KR20020069279A - 온도 변화에 따른 영향을 최소화하는 기판 전압 레벨 감지기 - Google Patents

Abstract

온도 변화에 따른 영향을 최소화하는 기판 전압 레벨 감지기가 개시된다. 기판 전압 레벨 감지기는 기판 전압의 전압 레벨의 변화에 따라 전압 레벨이 변화하는 감지 신호를 발생하는 감지 신호단; 기판 전압에 의하여, 감지 신호단과 접지 전압 사이에 흐르는 전류를 제어하는 바이어스부; 및 감지 신호단과 전원 전압 단자 사이에 형성되며, 온도 변화에 대한 감지 신호의 전압 레벨의 변화를 둔감하도록 제어하는 다이오드부를 구비한다. 그러므로, 다이오드부의 모스 트랜지스터를 통하여 흐르는 전류량이, 온도 변화에 대한 감지 신호의 전압 레벨의 변화가 둔화되는 방향으로 제어된다. 따라서, 기판 전압 레벨 감지기의 감지 신호에서의 전압 레벨의 변화는, 온도 변화에 대하여 최소화될 수 있다.

Description

온도 변화에 따른 영향을 최소화하는 기판 전압 레벨 감지기{Substrate Voltage Detector for reducing the effect of the fluctuation in temperature}

본 발명은 기판 전압 발생 장치에 관한 것으로서, 특히 기판 전압 레벨 감지기에 관한 것이다.

일반적으로 기판 전압 발생 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 기판 전압 레벨 감지기(11), 오실레이터(13) 및 펌프 회로(15)를 구비한다. 기판 전압 레벨 감지기(11)는 기판 전압(VBB)을 감지하여, 상기 오실레이터(13)를 제어하는 감지 신호(VDET)를 발생한다. 상기 오실레이터(13)는 상기 기판 전압(VBB)이 원하는 전압 레벨이 될 때까지 일정한 주기로 오실레이팅(oscillating)하는 진동 신호(VOSC)를 발생한다. 상기 진동 신호(VOSC)에 의하여 펌핑(pumping) 작용을 수행하는 펌프 회로(15)는, 음의 전하를 반도체 기판에 제공함으로써, 기판 전압(VBB)을 하강시킨다.

상기 기판 전압 발생 장치의 구성 요소 중에서, 종래 기술에 따른 기판 전압 레벨 감지기가 도 2에 도시된다. 도 2를 참조하면, 종래 기술에 따른 기판 전압 레벨 감지기는 내부 전원(VINT)과 감지 신호(VDET) 사이에 존재하는 피모스 트랜지스터(21)와 접지 전압(VSS)과 감지 신호(VDET) 사이에 직렬로 배치되는 피모스 트랜지스터(23)와 앤모스 트랜지스터(25)로 구성된다. 그리고, 상기 감지 신호(VDET)의 전압 레벨은 상기 기판 전압(VBB)의 레벨에 의하여 결정된다. 즉, 상기 기판 전압(VBB)의 레벨이 하강하면, 상기 피모스 트랜지스터(23)의 구동 능력이 높아져서, 상기 감지 신호(VDET)의 전압 레벨은 하강한다. 반대로, 상기 기판 전압(VBB)의 레벨이 상승하면, 상기 피모스 트랜지스터(23)의 구동 능력이 낮아져서, 상기 감지 신호(VDET)의 전압 레벨은 상승한다.

그런데, 종래의 전압 레벨 감지기에서는, 동일한 전압 레벨의 기판전압(VBB)이 감지되더라도, 온도 변화에 따라 서로 상이한 전압 레벨의 감지 신호(VDET)를 출력할 수 있다. 즉, 온도가 내려가는 경우, 모스 트랜지스터들(21, 23, 25)의 문턱 전압(Vt: threshold voltage)이 증가하여, 감지 신호(VDET)의 전압 레벨이 상승된다. 결국, 감지 신호(VDET)에 의하여 제어되는 오실레이터는 기판 전압(VBB)을 설정된 값 이하로 낮추게 된다. 이와 같은, 종래의 기판 전압 발생 장치에서는, 온도의 하강과 함께 기판 전압도 하강하므로, 종래의 기판 전압 레벨 감지기를 내장하는 반도체 장치의 트랜지스터들의 문턱 전압은 더욱 증가하며, 궁극적으로 반도체 장치의 오동작을 유발할 수 있다.

마찬가지로, 온도가 상승하는 경우에는, 모스 트랜지스터들(21, 23, 25)의 문턱 전압(Vt)이 하강하므로, 감지 신호(VDET)의 전압 레벨이 하강된다. 그리고, 기판 전압(VBB)은 설정된 값 이상으로 높아지고, 반도체 장치의 트랜지스터들의 문턱 전압은 더욱 작아질 수 있다.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 온도 변화에 따른 감지 신호의 전압 레벨의 변화를 최소화하는 기판 전압 레벨 감지기를 제공하는 것이다.

본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여, 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.

도 1은 일반적인 기판 전압 발생 장치를 나타내는 블락도이다.

도 2는 종래 기술에 따른 기판 전압 레벨 감지기를 나타내는 도면이다.

도 3은 본 발명에 따른 기판 전압 레벨 감지기의 개념적으로 나타내는 도면이다.

도 4는 본 발명의 기판 전압 레벨 감지기의 일실시예를 나타내는 도면이다.

도 5는 본 발명의 기판 전압 레벨 감지기의 다른 일실시예를 나타내는 도면이다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일면은 외부에서 공급되는 접지 전압보다 낮은 전압 레벨의 기판 전압을 발생하는 기판 전압 발생 장치의 기판 전압 레벨 감지기에 관한 것이다. 본 발명의 일실시예에 따른 기판 전압 레벨 감지기는 상기 기판 전압의 전압 레벨의 변화에 따라 전압 레벨이 변화하는 감지 신호를 발생하는 감지 신호단; 상기 기판 전압에 의하여, 상기 감지 신호단과 상기 접지 전압 사이에 흐르는 전류를 제어하는 바이어스부; 및 상기 감지 신호단과 상기 전원 전압 단자 사이에 형성되며, 온도 변화에 대한 상기 감지 신호의 전압 레벨의 변화를 둔감하도록 제어하는 다이오드부를 구비한다.

본 발명과 본 발명의 동작 상의 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.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 대하여, 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 기판 전압 레벨 감지기의 개념적으로 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 기판 전압 레벨 감지기는 감지 신호단(N34), 바이어스부(31) 및 다이오드부(35)를 구비한다. 상기 바이어스부(31)는 앤모스 트랜지스터(31a)와 피모스 트랜지스터(31b)를 포함한다. 앤모스 트랜지스터(31a)는 접지 전압(VSS)에 연결되는 소스와 내부 전원 전압(VINT)이 인가되는 게이트를 포함한다. 피모스 트랜지스터(31b)는 상기 앤모스 트랜지스터(31a)의 드레인과 상기 감지 신호단(N34)에 연결되는 소스/드레인과 기판 전압(VBB)이 인가되는 게이트를 가진다.

상기 바이어스부(31)는, 상기 기판 전압(VBB)에 응답하여, 상기 접지 전압(VSS)과 상기 감지 신호단(N34) 사이에 흐르는 전류를 제어한다. 즉, 기판 전압(VBB)의 전압 레벨이 하강하면, 바이어스부(31)를 통하여 흐르는 전류가 증가하고, 상기 감지 신호(VDET)의 전압 레벨은 하강한다. 그리고, 기판 전압(VBB)의 전압 레벨이 상승하면, 바이어스부(31)를 통하여 흐르는 전류가 감소하고, 감지 신호(VDET)의 전압 레벨은 상승한다.

상기 다이오드부(35)는 온도 변화에 따른 상기 감지 신호(VDET)의 전압 레벨이 온도의 변화에 둔감하도록 제어한다. 즉, 상기 다이오드부(35)는 온도 변화에 따라 변화하는 모스 트랜지스터들(31a, 31b, 33)을 통하여 흐르는 전류량의 변화를 상쇄시키는 방향으로 제어하여, 상기 감지 신호(VDET)의 전압 레벨을 온도 변화에 최소화한다.

도 4는 본 발명의 기판 전압 레벨 감지기의 일실시예를 나타내는 도면으로서, 다이오드부가 앤모스 트랜지스터(35a)로 구현되는 예이다. 상기 앤모스 트랜지스터(35a)는 상기 전원 전압(VINT)에 공통으로 접합되는 드레인과 게이트를 가진다. 그리고, 상기 앤모스 트랜지스터(35a)의 소스는 상기 감지 신호단(N34) 쪽 즉, 피모스 트랜지스터(33)의 소스와 연결된다.

도 4에 도시된 실시예에서 다이오드부의 앤모스 트랜지스터(35a)로 문턱 전압(Vt)은, 온도가 상승되는 경우에, 작아진다. 따라서, 상기 감지 신호(VDET)의 전압 레벨의 하강은 둔화될 수 있다. 만찬가지로, 온도가 하강하는 경우에는 다이오드부의 앤모스 트랜지스터(35a)의 문턱 전압(Vt)은 증가하고, 상기 감지 신호(VDET)의 전압 레벨의 상승은 둔화될 수 있다.

도 5는 본 발명의 기판 전압 레벨 감지기의 다른 일실시예를 나타내는 도면이다. 도 5의 실시예는 도 4의 실시예와 거의 동일하며, 다만, 상기 다이오드부가 피모스 트랜지스터(35b)와 상기 피모스 트랜지스터(35b)를 제어하는 제어부(37)로 구현된다는 점에서 차이가 있을 뿐이다. 상기 피모스 트랜지스터(35b)는 상기 감지 신호단(N34)과 상기 전원 전압(VINT)에 각각 연결되는 소스/드레인을 가진다. 그리고, 상기 피모스 트랜지스터(35b)의 게이트에는 제어부(37)의 출력 신호(N38)가 인가된다. 상기 제어부(37)는 피모스 트랜지스터(37a)와 저항(37b)을 포함한다. 상기 피모스 트랜지스터(37a)는 상기 접지 전압(VSS)에 공통 접합되는 드레인과 게이트를 가진다. 상기 피모스 트랜지스터(37a)의 소스는 상기 제어부(37)의 출력 신호(N38)로서 상기 피모스 트랜지스터(35b)의 게이트를 제어한다. 상기 저항(37b)은 상기 내부 전원 전압(VINT)과 상기 제어부(37)의 출력 신호(N38) 사이에 형성된다.

도 5에 도시된 실시예에서는, 온도가 상승되는 경우에, 제어부(37)의 피모스 트랜지스터(37a)의 문턱 전압(Vt)이 작아진다. 그러므로, 상기 피모스 트랜지스터(35a)의 게이트에 인가되는 제어부(37)의 출력 신호(N38)의 전압 레벨이 하강한다. 따라서, 온도가 상승하는 경우에는, 상기 다이오드부의 피모스 트랜지스터(35b)의 문턱 전압도 하강하고, 게이트에 인가되는 전압도 하강한다. 그러므로, 상기 피모스 트랜지스터(35b)를 통하여 흐르는 전류는 증가하여, 상기 감지신호(VDET)의 전압 레벨의 하강은 둔화될 수 있다.

만찬가지로, 온도가 하강하는 경우에는, 상기 다이오드부의 피모스 트랜지스터(35b)의 문턱 전압도 상승하고, 게이트에 인가되는 전압도 상승한다. 그러므로, 상기 피모스 트랜지스터(35b)를 통하여 흐르는 전류는 감소하여, 상기 감지 신호(VDET)의 전압 레벨의 상승은 둔화될 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

상기와 같은 본 발명의 기판 전압 레벨 감지기에 의하면, 다이오드부의 모스 트랜지스터를 통하여 흐르는 전류량이, 온도 변화에 대한 감지 신호의 전압 레벨의 변화가 둔화되는 방향으로 제어된다. 따라서, 본 발명의 기판 전압 레벨 감지기의 감지 신호에서의 전압 레벨의 변화는, 온도 변화에 대하여 최소화될 수 있다.

Claims (3)

1. 외부에서 공급되는 접지 전압보다 낮은 전압 레벨의 기판 전압을 발생하는 기판 전압 발생 장치에 있어서,

   상기 기판 전압의 전압 레벨의 변화에 따라 전압 레벨이 변화하는 감지 신호를 발생하는 감지 신호단;

   상기 기판 전압에 의하여, 상기 감지 신호단과 상기 접지 전압 사이에 흐르는 전류를 제어하는 바이어스부; 및

   상기 감지 신호단과 상기 전원 전압 단자 사이에 형성되며, 온도 변화에 대한 상기 감지 신호의 전압 레벨의 변화를 둔감하도록 제어하는 다이오드부를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 전압 레벨 감지기.
2. 제1 항에 있어서, 상기 다이오드부는

   드레인과 게이트가 상기 전원 전압 단자 쪽에 공통 접합되는 앤모스 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 전압 레벨 감지기.
3. 제1 항에 있어서, 상기 다이오드부는

   상기 감지 신호단과 상기 전원 전압 단자 사이에 형성되는 제1 피모스 트랜지스터; 및

   드레인과 게이트가 상기 접지 전압 단자 쪽에 공통 접합되며, 소스가 상기 제1 피모스 트랜지스터의 게이트를 제어하는 제2 피모스 트랜지스터를 포함하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 전압 레벨 감지기.