Design of Low-Voltage Reference Voltage Generator for NVM IPs

NVM IP용 저전압 기준전압 회로 설계

A reference voltage generator which is insensitive to PVT (process-voltage-temperature) variation necessary for NVM memory IPs such as EEPROM and MTP memories is designed in this paper. The designed BGR (bandgap reference voltage) circuit based on MagnaChip's $0.18{\mu}m$ EEPROM process uses a low-voltage bandgap reference voltage generator of cascode current-mirror type with a wide swing and shows a reference voltage characteristic insensitive to PVT variation. The minimum operating voltage is 1.43V and the VREF sensitivity against VDD variation is 0.064mV/V. Also, the VREF sensitivity against temperature variation is $20.5ppm/^{\circ}C$. The VREF voltage has a mean of 1.181V and its three sigma ($3{\sigma}$) value is 71.7mV.

본 논문에서는 EEPROM이나 MTP 등의 NVM 메모리 IP 설계에 필요로 하는 PVT(Process-Voltage-Temperature) 변동에 둔감한 기준전압(Reference Voltage) 회로를 설계하였다. 매그나칩반도체 $0.18{\mu}m$ EEPROM 공정을 이용하여 설계된 BGR(Bandgap Reference Voltage) 회로는 wide swing을 갖는 캐스코드 전류거울 (cascode current-mirror) 형태의 저전압 밴드갭 기준전압발생기 회로를 사용하였으며, PVT 변동에 둔감한 기준전압 특성을 보이고 있다. 최소 동작 전압은 1.43V이고 VDD 변동에 대한 VREF 민감도(sensitivity)는 0.064mV/V이다. 그리고 온도 변동에 대한 VREF 민감도는 $20.5ppm/^{\circ}C$이다. 측정된 VREF 전압은 평균 전압이 1.181V이고 $3{\sigma}$는 71.7mV이다.