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Dokumentenidentifikation DE102005059499A1 10.08.2006
Titel Spannungsgeneratorschaltung und Halbleiterspeicherbauelement
Anmelder Samsung Electronics Co., Ltd., Suwon, Kyonggi, KR
Erfinder Hwang, Hyong-Ryol, Seoul, KR;
Jun, Young-Hyun, Seoul, KR
Vertreter Patentanwälte Ruff, Wilhelm, Beier, Dauster & Partner, 70174 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 06.12.2005
DE-Aktenzeichen 102005059499
Offenlegungstag 10.08.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 10.08.2006
IPC-Hauptklasse G11C 5/14(2006.01)A, F, I, 20051206, B, H, DE
Zusammenfassung Die Erfindung bezieht sich auf eine Spannungsgeneratorschaltung und auf ein Halbleiterspeicherbauelement mit einer solchen Spannungsgeneratorschaltung.
Eine Spannungsgeneratorschaltung der Erfindung umfasst einen Spannungspegeldetektor (10, 12), der einen Pegel einer ersten hohen Spannung detektiert, um ein erstes Pegeldetektionssignal für hohe Spannung zu erzeugen, und einen Pegel einer zweiten hohen Spannung detektiert, um ein zweites Pegeldetektionssignal für hohe Spannung zu erzeugen, einen Steuersignalgenerator (14), der in Reaktion auf das erste Pegeldetektionssignal für hohe Spannung wenigstens sequentiell drei Pumpsteuersignale erzeugt und in Reaktion auf das zweite Pegeldetektionssignal für hohe Spannung wenigstens eines der wenigstens drei Pumpsteuersignale erzeugt, und einen Spannungsgenerator (16), der einen Anhebeknoten in Reaktion auf die wenigstens drei Pumpsteuersignale pumpt, um die erste hohe Spannung zu erzeugen, und in Reaktion auf das wenigstens eine der wenigstens drei Pumpsteuersignale pumpt, um die zweite hohe Spannung zu erzeugen.
Verwendung z. B. in der Halbleiterspeichertechnologie.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Spannungsgeneratorschaltung und ein Halbleiterspeicherbauelement mit einer solchen Spannungsgeneratorschaltung.

Ein herkömmliches Halbleiterspeicherbauelement verwendet einen Spannungspegel, welcher höher als eine Versorgungsspannung ist, um eine Wortleitung zu treiben, und verwendet eine Vorladespannung, welche gleich der Versorgungsspannung ist oder der halben Versorgungsspannung entspricht, um eine Bitleitung vorzuladen. Aus diesem Grund umfasst das Halbleiterspeicherbauelement einen Generator für hohe Spannung und einen Vorladespannungsgenerator zum Erzeugen der Vorladespannung.

Die Einbindung dieser beiden Spannungsgeneratoren erfolgt, weil die Versorgungsspannung des herkömmlichen Halbleiterspeicherbauelements hoch ist. Mit dem Absenken des Spannungspegels der Energieversorgung des Halbleiterspeicherbauelements auf 1,2V oder weniger sollte die Vorladespannung zum Vorladen der Bitleitung niedriger als die Spannung, welche an die Wortleitung angelegt wird, und höher als die Versorgungsspannung sein. Entsprechend ist eine Vorladespannung erforderlich, welche sich von der Vorladespannung des herkömmlichen Halbleiterspeicherbauelements unterscheidet.

Wenn die Vorladespannung gleich der Versorgungsspannung ist oder der halben Versorgungsspannung entspricht, ist der Vorladespannungsgenerator ohne Kondensator konfiguriert. Wenn die Vorladespannung jedoch höher als die Versorgungsspannung ist, umfasst der Vorladespannungsgenerator typischerweise einen Kondensator zum Pumpen der Versorgungsspannung.

Daher weist ein Halbleiterspeicherbauelement mit einer niedrigen Versorgungsspannung eine erhöhte Layoutfläche im Vergleich mit einem Halbleiterspeicherbauelement auf, welches eine hohe Versorgungsspannung verwendet, da ein Generator für hohe Spannung und ein Vorladespannungsgenerator beide Kondensatoren aufweisen.

Als technisches Problem liegt der Erfindung die Bereitstellung einer Spannungsgeneratorschaltung und eines Halbleiterspeicherbauelements mit einer solchen Spannungsgeneratorschaltung zugrunde, welche in der Lage sind, die oben genannten Unzulänglichkeiten des Standes der Technik zu reduzieren oder zu vermeiden.

Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung einer Spannungsgeneratorschaltung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 oder 5 und eines Halbleiterspeicherbauelements mit den Merkmalen des Patentanspruchs 18.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Die Erfindung stellt eine Spannungsgeneratorschaltung zur Verfügung, welche zwei verschiedene Pegel einer Anhebespannung, die höher als eine Versorgungsspannung sind, durch gemeinsames Nutzen eines Kondensators erzeugt und dadurch in eine kleine Layoutfläche integrierbar ist.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigen:

1 ein Blockschaltbild einer Spannungsgeneratorschaltung,

2 ein Blockschaltbild einer Steuereinheit, welche in der Spannungsgeneratorschaltung von 1 verwendbar ist,

3A bis 3C Zeitablaufdiagramme zur Darstellung von Funktionsweisen der Spannungsgeneratorschaltung gemäß 1 und der Steuereinheit gemäß 2,

4 ein Blockschaltbild einer anderen Spannungsgeneratorschaltung,

5 ein Zeitablaufdiagramm zur Darstellung von Funktionsweisen der Spannungsgeneratorschaltung von 4,

6 ein Blockschaltbild noch einer weiteren Spannungsgeneratorschaltung und

7A und 7B Zeitablaufdiagramme zur Darstellung von Funktionsweisen der Spannungsgeneratorschaltung gemäß 6.

1 zeigt ein Blockschaltbild einer Spannungsgeneratorschaltung, welche einen Vorladespannungspegeldetektor 10, einen Pegeldetektor 12 für hohe Spannung, eine Steuereinheit 14 und einen Generator 16 für eine hohe Spannung und eine Vorspannung umfasst. Der Generator 16 für eine hohe Spannung und eine Vorladespannung umfasst erste bis vierte Kondensatoren C1 bis C4 und erste bis neunte Schalter SW1 bis SW9.

Der Vorladespannungspegeldetektor 10 empfängt eine Vorladespannung Veq und erzeugt ein Vorladespannungspegeldetektionssignal VEQEN, wenn die Vorladespannung Veq auf einem Pegel ist, welcher gleich oder kleiner als ein Sollpegel ist. Der Pegeldetektor 12 für hohe Spannung empfängt eine hohe Spannung Vpp und erzeugt ein Pegeldetektionssignal VPPEN für hohe Spannung, wenn die hohe Spannung Vpp auf einem Pegel ist, der gleich oder kleiner als ein Sollpegel ist. Die Steuereinheit 14 erzeugt erste bis dritte Pumpsteuersignale P1 bis P3 und erste bis dritte Vorladesteuersignale PP1 bis PP3 in Reaktion auf das Vorladespannungspegeldetektionssignal VEQEN und das Pegeldetektionssignal VPPEN für hohe Spannung. Wenn das Vorladespannungspegeldetektionssignal VEQEN und das Pegeldetektionssignal VPPEN für hohe Spannung zur gleichen Zeit aktiviert sind, führt die Steuereinheit 14 abwechselnd einen Vorgang zum Erzeugen der ersten bis dritten Pumpsteuersignale P1 bis P3 und der ersten bis dritten Vorladesteuersignale PP1 bis PP3 in Reaktion auf das Pegeldetektionssignal VPPEN für hohe Spannung und einen Vorgang zum Erzeugen des dritten Pumpsteuersignals P3 und des dritten Vorladesteuersignals PP3 in Reaktion auf das Vorladespannungspegeldetektionssignal VEQEN aus. Der Generator 16 für hohe Spannung und Vorladespannung pumpt einen Anhebeknoten n4 dreimal in Reaktion auf die ersten bis dritten Pumpsteuersignale P1 bis P3 und erzeugt die hohe Spannung Vpp. Zudem pumpt der Generator 16 für hohe Spannung und Vorladespannung den Anhebeknoten n4 einmal in Reaktion auf das dritte Pumpsteuersignal P3 und erzeugt die Vorladespannung Veq. Der erste zweite, dritte und sechste Schalter SW1, SW2, SW3 und SW6 laden in Reaktion auf das erste, zweite und dritte Vorladesteuersignal PP1, PP2 und PP3, welche hohe logische Pegel aufweisen, einen ersten, zweiten und dritten Knoten n1, n2 und n3 bzw. den Anhebeknoten n4 ungefähr auf den Pegel der Versorgungsspannung Vdd auf. Der erste und zweite Kondensator C1 und C2 pumpen den ersten bzw. zweiten Knoten n1 und n2 in Reaktion auf das erste Pumpsteuersignal P1, welches einen hohen logischen Pegel aufweist. Der dritte Kondensator C3 pumpt den dritten Knoten n3 in Reaktion auf das zweite Pumpsteuersignal P2, welches einen hohen logischen Pegel aufweist, und der vierte Kondensator C4 pumpt den Verstärkungsknoten n4 in Reaktion auf das dritte Pumpsteuersignal P3, welches einen hohen Pegel aufweist. Der vierte und fünfte Schalter SW4 und SW5 werden in Reaktion auf das erste Pumpsteuersignal P1 leitend geschaltet, welches einen hohen Pegel aufweist, der siebte Schalter SW7 wird in Reaktion auf das zweite Pumpsteuersignal P2 leitend geschaltet, welches einen hohen Pegel aufweist, und der achte Schalter SW8 wird in Reaktion auf das dritte Pumpsteuersignal P3 und das Pegeldetektionssignal VPPEN für hohe Spannung leitend geschaltet, welche hohe Pegel aufweisen. Zudem wird der neunte Schalter SW9 in Reaktion auf das dritte Pumpsteuersignal P3 und das Vorladespannungspegeldetektionssignal VEQEN leitend geschaltet, welche hohe Pegel aufweisen.

Der Generator 16 für hohe Spannung und Vorladespannung benutzt die ersten bis vierten Kondensatoren C1 bis C4, um die hohe Spannung Vpp zu erzeugen, und benutzt den vierten Kondensator C4, um die Vorladespannung Veq zu erzeugen. Da der Generator 16 für hohe Spannung und Vorladespannung keinen weiteren Kondensator zum Erzeugen der Vorladespannung Veq erfordert, weist er eine kleine Layoutfläche auf.

2 zeigt ein Blockdiagramm eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels der Steuereinheit, in welchem die Steuereinheit 14 eine erste, zweite und dritte Detektionsschaltung 20, 22 und 24, einen Pulsgenerator 26, einen Pumpsteuersignalgenerator 28 für hohe Spannung, einen Vorladespannungspumpsteuersignalgenerator 30 und einen Steuersignalgenerator 32 beinhaltet.

Die erste Detektionsschaltung 20 umfasst einen ersten und zweiten Inverter I1 und I2 und ein erstes NAND-Gatter NA1, und die zweite Detektionsschaltung 22 umfasst ein zweites NAND-Gatter NA2 und einen dritten Inverter I3. Die dritte Detektionsschaltung 24 umfasst einen sechsten und siebten Inverter I6 und I7 und ein siebtes NAND-Gatter NA7, und der Pulsgenerator 26 umfasst ein erstes NOR-Gatter NOR1, einen fünften Inverter I5, einen Oszillator 26-1 und einen Teiler 26-2. Zudem umfasst der Pumpsteuersignalgenerator 28 für hohe Spannung dritte bis sechste NAND-Gatter NA3 bis NA6 und einen vierten Inverter I4, und der Vorladespannungspumpsteuersignalgenerator 30 umfasst achte bis elfte NAND-Gatter NA8 bis NA11 und einen achten und neunten Inverter I8 und I9.

Die erste Detektionsschaltung 20 erzeugt ein erstes Signal a, wenn nur das Pegeldetektionssignal VPPEN für hohe Spannung aktiv ist. Die zweite Detektionsschaltung 22 erzeugt ein zweites Signal b, wenn das Pegeldetektionssignal VPPEN für hohe Spannung und das Vorladespannungspegeldetektionssignal VEQEN beide aktiv sind. Die dritte Detektionsschaltung 24 erzeugt ein viertes Signal d, wenn nur das Vorladespannungspegeldetektionssignal VEQEN aktiv ist. Der Pulsgenerator 26 erzeugt ein sechstes Signal f, wenn das Pegeldetektionssignal VPPEN für hohe Spannung und/oder das Vorladespannungspegeldetektionssignal VEQEN aktiv ist, erzeugt ein erstes Oszillationssignal OSC1, welches mit einer vorbestimmten Frequenz in Reaktion auf das sechste Signal f schwingt, und erzeugt durch Teilen des ersten Oszillationssignals OSC1 ein zweites Oszillationssignal OSC2. Das bedeutet, dass der Oszillator 26-1 das erste Oszillationssignal OSC1 erzeugt, welches in Reaktion auf das sechste Signal f schwingt, und der Teiler 26-2 teilt das erste Oszillationssignal OSC1, um das zweite Oszillationssignal OSC2 zu erzeugen. Der Pumpsteuersignalgenerator 28 für hohe Spannung erzeugt das zweite Oszillationssignal OSC2 als drittes Signal c, wenn das zweite Signal b aktiv ist, und erzeugt das erste Oszillationssignal OSC1 als ein Pumpsteuersignal VPEN für hohe Spannung, wenn das dritte Signal c oder das erste Signal a aktiv ist. Der Vorladespannungspumpsteuersignalgenerator 30 erzeugt ein invertiertes zweites Oszillationssignal OSC2 als ein fünftes Signal e, wenn das zweite Signal b aktiv ist, und das erste Oszillationssignal OSC1 als Vorladespannungspumpsteuersignal VEEN, wenn das vierte Signal d oder das fünfte Signal e aktiv ist. Der Steuersignalgenerator 32 erzeugt das erste, zweite und dritte Pumpsteuersignal P1, P2 und P3, welche sequentiell aktiviert werden, während das Pumpsteuersignal VPEN für hohe Spannung aktiv ist, und erzeugt das erste, zweite und dritte Vorladesteuersignal PP1, PP2 und PP3 korrespondierend mit dem ersten, zweiten bzw. dritten Pumpsteuersignal P1, P2 und P3.

Die 3A bis 3C zeigen Zeitablaufdiagramme zur Darstellung von Funktionsweisen der Spannungsgeneratorschaltung gemäß 1 und der Steuereinheit gemäß 2. Insbesondere zeigt 3A die Funktionsweise der Spannungsgeneratorschaltung, wenn das Pegeldetektionssignal VPPEN für hohe Spannung und das Vorladespannungspegeldetektionssignal VEQEN beide auf hohen Pegeln sind, 3B zeigt die Funktionsweise der Spannungsgeneratorschaltung, wenn das Pegeldetektionssignal VPPEN für hohe Spannung auf einem hohen Pegel ist und das Vorladespannungspegeldetektionssignal VEQEN auf einem niedrigen Pegel ist, und 3C zeigt die Funktionsweise der Spannungsgeneratorschaltung, wenn das Vorladespannungspegeldetektionssignal VEQEN auf einem hohen Pegel ist, und das Pegeldetektionssignal VPPEN für hohe Spannung auf einem niedrigen Pegel ist.

Unter Bezugnahme auf 3A wechselt, wenn das Pegeldetektionssignal VPPEN für hohe Spannung und das Vorladespannungspegeldetektionssignal VEQEN beide auf hohen logischen Pegeln sind, das sechste Signal f aus 2 auf den hohen logischen Pegel. Daher führen der Oszillator 26-1 und der Teiler 26-2 ihre entsprechenden Funktionen aus, um das erste und zweite Oszillationssignal OC1 und OSC2 zu erzeugen. Zudem erzeugen die erste und dritte Detektionsschaltung 20 und 24 das erste und vierte Signal a und d, welche beide auf niedrigen logischen Pegeln sind, und die zweite Detektionsschaltung 22 erzeugt das zweite Signal b, welches auf dem hohen logischen Pegel ist. Der Pumpsteuersignalgenerator 28 für hohe Spannung erzeugt in Reaktion auf das zweite Signal b, das auf einem hohen Pegel ist, das zweite Oszillationssignal OSC2 als das dritte Signal c und erzeugt in Reaktion auf das dritte Signal c das erste Oszillationssignal OSC1 als das Pumpsteuersignal VPEN für hohe Spannung. Der Vorladespannungspumpsteuersignalgenerator 30 erzeugt in Reaktion auf das zweite Signal b, das auf einem hohen Pegel ist, das invertierte zweite Oszillationssignal OSC2 als das fünfte Signal e, und erzeugt in Reaktion auf das fünfte Signal e das erste Oszillationssignal OSC1 als das Vorladespannungspumpsteuersignal VEEN. Der Steuersignalgenerator 32 führt abwechselnd zu einem Vorgang der sequentiellen Erzeugung des ersten, zweiten und dritten Pumpsteuersignals P1, P2 und P3 in Reaktion auf das Pumpsteuersignal VPEN für hohe Spannung einen Vorgang zum Erzeugen des dritten Pumpsteuersignals P3 in Reaktion auf das Vorladespannungspumpsteuersignal VEEN aus. Zudem erzeugt der Steuersignalgenerator 32 das erste Vorladesteuersignal PP1, welches ein invertiertes erstes Pumpsteuersignal P1 ist, erzeugt das zweite Vorladesteuersignal PP2, welches inaktiv ist, wenn das erste Pumpsteuersignal P1 aktiv ist, und aktiv ist, wenn das zweite Pumpsteuersignal P2 inaktiv ist, und erzeugt das dritte Vorladesteuersignal PP3, welches inaktiv ist, wenn das erste Pumpsteuersignal P1 aktiv ist, und welches aktiv ist, wenn das dritte Pumpsteuersignal P3 inaktiv ist.

Im Generator 16 für hohe Spannung und Vorladespannung werden, wenn das erste, zweite und dritte Pumpsteuersignal P1, P2 und P3 sequentiell aktiviert werden, der erste, zweite, dritte und sechste Schalter SW1, SW2, SW3 und SW6 in Reaktion auf das erste bis dritte Vorladesteuersignal PP1 bis PP3 leitend geschaltet, welche hohe logische Pegel aufweisen, so dass der erste, zweite, dritte Knoten n1, n2, n3 und der Anhebeknoten n4 ungefähr auf den Pegel der Versorgungsspannung Vdd vorgeladen werden. In diesem Zustand werden, wenn das erste, zweite und dritte Vorladesteuersignal PP1, PP2 und PP3 den niedrigen logischen Pegel erreichen und das erste Pumpsteuersignal P1 den hohen logischen Pegel erreicht, der erste und zweite Schalter SW1 und SW2 sperrend geschaltet und der erste und zweite Kondensator C1 und C2 ermöglichen, dass der erste und zweite Knoten n1 und n2 auf eine Spannung von ungefähr 2Vdd gepumpt werden. Danach werden der vierte und fünfte Schalter SW4 und SW5 leitend geschaltet, und der erste Knoten n1 und der Anhebeknoten n4 teilen sich Ladung und der zweite und dritte Knoten n2 und n3 teilen sich ebenfalls Ladung, so dass der erste, zweite, dritte Knoten n1, n2, n3 und der Anhebeknoten n4 auf eine Spannung von ungefähr 1,5Vdd aufgeladen werden. Danach werden, wenn das erste Vorladesteuersignal PP1 den hohen logischen Pegel erreicht hat und das zweite Pumpsteuersignal P2 den hohen logischen Pegel erreicht hat, der erste und zweite Schalter SW1 und SW2 leitend geschaltet, so dass der erste und zweite Knoten n1 und n2 auf eine Spannung von ungefähr Vdd vorgeladen werden und der dritte Kondensator C3 ermöglicht, dass der dritte Knoten n3 auf eine Spannung von ungefähr 2,5Vdd gepumpt wird. Danach wird der siebte Schalter SW7 leitend geschaltet und dadurch teilen sich der dritte Knoten n3 und der Anhebeknoten n4 Ladung, so dass der dritte Knoten n3 und der Anhebeknoten n4 beide auf eine Spannung von ungefähr 2Vdd geladen werden. Danach wird, wenn das zweite Vorladesteuersignal PP2 den hohen logischen Pegel erreicht hat und das dritte Pumpsteuersignal P3 den hohen logischen Pegel erreicht hat, der dritte Schalter SW3 leitend geschaltet, so dass der dritte Knoten n3 auf eine Spannung von ungefähr Vdd vorgeladen wird und der vierte Kondensator C4 ermöglicht, dass der Anhebeknoten n4 auf eine Spannung von ungefähr 3Vdd gepumpt wird. Danach wird der achte Schalter SW8 leitend geschaltet und Ladung wird vom Anhebeknoten n4 und einem Generatoranschluss für hohe Spannung gemeinsam genutzt, so dass der Verstärkungsknoten n4 und der Generatoranschluss für hohe Spannung beide auf eine Spannung von ungefähr (3Vdd+Vpp)/2 geladen werden. Zudem wird, wenn das dritte Vorladesteuersignal PP3 den hohen logischen Pegel erreicht, der sechste Schalter SW6 leitend geschaltet, so dass der Anhebeknoten n4 auf die Spannung von ungefähr Vdd vorgeladen wird. Auf diese Weise führt der Generator 16 für hohe Spannung und Vorladespannung einen Pumpvorgang für hohe Spannung aus.

Im Generator 16 für hohe Spannung und Vorladespannung werden, wenn das erste Pumpsteuersignal P1 nicht aktiv ist und das zweite und dritte Pumpsteuersignal P2 und P3 sequentiell aktiviert werden, der erste zweite, dritte und sechste Schalter SW1, SW2, SW3 und SW6 in Reaktion auf das erste bis dritte Vorladesteuersignal PP1 bis PP3, welche hohe logische Pegel aufweisen, leitend geschaltet, so dass der erste, zweite, dritte Knoten n1, n2, n3 und der Anhebeknoten n4 ungefähr auf den Pegel der Versorgungsspannung Vdd vorgeladen werden. In diesem Zustand erlaubt, wenn das dritte Pumpsteuersignal P3 den hohen logischen Pegel erreicht, der vierte Kondensator C4, dass der Anhebeknoten n4 auf eine Spannung von ungefähr 2Vdd gepumpt wird. Danach wird der neunte Schalter SW9 leitend geschaltet und Ladung wird vom Anhebeknoten n4 und einem Vorladespannungsgeneratoranschluss gemeinsam genutzt, so dass der Anhebeknoten n4 und der Vorladespannungsgeneratoranschluss beide auf eine Spannung von ungefähr (2Vdd+Veq)/2 vorgeladen werden. Danach wird, wenn das dritte Vorladesteuersignal PP3 den hohen logischen Pegel erreicht, der Anhebeknoten n4 auf die Spannung von ungefähr Vdd vorgeladen. Auf diese Weise führt der Generator 16 für hohe Spannung und Vorladespannung einen Vorladespannungspumpvorgang aus.

Unter Bezugnahme auf 3B ist, wenn das Pegeldetektionssignal VPPEN für hohe Spannung auf dem hohen logischen Pegel aktiv ist und das Vorladespannungspegeldetektionssignal VEQEN auf einem niedrigen logischen Pegel inaktiv ist, nur das Pumpsteuersignal VPEN für hohe Spannung kontinuierlich aktiv, so dass das erste, zweite und dritte Pumpsteuersignal P1, P2 und P3 sequentiell aktiv sind. Entsprechend führt der Generator 16 für hohe Spannung und Vorladespannung den gleichen Pumpvorgang für hohe Spannung aus, wie er unter Bezugnahme auf 3A beschrieben ist.

Unter Bezugnahme auf 3C ist, wenn das Pegeldetektionssignal VPPEN für hohe Spannung auf dem niedrigen logischen Pegel inaktiv ist und das Vorladespannungspegeldetektionssignal VEQEN auf dem hohen logischen Pegel aktiv ist, nur das Vorladespannungspumpsteuersignal VEEN kontinuierlich aktiv, so dass nur das dritte Pumpsteuersignal P3 aktiv ist. Entsprechend führt der Generator 16 für hohe Spannung und Vorladespannung den gleichen Vorladespannungspumpvorgang aus, wie er unter Bezugnahme auf 3A beschrieben ist.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erzeugt die Spannungsgeneratorschaltung die Vorladespannung Veq nur unter Verwendung des dritten Pumpsteuersignals P3. Wenn es jedoch notwendig ist, die Vorladespannung Veq auf einen höheren Pegel anzuheben, dann kann die Spannungsgeneratorschaltung die Vorladespannung Veq durch Ausführen eines Pumpvorgangs unter Verwendung des zweiten und dritten Pumpsteuersignals P2 und P3 erzeugen. In diesem Fall kann der Steuersignalgenerator 32 so eingestellt werden, dass er das zweite und dritte Pumpsteuersignal P2 und P3 erzeugt, welche in Reaktion auf das Vorladespannungspumpsteuersignal VEEN sequentiell aktiviert werden.

4 zeigt ein Blockschaltbild einer anderen Spannungsgeneratorschaltung, welche einen Vorladespannungspegeldetektor 40, einen Pegeldetektor 42 für hohe Spannung, einen Steuersignalgenerator 44 und einen Generator 46 für hohe Spannung und Vorladespannung umfasst. Der Generator 46 für hohe Spannung und Vorspannung umfasst Kondensatoren C1 bis C4 und Schalter SW1 bis SW10 und der Schalter SW10 umfasst ein CMOS-Übertragungsgatter T1 und T2 und einen Inverter I10.

Die Funktionen des Vorladespannungspegeldetektors 40 und des Pegeldetektors 42 für hohe Spannung sind die gleichen wie die des Vorladespannungspegeldetektors 10 und des Pegeldetektors 12 für hohe Spannung gemäß 1. Der Steuersignalgenerator 44 erzeugt sequentiell ein erstes, zweites und drittes Pumpsteuersignal P1, P2 und P3, wenn das Pegeldetektionssignal VPPEN für hohe Spannung aktiv ist, und erzeugt ein viertes Pumpsteuersignal P4, wenn das Pegeldetektionssignal VPPEN für hohe Spannung inaktiv ist. Das bedeutet, dass der Steuersignalgenerator 44 das erste bis vierte Pumpsteuersignal P1 bis P4 in Reaktion auf das Pegeldetektionssignal VPPEN für hohe Spannung erzeugt, unabhängig davon, ob ein Vorladespannungspegeldetektionssignal VEQEN aktiv ist oder nicht. Die Funktionen der Kondensatoren C1 bis C4 und der Schalter SW1 bis SW8 sind die gleichen wie die der Kondensatoren C1 bis C4 und der Schalter SW1 bis SW8 gemäß 1. Der Schalter SW9 wird in Reaktion auf das vierte Pumpsteuersignal P4 leitend geschaltet. Der Schalter SW10 überträgt Ladung an den Versorgungsspannungsgeneratoranschluss in Reaktion auf das Vorladespannungspegeldetektionssignal VEQEN, welches auf einem niedrigen logischen Pegel ist, und überträgt Ladung an den Vorladespannungsgeneratoranschluss in Reaktion auf das Vorladespannungspegeldetektionssignal VEQEN, welches auf dem hohen logischen Pegel ist. Das CMOS-Übertragungsgatter T1 wird in Reaktion auf das Vorladespannungspegeldetektionssignal VEQEN leitend geschaltet, welches auf einem hohen Pegel ist, wodurch der Spannungspegel der Vorladespannung Veq angehoben wird. Zudem wird das CMOS-Übertragungsgatter T1 in Reaktion auf das Vorladespannungspegeldetektionssignal VEQEN leitend geschaltet, welches auf einem niedrigen Pegel ist, wodurch der Spannungspegel der Versorgungsspannung Vdd angehoben wird.

In anderen Worten ausgedrückt, die Spannungsgeneratorschaltung gemäß 4 lädt eine Spannung am Anhebeknoten n4 nicht direkt vor, welcher durch den Generator 46 für hohe Spannung und Vorladespannung gepumpt wird, sondern verwendet die Spannung am Anhebeknoten n4 um den Spannungspegel der Vorladespannung Veq anzuheben.

Entsprechend kann, da die Spannungsgeneratorschaltung gemäß 4 keine zusätzlichen Kondensatoren für Pumpvorgänge zur Erzeugung der Vorladespannung erfordert, die Spannungsgeneratorschaltung mit einer kleinen Layoutfläche integriert werden.

5 zeigt ein Zeitablaufdiagramm zur Darstellung von Funktionsweisen der Spannungsgeneratorschaltung gemäß 4. Die Funktionsweisen der Spannungsgeneratorschaltung gemäß 4 werden nachfolgend unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.

Wenn das Pegeldetektionssignal VPPEN für hohe Spannung auf einem hohen Pegel ist, werden das erste, zweite und dritte Pumpsteuersignal P1, P2 und P3 sequentiell aktiviert. Da eine Funktionsweise der Erzeugung der hohen Spannung Vpp durch Anheben der Spannungspegel am ersten, zweiten, dritten Knoten n1, n2, n3 und am Anhebeknoten n4 in Reaktion auf das erste, zweite und dritte Pumpsteuersignal P1, P2 und P3 gleich jener ist, welche unter Bezugnahme auf 3A beschrieben wurde, wird hier auf eine Beschreibung verzichtet.

Nach der Erzeugung der hohen Spannung Vpp ist der Anhebeknoten n4 auf die Spannung von ungefähr (3Vdd+Vpp)/2 aufgeladen. Dann wird, wenn das Pegeldetektionssignal VPPEN für hohe Spannung auf dem niedrigen logischen Pegel inaktiv ist, das Steuersignal P4 aktiviert. Nach der Aktivierung des Steuersignals P4 wird der Schalter SW9 leitend geschaltet, so dass Ladung vom Anhebeknoten n4 zu einem fünften Knoten n5 übertragen werden. In diesem Fall kann, wenn das Vorladespannungspegeldetektionssignal VEQEN auf einem hohen Pegel ist, das CMOS-Übertragungsgatter T1 leitend geschaltet werden und daher kann die zum fünften Knoten n5 übertragene Ladung zum Versorgungsspannungsgeneratoranschluss übertragen werden, um die Versorgungsspannung Vdd anzuheben. Danach wird, wenn das dritte Vorladesteuersignal PP3 aktiv ist, der Schalter SW6 leitend geschaltet, so dass der Anhebeknoten n4 auf eine Spannung von ungefähr Vdd vorgeladen wird.

Wenn das Pegeldetektionssignal VPPEN für hohe Spannung aktiv ist, erzeugt die Spannungsgeneratorschaltung gemäß 4 die hohe Spannung Vpp. Wenn das Pegeldetektionssignal VPPEN für hohe Spannung inaktiv ist und das Vorladespannungspegeldetektionssignal VEQEN aktiv ist, überträgt die Spannungsgeneratorschaltung gemäß 4 Ladung vom Anhebeknoten n4, welche während der Erzeugung der hohen Spannung Vpp erzeugt wird, an den Vorladespannungsgeneratoranschluss und lädt dann die Ladung am Anhebeknoten n4 vor. In anderen Worten ausgedrückt, die Spannungsgeneratorschaltung gemäß 4 verwertet die Ladungen am Anhebeknoten n4 erneut, welche während der Erzeugung der hohen Spannung Vpp erzeugt wird, um den Pegel der Vorladespannung Veq anzuheben.

6 zeigt ein Blockschaltbild einer weiteren Spannungsgeneratorschaltung, welche einen Vorladespannungspegeldetektor 60, einen Pegeldetektor 62 für hohe Spannung, eine Steuereinheit 64 und einen Generator 66 für hohe Spannung und Vorladespannung umfasst. Zudem umfasst die Steuereinheit 64 einen Steuersignalgenerator 64-1, einen Versorgungsspannungspegeldetektor 64-2, ein NAND-Gatter NA12 und einen Inverter I11. Der Generator 66 für hohe Spannung und Vorladespannung ist gleich strukturiert wie der Generator 46 für hohe Spannung und Vorladespannung gemäß 4.

Da die Funktionen des Vorladespannungspegeldetektors 60 und des Pegeldetektors 62 für hohe Spannung die gleichen wie die des Vorladespannungspegeldetektors 10 und des Pegeldetektors 12 für hohe Spannung gemäß 1 sind, wird hier auf eine Beschreibung derselben verzichtet. Zudem wird, da die Funktionsweisen des Generators 66 für hohe Spannung und Vorladespannung und des Steuersignalgenerators 64-1 gleich jenen des Generators 46 für hohe Spannung und Vorladespannung und des Steuersignalgenerators 44 gemäß 4 sind, hier auf eine Beschreibung derselben verzichtet. Entsprechend werden hier nur die Funktionen von zusätzlichen Blöcken beschrieben.

Der Versorgungsspannungspegeldetektor 64-2 detektiert, ob die Versorgungsspannung Vdd auf einem hohen Pegel oder einem niedrigen Pegel ist und erzeugt ein Versorgungsspannungspegeldetektionssignal DET. Wenn die Versorgungsspannung Vdd beispielsweise niedriger als die halbe hohe Spannung (Vpp/2) ist, ist sie auf einem niedrigen Pegel, und wenn die Versorgungsspannung Vdd gleich oder höher als die halbe hohe Spannung (Vpp/2) ist, ist sie auf einem hohen Pegel. Wenn der Versorgungsspannungspegeldetektor 64-2 eine niedrige Versorgungsspannung detektiert, wird das Versorgungsspannungspegeldetektionssignal DET mit einem niedrigen logischen Pegel erzeugt. Zudem wird, wenn der Versorgungsspannungspegeldetektor 64-2 eine hohe Versorgungsspannung detektiert, das Versorgungsspannungspegeldetektionssignal DET mit einem hohen logischen Pegel erzeugt. Das NAND-Gatter NA12 und der Inverter I11 erzeugen ein Steuersignal P10, welches auf einem hohen Pegel ist, wenn das erste Pumpsteuersignal P1 und das Versorgungsspannungspegeldetektionssignal DET beide auf hohen Pegeln sind. Wenn jedoch das erste Pumpsteuersignal P1 auf einem hohen Pegel ist und das Versorgungsspannungspegeldetektionssignal DET auf einem niedrigen Pegel ist, erzeugt das NAND-Gatter NA12 und der Inverter I11 das Steuersignal P10 mit einem niedrigen logischen Pegel. Das bedeutet, dass das NAND-Gatter NA12 und der Inverter I11 das Steuersignal P10 während der aktiven Periode des ersten Pumpsteuersignals P1 erzeugen, wenn die Versorgungsspannung Vdd auf einem hohen Pegel ist, und das Steuersignal P10 auch während der aktiven Periode des ersten Pumpsteuersignals P1 deaktivieren, wenn die Versorgungsspannung Vdd auf einem niedrigen Pegel ist.

Wenn das Steuersignal P10 aktiviert ist, führt der Generator 66 für hohe Spannung und Vorladespannung die gleiche Funktion wie der Generator 46 für hohe Spannung und Vorladespannung gemäß 4 aus. Wenn das Steuersignal P10 deaktiviert ist, führen die Kondensatoren C1 und C2 keinen Pumpvorgang aus, sondern nur die Kondensatoren C3 und C4 führen einen Pumpvorgang aus.

Die Spannungsgeneratorschaltung gemäß 6 kann hohe Spannungen Vpp erzeugen, welche entsprechend dem Pegel der Versorgungsspannung Vdd voneinander verschieden sind, und kann zudem eine Vorladespannung Veq ohne jeglichen zusätzlichen Kondensator erzeugen. Entsprechend kann die Spannungsgeneratorschaltung gemäß 6 auf eine kleine Layoutfläche integriert werden.

Die 7A und 7B zeigen Zeitablaufdiagramme zur Darstellung von Funktionsweisen der Spannungsgeneratorschaltung gemäß 6. Insbesondere zeigt 7B die Funktionsweise der Spannungsgeneratorschaltung, wenn die Versorgungsspannung Vdd auf einem hohen Pegel ist, und 7b zeigt die Funktionsweise der Spannungsgeneratorschaltung, wenn die Versorgungsspannung Vdd auf einem niedrigen Pegel ist.

Unter Bezugnahme auf 7A erzeugt, wenn das Pegeldetektionssignal VPPEN für hohe Spannung aktiviert ist, der Steuersignalgenerator 64-1 das erste, zweite und dritte Pumpsteuersignal P1, P2 und P3 sequentiell. Wenn das Versorgungsspannungspegeldetektionssignal DET auf einem hohen Pegel ist, werden das erste, zweite und dritte Pumpsteuersignal P1, P1 und P3 sequentiell aktiviert. Dann führt der Generator 66 für hohe Spannung und Vorladespannung die gleiche Funktion zur Erzeugung der hohen Spannung Vpp aus, welche unter Bezugnahme auf 5 beschrieben ist.

Wenn das Pegeldetektionssignal VPPEN für hohe Spannung inaktiv ist, erzeugt der Steuersignalgenerator 64-1 das Steuersignal P4. Dann führt der Generator 66 für hohe Spannung und Vorladespannung die gleiche Funktion aus, welche unter Bezugnahme auf 5 beschrieben ist.

Unter Bezugnahme auf 7B erzeugt, wenn das Pegeldetektionssignal VPPEN für hohe Spannung aktiviert ist, der Steuersignalgenerator 64-1 das erste, zweite und dritte Pumpsteuersignal P1, P2 und P3 sequentiell. Wenn das Versorgungsspannungspegeldetektionssignal DET auf einem niedrigen Pegel ist, wird das erste Pumpsteuersignal P1 deaktiviert und das zweite und dritte Pumpsteuersignal P2 und P3 werden sequentiell aktiviert. Dann führt der Generator 66 für hohe Spannung und Vorladespannung in Reaktion auf das zweite und dritte Pumpsteuersignal P2 und P3 einen Pumpvorgang aus, um die hohe Spannung Vpp zu erzeugen. In anderen Worten ausgedrückt, ermöglicht der Kondensator C3, wenn das zweite Pumpsteuersignal P2 aktiviert ist, dass ein Knoten n3 auf ungefähr 2Vdd gepumpt wird. Danach wird ein siebter Schalter SW7 leitend geschaltet und dadurch teilen sich der dritte Knoten n3 und der Anhebeknoten n4 Ladung, so dass der dritte Knoten n3 und der Anhebeknoten n4 auf eine Spannung von ungefähr 1,5Vdd geladen werden. Wenn das dritte Pumpsteuersignal P3 aktiv ist, ermöglicht der vierte Kondensator C4, dass der Anhebeknoten n4 auf eine Spannung von ungefähr 2,5Vdd gepumpt wird. Danach wird ein Schalter SW8 leitend geschaltet und Ladung wird vom Anhebeknoten n4 und dem Generatoranschluss für hohe Spannung gemeinsam genutzt, so dass der Anhebeknoten n4 und der Generatoranschluss für hohe Spannung auf eine Spannung von ungefähr (2,5Vdd+Vpp)/2 geladen werden. Daraus resultiert, dass die Kondensatoren C3 und C4 einen Pumpvorgang zweimal ausführen, um die hohe Spannung Vpp zu erzeugen. Entsprechend erzeugt der Generator 66 für hohe Spannung und Vorladespannung, wenn das Versorgungsspannungspegeldetektionssignal DET einen niedrigen logischen Pegel aufweist, die hohe Spannung Vpp mit einem niedrigeren Pegel als die hohe Spannung Vpp, welche erzeugt wird, wenn das Versorgungsspannungspegeldetektionssignal DET auf einem hohen logischen Pegel ist.

Zudem erzeugt der Steuersignalgenerator 64-1, wenn das Pegeldetektionssignal VPPEN für hohe Spannung inaktiv ist, das Steuersignal P4. Danach wird ein Schalter SW9 leitend geschaltet, so dass Ladung vom Anhebeknoten n4 zu einem fünften Knoten n5 übertragen wird. Zudem wird, wenn das Vorladespannungspegeldetektionssignal VEQEN auf einem hohen Logikpegel ist, ein CMOS-Übertragungsgatter T1 leitend geschaltet, um die Vorladespannung Veq anzuheben. Wenn das Vorladespannungspegeldetektionssignal VEQEN auf einem niedrigen logischen Pegel ist, wird ein CMOS-Übertragungsgatter T2 leitend geschaltet, um die Versorgungsspannung Vdd anzuheben. Danach wird, wenn das dritte Vorladesteuersignal PP3 aktiv ist, ein Schalter SW6 leitend geschaltet, so dass der Anhebeknoten n4 auf eine Spannung von ungefähr Vdd vorgeladen wird.

Zusammengefasst kann die Spannungsgeneratorschaltung gemäß 6 den Pegel der Versorgungsspannung Vdd abtasten, um zwei verschiedene hohe Spannungen zu erzeugen und kann die Vorladespannung Veq ohne jeglichen zusätzlichen Kondensator erzeugen.

In den oben beschriebenen Ausführungsformen können Schalter als MOS-Transistoren ausgeführt sein. In diesem Fall werden Steuersignale an Gates der MOS-Transistoren übertragen.

Die erfindungsgemäße Spannungsgeneratorschaltung kann wenigstens zwei Spannungen erzeugen, wie z.B. eine hohe Spannung und eine Vorladespannung, welche voneinander verschieden sind und höher als eine Versorgungsspannung sind. Diese Schaltung kann die Vorladespannung ohne Verwendung von zusätzlichen Kondensatoren und ohne Vergrößerung ihrer Layoutfläche gegenüber einer einzelnen Generatorschaltung für hohe Spannung erzeugen. Entsprechend kann die Generatorschaltung für hohe Spannung unter Verwendung einer kleinen Layoutfläche in Halbleiterspeicherbauelemente integriert werden. Andere Ausführungsformen können verschiedene Spannungen durch Ausführen von Mehrfachpumpvorgängen erzeugen.


Anspruch[de]
  1. Spannungsgeneratorschaltung mit

    – einem Spannungspegeldetektor (10, 12), der einen Pegel einer ersten hohen Spannung detektiert, um ein erstes Pegeldetektionssignal für hohe Spannung zu erzeugen, und einen Pegel einer zweiten hohen Spannung detektiert, um ein zweites Pegeldetektionssignal für hohe Spannung zu erzeugen,

    – einem Steuersignalgenerator (32), der in Reaktion auf das erste Pegeldetektionssignal für hohe Spannung wenigstens drei Pumpsteuersignale sequentiell erzeugt und in Reaktion auf das zweite Pegeldetektionssignal für hohe Spannung wenigstens eines der wenigstens drei Pumpsteuersignale erzeugt, und

    – einem Spannungsgenerator (16), der einen Anhebeknoten in Reaktion auf die wenigstens drei Pumpsteuersignale pumpt, um die erste hohe Spannung zu erzeugen, und in Reaktion auf das wenigstens eine der wenigstens drei Pumpsteuersignale pumpt, um die zweite hohe Spannung zu erzeugen.
  2. Spannungsgeneratorschaltung nach Anspruch 1, wobei der Steuersignalgenerator abwechselnd einen Vorgang zur sequentiellen Erzeugung eines ersten, eines zweiten und eines dritten der wenigstens drei Pumpsteuersignale und einen Vorgang zur Erzeugung des wenigstens einen der wenigstens drei Pumpsteuersignale ausführt, wenn das erste und zweite Pegeldetektionssignal im Wesentlichen zum gleichen Zeitpunkt aktiv sind.
  3. Spannungsgeneratorschaltung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuereinheit umfasst:

    – einen Detektionssignalgenerator (20, 22, 24), der ein erstes Detektionssignal erzeugt, wenn das erste Pegeldetektionssignal für hohe Spannung aktiv ist, ein zweites Detektionssignal erzeugt, wenn das zweite Pegeldetektionssignal für hohe Spannung aktiv ist, und ein drittes Detektionssignal erzeugt, wenn das erste und zweite Pegeldetektionssignal für hohe Spannung beide zur gleichen Zeit aktiv sind,

    – einen Oszillationssignalgenerator (26), der in Reaktion auf das erste Pegeldetektionssignal für hohe Spannung oder das zweite Pegeldetektionssignal für hohe Spannung ein erstes Oszillationssignal erzeugt und ein zweites Oszillationssignal durch Teilen des ersten Oszillationssignals erzeugt,

    – einen ersten Pumpsteuersignalgenerator (28) für hohe Spannung, der ein erstes Signal aus dem zweiten Oszillationssignal erzeugt, wenn das dritte Detektionssignal erzeugt wird und in Reaktion auf das erste Pegeldetektionssignal für hohe Spannung oder das erste Signal ein erstes Pumpsteuersignal für hohe Spannung aus dem ersten Oszillationssignal erzeugt, und

    – einen zweiten Pumpsteuersignalgenerator (30) für hohe Spannung, der ein zweites Signal aus einem invertierten zweiten Oszillationssignal erzeugt, wenn das dritte Detektionssignal erzeugt wird und in Reaktion auf das zweite Pegeldetektionssignal für hohe Spannung oder das zweite Signal ein zweites Pumpsteuersignal für hohe Spannung aus dem ersten Oszillationssignal erzeugt,

    – wobei der Steuersignalgenerator die wenigstens drei Pumpsteuersignale in Reaktion auf das erste Pumpsteuersignal für hohe Spannung erzeugt und das wenigstens eine der wenigstens drei Pumpsteuersignale in Reaktion auf das zweite Pumpsteuersignal für hohe Spannung erzeugt.
  4. Spannungsgeneratorschaltung nach Anspruch 3, wobei der Steuersignalgenerator in Reaktion auf das erste der wenigstens drei Pumpsteuersignale ein erstes Vorladesteuersignal erzeugt, in Reaktion auf das erste und das zweite der wenigstens drei Pumpsteuersignale ein zweites Vorladesteuersignal erzeugt und in Reaktion auf das erste, das zweite und das dritte der wenigstens drei Pumpsteuersignale ein drittes Vorladesteuersignal erzeugt.
  5. Spannungsgeneratorschaltung mit

    – einem Spannungspegeldetektor (40, 42), der einen Pegel einer ersten hohen Spannung detektiert, um ein erstes Pegeldetektionssignal für hohe Spannung zu erzeugen, und einen Pegel einer zweiten hohen Spannung detektiert, um ein zweites Pegeldetektionssignal für hohe Spannung zu erzeugen,

    – einem Steuersignalgenerator (44), der wenigstens vier Pumpsteuersignale sequentiell erzeugt, wenn das erste Pegeldetektionssignal für hohe Spannung aktiv ist, und ein Steuersignal erzeugt, wenn das erste Pegeldetektionssignal für hohe Spannung inaktiv ist, und

    – einem Spannungsgenerator (46), der einen Anhebeknoten in Reaktion auf die wenigstens vier Pumpsteuersignale pumpt, um die erste hohe Spannung zu erzeugen, und in Reaktion auf das Steuersignal Ladung vom Anhebeknoten zu einem zweiten Generatoranschluss für hohe Spannung überträgt, um die zweite hohe Spannung zu erzeugen.
  6. Spannungsgeneratorschaltung nach Anspruch 5, wobei der Steuersignalgenerator ein erstes, ein zweites und ein drittes der wenigstens vier Pumpsteuersignale erzeugt, welche sequentiell während der aktiven Periode des ersten Pegeldetektionssignals für hohe Spannung aktiviert werden, ein viertes der wenigstens vier Pumpsteuersignale erzeugt, welches während der inaktiven Periode des ersten Pegeldetektionssignals für hohe Spannung aktiviert wird, und in Reaktion auf das erste der wenigstens vier Pumpsteuersignale ein erstes Vorladesteuersignal erzeugt, in Reaktion auf das erste und das zweite der wenigstens vier Pumpsteuersignale ein zweites Vorladesteuersignal erzeugt und in Reaktion auf das erste der wenigstens vier Pumpsteuersignale und auf das Steuersignal ein drittes Vorladesteuersignal erzeugt.
  7. Spannungsgeneratorschaltung nach Anspruch 5 oder 6, wobei der Steuersignalgenerator in Reaktion auf einen Pegel einer Versorgungsspannung ein erstes der wenigstens vier Pumpsteuersignale erzeugt.
  8. Spannungsgeneratorschaltung nach Anspruch 7, wobei der Steuersignalgenerator einen Versorgungsspannungspegeldetektor (64-2) umfasst, der in Reaktion auf den Pegel der Versorgungsspannung das erste der wenigstens vier Pumpsteuersignale erzeugt, das erste der wenigstens vier Pumpsteuersignale empfängt und ein Ausgabesignal ausgibt, wenn die Versorgungsspannung einen vorbestimmten Pegel aufweist oder höher ist, und das erste der wenigstens vier Pumpsteuersignale deaktiviert, wenn die Versorgungsspannung niedriger als der vorbestimmte Pegel ist.
  9. Spannungsgeneratorschaltung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei der Spannungsgenerator umfasst:

    – einen ersten Generator für hohe Spannung, der in Reaktion auf die wenigstens drei oder wenigstens vier Pumpsteuersignale den Anhebeknoten pumpt, um die erste hohe Spannung zu erzeugen, und/oder

    – einen zweiten Generator für hohe Spannung, der in Reaktion auf das Steuersignal und das zweite Pegeldetektionssignal für hohe Spannung Ladung vom Anhebeknoten zum zweiten Generatoranschluss für hohe Spannung überträgt, um die zweite hohe Spannung zu erzeugen.
  10. Spannungsgeneratorschaltung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei der Steuersignalgenerator das erste der wenigstens vier Pumpsteuersignale erzeugt, wenn die Versorgungsspannung auf einem hohen Pegel ist, und das erste der wenigstens vier Pumpsteuersignale deaktiviert, wenn die Versorgungsspannung auf einem niedrigen Pegel ist.
  11. Spannungsgeneratorschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Spannungsgenerator oder der erste Generator für hohe Spannung umfasst:

    – eine erste und zweite Pump- und Vorladeeinheit, welche einen ersten Knoten und einen zweiten Knoten in Reaktion auf das erste der wenigstens drei oder wenigstens vier Pumpsteuersignale pumpt und während der Erzeugung der ersten hohen Spannung Ladungsteilungsvorgänge zwischen dem ersten Knoten und dem Anhebeknoten und zwischen dem zweiten Knoten und einem dritten Knoten ausführt und den ersten und zweiten Knoten vorlädt, insbesondere in Reaktion auf das erste Vorladesteuersignal,

    – eine dritte Pump- und Vorladeeinheit, welche den dritten Knoten in Reaktion auf das zweite der wenigstens vier Pumpsteuersignale pumpt und während der Erzeugung der ersten hohen Spannung oder während der Erzeugung der ersten und zweiten hohen Spannung einen Ladungsteilungsvorgang zwischen dem dritten Knoten und dem Anhebeknoten ausführt und den dritten Knoten vorlädt, insbesondere in Reaktion auf das zweite Vorladesteuersignal, und

    – eine vierte Pump- und Vorladeeinheit, welche in Reaktion auf das dritte der wenigstens vier Pumpsteuersignale den Anhebeknoten pumpt und während der Erzeugung der ersten hohen Spannung einen Ladungsteilungsvorgang zwischen dem Verstärkungsknoten und einem ersten Generatoranschluss für hohe Spannung ausführt, in Reaktion auf das dritte der wenigstens drei oder wenigstens vier Pumpsteuersignale den Anhebeknoten pumpt und während der Erzeugung der zweiten hohen Spannung einen Ladungsteilungsvorgang zwischen dem Anhebeknoten und dem zweiten Generatoranschluss für hohe Spannung ausführt und den Anhebeknoten vorlädt, vorzugsweise in Reaktion auf das dritte Vorladesteuersignal.
  12. Spannungsgeneratorschaltung nach Anspruch 11, wobei die erste und zweite Pump- und Vorladeeinheit umfasst:

    – einen ersten Schalter, der zwischen der Versorgungsspannung und dem ersten Knoten eingeschleift ist und den ersten Knoten in Reaktion auf das erste Vorladesteuersignal vorlädt,

    – einen ersten Kondensator, der den ersten Knoten in Reaktion auf das erste der wenigstens drei oder wenigstens vier Pumpsteuersignale pumpt,

    – einen zweiten Schalter, der zwischen der Versorgungsspannung und dem zweiten Knoten eingeschleift ist und den zweiten Knoten in Reaktion auf das erste Vorladesteuersignal vorlädt,

    – einen zweiten Kondensator, der den zweiten Knoten in Reaktion auf das erste der wenigstens drei oder wenigstens vier Pumpsteuersignale pumpt,

    – einen dritten Schalter, der in Reaktion auf das erste der wenigstens drei oder wenigstens vier Pumpsteuersignale leitend geschaltet wird und ermöglicht, dass Ladung zwischen dem ersten Knoten und dem Anhebeknoten aufgeteilt wird, und

    – einen vierten Schalter, der in Reaktion auf das erste der wenigstens drei oder wenigstens vier Pumpsteuersignale leitend geschaltet wird und ermöglicht, dass Ladung zwischen dem zweiten Knoten und dem dritten Knoten aufgeteilt wird.
  13. Spannungsgeneratorschaltung nach Anspruch 11 oder 12, wobei die dritte Pump- und Vorladeeinheit umfasst:

    – einen fünften Schalter, der zwischen der Versorgungsspannung und dem dritten Knoten eingeschleift ist und in Reaktion auf das zweite Vorladesteuersignal leitend geschaltet wird, um den dritten Knoten vorzuladen,

    – einen dritten Kondensator, der den dritten Knoten in Reaktion auf das zweite der wenigstens drei oder wenigstens vier Pumpsteuersignale pumpt, und

    – einen sechsten Schalter, der in Reaktion auf das zweite der wenigstens drei oder wenigstens vier Pumpsteuersignale leitend geschaltet wird und ermöglicht, dass Ladung zwischen dem dritten Knoten und dem Anhebeknoten aufgeteilt wird.
  14. Spannungsgeneratorschaltung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei die vierte Pump- und Vorladeeinheit umfasst:

    – einen siebten Schalter, der zwischen der Versorgungsspannung und dem Anhebeknoten eingeschleift ist und den Anhebeknoten in Reaktion auf das dritte Vorladesteuersignal vorlädt,

    – einen vierten Kondensator, der den Anhebeknoten in Reaktion auf das dritte der wenigstens drei Pumpsteuersignale pumpt,

    – einen achten Schalter, der ermöglicht, dass während der Erzeugung der ersten hohen Spannung in Reaktion auf das dritte der wenigstens drei Pumpsteuersignale Ladung zwischen dem Anhebeknoten und dem ersten Generatoranschluss für hohe Spannung aufgeteilt wird, und

    – einen neunten Schalter, der ermöglicht, dass während der Erzeugung der zweiten hohen Spannung in Reaktion auf das dritte der wenigstens drei Pumpsteuersignale Ladung zwischen dem Anhebeknoten und dem zweiten Generatoranschluss für hohe Spannung aufgeteilt wird.
  15. Spannungsgeneratorschaltung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei die vierte Pump- und Vorladeeinheit umfasst:

    – einen siebten Schalter, der zwischen der Versorgungsspannung und dem Anhebeknoten eingeschleift ist und den Anhebeknoten in Reaktion auf das dritte Vorladesteuersignal vorlädt,

    – einen vierten Kondensator, der den Anhebeknoten in Reaktion auf das dritte der wenigstens vier Pumpsteuersignale pumpt, und

    – einen achten Schalter, der ermöglicht, dass während der Erzeugung der ersten hohen Spannung in Reaktion auf das dritte der wenigstens vier Pumpsteuersignale Ladung zwischen dem Anhebeknoten und dem ersten Generatoranschluss für hohe Spannung aufgeteilt wird.
  16. Spannungsgeneratorschaltung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, wobei der zweite Generator für hohe Spannung umfasst:

    – einen neunten Schalter, der in Reaktion auf das Steuersignal Ladung vom Anhebeknoten überträgt, und

    – einen zehnten Schalter, der vom neunten Schalter übertragene Ladung in Reaktion auf das zweite Pegeldetektionssignal für hohe Spannung zum zweiten Generatoranschluss für hohe Spannung überträgt.
  17. Spannungsgeneratorschaltung nach Anspruch 16, wobei der zweite Generator für hohe Spannung weiter einen elften Schalter umfasst, der zum zweiten Generatoranschluss für hohe Spannung übertragene Ladung zu einem Versorgungsspannungsgeneratoranschluss überträgt, wenn das zweite Pegeldetektionssignal für hohe Spannung inaktiv ist.
  18. Halbleiterspeicherbauelement mit einer Spannungsgeneratorschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die zweite hohe Spannung eine Vorladespannung ist.
Es folgen 10 Blatt Zeichnungen






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