KR20040001195A - 저전압 검출기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 저전압 검출기에 관한 것으로, 전원 단자와 입력 노드 사이에 접속되어 상기 입력 노드에 전원 전압을 공급하기 위한 부하 수단과, 게이트 단자가 접지 단자에 접속되며, 상기 입력 노드의 전위를 조절하기 위한 플래쉬 메모리 셀과, 상기 플래쉬 메모리 셀의 드레인 단자의 전위를 조절하기 위한 드레인 바이어스 회로와, 상기 드레인 바이어스 회로의 출력에 따라 구동되는 스위칭 수단과, 상기 제 1 노드의 전위를 반전시키기 위한 인버팅 수단을 포함하여 이루어져, 셀 전류와 로드 전류의 차이를 감지하도록 함으로써 셀 전류를 조절할 수 있어 감지하고자 하는 저전압 검출점을 자유롭게 설정할 수 있으며, 온도, 공정 또는 전원 전압의 변화에 따른 영향을 받지 않는 저전압 검출기가 제시된다.

Description

저전압 검출기{Low voltage detector}
본 발명은 저전압 검출기에 관한 것으로, 특히 과도 소거된 플래쉬 메모리셀을 이용하여 셀 전류와 로드 전류의 차이를 감지하도록 함으로써 셀 전류를 조절할 수 있어 감지하고자 하는 저전압 검출점을 자유롭게 설정할 수 있으며, 온도, 공정 또는 전원 전압의 변화에 따른 영향을 받지 않는 저전압 검출기에 관한 것이다.
IC 회로에서나 플래쉬 메모리 소자에서는 낮은 전원 전압(Vcc)에서는 정상적으로 동작되기 어려워 낮은 전원 전압을 감지하여 이를 소자에 알려주는 회로가 필요하다.
종래의 저전압 검출 회로의 개략도를 도 1에 도시하였다. 도시된 바와 같이 전원 전압(Vcc)이 인가되면 제 1 및 제 2 저항(R11 및 R12)에 의해 분배되고, 그 분배 전압(INa)이 비교기(12)의 한 입력 단자로 입력된다. 비교기(12)의 다른 입력 단자로는 기준 전압 발생기(11)에서 발생된 기준 전압(INb)이 입력된다. 비교기(12)는 분배 전압(INa)와 기준 전압(INb)를 비교하여 그 결과에 따른 출력 신호(LVCC)를 출력한다.
상기에서 전원 전압(Vcc)이 상승하면 분배 전압(INa)도 증가하여 분배 전압(INa)과 기준 전압(INb)를 비교하는 비교기(12)는 로우 상태의 신호를 출력한다. 반면에 전원 전압(Vcc)이 낮아지면 분배 전압(INa)도 낮아지고, 기준 전압(INb)보다 분배 전압(INa)이 낮아지는 점이 저전압 검출점으로 이들을 비교하는 비교기(12)는 하이 상태의 신호를 출력한다.
상기와 같은 전원 전압 검출기의 정확한 검출을 위해서는 온도나 공정 뿐만 아니라 동작 전압의 변화에도 영향을 받지 않는 기준 전압을 발생하는 기준 전압 발생기를 필요로 한다. 그러나, 이러한 특성을 모두 갖춘 기준 전압 발생기를 구성하기 어려울 뿐만 아니라 실제 회로와 시뮬레이션 결과 사이에 차이가 발생할 경우 회로를 다시 수정해야 하는 문제점이 있다. 따라서, 검출하고자 하는 저전압을 정확하게 검출하기 어렵다.
본 발명의 목적은 온도, 공정 및 동작 전압의 변화에도 영향을 받지 않아 정확한 저전압을 검출할 수 있는 저전압 검출기를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 과도 소거된 플래쉬 메모리 셀을 이용하고, 셀의 문턱 전압을 조절하여 셀 전류를 조절함으로써 감지하고자 하는 저전압을 자유롭게 검출할 수 있는 저전압 검출기를 제공하는데 있다.
본 발명에서는 온도, 공정 또는 전원 전압의 변화에 따라 동작에 영향을 받는 기준 전압 발생기를 사용하는 대신에 플래쉬 메모리 셀을 이용하여 셀 전류와 로드 전류의 차이를 감지하도록 함으로써 셀 전류를 조절하여 감지하고자 하는 저전압 검출점을 자유롭게 설정할 수 있게 된다. 뿐만아니라 전원 전압의 변화에 영향을 받지 않도록 과도 소거된 셀을 이용함으로써 일정한 전류를 확보할 수 있도록 하며, 과도 소거된 셀의 문턱 전압을 조절함으로써 공정 변화에 따른 영향에 따라오동작되지 않도록 한다.
도 1은 종래의 저전압 검출기의 회로도.
도 2는 본 발명에 따른 저전압 검출기의 개략도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 저전압 검출기의 회로도.
도 4는 본 발명에 따른 저전압 검출기의 검출점을 나타낸 그래프.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
21 : 부하 수단22 : 드레인 바이어스 회로
N21 : NMOS 트랜지스터M21 : 플래쉬 메모리 셀
I21 : 인버터
본 발명에 따른 저전압 검출기는 전원 단자와 입력 노드 사이에 접속되어 상기 입력 노드에 전원 전압을 공급하기 위한 부하 수단과, 게이트 단자가 접지 단자에 접속되며, 상기 입력 노드의 전위를 조절하기 위한 플래쉬 메모리 셀과, 상기 플래쉬 메모리 셀의 드레인 단자의 전위를 조절하기 위한 드레인 바이어스 회로와, 상기 드레인 바이어스 회로의 출력에 따라 구동되는 스위칭 수단과, 상기 제 1 노드의 전위를 반전시키기 위한 인버팅 수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한, 도면상에서 동일 부호는 동일 요소를 지칭한다.
도 2는 본 발명에 따른 저전압 검출기의 개략도로서, 그 구성을 설명하면 다음과 같다.
전원 단자(Vcc)와 제 1 노드(Q21) 사이에 부하 수단(21)이 접속되며, 부하수단(21)을 통해 로드 전류(Iload)가 흐르게 된다. 제 1 노드(Q21)와 접지 단자(Vss) 사이에 NMOS 트랜지스터(N21)와 플래쉬 메모리 셀(M21)이 직렬 접속되는데, NMOS 트랜지스터(N21)는 드레인 바이어스 회로(22)이 출력에 따라 구동되어 플래쉬 메모리 셀(M21)의 드레인 전위를 조절한다. 한편, 플래쉬 메모리 셀(M21)은 게이트 단자가 접지 단자(Vss)에 접속되며, 과도 소거된 셀로 구성되어 전원 전압(Vcc)에 관계없이 일정한 셀 전류(Icell)가 흐르게 된다. 그리고, 인버터(I21)는 제 1 노드(Q21)의 전위를 반전시켜 검출 신호(LVCC)를 출력한다.
상기에서 부하 수단(21)은 게이트 단자가 접지 단자(Vss)에 접속된 PMOS 트랜지스터, 게이트 단자가 전원 단자(Vcc)에 접속된 NMOS 트랜지스터, 다이오드 또는 저항등 여러가지 변형이 가능하다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 저전압 검출기의 회로도로서, 그 구성을 설명하면 다음과 같다.
전원 단자(Vcc)와 제 1 노드(Q31) 사이에 게이트 단자가 접지 단자(Vss)에 접속된 PMOS 트랜지스터(P31)가 접속되는데, PMOS 트랜지스터(P31)를 통해 로드 전류(Iload)가 흐르게 된다. 제 1 노드(Q31)와 제 2 노드(Q32), 즉 플래쉬 메모리 셀(M21)의 드레인 단자 사이에 제 2 노드(Q32)의 전위를 반전시키는 제 1 인버터(I31)의 출력 신호에 따라 구동되는 NMOS 트랜지스터(N21)가 접속된다. 제 2 노드(Q32)와 접지 단자(Vss) 사이에 게이트 단자가 접지 단자(Vss)에 접속된 플래쉬 메모리 셀(M31)이 접속되는데, 플래쉬 메모리 셀(M31)은 과도 소거 셀로 구성되어 전원 전압(Vcc)에 관계없이 일정한 셀 전류(Icell)가 흐르게 된다. 그리고, 제 2 인버터(I32)는 제 1 노드(Q31)의 전위를 반전시켜 검출 신호(LVCC)를 출력한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시 예에 따른 저전압 검출기의 구동 방법을 설명하면 다음과 같다.
PMOS 트랜지스터(P31)를 통해 전원 전압(Vcc)이 제 1 노드(Q31)로 공급되고, PMOS 트랜지스터(P31)를 통해 흐르는 로드 전류(Iload)는 전원 전압(Vcc)에 따라 그 양이 변화된다. 즉, 전원 전압(Vcc)이 높을수록 로드 전류(Iload)의 양은 많아지고, 전원 전압(Vcc)이 낮을수록 로드 전류(Iload)의 양은 적어진다. 한편, 제 1 노드(Q31)의 전위는 로드 전류(Iload)와 플래쉬 메모리 셀(M31)의 셀 전류(Icell)에 따라 결정된다. 셀 전류(Icell)는 과도 소거된 상태를 유지하는 플래쉬 메모리 셀(M31)의 문턱 전압을 조절하여 조절할 수 있다.
제 2 노드(Q32)의 전위를 반전시키는 제 1 인버터(I31)의 출력에 따라 NMOS 트랜지스터(N31)가 구동되어 제 1 노드(Q31)와 접지 단자(Vss) 사이에 경로가 설정되면, 로드 전류(Iload)와 셀 전류(Icell)에 따라 제 1 노드(Q31)의 전위가 결정된다. 즉, 로드 전류(Iload)보다 셀 전류(Icell)가 크면 로드 전류(Iload) 모두 접지 단자(Vss)로 방출되므로 제 1 노드(Q31)의 전위는 낮아지게 되고, 이와는 반대로로드 전류(Iload)보다 셀 전류(Icell)가 작으면 제 1 노드(Q31)의 전위는 높아지게 된다. 이렇게 로드 전류(Iload)와 셀 전류(Icell)에 따라 변화된 제 1 노드(Q31)의 전위는 제 2 인버터(I32)를 통해 반전되어 검출 신호(LVCC)로서 출력된다.
따라서, 셀 전류(Icell)가 로드 전류(Iload)보다 작은 값을 갖도록 플래쉬 메모리 셀(M31)의 문턱 전압을 설정하면 전원 전압(Vcc)이 낮아짐에 따라 로드 전류(Iload)가 셀 전류(Icell)보다 작아지는 점이 발생하게 되고, 제 2 인버터(I32)는 두 전류의 차가 역전되는 순간에 검출 신호(LVCC)를 발생시킨다. 즉, 제 2 인버터(I32)의 검출 신호(LVCC)가 로우 상태로 출력되는 순간의 전원 전압(Vcc)이 저전압 검출점이 되고, 이 검출점은 플래쉬 메모리 셀(M31)의 문턱 전압을 조절하여 셀 전류(Icell)를 변경함으로써 원하는 값으로 설정할 수 있다.
또한, 공정 변화의 영향을 받아 로드 전류(Iload)가 변화하더라도 셀 전류(Icell)를 조절할 수 있으므로 로드 전류(Iload)의 변화에 따른 저전압 검출점의 변화를 보정할 수 있어 공정에 영향을 받지 않는 회로로 동작하게 된다.
도 4는 본 발명에 따른 저전압 검출 회로의 검출점을 나타낸 것으로, 로드 전류(Iload)가 셀 전류(Icell)보다 작아지는 점이 저전압 검출점(LVCC)이 되는 것을 나타낸다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 과도 소거된 플래쉬 메모리 셀의 셀 전류를 설정하고 로드 전류를 비교하여 저전압을 검출하기 때문에 온도, 공정 또는 전원 전압의 변화에 영향을 받지 않는 회로를 구현할 수 있다. 또한, 저전압 검출점을 플래쉬 메모리 셀의 문턱 전압을 이용하여 조절함으로써 회로의 수정없이 검출점을 자유롭게 변경할 수 있다.

Claims (6)

  1. 전원 단자와 입력 노드 사이에 접속되어 상기 입력 노드에 전원 전압을 공급하기 위한 부하 수단;
    게이트 단자가 접지 단자에 접속되며, 상기 부하 수단을 통한 부하 전류와 설정된 셀 전류에 따라 입력 노드의 전위를 조절하기 위한 플래쉬 메모리 셀;
    상기 플래쉬 메모리 셀의 드레인 단자의 전위를 조절하기 위한 드레인 바이어스 회로;
    상기 드레인 바이어스 회로의 출력에 따라 구동되는 스위칭 수단; 및
    상기 입력 노드의 전위를 반전시키기 위한 인버팅 수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 저전압 검출기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 부하 수단은 게이트 단자가 접지 단자에 접속된 PMOS 트랜지스터, 게이트 단자가 전원 단자에 접속된 NMOS 트랜지스터, 다이오드 및 저항중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 저전압 검출기.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 플래쉬 메모리 셀은 과도 소거된 셀인 것을 특징으로 하는 저전압 검출기.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 플래쉬 메모리 셀의 문턱 전압을 조절하는 것을 특징으로 하는 저전압 검출기.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 드레인 바이어스 회로는 상기 플래쉬 메모리 셀의 드레인 단자의 전위를 반전시키는 인버팅 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 저전압 검출기.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 스위칭 수단은 상기 입력 노드와 상기 플래쉬 메모리 셀 사이에 접속되어 상기 드레인 바이어스 회로에 따라 구동되는 NMOS 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 저전압 검출기.
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