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KR20000041751A - Circuit for delivering negative charge pumping voltage of semiconductor device - Google Patents

Circuit for delivering negative charge pumping voltage of semiconductor device Download PDF

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KR20000041751A
KR20000041751A KR1019980057719A KR19980057719A KR20000041751A KR 20000041751 A KR20000041751 A KR 20000041751A KR 1019980057719 A KR1019980057719 A KR 1019980057719A KR 19980057719 A KR19980057719 A KR 19980057719A KR 20000041751 A KR20000041751 A KR 20000041751A
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KR
South Korea
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voltage
negative charge
node
transistor
circuit
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Withdrawn
Application number
KR1019980057719A
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Korean (ko)
Inventor
윤정희
Original Assignee
김영환
현대전자산업 주식회사
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: A circuit for delivering a negative charge pumping voltage in a semiconductor device is provided to maximize the efficiency of a charge pump by inserting resistance to the drain terminals of each pass transistor. CONSTITUTION: First and second resistance(R1,P2) are connected to the drain terminals of first and second transistors(P21,P22) for reducing the potentials of first and second nodes(K21,K22) lower than a junction breakdown voltage. Moreover, a third resistance(R3) is connected to the drain terminal of a fifth transistor(P25). Thus, the voltage falls sequentially by inserting the resistance to the drain terminals of each pass transistor. Moreover, the charge pump efficiency is maximized by obtaining a lower output voltage than a breakdown voltage of each pass transistor.

Description

반도체 장치의 네거티브 차지펌핑전압 전달 회로Negative Charge Pumping Voltage Transfer Circuit of Semiconductor Device

본 발명은 반도체 장치의 네거티브 차지펌핑전압 전달 회로에 관한 것으로, 특히 접합 브레이크다운(breakdown) 전압보다 낮은 전압을 얻기 위해 접합과 노드 사이에 저항을 삽입하여 순시적으로 전압강하를 일으킨만큼 최소전압을 얻어 차지 펌프의 효율을 극대화시킬 수 있는 반도체 장치의 네거티브 차지펌핑전압 전달 회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a negative charge pumping voltage transfer circuit of a semiconductor device. In particular, a minimum voltage may be reduced by inserting a resistor between a junction and a node to obtain a voltage lower than a junction breakdown voltage. The present invention relates to a negative charge pumping voltage transfer circuit of a semiconductor device capable of maximizing efficiency of a charge pump.

도 1은 종래 반도체 장치의 네거티브 차지펌핑전압 전달 회로를 설명하기 위해 도시한 회로도이고, 도 4(a) 및 4(b)는 네거티브 차지펌핑전압 전달시의 입력 신호 및 주요 노드의 전위를 설명하기 위해 도시한 파형도이다.1 is a circuit diagram illustrating a negative charge pumping voltage transfer circuit of a conventional semiconductor device, and FIGS. 4 (a) and 4 (b) illustrate input signals and potentials of main nodes when transferring a negative charge pumping voltage. This is a waveform diagram shown.

네거티브 차지펌프 회로(10)로부터 펌핑된 전압(VNQP)이 입력되고, 제 1 내지 제 3 클럭 신호(CLK1 내지 CLK3)은 도 4(a)에 도시된 것과 같은 파형으로 공급된다.The pumped voltage V NQP is input from the negative charge pump circuit 10, and the first to third clock signals CLK1 to CLK3 are supplied in a waveform as shown in FIG. 4A.

제 1 PMOS 트랜지스터(P11)는 제 1 펌핑 캐패시터(C11)를 통해 공급되는 제 1 클럭 신호(CLK1)에 따라 구동되어 네거티브 차지펌프 회로(10)로부터 공급되는 펌핑 전압(VNQP)을 입력으로 하고, 제 2 PMOS 트랜지스터(P12)는 제 2 펌핑 캐패시터(C12)를 통래 공급되는 제 2 클럭 신호(CLK2)에 따라 구동되어 네거티브 차지펌프 회로(10)로부터 공급되는 펌핑 전압(VNQP)을 입력으로 한다. 제 1 PMOS 트랜지스터(P11)의 드레인단 및 접지단자(Vss) 간에는 제 1 패스 트랜지스터(P13)가 접속되어 있고, 제 2 PMOS 트랜지스터(P12)의 드레인단 및 접지단자(Vss) 간에는 제 2 패스 트랜지스터(P14)가 접속되어 있다. 여기에서, 제 1 및 제 2 패스 트랜지스터(P13, P14)는 예를 들어, 게이트가 접지단자(Vss)에 접속된 PMOS 트랜지스터를 이용하여 구성한다. 한편, 제 1 PMOS 트랜지스터(P11)의 게이트 단자 및 제 2 PMOS 트랜지스터(P12)의 드레인 단자인 제 1 노드(K11)가 서로 접속되어 있고, 제 2 PMOS 트랜지스터(P12)의 게이트 단자 및 제 1 PMOS 트랜지스터(P11)의 드레인 단자인 제 2 노드(K12)는 서로 접속되어 있다.The first PMOS transistor P11 is driven according to the first clock signal CLK1 supplied through the first pumping capacitor C11 and receives the pumping voltage V NQP supplied from the negative charge pump circuit 10. The second PMOS transistor P12 is driven according to the second clock signal CLK2 supplied through the second pumping capacitor C12 to the pumping voltage V NQP supplied from the negative charge pump circuit 10 as an input. do. The first pass transistor P13 is connected between the drain terminal and the ground terminal Vss of the first PMOS transistor P11, and the second pass transistor is connected between the drain terminal and the ground terminal Vss of the second PMOS transistor P12. P14 is connected. Here, the first and second pass transistors P13 and P14 are configured using, for example, PMOS transistors whose gates are connected to the ground terminal Vss. On the other hand, the gate terminal of the first PMOS transistor P11 and the first node K11 which is the drain terminal of the second PMOS transistor P12 are connected to each other, and the gate terminal and the first PMOS of the second PMOS transistor P12 are connected to each other. The second node K12, which is the drain terminal of the transistor P11, is connected to each other.

제 3 PMOS 트랜지스터(P15)는 제 2 노드(K12)의 전위에 따라 구동되어 네거티브 차지펌프 회로(10)로부터 공급되는 펌핑 전압(VNQP)을 입력으로 한다. 제 3 PMOS 트랜지스터(P15)의 드레인 단자와 접지단자(Vss) 간에는 제 3 패스 트랜지스터(P16)가 접속되어 있으며, 제 3 패스 트랜지스터(P16)는 예를 들어, 게이트가 접지단자(Vss) 접속된 PMOS 트랜지스터를 이용하여 구성한다. 또한, 제 3 PMOS 트랜지스터(P15)의 드레인 단자에는 제 3 클럭 신호(CLK3)에 따라 제 3 PMOS 트랜지스터(P15)의 드레인 단자에 유기되는 전압을 펌핑시키기 위한 제 3 펌핑 캐패시터(C13)가 접속되어 있다. 그리고, 제 3 펌핑 캐패시터(C13)의 출력단자인 제 3 노드(K13) 및 접지 단자(Vss) 간에는 펌핑된 전압을 출력하기 위한 로드 캐패시터(Cload)가 접속되어 있다.The third PMOS transistor P15 is driven according to the potential of the second node K12 and receives the pumping voltage V NQP supplied from the negative charge pump circuit 10 as an input. The third pass transistor P16 is connected between the drain terminal of the third PMOS transistor P15 and the ground terminal Vss. The third pass transistor P16 has, for example, a gate connected to the ground terminal Vss. It is configured using a PMOS transistor. In addition, a third pumping capacitor C13 for pumping a voltage induced in the drain terminal of the third PMOS transistor P15 is connected to the drain terminal of the third PMOS transistor P15 according to the third clock signal CLK3. have. A load capacitor C load for outputting the pumped voltage is connected between the third node K13, which is an output terminal of the third pumping capacitor C13, and the ground terminal Vss.

제 1 및 제 2 노드(K11, K12)의 전위는 제 1 및 제 2 PMOS 트랜지스터(P11, P12)에 의한 게이트 캐패시터와 접합 캐패시터 및 펌핑 캐패시터(C11, C12)의 커플링비에 의해 결정되어진다.The potentials of the first and second nodes K11 and K12 are determined by the coupling ratios of the gate capacitors and the junction capacitors and the pumping capacitors C 11 and C 12 by the first and second PMOS transistors P11 and P12. Lose.

제 1 및 제 2 PMOS 트랜지스터(P11, P12)에 의한 게이트 캐패시터와 접합 캐패시터는 상대적으로 작기 때문에, 제 1 및 제 2 노드(K11, K12)의 전위는 제 1 및 제 2 패스 트랜지스터(P13, P14)의 드레인 접합 브레이크다운 전압(VBD=-15)까지 강하된다(도 4의 K11과 K12의 VBD).Since the gate capacitor and the junction capacitor by the first and second PMOS transistors P11 and P12 are relatively small, the potentials of the first and second nodes K11 and K12 are first and second pass transistors P13 and P14. ) drain junction breakdown voltage (= V BD -15) is lowered to (K11 and K12 of the V BD of Fig. 4).

제 3 PMOS 트랜지스터(P15)는 네거티브 차지펌프 회로로부터 공급되는 펌핑 전압(VNQP)을 제 3 노드(K13)의 최대값으로 전달하는데, 제 2 패스 트랜지스터(P14)의 문턱전압값과 제 2 노드(K12)의 전위에 따라 그 레벨이 결정된다. 제 2 패스 트랜지스터(P14)의 접합 브레이크다운 전압이 -VBD라고 하면, 제 3 노드(K13)의 전위는 -VBD+Vt 이하는 전달될 수 없다. 제 3 노드(K13)의 전위는 전달된 최대값으로부터 제 3 클럭 신호(CLK3)에 의한 제 3 펌핑 캐패시터(C13)와 로드 캐패시터(Cload)와의 커플링비에 의해 결정된다. 이때, 커플링비 K =C13/(C13+Cload)이며, 이에 의해 결정되는 제 3 노드(K13)의 전위는 ΔV(=Vcc×K)만큼 최소값을 갖게 된다. 이때, 제 3 노드(K13)의 최소값 역시 제 3 패스 트랜지스터(P16)의 접합 브레이크다운 전압 이하는 내려갈 수 없다.The third PMOS transistor P15 transfers the pumping voltage V NQP supplied from the negative charge pump circuit to the maximum value of the third node K13, and the threshold voltage value of the second pass transistor P14 and the second node. The level is determined in accordance with the potential of K12. When the junction breakdown voltage of the second pass transistor P14 is -V BD , the potential of the third node K13 may not be transferred below -V BD + Vt. The potential of the third node K13 is determined by the coupling ratio of the third pumping capacitor C13 and the load capacitor Cload by the third clock signal CLK3 from the maximum value transmitted. At this time, the coupling ratio K = C13 / (C13 + C load ), and the potential of the third node K13 determined by this has a minimum value of ΔV (= Vcc × K). In this case, the minimum value of the third node K13 may not decrease below the junction breakdown voltage of the third pass transistor P16.

도 3은 네거티브 차지펌핑전압의 전달을 설명하기 위해 도시한 회로도이다.3 is a circuit diagram illustrating the transfer of a negative charge pumping voltage.

네거티브 차지펌프 회로의 출력 전압(VNQP)은 메모리 셀 어레이의 프로그램 게이트(PGATE)로 전달된다. 이를 위해 메모리 셀 어레이의 크기에 따라 스위칭 수단(P31 내지 P3n)이 필요하게 된다. 각 스위칭 수단(P31 내지 P3n)은 네거티브 차지펌핑전압 전달 회로의 출력 전압(OUT 내지 OUTn)에 의해 제어된다. 프로그램 게이트(PGATE)의 전위는 각 네거티브 차지펌핑전압 전달 회로의 출력 전압(OUT)으로부터 각 스위칭 수단의 문턱전압(Vtp)만큼 상승된 전압을 가질 수 있다. 따라서 프로그램 게이트(PGATE)의 전위가 낮아지기 위해서는 각 네거티브 차지펌핑전압 전달 회로의 출력 전압(OUT 내지 OUTn)이 충분히 낮아야 한다. 네거티브 차지펌핑전압 전달 회로의 출력 전압(OUT)이 충분히 낮아지기 위해서는 제 3 패스 트랜지스터(P16)의 접합 브레이크다운 전압이 내려가야 하고, 제 2 노드(K12)의 전위가 내려가야 한다. 제 3 패스 트랜지스터(P16)의 접합 브레이크다운 전압 및 제 2 노드(K12)의 전위는 제 1 및 제 2 패스 트랜지스터(P13, P14)의 접합 브레이크다운 전압에 의존한다. 따라서 프로그램 게이트(PGATE)에 최소전위를 전달하기 위해서는 접합 브레이크다운 전압을 낮추는 것이 필수적이다. 도 4에 도시된 것과 같이 제 1 내지 제 3 노드(K11 내지 K13)의 최소값이 접합 브레이크다운 전압에 의존하고 있음을 알 수 있다. 그러나 접합 브레이크다운 전압을 공정에서 맞추는 것은 용이하지 않으, 이에 따라 소자의 동작 특성이 저하되는 문제점이 있다.The output voltage V NQP of the negative charge pump circuit is transferred to the program gate PGATE of the memory cell array. For this purpose, switching means P31 to P3n are required according to the size of the memory cell array. Each switching means P31 to P3n is controlled by the output voltages OUT to OUTn of the negative charge pumping voltage transfer circuit. The potential of the program gate PGATE may have a voltage increased by the threshold voltage Vtp of each switching means from the output voltage OUT of each negative charge pumping voltage transfer circuit. Therefore, in order for the potential of the program gate PGATE to be lowered, the output voltages OUT to OUTn of each negative charge pumping voltage transfer circuit must be sufficiently low. In order for the output voltage OUT of the negative charge pumping voltage transfer circuit to be sufficiently low, the junction breakdown voltage of the third pass transistor P16 must be lowered, and the potential of the second node K12 must be lowered. The junction breakdown voltage of the third pass transistor P16 and the potential of the second node K12 depend on the junction breakdown voltages of the first and second pass transistors P13 and P14. Therefore, it is essential to lower the junction breakdown voltage to deliver the minimum potential to the program gate (PGATE). As shown in FIG. 4, it can be seen that the minimum values of the first to third nodes K11 to K13 depend on the junction breakdown voltage. However, it is not easy to match the junction breakdown voltage in the process, and thus there is a problem in that the operating characteristics of the device are degraded.

따라서, 본 발명은 네거티브 차지펌핑된 전압을 유기시키는 각 패스 트랜지스터의 드레인단에 저항을 삽입하므로써 순시적으로 전압 강하를 일으켜 각 패스 트랜지스터의 접합 브레이크다운 전압보다 낮은 출력 전압을 얻어 차지펌프 효율을 극대화시킬 수 있는 반도체 장치의 네거티브 차지펌핑전압 전달 회로를 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention instantaneously causes a voltage drop by inserting a resistor into the drain terminal of each pass transistor that induces a negative charge pumped voltage, thereby obtaining an output voltage lower than the junction breakdown voltage of each pass transistor, thereby maximizing charge pump efficiency. It is an object of the present invention to provide a negative charge pumping voltage transfer circuit of a semiconductor device.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 장치의 네거티브 차지펌핑전압 전달 회로는 네거티브 차지펌프 회로의 출력단 및 제 1 노드 간에 접속되며 게이트 전극이 제 2 노드에 접속되는 제 1 트랜지스터와, 네거티브 차지펌프 회로의 출력단 및 제 2 노드 간에 접속되며 게이트 전극이 상기 제 1 노드에 접속되는 제 2 트랜지스터와, 상기 상기 제 1 및 제 2 트랜지스터의 각 게이트 전극에 제 1 및 제 2 클럭 신호를 각기 공급하기 위한 제 1 및 제 2 캐패시터와, 상기 제 1 노드에 유기되는 전압을 증가시키기 위한 제 1 소자와, 상기 제 2 노드에 유기되는 전압을 증가시키기 위한 제 2 소자와, 상기 제 1 소자 및 접지단자 간에 접속되며 게이트 전극이 접지되는 제 3 트랜지스터와, 상기 제 2 소자 및 접지단자 간에 접속되며 게이트 전극이 접지되는 제 4 트랜지스터와, 상기 네거티브 차지펌프 회로의 출력단 및 출력단자 간에 접속되며, 게이트 전극이 상기 제 1 노드에 접속되는 제 5 트랜지스터와, 상기 출력단자에 유기되는 전압을 증가시키기 위한 제 3 소자와, 상기 제 3 소자 및 접지단자 간에 접속되며 게이트 전극이 접지되는 제 1 노드에 접속되는 제 6 트랜지스터와, 상기 출력단자에 제 3 클럭신호를 공급하기 위한 제 3 캐패시터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The negative charge pumping voltage transfer circuit of the semiconductor device according to the present invention for achieving the above object is a first transistor connected between the output terminal and the first node of the negative charge pump circuit and the gate electrode is connected to the second node, the negative charge Supplying first and second clock signals to a second transistor connected between an output terminal of the pump circuit and a second node, the gate electrode of which is connected to the first node, and to each gate electrode of the first and second transistors, respectively. First and second capacitors, a first element for increasing the voltage induced at the first node, a second element for increasing the voltage induced at the second node, and the first element and the ground terminal. A third transistor connected between the second transistor and the ground electrode and a second transistor connected between the second element and the ground terminal and grounded with the gate electrode; A fourth transistor connected between the four transistors, an output terminal and an output terminal of the negative charge pump circuit, a gate electrode connected to the first node, a third element for increasing a voltage induced at the output terminal, And a sixth transistor connected between the third element and the ground terminal and connected to the first node having the gate electrode grounded, and a third capacitor for supplying a third clock signal to the output terminal.

도 1은 종래 반도체 장치의 네거티브 차지펌핑전압 전달 회로를 설명하기 위해 도시한 회로도.1 is a circuit diagram illustrating a negative charge pumping voltage transfer circuit of a conventional semiconductor device.

도 2는 본 발명에 따른 반도체 장치의 네거티브 차지펌핑전압 전달 회로를 설명하기 위해 도시한 회로도.2 is a circuit diagram illustrating a negative charge pumping voltage transfer circuit of a semiconductor device according to the present invention.

도 3은 네거티브 차지펌핑전압의 전달을 설명하기 위해 도시한 회로도.3 is a circuit diagram illustrating the transfer of negative charge pumping voltage.

도 4(a) 및 4(b)는 네거티브 차지펌핑전압 전달시의 입력 신호 및 주요 노드의 전위를 설명하기 위해 도시한 파형도.4 (a) and 4 (b) are waveform diagrams for explaining the potentials of the main node and the input signal when the negative charge pumping voltage is transmitted.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

20 : 네거티브 차지펌프 회로20: negative charge pump circuit

C21 내지 C23 : 제 1 내지 제 3 캐패시터C21 to C23: first to third capacitor

P21, P22, P23, P24, P25, P26 : 제 1 내지 제 6 트랜지스터P21, P22, P23, P24, P25, P26: first to sixth transistors

R1 내지 R3 : 제 1 내지 제 3 소자R1 to R3: first to third elements

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 반도체 장치의 네거티브 차지펌핑전압 전달 회로를 설명하기 위해 도시한 회로도이고, 도 4(a) 및 4(b)는 네거티브 차지펌핑전압 전달시의 입력 신호 및 주요 노드의 전위를 설명하기 위해 도시한 파형도이다.FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a negative charge pumping voltage transfer circuit of a semiconductor device according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIGS. 4A and 4B illustrate input signals and potentials of main nodes when transferring a negative charge pumping voltage. It is a waveform diagram shown to illustrate.

네거티브 차지펌프 회로(20)로부터 펌핑된 전압(VNQP)이 입력되고, 제 1 내지 제 3 클럭 신호(CLK1 내지 CLK3)는 도 4(a)에 도시된 것과 같은 파형으로 공급된다.The pumped voltage V NQP is input from the negative charge pump circuit 20, and the first to third clock signals CLK1 to CLK3 are supplied in a waveform as shown in FIG. 4A.

제 1 트랜지스터(P21)는 제 1 캐패시터(C21)를 통해 공급되는 제 1 클럭 신호(CLK1)에 따라 구동되며 네거티브 차지펌프 회로(20)로부터 공급되는 펌핑 전압(VNQP)을 입력으로 하고, 제 2 트랜지스터(P22)는 제 2 캐패시터(C22)를 통해 공급되는 제 2 클럭 신호(CLK2)에 따라 구동되며 네거티브 차지펌프 회로(20)로부터 공급되는 펌핑 전압(VNQP)을 입력으로 한다. 제 1 트랜지스터(P21)의 드레인 단자에는 제 1 소자(R1)가 접속되어, 제 2 클럭 신호(CLK2)에 의해 제 1 트랜지스터(P21)의 드레인 단자에 유기되는 전압을 증가시키는 역할을 하며, 제 2 트랜지스터(P22)의 드레인 단자에는 제 2 소자(R2)가 접속되어, 제 1 클럭 신호(CLK1)에 의해 제 2 트랜지스터(P22)의 드레인 단자에 유기되는 전압을 증가시키는 역할을 한다. 제 1 소자(R1) 및 접지단자(Vss) 간에는 게이트가 접지되는 제 3 트랜지스터(P23)가 접속되어 있고, 제 2 소자(R2) 및 접지단자(Vss) 간에는 게이드가 접지되는 제 4 트랜지스터(P24)가 접속되어 있다. 여기에서, 제 1 내지 제 4 트랜지스터(P21 내지 P24)는 예를 들어, PMOS 트랜지스터를 이용하여 구성하고 제 1 및 제 2 소자(R1, R2)는 저항 소자를 이용하여 구성한다. 한편, 제 1 트랜지스터(P21)의 게이트 단자 및 제 2 트랜지스터(P22)의 드레인 단자인 제 1 노드(K21)는 서로 접속되어 있고, 제 2 트랜지스터(P22)의 게이트 단자 및 제 1 트랜지스터(P21)의 드레인 단자인 제 2 노드(K22)가 서로 접속되어 있다.The first transistor P21 is driven according to the first clock signal CLK1 supplied through the first capacitor C21 and receives the pumping voltage V NQP supplied from the negative charge pump circuit 20 as an input. The second transistor P22 is driven according to the second clock signal CLK2 supplied through the second capacitor C22 and receives the pumping voltage V NQP supplied from the negative charge pump circuit 20. The first element R1 is connected to the drain terminal of the first transistor P21 to increase the voltage induced in the drain terminal of the first transistor P21 by the second clock signal CLK2. The second element R2 is connected to the drain terminal of the second transistor P22 to increase the voltage induced by the first clock signal CLK1 to the drain terminal of the second transistor P22. A third transistor P23 whose gate is grounded is connected between the first element R1 and the ground terminal Vss, and a fourth transistor P24 whose gate is grounded between the second element R2 and the ground terminal Vss. ) Is connected. Here, the first to fourth transistors P21 to P24 are configured using, for example, PMOS transistors, and the first and second elements R1 and R2 are configured using resistance elements. On the other hand, the gate terminal of the first transistor P21 and the first node K21 which is the drain terminal of the second transistor P22 are connected to each other, and the gate terminal of the second transistor P22 and the first transistor P21 are connected to each other. The second node K22, which is a drain terminal of, is connected to each other.

제 5 트랜지스터(P25)는 제 2 노드(K22)의 전위에 따라 구동되어 네거티브 차지펌프 회로(20)로부터 공급되는 펌핑 전압(VNQP)을 입력으로 한다. 제 5 트랜지스터(P25)의 드레인 단자에는 제 3 소자(R3)가 접속되어 있으며, 제 3 소자(R3)와 접지단자(Vss) 간에는 게이트가 접지된 제 6 트랜지스터(P26)가 접속되어 있다. 제 5 및 제 6 트랜지스터(P25, P26)는 예를 들어, PMOS 트랜지스터를 이용하여 구성하며, 제 3 소자(R3)는 저항 소자를 이용하여 구성한다. 또한, 제 5 트랜지스터(P25)의 드레인 단자에는 제 3 클럭 신호(CLK3)에 따라 제 5 트랜지스터(P25)의 드레인 단자에 유기되는 전압을 펌핑시키기 위한 제 3 캐패시터(C23)가 접속되어 있다. 그리고, 제 3 캐패시터(C23)의 출력단자인 제 3 노드(K23) 및 접지 단자(Vss) 간에는 펌핑된 전압을 출력하기 위한 로드 캐패시터(Cload)가 접속되어 있다.The fifth transistor P25 is driven according to the potential of the second node K22 and receives the pumping voltage V NQP supplied from the negative charge pump circuit 20 as an input. A third element R3 is connected to the drain terminal of the fifth transistor P25, and a sixth transistor P26 having a gate grounded is connected between the third element R3 and the ground terminal Vss. The fifth and sixth transistors P25 and P26 are configured using, for example, PMOS transistors, and the third element R3 is configured using a resistor. In addition, a third capacitor C23 for pumping a voltage induced in the drain terminal of the fifth transistor P25 is connected to the drain terminal of the fifth transistor P25 in accordance with the third clock signal CLK3. A load capacitor C load for outputting the pumped voltage is connected between the third node K23, which is an output terminal of the third capacitor C23, and the ground terminal Vss.

본 발명에서는 제 1 및 제 2 노드(K21, K22)의 전위를 접합 브레이크다운 전압(VBD=-15)보다 낮추기 위해 도 2에 도시된 것과 같이 제 1 및 제 2 트랜지스터(P21, P22)의 드레인 단자와 제 3 및 제 4 트랜지스터(P23, P24) 사이에 저항 소자(R1, R2)를 삽입한다. 이에 따라, 제 3 및 제 4 트랜지스터(P23, P24)의 드레인 단자에서 브레이크다운이 일어나더라도 순시적으로 ΔV1(i1×R1), ΔV2(i2×R2) 만큼 제 1 및 제 2 노드(K21, K22)에 전압을 유기시켜 순시적으로 ΔV만큼 전압이 확보되도록 하였다.In the present invention, as shown in FIG. 2, the potentials of the first and second nodes K21 and K22 are lower than the junction breakdown voltage V BD = -15. Resistance elements R1 and R2 are inserted between the drain terminal and the third and fourth transistors P23 and P24. Accordingly, even if breakdown occurs in the drain terminals of the third and fourth transistors P23 and P24, the first and the second are instantaneously by ΔV 1 (i 1 × R 1 ) and ΔV 2 (i 2 × R 2 ). The voltage was induced at the two nodes K21 and K22 so as to ensure a voltage by ΔV instantaneously.

제 3 노드(K23)의 최소값은 제 3 클럭 신호(CLK3)에 의해 유기되며, 제 3 캐패시터(C23)와 로드 캐패시터(Cload)의 커플링비(K=C3/(C3+Cload)) 및 전원전압(Vcc)값에 따라 ΔV=Vcc×K만큼 강하된다. 제 3 노드(K23)의 접합 브레이크다운 전압 이하는 유지할 수 없으므로, 제 5 트랜지스터(P25)와 제 6 트랜지스터(P26)의 드레인단 사이에 저항 소자(R3)를 삽입하여 제 6 트랜지스터(P26)의 드레인단에서 브레이크다운이 일어나더라도 순시적으로 ΔV(i3×R3)만큼 제 3 노드(K23)에 전압을 유기시켜 제 3 노드(K23)가 최소값(VBD')을 가지도록 한다(도 4의 K23 파형 참고). 이에 따라, 도 3의 각 스위칭 수단(P31 내지 P3n)의 게이트 전압의 부전압이 순시적으로 확보된 ΔV(i3×R3)만큼 확보되므로써 프로그램 게이트(PGATE)에 전달되는 네거티브 펌핑 전압(VNQP)전압도 ΔV만큼 확보된다.The minimum value of the third node K23 is induced by the third clock signal CLK3, and the coupling ratio K = C3 / (C3 + Cload) between the third capacitor C23 and the load capacitor C load and the power supply. According to the voltage Vcc value, it drops by (DELTA) V = Vcc * K. Since the breakdown voltage below the junction of the third node K23 cannot be maintained, a resistance element R3 is inserted between the drain terminal of the fifth transistor P25 and the sixth transistor P26 to prevent the sixth transistor P26. Even when breakdown occurs in the drain terminal, the voltage is momentarily induced to the third node K23 by ΔV (i 3 × R 3 ) so that the third node K23 has the minimum value V BD ′ (FIG. 4, see K23 waveform). Accordingly, the negative pumping voltage V transmitted to the program gate PGATE by ensuring that the negative voltage of the gate voltage of each switching means P31 to P3n of FIG. 3 is instantaneously secured by ΔV (i 3 × R 3 ). NQP ) voltage is also secured by ΔV.

도 4(b)에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 네거티브 차지펌핑전압 전달 회로의 출력단인 제 3 노드(K23)의 최소전압(A')은 종래(A)에 비교하여 낮은 전위를 갖게 된다. 또한, 프로그램 게이트로 인가되는 전압(B')의 경우, 종래 프로그램 게이트(PGATE)로 인가되는 전압(B)이 네거티브 차지펌핑 전압(VNQP)보다 높은 전압을 갖는 것에 비하여, 본 발명에 따르 네거티브 차지펌핑전압 전달 회로를 사용하는 경우 네거티브 차지펌핑 전압(VNQP)에 대응하는 만큼의 부전압이 프로그램 게이트(PGATE)로 인가되는 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 4 (b), the minimum voltage A 'of the third node K23, which is an output terminal of the negative charge pumping voltage transfer circuit according to the present invention, has a lower potential than that of the conventional A. As shown in FIG. . In addition, in the case of the voltage B 'applied to the program gate, the voltage B applied to the conventional program gate PGATE is negative in accordance with the present invention, compared with the voltage B higher than the negative charge pumping voltage V NQP . When using the charge pumping voltage transfer circuit, it can be seen that a negative voltage corresponding to the negative charge pumping voltage V NQP is applied to the program gate PGATE.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 네거티브 차지펌핑된 전압을 유기시키는 각 패스 트랜지스터의 드레인단에 저항을 삽입하므로써 순시적으로 전압 강하를 일으켜 각 패스 트랜지스터의 접합 브레이크다운 전압보다 낮은 출력 전압을 얻어 차지펌프 효율을 극대화할 수 있고, 공정 변수 변화에 대한 충분한 마진을 확보할 수 있으며, 반도체 장치의 소거 동작에 대한 특성 개선으로 소자의 수율을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, an instantaneous voltage drop occurs by inserting a resistor into the drain terminal of each pass transistor for inducing a negative charge-pumped voltage to obtain an output voltage lower than the junction breakdown voltage of each pass transistor. The pump efficiency can be maximized, sufficient margin can be secured for the process variable change, and the yield of the device can be increased by improving characteristics of the erase operation of the semiconductor device.

Claims (3)

네거티브 차지펌프 회로의 출력단 및 제 1 노드 간에 접속되며 게이트 전극이 제 2 노드에 접속되는 제 1 트랜지스터;A first transistor connected between the output terminal of the negative charge pump circuit and the first node and having a gate electrode connected to the second node; 네거티브 차지펌프 회로의 출력단 및 제 2 노드 간에 접속되며 게이트 전극이 상기 제 1 노드에 접속되는 제 2 트랜지스터;A second transistor connected between an output terminal of a negative charge pump circuit and a second node, and a gate electrode connected to the first node; 상기 상기 제 1 및 제 2 트랜지스터의 각 게이트 전극에 제 1 및 제 2 클럭 신호를 각기 공급하기 위한 제 1 및 제 2 캐패시터;First and second capacitors for supplying first and second clock signals to respective gate electrodes of the first and second transistors, respectively; 상기 제 1 노드에 유기되는 전압을 증가시키기 위한 제 1 소자;A first element for increasing a voltage induced at the first node; 상기 제 2 노드에 유기되는 전압을 증가시키기 위한 제 2 소자;A second element for increasing a voltage induced at the second node; 상기 제 1 소자 및 접지단자 간에 접속되며 게이트 전극이 접지되는 제 3 트랜지스터;A third transistor connected between the first element and the ground terminal and having a gate electrode grounded; 상기 제 2 소자 및 접지단자 간에 접속되며 게이트 전극이 접지되는 제 4 트랜지스터;A fourth transistor connected between the second element and the ground terminal and having a gate electrode grounded; 상기 네거티브 차지펌프 회로의 출력단 및 출력단자 간에 접속되며, 게이트 전극이 상기 제 1 노드에 접속되는 제 5 트랜지스터;A fifth transistor connected between an output terminal and an output terminal of the negative charge pump circuit, and a gate electrode connected to the first node; 상기 출력단자에 유기되는 전압을 증가시키기 위한 제 3 소자;A third element for increasing a voltage induced at the output terminal; 상기 제 3 소자 및 접지단자 간에 접속되며 게이트 전극이 접지되는 제 1 노드에 접속되는 제 6 트랜지스터;A sixth transistor connected between the third element and the ground terminal and connected to a first node having a gate electrode grounded; 상기 출력단자에 제 3 클럭신호를 공급하기 위한 제 3 캐패시터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 네거티브 차지펌핑전압 전달 회로.And a third capacitor for supplying a third clock signal to the output terminal. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 내지 제 3 소자 각각은 저항 소자로 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 네거티브 차지펌핑전압 전달 회로.And each of the first to third elements is formed of a resistance element. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 내지 제 6 트랜지스터 각각은 PMOS 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 네거티브 차지펌핑전압 전달 회로.Each of the first to sixth transistors is a PMOS transistor, characterized in that the negative charge pumping voltage transfer circuit of the semiconductor device.
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KR100802223B1 (en) * 2001-12-21 2008-02-11 주식회사 하이닉스반도체 Charge pump circuit of semiconductor device

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100802223B1 (en) * 2001-12-21 2008-02-11 주식회사 하이닉스반도체 Charge pump circuit of semiconductor device
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