KR950008454B1 - 내부전원전압 발생회로 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
제1도는 종래기술에 의한 내부전원전압 발생회로의 블럭 다이아그램.
제2도는 제1도의 실시예.
제3도는 본 발명에 의한 내부전원전압 발생회로의 블럭 다이아그램.
제4도는 제3도의 실시예.
본 발명은 반도체 메모리 장치에 관한 것으로, 특히 칩 외부에서 공급되는 외부전원전압을 소정레벨로 강하하여 출력하는 내부전원전압 발생회로에 관한 것이다.
최근의 비약적인 반도체 소자 제작기술의 발전으로 인하여 메모리 소자의 집적도는 비약적인 발전을 계속하고 있다. 특히 칩내의 더욱 작아진 선폭으로 제작된 소자의 고신뢰성을 보장하고 소자의 동작전압의 변화에 따른 특성을 안정화시키기 위하여 내부전원전압 발생회로를 메모리 소자내부에 내장시켜 메모리 소자 외부에 고전압의 외부전압이 공급되어도 소자내부에는 외부공급전압과 무관하게 일정하게 강하된 전압만이 인가되도록 하는 내부전압강하 기술이 일반적으로 사용되고 있음은 이미 이 분야에 공기되어 있는 사실이다. 한편 반도체 메모리 장치의 고집적화는 상대적으로 트랜지스터와 같은 칩 내부 구성소자의 불량발생의 증가를 초래하게 되어 수율(yield)의 저하를 유발시키는데, 이를 억제하기 위하여 이 분야에서는 번인(burn-in) 테스트(이는 칩의 완성이 끝나면 불량 칩을 쉽게 발견하기 위하여 칩에 규정된 외부전원전압 이상의 고전압을 장시간 고온상태에서 인가하는 테스트 방법으로, 이렇게 되면 칩 내의 각 구성소자에 인가되는 스트레스가 가중되어 초기에 불량을 쉽게 걸러낼 수 있다.)를 통상적으로 실시한다. 그래서 상기와 같은 번인테스트를 실시하기 위하여 내부전원전압 발생회로를 내장하지 않는 칩은 별도의 수단을 구비하지 않으나, 내부전원전압 발생회로를 내장한 칩은 번인 테스트를 위한 소정의 수단을 내부전원전압 발생회로에 구비한다.
이와 관련하여 번인 테스트 수단이 구비되는 내부전원전압 발생회로의 블럭 다이아그램을 제1도에 도시하였다. 상기 제1도의 블럭 구성에서 BGR(band gap reference)(100)은 소정의 기준전압 발생회로로서, 이는 동작전압에 관계없이 항상 일정 전압 출력단 Vref에 공급한다. 상기 BGR(100)에 대하여는 본 출원인이 "기준전압 발생회로"라는 제목으로 국내에 기 출원한 출원번호 "91-10193"에 상세하게 개시되어 있고, 또한 수레쉬 M. 메논(Suresh M. Menon)에게 특허 허여된 미국특허 4,795,918호에도 상세하게 개시되어 있다. 번인 비교기부(200)와 노멀 비교기부(300)는 각각 외부전원전압이 번인전압이거나 내부 강하전압이상으로 인가될 때 그 출력신호인 VBI와 VR을 각각 논리 하이(high)" 레벨로 출력한다. 그리고 상기의 출력신호에 의해 드라이버(400)가 동작되고, 이로부터 외부전원전압이 소정레벨 강하된 내부전원전압(int.VCC)이 출력하여 칩 내부의 각 회로들을 공급한다.
상기 제1도의 블럭 구성에 따른 드라이버의 구체회로를 제2도에 도시하였다. 상기 제2도의 회로구성은 본 출원인이 "내부전원 발생회로"라는 제목으로 1991년 6월 13일에 기 출원한 것으로서, 이는 출원번호 '91-14272호에 상세하게 개시되어 있다. 상기 제2도회로의 구성상 특징은 다음과 같다. 도시된 바와 같이 상기 제2도에는 상기 제1도에서 번인 전압감지부의 기능을 가지는 번인 비교기부(200)의 출력신호 VBI와노멀 비교기부(200)의 출력신호 VR이 각각 입력된다. 예를 들어서, 번인 전압이 7V이고 외부전원전압(ext.VCC)이 4V라고 가정하면, 외부 인가전입이 4V와 7V 사이에서 인가될 때에는 상기 번인 비교기부(200)의 출력신호 VBI는 논리 "로우(low)" 레벨이고 상기 노멀 비교기부(300)의 출력신호 VR은 "하이"레벨 상태이다. 그러면 비교기(1,2…5)의 출력 G1은 "로우"레벨로 되고 전송게이트(7,8)는 "턴온(turn-on)", 풀다운 트랜지스터(9)는 "턴오프(turn-off)"된다. 그래서 상기 G1은 G2로 연결되고 드라이버(10)는 "턴온"되어 내부전원전압(int.VCC)을 출력한다. 상기 내부전원전압(int.VCC)은 계속 상승하다가 VR전압레벨보다 높아지게 되면, 이는 다시 상기 비교기(1,2,…,5)에 의해 감지되고, 상기 비교기(1,2,…,5)의 출력신호인 G1은 다시 상기 드라이버(10)를 "턴오프"시키는 전압으로 상승한다. 그러다가 상기 내부전원전압(int.VCC)이 떨어지다가 VR전압레벨보다 낮아지게 되면, 이는 다시 상기 비교기(1,2,…,5)에 의해 감지되고, 상기 비교기(1,2,…,5)의 출력신호인 G1은 다시 상기 드라이버(10)을 "턴온"시키는 전압으로 되는것과 같은 동작을 되풀이하게 된다. 그래서 내부전원전압(int.VCC)을 소정의 원하는 전압레벨로 조절하게 된다. 한편, 번인 테스트와 같은 필요에 의해 외부인가전압이 번인전압이 상인 7V이상으로 인가될 때에는, 상기 번인 비교기부(200)의 출력신호 VBI와 상기 노멀 비교기부(300)의 출력신호 VR이 모두 논리 "하이"레벨로 된다.
그러면, 상기 비교기(1,2,…,5)의 출력 G1은 "로우"레벨로 되고, 전송게이트(7,8)는 "턴오프", 풀다운트랜지스터(9)는 "턴온"된다. 이대 상기 G1은 G2로 연결되지 못하고 상기 G2는 상기 "턴온"된 풀다운 트랜지스터(9)을 통해서 접지전압(VSS) 레벨로 되어 상기 드라이버(10)를 "풀 턴온(full turn-on)"시키게된다. 즉, 상기 드라이버(10)는 상기 비교기(1,2,…,5)의 출력신호인 G1의 영향을 받지 않고 게이트단이 항상 접지전압(VSS)레벨로 유지하므로서, 외부인가전압이 그대로 칩 내부의 각 회로들에 인가된다. 그래서 전술한 것과 같은 고전압이 칩 내부로 공급될수 있게 되어, 칩 내부회로가 받는 스트레스를 가중시켜 칩의 초기불량을 용이하게 검추하게 된다. 한편 상기와 같은 내부전원전압 발생회로를 구성하는 경우에는 내부전원전압(int.VCC)을 출력하는 드라이버인 피모오스 트랜지스터(10)의 트랜지스터 사이즈는(칩내부의 각회로들에 내부전원전압(int.VCC)을 충분히 공급해줄 수 있을 만큼) 상당히 크므로, 소오스와 게이트(source-gate) 단간의 기생 캐패시턴스인 C1역시 상당히 크게 된다. 그래서 상기 피모오스 트랜지스터가 순간적인 "턴온"동작을 하거나 외부전원전압(ext.Vcc)이 순간적으로 범프(bump)하면, 상기 기생 캐패시턴스인 C1에 의해 G2전압은 "하이"레벨로 되어 상기 피모오스 트랜지스터(10)를 "턴오프"시키게 되는 현상이 발생된다.
한편, 상기 피모오스 트랜지스터(10)의 사이즈는 메모리 소자 내부의 모든 회로에 전원을 공급하는 것등의 이유에 의해 상당히 큰것에 비하여, 풀다운 트랜지스터인 엔모오스 트랜지스터(9)는 예를 들어 순간적인 노이즈등에 의해 VBI가 "하이" 상태가 될때 G2전압이 쉽게 "로우"상태가 되어 메모리 소자가 번인모드 상태로 되지 않도록 하기 위해 트랜지스터의 사이즈를 가능한 한 작게 하여야 함은 주지의 사실이다.
따라서 상기와 같이 G2 전압이 순간적으로 상기 피모오스 트랜지스터(10)를 "턴오프"시킬 정도로 상승할시에, 이를 다시 "로우"레벨로 만들기에는 많은 시간이 필요로 된다. 그래서 내부전원전압(int,VCC)은 소정의 원하는 전압이하로 떨어지게 되어 칩의 동작특성의 저하를 발생시키고 번인동작특성 역시 저항시켜 칩의 초기 불량을 제거하기 어렵게 된다. 이러한 현상은 고신뢰성과 고속동작이 요구되는 초고집적 반도체 메모리 장치일 수록 점점 커다란 문제로 대두된다.
따라서, 본 발명의 목적은 안정한 내부전원전압을 공급하는 내부전원전압 발생회로를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 칩의 동작 특성의 저하를 방지하는 내부전원전압 발생회로를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 내부전원전압이 강하되어도 이에 대한 보상동작이 고속으로 이루어지는 내부전원전압 발생회로를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 내부전원전압 발생회로의 출력용 드라이버가 외부요인에 의하여 내부전원전압을 공급하지 못해도, 상기 내부전원전압을 계속 공급하는 다른 수단을 구비하는 내부전원전압 발생회로를 제공함에 있다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 내부전원전압 발생회로는, 외부전원전압단자와 접지전압단자사이에 접속되며 소정의 제1정전압(VR) 및 내부전원전압(int.VCC)을 입력하고 상기 제1정전압과 상기 내부전원전압의 전압레벨을 비교하는 비교기와, 상기 비교기의 감지노드에 제어전극이 접속되고 외부전원전압단자와 상기 비교기의 출력라인사이에 채널이 접속되며 상기 비교기의 감지노드 전압변화에 응답하여 출력전압레벨이 제어되는 제1드라이버와, 상기 비교기의 감지노드의 출력라인상에 형성되고 번인모드신호(VBI)에 응답하여 상기 비교기의 감지노드와 상기 비교기의 출력라인을 선택적으로 접속되게 하는 전송게이트와, 상기 비교기의 감지노드에 제어단자가 접속되고 외부전원전압과 상기 비교기의 출력라인상에 채널이 접속되며 상기 비교기의 감지노드 전압변화에 응답하여 출력전압레벨이 제어되는 제2드라이버를 구비함을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명에 의한 내부전원전압 발생회로의 블럭 다이아그램을 제3도에 도시하였다. 상기 제3도의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 나타내는 것으로 이를 바람직하게 실시한 구체 회로를 제4도에 도시하였다.
상기 제3도에 도시된 바와 간이 본 발명에 의한 내부전원전압 발생회로의 블럭 구성은 동작전압에 관계없이 항상 일정한 전압을 공급하는 기준전압 발생회로(100)와, 상기 기준전압 발생회로(100)의 출력신호를 입력하는 번-인 비교기부(200)와, 상기 기준전압 발생회로(100)의 출력신호를 입력하는 노멀 비교기부(300)와, 상기 번-인 비교기부(200)의 출력신호를 입력하는 번-인모드 드라이버(410)와, 상기 노멀 비교기부(300)의 출력신호를 입력하는 노멀 드라이버(420)로 이루어진다. 즉, 본 발명의 블럭 구성상의 특징은 내부전원전압 발생회로의 출력용 드라이버단을 번인모드 드라이버(410)와 노멀 드라이버(420)로 분리하여 구성하는 것이다. 그리고 상기에서 내부전원전압(int.VCC)의 신호레벨은 상기 번-인모드 드라이버와 노멀드라이버의 와이어드 와아(wired-OR)로직의 출력레벨의 신호로 된다.
이에 대한 상세한 내용을 상기 제4도의 구체회로도를 통해 설명하면 다음과 같다. 본 발명에 의한 상기 제4도의 구성상의 특징은 상기 제2도와 같은 내부전원전압 발생회로에 점선블럭(420A)으로 도시된 제2의 내부전원전압 출력용 드라이버(20)을 구비한 것이다. 여기서 본 발명에 의한 상기 제2의 내부전원전압출력용 드라이버(20)의 크기는 상기 제2도에서 제1의 내부전원전압 출력용 드라이버(10)의 크기에 상응하게 구현할 수록 그 효과는 더욱 커짐을 유의하기 바란다, 도시된 바와 같이, G1이 전송게이트(7,8)를 거쳐 제1드라이버(10)에 연결되고, 또한 동시에 제2드라이버(20)에 게이트로 접속된다. 그래서 내부전원전압(int.VCC)은 상기의 제1드라이버(10)뿐만 아니라 제2드라이버(20)를 통해서도 공급된다. 따라서 외부전원전압(ext.VCC)이 순간적으로 범프(bump)하였을 경우, 큰 사이즈를 가지는 제1 및 제2드라이버(10),(20)의 소오스-게이트단간의 기생 캐패시턴스 C11, C12에 의한 커플링(coupling) 현상으로 G1, G2전압이 "하이"레벨의 상태로 발생되고 특히 상기 G2전압의 빨리 디스차아지(discharge)하는 풀다운 트랜지스터(9)의 사이즈가 작아서 상기 G2 전압이 빨리 디스차아지되지 못하여도, 내부전원전압(int.VCC)이 VR전압 이하로 떨어지면 비교기(1,2,…,5)가 동작되어 상기 G1전압을 디스차아지하게 된다. 그래서 본 발명에 의한 제2드라이버(20)가 "턴온"되어, 내부전원전압(int.VCC)을 VR전압 이상으로(즉, 소정의 원하는 전압레벨로) 상승시킬 수 있게 된다.
따라서, 본 발명은 내부전원전압 발생회로의 드라이버단을 번-인모드 드라이버단과 노멀 드라이버단으로 분리시켜 동작시킴으로서, 전원전압 범프등 순간적인 외부전원전압(ext.VCC)의 변동상태가 발생되어도 드라이버단의 출력인 내부전원전압(int.VCC)이 순간적으로 소정의 기준전압(VR) 이하로 지나치게 낮아지는 현상을 방지하여 안정된 메모리 소자의 동작특성을 보장할 수 있다. 한편 번-인모드시에는 번-인모드 비교기(200)의 출력인 VBI가 "하이"레벨로 유지되므로서, 전송게이트(7,8)가 "턴-오프"되어 G1과 G2가 서로 완전히 격리되고 제1드라이버(10)는 "턴온"되어 번-인전압이 직접 칩내부로 인가되어 번-인 테스트를 수행할 수 있게 되는 것은 상기 제2도의 종래의 회로와 같다.
상기한 바와 같은 본 발명에 의한 제2드라이버회로는 상기 제2도와 같은 종래의 회로외에 다른 내부전원전압 발생회로에도 용이하게 적용할 수 있으며, 또한 같은 효과를 얻을 수 있음을 이 분야에 통상의 지식을 가진자에게는 명백한 사항이다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 내부전원전압 발생회로의 출력단에 전압강하를 고속으로 보상할 수 있는 수단을 구비하므로서, 안정한 내부전원전압을 공급하고 칩의 동작 특성을 향상시키는 효과가 있다.
Claims (6)
- 외부전원전압단자와 접지전압단자사이에 접속되며 소정이 제1정전압(VR) 및 내부전원전압(int.VCC)을 입력하고 상기 제1정전압과 상기 내부전원전압의 전압레벨을 비교하는 비교기와, 상기 비교기의 감지노드에 제어전극이 접속되고 외부전원전압단자와 상기 비교기의 출력라인사이에 채널이 접속되며 상기 비교기의 감지노드 전압변화에 응답하여 출력전압레벨이 제어되는 제1드라이버와, 상기 비교기의 감지노드의 출력라인상에 형성되고 번인모드신호(VBI)에 응답하여 상기 비교기의 감지노드와 상기 비교기의 출력라인을 선택적으로 접속되게 하는 전송게이트를 구비하는 내부전원전압 발생회로에 있어서, 상기 비교기의 감지노드에 제어단자가 접속되고, 외부전원전압과 상기 비교기의 출력라인상에 채널이 접속되며 상기 비교기의 감지노드 전압변화에 응답하여 출력전압레벨이 제어되는 제2드라이버를 더 구비함을 특징으로 하는 내부전원전압 발생회로.
- 제1항에 있어서, 상기 제2드라이버가 피모오스 트랜지스터로 이루어짐을 특징으로 하는 내부전원전압 발생회로.
- 제1항에 있어서, 상기 제2드라이버가 상기 비교기의 감지노드와 제어전극이 접속되어 노멀모드동작시나 번인모드 동작시에 항상 상기 비교기의 감지노드전압에 의해 채널폭이 결정됨을 특징으로 하는 내부전원전압 발생회로.
- 제1항에 있어서, 상기 제1드라이버가 상기 비교기의 감지노드와 제어전극사이에 상기 전송게이트가 형성되어 노멀모드동작시에는 상기 비교기의 감지노드전압에 의해 채널폭이 결정되고 번인 모드동작시에는 번인모드신호 VBI에 의해 채널폭이 결정됨을 특징으로 하는 내부전원전압 발생회로.
- 칩의 동작전압을 칩 외부에서 공급되는 외부전원전압이 소정레벨 강하된 내부전원전압으로 공급하는 반도체 메모리 장치에 있어서, 동작전압에 관계없이 항상 일정한 전압을 공급하는 기준전압 발생회로와, 상기 기준전압 발생회로의 출력신호를 입력하는 번인 비교기부와, 상기 기준전압 발생회로(100)의 출력신호를 입력하는 노멀 비교기부와, 상기 번-인 비교기부(200)의 출력신호를 입력하는 번-인모드 드라이버와, 상기 노멀 비교기부(300)의 출력신호를 입력하는 노멀 드라이버를 구비함을 특징으로 하는 내부전원전압 발생회로.
- 제4항에 있어서, 상기 번인모드신호가 노멀모드동작에 사용되는 전압보다 높은 전압레벨을 지님으로써 번인모드동작시 상기 제1드라이버를 풀턴온시킴을 특징으로 하는 내부전원전압 발생회로.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20140107246A (ko) * | 2011-12-20 | 2014-09-04 | 스미또모 세이까 가부시키가이샤 | 프로판의 정제 방법 및 정제 시스템 |
-
1992
- 1992-05-30 KR KR1019920009412A patent/KR950008454B1/ko not_active IP Right Cessation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20140107246A (ko) * | 2011-12-20 | 2014-09-04 | 스미또모 세이까 가부시키가이샤 | 프로판의 정제 방법 및 정제 시스템 |
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KR930024017A (ko) | 1993-12-21 |
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