电源电压控制电路制造技术

本发明专利技术为电源电压控制电路，它包含具有负反馈电路的参考电压发生电路、用于在外电压超过某个给定电压时增加内电源电压的电源电压电平检测电路、用于有效操作的第一差分放大电路，和一用于备用操作的第二差分放大电路。第一差分放大电路接收参考电压和内电源电压，由第一控制信号和电源电压电平检测电路的输出来控制。第二差分放大电路接收参考电压和内电源电压，由第二控制信号来控制。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

Power supply voltage control circuit

The invention relates to a power supply voltage control circuit, it contains a negative reference voltage generating circuit, feedback circuit for voltage exceeds a given voltage when the power supply voltage level detection circuit, power supply voltage increase for the effective operation of the first differential amplifier circuit, and a standby operation of the second differential amplifier circuit. The first differential amplifying circuit receives the reference voltage and the internal power supply voltage, and is controlled by the output of the first control signal and the power voltage level detection circuit. The second differential amplification circuit receives the reference voltage and the internal supply voltage and is controlled by a second control signal.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于半导体存储器件的电源电压控制电路，特别是一种与外电源电压变化无关的保持内电源电压稳定的电路，并且当外部电源电压等于或大于某一额定值时内部电源电压呈线性增加。近来，半导体器件倾向于愈来愈高地集成化，因此在其电极尺寸在亚微米数量级的半导体器件中由于缩小了该器件的面积就使施加其上的电压相应增加，于是大大影响了器件的可靠性。例如在大量用于高集成度的半导体存贮器中的MOS(金属氧化物半导体)晶体管，虽然外部电源电压保持在诸如5伏的恒定值上，沟道长度变得短到小于1微米，因而漏极电压增加。因此，那里出现穿通现象，耗尽层靠近漏极延伸到源极。这种现象使源极与漏极之间的漏电流增加以致对电极尺寸为亚微米数量级的微MOS晶体管的工作产生严重的不良影响。此外，内部场强按照出现在靠近漏极的耗尽层上的漏极电压增加而增加，因而一些载流子获得附加能量，于是导致热载流子效应，这一效应包括由于载流子穿透栅极氧化层引起的阈值变化，电离碰撞引起的衬底电流的增加，器件的退化，等等。为了防止半导体设备的可靠性由于穿通和热载流子效应而降低，现在所用的作为标准电源电压或外部电源电压的5V电源电压必须压低到3.3V。但是，因为系统的电压电平变化比起存储器芯片面积变化要慢2至3年，就要求在变化的中间阶段，用一种降低外部电源电压的电源电电压控制电路来获得内部电源电压。参阅表示一种常规的电源电压控制电路的附图说明图1，该控制线路包括分别带有外部电压输入端V1和V2的具有接收第一和第二差分放大器20和30的输出的输入端和连接到该第一和第二差分放大器20和30的另外输入端的第一输出端，还包括具有连接到反馈电路40的第一输出节点47的正输入端和连接其输出端51的负输入端的第三差分放大器50。第一和第二差动放大器20、30包含其栅极分别与电压输入端V1、V2相连的第一NMOS晶体管23、34，其栅极共同连接到反馈电路40的第二输出节点48的第二NMOS晶体管24，33，各自独立的电流源25、35分别连接在第一和第二NMOS晶体管23和24、33和34的源极与接地电压端之间，第一和第二PMOS晶体管21和22、31和32连接在外部电源电压端和第一PMOS晶体管21、32及第一NMOS晶体管23、34之间的输出节点26、36上。反馈电路40包含第三和第四PMOS晶体管41和42，其电流通路连接在外电源电压端和第一输出节点47之间，而栅极则分别与第一和第二差分放大器20和30的输出端连接，第一电阻45连接在第一输出节点47和共同连接到第一和第二差分放大器20、30的第二NMOS晶体管24、33的栅极上的第二输出节点48之间，而第二电阻46则连接在第二输出节点48和接地电压端之间。反馈电路40在第二PMOS晶体管41、42和第一电阻45之间的第一输出节点47处产生一个参考电压Vref，并由第一和第二电阻45和46分压，反馈到第一和第二差分放大器20和30的另外的输入端。第三差分放大器50经过正输入端从反馈电路40接收参考电压Vref，因而产生等于参考电压Vref的内部电源电压。图2是按照常规的电源电压控制电路的，表示内电源电压相对于外部电源电压的曲线。水平轴线表示外部电源电压，而垂直轴线则表示内部电源电压。图中表示根据两个输入电压a和b的变化相应内部电源电压“c”。为了便于说明，将外电源电压分成三个区间，即包括3.3伏以下的第一区间60，从3.3伏至6.6伏的第二区间61和6.6伏以上的第三区间62。常规的电源电压控制电路的工作现在结合图1和图2加以说明。第一和第二差分放大器20和30分别通过第一NMOS晶体管23、34的栅极接收外部施加的电压V1和V2并且通过第二NMOS晶体管24、33的栅极接收由第一和第二电阻45、46分压的电压 (R2)/(R1+R2) ·Vref。因而，NMOS晶体管之一接收的电压愈高，就愈导通，在输出节点26、36上产生“低”电平或“高”电平状态的输出。在输出节点26、36处的输出控制第三和第四PMOS晶体管41、42的电流通过能力，以便在第一输出节点47处产生一个要求的参考电压Vref。当外电源电压是在低于3.3伏的第一区间60内，第一差分放大器20的一个输出电压V1是大于第二差动放大器30的一个输入电压V2，如图2所示。因此，直到另一个输入电压 (R2)/(R1+R2) ·Vref变成等于输入电压V1，第一差分放大器20的第一NMOS晶体管23就导通，以便导通反馈电路40的第三PMOS晶体管41。所以，来自第一输出节点47的参考电压Vref就按外加电源电压成比例地增加。同时，当外电源电压是在3.3伏至6.6伏的第二区间61内时，第一差分放大器20的一个输入电压V1大于第二差分放大器30的一个输入电压V2。因此，直到第一和第二差分放大器20、30的另一输入端电压 (R2)/(R1+R2) ·Vref变成等于第一差分放大器20的一个输入电压V1，第一差分放大器继续工作。所以，参考电压Vref等于(R1+R2/R2)·V1。此时，因为电压V1是常数，参考电压Vref就成为具有一个常数值而与外电源电压的增加无关。这样，内电源电压Int Vcc具有一个为3.3伏的常数值。当外电源电压是在超过6.6伏的第三区间62内时，第二差分放大器30的一个输入电压V2变成大于第一差分放大器20的一个输入电压V1。因此，直到第一和第二差分放大器20、30的另一输入电压 (R2)/(R1+R2) ·Vref变成等于第二差分放大器30的一个输入电压V2，第二差分放大器30作为主要差动放大器继续工作。此时，参考电压Vref以一恒定的斜率与V2成比例地相对于V2而增加。当外部电压超过某一额定值(6.6V)和取决于半导体存贮器件整个特性的内部电源电压的限制，内部电源电压的增加对于半导体器件的可靠性来说是非常主要的。因此，内电源电压的斜率在外电源电压超过额定值时应能快速得到调整。但是，为了按照常规的电源电压控制电路调整内电源电压的斜率必须改变第一和第二差动放大器20和30的两个输入电压V1和V2以及反馈电路40的第一和第二电阻45和46，由此要引起困难。此外，在备用期间由常规电源电压控制电路参考电压发生电路10所消耗的电流是通过反馈电路40的第一和第二电阻45和46以及由第一和第二差动放大器20和30的输入电压V1和由V2引起的电流总和。因此，虽则应使半导体存储器件的备用消耗电流保持很小的值，然而却变成很大，这是因为常规参考电压发生电路本身包含一个差分放大器所致。本专利技术的一个目的在于，在外电源电压超过额定值时提供一种电源电压控制电路来快速调整内电源电压的斜率。本专利技术的另一目的在于，提供一种电源电压控制电路使得备用消耗电流减至最小值。按照本专利技术，一种电源电压控制电路包括一个以其负反馈电路与外部电源电压端连接的参考电压发生电路;一个与外电源电压端相连接电源电压电平检测电路，用于在外电源电压等于或大于某一给定电压时增加内电源电压;一个具有两个输入端的第一差分放大电路，其输入信号包含参考电压发生电路的输出以及由一个第一控制信号和电源电压电平检测电路所控制的内电源电压，第一差分放大电路的输出是和一个外电源电压端相连接的;还有一个第二差分放大电路具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源电压控制电路包含：　　连接到一个外部电源电压端上用来产生一个恒定电压的参考电压发生装置（７０）；　　连接所述外电源电压端的电源电压电平检测装置（９０），当所述外电源电压等于或大于一个给定电压时，用于线性增加内电压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩教真，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]