KR20070014550A - 내부전압 발생장치 - Google Patents

Abstract

내부전압 발생회로는 비교기, 드라이버 및 스위칭부를 포함한다. 상기 비교기는 기준전압 및 궤환된 내부전압을 입력받아 구동신호를 생성하고, 상기 구동부는 상기 구동신호에 응답하여 상기 내부전압을 발생시키며, 상기 스위칭부는 초기화신호에 응답하여 상기 비교기 및 상기 구동신호를 스위칭한다. 상기 초기화신호는 전원이 인가된 후 소정의 시간이 경과하면 활성화되는 신호일 수 있다. 상기 비교기는 각각 게이트에 상기 기준전압 및 상기 내부전압을 입력받는 차동쌍일 수 있다.

Description

내부전압 발생장치{INTERNAL VOLTAGE GENERATOR}

도 1은 종래 기술에 따른 내부전압 발생장치의 회로도를 예시한 것이다.

도 2는 종래 기술에 따른 내부전압의 변동 그래프를 예시한 것이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 내부전압 발생장치의 블록도를 예시한 것이다.

도 4는 종래 기술에 따른 초기화신호 발생회로를 예시한 것이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 내부전압 발생장치의 회로도를 예시한 것이다.

도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 내부전압의 변동 그래프를 예시한 것이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

32 내부전압 제어회로 33 초기화 신호 발생회로

34 스위칭부 321 비교기

322 구동부 521, 522 차동쌍

531, 532, 533 스위칭회로 540 구동부

내부전압 발생장치에 관한 것으로서, 특히 내부전압의 승압 시점과 슬로프를 제어할 수 있는 내부전압 발생장치에 관한 것이다.

반도체 장치는 내부에 다양한 논리회로나 버스, 제어회로 등을 가지고 있으며, 각각의 회로는 특성과 목적에 맞는 다양한 전압이 필요하다. 그런데, 통상 외부 전원은 예를 들어, 전원공급장치에 공급되는 5V나 3.3V, 건전지 또는 충전지에서 공급되는 1.5V나 3V 등을 사용한다. 따라서, 각 회로에 맞는 내부 전압을 생성하여야 한다.

일반적으로 외부 전압이 인가된 후 내부전압이 발생한다. 반도체 장치를 크게 보아 저항-커패시턴스 회로(RC 회로)로 본다면, 인가되는 외부 전압은 소정의 값을 갖기 전까지 일정한 슬로프를 가지고 증가한다. 외부 전압의 인가와 동시에 발생하기 시작하는 내부전압은 상기 외부 전압의 슬로프와 같거나 작은 슬로프를 가지고 증가한다. 즉, 내부 전압의 슬로프는 외부 전압의 슬로프에 의해 결정된다. 상기 내부 전압이 이런 초기화 과정을 거쳐 일정한 전압 레벨로 상승한 후에 반도체 장치는 정상적으로 동작하게 된다.

상기 슬로프는 반도체 장치의 초기 동작에 매우 중요하다. 첫째, 오동작을 초래할 수 있다. 예를 들어, 초기값이 논리값 로우로 정해진 제어 회로가 잘못된 슬로프 조건 때문에 상기 초기화 과정에서 초기값이 논리값 하이가 될 수도 있는데, 이런 경우 상기 반도체 장치는 오동작할 수도 있다. 둘째, 반도체 장치는 예를 들어 수많은 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) CMOS 인버터 또는 차동쌍을 가지고 있다. 상기 CMOS 인버터는 입력 전압의 작은 천이로도 출력이 크게 변하며 많은 전류가 흐르는 전압 구간을 가지고 있고, 차동쌍은 자체에 바이어스 전류원을 포함하거나 또는 전류 미러 회로를 필요로 한다. 일반적으로 반도체 장치는 이러한 회로를 대량 포함하기 때문에 상기 초기화 과정에서 내부 전압 슬로프 조건에 따라서 특히 완만한 슬로프일 때 순간적으로 많은 전류 즉, 서지(surge) 전류가 발생할 수 있다. 셋째, 어떤 반도체 장치들은 각자 다양한 외부 전압 슬로프 조건을 가지는 다양한 어플리케이션에 사용될 수 있고, 상기 반도체 장치들이 사용되는 환경은 어플리케이션에 따라 영향을 받는다. 예를 들어 모바일 반도체 메모리와 같이 대량 생산되는 반도체 장치는 하나의 내부 전압 슬로프 조건으로 설계되겠지만 다양한 어플리케이션에 따라 다양한 내부 전압 슬로프 조건으로 동작하게 된다. 따라서, 동일한 반도체 장치라도 어플리케이션마다 오동작할 수도 있고 정상 동작할 수도 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 내부전압 발생장치의 회로도를 예시한 것이다. 도 1을 참조하면, 상기 내부전압 발생장치는 기준전압 발생회로(11), 내부전압 제어회로(12)를 포함한다. 상기 기준전압 발생회로(11)는 전원전압(VDD)으로부터 원하는 내부전압(VINT)을 생성하기 위한 기준전압(VREF)을 생성하는 회로이다. 상기 기준전압 발생회로(11)는 예를 들어 저항(R1 및 R2)을 이용한 전압 분배 회로일 수 있다.

상기 내부전압 제어회로(12)는 상기 기준전압(VREF)을 기준으로 내부전압 (VINT)을 생성하고 소정의 전압 레벨로 유지하는 회로이다. 상기 내부전압 제어회로(12)는 예를 들어 차동입력을 가지는 비교기(110)와 구동부(120)로 구현할 수 있다.

상기 비교기(110)는 예를 들어 제1트랜지스터(111), 제2트랜지스터(112), 바이어스 전류원(113) 및 출력노드(N1)를 포함한다. 상기 제1트랜지스터(111)는 게이트에 상기 기준전압(VREF)을 입력받고, 드레인은 상기 출력노드(N1)에 접속되어 있는 엔모스(NMOS, N-type Metal Oxide Semiconductor) 트랜지스터이다. 상기 제2트랜지스터(112)는 게이트에 상기 내부전압(VINT)을 입력받는 엔모스 트랜지스터이다. 상기 제1, 2트랜지스터(111 및 112)의 소스는 서로 접속되어 공통 소스를 이루고 상기 바이어스 전류원(113)에 접속되어 있다. 상기 바이어스 전류원(113)은 상기 기준전압(VREF)에 의해 활성화되며 역시 엔모스 트랜지스터로 구현될 수 있다. 상기 비교기(110)의 싱글엔디드 출력인 상기 출력노드(N1)의 전압 레벨은 구동신호(DRIVE_EN)로서, 상기 구동부(120)의 동작을 제어할 수 있다.

상기 구동부(120)는 상기 구동신호(DRIVE_EN)를 입력받아 제2전원(VDD2)으로부터 내부전압(VINT)을 발생시킨다. 상기 구동부(120)는 예를 들어 상기 구동신호(DRIVE_EN)를 입력받는 게이트, 상기 전원(112)과 접속된 소스 및 상기 내부전압(VINT)을 출력하는 드레인을 가지는 피모스(PMOS, P-type Metal Oxide Semiconductor) 트랜지스터인 구동트랜지스터(121)이다. 상기 구동트랜지스터(121)는 상기 내부전압(VINT)의 전압 레벨을 유지하며 공급할 수 있도록 충분한 전류 구동 능력을 가져야 한다.

상기 비교기(110) 및 상기 구동부(120)의 동작을 설명하면 다음과 같다. 외부에서 전원이 인가되면 전원전압 레벨이 전압 분배된 기준전압(VREF)이 비교기의 제1트랜지스터(111)에 인가된다. 상기 기준전압(VREF)이 엔모스 트랜지스터의 문턱전압(Vth)보다 높아지면 상기 제1트랜지스터(111)와 바이어스 전류원(113)이 턴온(turn-on)된다. 상기 제2트랜지스터(112)의 입력인 내부전압(VINT)의 전압 레벨이 낮으므로 상기 비교기(110)의 싱글엔디드 출력인 상기 출력노드(N1)의 전압 레벨 즉 구동신호(DRIVE_EN)의 논리값은 하이가 된다. 상기 구동신호(DRIVE_EN)로 인해 구동트랜지스터(121)가 턴온되면 상기 구동 전원(VDD2)의 전압 레벨이 상기 내부전압(VINT)에 나타난다. 만약 상기 내부전압(VINT)의 전압 레벨이 상기 기준전압(VREF)보다 높으면, 상기 비교기(110)의 출력인 상기 출력노드(N1)의 논리값이 로우가 되고 상기 구동트랜지스터(121)를 턴오프시킨다. 따라서 상기 내부전압(VINT)는 하강한다. 이러한 방식으로 내부전압(VINT)은 외부 전원 전압이 증가하는 슬로프를 따라 상승하다가 소정의 전압 레벨에서 일정하게 된다.

도 2는 종래 기술에 따른 내부전압의 변동 그래프를 예시한 것이다. 도 2를 참조하면, 상기에서 설명한 것과 같이 내부전압의 슬로프(그래프2)는 외부 전원 전압의 슬로프(그래프1)에 의해 제한되고 영향을 받는다는 것을 알 수 있다.

본 발명의 목적은 내부전압의 슬로프를 제어할 수 있는 내부전압 제어회로를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 내부전압의 슬로프와 발생 시점을 제어할 수 있는 내 부전압 제어회로 및 이를 구비한 내부전압 발생장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 내부전압의 슬로프와 발생시점을 제어할 수 있는 내부전압 발생방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 내부전압 제어회로는 기준전압 및 궤환된 내부전압을 입력받아 구동신호를 발생시키는 비교기, 상기 구동신호에 응답하여 상기 내부전압을 출력하는 구동부 및 외부에서 인가되는 초기화신호에 응답하여 상기 비교기 및 상기 구동신호를 스위칭하는 스위칭부를 포함한다.

상기 비교기는 각각 게이트에 상기 기준전압 및 상기 내부전압을 입력받는 차동쌍일 수 있다. 상기 초기화신호는 전원이 인가된 후 소정의 시간이 경과하면 활성화되는 신호일 수 있다. 상기 스위칭부는 상기 초기화신호가 논리 하이일 때에는 상기 차동쌍의 바이어스 전류원과 상기 구동신호를 비활성화시키고, 상기 초기화신호가 논리 로우일 때에는 상기 차동쌍의 바이어스 전류원를 활성화하여 상기 비교기가 상기 구동신호를 생성할 수 있도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르는 내부전압 제어회로는 기준전압 및 궤환된 내부전압을 입력받아 구동신호를 발생시키는 비교기, 상기 구동신호에 응답하여 상기 내부전압을 출력하는 구동부, 전원이 인가된 후 소정의 시간이 경과하면 활성화되는 초기화신호를 생성하는 초기화신호 발생회로 및 상기 초기화신호에 응답하여 상기 비교기를 스위칭하는 스위칭부를 포함한다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르는 내부전압 제어회로는 차동쌍, 구동부 및 제1, 2스위치를 포함한다. 상기 차동쌍은 기준전압을 입력받는 게이트와 구동신호를 출력하는 드레인을 가지는 제1트랜지스터 및 내부전압을 입력받는 게이트를 가지는 제2트랜지스터를 포함한다. 상기 구동부는 상기 구동신호에 응답하여 상기 내부전압을 출력한다. 상기 제1스위치는 외부에서 인가되는 초기화신호에 응답하여 전원과 상기 제1트랜지스터의 드레인을 접속하며, 상기 제2스위치는 상기 초기화신호에 응답하여 상기 차동쌍의 바이어스 전류원을 스위칭한다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르는 내부전압 발생장치는 기준전압을 발생시키는 기준전압 발생회로 및 내부전압 제어회로를 포함하는 내부전압 발생장치로서, 상기 내부전압 제어회로는 상기 기준전압 및 궤환된 내부전압을 입력받아 구동신호를 발생시키는 비교기, 상기 구동신호에 응답하여 상기 내부전압을 출력하는 구동부 및 외부에서 인가되는 초기화신호에 응답하여 상기 비교기 및 상기 구동신호를 스위칭하는 스위칭부를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르는 내부전압 발생방법은, 외부전원전압을 분배하여 기준전압을 발생하는 단계, 파워 업 신호에 응답하여 외부전원전압 공급초기로부터 소정 시간 지연된 후에 파워 업 제어신호를 발생하는 단계, 상기 파워 업 제어신호에 응답하여 소정 시간 지연된 후, 상기 기준전압과 내부전원전압을 차동 입력하여 내부전압 구동신호를 출력하는 단계 및 상기 내부전압 구동신호에 응답하여 상기 내부전원전압을 발생하는 단계를 포함한다.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

한편, 어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정 블록 내에 명기된 기능 또는 동작이 순서도에 명기된 순서와 다르게 일어날 수도 있다. 예를 들어, 연속하는 두 블록이 실제로는 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 관련된 기능 또는 동작에 따라서는 상기 블록들이 거꾸로 수행될 수도 있다.

이하 본 발명의 실시예들을 도면과 함께 설명하고자 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 내부전압 발생장치의 블록도를 예시한 것이다. 도 3을 참조하면, 내부전압 발생장치(30)는 기준전압 발생회로(31) 및 내 부전압 제어회로(32)를 포함한다. 실시예에 따라서 초기화신호 발생회로(33)를 더 포함할 수 있다. 실시예에 따라서 상기 초기화신호 발생회로(33)는 파워-온 리셋신호(Power-on Reset Signal)를 생성하는 회로일 수도 있다. 모바일 어플리케이션 등에서 사용되는 반도체 메모리 장치에서는 상기 초기화신호로 VCCHB 신호를 사용할 수 있다.

상기 기준전압 발생회로(31)는 기준전압(VREF)을 생성하여 상기 비교기(321)에 제공한다. 상기 초기화신호 발생회로(33)는 초기화신호를 생성하는데, 예를 들어, 상기 초기화신호(VCCHB)는 증가하는 외부 전원이 소정의 전압 레벨보다 낮을 때까지는 논리 하이를 가지며, 상기 외부 전원이 소정의 전압 레벨보다 높아지면 논리 로우로 변경되어 유지되는 신호일 수 있다.

상기 내부전압 제어회로(32)는 비교기(321), 구동부(322) 및 스위칭부(323)를 포함한다. 상기 비교기(321)는 상기 기준전압(VREF) 및 상기 내부전압(VINT)을 차동 입력으로 받고 구동신호(DRIVE_EN)을 싱글엔디드(single-ended) 출력으로 출력한다. 상기 구동부(322)는 상기 구동신호(DRIVE_EN)에 따라 상기 내부전압(VINT)를 발생시킨다. 상기 스위칭부(323)는 상기 초기화신호(VCCHB)에 따라 상기 비교기(321)를 활성화시킨다.

외부 전원은 인가된 후부터 소정의 슬로프를 가지고 상승하므로, 상기 기준전압(VREF)도 소정의 슬로프를 가지고 상승하기 시작한다. 상기 외부전원이 소정의 전압 레벨보다 낮아 상기 초기화신호(VCCHB)가 활성화된 때에는 상기 비교기(321)는 상기 스위칭부(323)에 의해 비활성화 상태를 유지한다. 따라서 상기 구동신호 (DRIVE_EN)도 비활성화되고, 상기 구동부(322)에서 내부전압이 출력되지 않는다.

외부 전원이 소정의 전압 레벨보다 높아져 상기 초기화신호(VCCHB)가 비활성화되면, 상기 스위칭부(323)는 상기 비교기(321)의 동작을 활성화시킨다. 양의 차동입력인 상기 기준전압(VREF)의 레벨이 음의 차동입력인 상기 내부전압(VINT)보다 높기 때문에 상기 비교기(321)는 활성화된 구동신호(DRIVE_EN)를 출력한다. 상기 구동부(322)는 상기 활성화된 구동신호(DRIVE_EN)가 인가되는 동안 상기 내부전압(VINT)을 끌어올린다. 상기 내부전압(VINT)이 상기 기준전압(VREF)과 같아지면 상기 비교기(321)의 구동신호(DRIVE_EN) 출력은 비활성화되고 상기 구동부(322)의 구동은 중단된다. 상기 내부전압 제어회로(32)는 이러한 방식으로 내부전압(VINT)을 소정의 전압 레벨까지 증가시킨다. 이때, 상기 비교기(321)의 전원 전압과 상기 구동부(322)의 전원 전압은 외부 전압과 동일할 수도 있고 독립적일 수도 있다.

따라서, 상기 구동부(322)의 구동 능력을 조절하여 내부전압(VINT)의 슬로프를 조절할 수 있고, 상기 초기화신호(VCCHB)의 변경 시점을 조절하여 내부전압(VINT)의 발생 시점을 조절할 수 있다.

도 4는 종래 기술에 따른 초기화 신호 발생회로(40)를 예시한 것이다. 도 4를 참조하면, 다이오드 연결된 트랜지스터(41)는 외부 전압(VEXT)이 인가된 후 문턱전압(Vth)보다 낮은 동안은 턴오프 상태이며 매우 높은 저항값을 가진 저항처럼 동작한다. 따라서 접속점(43)의 전압 레벨은 외부 전압(VEXT)을 저항(42)과 상기 트랜지스터(41)가 전압 분배한 값과 같다. 이 값은 상기 저항(42)의 저항값이 상기 트랜지스터(41)의 등가 저항보다 상당히 낮은 경우에 논리값 로우로서 인버터(44) 에 인가되고, 인버터들(44, 45 및 46)을 거쳐 논리값 하이로 출력된다. 출력인 초기화신호는 상기 외부 전압(VEXT)이 증가함에 따라 함께 증가한다.

상기 외부 전압(VEXT)이 상기 트랜지스터(41)의 문턱 전압(Vth)보다 높아져 상기 트랜지스터(41)이 턴온된다. 상기 접속점(43)의 전압 레벨은 상기 턴온된 트랜지스터(41)의 등가 저항이 낮아짐에 따라 논리값 하이가 되어 상기 인버터(44)에 인가된다. 따라서 상기 초기화신호(VCCHB)는 논리값 로우가 된다. 이러한 초기화신호(VCCHB)는 전원 인가 후 각종 제어회로 등의 초기치를 결정하는 시점을 제공하는데 주로 활용된다.

도 4의 회로 외에도 외부 전원 전압(VEXT)이 일정 값보다 커졌을 때 신호를 생성하는 회로는 도 3의 내부전압 발생장치의 초기화신호 발생회로로 사용될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 내부전압 발생장치의 회로도를 예시한 것이다. 도 5를 참조하면, 상기 내부전압 발생장치(50)는 기준전압 발생회로(51) 및 내부전압 제어회로(52)를 포함한다. 실시예에 따라서 상기 내부전압 발생장치(50)는 초기화신호 발생회로(40)를 더 포함할 수 있다. 상기 기준전압 발생회로(51)는 도 1의 기준전압 발생회로(11)와 동일할 수 있다.

상기 내부전압 제어회로(52)는 차동쌍(520)을 구성하는 제1, 2 트랜지스터(521 및 522), 바이어스 전류원(523), 스위칭부(530) 및 구동부(540)를 포함한다.

상기 차동쌍(520)을 이루는 상기 제1트랜지스터(521)의 게이트는 기준전압(VREF)을 입력받는 입력노드이고, 드레인은 구동신호(DRIVE_EN)를 출력하는 구동신 호노드(N2)이다. 상기 제2트랜지스터(522)의 게이트는 내부전압(VINT)을 입력받는다. 상기 제1, 2트랜지스터의 소스들은 공통소스이며 상기 바이어스 전류원(523)에 접속된다. 상기 바이어스 전류원(523)은 상기 기준전압(VREF)에 의해 제어된다.

상기 스위칭부(530)는 제1스위치(531), 제2스위치(532) 및 제3스위치(533)을 포함한다. 상기 제1스위치(531)는 상기 바이어스 전류원(523)의 전류 경로를 스위칭함으로써 상기 차동쌍의 동작을 제어한다. 상기 제2스위치(532)는 전압전원(VDD)과 상기 구동신호노드(N2) 사이를 접속시킴으로써 상기 구동신호(DRIVE_EN)를 비활성화한다. 상기 제3스위치(533)는 상기 구동신호(DRIVE_EN)가 비활성화되는 동안 상기 제2트랜지스터(522)의 드레인의 전압 레벨을 논리값 하이로 초기화한다.

상기 구동신호(DRIVE_EN)는 상기 구동부(540)에 인가되며, 상기 구동부(540)는 상기 전원전압(VDD)에 접속되어 있어 상기 구동신호(DRIVE_EN)에 따라 상기 내부전압(VINT)을 끌어올린다. 상기 구동부(540)에 접속되는 전압전원(VDD)은 실시예에 따라 상기 외부 전압과 동일할 수도 있고 독립적일 수도 있다. 상기 구동부(540)는 예를 들어 피모스 트랜지스터를 이용하여 구현될 수 있다. 이 경우, 상기 구동부의 구동 능력은 상기 피모스 트랜지스터의 W/L 비를 크게 하거나 복수개의 피모스 트랜지스터를 병렬로 형성하는 방법 등으로 이룰 수 있다.

외부 전원이 인가되면, 상기 전압전원(VDD)은 일정한 슬로프를 가지고 증가한다. 상술하였듯이, 상기 초기화신호 내지 파워-온 리셋 신호신호는 논리값 하이를 가지므로 상기 제1스위치(531)는 오프(off)되어 상기 차동쌍을 비활성화시키며, 상기 제2스위치(532)는 온(on)되어 상기 전압전원(VDD)과 상기 구동신호노드(N2)을 접속시켜 상기 구동신호(DRIVE_EN)가 논리값 하이를 갖게 만든다. 상기 제3스위치(533)는 온되고 상기 구동신호노드(N2)와 상기 제2트랜지스터의 드레인을 연결시켜 상기 차동쌍의 초기치를 잡아주어 플로팅되지 않도록 한다. 따라서, 상기 차동쌍은 동작하지 않고 상기 구동신호노드(N2) 및 상기 제2트랜지스터의 드레인은 논리값 하이 상태이다. 상기 구동신호(DRIVE_EN)가 논리값 하이이므로 상기 구동부(540)도 비활성화 상태이고, 내부전압(VINT)은 증가하지 않는다.

상기 외부 전원의 전압 레벨이 소정의 전압 레벨보다 높아지거나, 또는 소정의 시간이 경과하면 상기 초기화신호(VCCHB)는 논리값 로우로 변한다. 상기 초기호신호(VCCHB)의 이러한 변화에 응답하여 상기 제1스위치(531)가 온되어 상기 차동쌍에 바이어스 전류를 공급한다. 상기 제2스위치(532)는 오프되며, 상기 기준전압(VREF)가 상기 기준전압(VINT)보다 크므로 상기 제1트랜지스터의 드레인 전압은 짧은 시간 내에 낮아진다. 따라서 상기 구동신호(DRIVE_EN)는 논리값 로우를 갖게 되고, 상기 구동부(540)를 활성화시킨다. 상기 구동부(540)는 상기 기준전압(VINT)의 전압 레벨을 끌어올린다. 상기 내부전압(VINT)이 상기 기준전압(VREF)의 크기까지 높아지면 상기 차동쌍의 출력인 상기 구동신호(DRIVE_EN)는 논리값 하이로 변한다. 따라서 상기 구동부(540)는 비활성화된다. 이러한 방법으로 내부전압의 생성 시점 및 슬로프를 제어할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 내부전압의 변동 그래프를 예시한 것이다. 도 6을 참조하면, 그래프1은 외부 전원, 그래프2는 초기화 신호, 그래프3은 내부전압의 슬로프를 각각 나타낸다. 상기 초기화 신호가 논리값 로우가 된 후에 상 기 내부전압이 급격히 증가하며, 외부 전원의 슬로프에 영향을 받지 않음을 알 수 있다. 초기화 신호가 변경되는 시점(옵셋 시간)과 내부전압의 슬로프는 모두 설계 시에 조절 가능한 팩터들이다.

외부 전원의 슬로프는 어플리케이션마다 달라지지만, 내부전압의 슬로프는 외부전원의 슬로프와 상관없이 적정한 슬로프를 가지도록 설계할 수 있다. 내부전압의 슬로프가 작아져서 어플리케이션이 오동작하는 것을 방지할 수 있다.

또, 상기 내부전압의 슬로프가 크면 반도체 장치 내의 소자들이 플로팅상태에 있는 시간이 짧아지므로 서지 전류도 줄일 수 있다.

한편, VCHHB신호와 같은 초기화 신호를 내부전압 제어회로의 초기화신호로 사용하면 별도의 제어회로를 구현할 필요가 없다. 초기화신호 발생회로와 구동부를 조절하면 원하는 옵셋 시간 및 슬로프를 얻을 수 있다.

실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (21)

1. 기준전압 및 궤환된 내부전압을 입력받아 구동신호를 생성하는 비교기;

   상기 구동신호에 응답하여 상기 내부전압을 발생시키는 구동부; 및

   외부에서 인가되는 초기화신호에 응답하여 상기 비교기의 동작을 스위칭하는 스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 내부전압 제어회로.
2. 제1항에 있어서, 상기 비교기는 각각 게이트에 상기 기준전압 및 상기 내부전압을 입력받는 차동쌍을 포함하는 것을 특징으로 하는 내부전압 제어회로.
3. 제2항에 있어서, 상기 초기화신호는 전원이 인가된 후 소정의 시간이 경과하면 활성화되는 신호인 것을 특징으로 하는 내부전압 제어회로.
4. 제3항에 있어서, 상기 스위칭부는

   상기 초기화신호가 논리 하이일 때에는 상기 차동쌍의 바이어스 전류원과 상기 구동신호를 비활성화시키고, 상기 초기화신호가 논리 로우일 때에는 상기 차동쌍의 바이어스 전류원를 활성화하여 상기 비교기가 상기 구동신호를 생성할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 내부전압 제어회로.
5. 제4항에 있어서, 상기 차동쌍은 상기 기준전압을 입력받는 게이트 및 상기 구동신호를 출력하는 드레인을 가지는 제1트랜지스터 및 상기 내부전압을 입력받는 게이트를 가지는 제2트랜지스터를 포함하고,

   상기 스위칭부는 상기 초기화신호에 응답하여 상기 전원과 상기 제1트랜지스터의 드레인을 접속하는 제1스위치 및 상기 초기화신호에 응답하여 상기 차동쌍의 바이어스 전류원을 스위칭하는 제2스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 내부전압 제어회로.
6. 제5항에 있어서, 상기 스위칭부는 상기 초기화신호에 응답하여 상기 제1트랜지스터의 드레인과 상기 제2트랜지스터의 드레인을 접속하는 제3스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내부전압 제어회로.
7. 기준전압 및 궤환된 내부전압을 입력받아 구동신호를 생성하는 비교기;

   상기 구동신호에 응답하여 상기 내부전압을 발생시키는 구동부;

   전원이 인가된 후 소정의 시간이 경과하면 활성화되는 초기화신호를 생성하는 초기화신호 발생회로; 및

   상기 초기화신호에 응답하여 상기 비교기의 동작을 스위칭하는 스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 내부전압 제어회로.
8. 제7항에 있어서, 상기 비교기는 각각 게이트에 상기 기준전압 및 상기 내부전압을 입력받는 차동쌍을 포함하는 것을 특징으로 하는 내부전압 제어회로.
9. 제8항에 있어서, 상기 스위칭부는

   상기 초기화신호가 논리 하이일 때에는 상기 차동쌍의 바이어스 전류원과 상기 구동신호를 비활성화하며, 상기 초기화신호가 논리 로우일 때에는 상기 차동쌍의 바이어스 전류원를 활성화하여 상기 비교기가 상기 구동신호를 생성할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 내부전압 제어회로.
10. 제9항에 있어서, 상기 차동쌍은 상기 기준전압을 입력받는 게이트 및 상기 구동신호를 출력하는 드레인을 가지는 제1트랜지스터 및 상기 내부전압을 입력받는 게이트를 가지는 제2트랜지스터를 포함하고,

    상기 스위칭부는 상기 초기화신호에 응답하여 상기 전원과 상기 제1트랜지스터의 드레인을 접속하는 제1스위치 및 상기 초기화신호에 응답하여 상기 차동쌍의 바이어스 전류원을 스위칭하는 제2스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 내부전압 제어회로.
11. 제10항에 있어서, 상기 스위칭부는 상기 초기화신호에 응답하여 상기 제1트랜지스터의 드레인과 상기 제2트랜지스터의 드레인을 접속하는 제3스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내부전압 제어회로.
12. 기준전압을 입력받는 게이트와 구동신호를 출력하는 드레인을 가지는 제1트 랜지스터 및 내부전압을 입력받는 게이트를 가지는 제2트랜지스터를 포함하는 차동쌍;

    상기 구동신호에 응답하여 상기 내부전압을 발생시키는 구동부;

    초기화신호에 응답하여 전원과 상기 제1트랜지스터의 드레인을 접속하는 제1스위치; 및

    상기 초기화신호에 응답하여 상기 차동쌍의 바이어스 전류원을 스위칭하는 제2스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 내부전압 제어회로.
13. 제12항에 있어서, 상기 내부전압 제어회로는 상기 초기화신호에 응답하여 상기 제1트랜지스터의 드레인과 상기 제2트랜지스터의 드레인을 접속하는 제3스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내부전압 제어회로.
14. 기준전압을 발생시키는 기준전압 발생회로 및 내부전압 제어회로를 포함하는 내부전압 발생장치에 있어서, 상기 내부전압 제어회로는,

    상기 기준전압 및 궤환된 내부전압을 입력받아 구동신호를 생성하는 비교기;

    상기 구동신호에 응답하여 상기 내부전압을 발생시키는 구동부; 및

    외부에서 인가되는 초기화신호에 응답하여 상기 비교기의 동작을 스위칭하는 스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 내부전압 발생장치.
15. 제14항에 있어서, 상기 비교기는 각각 게이트에 상기 기준전압 및 상기 내부 전압을 입력받는 차동쌍인 것을 특징으로 하는 내부전압 발생장치.
16. 제15항에 있어서, 상기 초기화신호는 전원이 인가된 후 소정의 시간이 경과하면 활성화되는 신호인 것을 특징으로 하는 내부전압 발생장치.
17. 제16항에 있어서, 상기 스위칭부는

    상기 초기화신호가 논리 하이일 때에는 상기 차동쌍의 바이어스 전류원과 상기 구동신호를 비활성화하며, 상기 초기화신호가 논리 로우일 때에는 상기 차동쌍의 바이어스 전류원를 활성화하여 상기 비교기가 상기 구동신호를 생성할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 내부전압 발생장치.
18. 제17항에 있어서, 상기 차동쌍은 상기 기준전압을 입력받는 게이트 및 상기 구동신호를 출력하는 드레인을 가지는 제1트랜지스터 및 상기 내부전압을 입력받는 게이트를 가지는 제2트랜지스터를 포함하고,

    상기 스위칭부는 상기 초기화신호에 응답하여 상기 전원과 상기 제1트랜지스터의 드레인을 접속하는 제1스위치 및 상기 초기화신호에 응답하여 상기 차동쌍의 바이어스 전류원을 스위칭하는 제2스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 내부전압 발생장치.
19. 제18항에 있어서, 상기 스위칭부는 상기 초기화신호에 응답하여 상기 제1트 랜지스터의 드레인과 상기 제2트랜지스터의 드레인을 접속하는 제3스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내부전압 발생장치.
20. 외부전원전압으로부터 기준전압을 발생하는 기준전압 발생기;

    파워 업 신호에 응답하여 외부전원전압 공급초기로부터 소정 시간 지연된 후에 파워 업 제어신호를 발생하는 파워 업 제어회로;

    상기 파워 업 제어회로의 제어에 의해 소정 시간 지연된 후, 상기 기준전압과 내부전원전압을 차동 입력받아 내부전압 구동신호를 생성하는 차동 증폭기; 및

    상기 내부전압 구동신호에 응답하여 상기 내부전원전압을 발생하는 내부전원전압 구동기를 구비한 것을 특징으로 하는 내부전압 발생장치.
21. 외부전원전압을 분배하여 기준전압을 발생하는 단계;

    외부전원전압이 인가되고 소정 시간이 지연된 후에 비활성화되는 파워 업 제어신호를 생성하는 단계;

    상기 기준전압과 내부전원전압을 차동입력으로 입력받고 내부전압 구동신호를 상기 파워 업 제어신호에 응답하여 싱글엔디드 출력으로 생성하는 단계; 및

    상기 내부전압 구동신호에 응답하여 상기 내부전원전압을 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 내부전압 발생방법.

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