KR20060101896A - High voltage switch circuit for removing ripple of high voltage - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고전압(VPP)의 리플현상을 제거하는 고전압 스위치 회로에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 고전압 스위치 회로는, 고전압을 전달하는 고전압 스위치; 상기 고전압을 이용해서 펌핑 동작을 수행하여, 상기 고전압 스위치를 구동시키기 위한 고전압 스위치 구동 신호를 발생시키는 고전압 스위치 구동부; 및 상기 고전압 스위치 구동 신호의 전압이 타겟전압 이상으로 올라가면 상기 고전압 스위치 구동부의 펌핑동작을 정지시키고 상기 고전압 스위치 구동 신호의 전압레벨이 타겟전압 이하로 떨어지면 상기 고전압 스위칭 구동부의 펌핑동작을 수행시키는 고전압 스위치 구동 제어부를 포함한다.The present invention relates to a high voltage switch circuit for removing the high voltage (VPP) ripple phenomenon, the high voltage switch circuit according to the present invention, a high voltage switch for transmitting a high voltage; A high voltage switch driver for performing a pumping operation using the high voltage to generate a high voltage switch driving signal for driving the high voltage switch; And a high voltage switch for stopping the pumping operation of the high voltage switch driver when the voltage of the high voltage switch driving signal rises above the target voltage and performing a pumping operation of the high voltage switching driver when the voltage level of the high voltage switch driving signal falls below the target voltage. It includes a drive control unit.

고전압 스위치, 펌프, 리플 High Voltage Switch, Pump, Ripple

Description

고전압의 리플 현상을 제거하는 고전압 스위치 회로{High voltage switch circuit for removing ripple of high voltage}High voltage switch circuit for removing ripple of high voltage

도 1은 종래의 고전압 스위치 회로를 도시한 회로도이다.1 is a circuit diagram showing a conventional high voltage switch circuit.

도 2는 도 1의 고전압의 리플 현상을 도시한 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating a high voltage ripple phenomenon of FIG. 1.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고전압 스위치 회로를 도시한 회로도이다.3 is a circuit diagram illustrating a high voltage switch circuit according to a preferred embodiment of the present invention.

도 4는 도 3의 고전압의 리플 현상을 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a high voltage ripple phenomenon of FIG. 3.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

10, 100 : 고전압 스위치 회로10, 100: high voltage switch circuit

11, 110 : 고전압 스위치11, 110: high voltage switch

12, 120 : 고전압 스위치 구동부12, 120: high voltage switch drive unit

130 : 고전압 스위치 구동 제어부130: high voltage switch drive control unit

본 발명은, 불휘발성 메모리 장치의 고전압 스위치 회로에 관한 것으로, 특히 고전압(VPP)의 리플현상을 제거하는 고전압 스위치 회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high voltage switch circuit of a nonvolatile memory device, and more particularly to a high voltage switch circuit that eliminates ripple of a high voltage (VPP).

플래시 메모리나 EEPROM 장치와 같은 불휘발성 메모리 소자에 있어서, 프로그램 동작 및 소거 동작 시에 다른 디바이스에 비해 훨씬 높은 고전압(high voltage)이 필요하다. 이러한 고전압은 외부 전원전압보다 높은 전압으로서 내부적으로 발생되므로, 이 고전압을 스위칭시켜주는 고전압 스위치 회로가 필요하다.In a nonvolatile memory device such as a flash memory or an EEPROM device, much higher voltages are required in comparison with other devices in program and erase operations. Since the high voltage is generated internally as a voltage higher than the external power supply voltage, a high voltage switch circuit for switching the high voltage is required.

도 1은 종래의 고전압 스위치 회로를 도시한 회로도이고, 도 2는 도 1의 고전압의 리플 현상을 나타낸다.1 is a circuit diagram illustrating a conventional high voltage switch circuit, and FIG. 2 illustrates a high voltage ripple phenomenon of FIG. 1.

도 1을 참조하면, 고전압 스위치 회로(10)는 고전압 스위치(11)와 고전압 스위치 구동부(12)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the high voltage switch circuit 10 includes a high voltage switch 11 and a high voltage switch driver 12.

이 고전압 스위치(11)는 입력받은 고전압(VPPIN)을 출력신호(VPPOUT)로서 전달하기 위해, 고전압 스위치 구동 신호(SEL)가 필요하다. 고전압 스위치 구동부(12)는 이 고전압 스위치 구동 신호(SEL)를 발생하기 위해서 펌핑 동작을 수행한다. The high voltage switch 11 needs a high voltage switch driving signal SEL to transfer the input high voltage VPPIN as an output signal VPPOUT. The high voltage switch driver 12 performs a pumping operation to generate the high voltage switch drive signal SEL.

이러한 고전압 스위치 구동 신호(SEL)는 고전압 스위치(11)의 성능을 좌우한다. 그러나, 고전압 스위치 구동 신호(SEL)에 의해 동작하는 고전압 스위치(11)는 도 2에 도시한 바와 같이 불필요한 고전압(VPPIN)의 입력 노이즈, 즉 리플(ripple)까지 출력신호(VPPOUT)로서 전달하는 문제점이 있다.The high voltage switch driving signal SEL determines the performance of the high voltage switch 11. However, as shown in FIG. 2, the high voltage switch 11 operating by the high voltage switch driving signal SEL transmits unnecessary noise of the high voltage VPPIN, that is, ripple, as an output signal VPPOUT. There is this.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 고전압의 리플 현상을 제거할 수 있는 고전압 스위치 회로를 제공하는 것에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a high voltage switch circuit capable of removing a high voltage ripple phenomenon.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고전압 스위치 회로는 고전압을 전달하는 고전압 스위치; 펌핑 동작을 수행하여 상기 고전압 스위치를 구동시키기 위한 고전압 스위치 구동 신호를 발생시키는 고전압 스위치 구동부; 및 상기 고전압 스위치 구동 신호의 전압레벨이 타겟전압 이상으로 올라가면 상기 고전압 스위치 구동부의 펌핑동작을 정지시키고 상기 고전압 스위치 구동 신호의 전압레벨이 타겟전압 이하로 떨어지면 상기 고전압 스위칭 구동부의 펌핑동작을 수행시키는 고전압 스위치 구동 제어부를 포함한다.High voltage switch circuit according to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above object is a high voltage switch for transmitting a high voltage; A high voltage switch driver for generating a high voltage switch driving signal for driving the high voltage switch by performing a pumping operation; And stopping the pumping operation of the high voltage switch driver when the voltage level of the high voltage switch driving signal is higher than or equal to a target voltage and performing the pumping operation of the high voltage switching driver when the voltage level of the high voltage switch driving signal falls below a target voltage. And a switch driving control unit.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명에서 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention and to those skilled in the art. It is provided for complete information. In the present invention, the same reference numerals denote the same members.

도 3는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고전압 스위치 회로를 도시한 것이고, 도 4는 리플 현상이 제거된 고전압을 나타낸다.Figure 3 shows a high voltage switch circuit according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 4 shows a high voltage with the ripple phenomenon removed.

도 3을 참조하면, 고전압 스위치 회로(100)는, 고전압 스위치(110), 고전압 스위치 구동부(120), 및 고전압 스위치 구동 제어부(130)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the high voltage switch circuit 100 includes a high voltage switch 110, a high voltage switch driver 120, and a high voltage switch drive controller 130.

고전압 스위치(110)는 고전압 스위치 구동 신호(SEL)에 응답하여 입력되는 고전압(VPPIN)을 출력신호(VPPOUT)로서 전달하는 NMOS 트랜지스터(M5)로 구성된다.The high voltage switch 110 is composed of an NMOS transistor M5 which transfers the high voltage VPPIN input in response to the high voltage switch driving signal SEL as the output signal VPPOUT.

고전압 스위치 구동부(120)는 고전압 스위치(110)를 동작시키기 위한 고전압 스위치 구동 신호(SEL)를 발생시키기 위해 펌핑 동작을 수행하며, NMOS 트랜지스터(M1, M4, M7,M8), NMOS 다이오드 트랜지스터(M2, M3, M6, M9), 및 커패시터(C1, C2)를 포함한다.  The high voltage switch driver 120 performs a pumping operation to generate a high voltage switch driving signal SEL for operating the high voltage switch 110, and the NMOS transistors M1, M4, M7, and M8 and the NMOS diode transistor M2. , M3, M6, M9), and capacitors C1, C2.

NMOS 트랜지스터(M1)는 게이트로 인가되는 전원전압(VCC)에 응답해서 인에이블 신호(EN)를 전달한다. NMOS 트랜지스터(N4)는 게이트로 인가되는 고전압 스위치 구동 신호(SEL)에 응답해서 고전압(VPPIN)을 노드 ND1로 전달한다. 커패시터(C1)는 클럭 신호(CK)에 의해 펌핑을 수행하여 NMOS 트랜지스터(M7)의 게이트로 전달한다. 커패시터(C2)는 클럭신호(CKB)에 의해 펌핑동작을 수행하여 NMOS 트랜지스터(M9)의 게이트로 전달한다. NMOS 트랜지스터(M8)는 게이트로 인가되는 고전압 스위치 구동 신호(SEL)에 응답하여 노드 ND1의 고전압을 노드 ND2로 전달한다.The NMOS transistor M1 transfers the enable signal EN in response to the power supply voltage VCC applied to the gate. The NMOS transistor N4 transfers the high voltage VPPIN to the node ND1 in response to the high voltage switch driving signal SEL applied to the gate. The capacitor C1 is pumped by the clock signal CK and transferred to the gate of the NMOS transistor M7. The capacitor C2 performs a pumping operation by the clock signal CKB and transfers it to the gate of the NMOS transistor M9. The NMOS transistor M8 transfers the high voltage of the node ND1 to the node ND2 in response to the high voltage switch driving signal SEL applied to the gate.

고전압 스위치 구동 제어부(130)는 고전압 스위치 구동부(130)의 펌핑동작을 인에이블시키거나 디스에이블시키는 것으로서, 펌핑 제어신호 발생부(131)와 펌핑 제어부(132)를 포함한다. The high voltage switch driving control unit 130 enables or disables the pumping operation of the high voltage switch driving unit 130 and includes a pumping control signal generator 131 and a pumping control unit 132.

펌핑 제어신호 발생부(131)는 고전압 스위칭 구동 신호(SEL)를 이용해서 펌핑 제어신호(CKEN)를 발생시키는 것으로서, 저항(R1, R2)와 비교기(133)를 포함한 다. 저항 (R1, R2)는 고전압 스위치 구동 신호(SEL)가 입력되는 단자와 접지전압 사이에 직렬로 접속되어, 기준전압(Vref)을 발생시킨다. 비교기(133)는 포지티브(+)단자로 기준전압(Vref)을 입력받고 네거티브 단자(-)로 밴드갭 기준전압(Vbg)을 입력받아, 펌핑 제어 신호(CKEN)를 발생시키는데, 이때, 기준전압(Vref)이 밴드갭 기준전압(Vbg)보다 크면 펌핑 제어신호(CKEN)를 디스에이블시키고, 기준전압(Vref)이 밴드갭 기준전압(Vbg)보다 작으면 펌핑 제어신호(CKEN)을 인에이블시킨다.The pumping control signal generator 131 generates the pumping control signal CKEN by using the high voltage switching driving signal SEL, and includes the resistors R1 and R2 and the comparator 133. The resistors R1 and R2 are connected in series between the terminal to which the high voltage switch drive signal SEL is input and the ground voltage, thereby generating a reference voltage Vref. The comparator 133 receives the reference voltage Vref through the positive terminal and the bandgap reference voltage Vbg through the negative terminal and generates a pumping control signal CKEN. The pumping control signal CKEN is disabled when Vref is greater than the bandgap reference voltage Vbg, and the pumping control signal CKEN is enabled when the reference voltage Vref is less than the bandgap reference voltage Vbg. .

펌핑 제어부(132)는 펌핑 제어 신호(CKEN)에 응답하여 고전압 스위치 구동부(120)의 펌핑동작을 수행시키거나 정지시키기 위한 것으로서, 낸드 게이트(134)와 인버터(IV1, IV2)를 포함한다. 낸드 게이트(134)는 클럭신호(CLK)와 인에이블 신호(EN)와 펌핑 제어신호(CKEN)를 반전 논리 곱하여 출력한다. 이 낸드 게이트(134)는 펌핑 제어신호(CKEN)가 로직 로우, 즉 디스에이블된 상태로 입력되면 클럭신호(CLK)의 토글링에 응답하지 않고 고전압 스위치 구동부(120)의 펌핑동작을 정지시킨다. 반대로, 펌핑 제어신호(CKEN)가 로직 하이, 즉 인에이블된 상태로 입력되면 클럭신호(CLK)의 토글링에 응답하여 고전압 스위치 구동부(120)의 펌핑동작을 수행시킨다. 인버터(IV1)는 낸드 게이트(134)의 출력신호를 반전시키고, 인버터(IV2)는 인버터(IV2)의 출력신호를 반전시킨다. The pumping controller 132 is configured to perform or stop the pumping operation of the high voltage switch driver 120 in response to the pumping control signal CKEN, and includes a NAND gate 134 and inverters IV1 and IV2. The NAND gate 134 inverts and outputs the clock signal CLK, the enable signal EN, and the pumping control signal CKEN. The NAND gate 134 stops the pumping operation of the high voltage switch driver 120 without responding to the toggling of the clock signal CLK when the pumping control signal CKEN is input in a logic low state, that is, in a disabled state. On the contrary, when the pumping control signal CKEN is input in a logic high state, that is, an enabled state, the pumping operation of the high voltage switch driver 120 is performed in response to toggling of the clock signal CLK. The inverter IV1 inverts the output signal of the NAND gate 134, and the inverter IV2 inverts the output signal of the inverter IV2.

이하, 고전압 스위치 구동부(120)의 펌핑 동작을 제어하여 고전압 스위치 구동 신호(SEL)의 전압레벨을 조절함으로써 고전압의 리플을 제거하는 방법을 간략히 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of removing the ripple of the high voltage by controlling the pumping operation of the high voltage switch driver 120 to adjust the voltage level of the high voltage switch driving signal SEL will be described.

고전압 스위치 구동 신호(SEL)의 전압레벨이 타겟전압 이상으로 상승하게 되면 이 펌핑 제어 신호(CKEN)가 디스에이블되어, 고전압 스위치 구동부(120)의 펌핑동작을 중단시킨다. 이렇게 되면 고전압 스위치 구동 신호(SEL)의 전압레벨이 올라가지 않고 현 상태를 유지하므로, 고전압 스위치(110)는 타겟 범위 이상의 고전압(VPPIN)이 입력되어도, 리플이 발생되지 않는 고전압(VPPOUT)을 출력하게 된다.When the voltage level of the high voltage switch driving signal SEL rises above the target voltage, the pumping control signal CKEN is disabled to stop the pumping operation of the high voltage switch driving unit 120. In this case, since the voltage level of the high voltage switch driving signal SEL is maintained without being raised, the high voltage switch 110 outputs a high voltage VPPOUT that does not cause ripple even when a high voltage VPPIN is input over a target range. do.

반대로, 고전압 스위치 구동 신호(SEL)의 전압레벨이 타겟전압 이하로 저하하게 되면 펌핑 제어 신호(CKEN)가 인에이블되어, 고전압 스위치 구동부(120)의 펌핑동작을 다시 수행시킨다. 이렇게 되면, 고전압 스위치 구동 신호(SEL)의 전압레벨이 상승하여 고전압 스위치(110)는 고전압(VPPIN)을 완전히 전달시킨다.On the contrary, when the voltage level of the high voltage switch driving signal SEL falls below the target voltage, the pumping control signal CKEN is enabled to perform the pumping operation of the high voltage switch driving unit 120 again. In this case, the voltage level of the high voltage switch driving signal SEL is increased, and the high voltage switch 110 completely transmits the high voltage VPPIN.

상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 기술을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical spirit of the present invention described above has been described in detail in a preferred embodiment, it should be noted that the above embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, the present invention will be understood by those of ordinary skill in the art that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 타겟 범위 이상으로 입력된 고전압(VPPIN)을 정교하게 필터링할 수 있어, 고전압의 리플을 줄일 수 있다. 그로 인해, 셀 성능과 프로그램 시간을 효과적으로 제어할 수 있어, 불필요한 동작을 제거할 수 있고, 또한 Icc 액티브 전류를 줄일 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to precisely filter the high voltage VPPIN input over the target range, thereby reducing the ripple of the high voltage. As a result, the cell performance and the program time can be effectively controlled, which eliminates unnecessary operation and reduces the Icc active current.

Claims (7)

고전압을 전달하는 고전압 스위치;A high voltage switch for transmitting a high voltage; 펌핑 동작을 수행하여 상기 고전압 스위치를 구동시키기 위한 고전압 스위치 구동 신호를 발생시키는 고전압 스위치 구동부; 및 A high voltage switch driver for generating a high voltage switch driving signal for driving the high voltage switch by performing a pumping operation; And 상기 고전압 스위치 구동 신호의 전압레벨이 타겟전압 이상으로 올라가면 상기 고전압 스위치 구동부의 펌핑동작을 정지시키고, 상기 고전압 스위치 구동 신호의 전압레벨이 타겟전압 이하로 떨어지면 상기 고전압 스위칭 구동부의 펌핑동작을 수행시키는 고전압 스위치 구동 제어부를 포함하는 고전압 스위치 회로.Stopping the pumping operation of the high voltage switch driver when the voltage level of the high voltage switch driving signal is higher than or equal to a target voltage; and performing a pumping operation of the high voltage switching driver when the voltage level of the high voltage switch driving signal falls below a target voltage. A high voltage switch circuit comprising a switch drive control unit. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 고전압 스위치 구동부는 상기 고전압 스위치 구동 제어부의 출력신호에 응답하여 상기 고전압 스위치 구동 신호의 전압레벨이 타겟 전압 이상으로 올라가면 펌핑동작을 정지하여 상기 고전압 스위치 구동신호의 전압레벨을 현상태로 유지시키고, 상기 고전압 스위치 구동 신호의 전압레벨이 타겟전압 이하로 떨어지면 펌핑동작을 수행하여 상기 고전압 스위치 구동신호의 전압레벨을 상승시키는 고전압 스위치 회로.The high voltage switch driving unit stops the pumping operation when the voltage level of the high voltage switch driving signal rises above a target voltage in response to an output signal of the high voltage switch driving control unit to maintain the voltage level of the high voltage switch driving signal in the present state. And a pumping operation to increase the voltage level of the high voltage switch driving signal when the voltage level of the high voltage switch driving signal falls below the target voltage. 제 1 항에 있어서,.The method of claim 1, wherein: 상기 고전압 스위치는 상기 고전압이 타겟 범위 이상으로 입력되어도, 전압레벨이 일정하게 유지되는 고전압 스위치 구동신호에 응답하여 리플이 발생되지 않는 고전압을 출력하는 고전압 스위치 회로.And the high voltage switch outputs a high voltage at which a ripple does not occur in response to a high voltage switch driving signal in which a voltage level is maintained even when the high voltage is input over a target range. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 고전압 스위치 구동 제어부는 상기 고전압 스위치 구동신호에 응답하여 펌핑 제어신호를 발생시키는 펌핑 제어신호 발생부; 및 상기 펌핑 제어신호가 인에이블된 상태로 입력되면 상기 고전압 스위치 구동부의 펌핑 동작을 수행시키고, 상기 펌핑 제어신호가 디스에이블된 상태로 입력되면 상기 고전압 스위치 구동부의 펌핑 동작을 정지시키는 펌핑 제어부를 포함하는 고전압 스위치 회로.The high voltage switch driving control unit may include a pumping control signal generation unit generating a pumping control signal in response to the high voltage switch driving signal; And a pumping control unit configured to perform a pumping operation of the high voltage switch driver when the pumping control signal is input in an enabled state, and stop a pumping operation of the high voltage switch driver when the pumping control signal is input in a disabled state. High voltage switch circuit. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 펌핑 제어신호 발생부는 상기 고전압 스위치 구동신호를 이용해서 기준전압을 발생시키는 기준전압 발생부와 상기 기준전압과 밴드갭 기준전압을 이용해서 상기 펌핑 제어신호를 발생시키는 비교기를 포함하는 고전압 스위치 회로.And the pumping control signal generator comprises a reference voltage generator for generating a reference voltage using the high voltage switch driving signal, and a comparator for generating the pumping control signal using the reference voltage and the bandgap reference voltage. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 비교기는 상기 기준전압이 상기 밴드갭 기준전압보다 크면 상기 펌핑 제어신호를 디스에이블시키고, 상기 기준전압이 상기 밴드갭 기준전압보다 작으면 상기 펌핑 제어신호를 인에이블시키는 고전압 스위치 회로.The comparator disables the pumping control signal when the reference voltage is greater than the bandgap reference voltage, and enables the pumping control signal when the reference voltage is less than the bandgap reference voltage. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 펌핑 제어부는 클럭신호, 인에이블 신호, 및 상기 펌핑 제어신호를 논리 조합하여 출력하는 논리소자를 포함하는 고전압 스위치 회로.The pumping controller includes a logic element for logically combining the clock signal, the enable signal, and the pumping control signal to output.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100723773B1 (en) * 2005-03-25 2007-05-30 주식회사 하이닉스반도체 High voltage switch circuit of non-volatile memory device

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