KR0141177B1 - Sensing circuit for power voltage of semiconductor ic - Google Patents

Sensing circuit for power voltage of semiconductor ic

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KR0141177B1 KR1019940035079A KR19940035079A KR0141177B1 KR 0141177 B1 KR0141177 B1 KR 0141177B1 KR 1019940035079 A KR1019940035079 A KR 1019940035079A KR 19940035079 A KR19940035079 A KR 19940035079A KR 0141177 B1 KR0141177 B1 KR 0141177B1
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Abstract

본 발명은 집적회로의 전원전압 감지회로에 관한 것으로서, 특히 기준전압을 발생하기 위한 디플리션모드 엔모스트랜지스터 부하를 가지는 기준전압 발생부 : 전원전압을 소정의 저항비로 분압하여 검출전압을 발생하는 전압검출부 : 공정변화에 따른 상기 기준전압의 변동분을 보상하도록 상기 전압검출부의 저항비를 조정하기 위한 저항비 조정수단 : 기준전압보다 검출전압이 작은 경우에는 전원 전압의 로우상태를 감지한 감지신호를 발생하는 차동증폭기를 구비한 것을 특징으로 한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply voltage detection circuit of an integrated circuit, and more particularly, to a reference voltage generation unit having a depletion mode enMOS transistor load for generating a reference voltage. Voltage detection unit: Resistor ratio adjusting means for adjusting the resistance ratio of the voltage detection unit to compensate for the variation of the reference voltage according to the process change: When the detection voltage is less than the reference voltage, the detection signal detecting the low state of the power supply voltage Characterized in that it comprises a differential amplifier to generate.

따라서, 본 발명은 공정변화에 의한 기준전압의 변동에 따른 검출전압레벨을 웨이퍼 테스트시에 조정함으로써 항상 일정한 검출전압을 유지할 수 있다.Therefore, the present invention can always maintain a constant detection voltage by adjusting the detection voltage level according to the variation of the reference voltage due to the process change at the time of wafer test.

Description

집적회로의 전원전압감지회로Power supply voltage detection circuit of integrated circuit

제 1도는 본 발명에 의한 집적회로의 전원전압감지회로의 회로도.1 is a circuit diagram of a power supply voltage detection circuit of an integrated circuit according to the present invention.

제 2도는 본 발명에 의한 집적회로의 전원전압감지회로의 특성그래프.2 is a characteristic graph of a power supply voltage detection circuit of an integrated circuit according to the present invention.

본 발명은 집적회로의 전원전압감지회로에 관한 것으로서, 특히 공정변화에 관계없이 일정한 감지레벨을 유지할 수 있는 전원전압감지회로에 관한 것이다.The present invention relates to a power supply voltage sensing circuit of an integrated circuit, and more particularly, to a power supply voltage sensing circuit capable of maintaining a constant sensing level regardless of process change.

최근에 집적회로의 전원전압의 레벨이 로우레벨화되고 배터리를 전원전압으로 사용하는 분야가 확대되어감에 따라 전원전압의 로우레벨을 감지하기 위한 전원전압 감지회로를 내장한 집적회로가 요구되고 있다.Recently, as the level of the power supply voltage of the integrated circuit is lowered and the field of using the battery as the power supply has been expanded, an integrated circuit having a built-in power supply voltage sensing circuit for detecting the low level of the power supply voltage is required. .

종래의 전원전압 감지회로는 기준전압과 전원전압을 저항비로 분압한 감지전압을 차동증폭기로 비교하여 전원전압의 변동을 검출하고 있다. 이러한 집적회로의 전원전압감지회로에서 사용되는 기준전압은 디플리션모드 엔모스트랜지스터를 사용하는바, 디플리션모드 엔모스트랜지스터는 집적회로의 제조공정시에 공정변수의 변화에 의해 그의 특성이 변화되게 되고 이에 기준전압 특성이 변동되기 때문에 감지전압레벨도 변동되게 된다.The conventional power supply voltage detection circuit detects a change in the power supply voltage by comparing a detection voltage obtained by dividing the reference voltage and the power supply voltage by a resistance ratio with a differential amplifier. The reference voltage used in the power supply voltage sensing circuit of the integrated circuit uses a depletion mode enMOS transistor, which is characterized by a change in process variables during the manufacturing process of the integrated circuit. Since the reference voltage characteristics change, the detection voltage level also changes.

이러한 공정변화에 의한 감지레벨의 변동은 설계된 감지레벨을 유지하지 못하게 되므로 집적회로의 특성을 저하시키게 된다.The variation of the sensing level due to the process change does not maintain the designed sensing level, thereby degrading the characteristics of the integrated circuit.

본 발명의 목적은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 공정변수에 관계없이 일정한 감지레벨을 유지할 수 있는 집적회로의 전원전압 감지회로를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a power supply voltage sensing circuit of an integrated circuit capable of maintaining a constant sensing level regardless of process variables in order to solve the problems of the prior art.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 전원전압 감지회로는 기준전압을 발생하기 위한 디플리션모드 엔모스트랜지스터 부하를 가지는 기준전압 발생부 : 전원전압을 소정의 저항비로 분압하여 검출전압을 발생하는 전압검출부 : 공정변화에 따른 상기 기준전압의 변동분을 보상하도록 상기 전압검출부의 저항비를 조정하기 위한 저항비 조정수단 : 기준전압보다 검출전압이 작은 경우에는 전원전압의 로우상태를 감지한 감지신호를 발생하는 차동증폭기를 구비한다.In order to achieve the above object, the power supply voltage detection circuit of the present invention includes a reference voltage generator having a depletion mode enMOS transistor load for generating a reference voltage: a voltage for generating a detection voltage by dividing the power supply voltage by a predetermined resistance ratio. Detecting unit: Resistor ratio adjusting means for adjusting the resistance ratio of the voltage detector to compensate for the variation of the reference voltage according to the process change: When the detection voltage is less than the reference voltage, it generates a detection signal detecting the low state of the power supply voltage A differential amplifier is provided.

기준전압 발생부는 제 1전원전압단자와 기준전압 출력노드 사이에 소오스가 제 1전원전압단자에 연결되고 드레인이 게이트에 연결된 피모스트랜지스터와, 상기 기준전압 출력노드와 제 2전원전압단자의 사이에 드레인과 게이트가 연결되고 소오스가 제 2전원전압단자에 연결된 디플리션모드 엔모스트랜지스터로 구성된다.The reference voltage generator includes a PMOS transistor having a source connected to the first power supply voltage terminal and a drain connected to the gate between the first power supply terminal and the reference voltage output node, and between the reference voltage output node and the second power supply voltage terminal. The drain and gate are connected, and a source is composed of a depletion mode enMOS transistor connected to the second power supply voltage terminal.

전압검출부는 제 1전원전압단자와 제 2전원전압단자의 사이에 직렬로 연결된 N개의 저항들고, 상기 복수의 저항들의 접속노드와 검출전압 출력노드의 사이에 각각 연결된 N­1개의 스위칭소자들로 구성된다.The voltage detection unit includes N resistors connected in series between the first power supply voltage terminal and the second power supply voltage terminal, and N1 switching elements connected between the connection node of the plurality of resistors and the detection voltage output node, respectively. .

저항비 조정수단은 집적회로의 웨이퍼 테스트시에 공정변화에 따른 저항값 보정을 설정하기 위한 설정수단과, 상기 설정된 값을 디코딩하여 상기 N­1개의 스위칭소자들을 스위칭제어하는 디코딩수단으로 구성된다. 설정수단은 제 1전원전압단자와 설정신호 출력단자의 사이에 연결된 풀업 트랜지스터와, 상기 설정신호 출력단자와 제 2전원전압단자의 사이에 연결된 퓨즈소자로 구성된다.The resistance ratio adjusting means includes setting means for setting resistance value correction according to a process change during wafer test of an integrated circuit, and decoding means for switching control of the N­1 switching elements by decoding the set value. The setting means comprises a pull-up transistor connected between the first power supply voltage terminal and the setting signal output terminal, and a fuse element connected between the setting signal output terminal and the second power supply voltage terminal.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제 1도는 본 발명에 의한 집적회로의 전원전압 감지회로의 바람직한 일실시에의 회로도이다.(pwell을 사용한 공정한 예로한 회로임) 전원전압감지회로는 크게 기준전압 발생부(10)와 전압검출부(20)와 저항비 조정부(30)와 차동증폭기(40)로 구성된다.1 is a circuit diagram of a preferred embodiment of a power supply voltage detection circuit of an integrated circuit according to the present invention. (This is a circuit example using a pwell.) The power supply voltage detection circuit is largely comprised of a reference voltage generator 10 and a voltage detector ( 20) and the resistance ratio adjusting unit 30 and the differential amplifier 40.

기준전압 발생부(10)는 제 1전원전압단자(50)와 기준전압 출력노드(12) 사이에 소오스와 제 1전원전압이 연결되고 드레인이 게이트에 연결된 피모스트랜지스터(14)와, 상기 기준전압 출력노드(12)와 제 2전원전압단자(60)의 사이에 드레인과 게이트가 연결되고 소오스가 제 2전원전압에 연결된 디플리션모드 엔모스트랜지스터(16)로 구성된다.The reference voltage generator 10 may include a PMOS transistor 14 having a source and a first power supply voltage connected between the first power supply terminal 50 and the reference voltage output node 12 and a drain connected to a gate thereof, and the reference. A drain and gate are connected between the voltage output node 12 and the second power supply voltage terminal 60, and a source mode enMOS transistor 16 is connected to the second power supply voltage.

전압검출부(20)는 제 1전원전압단자(50)와 제 2전원전압단자(60)의 사이에 직렬로 연결된 5개의 저항들(21­25)과, 저항들(21­25)의 각 접속노드와 검출전압 출력노드(18)의 사이에 각각 연결된 4개의 스위칭소자들(26­29)로 구성된다. 각 스위칭수단들은 피모스와 엔모스로 구성된 전송게이트로 구성된다.The voltage detector 20 includes five resistors 2125 connected in series between the first power supply voltage terminal 50 and the second power supply voltage terminal 60, and each connection node of the resistors 2125. It consists of four switching elements 2629 respectively connected between the detection voltage output nodes 18. Each switching means is composed of a transmission gate composed of PMOS and NMOS.

저항비 조정수단(30)은 집적회로의 웨이퍼 테스트시에 공정변화에 따른 저항값 보정을 설정하기 위한 설정수단(30A)과, 설정된 값을 디코딩하여 상기 4개의 스위칭소자들(26­29)을 스위칭제어하는 디코딩수단(30B)으로 구성된다. 설정수단(30A)은 제 1전원전압단자(50)와 설정신호 출력단자(31, 32)의 사이에 연결된 풀업 트랜지스터(31A, 32A)와, 설정신호 출력단자(31, 32)와 제 2전원전압단자(60)의 사이에 연결된 퓨즈소자(31B, 32B)로 구성된다. 설정신호 출력노드(31, 32)와 퓨즈(31B, 32B)사이에는 인에이블신호(EN)가 게이트에 인가되는 엔모스트랜지스터(31C, 32C)가 연결된다. 풀업 트랜지스터(31A, 32A)는 채널길이가 채널폭보다 긴 피모스트랜지스터이고 엔모스트랜지스터(31C, 32C)는 채널길이보다 채널폭이 넓은 트랜지스터이므로 두 트랜지스터가 모두 턴온된 상태에서 퓨즈가 용단되지 않은 상태에서는 설정신호는 로우상태이고 용단된 상태에서는 하이상태를 유지하게 된다. 디코딩수단(30B)는 설정신호를 인버팅하는 2개의 인버터들과, 설정신호와 인버팅된 설정신호를 노아링하는 4개의 노아게이트들과 노아게이트의 출력을 인버팅하는 4개의 인버터들로 구성된다.The resistance ratio adjusting means 30 includes setting means 30A for setting resistance value correction according to a process change during wafer testing of an integrated circuit, and decodes the set values to switch the four switching elements 2629. It consists of the decoding means 30B which control. The setting means 30A includes pull-up transistors 31A and 32A connected between the first power supply voltage terminal 50 and the setting signal output terminals 31 and 32, the setting signal output terminals 31 and 32 and the second power supply. It consists of fuse elements 31B and 32B connected between the voltage terminals 60. Between the set signal output nodes 31 and 32 and the fuses 31B and 32B, the nMOS transistors 31C and 32C to which the enable signal EN is applied to the gate are connected. Since the pull-up transistors 31A and 32A are PMO transistors having a channel length longer than the channel width, and the NMOS transistors 31C and 32C are wider channel widths than the channel length, the fuse is not blown while both transistors are turned on. In the state, the set signal is in the low state and remains high in the melted state. The decoding means 30B consists of two inverters for inverting the setting signal, four noah gates for noring the setting signal and the inverting setting signal, and four inverters for inverting the output of the noah gate. do.

차동증폭기(40)는 기준전압과 검출전압을 입력하여 기준전압이 검출전압보다 크면 감지신호 출력단자(70)에 제 2전원전압레벨의 감지신호를 발생한다. 반대로 기준전압이 검출전압보다 작으면 제 1전원전압레벨의 감지신호를 발생한다. 그러므로, 전원전압의 레벨이 소정치 이하로 감소되면 이를 검출한 로우레벨의 감지신호가 발생되는 것이다.The differential amplifier 40 inputs the reference voltage and the detection voltage, and generates a detection signal of the second power supply voltage level to the detection signal output terminal 70 when the reference voltage is greater than the detection voltage. On the contrary, when the reference voltage is smaller than the detection voltage, a detection signal of the first power supply voltage level is generated. Therefore, when the level of the power supply voltage decreases below a predetermined value, a low level detection signal is detected.

본 발명의 작용효과는 다음과 같다.Effects of the present invention are as follows.

제 2도에 도시한 바와 같이 기준전압(Vref)의 특성은 전원전압이 증가되면 지수함수적으로 증가하다가 일정한 레벨로 유지되지만 검출전압은 전원전압의 증가에 비례하여 선형적으로 증가된다. 그러므로, 공정변수에 따라 기준전압의 특성이 바뀌게 되면 저항비로 고정되어 있을 경우에는 검출전압도 따라서 변동되게 된다. 따라서 본 발명에서는 기준전압의 특성이 변동되었으면 이에 따라 저항비를 달리 조정하여 줌으로서 검출전압이 일정하게 유지되도록 하고자 하는 것이다. 설정수단의 설정에 따른 저항비 조정은 다음 표 1과 같다.As shown in FIG. 2, the characteristics of the reference voltage Vref increase exponentially as the power supply voltage increases and remain at a constant level, but the detection voltage increases linearly with the increase of the power supply voltage. Therefore, when the characteristics of the reference voltage change according to the process variable, the detection voltage also changes accordingly when the resistance ratio is fixed. Therefore, in the present invention, if the characteristic of the reference voltage is changed, the detection voltage is kept constant by adjusting the resistance ratio accordingly. Resistance ratio adjustment according to the setting means is shown in Table 1 below.

표 1Table 1

따라서, 집적회로의 웨이퍼 제조공정이 완료된 후에 웨이퍼 테스트단게에서 기준전압을 측정하고 측정된 기준전압이 설계치보다 높아진 경우에는 검출전압이 설계치로 일정하게 유지되는 스위칭수단이 턴온되도록 퓨즈를 선택적으로 용단처리함으로써 공정변화에 따른 집적회로의 특성변화를 조정할 수 있다.Therefore, after the wafer fabrication process of the integrated circuit is completed, the reference voltage is measured at the wafer test stage, and when the measured reference voltage is higher than the design value, the fuse is selectively blown to turn on the switching means for keeping the detection voltage constant at the design value. Therefore, the characteristic change of the integrated circuit according to the process change can be adjusted.

Claims (5)

기준전압을 발생하기 위한 디플리션모드 엔모스트랜지스터 부하를 가지는 기준전압 발생부 :A reference voltage generator having a depletion mode enMOS transistor load for generating a reference voltage: 전원전압을 소정의 저항비로 분압하여 검출전압을 발생하는 전압검출부 :A voltage detector for generating a detection voltage by dividing a power supply voltage with a predetermined resistance ratio: 공정변화에 따른 상기 기준전압의 변동분을 보상하도록 상기 전압검출부의 저항비를 조정하기 위한 저항비 조정수단 :Resistance ratio adjusting means for adjusting the resistance ratio of the voltage detector to compensate for the change in the reference voltage according to the process change: 상기 기준전압보다 검출전압이 작은 경우에는 전원전압의 로우상태를 감지한 감지신호를 발생하는 차동증폭기를 구비한 것을 특징으로 하는 집적회로의 전원전압 감지회로.And a differential amplifier for generating a detection signal for detecting a low state of the power supply voltage when the detection voltage is smaller than the reference voltage. 제 1항에 있어서, 상기 기준전압 발생부는 제 1전원전압단자와 기준전압 출력노드 사이에 소오스와 제 1전원전압이 연결되고 드레인이 게이트에 연결된 피모스트랜지스터와, 상기 기준전압 출력노드와 제 2전원전압단자의 사이에 드레인과 게이트가 연결되고 소오스가 제 2전원전압에 연결된 디플리션모드 엔모스트랜지스터로 구성된 것을 특징으로 하는 집적회로의 전원전압 감지회로.The PMO transistor of claim 1, wherein the reference voltage generator comprises a PMOS transistor connected between a source and a first power voltage and a drain connected to a gate between a first power voltage terminal and a reference voltage output node, and the reference voltage output node and the second voltage source node. A power supply voltage sensing circuit of an integrated circuit comprising a depletion mode enMOS transistor having a drain and a gate connected between the power supply voltage terminals and a source connected to a second power supply voltage. 제 1항에 있어서, 상기 전압검출부는 제 1전원전압단자와 제 2전원전압단자의 사이에 직렬로 연결된 N개의 저항들과, 상기 복수의 저항들의 접속노드와 검출전압 출력노드의 사이에 각각 연결된 N­1개의 스위칭소자들로 구성된 것을 특징으로 하는 집적회로의 전원전압 감지회로.2. The voltage detector of claim 1, wherein the voltage detection unit is connected between N resistors connected in series between the first power supply voltage terminal and the second power supply voltage terminal, and a connection node of the plurality of resistors and a detection voltage output node, respectively. A power supply voltage sensing circuit of an integrated circuit, comprising N1 switching elements. 제 1항에 있어서, 상기 저항비 조정수단은 집적회로의 웨이퍼 테스트시에 공정변화에 따른 저항값 보정을 설정하기 위한 설정수단과, 상기 설정된 값을 디코딩하여 상기 N­1개의 스위칭소자들을 스위칭제어하는 디코딩수단을 구비한 것을 특징으로 하는 집적회로의 전원전압 감지회로.2. The apparatus of claim 1, wherein the resistance ratio adjusting means comprises setting means for setting resistance value correction according to a process change during wafer test of an integrated circuit, and decoding decoding the N1 switching elements by decoding the set value. A power supply voltage sensing circuit of an integrated circuit, comprising means. 제 4항에 있어서, 상기 설정수단은 제 1전원전압단자와 설정신호 출력단자의 사이에 연결된 풀업 트랜지스터와, 상기 설정신호 출력단자와 제 2전원전압단자의 사이에 연결된 퓨즈소자로 구성된 것을 특징으로 하는 집적회로의 전원전압 감지회로.5. The apparatus of claim 4, wherein the setting means comprises a pull-up transistor connected between the first power supply voltage terminal and the setting signal output terminal, and a fuse element connected between the setting signal output terminal and the second power supply voltage terminal. The power supply voltage detection circuit of the integrated circuit.
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