KR960011956B1 - 내부 전원 강압 회로 - Google Patents

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Abstract

내용없음.

Description

내부 전원 강압 회로
제 1 도는 본 발명의 제 1 실시예를 설명하기 위한 내부 전원 강압 회로의 회로도.
제 2 도는 제 1 도에 도시하는 내부 전원 강압 회로를 사용하는 반도체 메모리 장치를 도시하는 회로도.
제 3 도는 제 1 도 및 제 2 도의 동작을 설명하기 위한 동작 파형도.
제 4 도는 본 발명의 제 2의 실시예를 설명하기 위한 동작 파형도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
QP11∼QP13, QP41∼QP46: P형 MOS 트랜지스터
Qn11∼Qn14, Qn41∼Qn49: N형 MOS 트랜지스터
VR: 기준 전위 D, DB: 비트선
VD: 전원 전위 CS: 콘덴서
본 발명은 내부 전원 강압 회로에 관한 것으로, 특히 소비전류를 저감하는 내부 전원 강압 회로에 관한 것이다.
근래, 반도체 장치에서는 장치내부의 소비 전력을 삭감하기 위해서 내부 전원 강압 회로에 의해 강압된 전원이 쓰이고 있다. 예컨대, 반도체 메모리 장치에선 감지 증폭기 구동 회로에 공급되는 전원 전압을 강압하기 위한 내부 전원 강압 회로가 설치되어 있다.
이 내부 전원 강압 회로는 활성화 신호에 따라서 동작이 제어되고 있다. 구체적으로는 활성화 신호가 전류 리미터 수단이 되는 트랜지스터의 도통을 제어하고 있다. 이 전류 리미터 트랜지스터가 도통 상태로 되면 내부 전원 강압 회로가 활성화 상태로 되어 강압된 전압이 발생한다.
종래의 내부 전원 강압 회로는 대응 특성을 좋게 하기 위해서 전류 리미터 트랜지스터에 흐르는 전류 값이 크게 되도록 설정할 필요가 있다. 즉, 신속하게 내부 전원 강압 회로에서 필요로 하는 전압이 발생하도록 전류 리미터 트랜지스터에 흐르는 전류값을 크게 함으로써 내부 전원 강압 회로내의 구동 전류의 양을 크게 하고 회로의 동작속도를 빠르게 하고 있다.
그러나, 이같은 내부 전원 강압 회로에선 전류 리미터 트랜지스터에 흐르는 전류가 항상 많으므로 장치 전체의 소비 전류가 증가되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 응답 속도의 감소를 동반하지 않고 소비 전류의 삭감이 가능한 내부 전원 강압회로를 제공하는 데 있다.
본 발명의 내부 전원 강압 회로는 전류 미러 증폭기(current mirror Amp)와, 이 전류 미러 증폭기의 출력을 게이트로 수신하고 드레인이 출력단에 접속되어 있는 구동 트랜지스터와, 전류 미러 앰프와 직렬로 접속되어 제어 신호에 따라서 전류 미러 앰프에 흐르는 전류량을 제어하는 전류 리미터 수단을 갖는다.
바람직하게는, 전류 미러 회로와, 이 전류 미러 회로에 흐르는 전류량을 제어하는 복수의 전류 리미터 트랜지스터로서 적어도 2종류의 활성화 신호중의 어느 하나가 게이트에 공급되고 병렬로 배치된 복수의 트랜지스터와, 전류 미러 회로와 복수의 전류 리미터 트랜지스터간에 설치된 차동쌍을 구성하는 제 1 및 제 2 의 트랜지스터와, 전류 미러 회로의 출력을 게이트로 수신하고 전원과 출력단간에 설치된 구동 트랜지스터를포함하고, 출력단이 제 1의 트랜지스터(1)의 게이트에 접속되며 기준 전압이 제 2의 트랜지스터(2)의 게이트에 공급된다.
본 발명의 상기 언급된 목적 및 다른 목적, 특성 및 장점은 첨부 도면과 함께 다음의 본 발명의 상세한 설명에 따라서 보다 명확해질 것이다.
제 1 도를 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 실시예에 의한 내부 전원 강압 회로는 전류 미러회로를 구성하는 P형 MOS 트랜지스터(QP11, QP12)와, 이 전류 미러 회로에 흐르는 전류량을 제어하는 2개의 전류 리미터 트랜지스터로서 각각 제 1 활성화 신호(ØA), 제 2 활성화 신호(ØD)가 게이트에 공급되는 N형 MOS 트랜지스터(Qn13, Qn14)와, 전류 미러 회로와 전류 리미터 트랜지스터간에 설치된 차동쌍을 구성하는 N형 MOS 트랜지스터(Qn11, Qn12)와, 전류 미러 회로의 출력을 게이트로 수신하고 전원과 출력단 사이에 설치된 P형 MOS 트랜지스터(QP13)를 포함하며, 출력단이 N형 MOS 트랜지스터(Qn11)의 게이트에 접속되고, 기준 전압(VR)이 N형 MOS 트랜지스터(Qn12)의 게이트에 공급되어 있다.
본 실시예에선 제 1 도에 도시하는 내부 전원 감압 회로의 출력(VD)을 감지 증폭기 구동 회로의 전원으로 하는 반도체 메모리 장치를 일예로 하여 그 동작을 설명한다. 제 2 도는 이 반도체 메모리 장치의 일부 구성을 도시하고 있다. 감지 증폭기 구동 회로는 트랜지스터(QP41, Qn41, Qn42, Qn43, Qn44) 및 인버터( I )를 포함하여 구성되고 감지 증폭기에 공급하는 전원 전압(ØSP,ØSN)을 발생한다.
(ØSP,ØSN)가 공급되는 감지 증폭기는 트랜지스터(QP42, QP43, Qn45, Qn46)에 의해 구성되며 비트선쌍(D, DB)의 전위차를 증폭한다.
제 3 도를 참조하여 제 1 도, 제 2 도에 도시하는 반도체 메모리 장치의 동작을 설명한다. 시각 t1 이전은 선충전 신호(ØP)가 하이 레벨이므로 제 2 도에 도시하는 반도체 메모리 장치는 선충전 상태이다. 따라서(ØSP,ØSN) 및 비트선(D, DB)은 선충전 전위(VH)로 되어 있다.
또한, 이 시각에선 제 1 활성화 신호(ØA) 및 제 2 활성화 신호(ØD)는 모두 저레벨이므로 전류 리미터 트랜지스터(Qn13, Qn14)는 모두 비도통 상태이다. 따라서, 내부 강압 회로는 비활성 상태이며 구동 트랜지스터(QP13)도 비도통 상태이다.
시각 t2로 되면 선충전 신호(ØP)가 OV로 변화하므로 트랜지스터(Qn41, Qn43, Qn44, Qn47, Qn48)가 오프 상태로 된다.
다음에 시각 t2에서 워드선 선택 신호(ØW)가 하이 레벨이 되므로 메모리 셀을 구성하는 트랜지스터(Qn4)가 온되어, 콘덴서(CS)와 비트선(D)이 접속되고, (CS)에 격납되어 있는 전하에 따라서 비트선(D, DB)에 전위차가 생긴다. 제 3 도에선 메모리 셀이 1(하이 레벨)의 데이타가 격납되어 있는 예를 도시하고 있다.
시각 t3이 되면 제 1 활성화 신호(ØA) 및 제 2 활성화 신호(ØD)가 모두 하이레벨이 되므로 전류 리미터 트랜지스터(Qn13, Qn14)가 동시에 온 상태로 되며, 내부 전원 강압 회로의 전류 미러 회로에는 큰전류가 흘러 이 회로는 신속하게 감지 증폭기 구동 회로로의 전압 공급 준비가 갖추어진다.
시각 t4에서 감지 증폭기 활성화 신호(ØS)가 하이레벨로 되므로 감지 증폭기 구동 회로를 구성하는 트랜지스터(QP41, Qn42)가 온 상태로 되며, (ØSP,ØSN)의 전위가 각각 (VD)와 접지 레벨(OV)로 된다. 따라서, 감지 증폭기가 비트선(D, DB)의 전위차의 증폭을 개시한다. 감지 증폭기가 증폭 동작을 개시하면 전원 전위(VD)는 전원 전압 공급동작에 의해서 일단 강하하기 시작한다. 그러나, VD가 강하하면 내부 전원 강압회로에서의(Qn11)의 게이트 전위가 (Qn12)의 게이트에 공급하고 있는 기준 전압(VR)보다 낮아지므로(QP13)의 게이트 전위가 내려가며 그 전류 공급 능력이 상승한다. 그때문에(VD)의 전위 강하는 어느 값에서 멈추며, 그 이후는 상승한다. 그와 더불어 구동 신호(ØSP) 및 비트선(D)의 전위도 상승하기 시작한다.
(VD)의 전위는 상승해도 그 값이 기준 전위(VR)를 넘어서면 (Qn11)의 게이트 전위가 (Qn12)의 게이트 전위(VR)보다 높아지므로 (QP13)의 게이트 전위가 상승하여 (QPl3)이 오프 상태로 되며 결과적으로 (VD)의 전위는 (VR)(=Vint)로 된다(시각 t5).
다음에, 감지 증폭기의 증폭 동작이 완료하는 시각 t6에서 제 2 활성화 신호(ØD)가 저레벨이 되고 전류리미터 트랜지스터중 (Qn14)만이 오프로 되므로 내부 전원 강압 회로의 전류 미러 회로에 흐르는 전류량이 감소된다. 따라서, 시각 t6 이후는 장치 전체의 소비 전류가 저감된다.
이상, 설명한 바와같이 본 실시예에 의하면 감지 증폭기가 활성화되는 초기 단계(시각 t6 까지)에서 내부 전원 강압 회로의 전류 리미터 트랜지스터(Qn13, Qn14)가 모두 온 상태이므로, 전원 전압(VD)의 강하, 상승을 제어하고 그 회복을 빠르게 할 수 있다. 한편, 감지 증폭기의 증폭 동작 종료 등에 의해 내부 전원 강압 회로의 고속 동작이 필요하지 않을 때에는 전류 리미터 트랜지스터중(Qn14)만을 오프상태로 함으로써 소비전류를 삭감하는 것이 가능해진다. 또한, 본 실시예에서는 전류 리미터 트랜지스터가 2개인 경우에 대해 설명하였지만 트랜지스터를 3개 이상으로 하고 필요한 전류량에 따라서 이들 트랜지스터의 도통을 제어하면 더욱 세밀한 소비 전류 제어가 가능하다.
다음에 본 발명의 제 2 의 실시예에 대해서 제 4 도를 참조로 하여 설명한다. 본 실시예에선 내부 전원 강압 회로의 전류 리미터 트랜지스터를 제 1 의 실시예와는 달리 1개의 트랜지스터로 구성하고 있다. 이 1개의 전류 리미터 트랜지스터의 활성화 신호(ØB)는 고전위, 중간 전위 및 저 레벨의 3값을 나타내는 신호로 되어 있다.
시각 t3에서 활성화 신호(ØB)가 하이레벨로 되므로, 전류 리미터 트랜지스터가 온 상태에 있다. 이경우 전류 리미터 트랜지스터의 전류 공급 능력은 제 1의 실시예의 (Qn13, Qn14)가 모두 온되는 상태와 마찬가지다. 따라서, 내부 전원 강압 회로의 전류 미러 회로에는 큰 전류가 흐르게 된다.
시각 t6에서 제어 신호(ØB)가 중간 전위(1/2 Vint)로 되므로 전류 러미터 트랜지스터에 흐르는 전류는 감소되며 내부 전원 가압회로의 소비 전류가 감소된다. 또한, 이 이외의 동작은 제 1의 실시예와 같으므로 동작 설명은 생략한다.
이상 설명한 바와같이 본 실시예에서도 활성화 신호에 따라서 내부 전원 강압 회로에 흐르는 전류량을 제어하는 것이 가능하므로 제 1의 실시예와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
제 1 및 제 2의 실시예에선 감지 증폭기에 대한 내부 전압 강압 회로를 예로 설명했지만 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 다른 주변 회로에 대한 내부 전원 강압 회로에서도 적용할 수 있다. 예컨대, 자동 재생(auto refresh) 기능을 갖는 DRAM 에서, 통상의 액세스시엔 큰 전류가 흐르며, 자동 재생시가 되면 전류 리미터의 전류값을 내리고 소비 전력을 삭감하는 것이 가능해진다.
비록 본 발명이 특정 실시예에 관하여 설명되었다 할지라도, 이 설명은 한정하는 의미로 해석되어서는 안된다. 개시된 실시예의 다양한 변화는 본 발명의 설명을 참조하면 당업자에게 명백해질 것이다. 따라서, 첨부된 청구범위는 본 발명의 참된 범위내에 속하는 임의의 변화 또는 실시예를 포함할 것이다.

Claims (4)

  1. 전류 미러증폭기(QP11, QP12)와; 상기 전류 미러 증폭기의 출력에 접속된 게이트와, 출력 단자에 접속된 드레인을 갖는 구동 트랜지스터(QP13) 및; 상기 전류 미러 증폭기에 직렬로 접속되어 신호 제어에 의해 상기 전류 미러 증폭기를 통해 흐르는 전류량을 제어하는 전류 리미터 수단(Qn13, Qn14)을 포함하는 내부전원 강압회로로서, 상기 전류 리미터 수단은 병렬로 접속된 다수의 리미터 트랜지스터(Qn13, Qn14)로 구성되며, 상기 리미터 트랜지스터의 게이트에는 적어도 2종류의 제어 신호중 한 신호가 각각 공급되는 것을 특징으로 하는 내부 전원 강압 회로.
  2. 전류 미러 회로는(QP11, QP12)와; 병렬로 접속된 다수의 전류 리미터 트랜지스터(Qn13, Qn14)로서 적어도 두 종류의 활성화 신호(ØA, QD)중 한 신호가 게이트에 공급됨으로써 상기 전류 미러 회로에 흐르는 전류량을 제어하는 다수의 전류 리미터 트랜지스터(Qn13, Qn14)와; 상기 전류 미러 회로와 상기 다수의 전류 리미터 트랜지스터 사이에 제공되어 차동쌍을 구성하는 제 1 및 제 2 트랜지스터(Qn11, Qn12) 및; 전원과 출력단자(VD) 사이에 제공되며 상기 전류 미러 회로의 출력에 접속된 게이트를 갖는 구동 트랜지스터(QP13)를 포함하는데, 상기 출력 단자는 상기 제 1 트랜지스터(Qn11)의 게이트에 접속되고, 상기 제 2 트랜지스터의 게이트에는 기준 전압(VR)이 공급되는 것을 특징으로 하는 내부 전원 강압 회로.
  3. 전류 미러 증폭기(QP11, QP12)와; 상기 전류 미러 증폭기의 출력에 접속된 게이트와, 출력 단자(VD)에 접속된 드레인을 갖는 구동 트랜지스터(QP13) 및; 상기 전류 미러 증폭기에 직렬로 접속되어 신호 제어(ØA,ØD)에 의해 상기 전류 미러 증폭기를 통해 흐르는 전류량을 제어하는 전류 리미터 수단(Qn13, Qn14)을 포함하는 내부 전원 강압 회로로서, 상기 전류 리미터 수단의 전류량은 상기 출력 단자에 접속된 연속 회로의 동작 개시에서부터 소정 시간 경과 후에 소정의 전류량으로 감소하고, 상기 신호 제어는 복수의 신호로서, 소정 시간 경과 후에 적어도 한 신호(ØD)가 변화하는 복수의 신호에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 내부 전원 강압 회로.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 연속 회로는 감지 증폭기 구동회로인 것을 특징으로 하는 내부 전원 강압 회로.
KR1019920015653A 1991-08-30 1992-08-29 내부 전원 강압 회로 KR960011956B1 (ko)

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