メモリ書込用電源回路
【課題】昇圧の際の消費電流を削減する。
【解決手段】チャージポンプ回路14が、クロックジェネレータ12から出力されたクロック信号CLK、CLKBに同期して動作し、電源電圧Vccを昇圧した昇圧電圧Vppを出力し、昇圧電圧の電圧値がリミッタ回路16に設定された設定電圧値Vtnを超えた場合に、リミッタ回路16が導通して昇圧電圧Vppが設定電圧値Vtnを超えないように制限し、電流検出回路18が、リミッタ回路16を流れる電流Vppiが設定電流値を超えている期間、クロック信号CLK、CLKBの出力を停止するためのローレベルの停止信号CLKENをクロックジェネレータ12へ出力する。
【解決手段】チャージポンプ回路14が、クロックジェネレータ12から出力されたクロック信号CLK、CLKBに同期して動作し、電源電圧Vccを昇圧した昇圧電圧Vppを出力し、昇圧電圧の電圧値がリミッタ回路16に設定された設定電圧値Vtnを超えた場合に、リミッタ回路16が導通して昇圧電圧Vppが設定電圧値Vtnを超えないように制限し、電流検出回路18が、リミッタ回路16を流れる電流Vppiが設定電流値を超えている期間、クロック信号CLK、CLKBの出力を停止するためのローレベルの停止信号CLKENをクロックジェネレータ12へ出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、メモリ書込用電源回路に係り、特に、書き込み時に比較的大きな電圧を必要とする不揮発性メモリに用いられるメモリ書込用電源回路に関する。
【背景技術】
【0002】
図7に示すように、従来のメモリ書込用電源回路100は、クロックジェネレータ120、チャージポンプ回路140、及びリミッタ回路160を備えている。
【0003】
クロックジェネレータ120は、図8に示すように、書込み制御のためのプログラム信号PGM及び出力されたクロック信号CLKが入力されるNAND回路122、複数のNOT回路124〜130、及びNOT回路の接続点に一端が接続された複数のコンデンサ132〜134で構成されている。クロックジェネレータ120は、プログラム信号PGMがハイレベルの場合に、間欠的なクロック信号CLK、及びそのクロック信号CLKが反転されたクロック信号CLKBを出力する。
【0004】
チャージポンプ回路140は、図9に示すように、スイッチ素子としての複数のMOSFET−m1〜mi、及び複数のコンデンサC1〜Cjで構成されている。コンデンサC1、C3、・・・には、クロックジェネレータ120から出力されたクロック信号CLKBが入力され、コンデンサC2、C4、・・・には、クロックジェネレータ120から出力されたクロック信号CLKが入力される。チャージポンプ回路140は、クロック信号CLK、CLKBに同期して動作し、入力された電源電圧Vccを昇圧した昇圧電圧Vppを出力する。このチャージポンプ回路140は、書き込みに必要な設定電圧(例えば8V)以上の昇圧電圧を得ることができるだけのMOSFET及びコンデンサの段数(以下、昇圧段という)を備えている。
【0005】
リミッタ回路160は、図10に示すように、複数のNMOSFET−M1〜Mn、NMOSFET−Mplg、及び抵抗Rで構成されている。NMOSFETの閾値電圧Vt及びNMOSFETの段数nによりリミッタ電圧Vtnが定まる。昇圧電圧Vppがリミッタ電圧Vtn以上に昇圧されるとリミッタ回路160内を電流が流れ、NMOSFET−Mnと抵抗Rとの接続点の電位VplgがNMOSFETの閾値電圧Vt以上になり、VplgをゲートとするNMOSFET−Mplgがオンされる。昇圧電圧Vppがリミッタ電圧Vtn以下になると、リミッタ回路160内に電流が流れなくなり、Vplgのレベルが低下して、NMOSFET−Mplgがオフされる。
【0006】
このような構成の従来のメモリ書込用電源回路100では、図11に示すように、プログラム信号PGMがハイレベルになると、クロック信号CLK、CLKBが出力され、入力電圧の昇圧が開始する。昇圧電圧Vppがリミッタ電圧Vtn以上になるとNMOSFET−Mplgがオンされて昇圧電圧Vppのレベルが低下し、昇圧電圧Vppがリミッタ電圧Vtn以下になるとNMOSFET−Mplgがオフし、昇圧電圧Vppのレベルが上昇する。この一連の動作を繰り返すことで、昇圧電圧Vppのレベルが設定電圧に保たれる。
【0007】
また、マイクロコンピュータなどに内蔵される昇圧回路として、ポインタによりチャージポンプ回路に入力するクロックの周波数を設定し、セレクタでポインタの値に対応する周波数を選択することにより、チャージポンプ回路の出力電圧を一定に保ち、昇圧回路で消費する電流を最小にする昇圧回路が提案されている(特許文献1参照)。特許文献1の昇圧回路では、省電力モードの場合に、低い周波数を選択することにより省電力を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開2000−236657号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、従来のメモリ書込用電源回路では、低電圧から高電圧に昇圧する場合、特に、電源電圧の低電圧化を行う場合のように昇圧段を多くした場合には、消費電流が増大する、という問題がある。
【0010】
また、特許文献1の昇圧回路においても、通常モードでの消費電流を削減することはできない、という問題がある。
【0011】
本発明は、上述した課題を解決するために成されたものであり、昇圧の際の消費電流を削減することができるメモリ書込用電源回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
上記目的を達成するために、本発明のメモリ書込用電源回路は、停止信号が入力されていないときにクロック信号を出力するクロック信号出力手段と、前記クロック信号出力手段から出力されたクロック信号に同期して動作し、電源電圧を昇圧した昇圧電圧を出力する昇圧回路と、前記昇圧電圧の電圧値が予め定めた設定電圧値を超えた場合に、導通して前記昇圧電圧が前記設定電圧値を超えないように制限するリミッタ回路と、前記リミッタ回路を流れる電流を検出し、電流が検出されている期間、前記クロック信号出力手段によるクロック信号の出力を停止する停止信号を前記クロック信号出力手段へ出力する電流検出回路と、を含んで構成されている。
【0013】
本発明のメモリ書込用電源回路によれば、クロック信号出力手段が、停止信号が入力されていないときにクロック信号を出力し、昇圧回路が、クロック信号出力手段から出力されたクロック信号に同期して動作し、電源電圧を昇圧した昇圧電圧を出力する。また、リミッタ回路が、昇圧電圧の電圧値が予め定めた設定電圧値を超えた場合に、導通して昇圧電圧が設定電圧値を超えないように制限する。そして、電流検出回路が、リミッタ回路を流れる電流を検出し、電流が検出されている期間、クロック信号出力手段によるクロック信号の出力を停止する停止信号をクロック信号出力手段へ出力する。
【0014】
このように、昇圧電圧の電圧値が設定電圧値を超えて、リミッタ回路に電流が流れている期間は、電流検出回路からクロック信号出力手段へ停止信号が出力されて、クロック信号の出力が停止する。これにより、クロック信号に同期して動作する昇圧回路も動作を停止するため、消費電流を削減することができる。
【0015】
また、前記電流が検出されている期間を、前記リミッタ回路を流れる電流の電流値が予め定めた設定電流値を超えている期間とすることができる。これにより、リミッタ回路で設定される設定電圧値にばらつきが生じているような場合でも、昇圧電圧を適切な値に制御することができる。
【0016】
さらに、前記電流検出回路は、前記設定電流値を複数の異なる設定電流値から選択する選択回路を含んで構成することができる。これにより、昇圧電圧をより詳細に制御することができる。
【発明の効果】
【0017】
以上説明したように、本発明のメモリ書込用電源回路によれば、昇圧電圧の電圧値が設定電圧値を超えて、リミッタ回路に電流が流れている期間は、クロック信号の出力を停止して、クロック信号に同期して動作する昇圧回路の動作を停止することにより、昇圧の際の消費電流を削減することができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本実施の形態のメモリ書込用電源回路の構成を示すブロック図である。
【図2】本実施の形態のメモリ書込用電源回路のクロックジェネレータの回路図である。
【図3】本実施の形態のメモリ書込用電源回路のリミッタ回路の回路図である。
【図4】第1の実施の形態のメモリ書込用電源回路の電流検出回路の回路図である。
【図5】本実施の形態のメモリ書込用電源回路の各部の電位の波形図である。
【図6】第2の実施の形態のメモリ書込用電源回路の電流検出回路の回路図である。
【図7】従来例のメモリ書込用電源回路の構成を示すブロック図である。
【図8】従来例のメモリ書込用電源回路のクロックジェネレータの回路図である。
【図9】従来例のメモリ書込用電源回路のチャージポンプ回路の回路図である。
【図10】従来例のメモリ書込用電源回路のリミッタ回路の回路図である。
【図11】従来例のメモリ書込用電源回路の各部の電位の波形図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【0020】
図1に示すように、第1の実施の形態のメモリ書込用電源回路10は、書込み制御のためのプログラム信号PGM及び後述する停止信号CLKENに基づいて、クロック信号CLK及びCLKBを出力するクロックジェネレータ12、クロックジェネレータ12から出力されたクロック信号CLK及びCLKBに同期して、電源電圧Vccを昇圧して昇圧電圧Vppを出力するチャージポンプ回路14、チャージポンプ回路14から出力される昇圧電圧Vppを設定電圧に制限するリミッタ回路16、及びリミッタ回路16を流れる電流を検出して、検出結果に基づいてクロックジェネレータ12を制御するための停止信号を出力する電流検出回路18を備えている。
【0021】
クロックジェネレータ12は、図2に示すように、プログラム信号PGM、クロック信号CLK、及び後述する電流検出回路18から出力された停止信号CLKENが入力されるNAND回路20、NAND回路20と直列に接続された複数のNOT回路22〜28、NOT回路22とNOT回路24との接続点に一端が接続され、他端が接地されたコンデンサ30、及びNOT回路24とNOT回路26との接続点に一端が接続され、他端が接地されたコンデンサ32で構成されている。NOT回路28からの出力信号がクロック信号CLKであり、NOT回路26からの出力信号がクロック信号CLKBである。クロックジェネレータ12は、プログラム信号PGMがハイレベルの場合に、間欠的なクロック信号CLK、及びそのクロック信号CLKが反転されたクロック信号CLKBを出力する。
【0022】
チャージポンプ回路14は、本発明の昇圧回路に相当するものであり、図9に示す従来例のチャージポンプ回路140と同様の構成であるため、説明を省略する。
【0023】
リミッタ回路16は、図3に示すように、複数のNMOSFET−M1〜NMOSFET−Mnが直列に接続されている。NMOSFETの閾値電圧Vt及びNMOSFETの段数nによりリミッタ電圧Vtnが定まる。昇圧電圧Vppがリミッタ電圧Vtn以上に昇圧されるとリミッタ回路16内を電流が流れる。なお、従来例のリミッタ回路160に設けられていたNMOSFET−Mplg及び抵抗Rは省略することができる。
【0024】
電流検出回路18は、PMOSFET−P1〜P6、NMOSFET−N1〜N6で構成されている。NMOSFET−N1とNMOSFET−N2との接続点には、リミッタ回路16を流れる電流Vppiが入力される。PMOSFET−P3のゲートには、設定電流値を規定するためのバイアス電圧Vbiasが印加されており、NMOSFET−N3とNMOSFET−N4との接続点には、設定電流値に規定された電流Irefが入力される。PMOSFET−P5のゲートには、電流Vppiに基づく電圧AMPOが印加され、PMOSFET−P6のゲートには、電流Irefに基づく電圧AMPrefが印加される。PMOSFET−P5とNMOSFET−N5との接続点から取り出される信号が停止信号として出力される。
【0025】
なお、設定電流値は、昇圧電圧Vppが書込み用の設定電圧になる値を、リミッタ回路16のリミッタ電圧Vtnも勘案して、予め定めておく。
【0026】
次に、第1の実施の形態のメモリ書込用電源回路10における動作を、図5も参照しながら説明する。
【0027】
書込み開始時においては、停止信号CLKENはハイレベルであるため(詳細は後述)、プログラム信号PGMがハイレベルになると、クロック信号CLK、CLKBが出力される。なお、クロック信号CLKBはCLKを反転させた信号であるため、図5では図示を省略している。出力されたクロック信号CLK、CLKBは、チャージポンプ回路14に入力される。チャージポンプ回路14は、クロック信号CLK、CLKBに同期して動作し、入力された電源電圧Vccを昇圧した昇圧電圧Vppを出力する。
【0028】
昇圧電圧Vppがリミッタ回路16で設定されたリミッタ電圧Vtnを超えると、リミッタ回路16に電流Vppiが流れる。電流Vppiは、電流検出回路18のNMOSFET−N1とNMOSFET−N2との接続点に入力される。一方で、バイアス電圧Vbiasにより設定電流値に規定された電流IrefがNMOSFET−N1とNMOSFET−N2との接続点に入力される。そして、電流Iref以上に電流Vppiが流れた場合には、電流Vppiに基づく電圧AMPOが電流Irefに基づく電圧AMPrefより大きくなり、PMOSFET−P5がオフされて、停止信号CLKENが接地されたNMOSFET−N5を介してローレベルの信号に変化する。
【0029】
停止信号CLKENがローレベルに変化したことにより、クロックジェネレータ12では、クロック信号CLK、CLKBの出力が停止する。これにより、クロック信号CLK、CLKBに同期して動作するチャージポンプ回路14も動作を停止するため、昇圧が停止する。このとき、チャージポンプ回路14から出力される昇圧電圧Vppは、Vppに蓄えられた電荷とメモリセルの書込み電流とリミッタ回路16を流れる電流Vppiとの関係で、徐々に電圧が低下する。
【0030】
昇圧電圧Vppが低下することにより、リミッタ回路16を流れる電流Vppiも小さくなる。電流Vppiが電流Irefよりも小さくなると、電圧AMPOが電圧AMPrefよりも小さくなり、PMOSFET−P5がオンされて、停止信号CLKENがPMOSFET−P5を介してハイレベルの信号に変化する。なお、書き込み開始時においては、電流Vppiが0であるため、同様に、停止信号CLKENはハイレベルである。
【0031】
停止信号CLKENがハイレベルに変化したことにより、クロックジェネレータ12では、クロック信号CLK、CLKBの出力を再開する。これにより、クロック信号CLK、CLKBに同期して動作するチャージポンプ回路14も動作を再開するため、昇圧が再開する。この一連の動作を繰り返すことで、昇圧電圧Vppのレベルが設定電圧に保たれる。
【0032】
なお、停止信号CLKENには、ローレベル及びハイレベルの2つの状態があるが、停止信号CLKENがローレベルの場合にクロック信号CLK、CLKBの出力が停止するため、ローレベルの停止信号CLKENが本発明の停止信号に相当する。
【0033】
以上説明したように、第1の実施の形態のメモリ書込用電源回路によれば、昇圧電圧の電圧値が設定電圧値を超えてリミッタ回路に流れた電流の電流値が、設定電流値を超えている期間は、電流検出回路からクロックジェネレータへローレベルの停止信号が出力されて、クロック信号の出力が停止する。これにより、クロック信号に同期して動作するチャージポンプ回路も動作を停止するため、消費電流を削減することができる。
【0034】
なお、第1の実施の形態では、リミッタ回路を流れた電流と設定電流値に規定された電流とを比較することにより、停止信号の状態を変化させる場合について説明したが、リミッタ回路で設定されるリミッタ電圧のみで、昇圧電圧を書込用の電源電圧に制限することができる場合や、昇圧電圧の制御に厳密性が要求されないような場合などには、リミッタ回路を流れる電流の有無を検出し、電流が検出されている期間は、電流検出回路からクロックジェネレータへローレベルの停止信号が出力されるようにしてもよい。
【0035】
次に、第2の実施の形態のメモリ書込用電源回路について説明する。第2の実施の形態のメモリ書込用電源回路は、設定電流値を選択可能とした点が第1の実施の形態と異なる。その他の構成については、第1の実施の形態のメモリ書込用電源回路10と同様であるため、説明を省略する。
【0036】
図6に、第2の実施の形態のメモリ書込用電源回路の電流検出回路218を示す。
【0037】
電流検出回路218は、第1の実施の形態のメモリ書込用電源回路10の電流検出回路18の構成に加えて、PMOSFET−P311〜P31n、P321〜P32nを並列に配置している。PMOSFET−P3及びPMOSFET−P311〜P31nのゲートには、バイアス電圧Vbiasが共通して印加されている。PMOSFET−P321〜P32nのゲートには、それぞれ異なる電圧OP1〜OPnが印加される。PMOSFET−P321〜P32nのそれぞれのゲートへの電圧印加の有無を選択することにより、電流Irefの設定電流値を選択することができる。
【0038】
例えば、リミッタ電圧Vtnが低く仕上がった場合には、昇圧電圧Vppの低下によるメモリセルへの書込み不足が生じる可能性がある。この場合には、設定電流値が大きくなるように選択することで、書き込みに必要な昇圧電圧Vppを確保することができる。また、リミッタ電圧Vtnが高く仕上がった場合には、昇圧電圧Vppが高くなり、メモリセルへの書込みの信頼性が低下する。この場合には、設定電流値を小さくなるように選択することで、昇圧電圧Vppを必要なレベルまで低下させ、メモリセルへの過度な電圧印加を防止することができる。
【0039】
以上説明したように、第2の実施の形態のメモリ書込用電源回路によれば、設定電流値を選択可能としたことにより、設定電流値を微調整して、より適切に昇圧電圧が設定電圧値に制限されるようにすることができる。
【符号の説明】
【0040】
10 メモリ書込用電源回路
12 クロックジェネレータ
14 チャージポンプ回路
16 リミッタ回路
18 電流検出回路
CLK、CLKB クロック信号
CLKEN 停止信号
Iref 設定電流値に規定された電流
Vcc 電源電圧
Vpp 昇圧電圧
Vppi リミッタ回路を流れる電流
Vtn リミッタ電圧(設定電圧値)
【技術分野】
【0001】
本発明は、メモリ書込用電源回路に係り、特に、書き込み時に比較的大きな電圧を必要とする不揮発性メモリに用いられるメモリ書込用電源回路に関する。
【背景技術】
【0002】
図7に示すように、従来のメモリ書込用電源回路100は、クロックジェネレータ120、チャージポンプ回路140、及びリミッタ回路160を備えている。
【0003】
クロックジェネレータ120は、図8に示すように、書込み制御のためのプログラム信号PGM及び出力されたクロック信号CLKが入力されるNAND回路122、複数のNOT回路124〜130、及びNOT回路の接続点に一端が接続された複数のコンデンサ132〜134で構成されている。クロックジェネレータ120は、プログラム信号PGMがハイレベルの場合に、間欠的なクロック信号CLK、及びそのクロック信号CLKが反転されたクロック信号CLKBを出力する。
【0004】
チャージポンプ回路140は、図9に示すように、スイッチ素子としての複数のMOSFET−m1〜mi、及び複数のコンデンサC1〜Cjで構成されている。コンデンサC1、C3、・・・には、クロックジェネレータ120から出力されたクロック信号CLKBが入力され、コンデンサC2、C4、・・・には、クロックジェネレータ120から出力されたクロック信号CLKが入力される。チャージポンプ回路140は、クロック信号CLK、CLKBに同期して動作し、入力された電源電圧Vccを昇圧した昇圧電圧Vppを出力する。このチャージポンプ回路140は、書き込みに必要な設定電圧(例えば8V)以上の昇圧電圧を得ることができるだけのMOSFET及びコンデンサの段数(以下、昇圧段という)を備えている。
【0005】
リミッタ回路160は、図10に示すように、複数のNMOSFET−M1〜Mn、NMOSFET−Mplg、及び抵抗Rで構成されている。NMOSFETの閾値電圧Vt及びNMOSFETの段数nによりリミッタ電圧Vtnが定まる。昇圧電圧Vppがリミッタ電圧Vtn以上に昇圧されるとリミッタ回路160内を電流が流れ、NMOSFET−Mnと抵抗Rとの接続点の電位VplgがNMOSFETの閾値電圧Vt以上になり、VplgをゲートとするNMOSFET−Mplgがオンされる。昇圧電圧Vppがリミッタ電圧Vtn以下になると、リミッタ回路160内に電流が流れなくなり、Vplgのレベルが低下して、NMOSFET−Mplgがオフされる。
【0006】
このような構成の従来のメモリ書込用電源回路100では、図11に示すように、プログラム信号PGMがハイレベルになると、クロック信号CLK、CLKBが出力され、入力電圧の昇圧が開始する。昇圧電圧Vppがリミッタ電圧Vtn以上になるとNMOSFET−Mplgがオンされて昇圧電圧Vppのレベルが低下し、昇圧電圧Vppがリミッタ電圧Vtn以下になるとNMOSFET−Mplgがオフし、昇圧電圧Vppのレベルが上昇する。この一連の動作を繰り返すことで、昇圧電圧Vppのレベルが設定電圧に保たれる。
【0007】
また、マイクロコンピュータなどに内蔵される昇圧回路として、ポインタによりチャージポンプ回路に入力するクロックの周波数を設定し、セレクタでポインタの値に対応する周波数を選択することにより、チャージポンプ回路の出力電圧を一定に保ち、昇圧回路で消費する電流を最小にする昇圧回路が提案されている(特許文献1参照)。特許文献1の昇圧回路では、省電力モードの場合に、低い周波数を選択することにより省電力を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開2000−236657号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、従来のメモリ書込用電源回路では、低電圧から高電圧に昇圧する場合、特に、電源電圧の低電圧化を行う場合のように昇圧段を多くした場合には、消費電流が増大する、という問題がある。
【0010】
また、特許文献1の昇圧回路においても、通常モードでの消費電流を削減することはできない、という問題がある。
【0011】
本発明は、上述した課題を解決するために成されたものであり、昇圧の際の消費電流を削減することができるメモリ書込用電源回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
上記目的を達成するために、本発明のメモリ書込用電源回路は、停止信号が入力されていないときにクロック信号を出力するクロック信号出力手段と、前記クロック信号出力手段から出力されたクロック信号に同期して動作し、電源電圧を昇圧した昇圧電圧を出力する昇圧回路と、前記昇圧電圧の電圧値が予め定めた設定電圧値を超えた場合に、導通して前記昇圧電圧が前記設定電圧値を超えないように制限するリミッタ回路と、前記リミッタ回路を流れる電流を検出し、電流が検出されている期間、前記クロック信号出力手段によるクロック信号の出力を停止する停止信号を前記クロック信号出力手段へ出力する電流検出回路と、を含んで構成されている。
【0013】
本発明のメモリ書込用電源回路によれば、クロック信号出力手段が、停止信号が入力されていないときにクロック信号を出力し、昇圧回路が、クロック信号出力手段から出力されたクロック信号に同期して動作し、電源電圧を昇圧した昇圧電圧を出力する。また、リミッタ回路が、昇圧電圧の電圧値が予め定めた設定電圧値を超えた場合に、導通して昇圧電圧が設定電圧値を超えないように制限する。そして、電流検出回路が、リミッタ回路を流れる電流を検出し、電流が検出されている期間、クロック信号出力手段によるクロック信号の出力を停止する停止信号をクロック信号出力手段へ出力する。
【0014】
このように、昇圧電圧の電圧値が設定電圧値を超えて、リミッタ回路に電流が流れている期間は、電流検出回路からクロック信号出力手段へ停止信号が出力されて、クロック信号の出力が停止する。これにより、クロック信号に同期して動作する昇圧回路も動作を停止するため、消費電流を削減することができる。
【0015】
また、前記電流が検出されている期間を、前記リミッタ回路を流れる電流の電流値が予め定めた設定電流値を超えている期間とすることができる。これにより、リミッタ回路で設定される設定電圧値にばらつきが生じているような場合でも、昇圧電圧を適切な値に制御することができる。
【0016】
さらに、前記電流検出回路は、前記設定電流値を複数の異なる設定電流値から選択する選択回路を含んで構成することができる。これにより、昇圧電圧をより詳細に制御することができる。
【発明の効果】
【0017】
以上説明したように、本発明のメモリ書込用電源回路によれば、昇圧電圧の電圧値が設定電圧値を超えて、リミッタ回路に電流が流れている期間は、クロック信号の出力を停止して、クロック信号に同期して動作する昇圧回路の動作を停止することにより、昇圧の際の消費電流を削減することができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本実施の形態のメモリ書込用電源回路の構成を示すブロック図である。
【図2】本実施の形態のメモリ書込用電源回路のクロックジェネレータの回路図である。
【図3】本実施の形態のメモリ書込用電源回路のリミッタ回路の回路図である。
【図4】第1の実施の形態のメモリ書込用電源回路の電流検出回路の回路図である。
【図5】本実施の形態のメモリ書込用電源回路の各部の電位の波形図である。
【図6】第2の実施の形態のメモリ書込用電源回路の電流検出回路の回路図である。
【図7】従来例のメモリ書込用電源回路の構成を示すブロック図である。
【図8】従来例のメモリ書込用電源回路のクロックジェネレータの回路図である。
【図9】従来例のメモリ書込用電源回路のチャージポンプ回路の回路図である。
【図10】従来例のメモリ書込用電源回路のリミッタ回路の回路図である。
【図11】従来例のメモリ書込用電源回路の各部の電位の波形図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【0020】
図1に示すように、第1の実施の形態のメモリ書込用電源回路10は、書込み制御のためのプログラム信号PGM及び後述する停止信号CLKENに基づいて、クロック信号CLK及びCLKBを出力するクロックジェネレータ12、クロックジェネレータ12から出力されたクロック信号CLK及びCLKBに同期して、電源電圧Vccを昇圧して昇圧電圧Vppを出力するチャージポンプ回路14、チャージポンプ回路14から出力される昇圧電圧Vppを設定電圧に制限するリミッタ回路16、及びリミッタ回路16を流れる電流を検出して、検出結果に基づいてクロックジェネレータ12を制御するための停止信号を出力する電流検出回路18を備えている。
【0021】
クロックジェネレータ12は、図2に示すように、プログラム信号PGM、クロック信号CLK、及び後述する電流検出回路18から出力された停止信号CLKENが入力されるNAND回路20、NAND回路20と直列に接続された複数のNOT回路22〜28、NOT回路22とNOT回路24との接続点に一端が接続され、他端が接地されたコンデンサ30、及びNOT回路24とNOT回路26との接続点に一端が接続され、他端が接地されたコンデンサ32で構成されている。NOT回路28からの出力信号がクロック信号CLKであり、NOT回路26からの出力信号がクロック信号CLKBである。クロックジェネレータ12は、プログラム信号PGMがハイレベルの場合に、間欠的なクロック信号CLK、及びそのクロック信号CLKが反転されたクロック信号CLKBを出力する。
【0022】
チャージポンプ回路14は、本発明の昇圧回路に相当するものであり、図9に示す従来例のチャージポンプ回路140と同様の構成であるため、説明を省略する。
【0023】
リミッタ回路16は、図3に示すように、複数のNMOSFET−M1〜NMOSFET−Mnが直列に接続されている。NMOSFETの閾値電圧Vt及びNMOSFETの段数nによりリミッタ電圧Vtnが定まる。昇圧電圧Vppがリミッタ電圧Vtn以上に昇圧されるとリミッタ回路16内を電流が流れる。なお、従来例のリミッタ回路160に設けられていたNMOSFET−Mplg及び抵抗Rは省略することができる。
【0024】
電流検出回路18は、PMOSFET−P1〜P6、NMOSFET−N1〜N6で構成されている。NMOSFET−N1とNMOSFET−N2との接続点には、リミッタ回路16を流れる電流Vppiが入力される。PMOSFET−P3のゲートには、設定電流値を規定するためのバイアス電圧Vbiasが印加されており、NMOSFET−N3とNMOSFET−N4との接続点には、設定電流値に規定された電流Irefが入力される。PMOSFET−P5のゲートには、電流Vppiに基づく電圧AMPOが印加され、PMOSFET−P6のゲートには、電流Irefに基づく電圧AMPrefが印加される。PMOSFET−P5とNMOSFET−N5との接続点から取り出される信号が停止信号として出力される。
【0025】
なお、設定電流値は、昇圧電圧Vppが書込み用の設定電圧になる値を、リミッタ回路16のリミッタ電圧Vtnも勘案して、予め定めておく。
【0026】
次に、第1の実施の形態のメモリ書込用電源回路10における動作を、図5も参照しながら説明する。
【0027】
書込み開始時においては、停止信号CLKENはハイレベルであるため(詳細は後述)、プログラム信号PGMがハイレベルになると、クロック信号CLK、CLKBが出力される。なお、クロック信号CLKBはCLKを反転させた信号であるため、図5では図示を省略している。出力されたクロック信号CLK、CLKBは、チャージポンプ回路14に入力される。チャージポンプ回路14は、クロック信号CLK、CLKBに同期して動作し、入力された電源電圧Vccを昇圧した昇圧電圧Vppを出力する。
【0028】
昇圧電圧Vppがリミッタ回路16で設定されたリミッタ電圧Vtnを超えると、リミッタ回路16に電流Vppiが流れる。電流Vppiは、電流検出回路18のNMOSFET−N1とNMOSFET−N2との接続点に入力される。一方で、バイアス電圧Vbiasにより設定電流値に規定された電流IrefがNMOSFET−N1とNMOSFET−N2との接続点に入力される。そして、電流Iref以上に電流Vppiが流れた場合には、電流Vppiに基づく電圧AMPOが電流Irefに基づく電圧AMPrefより大きくなり、PMOSFET−P5がオフされて、停止信号CLKENが接地されたNMOSFET−N5を介してローレベルの信号に変化する。
【0029】
停止信号CLKENがローレベルに変化したことにより、クロックジェネレータ12では、クロック信号CLK、CLKBの出力が停止する。これにより、クロック信号CLK、CLKBに同期して動作するチャージポンプ回路14も動作を停止するため、昇圧が停止する。このとき、チャージポンプ回路14から出力される昇圧電圧Vppは、Vppに蓄えられた電荷とメモリセルの書込み電流とリミッタ回路16を流れる電流Vppiとの関係で、徐々に電圧が低下する。
【0030】
昇圧電圧Vppが低下することにより、リミッタ回路16を流れる電流Vppiも小さくなる。電流Vppiが電流Irefよりも小さくなると、電圧AMPOが電圧AMPrefよりも小さくなり、PMOSFET−P5がオンされて、停止信号CLKENがPMOSFET−P5を介してハイレベルの信号に変化する。なお、書き込み開始時においては、電流Vppiが0であるため、同様に、停止信号CLKENはハイレベルである。
【0031】
停止信号CLKENがハイレベルに変化したことにより、クロックジェネレータ12では、クロック信号CLK、CLKBの出力を再開する。これにより、クロック信号CLK、CLKBに同期して動作するチャージポンプ回路14も動作を再開するため、昇圧が再開する。この一連の動作を繰り返すことで、昇圧電圧Vppのレベルが設定電圧に保たれる。
【0032】
なお、停止信号CLKENには、ローレベル及びハイレベルの2つの状態があるが、停止信号CLKENがローレベルの場合にクロック信号CLK、CLKBの出力が停止するため、ローレベルの停止信号CLKENが本発明の停止信号に相当する。
【0033】
以上説明したように、第1の実施の形態のメモリ書込用電源回路によれば、昇圧電圧の電圧値が設定電圧値を超えてリミッタ回路に流れた電流の電流値が、設定電流値を超えている期間は、電流検出回路からクロックジェネレータへローレベルの停止信号が出力されて、クロック信号の出力が停止する。これにより、クロック信号に同期して動作するチャージポンプ回路も動作を停止するため、消費電流を削減することができる。
【0034】
なお、第1の実施の形態では、リミッタ回路を流れた電流と設定電流値に規定された電流とを比較することにより、停止信号の状態を変化させる場合について説明したが、リミッタ回路で設定されるリミッタ電圧のみで、昇圧電圧を書込用の電源電圧に制限することができる場合や、昇圧電圧の制御に厳密性が要求されないような場合などには、リミッタ回路を流れる電流の有無を検出し、電流が検出されている期間は、電流検出回路からクロックジェネレータへローレベルの停止信号が出力されるようにしてもよい。
【0035】
次に、第2の実施の形態のメモリ書込用電源回路について説明する。第2の実施の形態のメモリ書込用電源回路は、設定電流値を選択可能とした点が第1の実施の形態と異なる。その他の構成については、第1の実施の形態のメモリ書込用電源回路10と同様であるため、説明を省略する。
【0036】
図6に、第2の実施の形態のメモリ書込用電源回路の電流検出回路218を示す。
【0037】
電流検出回路218は、第1の実施の形態のメモリ書込用電源回路10の電流検出回路18の構成に加えて、PMOSFET−P311〜P31n、P321〜P32nを並列に配置している。PMOSFET−P3及びPMOSFET−P311〜P31nのゲートには、バイアス電圧Vbiasが共通して印加されている。PMOSFET−P321〜P32nのゲートには、それぞれ異なる電圧OP1〜OPnが印加される。PMOSFET−P321〜P32nのそれぞれのゲートへの電圧印加の有無を選択することにより、電流Irefの設定電流値を選択することができる。
【0038】
例えば、リミッタ電圧Vtnが低く仕上がった場合には、昇圧電圧Vppの低下によるメモリセルへの書込み不足が生じる可能性がある。この場合には、設定電流値が大きくなるように選択することで、書き込みに必要な昇圧電圧Vppを確保することができる。また、リミッタ電圧Vtnが高く仕上がった場合には、昇圧電圧Vppが高くなり、メモリセルへの書込みの信頼性が低下する。この場合には、設定電流値を小さくなるように選択することで、昇圧電圧Vppを必要なレベルまで低下させ、メモリセルへの過度な電圧印加を防止することができる。
【0039】
以上説明したように、第2の実施の形態のメモリ書込用電源回路によれば、設定電流値を選択可能としたことにより、設定電流値を微調整して、より適切に昇圧電圧が設定電圧値に制限されるようにすることができる。
【符号の説明】
【0040】
10 メモリ書込用電源回路
12 クロックジェネレータ
14 チャージポンプ回路
16 リミッタ回路
18 電流検出回路
CLK、CLKB クロック信号
CLKEN 停止信号
Iref 設定電流値に規定された電流
Vcc 電源電圧
Vpp 昇圧電圧
Vppi リミッタ回路を流れる電流
Vtn リミッタ電圧(設定電圧値)
【特許請求の範囲】
【請求項1】
停止信号が入力されていないときにクロック信号を出力するクロック信号出力手段と、
前記クロック信号出力手段から出力されたクロック信号に同期して動作し、電源電圧を昇圧した昇圧電圧を出力する昇圧回路と、
前記昇圧電圧の電圧値が予め定めた設定電圧値を超えた場合に、導通して前記昇圧電圧が前記設定電圧値を超えないように制限するリミッタ回路と、
前記リミッタ回路を流れる電流を検出し、電流が検出されている期間、前記クロック信号出力手段によるクロック信号の出力を停止する停止信号を前記クロック信号出力手段へ出力する電流検出回路と、
を含むメモリ書込用電源回路。
【請求項2】
前記電流が検出されている期間を、前記リミッタ回路を流れる電流の電流値が予め定めた設定電流値を超えている期間とした請求項1記載のメモリ書込用電源回路。
【請求項3】
前記電流検出回路は、前記設定電流値を複数の異なる設定電流値から選択する選択回路を含む請求項2記載のメモリ書込用電源回路。
【請求項1】
停止信号が入力されていないときにクロック信号を出力するクロック信号出力手段と、
前記クロック信号出力手段から出力されたクロック信号に同期して動作し、電源電圧を昇圧した昇圧電圧を出力する昇圧回路と、
前記昇圧電圧の電圧値が予め定めた設定電圧値を超えた場合に、導通して前記昇圧電圧が前記設定電圧値を超えないように制限するリミッタ回路と、
前記リミッタ回路を流れる電流を検出し、電流が検出されている期間、前記クロック信号出力手段によるクロック信号の出力を停止する停止信号を前記クロック信号出力手段へ出力する電流検出回路と、
を含むメモリ書込用電源回路。
【請求項2】
前記電流が検出されている期間を、前記リミッタ回路を流れる電流の電流値が予め定めた設定電流値を超えている期間とした請求項1記載のメモリ書込用電源回路。
【請求項3】
前記電流検出回路は、前記設定電流値を複数の異なる設定電流値から選択する選択回路を含む請求項2記載のメモリ書込用電源回路。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2011−4468(P2011−4468A)
【公開日】平成23年1月6日(2011.1.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−143543(P2009−143543)
【出願日】平成21年6月16日(2009.6.16)
【出願人】(308033711)OKIセミコンダクタ株式会社 (898)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年1月6日(2011.1.6)
【国際特許分類】
【出願日】平成21年6月16日(2009.6.16)
【出願人】(308033711)OKIセミコンダクタ株式会社 (898)
【Fターム(参考)】
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