专利名称：用于产生内部电源电压的电路装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及可以通过集成电路启动的用于产生内部电源电压的电路装置。
通过在集成电路中所用的集成密度一直都使集成器件的尺寸很小，尤其是在半导体存储器中，存储容量一直都对存储单元的数量有较大需求，所以每个存储单元的较小空间需求就具有特别大的意义。
然而，较高的集成密度与用于存储的较小的集成密度相比在集成电路的单个器件上，例如在晶体管的氧化栅极，电场强度就比较大。所以施加在器件上的紧张程度就会上升而导致失效的数量增加。为了避免这些，半导体存储元件区通过一个内部电源电压供电。该电压一般低于外部电源电压，该外部电压对位于单元区外半部分的外部电路供电。所以例如把用于单元区的外部电路的电压定为5V而内部电源电压为3.3V。已经公知了几种不同的电路来建立该电压。
与内部电源电压有关的单元区的寿命和由此所产生的电场使人利用了所谓的试验启动(Burn-in-test)。该单元区通过比一般情况下工作所用的内部电源电压高的电压工作。以此，存储器所出现的失效得到了质量上的控制。
从外面只能在半导体存储器上施加外部电源电压。该内部电源电压应尽可能稳定并与外部的干扰影响无关，该电压应由特有的为此而设的电压发生器产生。因为从电压发生器所产生的内部电源电压被调整到一确定值，外部电源电压的提高不会导致内部电源电压的提高。因此通过所用的电压发器不可能实现试验启动。
从DE4226048A1中公知了一电压发生器，只要该外部电源电压低于一确定值，该发生器就提供一被调节的恒定的内部电源电压。一旦该外部电源电压超过该确定值，该内部电源电压就随外部电源电压升高。以此实现了产生内部电源电压的调节电路，根据情况，无论该外部电源电压低于或高于一确定值，则或者产生一恒定的比较电压，或者产生一外部电源电压。
这种电压发生器的缺点是，用于试验启动的设备费用相对较高，而具有电压发生器的半导体存储器应在此设备中进行检验。为了使该半导体存储器减轻一定的压力，该外部电源电压必须保持在一尽可能恒定的完全确定的值上。
上述发明的任务是给出一用于产生内部电源电压的电路装置，通过它以简单的方式产生了确定的提高了的内部电源电压。
此任务在开头所述类型的装置中通过权利要求1的特征部分的特征解决。
本发明的优点是，该升高的内部电源电压相对于外部电源电压的波动并不明显。在半导体存储器的检验中，按照本发明的电路装置被集成化，而在检测装置，例如为了实现试验启动，只存在较小的需求。
本发明的实施形式位于从属权利要求中。
下面借助附图详细解释本发明。
图1在已知电路装置中的内部电源电压的曲线，图2按照本发明的一可能的实施形式，图3在本发明的电路装置中的内部电源电压和参考电压的曲线图。
图1a和1b示出了按照先有技术的与外部电源电压相关的内部电源电压的典型曲线图。在一段线性上升之后该内部电源电压在外部电源电压的一已知范围内保持恒定。从外部电源电压的一确定值开始该内部电源电压达到了该外部电源电压。以此从这个值开始，如图1所示，该内部电源电压与该外部电源电压是一致的，或者如图1b所示，线性地与外部电源电压一起上升。
图2示出了用于产生内部电源电压VCCint的本发明的电路装置的可能的实施例。比较装置VE使由参考电压发生器RG所产生的参考电压VReferenz与外部电源电压VCCext进行比较。
比较装置VE的输出端与可控电阻P10的控制端相连。可控电阻P10与外部电源电压VCCext并和可以截取内部电源电压VCCint的一个接线端相连。外部电源电压VCCext与参考电压VReferenz相比较，并且如此控制可控电阻P10，该内部电源电压VCCint取参考电压VReferenz的值或者与参考电压VReferenz成比例的值。
参考电压发生器RG具有第一电压源VREF1和第二电压源VREF2。这两个电压源与外部电源电压VCCext相连。它例如是由一双倍电流镜向电路构成。第一电压源VREF1的输出端与第一开关晶体管P1的沟道侧的接线端子相连。而第二电压源VREF2的输出端与第二开关晶体管N1的沟道侧的接线端子相连。开关晶体管N1和P1的另一沟道侧的接线端子连在一起并构成参考电压发生器RG的输出端。在此输出端上存在参考电压VReferenz。
开关晶体管N1和P1的控制接线端相互连接并接到反相器INV的输出端。反相器INV的输入端接在第一电路节点K1。在电路节点K1和基准电压Vss之间是电阻R。这个电阻R能够例如由场效应晶体管构成。第三开关晶体管P2的沟道侧接在外部电源电压VCCext和第一电路节点K1之间。第三开关晶体管P2的控制输入端与第二电路节点K2相连。在第二电路节点K2和基准电压Vss之间存在一二极管链DK。该二极管链DK至少由一个二极管组成。在上述的实施例中含有由作为上极管连接的晶体管(P3到P8)构成的二极管链6。
第二电路节点K2通过第四开关晶体管P9的沟道侧与外部电源电压VCCext相连。第四开关晶体管P9的控制触点与第一电压源VREF1相连。第四开关晶体管P9的控制接线端被接成与外部电源电压VCCext成比例的在第一电压源VREF1中提供的电压。
本发明的电路装置的功能方式下面分两种情况从用于VCCext的不同值出发作出解释。
因为电源电压VCCext低于一个确定的界限值，例如一般情况下的工作电压，则电路节点K2是低电压。开关晶体管P2导通而电路节点K1取一个高于基准电压Vss的电压。它也同时表明了，在反相器INV的输入端存在一信号值HIGH，因此反相器INV的输出端存在信号值LOW，以此第一开关晶体管P1导通而第二开关晶体管N1阻塞。则参考电压VReferenz取第一电压源VREF1的电压值。
外部电源电压VCCext上升，而电路节点K2处的电压也上升。该外部电源电压VCCext达到界限值，所以开关晶体管P2阻塞而电路节点K1取只稍小于基准电压Vss的电压。这相应地在反相器INV的输入端产生信号值LOW。反相器INV的输出变为HIGH。以此第二开关晶体管N1导通而第一开关晶体管P1阻塞。现在，参考电压VReferenz取第二电压源VREF2的电压值。
独自与外部电源电压VCCext的高度有关地确定出自于第一电压源VREF1或第二电压源VREF2的参考电压VReferenz。现在第一电压源VREF1能够如此设计，可使参考电压VReferenz取一合适的值并且通过比较装置VE和可控电阻P10使内部电源电压VCCint调整到可使存储区域工作的一般值。第二电压源VREF2能够相应地进行设计，可使内部电源电压VCCint取一与单元区域一般工作相比高的值。这个提高的内部电源电压然后就可以用于实现试验启动。
本发明的电路装置也可以实现独自通过外部电源电压VCCext选择两个不同的内部电源电压VCCint的电压水平。
图3描述了本发明的电路装置的内部电源电压VCCint与外部电源电压VCCext的参考电压VReferenz的关系。该内部电源电压VCCint分别根据外部电源电压VCCext的高度具有两个确定的不同的值。
权利要求
1.电路装置，具有用于产生内部电源电压(VCCint)的装置，该内部电源电压用于集成电路的工作而由外部电源电压(VCCext)导出；具有一参考电压发生器(RG)，其可产生与外部电源电压(VCCext)成比例的电压并且与此电压的高度相关地产生一参考电压(VReferenz)，其可以控制产生内部电源电压(VCCint)的装置，其特征在于，从参考电压发生器(RG)可以产生至少两个恒定的参考电压(VReferenz)的电压值。
2.如权利要求1的电路装置，其特征在于，该参考电压发生器(RG)具有至少两个电压源(VREF1，VREF2)。
3.如权利要求1的电路装置，其特征在于，该参考电压发生器(RG)具有一个通过电路节点(K1)与一个二极管链(DK)相串联的可控电阻(PQ)。
4.如权利要求2的电路装置，其特征在于，至少一个电压源(VREF1，VREF2)是由双倍电源镜向电路构成。
5.如权利要求3的电路装置，其特征在于，与电路节点(K1)处的电压有关系的电路装置(P2，R，INV，N1，P1)可被如此控制，一个电压源(VREF1，VREF2)确定该参考电压(VReferenz)。
6.如权利要求3的电路装置，其特征在于，该可控电阻(P9)在一个沟道侧与外部电源电压(VCCext)相连，在另一侧与二极管链(DK)的一端相连。
7.如权利要求1的电路装置，其特征在于，该内部电源电压(VCCint)与参考电压(VReferenz)的电压值成比例。
全文摘要
本发明的电路装置允许提供用于集成电路的内部电源电压达到两种不同的,然而恒定的水平。可以独自通过外部电源电压的高度实现该水平的选择。以此能够实现工作模式和检测模式之间的转换,在工作模式时内部电源电压具有一般工作电压值而在检测模式时该内部电源电压具有提高的值。本发明特别应用在半导体存储器中。
文档编号G05F1/46GK1197320SQ98106648
公开日1998年10月28日 申请日期1998年4月17日 优先权日1997年4月18日
发明者G·米勒尔, J·维勒尔 申请人:西门子公司