JPS595320A - オンチツプ電源発生回路 - Google Patents

オンチツプ電源発生回路

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JPS595320A
JPS595320A JP57115043A JP11504382A JPS595320A JP S595320 A JPS595320 A JP S595320A JP 57115043 A JP57115043 A JP 57115043A JP 11504382 A JP11504382 A JP 11504382A JP S595320 A JPS595320 A JP S595320A
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JP
Japan
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power supply
voltage
supply voltage
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mos transistor
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JP57115043A
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JPH05726B2 (ja
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Michihiro Yamada
山田 通裕
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/06Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider
    • H02M3/07Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider using capacitors charged and discharged alternately by semiconductor devices with control electrode, e.g. charge pumps

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  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は半導体集積回路において、外部電源電圧をも
とにオンチップ上で内部電源電圧を発生するオンチップ
電源発生回路に関するものである。
一般1c、MOS )ランジスタの微細化に伴って、M
OS)ランジスタの耐圧が低下するだけでなく、ホット
エレクトロンによるMOS)ツンジスタの閾値電圧め変
化も大きな問題となりククある。このMOS)ランジス
タの微細化に伴なう諸々の問題点を抑制する方法として
、使用する電源電圧を下げることが必要となる。実際に
16にビットMOSダイナミックRAMでは電源電圧が
12Vであったものが64にビットMO8ダイナξツク
RAMでは5vに下がっている。この5vという電源電
圧はTTLロジックに使用されている電源電圧と同一で
あり、メモリボードなどの設計にとって非常に都合のい
い値である。しかし、さらに高密度化された場合には5
vの電源電圧を維持することは上記の理由によシ困難な
欠点があった。
したがって、この発明の目的は高密度MOSダイナξツ
クRAMの場合にも5vの電源を使用しつつ、MOSト
ランジスタの微細化を行なうことができるオンチップ電
源発生回路を提供するものである。
このような目的を達成するため、この発明は外部電源電
圧を受けて一定値の電圧を出力する基準電圧発生回路と
、ドレインに外部電源電圧が印加し、ゲートにこの一定
値の電圧が印加し、ソースが外部電源電圧の絶対値より
小さい値の内部電源電圧を供給する内部電源端子に接続
される第1のMOf9 )ランジスタと、前記一定値の
電圧とこの内部電源電圧とを比較し、出力電圧を出力す
るコンパレータと、外部電源電圧を電力供給源として動
作し、出力信号を出力する発振回路と、ドレインにこの
発振回路の出力信号が印加し、ゲートに前記コンパレー
クの出力電圧が印加する第2のMOS)ランジスタと、
入力端子がこの第2のMOB)ランジスタのソースに接
続され、出力端子が第1のMOS)ランジスタのソース
に接続され、外部電源電圧とは独立に内部電源電圧を出
力するチャージポンプ回路とを備えるものであり、以下
実施例を用いて詳細に説明する。
第1図はこの発明に係るオンチップ電源発生回路の一実
施例を示すブロック図である。同図において、(1)は
外部から印加される外部電源電圧Vcc例えば5vの外
部電源端子、(2)はこの外部電源電圧Vccを電力供
給源として動作し、高密度MOSダイナミックRAM内
部で使用される電圧値を決定する電圧Vrefを出力し
、その詳細な回路を第2図おるいは第3図に示す基準電
圧発生回路、(3)はそのドレインが外部電源端子(1
)に接続しゲートがその基準電圧発生回路(2)の出力
端子に接続し、ソースが内部電源電圧VINTの内部電
源端子(4)に接続する電流供給用MO8)ランジスタ
、(5)は外部電源電圧Vccを電力供給源として、前
記基準電圧発生回路(2)の出力電圧Vrefと内部“
電源電圧VINTとを比較し、出力電圧VCMPを出力
するコンパレータ、(6)は内部電源端子(4)とアー
スとの間に接続した容量CIのコンデンサ、(7)は内
部電源電圧v、 NTを下げる工うに機能し、その詳細
な回路を第4図に示すチャージポンプ回路、(8)は外
部電源電圧Vccを電力供給源として動作し、出力信号
φCを出力する発振回路、(9)はドレインがこの発振
回路(8)の出力端子に接続し、ゲートがコンパレータ
(5)の出力に接続し、ソースが前記チャージポンプ回
路(7)の入力端子に接続するスイッチング用MO8)
ランジスタである。
なお、第2図に示す基準電圧発生回路(2)において、
(10a)および(10b)はそれぞれ抵抗値が鳥およ
びR,の抵抗、(lla)は容量C2のコンデンサであ
る。
この場合の出力電圧Vrefは(1)式に示すように一
定値を得ることができる。
また、第3図に示す基準電圧発生回路(2)において、
(12a) 〜(12n)はそれぞれ閾値電圧VTHQ
をもりMOS)う/ジスタである。この場合の出力電圧
Vrefは(2)式で示すように一定値を得ることがで
きる。
Vref = N X V7uq       ・−−
−(2)ここで幀NはMOS)ランジスタの数である。
また、第4図に示すチャージポンプ回路(7)において
、(llb)は容量OPのコンデンサ、(13a)およ
び(13b)はMOS)、7ンジスタである。このチャ
ージポンプ回路(7)の動作について説明すると、まず
、コンパレータ(5)の出力電圧VCMPが′H′のと
き、発振回路(8)の出力信号ψCが′L′から′H#
になると、MOS)ランジスタ(9)が導通状態にるた
め、コンデンサ(llb)による容量結合でノード(N
oは′H′に上昇する。このため、MOSトランジスタ
(13a)がオンとなる。このMOSトランジスタ(1
3a)のオンによシノード(N1)の電位が下がり始め
る(乙のとき、MOS)?ンジスタ(13b)のゲート
は基準電位Vssに接続されているのでオンしたままで
ある)。そして、ノード(N1)の電位がMOf9)ラ
ンジスタ(13a)の閾値電圧VTHQになった時点で
、ノード(N、)の電位低下は停止する。次に、発振回
路(8)の出力信号φCが1H′からL′になると、コ
ンデンサ(llb)による容量結合でノード(Nl)の
電位は負になる。このため、MO8)2ンジスタ(13
b)6Lオンとなり(このとき、MOSトランジスタ(
13a)はオンしたままである)、内部電源電圧v=N
Tの電圧を下げ始める。このため、ノード(N、)の電
位はある負電位からOvに向って上昇し始めるが、ノー
ド(N、)の電位が−VTHQになった時点でノード(
Nl)の電位上昇は停止する。そして、以上の動作は発
振回路(8)の出力信号ψCが印加されているかぎり、
繰り返され、内部電源電圧MINTの′1圧を下げてゆ
く。
次に、上記構成によるオンチップ電源発生回路の動作に
ついて第5図(a)〜第5図(d)を参照して説明する
。ここで、説明を簡単にするため、1を光供給用MO8
)2ンジスタ(3)の閾1直電圧はほぼOVとし、基準
電圧発生回路(2)の電圧Vrefと外部電源電圧Vc
cとはVref = 3AVccの関係にあるものとす
る。次に、まず、時間t、では第5図(a)に示すよう
に外部電源電圧Vcc = 5 Vなので、基準電圧発
生回路(2)の電圧Vref =−4−X 5V ==
2.5 Vである。したがって、内部電源電圧vINT
 = Vref −(ti供給用MO8)ランジスタ(
3)の閾値電圧) = 2.5 V となる。今、時間
1.から時間t、の間に、内部電源端子(4)の内部電
源電圧VINTが第5図(b)fcrpすように2.5
vから2.Ovに低下したとする。このため、1流供給
用MO8)う/ジスタ(3)がオンし、直ちに内部電源
電圧MINTが上昇し始め、時間t4には2.5Vのも
との値に回復する。以上の動作中はコンパレータ(5)
の出力VCMPは′Lルベルであり、スイッチング用M
O8)ランジスタ(9)はオフしているので、チャージ
ポンプ回路(7)は不動作状態である。
一方、時間t、から時間t6の間に内部電源端子(4)
の内部電源電圧vlNTが2.5■から3.OVに上昇
したとする。このため、コンパレータ(5)の出力VC
)1[Pが第5図(d)に示すように′Hルベルにな9
、スイッチング用MO8)ランジスタ(9)がオンとな
る。このため、発振回路(8)の出力信号ψCがこのオ
ン状態のスイッチング用MO8)ランジスタ(9)を介
してチャージポンプ回路(7)に入力する。この丸め、
3.0Vに上昇した内部1源電圧MINTをチャージポ
ンプ回路(7)の働きで下降し始めて、時間t、までに
、もとの2.5Vの値に回復する。
このように、安定化された内部電源電圧VINTを使っ
て高密度MOSダイナiツクRAMを動作させれ+1’
メモリチツプには例えば5vを印加していても実際に印
加される電圧を5v以下にすることができ、MOSトラ
ンジスタの微細化に伴なう問題点を解決することができ
る。
なお、以上の実施例ではnチャネルのMOSダイナミッ
クRAMについて説明したが、PチャネルのMO8ダイ
ナミックRAMについても同様にできることはもちろん
である。
以上詳細に説明したように、この発明に係るオンチップ
電源発生回路によれば外部電源電圧をもとに、オンチッ
プ上で独立に最適な内部電圧を発生することができる効
果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に係るオンチップ電源発生回路の一実
施例を示すブロック図、第2図および第3図はそれぞれ
第1図の基準電圧発生回路の詳細な回路図、第4図は第
1図のチャージポンプ回路の詳細な回路図、第5図(a
)〜第5図(d)は第1図の各部の波形を示す図である
。 (1)・・・・外部電源端子、(2)・・・・基準電圧
発生回路、(3)・・・・電流供給用MOSトランジス
タ、(4)・・・・内部電源端子、(5)・・・・コン
パレータ、(6)・・・・コンデンサ、(7)・・・・
チャージポンプ回路、(8)・・・・発振回路、(9)
・・・・スイッチング用MO8)ランジスタ、(10a
)および(10b) −−−−抵抗、(lla)および
(llb) −−−−コンデンサ、(12a) 〜(1
2n)および(13a)、(13b) −・・・MO8
)ランジスタ。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 代 理 人   葛  野  信  −第1図 第2図 0 L         J 第4図 手続補正書く自発) 特許庁長官殿 1、事件の表示    特願昭 57一ロ]043号2
、発明の名称 オンチップ電源発生回路 3、補正をする者 代表者片山仁へ部 4、代理人 5、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 6、補正の内容 口1 明細書第6頁第17行の「オン」を「オフ」と補
正する。 (21同書第7頁第5行の「オン」を「オフ」と補正す
る。 以  上

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 外部電源電圧を受けて一定値の電圧を出力する基準電圧
    発生回路と、ドレインに外部電源電圧が印加し、ゲート
    にこの一定値の電圧が印加し、ソースが外部電源電圧の
    絶対値より小さい値の内部電源電圧を供給する内部電源
    端子に接続される第1のMOS )7ンジスタと、前記
    一定値の電圧とこの内部電源電圧とを比較し、出力電圧
    を出力するコンパレータと、外部電源電圧を電力供給源
    として動作し、出力信号を出力する発振回路と、ドレイ
    ンにこの発振回路の出力信号が印加し、ゲートに前記コ
    ンパレータの出力電圧が印加する第2のMOS)ランジ
    スタと、入力端子がこの第2のMOS トランジスタの
    ソースに接続され、出力端子が第1のMOS トランジ
    スタのソースに接続され、外部電源電圧とは独立に内部
    電源電圧を出力するチャージポンプ回路とを備え、半導
    体集積回路上で外部電源をもとに、外部電源電圧の絶対
    値より小さい値の内部電源電圧を発生することを特徴と
    するオンチップ電源発生回路。
JP57115043A 1982-06-30 1982-06-30 オンチツプ電源発生回路 Granted JPS595320A (ja)

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JPH05726B2 JPH05726B2 (ja) 1993-01-06

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0438791A (ja) * 1990-06-04 1992-02-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置
US8022752B2 (en) 2009-12-31 2011-09-20 Nxp B.V. Voltage reference circuit for low supply voltages

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4977159A (ja) * 1972-11-01 1974-07-25
JPS5691531A (en) * 1979-12-26 1981-07-24 Toshiba Corp Controller for gate threshold value

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