(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチレベル高電圧発生装置において、
入力端と出力端との間に直列に連結された複数のポンプブロックから構成され、前記入力端を通じて入力される一つの入力電圧を前記複数のポンプブロックにより順次昇圧して互いに異なるレベルの複数の高電圧を前記複数のポンプブロックから各々出力する電荷ポンプ部と、
前記複数の高電圧の各々に対応される複数の分圧回路から構成され、外部からのイネーブル信号に応じて動作し、前記複数の分圧回路により前記複数の高電圧を各々分圧して複数の分圧電圧を出力する分圧部と、
前記複数の分圧電圧の各々に対応される複数のポンプ制御回路から構成され、前記イネーブル信号に応じて動作し、前記複数のポンプ制御回路により、基準電圧と制御クロック信号及び前記複数の分圧電圧に応答して前記複数の分圧電圧の各々に対応される複数のポンプ制御信号を生成するポンプ制御部とを含み、
前記複数のポンプブロックは前記複数のポンプ制御信号によって各々制御されて前記複数の高電圧を生成するための昇圧動作を実行することを特徴とするマルチレベル高電圧発生装置。
【請求項２】
前記各々のポンプブロックは互いに異なるポンプ制御信号に応答して各々入力される電圧を昇圧することを特徴とする請求項１に記載のマルチレベル高電圧発生装置。
【請求項３】
前記ポンプブロックは直列に連結された複数のポンプ回路で構成され、一つのポンプブロックに含まれた複数のポンプ回路は同一のポンプ制御信号によって制御されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のマルチレベル高電圧発生装置。
【請求項４】
前記ポンプ回路は前記ポンプ制御信号が入力されれば、入力電圧に対する昇圧動作を実行することを特徴とする請求項３に記載のマルチレベル高電圧発生装置。
【請求項５】
前記ポンプ回路は前記ポンプ制御信号が入力されなければ、昇圧動作を実行しないことを特徴とする請求項３に記載のマルチレベル高電圧発生装置。
【請求項６】
前記各々の分圧回路は直列に連結された複数の抵抗を含み、前記イネーブル信号に応じて前記高電圧を前記抵抗の抵抗値比に従って分圧することを特徴とする請求項１に記載のマルチレベル高電圧発生装置。
【請求項７】
前記各々のポンプ制御回路は前記イネーブル信号に応じて動作し、前記基準電圧と前記分圧電圧のレベルを同一に維持させる差動増幅器と、
前記差動増幅器の出力と前記イネーブル信号及び前記制御クロック信号に応答して前記ポンプ制御信号を生成する論理回路で構成されることを特徴とする請求項１に記載のマルチレベル高電圧発生装置。
【請求項８】
前記ポンプ制御信号はクロック信号の形態として出力されることを特徴とする請求項７に記載のマルチレベル高電圧発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフラッシュメモリ(Ｆｌａｓｈ Ｍｅｍｏｒｙ)のような半導体メモリの高電圧発生装置に関するものであり、特に、高電圧(ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ)を生成する一つの電荷ポンプ(Ｃｈａｒｇｅ Ｐｕｍｐ)を利用して多様なレベル(ｌｅｖｅｌ)の高電圧を生成し、同時にこれを出力することができるマルチレベル高電圧発生装置（Ｍｕｌｔｉ−ｌｅｖｅｌ Ｈｉｇｈ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ)に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、フラッシュメモリにデータをプログラム(ｐｒｏｇｒａｍ)するか、またはそのデータを削除(ｅｒａｓｅ)しようとする場合に、高いレベルの電圧(高電圧)が必要である。フラッシュメモリにおいては、このような高電圧は電荷ポンプ(Ｃｈａｒｇｅ Ｐｕｍｐ)を利用した高電圧発生装置を利用して得ることができる。
【０００３】
図１は従来の一般的な高電圧発生装置を示すブロック図である。図１に示したように、一般的な高電圧発生装置は電荷ポンプ部(Ｃｈａｒｇｅ Ｐｕｍｐ Ｕｎｉｔ)１００と分圧部(Ｖｏｌｔａｇｅ Ｄｉｖｉｄｅ Ｕｎｉｔ)１０２及びポンプ制御部(Ｐｕｍｐ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ)１０４で構成される。このような高電圧発生装置では入力される電圧ＶＩを所望するレベルの目標電圧(Ｔａｒｇｅｔ Ｖｏｌｔａｇｅ)まで昇圧して出力する。
【０００４】
電荷ポンプ部１００は直列に連結された複数のポンプ回路(Ｐｕｍｐ Ｃｉｒｃｕｉｔ)で構成され、これは図２に図示されている。図２を参照すれば、各々のポンプ回路は自分に入力される電圧を各々昇圧して連結された次のポンプ回路に入力する。この時、各ポンプ回路はポンプ制御部１０４から入力されるポンプ制御信号ＯＳＣ＿１に応答して昇圧動作を実行する。もし、ポンプ制御部１０４からポンプ制御信号ＯＳＣ＿１が入力されなければ、電荷ポンプ部１００のポンプ回路は昇圧動作を実行しない。
【０００５】
分圧部１０２は外部のイネーブル信号ＥＮによって動作し、電荷ポンプ部１００の出力電圧ＶＯを分圧して分圧された電圧ＶＤを出力する。分圧部１０２による出力電圧ＶＯの分圧は直列(ｓｅｒｉａｌ)に連結された抵抗の比に従って決められる。
【０００６】
ポンプ制御部１０４は分圧部１０２からの分圧電圧ＶＤと、外部から入力される所定の基準電圧Ｖｒｅｆと、制御クロック信号ＯＳＣと、イネーブル信号ＥＮとに応じて各ポンプ回路の昇圧動作を制御するポンプ制御信号ＯＳＣ＿１を生成する。すなわち、分圧電圧ＶＤが基準電圧Ｖｒｅｆより低ければ、電荷ポンプ部１００の出力電圧が目標電圧に到逹していないことになるので、ポンプ制御部１００は制御クロック信号ＯＳＣを利用してポンプ制御信号ＯＳＣ＿１を生成し、これを各ポンプ回路に入力して昇圧動作が実行されるようにする。一方、分圧電圧ＶＤが基準電圧Ｖｒｅｆより高ければ、目標電圧に到逹したことになるので、ポンプ制御部１００はポンプ制御信号ＯＳＣ＿１を生成しないことによって、電荷ポンプ部１００の昇圧動作を中断する。
【０００７】
しかし、このような構造の従来の高電圧発生装置は一度に一つの電圧レベルを有する電圧のみを出力することができる。したがって、互いに異なるレベルを有する複数の電圧が同時に必要な場合に、必要な電圧レベルの数に応じた追加の高電圧発生装置を別途具備しなければならない。これは高電圧発生装置を要する全体回路の面積を増加させ、集積度を低下させる問題をもたらす。
【特許文献１】韓国登録特許公報１０−０３５２８３４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述の問題を解決するために本発明では、一つの入力電圧に対して多様なレベルの高電圧を生成して同時に出力することができるマルチレベル高電圧発生装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のマルチレベル高電圧発生装置は入力端を通じて入力される一つの入力電圧を昇圧して互いに異なるレベルを有する複数の高電圧を出力する電荷ポンプ部と、外部からのイネーブル信号に応じて動作し、電荷ポンプ部から入力される高電圧を各々分圧する分圧部及び前記イネーブル信号に応じて動作し、基準電圧と制御クロック信号と、分圧部からの分圧電圧に応答して分圧電圧の各々に対応されるポンプ制御信号を生成するポンプ制御部とを含む。一方、電荷ポンプ部はポンプ制御信号によって制御されて前記高電圧を生成するための昇圧動作を実行する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は一つの電荷ポンプを通じて入力電圧を昇圧して同時に多様なレベルの高電圧を生成して出力することによって、同時に互いに異なるレベルの高電圧を要する半導体メモリの集積度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図３は本発明によるマルチレベル高電圧発生装置の実施形態を示すブロック図である。図３を参照すれば、本発明のマルチレベル高電圧発生装置は大きく電荷ポンプ部３００と分圧部３０２及びポンプ制御部３０４で構成される。
【００１２】
電荷ポンプ部３００は入力端を通じて外部から入力される一つの入力電圧ＶＩを昇圧して互いに異なる電圧レベルを有する複数の高電圧ＶＯ１ 〜 ＶＯＮを生成し、これを出力する。この時に、電荷ポンプ部３００による昇圧動作はポンプ制御部３０４から入力されるポンプ制御信号ＯＳＣ＿０〜ＯＳＣ＿Ｎによって制御される。
【００１３】
図４は図３に示した本発明のマルチレベル高電圧発生装置に適した電荷ポンプ部３００の実施形態を示すブロック図である。図４に示したように、電荷ポンプ部３００は入力端Ａと最終出力端Ｂとの間に直列(ｓｅｒｉｅｓ)に連結された複数のポンプブロックを含む。各々のポンプブロックは自分に入力される電圧をポンプ制御信号ＯＳＣ＿１〜ＯＳＣ＿Ｎに応じて昇圧して出力する。各ポンプブロックから出力される電圧は電荷ポンプ部の出力になり、また、次のポンプブロックの入力電圧になる。すなわち、Ｋ番目のポンプブロック４０２はＫ番目のポンプ制御信号ＯＳＣ＿Ｋによって制御されて入力電圧(すなわち、Ｋ−１番目のポンプブロックの出力電圧Ｖ０（Ｋ−１）)を昇圧し、昇圧された電圧ＶＯＫを Ｋ＋１番目のポンプブロックに出力する。また、昇圧された電圧ＶＯＫは電荷ポンプ部３００の出力になって分圧部３０２に入力される。
【００１４】
一方、図５は図４の電荷ポンプ部に適したＫ番目のポンプブロックの実施形態を示すブロック図である。図５に示したように、ポンプブロック４０２は直列に連結された複数のポンプ回路(ポンプ回路１〜ポンプ回路ｎ)を含み、各ポンプ回路の昇圧動作によって所望する目標電圧を生成して出力する。その以外の他のポンプブロックは、入力されるポンプ制御信号と、構成されるポンプ回路の個数とを除いて、図５と類似の構成を有する。一方、各ポンプ回路は多様な方法で実現されることができ、入力される電圧を昇圧することができれば、どのようなポンプ回路も利用されることができる。
【００１５】
図６は図３に示した本発明のマルチレベル高電圧発生装置に適した分圧部の実施形態を示すブロック図である。図６に示したように、分圧部３０２は電荷ポンプ部３００から入力される電圧ＶＯ１〜ＶＯＮを各々分圧する複数の分圧回路で構成される。各々の分圧回路は外部からイネーブル信号ＥＮが印加されれば、電荷ポンプ部３００から入力される電圧ＶＯ１〜ＶＯＮを各々分圧して、分圧された電圧ＶＤ１〜ＶＤＮをポンプ制御部３０４に入力する。
【００１６】
図７は図６でＫ番目の分圧回路の実施形態を示す回路図である。図７を参照すれば、Ｋ番目の分圧回路６０２は外部からのイネーブル信号に応じて分圧回路の動作を制御するインバータ７０６、７０８と、複数のＭＯＳトランジスタＰ１１、Ｎ１１、Ｎ１２、Ｎ１３及び直列に連結された抵抗Ｒ１、Ｒ２で構成される。そして、分圧回路は直列に連結された抵抗７０２、７０４の比を利用して電荷ポンプ部３００から入力される高電圧ＶＯＫを分圧する。すなわち、外部からイネーブル信号ＥＮが入力されれば、電荷ポンプ部３００から入力される高電圧ＶＯＫを抵抗比Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２)に従って分圧して分圧電圧ＶＤＫを生成する。他の分圧回路も図７の実施形態に示した回路と類似の構成を有するが、入力される高電圧が異なっているので、これを分圧するための抵抗の値だけが異なる。
【００１７】
図８は図３に示した本発明のマルチレベル高電圧発生装置に適したポンプ制御部の実施形態を示すブロック図である。図８に示したように、ポンプ制御部３０４は外部から入力されるイネーブル信号ＥＮによって動作し、所定の基準電圧Ｖｒｅｆと分圧部３０２から入力される各々の分圧電圧ＶＤ１〜ＶＤＮに応答してポンプ制御信号ＯＳＣ＿１〜ＯＳＣ＿Ｎを各々生成するポンプ制御回路で構成される。ポンプ制御回路によって生成されるポンプ制御信号ＯＳＣ＿１〜ＯＳＣ＿Ｎは電荷ポンプ部３００を構成する各ポンプ回路の昇圧動作を制御する信号である。
【００１８】
図９はＫ番目のポンプ制御回路の実施形態を示す回路図である。図９を参照すれば、ポンプ制御回路８０２は複数のＰＭＯＳトランジスタＰ２０、Ｐ２１、Ｐ２２とＮＭＯＳトランジスタＮ２０、Ｎ２１、Ｎ２２で構成される差動増幅器(Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ)９０２及び複数のＮＡＮＤゲート９０４、９０８とインバータ９０６、９１０で構成される論理回路とを含む。差動増幅器９０２はよく知られたように、基準電圧Ｖｒｅｆと入力される電圧ＶＤＫを比べて、入力される電圧ＶＤＫを基準電圧Ｖｒｅｆと同一のレベルに維持させる比較器の役割を実行する。
【００１９】
本発明でポンプ制御回路８０２の差動増幅器９０２は入力される分圧電圧ＶＤＫと基準電圧Ｖｒｅｆを比べて分圧電圧ＶＤＫが基準電圧Ｖｒｅｆより低ければ、制御クロック信号ＯＳＣを利用してポンプ制御信号ＯＳＣ＿Ｋを生成し、これを電荷ポンプ部３００のＫ番目のポンプブロック４０２に入力する。先に言及したように、ポンプブロック４０２にポンプ制御信号ＯＳＣ＿Ｋが入力されれば、各々のポンプ回路は昇圧動作を通じて入力される電圧を昇圧する。反対に、分圧電圧ＶＤＫが基準電圧Ｖｒｅｆより大きければ、ポンプ制御回路８０２はポンプ制御信号ＯＳＣ＿Ｋを生成しない。したがって、ポンプブロック４０２は昇圧動作を中断して以前の出力電圧をそのまま維持する。すなわち、ポンプブロック４０２の出力ＶＯＫが所望する電圧に到逹したことを認識して各ポンプ回路の昇圧動作が中断される。
【００２０】
以上では、本発明によるマルチレベル高電圧発生装置の構成及び動作について図面を通じて詳細に説明したが、これは例示的なことに過ぎず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で多様な応用及び変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来の一般的な高電圧発生装置を示すブロック図である。
【図２】図１に示した従来の高電圧発生装置の電荷ポンプ部の詳細ブロック図である。
【図３】本発明のマルチレベル高電圧発生装置の実施形態を示すブロック図である。
【図４】図３に示した本発明のマルチレベル高電圧発生装置に適した電荷ポンプ部の実施形態を示すブロック図である。
【図５】図４に示した本発明の電荷ポンプ部でＫ番目のポンプブロックの実施形態を示すブロック図である。
【図６】図３に示した本発明のマルチレベル高電圧発生装置に適した分圧部の実施形態を示すブロック図である。
【図７】図６に示した分圧回路の実施形態を示す回路図である。
【図８】図３に示した本発明のマルチレベル高電圧発生装置に適したポンプ制御部の実施形態を示すブロック図である。
【図９】図８に示したポンプ制御回路の実施形態を示す回路図である。
【符号の説明】
【００２２】
３００  電荷ポンプ部
３０２  分圧部
３０４  ポンプ制御部
【図１】
0004824295.tif 000002
【図２】
0004824295.tif 000003
【図３】
0004824295.tif 000004
【図４】
0004824295.tif 000005
【図５】
0004824295.tif 000006
【図６】
0004824295.tif 000007
【図７】
0004824295.tif 000008
【図８】
0004824295.tif 000009
【図９】
0004824295.tif 000010