KR20020071703A

KR20020071703A - 비휘발성 메모리용 기준 전압 발생기 회로

Info

Publication number: KR20020071703A
Application number: KR1020010074569A
Authority: KR
Inventors: 톤다야스히로; 타무라고우
Original assignee: 닛뽄덴끼 가부시끼가이샤
Priority date: 2000-11-29
Filing date: 2001-11-28
Publication date: 2002-09-13
Also published as: KR100462238B1; TW535165B; US6529411B2; US20020086474A1; JP3633864B2; EP1211691A2; EP1211691A3; JP2002170391A

Abstract

기준 전압 발생기 회로는 밴드 갭 회로와 레벨 보정 레귤레이터 회로를 포함한다. 밴드 갭 회로는 저항기의 저항값을 설정함으로써 기록/소거 모드 및 검증/판독 모드 각각에 따른 온도 의존성을 갖는 출력 전압(REF1, REF2)을 생성하고, 상기 출력 전압의 하나는 전송 게이트에 의해 선택되어 REF로서 간주된다. 레벨 보정 레귤레이터 회로는, 출력 REF에 기초하여, 각 모드에 대해 필요한 레벨의 출력 전압(OUT)(기준 전압)을 생성한다. 상기와 같은 구성을 통해, 레벨 보정 레귤레이터 회로와 하나의 밴드 갭 회로는 레이아웃 면적을 줄이면서 각 모드에 따른 온도 특성을 실현할 수 있는 비휘발성 메모리용 기준 전압 발생기 회로를 구성할 수 있다.

Description

비휘발성 메모리용 기준 전압 발생기 회로{REFERENCE VOLTAGE GENERATOR CIRCUIT FOR NONVOLATILE MEMORY}

발명의 분야

본 발명은 비휘발성 메모리용 기준 전압 발생기 회로에 관한 것으로, 특히기록, 소거, 및 검증에 대한 각각의 전압을 발생할 때, 단일 밴드 갭 회로에 의해 각 동작 모드(기록/소거, 검증/판독)에 따른 온도 특성을 제공할 수 있는 비휘발성 메모리용 기준 전압 발생기 회로에 관한 것이다.

발명의 배경

비휘발성 반도체 메모리에 있어서, 소거 또는 기록 이후에, 기록 검증 또는 소거 검증이 수행되어 정보가 정확하게 소거 또는 기록되었는지를 검사하고, 그 이후 판독 동작이 수행된다. 이 때문에, 소거 검증(또는 기록 검증) 및 판독시 메모리 셀의 게이트 전압으로서 사용되는 판독 전압과 소거 검증 전압(또는 기록 검증 전압)은 비휘발성 반도체 메모리 내의 기준 전압 발생기 회로에 의해 발생된다. 소거 검증 전압, 기록 검증 전압, 및 판독 전압사이에서 스위칭을 수행함으로써 각각의 워드 라인으로 전압이 선택적으로 전송된다.

도 1은 종래의 비휘발성 메모리용 기준 전압 발생기 회로의 구체예를 도시한다.

기준 전압 발생기 회로(500)는 출력 전압(REF)을 발생하기 위한 밴드 갭(band gap; BAR) 회로(510)와 밴드 갭 회로(510)에 접속된 기록 레귤레이터 회로(520)를 포함한다. 밴드 갭 히로(510)로붜 출력된 전압(REF)은 기록 레귤레이터 회로(520)로 입력되고, 기록 레귤레이터 회로(520)는 이 REF에 기초하여 출력 전압(OUT)을 발생한다. 밴드 갭 회로(510)는 P형 트랜지스터(1, 4, 6), N형 트랜지스터(2, 5), 저항기(3, 7) 및 다이오드(8)를 포함한다.

P형 트랜지스터(1, 4, 6)의 각 소스는 전원 라인에 접속된다. P형 트랜지스터(1)의 게이트와 드레인은 공통 접속되고, 이 부분은 N형 트랜지스터(2)의 드레인에 접속된다. P형 트랜지스터(4)의 게이트는 P형 트랜지스터(1)의 드레인에 접속되고, P형 트랜지스터(4)의 드레인은 N형 트랜지스터(5)의 드레인에 접속된다. P형 트랜지스터(6)는 그 게이트에서 P형 트랜지스터(1)의 드레인에 접속된다. 저항기(3)의 저항값에 역비례하는 정전류는 P형 트랜지스터(6)의 드레인으로부터 출력된다. P형 트랜지스터(1, 4, 6)는 이들 트랜지스터의 게이트가 서로 평행하게 접속된 상태로 N형 트랜지스터(2)의 드레인에 접속된다. N형 트랜지스터(2)의 소스는 저항기(3)를 통해 접지되고, N형 트랜지스터(2)의 게이트는 N형 트랜지스터(5)의 게이트에 접속된다. N형 트랜지스터(5)의 소스는 접지디ㅗ고, N형 트랜지스터(5)의 드레인과 게이트 각각은 P형 트랜지스터(6)의 소스에 접속된다. 직렬 접속된 저항기(7)와 다이오드(8)로 구성된 회로는 P형 트랜지스터(6)의 드레인과 접지 사이에 삽입된다. 출력 전압(REF)은 저항기(7)의 고전위측으로부터 밴드 갭 회로(510)의 출력으로서 출력된다.

밴드 갭 회로(510)에 있어서, 저항기(7)와 다이오드(8)로 구성된 직렬 히ㅗ로에 공급되는 정전류는 저항기(3)의 저항값에 역비례한다. 이 때문에, 저항기(3)의 저항값에 대응하는 전압 강하, 즉, 저항기(3)의 저항값(R3)에 대한 저항기(7)의 저항값(R7)의 비율에 의해 설정된 전압 강하(VR)가 저항기(7)에서 발생한다. 전압 강하(VR)와 다이오드(8)의 순전압(forward voltage; VF)의 합(=VR+VF)은 출력 전압(REF)으로서 출력된다.

출력 전압(REF)의 온도 의존성(δ(REF)/δT)은 하기의 수학식 1로 표현된다:

δ(REF3)/δT=(k/q)×ln[{(W4/L4)×(W2/L2)}/{(W1/L1)×(W5/L5)}]×{(W6/L6)/(W1/L1)}×(R7/R3)+(δ(VF)/δT)

여기서, k는 볼쯔만 상수로서 1.38×e^-23[J/K]이고

q는 단일 전자의 전하량(기본 전하량)으로서 1.6×e^-19[C]이고

T는 절대 온도이고;

W1, W2, W4, W5, 및 W6은 각각 트랜지스터(1, 2, 4, 5, 및 6)의 채널 폭이고;

L1, L2, L4, L5, 및 L6은 각각 트랜지스터(1, 2, 4, 5 및 6)의 채널 길이이고;

k/q는 상수이고;

R3는 저항기(3)의 저항값이고;

R7은 저항기(7)의 저항값이며;

VF는 다이오드(8)의 순전압이다.

수학식 1은 다이오드(8)의 순전압(VF)의 온도 의존성(δ(VF)/δT)이 일반적으로 음의 값을 가지며, 출력 전압(REF)의 온도 의존성(δ(REF)/δT)이 저항기(3)의 저항값(R3)에 대한 저항기(7)의 저항값(R7)의 비율, 즉 R7/R3에 의해 설정될 수 있음을 나타낸다. 즉, REF 레벨에 온도 의존성을 부여하기 위해 필요한 것은 저항비(R7/R3)를 설정하기만 하면 된다.

기록 레귤레이터 회로(520)는 차동 증폭기(9), P형 트랜지스터(10), 및 저항기(11)를 포함한다. 밴드 갭 회로(510)의 출력 전압(REF)은 차동 증폭기(9)의 (-)입력 단자로 입력되고, 저항기(11)의 분할 단자(저항기(R10)와 저항기(R1)에 의해 분할됨)의 전압(Sref)은 (+)입력 단자로 입력된다. P형 트랜지스터(10)의 게이트는 차동 증폭기(9)의 출력 단자에 접속되고, 저항기(11)는 드레인과 접지 사이에서 접속된다. P형 트랜지스터(10)의 소스는 전원 라인에 접속된다. 차동 증폭기(9)는 (-)입력 단자에 입력되는 REF값을 (+)입력 단자에 입력되는 Sref 값과 비교한다.

기록 모드에 있어서, 기록 레귤레이터(520)의 OUT 레벨은 저항기(11)의 저항값(R10, R11)에 의한 분할비에 기초하여 하기의 수학식 2에 의해 결정된다:

OUT = {(R10+R11)/R10}×REF

상기 상술된 바와 같이, 밴드 갭 회로(510)로부터 출력되는 RFE 레벨은 온도 의존성을 갖지 않도록 설정되기 때문에, 기록 레귤레이터(520)의 OUT 레벨도 온도 의존성을 갖지 않도록 설정된다.

검증 모드에서, 기록(소거 이후의 기록을 포함) 이후에, 기록 검증이 수행되어 정보가 정확하게 기록되었는지를 판정한다. 비휘발성 메모리의 메모리 셀은 MOS(Metal Oxide Semiconductor transistor)의 한 종류이며 따라서 임계값이 저온에서 높고 온도가 상승함에 따라 감소하는 점을 특징으로 한다. 따라서, 기록 이후의 검증에 있어서, 검증 레벨이 저온에서 높고 온도가 상승함에 따라 감소하도록 설정하는 것은 이러한 설정이 메모리 셀의 임계값의 온도 특성에 맞기 때문에 유리한 검증을 실현할 수 있게 된다. 이 때문에, 검증 레벨이 온도 상승에 따라 감소하는 회로가 바람직하다.

이러한 온도 특성을 갖는 검증 레벨은 하기에 상술될 도 2b에 도시된 구성을 갖는 기준 전압 발생기 회로를 채택함으로써 마련될 수 있는데, 도 2b에 도시된 구성에서 기준 전압은 온도 의존성을 갖는 밴드 갭 회로에서 발생되어 검증 레귤레이터 회로에 필요한 레벨을 제공하게 된다.

도 2a는 밴드 갭 회로와 기록 레귤레이터 회로를 구비하는 종래의 기록용의 기준 전압 발생기 회로의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이고, 도 2b는 밴드 갭 회로와 기록 레귤레이터 회로를 구비하는 종래의 검증용의 기준 전압 발생기 회로의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.

구체적으로는, 도 2a는 기록용의 기준 전압 발생기 회로(601)를 도시한다. 기록용의 기준 전압 발생기 회로(601)는 온도 의존적인 밴드 갭(BGR) 회로(611)와 이 밴드 갭 회로(611)에 접속된 기록용의 레귤레이터 회로(612)를 포함한다. 기록 기준 전압은 레귤레이터 회로(612)로부터 출력된다. 밴드 갭 회로(611)가 온도 의존성을 갖지 않기 때문에, 기록 기준 전압은 온도 의존성을 갖지 않는다.

도 2b는 검증 기준 전압 발생기 회로(602)를 도시한다. 검증 기준 전압 발생기 회로(602)는 온도 의존적인 밴드 갭(BGR) 회로(621)와 이 밴드 갭 회로(621)에 접속된 검증 레귤레이터 회로(622)를 포함한다. 검증 기준 전압은 레귤레이터 회로(622)로부터 출력된다. 밴드 갭 회로(621)는 출력 레벨이 온도 의존성을 가지도록, 즉, 출력 레벨이 온도가 상승함에 따라 감소하도록 설정된다. 따라서, 검증레귤레이터 회로(622)의 입력(밴드 갭 회로의 출력)은 온도 변화에 따라 변하게 되어, 검증 레귤레이터 회로(622)의 출력 레벨에서의 변화를 야기시킨다.

도 3은 도 2a에 도시된 기록 레귤레이터 회로(612)의 출력 레벨과 온도 사이의 관계를 도시한다.

상기 상술된 바와 같이, 밴드 갭 회로(611)가 온도 의존성을 갖지 않기 때문에, 출력 레벨은 온도 변화에 무관하게 일정하다(도 3). 밴드 갭 회로(611)가 온도 의존성을 갖지 않기 때문에, 기록 레귤레이터 회로(612)의 출력 레벨도 온도 변화에 무관하게 일정하다. 따라서, 비휘발성 메모리(메모리 셀)가 놓인 온도 환경에 무관하게 일정한 전압 레벨이 드레인과 게이트에 인가될 수 있다. 이에 의해, 온도와 무관하게 기록이 수행될 수 있다.

도 4는 도 2b에 도시된 검증 레귤레이터 회로(622)의 출력 레벨과 온도 사이의 관계를 도시한다.

도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 출력 레벨이 온도 의존성을 갖도록 밴드 갭 회로(621)가 설정되기 때문에, 검증 레귤레이터 회로(6622)의 출력 레벨은 온도에 따라 변하게 된다. 즉, 온도가 상승함에 따라 출력 레벨이 감소한다. 따라서, 메모리 셀의 임계값의 온도 특성에 따른 검증 레벨이 얻어질 수 있다는 이점으로 인해, 기록 이후의 검증에 유익한 상태가 제공될 수 있다.

도 2a 및 도 2b에 있어서, 기록 밴드 갭 회로(611)의 회로 구성은 검증 밴드 갭 회로(621)의 회로 구성과 동일하고, 기록 레귤레이터 회로(612)의 회로 구성은 검증 레귤레이터 회로(622)의 회로 구성과 동일하다. 이 경우, 검증 레귤레이터 회로(622)의 출력 레벨에서의 변화가 메모리 셀의 임계값의 온도 특성에 따른 레벨의 변화와 동일하게 되도록 하기 위해서는, 다음과 같은 조치가 취해진다.

검증 밴드 갭 회로(621)의 REF의 온도 의존성(δ(RER)/δT)은 저항기(7, 3) 각각의 저항값(R7, R3)과, 채널비(폭/길이=W/L), 및 다이오드(8)의 순전압(VF)에 의해 결정되며 하기의 수학식 3으로 표현된다:

δ(REF)/δT=(k/q)×ln[{(W4/L4)×(W2/L2)}/{(W1/L1)×(W5/L5)}]×{(W6/L6)×(W1/L1)}×(R7/R3)+δ(VF)/δT

상기 수학식 3은 다이오드(8)의 순전압(VF)의 온도 의존성(δ(VF)/δT)이 일반적으로 음의 값을 가지며, REF의 온도 의존성(δ(REF)/δT)이 도 1에 도시된 저항기(3)의 저항값(R3)에 대한 저항기(7)의 저항값(R7)의 비율, 즉, R7/R3에 의해 설정될 수 있음을 나타낸다. 즉, 저온에서 레벨이 높고 고온에서 낮은 온도 의존성이 저항기(7 및 3)의 저항값의 설정을 통해 REF 레벨에 주어질 수 있다.

도 1에 있어서, 기록 모드에서의 기록 레귤레이터(520)의 출력(OUT) 레벨은 저항기(11)의 저항값(R10, R11)의 분할비에 기초하여 수학식 4에 의해 결정된다:

OUT={(R10+R11)/R10}×REF

따라서, 검증에 필요한 레벨은 저항기(11)의 저항값(R10)과 저항값(R11)에 의해 얻어질 수 있다. 또한, 저온에서 레벨이 높고 고온에서 낮도록 REF 레벨의 온도 의존성이 설정되었기 때문에, 검증 레귤레이터의 출력(OUT) 레벨의 온도 의존성도 저온에서 레벨이 높고 고온에서 낮아진다.

따라서, 기록 및 검증에 있어서, 온도 의존성에서 서로 상이한 기록 레벨과 검증 레벨을 제공하기 위해서는, 두 밴드 갭 회로, 즉, 기록 밴드 갭 회로와 검증 밴드 갭 회로가 제공되어야만 한다.

일본 특허 공개 1999-154397호는 수학식 3을 만족하는 종래 기술을 개시한다. 이 기술에 따르면, 온도 의존성은 메모리 셀의 임계 전압의 온도 의존성과 동일하게 되고, 출력 레벨은 고온에서 높고 저온에서 낮게 되도록 설정되어, 저온에서 메모리 셀의 판독 속도의 저하가 개선된다.

그러나, 종래의 비휘발성 메모리의 기준 전압 발생기 회로에는 다음과 같은 문제점이 있다.

(1) 밴드 갭 회로가 아날로그 구성을 가지며, 다수의 작은 MOS 트랜지스터가 정확도를 개선하기 위해 결합되기 때문에, 반도체 웨이퍼 내에서의 MOS 트랜지스터의 임계값에서의 변화의 영향을 억제한다. 이 때문에, 하나의 밴드 갭 회로의 레이아웃 면적이 크게 된다. 최근, IC(집적 회로)의 비용을 줄이기 위한 관점에서, 레이아웃 면적을 감소시키기 위한 기술 개발에 노력을 기울이고 있다. 밴드 갭 회로의 큰 레이아웃 면적은 이러한 것을 방해한다.

(2) 기록(소거)시, 기록 특성이 온도에 의존하지 않도록 메모리 셀의 드레인 전압과 게이트 전압이 온도 의존성을 가지지 않고 항상 일정한 레벨에 있어야 하고, 기록 후(소거 후), 메모리 셀의 임계값의 온도 특성에 따른 검증 레벨이 제공되어 검증에 있어서 여유(margin)를 확보해야 한다는 조건을 충족하기 위해서는,두 밴드 갭 회로, 즉, 기록용(소거용) 밴드 갭 회로와 검증용 밴드 갭 회로가 마련되어야 한다. 그러나, 두 밴드 갭 회로를 마련하는 것은 레이아웃 면적을 더 증가시키게 된다. 이러한 문제점은 일본 특허 공개 1999-154397호에서도 나타난다.

따라서, 레벨 보정 레귤레이터 회로와 단일의 밴드 갭 회로에 의해 레이아웃의 면적을 줄이면서 각각의 모드에 따른 온도 특성을 실현할 수 있는 비휘발성 메모리용의 기준 전압 발생기 회로를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

본 발명의 제 1의 특징에 따르면, 기록 전압 또는 소거 전압과, 비휘발성 메모리의 기록/소거 모드와 검증/판독 모드 각각에 따라 메모리 셀의 게이트에 대한 검증 전압을 설정하고 적용하도록 적응된 비휘발성 메모리용 기준 전압 발생기 회로가 제공되는데, 상기 기준 전압 발생기 회로는:

각 모드의 온도 특성에 따른 출력 전압을 발생하고, 또한, 각 모드에 대한 온도 특성을 전환하기 위한 밴드 갭 회로; 및

상기 밴드 갭 회로의 출력 전압에 기초하여 모드 각각에 대한 기준 전압을 발생하기 위한 레벨 보정 레귤레이터 회로를 포함한다.

이러한 구성에 따르면, 밴드 갭 회로는 기록/소거 모드에 대응하는 온도-출력 전압 특성을 갖는 출력 전압과 검증/판독 모드에 대응하는 온도-출력 전압 특성을 갖는 출력 전압을 발생하고, 출력 전압의 하나는 모드에 따라 선택되어 출력된다. 선택된 출력 전압의 출력 레벨은 레벨 보정 레귤레이터 회로에 의해 각 모드에 대해 보정된 후, 기준 전압으로서 사용된다. 따라서, 기록/소거 모드와 검증/판독모드 각각으 기준 전압이 하나의 밴드 갭 회로와 하나의 레벨 보정 회로에 의해 발생될 수 있으며, 각 모드에 따른 온도 특성이 레이아웃 면적을 줄이면서 실현될 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면과 연계하여 하기에 상세히 설명될 것이다.

도 1은 종래의 비휘발성 메모리용 기준 전압 발생기 회로를 도시하는 회로도.

도 2a는 밴드 갭 회로와 기록 레귤레이터 회로를 구비하는 종래의 기록용 기준 전압 발생기 회로의 구성을 개략적으로 도시하는 블록도.

도 2b는 밴드 갭 회로와 기록 레귤레이터 회로를 구비하는 종래의 검증용 기준 전압 발생기 회로의 구성을 개략적으로 도시하는 블록도.

도 3은 도 2a에 도시된 기록 레귤레이터 회로의 출력 레벨과 온도 사이의 관계를 도시하는 전압-온도 특성도.

도 4는 도 2b에 도시된 검증 레귤레이터 회로의 출력 레벨과 온도 사이의 관계를 도시하는 전압-온도 특성도.

도 5는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 비휘발성 메모리용 기준 전압 발생기 회로를 도시하는 회로도.

도 6은 단일의 밴드 갭 회로와 단일의 레벨 보정 레귤레이터 회로의 활용을 통해 온도 의존성이 없는 기록 전압과 온도 의존적인 검증 전압을 발생하기 위한 회로의 블록도.

도 7은 도 6에 도시된 구성에서 각 회로에 대한 온도와 출력 전압 사이의 관계를 도시하는 전압-온도 특성도.

도 8은 본 발명의 다른 양호한 실시예에 따른 비휘발성 메모리용 기준 전압 발생기 회로의 회로도.

♥도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명♥

29 : 다이오드

30, 31, 36, 37 : 전송 게이트

33 : 차동 증폭기

40 : 기록 단자

41 : 검증 단자

42 : 출력 단자

100 : 기준 전압 발생기 회로,

110, 210 : 밴드 갭 회로

120, 220 : 레벨 보정 레귤레이터 회로

본 발명의 양호한 실시예가 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명될 것이다.

제 1의 실시예

도 5는 본 발명에 따른 비휘발성 메모리용 기준 전압 발생기 회로를 도시한다.

본 발명에 따른 기준 전압 발생기 회로(100)는 밴드 갭(BGR) 회로(110)와 이 밴드 갭 회로(110)에 접속된 레벨 보정 레귤레이터 회로(120)를 포함한다.

밴드 갭 회로(110)로부터 출력되는 출력 전압(REF)의 레벨이 모드(기록 모드, 검증 모드)마다 변하기 때문에, 레벨 보정 레귤레이터 회로(120)에 의해 조정이 수행된다. 예를 들면, 25℃의 온도에서 각 모드에 대해 동일한 레벨을 제공하기 위해서, 레벨 보정 레귤레이터 회로(120)의 저항기(35)의 Sref를 출력하기 위한 저항비는 전송 게이트(36, 37)에서 각 모드에 대해 변경되어 출력 레벨을 조정하고 출력 전압(OUT)(기준 전압)을 발생한다.

밴드 갭 회로(110)에 있어서, P형 트랜지스터(21, 22, 23)의 각 소스는 전원 라인(32)에 접속된다. P형 트랜지스터(21)의 게이트와 드레인은 공통 접속되고, 이 부분은 N형 트랜지스터(24)의 드레인에 접속된다. P형 트랜지스터(22)의 게이트는P형 트랜지스터(21)의 드레인에 접속되고, P형 트랜지스터(22)의 드레인은 N형 트랜지스터(26)의 드레인에 접속된다. P형 트랜지스터(23)의 게이트는 P형 트랜지스터(21)의 드레인에 접속된다. 저항기(25)의 저항값에 역비례하는 정전류는 드레인으로부터 출력된다. P형 트랜지스터(21, 22, 23)는 이들 트랜지스터의 게이트가 서로 평행하게 접속된 상태에서 N형 트랜지스터(24)의 드레인에 접속된다. N형 트랜지스터(24)의 소스는 저항기(25)를 통해 접지되고, N형 트랜지스터(24)의 게이트는 N형 트랜지스터(26)의 게이트에 접속된다. N형 트랜지스터(26)의 소스는 접지되고, N형 트랜지스터(26)의 드레인과 게이트는 각각 서로 직접적으로 접속된다. 직렬 접속된 저항기(27, 28) 및 다이오드(29)로 구성된 회로는 P형 트랜지스터(23)의 드레인과 접지 사이에 접속된다. 스위치인 전송 게이트30)는 저항기(27)의 고전위측(REF1)과 출력 단자(42) 사이에 접속되고, 기록 단자(40)에 인가되는 전압에 따라 온/오프된다. 전송 게이트(31)는 저항기(27, 28)의 접속접(REF2)과 출력 단자(42) 사이에 접속되고, 검증 단자(41)에 인가되는 전압에 따라 온/오프된다. 출력 전압(REF)은 출력 단자(42)로부터 출력된다. 트랜지스터(21, 22, 23)의 기판 전극은 트랜지스터(21, 22, 23)의 드레인에 각각 접속된다. 트랜지스터(24)의 기판 전극은 접지되고, 트랜지스터(26)의 기판 전극은 트랜지스터(26)의 소스에 접속된다.

레벨 보정 레귤레이터 회로(120)는 주로 차동 증폭기(33)로 구성된다. 밴드 갭 회로(110)의 출력 전압(REF)은 (-)입력 단자로 입력되고, P형 트랜지스터(34)의 게이트는 레벨 보정 레귤레이터 회로(120)의 출력 단자에 접속된다. 저항기(35)는P형 트랜지스터(34)의 드레인과 접지 사이에 접속된다. P형 트랜지스터(34)의 소스는 전원 라인(38)과 기판 전극에 접속된다. 저항기(35)는 저항값(R1, R2, R3)을 각각 갖는 세 부분으로 분할되고, 두 분할점(인출 위치)은 각각의 경계에 마련되며, 전압(Sref1) 및 전압(Sref2)은 두 분할점으로부터 각각 출력된다. 전송 게이트(36)는 전압(Sref1)이 출력되는 분할점과 차동 증폭기(33)의 (+)입력 단자 사이에 접속된다. 전송 게이트(37)는 전압(Sref2)이 출력되는 분할점과 차동 증폭기(33)의 (+)입력 단자 사이에 접속된다. 전송 게이트(36)의 제어 단자는 기록 단자(40)에 접속되고, 전송 게이트(37)의 제어 단자는 검증 단자(41)에 접속된다. 차동 증폭기(33)는 두 입력 단자로 각각 입력되는 REF 값과 Sref값을 비교하여, 비교 결과에 따른 출력 전압(OUT)을 출력한다.

다음에, 상기의 구성을 갖는 기준 전압 발생기 회로(100)의 동작이 간략히 설명될 것이다.

밴드 갭 회로(110)의 내부 저항기는 두 부분, 즉 저항기(27)와 저항기(28)로 분할된다. 전송 게이트(30, 31)는 접속점에 각각 접속되고, 기록 모드와 검증 모드에 따라 구동되어 밴드 갭 회로(110)의 출력 레벨을 변화시킨다. 이러한 구성은 밴드 갭 회로(110)의 출력 레벨의 온도 의존성을 변화시킨다. 밴드 갭 회로(110)의 출력 레벨이 모드(기록 모드, 검증 모드)마다 변하기 때문에, 레벨 보정 레귤레이터(120)에 의한 조정이 수행되어야만 한다. 예를 들면, 25℃의 온도에서 모드에 관계없이 동일한 출력 레벨이 제공되도록 저항기(35)의 저항비는 변경된다. 이러한 변경은 기록 모드에서 검증 모드로 또는 그 검증 모드에서 기록 모드로의 변경시전압(Sref1)의 출력 지점에 접속된 전송 게이트(36)와 전압(Sref2)의 출력 지점에 접속된 전송 게이트(37) 사이를 전환함으로써 수행된다. 이렇게 하여, 레벨 보정 레귤레이터(120)의 출력 레벨은 조정된다.

다음에, 도 5에 도시된 기준 전압 발생기 회로의 동작이 상세히 설명될 것이다.

밴드 갭 회로(110)에 있어서, P형 트랜지스터(23)에서 시작하고 다이오드로 끝나는 회로가 정전류 회로를 구성한다. 이 정전류 회로에 있어서, 정전류는 P형 트랜지스터(23)의 드레인으로부터 출력된다. 정전류 값은 저항기(25)의 저항값에 역비례한다. 선택될 전송 게이트는 비휘발성 메모리의 모드가 기록 모드인지 검증 모드인지에 따라 결정된다. 구체적으로는, 기록 모드에 있어서, 전송 게이트(30)가 선택되고, 이 경우, REF1(저항기(27)의 고전위측 출력)의 레벨이 REF로서 출력된다. 한편, 검증시에는, 전송 게이트(31)가 선택되고, REF2(저항기(27)와 저항기(28) 사이의 접속점의 출력)의 레벨이 REF로서 출력된다.

밴드 갭 회로(110)에 있어서, 정전류 회로로 흐르는 정전류는 저항기(25)의 저항값에 역비례한다. 이 때문에, 저항기(27, 28)의 저항값에 비례하며 저항기(25)의 저항값에 역비례하는 전압 강하, 즉 저항비((저항기(27)의 저항값+저항기(28)의 저항값)/저항기(25)의 저항값))에 의해 결정되는 전압 강하가 저항기(27, 28)에서 발생하고, 다이오드(29)의 순전압(VF)와 저항값(VR)의 합이 출력 전압(REF1)으로서 출력된다.

출력 전압(REF1)의 온도 의존성(δ(REF1)/δT)은 저항기(28, 27 및 25) 각각의 저항값(R28, R27 및 R25)과, 트랜지스터(21, 22, 23, 24, 26)에서의 각 비율(채널 폭/채널 길이=W/L), 및 다이오드(29)의 순전압(VF)에 의해 결정되며, 하기의 수학식 5로 표현된다:

δ(REF1)/δT=(k/q)×ln[{(W22/L22)×(W24/L24))}/{(W21/L21)×(W26/L26)}]×{(W23/L23)/(W21/L21)}×{(R28+R27)/R25}+δ(VF)/δT

여기서,

W21 내지 W24 및 W26은 트랜지스터(21 내지 24 및 26)의 채널 폭을 각각 나타내고;

L21 내지 L24 및 L26은 트랜지스터(21 내지 24 및 26)의 채널 길이를 각각 나타내며;

k/q는 상수이다.

이 수학식 5는 다이오드(29)의 순전압(VF)의 온도 의존성(δ(VF)/δT)은 일반적으로 음의 값을 가지며, REF1의 온도 의존성(δ(REF1)/δT)은 저항기(28, 27, 및 25)의 저항값 비율((R28+R27)/R25)에 의해 설정될 수 있음을 나타낸다. 즉, 저항기(27, 28, 25) 각각의 저항값의 설정에 의해, RFF1의 레벨이 온도에 무관하도록 할 수 있다.

한편, REF2의 레벨에 관해서는, 저항기(28)와 다이오드(29)로 구성된 직렬 회로에 제공되는 정전류가 저항기(25)의 저항값에 역비례한다. 이 때문에, 저항기(28)의 저항값에 비례하며 저항기(25)의 저항값에 역비례하는 전압 강하,즉, 저항기(28 및 25)의 저항값 비율(저항기(28)의 저항값/저항기(25)의 저항값)에 의해 설정될 수 있는 전압 강하가 저항기(28)에서 발생하며, 다이오드(29)의 순전압(VF)과 전압 강하의 합이 전송 게이트(31)를 통해 REF2로서 출력된다.

RFE2의 온도 의존성(δ(REF2)/δT)은 저항기(28)와 저항기(25) 각각의 저항값(R28 및 R25)과, 트랜지스터(21 내지 24 및 26)에서의 각 비율(채널 폭/채널 길이=W/L), 및 다이오드(29)의 순전압(VF)에 의해 결정되며, 하기의 수학식 6으로 표현된다:

δ(REF2)/δT=(k/q)×ln[{(W22/L22)×(W24/L24)}/{(W21/L21)×(W25/L25)}×{(W23/L23)/(W21/L21)}×(R28/R25)+δ(VF)/δT

이 수학식 6은 다이오드(29)의 순전압(VF)의 온도 의존성(δ(VF)/δT)이 일반적으로 음의 값을 가지며, REF2의 온도 의존성(δ(REF2)/δT)이 저항기(28 및 25)의 저항값 비율(R28/R25)에 의해 결정될 수 있음을 나타낸다. 즉, 저항기(28 및 25)의 설정에 의해, REF2의 레벨이 저온에서 높고 고온에서 낮도록 온도에 의존적이 되도록 할 수 있다.

상기 상술된 바와 같이, REF1 또는 REF2의 선택은 전송 게이트(30) 또는 전송 게이트(31)의 선택에 의존하며, 최종 출력인 REF 레벨은 이 선택에 따라 변한다. 동시에, REF 레벨의 온도 의존성도 이 선택에 따라 변한다. 모드가 기록 모드인지 검증 모드인지에 따라 밴드 갭 회로(110)의 출력(REF) 레벨이 변하기 때문에, 레벨 보정 레귤레이터 회로(120)에 의해 조정이 한 번 수행된다.

기록 모드에 있어서, 레벨 보정 레귤레이터 회로(120)의 전송 게이트(36)가 구동된다. 또한, 밴드 갭 회로(110)에 있어서, 전송 게이트(30)가 선택된다. 이 경우, 레벨 보정 레귤레이터 회로(120)의 출력(OUT) 레벨은 저항기(35)가 분할된 저항기부의 저항값(R1 내지 R3)에 의해 결정되며, 하기의 수학식 7로 표현된다:

OUT={(R1+R2+R3)/(R1+R2)}×REF1

검증시, 레벨 보정 레귤레이터 회로(120)에서는, 전송 게이트(37)가 선택된다. 또한, 밴드 갭 회로(110)에서는, 전송 게이트(31)가 선택된다. 이 때문에, 레벨 보정 레귤레이터 회로(120)의 출력(OUT) 레벨은 저항기((35)가 분할된 저항기부의 저항값(R1 내지 R3)에 기초하여 하기의 수학식 8에 의해 결정된다:

OUT={(R1+R2+R3)/(R1+R2)}×REF2

상기 상술된 바와 같이, 밴드 갭 회로(110)의 전송 게이트(30, 31)의 선택과 레벨 보정 레귤레이터 회로(120)의 전송 게이트(36, 37)의 선택은 연동되며, 기록 모드와 검증 모드 각각에서의 REF1 레벨과 REF2 레벨 사이의 차이에 있어서는, 레벨 보정 회로(120)의 저항기(35)의 저항비의 설정(전압(Sref1)과 전압(Sref2)의 출력 위치의 선택)을 통해 두 모드에서 동일하게 되도록 레벨 보정 레귤레이터 회로(120)의 출력(OUT) 레벨(기준 전압)이 설정될 수 있다. 예를 들면, 25℃에서, 모드가 기록 모드에서 검증 모드 또는 그 역으로 변경되는 경우에도 레벨 보정 레귤레이터 회로(120)의 출력(OUT) 레벨은 항상 동일하게 만들어질 수 있다.

또한, 레벨 보정 레귤레이터 회로(120)의 출력(OUT) 레벨(=기준 전압)의 온도 특성에 있어서는, 기록 모드에서, REF1 레벨이 온도 의존성을 갖지 않기 때문에, OUT 레벨은 온도에 상관없이 일정하다. 또한, 레벨 보정 레귤레이터 회로(120)의 OUT 레벨의 온도 특성에 있어서는, 검증시, REF2가 온도 특성(레벨이 저온에서 높고 고온에서 낮음)을 갖지 않기 때문에, OUT 레벨이 저온에서 높고 온도 상승에 따라 감소되는 설정으로 된다.

따라서, 레벨 보정 레귤레이터 회로(120)의 출력 전압(OUT)이 기준 전압원으로서 사용되는 경우, 예를 들면, 25℃에서, 기록 모드와 검증 모드에서 동일한 값이 얻어진다. 그러나, 기록 모드에 있어서, 온도 변화에 상관없이, 레벨 보정 레귤레이터 회로(120)의 출력(OUT) 레벨은 25℃에서의 OUT 레벨과 동일한 값으로 설정된다. 검증 모드에 있어서, OUT 레벨은 저온에서 높고 고온에서 낮게 되도록 설정이 이루어진다.

이하, 기록 모드와 검증 모드에서 전송 게이트(30, 36)의 동작이 설명될 것이다.

기록 모드에 있어서, 메모리 셀의 드레인의 전압과 게이트의 전압은 온도 의존성을 가져서는 안되고 일정한 레벨에 있어야 한다. 따라서, 기록 모드에서의 동작은 다음과 같다.

"H" 레벨에서의 전압이 밴드 갭 회로(110)의 기록 단자(40)에 기록 신호로서 인가된다. 이 전압 인가는 REF1=REF2가 밴드 갭 회로(110)로부터 출력되도록 한다. 여기서, REF1이 온도 의존성을 갖지 않기 때문에, REF 신호도 온도 의존성을 갖지않으며 일정한 레벨에 있게 된다. 전송 게이트(30)의 선택과 동시에, 레벨 보정 레귤레이터 회로(120)의 전송 게이트(36)가 선택된다. 이에 의해, Sref1이 전송 게이트(36)를 통해 차동 증폭기(33)의 (+)입력 단자에 인가되어, Sref1이 Sref와 동일하게 된다. 레벨 보정 레귤레이터 회로(120)의 출력(OUT) 레벨도 온도 의존성을 갖지 않기 때문에, 일정한 레벨이 제공될 수 있다.

한편, 검증 모드에 있어서, 온도 의존성을 갖는 출력 레벨이 필요하다. 구체적으로는, 검증 레벨은 저온에서 높고 고온에서 높아야 한다. 이러한 조건을 충족하기 위해서, "H" 레벨의 전압이 밴드 갭 회로(110)의 검증 단자(41)에 인가된다. 이 때문에, 밴드 갭 회로(110)는 전송 게이트(31)를 선택하고 REF2를 REF와 동일하게 한다. 이러한 동작에 의해, REF 레벨은 저온에서 높고 고온에서 낮게 된다. 동시에, 레벨 보정 레귤레이터 회로(120)에 있어서, 전송 게이트(31)의 선택과 연동하여, 전송 게이트(37)가 선택되고, 이에 의해 Sref2가 Sref와 동일하게 된다. 레벨 보정 레귤레이터 회로(120)의 출력(OUT) 레벨은 REF 레벨에 따라 저온에서 높고 고온에서 낮게 된다.

도 6은 단일의 밴드 갭 회로와 단일의 레벨 보정 레귤레이터 회로의 활용을 통해 온도에 무관한 기록 전압과 온도에 의존적인 검증 전압을 생성하기 위한 회로를 도시한다. 이 회로 구성에 따르면, 레벨 보정 레귤레이터 회로(120)의 출력 전압(OUT)은 기준 전압원으로서 사용되며, 기준 전압은 기록 레귤레이터 회로(130)와 검증 레귤레이터 회로(140)에 인가된다. 이러한 구성에 의해, 기록 레귤레이터 회로(130)로부터 출력되는 기록 레벨은 온도 의존성을 갖지 않으며, 검증 레귤레이터회로(140)로부터 출력되는 검증 레벨은 온도 의존성을 가지게 된다.

도 7은 도 6에 도시된 구성의 각 회로에 대한 출력 전압 레벨과 온도 사이의 관계를 도시한다.

도 7에서 알 수 있는 바와 같이, 기록 모드의 밴드 갭 회로(110)에서는, REF2가 선택되고 REF가 온도 의존성을 갖도록 설정이 수행되어(특성 a), 기록 레귤레이터 회로(130)로부터 출력되는 기록 레벨은 온도 의존성을 갖게 된다(특성 c). 한편, 검증 모드의 밴드 갭 회로(110)에서는, RFE1이 선택되고, REF가 온도 의존성을 갖지 않도록 설정이 수행되어(특성 b), 검증 레귤레이터 회로(140)로부터 출력되는 검증 레벨은 온도 의존성을 갖지 않게 된다(특성 d).

따라서, 상기 상술된 양호한 실시예에 따르면, 기록(소거) 및 검증시 기준 전압원으로서의 밴드 갭 회로의 수는 종래 기술의 두 개로부터 하나로 감소될 수 있다. 이에 의해 레이아웃 면적의 감소를 실현할 수 있게 된다.

또한, 검증 모드에서, 밴드 갭 회로(110)의 출력부의 전송 게이트와 전압 보정 레귤레이터 회로의 저항기부의 전송 게이트의 선택을 통해 보다 미세한 온도 특성을 갖는 검증 레벨이 제공될 수 있다. 이에 의해 메모리 셀의 온도 또는 다른 특성을 미세하게 유지할 수 있고 따라서 메모리 셀의 특성을 완전히 유도할 수 있게 된다.

최근, 미세화가 진행됨에 따라, 메모리 셀의 특성을 충분하게 유도하는 것이 어려워지고 있다. 또한, 비용 감소도 요구되고 있다. 종래 기술에서 이들 요구를 충족시키는 것은 불가능하였다. 그러나, 본 발명에 따르면, 기록(소거)에 따른 레벨이 최적으로 생성될 수 있고, 검증 모드에 따른 레벨이 최적으로 생성될 수 있고, 메모리 셀의 특성에 따른 레벨이 최적으로 생성될 수 있으며, 또한, 레이아웃 면적이 감소될 수 있다. 따라서, 상기 문제점은 해결될 수 있다.

다음에, 본 발명의 다른 양호한 실시예가 설명될 것이다.

제 2의 실시예

도 8은 본 발명의 다른 양호한 실시예를 도시한다. 도 8 및 도 5에 있어서, 동일한 부분에는 동일한 도면 부호를 병기하고, 그 설명은 생략한다.

밴드 갭 회로(210)는 P형 트랜지스터(23)의 소스와 저항기(27) 사이에 삽입되며 REF(3)가 접속점으로부터 출력되도록 구성된 저항기(51)와, 접속점과 출력 단자(42) 사이에 마련된 전송 게이트(52), 및 전송 게이트(52)의 게이트에 접속된 검증Ⅱ 단자(53)가 부가적으로 마련된 점을 제외하면 도 5에 도시된 밴드 갭 회로(110)와 동일한 구성을 갖는다.

비휘발성 메모리에서의 기록 모드, 검증 모드, 및 검증Ⅱ 모드에 따라 전송 게이트(30, 31, 52) 중 하나가 선택된다. 구체적으로는, 기록 모드에서는, 전송 게이트(30)가 선택되어 REF1을 출력하고; 검증 모드에서는, 전송 게이트(31)가 선택되어 REF2를 출력하며, 검증Ⅱ 모드에서는, 전송 게이트(52)가 선택되어 REF3을 출력한다.

전송 게이트(54)가 도 5에 도시된 레벨 보정 레귤레이터 회로(120)에 부가적으로 마련되도록 레벨 보정 레귤레이터 회로(220)가 구성된다. 또한, 저항기(35)에서 저항값(R4)이 새롭게 설정되어 Sref3을 출력하는 제 3의 분할점을 제공한다. 전송 게이트(54)는 이 분할점과 차동 증폭기(33)의 (+)입력 단자 사이에 마련되고, 검증Ⅱ 단자(53)에 접속된다.

밴드 갭 회로(210)에 있어서, 저항기(25)의 저항값에 대한 저항기(51, 27, 28)의 전체 저항값의 비율((R51+R27+R28)/R25))에 의해 결정되는 전압 강하(VR)가 발생하고, 전압 강하와 다이오드(29)의 순전압(VF)의 합(VR+VF)은 REF3으로서 출력된다. REF3의 온도 의존성(δ(REF3)/δT)은 저항기(51, 27, 28, 25) 각각의 저항값(R51, R27, R28, R25)과, 트랜지스터(21, 22, 23, 24, 26)에서의 각 비율(채널 폭/채널 길이=W/L), 및 다이오드(29)의 순전압(VF)에 의해 결정되며, 하기의 수학식 9로 표현된다:

δ(REF3)/δT=(k/q)×ln[{(W22/L22)×(W24/L24)}/{(W21/L21)×(W26/L26)}]×(W23/L23)/(W21/L21)×(R28+R27+R51)/R25+δ(VF)/δT

여기서,

W21 내지 W24 및 W26 각각은 트랜지스터(21 내지 24 및 26) 각각의 채널 폭을 나타내며;

L21 내지 L24 및 L26 각각은 트랜지스터(21 내지 24 및 26) 각각의 채널 길이를 나타낸다.

상기 수학식 9는 다이오드(29)의 순전압(VF)의 온도 의존성(δ(VF)/δT)이 음의 값을 가지며, REF3의 온도 의존성(δ(REF3)/ δT)이 저항기(25)의 저항값에 대한 저항기(51, 27, 28)의 전체 저항값의 비율((R51+R27+R28)/R25))에 의해 설정될 수 있음을 나타낸다. 즉, 저항기(27, 28, 51, 25)가 적절하게 설정된 경우, REF3의 레벨은 저온에서 낮고 고온에서 높은 온도 의존성을 가질 수 있다.

따라서, 밴드 갭 회로의 출력(REF) 레벨은 기록 모드, 검증 모드, 및 검증Ⅱ 모드에 따라 전송 게이트(30, 31, 52)에 의해 밴드 갭 회로(210)의 REF1, REF2, 및 REF3을 선택함으로써 세 레벨로 변화될 수 있다. 동시에, 밴드 갭 회로의 출력(REF) 레벨의 온도 의존성도 상이하다. 기록 모드, 검증 모드, 및 검증Ⅱ 모드가 밴드 갭 회로(210)의 출력 레벨에서 서로 상이하기 때문에, 레벨 보정 레귤레이터 회로(220)에 의해 조정이 수행된다.

레벨 보정 레귤레이터 회로(220)는 밴드 갭 회로(210)로부터 REF를 수신하고, 레벨 보정 레귤레이터 회로(220)의 출력 전압(OUT)은 이 REF에 기초하여 설정되고 생성된다. 모드가 검증Ⅱ 모드인 경우, 전송 게이트(54)가 선택된다. 또한, 밴드 갭 회로(210)에서, 전송 게이트(52)가 선택된다. 따라서, 레벨 보정 레귤레이터 회로(220)의 출력(OUT) 레벨은 저항기(35)가 분할점에서 분할된 각각의 저항기부의 저항값(R1, R2, R3, R4)에 의해 결정되고, 하기의 수학식 10으로 표현된다:

OUT={(R1+R2+R3+R4)/(R1+R2+R3)}×REF3

따라서, 밴드 갭 회로(210)의 전송 게이트(30, 31, 52)의 선택이 레벨 보정 레귤레이터 회로(220)의 전송 게이트(36, 37, 54)의 선택과 연동되는 경우, 기록 모드, 검증 모드, 및 검증Ⅱ 모드에 따른 REF1, REF2, 및 REF3의 레벨이 서로 상이하지만, 레벨 보정 레귤레이터의 출력(OUT) 레벨은 저항기(35)의 저항값(R1 내지R4)의 최적의 설정을 통해 모든 모드에서 동일하게 될 수 있다. 예를 들면, 25℃에서, 기록 모드, 검증 모드, 및 검증Ⅱ 모드 간의 변경시, 레벨 보정 레귤레이터 회로(220)의 출력 레벨(OUT)이 항상 일정하도록 설정이 수행될 수 있다.

레벨 보정 레귤레이터 회로(220)의 출력(OUT) 레벨에 있어서, 기록 모드인 경우, 온도 의존성이 REF1에 주어지지 않기 때문에, 레벨은 온도에 무관하게 일정하다. 검증 모드인 경우, 온도 의존성이 REF2에 주어지기 때문에, OUT 레벨은 저온에서 낮고 온도가 상승함에 따라 감소된다. 또한, 검증Ⅱ 모드인 경우, 온도 의존성이 REF3에 주어지기 때문에, OUT 레벨은 저온에서 낮고 온도가 상승함에 따라 증가한다.

따라서, 레벨 보정 레귤레이터 회로(220)의 출력(OUT) 레벨이 기준 전압원으로서 사용되는 경우, 기록 모드와 검증 모드 둘 다에서 동일한 출력값이 얻어진다. 기록 모드에서, 레벨 보정 레귤레이터 회로(220)의 출력(OUT) 레벨은 온도에 무관하게 OUT 레벨과 동일하게 되도록 설정된다. 검증 모드에 있어서는, OUT 레벨이 저온에서는 높고 온도가 상승함에 따라 감소하도록 설정이 수행된다. 또한, 검증Ⅱ 모드에 있어서는, OUT 레벨이 저온에서는 낮고 온도가 상승함에 따라 증가하도록 설정이 수행된다.

다음에, 도 8에 도시된 양호한 실시예의 전체 동작이 설명될 것이다.

기록 모드에 있어서, 메모리 셀의 게이트 및 드레인의 전압은 온도 의존성을 가지지 않아야 하며 일정한 레벨이어야 한다. 이 때문에, 다음과 같이 기준 전압이 생성된다.

"H" 레벨의 전압이 밴드 갭 회로(210)의 기록 단자(40)에 인가되고, 밴드 갭 회로(210)의 전송 게이트(30)가 선택되며, REF1은 REF와 동일하게 된다. REF1이 온도 의존성을 갖지 않기 때문에, 출력 REF도 온도 의존성을 갖지 않으며 일정한 레벨로 된다. 동시에, 레벨 보정 레귤레이터 회로(220)의 전송 게이트(36)에서도 "H" 레벨의 전압이 또한 선택되기 때문에, Sref1=Sref가 차동 증폭기(33)의 (+)입력 단자에 입력되며, Sref1에 대응하는 출력 전압(OUT)이 출력된다. REF1이 온도 의존성을 갖지 않기 때문에, 레벨 보정 레귤레이터 회로(220)의 출력(OUT) 레벨도 온도 의존성을 갖지 않으며 일정한 레벨로 될 수 있다.

다음에, 검증 모드에서는, 온도 의존성을 갖는 OUT 레벨이 필요하게 된다. 따라서, 기준 전압이 다음과 같이 생성된다. "H" 레벨의 전압이 밴드 갭 회로(210)의 검증 단자(41)에 인가되고, 밴드 갭 회로(210)의 전송 게이트가 선택되며, REF2가 REF로 된다. 이에 의해, 높은 REF가 저온에서 생성되며, 낮은 REF가 고온에서 생성된다. 동시에, "H" 레벨의 전압이 레벨 보정 레귤레이터 회로(220)의 전송 게이트(37)에도 인가되며, Sref2는 Sref로 된다. 따라서, Sref2에 대응하는 출력 전압(OUT)이 출력된다. REF2가 온도 의존성을 갖지 않기 때문에, 레벨 보정 레귤레이터 회로(220)의 출력(OUT) 레벨도 온도 의존성을 갖지 않으며 일정한 레벨로 될 수 있다.

검증Ⅱ 모드에서는, 레벨 보정 레귤레이터 회로(220)의 출력 레벨이 온도 의존성을 가져야만 한다. 따라서, 다음과 같이 기준 전압이 생성된다.

"H" 레벨의 전압이 밴드 갭 회로(210)의 검증Ⅱ 단자에 인가되어 전송 게이트(52)를 선택하고, REF3은 REF와 동일하게 된다. REF3은 저온에서는 낮고 고온에서는 높기 때문에, REF도 동일한 특성을 갖는다. 동시에, "H" 레벨의 전압이 레벨 보정 레귤레이터 회로(220)의 전송 게이트(54)에도 인가되기 때문에, Sref3은 Sref와 동일하게 된다. 따라서, Sref3에 대응하는 출력 전압(OUT)이 출력된다. 이 때, REF3이 온도 의존성을 갖기 때문에, 레벨 보정 레귤레이터 회로(220)의 출력(OUT) 레벨은 저온에서는 낮고 고온에서는 높다.

상기 상술된 제 2의 양호한 실시예에 따르면, 비휘발성 메모리가 기록 모드, 검증 모드, 및 검증Ⅱ 모드의 세 모드를 갖는 경우에 대해서 기준 전압원으로서 단일의 밴드 갭 회로를 사용하는 것으로 충분하다. 따라서, 레이아웃 면적이 감소될 수 있다. 또한, 제 1의 양호한 실시예와 같이, 각 회로의 전송 게이트를 연동된 상태로 선택함으로써 미세한 검증 레벨을 제공할 수 있다. 이에 의해, 메모리 셀의 온도 또는 다른 특성을 미세하게 유지할 수 있고 메모리 셀의 특성을 만족스럽게 도출할 수 있다.

상기 양호한 실시예에 있어서, 전송 게이트는 선택 수단과 스위치 수단에 사용되었다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 반도체 스위치 수단과 마이크로 릴레이와 같은 다른 수단이 사용될 수도 있다.

상기의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 비휘발성 메모리용 기준 전압 발생기 회로에 따르면, 기록/소거 모드에 대응하는 전압-출력 전압 특성을 갖는 출력 전압과 검증/판독에 대응하는 온도-출력 전압 특성을 갖는 출력 전압이 생성되며, 기준 전압 발생기 회로는 모드에 따른 출력 전압의 하나를 선택하는 하나의 밴드 갭 회로, 및 각 모드에 대해서 밴드 갭 회로로부터의 출력 전압의 출력 레벨을 보정하고 이것을 기준 전압으로서 사용하는 하나의 보정 레귤레이터 회로를 포함한다. 이러한 구성을 통해, 기록/소거 모드와 검증/판독 모드의 각각의 기준 전압이 최소 구성의 회로에 의해 생성될 수 있으며, 따라서, 레이아웃 면적을 줄이면서 각 모드에 따른 특성이 실현될 수 있다.

본 발명이 양호한 실시예를 참조하여 상세히 설명되었지만, 하기에 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 영역 내에서 본 발명의 변형예와 수정예가 수행될 수 있음을 주지해야 한다.

Claims

비휘발성 메모리의 기록/소거 모드와 검증/판독 모드 각각에 따라 기록 전압 또는 소거 전압과 검증 전압을 설정하고 인가하기 위한 비휘발성 메모리용 기준 전압 발생기 회로에 있어서,

각 모드의 온도 특성에 따라 출력 전압을 생성하고, 또한, 각 모드에 대한 온도 특성을 전환하는 밴드 갭 회로; 및

상기 밴드 갭 회로의 출력 전압에 기초하여 각 모드에 대한 기준 전압을 생성하는 레벨 보정 레귤레이터 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 기준 전압 발생기 회로.
제 1항에 있어서,

상기 검증/판독 모드는 두 형태의 검증 모드를 갖는 것을 특징으로 하는 기준 전압 발생기 회로.
제 1항에 있어서,

상기 밴드 갭 회로의 검증/판독 모드에서의 온도 특성은 저온에서는 높고 온도가 상승함에 따라 감소하는 출력 레벨을 갖는 것을 특징으로 하는 기준 전압 발생기 회로.
제 1항 또는 제 3항에 있어서,

상기 밴드 갭 회로는,

제 1의 저항기와;

상기 제 1의 저항기로 일정한 전류를 흐르게 하는 구동 회로와;

R2의 저항값을 가지며 상기 제 1의 저항기의 저항값(R1)에 대한 상기 저항값(R2)의 비율(R2/R1)에 기초하여 온도 의존성을 결정하는 제 2의저항기와;

상기 제 2의 저항기에 순방향으로 직렬 접속되며 출력 전압의 일부를 생성하는 다이오드와;

상기 제 2의 저항기와 상기 다이오드를 포함하는 상기 직렬 회로로 일정한 전류를 흐르게 하며 상기 제 2의 저항기로부터의 출력 전압을 소정의 위치에서 출력하는 정전류 회로; 및

상기 제 2의 저항기를 소정의 저항비로 분할하고, 그 분할점에서의 출력을 검증/판독 모드에서 선택하며, 상기 제 2의 저항기의 고전위단 출력(high potential end output)을 기록/소거 모드에서 선택하는 스위치 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 기준 전압 발생기 회로.
제 2항에 있어서,

상기 스위치 수단은,

상기 제 2의 저항기의 고전위단에 접속되며 기록/소거 모드에서 온되는 제 1의 전송 게이트; 및

상기 제 2의 저항기의 분할점에 접속되며 검증/판독 모드에서 온되는 제 2의 전송 게이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 기준 전압 발생기 회로.
제 5항에 있어서,

상기 밴드 갭 회로에서, 제 2의 검증/판독 모드에 대응하는 출력 전압을 출력하는 제 3의 저항기가 상기 제 2의 저항기에 직렬로 접속되고, 상기 제 3의 저항기의 출력 전압을 상기 출력 단자로 유도하는 제 3의 전송 게이트가 상기 스위치 수단에 마련되는 것을 특징으로 하는 기준 전압 발생기 회로.
제 1항에 있어서,

상기 레벨 보정 레귤레이터 회로는,

상기 밴드 갭 회로의 출력 전압을 한 입력으로서 사용하는 차동 증폭기와;

상기 차동 증폭기의 출력단과 접지 사이에 접속되며, 또한, 상기 두 모드에 각각 대응하는 제 1 및 제 2의 저항기 분할점을 구비하는 제 3의 저항기; 및

기록/소거 모드 및 검증/판독 모드에 따라 선택된 상기 제 1 및 제 2의 저항기 분할점에서의 출력 전압의 하나를 상기 차동 증폭기의 나머지 입력 단자에 입력하는 선택 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 기준 전압 발생기 회로.
제 7항에 있어서,

상기 선택 수단은,

상기 제 1의 저항기 분할점과 상기 차동 증폭기의 나머지 입력 단자 사이에 마련되며 기록/소거 모드에서 온되는 제 4의 전송 게이트; 및

상기 제 2의 저항기 분할점과 상기 차동 증폭기의 나머지 입력 단자 사이에 마련되며 검증/판독 모드에서 온되는 제 5의 전송 게이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 기준 전압 발생기 회로.
제 8항에 있어서,

상기 레벨 보정 레귤레이터 회로에서, 상기 제 3의 저항기는 상기 제 2의 검증/판독 모드에 대응하는 제 3의 저항기 분할점을 구비하고, 상기 선택 수단은 상기 제 3의 분할점과 상기 차동 증폭기의 나머지 압력 단자 사이에 마련되며 검증/판독 모드에서 온되는 제 6의 전송 게이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 기준 전압 발생기 회로.