JPH11273376A - 昇圧回路の制御回路及びそれを用いた半導体メモリ装置 - Google Patents

昇圧回路の制御回路及びそれを用いた半導体メモリ装置

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JPH11273376A
JPH11273376A JP7637398A JP7637398A JPH11273376A JP H11273376 A JPH11273376 A JP H11273376A JP 7637398 A JP7637398 A JP 7637398A JP 7637398 A JP7637398 A JP 7637398A JP H11273376 A JPH11273376 A JP H11273376A
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JP
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voltage
circuit
control circuit
circuits
booster
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JP7637398A
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Naoaki Sudo
直昭 須藤
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NEC Corp
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NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体メモリ装置において、消費電流の削減
及び書込み速度の向上等を可能とした昇圧回路の制御回
路を得る。 【解決手段】 昇圧回路1,2を負荷に対して並列に接
続し、それぞれの昇圧回路の動作を対応比較回路3,4
の出力に応じて制御する。これらの比較回路には、異な
る値の参照電圧Vref1,2 を夫々供給することにより、
昇圧回路の負荷状態によって昇圧レベルと昇圧回路の動
作台数を自動的に制御できるので、書込み初期に低い高
電圧、書込み後期に高い高電圧を段階的に印加できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は昇圧回路の制御回路
及びそれを用いた半導体メモリ装置に関し、特にフラッ
シュメモリなどの不揮発性半導体メモリを負荷とする昇
圧回路の制御回路及びそれを用いた半導体メモリ装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】フラッシュメモリなどの不揮発性半導体
メモリでは、高電圧をメモリセルに印加することにより
書込みを行う。書込み初期に、高い電圧をメモリセルに
印加した場合、メモリセルの絶縁膜に高電界が印加され
るので、メモリセルが劣化してしまい半導体メモリの寿
命が短くなるという問題がある。そこで、これを回避す
るために、書込み用の高電圧のレベルを下げると書込速
度が低下するという問題が生じる。これらの問題を解決
するため、書込み初期に低い電圧を、書込み後期に高い
電圧を、夫々メモリセルに印加する必要がある。
【0003】このような問題を解決するために、従来で
は特開平1−89100に示すような技術がある。従来
の技術を図5を用いて説明する。図5において、昇圧回
路50の出力をクランプ回路51によってクランプす
る。ここで、タイミング制御回路52により、トランジ
スタ53をオンオフ制御することによってクランプレベ
ルを変化させることができるので、書込み初期にこのト
ランジスタ53をオンにし、書込み後期にこのトランジ
スタ53をオフにすることにより、書込み初期に低い電
圧を、書込み後期に高い電圧を、夫々メモリセルに印加
することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの回路
では、クランプレベルの変化をタイミングで制御する方
式であるために、電圧を変化させる時間が固定となり、
メモリセルの書込速度がばらついた場合に、目的とする
効果が表れにくいという問題がある。また、常に全ての
昇圧回路が動作しているため、消費電流も大きくなると
いう問題がある。
【0005】本発明の目的は、消費電流の削減及び書込
み速度の向上等を可能とした昇圧回路の制御回路及びそ
れを用いた半導体メモリ装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、複数の
昇圧回路の出力を互いに共通に接続して共通負荷を駆動
するようにした昇圧回路の制御回路であって、前記共通
負荷の負荷状態に応じて前記複数の昇圧回路の動作制御
を行うようにしたことを特徴とする制御回路がえられ
る。
【0007】そして、前記昇圧回路の各々に対応して設
けられ、前記共通負荷への供給電圧と対応参照電圧とを
夫々比較する複数の比較手段と、これ等比較手段に対応
して設けられ、対応比較結果に応じて対応する前記昇圧
回路の動作制御をなす複数の制御手段とを有することを
特徴とする。
【0008】また、前記制御手段の各々は、対応比較結
果が参照電圧より小なる場合には対応昇圧回路を活性状
態に制御し、大なる場合には非活性状態に制御するよう
にしたことを特徴とし、更に、前記参照電圧は互いに異
なる複数の電圧値に設定されており、前記供給電圧値
は、これ等複数の電圧値が負荷状態に応じて段階的に切
換え制御されることを特徴とする。
【0009】また、前記共通負荷は、不揮発性の半導体
メモリであり、前記制御回路が、前記不揮発性の半導体
メモリと前記昇圧回路と共に1チップICとして構成さ
れたことを特徴とする半導体メモリ装置が得られる。
【0010】本発明の作用を述べる。複数台の昇圧回路
を負荷に対して並列に接続し、それぞれの昇圧回路の動
作を複数台の比較回路の出力に応じて制御する。これら
の比較回路には、異なる値の参照電圧を供給することに
より、昇圧回路の負荷状態によって昇圧レベルと昇圧回
路の動作台数を自動的に制御できるので、書込み初期に
低い高電圧、書込み後期に高い高電圧を段階的に印加で
きる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照しつつ本発明
の実施例につき詳述する。
【0012】図1は本発明の実施例を示す構成図であ
る。電流能力Icp1 を有する昇圧回路1には、比較回路
3の出力CONT1 が接続され、この比較回路3には参
照電圧Vref1が供給されている。また、この比較回路3
の比較入力として、共通負荷(図示せず)への出力電圧
Vpumpが供給されている。これと同様の構成で、電流能
力Icp2 を有する昇圧回路2には、比較回路4の出力が
CONT2 接続され、この比較回路4には参照電圧Vre
f2が供給されている。また、この比較回路4の比較入力
として、出力Vpumpが供給されている。
【0013】昇圧回路1,2は互いに相補的な2相クロ
ックCLK1 ,2 (CLKi として示す)により駆動さ
れ、これ等両出力Vpumpは短絡されて、共通負荷として
のフラッシュメモリセルアレイ内の選択メモリセルへ供
給される。
【0014】昇圧回路1,2は図2のような構成をとる
ものとする。すなわち、ゲートとソースとが共通接続さ
れたトランジスタ11〜15を、電源と共通負荷(Vpu
mp)との間に直列接続して設け、これ等各トランジスタ
の直列接続点に、容量素子16〜19の一端を夫々接続
し、これ等各容量素子の他端を、上述した2相クロック
CLK1 ,2 にて交互に駆動するようになっている。か
かる構成の昇圧回路は周知であるので、特にその動作に
ついては述べない。
【0015】これ等2相クロックCLK1 ,2 を供給制
御して昇圧回路の動作制御をなすための制御回路とし
て、3入力ナンドゲート20,21が設けられており、
ナンドゲート20はクロックCLK1 、イネーブル信号
CPEN及び比較回路3または4の比較出力CONTi
が供給されている。尚、この場合のCONTi の“i ”
は昇圧回路に対応する比較回路の出力を指しており、昇
圧回路1の場合には、比較回路3の出力CONT1 であ
る。
【0016】ナンドゲート21はクロックCLK2 、イ
ネーブル信号CPEN及び比較回路3または4の比較出
力CONTi が供給されている。尚、この場合のCON
Tiも、昇圧回路1の場合には、比較回路3の出力CO
NT1 である。
【0017】比較回路3,4は図3のような構成をとる
ものとする。比較回路3,4に入力される参照電圧Vre
f1,Vref2は互いに異なる値をとるものとする。これに
より、例えば、Vref1<Vref2とされ、比較回路3から
出力される信号CONT1 はVpumpが5Vより小の時ハ
イレベルを出力し、5V以上の時ローレベルを出力する
ように構成されている。また、比較回路4から出力され
る信号CONT2 はVpumpが7Vより小の時ハイレベル
を出力し、7V以上の時ローレベルを出力するように構
成されている。
【0018】図3を参照すると、Vpumpを分圧すべく分
圧抵抗30,31が設けられており、この分圧出力は差
動対トランジスタ34,35の一方のゲート入力とな
り、他方のゲート入力に参照電圧Vrefiが供給されてい
る。この場合の“i ”は比較回路に対応する参照電圧を
示しており、比較回路3の場合には、Vref1である。
【0019】トランジスタ32,33は差動対トランジ
スタ34,35のカレントミラー負荷回路を構成してお
り、このトランジスタ33のドレイン出力よりインバー
タ38を介して信号CONTi が導出される。尚、トラ
ンジスタ36は電流源として動作し、またトランジスタ
37は分圧抵抗の分圧動作のオンオフ制御を行うスイッ
チ素子であり、これ等トランジスタ36,37をイネー
ブル信号CPENにて制御可能である。
【0020】次に、本発明の実施例の動作を図4の波形
図を用いて説明する。高電圧発生回路駆動信号であるイ
ネーブル信号CPENがハイレベルになると、2台の昇
圧回路1,2は動作を開始し、昇圧レベルVpumpが上昇
していく。Vpumpが5Vより小の時には、CONT1 、
CONT2 は共にハイレベルなので、2台の昇圧回路
1,2は共に動作する。Vpumpが5Vになったとき、不
揮発性メモリセルに対して昇圧レベルを出力する。
【0021】不揮発性メモリでは、Iout で示すように
書込み当初に大きい負荷電流を必要とし、書込みが進む
につれ負荷電流が減少する。Iout がIcp2 より大きい
ときには、2台の昇圧回路が動作しないと5Vの出力レ
ベルを維持できない。この際には、信号CONT1 で昇
圧回路1の動作のみを制御することにより、5Vの出力
レベルを維持し、CONT2 はハイレベル固定となる。
Iout がIcp2 より小さくなると、昇圧回路2のみで出
力を維持できるので、CONT1 はローレベル固定とな
り、昇圧回路1の動作は停止し、CONT2 はハイレベ
ルのまま昇圧回路2を動作させることにより、Vpumpを
7Vまで昇圧させる。これ以降は、比較回路4およびC
ONT2 により昇圧回路2の動作を制御して7Vの出力
レベルを維持することになる。
【0022】尚、昇圧回路1,2を駆動するためのクロ
ックCLK1 ,2 は高周波数(例えば、nsオーダ)で
あり、制御信号CONT1 ,2 がオンオフする周波数
(5Vや7Vを維持するために活性、非活性状態の繰返
し周波数;図4参照)に比較して極めて大であるものと
する。また、上記数値例は単なる一例を示すものであ
り、また、昇圧回路の台数も2台に限定されず、3以上
であっても良い。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、負荷状態すなわち負荷
電流の変化により、昇圧回路の動作台数を自動的に制御
することができるので、全昇圧回路の消費電流を小さく
することができるという効果がある。また、負荷電流の
変化により出力電圧を段階的に切換えて出力することが
できるので、書込み当初のメモリセルにかかる高電圧を
低くし、書込み後半にメモリセルにかかる高電圧を高く
することができるので、メモリセルの劣化を防ぐことが
でき、さらに書込み速度を早くすることができるという
効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例のブロック図である。
【図2】昇圧回路の例を示す図である。
【図3】比較回路の例を示す図である。
【図4】本発明の動作を示す各部信号の波形例である。
【図5】従来例を示す図である。
【符号の説明】
1,2 昇圧回路 3,4 比較回路 11〜15 昇圧用トランジスタ 16〜19 昇圧用容量素子 20,21 制御用ナンドゲート

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の昇圧回路の出力を互いに共通に接
    続して共通負荷を駆動するようにした昇圧回路の制御回
    路であって、前記共通負荷の負荷状態に応じて前記複数
    の昇圧回路の動作制御を行うようにしたことを特徴とす
    る制御回路。
  2. 【請求項2】 前記昇圧回路の各々に対応して設けら
    れ、前記共通負荷への供給電圧と対応参照電圧とを夫々
    比較する複数の比較手段と、これ等比較手段に対応して
    設けられ、対応比較結果に応じて対応する前記昇圧回路
    の動作制御をなす複数の制御手段とを有することを特徴
    とする請求項1記載の制御回路。
  3. 【請求項3】 前記制御手段の各々は、対応比較結果が
    参照電圧より小なる場合には対応昇圧回路を活性状態に
    制御し、大なる場合には非活性状態に制御するようにし
    たことを特徴とする請求項2記載の制御回路。
  4. 【請求項4】 前記参照電圧は互いに異なる複数の電圧
    値に設定されており、前記供給電圧値は、これ等複数の
    電圧値が負荷状態に応じて段階的に切換え制御されるこ
    とを特徴とする請求項1〜3いずれか記載の制御回路。
  5. 【請求項5】 前記共通負荷は、不揮発性の半導体メモ
    リであることを特徴とする請求項1〜4いずれか記載の
    制御回路。
  6. 【請求項6】 請求項5記載の制御回路が、前記不揮発
    性の半導体メモリと前記昇圧回路と共に1チップICと
    して構成されたことを特徴とする半導体メモリ装置。
JP7637398A 1998-03-25 1998-03-25 昇圧回路の制御回路及びそれを用いた半導体メモリ装置 Pending JPH11273376A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6646494B2 (en) 2001-07-09 2003-11-11 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor integrated circuit device having boosting circuit
KR100764053B1 (ko) 2006-08-10 2007-10-08 삼성전자주식회사 플래시 메모리 장치 및 그것의 프로그램 방법
JP2011187145A (ja) * 2010-03-11 2011-09-22 Sony Corp 不揮発性記憶装置及びデータ書き込み方法

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