DE4243907C2 - Substratspannungserzeugungsschaltung - Google Patents
SubstratspannungserzeugungsschaltungInfo
- Publication number
- DE4243907C2 DE4243907C2 DE4243907A DE4243907A DE4243907C2 DE 4243907 C2 DE4243907 C2 DE 4243907C2 DE 4243907 A DE4243907 A DE 4243907A DE 4243907 A DE4243907 A DE 4243907A DE 4243907 C2 DE4243907 C2 DE 4243907C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- voltage
- pump
- nmos transistor
- gate
- reverse voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims description 14
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 30
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 7
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 2
- 230000001808 coupling effect Effects 0.000 description 2
- 101100346656 Drosophila melanogaster strat gene Proteins 0.000 description 1
- 101150087426 Gnal gene Proteins 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C5/00—Details of stores covered by group G11C11/00
- G11C5/14—Power supply arrangements, e.g. power down, chip selection or deselection, layout of wirings or power grids, or multiple supply levels
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F3/00—Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
- G05F3/02—Regulating voltage or current
- G05F3/08—Regulating voltage or current wherein the variable is DC
- G05F3/10—Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics
- G05F3/16—Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
- G05F3/20—Regulating voltage or current wherein the variable is DC using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
- G05F3/205—Substrate bias-voltage generators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J29/00—Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
- H01J29/46—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the ray or beam, e.g. electron-optical arrangement
- H01J29/48—Electron guns
- H01J29/50—Electron guns two or more guns in a single vacuum space, e.g. for plural-ray tube
- H01J29/503—Three or more guns, the axes of which lay in a common plane
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2229/00—Details of cathode ray tubes or electron beam tubes
- H01J2229/48—Electron guns
- H01J2229/4844—Electron guns characterised by beam passing apertures or combinations
- H01J2229/4848—Aperture shape as viewed along beam axis
- H01J2229/4886—Aperture shape as viewed along beam axis polygonal
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dram (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Substratvorspannungserzeugungsschaltung
für eine Halbleitervorrichtung.
Mit einer derartigen Schaltung, auch Sperrspannungs-Generierschaltkreis oder
BACK-BIAS-Spannungs-Generierschaltkreis (BACK-BIAS
VOLTAGE GENERATING CIRCUIT) genannt, wird eine Ladungsträgerinjek
tion (election injection) in ein Substrat verhindert, das
für eine Halbleitervorrichtung geeignet ist, die CMOS-Tran
sistoren aufweist.
Wie in Fig. 2 gezeigt, empfängt ein bekannter Sperrspan
nungs-Generierschaltkreis oszillierende Einganssteuer-Si
gnale in der Form einer alternierenden Stromwelle zunächst
über einen Inverter X4. Der Sperrspannungs-Generierschalt
kreis umfaßt einen ersten Pumpabschnitt 100 (PUMPING POR
TION) mit einer Elektrode bzw. einem (Schaltungs-)Knoten
punkt (NODE) N2, dem die Eingangs-Steuersignale nach Pas
sieren des Inverters X4 zugeführt werden, und einen zweiten
Pumpabschnitt 200 mit einer Elektrode bzw. einem Knoten
punkt N12, dem die Eingangs-Steuersignale über einen weite
ren Inverter X5 zugeführt werden.
Der erste Pumpabschnitt 100 umfaßt einen PMOS-Transistor
M1, der an seiner Source an eine Spannungsquelle Vcc gekop
pelt ist, sowie einen NMOS-Transistor M2, deren Gates ge
meinsam an die Elektrode N2 angeschlossen sind und deren
Drains miteinander verbunden und an das Gate eines NMOS-
Transistors M5 angeschlossen sind. Die Source des NMOS-
Transistors M5 ist an einem Erdanschluß Vss geerdet. Der
Drain des NMOS-Transistors M5 ist über eine Elektrode N5 an
die Source des NMOS-Transistors M2 angeschlossen. Inverter
X1, X2, X3 und X4 und ein Pumpkondensator M4 sind in Serie
zwischen die Knotenpunkte N2 und N5 über Knotenpunkte N6
bis N8 geschaltet. Der Drain eines NMOS-Transistors M3 ist
ebenfalls an den Knotenpunkt N5 angeschlossen. Gate und
Source des NMOS-Transistors M3 sind miteinander verbunden
und an einen Sperrspannungs-Anschluß VBB angeschlossen.
Der Pumpabschnitt 200 umfaßt einen PMOS-Transistor M6, drei
NMOS-Transistoren M7, M8, M10, drei Inverter X6, X7, X8 und
einen Pumpkondensator M9. Bis auf einen vorgeschalteten
Inverter X5 entspricht der Aufbau des zweiten Pumpabschnit
tes 200 dem des ersten Pumpabschnittes 100.
Im Betrieb passieren die bzw. das Oszillatorsignal(e) (OSC)
zunächst den Inverter X4. Dabei werden auf einem hohen
Potential stehende Signale (High) in Signale tiefen Poten
tials (Low) umgesetzt bzw. umgekehrt. Die Signale niedrigen
bzw. tiefen Potentials werden von der Elektrode N2 den Ga
tes der PMOS- und NMOS-Transistoren M1 und M2 zugeführt, so
daß der PMOS-Transistor M1 eingeschaltet wird, während der
NMOS-Transistor M2 ausgeschaltet ist. Während des Sätti
gungszustandes des PMOS-Transistors M1 schaltet die Span
nungsquelle VCC den NMOS-Transistor M5 ein.
Zur selben Zeit werden die Signale tiefen Potentials durch
die drei Inverter X1, X2 und X3 in Signale hohen Potentials
umgekehrt. Damit wird die Spannung VCC dem einen Ende des
Pumpkondensators 4 zugeführt. Die andere Elektrode des
Pumpkondensators M4 ist an die Elektrode N5 angeschlossen,
wodurch der anderen Elektrode die Spannung VSS zugeführt
wird.
Danach wird das nunmehr auf tiefem Pegel stehende Oszil
latorsignal (OSC) durch den Inverter X4 in ein Signal hohen
Pegels umgekehrt. Das somit auf hohem Pegel stehende Signal
wird über den Knotenpunkt N2 den Gates der PMOS- und NMOS-
Transistoren M1 und M2 zugeführt, so daß der PMOS-Transi
stor M1 ausgeschaltet und der NMOS-Transistor M2 einge
schaltet ist. Damit ist der auch NMOS-Transistor M5 ausge
schaltet.
Gleichzeitig wird das den Knotenpunkt N2 passierende Hoch
pegel-Signal durch die drei Inverter X1, X2 und X3 in ein
Signal tiefen Pegels bzw. Potentials umgesetzt, wodurch die
Spannung VSS dem einen Ende des Pumpkondensators M4 zuge
führt wird. Die andere Elektrode des Pumpkondensators M4
ist an den Knotenpunkt 145 angeschlossen, der sich jetzt im
"schwimmmenden" (FLOATING) Zustand (= Zustand ohne festgelegtes Potential) befindet und der über den
Transistor M3 an den VBB-Anschluß angeschlossen ist.
Am Pumpkondensator M4 liegt aufgrund des Koppeleffektes mit
der anderen Elektrode des Pumpkondensators eine negativere
(kleinere) Spannung als die Spannung VSS.
Dies führt zu folgendem Effekt: Falls die Spannungsdiffe
renz zwischen dem Knotenpunkt N5 und dem auf einem vorgege
benen Potential stehenden Sperrspannungsanschluß VBB eine
Schwellenspannung erreicht, wird der Schalt-NMOS-Transistor
M3 eingeschaltet, so daß die Spannung des Sperrspannungs-
Anschlusses VBB durch die Ladung des Pumpkondensators abge
senkt werden kann.
Der zweite Pumpabschnitt 200 wird analog zum ersten Pump
abschnitt 100 betrieben. Allerdings wird das Eingangs-Steu
ersignal zum Knotenpunkt N12 hin zunächst über einen Inverter
X5 zugeführt, womit jeweils ein dem Pumpsignal des Pump
kondensators M4 entgegengesetztes Pumpsignal am Pumpkondensa
tor M9 erzeugt wird. Die ersten und zweiten Pumpabschnitte
100 und 200 befinden sich somit jeweils in entgegengesetzter
Pumpphase zueinander.
Der bekannte Sperrspannungs-Generierschaltkreis senkt die
Spannungswerte der Knotenpunkte N5 und N14 jeweils stark ge
genüber der Sperrspannung VBB ab. Fig. 4 gibt die Wellenform
der Spannungen VBB und der am Knotenpunkt N5 anliegende Span
nung wieder. Während die am Knotenpunkt N5 anliegende Spannung niedriger wird als die Spannung VBB, werden von den
Elektroden der Pumpkondensatoren abgegebene Elektronen ver
mehrt in das Substrat injiziert, wodurch sich anormale Be
triebseffekte ergeben, beispielsweise ein Selbsthalten bzw. "latch-up" bei ei
ner Halbleiterzelle.
Ein weiteres Problem des bekannten Sperrspannungs-
Generierschaltkreises liegt in der Tatsache, daß die Zufuhr
der Sperrspannung zum Schalttransistor relativ viel Zeit er
fordert um die Sperrspannung auf einen gewünschten Spannungs
wert zu senken, da der Leitwert des Schalttransistors gering
ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Sub
stratvorspannungserzeugungsschaltung für eine Halbleitervor
richtung zu schaffen, mit der es möglich ist, eine stabile
Spannung auf einem vorgegebenen Spannungswert bzw. Spannungs
pegel aufrechtzuerhalten.
Diese Aufgabe wird durch eine Schaltung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 ge
löst.
Ein wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht
darin, daß mit der erfindungsgemäßen Substratvorspannungser
zeugungsschaltung bzw. dem Sperrspannungs-Generierschaltkreis
eine Schaltung zum Erzeugen einer inneren Spannung für eine
Halbleitervorrichtung geschaffen wird, mit der eine Ladungsträger
injektion (election injection) in ein für einen Halbleiter
geeignetes Substrat verhindert wird.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist darin zu
sehen, daß die Pumpspannung im Bezug auf die Sperrspannung
kompensiert wird.
Schließlich liegt ein besonderer Vorteil der vorliegenden Er
findung darin, daß mit ihr die Leitungseigenschaften eines
Schaltabschnittes im Bezug auf die Sperrspannung verbessert
werden.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezug auf die beige
fügten Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher
erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Sperrspannungs-Generier
schaltkreis, bei dem die Auswahlinjektion in ein
Substrat nicht oder praktisch nicht mehr auf
tritt;
Fig. 2 einen bekannten Sperrspannungs-Generierschalt
kreis für eine Halbleitervorrichtung, der zwei
Pumpabschnitte aufweist;
Fig. 3A und 3B Wellenformdiagramme von auftretenden Eingangssteuersi
gnalen an einer Elektrode 20 und an einem Ein
gangssignal-Anschluß eines Oszillatorsignales
beim Betrieb der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 ein Wellendiagramm, das die Beziehung zwischen
den Signalen an einer Elektrode N5 eines Pumpab
schnittes und an einem Sperrspannungsanschluß
nach dem Stand der Technik veranschaulicht; und
Fig. 5 ein Wellenformdiagramm, das die Beziehung zwi
schen den Signalen einer Elektrode N5 eines Pumpabschnittes
und einem Sperrspannungsanschluss entsprechend
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Sperrspannungs-Gene
rierschaltkreis, der zunächst einen ersten Pumpabschnitt
100 und einen zweiten Pumpabschnitt 200 aufweist, die,
soweit sie analog zur Fig. 2 aufgebaut sind, die Bezugs
zeichen der Fig. 2 tragen. Auf eine detailierte Be
schreibung dieser Abschnitte wird daher verzichtet.
Der Sperrspannungs-Generierschaltkreis weist ferner einen
Steuersignal-Generierabschnitt 300 und zwei Schaltabschnit
te 400 und 500 auf, die vor (Abschnitt 300) und hinter
(Abschnitte 400 und 500) die ersten und zweiten Pumpab
schnitte 100 und 200 geschaltet sind.
Der Steuersignal-Generierabschnitt umfaßt zwei NOR-Gatter
G1 und G2, deren Ausgangsanschlüsse jeweils mit einem der
Eingangsanschlüsse des anderen Gatters nach Art eines Flip-
Flop-Aufbaus verbunden sind. Daher wird das Oszillatorsi
gnal (eine in ihrer Amplitude alternierende Stromwelle),
wie in Fig. 3a gezeigt, einem Anschluß des Gatters G1 und
einem Inverter X11 simultan zugeführt X11. Ein Inverter X10
kehrt das Oszillatorsignal vor einer Eingabe in einen An
schluß des Gatters G2 um. Die Ausgaben bzw. die von den
Gattern G1 und G2 abgegebenen Signale treten daher an Elek
troden N21 und N22, wie in Fig. 3b gezeigt, als nicht in
termittierende Rechteckwellen auf.
Die weitgehend nach Art der Fig. 2 aufgebauten ersten und
zweiten Pumpabschnitte 100 und 200 (bis auf die Transisto
ren M3 und M8) empfangen Ihre Eingangssteuersignale jeweils
über einen Inverter X11 bzw. einen Inverter X12.
Der erste Schaltabschnitt 400 umfaßt einen NMOS-Transistor
M3, dessen Gate an das Gate des NMOS-Transistors M10 und
den Knotenpunkt N13 des zweiten Pumpabschnittes 200 ange
schlossen ist. Dabei ist das Gate des NMOS-Transistors M10
entsprechend der Elektrode N3 zwischen dem PMOS-Transistor
M1 und dem NMOS-Transistors M2 als ein Verbindungspunkt
zwischen dem ersten und dem zweiten Pumpabschnitt anzuse
hen.
Entsprechend umfaßt der zweite Schaltabschnitt 500 einen
NMOS-Transistor M8, dessen Gate an das Gate des NMOS-Tran
sistors M5 und den Knotenpunkt N3 des ersten Pumpab
schnittes angeschlossen ist. Dabei wird das Gate des NMOS-
Transistors M5 entsprechend der Elektrode N13 zwischen dem
PMOS-Transistor M6 und dem NMOS-Transistor M10 als gemeinsamer
Verbindungspunkt des zweiten Pumpabschnittes 200
angesehen.
Der Steuersignal-Generierabschnitt 300 wird wie folgt be
trieben: Das zunächst auf seinem hohen Pegel stehende Os
zillatorsignal wird zur Elektrode N20 hin beim Passieren
des Inverters X10 umgekehrt. Das Signal kommt somit an der
Elektrode N20 auf seinem niedrigen Potential an. Zu glei
chen Zeit gibt das NOR-Gatter G1 ein Signal hohen Pegels
ab. Wenn das Oszillatorsignal dagegen vom niedrigen Pegel
zu seinem hohen Pegel ansteigt, wird das Signal zur Elek
trode N21 hin in das niedrige Signal umgesetzt und das Si
gnal an der Elektrode N22 wird über das NOR-Gatter G2 hin
in den hohen Pegel gesetzt. Mit dieser Anordnung wird an
den Elektroden N21 und N22 ein Überlappen des hohen Pegels
zur gleichen Zeit, wie in Fig. 3A gezeigt, verhindert.
Die an den Elektroden N21 und N22 anliegenden Signale wer
den als Eingangssteuersignale der Pumpabschnitte 100 bzw.
200 betrieben und über die Inverter X11 bzw. X12 umgekehrt.
Ein an der Elektrode N2 im niedrigen Pegel anliegendes Si
gnal wird den Gates der PMOS- und NMOS-Transistoren M1 und
M2 zugeführt, so daß der PMOS-Transistor M1 eingeschaltet
und der NMOS-Transistor M2 ausgeschaltet ist.
Während des Sättigungszustandes des PMOS-Transistors M1
schaltet die Spannungsquelle VCC den NMOS-Transistor M5
ein, wodurch die Elektrode auf dem VSS-Pegel gehalten wird.
Zur selben Zeit wird das auf seinem niedrigen Pegel stehen
de Signal über die drei Inverter X1, X2 und X3 in ein Si
gnal hohen Pegel umgesetzt und derart dem einen Ende des
Pumpkondensators M4 zugeführt.
Die zwischen den zwei Elektroden des Pumpkondensators M4
liegende Spannung steigt daher auf einen Spannungswert VCC
an. D. h., daß das eine Ende des Pumpkondensators M4 auf
eine Spannung VCC aufgeladen wird, während am Anschluß N5
bzw. am Knotenpunkt N5 eine Erdspannung VSS anliegt.
Danach gehen die Eingangssteuersignale von ihrem niedrigen
Pegel auf einen hohen Pegel über (oder umgekehrt).
Das nunmehr am Punkt N2 auf seinem hohen Pegel stehende
Signal wird den Gates der PMOS- und NMOS-Transistoren M1
und M2 zugeführt, so daß der PMOS-Transistor M1 ausgeschal
tet und der NMOS-Transistor M2 eingeschaltet ist. Die Elek
trode N5 wird damit in einen Schwebe- bzw. Schwimmzustand versetzt.
Zur selben Zeit wird das an der Elektrode N2 auf seinem
hohen Pegel stehende Signal über die drei Inverter X1, X2
und X3 in ein Signal niedrigen Potentials umgesetzt, wo
durch dem einen Ende des Pumpkondensators M4 eine Erdspan
nung VSS zugeführt wird. Die andere Elektrode des Pumpkon
densators M4 ist an die Elektrode N5 angeschlossen, die
sich jetzt im Schwebe- bzw. Schwimmzustand befindet.
Aufgrund des Koppeleffektes des Pumpkondensators M4 wird
die Spannung an der anderen Elektrode des Pumpkondensators
M4 negativer als die Spannung VSS.
Dagegen befindet sich in diesem Augenblick der Knotenpunkt
N12 auf seinem niedrigen Pegel. Das auf seinem niedrigen
Pegel stehende Signal wird den PMOS- und NMOS-Transistoren
M6 und M7 zugeführt, was den PMOS-Transistor M6 ein- und
den NMOS-Transistor M7 ausschaltet. Dadurch befindet sich
der Knotenpunkt N13 auf dem VCC-Spannungspegel. Der Transi
stor M3 wird somit durch die am N13-Knotenpunkt anliegende
Spannung eingeschaltet. Die andere Elektrode des Pumpkon
densators M4 ist an den Knotenpunkt N5 angeschlossen, der
an mit dem VBB-Spannungsanschluß über den Transistor M3
verbunden ist.
Zur selben Zeit wird das auf seinem niedrigen Pegel stehen
de Signal des Knotenpunktes N12 den PMOS- und NMOS-Transi
storen M6 und M7 zugeführt, so daß, wie bereits erwähnt,
der PMOS-Transistor M6 ein- und der NMOS-Transistor M7
ausgeschaltet wird. Der NMOS-Transistor M10 wird damit
ebenfalls eingeschaltet. Das auf seinem niedrigen Pegel
stehende Signal wird außerdem über drei Inverter X6, X7 und
X8 in den hohen Zustand umgesetzt und derart dem einen Ende
des Pumpkondensators M9 zugeführt. Das andere Ende des
Pumpkondensators M9 ist über den Transistor M10 an eine
Spannung VSS angeschlossen, wobei der Transistor M8 auf
grund der niedrigen Spannung am Knotenpunkt N3 ausgeschal
tet wird. Damit wird der Knotenpunkt N14 auf dem VSS-Pegel
gehalten und die am Knotenpunkt N17 anliegende Spannung
steigt auf den VCC-Pegel an, wodurch Elektroden des Knoten
punktes M14 Spannungsmaß in Richtung auf den Erdspannungsanschluß VSS bewegt (drift)
werden.
Wenn das Oszillatorsignal daraufhin in den hohen Pegel um
kehrt, werden die NMOS-Schalttransistoren M3 und M8 ent
gegengesetzt wie vorstehend beschrieben betrieben. Die
ersten und zweiten Pumpabschnitte 100 und 200 bewirken
daher ein in ihren Phasen umgekehrtes Pumpen der NMOS-
Schalttransistoren M3 und M8.
Dabei soll angemerkt werden, daß einer der NMOS-Schalttran
sistoren zur Bildung des Pumpabschnittes ausgeschaltet
wird, während der andere NMOS-Schalttransistor eingeschal
tet wird und eine höhere Leitfähigkeit aufweist. Mit anderen
Worten werden entsprechend der Ausgangsspannung eines Rin
goszillators die Sperrspannung und eine Spannungsquelle
jeweils abwechselnd den Gates der NMOS-Schalttransistoren
zugeführt, wodurch die Pumpeffizienz beachtlich erhöht
wird.
Fig. 5 zeigt ein Wellenformdiagramm einer an einer Elek
trode N5 angliegenden Spannung sowie die Spannung VBB des
Sperrspannungsanschlusses beim Betrieb der vorliegenden
Erfindung.
Während der nach dem Stand der Technik bekannte Sperrspan
nungs-Generierschaltkreis nach Fig. 4 ferner das Problem
aufwarf, daß Elektronen von der Elektrode des Pumpkondensa
tors aufgrund der am Knoten N5 niedriger als VBB anliegen
den Spannung in das Substrat injiziert wurden, ergibt sich
nach Fig. 5 bei der vorliegenden Erfindung folgender Vor
teil: Wenn die Spannungen am einen Ende des Pumpkondensa
tors niedriger als die Sperrspannung werden, werden alle
Spannungen über die NMOS-Schalttransistoren dem Sperrspan
nungsanschluß zugeführt, da der NMOS-Schalttransistor durch
die Spannung VCC eingeschaltet wird. Dadurch wird die Elek
troneninjektion vom Übergangsbereich bzw. von der Sperr
schicht der Pumpkondensatoren in das Substrat verhindert.
Fig. 1 macht ebenfalls deutlich, daß die Signale an den
Knotenpunkten N21 und N22 nicht gleichzeitig in den hohen
Pegel gesetzt werden und daß die Signale an den Knotenpunk
ten N5 und N14 nicht gleichzeitig in den hohen Level über
treten. Es ist damit sehr unproblematisch und einfach,
Rückflußströme vom Sperrspannungsanschluß VBB in die Kno
tenpunkte N15 und N14 zu verhindern.
Entsprechend ergibt sich bei der vorliegenden Erfindung
eine Spannung, die einem Pegel gehalten wird, der identisch
mit oder höher als die Sperrspannung ist, was die Pumpeffi
zienz erhöht.
Claims (3)
1. Substratvorspannungserzeugungsschaltung für eine
Halbleitervorrichtung, die folgendes aufweist:
- a) eine Steuersignal-Erzeugungsschaltung (300), die zum Empfang von oszillierenden, von einem Oszillator (OSC), insbesondere einem Ringoszillator, abgegebenen, einander abwechselnden Niedrigpegel- und Hochpegel-Signalen und zur Erzeugung von Steuersignalen infolge der Niedrigpegel- und Hochpegel-Signale ausgelegt ist,
- b) eine erste Ladungspumpe (100), die zum Aufladen des Eingangs eines ersten Pumpkondensators (M4) in Abhängigkeit des Eingangs-Steuersignals ausgelegt ist, um die Spannung am Ausgang des Pumpkondensators auf einen Wert zu bringen, der niedriger ist als die Substratvorspannung bzw. Sperrspannung (BACK-BIAS),
- c) eine zweite Ladungspumpe (200), die zum Aufladen des Eingangs eines zweiten Pumpkondensators (M9) in Abhängigkeit des Eingangs-Steuersignals ausgelegt ist, um die Spannung, insbesondere in Gegenphase zum ersten Pumpabschnitt, am anderen Ende des Pumpkondensators (M9) auf einen Wert zu bringen, der niedriger ist als die Substratvorspannung bzw. Sperrspannung,
- d) einen ersten Schaltungsabschnitt (400), der derart ausgelegt ist, daß ihn eine Spannung einschaltet, die größer ist als die Sperrspannung, um an den Sperrspannungsanschluß (VBB) angeschlossen zu sein, wenn die Ausgabe der ersten Ladungspumpe (100) unter die Sperrspannung sinkt, und
- e) einen zweiten Schaltungsabschnitt (500), der derart ausgelegt ist, daß ihn eine Spannung einschaltet, die größer ist als die Sperrspannung, um an den Sperrspannungsanschluß (VBB) angeschlossen zu sein, wenn die Ausgabe der zweiten Ladungspumpe (200) unter die Sperrspannung sinkt.
2. Substratvorspannungserzeugungsschaltung nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignal-
Erzeugungsschaltung (300) zwei NOR-Gatter (G1, G2)
aufweist, deren Ausgangsanschlüsse jeweils mit einem der
Eingangsanschlüsse des jeweils anderen NOR-Gatters
verbunden sind, und deren andere Eingangsanschlüsse
einmal direkt und einmal über einen Inverter (X10) an
den Ausgangsanschluß des Oszillators (OSC) angeschlossen
sind, wodurch die NOR-Gatter (G1, G2) jeweils Signale
verschiedenen Pegels an Ihren Ausgängen erzeugen.
3. Substratvorspannungserzeugungsschaltung nach Anspruch 1
oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die erste Ladungspumpe (100) einen ersten NMOS- Transistor umfaßt (M5), dessen Gate an eine Spannung (VSS) angeschlossen ist, um den Ausgang zu erden, wenn der Pumpkondensator (M4) aufgeladen ist,
die zweite Ladungspumpe (200) einen zweiten NMOS- Transistor (M10) umfaßt, dessen Gate an die Spannung (VSS) angeschlossen ist, um den Ausgang zu erden, wenn der Pumpkondensator (M9) aufgeladen ist,
der erste Schaltungsabschnitt (400) einen dritten NMOS-Transistor (M3) umfaßt, dessen Gate an den zweiten NMOS-Transistor (M10) angeschlossen ist,
der zweite Schaltungsabschnitt (500) einen vierten NMOS-Transistor (M8) umfaßt, dessen Gate an den ersten NMOS-Transistor (M5) angeschlossen ist,
wobei die dritten und die vierten NMOS-Transistoren (M3, M8) die jeweilige Ladungspumpe zur Generierung einer Spannung veranlassen, die niedriger ist als die am Gate anliegende Spannung (VBB), um den Rückflußstrom während des ausgeschalteten Zustandes zu verhindern und um die Spannung (VCC) an den Gates zu generieren, um derart die Kondensatorwirkung während des Betriebs zu steigern.
die erste Ladungspumpe (100) einen ersten NMOS- Transistor umfaßt (M5), dessen Gate an eine Spannung (VSS) angeschlossen ist, um den Ausgang zu erden, wenn der Pumpkondensator (M4) aufgeladen ist,
die zweite Ladungspumpe (200) einen zweiten NMOS- Transistor (M10) umfaßt, dessen Gate an die Spannung (VSS) angeschlossen ist, um den Ausgang zu erden, wenn der Pumpkondensator (M9) aufgeladen ist,
der erste Schaltungsabschnitt (400) einen dritten NMOS-Transistor (M3) umfaßt, dessen Gate an den zweiten NMOS-Transistor (M10) angeschlossen ist,
der zweite Schaltungsabschnitt (500) einen vierten NMOS-Transistor (M8) umfaßt, dessen Gate an den ersten NMOS-Transistor (M5) angeschlossen ist,
wobei die dritten und die vierten NMOS-Transistoren (M3, M8) die jeweilige Ladungspumpe zur Generierung einer Spannung veranlassen, die niedriger ist als die am Gate anliegende Spannung (VBB), um den Rückflußstrom während des ausgeschalteten Zustandes zu verhindern und um die Spannung (VCC) an den Gates zu generieren, um derart die Kondensatorwirkung während des Betriebs zu steigern.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR2019910023693U KR940006072Y1 (ko) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 백바이어스전압발생회로 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4243907A1 DE4243907A1 (en) | 1993-07-01 |
DE4243907C2 true DE4243907C2 (de) | 2002-05-16 |
Family
ID=19325392
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4243907A Expired - Lifetime DE4243907C2 (de) | 1991-12-24 | 1992-12-23 | Substratspannungserzeugungsschaltung |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0562187U (de) |
KR (1) | KR940006072Y1 (de) |
DE (1) | DE4243907C2 (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100675881B1 (ko) * | 2001-02-21 | 2007-02-05 | 주식회사 하이닉스반도체 | 백바이어스전압(vbb) 발생 회로 |
JP2003083562A (ja) * | 2001-09-07 | 2003-03-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 空気調和機 |
-
1991
- 1991-12-24 KR KR2019910023693U patent/KR940006072Y1/ko not_active IP Right Cessation
-
1992
- 1992-12-22 JP JP087909U patent/JPH0562187U/ja active Pending
- 1992-12-23 DE DE4243907A patent/DE4243907C2/de not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
NICHTS ERMITTELT * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR930016717U (ko) | 1993-07-29 |
DE4243907A1 (en) | 1993-07-01 |
KR940006072Y1 (ko) | 1994-09-08 |
JPH0562187U (ja) | 1993-08-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69113399T2 (de) | Integrierte Ladungspumpenschaltung mit reduzierter Substratvorspannung. | |
DE69725078T2 (de) | Ladungspumpenschaltung für ein Halbleiter-Substrat | |
DE69408665T2 (de) | Spannungserhöher vom Ladungspumpentype | |
DE4039524C2 (de) | Substratspannungserzeuger für eine Halbleitereinrichtung und Verfahren zum Erzeugen einer Substratspannung | |
DE2153828B2 (de) | Oszillatorschaltung mit Feldeffekttransistoren | |
DE69127515T2 (de) | Substratvorspannungsgenerator für Halbleiteranordnungen | |
EP0010137B1 (de) | Substratvorspannungs-Generatorschaltung | |
DE2933518A1 (de) | Substratvorspannungsgenerator | |
DE19642942A1 (de) | Spannungspumpenschaltung mit einer unabhängigen Substratvorspannungsspannung | |
DE69403965T2 (de) | Integrierte Steuerschaltungsanordnung mit einem Pegelschieber zum Schalten eines elektronischen Schalters | |
DE2406662A1 (de) | Frequenzteilerschaltung | |
EP0217065B1 (de) | Integrierte Schaltung in komplementärer Schaltungstechnik mit einem Substratvorspannungs-Generator | |
DE2343128C3 (de) | R-S-Flip-Flop-Schaltung mit komplementären Isolierschicht-Feldeffekt-Transistoren | |
DE69332303T2 (de) | Gleichrichtende Übertragungstorschaltung | |
DE2422653C2 (de) | Integrierte Halbleiteranordnung mit Feldeffekt-Transistoren | |
DE2643020A1 (de) | Schmitt-trigger | |
DE3237778A1 (de) | Dynamisches schieberegister | |
DE4107870A1 (de) | Ausgangspufferschaltung fuer eine lsi-schaltung | |
DE10026622A1 (de) | Treiberschaltung | |
DE3343700C2 (de) | ||
EP0494713B1 (de) | Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer höheren Gleichspannung | |
DE19502116A1 (de) | MOS-Schaltungsanordnung zum Schalten hoher Spannungen auf einem Halbleiterchip | |
DE2851111C2 (de) | Zweidimensionale Analog-Speicheranordnung | |
DE2812378A1 (de) | Halbleiterschaltung mit mindestens zwei in einem halbleiterkristall vereinigten feldeffekttransistoren | |
DE3705147C2 (de) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: SCHOPPE, F., DIPL.-ING.UNIV., PAT.-ANW., 82049 PUL |
|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: LG SEMICON CO. LTD., CHUNGCHEONGBUK-DO, KR |
|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R071 | Expiry of right |