(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部電圧を出力するための出力ノードと、
前記内部電圧と基準電圧とを比較し、比較信号を発生する比較回路と、
前記比較信号に応答して前記出力ノードに電荷を供給する駆動回路と、
前記内部電圧が前記基準電圧より高いとき、前記内部電圧が前記基準電圧と同一になるまで前記出力ノードを放電させるクランプ回路と、を含む半導体装置の内部電圧供給回路であって、
前記クランプ回路は、Ｎチャネルトランジスタと、抵抗と、Ｐチャネルトランジスタとを含み、
前記Ｎチャネルトランジスタのゲートとソースとは相互接続され、前記基準電圧を共通に印加され、前記ソースはノードに接続され、
前記ノードと接地との間に接続される前記抵抗は、前記ノードにチャージされる電圧を放電するために用いられ、
前記Ｐチャネルトランジスタのゲートは前記ノードに接続され、ソースは前記出力ノードに、ドレインは接地に各々接続され、
前記Ｎチャネルトランジスタは前記Ｐチャネルトランジスタのゲート電位を制御するために使用され、
前記ノードにチャージされる電圧は、基準電圧からＮチャネルトランジスタのスレッショルド電圧を引いた電圧レベルに常に維持され、
前記Ｎチャネルトランジスタのスレッショルド電圧が、前記Ｐチャネルトランジスタのスレッショルド電圧と同一又は低い、ことを特徴とする半導体装置の内部電圧供給回路。
【請求項２】
内部電圧を出力するための出力ノードと、
前記内部電圧と基準電圧とを比較し、比較信号を発生する比較回路と、
前記比較信号に応答して前記出力ノードに電荷を供給する駆動回路と、
前記内部電圧が前記基準電圧より高いとき、前記内部電圧が前記基準電圧と同一になるまで前記出力ノードを放電させるクランプ回路とを、含む半導体装置の内部電圧供給回路であって、
前記クランプ回路は、第１Ｐチャネルトランジスタと抵抗と第２Ｐチャネルトランジスタとを含み、
前記第１Ｐチャネルトランジスタのゲートとドレインとは、ノードに共通に接続され、ソースには前記基準電圧が印加され、
前記抵抗は前記ノードと接地との間に接続され、前記ノードにチャージされる電圧を放電し、
第２Ｐチャネルトランジスタのゲートは前記ノードに、ソースは前記出力ノードにそれぞれ接続され、ドレインは接地され、
前記第１Ｐチャネルトランジスタは、前記第２Ｐチャネルトランジスタのゲート電位を制御し、前記ノードにチャージされる電圧が、基準電圧から第１Ｐチャネルトランジスタのスレッショルド電圧を引いた電圧となるように、常に維持され、
前記第１Ｐチャネルトランジスタのスレッショルド電圧が、前記第２Ｐチャネルトランジスタのスレッショルド電圧と同一又は低い、ことを特徴とする半導体装置の内部電圧供給回路。
【請求項３】
内部電圧を出力するための出力ノードと、
前記内部電圧と基準電圧とを比較し、比較信号を発生する比較回路と、
前記比較信号に応答して前記出力ノードに電荷を供給する駆動回路と、
前記内部電圧が前記基準電圧より高いとき、前記内部電圧が前記基準電圧と同一になるまで前記出力ノードを放電させるクランプ回路とを、含む半導体装置の内部電圧供給回路であって、
前記クランプ回路は、ダイオードと抵抗とＰチャネルトランジスタとを含み、
前記ダイオードのアノードには前記基準電圧が印加され、カソードはノードに接続され、
前記ノードと接地との間に接続される前記抵抗は、前記ノードにチャージされる電圧を放電し、
前記Ｐチャネルトランジスタのゲートは前記ノードに接続され、ソースは前記出力ノードに接続され、ドレインは接地され、
前記ダイオードは、前記Ｐチャネルトランジスタのゲート電位し、前記ノードにチャージされる電圧は、前記基準電圧からダイオードのスレッショルド電圧を引いた電圧レベルに一定に維持され、
前記ダイオードのスレッショルド電圧が、前記Ｐチャネルトランジスタのスレッショルド電圧と同一又は低い、ことを特徴とする半導体装置の内部電圧供給回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置の内部電圧供給回路に係り、より詳しくは、一定電圧の内部電圧を発生する内部電圧供給回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高集積半導体メモリ装置は、定常的な動作モード時には、外部電圧に無関係に３−６Ｖの動作電圧範囲内で一定に維持される約３ボルトの定電圧を発生する内部電源回路を備えている。
【０００３】
図７に示すように、従来の内部電圧供給回路は比較回路２０と駆動回路４０とから構成されている。比較回路２０は内部電圧ＶＣＣｉｎｔを基準電圧Ｖｒｅｆと比較し、出力ノード２を通じて比較結果信号Ｓ＿ＣＯＭＰを発生する。内部電圧ＶＣＣｉｎｔは内部電圧供給回路の出力ノード１を通じて図示しない半導体装置の内部回路に供給される。駆動回路４０は比較結果信号Ｓ＿ＣＯＭＰを受け入れるためのゲート、電源電圧（以後、“外部電圧”と称する）ＶＣＣｅｘｔを受け入れるためのソース、及び出力ノード１に連結されたドレインを持つＰチャネルトランジスタで構成される。
【０００４】
基準電圧Ｖｒｅｆが内部電圧ＶＣＣｉｎｔより高いと、信号Ｓ＿ＣＯＭＰは内部電圧ＶＣＣｉｎｔが基準電圧Ｖｒｅｆに到達するまで、接地電圧Ｖｓｓに維持される。駆動回路４０はゲートに印加された接地電圧Ｖｓｓにより活性化され、その結果、電荷が入力ノード３から出力ノード１に供給される。
【０００５】
すると、出力ノード１に現われる内部電圧ＶＣＣｉｎｔは基準電圧Ｖｒｅｆにまで上昇し、その結果、比較回路２０は外部電圧ＶＣＣｅｘｔレベルの比較結果信号Ｓ＿ＣＯＭＰを発生する。駆動回路４０は非活性化され、その結果、入力ノード３からの電荷は出力ノード１に供給されなくなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の内部電圧供給回路において、内部電圧ＶＣＣｉｎｔが、図６のグラフ“Ａ”に示すように、回路動作中にノイズによって、あるいは、比較的高い電圧が内部電圧に印加されて内部回路ラインが短絡（ｓｈｏｒｔ−ｃｉｒｃｕｉｔ）して瞬間的に上昇することがある。このように内部電圧Ｖｃｃｉｎｔが上昇すると、半導体装置の消耗電力が増加し、内部回路の動作特性、例えば、インバータのトリップ点（ｔｒｉｐ  ｐｏｉｎｔｓ）が変化するなどの深刻な問題点を誘発する。
【０００７】
従って、本発明は瞬間的に上昇する内部電圧を一定のレベルにクランプすることができる半導体装置の内部電圧供給回路を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述したような目的を達成するための本発明の一つの特徴によると、本発明の半導体装置の内部電圧供給回路は、内部電圧を出力する出力ノードと、比較信号を発生するために基準電圧と内部電圧とを比較する比較回路と、比較信号に応答して出力ノードに電荷を供給する駆動回路と、内部電圧が基準電圧より高いとき、内部電圧が基準電圧と同一になるまで出力ノードを放電させるクランプ回路とを含む。
【０００９】
このように構成することにより、内部電圧が動作中に瞬間的に上昇しても内部電圧供給回路により内部電圧が一定に維持される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１ないし図６を参照して詳細に説明する。
なお、図７に示す従来の回路と同一部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。
【００１１】
図１を参照すると、本発明による半導体装置の内部電圧供給回路は比較回路２０と駆動回路４０とクランプ回路６０とを含む。クランプ回路６０は内部電圧ＶＣＣｉｎｔを一定なレベルにクランプするためと、クランプされた内部電圧を出力ノード１を通じて図示しない半導体装置の内部回路に伝達するためとの目的で設けられている。正常動作の間に、内部電圧供給回路内にノイズが流入されることにより、内部電圧より高い電圧が内部回路に伝達され、図示しない内部電圧ラインの間に短絡現象が発生すると、内部電圧ＶＣＣｉｎｔが瞬間的に上昇する。しかし、上昇する内部電圧ＶＣＣｉｎｔはクランプ回路６０を通じて放電することができる。その結果、内部電圧は常に一定に維持される。
【００１２】
図７の構造と同じように、比較回路２０は基準電圧Ｖｒｅｆと内部電圧ＶＣＣｉｎｔとを比較し、出力ノード２を通じて比較結果信号Ｓ＿ＣＯＭＰを供給する。内部電圧ＶＣＣｉｎｔは内部電圧供給回路の出力ノード１を通じて図示しない半導体装置の内部回路に供給される。駆動回路４０は比較結果信号Ｓ＿ＣＯＭＰを受け入れるためのゲート、入力ノード３を通じて外部から印加される外部電圧ＶＣＣｅｘｔを受け入れるためのソース、出力ノード１に連結されたドレインを持つＰチャネルトランジスタ４１で構成される。
【００１３】
仮に、出力ノード１からの内部電圧ＶＣＣｉｎｔが基準電圧Ｖｒｅｆより高いと、クランプ回路６０は出力ノード１からの電圧を基準電圧Ｖｒｅｆと同一電圧にするため、出力ノード１を放電させる。結果的に、出力ノード１から内部回路に供給される内部電圧ＶＣＣｉｎｔは常に一定に維持される。
【００１４】
内部電圧供給回路は内部回路と一緒に半導体装置内に組込むこともできるし、半導体装置と分離して形成することもできる。
【００１５】
図１を参照すると、本発明の第１の実施の形態による内部電圧供給回路は比較回路２０と駆動回路４０とクランプ回路６０とを含む。比較回路２０と駆動回路４０は図７のそれと同様に動作するので、これについての詳細な説明は省略する。
【００１６】
クランプ回路６０は、Ｎチャネルトランジスタ６１と、抵抗６２と、Ｐチャネルトランジスタ６３とを含む。Ｎチャネルトランジスタ６１のゲートとソースとは相互接続され、基準電圧Ｖｒｅｆを共通に印加され、ソースはノード４に接続される。ノード４と接地Ｖｓｓとの間に接続される抵抗６２は、ノード４にチャージされる電圧を放電するために用いられる。Ｐチャネルトランジスタ６３のゲートはノード４に接続され、ソースは出力ノード１に、ドレインは接地Ｖｓｓに各々接続される。Ｎチャネルトランジスタ６１はＰチャネルトランジスタ６３のゲート電位を制御するために使用される。ノード４にチャージされる電圧は基準電圧ＶｒｅｆからＮチャネルトランジスタ６１のスレッショルド電圧Ｖｔｎ１を引いた電圧レベルに常に維持される。
【００１７】
Ｐチャネルトランジスタ６３のスレッショルド電圧がＶｔｐ２と仮定しよう。出力ノード１からの内部電圧ＶＣＣｉｎｔがＶｒｅｆ−Ｖｔｎ１電圧より大きいと、Ｐチャネルトランジスタ６３はタ−ンオンされる。従って、内部電圧ＶＣＣｉｎｔが瞬間的に上昇しても、クランプ回路６０により｛Ｖｒｅｆ−（Ｖｔｐ２＋Ｖｔｎ１）｝電圧に図６に示されるように一定にクランプされる。
【００１８】
前述したように、仮に、Ｎチャネルトランジスタ６１の代わりに、Ｐチャネルトランジスタ６３のスレッショルド電圧と同一もしくはそれより低いスレッショルド電圧を持つトランジスタを使用しても、出力ノード１からの内部電圧ＶＣＣｉｎｔは基準電圧Ｖｒｅｆにクランプすることができる。Ｐチャネルトランジスタ６３のゲート電位を制御するための、Ｐチャネルトランジスタ６３より低いスレッショルド電圧を持つＮチャネルトランジスタ６１は低いスレッショルド電圧を得られるイオン注入工程により作製される。
【００１９】
図２は図１に示した比較回路２０の具体的回路の一例を示す回路図である。内部電圧が出力ノード１からＮチャネルトランジスタ２２のゲートに供給される。一方、基準電圧ＶｒｅｆはＮチャネルトランジスタ２１のゲートに供給される。トランジスタ２１と２２のソースは共通接続され、一定電流を供給するＮチャネルトランジスタ２３を通じて接地される。
【００２０】
基準電圧Ｖｒｅｆは又トランジスタ２３のゲートにも供給される。Ｎチャネルトランジスタ２１のドレインはＰチャネルトランジスタ２４のドレインに接続される。
【００２１】
これらのトランジスタ２４と２５のゲートはトランジスタ２５のドレインに共通に接続され、トランジスタ２４と２５のソースは共通に接続され、外部電源電圧ＶＣＣｅｘｔを印加される。比較結果により図３に示すような波形を持つ信号Ｓ＿ＣＯＭＰがトランジスタ２１のドレインから出力される。
なお、横軸は内部電圧Ｖｃｃｉｎｔと基準電圧Ｖｒｅｆとの差ΔＶを示す。
【００２２】
図４は本発明の第２の実施の形態による内部電圧供給回路の構成を示す回路図である。
【００２３】
図４の内部電圧供給回路は、Ｎチャネルトランジスタ６１を持つ図１に示したクランプ回路６０の代わりに、Ｐチャネルトランジスタ６４を使用したクランプ回路６０ａを採用している。他の構成は図１と同一である。
【００２４】
クランプ回路６０ａはＰチャネルトランジスタ６４と抵抗６２とＰチャネルトランジスタ６３とを含む。Ｐチャネルトランジスタ６４のゲートとドレインとはノード４に共通に接続され、ソースには基準電圧Ｖｒｅｆが印加される。抵抗６２はノード４と接地との間に接続され、ノード４にチャージされる電圧を放電する。Ｐチャネルトランジスタ６３のゲートはノード４に、ソースは出力ノード１にそれぞれ接続され、ドレインは接地される。
【００２５】
図１の場合と同様に、Ｐチャネルトランジスタ６４はＰチャネルトランジスタ６３のゲート電位を制御し、ノード４にチャージされる電圧が常に基準電圧ＶｒｅｆからＰチャネルトランジスタ６４のスレッショルド電圧Ｖｔｐ１を引いた電圧となるよう常に維持する。
【００２６】
Ｐチャネルトランジスタ６３のスレッショルド電圧がＶｔｐ２と仮定しよう。出力ノード１からの内部電圧ＶＣＣｉｎｔがＶｒｅｆ−Ｖｔｐ１電圧より大きいと、Ｐチャネルトランジスタ６３はターンオンされる。従って、内部電圧ＶＣＣｉｎｔが瞬間的に上昇するとしても、クランプ回路６０ａにより内部電圧は｛Ｖｒｅｆ−（Ｖｔｐ２＋Ｖｔｐ１）｝レベルに一定に維持される。
【００２７】
図５は本発明の第３の実施の形態による内部電圧供給回路の構成を示す回路図である。図５の内部電圧供給回路は、Ｎチャネルトランジスタ６１を持つ図１に示したクランプ回路６０の代わりに、ダイオードを含むクランプ回路６０ｂを採用している。他の構成は図１と同一である。
【００２８】
クランプ回路６０ｂはダイオード６５と抵抗６２とＰチャネルトランジスタ６３とを含む。ダイオード６５のアノードには基準電圧Ｖｒｅｆが印加され、カソードはノード４に接続される。ノード４と接地との間に接続される抵抗はノード４にチャージされる電圧を放電する。Ｐチャネルトランジスタ６３のゲートはノード４に接続され、ソースは出力ノード１に接続され、ドレインは接地される。
【００２９】
図１の場合と同様に、ダイオード６５はＰチャネルトランジスタ６３のゲート電位し、ノード４にチャージされる電圧は基準電圧Ｖｒｅｆからダイオードのスレッショルド電圧Ｖｄｉｏｄｅを引いた電圧レベルに一定に維持される。
Ｐチャネルトランジスタのスレッショルド電圧がＶｔｐ２と仮定しよう。出力ノード１からの内部電圧ＶＣＣｉｎｔがＶｒｅｆ−Ｖｄｉｏｄｅより大きいと、Ｐチャネルトランジスタ６３はターンオンされる。従って、内部電圧ＶＣＣｉｎｔが瞬間的に上昇するとしても、クランプ回路６１ｂにより｛Ｖｒｅｆ−（Ｖｔｐ２＋Ｖｄｉｏｄｅ）｝に内部電圧が一定に維持される。
【００３０】
以上、本発明による回路の構成及び動作を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を外さない範囲内で多様な変化及び変更ができることは言うまでもない。
【００３１】
【発明の効果】
本発明による内部電圧供給回路では、内部電圧が瞬間的に上昇しても、クランプ回路を通じて基準電圧と同一電圧レベルまで放電される。その結果、本発明の内部電圧供給回路は内部電圧を一定にクランプさせる。
【００３２】
又、一定な内部電圧が常に半導体装置の内部回路に供給されるので、内部供給電圧の上昇による半導体装置内部回路の電力消耗を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による内部電源供給回路を示す回路図。
【図２】図１に示された比較回路の一例を示す詳細回路図。
【図３】図１に示された比較回路の出力波形を示すグラフ。
【図４】本発明の第２の実施の形態による内部電源供給回路を示す回路図。
【図５】本発明の第３の実施の形態による内部電源供給回路を示す回路図。
【図６】従来及び本発明の内部電源供給回路の出力波形を比較して示すグラフ。
【図７】従来の内部電圧供給回路の一例を示す回路図。
【符号の説明】
２０    比較回路
４０    駆動回路
６０、６０ａ、６０ｂ    クランプ回路
【図１】
0003919323.tif 000002
【図２】
0003919323.tif 000003
【図３】
0003919323.tif 000004
【図４】
0003919323.tif 000005
【図５】
0003919323.tif 000006
【図６】
0003919323.tif 000007
【図７】
0003919323.tif 000008