KR100835761B1 - The controller of high voltage generator - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 시간에 따른 고전압 발생기의 출력 전압의 변화상태를 도시한 그래프이다.1 is a graph illustrating a change state of an output voltage of a high voltage generator over time.
도 2는 본원 발명에 따른 고전압 발생기 제어장치의 구성을 도시한 블록도이다.2 is a block diagram showing the configuration of a high voltage generator control device according to the present invention.
도 3은 본원 발명에 따른 이중 비교부의 구성을 상세히 도시한 회로도이다.3 is a circuit diagram showing in detail the configuration of the double comparison unit according to the present invention.
도 4는 본원 발명에 따른 전압레벨 분류부의 구성을 상세히 도시한 회로도이다.4 is a circuit diagram showing in detail the configuration of the voltage level classification unit according to the present invention.
도 5는 본원 발명에 따른 클록 변환부의 구성을 상세히 도시한 회로도이다.5 is a circuit diagram showing in detail the configuration of the clock converter according to the present invention.
도 6은 기분 클록 신호 및 제1 내지 제3 클록 신호의 파형을 도시한 파형도이다.6 is a waveform diagram showing waveforms of the mood clock signal and the first to third clock signals.
도 7은 본원 발명에 따른 전압변화 판단부의 구성을 상세히 도시한 회로도이다.7 is a circuit diagram showing in detail the configuration of the voltage change determination unit according to the present invention.
도 8은 전압변화 판단부에 포함된 패스회로의 상세 구성을 나타낸 회로도이다.8 is a circuit diagram illustrating a detailed configuration of a pass circuit included in a voltage change determiner.
도 9는 본원 발명에 따른 펌프 셀 동작신호 출력부의 구성을 상세히 도시한 회로도이다.9 is a circuit diagram showing in detail the configuration of the pump cell operation signal output unit according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 설명>Description of the main parts of the drawing
200: 펌프 셀부 210: 이중 비교부200: pump cell portion 210: double comparison unit
220: 전압레벨 분류부 230: 기본클록 발생부220: voltage level classification unit 230: basic clock generator
240: 클록 변환부 250: 전압변화 판단부240: clock converting unit 250: voltage change determining unit
260: 펌프 셀 동작신호 출력부 260: pump cell operation signal output unit
본원 발명은 불휘발성 메모리 장치에 고전압을 공급하는 고전압 발생기의 제어장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 출력된 고전압의 레벨에 따라 고전압을 발생하는 펌프 셀의 동작 여부를 제어하여 동작전류를 감소시키기 위한 고전압 발생기 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a control device of a high voltage generator for supplying a high voltage to a nonvolatile memory device, and more particularly, to reduce the operation current by controlling the operation of a pump cell generating a high voltage according to the output high voltage level. A high voltage generator control apparatus.
일반적으로 불휘발성 메모리 장치는 전기적인 프로그램 동작 및 소거 동작을 수행하며 이를 위해 각 동작에 필요한 고전압을 발생하는 고전압 발생회로를 포함하고 있다. 각 동작 별로 필요로 하는 고전압의 레벨이 다르므로, 서로 다른 고전압을 출력하는 다수의 고전압 발생회로가 필요하다. 한편 각 고전압 발생회로는 다수 개의 커패시터와 다수 개의 트랜지스터로 구성된 펌프 셀(pump cell)을 다수 개 포함하며, 이 펌프 셀들의 동작에 의해 각각의 고전압이 발생하게 된다.In general, the nonvolatile memory device includes a high voltage generation circuit that performs an electrical program operation and an erase operation, and generates a high voltage required for each operation. Since the level of the high voltage required for each operation is different, a plurality of high voltage generating circuits outputting different high voltages are required. Meanwhile, each high voltage generation circuit includes a plurality of pump cells including a plurality of capacitors and a plurality of transistors, and each high voltage is generated by the operation of the pump cells.
그런데, 출력전압인 고전압의 레벨의 변화에도 불구하고 동작되는 펌프 셀의 개수에는 변화가 없어 불필요한 전류 소모를 일으킬 수 있다.However, despite the change in the level of the high voltage, which is the output voltage, the number of pump cells operated is unchanged, which may cause unnecessary current consumption.
상술한 문제점을 해결하기 위하여 출력되는 고전압의 레벨에 따라 동작되는 펌프 셀의 개수를 변화시킬 수 있는 고전압 발생기 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a high voltage generator control device capable of changing the number of pump cells operated according to the level of the high voltage output.
상술한 목적을 달성하기 위한 본원 발명의 고전압 발생기 제어 장치는 다수 개의 펌프 셀을 통해 고전압을 발생하는 펌프 셀 부와, 상기 펌프 셀 부의 출력 전압과 제1 기준 전압 및 제2 기준 전압과의 크기를 비교하는 이중 비교부와, 상기 이중 비교부의 출력 결과에 따라 출력 전압의 범위를 결정하여 특정 코드 형태로 출력하는 전압레벨 분류부와, 서로 다른 시점에서 상승 에지를 갖는 세 가지 클록신호와 상기 전압레벨 분류부의 출력신호를 입력받아 제1 기준시점에서의 출력 전압과 제2 기준시점에서의 출력 전압의 범위를 출력하는 전압변화 판단부와, 상기 전압변화 판단부의 출력값에 따라 상기 다수 개의 펌프 셀 중 특정 펌프셀을 동작시키는 인에이블 신호를 출력하는 펌프셀 동작 신호 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다. The high voltage generator control device of the present invention for achieving the above object is a pump cell unit for generating a high voltage through a plurality of pump cells, and the magnitude of the output voltage and the first reference voltage and the second reference voltage of the pump cell unit A dual comparator for comparison, a voltage level classifier for determining a range of output voltages according to an output result of the double comparator, and outputting a specific code form, three clock signals having rising edges at different points in time, and the voltage levels A voltage change determiner configured to receive an output signal of a classification unit and output a range of an output voltage at a first reference time point and an output voltage at a second reference time point, and specify one of the plurality of pump cells according to an output value of the voltage change determiner And a pump cell operation signal output unit configured to output an enable signal for operating the pump cell.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 시간에 따른 고전압 발생기의 출력 전압의 변화상태를 도시한 그래프 이다.1 is a graph illustrating a change state of an output voltage of a high voltage generator with time.
X 축은 시간축이 되며, Y 축은 출력 전압(HV_out)을 나타낸다. 소정 시간 동안(Ts)에는 출력 전압(HV_out)이 천이되는 구간이며, 그 이후의 구간(Tn) 동안에는 출력 전압(HV_out)이 안정화되는 구간으로서, 그 전압 레벨이 일정부분 변화하게 된다. The X axis is the time axis, and the Y axis represents the output voltage HV_out. It is a section in which the output voltage HV_out transitions during the predetermined time Ts, and is a section in which the output voltage HV_out is stabilized during the subsequent section Tn, and the voltage level is changed to some extent.
이때, 본 발명에서는 서로 다른 두 개의 전압 레벨을 정하여 출력 전압(HV_out)이 제1 기준 전압(Va) 이상인 경우, 제1 기준 전압(Va) 보다 작고 제2 기준 전압(Vb) 보다 큰 경우, 제2 기준 전압(Vb) 보다 작은 경우로 구분하여 출력 전압(HV_out)이 상기 제1 기준 전압(Va) 이상의 레벨을 갖도록 제어하려고 한다.In this case, according to the present invention, two output voltage levels different from each other are determined when the output voltage HV_out is greater than or equal to the first reference voltage Va, and less than the first reference voltage Va and greater than the second reference voltage Vb. The output voltage HV_out is classified into a case smaller than two reference voltages Vb so as to control the output voltage HV_out to have a level equal to or greater than the first reference voltage Va.
예를 들면, 현재 출력 전압(HV_out)의 레벨이 제2 기준 전압(Vb)보다 작은 경우(X 구간)에 제1 기준 전압(Va)보다 커지도록(Z 구간) 펌프 셀을 동작시키거나, 제1 기준 전압(Va) 보다 작고 제2 기준 전압(Vb) 보다 큰 경우(Y 구간)에 역시 제1 기준 전압(Va)보다 커지도록(Z 구간) 펌프 셀을 동작시키며, 이때 동작시키는 펌프 셀의 개수는 서로 다르게 구성하여 다수의 펌프 셀을 모두 동작시키지 않고서도 원하는 전압 레벨에 도달할 수 있게 한다.For example, when the level of the current output voltage HV_out is less than the second reference voltage Vb (X section), the pump cell is operated to be larger than the first reference voltage Va (Z section), or When the pump cell is smaller than one reference voltage Va and larger than the second reference voltage Vb (Y section), the pump cell is also operated to be larger than the first reference voltage Va (Z section). The numbers can be configured differently so that the desired voltage level can be reached without operating all of the multiple pump cells.
도 2는 본원 발명에 따른 고전압 발생기 제어장치의 구성을 도시한 블록도이다.2 is a block diagram showing the configuration of a high voltage generator control device according to the present invention.
고전압 발생기 제어 장치는 다수의 펌프 셀을 포함하는 펌프 셀 부(200), 상기 펌프 셀로부터의 출력 전압(HV_out)과 기준 전압(Vref)의 크기를 비교하되 기준 전압(Vref)보다 더 작은 전압을 또 다른 기준 전압으로 두어 두 개의 기준 전압과 크기를 비교하는 이중 비교부(210), 이중 비교부(210)의 출력에 따라 현재 출력되는 전압레벨의 범위를 분석하여 출력하는 전압레벨 분류부(220)를 포함한다. 한편, 기본 주기 클록을 발생시키는 기본 클록 발생부(230), 상기 기본 클록으로부터 서로 다른 상승에지를 갖는 다수의 클록을 발생시키는 클록 변환부(240)를 포함하며, 상기 전압레벨 분류부(220)의 출력과 클록 변화부(240)의 출력을 입력으로 하여 서로 다른 시점에서 출력 전압(HV_out)의 변화 상태를 판단하는 전압변화 판단부(250), 상기 전압변화 판단부(250)의 출력신호에 따라 특정 펌프셀에 대한 동작 제어 신호를 출력하는 펌프셀 동작신호 출력부(260)를 포함한다.The high voltage generator control device compares the magnitude of the output voltage HV_out and the reference voltage Vref from the pump cell unit 200 including a plurality of pump cells, and outputs a voltage smaller than the reference voltage Vref. The voltage
상기 펌프 셀부(200)는 다수 개의 펌프 셀을 포함하며, 특정 펌프셀은 특정 펌프 셀 인에이블 신호(CKEN<n>)에 의하여 그 동작이 제어된다. 펌프 셀의 동작에 의하여 출력 전압(HV_out)이 생성되며, 본원 발명에서는 이 출력 전압(HV_out)의 변화 상태에 따라 펌프 셀 인에이블 신호(CKEN<n>)의 출력을 조절하여 펌프 셀의 동작 개수를 제어하고자 한다.The pump cell unit 200 includes a plurality of pump cells, the operation of which is controlled by a specific pump cell enable signal CKEN <n>. The output voltage HV_out is generated by the operation of the pump cell. In the present invention, the number of operation of the pump cell is controlled by adjusting the output of the pump cell enable signal CKEN <n> according to the change state of the output voltage HV_out. To control.
이제 각 구성 요소의 상세 구성과 그 동작을 살펴보기로 한다. Now let's look at the detailed composition of each component and its operation.
도 3은 상기 이중 비교부(210)의 구성을 상세히 도시한 회로도이다.3 is a circuit diagram illustrating in detail the configuration of the
이중 비교부(210)는 상기 이중 비교부는 상기 펌프 셀부의 출력 전압의 레벨을 가변시키는 제1 전압분배부(212)와, 제1 기준 전압(Va)의 레벨을 가변시켜 제2 기준 전압(Vb)을 출력하는 제2 전압분배부(214)와, 상기 제1 기준 전압(Va)과 상기 제1 전압분배부(212)의 가변된 출력 전압의 크기를 비교하는 제1 비교부(216)와, 상기 제2 기준 전압(Vb)과 상기 제1 전압분배부(212)의 가변된 출력 전압의 크기를 비교하는 제2 비교부(218)를 포함한다.The
상기 제1 기준 전압 분배부(212)는 출력 전압(HV_out)이 공급되는 단자와 접지전압원 사이에 직렬 접속된 저항(R1, R2)를 포함하며, 상기 저항들의 접속단자에서 가변된 출력 전압이(HV_out) 출력된다. 상기 저항(R1, R2)의 구성을 변화시켜 출력 전압(HV_out)의 레벨을 가변시킬 수 있다.The first
상기 제2 기준 전압 분배부(214)는 제1 기준 전압(Va)이 공급되는 단자와 접지전압원 사이에 직렬 접속된 저항(R3, R4)를 포함하며, 상기 저항들의 접속단자에서 제2 기준 전압(Vb)이 출력된다. 상기 저항(R3, R4)의 구성을 변화시켜 제2 기준 전압(Vb)의 레벨을 가변시킬 수 있다. 즉 제2 기준 전압(Vb)의 레벨과 제1 기준 전압(Va)의 레벨 차이를 더 작게 하면 좀 더 미세한 제어를 하게 될 수 있다.The second
상기 제1 비교부(216)는 제1 기준 전압(Va)을 비반전 단자(+)로 입력받고, 제1 전압분배부(212)로부터 레벨이 가변된 출력 전압(HV_out)을 반전 단자(-)로 입력받는 OP 앰프를 포함하며, 상기 OP 앰프는 가변된 출력 전압(HV_out)이 제1 기준 전압(Va) 보다 큰 경우에는 그 출력신호(Vaa)가 로우레벨이 되고, 제1 기준 전압(Va) 보다 작은 경우에는 그 출력신호(Vaa)가 하이레벨이 된다.The
마찬가지로 상기 제2 비교부(218)는 제2 기준 전압(Vb)을 비반전 단자(+)로 입력받고, 제1 전압분배부(212)로부터 레벨이 가변된 출력 전압(HV_out)을 반전 단자(-)로 입력받는 OP 앰프를 포함하며, 상기 OP 앰프는 가변된 출력 전압(HV_out) 이 제2 기준 전압(Vb) 보다 큰 경우에는 그 출력신호(Vbb)가 로우레벨이 되고, 제2 기준 전압(Vb) 보다 작은 경우에는 그 출력신호(Vbb)가 하이레벨이 된다.Similarly, the
이때, 보다 안정적인 제1 기준 전압(Va)의 공급을 위해 1 기준 전압(Va)을 비반전단자로 입력받고 반전단자와 출력단자가 서로 접속되어 상기 제2 전압 분배부(214)에 인가될 제1 기준 전압을 출력하는 OP 앰프를 더 포함할 수 있다. 여기서 In this case, in order to supply a more stable first reference voltage Va, the first reference voltage Va is input to the non-inverting terminal, and the inverting terminal and the output terminal are connected to each other to be applied to the
상기와 같은 이중 비교부(210)의 출력결과는 다음과 같다.The output result of the
가변된 출력 전압(HV_out)이 제1 기준 전압(Va)보다 큰 경우에는 제1 출력 신호(Vaa) 및 제2 출력 신호(Vbb)는 로우레벨값이 된다. (도 1의 Z 구간)When the variable output voltage HV_out is greater than the first reference voltage Va, the first output signal Va and the second output signal Vbb become low level values. (Z section in Fig. 1)
가변된 출력 전압(HV_out)이 제1 기준 전압(Va)보다 작고 제2 기준 전압(Vb) 보다 큰 경우에는 제1 출력 신호(Vaa)는 하이레벨값이 되고 제2 출력 신호(Vbb)는 로우레벨값이 된다. (도 1의 Y 구간)When the variable output voltage HV_out is less than the first reference voltage Va and greater than the second reference voltage Vb, the first output signal Vaa becomes a high level value and the second output signal Vbb is low. It is a level value. (Y section in Fig. 1)
가변된 출력 전압(HV_out)이 제2 기준 전압(Vb)보다 작은 경우에는 제1 출력 신호(Vaa) 및 제2 출력 신호(Vbb)는 하이레벨값이 된다. (도 1의 X 구간)When the variable output voltage HV_out is smaller than the second reference voltage Vb, the first output signal Vaa and the second output signal Vbb become high level values. (X section in Fig. 1)
도 4는 상기 전압레벨 분류부(220)의 구성을 상세히 도시한 회로도이다.4 is a circuit diagram showing the configuration of the voltage
상기 전압레벨 분류부(220)는 상기 펌프 셀의 출력전압이 제2 기준 전압보다 작은 경우를 나타내는 제1 코드(X)를 출력하는 제1 코드 출력부(222)와, 상기 펌프 셀의 출력전압이 제1 기준 전압보다 작고 제2 기준 전압보다 큰 경우를 나타내는 제2 코드(Y)를 출력하는 제2 코드 출력부(224)와, 상기 펌프 셀의 출력전압이 제1 기준 전압보다 큰 경우를 나타내는 제3 코드(Z)를 출력하는 제3 코드 출력부(226)를 포함한다.The voltage
상기 제1 코드 출력부(222)는 상기 이중 비교부(210)로부터 제1 출력 신호(Vaa) 및 제2 출력 신호(Vbb)를 입력으로 하는 제1 AND 게이트(A222)를 포함하고, 제2 코드 출력부(224)는 제1 출력 신호(Vaa) 및 반전된 제2 출력 신호(/Vbb)를 입력으로 하는 제2 AND 게이트(A224)를 포함하며, 제3 코드 출력부(226)는 반전된 제1 출력 신호(/Vaa) 및 반전된 제2 출력 신호(/Vbb)를 입력으로 하는 제3 AND 게이트(A226)를 포함한다. 이때, 상기 제2 코드 출력부(224)는 제2 출력 신호(Vbb)를 반전시키는 제1 인버터(IV222)를 더 포함할 수 있으며, 제3 코드 출력부(226)는 제1 출력 신호(Vaa)를 반전시키는 제2 인버터(IV224)를 포함할 수 있다.The first
따라서, 상기 가변된 출력 전압(HV_out)이 제1 기준 전압(Va) 및 제2 기준 전압(Vb)보다 작은 경우에는 제1 출력 신호(Vaa) 및 제2 출력 신호(Vbb)가 하이레벨값이므로 제1 AND 게이트(A222)의 출력 신호인 제1 코드(X)만이 하이레벨이 된다.Therefore, when the variable output voltage HV_out is smaller than the first reference voltage Va and the second reference voltage Vb, the first output signal Vaa and the second output signal Vbb are high level values. Only the first code X, which is an output signal of the first AND gate A222, becomes high level.
또한, 상기 가변된 출력 전압(HV_out)이 제1 기준 전압(Va)보다 작고 제2 기준 전압(Vb) 보다 큰 경우에는 제1 출력 신호(Vaa)는 하이레벨값이고 제2 출력 신호(Vbb)는 로우레벨값이므로 제2 AND 게이트(A224)의 출력 신호인 제2 코드(Y)만이 하이레벨이 된다.In addition, when the variable output voltage HV_out is less than the first reference voltage Va and greater than the second reference voltage Vb, the first output signal Vaa is a high level value and the second output signal Vbb. Since is a low level value, only the second code Y, which is an output signal of the second AND gate A224, becomes a high level.
또한, 상기 가변된 출력 전압(HV_out)이 제1 기준 전압(Va)보다 큰 경우에는 제1 출력 신호(Vaa) 및 제2 출력 신호(Vbb)가 로우레벨값이므로 제3 AND 게이 트(A226)의 출력 신호인 제3 코드(Z)만이 하이레벨이 된다.In addition, when the variable output voltage HV_out is greater than the first reference voltage Va, the third AND gate A226 because the first output signal Vaaa and the second output signal Vbb are low level values. Only the third code Z, which is an output signal of, becomes a high level.
정리하면, 상기 이중 비교부(210)과 전압레벨 분류부(220)를 통해 현재 출력 전압(HV_out)의 상태를 표시하는 코드(XYZ)가 생성이 된다. 즉 코드(XYZ)가 (100)이면, 가변된 출력 전압(HV_out)이 제2 기준 전압(Vb)보다 작은 경우이고, 코드(XYZ)가 (010)이면, 가변된 출력 전압(HV_out)이 제1 기준 전압(Va)보다 작고 제2 기준 전압(Vb) 보다 큰 경우이며, 코드(XYZ)가 (001)이면, 가변된 출력 전압(HV_out)이 제1 기준 전압(Vb)보다 큰 경우이다.In summary, the code XYZ indicating the state of the current output voltage HV_out is generated through the
도 5는 상기 클록 변환부(240)의 구성을 상세히 도시한 회로도이다.5 is a circuit diagram illustrating in detail the configuration of the
상기 클록 변환부(240)는 상기 기본 클록 발생기(230)으로부터 기본 클록을 공급받아 서로 다른 상승 에지를 갖는 세 가지 클록(Q1, Q2, Q3)를 생성한다. 즉, 기본 클록 신호를 입력받아 기본 클록 신호와 동일 시점에서 상승에지를 갖는 제1 클록 신호(Q1), 기본 클록 신호의 하강에지 시점에서 상승에지를 갖는 제2 클록 신호(Q2), 상기 제1 클록 신호 및 제2 클록 신호가 로우레벨이 되는 구간에서 하이레벨 값을 갖는 제3 클록 신호(Q3)를 발생시킨다.The
상기 클록 변환부(240)는 기본 클록에 의해 동기되고 제1 클록(Q1)을 출력하는 제1 JK 플립플롭(242), 반전된 기본 클록에 의해 동기되고 제2 클록(Q2)을 출력하는 제2 JK 플립플롭(244), 상기 제1 및 제2 JK 플립플롭(242, 244)의 출력을 부정 논리합하여 제3 클록(Q3)을 출력하는 NOR 게이트(246)를 포함한다.The
상기 JK 플립플롭은 각 입력단에 모두 하이레벨 신호가 입력되면,( 즉 J=H, K=H) 이전의 저장내용을 보수 형태로 출력하며, 입력되는 클록의 상승에지 구간에서 그 동작이 활성화된다.When the JK flip-flop inputs a high level signal to each input terminal (ie, J = H, K = H), the previous storage contents are output in complementary form, and the operation is activated in the rising edge section of the input clock. .
도 6을 참조하여 제1 JK 플립플롭(242)의 출력 클록(Q1)의 파형을 살펴보기로 한다.A waveform of the output clock Q1 of the first JK flip-
제1 JK 플립플롭(242)의 각 입력단은 모두 하이레벨 신호가 입력되고 있으며, 기본 클록 신호(CLK<0>)가 입력되고 있다.The high level signal is input to each input terminal of the first JK flip-
기본 클록 신호의 상승에지(t1)에서 플립플롭이 동작하며, 그 동작은 이전의 저장내용을 보수형태로 저장하는 것이므로, 초기값이 로우레벨이었다고 할 때, t1 시점에서 하이레벨로 천이된다.The flip-flop is operated at the rising edge t1 of the basic clock signal, and the operation is to store the previous storage contents in complementary form. Therefore, when the initial value is low level, the flip-flop is shifted to the high level at the time t1.
기본 클록 신호의 하강에지(t2)에서는 플립플롭이 동작하지 않으므로, 종전 의 하이레벨 상태를 그대로 유지한다. Since the flip-flop does not operate at the falling edge t2 of the basic clock signal, the previous high level state is maintained.
기본 클록 신호의 상승에지(t3)에서 플립플롭이 다시 동작하므로, 이전 상태와 보수형태인 로우레벨로 천이된다.Since the flip-flop operates again at the rising edge t3 of the basic clock signal, it transitions to the low level, which is a complementary state to the previous state.
이렇게 하여 기본 클록보다 주기가 두배가 된 제1 클록(Q1)이 출력된다.In this way, the first clock Q1 having a double cycle than the base clock is output.
다음으로 제2 JK 플립플롭(244)의 출력인 제2 클록(Q2)에 대해 살펴보기로 한다.Next, the second clock Q2 which is the output of the second JK flip-
제2 JK 플립플롭(244)의 각 입력단은 모두 하이레벨 신호가 입력되고 있으며, 기본 클록 신호(CLK<0>)가 반전된 형태로 입력되고 있다.The high level signal is input to each input terminal of the second JK flip-
기본 클록 신호(CLK<0>)가 반전된 형태로 입력되므로, 기본 클록 신호의 상승에지(t1)에서도 플립플롭이 동작하지 않으며, 하강에지(t2)에서 동작하는데, 그 동작은 이전의 저장내용을 보수형태로 저장하는 것이므로, 초기값이 로우레벨이었다고 할 때, t2 시점에서 하이레벨로 천이된다.Since the basic clock signal CLK <0> is input in an inverted form, the flip-flop does not operate even on the rising edge t1 of the basic clock signal, but operates on the falling edge t2, which is stored in the previous storage. Is stored in complementary form, and when the initial value is low level, the transition to high level occurs at time t2.
기본 클록 신호의 상승에지(t3)에서는 플립플롭이 동작하지 않으므로, 종전 의 하이레벨 상태를 그대로 유지한다.Since the flip-flop does not operate at the rising edge t3 of the basic clock signal, the previous high level state is maintained.
기본 클록 신호의 하강에지(t4)에서 플립플롭이 다시 동작하므로, 이전 상태와 보수형태인 로우레벨로 천이된다.Since the flip-flop operates again at the falling edge t4 of the basic clock signal, it transitions to the low level, which is a complement form of the previous state.
이렇게 하여 제1 클록(Q1)과 비교할때 기본클록 신호가 하이레벨이 되는 구간(T) 만큼 시간적으로 늦으면서, 기본 클록보다 주기가 두 배가 된 제2 클록(Q2)이 출력된다.In this way, when compared to the first clock Q1, the second clock Q2 having a period twice as long as the basic clock is output while being delayed in time by the period T in which the basic clock signal becomes a high level.
다음으로 제3 클록(Q3)은 제1 클록(Q1)과 제2 클록(Q2)을 부정 논리합하는 것이므로, 도시된 바와 같이 제1 클록(Q1)과 제2 클록(Q2)이 모두 로우레벨일때 하이레벨의 펄스가 발생하는 클록신호가 발생된다. 따라서, 제1 클록(Q1)과 제2 클록(Q2)이 모두 하이레벨 펄스가 인가되고 난 후에 하이레벨 펄스가 인가된다.Next, since the third clock Q3 negates the first clock Q1 and the second clock Q2, when both the first clock Q1 and the second clock Q2 are at a low level, as shown in FIG. A clock signal is generated that generates a high level pulse. Therefore, after the high level pulse is applied to both the first clock Q1 and the second clock Q2, the high level pulse is applied.
도 7은 상기 전압변화 판단부(250)의 구성을 상세히 도시한 회로도이다.7 is a circuit diagram showing in detail the configuration of the voltage
본원 발명의 고전압 발생기 제어장치는 특정 시간을 기준으로 했을때의 전압상태와 그로부터 일정시간이 경과했을때의 전압상태를 비교하여 펌프 셀의 동작여부를 제어하는 것으로, 이와 같이 시간별로 전압상태를 비교하기 위하여, 서로 다른 시점에서 하이레벨 펄스를 갖는 클록 변환부(240)의 클록신호들을 기준으로 전압상태를 비교한다.The high voltage generator control device of the present invention controls the operation of the pump cell by comparing the voltage state when a specific time is compared with the voltage state when a certain time elapses therefrom, and thus compares the voltage state by time. To this end, voltage states are compared based on clock signals of the
이를 위해 제1 클록 신호(Q1)에 동기되어 데이터를 통과시키는 제1 패스 회로, 제2 클록 신호(Q2)에 동기되어 데이터를 통과시키는 제3 패스 회로, 제3 클록 신호(Q3)에 동기되어 제1 패스 회로를 통과한 데이터를 통과시키는 제2 패스회로, 제3 클록 신호(Q3)에 동기되어 제3 패스 회로를 통과한 데이터를 통과시키는 제4 패스회로를 포함한다.To this end, a first pass circuit for passing data in synchronization with the first clock signal Q1, a third pass circuit for passing data in synchronization with the second clock signal Q2, and a third clock signal Q3 in synchronization with the first clock signal Q1 And a second pass circuit for passing data passed through the first pass circuit, and a fourth pass circuit for passing data passed through the third pass circuit in synchronization with the third clock signal Q3.
한편, 상기 패스회로의 구성은 도 8과 같다.On the other hand, the configuration of the pass circuit is shown in FIG.
패스회로는 클록신호에 의해 동작되는 NMOS 게이트와 클록신호를 반전시킨 신호에 의해 동작되는 PMOS 게이트로 구성된 전달게이트를 포함하며, 하이레벨의 클록신호에 의해 인에이블되어 입력신호를 출력단으로 전달한다.The pass circuit includes a transfer gate consisting of an NMOS gate operated by a clock signal and a PMOS gate operated by a signal inverted by a clock signal. The pass circuit is enabled by a high level clock signal and transfers an input signal to an output terminal.
각 패스회로는 상기 전압레벨 분류부(220)의 출력인 각 코드를 서로 분리해서 전달하게 되므로, 상기 출력코드 중 제1 코드(X)를 통과시키는 제1 내지 제4 패스회로, 제2 코드(Y)를 통과시키는 제5 내지 제8 패스회로, 제3 코드(Z)를 통과시키는 제9 내지 제12 패스회로를 포함한다.Since each pass circuit separates and transmits each code that is an output of the voltage
상기 제1 패스회로와 제3 패스회로는 서로 다른 구간에서 하이레벨 펄스를 갖게되며, 그 시간적 차이는 앞서 설명한 도 6의 구간(T) 만큼이다. 따라서, 그 시간차이만큼 각 코드의 변화상태를 체크할 수 있다. 즉, 최초에는 제1 코드(X)가 하이레벨이지만, 구간(T)만큼의 시간이 지난 후에는 제1 코드(X)가 로우레벨이 되고 제2 코드(Y) 또는 제3 코드(Z) 가 하이레벨이 될 수 있다는 것이다.The first pass circuit and the third pass circuit have high-level pulses in different sections, and the time difference is as long as the section T of FIG. Therefore, the change state of each code can be checked by the time difference. That is, although the first code X is initially at a high level, after a period of time T passes, the first code X is at a low level and the second code Y or the third code Z is at a high level. Can be a high level.
상기 제2 패스회로와 제4 패스회로는 제3 클록(Q3)에 의해 동기되므로 제1 패스회로와 제3 패스회로를 통과한 데이터를 동일한 시점에 통과시키게 된다.Since the second pass circuit and the fourth pass circuit are synchronized by the third clock Q3, the data passing through the first pass circuit and the third pass circuit passes at the same time.
한편,상기 전압변화 판단부(250)는 각 코드별로 변화상태를 파악하여 출력하는 논리회로부(252)를 포함한다. 상기 논리회로부(252)는 제1 기준 시점에서의 상기 펌프 셀 출력 전압의 상태를 나타내는 제2, 제6 및 제10 패스회로 중 어느 하나의 패스회로의 출력 데이터와, 상기 제2 기준 시점에서의 상기 펌프 셀 출력 전압의 상태를 나타내는 제4, 제8 및 제12 패스회로 중 어느 하나의 패스회로의 출력 데이터를 논리곱(AND)하여 제1 기준 시점에서의 출력 전압의 상태 및 제2 기준 시점에서의 출력 전압의 상태를 나타내는 다수의 상태 데이터를 출력한다.The voltage
이를 위해, 상기 논리회로부(252)는 제1 및 제2 패스회로를 통과한 제1 코드(X)와 제3 및 제4 패스회로를 통과한 제1 코드(X)를 입력으로 하고 출력신호(A1)를 출력하는 제1 AND 게이트, 제1 및 제2 패스회로를 통과한 제1 코드(X)와 제7 및 제8 패스회로를 통과한 제2 코드(Y)를 입력으로 하고 출력신호(A2)를 출력하는 제2 AND 게이트, 제1 및 제3 패스회로를 통과한 제1 코드(X)와 제11 및 제12 패스회로를 통과한 제3 코드(Z)를 입력으로 하고 출력신호(A3)를 출력하는 제3 AND 게이트를 포함하고, 제5 및 제6 패스회로를 통과한 제2 코드(Y)와 제3 및 제4 패스회로를 통과한 제1 코드(X)를 입력으로 하고 출력신호(A4)를 출력하는 제4 AND 게이트, 제5 및 제6 패스회로를 통과한 제2 코드(Y)와 제7 및 제8 패스회로를 통과한 제2 코드(Y)를 입력으로 하고 출력신호(A5)를 출력하는 제5 AND 게이트, 제5 및 제6 패스회로를 통과한 제2 코드(Y)와 제11 및 제12 패스회로를 통과한 제3 코드(Z)를 입력으로 하고 출력신호(A6)를 출력하는 제6 AND 게이트를 포함하며, 제9 및 제10 패스회로를 통과한 제3 코드(Z)와 제3 및 제4 패스회로를 통과한 제1 코드(X)를 입력으로 하고 출력신호(A7)를 출력하는 제7 AND 게이트, 제9 및 제10 패스회로를 통과한 제3 코드(Z)와 제7 및 제8 패스회로를 통과한 제2 코드(Y)를 입력으로 하고 출력신호(A8)를 출력하는 제8 AND 게이트, 제9 및 제10 패스회로를 통과한 제3 코드(Z)와 제11 및 제12 패스회로를 통과한 제3 코드(Z)를 입력으로 하고 출력신호(A9)를 출력하는 제9 AND 게이트를 포함한다.To this end, the
상기 논리회로부(252)의 출력결과는 표1 과 같다. The output result of the
예를 들어, 과거 시점(Cj)에서 코드(XYZ)가 '100' 인 경우, 즉 제1 코드(X)가 하이레벨인 경우 현재 시점(Cj+1)에서도 '100'이라면, 출력신호(A1)가 하이레벨이 되고, 과거 시점(Cj)에서 코드(XYZ)가 '001' 인 경우, 즉 제3 코드(Z)가 하이레벨인 경우 현재 시점(Cj+1)에서 '010'이라면, 출력신호(A8)가 하이레벨이 된다. 이때, 본원 발명에 따르면 출력신호(A1)가 하이레벨이면 앞선 도 2의 X 구간이 지속되고 있으므로, 펌프 셀의 동작개수를 높이는 제어동작이 필요하며, 출력신호(A8)가 하이레벨이면 Z 구간에서 Y 구간으로 전압이 떨어졌으므로, 펌프 셀의 동작개수를 높이는 제어동작이 필요하되, 앞선 출력신호(A1)가 하이레벨인 경우에 비해서는 그 동작개수가 적어도 될 것이다.For example, when the code XYZ is '100' at the past time point Cj, that is, when the first code X is at a high level, the output signal A1 is '100' even at the current time point Cj + 1. ) Is high level, and if the code XYZ is '001' at the past time point Cj, that is, if the third code Z is at the high level, output is '010' at the current time point Cj + 1. The signal A8 goes high. At this time, according to the present invention, if the output signal A1 is at a high level, since the X section of FIG. 2 is continued, a control operation to increase the number of operations of the pump cell is required, and if the output signal A8 is at a high level, the Z section is required. Since the voltage has dropped to the interval from to Y, a control operation for increasing the number of operations of the pump cell is required, but the number of operations will be at least as compared with the case where the previous output signal A1 is at a high level.
이에 출력신호(A1~A9)의 전압레벨에 따라 펌프 셀의 동작개수를 제어할 수 있게 되는바, 펌프 셀이 세 개인 경우의 예를 들어 그 동작개수를 제어하는 방법을 설명하기로 한다.Accordingly, the number of operation of the pump cell can be controlled according to the voltage level of the output signals A1 to A9. For example, in the case of three pump cells, a method of controlling the operation number will be described.
출력신호(A1)인 경우는 앞서 설명한 바와 같이 전압레벨이 낮아져 있는 상태이므로 세 개의 펌프 셀을 모두 동작시키도록 하며, 현재 상태가 Z 구간에 있는 경우에는 펌프 셀의 동작을 중지시킨다. 통상적으로 제일 빈번하게 나타나는 경우는 Z 구간에서 전압레벨이 일정부분 감소한 Y 구간으로 변화되는 경우로서(A8), 이 경우에는 하나의 펌프 셀 만을 동작시키도록 한다.In the case of the output signal A1, as described above, since the voltage level is low, all three pump cells are operated. When the current state is in the Z section, the operation of the pump cell is stopped. In general, the most frequent case is a case in which the voltage level in the Z section is changed to the Y section in which the voltage level is partially reduced (A8). In this case, only one pump cell is operated.
도 9는 상기 펌프 셀 동작신호 출력부(260)의 구성을 상세히 도시한 회로도이다.9 is a circuit diagram showing the configuration of the pump cell operation
상기 펌프 셀 동작신호 출력부(260)는 상기 전압변화 판단부(250)로부터 다수의 상태 데이터를 입력받아 제2 기준시점에서 펌프 셀부의 출력 전압이 제2 기준 전압 이하인 경우에는 적어도 세 개 이상의 펌프 셀을 동작시키는 제1 제어신호를 출력하고, 1 기준시점에서 펌프 셀부의 출력 전압이 제2 기준 전압이하이고, 제2 기준시점에서 펌프 셀부의 출력 전압이 제2 기준 전압 이상 제1 기준 전압 이하의 범위에 있는 경우에는 적어도 두 개의 펌프 셀을 동작시키는 제2 제어신호를 출력하고, 제1 기준시점에서 펌프 셀부의 출력 전압이 제1 기준 전압이상이고, 제2 기준시점에서 펌프 셀부의 출력 전압이 제2 기준 전압이상 제1 기준 전압 이하의 범위에 있는 경우에는 적어도 한 개의 펌프 셀을 동작시키는 제3 제어신호를 출력하며, 제2 기준시점에서 펌프 셀부의 출력 전압이 제1 기준 전압 이상인 경우에는 펌프 셀의 동작을 중지하는 제4 제어신호를 출력하는 제1 논리회로부(262)를 포함한다.The pump cell operation
상기 제1 논리회로부(262)는 상기 제2 기준시점에서 펌프 셀부의 출력 전압이 제2 기준 전압 이하인 것을 나타내는 상태 데이터들을 입력으로 하고 상기 제1 제어 신호를 출력하는 제1 논리합(OR) 게이트와, 상기 제1 기준시점에서 펌프 셀부의 출력 전압이 제2 기준 전압이하이고, 제2 기준시점에서 펌프 셀부의 출력 전압이 제2 기준 전압 이상 제1 기준 전압 이하의 범위에 있는 것을 나타내는 상태 데이터들을 입력으로 하고 상기 제2 제어 신호를 출력하는 제2 논리합 게이트와, 상기 제1 기준시점에서 펌프 셀부의 출력 전압이 제1 기준 전압이상이고, 제2 기준시점에서 펌프 셀부의 출력 전압이 제2 기준 전압 이상 제1 기준 전압 이하의 범위에 있는 것을 나타내는 상태 데이터들을 입력으로 하고 상기 제3 제어 신호를 출력하는 제3 논리합 게이트와, 상기 제2 기준시점에서 펌프 셀부의 출력 전압이 제1 기준 전압 이상인 것을 나타내는 상태 데이터들을 입력으로 하고 상기 제4 제어 신호를 출력하는 제4 논리합 게이트를 포함한다.The first
각 논리합 게이트는 각 입력신호가 하나인 경우에는 버퍼로서의 역할을 하게된다.Each OR gate serves as a buffer when each input signal is one.
따라서, 제1 논리회로부(262)는 펌프 셀을 적어도 세 개이상 구동시키는 경우를 나타내는 제1 제어신호(B1), 펌프 셀을 적어도 두 개 구동시키는 경우를 나타내는 제2 제어신호(B2), 펌프 셀을 적어도 하나 구동시키는 경우를 나타내는 제3 제어신호(B3), 펌프 셀을 구동시키지 않는 경우를 나타내는 제4 제어신호(B4)를 출력한다. Accordingly, the first
또한, 펌프 셀 동작신호 출력부(260)는 상기 제1 논리회로부(262)의 제어신호(B1~B4)를 입력받아 어느 펌프 셀을 동작시킬 것인지를 결정하는 제2 논리회로부(264)를 포함 한다.In addition, the pump cell operation
상기 제2 논리회로부(264)는 상기 제1 내지 제4 제어신호(B1~B4)를 입력받아 상기 펌프 셀부의 제1 펌프 셀을 동작시키는 제1 펌프 셀 제어 신호(C1), 제2 펌프 셀을 동작시키는 제2 펌프 셀 제어 신호(C2), 제3 펌프 셀을 동작시키는 제3 펌프 셀 제어 신호(C3), 펌프 셀의 동작을 중지시키는 제4 펌프 셀 제어 신호(C4)를 출력한다.The second
이를 위해, 상기 제2 논리회로부(264)는 제1 내지 제3 제어 신호(B1~B3)를 입력으로 하고 상기 제1 펌프 셀 제어 신호(C1)를 출력하는 제1 논리합 게이트와, 상기 제1 및 제2 제어 신호(B1, B2)를 입력으로 하고 상기 제2 펌프 셀 제어 신호(C2)를 출력하는 제2 논리합 게이트와, 상기 제1 제어 신호(B1)를 입력으로 하고 상기 제3 펌프 셀 제어 신호(C3)를 출력하는 제1 버퍼와, 상기 제4 제어 신호를 입력으로 하고 상기 제4 펌프 셀 제어 신호를 출력하는 제2 버퍼를 포함한다.To this end, the second
따라서, 제1 내지 제3 제어 신호(B1~B3) 중 어느 하나가 하이레벨인 경우에는 적어도 하나의 펌프 셀을 동작시켜야 하므로 제1 펌프 셀 제어신호(C1)를 발생시킨다. 또한, 제1 및 제2 제어 신호(B1, B2) 중 어느 하나가 하이레벨인 경우에는 적어도 두 개의 펌프 셀을 동작시켜야 하므로 제1 펌프 셀 제어 신호(C1) 뿐만 아니라 제2 펌프 셀 제어 신호(C2)를 발생시킨다. 또한, 제1 제어 신호(B1)만 하이레벨인 경우에는 세 개의 펌프 셀을 모두 동작시켜야 하므로 제3 펌프 셀 제어신호(C3)를 발생시킨다. 이때, 제4 제어 신호(B4)가 하이레벨인 경우에는 모든 펌프 셀의 동작을 중지시키는 제4 펌프 셀 제어신호(C4)를 발생시킨다.Therefore, when any one of the first to third control signals B1 to B3 is at a high level, at least one pump cell must be operated, thereby generating the first pump cell control signal C1. In addition, when any one of the first and second control signals B1 and B2 is at a high level, at least two pump cells should be operated, so that not only the first pump cell control signal C1 but also the second pump cell control signal ( C2) is generated. In addition, when only the first control signal B1 is at a high level, all three pump cells must be operated to generate the third pump cell control signal C3. At this time, when the fourth control signal B4 is at the high level, the fourth pump cell control signal C4 for stopping the operation of all the pump cells is generated.
또한, 상기 펌프 셀 동작 신호 출력부(260)는 상기 제2 논리회로부(264)의 출력인 펌프 셀 제어신호(C1~C4)를 입력받아 특정 펌프 셀을 동작시키는 인에이블 신호(CKEN<2:0>)를 출력하는 제3 논리회로부(266)를 포함한다.In addition, the pump cell operation
제3 논리회로부(266)는 상기 제1 내지 제4 펌프 셀 제어신호(C1~C4)를 입력받아 상기 펌프 셀부의 제1 펌프 셀에 인가되는 제1 펌프 셀 인에이블 신호(CKEN<0>), 제2 펌프 셀을 동작시키는 제2 펌프 셀 인에이블 신호(CKEN<1>), 제3 펌프 셀을 동작시키는 제3 펌프 셀 인에이블 신호(CKEN<2>)를 출력한다. The third
이를 위해 상기 제3 논리 조합부(266)는 상기 제4 펌프 셀 제어 신호(C4)를 반전시킨 신호와 상기 펌프 셀 동작 신호 출력부(260)를 동작시키는 인에이블 신호(EN)를 입력으로 하는 제1 논리곱 게이트와, 상기 제1 펌프 셀 제어 신호(C1)와 상기 제1 논리곱 게이트의 출력신호를 입력으로 하며 상기 제1 펌프 셀 인에이블 신호(CKEN<0>)를 출력하는 제2 논리곱 게이트와, 상기 제2 펌프 셀 제어 신호(C2)와 상기 제1 논리곱 게이트의 출력신호를 입력으로 하며 상기 제2 펌프 셀 인에이블 신호(CKEN<1>)를 출력하는 제3 논리곱 게이트와, 상기 제3 펌프 셀 제어 신호(C3)와 상기 제1 논리곱 게이트의 출력신호를 입력으로 하며 상기 제3 펌프 셀 인에이블 신호(CKEN<2>)를 출력하는 제4 논리곱 게이트를 포함한다.To this end, the third
제1 AND 게이트는 제어신호(C4)가 하이 레벨인 경우 즉, 펌프 셀을 모두 동작시키지 않는 경우 로우레벨 신호를 출력하며, 따라서 제2 내지 제4 AND 게이트는 모두 로우레벨의 인에이블 신호를 출력하게 되어, 펌프 셀이 동작하지 않게 된다. 그러나, 제어신호(C4)가 로우 레벨인 경우에는 각 제어신호(C1~C3)의 전압레벨에 따라 특정 펌프 셀을 인에이블 시키는 신호가 출력된다. The first AND gate outputs a low level signal when the control signal C4 is at a high level, that is, when all the pump cells are not operated. Therefore, the second to fourth AND gates output low level enable signals. As a result, the pump cell is not operated. However, when the control signal C4 is at a low level, a signal for enabling a specific pump cell is output according to the voltage level of each control signal C1 to C3.
상술한 본원 발명의 구성에 따라, 출력되는 고전압의 레벨에 따라 동작되는 펌프 셀의 개수를 변화시킬 수 있는 고전압 발생기 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 특히, 출력전압과 비교대상이 되는 기준전압을 2개로 하는 구성을 취하 고 있는바 좀더 미세한 제어가 가능하다.According to the above-described configuration of the present invention, an object of the present invention is to provide a high voltage generator control device capable of varying the number of pump cells operated according to the level of the high voltage output. In particular, it has a configuration in which the output voltage and the reference voltage to be compared are two, and thus finer control is possible.
Claims (26)
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Citations (2)
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JP2008001000A (en) * | 2006-06-23 | 2008-01-10 | Sharp Corp | Image processing apparatus |
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공개특허공보 10-2005-0101687호 |
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