KR200252133Y1 - 초기 전압 보상형 Ｖｐｐ발생회로 - Google Patents

Abstract

본 고안은 초기 전압 보상형 Vpp 발생회로에 관한 것으로서, 특히 이 회로는 전원 전압보다 소정 레벨 높은 승압 전압(Vpp)을 발생하는 회로의 출력을 피이드백받아서 그 전압 레벨을 검출하는 검출기, 검출기의 출력에 응답하여 소정 주기의 클럭으로 발진하는 오실레이터, 오실레이터의 클럭신호에 따라 전원 전압에 소정 레벨의 전압을 추가하여 공급하는 Vpp 펌프와, 전원 전압의 초기 공급부터 소정 레벨의 상승 전위까지 그 전압 레벨을 검출하는 전원 전압 검출기와, 전원 전압 검출기의 출력신호에 응답하여 전원 전압의 초기 공급동안에도 승압 전압 발생회로의 출력 단자에 풀(full) 전원 전압을 인가하는 초기 Vpp 레벨 보상부를 포함하고 있다. 이에 따라, 본 고안은 전압 승압시 Vpp로 펌핑 동작을 수행하기 이전에 미리 풀 전원 전압을 내부회로에 공급하여 펌핑 동작을 수행함으로써 전원 승압 초기부터 Vpp 펌프 시점을 전압 강하 없는 풀 전원 전압의 레벨로 끌어 올려서 펌프 동작시 전력 소비를 줄일 수 있다.

Description

초기 전압 보상형 Ｖｐｐ 발생회로{Vpp GENERATOR FOR COMPENSATING INITIAL VOLTAGE}

본 고안은 반도체장치에 관한 것으로서, 특히 Vpp 전압을 발생하는 회로에서초기 동작시 전력 소모를 줄일 수 있는 초기 전압 보상형 Vpp 발생회로에 관한 것이다.

휘발성 반도체 메모리장치 중에서 DRAM은 기본적으로 1개의 트랜지스터와 1개의 커패시터를 구비하여 커패시터에 정보를 축적하는 방식으로 데이터의 기록이 가능하다. 이 때문에 DRAM은 대용량화, 고집적화 및 저가격화의 장점을 가지고 있지만, 고속으로 동작하는 SRAM(Static Random Access Memory)와는 달리 커패시터에 저장된 정보가 누설 전류에 의해 상실되기 때문에 주기적으로 리프레시 동작이 필요하다. 또한, 메모리 셀에 NMOS 트랜지스터를 사용하면 게이트 전압이 소스전압보다 Vt이상 높아야만 온이 되는데 DRAM에 인가하는 최대전압이 Vcc이므로 전달된 전압은 Vcc-Vt의 전압값을 갖게 되어 Vt 드롭(drop)이 발생하게 된다. 이에 따라, 셀 또는 비트라인으로 완전한 Vcc전압을 읽거나 쓰기 위해서는 셀 트랜지스터의 게이트에 Vcc+Vt(≒Vpp)이상의 승압 전압을 인가하여야만 한다.

도 1은 통상적인 Vpp 전압 발생회로를 나타낸 회로 블록도로서, 이는 전원 전압(Vdd)보다 소정 레벨 높은 승압 전압인 Vpp를 피이드백하여 그 전압 레벨을 검출하는 검출기(10), 검출기(10)의 출력에 응답하여 소정 주기의 클럭으로 발진하는 오실레이터(20), 상기 오실레이터(20)의 클럭신호에 따라 전원 전압(Vdd)에 소정 레벨의 전압을 추가하여 공급하는 Vpp 펌프(30)로 구성된다.

또한, 상기 Vpp 전압 발생회로는 출력단자에 전원 전압을 공급하기 위한 트랜지스터(40)를 추가적으로 포함한다.

이러한 종래 기술의 Vpp 전압 발생회로는 상기 트랜지스터(40)를 통해서 Vpp펌프(30)가 펌핑 동작을 시작하는 초기에 풀 전원 전압(Vdd)이 공급되어야만 하지만 트랜지스터에 걸리는 문턱전압(Vtn)에 의해 Vdd-Vtn의 전압이 내부 회로에 공급되어 결국, 이 전압 레벨에서 펌핑 동작이 이루어지게 된다.

이에 따라 Vpp 전압 발생회로는 Vpp 전압 레벨까지 펌핑 동작을 하는데 요구되는 전력 소모가 커지게 된다.

본 고안의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, Vpp로 펌핑 동작을 수행하기 이전에 미리 전원 전압의 소모를 보상한 풀 전원 전압을 내부회로에 공급하여 펌핑 동작을 수행함으로써 전력 낭비를 줄일 수 있는 초기 전압 보상형 Vpp 발생회로를 제공하는데 있다.

도 1은 통상적인 Vpp 전압 발생회로를 나타낸 회로 블럭도,

도 2는 본 고안에 따른 초기 전압 보상형 Vpp 발생회로를 나타낸 회로 블록도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100: 레벨 검출기

110: 오실레이터

120: Vpp 펌프

130: 전원 전압 검출기

140: 초기 Vpp 레벨 보상부

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안의 장치는 전원 전압 보다 소정 레벨 높은 승압 전압을 발생하는 회로의 출력을 피이드백받아서 그 전압 레벨을 검출하는 검출기, 상기 검출기의 출력에 응답하여 소정 주기의 클럭으로 발진하는 오실레이터, 상기 오실레이터의 클럭신호에 따라 전원 전압에 소정 레벨의 전압을 추가하여 공급하는 Vpp 펌프를 갖는 Vpp 전압 발생회로에 있어서, 전원 전압의 초기 공급부터 소정 레벨의 상승 전위까지 그 전압 레벨을 검출하는 전원 전압 검출기와, 전원 전압 검출기의 출력신호에 응답하여 전원 전압의 초기 공급동안에도 승압 전압발생회로의 출력 단자에 풀 전원 전압을 인가하는 초기 Vpp 레벨 보상부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 초기 Vpp 레벨 보상부는 전원 전압단자에 게이트 연결되며 상기 전원 전압 검출신호를 전송하는 제 1트랜지스터와, 전원 전압 단자와 승압 전압 발생회로의 출력단자 사이에 연결되며 제 1트랜지스터의 출력에 게이트 연결된 제 2트랜지스터와, 전원 전압 검출신호를 반전한 신호에 게이트 연결되며 승압 전압 발생회로의 출력단자에 제 1트랜지스터의 출력을 전송하는 제 3트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 첨부하여 본 고안의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명하고자 한다.

도 2는 본 고안에 따른 초기 전압 보상형 Vpp 발생회로를 나타낸 회로 블록도로서, 이는 Vpp 전압 레벨을 검출하는 검출기(100), 상기 검출기(100)의 출력에 응답하여 소정 주기의 클럭으로 발진하는 오실레이터(110), 상기 오실레이터(110)의 클럭신호에 따라 전원 전압(Vdd)에 소정 레벨의 전압을 추가하여 공급하는 Vpp 펌프(120)와, 전원 전압(Vdd)의 초기 공급부터 소정 레벨의 상승 전위까지 그 전압 레벨을 검출하는 전원 전압 검출기(130)와, 전원 전압 검출기(130)의 출력신호에 응답하여 승압 전압 발생회로의 출력 단자에 풀 전원 전압(Vdd)을 인가하는 초기 Vpp 레벨 보상부(140)로 구성되어 있다.

이때, 본 고안에서 새롭게 제안된 초기 Vpp 레벨 보상부(140)는 전원전압(Vdd) 단자에 게이트 연결되며 상기 전원 전압 검출신호(Vdet)를 전송하는 엔모스형(NMOS)의 제 1트랜지스터(N1)와, 전원 전압(Vdd) 단자와 승압 전압 발생회로의 출력단자 사이에 연결되며 제 1트랜지스터(N1)의 출력에 게이트 연결된 피모스형(PMOS) 의 제 2트랜지스터(P1)와, 전원 전압 검출신호(Vdet)를 인버터(Inv1)를 통해서 반전된 신호에 게이트 연결되며 승압 전압 발생회로의 출력단자에 제 1트랜지스터(N1)의 출력을 전송하는 피모스형(PMOS)의 제 3트랜지스터(P2)로 구성되어 있다.

상기와 같은 본 고안의 Vpp 전압 발생회로는 일반 동작일 경우 레벨 검출기(100)를 통해서 Vpp가 일정한 레벨인지 아닌지를 검출하면, 오실레이터(110)는 레벨 검출기(100)의 출력신호를 받아서 만약 Vpp가 일정한 레벨에 도달하지 못했을 경우 Vpp 펌프(120)가 설정된 Vpp 전압 레벨로 펌핑할 수 있도록 하는 소정 주기의 클럭 신호를 생성한다. 이에 Vpp 펌프(120)는 오실레이터(110)의 클럭 신호에 응답하여 전압이 일정한 Vpp 레벨까지 올라가도록 Vpp를 펌프한다.

하지만, 본 고안은 Vpp 펌핑 동작을 시작하는 초기에 전원 전압 검출기(130)를 통해서 전원 전압(Vdd)이 일정한 레벨에 도달하였는지 아닌지를 검출한다.

그러면, 초기 Vpp 레벨 보상부(140)는 전원 전압 검출기(130)의 검출신호(Vdet)에 따라 Vpp를 펌핑하기 이전에 미리 전압 손실이 없는 완전한 Vdd 레벨로 끌어 올려서 출력 단자에 공급한다.

즉, 본 고안의 초기 Vpp 레벨 보상부(140)는 전원(Vdd)이 공급되기 시작하여 전원 전압이 일정 레벨(Vdd-α)에 이르지 못하면 전원 전압 검출부(130)의 Vdet의로우 레벨에 따라 항상 턴온되어 있는 제 1트랜지스터(N1)를 통해서 제 2트랜지스터(P1)의 게이트에 인가된다. 이 인가된 신호에 의해 제 2트랜지스터(P1)가 턴온되어 전압 손실이 없는 전원 전압(Vdd)이 출력 단자에 인가된다. 이때, 전원 전압 검출기(130)의 Vdet신호가 인버터(Inv1)를 통해서 제 3트랜지스터(P2)의 게이트에 인가되어서 이 트랜지스터(P2)는 턴오프된다.

이와 반대로, 전원(Vdd)이 일정한 레벨(Vdd-α)에 도달하게 되면 전원 전압 검출부(130)의 Vdet는 Vpp의 하이레벨로 되고, 이 Vdet의 반전된 신호가 제 3트랜지스터(P2)의 게이트에 인가되어 이 트랜지스터를 턴온시킨다. 또한 제 2트랜지스터(P1)의 게이트에는 Vpp의 하이레벨이 인가되어 결국 제 2트랜지스터(P2)를 턴오프시키면서 제 1트랜지스터(N1) 또한 턴오프시켜서 전원 전압(Vdd) 단자와 승압 전압(Vpp)을 출력하는 단자 사이를 분리시킨다.

이에 따라 본 고안은 전압 상승 이전에 전원 전압의 강하 없이 풀 전원 전압을 출력 노드에 공급해서 프리챠지시킨다. 그리고, 전압 상승 이후에는 전원 전압 단자와 출력 단자 사이를 분리시킨 후에 승압 전압의 펌핑 동작을 시작한다.

따라서, 본 고안은 전압 승압시 Vpp로 펌핑 동작을 수행하기 이전에 미리 풀 전원 전압을 내부회로에 공급하여 펌핑 동작을 수행함으로써 전원 승압 초기부터 Vpp 펌프 시점을 전압 강하 없는 풀 전원 전압의 레벨로 끌어 올려서 펌프 동작시 전력 소비를 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 전원 전압 보다 소정 레벨 높은 승압 전압을 발생하는 회로의 출력을 피이드백받아서 그 전압 레벨을 검출하는 검출기, 상기 검출기의 출력에 응답하여 소정 주기의 클럭으로 발진하는 오실레이터, 상기 오실레이터의 클럭신호에 따라 전원 전압에 소정 레벨의 전압을 추가하여 공급하는 Vpp 펌프를 갖는 Vpp 전압 발생회로에 있어서,

   전원 전압의 초기 공급부터 소정 레벨의 상승 전위까지 그 전압 레벨을 검출하는 전원 전압 검출기; 및

   상기 전원 전압 검출기의 출력신호에 응답하여 전원 전압의 초기 공급동안에도 승압 전압 발생회로의 출력 단자에 풀 전원 전압을 인가하는 초기 Vpp 레벨 보상부를 구비하는 것을 특징으로 하는 초기 전압 보상형 Vpp 발생회로.
2. 제 1항에 있어서, 상기 초기 Vpp 레벨 보상부는 전원 전압단자에 게이트 연결되며 상기 전원 전압 검출신호를 전송하는 제 1트랜지스터;

   상기 전원 전압 단자와 승압 전압 발생회로의 출력단자 사이에 연결되며 상기 제 1트랜지스터의 출력에 게이트 연결된 제 2트랜지스터; 및

   상기 전원 전압 검출신호를 반전한 신호에 게이트 연결되며 상기 승압 전압 발생회로의 출력단자에 제 1트랜지스터의 출력을 전송하는 제 3트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 초기 전압 보상형 Vpp 발생회로.