內部電壓發生電路、半導體存儲器件和半導體存儲系統的制作方法
【專利說明】內部電壓發生電路、半導體存儲器件和半導體存儲系統
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2014年2月12日提交的申請號為10-2014-0016117的韓國專利申請的優先權，其全部內容通過引用合并于此。
技術領域
[0003]本發明的示例性實施例涉及半導體設計技術，且更具體地涉及用于產生依賴于溫度的內部電壓的內部電壓發生電路。
【背景技術】
[0004]通常，諸如雙數據率同步動態隨機存取存儲器(DDR SDRAM)的半導體器件從外部控制器接收電源電壓以產生用于各種目的的內部電壓。通常存在兩種用于產生內部電壓的方法。一種方法通過向下轉換電源電壓來產生內部電壓，而另一種方法通過泵浦電源電壓來產生內部電壓。
[0005]隨著半導體技術發展，電路尺寸持續下降，且速度持續增大。隨著集成度和速度增大，用在電路操作中的電壓電平需要被減小。因此，當前正在研宄用于穩定地產生、維持且控制低電壓電平的技術。
[0006]上述技術包括對產生依賴于溫度的內部電壓的電路的研宄。通常通過合并具有與絕對溫度成正比的(PTAT)電流特性電路和具有與絕對溫度互補(CTAT)的電流特性的電路來設計產生依賴溫度的內部電壓的電路。PTAT電流特性具有溫度與電流成正比的關系，這表示電流隨著溫度的增大而增大。CTAT電流特性具有溫度與電流成反比的關系，這表示電流隨著溫度增大而減小。
[0007]產生依賴溫度的電壓的電路通常設計為具有強CTAT功能且對溫度敏感，即，相對于溫度變化，電壓的變化巨大。然而，為了放大電路的CTAT電流特性，在電路中消耗的電流必須增大，而這導致了當電路操作時電路中消耗的電流超過目標電流的問題。
【發明內容】
[0008]本發明的各種示例性實施例涉及產生依賴溫度的電壓的內部電壓發生電路。
[0009]根據本發明的示例性實施例，一種內部電壓發生電路可以包括:充電單元，適于在對應于控制信號的時間內產生電荷；充電控制單元，適于產生在對應于溫度信息的時間內被激活的所述控制信號，且控制所述充電單元的充電操作；以及輸出單元，適于基于通過所述充電操作產生的所述電荷來產生內部電壓。
[0010]所述充電單元花費在產生所述電荷的時間依賴于所述溫度信息。所述控制信號可以具有對應于所述溫度信息的脈沖寬度。
[0011]根據本發明的另一個示例性實施例，一種半導體存儲器件可以包括:位線，適于傳送儲存在存儲器單元中的數據；電流控制單元，適于響應于位線控制電壓而控制流經所述位線的電流；電壓發生單元，適于在預感測操作區段期間通過在對應于溫度信息的時間內進行充電操作來產生預感測電壓；選擇輸出單元，適于在所述預感測操作區段期間將所述預感測電壓作為位線控制電壓輸出；以及頁緩沖單元，適于在主感測操作區段期間感測且輸出經由所述位線傳送的所述數據。
[0012]所述選擇輸出單元可以分別在所述預感測操作區段和所述主感測操作區段期間選擇性地輸出所述預感測電壓和主感測電壓。所述預感測電壓可以具有基于所述溫度信息而變化的電壓電平。所述電壓發生單元可以包括:充電驅動單元，適于在對應于所述溫度信息的時間內供應電源電壓；充電單元，適于充電自所述充電驅動單元供應的所述電源電壓；以及輸出單元，適于產生由所述充電單元定義的與參考電壓電平相對應所述預感測電壓。半導體存儲器件還包括:放電驅動單元，適于將在所述充電單元中充電的電荷放電至接地電壓。
[0013]根據本發明的另一個示例性實施例，一種半導體存儲系統可以包括:半導體存儲器件，適于經由包括預感測操作和主感測操作的讀取操作來輸出數據；以及控制器，適于響應于自所述半導體存儲器件提供的溫度信息而控制所述預感測操作和所述主感測操作的進入時序，其中，所述半導體存儲器件包括:位線，適于傳送儲存在存儲器單元中的所述數據；電流控制單元，適于響應于位線控制電壓而控制流經所述位線的電流；電壓發生單元，適于在預感測操作區段期間通過在對應于所述溫度信息的時間內進行充電操作來產生預感測電壓；選擇輸出單元，適于在所述預感測操作區段期間將所述預感測電壓作為所述位線控制電壓輸出；以及頁緩沖單元，適于在主感測操作區段期間感測且輸出經由所述位線傳送的所述數據。
[0014]當所述預感測電壓增大時，所述控制器響應于所述溫度信息而延遲所述預感測操作的所述進入時序；以及當所述預感測電壓減小時，所述控制器響應于所述溫度信息而提前所述預感測操作的所述進入時序。將所述預感測操作執行給定時間，且所述主感測操作在所述預感測操作之后執行。
[0015]根據實施例的內部電壓發生電路，可以產生具有對應于溫度信息而與PTAT和CTAT電流特性無關的電壓電平的內部電壓。
【附圖說明】
[0016]圖1是說明根據本發明的示例性實施例的內部電壓發生電路的框圖；
[0017]圖2是說明在圖1中示出的充電單元和輸出單元的電路圖；
[0018]圖3是說明根據本發明的示例性實施例的半導體存儲器件的框圖；
[0019]圖4是說明圖3中所示的用于產生預感測電壓的預感測電壓發生電路的詳細電路圖。
[0020]圖5是說明根據本發明的示例性實施例的半導體存儲系統的框圖；
[0021]圖6是說明圖5中所示的半導體存儲系統的操作的時序圖。
【具體實施方式】
[0022]以下將參照附圖更詳細地描述本發明的示例性實施例。然而，本發明可以以不同形式實施，且不應該被解釋為局限于本文所列實施例。更確切地，提供這些實施例，使得本公開將充分和完整，且將向本領域的技術人員更全面地傳達本發明的范圍。附圖不一定按比例，且在一些情況下，為了清楚地說明實施例的特征，比例可以被夸大。在本公開中，附圖標記與本發明的各種附圖和實施例中的相同標號的部分直接對應。在本說明書中還應注意的是，“連接/耦接”不僅表示一個部件與另一個部件直接耦接，還表示一個部件經由中間部件與另一個部件間接耦接的意思。另外，只要未被特意提及，單數形式可以包括復數形式，且反之亦然。
[0023]圖1是說明根據本發明的示例性實施例的內部電壓發生電路的框圖。
[0024]參見圖1，內部電壓發生電路包括充電控制單元110、充電單元120和輸出單元130。
[0025]充電控制單元110產生控制信號CTR(其在對應于溫度信息INF_TMP的時間期間被激活)，以及充電控制單元110控制充電單元120的充電操作。溫度信息INF_TMP是反映溫度的信號。例如，控制信號CTR可以具有對應于溫度信息INF_TMP的脈沖寬度，且因此，控制信號CTR的脈沖寬度可以根據溫度而改變。
[0026]充電單元120可以在對應于控制信號CTR的時間期間充電電荷，且可以在對應于控制信號CTR的脈沖寬度的時間期間執行充電操作。如上所述，控制信號CTR具有對應于溫度信息INF_TMP的脈沖寬度，且因而充電單元120可以在對應于溫度信息INF_TMP的時間期間執行充電操作。這表示用于充電操作的時間可以根據溫度而不同。
[0027]輸出單元130基于通過充電單元120的充電操作產生的電荷來產生內部電壓V_INN。內部電SV_INN具有對應于充電量的電壓電平。
[0028]根據本發明的示例性實施例的內部電壓發生電路可以通過基于溫度信息INF_TMP而控制充電單元120的充電時間來產生內部電壓V_INN。
[0029]圖2是說明在圖1中示出的充電單元120和輸出單元130的電路圖。在圖2中，附圖標記“210”對應于圖1的充電單元120，以及附圖標記“220”對應于圖1的輸出單元130。為了便于描述，附圖標記“220”被稱作為比較單元。
[0030]參見圖2，充電單元210包括PMOS晶體管PM和電容器C。PMOS晶體管PM響應于控制信號CTR而傳送電源電壓VDD，以及使用通過PMOS晶體管PM的電流對電容器C充電。比較單元220基于電容器C中的電荷的電壓電平(在下文中，被稱作為“參考電壓電平”)來產生內部電壓￥_1剛。比較單元220包括比較器，比較器用于通過比較參考電壓電平與自輸出端反饋回來的內部電壓V_INN來產生內部電壓V_INN。
[0031]現在將詳細解釋充電單元210和比較單元220的操作。為了便于描述，假定控制信號CTR在相對高溫處具有較寬脈沖寬度，而在相對較低溫度處具有較