(57)【要約】【課題】  ポンピング電圧が目標電圧より低くなることを防止することが可能な高電圧供給回路及び高電圧供給方法を提供する。【解決手段】  電源電圧より高い第１ポンピング電圧を生成して周辺回路に供給するための第１ポンピング電圧発生部と、第１動作モードから電流消費の増加する第２動作モードへの移行時に、第２動作モード信号に従って前記電源電圧より高い第２ポンピング電圧を生成して前記第１ポンピング電圧発生部の出力端子へ供給するための第２ポンピング電圧発生部とを備えてなる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源電圧より高い第１ポンピング電圧を生成して周辺回路に供給するための第１ポンピング電圧発生部と、
第１動作モードから電流消費の増加する第２動作モードへの移行時に、第２動作モード信号に従って前記電源電圧より高い第２ポンピング電圧を生成して前記第１ポンピング電圧発生部の出力端子へ供給するための第２ポンピング電圧発生部と
を備えてなる高電圧供給回路。
【請求項２】
請求項１に記載の高電圧供給回路において、
前記第１ポンピング電圧発生部は、
所定のパルスを発生させるためのオシレータと、
前記パルスに応じて前記電源電圧を上昇させて前記第１ポンピング電圧を生成するためのポンピング部と、
前記第１ポンピング電圧が目標電圧より低ければ、前記第１ポンピング電圧が前記目標電圧に上昇するまで前記オシレータを動作させるポンピング電圧検出部とを含む
ことを特徴とする高電圧供給回路。
【請求項３】
請求項１に記載の高電圧供給回路において、
前記第２ポンピング電圧発生部は、
前記第２動作モード信号に従ってイネーブル信号を発生させるための動作モード判断部と、
前記イネーブル信号に従って所定のパルスを発生させるためのオシレータと、
前記パルスに応じて前記電源電圧を上昇させて前記第２ポンピング電圧を生成するためのポンピング部とを含む
ことを特徴とする高電圧供給回路。
【請求項４】
請求項３に記載の高電圧供給回路において、
前記動作モード判断部は、前記第２動作モードへの移行と同時に目標時間のみ前記イネーブル信号を発生させる
ことを特徴とする高電圧供給回路。
【請求項５】
請求項４に記載の高電圧供給回路において、
前記動作モード判断部は、
前記第２動作モード信号を前記目標時間だけ反転遅延させるための反転遅延部と、
前記第２動作モード信号と前記反転遅延部の出力信号とを否定論理積するためのＮＡＮＤゲートと、
前記ＮＡＮＤゲートの出力信号を反転させてイネーブル信号を発生させるためのインバータとを含む
ことを特徴とする高電圧供給回路。
【請求項６】
請求項３から５のいずれかに記載の高電圧供給回路において、
前記第２動作モード信号がリフレッシュフラグ信号であり、前記第２動作モードがオートリフレッシュ動作モードである
ことを特徴とする高電圧供給回路。
【請求項７】
請求項６に記載の高電圧供給回路において、
前記反転遅延部は、直列に接続された奇数個のインバータを含んでなる
ことを特徴とする高電圧供給回路。
【請求項８】
請求項６に記載の高電圧供給回路において、
前記反転遅延部に含まれた前記インバータの数に応じて前記目標時間が制御される
ことを特徴とする高電圧供給回路。
【請求項９】
第１動作モード時に第１ポンピング電圧を周辺回路へ供給する段階と、
前記第１動作モードから電流消費の増加する第２動作モードに移行すると、第２ポンピング電圧を発生させて前記第１ポンピング電圧と共に前記周辺回路へ供給する段階と
を含んでなる高電圧供給方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の高電圧供給方法において、
前記第２ポンピング電圧は、前記第２動作モードへの移行と同時に前記周辺回路へ供給され、一定の時間のみ供給される
ことを特徴とする高電圧供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、高電圧供給回路及び高電圧供給方法に係り、特に、ポンピング電圧が目標電圧より低くなることを防止することが可能な高電圧供給回路及び高電圧供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＤＲＡＭの単位セルは、スイッチの役割を果たす一つのＭＯＳ型トランジスタと電荷（データ）を格納する１つのキャパシタとからなり、多数の単位セルは、複数の各バンクにまとめられている。この際、単位セルには２進データが格納され、単位セルに含まれたキャパシタへの電荷格納状態に応じて、単位セルに格納されたデータが「１」又は「０」に識別される。このように、キャパシタに格納された電荷によってデータが識別されるので、原理的には電力の消費がない。
【０００３】
ところが、ＭＯＳトランジスタのＰＮ接合等から漏洩電流が発生するため、時間が経つにつれて、キャパシタに格納された電荷量が段々減少してデータが消失するおそれがある。したがって、データの消失を防止するために、メモリセルのデータを読み取った後、その情報に応じてさらにキャパシタに電荷を再充填しなければならない。このような動作をリフレッシュ動作といい、リフレッシュ動作を周期的に繰り返し行うと、データが消失せず維持される。以下、リフレッシュ動作のために単位セルに印加される電圧を「リフレッシュ電圧」という。リフレッシュ電圧は、電源電圧より電位が高い。よって、電源電圧を一定の電圧以上に上昇させたポンピング電圧をリフレッシュ電圧として使用する。
【０００４】
図１は、従来の技術に係る高電圧供給回路の構成及び動作を説明するためのブロック図である。図１を参照すると、ＤＲＡＭで使用されるリフレッシュ電圧のような高電圧を生成する高電圧供給回路は、ポンピング電圧検出器１１０、オシレータ１２０及びポンピング部１３０を含んで構成されている。
【０００５】
全体回路が初期化されて正常に動作し始めると、アクティブ信号が発生するが、アクティブ信号がイネーブル信号Ｅ１としてポンピング電圧検出器１１０に印加され、イネーブル信号に従い、ポンピング電圧検出器１１０は、ポンピング部１３０で生成されたポンピング電圧Ｖｐｐの電位を判断する。オシレータ１２０は、ポンピング電圧検出器１１０の出力信号に応じてパルス信号を発生させる。ポンピング部１３０は、オシレータ１２０からのパルス信号を用いて電源電圧Ｖｄｄを上昇させてポンピング電圧Ｖｐｐを生成し、これを周辺回路１４０へ供給する。この際、ポンピング電圧検出器１１０は、ポンピング部１３０で生成されたポンピング電圧Ｖｐｐの電位を判断する。判断結果、ポンピング電圧Ｖｐｐが目標電圧より低ければ、オシレータ１２０を動作させてポンピング電圧Ｖｐｐが目標電圧になるまで電源電圧Ｖｄｄを持続的に上昇させ、ポンピング電圧Ｖｐｐが目標電圧まで上昇すると、ポンピング動作が中止されるようにオシレータ１２０の動作を中止させる。
【０００６】
一方、ＤＲＡＭに含まれたセルは、複数の各バンクに分かれてまとめられているが、一般動作モード時には、一つのバンクのみがイネーブルされるか、或いは多数のバンクが順次イネーブルされる。したがって、この場合には、ワードラインなどが順次選択されるため、ポンピング電圧Ｖｐｐによるピーク電流が適切に分配されて供給される。
【０００７】
ところが、一般動作モードからオートリフレッシュ(Auto-refresh)動作モードに入いると、多数のバンクが同時にイネーブルされ、これによりポンピング電圧Ｖｐｐが全てのバンクに印加されてポンピング電圧Ｖｐｐが低くなる。この際、ポンピング電圧検出器１１０は、ポンピング電圧Ｖｐｐが目標電圧より低くなると、ポンピング動作が行われるようにオシレータ１２０を動作させる。オシレータ１２０が動作してパルスが発生すると、ポンピング部１３０では、ポンピング動作を行ってポンピング電圧Ｖｐｐを目標電圧までさらに上昇させる。
【０００８】
このように、従来の高電圧供給回路は、上記の動作によってポンピング電圧Ｖｐｐを常時目標電圧に維持させることができるが、一般モードから、オートリフレッシュ動作モードのように電流消費が急激に増加する動作モードに進入する際に、ポンピング電圧Ｖｐｐが目標電圧より低くなってから目標電圧まで上昇させる現象が生じるという問題点がある。すなわち、低くなったポンピング電圧Ｖｐｐをポンピング電圧検出器１１０が感知し、ポンピング動作を行ってポンピング電圧Ｖｐｐを目標電圧までさらに上昇させるまでは、ポンピング電圧Ｖｐｐが目標電圧より低い状態で回路が動作する。
【０００９】
したがって、この区間では、動作の誤りが発生することも可能なので、回路の動作に対する信頼性が低下するという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、この発明に係る高電圧供給回路及び高電圧供給方法は、ポンピング電圧を発生させるポンピング電圧発生部以外に補助ポンピング電圧発生部をさらに備え、一般動作モードから、電流消費が急激に増加する動作モードに入ると同時に、補助ポンピング電圧発生部を一定の時間動作させて、ポンピング電圧を目標電圧よりさらに高く上昇させることにより、電流消費が急激に増加する動作モードに入ってもポンピング電圧が目標電圧より低くなることを防止し、回路を安定的に動作させて回路の信頼性を向上させることを課題として、それを解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、この発明の実施例に係る高電圧供給回路は、電源電圧より高い第１ポンピング電圧を生成するための第１ポンピング電圧発生部、及び第１動作モードから電流消費の増加する第２動作モードへの移行時に、第２動作モード信号に従って電源電圧より高い第２ポンピング電圧を生成して第１ポンピング電圧発生部の出力端子へ供給するための第２ポンピング電圧発生部を備えてなる。
【００１２】
前記において、第１ポンピング電圧発生部は、所定のパルスを発生させるためのオシレータと、パルスに応じて電源電圧を上昇させて第１ポンピング電圧を生成するためのポンピング部と、第１ポンピング電圧が目標電圧より低ければ、第１ポンピング電圧が目標電圧に上昇するまでオシレータを動作させるポンピング電圧検出部とを含む。
【００１３】
また、第２ポンピング電圧発生部は、第２動作モード信号に従ってイネーブル信号を発生させるための動作モード判断部と、イネーブル信号に従って所定のパルスを発生させるためのオシレータと、パルスに応じて電源電圧を上昇させて第２ポンピング電圧を生成するためのポンピング部とを含む。
【００１４】
この際、動作モード判断部は、第２動作モードへの移行と同時に目標時間の間のみイネーブル信号を発生させることが好ましい。このような動作モード判断部は、第２動作モード信号を目標時間だけ反転遅延させるための反転遅延部と、第２動作モード信号と反転遅延部の出力信号とを否定論理積するためのＮＡＮＤゲートと、ＮＡＮＤゲートの出力信号を反転させてイネーブル信号を発生させるためのインバータとを含む。ここで、第２動作モード信号がリフレッシュフラグ信号であり、第２動作モードがオートリフレッシュ動作モードであることができる。
【００１５】
一方、反転遅延部は、直列に接続された奇数個のインバータを含んでなり、反転遅延部に含まれたインバータの数に応じて目標時間を制御することができる。
【００１６】
この発明の実施例に係る高電圧供給方法は、第１動作モード時に第１ポンピング電圧を周辺回路へ供給する段階と、第１動作モードから電流消費の増加する第２動作モードに移行すると、第２ポンピング電圧を発生させて第１ポンピング電圧と共に周辺回路へ供給する段階とを含む。
【００１７】
この際、第２ポンピング電圧は、第２動作モードへの移行と同時に、周辺回路へ供給され、一定の時間のみ供給されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
この発明は、一般動作モードから、電流消費が急激に増加する動作モードに移行しても、補助ポンピング電圧発生部を用いてポンピング電圧が目標電圧より低くなることを防止することにより、回路を安定的に動作させて回路の信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面に基づいて、この発明の好適な実施例を説明する。なお、この発明は、下記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形実現が可能である。これらの実施例は、この発明の開示を完全にし、当技術分野で通常の知識を有する者にこの発明の範疇を知らせるために提供されるものである。この発明の範囲は、特許請求の範囲によって理解されるべきである。
【００２０】
図２は、この発明の実施例に係る高電圧供給回路の構成及び動作を説明するためのブロック図である。図２を参照すると、この発明の実施例に係る高電圧供給回路は、第１ポンピング電圧発生部１００と第２ポンピング電圧発生部２００とを含む。ここで、第１ポンピング電圧発生部１００は、ポンピング電圧検出器１１０、オシレータ１２０及びポンピング部１３０を含む。
【００２１】
全体回路が初期化されて正常的に動作し始めると、アクティブ信号が発生するが、アクティブ信号がイネーブル信号Ｅ１としてポンピング電圧検出器１１０に印加され、イネーブル信号に従って、ポンピング電圧検出器１１０は、ポンピング部１３０で生成されたポンピング電圧Ｖｐｐの電位を判断する。オシレータ１２０は、ポンピング電圧検出器１１０の出力信号に応じてパルス信号を発生させる。ポンピング部１３０は、オシレータ１２０からのパルス信号を用いて電源電圧Ｖｄｄを上昇させて、第１ポンピング電圧Ｖｐｐを生成し、これを周辺回路１４０へ供給する。この際、ポンピング電圧検出器１１０は、ポンピング部１３０で生成されたポンピング電圧Ｖｐｐの電位を判断する。判断結果、ポンピング電圧Ｖｐｐが目標電圧より低ければ、オシレータ１２０を動作させてポンピング電圧Ｖｐｐが目標電圧になるまで電源電圧Ｖｄｄを持続的に上昇させ、ポンピング電圧Ｖｐｐが目標電圧まで上昇すると、ポンピング動作が中止されるようにオシレータ１２０の動作を中止させる。
【００２２】
この際、第１動作モードから、電流消費が急激に増加する第２動作モードに入ると、第１ポンピング電圧発生部１００からの第１ポンピング電圧Ｖｐｐが目標電圧より低くなり、第１ポンピング電圧Ｖｐｐを目標電圧までさらに上昇させるには一定の時間がかかる。これにより、第２動作モードへの移行後には、一定の時間第１ポンピング電圧Ｖｐｐが目標電圧より低く供給されることが可能である。
【００２３】
第２ポンピング電圧発生部２００は、このように第１ポンピング電圧Ｖｐｐが目標電圧より低くなることを防止するために、第１動作モード（たとえば、一般動作モード）から、電流消費が増加する第２動作モード（たとえば、ＤＲＡＭにおけるオートリフレッシュ動作モード）に入ると同時に、第２動作モード信号に従って電源電圧より高い第２ポンピング電圧を生成して、第１ポンピング電圧発生部１００の出力端子に供給する。より具体的に説明すると、次のとおりである。
【００２４】
第２ポンピング電圧発生部２００は、動作モード判断部２１０、オシレータ２２０及びポンピング部２３０を含む。ここで、動作モード判断部２１０は、第１動作モードから電流消費の増加する第２動作モードへの移行時に、第２動作モード信号に応じてイネーブル信号Ｅ２を発生させる。オシレータ２２０は、イネーブル信号Ｅ２に従って所定のパルスを発生させる。ポンピング部２３０は、オシレータ２２０からのパルスに応じて電源電圧を上昇させて第２ポンピング電圧を生成し、これを第１ポンピング電圧発生部１００の出力端子に供給する。
【００２５】
この際、高電圧供給回路がＤＲＡＭに含まれて内部オートリフレッシュ動作のための高電圧Ｖｐｐを生成する場合には、第１動作モードが一般動作モードになり、第２動作モードがオートリフレッシュ動作モードになることができる。また、この場合にはオートリフレッシュ命令に基づいたリフレッシュフラグ信号が第２動作モード信号として動作モード判断部２１０に印加されることができる。ここで、リフレッシュフラグ信号は、外部でオートリフレッシュ命令によって作られる信号であって、リフレッシュ動作の始まりと終わりを知らせる信号である。リフレッシュフラグ信号が印加されて電流消費が増加する第２動作モード（オートリフレッシュ動作モード）に入ると、動作モード判断部２１０は、リフレッシュフラグ信号が印加されると同時にイネーブル信号Ｅ２を生成する。イネーブル信号Ｅ２が生成されてオシレータ２２０に入力されると、オシレータ２２０は、所定のパルスを生成し、ポンピング部２３０は、パルスに応じて電源電圧を上昇させて第２ポンピング電圧を発生させ、これを第１ポンピング電圧発生部１００の出力端子に供給する。
【００２６】
他方、第２動作モードに入った後、第２ポンピング電圧発生部２００が動作し続けると、、第１ポンピング電圧発生部１００の出力端子の電位が引き続き上昇する。したがって、第１ポンピング電圧発生部１００の第１ポンピング電圧Ｖｐｐが目標電圧より低くならない程度で第２ポンピング電圧が第１ポンピング電圧発生部１００の出力端子に供給できるように、第２ポンピング電圧発生部２００を一定の時間のみ動作させることが好ましい。このため、動作モード判断部２１０は、第２動作モード信号が印加されると、一定の時間のみイネーブル信号Ｅ２を生成する。次に、このような動作モード判断部２１０の具体的な実施例を説明する。
【実施例】
【００２７】
図３は、図２の動作モード判断部の実施例を説明するための詳細回路図である。図３を参照すると、イネーブル信号Ｅ２を一定の時間のみ生成するための動作モード判断部は、反転遅延部２１１と多数の論理素子を用いて実現可能である。より具体的に例を挙げて説明すると、動作モード判断部は、第２動作モード信号（たとえば、リフレッシュフラグ信号）を目標時間だけ反転遅延させるための反転遅延部２１１と、第２動作モード信号と反転遅延部２１１の出力信号とを否定論理積するためのＮＡＮＤゲートＮ１と、ＮＡＮＤゲートＮ１の出力信号を反転させてイネーブル信号Ｅ２を発生させるためのインバータＩ１とを含む。前記において、反転遅延部２１１は、直列に接続された奇数個のインバータＩ２〜Ｉ２ｎからなり、インバータの数に応じて第２動作モード信号としてのリフレッシュフラグ信号の遅延程度、すなわちイネーブル信号Ｅ２の発生時間を調節することができる。
【００２８】
以下、図３の詳細回路図と図４の波形図を参照して、第１動作モード（一般動作モード）から第２動作モード（オートリフレッシュ動作モード）へ移行する場合の高電圧供給回路の動作を説明する。図４は、この発明の実施例に係る高電圧供給回路の動作を説明するための波形図である。
【００２９】
＜一般動作モード＞
一般動作モードでは、リフレッシュフラグ信号がローレベルで印加される。リフレッシュフラグ信号がローレベルで動作モード判断部２１０のＮＡＮＤゲートＮ１に印加されると、ＮＡＮＤゲートＮ１は、ハイレベルの信号を出力し、この信号は、インバータＩ１によって反転されてローレベルのイネーブル信号Ｅ２が生成される。したがって、第１ポンピング電圧発生部のみ動作し、第２ポンピング電圧発生部は動作せず、第２ポンピング電圧も生成されない。一般動作モードは、電流消費が多くないので、第１ポンピング電圧発生部１００のみでも周辺回路にポンピング電圧を十分安定的に供給することができる。
【００３０】
この状態で、リフレッシュフラグ信号が印加されて電流消費が増加する第２動作モードのオートリフレッシュ動作モードに入ると、リフレッシュフラグ信号が印加されると同時に、第２ポンピング電圧発生部２００が一定の時間動作して、第１ポンピング電圧発生部１００からの第１ポンピング電圧Ｖｐｐが低くなることを防止する。より具体的に説明すると、次のとおりである。
【００３１】
＜オートリフレッシュ動作モード＞
リフレッシュフラグ信号がハイレベルで印加されると、オートリフレッシュ動作モードに移行しながらリフレッシュフラグ信号が第２ポンピング電圧発生部の動作モード判断部に印加される。ハイレベルのリフレッシュフラグ信号は、動作モード判断部のＮＡＮＤゲートＮ１の第１入力端に印加される。一方、反転遅延部２１１は、一定の時間が経過した後、ハイレベルのリフレッシュフラグ信号をローレベルに反転させるため、一定の時間は反転遅延部２１１の出力信号がハイレベルに維持され、ハイレベルの出力信号がＮＡＮＤゲートＮ１の第２入力端に印加される。ＮＡＮＤゲートＮ１の第１及び第２入力端にハイレベルの信号が印加され、ＮＡＮＤゲートＮ１は、ローレベルの信号を出力し、ローレベルの信号は、インバータＩ１によって反転されて、ハイレベルのイネーブル信号Ｅ２が発生される。
【００３２】
イネーブル信号Ｅ２がハイレベルになると、第２ポンピング電圧発生部のオシレータとポンピング部が動作して第２ポンピング電圧を生成し、これを第１ポンピング電圧発生部の出力端子へ供給する。このような動作により、電流消費が増加してもポンピング電圧が低くなることを防止することができる。
【００３３】
一定の時間が経過すると、反転遅延部２１１は、ハイレベルのリフレッシュフラグ信号をローレベルに反転させ、この信号は、ＮＡＮＤゲートＮ１の第２入力端に印加される。ＮＡＮＤゲートＮ１は、リフレッシュフラグ信号に関係なく、反転遅延部２１１のローレベル信号によってハイレベルの信号を出力する。このハイレベルの信号は、インバータＩ１によって反転されてローレベルのイネーブル信号Ｅ２が発生される。
【００３４】
イネーブル信号Ｅ２がローレベルになると、第２ポンピング電圧発生部のオシレータとポンピング部の動作が中断される。すなわち、第２ポンピング電圧発生部の動作が中断され、第１ポンピング電圧発生部のみが動作し続ける。
【００３５】
このように、電流消費が増加してポンピング電圧が低くなる可能性のあるオートリフレッシュ動作モードへの移行期間に、ポンピング電圧の変化に関係なく、第１ポンピング電圧発生部の出力端子にポンピング電圧を、一定の時間、予め供給して補充することにより、ポンピング電圧が目標電圧より低くなることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】従来の技術に係る高電圧供給回路の構成及び動作を説明するためのブロック図である。
【図２】この発明の実施例に係る高電圧供給回路の構成及び動作を説明するためのブロック図である。
【図３】図２の動作モード判断部の実施例を説明するための詳細回路図である。
【図４】この発明の実施例に係る高電圧供給回路の動作を説明するための波形図である。
【符号の説明】
【００３７】
１００  第１ポンピング電圧発生部
２００  第２ポンピング電圧発生部
１１０  ポンピング電圧検出器
２１０  動作モード判断部
１２０、２２０  オシレータ
１３０、２３０  ポンピング部
１４０  周辺回路
２１１  反転遅延部
【図１】
2005071559.tif 000003
【図２】
2005071559.tif 000004
【図３】
2005071559.tif 000005
【図４】
2005071559.tif 000006