KR960008136B1 - 반도체 소자의 고전위 발생장치 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

반도체 소자의 고전위 발생장치
제1도는 종래 반도체 소자의 고전위 발생장치의 상세 회로도이다.
제2도는 본 발명에 따른 반도체 소자의 고전위 발생장치의 상세회로도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 고전위 검출부 2 : 백 바이어스 전위 검출부
3 : 링 오실레이트 4 : 고전위 펌프
5,6 : 프리차지 수단 7 : 레벨 쉬프터
본 발명은 반도체 소자의 고전위 발생장치에 관한 것으로, 특히 초기의 파워 업(power up)동작 동안에 고전위 펌프의 출력단의 전위가 전위잔업과 같은 전위가 되도록 하여 전위상승 동작에서 생기기 쉬운 래치-업(Latch up)현상을 줄이고, 고전위까지의 도달 시간을 빠르게 한 반도체 소자의 고전위 발생장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자의 고전위 발생장치는 고전위 검출부, 백 바이어스 전위 검출부, 링 오실레이터, 고전위 펌프 및 프리차지 수단으로 구성되는데, 프리차지 수단의 경우 고전위단과 전원전위단 사이에 접속되며 N-MOS 트랜지스터가 다이오드로 동작되도록 구성된다. 그러네 고전위 발생펌프가 동작하기전가지 고전위단의 전위는 초기에 플로팅(Floating)되지 않고 VDD-Vt전위가 되지만 고전위 발생 펌프가 동작한 후에는 N-MOS 다이오드에 역전위가 걸리게 되어 초기의 동작에서만 사용된다. 그러면 종래 반도체 소자의 고전위 발생장치를 제1도를 통해 설명하면 다음과 같다.
고전위 검출부(1)에서는 고전위 전압(Vpp)을 검출하는데, 예를들어 트랜지스 터(T11) 및 (T12)에 의해 분배된 전압이 트랜지스터(T13) 및 (T14)의 문턱전압보다 낮을 경우 트랜지스터(T13) 및 (T16)이 턴온되어 노드(N1)의 전위는 LOW상태가 된다. 반면에 상기 트랜지스터(T11) 및 (T12)에 의해 분배된 전압이 트랜지스터(T13) 및 (T14)의 문턱전압보다 높으면 상기 트랜지스터(T14) 및 (T15)가 턴온되어 상기 노드(N1)의 전위는 HIGH상태가 된다. 즉, 고전위 전압(Vpp)이 요구된 전압보다 높으면 상기 노드(N1)의 전위는 HIGH상태가 되고, 요구된 전압도바 낮으면 상기 노드(N1)는 LOW상태가 된다.
한편, 백 바이어스 전위 검출부(2)에서는 백 바이어스 전압(Back Bias Voltage ; Vbb)을 검출하는데, 예를들어 P형 기판에 충분한 음전압(Vbb)이 인가되는 경우 트랜지스터(T21) 및 (T22)가 턴온됨에 따라 트랜지스터(T23)가 턴온된다. 그러므로 트랜지스터(T26)가 턴온되어 노드(N2)의 전위는 LOW상태를 유지하는데, 이때 음전압(Vbb)의 공급이 차단되더라도 캐패시터(C1)의 방전시간 동안은 상기 노드(N2)의 전위는 LOW상태를 유지한다. 반면에 P형 기판에 충분한 음전압이 공급되지 않는 경우 상기 트랜지스터(T21)는 턴온되고 상기 트랜지스터(T22)는 턴오프되므로 트랜지스터(T24) 및 (T25)가 턴온되어 상기 노드9N2)의 전위는 HIGH상태가 된다.
따라서 상기 노즈(N1) 및 (N2)의 전위가 LOW상태일 때 노아 게이트(G1)의 출력은 HIGH상태가 되어 반전 게이트(G31) 및 (G32) 및 낸드게이트(G33)로 이루어진 링 오실레이트(3)에서 펄스가 발생되고, 이 펄스가 캐패시터(C2)를 통해 노드(N3)에 인가된다. 고전위 펌프(4)에서는 입력되는 펄스에 따라 고전위 전압(Vpp)을 발생시키는데, Vdd가 인가되는 초기에 N형 트랜지스터(T51)를 통해 Vdd가 캐패시터(C3)에 충전된 후 상기 링 오실레이터(3)의 출력에 따라 상기 노드(N3)의 전위가 LOW전위가 될 때마다 트랜지스터(T42) 및 (T43)이 턴온되므로 노드(N10)에서는 Vdd+2Vt(트랜지스터(T42 및 T43)의 문턱전압)의 전압이 생성된다.
전술한 제1도에 있어 상기 프리차지 트랜지스터(T51)가 P-MOS형일 경우 P-MOS를 구성하는 N웰과 소우스 또는 드레인 영역으로 작용하는 N+접합(Junction) 사이에 기생적으로 생기는 PN 다이오드가 턴온되지 않도록 N웰에 고전위를 인가하는데, 고전위 펌프가 동작하지 않는 경우 상기 프리차지 트랜지스터(T51)에 의하여 N웰의 전위가 Vcc-Vt가 되는데, 예를들어 상기 프리차지 트랜지스터(T51)의 소우스 또는 드레인 영역에 N웰의 전위보다 높은 전위(기생적으로 생기 PN 다이오드의 문턱전위만큼 높은 전위)가 인가되는 경우 PN 다이오드가 턴온되고, 특히 기판에 충분한 음전압이 공급되지 않을 경우 래치-업(latch up)현상이 발생할 수 있다.
따라서 본 발명은 초기의 파워 업(power up)동작 동안에 고전위 펌프의 출력단의 전위가 전위전압과 같은 전위가 되도록 하여 전위상승 동작에서 생기기 쉬운 래치-업(Latch up) 현상을 줄이고, 고전위까지의 도달시간을 빠르게 한 반도체 소자의 고전위 발생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 공급되는 고전위 전압의 전위를 검출하기 위한 고전위 검출부와, 백 바이어스 전압의 상승을 감지하기 위한 백 바이어스 전위 검출부와, 상기 고전위 검출부 및 백 바이어스 검출부로부터 각각 입력되는 신호를 논리 조합하기 위한 노아 게이트와, 상기 노아 게이트로부터 출력되는 논리 신호에 따라 펄스 신호를 발생하기 위한 링 오실레이터와, 상기 링 오실레이터로부터 출력되는 펄스 신호에 따라 고전위 전압을 발생하는 고전위 펌프로 이루어지는 반도체 소자의 고전위 발생 장치에 있어서, 상기 고전위 펌프의 출력단자 및 전원전위 전압 출력단자간에 접속된 P-MOS 트랜지스터와, 상기 백 바이어스 전위 검출부로부터 출력되는 신호에 따라 상기 P-MOS 트랜지스터를 동작시키기 위한 레벨 쉬프터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
제2도는 본 발명에 따른 반도체 소자의 고전위 발생장치의 상세 회로도로서, 제1도와 중복되는 동작에 대한 설명은 생략하기로 하고 프리차지 수단(6) 및 레벨 쉬프터(7)에 대하여만 설명하기로 한다.
백 바이어스 전압(Vbb)이 공급되기 이전에 백 바이어스 전위 검출부(2)의 출력(N2 노드)은 HIGH상태이므로 레벨 쉬프터(7)의 트랜지스터(T72) 및 (T73)이 턴온되므로 노드(N4)의 전위는 HIGH상태가 된다. 그러므로 트랜지스터(T)가 턴온되어 P-MOS 트랜지스터(T61)가 턴온되고 고전위 펌프(4)의 노드(N10)는 Vdd로 프리차지 된다. 이후 백 바이어스 전압이 충분히 공급되어 상기 노드(N2)가 LOW상태를 유지하면 트랜지스터(T74) 및 (T71)가 턴온되어 상기 노드(N4)의 전위는 LOW상태가 되므로 트랜지스터(T72)가 턴온되어 상기 P-MOS 트랜지스터(T61)는 턴오프된다.
즉, 백 바이어스 전압의 공급전에 고전위 펌프(4)의 노드(N10)를 Vdd로 프리차지 시킨 후 백 바이어스 전위 검출부(2) 및 고전위 검출부(1)의 출력신호에 따라 상기 노드(N10)에서 Vdd보다 높은 고전위를 발생 시키게 된다.
본 발명에 의하면, 초기의 파워 업(Power up) 동작동안에 고전위 펌프의 출력단의 전위가 전원전압과 같은 전위를 유지하므로 종래의 파워업 동작 동안에 발생하기 쉬운 래치-업 현상을 제거할 수 있을 뿐만 아니라 원하는 고전위 전압의 발생을 보다 빠르게 할 수 있다.

Claims (1)

  1. 공급되는 고전위 전압의 전위를 검출하기 위한 고전위 검출부(1)와, 백 바이어스 전압의 상승을 감지하기 위한 백 바이어스 전위 검출부(2)와, 상기 고전위 검출부(1) 및 백 바이어스 검출부(2)로부터 각각 입력되는 신호를 논리 조합하기 노아 게이트(G1)와, 상기 노아 게이트(G1)로부터 출력되는 논리 신호에 따라 펄스 신호를 발생하기 위한 링 오실레이터(3)와, 상기 링 오실레이트(3)로부터 출력되는 펄스 신호에 따라 고전위 전압을 발생하는 고전위 펌프(4)로 이루어지는 반도체 소자의 고전위 발생장치에 있어서, 상기 고전위 펌프(4)의 출력단자 및 전원전위 전압 출력단자간에 접속된 P-MOS트랜지스터(T61)와, 상기 백 바이어스 전위 검출부(2)로부터 출력되는 신호에 따라 상기 P-MOS 트랜지스터(T61)를 동작시키기 위한 레벨 쉬프터(7)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 고전위 발생 장치.
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