KR100757920B1 - Reference voltage generation circuit of semiconductor memory device and control method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명의 반도체 메모리 장치의 기준 전압 생성 회로는, 제 1 제어 신호의 입력에 대응하여 제 1 전압으로부터 내부 전압 생성기 제어 전압을 생성하는 전압 생성부; 상기 제 1 전압을 분배하여 제 2 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성부; 및 상기 제 2 제어 신호의 전위 레벨에 대응하여 상기 내부 전압 생성기 제어 전압의 레벨을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A reference voltage generation circuit of a semiconductor memory device of the present invention includes: a voltage generator configured to generate an internal voltage generator control voltage from a first voltage in response to an input of a first control signal; A control signal generator for distributing the first voltage to generate a second control signal; And a controller configured to control the level of the internal voltage generator control voltage in response to the potential level of the second control signal.
반도체 메모리 장치, 기준 전압, 내부 전압 생성기 제어 전압Semiconductor memory device, reference voltage, internal voltage generator control voltage
Description
도 1은 종래의 기술에 따른 반도체 메모리 장치의 기준 전압 생성 회로의 배치를 나타낸 블록도,1 is a block diagram showing an arrangement of a reference voltage generation circuit of a semiconductor memory device according to the prior art;
도 2는 도 1에 도시한 기준 전압 분배기와 각 내부 전압 생성기에 구비되는 OP 앰프의 회로도,FIG. 2 is a circuit diagram of an OP amplifier provided in the reference voltage divider and each internal voltage generator shown in FIG.
도 3은 종래의 기술에 따른 반도체 메모리 장치의 기준 전압 생성 회로의 동작을 설명하기 위한 그래프,3 is a graph illustrating an operation of a reference voltage generation circuit of a semiconductor memory device according to the related art;
도 4는 본 발명에 따른 반도체 메모리 장치의 기준 전압 생성 회로의 내부 구성을 나타낸 블록도,4 is a block diagram showing an internal configuration of a reference voltage generation circuit of a semiconductor memory device according to the present invention;
도 5는 도 4에 도시한 기준 전압 생성 회로의 상세 구성도,5 is a detailed configuration diagram of the reference voltage generation circuit shown in FIG. 4;
도 6은 본 발명에 따른 반도체 메모리 장치의 기준 전압 생성 회로의 동작을 설명하기 위한 그래프이다.6 is a graph for describing an operation of a reference voltage generation circuit of a semiconductor memory device according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10/80 : 기준 전압 생성 회로 20 : 전원 분배기10/80: reference voltage generation circuit 20: power divider
30 : 코어 전압 생성기 40 : 주변 전압 생성기30: core voltage generator 40: ambient voltage generator
50 : 고전위 전압 생성기 60 : 벌크 전압 생성기50: high potential voltage generator 60: bulk voltage generator
70 : OP 앰프 810 : 제 1 제어부70: OP amplifier 810: first control unit
820 : 온도 보상부 830 : 제 1 전압 생성부820: temperature compensation unit 830: first voltage generation unit
840 : 제 2 전압 생성부 850 : 제 2 제어 신호 생성부840: second voltage generator 850: second control signal generator
860 : 제 2 제어부860: second control unit
본 발명은 반도체 메모리 장치의 기준 전압 생성 회로 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기준 전압 분배기와 복수 개의 내부 전압 생성기에 구비되는 OP 앰프에 공급되는 내부 전압 생성기 제어 전압을 외부 공급전원(VDD)의 레벨에 따라 제어하는 반도체 메모리 장치의 기준 전압 생성 회로 및 그 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a reference voltage generator circuit of a semiconductor memory device and a method of controlling the same, and more particularly, an internal voltage generator control voltage supplied to an OP amplifier provided in a reference voltage divider and a plurality of internal voltage generators. A reference voltage generation circuit of a semiconductor memory device controlled according to the level of VDD) and a control method thereof.
일반적으로 반도체 메모리 장치는 외부 공급전원(VDD) 및 그라운드 전압(VSS) 등의 전압을 칩의 외부로부터 공급 받아 기준 전압(Vref), 코어 전압(Vcore), 주변 전압(Vperi), 고전위 전압(VPP) 및 벌크 전압(VBB) 등의 내부 전압을 자체적으로 생성하여 사용한다. 이 때 상기 기준 전압(Vref)은 상기 코어 전압(Vcore), 상기 주변 전압(Vperi), 상기 고전위 전압(VPP) 및 상기 벌크 전압(VBB) 등을 생성하는 데에 사용되는 중요한 전원이 된다. 이 때 상술한 각각의 내부 전압 생성기에는 OP 앰프가 구비되며, 상기 기준 전압(Vref)을 생성하는 기준 전압 생성 회로는 상기 OP 앰프를 동작시키기 위한 내부 전압 생성기 제어 전압 또한 생성하여 공급한다.In general, a semiconductor memory device receives a voltage such as an external power supply (VDD) and a ground voltage (VSS) from the outside of the chip, and includes a reference voltage (Vref), a core voltage (Vcore), a peripheral voltage (Vperi), and a high potential voltage ( Internal voltages such as VPP) and bulk voltage (VBB) are generated and used by themselves. At this time, the reference voltage Vref becomes an important power source used to generate the core voltage Vcore, the peripheral voltage Vperi, the high potential voltage VPP, the bulk voltage VBB, and the like. In this case, each of the above-described internal voltage generators includes an OP amplifier, and the reference voltage generation circuit for generating the reference voltage Vref also generates and supplies an internal voltage generator control voltage for operating the OP amplifier.
이하, 종래의 기술에 따른 기준 전압 생성 회로를 도 1 ~ 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a reference voltage generation circuit according to the related art will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
도 1은 종래의 기술에 따른 반도체 메모리 장치의 기준 전압 생성 회로의 배치를 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram illustrating an arrangement of a reference voltage generation circuit of a semiconductor memory device according to the related art.
도면에는 기준 전압(Vref) 및 내부 전압 생성기 제어 전압(Vigncnt)을 생성하여 출력하는 기준 전압 생성 회로(10), 상기 내부 전압 생성기 제어 전압(Vigncnt)의 제어에 따라 상기 기준 전압(Vref)을 각각의 내부 전압 생성기에 공급하는 전원 분배기(20), 상기 내부 전압 생성기 제어 전압(Vigncnt)의 제어에 따라 상기 기준 전압(Vref)으로부터 코어 전압(Vcore)을 생성하는 코어 전압 생성기(30), 상기 내부 전압 생성기 제어 전압(Vigncnt)의 제어에 따라 상기 기준 전압(Vref)으로부터 주변 전압(Vperi)을 생성하는 주변 전압 생성기(40), 상기 내부 전압 생성기 제어 전압(Vigncnt)의 제어에 따라 상기 기준 전압(Vref)으로부터 고전위 전압(VPP)을 생성하는 고전위 전압 생성기(50) 및 상기 내부 전압 생성기 제어 전압(Vigncnt)의 제어에 따라 상기 기준 전압(Vref)으로부터 벌크 전압(VBB)을 생성하는 벌크 전압 생성기(60)가 도시되어 있다.The
상기 전원 분배기(20)와 각각의 내부 전압 생성기(30 ~ 60)에는 각각 OP 앰프가 구비되어 있으므로, 상기 기준 전압 생성 회로(10)에서 생성되는 상기 내부 전압 생성기 제어 전압(Vigncnt)은 상기 전원 분배기(20)와 각각의 내부 전압 생성기(30 ~ 60)의 동작이 시작되도록 하는 전압이 된다. 이후 상기 각각의 내부 전압 생성기(30 ~ 60)는 상기 기준 전압(Vref)을 각각 기 설정된 전압 레벨로 변환하여 각각의 내부 전압을 생성한다.Since the
도 2는 도 1에 도시한 기준 전압 분배기와 각 내부 전압 생성기에 구비되는 OP 앰프의 회로도이다.FIG. 2 is a circuit diagram of an OP amplifier provided in the reference voltage divider and each internal voltage generator shown in FIG. 1.
도시한 바와 같이, 상기 OP 앰프(70)는 상기 기준 전압(Vref)과 분배 전압(Vdiv)을 비교하는 비교부(710), 상기 비교부(710)의 비교 결과에 따라 외부 공급전원(VDD)을 제 1 출력 노드(Nout1)에 공급하는 스위칭부(720), 상기 제 1 노드(Nout1)에 인가된 전압을 분배하여 상기 분배 전압(Vdiv)을 생성하는 전압 분배부(730) 및 상기 내부 전압 생성기 제어 전압(Vigncnt)의 제어에 따라 상기 비교부(710)의 동작을 제어하는 비교 제어부(740)로 구성된다.As illustrated, the
여기에서 상기 비교부(710)는 게이트 단이 제 1 노드(N1)와 연결되고 소스 단에 상기 외부 공급전원(VDD)이 인가되며 드레인 단이 제 2 노드(N2)와 연결되는 제 1 트랜지스터(TR1), 게이트 단과 드레인 단이 상기 제 1 노드(N1)와 연결되고 소스 단에 상기 외부 공급전원(VDD)이 인가되는 제 2 트랜지스터(TR2), 게이트 단에 상기 기준 전압(Vref)이 인가되고 드레인 단이 상기 제 2 노드(N2)와 연결되며 소스 단이 제 3 노드(N3)와 연결되는 제 3 트랜지스터(TR3) 및 게이트 단에 상기 분배 전압(Vdiv)이 인가되고 드레인 단이 상기 제 1 노드(N1)와 연결되며 소스 단이 상기 제 3 노드(N3)와 연결되는 제 4 트랜지스터(TR4)로 구성된다.The
또한 상기 스위칭부(720)는 게이트 단이 상기 제 2 노드(N2)와 연결되고 소 스 단에 상기 외부 공급전원(VDD)이 인가되며 드레인 단이 상기 제 1 출력 노드(Nout1)와 연결되는 제 5 트랜지스터(TR5)로 구성된다.In addition, the
그리고 상기 전압 분배부(730)는 게이트 단과 드레인 단이 상기 제 1 출력 노드(Nout1)와 연결되며 소스 단이 제 4 노드(N4)와 연결되는 제 6 트랜지스터(TR6) 및 게이트 단과 드레인 단이 상기 제 4 노드(N4)와 연결되며 소스 단이 공통 접지 노드(Ngnd)와 연결되는 제 7 트랜지스터(TR7)로 구성된다.The
마지막으로 상기 비교 제어부(740)는 게이트 단에 상기 내부 전압 생성기 제어 전압(Vigncnt)이 인가되고 드레인 단이 상기 제 3 노드(N3)와 연결되며 소스 단이 상기 공통 접지 노드(Ngnd)와 연결되는 제 8 트랜지스터(TR8)로 구성된다.Finally, the
여기에서 상기 전압 분배부(730)의 상기 제 6 및 제 7 트랜지스터(TR6, TR7)는 상기 제 1 출력 노드(Nout1)에 인가되는 출력 전압(Vout)을 분배하여 상기 제 4 노드(N4)에 공급하기 위해 구비된다. 상기 제 6 및 제 7 트랜지스터(TR6, TR7)가 각각 보유하는 저항값의 비율에 따라 상기 제 4 노드(N4)에 인가되는 전압의 레벨이 결정된다. 즉 상기 제 4 노드(N4)에 인가되는 전압이 상기 분배 전압(Vdiv)이 되는 것이다.Here, the sixth and seventh transistors TR6 and TR7 of the
이와 같이 구성된 상기 OP 앰프(70)는 상기 내부 전압 생성기 제어 전압(Vigncnt)이 인에이블 되어야 동작하기 시작한다. 상기 비교 제어부(740)의 상기 제 8 트랜지스터(TR8)가 턴 온(turn on) 되어야 상기 공통 접지 노드(Ngnd)의 그라운드 전압(VSS)이 상기 제 3 노드(N3)에 전달되기 때문이다. 상기 내부 전압 생성기 제어 전압(Vigncnt)이 기 설정된 레벨을 갖게 된 상태에서 상기 비교부(710)의 상기 제 3 트랜지스터(TR3)에 입력되는 상기 기준 전압(Vref)의 레벨이 상기 제 4 트랜지스터(TR4)에 입력되는 상기 분배 전압(Vdiv)의 레벨보다 높으면 상기 제 2 노드(N2)의 전위 레벨은 상기 제 1 노드(N1)의 전위 레벨보다 낮아지게 된다. 이에 따라 상기 스위칭부(720)의 상기 제 5 트랜지스터(TR5)를 통해 흐르는 전류의 양이 증가하게 되고 이후 상기 출력 전압(Vout)과 상기 분배 전압(Vdiv)의 레벨 또한 높아지게 된다.The
반면에 상기 기준 전압(Vref)의 레벨이 상기 분배 전압(Vdiv)의 레벨보다 낮으면 상기 제 2 노드(N2)의 전위 레벨이 상기 제 1 노드(N1)의 전위 레벨보다 높아지게 된다. 이에 따라 상기 제 5 트랜지스터(TR5)를 통해 흐르는 전류의 양이 감소하게 되고 이후 상기 출력 전압(Vout)과 상기 분배 전압(Vdiv)의 레벨 또한 낮아지게 된다.On the other hand, when the level of the reference voltage Vref is lower than the level of the division voltage Vdiv, the potential level of the second node N2 becomes higher than the potential level of the first node N1. Accordingly, the amount of current flowing through the fifth transistor TR5 is reduced, and the level of the output voltage Vout and the distribution voltage Vdiv is also lowered.
즉, 상기 OP 앰프(70)의 출력 전압(Vout)은 상기 전압 분배부(730)에 형성된 저항비에 의해 상기 기준 전압(Vref)과 일정한 배수만큼 증폭된 전위 레벨을 갖게 된다. 일반적으로 상기 기준 전압(Vref) 뿐만 아니라 상기 내부 전압 생성기 제어 전압(Vigncnt)은 일정한 전위 레벨을 유지하므로 상기 OP 앰프(70)의 출력 전압(Vout) 또한 일정한 전위 레벨을 유지할 수 있다.That is, the output voltage Vout of the
도 3은 종래의 기술에 따른 반도체 메모리 장치의 기준 전압 생성 회로의 동작을 설명하기 위한 그래프이다.3 is a graph illustrating an operation of a reference voltage generation circuit of a semiconductor memory device according to the related art.
도면에는 상기 외부 공급전원(VDD)의 레벨 변화에 있어서 일반적인 동작 영역인 1.6V ~ 2.2V가 표현되어 있다. 종래의 기술에 따라 생성되는 상기 기준 전압(Vref)과 상기 내부 전압 생성기 제어 전압(Vigncnt)의 레벨은 상기 외부 공급전원(VDD)의 동작 영역에서 각각 823mV와 751mV로 일정하게 유지된다는 것을 확인할 수 있다.In the figure, 1.6 V to 2.2 V, which is a general operating area, is represented in the level change of the external power supply VDD. It can be seen that the level of the reference voltage (Vref) and the internal voltage generator control voltage (Vigncnt) generated according to the prior art is kept constant at 823mV and 751mV in the operating region of the external power supply (VDD), respectively. .
이와 같이 상기 내부 전압 생성기 제어 전압(Vigncnt)이 일정한 레벨을 유지하게 되면, 상기 외부 공급전원(VDD)이 2.2V에 가까운 레벨을 유지할 때, 즉 하이(High) VDD 영역에서 상기 내부 전압 생성기 제어 전압(Vigncnt)의 공급에 따라 OP 앰프 내의 트랜지스터들을 통해 과도한 전류가 흐르는 문제점이 있었다. 즉 상기 외부 공급전원(VDD)의 레벨 변화에 따라 각 OP 앰프 내에서 전력 소모가 발생하여 왔으나 종래에는 이러한 문제점을 개선하지 못하였다.As such, when the internal voltage generator control voltage Vigncnt maintains a constant level, when the external power supply VDD maintains a level close to 2.2 V, that is, the internal voltage generator control voltage in a high VDD region. The supply of (Vigncnt) has a problem that excessive current flows through the transistors in the OP amplifier. That is, power consumption has been generated in each OP amplifier according to the level change of the external power supply VDD, but this problem has not been improved conventionally.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 외부 공급전원(VDD)이 동작 영역에서 갖는 레벨에 따라 내부 전압 생성기 제어 전압의 레벨을 차별적으로 생성하여 전력 소모를 감소시키는 반도체 메모리 장치의 기준 전압 생성 회로 및 그 제어 방법을 제공하는 데에 그 기술적 과제가 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problem, and is a reference of a semiconductor memory device that reduces power consumption by differentially generating a level of an internal voltage generator control voltage according to a level of an external supply power source (VDD) in an operating region. There is a technical problem in providing a voltage generation circuit and a control method thereof.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 반도체 메모리 장치의 기준 전압 생성 회로는, 제 1 제어 신호의 입력에 대응하여 제 1 전압으로부터 내부 전압 생성기 제어 전압을 생성하는 전압 생성부; 상기 제 1 전압을 분배하여 제 2 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성부; 및 상기 제 2 제어 신호의 전위 레벨에 대응하여 상기 내부 전압 생성기 제어 전압의 레벨을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a reference voltage generation circuit of a semiconductor memory device, the voltage generation unit generating an internal voltage generator control voltage from a first voltage in response to an input of a first control signal; A control signal generator for distributing the first voltage to generate a second control signal; And a controller configured to control the level of the internal voltage generator control voltage in response to the potential level of the second control signal.
또한 본 발명의 반도체 메모리 장치의 기준 전압 생성 회로는, 제 1 제어 신호의 입력에 대응하여 외부 공급전원(VDD)으로부터 내부 전압 생성기 제어 전압을 생성하는 전압 생성부; 제 2 제어 신호의 전위가 소정 레벨 이상이면 상기 내부 전압 생성기 제어 전압의 레벨을 하강시키는 제어부; 및 상기 외부 공급전원(VDD)을 분배하여 제 2 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the reference voltage generation circuit of the semiconductor memory device of the present invention, the voltage generator for generating an internal voltage generator control voltage from an external power supply (VDD) in response to the input of the first control signal; A control unit for lowering the level of the internal voltage generator control voltage when the potential of the second control signal is greater than or equal to a predetermined level; And a control signal generator for distributing the external supply power VDD to generate a second control signal.
그리고 본 발명의 반도체 메모리 장치의 기준 전압 생성 회로의 제어 방법은, a) 제 1 제어 신호의 입력에 대응하여 제 1 전압으로부터 내부 전압 생성기 제어 전압을 생성하는 단계; b) 상기 제 1 전압을 분배하여 제 2 제어 신호를 생성하는 단계; 및 c) 상기 제 2 제어 신호의 전위에 따라 상기 내부 전압 생성기 제어 전압의 레벨을 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The control method of the reference voltage generation circuit of the semiconductor memory device of the present invention includes the steps of: a) generating an internal voltage generator control voltage from the first voltage in response to an input of the first control signal; b) dividing the first voltage to generate a second control signal; And c) controlling the level of the internal voltage generator control voltage according to the potential of the second control signal.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 반도체 메모리 장치의 기준 전압 생성 회로의 내부 구성을 나타낸 블록도이다.4 is a block diagram illustrating an internal configuration of a reference voltage generation circuit of a semiconductor memory device according to the present invention.
도시한 바와 같이, 상기 기준 전압 생성 회로(80)는 외부 공급전원(VDD)의 입력에 대응하여 제 1 제어 신호(ctrl1)를 생성하는 제 1 제어부(810), 상기 제 1 제어부(810)의 동작이 온도 변화에 영향을 받지 않도록 하는 온도 보상부(820), 상기 제 1 제어 신호(ctrl1)의 입력에 대응하여 상기 외부 공급전원(VDD)으로부터 상기 기준 전압(Vref)을 생성하여 출력하는 제 1 전압 생성부(830), 상기 제 1 제어 신호(ctrl1)의 입력에 대응하여 외부 공급전원(VDD)으로부터 내부 전압 생성기 제어 전압(Vigncnt)을 생성하여 출력하는 제 2 전압 생성부(840), 상기 외부 공급전원(VDD)을 분배하여 제 2 제어 신호(ctrl2)를 생성하는 제 2 제어 신호 생성부(850) 및 상기 제 2 제어 신호(ctrl2)의 전위 레벨에 대응하여 상기 내부 전압 생성기 제어 전압(Vigncnt)의 레벨을 제어하는 제 2 제어부(860)로 구성된다.As illustrated, the reference
상기 제 1 제어 신호(ctrl1)는 상기 외부 공급전원(VDD)이 상기 제 1 제어부(810)에 입력되면 발생하는 신호이다. 상기 제 1 제어 신호(ctrl1)는 상기 제 1 전압 생성부(830)의 상기 기준 전압(Vref) 생성 동작 및 상기 제 2 전압 생성부(840)의 상기 내부 전압 생성기 제어 전압(Vigncnt) 생성 동작을 제어하는 데에 사용된다. 이 때 상기 온도 보상부(820)는 상기 제 1 제어 신호(ctrl1)가 온도 변화에 영향을 받지 않도록 하는 작용을 한다.The first control signal ctrl1 is a signal generated when the external supply power VDD is input to the
상기 제 2 제어 신호 생성부(850)는 상기 외부 공급전원(VDD)을 분배하여 상기 제 2 제어 신호(ctrl2)를 생성한다. 이후 상기 제 2 제어 신호(ctrl2)는 상기 제 2 제어부(860)에 공급되며, 상기 제 2 제어부(860)는 상기 제 2 제어 신호(ctrl2)의 인에이블 여부에 따라 상기 제 2 전압 생성부(840)에서 생성되는 상기 내부 전압 생성기 제어 전압(Vigncnt)의 레벨을 제어한다.The second
이와 같이 구성된 상기 기준 전압 생성 회로(80)의 보다 상세한 구성 및 동작 설명은 도 5의 상세 구성도를 통해 실시하기로 한다.Detailed configuration and operation of the reference
도 5는 도 4에 도시한 기준 전압 생성 회로의 상세 구성도이다.FIG. 5 is a detailed configuration diagram of the reference voltage generation circuit shown in FIG. 4.
도시한 바와 같이, 상기 제 1 제어부(810)는 게이트 단이 제 5 노드(N5)와 연결되고 소스 단에 상기 외부 공급전원(VDD)이 인가되며 드레인 단이 제 6 노드(N6)와 연결되는 제 9 트랜지스터(TR9) 및 게이트 단 및 드레인 단이 상기 제 5 노 드(N5)와 연결되고 소스 단에 상기 외부 공급전원(VDD)이 인가되는 제 10 트랜지스터(TR10)로 구성된다.As illustrated, the
그리고 상기 온도 보상부(820)는 게이트 단 및 드레인 단이 상기 제 6 노드(N6)와 연결되며 소스 단이 공통 접지단과 연결되는 제 11 트랜지스터(TR11), 게이트 단이 상기 제 6 노드(N6)와 연결되고 드레인 단이 상기 제 5 노드(N5)와 연결되는 제 12 트랜지스터(TR12) 및 상기 제 12 트랜지스터(TR12)의 소스 단과 상기 공통 접지단 사이에 구비되는 제 1 저항(R1)으로 구성된다.The
또한 상기 제 1 전압 생성부(830)는 게이트 단이 상기 제 5 노드(N5)와 연결되고 소스 단에 상기 외부 공급전원(VDD)이 인가되며 드레인 단이 제 2 출력 노드(Nout2)와 연결되는 제 13 트랜지스터(TR13) 및 게이트 단과 드레인 단이 상기 제 2 출력 노드(Nout2)와 연결되며 소스 단에 그라운드 전압(VSS)이 인가되는 제 14 트랜지스터(TR14)로 구성된다.In addition, the
그리고 상기 제 2 전압 생성부(840)는 게이트 단이 상기 제 5 노드(N5)와 연결되고 소스 단에 상기 외부 공급전원(VDD)이 인가되며 드레인 단이 제 3 출력 노드(Nout3)와 연결되는 제 15 트랜지스터(TR15) 및 게이트 단과 드레인 단이 상기 제 3 출력 노드(Nout3)와 연결되고 소스 단에 상기 그라운드 전압(VSS)이 인가되는 제 16 트랜지스터(TR16)로 구성된다.The
또한 상기 제 2 제어 신호 생성부(850)는 외부 공급전원(VDD) 입력단과 제 7 노드(N7) 사이에 구비되는 저항 어레이(RA) 및 상기 제 7 노드(N7)와 접지단 사이에 구비되는 트랜지스터 어레이(TA)로 구성된다.In addition, the second
마지막으로 상기 제 2 제어부(860)는 게이트 단이 상기 제 7 노드(N7)와 연결되고 드레인 단이 상기 제 3 출력 노드(Nout3)와 연결되며 소스 단에 상기 그라운드 전압(VSS)이 인가되는 제 17 트랜지스터(TR17)로 구성된다.Lastly, the
이와 같은 구성을 통해, 상기 제 1 제어부(810)의 상기 제 5 노드(N5)에 인가되는 전위가 상기 제 1 전압 생성부(830) 및 상기 제 2 전압 생성부(840)의 동작을 제어함을 알 수 있다. 즉, 상기 제 5 노드(N5)에 인가되는 전위가 상기 제 1 제어 신호(ctrl1)인 것이다.Through such a configuration, a potential applied to the fifth node N5 of the
그리고 상기 제 2 출력 노드(Nout2)에 인가되는 전압이 상기 기준 전압(Vref)이고, 상기 제 3 출력 노드(Nout3)에 인가되는 전압이 상기 내부 전압 생성기 제어 전압(Vigncnt)인 것을 알 수 있다.The voltage applied to the second output node Nout2 may be the reference voltage Vref and the voltage applied to the third output node Nout3 may be the internal voltage generator control voltage Vigncnt.
또한 상기 제 2 제어 신호 생성부(850)의 상기 저항 어레이(RA)는 수동 소자인 저항기의 조합 뿐만 아니라 트랜지스터 어레이로도 구현 가능함을 밝혀 둔다.In addition, the resistor array RA of the second
상기 외부 공급전원(VDD)이 소정 레벨 이상의 전위를 갖게 되면 상기 제 1 제어부(810)의 상기 제 9 및 제 10 트랜지스터(TR9, TR10)에는 소정량의 전류가 흐르게 된다. 이에 따라 상기 제 5 노드(N5)에는 상기 제 1 제어 신호(ctrl1)가 발생한다. 이 때 상기 제 1 제어 신호(ctrl1)는 상기 제 9 및 제 10 트랜지스터(TR9, TR10)를 통해 흐르는 전류의 양도 제어하기 때문에 상기 제 1 제어 신호(ctrl1)는 일정한 레벨을 유지하게 된다.When the external power supply VDD has a potential of a predetermined level or more, a predetermined amount of current flows through the ninth and tenth transistors TR9 and TR10 of the
상기 제 9 트랜지스터(TR9)를 통해 흐르는 전류는 상기 제 6 노드(N6)에 전달되고 다시 상기 온도 보상부(820)의 상기 제 11 및 제 12 트랜지스터(TR11, TR12)를 제어하게 된다. 일반적으로 고온 상황에서는 저온 상황에서보다 트랜지스터의 문턱 전압이 낮다. 상기 기준 전압 생성 회로(80)의 온도가 소정 온도 이상일 때에는 상기 제 11 및 제 12 트랜지스터(TR11, TR12)의 문턱 전압은 낮아지게 된다. 이 때 상기 제 1 저항(R1)이 구비됨으로 인해 상기 제 1 제어 신호(ctrl1)의 전위 레벨은 낮아지지 않게 된다. 반대로 상기 기준 전압 생성 회로(80)의 온도가 소정 온도 이하일 때에는 상기 제 11 및 제 12 트랜지스터(TR11, TR12)의 문턱 전압은 높아진다. 이 때 상기 제 11 트랜지스터(TR11)에 흐르는 전류가 상기 제 12 트랜지스터(TR12)에 흐르는 전류보다 많고, 이는 상기 제 9 트랜지스터(TR9)에 흐르는 전류의 양을 제어하게 된다. 이러한 동작으로 인해 상기 제 1 제어 신호(ctrl1)의 전위 레벨은 높아지지 않게 된다.The current flowing through the ninth transistor TR9 is transmitted to the sixth node N6 and again controls the eleventh and twelfth transistors TR11 and TR12 of the
한편 상기 제 1 제어 신호(ctrl1)는 상기 제 1 전압 생성부(830)의 상기 제 13 트랜지스터(TR13)에 전달된다. 이 때 상기 제 1 제어 신호(ctrl1)가 갖는 전위 레벨에 따라 상기 제 13 트랜지스터(TR13)에는 소정량의 전류가 흘러 상기 제 2 출력 노드(Nout2)에 전달된다. 이후 상기 제 2 출력 노드(Nout2)에 전달된 전류는 다시 상기 제 14 트랜지스터(TR14)를 제어하여 상기 제 14 트랜지스터(TR14)에 소정량의 전류가 흐르게 한다. 상기 기준 전압(Vref)은 상기 제 13 트랜지스터(TR13)와 상기 제 14 트랜지스터(TR14)에 흐르는 전류량의 차이에 의해 발생하게 된다. 따라서 상기 기준 전압(Vref)의 전위 레벨은 일정하게 유지된다.Meanwhile, the first control signal ctrl1 is transmitted to the thirteenth transistor TR13 of the
상기 제 1 제어 신호(ctrl1)는 상기 제 2 전압 생성부(840)의 상기 제 15 트랜지스터(TR15)에도 전달된다. 상기 제 1 전압 생성부(830)에서와 마찬가지로 상기 제 1 제어 신호(ctrl1)의 전위 레벨에 따라 상기 제 15 트랜지스터(TR15)에는 소정량의 전류가 흘러 상기 제 3 출력 노드(Nout3)에 전달된다. 이후 상기 제 3 출력 노드(Nout3)에 전달된 전류는 다시 상기 제 16 트랜지스터(TR16)를 제어하여 상기 제 16 트랜지스터(TR16)에 소정량의 전류가 흐르게 한다. 상기 내부 전압 생성기 제어 전압(Vigncnt)은 상기 제 15 트랜지스터(TR15)와 상기 제 16 트랜지스터(TR16)에 흐르는 전류량의 차이에 의해 발생하게 된다.The first control signal ctrl1 is also transmitted to the fifteenth transistor TR15 of the
상기 제 2 제어 신호(ctrl2)는 상기 외부 공급전원(VDD)이 소정 레벨을 초과하면 상기 제 2 제어 신호 생성부(850)의 상기 저항 어레이(RA)와 상기 트랜지스터 어레이(TA)의 저항비에 따라 분배되어 발생한다.The second control signal ctrl2 is equal to the resistance ratio of the resistor array RA and the transistor array TA of the second
이후 상기 제 2 제어 신호(ctrl2)는 상기 제 2 제어부(860)의 상기 제 17 트랜지스터(TR17)에 전달된다. 상기 제 2 제어 신호(ctrl2)가 상기 제 17 트랜지스터(TR17)를 턴 온 시키지 못하면 상기 제 3 출력 노드(Nout3)에 인가된 상기 내부 전압 생성기 제어 전압(Vigncnt)은 상기 제 2 제어 신호(ctrl2)의 영향을 받지 않는다. 그러나 상기 제 2 제어 신호(ctrl2)에 의해 상기 제 17 트랜지스터(TR17)에 전류가 흐르게 되면 상기 내부 전압 생성기 제어 전압(Vigncnt)의 레벨은 낮아지게 된다.Thereafter, the second control signal ctrl2 is transmitted to the seventeenth transistor TR17 of the
도 6은 본 발명에 따른 반도체 메모리 장치의 기준 전압 생성 회로의 동작을 설명하기 위한 그래프이다.6 is a graph for describing an operation of a reference voltage generation circuit of a semiconductor memory device according to the present invention.
도시한 그래프는 상기 기준 전압 생성 회로(80)를 시뮬레이션한 결과를 나타낸다. 도면을 통해 상기 외부 공급전원(VDD)이 1.6V에 가까운 레벨일 때에는 상기 내부 전압 생성기 제어 전압(Vigncnt)이 751mV 레벨을 유지하나, 상기 외부 공급전원(VDD)이 2.2V에 가까운 레벨일 때에는 751mV 레벨보다 떨어져 상기 외부 공급전원(VDD)이 2.2V일 때 699mV가 되는 것을 확인할 수 있다. 종래에 소모 전류가 17.8uA이던 것이 본 발명이 구현된 이후에는 11.3uA로 감소한 것도 확인할 수 있다.The illustrated graph shows a result of simulating the reference
상술한 바와 같이, 본 발명의 반도체 메모리 장치의 기준 전압 생성 회로를 적용함으로써 하이(High) VDD 영역에서 내부 전압 생성기 제어 전압의 공급에 따라 OP 앰프 내의 트랜지스터들을 통해 과도한 전류가 흐르는 문제점을 개선할 수 있게 되었다. 즉 상기 외부 공급전원(VDD)의 레벨 변화에 따른 각 OP 앰프 내에서 전력 소모를 감소시켜 반도체 메모리 장치의 전원 분배기 및 각 내부 전압 생성기를 사용하는 데 있어 전력 효율을 상승시키게 된 것이다.As described above, by applying the reference voltage generation circuit of the semiconductor memory device of the present invention, the problem that excessive current flows through the transistors in the OP amplifier in response to the supply of the internal voltage generator control voltage in the high VDD region can be improved. It became. That is, power consumption is reduced in each OP amplifier according to the level change of the external power supply VDD, thereby increasing power efficiency in using the power divider and each internal voltage generator of the semiconductor memory device.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.As such, those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. Therefore, the above-described embodiments are to be understood as illustrative in all respects and not as restrictive. The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. do.
이상에서 설명한 본 발명의 반도체 메모리 장치의 기준 전압 생성 회로 및 그 제어 방법은 외부 공급전원(VDD)이 동작 영역에서 갖는 레벨에 따라 내부 전압 생성기 제어 전압의 레벨을 차별적으로 생성하여 전력 소모를 감소시키는 효과가 있다.The reference voltage generation circuit and the control method of the semiconductor memory device of the present invention described above to generate the level of the internal voltage generator control voltage according to the level of the external power supply (VDD) in the operating region to reduce power consumption. It works.
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