CN1738170A - 低功率应用的电荷泵系统的效率改进方法 - Google Patents

低功率应用的电荷泵系统的效率改进方法 Download PDF

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Abstract

一种低功率应用的电荷泵系统的效率改进方法和装置,于第一实施例中是提供了一种方法和装置,其可界定出一可关闭一电荷泵激活讯号的电荷泵输出高标,以及一可激活一电荷泵激活讯号的电荷泵输出低标,于第二实施例中是界定了一保护时间,而电荷的汲引可持续至完成一预先定义的相位以及中断泄漏路径为止,于第三实施例中是界定了一相位内存区块,藉此可持续和提醒该相位至下一电荷汲引的请求出现为止,此可避免电路进入一降低电荷汲引效率的电荷泄漏的时域中。

Description

低功率应用的电荷泵系统的效率改进方法
技术领域
本发明是有关于一种电荷泵电路,尤指一种低功率应用的电荷泵系统的效率改进方法和装置。
先前技术
低功率电荷汲引系统的主要组件是图标于图1A中,其组件包括有一电位侦测器110、一环形振荡器120以及一电荷泵130,当电荷泵130驱使输出电压VPP 150高过于标准电压时,该电位侦测器110即中断电荷泵130以及环形振荡器120来节省电源,由驱动节点输出电压VPP的电荷泵电路于驱动时的电路电源的散失和消耗是发生于正常运作中,而当输出电压VPP低于目标电位时,该电位侦测器110将激活环形振荡器120以及电荷泵130,且电荷汲引系统将重新驱动输出电压VPP节点直至其电压电位再次高过于目标电位为止。
图1B是为图1A的电荷汲引系统运作的时域图,如图1B所示,当输出电压VPP电位低于目标电位时,由电位侦测器所驱动的讯号ENVPP将升高,而环形振荡器以及电荷泵亦将同时被激活,当输出电压VPP被驱动至一高过于目标电位时,讯号ENVPP则将走低,同时,电荷汲引系统不管电荷汲引电路是处于任一相位T1或T2,皆将中断汲引过程,且电荷泵将直接进入T1 off状态,如果电荷泵于相位T2周期当中被中断运作,则将产生一输出电压VPP泄漏路径。
图2A是为描述一泄漏路径的装置电位的设计,而图2B是为不使用装置而使用开关时的相同泄漏路径的简化示意图,图2A中具有一装置MN1,其对应于图标于图2B中的开关SW1,同时,图2A中具有一装置MN2,其对应于图标于图2B中的开关SW2,该泄漏路径是因下列原因而发生,于图2A、图2B和图2C中所示的T2相位状态时,开关SW2为on,节点N3保持于较高电压上,高于输出电压VPP,如果电荷泵电路于T2 on相位状态上而被迫回到T1 off相位状态时,加压器BST以及节点N3将同步转换至一低电位,而在图3中所示的相位转换窗格当中将产生一泄漏路径,在加压器BST转换至低电位VSS前,开关SW2不会先被切断,因此,于加压器BST的转换当中,从节点的输出电压VPP经过开关SW2而至节点N1将产生输出电压VPP的泄漏,而该输出电压VPP泄漏路径只要是当电位侦测器中止如图1B所示的电荷泵运作时就会发生,而最糟糕的情况为如图2D所示。
图2D是显示,当输出电压VPP微低于输出电压VPP的目标电位时,讯号ENVPP将激活电荷泵,当电荷泵于第一T2周期运作时,输出电压VPP电位则将加压至高于输出电压VPP目标值,而电位侦测器将中止于T2周期中间点上的电荷泵的运作,该中断动作则造成输出电压VPP部分泄漏,这又会降低输出电压VPP电位至一略低于输出电压VPP目标电位,接着,电位侦测器将再激活汲引的动作,这般重复性的相位转变将大大地提高泄漏电流产生的机会,而整体的汲引系统的效率也因此严重地恶化。
美国专利6,570,434是揭示了一动态夹具,其配合具有较薄电介质或具有深槽的电容器来解决于高应力电容器的电介质崩溃的问题,该动态夹具的结构是使用一两段式的汲引周期,因此,于第一段的汲引周期当中,一组串联的电容器的中间节点预充电至一供应电压,而在第二段的汲引周期当中,中间节点则与一加强时钟耦合,因此,在汲引运作周期的任一时点上,穿过电容器的电压将保持于一安全范围内。
美国专利6,535,052是揭示了一Dickson型的电荷泵电路,其特征在于,供应时序脉波至耦合的电容器C1-C3的时钟驱动器CD1、CD2,换言之,其特征即在于,时序脉波CLK、CLKB的上升时间和下降时间得以延长而让时钟驱动器CD1、CD2的输出不会造成共振现象。
美国专利6,469,571是揭示了一电荷泵,其具有两输入端、一输入时脉信号以及一汲引输出电位输出之用的输出端,两汲引电容器是连接至输入端,汲引电容器的第二电极是分别经由第一电路模块连接至一供应电位接地,并经由第二电路模组连接至一输出端,此外另包括一可控制的短电组件,该组件的可控制路径是设置于两汲引电容器的第二电极之间。
发明内容
本发明的主要目的,即在于创作出一低功率应用的电荷泵系统的效率改进的方法和装置,依据本发明上述的目的,得藉由本发明的方法来达成,其包括下列步骤:辨识于电荷汲引过程当中所产生的泄漏电流;界定一电荷泵输出电压高标;界定一电荷泵输出电压低标;界定一激活一电荷汲引动作的电荷泵激活讯号;以及界定一电荷泵输出电压。该方法是界定出,如果该电荷泵电压低于该电荷泵输出电压低标时,该电荷泵激活讯号即被激活。该方法另界定出,如果该电荷泵电压高于该电荷泵输出电压高标时,该电荷泵启动讯号即被关闭。该方法是藉由改变电荷泵输出电压低标以及电荷泵输出电压高标来控制电荷泵效率。
为求进一步了解本发明的构造特征、技术内容与功能,请参阅以下有关本发明的详细说明与附图,然而所附图标乃供参考与说明用,并非用以对本发明施予限制。
附图说明
图1A是为常见电荷汲引系统的方块图。
图1B是为常见电荷汲引系统计时图。
图2A是为常见装置的电位电荷泵电路。
图2B是为常见开关的电位电荷泵电路的简化示意图。
图2C是为常见电荷汲引系统的详细计时图。
图2D是为常见电荷汲引系统的最差情况时的详细计时图。
图3是为常见电荷汲引系统的另一详细计时图。
图4A是为本发明第一实施例的计时图。
图4B是为常见电荷泵激活讯号的转换示意图。
图4C是为本发明第一实施例电荷泵激活讯号的转换示意图。
图4D是为常见案与本发明案第一实施例的电荷泵激活讯号的比较图。
图5A是为本发明第二实施例的方块图。
图5B是为本发明第二实施例的计时图。
图5C是为本发明第二实施例的详细计时图。
图6A是为本发明第三实施例的方块图。
图6B是为本发明第三实施例的计时图。
具体实施方式
不同的电荷汲引电路设计具有不同的汲引效率,例如,25%的汲引效率表示,四单位的输入功率VDD可以产生一单位的汲引功率VPP,改善低功率电路设计的电荷汲引效率是很重要,本发明实施例的目的在于降低泄漏电流,其可减少输入功率VDD的消耗,故而提高电荷汲引效率。
如上所述,图2A是为一基本的电荷汲引电路,并且是一金属氧化半导体场效晶体管的电荷泵,N型信道的金属氧化半导体场效晶体管装置MN1 195具有一连接至输入功率端VDD 175的汲极、一连接至讯号N2 190的闸极以及一连接至节点N1和一电容器CB 170的源极,电容器CB另一节点是连接至一加压器BST 180,N型信道装置MN2 155具有一连接至节点N1的汲极、一连接至讯号N3 185的闸极以及一连接至电荷泵输出VPP 150的源极,电容器CP的一侧连接至电荷泵输出VPP,而电容器CP 160的另一侧连接至低电位VSS,该电荷泵的简化图是图标于图2B中,其中,开关SW1和SW2是取代装置MN1和MN2。
图2C是显示从相位T2至相位T1的转换。它显示了节点N3电压下降141,该节点具有两交叉于Vppav电位上的斜线。
图2C亦显示从相位T1至相位T2的转换。它显示了节点N3电压上升161,该上升电压161具有两交叉于VDD电位上的斜线。
图3是显示六个运作阶段,其可解释本发明工作状态中的电荷汲引和输出电压VPP泄漏机构,接下来先解释六个运作阶段,如果电荷汲引过程中断,汲引电路即返回至相位T1,并停留在相位T1上,然后迫使N2保持低电位,于T1期间的电荷泵,例如N1,N3的内部电压电位是小于于T2期间的电荷泵,例如N1、N3,但不包括N2的内部电压电位。因此就装置可靠度问题考量而言,当电荷泵中断时,以停留于T1并迫使N2保持低电平为佳。故,就本实施例而言,通常未激活电荷泵的时间是长过于激活电荷泵的时间,波形为电流,但下列的描述可能并非十分地清楚,若欲重新激活汲引过程,汲引电路即将从相位T1 off来激活,并先迫使N2至高电位,然后部分T1EE,T1-T2EF-T2EE-T2-T1EF-T1EE-T1等等。如果是如此,请参考波形。
第一阶段T1EF是为当N3由2xVDD转换至VPP 311时,开关SW2于第一阶段T1EF时关闭,N2停留于VDD-VT,开关SW1停留于关闭状态,加压器BST停留于VDD,而N1停留于VPP上。
第二阶段T1EE是为当N3由VPP转换至VPP-VDD,开关SW2停留于OFF状态,N2从VDD-VT转换至2xVDD-VT,开关SW1于第二阶段时予以激活,加压器BST由VDD转换至VSS,而N1则从VPP耦合至VPP-VDD。
第三阶段T1是为当停留于VPP-VDD,开关SW2停留于OFF状态,N2停留于2xVDD-VT,开关SW1停留于ON状态,加压器BST停留于VSS,而N1则经由开关SW1从VPP-VDD预充电至VDD。
第四阶段T2EF是为当N3由VPP-VDD转换至VDD 321,开关SW2停留于OFF状态,N2由2xVDD-VT转换至VDD-VT,开关SW1于该阶段时予以关闭,加压器BST停留于VSS,而N1则停止预充电,并停留于VDD上。
第五阶段T2EE是为,当N3由VDD转换至2xVDD,开关SW2该阶段时予以激活,N2停留于VDD-VT,开关SW1停留于OFF状态,加压器BST由VSS转换至VDD,而N1则从VDD加压至2xVDD。
第六阶段T2是为当N3停留于2xVDD,开关SW2停留在ON状态,N2停留于VDD-VT,开关SW1停留于OFF状态,加压器BST停留于VDD,而N1则经由开关SW2从2xVDD放电至VPP(av)。
在T2阶段时,于节点N1和VPP间保有电荷共享的现象,也就是说,储存于电容器CB的电荷将游移至电容器CP,直到电容器CB以及电容器CP的电压电位等于VPP为止[电容器CP>>电容器CB是由于负载所致。
在前五个阶段当中,由于电流是经由MN1流动至电容器CB,电路都是消耗VDD,不管是在所有讯号的转换或是在第三阶段T1的预充电状态时,皆是如此。在第六阶段时,VDD不再被消耗,因为此阶段只是从电容器CB转移电荷至电容器CP的电荷分享。
效率=(总额VPP-VPP泄漏)/VDD消耗
总额VPP:于第六阶段发生
VPP泄漏:于T2阶段无保护状态下电荷汲引动作中止期间所发生
VDD消耗:于前五个阶段发生
效率=净额VPP/VDD消耗
在第一实施例的应用中,可将VPP泄漏的机会降低,参阅图4D,而第一实施例的平均VPP泄漏电流也比常见案来得低,第一实施例的净VPP电流驱动也比常见案来得大,因此,第一实施例的泵效率优于常见案,在第二实施例的应用中,于汲引动作当中是没有VPP泄漏电流的产生,故,第二或第三实施例的泵效率优于常见案。
图4A是显示本发明第一实施例的计时图,图4A显示出避免图2D的电流泄漏的最差情况,图4A另显示出两已被界定的VPP目标,一为VPP高标,另一为VPP低标,在VPP电位低于VPP低标后,讯号ENVPP才会走高,而且讯号ENVPP会持续走高,直至VPP电位加压至高于VPP高标后才会走低,参阅图4A,因此,VPP被汲引系统是在VPP讯号低于VPP低标时才会启动,但是,一当汲引系统被激活后,它会一直到VPP高于VPP高标后才会停止,于T2阶段的中断期间所发生的VPP泄漏电流与汲引的VPP电流之间的百分比可藉由本发明的第一实施例来控制在一较小值上,此外,该设计亦可节省汲引系统于热机时所消耗的功率,第1-5阶段以及最后T2阶段的功率,因为,最后T2阶段的N1电荷并未完全转移至VPP。泄漏的问题是发生在当讯号ENVPP下降时,在该实施例中,讯号ENVPP的下降频率是低于如图4D所示的常见案。
图4B显示出讯号ENVPP是如何于常见案Vpp目标电位时走高和走低,图4C显示出讯号ENVPP是如何于Vpp低标上走高以及如何于Vpp高标上走低,职是之故,第一实施例在这方面因而形成了图4D中波形,而这正可说明,在常见案中,讯号ENVPP得以激活、不激活、然后再激活的位置,然而,本发明所提出的第一实施例,因为Vpp高标和低标的设定而得以维持讯号ENVPP于激活状态。
图5A、图5B和图5C是为本发明的第二实施例,一个保护时间的观念是融入于图5B和图5C所示的实施例中,只要当Vpp的电位被加压至高过于VPP目标电位时,汲引动作会持续进行至如图5C所示的阶段T2、T1EF以及部分T1EE1执行完毕,但于部分T1EE1阶段时,节点N2不会像于图5C所示的正常T1EE阶段耦合至高电位,当T2、T1EF以及部分的T1EE1阶段并未完全执行完毕时,汲引时间的延长是设计来保护VPP泄漏,因此,在汲引系统的整个运作当中并没有所谓的VPP泄漏的问题发生,整个系统的汲引效率得藉由本发明的第二实施例来进行最佳化。
如图5C所示,于正常的T1EE阶段时,节点N2由VDD-VT转换至2xVDD-VT,节点N3由VPPav转换至VPPav-VDD,而节点BST由VDD转换至VSS,此外,图5C亦显示,于部分的T1EE1阶段时,节点N2停留于VDD-VT,节点N3由VPPav转换至VPPav-VDD,而节点BST则由VDD转换至VSS,图5C亦显示,于T1 off阶段时,节点N2停留于VDD-VT,节点N3停留于VPPav-VDD,而节点BST则停留于VSS,于正常T1阶段时,节点N2停留于2xVDD-VT,节点N3停留于VPPav-VDD,而节点BST则停留于VSS,此外,图5C仍显示,于部分T1EE2阶段时,节点N2由VDD-VT转换至2xVDD-VT,节点N3停留于VPPav-VDD,而节点BST则停留于VSS,该第二实施例具有两个优点,一为可避免VPP泄漏,另一为它可完全地将电容器CB上的加压电荷转移至电容器CP。
图6A和图6B是为本发明的第三实施例,图6A所示的方块图的目的是为避免泄漏的问题,如图6A所示,一相位内存区块是附加至图1A的常见案的类似方块图中,只要当VPP电位加压至超过VPP的目标电位时,电位侦测器就会如同常见案立即终止电荷泵和环形振荡器,但于终止时间所面临的电荷泵阶段就不会遗失,并且不会转换至如同图6B所示的阶段T1 off,该「被记忆」的阶段会持续至如图6B所示的下一个汲引动作执行时才会改变,因此,在电荷泵电路的终止时间当中就不会有VPP泄漏的问题,当电荷泵电路终止时,整体的汲引系统的效率就得以改善,一般而言,在本实施例中,终止的电荷泵的停留时间不会长过于激活的电荷泵的停留时间,该设计有一个缺点,因为电荷泵可能会停留在阶段T2上,而这造成电荷泵电路的内部电压可能会太高的问题,因而有装置可靠性的疑虑,因为在装置MN1和MN2的氧化物上存有应力的问题,参阅图2A。如果氧化物的可靠性不是问题的话,本发明的第三实施例将是VPP泄漏问题的最佳解决方案。
职是之故,本发明第一实施例的优点在于其可藉由透过电位侦测电路来调整高、低标电压,以限制和控制泄漏电流量,进行控制电荷汲引系统的效率,而第二实施例的优点在于,由于图5B所示的保护时间,在汲引系统的运作中得免于VPP泄漏的问题,而在第三实施例的优点在于,藉由记忆控制充电汲引运作的阶段可以完全排除泄漏电流,故第三实施例于停止时间当中没有泄漏的问题,但第三实施例却需要装置在一较高的电压状态中停留较久的时间,如果装置可以处理电压的问题,则第三实施例将是电荷泵效率问题的最佳处理方案。
但以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用来限定本发明的范围,即凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰,皆为本发明专利范围所涵盖。

Claims (38)

1.一种低功率应用的电荷泵系统的效率改进方法,其特征在于:该方法包括下列步骤:
a)界定一种驱动一电荷泵和一环形振荡器的电位侦测器;
b)界定上述驱动该电荷泵的环形振荡器;
c)界定上述驱动该电位侦测器的电荷泵;
d)辨识于电荷汲引过程当中所产生的泄漏电流,其中该泄漏电流造成泄漏功率;
e)界定一由该电位侦测器所侦测出的电荷泵输出电压高标;
f)界定一由该电位侦测器所侦测出的电荷泵输出电压低标;
g)界定一激活一电荷汲引动作的电荷泵激活讯号;以及,
h)界定一电荷泵输出电压。
2.如权利要求1所述的低功率应用的电荷泵系统的效率改进方法,其特征在于:其中如果该电荷泵电压低于该电荷泵输出电压低标时,该电荷泵激活讯号即被激活。
3.如权利要求1所述的低功率应用的电荷泵系统的效率改进方法,其特征在于:其中如果该电荷泵电压高于该电荷泵输出电压高标时,该电荷泵激活讯号即被关闭。
4.如权利要求1所述的低功率应用的电荷泵系统的效率改进方法,其特征在于:其中该电荷泵输出功率减泄漏功率除以一于电荷汲引过程中由电荷泵所消耗的功率是定义为电荷泵效率。
5.如权利要求4所述的低功率应用的电荷泵系统的效率改进方法,其特征在于:其中电荷泵效率是为可变动的,并藉由改变电荷泵输出电压高标来控制。
6.如权利要求4所述的低功率应用的电荷泵系统的效率改进方法,其特征在于:其中电荷泵效率是为可变动的,并藉由改变电荷泵输出电压低标来控制。
7.一种低功率应用的电荷泵系统的效率改进方法,其特征在于:该方法包括下列步骤:
a)界定一种驱动一电荷泵和一环形振荡器的电位侦测器;
b)界定上述驱动该电荷泵和该电位侦测器的环形振荡器;
c)界定上述驱动该电位侦测器的电荷泵;
d)辨识于电荷汲引过程当中所发生的消耗电流;
e)界定一电荷泵输出电压;
f)界定一激活一电荷汲引动作的电荷泵激活讯号;
g)界定一电荷泵输出电压目标;
h)界定一不会发生泄漏电流的相位T2周期;
i)界定一不会发生泄漏电流的相位泄漏电流T1EF周期;以及,
j)界定一不会发生泄漏电流的相位泄漏电流部分T1EF1周期。
8.如权利要求7所述的低功率应用的电荷泵系统的效率改进方法,其特征在于:其中该电荷泵激活讯号保持激活直至该相位T2周期、该相位泄漏电流T1EF周期以及该相位泄漏电流部分T1EF1周期完全执行,其中,该泄漏电流不会发生。
9.如权利要求7所述的低功率应用的电荷泵系统的效率改进方法,其特征在于:其中该电荷泵激活讯号是保持激活而得以延长电荷的汲引时间。
10.如权利要求9所述的低功率应用的电荷泵系统的效率改进方法,其特征在于:其中电荷汲引时间的延长可避免电流泄漏。
11.如权利要求7所述的低功率应用的电荷泵系统的效率改进方法,其特征在于:其中该电荷泵输出功率除以一于电荷汲引过程中由电荷泵所消耗的功率是定义为电荷泵效率。
12.如权利要求10所述的低功率应用的电荷泵系统的效率改进方法,其特征在于:其中避免电流的泄漏可提供一最佳的电荷泵效率。
13.一种低功率应用的电荷泵系统的效率改进方法,其特征在于:该方法包括下列步骤:
a)界定一种驱动一电荷泵和一环形振荡器的电位侦测器;
b)界定一驱动该电荷泵并维持该电荷泵于非泄漏相位或状态的相位内存;
c)界定上述驱动该电荷泵和该电位侦测器的环形振荡器;
d)界定上述驱动该电位侦测器的电荷泵;
e)辨识于电荷汲引过程当中所发生的消耗电流;
f)界定一电荷泵输出电压;
g)界定一激活一电荷汲引动作的电荷泵激活讯号;
h)界定一电荷泵输出电压目标;以及,
i)界定一不会发生泄漏电流的相位T2周期。
14.如权利要求13所述的低功率应用的电荷泵系统的效率改进方法,其特征在于:其中只要该电荷泵电压超过该电荷泵的目标时,该电位侦测器即停止该电荷泵和该环形振荡器。
15.如权利要求13所述的低功率应用的电荷泵系统的效率改进方法,其特征在于:其中即使该电荷泵激活讯号处于不激活状态之后,该T2相位仍得由该相位记忆体来维持。
16.如权利要求15所述的低功率应用的电荷泵系统的效率改进方法,其特征在于:其中该相位T2是由相位记忆体来维持,直至VPP电压低于电荷泵低电压电平目标以及下一个电荷汲引动作开始为止。
17.如权利要求16所述的低功率应用的电荷泵系统的效率改进方法,其特征在于:其中相位T2是得以维持,于该相位T2期间得以避免电荷泵泄漏,而该电荷的汲引是于电荷泵激活讯号中断后终止。
18.如权利要求17所述的低功率应用的电荷泵系统的效率改进方法,其特征在于:其中该电荷泵输出功率除以一于电荷汲引过程中由电荷泵所消耗的功率是定义为电荷泵效率。
19.如权利要求18所述的低功率应用的电荷泵系统的效率改进方法,其特征在于:其中避免电流的泄漏可提供一最佳的电荷泵效率。
20.一种低功率应用的电荷泵系统的效率改进装置,其特征在于:该装置至少包括:
a)一种驱动一电荷泵和一环形振荡器的电位侦测器,该环形振荡器是用以驱动该电荷泵,该电荷泵是用以驱动该电位侦测器;
b)于电荷汲引过程当中所产生的泄漏电流,其中,该泄漏电流造成泄漏功率;
c)一电荷泵输出电压高标;
d)一电荷泵输出电压低标;
e)一激活一电荷汲引动作的电荷泵激活讯号;以及,
f)一电荷泵输出电压。
21.如权利要求20所述的低功率应用的电荷泵系统的效率改进装置,其特征在于:其中如果该电荷泵电压低于该电荷泵输出电压低标时,该电荷泵激活讯号即被激活。
22.如权利要求20所述的低功率应用的电荷泵系统的效率改进装置,其特征在于:其中如果该电荷泵电压高于该电荷泵输出电压高标时,该电荷泵激活讯号即被关闭。
23.如权利要求20所述的低功率应用的电荷泵系统的效率改进装置,其特征在于:其中该电荷泵输出功率减泄漏功率除以一于电荷汲引过程中由电荷泵所消耗的功率是定义为电荷泵效率。
24.如权利要求23所述的低功率应用的电荷泵系统的效率改进装置,其特征在于:其中电荷泵效率是为可变动的,并藉由改变电荷泵输出电压高标来控制。
25.如权利要求23所述的低功率应用的电荷泵系统的效率改进装置,其特征在于:其中电荷泵效率是为可变动的,并藉由改变电荷泵输出电压低标来控制。
26.一种低功率应用的电荷泵系统的效率改进装置,其特征在于:该装置至少包括:
a)一种驱动一电荷泵和一环形振荡器的电位侦测器,该环形振荡器是用以驱动该电荷泵和该电位侦测器,而电荷泵是用以驱动该电位侦测器;
b)一于电荷汲引过程当中所发生的消耗电流;
c)一电荷泵输出电压;
d)一激活一电荷汲引动作的电荷泵激活讯号;
e)一电荷泵输出电压目标;
f)一不会发生泄漏电流的相位T2周期;
g)一不会发生泄漏电流的相位泄漏电流T1EF周期;以及,
h)一不会发生泄漏电流的相位泄漏电流部分T1EF1周期。
27.如权利要求26所述的低功率应用的电荷泵系统的效率改进装置,其特征在于:其中该电荷泵激活讯号保持激活直至该相位T2周期、该相位泄漏电流T1EF周期以及该相位泄漏电流部分T1EF1周期完全执行,其中,该泄漏电流不会发生。
28.如权利要求26所述的低功率应用的电荷泵系统的效率改进装置,其特征在于:其中该电荷泵激活讯号是保持激活而得以延长电荷的汲引时间。
29.如权利要求28所述的低功率应用的电荷泵系统的效率改进装置,其特征在于:其中电荷汲引时间的延长可避免电流泄漏。
30.如权利要求26所述的低功率应用的电荷泵系统的效率改进装置,其特征在于:其中该电荷泵输出功率除以一于电荷汲引过程中由电荷泵所消耗的功率是定义为电荷泵效率。
31.如权利要求29所述的低功率应用的电荷泵系统的效率改进装置,其特征在于:其中避免电流的泄漏可提供一最佳的电荷泵效率。
32.一种低功率应用的电荷泵系统的效率改进装置,其特征在于:该装置至少包括:
a)一种驱动一电荷泵和一环形振荡器的电位侦测器;
b)一驱动该电荷泵并维持该电荷泵于非泄漏相位或状态的相位内存,该环形振荡器是用以驱动该电荷泵和该电位侦测器,该电荷泵是用以驱动该电位侦测器;
c)一电荷汲引过程当中所发生的消耗电流;
d)一电荷泵输出电压;
e)一激活一电荷汲引动作的电荷泵激活讯号;
f)一电荷泵输出电压目标;以及,
g)一不会发生泄漏电流的相位T2周期。
33.如权利要求32所述的低功率应用的电荷泵系统的效率改进装置,其特征在于:其中只要该电荷泵电压超过该电荷泵的目标时,该电位侦测器即停止该电荷泵和该环形振荡器。
34.如权利要求32所述的低功率应用的电荷泵系统的效率改进装置,其特征在于:其中即使该电荷泵激活讯号处于不激活状态之后,该T2相位仍得由该相位记忆体来维持。
35.如权利要求34所述的低功率应用的电荷泵系统的效率改进装置,其特征在于:其中该相位T2是由相位记忆体来维持,直至VPP电压低于电荷泵低电压电平目标以及下一个电荷汲引动作开始为止。
36.如权利要求35所述的低功率应用的电荷泵系统的效率改进装置,其特征在于:其中相位T2是得以维持,于该相位T2期间得以避免电荷泵泄漏,而该电荷的汲引是于电荷泵激活讯号中断后终止。
37.如权利要求36所述的低功率应用的电荷泵系统的效率改进装置,其特征在于:其中该电荷泵输出功率除以-于电荷汲引过程中由电荷泵所消耗的功率是定义为电荷泵效率。
38.如权利要求37所述的低功率应用的电荷泵系统的效率改进装置,其特征在于:其中避免电流的泄漏可提供一最佳的电荷泵效率。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102881130A (zh) * 2011-07-13 2013-01-16 易联全数位科技股份有限公司 低电能消耗的通讯控制装置

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100596426B1 (ko) * 2004-03-22 2006-07-06 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자에서의 고전압 발생 회로 및 그 방법
TWI329991B (en) * 2006-09-21 2010-09-01 Etron Technology Inc A charge pump control system and a ring oscillator
US20170162557A1 (en) * 2015-12-03 2017-06-08 Globalfoundries Inc. Trench based charge pump device
EP3570422B1 (en) 2018-05-17 2021-01-13 ams AG Charge pump circuit arrangement
TWI665873B (zh) * 2018-08-10 2019-07-11 廣錠科技股份有限公司 根據回授訊號控制目標裝置之控制裝置及其控制方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5258662A (en) * 1992-04-06 1993-11-02 Linear Technology Corp. Micropower gate charge pump for power MOSFETS
US5912560A (en) * 1997-02-25 1999-06-15 Waferscale Integration Inc. Charge pump circuit for voltage boosting in integrated semiconductor circuits
TW423162B (en) * 1997-02-27 2001-02-21 Toshiba Corp Power voltage supplying circuit and semiconductor memory including the same
US6278316B1 (en) * 1998-07-30 2001-08-21 Kabushiki Kaisha Toshiba Pump circuit with reset circuitry
DE19924568B4 (de) * 1999-05-28 2014-05-22 Qimonda Ag Ladungspumpe
US6275096B1 (en) * 1999-12-14 2001-08-14 International Business Machines Corporation Charge pump system having multiple independently activated charge pumps and corresponding method
US6456153B2 (en) * 2000-05-04 2002-09-24 Texas Instruments Incorporated Method and apparatus for a regulated power supply including a charge pump with sampled feedback
US6570434B1 (en) * 2000-09-15 2003-05-27 Infineon Technologies Ag Method to improve charge pump reliability, efficiency and size
JP3475162B2 (ja) * 2000-09-08 2003-12-08 三洋電機株式会社 チャージポンプ回路
KR100390154B1 (ko) * 2000-12-30 2003-07-04 주식회사 하이닉스반도체 반도체 메모리장치의 차지 펌프회로
EP1298777A1 (en) * 2001-09-28 2003-04-02 STMicroelectronics S.r.l. High-efficiency regulated voltage-boosting device
JP4222768B2 (ja) * 2002-03-27 2009-02-12 三洋電機株式会社 昇圧装置及びこれを用いた撮像装置
TWI220588B (en) * 2003-05-15 2004-08-21 Amic Technology Corp Regulated charge pump
JP3759134B2 (ja) * 2003-08-29 2006-03-22 ローム株式会社 電源装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102881130A (zh) * 2011-07-13 2013-01-16 易联全数位科技股份有限公司 低电能消耗的通讯控制装置
CN102881130B (zh) * 2011-07-13 2014-03-19 易联全数位科技股份有限公司 低电能消耗的通讯控制装置

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