KR20060038816A - Voltage level detector and internal voltage generator using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차지(charge) 펌핑(pumping) 방식을 이용하는 전압레벨 검출장치 및 그 검출장치를 이용한 내부전압 발생장치를 개시한다.The present invention discloses a voltage level detection device using a charge pumping method and an internal voltage generation device using the detection device.
본 발명의 전압레벨 검출장치는 퓨즈 트리밍 및 저항의 크기에 따라 펌핑전압을 일정 비율로 분배하여 출력하는 전압 분배부; 번인 테스트 시작신호에 따라 상기 전압 분배부의 전압 분배 비율을 조절하여 그 출력전압의 크기를 조절하는 분배 조절부; 및 상기 전압 분배부의 출력전압을 기 설정된 기준전압과 비교하여 그 전압차를 증폭함으로써 상기 펌핑전압의 펌핑여부를 결정하는 펌핑인에이블신호를 출력하는 차동 증폭기를 구비하여, 노말 레벨에서의 퓨즈 트리밍(trimming)을 위해 퓨즈를 절단 후에도 번인 테스트(burn in test)시 번인 레벨에 영향을 주지 않아 내부전압을 안정화시킴으로써 수율의 향상에 도움을 주며 테스트 시간을 줄일 수 있도록 해준다.The voltage level detecting device of the present invention includes: a voltage divider for dividing and outputting a pumping voltage at a predetermined ratio according to fuse trimming and resistance size; A distribution controller for adjusting a voltage distribution ratio of the voltage divider according to a burn-in test start signal to adjust a magnitude of the output voltage; And a differential amplifier outputting a pumping enable signal for determining whether the pumping voltage is pumped by comparing the output voltage of the voltage divider with a preset reference voltage and amplifying the voltage difference. Even after the fuse is cut for trimming, the burn-in level does not affect the burn-in level, thereby stabilizing the internal voltage, thereby improving yield and reducing test time.
전압레벨, 검출, 내부전압, 차지, 펌핑Voltage level, detection, internal voltage, charge, pumping
Description
도 1은 차지 펌핑 방식을 사용하는 종래 전압레벨 검출장치의 구성을 나타내는 회로도.1 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional voltage level detection device using a charge pumping method.
도 2는 도 1의 전압레벨 검출장치에 따라 각 동작모드에서 발생되는 내부전압의 레벨을 나타내는 그래프.2 is a graph showing the level of the internal voltage generated in each operation mode according to the voltage level detection device of FIG.
도 3은 본 발명에 따른 내부전압 발생장치의 구성을 나타내는 블럭도.3 is a block diagram showing a configuration of an internal voltage generator according to the present invention;
도 4는 도 3에서 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전압레벨 검출부의 구성을 보다 상세하게 나타낸 회로도.FIG. 4 is a circuit diagram illustrating in detail the configuration of the voltage level detector according to the first embodiment of the present invention.
도 5는 도 3에서 오실레이터의 구성을 보다 상세하게 나타낸 회로도.FIG. 5 is a circuit diagram showing the configuration of the oscillator in FIG. 3 in more detail. FIG.
도 6은 도 3에서 펌핑 제어부의 구성을 보다 상세하게 나타낸 회로도.FIG. 6 is a circuit diagram illustrating in detail the configuration of the pumping controller in FIG. 3. FIG.
도 7은 도 3에서 펌핑부의 구성을 보다 상세하게 나타낸 회로도.7 is a circuit diagram showing in more detail the configuration of the pumping unit in FIG.
도 8는 본 발명의 내부전압 발생장치에서 발생되는 각 신호들을 나타내는 파형도.Figure 8 is a waveform diagram showing each signal generated in the internal voltage generator of the present invention.
도 9는 본 발명의 전압레벨 검출장치에 따라 각 동작모드에서 발생되는 내부전압의 레벨을 나타내는 그래프.9 is a graph showing the level of the internal voltage generated in each operation mode according to the voltage level detection device of the present invention.
도 10은 3에서 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전압레벨 검출부의 구성을 보 다 상세하게 나타낸 회로도.10 is a circuit diagram showing in more detail the configuration of the voltage level detecting unit according to the second embodiment of the present invention at 3;
본 발명은 전압레벨 검출장치 및 그를 이용한 내부전압 발생 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차지(charge) 펌핑(pumping) 방식을 이용하는 전압 발생장치에서 노말(normal) 레벨에서의 퓨즈 트리밍(trimming)을 위해 퓨즈를 절단 후에도 번인 테스트(burn in test)시 번인 레벨에 영향을 주지 않는 전압레벨 검출장치 및 그 검출장치를 이용한 내부전압 발생장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
DRAM은 외부에서 인가되는 외부전압(VDD, VREF, VSS) 이외에도 내부동작을 위한 전압레벨을 만들어주는 내부전압 발생장치를 가지고 있다. 내부전압 발생장치에서는 크게 외부전압(VDD)를 그대로 다운시켜 변환하는 방식과 차지 펌핑을 하는 두 가지 방식이 이용되고 있다. 여기에서, 전자의 경우는 기준전압을 만든 후 이를 커런트미러(current mirror)를 이용하여 원하는 레벨의 내부전압을 만드는 방식이며, 후자의 경우는 차지 펌프를 이용하여 외부전압(VDD)에 정공(hole)을 공급하거나(VPP), 외부전압(VSS)에 전자를 공급하여(VBB, VBBW) 내부전압을 만드는 방식이다.In addition to the external voltages (V DD , V REF , V SS ) applied to the DRAM, the DRAM has an internal voltage generator that creates a voltage level for internal operation. In the internal voltage generator, two methods of converting the external voltage V DD down as it is and a charge pumping are used. Here, in the former case, a reference voltage is made and then a current mirror is used to make an internal voltage of a desired level. In the latter case, a hole pump is applied to an external voltage (V DD ) using a charge pump. It is a method of making an internal voltage by supplying holes (V PP ) or by supplying electrons to an external voltage (V SS ) (V BB , V BBW ).
도 1은 차지 펌핑 방식을 사용하는 종래 전압레벨 검출장치의 구성을 나타내는 회로도이다.1 is a circuit diagram showing the configuration of a conventional voltage level detecting device using a charge pumping method.
종래의 전압레벨 검출장치는 저항 R1 ∼ R6, 퓨즈 FS1 ∼ FS4 및 차동 증폭 기(1)를 구비하여 펌핑전압(VPP)이 타겟레벨(Target level)인지를 감지한다. 이때, 저항 R1 ∼ R6은 펌핑전압(VPP)과 접지전압 사이에 직렬 연결되어 펌핑전압(VPP)을 분배하여 출력한다. 퓨즈 FS1 ∼ FS4는 각각 저항 R2 ∼ R5에 병렬 연결되며, 소자 공정상의 이유로 타겟레벨이 나오지 않는 경우 웨이퍼 레벨에서 선택적으로 절단됨으로써 그 레벨을 트리밍(trimming) 시켜 전압분배를 조절한다. 그리고, 차동 증폭기(1)는 PMOS트랜지스터 P1, P2, NMOS트랜지스터 N1, N2, N3 및 인버터 IV1를 구비하며, PMOS트랜지스터 P1, P2가 커런트미러를 구성한다. 차동 증폭기(1)는 저항 R1 ∼ R6 및 퓨즈 FS1 ∼ FS4에 의해 분배되어 출력되는 신호와 기준전압(VREF)을 비교하고 그 비교값을 이 증폭한 후 증폭된 신호를 인버터 IV1를 이용해 반전시켜 출력함으로써 펌핑 시작을 알리는 펌핑인에이블신호 Vppe를 출력한다.The conventional voltage level detecting device includes resistors R1 to R6, fuses FS1 to FS4, and a
이러한 전압레벨 검출장치에서, 퓨즈 트리밍 이전에는 퓨즈 FS1 ∼ FS4에 의해 저항 R2 ∼ R5가 쇼트되어 펌핑전압(VPP)은 저항 R1과 저항 R6에 의해 분배되어 출력된다. 즉, 퓨즈 트리밍 이전에 NMOS트랜지스터 N1의 게이트로 인가되는 전압의 크기는 VPP*{R6/(R1+R6)}가 된다. 그러나, 공정상의 이유로 펌핑전압 레벨이 낮아지거나 높아지면 퓨즈 트리밍을 위해 퓨즈 FS1 ∼ FS4를 선택적으로 절단(cutting)하여 펌핑전압 레벨을 노말 레벨의 타겟레벨로 맞춘다. 예컨대, 퓨즈 트리밍에 의해 퓨즈 FS1가 절단되면 NMOS트랜지스터 N1의 게이트로 인가되는 전압의 크기는 VPP*{R6/(R1+R2+R6)}로 낮아지며, 반대로 퓨즈 FS4가 절단되면 그 크기는 VPP*{(R5+R6)/(R1+R5+R6)}로 높아지므로, 이러한 퓨즈 트리밍을 통해 전압레벨을 맞추게 된다.In such a voltage level detecting device, before the fuse trimming, the resistors R2 to R5 are shorted by the fuses FS1 to FS4 so that the pumping voltage VPP is divided and output by the resistor R1 and the resistor R6. That is, the magnitude of the voltage applied to the gate of the NMOS transistor N1 before the trimming of the fuse becomes V PP * {R 6 / (
그런데, 도 1과 같은 종래의 전압레벨 검출장치는 펌핑전압(VPP)의 노말 레벨의 타겟을 맞추기 위해 퓨즈 트리밍을 수행하는 경우, 번인 테스트시 그 타겟이 변하게 되어 테스트의 신뢰도를 떨어뜨리는 문제를 발생시킨다.However, in the conventional voltage level detecting apparatus as shown in FIG. 1, when the fuse trimming is performed to match the normal level target of the pumping voltage V PP , the target is changed during the burn-in test to reduce the reliability of the test. Generate.
즉, 도 2에서와 같이, 노말 모드(Normal mode)시에서는 내부전압(Vint)의 레벨이 평탄하게 동작하므로 동작영역에서 퓨즈 트리밍을 통해 펌핑전압(VPP_after)의 레벨을 타겟레벨(VPP_target)로 안정적으로 맞출 수 있으나, 번인 모드(Burn In mode)에는 노말 모드에서와 달리 내부전압(Vint)이 지속적으로 상승하게 되므로 퓨즈 트리밍 전후의 전압레벨(Vpp_before, Vpp_after)이 높은 외부전압 영역에서 많이 달라지게 되어 테스트의 신뢰도를 떨어뜨리게 된다.That is, as in the second, normal mode (Normal mode) when the operating flat level of the internal voltage (Vint), so the target level of the pumping voltage (V PP _after) through a fuse trimming in the operating area level (V PP _target), but in burn-in mode, unlike the normal mode, the internal voltage (Vint) continuously increases, so in the external voltage range where the voltage level (Vpp_before, Vpp_after) before and after fuse trimming is high. It will change a lot and make the test less reliable.
따라서, 상술된 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 전압레벨 검출장치의 회로구조를 개선하여 번인 테스트 시에도 내부전압을 안정화시킴으로써 노말 레벨을 위한 퓨즈 트리밍 후에도 신뢰성있는 테스트를 수행할 수 있도록 하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention to solve the above-described problem is to improve the circuit structure of the voltage level detection device to stabilize the internal voltage even during burn-in test so that a reliable test can be performed even after fuse trimming for the normal level. .
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전압레벨 검출장치는 퓨즈 트리밍 및 저항의 크기에 따라 펌핑전압을 일정 비율로 분배하여 출력하는 전압 분배 부; 번인 테스트 시작신호에 따라 상기 전압 분배부의 전압 분배 비율을 조절하여 그 출력전압의 크기를 조절하는 분배 조절부; 및 상기 전압 분배부의 출력전압을 기 설정된 기준전압과 비교하여 그 전압차를 증폭함으로써 상기 펌핑전압의 펌핑여부를 결정하는 펌핑인에이블신호를 출력하는 차동 증폭기를 구비한다.The voltage level detection device of the present invention for achieving the above object is a voltage divider for outputting by dividing the pumping voltage in a predetermined ratio according to the size of the fuse trimming and the resistance; A distribution controller for adjusting a voltage distribution ratio of the voltage divider according to a burn-in test start signal to adjust a magnitude of the output voltage; And a differential amplifier outputting a pumping enable signal for determining whether the pumping voltage is pumped by comparing the output voltage of the voltage divider with a preset reference voltage and amplifying the voltage difference.
본 발명의 내부전압 발생장치는 번인 테스트 시작신호를 이용하여 동작모드에 따라 서로 다른 전압분배비율로 펌핑전압의 레벨을 감지하여 그 감지결과에 따라 펌핑인에이블신호를 출력하는 전압레벨 검출부; 상기 펌핑인에이블신호가 활성화시, 일정 주기의 오실레이션신호를 생성하여 출력하는 오실레이터; 상기 오실레이션신호를 신호처리하여 상기 펌핑전압의 펌핑을 제어하기 위한 펌핑제어신호를 생성하여 출력하는 펌핑 제어부; 및 상기 펌핑제어신호에 따라 전하의 차지(charge)와 디스차지(discharge)를 반복하면서 외부전압을 증폭하여 상기 펌핑전압을 생성하여 출력하는 펌핑부를 구비한다.The internal voltage generator of the present invention includes: a voltage level detection unit for detecting a level of a pumping voltage at different voltage distribution ratios according to an operation mode by using a burn-in test start signal and outputting a pumping enable signal according to the detection result; An oscillator for generating and outputting an oscillation signal of a predetermined period when the pumping enable signal is activated; A pumping controller configured to signal-process the oscillation signal to generate and output a pumping control signal for controlling pumping of the pumping voltage; And a pumping unit configured to generate and output the pumping voltage by amplifying an external voltage while repeating charge and discharge of electric charges according to the pumping control signal.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail preferred embodiments of the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 내부전압 발생장치의 구성을 나타내는 구성도이다.3 is a configuration diagram showing a configuration of an internal voltage generator according to the present invention.
본 발명의 내부전압 발생장치는 전압레벨 검출부(10), 오실레이터(20), 펌핑 제어부(30) 및 펌핑부(40)를 구비한다.The internal voltage generator of the present invention includes a
전압레벨 검출부(10)는 번인 테스트 시작신호(tm_bi)를 이용하여 동작모드(노말 모드 또는 번인 모드)에 따라 펌핑부(40)의 출력전압인 펌핑전압(VPP)을 서로 다른 비율로 분배하며, 분배된 전압과 기준전압을 비교하고 그 전압차를 증폭하여 펌핑인에이블신호(Vppe)를 출력함으로써 펌핑전압(VPP)이 기 설정된 타겟레벨(Target level)에 도달했는지를 감지한다. 즉, 전압레벨 검출부(10)는 번인 테스트 시작신호(tm_bi)가 비활성화되는 노말 모드 시에는 퓨즈 트리밍에 따라 펌핑전압(VPP)을 분배하고, 번인 테스트 시작신호(tm_bi)가 활성화되는 번인 모드 시에는 퓨즈 트리밍과 상관없이 기 설정된 일정 비율로 펌핑전압(VPP)을 분배한다. 그리고, 전압레벨 검출부(10)는 분배된 전압을 기준전압과 비교하여 그 전압차를 증폭하여 펌핑인에이블신호(Vppe)를 생성하여 출력한다.The voltage
오실레이터(20)는 전압레벨 검출부(10)로부터 펌핑인에이블신호(Vppe)를 인가받으며, 펌핑인에이블신호(Vppe)의 활성화시 일정 주기의 오실레이션신호(osc)를 생성하여 출력한다.The
펌핑 제어부(30)는 오실레이터(20)로부터 오실레이션신호(osc)를 인가받으며, 오실레이션신호(osc)를 신호처리하여 펌핑을 제어하기 위한 펌핑제어신호(p1, p2, g1, g2)를 생성하여 출력한다. 즉, 펌핑 제어부(30)는 오실레이션신호(osc)의 펄스 주기 및 위상을 변경시켜 펌핑제어신호(p1, p2, g1, g2)를 생성한다.The
펌핑부(40)는 펌핑제어신호(p1, p2, g1, g2)에 따라 전하의 차지(charge)와 디스차지(discharge)를 반복하면서 외부전압(VDD)을 증폭하여 펌핑전압(VPP)를 생성하여 출력한다. 펌핑부(40)에서 출력되는 펌핑전압(VPP)은 전압레벨 검출부(10)로 피드백된다.The
도 4는 도 3에서 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전압레벨 검출부(10)의 구성을 보다 상세하게 나타낸 회로도이다. 이하, 도 4에서 도 1과 동일한 기능을 수행하는 구성요소들에 대해 도 1과 동일한 참조번호를 부여하였다.4 is a circuit diagram illustrating in detail the configuration of the
전압레벨 검출부(10)는 전압 분배부(12), 분배 조절부(14) 및 차동 증폭부(16)를 구비한다.The
전압 분배부(12)는 퓨즈 트리밍 및 저항의 크기에 따라 펌핑전압(VPP)을 일정 비율로 분배하여 출력한다. 이러한 전압 분배부(12)는 펌핑전압(VPP)과 접지전압(VSS) 사이에 직렬 연결되는 저항 R1 ∼ R6, 및 저항 R2 ∼ R5(트리밍 대상 저항)에 각각 병렬로 연결되는 퓨즈 FS1 ∼ FS4를 구비한다.The
분배 조절부(14)는 번인 테스트 시작신호(tm_bi)에 따라 전압 분배부(12)의 전압 분배 비율을 조절하여 펌핑인에이블신호(Vppe)의 크기를 동작모드에 따라 조절한다. 이러한 분배 조절부(14)는 노드 A 와 노드 C 사이에 연결되며 게이트로 번인 테스트 시작신호(tm_bi)를 인가받는 NMOS트랜지스터 N4 및 노드 C 와 노드 B 사이에 연결되며 게이트로 번인 테스트 시작신호(tm_bi)를 인가받는 NMOS트랜지스터 N5를 구비한다. 즉, 분배 조절부(14)는 번인 테스트가 수행되어 번인 테스트 시작신호(tm_bi)가 하이로 인에이블되면, 직렬 연결된 두 그룹의 저항 R2와 R3(제 1 트리밍 대상 저항 그룹) 및 R4와 R5(제 2 트리밍 대상 저항 그룹)에 대해 각각 병렬 연결된 NMOS트랜지스터 N4, N5를 온시켜 노드 A와 노드 B 사이 및 노드 B와 노드 C 사이를 각각 직접 연결시켜준다. 이로써, 퓨즈 트리밍에 의해 절단된 퓨즈들이 전압 분배부(12)의 출력전압에 영향을 주지 못하도록 한다. 반대로, 분배 조절부(14)는 노말 모드시 번인 테스트 시작신호(tm_bi)가 로우로 디스에이블되면, NMOS트랜지스터 N4, N5를 오프시킴으로써, 퓨즈 트리밍에 따라 전압 분배부(12)의 출력전압이 결정되도록 해준다.The
차동 증폭부(16)는 전압 분배부(12)의 출력전압을 기준전압(Vref)과 비교하여 그 전압차를 증폭함으로써 펌핑인에이블신호(Vppe)를 출력한다. 이러한 차동 증폭부(16)는 PMOS 트랜지스터 P1, P2, NMOS트랜지스터 N1 ∼ N3 및 인버터 IV1을 구비한다. PMOS트랜지스터 P1, P2는 커런트미러를 형성하며, NMOS트랜지스터 N1, N2는 커런트미러와 NMOS트랜지스터 N3 사이에 연결되며 각각 전압 분배부(12)의 출력전압 및 기준전압(Vref)을 게이트로 인가받는다. NMOS트랜지스터 N3는 NMOS트랜지스터 N1, N2 와 접지전압 사이에 연결되며, 게이트로 펌핑액티브신호(VPP_act)를 인가받아 차동 증폭기(16)를 선택적으로 활성화시킨다. 인버터 IV1은 NMOS트랜지스터 N1, N2에 의해 증폭된 신호를 반전시켜 펌핑인에이블신호(Vppe)를 출력한다.The
도 5는 도 3에서 오실레이터(20)의 구성을 보다 상세하게 나타낸 회로도이다.FIG. 5 is a circuit diagram illustrating in detail the configuration of the
오실레이터(20)는 도 8에서와 같이 펌핑인에이블신호(Vppe)가 하이로 활성화되는 동안 일정한 펄스폭을 갖는 펄스신호(osc)를 발생시켜 출력한다. 이러한 오실레이터(20)는 낸드게이트 ND1 및 인버터 IV2 ∼ IV7를 구비한다. 낸드게이트 ND1 는 펌핑인에이블신호(Vppe) 및 인버터 IV5 ∼ IV7를 통해 반전 지연되어 피드백되는 오실레이션신호(osc)를 낸드연산하여 출력한다. 인버터 IV2 ∼ IV4는 낸드게이트 ND1의 출력단과 오실레이터(20)의 출력단 사이에 직렬 연결되며, 인버터 IV5 ∼ IV7는 오실레이터(20)의 출력단과 낸드게이트 ND1의 한 입력단 사이에 직렬 연결된다.The
도 6은 도 3에서 펌핑 제어부(30)의 구성을 보다 상세하게 나타낸 회로도이다.FIG. 6 is a circuit diagram illustrating in detail the configuration of the pumping
펌핑 제어부(30)는 수신된 오실레이션신호(osc)의 펄스 주기와 위상을 변경시켜 펌핑 제어를 위한 펌핑제어신호(p1, p2, g1, g2)를 생성한다. 이러한 펌핑 제어부(30)는 인버터 IV8 ∼ IV15 및 낸드게이트 ND2, ND3를 구비한다. 인버터 IV8, IV9는 직렬 연결되며 오실레이션신호(osc)를 비반전 지연시켜 낸드게이트 ND2, ND3의 일 입력단으로 출력한다. 인버터 IV10, IV11은 직렬 연결되며 오실레이션신호(osc)를 비반전 지연시켜 펌핑제어신호(p1)를 출력한다. 인버터 IV13은 펌핑제어신호(p1)을 반전시켜 펌핑제어신호(p2)를 출력한다. 낸드게이트 ND2, ND3는 오실레이션신호(osc)와 인버터 IV8, IV9에 의해 지연된 오실레이션신호를 낸드연산하여 출력한다. 인버터 IV12, IV14는 낸드게이트 ND2의 출력단에 직렬 연결되어 펌핑제어신호(g1)를 출력한다. 인버터 IV15는 낸드게이트 ND3의 출력단에 연결되어 펌핑제어신호(g2)를 출력한다. 오실레이션신호(osc)와 펌핑제어신호(p1, p2, g1, g2)의 관계는 도 8에 도시되어 있다.The pumping
도 7은 도 3에서 펌핑부(40)의 구성을 보다 상세하게 나타낸 회로도이다.FIG. 7 is a circuit diagram illustrating in detail the configuration of the
펌핑부(40)는 펌핑제어신호(p1, g1)와 펌핑제어신호(p2, g2)가 각각 쌍을 이루며 전하의 차지(charge)와 디스차지(discharge)를 반복하면서 외부공급전원(VDD)를 증폭하여 펌핑전압(VPP)을 생성하는 증폭기의 형태로 구성된다. 이러한 펌핑부(40)는 각각 드레인과 소오스가 펌핑제어신호(p1, p2, g1, g2)와 공통 연결되며 게이트가 노드 D ∼ G에 연결되는 NMOS캐패시터 N6 ∼ N9, 노드 D와 외부전압(VDD) 사이에 연결되며 게이트가 각각 노드 D 및 외부전압(VDD)에 연결되는 NMOS트랜지스터 N10과 N11, 노드 E와 외부전압(VDD) 사이에 연결되며 게이트가 각각 노드 E 및 외부공급전원(VDD)에 연결되는 NMOS트랜지스터 N12과 N13, 노드 F 또는 G와 외부전압(VDD) 사이에 연결되며 게이트가 각각 노드 D와 노드 E와 연결되는 NMOS트랜지스터 N14와 N15, 외부전압(VDD)과 펌핑전압(VPP)단 사이에 연결되며 게이트가 외부전압(VDD)에 연결되는 NMOS트랜지스터 N16, 및 래치형태로 펌핑전압(VPP)단과 노드 F와 G 사이에 연결되는 PMOS트랜지스터 P3와 P4를 구비한다.The
상술된 구성을 갖는 본 발명에 따른 내부전압 발생장치의 동작을 간략하게 설명한다.The operation of the internal voltage generator according to the present invention having the above-described configuration will be briefly described.
노말 모드시, 도 9에서와 같이 펌핑전압(VPP_before)이 타겟레벨(VPP_target) 보다 작은 경우 퓨즈 트리밍을 수행하여 그 전압레벨(VPP_after)을 타겟레벨에 맞춘다.In the normal mode, when the pumping voltage V PP _before is smaller than the target level VPP_target as shown in FIG. 9, fuse trimming is performed to adjust the voltage level V PP _after to the target level.
이를 위해, 퓨즈 FS3를 절단함으로써 전압 분배부(12)의 출력전압은 VPP*{(R4+R6)/(R1+R4+R6)}으로 그 레벨이 높아진다.For this purpose, by cutting the fuse FS3, the output voltage of the
전압 분배부(12)의 출력전압은 NMOS트랜지스터 N1의 게이트로 인가되며, 펌핑액티브신호(VPP_act)가 하이로 활성화된 상태에서, 차동 증폭부(16)는 전압 분배부(12)의 출력전압과 기준전압(VREFC)을 비교하여 그 전압차가 증폭함으로써 펌핑인에이블신호(Vppe)를 오실레이터(20)로 출력한다. 이때, 기준전압(VREFC)이 전압 분배부(12)의 출력전압 보다 큰 경우, 펌핑인에이블신호(Vppe)는 하이로 활성화되어 출력된다.The output voltage of the
펌핑인에이블신호(Vppe)가 하이로 활성화되어 오실레이터(20)의 NMOS트랜지스터 ND1의 한 입력단자로 인가되면, NMOS트랜지스터 ND1는 다른 입력단자로 인가되는 신호 즉 지연 반전된 오실레이션신호(osc)에 따라 일정 펄스폭을 갖는 펄스신호를 출력하며, 그 펄스신호는 다시 반전지연되어 오실레이션신호(osc)로 출력된다.When the pumping enable signal VPp is activated high and applied to one input terminal of the NMOS transistor ND1 of the
펌핑 제어부(30)는 오실레이터(20)로부터 인가되는 오실레이션신호(osc)를 신호처리하여 도 8에서와 같은 형태의 4개의 펌핑제어신호(p1, p2, g1, g2)를 생성하여 펌핑부(40)로 출력한다.The pumping
펌핑부(40)는 펌핑제어신호(p1, p2, g1, g2)에 따라 외부전압(VDD)을 펌핑하여 펌핑전압(VPP)으로 출력한다. 이러한 펌핑부(40)의 동작을 설명하면, 먼저 VDD
레벨의 하이 레벨의 펌핑제어신호(g1)가 NMOS캐패시터 N8에 인가되면 NMOS트랜지스터 N14가 온되어 노드 F가 외부전압(VDD) 레벨로 프리차지 된다. 이때, PMOS 트랜지스터 P3는 펌핑제어신호(p2)에 의해 오프상태로 유지된다. 다음에, 노드 F의 전압이 외부전압(VDD) 레벨로 프리차지된 상태에서 펌핑제어신호(p1)가 하이로 활성화되면, 노드 F의 전압은 " 2VDD" 로 상승한다.The
이때, 로우레벨의 펌핑제어신호(p2)가 NMOS캐패시터 N7에 인가되면, PMOS트랜지스터 P3가 온되어 펌핑전압단과 노드 F의 전하분배(charge sharing)에 의하여 펌핑전압단의 전위가 올라가게 된다.At this time, when the low level pumping control signal p2 is applied to the NMOS capacitor N7, the PMOS transistor P3 is turned on to increase the potential of the pumping voltage terminal due to the charge sharing between the pumping voltage terminal and the node F.
동일한 방식으로 펌핑제어신호(g2)가 하이레벨로 NMOS캐패시터 N9에 인가되면 NMOS트랜지스터 N15가 온되어 노드 G가 외부전압(VDD) 레벨로 프리차지 된다. 다음에, 펌핑제어신호(p2)가 하이레벨로 인가되면 노드 G의 전압은 NMOS캐패시터 N7에 의해 "2VDD" 까지 상승하게 되며, 이때 펌핑클럭신호(p1)가 로우레벨로 인가되어 PMOS트랜지스터 P4가 턴온되면, 펌핑전압단과 노드 G의 전하분배에 의해 펌핑전압단의 전압이 상승하게 된다. 펌핑부(40)는 이러한 동작을 반복하면서 펌핑전압(VPP) 레벨이 타겟레벨에 도달할 때 까지 펌핑 동작을 계속하게 된다.In the same manner, when the pumping control signal g2 is applied to the NMOS capacitor N9 at a high level, the NMOS transistor N15 is turned on so that the node G is precharged to the external voltage V DD level. Next, when the pumping control signal p2 is applied at the high level, the voltage of the node G is raised to "2V DD " by the NMOS capacitor N7, and at this time, the pumping clock signal p1 is applied at the low level so that the PMOS transistor P4 is applied. When is turned on, the voltage of the pumping voltage terminal is increased by the charge distribution between the pumping voltage terminal and the node G. The
번인 테스트 모드시에 있어서, 번인 테스트가 시작되면 그 시작을 알리는 번인 테스트 시작신호(tm_bi)가 활성화된다. 본 발명에서는 이러한 번인 테스트 시작신호(tm_bi)를 이용하여 펌핑전압레벨 감지를 동작모드에 따라 다르게 수행한다. 즉, 본 발명의 내부전압 발생장치는 퓨즈 트리밍이 이루어진 상태에서 번인 테스트 시작신호(tm_bi)를 이용해 동작모드가 노말 모드인 경우와 번인 테스트 모드인 경우를 구분하고 각 동작모드에 따라 전압레벨 감지를 달리한다.In the burn-in test mode, the burn-in test start signal tm_bi indicating the start of the burn-in test is activated. In the present invention, the pumping voltage level detection is differently performed according to the operation mode by using the burn-in test start signal tm_bi. That is, the internal voltage generator according to the present invention distinguishes between the normal mode and the burn-in test mode by using the burn-in test start signal tm_bi in the state of fuse trimming, and detects the voltage level according to each operation mode. Do it differently.
번인 테스트 시작신호(tm_bi)가 활성화되면, NMOS트랜지스터 N4, N5가 온되어 노드 A와 노드 B 사이 그리고 노드 B와 노드 C 사이가 직접 연결되어 펌핑전압(VPP)의 크기는 저항 R1 과 R6에 의해 분배된다. 즉, 퓨즈 절단에 의한 트리밍이 펌핑전압(VPP)의 분배에 영향을 미치지 못하게 된다. 이처럼, 번인 모드 시에는 펌핑전압 레벨 검출에 퓨즈 트리밍이 영향을 주지 않으므로, 도 9에서와 같이 퓨즈 트리밍 수행 전후의 전압(VPP_before, VPP_after)은 동일하게 되어 타겟레벨이 변하지 않게 된다.When the burn-in test start signal (tm_bi) is activated, the NMOS transistors N4 and N5 are turned on so that a direct connection between node A and node B and between node B and node C causes the magnitude of the pumping voltage (V PP ) to be applied to the resistors R1 and R6. Is distributed by In other words, the trimming by cutting the fuse does not affect the distribution of the pumping voltage V PP . Thus, the burn-in mode is because it does not fuse trimming effect on the pumping voltage level detected voltage (V PP _before, V PP _after) before and after the performing fuse trimming as shown in Figure 9 are the same is not the target level change.
이후 검출된 전압을 이용한 오실레이션(20), 펌핑 제어부(30) 및 펌핑부(40)의 동작은 상술된 노말 모드시와 동일하므로 그에 대한 설명은 생략한다.Since the operation of the
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전압레벨 검출부(10)의 구성을 나타내는 회로도이다.10 is a circuit diagram showing the configuration of the
도 10의 전압레벨 검출부(10)의 동작은 도 4의 전압레벨 검출부와 동일하며, 단지 노드 A와 노드 C의 전위를 보다 확실하게 전달하기 위해 도 4의 NMOS 트랜지스터 N4, N5 대신에 전송 트랜지스터 TT1, TT2를 이용하였다는 것에서만 차이가 있다.The operation of the voltage
즉, 도 10의 분배 조절부(18)는 번인 테스트 시작신호(tm_bi)를 반전시켜 출 력하는 인버터 IV16, IV17, 및 번인 테스트 시작신호(tm_bi)와 인버터 IV16, IV17의 출력신호에 따라 온/오프되는 전송 트랜지스터 TT1, TT2를 구비한다.That is, the distribution controller 18 of FIG. 10 turns on / off according to the inverters IV16 and IV17 outputting the inverted burn-in test start signal tm_bi and the output signals of the burn-in test start signals tm_bi and the inverters IV16 and IV17. Transfer transistors TT1 and TT2 that are turned off.
도 10의 전압레벨 검출부(10)에서 분배 조절부(18) 이외의 구성요소(12, 16)은 그 구성 및 기능이 도 4에서와 동일하므로 동일한 참조부호를 붙였으며, 그 동작 설명은 생략한다.In the voltage
상술한 바와 같이, 본 발명의 전압레벨 검출장치 및 내부전압 발생장치는 노말(normal) 레벨에서의 퓨즈 트리밍(trimming)을 위해 퓨즈를 절단 후에도 번인 모드(burn in test)시 번인 레벨에 영향을 주지 않아 내부전압을 안정화시킴으로써, 수율의 향상에 도움을 주며 테스트 시간을 줄일 수 있도록 해준다.As described above, the voltage level detection device and the internal voltage generator of the present invention do not affect the burn-in level during burn in test even after the fuse is cut for fuse trimming at a normal level. Therefore, by stabilizing the internal voltage, it helps to improve the yield and shorten the test time.
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