vss)에 의해 '로우레벨'로 잡혀있는 관계로 턴-온되어, 상기 노드(N2)의 전위를 외부 전원전압(Vext)과 더불어 상승시키게 되며, 이는 (c)의 파형으로 도시된다.First, as the waveform shown in (a), the external power supply voltage Vext gradually increases in potential and is applied into the DRAM, and according to the resistance ratio of the two resistors R1 and R2 in the potential sensing unit 10. The potential of the node N1 rises with a constant ratio as shown in (b). At the same time, the PMOS transistor MP1 in the output driver 20 is also turned on because the gate terminal is held at the 'low level' by the ground terminal Vss, so that the potential of the node N2 is externally supplied. It is raised with the power supply voltage Vext, which is shown by the waveform of (c).

한편, 상기 노드(N1)의 전위가 일정 전위수준 이상이 되면(여기서는, MN2 트랜지스터의 문턱전위 이상의 전위수준을 의미함), 출력 구동부(20)내 엔모스 트랜지스터(MN2)를 턴-온시키게 되면서 상기 노드(N2)의 전위를 (c)에 도시된 바와 같이 급강하시키게 된다.On the other hand, when the potential of the node N1 becomes equal to or higher than a predetermined potential level (in this case, the potential level equal to or higher than the threshold potential of the MN2 transistor), the NMOS transistor MN2 in the output driver 20 is turned on. The potential of the node N2 is dropped as shown in (c).

이에 따라, 초기에 '로우레벨'로 잡혀있던 파워-업 신호(pwr_up)의 전위가 급격히 상승하면서 결국 (a)에 도시된 외부 전원전압(Vext)의 전위를 따라 동반상승하게 되는 것이다. 이는 (d)의 파형으로 도시된다.Accordingly, the potential of the power-up signal pwr_up, which was initially set to 'low level', rapidly increases, and eventually increases along with the potential of the external power voltage Vext shown in (a). This is shown by the waveform of (d).

그런데, 통상적으로 메모리소자의 경우 그 공정변화에 따라 엔모스 트랜지스터나 피모스 트랜지스터의 파라미터 특성이 일정하지 않기 때문에, 상기 동작에 의해 파워-업 신호(pwr_up)를 발생시키는 종래기술에 따른 파워-업 회로에서는 출력 구동부(20)내 두 모스 트랜지스터(MP1, MN2)의 파라미터 특성변화에 따라 파워-업 신호의 인에이블 타이밍이 변화하게 되는 문제점이 있다.However, in the case of the memory device, since the parameter characteristics of the NMOS transistor or the PMOS transistor are not constant according to the change in the process thereof, the power-up according to the prior art that generates the power-up signal pwr_up by the above operation. In the circuit, there is a problem that the enable timing of the power-up signal changes according to the parameter characteristics of the two MOS transistors MP1 and MN2 in the output driver 20.

예를들어, 파라미터 특성변화에 따라 상기 출력 구동부(20)내 엔모스 트랜지스터(MN2)가 빠르게, 피모스 트랜지스터(MP1)가 느리게 동작하도록 설계되어진 경우(이하, 이러한 경우를 'FS모델'이라 칭함), 상기 피모스 트랜지스터(MP1)를 통한 외부 전원전압(Vext) 인가단으로부터의 전류 구동능력보다 상기 엔모스 트랜지스터(MN2)를 통한 접지단(Vss)으로의 전류 구동능력이 더 커지기 때문에, 상기 노드(N2)의 전위가 기본 모델에 비해 빨리 '로우레벨'로 떨어지게 되면서 파워-업 신호(pwr_up)를 그만큼 고속으로 인에이블시키게 된다.For example, when the NMOS transistor MN2 in the output driver 20 is designed to operate quickly and the PMOS transistor MP1 operates slowly according to a parameter characteristic change (hereinafter, this case is referred to as an FS model). ), Since the current driving capability to the ground terminal Vss through the NMOS transistor MN2 is greater than the current driving capability from the external power supply voltage Vext applying terminal through the PMOS transistor MP1, As the potential of the node N2 drops to the 'low level' faster than the basic model, the power-up signal pwr_up is enabled at such a high speed.

반면, 파라미터 특성변화에 따라 상기 출력 구동부(20)내 엔모스 트랜지스터(MN2)가 느리게, 피모스 트랜지스터(MP1)가 빠르게 구동되도록 설계되어진 경우(이하, 이러한 경우를 'SF모델'이라 칭함), 상기 피모스 트랜지스터(MP1)를 통한 외부 전원전압(Vext) 인가단으로부터의 전류 구동능력이 상기 엔모스 트랜지스터(MN2)를 통한 접지단(Vss)으로의 전류 구동능력보다 더 커지게 되어, 상기 노드(N2)의 전위가 기본 모델에 비해 느리게 '로우레벨'로 떨어지게 되면서 파워-업 신호(pwr_up)를 그만큼 느리게 인에이블시키게 된다.On the other hand, when the NMOS transistor MN2 in the output driver 20 is designed to be slow and the PMOS transistor MP1 is driven fast according to a parameter characteristic change (hereinafter, this case is referred to as an 'SF model'), The current driving capability from the external power supply voltage Vext applied terminal through the PMOS transistor MP1 is greater than the current driving capability through the NMOS transistor MN2 to the ground terminal Vss, and thus the node. As the potential of (N2) drops to 'low level' more slowly than the basic model, it enables the power-up signal (pwr_up) as slowly as possible.

도 3 은 도 1 에 도시된 파워-업 회로의 파라미터 의존도를 도시한 신호 파형도로, 기본 모델에 대한 파워-업 신호의 파라미터 의존도가 실선으로 도시한 (a) 파형과 같을 때, Fast모델인 경우(출력 구동부(20)내 두 모스 트랜지스터(MP1, MN2) 모두 빠른 구동능력을 갖도록 설계되어진 경우) 및 Slow모델인 경우(출력 구동부(20)내 두 모스 트랜지스터(MP1, MN2) 모두 느린 구동능력을 갖도록 설계되어진 경우)의 파라미터 의존도는 각각 상기 실선으로 도시된 (a)파형의 좌·우측에 도시된 좁은 폭의 점선으로 도시된 (b), (c)의 파형과 같이 한계 허용범위내의 스큐차를 보이며 인에이블되어 진다.FIG. 3 is a signal waveform diagram showing parameter dependence of the power-up circuit shown in FIG. 1. When the parameter dependence of the power-up signal with respect to the basic model is the same as the waveform (a) shown in solid line, (When both MOS transistors MP1 and MN2 in the output driver 20 are designed to have fast driving capability) and in the case of the slow model (both MOS transistors MP1 and MN2 in the output driver 20 have both slow driving capability. The parameter dependence of the case is designed to have a skew difference within the limit tolerance, such as the waveforms of (b) and (c) shown by the narrow dotted lines shown on the left and right sides of the waveform shown by the solid line, respectively. Is enabled with.

그런데, 상기한 FS모델 및 SF모델의 경우에는 동 도면의 (d)와 (e)에 도시된 넓은 점선파형과 같이 상기한 한계 허용범위를 벗어난 스큐차를 갖고 인에이블되어진다.By the way, in the case of the FS model and the SF model described above, such a wide dotted line waveform as shown in (d) and (e) of the figure is enabled with a skew difference outside the above-described limit tolerance range.

동 도면을 통해 알 수 있듯이, 종래의 파워-업 회로는 모델 파라미터의 미세한 변화에도 파워-업 신호(pwr_up)의 인에이블 타이밍이 크게 변동되어 상기 두 모델(FS모델과 SF모델)간의 파워-업 초기화시간의 스큐차가 커지게 되면서, 상기 FS모델과 같이 너무 빠르게 파워-업 신호가 인에이블되는 경우에는 초기화동작이 정상적으로 수행되지 않는 문제점이 발생하며, 상기 SF모델과 같이 너무 느리게 파워-업 신호가 인에이블되는 경우에는 저전원(low Vcc) 특성을 저하시키게 되는 문제점이 발생한다.As can be seen from the figure, in the conventional power-up circuit, the enable timing of the power-up signal pwr_up varies greatly even with a slight change in the model parameter, thereby power-up between the two models (FS model and SF model). As the skew difference of the initialization time increases, a problem occurs that the initialization operation is not normally performed when the power-up signal is enabled too quickly as in the FS model, and the power-up signal is too slow as in the SF model. When enabled, there is a problem that the low power (low Vcc) characteristics are lowered.

즉, 파라미터값의 미세한 변화에도 파워-업 신호의 인에이블 타이밍이 크게 변동됨에 따라 전반적으로 회로동작의 안정화를 저하시키게 되는 문제점이 있다.That is, there is a problem in that stabilization of circuit operation is generally reduced as the enable timing of the power-up signal varies greatly even with a slight change in the parameter value.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 공정상의 파라미터값 변화에 따른 파워-업 신호의 인에이블 타이밍 변동률을 최소화시키므로써, 각 모델간 파워-업 초기화시간의 스큐차를 감소시켜 회로동작의 안정화를 도모한 파워-업 회로를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to minimize the skew difference of power-up initialization time between models by minimizing the enable timing variation rate of the power-up signal according to the process parameter value change. The present invention provides a power-up circuit which is designed to reduce and stabilize circuit operation.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 파워-업 회로는 외부 전원전압의 전위가 일정전위 이상이 됨을 감지하는 전위 감지수단과,In order to achieve the above object, the power-up circuit according to the present invention includes a potential sensing means for detecting that the potential of the external power supply voltage is equal to or more than a predetermined potential;

상기 전위 감지수단의 출력신호에 의해 구동 제어되어 파워-업 신호의 인에이블 여부를 제어하는 출력 구동수단 및,Output driving means for driving control by an output signal of the potential sensing means to control whether a power-up signal is enabled;

공정 파라미터값 변화에 따라 구분되는 모델별로 전위조절하여 차별시킨 출력전압을 상기 출력 구동수단의 동작 제어신호로 전달하여 파워-업 신호의 인에이블 타이밍을 조절하는 인에이블 타이밍 조절수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.Enabling timing adjusting means for controlling the enable timing of the power-up signal by transmitting the output voltage differentiated by the potential control according to the change of the process parameter value to the operation control signal of the output driving means; It is done.

도 1 은 종래에 사용된 파워-업 회로의 구성도1 is a block diagram of a conventional power-up circuit;

도 2 는 도 1 에 도시된 파워-업 회로의 시뮬레이션 결과도FIG. 2 is a simulation result diagram of the power-up circuit shown in FIG.

도 3 은 도 1 에 도시된 파워-업 회로의 파라미터 의존도를 도시한 신호 파형도3 is a signal waveform diagram showing parameter dependence of the power-up circuit shown in FIG.

도 4 는 본 발명에 따른 파워-업 회로의 구성도4 is a schematic diagram of a power-up circuit according to the present invention;

도 5 는 도 4 에 도시된 파워-업 회로의 파라미터 의존도를 도시한 신호 파형도5 is a signal waveform diagram showing parameter dependence of the power-up circuit shown in FIG.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10, 15: 전위 감지부 20, 25: 출력 구동부10, 15: potential detector 20, 25: output driver

35: 인에이블 타이밍 조절부35: enable timing adjuster

상술한 목적 및 기타의 목적과 본 발명의 특징 및 이점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.The above and other objects and features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4 는 본 발명에 따른 파워-업 회로의 구성도를 도시한 것으로, 외부 전원전압(Vext)의 전위가 일정전위 이상이 됨을 감지하는 전위 감지부(15)와, 상기 전위 감지부(15)의 출력신호(det)에 의해 구동 제어되어 파워-업 신호(pwr_up)의 인에이블 여부를 제어하는 출력 구동부(25) 및, 공정 파라미터값 변화에 따라 구분되는 모델별(예를들어, Fast모델, FS모델, SF모델, Slow모델)로 전위조절하여 차별시킨 출력전압(Vr_p)을 상기 출력 구동부(25)의 동작 제어신호로 전달하여 파워-업 신호(pwr_up)의 인에이블 타이밍을 조절하는 인에이블 타이밍 조절부(35)를 구비하여 구성된다.4 is a configuration diagram of a power-up circuit according to the present invention, which includes a potential sensing unit 15 for detecting that a potential of an external power supply voltage Vext is greater than or equal to a predetermined potential, and the potential sensing unit 15. An output driver 25 for controlling driving of the power-up signal pwr_up by driving the output signal det, and for each model (eg, Fast model, divided according to a process parameter value change). Enable to adjust the enable timing of the power-up signal pwr_up by transferring the output voltage Vr_p differentiated by the potential control by the FS model, the SF model, and the slow model to the operation control signal of the output driver 25. The timing adjustment part 35 is comprised.

상기 전위 감지부(15)는 도 1에 도시된 파워-업 회로에서의 전위 감지부(10)의 구성과 마찬가지로, 외부 전원전압(Vext) 인가단과 접지단 사이에 노드(N1)에 의해 상호 직렬접속되어 그 저항비에 따라 일정비율로 전압분배를 수행하는 두 저항(R1, R2)으로 구성된다.Like the configuration of the potential sensing unit 10 in the power-up circuit shown in FIG. 1, the potential sensing unit 15 is connected in series by a node N1 between an external power supply voltage Vext applying terminal and a ground terminal. It consists of two resistors R1 and R2 which are connected and perform voltage distribution at a constant rate according to the resistance ratio.

상기 인에이블 타이밍 조절부(35)는 외부 전원전압 인가단과 각각의 노드(N2, N3) 사이에 전류미러 구조로 연결되며 각각의 게이트단이 상기 노드(N3)에 공통으로 접속된 2개의 피모스 트랜지스터(MP1, MP2)와, 상기 두 노드(N2, N3)와 접지단 사이에 전류미러 구조로 각각 연결되며 각각의 게이트단이 상기 노드(N2)에 공통으로 접속된 2개의 엔모스 트랜지스터(MN2, MN3)를 구비하여 구성된다.The enable timing controller 35 is connected to the external power voltage applying terminal and each node N2 and N3 in a current mirror structure, and two PMOSs having their respective gate terminals connected to the node N3 in common. Two NMOS transistors MN2 connected in a current mirror structure between transistors MP1 and MP2 and the two nodes N2 and N3 and the ground terminals, respectively, and each gate terminal thereof is commonly connected to the node N2. And MN3).

또한, 상기 출력 구동부(25)는 상기 인에이블 타이밍 조절부(35)의 최종 출력단이 되는 노드(N3)의 전위신호(Vr_p)가 게이트단으로 인가되며 외부 전원전압(Vext) 인가단이 소오스단에 접속된 피모스 트랜지스터(MP3)와, 상기 피모스 트랜지스터(MP3)의 드레인단(N4)과 접지단 사이에 상호 직렬접속되며 각각의 게이트단으로 상기 전위 감지부(15)의 출력신호(det)와 상기 인에이블 타이밍 조절부(35)내 노드(N2)의 전위신호가 인가되는 2개의 엔모스 트랜지스터(MN4, MN5) 및, 상기 피모스 트랜지스터(MP3)의 드레인단 전위를 버퍼링하여 파워-업 신호(pwr_up)로 출력하는 인버터(IV1)를 구비하여 구성된다.In addition, the output driver 25 is supplied with the potential signal Vr_p of the node N3, which is the final output terminal of the enable timing controller 35, as a gate terminal, and an external power supply voltage Vext is applied to a source terminal. Connected in series between the PMOS transistor MP3 connected to the PMOS transistor MP3 and the drain terminal N4 of the PMOS transistor MP3 and the ground terminal, and the output signal det of the potential sensing unit 15 is connected to each gate terminal. ) And the two NMOS transistors MN4 and MN5 to which the potential signal of the node N2 in the enable timing adjusting unit 35 is applied, and the drain terminal potential of the PMOS transistor MP3 is buffered to provide power. The inverter IV1 which outputs the up signal pwr_up is comprised.

이하, 상기 구성을 갖는 본 발명의 동작을 자세히 살펴보기로 한다.Hereinafter, the operation of the present invention having the above configuration will be described in detail.

우선, 외부 전원전압(Vext)의 전위상승에 따라, 상기 전위 감지부(15)는 두 저항(R1, R2)의 저항비에 의한 전압분배에 의해 전위 감지신호(det)의 전위가 일정비율로 상승하게 된다. 이와 동시에, 상기 출력 구동부(25)내 노드(N4)의 전위도 외부 전원전압(Vext)의 전위상승에 따라 동반상승하게 되지만, 후단에 연결된 인버터(IV1)내 피모스 트랜지스터의 게이트-소오스간 전위차(이하, 이를 'Vgs'라 칭함)가 그 문턱전위보다 작은 반면, 엔모스 트랜지스터의 Vgs는 점점 상승하게 되는 이유로, 최종 출력신호인 파워-업 신호(pwr_up)의 전위는 '로우레벨'로 유지되며 초기화된다.First, in accordance with the potential rise of the external power supply voltage Vext, the potential sensing unit 15 has a constant ratio of the potential detection signal det due to voltage distribution by the resistance ratio of the two resistors R1 and R2. Will rise. At the same time, the potential of the node N4 in the output driver 25 also increases with the potential of the external power supply voltage Vext, but the potential difference between the gate and the source of the PMOS transistor in the inverter IV1 connected to the rear stage is increased. (Hereinafter referred to as 'Vgs') is smaller than the threshold potential, while the Vgs of the NMOS transistor is gradually increased, the potential of the power-up signal (pwr_up), the final output signal, is kept at 'low level'. Will be initialized.

이 후, 상기 외부 전원전압(Vext)의 전위가 일정수준 이상으로 상승하게 되면, 상기 전위 감지부(15)의 출력신호(det) 전위가 상기 출력 구동부(25)내 엔모스 트랜지스터(MN4)를 턴-온시킬 정도로 높아져 노드(N4)의 전위를 급격히 하강시키게 되며, 이에따라 파워-업 신호(pwr_up)는 인에이블되어 상기 외부 전원전압(Vext)의 전위를 따라 동반상승하게 된다.After that, when the potential of the external power supply voltage Vext rises to a predetermined level or more, the potential of the output signal det of the potential sensing unit 15 causes the NMOS transistor MN4 in the output driver 25. It becomes high enough to turn on so that the potential of the node N4 is drastically lowered. Accordingly, the power-up signal pwr_up is enabled to accompany and increase along the potential of the external power voltage Vext.

상기 파워-업 신호(pwr_up)의 인에이블 타이밍이 모델별 파라미터 특성에 따라 크게 달라지게 되면서 야기되는 인에이블 시간상의 스큐차 증가문제를 상기 인에이블 타이밍 조절부(35)에 의한 시간보상으로 해결하는 것이 본 발명의 핵심원리이다.The time compensation by the enable timing controller 35 solves the problem of increasing the skew difference in the enable time caused by the enable timing of the power-up signal pwr_up being greatly changed according to the parameter characteristics of each model. It is the core principle of the present invention.

따라서, FS모델의 경우 파워-업 신호의 인에이블타이밍 스큐차의 한계 허용범위의 가장 빠른 시간보다도 빨라지게 되며, SF모델의 경우에는 상기 한계 허용범위의 가장 느린 시간보다도 느려지게 되면서 문제를 야기시키기 때문에, 상기 인에이블 타이밍 조절부(35)에 의한 파워-업 신호(pwr_up)의 인에이블 타이밍 조절동작을 스큐차가 한계 허용범위 이상으로 증가되는 FS모델 및 SF모델을 중심으로 자세히 살펴보기로 한다.Therefore, in the case of the FS model, it becomes faster than the earliest time of the limit tolerance of the enabling timing skew difference of the power-up signal, and in the case of the SF model, it becomes slower than the slowest time of the limit tolerance. Therefore, the enable timing adjustment operation of the power-up signal pwr_up by the enable timing controller 35 will be described in detail with reference to the FS model and the SF model in which the skew difference is increased beyond the allowable range.

우선, 반도체 공정상에서 엔모스 트랜지스터가 빠른 구동능력을 갖도록, 그리고 피모스 트랜지스터가 느린 구동능력을 갖도록 제작되어진 경우 즉, FS모델의경우, 도 4 에 도시된 인에이블 타이밍 조절부(35)내 두 엔모스 트랜지스터(MN2, MN3)가 두 피모스 트랜지스터(MP1, MP2)보다 강력하게 접지단으로 전류를 흘리게 되면서 출력신호(Vr_p)의 전위를 기본 모델에서보다 낮은 전위수준으로 조절하게 된다.First, in the semiconductor process, when the NMOS transistor is manufactured to have a fast driving capability and the PMOS transistor has a slow driving capability, that is, in the case of the FS model, two in the enable timing controller 35 shown in FIG. As the NMOS transistors MN2 and MN3 flow a current to the ground terminal more strongly than the two PMOS transistors MP1 and MP2, the potential of the output signal Vr_p is adjusted to a lower potential level than in the basic model.

상기한 바와 같이 낮은 전위로 조절된 출력신호(Vr_p)는 후단의 출력 구동부(25)내 피모스 트랜지스터(MP3)의 게이트단으로 전달되어 트랜지스터의 Vgs를 증가시키게 되면서 그만큼 긴 시간동안 상기 피모스 트랜지스터(MP3)를 턴-온시켜 외부 전원전압(Vext)의 공급을 증가시키게 된다. 이는 상기 전위 감지부(15) 출력신호(det)의 전위상승에 의해 출력 구동부(25)내 엔모스 트랜지스터(MN4)가 턴-온되더라도 상기 엔모스 트랜지스터(MN4)에 비해 상기 피모스 트랜지스터(MP3)의 전류공급능력이 크기 때문에, 노드(N4)의 전위를 느리게 '로우레벨'로 천이되도록 제어할 수 있게되어 결과적으로, 파워-업 신호(pwr_up)가 '하이레벨'로 인에이블되는 타이밍을 그만큼 느리게 조절할 수 있게되는 것이다.As described above, the output signal Vr_p adjusted to the low potential is transferred to the gate terminal of the PMOS transistor MP3 in the output driver 25 in the rear stage to increase the Vgs of the transistor, and the PMOS transistor for a long time. The MP3 is turned on to increase the supply of the external power supply voltage Vext. The PMOS transistor MP3 is compared with the NMOS transistor MN4 even when the NMOS transistor MN4 in the output driver 25 is turned on due to the potential rise of the output signal det of the potential detector 15. Because of the large current supply capability, it is possible to control the potential of the node N4 to transition slowly to a 'low level', resulting in a timing at which the power-up signal pwr_up is enabled to a 'high level'. The slower you can adjust.

한편, 반도체 설계공정상에서 엔모스 트랜지스터가 상대적으로 느린 구동능력을 갖도록, 그리고 피모스 트랜지스터가 빠른 구동능력을 갖도록 설계되어진 경우 즉, SF모델의 경우, 도 4 에 도시된 인에이블 타이밍 조절부(35)내 두 피모스 트랜지스터(MP1, MP2)가 두 엔모스 트랜지스터(MN2, MN3)보다 강력하게 전원 공급단으로부터 전류를 인가받게 되면서 출력신호(Vr_p)의 전위를 기본 모델에서보다 높은 전위수준으로 조절하게 된다.On the other hand, when the NMOS transistor is designed to have a relatively slow driving capability and the PMOS transistor has a fast driving capability in the semiconductor design process, that is, in the case of the SF model, the enable timing controller 35 shown in FIG. As the two PMOS transistors MP1 and MP2 in the circuit receive current from the power supply more powerfully than the two NMOS transistors MN2 and MN3, the potential of the output signal Vr_p is adjusted to a higher potential level than that of the basic model. Done.

상기한 바와 같이 높은 전위로 조절된 출력신호(Vr_p)는 후단의 출력구동부(25)내 피모스 트랜지스터(MP3)의 게이트단으로 전달되어 트랜지스터의 Vgs를 감소시키게 되면서 그만큼 상기 피모스 트랜지스터(MP3)의 도통전류를 감소시켜 외부 전원전압(Vext)의 공급을 감소시키게 된다. 이는 상기 전위 감지부(15) 출력신호(det)의 전위상승에 의해 출력 구동부(25)내 엔모스 트랜지스터(MN4)가 턴-온되었을 때, 상기 노드(N4)의 전위를 보다 고속으로 '로우레벨'로 천이시키는 조건을 제공하게 되면서 결과적으로, 파워-업 신호(pwr_up)가 '하이레벨'로 인에이블되는 타이밍을 그만큼 고속화시키게 된다.As described above, the output signal Vr_p adjusted to the high potential is transferred to the gate terminal of the PMOS transistor MP3 in the output driver 25 at the rear stage to reduce the Vgs of the transistor, thereby increasing the PMOS transistor MP3. By reducing the conduction current of, the supply of the external power supply voltage Vext is reduced. This is because when the NMOS transistor MN4 in the output driver 25 is turned on due to the potential rise of the output signal det of the potential detector 15, the potential of the node N4 is 'high' at a higher speed. This provides a condition for transitioning to 'level', and as a result, speeds up the timing at which the power-up signal pwr_up is enabled to 'high level'.

이와 같은 파워-업 신호(pwr_up)의 인에이블 타이밍 조절에 의해 각 모델별(Fast모델, FS모델, SF모델, Slow모델) 파워-업 시간상의 스큐차를 한계 허용범위내에서 변화하도록 조절하게 되는 것이다.By controlling the enable timing of the power-up signal (pwr_up), the skew difference in power-up time for each model (Fast model, FS model, SF model, Slow model) is adjusted to change within the limit tolerance. will be.

도 5 는 도 4 에 도시된 파워-업 회로의 파라미터 의존도를 도시한 신호 파형도로, 기본 모델에 대한 파워-업 신호의 파라미터 의존도가 실선으로 도시한 (a) 파형과 같을 때, FS모델 및 SF모델의 경우 (b)와 (c)의 파형으로 도시된 점선파형과 같이 상기한 한계 허용범위내의 스큐차를 갖고 파워-업 신호가 인에이블되는 것을 나타낸다. 동 도면에 도시된 신호 파형도를 도 3 의 신호 파형도와 비교해 보면 그 스큐차가 0.5V에서 0.3V로 크게 감소됨을 확인할 수 있다.FIG. 5 is a signal waveform diagram showing the parameter dependence of the power-up circuit shown in FIG. 4, when the parameter dependence of the power-up signal with respect to the base model is the same as the waveform (a) shown in solid lines. The model shows that the power-up signal is enabled with a skew difference within the above limit tolerance as shown by the dotted line waveforms shown by the waveforms of (b) and (c). Comparing the signal waveform diagram shown in FIG. 3 with the signal waveform diagram of FIG. 3, it can be seen that the skew difference is greatly reduced from 0.5V to 0.3V.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명에 따른 파워-업 회로에 의하면, 공정상의 파라미터값 변화에 따른 각 모델별 파워-업 신호의 인에이블 타이밍변화를 한계 허용범위내의 스큐차를 갖고 변화되도록 조절할 수 있게 되어, 보다 안정된 파워-업초기화동작의 수행이 가능해지는 매우 뛰어난 효과가 있다.As described above, according to the power-up circuit according to the present invention, the enable timing change of the power-up signal for each model according to the change of the parameter value in the process can be adjusted to have a skew difference within the limit tolerance. In addition, there is an excellent effect of enabling a more stable power-up initialization operation to be performed.

아울러 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.In addition, preferred embodiments of the present invention are disclosed for the purpose of illustration, those skilled in the art will be able to make various modifications, changes, additions, etc. within the spirit and scope of the present invention, such modifications and modifications belong to the scope of the claims You will have to look.

Claims (3)

외부 전원전압의 전위가 일정전위 이상이 됨을 감지하는 전위 감지수단과,Potential detection means for detecting that the potential of the external power supply voltage is greater than or equal to a predetermined potential; 상기 전위 감지수단의 출력신호에 의해 구동 제어되어 파워-업 신호의 인에이블 여부를 제어하는 출력 구동수단 및,Output driving means for driving control by an output signal of the potential sensing means to control whether a power-up signal is enabled; 공정 파라미터값 변화에 따라 구분되는 모델별로 전위조절하여 차별화시킨 출력전압을 상기 출력 구동수단의 동작 제어신호로 전달하여 파워-업 신호의 인에이블 타이밍을 조절하는 인에이블 타이밍 조절수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 파워-업 회로.Enabling timing adjustment means for controlling the enable timing of the power-up signal by transferring the output voltage differentiated by the potential control according to the change of the process parameter value to the operation control signal of the output driving means; Power-up circuit. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 인에이블 타이밍 조절수단은 외부 전원전압 인가단과 제1 및 제2 노드 사이에 전류미러 구조로 연결되며, 각각의 게이트단이 상기 제2 노드에 공통으로 접속된 제1 및 제2 피모스 트랜지스터와,The enable timing adjusting means may include a first and second PMOS transistors having a current mirror structure between an external power supply voltage applying end and first and second nodes, each gate end of which is commonly connected to the second node. , 상기 제1 및 제2 노드와 접지단 사이에 전류미러 구조로 각각 연결되며, 각각의 게이트단이 상기 제1 노드에 공통으로 접속된 제1 및 제2 엔모스 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 파워-업 회로.A first and second NMOS transistors each connected in a current mirror structure between the first and second nodes and a ground terminal, and each gate terminal is commonly connected to the first node. -Up circuit. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 출력 구동수단은 상기 제2 노드가 게이트단으로 접속되며, 외부 전원전압 인가단이 소오스단에 접속된 제3 피모스 트랜지스터와,The output driving means may include a third PMOS transistor having a second node connected to a gate terminal, and an external power supply voltage applying terminal connected to a source terminal; 상기 제3 피모스 트랜지스터의 드레인단과 접지단 사이에 상호 직렬접속되며, 각각의 게이트단으로 상기 전위 감지수단의 출력신호와 상기 제1 노드의 전위신호가 인가되는 제3 및 제4 엔모스 트랜지스터 및,Third and fourth NMOS transistors connected in series between a drain terminal and a ground terminal of the third PMOS transistor, and to which an output signal of the potential sensing means and a potential signal of the first node are applied to each gate terminal; , 상기 제3 피모스 트랜지스터의 드레인단 전위를 버퍼링하여 파워-업 신호를 출력하는 인버터를 구비하는 것을 특징으로 하는 파워-업 회로.And an inverter for buffering the drain terminal potential of the third PMOS transistor to output a power-up signal.
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