KR20070044635A - Internal voltage generator for generating constant internal voltage regardless of temperature - Google Patents
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Abstract
본 발명은 온도에 무관하게 일정한 내부 전압을 발생하는 내부 전압 발생기에 관한 것으로, 본 발명에 따른 내부 전압 발생기는 온도의 변화에 비례하게 내부 전압을 조절함으로써, 온도의 변화에 무관하게 일정한 전압 레벨을 가지는 내부 전압을 발생할 수 있다.The present invention relates to an internal voltage generator that generates a constant internal voltage regardless of temperature, and the internal voltage generator according to the present invention adjusts the internal voltage in proportion to the change in temperature, thereby maintaining a constant voltage level regardless of the change in temperature. Branches may generate internal voltages.
디지털 코드 신호, 전압 분배 회로 Digital code signal, voltage distribution circuit
Description
도 1은 종래의 내부 전압 발생기의 개략적인 블록도이다.1 is a schematic block diagram of a conventional internal voltage generator.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 내부 전압 발생기를 나타내는 도면이다.2 is a diagram illustrating an internal voltage generator according to an exemplary embodiment of the present invention.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
100 : 내부 전압 발생기 110 : 전압 발생기100: internal voltage generator 110: voltage generator
120 : 제어 로직 회로 130 : 전압 분배 회로120: control logic circuit 130: voltage distribution circuit
131 : 제1 저항 회로 132 : 제2 저항 회로131: first resistor circuit 132: second resistor circuit
본 발명은 반도체 메모리 장치에 관한 것으로서, 특히, 반도체 메모리 장치의 내부 전압 발생기에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly, to an internal voltage generator of a semiconductor memory device.
일반적으로, 반도체 메모리 장치는 외부에서 공급되는 비교적 높은 외부 전원전압에 기초하여 내부 전압을 발생하는 내부 전압 발생기를 포함한다. 도 1은 종래의 내부 전압 발생기의 개략적인 블록도이다. 도 1에서 참조되는 것과 같이, 내 부 전압 발생기(10)는 외부 전압(VEXT)을 수신하고, 상기 외부 전압(VEXT)에 기초하여 내부 전압(VINT)을 발생하고, 상기 내부 전압(VINT)을 내부 회로(미도시)에 공급한다. 바람직하게, 상기 내부 전압(VINT)은 설정된 전압 레벨로 일정하게 유지되어야 한다. 그 이유는, 상기 내부 전압(VINT)이 변화될 때, 상기 내부 전압(VINT)이 공급되는 상기 내부 회로가 정상적으로 동작하지 못하고, 오동작할 수 있기 때문이다. 따라서 상기 내부 전압 발생기(10)는 상기 내부 전압(VINT)을 항상 일정한 전압 레벨로 유지해야 한다. 그러나, 상기 내부 전압 발생기(10)의 동작은 온도에 큰 영향을 받는다. 따라서, 반도체 칩 내부의 온도가 변화됨에 따라 상기 내부 전압 발생기(10)로부터 출력되는 상기 내부 전압(VINT)의 레벨이 변화하는 문제점이 있다. 그 결과, 상기 내부 전압(VINT)이 공급되는 상기 내부 회로가 오동작하게 된다.In general, a semiconductor memory device includes an internal voltage generator that generates an internal voltage based on a relatively high external power supply voltage supplied from an external source. 1 is a schematic block diagram of a conventional internal voltage generator. As referenced in FIG. 1, the
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 온도의 변화에 비례하게 내부 전압을 조절함으로써, 온도의 변화에 무관하게 일정한 전압 레벨을 가지는 내부 전압을 발생하는 내부 전압 발생기를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an internal voltage generator that generates an internal voltage having a constant voltage level regardless of temperature change by adjusting an internal voltage in proportion to a change in temperature.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 내부 전압 발생기는, 외부 전압에 기초하여 내부 전압을 발생하고, 내부 전압을 출력 노드에 출력하는 전압 발생기; 온도 센서로부터 수신되는 디지털 코드 신호와 선택 제어 신호에 응답하여, 제어 신호들을 출력하는 제어 로직 회로; 및 제어 신호들에 응답하여 저항 값을 변경하고, 그 변경된 저항값에 의해 결정되는 저항 비율로 전원 전압을 분배하여, 그 분배된 전압을 출력 노드에 발생하여, 내부 전압의 레벨을 변화시키는 전압 분배 회로를 포함한다.In accordance with an aspect of the present invention, an internal voltage generator includes: a voltage generator configured to generate an internal voltage based on an external voltage and output an internal voltage to an output node; A control logic circuit outputting control signals in response to the digital code signal and the selection control signal received from the temperature sensor; And a voltage distribution that changes the resistance value in response to the control signals, distributes the power supply voltage at a resistance ratio determined by the changed resistance value, generates the divided voltage at the output node, and changes the level of the internal voltage. It includes a circuit.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록하며 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may 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.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 내부 전압 발생기를 나타내는 도면이다. 도 2를 참고하면, 내부 전압 발생기(100)는 전압 발생기(110), 제어 로직 회로(120), 및 전압 분배 회로(130)를 포함한다. 상기 전압 발생기(110)는 외부 전압(VE)에 기초하여 내부 전압(VI1)을 발생하고, 상기 내부 전압(VI1)을 출력 노드(NOUT)에 출력한다. 상기 제어 로직 회로(120)는 온도 센서(미도시)로부터 수신되는 디지털 코드 신호(TCODE)와 선택 제어 신호(UNUSE)에 응답하여, 제어 신호들(CTL1, CTL2)을 출력한다. 상기 디지털 코드 신호(TCODE)는 비트들(T1, T2)을 포함한다. 여기에서, 상기 디지털 코드 신호(TCODE)의 비트 수는 필요에 따라 증가하거나 또는 감소할 수 있다. 바람직하게, 반도체 칩 내부의 온도가 증가할 때, 상기 디지털 코드 신호(TCODE)의 비트 값이 증가하고, 반도체 칩 내부의 온도가 감소할 때, 상기 디지털 코드 신호(TCODE)의 비트 값이 감소한다.2 is a diagram illustrating an internal voltage generator according to an exemplary embodiment of the present invention. 2, the
상기 제어 로직 회로(120)의 구성 및 구체적인 동작을 좀 더 상세히 설명하 면 다음과 같다. 상기 제어 로직 회로(120)는 NOR 게이트들(121, 122)을 포함한다. 바람직하게, 상기 제어 로직 회로(120)에 포함되는 NOR 게이트의 수는 상기 디지털 코드 신호(TCODE)의 비트 수와 동일하게 설정될 수 있다. 상기 NOR 게이트(121)는 상기 비트(T1)와 상기 선택 제어 신호(UNUSE)에 응답하여, 상기 제어 신호(CTL1)를 출력한다. 바람직하게, 상기 NOR 게이트(121)는 상기 비트(T1)가 로직 '1'이고 상기 선택 제어 신호(UNUSE)가 로직 '1'일 때, 상기 제어 신호(CTL1)를 로직 '하이'로 디세이블시킨다. 또, 상기 비트(T1)와 상기 선택 제어 신호(UNUSE) 중 어느 하나가 로직 '0'일 때, 상기 NOR 게이트(121)는 상기 제어 신호(CTL1)를 로직 '로우'로 인에이블시킨다. 상기 NOR 게이트(122)는 상기 비트(T2)와 상기 선택 제어 신호(UNUSE)에 응답하여, 제어 신호(CTL2)를 출력한다. 상기 NOR 게이트(122)는 상기 NOR 게이트(121)와 유사하게 동작하여, 상기 제어 신호(CTL2)를 로직 '로우'로 인에이블시키거나 또는 로직 '하이'로 디세이블시킨다. 결과적으로, 상기 선택 제어 신호(UNUSE)가 로직 '로우'일 때, 상기 제어 로직 회로(120)는 상기 디지털 코드 신호(TCODE)의 비트(T1 또는 T2)의 값이 증가하면(즉, 로직 '1'로 되면), 상기 제어 신호(CTL1 또는 CTL2)를 로직 로우로 인에이블시킨다. 또, 상기 선택 제어 신호(UNUSE)가 로직 '로우'일 때, 상기 디지털 코드 신호(TCODE)의 비트(T1 또는 T2)의 값이 감소하면(즉, 로직 '0'으로 되면), 상기 제어 로직 회로(120)는 상기 제어 신호(CTL1 또는 CTL2)를 로직 하이로 디세이블시킨다. The configuration and specific operation of the
상기 전압 분배 회로(130)는 제1 저항 회로(131)와 제2 저항 회로(132)를 포함한다. 상기 제1 저항 회로(131)는 전원 전압(VDD)과 상기 출력 노드(NOUT) 사이 에 연결되고, 제1 저항값을 가진다. 좀 더 상세하게는, 상기 제1 저항 회로(131)는 제1 PMOS 트랜지스터들(PM1∼PM9)과 제2 PMOS 트랜지스터들(PM11∼PM13)을 포함한다. 상기 제1 PMOS 트랜지스터들(PM1∼PM9)은 상기 전원 전압(VDD)과 상기 출력 노드(NOUT) 사이에 직렬로 연결된다. 바람직하게, 상기 제2 PMOS 트랜지스터들(PM11∼PM13) 각각의 저항값은 상기 제1 PMOS 트랜지스터들(PM1∼PM9) 각각의 저항값보다 더 작다. 상기 제2 PMOS 트랜지스터(PM11)의 소스 단자와 드레인 단자는 상기 제1 PMOS 트랜지스터(PM4)의 소스 단자와 드레인 단자에 각각 연결된다. 상기 제2 PMOS 트랜지스터(PM12)의 소스 단자와 드레인 단자는 상기 제1 PMOS 트랜지스터(PM6)의 소스 단자와 드레인 단자에 각각 연결된다. 상기 제2 PMOS 트랜지스터들(PM11, PM12)은 상기 제어 신호(CTL1)에 응답하여 턴 온 또는 오프된다. 바람직하게, 상기 제어 신호(CTL1)가 로직 '로우'로 인에이블될 때, 상기 제2 PMOS 트랜지스터들(PM11, PM12)이 동시에 턴 온된다. 상기 제2 PMOS 트랜지스터(PM13)의 소스 단자와 드레인 단자는 상기 제1 PMOS 트랜지스터(PM8)의 소스 단자와 드레인 단자에 각각 연결된다. 바람직하게, 상기 제어 신호(CTL2)가 로직 '로우'로 인에이블될 때, 상기 제2 PMOS 트랜지스터(PM13)가 턴 온된다. 상기 제2 PMOS 트랜지스터들(PM11∼PM13)가 모두 턴 온될 때, 상기 제1 저항 회로(131)의 상기 제1 저항값이 최소로 되고, 상기 제2 PMOS 트랜지스터들(P11∼P13)이 모두 턴 오프될 때, 상기 제1 저항 회로(131)의 상기 제1 저항값이 최대로 된다. 상기 제1 저항 회로(131)에 포함되는 상기 제1 PMOS 트랜지스터의 수와 상기 제2 PMOS 트랜지스터의 수는 필요에 따라 증가하거나 또는 감소할 수 있다.The
상기 제2 저항 회로(132)는 NMOS 트랜지스터로서 구현될 수 있다. 이하, 상기 제2 저항 회로(132)는 NMOS 트랜지스터(132)로서 참조된다. 상기 NMOS 트랜지스터(132)의 게이트와 드레인은 상기 출력 노드(NOUT)에 함께 연결되고, 그 소스는 그라운드 전압(VSS)에 연결된다. 상기 NMOS 트랜지스터(132)는 제2 저항값을 가진다. 상기 제1 저항 회로(131)와 상기 NMOS 트랜지스터(132)의 저항 비율에 의해 상기 전원 전압(VDD)이 분배되고, 상기 출력 노드(NOUT)에서 분배된 전압(VD)이 발생한다. 이때, 상기 제1 저항 회로(131)의 상기 제1 저항값이 변경될 때, 상기 제1 저항 회로(131)와 상기 NMOS 트랜지스터(132)의 저항 비율이 변경되므로, 상기 분배된 전압(VD)이 변경된다. 이를 좀 더 상세히 설명하면, 상기 제1 저항 회로(131)의 상기 제1 저항값이 증가할 때, 상기 분배된 전압(VD)이 감소하고, 상기 제1 저항 회로(131)의 상기 제1 저항값이 감소할 때, 상기 분배된 전압(VD)이 증가한다. 이처럼, 상기 출력 노드(NOUT)에 발생하는 상기 분배된 전압(VD)의 레벨이 변화되면, 상기 내부 전압(VI1)의 레벨을 변화된다. 그 결과, 상기 출력 노드(NOUT)에서는 최종적으로 상기 전압 분배 회로(130)에 의해 레벨이 조절된 내부 전압(VI2)이 출력된다.The
다음으로, 상기 내부 전압 발생기(100)의 동작을 상세히 설명한다. 예를 들어, 반도체 칩 내부의 온도의 범위에 따라 상기 디지털 코드 신호(TCODE)의 상기 비트들(T1, T2)의 값들이 아래의 표로 나타낸 것과 같다고 가정하자.Next, the operation of the
예를 들어, 반도체 칩 내부의 온도가 13℃일 때, 상기 내부 전압 발생기(100)의 동작은 다음과 같다. 먼저, 상기 전압 발생기(110)가 상기 외부 전압(VE)에 기초하여, 상기 내부 전압(VI1)을 발생하고, 상기 내부 전압(VI1)을 출력 노드(NOUT)에 출력한다. 이때, 상기 전압 발생기(110)는 온도의 영향을 받아 설정된 전압보다 높은 상기 내부 전압(VI1)을 발생한다. 상기 [표 1]과 같이, 상기 디지털 코드 신호(TCODE)의 비트들(T1, T2)이 로직 '00'으로 되고, 상기 선택 제어 신호(UNUSE)는 로직 '0'으로 고정된다. 상기 제어 로직 회로(120)는 상기 선택 제어 신호(UNUSE)와 상기 비트들(T1, T2)에 응답하여, 상기 제어 신호들(CTL1, CTL2)을 모두 로직 하이로 디세이블시킨다. 그 결과, 상기 제1 저항 회로(131)의 상기 제2 PMOS 트랜지스터들(PM11∼PM13)이 모두 턴 오프된다. 그 결과, 상기 제1 저항 회로(131)의 전체 저항값은 상기 제1 PMOS 트랜지스터들(PM1∼PM9)에 의해 결정된다. 다시 말하면, 상기 제1 저항 회로(131)의 저항값이 최대로 된다. 그 결과, 상기 출력 노드(NOUT)에서 발생되는 상기 분배된 전압(VD)이 감소한다. 상기 분배된 전압(VD)이 감소하면, 상기 분배된 전압(VD)과 상기 내부 전압(VI1)에 의해 결정되는 상기 내부 전압(VI2)의 레벨이 감소한다. 따라서, 상기 전압 발생기(110)가 상기 설정된 전압보다 높은 상기 내부 전압(VI1)을 발생하더라도, 상기 전압 분배 회로(130)가 상기 분배된 전압(VD)을 감소시키므로, 상기 출력 노드(NOUT)에서 최종적으로 출력되는 상기 내부 전압(VI2)이 설정된 전압으로 유지될 수 있다. 한편, 상기 선택 제어 신호(UNUSE)가 로직 '1'로 고정되면, 상기 제어 신호들(CTL1, CTL2)은 모두 로직 로우로 고정된다. 그 결과, 상기 제1 저항 회로(131)의 제1 저항값이 최소로 유지된다. 따라서 상기 선택 제어 신호(UNUSE)가 로직 '1'로 고정되면, 상기 전압 분배 회로(130)가 온도의 변화에 비례하게 상기 내부 전압(VI2)의 레벨을 조절하는 동작을 정지하게 된다.For example, when the temperature inside the semiconductor chip is 13 ° C, the operation of the
다음으로, 반도체 칩 내부의 온도가 75℃일 때, 상기 내부 전압 발생기(100)의 동작은 다음과 같다. 상기 전압 발생기(110)가 상기 외부 전압(VE)에 기초하여, 상기 내부 전압(VI1)을 발생하고, 상기 내부 전압(VI1)을 출력 노드(NOUT)에 출력한다. 이때, 상기 전압 발생기(110)는 온도의 영향을 받아 상기 설정된 전압보다 낮은 상기 내부 전압(VI1)을 발생한다. 상기 [표 1]과 같이, 상기 디지털 코드 신호(TCODE)의 비트들(T1, T2)을 로직 '11'로 된다. 한편, 상기 선택 제어 신호(UNUSE)는 로직 '0'으로 고정된다. 상기 제어 로직 회로(120)은 상기 선택 제어 신호(UNUSE)와 상기 비트들(T1, T2)에 응답하여, 상기 제어 신호들(CTL1, CTL2)을 모두 로직 로우로 인에이블시킨다. 그 결과, 상기 제1 저항 회로(131)의 상기 제2 PMOS 트랜지스터들(PM11∼PM13)이 모두 턴 온된다. 그 결과, 상기 제1 저항 회로(131)의 전체 저항값은 상기 제1 PMOS 트랜지스터들(PM1∼PM3, PM5, PM7, PM9)에 의해 결정된다. 다시 말하면, 상기 제1 저항 회로(131)의 저항값이 최소로 된다. 그 결과, 상기 출력 노드(NOUT)에서 발생되는 상기 분배된 전압(VD)이 증가한다. 상기 분배된 전압(VD)이 증가하면, 상기 분배된 전압(VD)과 상기 내부 전압(VI1)에 의해 결정되는 상기 내부 전압(VI2)의 레벨이 증가한다. 따라서, 상기 전압 발생기(110)가 상기 설정된 전압보다 낮은 상기 내부 전압(VI1)을 발생하더라도, 상기 전압 분배 회로(130)가 상기 분배된 전압(VD)을 증가시키므로, 상기 출력 노드(NOUT)에서 최종적으로 출력되는 상기 내부 전압(VI2)이 설정된 전압으로 유지될 수 있다.Next, when the temperature inside the semiconductor chip is 75 ° C., the operation of the
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 분야의 통상의 전문가라면 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-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, the present invention will be understood by those skilled in the art that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 내부 전압 발생기는 온도의 변화에 비례하게 내부 전압을 조절함으로써, 온도의 변화에 무관하게 일정한 전압 레벨을 가지는 내부 전압을 발생할 수 있다.As described above, the internal voltage generator according to the present invention may generate an internal voltage having a constant voltage level regardless of the temperature change by adjusting the internal voltage in proportion to the change in temperature.
Claims (7)
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