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KR20070000175A - Internal voltage generator - Google Patents

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Publication number
KR20070000175A
KR20070000175A KR1020050055707A KR20050055707A KR20070000175A KR 20070000175 A KR20070000175 A KR 20070000175A KR 1020050055707 A KR1020050055707 A KR 1020050055707A KR 20050055707 A KR20050055707 A KR 20050055707A KR 20070000175 A KR20070000175 A KR 20070000175A
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KR
South Korea
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transistor
node
gate
power supply
supply voltage
Prior art date
Application number
KR1020050055707A
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Korean (ko)
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KR20060136145A (en
Inventor
권태휘
김용규
Original Assignee
주식회사 하이닉스반도체
Priority date (The priority date 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 date listed.)
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Publication date
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Priority claimed from KR1020050055707A external-priority patent/KR20060136145A/en
Publication of KR20070000175A publication Critical patent/KR20070000175A/en
Publication of KR20060136145A publication Critical patent/KR20060136145A/en

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Abstract

An internal voltage generator is provided to improve pumping efficiency by sufficiently turning on a transistor during a pumping operation in order to transfer a power supply voltage without voltage drop. In an internal voltage generator for generating an internal voltage higher than a power supply voltage by pumping, a diode type first transistor is connected between the power supply voltage and a first node. A second transistor is connected between the first node and a second node. A third transistor is connected between the first node and a third node. A fourth transistor is connected between the first node and the power supply voltage. A fifth transistor is connected between the third node and the power supply voltage. A first capacitor is connected between a first control signal and the first node. A second capacitor is connected between a second control signal and the third node. A third capacitor is connected between a third control signal and a gate of the fourth transistor. A fourth capacitor is connected between a fourth control signal and a gate of the fifth transistor. A diode type sixth transistor is connected between the gate of the fourth transistor and the power supply voltage. A diode type seventh transistor is connected between the gate of the fifth transistor and the power supply voltage. An eighth transistor is connected between the gate of the fourth transistor and the power supply voltage. A ninth transistor is connected between the gate of the fifth transistor and the power supply voltage. A fifth capacitor is connected between a node receiving an inversion signal of the third control signal and a gate of the eighth transistor. A sixth capacitor is connected between a node receiving an inversion signal of the fourth control signal and a gate of the ninth transistor. The second node is connected to a gate of the third transistor, and the third node is connected to a gate of the second transistor.

Description

내부전압 발생기{Internal voltage generator}Internal voltage generator

본 발명은 반도체 집적 회로에 관한 것으로, 특히 반도체 장치의 내부전압을 발생하는 내부전압 발생기에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor integrated circuits, and more particularly, to an internal voltage generator for generating an internal voltage of a semiconductor device.

일반적으로, 대부분의 반도체 장치는 반도체 장치를 구동하기 위하여 외부로부터 공급되는 전원전압이외에 반도체 장치의 내부회로의 동작에 필요한 전압을 별도로 발생시키는 내부전압 발생기를 구비하고 있다. In general, most semiconductor devices have an internal voltage generator for generating a voltage necessary for the operation of an internal circuit of the semiconductor device, in addition to a power supply voltage supplied from the outside for driving the semiconductor device.

이들 내부전압 발생기는 외부에서 공급되는 전원전압보다 높은 전압 또는 낮은 전압을 발생시키는 것이 일반적이며, 이러한 내부전압은 널리 알려진 전하 펌핑 빙식을 이용하여 발생시키는 것이 일반적이다. These internal voltage generators generally generate higher or lower voltages than externally supplied power supply voltages, and these internal voltages are generally generated using a well-known charge pumping ice type.

도 1은 일반적인 내부전압 발생기의 동작을 개략적으로 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram schematically illustrating an operation of a general internal voltage generator.

도시된 바와같이, 내부전압 발생기는 내부전압(VPP)과 소정의 기준전압(Vr1)을 비교하는 내부전압 레벨 검출부와, 내부전압 레벨 검출부의 출력신호(ppe)가 인에이블되는 경우 동작하는 링 오실레이타와, 링 오실레이타의 출력신호에 응답하여 전하 펌핑부의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 출력하는 펌핑 제어부와, 펌핑 제어부의 제어신호에 따라 펌핑 동작을 수행하여 소정 레벨의 내부전압(VPP)을 생성하는 전하 펌핑부를 구비한다. 여기서, 내부전압(VPP)은 전원전압(VCC)보다 높은 내부전압을 의미한다. 그러나, 이러한 구조의 내부전압 발생기는 접지전압보다 낮은 저전압 발생기에도 동일하게 적용된다. As shown, the internal voltage generator includes an internal voltage level detector for comparing the internal voltage VPP with a predetermined reference voltage Vr1, and a ring oscillator operating when the output signal ppe of the internal voltage level detector is enabled. A pumping control unit for outputting a control signal for controlling the operation of the charge pumping unit in response to the output signal of the ring oscillator, the pumping operation according to the control signal of the pumping control unit, and a predetermined level of internal voltage (VPP). It is provided with a charge pumping unit for generating a. Here, the internal voltage VPP means an internal voltage higher than the power supply voltage VCC. However, the internal voltage generator of this structure is equally applied to the low voltage generator lower than the ground voltage.

도 1에 도시된 내부전압 발생기의 기본 동작은 당업자에게 주지되어 있으므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다. Since the basic operation of the internal voltage generator shown in FIG. 1 is well known to those skilled in the art, a detailed description thereof will be omitted.

본 발명은 도 1에 도시된 내부전압 발생기의 구성 요소중에서 특히 전하 펌핑부의 기능에 주목하고 있는 바, 이하에서는 종래에 사용되고 있는 전하 펌핑부의 일예를 소개하기로 한다. The present invention pays particular attention to the function of the charge pumping unit among the components of the internal voltage generator shown in FIG. 1, and an example of a charge pumping unit conventionally used will be described below.

도 2는 종래의 전하 펌핑부의 일예이다. 참고로, 통상, 전하 펌핑부는 최종적으로 내부전압을 생성하는 회로이므로 넓은 의미에서는 내부전압 발생기의 범주에 속한다고 보아야 한다. 따라서, 본 명세서에서 설명되는 전하 펌핑부는 사실상 내부전압 발생기의 일예이기도 한다. 참고로, 도 2의 신호(p1, p2, g1, g2)는 도 1의 펌핑 제어부에서 출력된 제어신호를 나타낸다. 2 is an example of a conventional charge pumping unit. For reference, in general, the charge pumping unit generates a final internal voltage, and therefore, should be regarded as belonging to the category of the internal voltage generator in a broad sense. Thus, the charge pumping portion described herein is in fact also an example of an internal voltage generator. For reference, the signals p1, p2, g1, and g2 of FIG. 2 represent control signals output from the pumping controller of FIG. 1.

도 2의 전하 펌핑부의 동작은 다음과 같다. The operation of the charge pumping unit of FIG. 2 is as follows.

신호(p1)가 접지(VSS)에서 전원전압(VCC)로 천이하는 순간에 노드(p1boot)는 부트스트랩되어 VCC에서 2VCC로 천이하게 되고, 이 순간에 신호(p2)는 VCC에서 VSS로 천이하여 노드(p2boot)는 부트스트랩되어 2VCC에서 VCC로 천이한다. 이렇게 되면 2VCC 레벨인 노드(p1boot)의 전하가 트랜지스터(P1)를 통하여 내부전압(VPP)을 출력하는 노드(out)로 인가된다. 이렇게 얼마간의 시간동안 노드(p1boot)와 출력노드(out)는 전하 분배 동작에 의하여 평형 상태에 도달하게 된다. 그 후, 신호(g2)가 VSS에서 VCC로 천이하여 노드(g2boot)가 부트스트랩되어 VCC에서 2VCC가 되면 트랜지스터(N2)가 턴온되어 노드(p2boot)를 VCC로 프리-차지(pre-charge)하게 되고 다시 신호(g2)가 VCC에서 VSS로 천이하여 노드(g2boot)가 VCC가 되어 트랜지스터(N2)가 턴오프되어 프리-차지가 완료되면 신호(p1)은 VCC에서 VSS 천이하여 노드(p1boot)를 VCC로 만들고 신호(p2)는 VSS에서 VCC로 천이하여 노드(p2boot)를 2VCC로 만들게 되어 이번에는 트랜지스터(P2)를 통하여 노드(p2boot)와 출력노드(out)간에 전하 분배 동작이 이루어진다. At the moment when the signal p1 transitions from the ground VSS to the power supply voltage VCC, the node p1boot bootstrap and transitions from VCC to 2VCC. At this moment, the signal p2 transitions from VCC to VSS. Node p2boot is bootstrapped and transitions from 2VCC to VCC. In this case, the charge of the node p1boot at the 2VCC level is applied to the node out which outputs the internal voltage VPP through the transistor P1. During this period of time, the node p1boot and the output node out are in equilibrium by charge distribution. After that, when the signal g2 transitions from VSS to VCC and the node g2boot bootstraps and becomes 2VCC at VCC, the transistor N2 is turned on to pre-charge the node p2boot to VCC. When the signal g2 transitions from VCC to VSS again and the node g2boot becomes VCC and the transistor N2 is turned off and the pre-charging is completed, the signal p1 transitions from VCC to VSS to turn off the node p1boot. The Vcc and the signal p2 transition from VSS to VCC to make the node p2boot 2VCC. This time, the charge distribution operation is performed between the node p2boot and the output node through the transistor P2.

그런데, 여기서 노드(g1boot, g2boot)가 2VDD가 될 때 트랜지스터(N1, N2)는 턴온되어 VCC로 프리 차지되어야 하지만, 실제로는 다이오드 연결된 NMOS 트랜지스터의 영향으로 노드(g1boot, g2boot)는 VCC에서 2VCC의 전압 범위를 갖는 대신에 VCC-α ~ 2VCC-α (여기서,α는 VCC보다 훨씬 낮은 전압을 나타낸다)의 범위를 갖는다. By the way, when the nodes g1boot and g2boot become 2VDD, the transistors N1 and N2 should be turned on and precharged to VCC. However, in reality, the nodes g1boot and g2boot are connected to the VCC at VCC. Instead of having a voltage range, it has a range of VCC-α to 2VCC-α, where α represents a much lower voltage than VCC.

그런데, 최근들어 반도체 장치의 동작전압이 점점 낮아지는 추세에 있으며, 이로 인하여 트랜지스터(N3)의 문턱 전압은 거의 변하지 않는 반면 게이트-소오스간 전압은 계속 줄어들고 있다. However, in recent years, the operating voltage of the semiconductor device has gradually decreased, and as a result, the threshold voltage of the transistor N3 hardly changes while the gate-to-source voltage continues to decrease.

그런데, 전원전압(VCC)가 낮아지는 경우, 트랜지스터(N1)의 게이트 전압이 낮아지게 되어 트랜지스터(N1)를 제대로 프리-차지하지 못하는 현상이 일어난다(즉, 트랜지스터(N1, N2)가 완전히 턴온되지 않음)는 문제점 있으며, 이는 결과적으로 노드(p1boot, p2boot)의 전압 레벨이 낮게 형성되어 펌핑 효율을 저하시킨다는 문제점이 있다. However, when the power supply voltage VCC is lowered, the gate voltage of the transistor N1 is lowered, which causes the transistor N1 to not be properly pre-charged (that is, the transistors N1 and N2 are not turned on completely). ), There is a problem that this results in a low voltage level of the nodes (p1boot, p2boot) to reduce the pumping efficiency.

본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 전원전압이 낮은 경우에도 안정된 펌핑을 가능하게 하는 회로를 제공한다. The present invention has been proposed to solve the above-mentioned conventional problems, and provides a circuit which enables stable pumping even when the power supply voltage is low.

본 발명에 따른 실시예인 펌핑 동작에 의하여 전원전압보다 높은 내부전압 생성하는 내부전압 발생기는 상기 전원전압과 제 1 노드사이에 연결된 다이오드형의 제 1 트랜지스터와, 상기 제 1 노드와 제 2 노드사이에 연결된 제 2 트랜지스터와, 상기 제 1 노드와 상기 제 3 노드사이에 연결된 제 3 트랜지스터와, 상기 제 1 노드와 상기 전원전압사이에 연결된 제 4 트랜지스터와, 상기 제 3 노드와 상기 전원전압사이에 연결된 제 5 트랜지스터와, 제 1 제어신호와 상기 제 1 노드사이에 연결된 제 1 커패시터와, 제 2 제어신호와 상기 제 3 노드사이에 연결된 제 2 커패시터와, 제 3 제어신호와 상기 제 4 트랜지스터의 게이트사이에 연결된 제 3 커패시터와, 제 4 제어신호와 상기 제 5 트랜지스터의 게이트사이에 연결된 제 4 커패시터와, 상기 제 4 트랜지스터의 게이트와 상기 전원전압사이에 연결된 다이오드형의 제 6 트랜지스터와, 상기 제 5 트랜지스터의 게이트와 상기 전원전압사이에 연결된 다이오드형의 제 7 트랜지스터와, 상기 제 4 트랜지스터의 게이트와 상기 전원전압사이에 연결된 제 8 트랜지스터와, 상기 제 5 트랜지스터의 게이트와 상기 전원전압사이에 연결된 제 9 트랜지스터와, 상기 제 3 제어신호의 반전신호를 수신하는 노드와 상기 제 8 트랜지스터의 게이트사이에 연결된 제 5 커패시터와, 상기 제 4 제어신호의 반전신호를 수신하는 노드와 상기 제 9 트랜지스터의 게이트사이에 연결된 제 6 커패시터를 구비한다. 여기서, 제 2 노드는 상기 제 3 트랜지스터의 게이트와 연결되며, 상기 제 3 노드는 상기 제 2 트랜지스터의 게이트와 연결된다. An internal voltage generator for generating an internal voltage higher than a power supply voltage by a pumping operation according to an embodiment of the present invention includes a diode-type first transistor connected between the power supply voltage and a first node, and between the first node and the second node. A second transistor coupled, a third transistor coupled between the first node and the third node, a fourth transistor coupled between the first node and the power supply voltage, and coupled between the third node and the power supply voltage A fifth transistor, a first capacitor connected between the first control signal and the first node, a second capacitor connected between the second control signal and the third node, a third control signal and a gate of the fourth transistor A third capacitor connected between the fourth capacitor, a fourth capacitor connected between the fourth control signal and the gate of the fifth transistor, and a crab of the fourth transistor; Diode-type sixth transistor connected between the gate and the power supply voltage, a diode-type seventh transistor connected between the gate of the fifth transistor and the power supply voltage, and connected between the gate and the power supply voltage of the fourth transistor. An eighth transistor, a ninth transistor connected between the gate of the fifth transistor and the power supply voltage, a fifth capacitor connected between the node receiving the inversion signal of the third control signal and the gate of the eighth transistor; And a sixth capacitor connected between the node receiving the inversion signal of the fourth control signal and the gate of the ninth transistor. Here, the second node is connected to the gate of the third transistor, and the third node is connected to the gate of the second transistor.

본 실시예에서, 제 1 내지 제 4 제어신호에 인가되는 논리 레벨 신호를 이용하여 상기 내부전압을 소정의 목표치까지 도달시킨다.In this embodiment, the internal voltage is reached to a predetermined target value by using logic level signals applied to the first to fourth control signals.

본 실시예에서, 상기 제 8 트랜지스터의 게이트와 상기 전원전압사이에 연결된 다이오드형의 제 10 트랜지스터와, 상기 제 9 트랜지스터의 게이트와 상기 전원전압사이에 연결된 다이오드형의 제 11 트랜지스터를 더 구비한다.In this embodiment, the semiconductor device further comprises a diode-type tenth transistor connected between the gate of the eighth transistor and the power supply voltage, and a diode-type eleventh transistor connected between the gate of the ninth transistor and the power supply voltage.

본 실시예에서, 제 3 제어신호를 하이 레벨에서 로우 레벨로 천이시켜 상기 제 4 트랜지스터의 게이트를 전원전압으로 프라차지한 후, 상기 제 3 제어신호를 로우 레벨에서 하이 레벨로 천이시켜 상기 제 4 트랜지스터의 게이트를 전원전압의 2배로 프리차지시키거나, 상기 제 4 제어신호를 하이 레벨에서 로우 레벨로 천이시켜 상기 제 5 트랜지스터의 게이트를 전원전압으로 프라차지한 후, 상기 제 4 제어신호를 로우 레벨에서 하이 레벨로 천이시켜 상기 제 5 트랜지스터의 게이트를 전원전압의 2배로 프리차지시킨다. In the present exemplary embodiment, the third control signal is transitioned from the high level to the low level to precharge the gate of the fourth transistor with a power supply voltage, and then the third control signal is transitioned from the low level to the high level to the fourth transistor. Precharge the gate at twice the power supply voltage, or transition the fourth control signal from a high level to a low level to precharge the gate of the fifth transistor to a power supply voltage, and then apply the fourth control signal at a low level. By transitioning to a high level, the gate of the fifth transistor is precharged at twice the power supply voltage.

(실시예)(Example)

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 3은 본 발명에 따른 전하 펌핑부의 일 실시예이다.3 is an embodiment of a charge pumping unit according to the present invention.

도시된 바와같이, 전하 펌핑부는 전원전압(VCC)을 공급하는 노드와 내부전압(VPP)의 출력노드(out)사이에 연결된 다이오드형 트랜지스터(300)와, 출력노드(out)와 노드(p1boot)사이에 연결된 PMOS 트랜지스터(301)와, 노드(p1boot)와 전원전압(VCC) 노드사이에 연결된 NMOS 트랜지스터(303)와, 출력노드(out)와 노드(p2boot)사이에 연결된 PMOS 트랜지스터(302)와, 노드(p2boot)와 전원전압(VCC) 노드사이에 연결된 NMOS 트랜지스터(304)와, NMOS 트랜지스터(303)의 게이트인 노드(g1boot)와 전원전압(VCC) 노드사이에 연결된 다이오드형 트랜지스터(309)와, 노드(g1boot)와 전원전압(VCC) 노드사이에 연결된 NMOS 트랜지스터(312)와, 노드(g1)와 노드(g1boot)사이에 연결된 커패시터(307)와, 노드(g1)와 노드(g1_bar)사이에 연결된 인버터(314)와, 노드(g1_bar)와 NMOS 트랜지스터(312)의 게이트 사이에 연결된 커패시터(311)와, NMOS 트랜지스터(312)의 게이트와 전원전압(VCC) 노드사이에 연결된 다이오드형 트랜지스터(313)와, NMOS 트랜지스터(304)의 게이트인 노드(g2boot)와 전원전압(VCC) 노드사이에 연결된 다이오드형 트랜지스터(310)와, 노드(g2boot)와 전원전압(VCC) 노드사이에 연결된 NMOS 트랜지스터(316)와, 노드(g2)와 노드(g2boot)사이에 연결된 커패시터(308)와, 노드(g2)와 노드(g2_bar)사이에 연결된 인버터(318)와, 노드(g2_bar)와 NMOS 트랜지스터(316)의 게이트 사이에 연결된 커패시터(315)와, NMOS 트랜지스터(316)의 게이트와 전원전압(VCC) 노드사이에 연결된 다이오드형 트랜지스터(317)을 구비한다.As shown, the charge pumping unit includes a diode transistor 300 connected between a node supplying a power supply voltage VCC and an output node out of the internal voltage VPP, an output node out, and a node p1boot. A PMOS transistor 301 connected therebetween, an NMOS transistor 303 connected between a node p1boot and a power supply voltage (VCC) node, and a PMOS transistor 302 connected between an output node out and a node p2boot; NMOS transistor 304 connected between node p2boot and power supply voltage (VCC) node and diode transistor 309 connected between node g1boot and power supply voltage (VCC) node, the gate of NMOS transistor 303. And an NMOS transistor 312 connected between a node g1boot and a power supply voltage VCC node, a capacitor 307 connected between a node g1 and a node g1boot, a node g1 and a node g1_bar. A capacitor connected between the inverter 314 coupled between the node g1_bar and the gate of the NMOS transistor 312. , The diode-type transistor 313 connected between the gate of the NMOS transistor 312 and the power supply voltage (VCC) node, the node g2boot and the power supply voltage (VCC) node serving as the gate of the NMOS transistor 304. A diode transistor 310 connected therebetween, an NMOS transistor 316 connected between a node g2boot and a power supply voltage VCC node, a capacitor 308 connected between a node g2 and a node g2boot, The inverter 318 connected between the node g2 and the node g2_bar, the capacitor 315 connected between the node g2_bar and the gate of the NMOS transistor 316, the gate of the NMOS transistor 316 and the power supply voltage ( VCC) diode-transistor 317 connected between nodes.

여기서, 노드(p1, p2, g1, g2)는 종래 기술에서 언급되었듯이 펌핑 제어부에서 생성된 신호(p1, p2, g1, g2)가 인가되는 노드로서, 설명의 편의상 어떤 경우에는 노드로 어떤 경우에는 신호로 표시하기로 한다.Here, the nodes p1, p2, g1, and g2 are nodes to which the signals p1, p2, g1, and g2 generated by the pumping controller are applied, as mentioned in the prior art. It is indicated by a signal.

도 3에서, 노드(p1boot)는 PMOS 트랜지스터(302)의 게이트와 연결되며, 노드(p2boot)는 PMOS 트랜지스터(301)의 게이트와 연결된다.In FIG. 3, node p1boot is connected to the gate of PMOS transistor 302, and node p2boot is connected to the gate of PMOS transistor 301.

이하, 도 3의 동작을 설명한다.Hereinafter, the operation of FIG. 3 will be described.

도 3의 전하 펌핑 동작은 기본적으로 도 2의 경우와 동일하다. The charge pumping operation of FIG. 3 is basically the same as that of FIG.

이하에서는 기본적인 동작을 재차 설명한 다음, 도 3에 새로이 추가된 구성 요소(311, 312, 313, 314, 315, 316, 317, 318)의 역할에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다. Hereinafter, the basic operation will be described again, and then the role of the newly added components 311, 312, 313, 314, 315, 316, 317, and 318 in FIG. 3 will be described in detail.

먼저, 신호(p1)가 접지(VSS)에서 전원전압(VCC)로 천이하는 순간에 노드(p1boot)는 부트스트랩되어 VCC에서 2VCC로 천이하게 되고, 이 순간에 신호(p2)는 VCC에서 VSS로 천이하여 노드(p2boot)는 부트스트랩되어 2VCC에서 VCC로 천이한다. 이렇게 되면 2VCC 레벨인 노드(p1boot)의 전하가 트랜지스터(301)를 통하여 내부전압(VPP)을 출력하는 노드(out)로 인가된다. 이렇게 얼마간의 시간동안 노드(p1boot)와 출력노드(out)는 전하 분배 동작에 의하여 평형 상태에 도달하게 된다. 그 후, 신호(g2)가 VSS에서 VCC로 천이하여 노드(g2boot)가 부트스트랩되어 VCC에서 2VCC가 되면 트랜지스터(N2)가 턴온되어 노드(p2boot)를 VCC로 프리-차지(pre-charge)하게 되고 다시 신호(g2)가 VCC에서 VSS로 천이하여 노드(g2boot)가 VCC가 되어 트랜지스터(304)가 턴오프되어 프리-차지가 왼료되면 신호(p1)은 VCC에서 VSS 천이하여 노드(p1boot)를 VCC로 만들고 신호(p2)는 VSS에서 VCC로 천이하여 노드(p2boot)를 2VCC로 만든다. 따라서, 트랜지스터(302)를 통하여 노드(p2boot)와 출력노드(out)간에 전하 분배 동작이 이루어진다. First, at the moment when the signal p1 transitions from the ground VSS to the power supply voltage VCC, the node p1boot bootstrap and transitions from VCC to 2VCC. At this moment, the signal p2 goes from VCC to VSS. Transitioning, the node p2boot bootstraps and transitions from 2VCC to VCC. In this case, the charge of the node p1boot at the 2VCC level is applied to the node out which outputs the internal voltage VPP through the transistor 301. During this period of time, the node p1boot and the output node out are in equilibrium by charge distribution. After that, when the signal g2 transitions from VSS to VCC and the node g2boot bootstraps and becomes 2VCC at VCC, the transistor N2 is turned on to pre-charge the node p2boot to VCC. When the signal g2 transitions from VCC to VSS and the node g2boot becomes VCC and the transistor 304 is turned off and the pre-charge is completed, the signal p1 transitions from VCC to VSS to turn off the node p1boot. Make a VCC and signal p2 transitions from VSS to VCC to make the node p2boot 2VCC. Thus, the charge distribution operation is performed between the node p2boot and the output node out through the transistor 302.

그런데, 전하 펌핑 동작과 관련하여, 노드(g1boot, g2boot)가 2VDD가 되면, 트랜지스터(303, 304)가 턴온되어 노드(p1boot, p2boot)는 VCC로 프리 차지되어야 한다. 그러나, 종래의 경우에는 도 2에서 설명한 바와같이 다이오드 연결된 NMOS 트랜지스터(309, 310)의 영향으로 노드(g1boot, g2boot)의 전압이 VCC-α ~ 2VCC-α (여기서,α는 VCC보다 훨씬 낮은 전압을 나타낸다)의 범위를 갖고 있었기 때문에 노드(p1boot, p2boot)의 전압이 VCC에 도달하지 못하는 현상이 있었다. 이는 결과적으로 펌핑 동작의 저하를 가져온다. However, in connection with the charge pumping operation, when the nodes g1boot and g2boot become 2VDD, the transistors 303 and 304 should be turned on and the nodes p1boot and p2boot should be precharged to VCC. However, in the conventional case, the voltages of the nodes g1boot and g2boot are VCC-α to 2VCC-α (where α is much lower than VCC) due to the diode-connected NMOS transistors 309 and 310 as described in FIG. 2. Since the voltages of the nodes (p1boot, p2boot) do not reach VCC, there is a phenomenon. This results in degradation of the pumping operation.

그러나, 본 발명의 경우, 새로이 추가된 구성 요소(311, 312, 313, 314, 315, 316, 317, 318)를 이용하여 이러한 문제점을 차단하고 있다. However, in the case of the present invention, the newly added components (311, 312, 313, 314, 315, 316, 317, 318) is used to block this problem.

이하에서는 이에 대하여 설명하기로 한다. This will be described below.

신호(g1)가 VCC에서 VSS로 천이하는 순간에 노드(g1_boot)는 순간적으로 VCC보다 낮은 레벨을 형성하지만 신호(g1)와 반대의 위상을 갖는 인버터(314)의 출력신호에 의하여 트랜지스터(312)가 턴온되어 노드(g1boot)는 VCC 레벨을 회복하게 된다. 종래의 경우, 노드(g1boot)는 VCC-α 의 레벨을 갖지만 본 발명의 경우 VCC 레벨을 갖게됨을 알 수 있다. 따라서, 신호(g1)가 VSS에서 VCC로 천이할 때 노드(g1boot)의 전압은 2VCC가 되어 트랜지스터(303)를 턴온시킨다. 즉, 노드(g1boot)의 전압이 2VCC이므로 트랜지스터(303)의 게이트-소오스 전압이 종래에 비하여 증가됨을 알 수 있다. 따라서, 전원전압(VCC)이 낮은 경우에도 트랜지스터(303)를 통하여 노드(p1boot)의 전위를 VCC로 만들 수 있다. 이는 결과적으로 펌핑 능력이 개선됨을 의미한다.At the moment when the signal g1 transitions from VCC to VSS, the node g1_boot instantaneously forms a lower level than VCC but has an output signal from the inverter 314 having a phase opposite to that of the signal g1. Is turned on, the node g1boot recovers the VCC level. In the conventional case, although the node g1boot has a level of VCC-α, it can be seen that the node g1boot has a VCC level. Accordingly, when the signal g1 transitions from VSS to VCC, the voltage at the node g1boot becomes 2 VCC to turn on the transistor 303. That is, since the voltage of the node g1boot is 2VCC, it can be seen that the gate-source voltage of the transistor 303 is increased as compared with the related art. Therefore, even when the power supply voltage VCC is low, the potential of the node p1boot can be made VCC through the transistor 303. This in turn means that the pumping capacity is improved.

지금까지 위에서 설명한 본 발명의 특징적인 기능은 트랜지스터(304)에도 동일하게 적용되므로 트랜지스터(304)에 대하여는 반복적인 동작 설명을 생략하기로 한다. The characteristic functions of the present invention described above so far apply to the transistor 304, so that the description of the repeated operation of the transistor 304 will be omitted.

본 발명의 전하 펌핑부, 즉 내부 전압 발생기는 전원전압이 낮아짐으로 인하여 초래되는 펌핑 효율을 개선할 수 있다. The charge pumping unit, that is, the internal voltage generator, of the present invention can improve the pumping efficiency caused by the low power supply voltage.

본 발명은 전원전압이 전압강하없이 제대로 전달될 수 있도록 펌핑 동작시 트랜지스터를 충분히 턴온시킴으로써 펌핑 효율을 개선시킨다. The present invention improves pumping efficiency by turning on the transistors sufficiently during the pumping operation so that the supply voltage can be properly delivered without a voltage drop.

도 1은 일반적인 내부전압 발생기의 동작을 개략적으로 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram schematically illustrating an operation of a general internal voltage generator.

도 2의 전하 펌핑부의 동작은 다음과 같다. The operation of the charge pumping unit of FIG. 2 is as follows.

도 3은 본 발명에 따른 전하 펌핑부의 일 실시예이다. 3 is an embodiment of a charge pumping unit according to the present invention.

Claims (4)

펌핑 동작에 의하여 전원전압보다 높은 내부전압 생성하는 내부전압 발생기에 있어서,In the internal voltage generator to generate an internal voltage higher than the power supply voltage by the pumping operation, 상기 전원전압과 제 1 노드사이에 연결된 다이오드형의 제 1 트랜지스터와,A diode-type first transistor connected between the power supply voltage and a first node; 상기 제 1 노드와 제 2 노드사이에 연결된 제 2 트랜지스터와,A second transistor connected between the first node and a second node; 상기 제 1 노드와 상기 제 3 노드사이에 연결된 제 3 트랜지스터와,A third transistor connected between the first node and the third node; 상기 제 1 노드와 상기 전원전압사이에 연결된 제 4 트랜지스터와,A fourth transistor connected between the first node and the power supply voltage; 상기 제 3 노드와 상기 전원전압사이에 연결된 제 5 트랜지스터와,A fifth transistor connected between the third node and the power supply voltage; 제 1 제어신호와 상기 제 1 노드사이에 연결된 제 1 커패시터와, A first capacitor connected between the first control signal and the first node; 제 2 제어신호와 상기 제 3 노드사이에 연결된 제 2 커패시터와, A second capacitor connected between a second control signal and the third node; 제 3 제어신호와 상기 제 4 트랜지스터의 게이트사이에 연결된 제 3 커패시터와, A third capacitor connected between the third control signal and the gate of the fourth transistor; 제 4 제어신호와 상기 제 5 트랜지스터의 게이트사이에 연결된 제 4 커패시터와, A fourth capacitor connected between the fourth control signal and the gate of the fifth transistor; 상기 제 4 트랜지스터의 게이트와 상기 전원전압사이에 연결된 다이오드형의 제 6 트랜지스터와,A diode-type sixth transistor connected between the gate of the fourth transistor and the power supply voltage; 상기 제 5 트랜지스터의 게이트와 상기 전원전압사이에 연결된 다이오드형의 제 7 트랜지스터와,A seventh transistor of diode type connected between the gate of the fifth transistor and the power supply voltage; 상기 제 4 트랜지스터의 게이트와 상기 전원전압사이에 연결된 제 8 트랜지스터와,An eighth transistor connected between the gate of the fourth transistor and the power supply voltage; 상기 제 5 트랜지스터의 게이트와 상기 전원전압사이에 연결된 제 9 트랜지스터와,A ninth transistor connected between the gate of the fifth transistor and the power supply voltage; 상기 제 3 제어신호의 반전신호를 수신하는 노드와 상기 제 8 트랜지스터의 게이트사이에 연결된 제 5 커패시터와,A fifth capacitor connected between the node receiving the inversion signal of the third control signal and the gate of the eighth transistor; 상기 제 4 제어신호의 반전신호를 수신하는 노드와 상기 제 9 트랜지스터의 게이트사이에 연결된 제 6 커패시터를 구비하며,A sixth capacitor connected between the node receiving the inversion signal of the fourth control signal and the gate of the ninth transistor, 상기 제 2 노드는 상기 제 3 트랜지스터의 게이트와 연결되며, 상기 제 3 노드는 상기 제 2 트랜지스터의 게이트와 연결되는 것을 특징으로 하는 내부전압 발생기. And the second node is connected to a gate of the third transistor, and the third node is connected to a gate of the second transistor. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제 1 내지 제 4 제어신호에 인가되는 논리 레벨 신호를 이용하여 상기 내부전압을 소정의 목표치까지 도달시키는 것을 특징으로 하는 내부전압 발생기.And the internal voltage is reached to a predetermined target value by using logic level signals applied to the first to fourth control signals. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 제 8 트랜지스터의 게이트와 상기 전원전압사이에 연결된 다이오드형의 제 10 트랜지스터와,A diode-type tenth transistor connected between the gate of the eighth transistor and the power supply voltage; 상기 제 9 트랜지스터의 게이트와 상기 전원전압사이에 연결된 다이오드형의 제 11 트랜지스터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 내부전압 발생기. And an eleventh transistor of the diode type connected between the gate of the ninth transistor and the power supply voltage. 제 3 항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 제 3 제어신호를 하이 레벨에서 로우 레벨로 천이시켜 상기 제 4 트랜지스터의 게이트를 전원전압으로 프라차지한 후, 상기 제 3 제어신호를 로우 레벨에서 하이 레벨로 천이시켜 상기 제 4 트랜지스터의 게이트를 전원전압의 2배로 프리차지시키거나, The third control signal is transitioned from a high level to a low level to precharge the gate of the fourth transistor with a power supply voltage, and then the third control signal is transitioned from a low level to a high level to power the gate of the fourth transistor. Precharge at twice the voltage, 상기 제 4 제어신호를 하이 레벨에서 로우 레벨로 천이시켜 상기 제 5 트랜지스터의 게이트를 전원전압으로 프라차지한 후, 상기 제 4 제어신호를 로우 레벨에서 하이 레벨로 천이시켜 상기 제 5 트랜지스터의 게이트를 전원전압의 2배로 프리차지시키는 것을 특징으로 하는 내부전압 발생기.The fourth control signal is transitioned from a high level to a low level to precharge the gate of the fifth transistor with a power supply voltage, and then the fourth control signal is transitioned from a low level to a high level to power the gate of the fifth transistor. An internal voltage generator characterized by precharging twice the voltage.
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