KR20060106404A - 전압 펌핑장치 - Google Patents

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KR20060106404A
KR20060106404A KR1020050029533A KR20050029533A KR20060106404A KR 20060106404 A KR20060106404 A KR 20060106404A KR 1020050029533 A KR1020050029533 A KR 1020050029533A KR 20050029533 A KR20050029533 A KR 20050029533A KR 20060106404 A KR20060106404 A KR 20060106404A
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Abstract

본 발명은 피드백되는 전압 레벨을 감지하여 전압 펌핑 인에이블 신호를 발생시키는 전압 레벨 검출부와; 상기 전압 펌핑 인에이블 신호에 응답하여 동작하되, 정상 동작 모드 하에서 소정의 펄스신호를 발생시키는 오실레이터와; 외부로부터의 소정 클럭신호를 입력받고 상기 전압 펌핑 인에이블 신호에 응답하여 동작하되, 저전력 동작 모드 하에서 상기 클럭신호를 출력하는 클럭 공급 제어부와; 정상 동작모드 하에서는 상기 오실레이터로부터 인가되는 펄스신호에 응답하여 전압펌핑 동작을 수행하고, 저전력 동작 모드 하에서는 상기 클럭 공급제어부로부터 인가되는 상기 클럭신호에 응답하여 전압펌핑 동작을 수행하는 전압 펌프부를 포함하여 구성되는 전압 펌핑장치에 관한 것이다.
전압 펌핑장치

Description

전압 펌핑장치{Voltage Pumping Device}
도 1은 종래 기술에 의한 전압 펌핑장치의 구성을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 일 실시예에 따른 전압 펌핑장치의 구성을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 의한 전압 펌핑장치에 포함된 오실레이터의 구성을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 의한 전압 펌핑장치에 포함된 클럭 공급 제어부의 구성을 도시한 것이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110 : 오실레이터 120 : 전압 펌프부
130 : 전압 레벨 검출부
210 : 오실레이터 211 : 인버터 체인
220 : 전압 펌프부 230 : 전압 레벨 검출부
240 : 클럭 공급 제어부 241 : 논리부
본 발명은 반도체 메모리 장치의 전압 펌핑장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 반도체 장치가 정상 동작모드인지 저전력 동작모드인지의 여부에 따라 전압펌핑력을 조절함으로써 특히 저전력 동작모드 하에서 전류 소모를 감소시킬 수 있도록 하는 전압 펌핑 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 디램(DRAM)은 하나의 트랜지스터와 하나의 커패시터로 구성된 메모리 셀에 데이터를 라이트 또는 리드할 수 있는 랜덤 엑세스 메모리이다. 그런데, 디램은 메모리 셀을 구성하는 트랜지스터로 NMOS를 사용하므로, 문턱전압(Vt)에 의한 전압 손실을 고려하여 외부 전압(Vdd)+문턱전압(Vt)+△V의 전위를 발생하는 워드라인 구동용 전압 펌핑장치를 포함하고 있다.
즉, 디램 메모리 셀에 주로 사용되는 NMOS를 온시키기 위해서는 소스전압보다 문턱전압(Vt) 이상으로 더 높은 전압을 게이트로 인가하여야 하는데, 일반적으로 디램에 인가되는 최대전압은 Vdd 레벨이기 때문에, 완전한 Vdd레벨의 전압을 셀 또는 비트라인으로부터 리드하거나 셀 또는 비트라인에 라이트하기 위해서는 상기 NMOS의 게이트에 Vdd + Vt 이상의 승압 전압을 인가하여야만 한다. 따라서, 디램소자의 워드라인을 구동하기 위해서는 상기 승압전압인 고전압(Vpp)을 발생시키는 전압 펌핑장치가 필요하게 되는 것이다.
또한, 반도체 장치의 소정 부위에 백바이어스(back bias)를 인가하기 위하여 접지전압(Vss)보다 더 낮은 전압레벨의 전압인 Vbb를 발생시키는 경우에도 전압 펌핑장치가 필요하다.
그런데, 종래 전압 펌핑장치는 반도체 장치의 정상 동작모드와 저전력 동작모드에서 동일한 전류 구동력을 가지도록 전압을 펌핑함으로써 불필요한 전류의 소모가 발생하는 문제점이 있었다. 도 1은 종래 기술에 의한 전압 펌핑장치의 구성을 도시한 것으로서, 이를 참조하여 종래 기술의 문제점을 살펴 보면 다음과 같다. 상기에서, 정상 동작모드라 함은 반도체 장치의 액티브 동작 모드 등 전력이 상대적으로 많이 소요되는 동작모드를 말하며, 저전력 동작모드라 함은 스탠바이 모드 등 전력이 상대적으로 적게 소요되는 동작모드를 말한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 전압 펌핑장치는 전압 펌프부(120)로부터 피드백되는 전압(V_want) 레벨을 감지하여 전압 펌핑 인에이블 신호(ppe)를 발생시키는 전압 레벨 검출부(130)와, 상기 전압 펌핑 인에이블 신호(ppe)에 응답하여 소정의 펄스신호(osc)를 발생시키는 오실레이터(110)와, 상기 오실레이터(110)로부터 인가되는 펄스 신호(osc)에 응답하여 소정레벨의 전압(V_want)을 펌핑하는 전압 펌프부(120)를 포함하여 구성된다.
이와 같이 구성된 종래 전압 펌핑장치의 동작을 보다 자세하게 설명한다.
먼저, 전압 레벨 검출부(130)가 전압 펌프부(120)로부터 피드백 되는 전압(V_want) 레벨을 감지하여 전압 펌핑 인에이블 신호(ppe)를 발생시키면, 오실레이터(110)는 이러한 전압 펌핑 인에이블 신호(ppe)에 응답하여 소정의 펄스신호(osc) 를 발생시킨다. 상기에서 전압 레벨 검출부(130)는 전압 펌프부(120)로부터 출력되는 전압(V_want)이 기설정된 원하는 전압보다 큰지 작은지를 비교하여, 만약 전압(V_want)이 상기 기설정 전압보다 작은 경우에는 전압펌프부(120)가 전압 펌핑동작을 수행하도록 하기 위하여 전압 펌핑 인에이블 신호(ppe)를 인에이블시키고, 반면 만약 전압(V_want)이 상기 기설정 전압보다 큰 경우에는 전압펌프부(120)가 전압 펌핑동작을 중지하도록 하기 위하여 전압 펌핑 인에이블 신호(ppe)를 디스에이블시킨다.
마지막으로, 전압펌프부(120)는 상기 오실레이터(110)로부터 인가되는 펄스 신호(osc)에 응답하여 소정 레벨의 전압(V_want)을 펌핑하는 동작을 수행한다.
이와 같이, 종래 전압 펌핑장치는 반도체 장치가 정상동작 모드인지 저전력 동작 모드인지의 여부에 상관없이 동일한 구동력으로 전압을 펌핑하도록 되어 있었다. 즉, 일반적으로 반도체 장치는 저전력 동작 모드 하에서는 정상동작 모드에 비하여 상대적으로 훨씬 적은 양의 전류 구동력 및 전력이 필요함에도 불구하고, 종래 반도체 장치에 사용되던 전압 펌핑장치는 이러한 점은 고려하지 않은 체, 저전력 동작모드와 정상 동작 모드에서 동일한 전류 구동력이 공급되도록 전압을 인가하였으며, 이에 따라 특히 저전력 동작 모드 하에서 불필요한 전류의 소모가 발생하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 반도체 장치가 정상 동작모 드인지 저전력 동작모드인지의 여부에 따라 전압 펌핑장치에 의한 전압 펌핑량을 조절함으로써 특히 저전력 동작모드 하에서 전류 소모를 감소시킬 수 있도록 하는 반도체 메모리 장치의 전압 펌핑장치를 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 피드백되는 전압 레벨을 감지하여 전압 펌핑 인에이블 신호를 발생시키는 전압 레벨 검출부와; 상기 전압 펌핑 인에이블 신호에 응답하여 동작하되, 정상 동작 모드 하에서 소정의 펄스신호를 발생시키는 오실레이터와; 외부로부터의 소정 클럭신호를 입력받고 상기 전압 펌핑 인에이블 신호에 응답하여 동작하되, 저전력 동작 모드 하에서 상기 클럭신호를 출력하는 클럭 공급 제어부와; 정상 동작모드 하에서는 상기 오실레이터로부터 인가되는 펄스신호에 응답하여 전압펌핑 동작을 수행하고, 저전력 동작 모드 하에서는 상기 클럭 공급제어부로부터 인가되는 상기 클럭신호에 응답하여 전압펌핑 동작을 수행하는 전압 펌프부를 포함하여 구성되는 전압 펌핑장치를 제공한다.
본 발명에서, 상기 오실레이터는 반도체 장치가 정상동작모드인지 저전력 동작모드인지의 여부에 따라 레벨 천이되는 소정 명령신호에 응답하여 동작하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 오실레이터는 상기 명령신호를 버퍼링한 신호와 상기 전압 펌핑 인에이블신호를 논리연산하는 제 1 논리부와, 상기 제 1 논리부로부터의 신호에 응답하여 동작하는 인버터 체인을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 버퍼링한 신호는 상기 명령신호를 반전버퍼링한 신호인 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 제 1 논리부는 부정논리합연산을 수행하는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 인버터 체인은 상기 제 1 논리부로부터의 신호를 일측단으로 입력받는 제 2 논리부와, 상기 제 2 논리부와 함께 체인을 형성하는 짝수개의 인버터를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 제 2 논리부는 부정논리곱 연산을 수행하는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 명령 신호는 클럭 인에이블 신호인 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 클럭 공급 제어부는 반도체 장치가 정상동작모드인지 저전력 동작모드인지의 여부에 따라 레벨 천이되는 소정 명령신호에 응답하여 동작하는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 클럭 공급 제어부는 상기 명령신호와 전압 펌핑인에이블 신호를 논리연산하는 제 3 논리부와, 상기 제 3 논리부로부터의 신호와 상기 클럭신호를 논리연산하는 제 4 논리부를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 제 3 논리부는 부정논리합 연산을 수행하는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 제 4 논리부는 논리곱 연산을 수행하는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 명령 신호는 클럭 인에이블 신호인 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 오실레이터와 클럭 공급 제어부는 반도체 장치가 정상동작모드인지 저전력 동작모드인지의 여부에 따라 레벨 천이되는 소정 명령신호에 응답하여 동작하는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 전압 레벨 검출부는 상기 전압 레벨을 상기 전압펌프부로부터 피드백받는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 전압 펌핑장치는 반도체 장치의 외부전압보다 더 높은 고전압을 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 전압 펌핑장치는 반도체 장치의 접지 전압보다 더 낮은 백 바이어스(back bias)전압을 출력하는 것을 특징으로 한다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 권리 보호 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명에 의한 일 실시예에 따른 전압 펌핑장치의 구성을 도시한 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 전압 펌핑장치는 전압펌프부(220)로부터 피드백되는 전압 레벨(V_want)을 감지하여 전압 펌핑 인에이블 신호(ppe)를 발생시키는 전압 레벨 검출부(230)와; 전압 펌핑 인에이블 신호(ppe)에 응답하여 동작하되, 정상 동작 모드 하에서 소정의 펄스신호(osc)를 발생시키는 오실레이터(210)와; 외부로부터의 소정 클럭신호(CLK)를 입력받고 전압 펌핑 인에이블 신호(ppe)에 응답하여 동작하되, 저전력 동작 모드 하에서 상기 클럭신호(CLK)를 출력하는 클럭 공급 제어부(240)와; 정상 동작모드 하에서는 상기 오실레이터(210)로부터 인가되는 펄스신호(osc)에 응답하여 전압펌핑 동작을 수행하고, 저전력 동작 모드 하에서는 상기 클럭 공급제어부(240)로부터 인가되는 클럭신호(CLK)에 응답하여 전압펌핑 동작을 수행하는 전압 펌프부(220)를 포함하여 구성된다.
상기에서, 오실레이터(210)와 클럭 공급 제어부(240)는 반도체 장치가 정상동작모드인지 저전력 동작모드인지의 여부에 따라 레벨 천이되는 소정 명령신호 중 특히 클럭 인에이블신호(CKE)에 응답하여 동작한다.
도 3은 본 발명에 의한 전압 펌핑장치에 포함된 오실레이터(210)의 구성을 도시한 것으로서, 여기에 도시된 바와 같이, 오실레이터(210)는 클럭 인에이블신호(CKE)를 반전버퍼링한 신호와 상기 전압 펌핑 인에이블신호(ppe)를 부정논리합연산하는 노어게이트(NR11)와, 상기 노어게이트(NR11)로부터의 신호에 응답하여 동작하는 인버터 체인(211)을 포함하며; 인버터 체인(211)은 노어게이트(NR11)로부터의 신호를 일측단으로 입력받고 부정논리곱 연산을 수행하는 낸드게이트(ND11)와, 낸드게이트(ND11)와 함께 체인을 형성하는 짝수개의 인버터(IV12~IV17)를 포함한다.
도 4는 본 발명에 의한 전압 펌핑장치에 포함된 클럭 공급 제어부(240)의 구성을 도시한 것으로서, 여기에 도시된 바와 같이, 클럭 공급 제어부(240)는 클럭 인에이블신호(CKE)와 전압 펌핑인에이블 신호(ppe)를 부정논리합연산하는 노어게이트(NR21)와, 노어게이트(NR21)로부터의 신호와 클럭신호(CLK)를 논리곱연산하는 논리부(241)를 포함한다.
본 실시예의 전압 펌핑장치는 반도체 장치의 외부전압보다 더 높은 고전압(Vpp) 또는 접지 전압보다 더 낮은 백 바이어스 전압(Vbb)을 출력한다.
이와 같이 구성된 본 실시예에 따른 전압 펌핑장치의 동작을 도 2 내지 도 4를 참조하여 구체적으로 설명한다.
본 실시예에 따른 전압 펌핑장치는 반도체 장치가 정상 동작 모드인지 저전력 동작모드인지의 여부에 따라 그 동작 메커니즘이 상이하므로, 각각의 동작 모드 별로 설명한다. 상기에서, 정상동작모드라 함은 반도체 장치가 입력, 출력 등의 동작을 수행하는 모드인 액티브 동작모드와 같이 전력이 상대적으로 많이 소모되는 동작모드를 말하며, 저전력 동작모드라 함은 스탠바이(standby) 모드와 같이 전력이 상대적으로 적게 소모되는 동작모드를 말한다.
전압 레벨 검출부(230)는 전압 펌프부(220)로부터 피드백 되는 전압(V_want) 레벨을 감지하여 전압 펌핑 인에이블 신호(ppe)를 발생시킨다. 여기서, 전압 레벨 검출부(230)는 전압 펌프부(220)로부터 출력되는 전압(V_want)이 기설정된 원하는 전압, 예를 들어 고전압(Vpp)보다 큰지 작은지를 비교하여, 만약 전압(V_want)이 상기 기설정 전압보다 작은 경우에는 전압펌프부(220)가 전압 펌핑동작을 수행하도록 하기 위하여 전압 펌핑 인에이블 신호(ppe)를 인에이블시키고, 반면 만약 전압(V_want)이 상기 기설정 전압보다 큰 경우에는 전압펌프부(220)가 전압 펌핑동작을 중지하도록 하기 위하여 전압 펌핑 인에이블 신호(ppe)를 디스에이블시킨다.
그리고, 오실레이터(210)와 클럭 공급 제어부(240)는 이러한 전압 펌핑 인에 이블 신호(ppe)를 입력받는다. 이 때, 오실레이터(210)와 클럭 공급제어부(240)는 전압 펌핑 인에이블 신호(ppe) 외에 클럭 인에이블 신호(CKE)도 입력받는다.
상기에서, 클럭 인에이블 신호(CKE)는 반도체 장치가 정상동작 모드인지 또는 저전력 동작 모드인지의 여부에 따라 레벨 천이되는 신호로서, 특히 반도체 장치가 정상동작 모드일 때에는 하이레벨이 되고 반도체 장치가 저전력 동작 모드일 때에는 로우레벨이 되는 신호이다. 한편, 본 실시예에서는 클럭 인에이블 신호(CKE)를 사용하였으나, 실시예에 따라서는 반도체 장치가 정상동작 모드인지 저전력 동작 모드인지에 따라 레벨 천이되는 어떠한 명령신호도 클럭 인에이블 신호(CKE) 대신 사용될 수 있다. 또한, 상기 클럭 인에이블 신호(CKE)는 반도체 장치가 정상동작 모드일 때에는 로우레벨이 되고 저전력 동작 모드일 때에는 하이레벨이 되도록 할 수도 있다.
먼저, 반도체 장치가 정상동작 모드일 경우에 대하여 살펴 본다. 반도체 장치가 정상동작 모드이면, 클럭 인에이블 신호(CKE)는 하이레벨로 천이된다. 그러면, 이러한 하이레벨의 신호에 응답하여 오실레이터(210)는 턴-온되어 동작되는 반면, 클럭 공급 제어부(240)는 하이레벨의 신호에 응답하여 턴-오프된다.
즉, 도 3에서, 클럭 인에이블 신호(CKE)는 하이레벨로 천이되고 전압 펌핑 인에이블신호(ppe)는 로우레벨로 인에이블되면, 오실레이터(210)의 노어게이트(NR11)는 양입력단으로 로우레벨의 신호를 입력받아 하이레벨의 신호를 출력한다. 이에 따라, 낸드게이트(ND11)는 일종의 인버터로서 동작을 수행할 수 있게 되므로, 인버터체인(211)은 전압 펌핑동작 수행을 위한 펄스 신호(osc)를 발생시키게 되며, 전압펌프부(220)는 상기 펄스 신호(osc)에 응답하여 소정 레벨의 전압(V_want)을 펌핑하여 출력하는 동작을 수행하게 된다. 반면, 상기에서 전압 펌핑 인에이블신호(ppe)가 하이레벨로 디스에이블되는 경우에는 노어게이트(NR11)는 로우레벨의 신호를 출력하므로, 인버터 체인(211)은 디스에이블되어 펄스신호(osc)를 출력하지 않고 전압펌프부(220)는 전압펌핑동작을 수행하지 않는다.
한편, 도 4에 도시된 클럭 공급제어부(240)의 노어게이트(NR21)는 일측단으로 하이레벨의 클럭인에이블 신호(CKE)를 입력받으므로, 전압펌핑인에이블신호(ppe)의 레벨에 상관없이 로우레벨의 신호를 출력하고 논리부(241)도 역시 로우레벨의 신호를 출력한다. 즉, 정상동작 모드 하에서는 클럭 공급 제어부(240)는 하이레벨의 클럭 인에이블신호(CKE)를 입력받아 디스에이블된다.
정리하면, 정상동작 모드 하에서, 전압 레벨 검출부(230)가 전압 펌프부(220)로부터 피드백 되는 전압(V_want) 레벨을 감지하여 전압 펌핑 인에이블 신호(ppe)를 발생시키면, 오실레이터(210)는 이러한 전압 펌핑 인에이블 신호(ppe)에 응답하여 소정의 펄스신호(osc)를 발생시킨다. 그러면, 전압펌프부(220)는 상기 오실레이터(210)로부터 인가되는 펄스 신호(osc)에 응답하여 소정 레벨의 전압(V_want)을 펌핑하여 출력하는 동작을 수행한다. 정상동작 모드 하에서는, 본 실시예에 따른 전압 펌핑장치는 오실레이터(210)로부터 출력되는 펄스신호(osc)를 이용하여 상대적으로 높은 구동력으로 전압을 펌핑하여 공급하게 된다.
다음으로, 반도체 장치가 저전력동작 모드일 경우에 대하여 살펴 보면, 반도 체 장치가 저전력동작 모드이면, 클럭 인에이블 신호(CKE)는 로우레벨로 천이된다. 그러면, 이러한 로우레벨의 신호에 응답하여 오실레이터(210)는 턴-오프되는 반면, 클럭 공급 제어부(240)는 로우레벨의 신호에 응답하여 턴-온되어 동작하게 된다. 여기서, 클럭 공급 제어부(240)는 상기 클럭 인에이블 신호(CKE)와 전압 펌핑 인에이블 신호(ppe)외에 클럭신호(CLK)도 입력받는다. 클럭 공급 제어부(240)의 구체적인 동작을 살펴 보면 다음과 같다.
도 4에서, 클럭 인에이블 신호(CKE)가 로우레벨로 천이되고 전압 펌핑 인에이블신호(ppe)도 로우레벨로 인에이블되면, 클럭 공급 제어부(240)의 노어게이트(NR21)는 양입력단으로 로우레벨의 신호를 입력받아 하이레벨의 신호를 출력한다. 그리고, 낸드게이트(ND21)와 인버터(IV21)로 구성된 논리부(241)는 클럭신호(CLK)와 노어게이트(NR21)로부터의 하이레벨의 신호를 인가받아 논리곱 연산을 수행한다. 이 때, 노어게이트(NR21)로부터의 신호는 하이레벨이므로, 논리부(241)는 클럭신호(CLK)와 동일한 신호를 출력한다. 그리고, 전압펌프부(220)는 상기 클럭신호(CLK)에 응답하여 소정 레벨의 전압(V_want)을 펌핑하여 출력하는 동작을 수행하게 된다. 이 때, 전압 펌프부(220)로부터 출력되는 전압은 클럭신호(CLK)에 의해 펌핑된 것으로서, 그에 따른 전류 구동력은 오실레이터(210)로부터의 펄스신호(osc)에 의한 전류구동력보다 더 작다.
반면, 상기에서, 전압 펌핑 인에이블신호(ppe)가 하이레벨로 디스에이블되는 경우에는, 노어게이트(NR21)는 로우레벨의 신호를 출력하고 논리부(241)도 로우레벨의 신호를 출력하므로, 전압펌프부(220)는 전압펌핑동작을 수행하지 않는다.
한편, 도 3에서, 오실레이터(210)의 노어게이트(NR11)는 인버터(IV11)로부터 하이레벨의 신호를 입력받으므로, 전압펌핑인에이블신호(ppe)의 레벨에 상관없이 로우레벨의 신호를 출력한다. 이에 따라, 낸드게이트(ND11)는 인버터로서의 동작을 수행하지 못하게 되므로, 오실레이터(210)는 펌핑동작 수행을 위한 펄스신호(osc)를 출력하지 못하게 된다. 결국, 저전력 동작 모드 하에서는 오실레이터(210)는 로우레벨의 클럭 인에이블신호(CKE)를 입력받아 디스에이블된다.
정리하면, 저전력 동작 모드 하에서, 전압 레벨 검출부(230)가 전압 펌프부(220)로부터 피드백 되는 전압(V_want) 레벨을 감지하여 전압 펌핑 인에이블 신호(ppe)를 발생시키면, 클럭 공급 제어부(240)는 이러한 전압 펌핑 인에이블 신호(ppe)에 응답하여 클럭신호(CLK)를 출력한다. 그러면, 전압펌프부(220)는 상기 클럭 공급 제어부(240)로부터 인가되는 클럭신호(CLK)에 응답하여 소정 레벨의 전압(V_want)을 펌핑하여 출력하는 동작을 수행한다. 따라서, 저전력동작 모드 하에서는, 본 실시예에 따른 전압 펌핑장치는 클럭 공급 제어부(240)로부터 출력되는 클럭신호(CLK)를 이용하여 상대적으로 낮은 구동력으로 전압을 펌핑하여 공급하게 된다.
이와 같이 본 실시예에 따른 전압 펌핑장치는, 정상 동작모드 하에서는 클럭 인에이블 신호(CKE)에 의하여 턴-온되는 오실레이터(210)로부터 출력되는 펄스신호(osc)를 이용하여 상대적으로 높은 구동력으로 전압을 펌핑하여 공급함으로써 반도체 장치의 정상적인 동작이 가능하도록 하며; 저전력동작 모드 하에서는 클럭 인에 이블 신호(CKE)에 의하여 턴-온되는 클럭 공급 제어부(240)로부터 출력되는 클럭신호(CLK)를 이용하여 상대적으로 낮은 구동력으로 전압을 펌핑하여 공급함으로써 불필요한 전류 소모가 발생하지 않도록 한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 장치의 전압 펌핑장치는 정상동작 모드하에서는 오실레이터로부터의 펄스신호를 이용하여 전압 펌핑 동작을 수행하고 저전력 동작모드 하에서는 클럭신호를 이용하여 전압 펌핑 동작을 수행함으로써, 특히 저전력 동작 모드 하에서 불필요한 전류 소모를 감소시켜 반도체 장치의 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (24)

  1. 피드백되는 전압 레벨을 감지하여 전압 펌핑 인에이블 신호를 발생시키는 전압 레벨 검출부와;
    상기 전압 펌핑 인에이블 신호에 응답하여 동작하되, 정상 동작 모드 하에서 소정의 펄스신호를 발생시키는 오실레이터와;
    외부로부터의 소정 클럭신호를 입력받고 상기 전압 펌핑 인에이블 신호에 응답하여 동작하되, 저전력 동작 모드 하에서 상기 클럭신호를 출력하는 클럭 공급 제어부와;
    정상 동작모드 하에서는 상기 오실레이터로부터 인가되는 펄스신호에 응답하여 전압펌핑 동작을 수행하고, 저전력 동작 모드 하에서는 상기 클럭 공급제어부로부터 인가되는 상기 클럭신호에 응답하여 전압펌핑 동작을 수행하는 전압 펌프부를 포함하여 구성되는 전압 펌핑장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 오실레이터는 반도체 장치가 정상동작모드인지 저전력 동작모드인지의 여부에 따라 레벨 천이되는 소정 명령신호에 응답하여 동작하는 전압 펌핑장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 오실레이터는 상기 명령신호를 버퍼링한 신호와 상기 전압 펌핑 인에이블신호를 논리연산하는 제 1 논리부와, 상기 제 1 논리부로부터의 신호에 응답하여 동작하는 인버터 체인을 포함하여 구성되는 전압 펌핑장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 버퍼링한 신호는 상기 명령신호를 반전버퍼링한 신호인 전압 펌핑장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 제 1 논리부는 부정논리합연산을 수행하는 전압 펌핑장치.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 인버터 체인은 상기 제 1 논리부로부터의 신호를 일측단으로 입력받는 제 2 논리부와, 상기 제 2 논리부와 함께 체인을 형성하는 짝수개의 인버터를 포함하는 전압 펌핑장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제 2 논리부는 부정논리곱 연산을 수행하는 전압 펌핑장치.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 명령 신호는 클럭 인에이블 신호인 전압 펌핑장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 클럭 공급 제어부는 반도체 장치가 정상동작모드인지 저전력 동작모드인지의 여부에 따라 레벨 천이되는 소정 명령신호에 응답하여 동작하는 전압 펌핑장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 클럭 공급 제어부는 상기 명령신호와 전압 펌핑인에이블 신호를 논리연산하는 제 3 논리부와, 상기 제 3 논리부로부터의 신호와 상기 클럭신호를 논리연산하는 제 4 논리부를 포함하여 구성되는 전압 펌핑장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제 3 논리부는 부정논리합 연산을 수행하는 전압 펌핑장치.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 제 4 논리부는 논리곱 연산을 수행하는 전압 펌핑장치.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 명령 신호는 클럭 인에이블 신호인 전압 펌핑장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 오실레이터와 클럭 공급 제어부는 반도체 장치가 정상동작모드인지 저전력 동작모드인지의 여부에 따라 레벨 천이되는 소정 명령신호에 응답하여 동작하는 전압 펌핑장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 오실레이터는 상기 명령신호를 반전버퍼링한 신호와 상기 전압 펌핑 인 에이블신호를 논리연산하는 제 1 논리부와, 상기 제 1 논리부로부터의 신호에 응답하여 동작하는 인버터 체인을 포함하여 구성되는 전압 펌핑장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 제 1 논리부는 부정논리합연산을 수행하는 전압 펌핑장치.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 인버터 체인은 상기 제 1 논리부로부터의 신호를 일측단으로 입력받고 부정논리곱 연산을 수행하는 제 2 논리부와, 상기 제 2 논리부와 함께 체인을 형성하는 짝수개의 인버터를 포함하는 전압 펌핑장치.
  18. 제 14항에 있어서,
    상기 클럭 공급 제어부는 상기 명령신호와 전압 펌핑인에이블 신호를 논리연산하는 제 3 논리부와, 상기 제 3 논리부로부터의 신호와 상기 클럭신호를 논리연산하는 제 4 논리부를 포함하여 구성되는 전압 펌핑장치.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 제 3 논리부는 부정논리합 연산을 수행하는 전압 펌핑장치.
  20. 제 18항에 있어서,
    상기 제 4 논리부는 논리곱 연산을 수행하는 전압 펌핑장치.
  21. 제 14 항에 있어서,
    상기 명령 신호는 클럭 인에이블 신호인 전압 펌핑장치.
  22. 제 1 항에 있어서,
    상기 전압 레벨 검출부는 상기 전압 레벨을 상기 전압펌프부로부터 피드백받는 전압 펌핑장치.
  23. 제 1 항에 있어서,
    상기 전압 펌핑장치는 반도체 장치의 외부전압보다 더 높은 고전압을 출력하는 것을 특징으로 하는 전압 펌핑장치.
  24. 제 1 항에 있어서,
    상기 전압 펌핑장치는 반도체 장치의 접지 전압보다 더 낮은 백 바이어스(back bias)전압을 출력하는 것을 특징으로 하는 전압 펌핑장치.
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