DE102005033003A1 - Integrated circuit arrangement e.g. DC converter, for use in e.g. electrically erasable programmable ROM, has potential enhancing circuits with controllable switches, and N-doped or P-doped wells connected with outputs of circuits - Google Patents
Integrated circuit arrangement e.g. DC converter, for use in e.g. electrically erasable programmable ROM, has potential enhancing circuits with controllable switches, and N-doped or P-doped wells connected with outputs of circuits Download PDFInfo
- Publication number
- DE102005033003A1 DE102005033003A1 DE102005033003A DE102005033003A DE102005033003A1 DE 102005033003 A1 DE102005033003 A1 DE 102005033003A1 DE 102005033003 A DE102005033003 A DE 102005033003A DE 102005033003 A DE102005033003 A DE 102005033003A DE 102005033003 A1 DE102005033003 A1 DE 102005033003A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- potential
- circuit
- input
- output
- transistors
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/06—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider
- H02M3/07—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider using capacitors charged and discharged alternately by semiconductor devices with control electrode, e.g. charge pumps
- H02M3/073—Charge pumps of the Schenkel-type
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C16/00—Erasable programmable read-only memories
- G11C16/02—Erasable programmable read-only memories electrically programmable
- G11C16/06—Auxiliary circuits, e.g. for writing into memory
- G11C16/30—Power supply circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/06—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider
- H02M3/07—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider using capacitors charged and discharged alternately by semiconductor devices with control electrode, e.g. charge pumps
- H02M3/073—Charge pumps of the Schenkel-type
- H02M3/077—Charge pumps of the Schenkel-type with parallel connected charge pump stages
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine integrierte Schaltungsanordnung zur Potenzialerhöhung, bei der ein Versorgungspotenzial in ein Ausgangspotenzial mit höherem Pegel gewandelt wird.The The invention relates to an integrated circuit arrangement for increasing the potential, in the one supply potential into a higher level output potential is converted.
Dem Fachmann sind vielfältige Schaltungsanordnungen zum Erzeugen eines Ausgangspotenzials, welches höher als das Eingangspotenzial ist, bekannt. Derartige Schaltungsanordnungen sind u. a. als Gleichspannungswandler oder Ladungspumpen bekannt und werden in integrierten. Schaltungen bevorzugt mit geschalteten Kapazitäten realisiert. In einer ersten Phase wird dabei eine Kapazität mit dem Eingangspotenzial verbunden und aufgeladen. In einer zweiten Phase wird die Kapazität von dem Eingangspotenzial getrennt und so mit einem weiteren Potential, z. B. einer weiteren Kapazität oder einem Taktsignal verbunden, dass sich ein Potential ergibt, das höher als das Eingangspotential ist. Um die Welligkeit des Ausgangspotentials des Wandlers zu reduzieren werden häufig zwei identische Wandler elektrisch parallel geschaltet und gegenphasig betrieben. Schaltungen zur Potenzialerhöhung finden unter anderem in Halbleiterspeichern Verwendung, wie zum Beispiel in EEPROM-Speichern, bei denen zum Löschen des Speichers ein Potenzial erforderlich ist, das höher als das Versorgungspotenzial ist.the Specialists are many Circuit arrangements for generating an output potential, which higher than the input potential is known. Such circuitry are u. a. known as DC-DC converter or charge pumps and are integrated into. Circuits preferred with switched capacities realized. In a first phase, there will be a capacity with the input potential connected and charged. In a second phase, the capacity of the Input potential separated and thus with a further potential, z. B. another capacity or a clock signal that results in a potential, the higher than the input potential is. To the ripple of the output potential Frequently two identical transducers are used to reduce the transformer connected in parallel and operated in anti-phase. Potential increase circuits are missing other in semiconductor memories use, such as in EEPROM memories, where to delete the memory requires a potential that is higher than the supply potential is.
Mit Hilfe der CMOS (Complimentary Metal Oxide Semiconductor) -Fertigungstechnik lassen sich sowohl N-Kanal Transistoren (NMOS) und P-Kanal Transistoren (PMOS) herstellen, wobei immer eine der beiden Sorten von Transistoren direkt im Substrat ausgebildet sind, während die andere Sorte von Transis toren in eigenen, so genannten „Wannen" angeordnet sind. In dem heutigen Standardprozess ist das Substrat P-dotiert und Source und Drain von NMOS-Bauelementen sind direkt in dem Substrat ausgebildet. PMOS-Bauelemente sind dagegen in eigenen N-dotierten Wannen, die im Substrat angeordnet sind, ausgebildet. Das Substrat wird normalerweise mit Masse verbunden und die Wannen werden mit einem beliebigen Potenzial, meistens jedoch mit dem Versorgungspotenzial, verbunden.With Help of CMOS (Complimentary Metal Oxide Semiconductor) manufacturing technology can be used both N-channel transistors (NMOS) and P-channel transistors (PMOS), always one of the two types of transistors are formed directly in the substrate, while the other variety of Transis tors are arranged in their own, so-called "tubs." In today's standard process is the substrate is P-doped and source and drain of NMOS devices are formed directly in the substrate. PMOS devices are against it in their own N-doped wells, which are arranged in the substrate, educated. The substrate is usually connected to ground and the tubs are of any potential, but mostly with the supply potential.
Bei Potenzialerhöhungsschaltungen, die ein P-dotiertes Substrat verwenden, ist die erforderliche Spannungsfestigkeit der NMOS-Bauelemente höher, da zwischen Gate und den anderen Anschlüssen Drain, Source und Substrat das erhöhte Potenzial auftritt. Bei PMOS-Bauelementen dagegen ist die erforderliche Spannungsfestigkeit geringer, da die Wanne eines PMOS-Bauelements mit dem Versorgungspotential verbunden werden kann und somit die Spannung zwischen Gate und den anderen Anschlüssen Drain, Source und Substrat geringer ist als das erhöhte Potenzial. Bei einer Schaltung zur Potenzialerhöhung von beispielsweise VDD auf 2·VDD wäre eine Spannungsfestigkeit der NMOS-Bauelemente von 2·VDD erforderlich, während für die PMOS-Bauelemente, deren Wanne auf dem Potenzial VDD liegt, eine Spannungsfestigkeit von VDD ausreichend wäre.at Potential increase circuits which use a P-doped substrate is the required withstand voltage the NMOS devices higher because between gate and the other terminals drain, source and substrate that increased Potential occurs. For PMOS devices, however, the required Dielectric strength lower because the well of a PMOS device with the Supply potential can be connected and thus the voltage between gate and the other terminals drain, source and substrate less than the increased Potential. In a circuit for increasing the potential of, for example, VDD on 2 · VDD would be one Dielectric strength of the NMOS devices of 2 · VDD is required, while for the PMOS devices, whose well is at the potential VDD, a dielectric strength would be sufficient from VDD.
Die Verwendung von NMOS-Bauelementen in Potenzialerhöhungsschaltungen, die ein P-dotiertes Substrat verwenden, erfordert somit den Einsatz von Bauelementen, die eine höhere Spannungsfestigkeiten zwischen Gate und den Anschlüssen Drain, Source und Substrat aufweisen. Wird nämlich die höchste zulässige Spannung überschritten, so wird das Gate-Oxid und damit die Schaltung beschädigt.The Use of NMOS Devices in Potential Boosting Circuits, P-doped Substrate, thus requiring the use of components, the one higher Voltage withstand between gate and terminals Drain, Source and substrate. Namely the highest allowed Voltage exceeded, this damages the gate oxide and thus the circuit.
Eine höhere Spannungsfestigkeit der Transistoren kann prinzipiell durch ein dickeres Gate-Oxid erreicht werden. Nachteilig bei Transistoren mit dickerem Gate-Oxid ist jedoch, dass sich die Einsatzspannung erhöht, die Stromeffizienz sinkt und dass fertigungstechnisch ein eigener Prozessschritt für das Gate-Oxid notwendig ist.A higher Dielectric strength of the transistors can in principle by a thicker gate oxide can be achieved. A disadvantage with transistors with thicker gate oxide, however, that is the threshold voltage elevated, the power efficiency drops and that manufacturing technology is its own Process step for the Gate oxide is necessary.
Der Einsatz von Bauelementen mit höheren Spannungsfestigkeiten lässt sich vermeiden, wenn die NMOS-Bauelemente in eigenen P-Wannen, den so genannten „triple wells" angeordnet werden, deren Potenzial ebenso wie das Potenzial der Wannen der PMOS-Bauelemente angehoben werden kann. Jedoch ist auch diese Möglichkeit auf Grund des komplexeren Herstellungsprozesses mit wirtschaftlichen Nachteilen verbunden.Of the Use of components with higher dielectric strength let yourself avoid if the NMOS devices in their own P-wells, the so called "triple wells "arranged their potential as well as the potential of the tubs of the PMOS devices can be lifted. However, this is also possible due to the more complex manufacturing process with economic Disadvantages connected.
Die obigen Ausführungen treffen auch auf einen Prozess zu, bei dem ein N-dotiertes Substrat eingesetzt wird. In diesem Fall wären die NMOS-Bauelemente in eigenen Wannen angeordnet und für die PMOS-Bauelemente wären erhöhte Spannungsfestigkeit beziehungsweise triple wells erforderlich.The above also apply to a process in which an N-doped substrate is used. In this case, the NMOS devices would be in own tubs arranged and for the PMOS devices would be increased Dielectric strength or triple wells required.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine integrierte Schaltungsanordnung zur Potenzialerhöhung anzugeben, die in einem Prozess mit P-dotierten Substrat nur PMOS-Transistoren bzw. in einem Prozess mit N-Substrat nur NMOS-Transistoren aufweist. Gegenüber dem Stand der Technik ist die erforderliche Spannungsfestigkeit der Transistoren zu reduziert ohne dass zusätzliche Wannen oder Prozessschritte benötigt werden.Of the The invention is therefore based on the object, an integrated circuit arrangement for potential increase in a process with P-doped substrate only PMOS transistors or in a process with N-substrate only NMOS transistors. Compared to the State of the art is the required dielectric strength of Transistors too reduced without requiring extra tubs or process steps needed become.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine integrierte Schaltungsanordnung zur Potenzialerhöhung vorgesehen ist, mit einem Versorgungspotenzialeingang zur Zufuhr eines Versorgungspotenzials und mit einem Ausgangsanschluss zum Abgreifen eines Ausgangspotenzials. Die Schaltungsanordnung umfasst eine erste und eine zweite Potenzialerhöhungsschaltung, mit jeweils einem Eingang, der mit dem Versorgungspotenzialeingang verbunden ist, mit jeweils einem ersten Taktsignaleingang zum Anlegen eines jeweiligen ersten Taktsignals und jeweils einem zweiten Taktsignaleingang zum Anlegen eines jeweiligen zweiten Taktsignals und mit jeweils einem Ausgang zur Ausgabe eines jeweiligen Potenzials. Weiter umfasst die Schaltungsanordnung eine Auswerteschaltung mit einem ersten Eingang, einem zweiten Eingang und einem Ausgang, wobei der erste Eingang der Auswerteschaltung mit dem Ausgang der ersten Potenzialerhöhungsschaltung und der zweite Eingang der Auswerteschaltung mit dem Ausgang der zweiten Potenzialerhöhungsschaltung verbunden ist. Der Ausgang der Auswerteschaltung ist mit dem Ausgangsanschluss verbunden. Die erste Potenzialerhöhungsschaltung und die zweite Potenzialerhöhungsschaltung weisen jeweils einen steuerbaren Schalter mit einem jeweiligen Steuereingang zum Anlegen eines jeweiligen Steuersignals, ein Ansteuerelement mit einem jeweiligen Steuereingang, einen ersten Kondensator und einen zweiten Kondensator auf. Die jeweiligen steuerbaren Schalter verbinden den jeweiligen Eingang mit dem jeweiligen Ausgang der jeweiligen Potenzialerhöhungsschaltung. Der jeweilige Steuereingang des jeweiligen steuerbaren Schalters ist über den jeweiligen zweiten Kondensator mit dem jeweiligen zweiten Taktsignaleingang verbunden und weiter über das jeweilige Ansteuerelement mit dem jeweiligen Ausgang der jeweiligen Potenzialerhöhungsschaltung verbunden. Der jeweilige Steuereingang des jeweiligen Ansteuerelements ist mit dem jeweiligen Eingang der jeweiligen Potenzialerhöhungsschaltung verbunden und der jeweilige Ausgang der jeweiligen Potenzialerhöhungsschal tung ist über den jeweiligen ersten Kondensator mit dem jeweiligen ersten Taktsignaleingang verbunden.The object is achieved according to the invention by providing an integrated circuit arrangement for increasing the potential, with a supply potential input for supplying a supply potential and with an output connection for picking up an output potential. The circuit arrangement comprises a first and a second potential-increasing circuit, each having an input connected to the supply potential input, each having a first clock signal input for applying a respective first clock signal and a second clock signal input for applying a respective second clock signal and each having an output to Output of a respective potential. Furthermore, the circuit arrangement comprises an evaluation circuit having a first input, a second input and an output, the first input of the evaluation circuit being connected to the output of the first potential-increasing circuit and the second input of the evaluation circuit being connected to the output of the second potential-increasing circuit. The output of the evaluation circuit is connected to the output terminal. The first potential-increasing circuit and the second potential-increasing circuit each have a controllable switch with a respective control input for applying a respective control signal, a drive element with a respective control input, a first capacitor and a second capacitor. The respective controllable switches connect the respective input to the respective output of the respective potential-increasing circuit. The respective control input of the respective controllable switch is connected via the respective second capacitor to the respective second clock signal input and further connected via the respective drive element to the respective output of the respective potential boosting circuit. The respective control input of the respective drive element is connected to the respective input of the respective potential-increasing circuit and the respective output of the respective potential-raising circuit is connected via the respective first capacitor to the respective first clock signal input.
Mit einer derartigen Schaltungsanordnung lässt sich die an den steuerbaren Schalter und den Ansteuerelementen maximale auftretende Spannung reduzieren.With Such a circuit arrangement can be connected to the controllable Switch and the control elements reduce maximum occurring voltage.
Vorteilhafterweise sind die jeweiligen steuerbaren Schalter Transistoren.advantageously, are the respective controllable switch transistors.
Vorteilhafterweise sind die jeweiligen Ansteuerelemente Transistoren.advantageously, the respective drive elements are transistors.
Transistoren lassen sich auf einfache Weise mit CMOS-Fertigungstechniken realisieren.transistors can be easily realized with CMOS manufacturing techniques.
Vorteilhafterweise sind die Transistoren PMOS-Transistoren. Sind alle Transistoren als PMOS-Transistoren ausgebildet, können sie bei einem P-Substratprozess in eigenen N-dotierten Wannen angeordnet werden.advantageously, the transistors are PMOS transistors. Are all transistors formed as PMOS transistors, they can in a P-substrate process be arranged in separate N-doped tubs.
Vorteilhafterweise sind die PMOS-Transistoren in einer Wanne angeordnet und diese Wanne ist mit dem Ausgangsanschluss verbunden.advantageously, For example, the PMOS transistors are arranged in a well and this well is connected to the output terminal.
Vorteilhafterweise sind die PMOS-Transistoren der ersten Potentialerhöhungsschaltung in einer ersten Wanne angeordnet und die erste Wanne ist mit dem Ausgang der ersten Potentialerhöhungsschaltung verbunden, und die PMOS-Transistoren der zweiten Potentialerhöhungsschaltung sind in einer zweiten Wanne angeordnet und die zweite Wanne ist mit dem Ausgang der zweiten Potentialerhöhungsschaltung verbunden.advantageously, are the PMOS transistors of the first potential-boosting circuit arranged in a first tub and the first tub is connected to the Output of the first potential-boosting circuit connected, and the PMOS transistors of the second potential-increasing circuit are arranged in a second tub and the second tub is connected to the output of the second potential-increasing circuit.
Die erforderliche Spannungsfestigkeit zwischen Gate und den Anschlüssen Drain, Source bzw. Substrat kann durch den Anschluss der Wannen an die genannten Potentiale reduziert werden.The required dielectric strength between gate and the terminals drain, Source or substrate can be connected by connecting the tubs to the be reduced potentials.
Vorteilhafterweise sind die Transistoren NMOS-Transistoren. Da nur NMOS-Transistoren benutzt werden, lassen sich alle Transistoren bei einem N-Substratprozess in eigenen P-dotierten Wannen anordnen.advantageously, the transistors are NMOS transistors. Because only NMOS transistors can be used, all transistors in an N-substrate process in their own P-doped Arrange tubs.
Vorteilhafterweise sind die NMOS-Transistoren in einer Wanne angeordnet und diese Wanne ist mit dem Ausgangsanschluss verbunden.advantageously, For example, the NMOS transistors are arranged in a well and this well is connected to the output terminal.
Vorteilhafterweise sind die NMOS-Transistoren der ersten Potentialerhöhungsschaltung in einer ersten Wanne angeordnet und die erste Wanne ist mit dem Ausgang der ersten Potentialerhöhungsschaltung verbunden, und die NMOS-Transistoren der zweiten Potentialerhöhungsschaltung sind in einer zweiten Wanne angeordnet und die zweite Wanne ist mit dem Ausgang der zweiten Potentialerhöhungsschaltung verbunden.advantageously, are the NMOS transistors of the first potential-increasing circuit arranged in a first tub and the first tub is connected to the Output of the first potential-boosting circuit connected, and the NMOS transistors of the second potential-increasing circuit are arranged in a second tub and the second tub is connected to the output of the second potential-increasing circuit.
Die erforderliche Spannungsfestigkeit zwischen Gate und den Anschlüssen Drain, Source bzw. Substrat kann durch den Anschluss der Wannen an die genannten Potentiale reduziert werden.The required dielectric strength between gate and the terminals drain, Source or substrate can be connected by connecting the tubs to the be reduced potentials.
Vorteilhafterweise weist die Auswerteschaltung einen ersten steuerbaren Schalter mit einem Steuereingang und einem zweiten steuerbaren Schalter mit einem Steuereingang auf. Der erste steuerbare Schalter verbindet den ersten Eingang der Auswerteschaltung mit dem Ausgang der Auswerteschaltung und der zweite steuerbare Schalter verbindet den zweiten Eingang der Auswerteschaltung mit dem Ausgang der Auswerteschaltung. Der Steuereingang des ersten steuerbaren Schalters ist mit dem zweiten Eingang der Auswerteschaltung verbunden und der Steuereingang des zweiten steuerbaren Schalters ist mit dem ersten Eingang der Auswerteschaltung verbunden. Mit der Auswerteschaltung wird über den ersten und zweiten steuerbaren Schalter jeweils der Ausgang der Potenzialerhöhungsschaltung an den Ausgang der Auswerteschaltung weitergeleitet, der das höhere Potenzial besitzt. Bei einem gegenphasigen Betrieb der ersten und der zweiten Potenzialerhöhungsschaltung wird ein lückenloses Potential am Ausgang der integrierten Schaltungsanordnung erzeugt und dessen Welligkeit vermindert.Advantageously, the evaluation circuit has a first controllable switch with a control input and a second controllable switch with a control input. The first controllable switch connects the first input of the evaluation circuit to the output of the evaluation circuit and the second controllable switch connects the second input of the evaluation circuit to the output of the evaluation circuit. The control input of the first controllable switch is connected to the second input of the evaluation circuit and the control input of the second controllable switch is connected to the first input of the evaluation circuit. The evaluation circuit uses the first and second controllable switches to output the potential increase forwarded to the output of the evaluation circuit, which has the higher potential. In an anti-phase operation of the first and the second potential-increasing circuit, a gap-free potential is generated at the output of the integrated circuit arrangement and its ripple is reduced.
Vorteilhafterweise sind der erste steuerbare Schalter und der zweite steuerbare Schalter der Auswerteschaltung Transistoren.advantageously, are the first controllable switch and the second controllable switch the evaluation circuit transistors.
Vorteilhafterweise sind die Transistoren PMOS-Transistoren. Dies ist besonders vorteilhaft wenn die Potenzialerhöhungsschaltungen nur PMOS-Transistoren aufweisen, da somit insgesamt nur PMOS-Transistoren benutzt werden, die alle in N-dotierten Wannen angeordnet werden können.advantageously, the transistors are PMOS transistors. This is especially beneficial if the potential increase circuits only PMOS transistors have, since thus only PMOS transistors used, all in N-doped Tubs can be arranged.
Vorteilhaferweise sind die PMOS-Transistoren der Auswerteschaltung zusammen mit den PMOS-Transistoren der ersten Potentialerhöhungsschaltung und den PMOS-Transistoren der zweiten Potentialerhöhungsschaltung in einer Wanne angeordnet und diese Wanne ist mit dem Ausgangsanschluss verbunden.Advantage oats way are the PMOS transistors of the evaluation circuit together with the PMOS transistors the first potential boosting circuit and the PMOS transistors of the second potential-increasing circuit placed in a tub and this tub is connected to the output port connected.
Vorteilhafterweise sind die PMOS-Transistoren der Auswerteschaltung in einer dritten Wanne angeordnet und die dritte Wanne ist mit dem Ausgangsanschluss verbunden.advantageously, are the PMOS transistors of the evaluation circuit in a third Arranged tub and the third tub is connected to the output terminal connected.
Durch den Anschluss der Wannen an die entsprechenden Potentiale lässt sich die erforderliche Spannungsfestigkeit der Transistoren reduzieren.By the connection of the tubs to the corresponding potentials can be reduce the required dielectric strength of the transistors.
Vorteilhafterweise sind die Transistoren NMOS-Transistoren. Dies ist besonders vorteilhaft wenn die Potenzialerhöhungsschaltungen nur NMOS-Transistoren aufweisen, da somit insgesamt nur NMOS-Transistoren benutzt werden, die alle in P-dotierten Wannen angeordnet werden können.advantageously, the transistors are NMOS transistors. This is especially beneficial if the potential increase circuits only NMOS transistors have, since thus only NMOS transistors used, all in P-doped Tubs can be arranged.
Vorteilhaferweise sind die NMOS-Transistoren der Auswerteschaltung zusammen mit den NMOS-Transistoren der ersten Potentialerhöhungsschaltung und den NMOS-Transistoren der zweiten Potentialerhöhungsschaltung in einer Wanne angeordnet und diese Wanne ist mit dem Ausgangsanschluss verbunden.Advantage oats way are the NMOS transistors of the evaluation circuit together with the NMOS transistors the first potential boosting circuit and the NMOS transistors of the second potential-increasing circuit placed in a tub and this tub is connected to the output port connected.
Vorteilhafterweise sind die NMOS-Transistoren der Auswerteschaltung in einer dritten Wanne angeordnet und die dritte Wanne ist mit dem Ausgangsanschluss verbunden.advantageously, are the NMOS transistors of the evaluation in a third Arranged tub and the third tub is connected to the output terminal connected.
Durch den Anschluss der Wannen an die entsprechenden Potentiale lässt sich die erforderliche Spannungsfestigkeit der Transistoren reduzieren.By the connection of the tubs to the corresponding potentials can be reduce the required dielectric strength of the transistors.
Die Aufgabe wird hinsichtlich eines Verfahrens durch ein Verfahren zum Betreiben der integrierten Schaltungsanordnung gelöst, welches die folgenden Schritte in dieser Reihenfolge aufweist:
- 1. Anlegen eines Versorgungspotenzials an den Versorgungspotenzialeingang der integrierten Schaltungsanordnung,
- 2. Anlegen eines ersten Potenzialpegels an die ersten Taktsignaleingänge und an die zweiten Taktsignaleingänge der integrierten Schaltungsanordnung,
- 3. Anlegen eines zweiten Potenzialpegels an den ersten Taktsignaleingang der ersten Potenzialerhöhungsschaltung,
- 4. Anlegen eines zweiten Potenzialpegels an den zweiten Taktsignaleingang der ersten Potenzialerhöhungsschaltung,
- 5. Anlegen eines ersten Potenzialpegels an den zweiten Taktsignaleingang der ersten Potenzialerhöhungsschaltung,
- 6. Anlegen eines ersten Potenzialpegels an den ersten Taktsignaleingang der ersten Potenzialerhöhungsschaltung,
- 7. Anlegen eines zweiten Potenzialpegels an den ersten Taktsignaleingang der zweiten Potenzialerhöhungsschaltung,
- 8. Anlegen eines zweiten Potenzialpegels an den zweiten Taktsignaleingang der zweiten Potenzialerhöhungsschaltung,
- 9. Anlegen eines ersten Potenzialpegels an den zweiten Taktsignaleingang der zweiten Potenzialerhöhungsschaltung,
- 10. Anlegen eines ersten Potenzialpegels an den ersten Taktsignaleingang der zweiten Potenzialerhöhungsschaltung und
- 11. Abgreifen des Ausgangspotenzials am Ausgangsanschluss.
- 1. application of a supply potential to the supply potential input of the integrated circuit arrangement,
- 2. applying a first potential level to the first clock signal inputs and to the second clock signal inputs of the integrated circuit device,
- 3. applying a second potential level to the first clock signal input of the first potential-boosting circuit,
- 4. applying a second potential level to the second clock signal input of the first potential-boosting circuit,
- 5. applying a first potential level to the second clock signal input of the first potential-boosting circuit,
- 6. applying a first potential level to the first clock signal input of the first potential-boosting circuit,
- 7. applying a second potential level to the first clock signal input of the second potential-boosting circuit,
- 8. applying a second potential level to the second clock signal input of the second potential-boosting circuit,
- 9. applying a first potential level to the second clock signal input of the second potential-boosting circuit,
- 10. Applying a first potential level to the first clock signal input of the second potential-increasing circuit and
- 11. Picking up the output potential at the output terminal.
Durch das Anlegen des ersten und zweiten Pegels an die ersten und zweiten Taktsignaleingänge der ersten und der zweiten Potenzialerhöhungsschaltung wird das Versorgungspotenzial abwechselnd an einen der ersten Kondensatoren gelegt, diese aufgeladen, vom Versorgungspotenzialeingang getrennt, durch die ersten Taktsignale auf ein höheres Bezugspotential gehoben und mit dem Ausgang verbunden, so dass das Ausgangspotenzial der integrierten Schaltungsanordnung höher ist als das Eingangspotenzial.By applying the first and second levels to the first and second levels Clock signal inputs of first and second potential increase circuit becomes the supply potential alternately placed on one of the first capacitors, these charged, separated from the supply potential input, by the first clock signals to a higher one Reference potential lifted and connected to the output, so that the Output potential of the integrated circuit arrangement is higher as the entry potential.
Vorteilhafterweise werden die Schritte 3 bis 10 periodisch wiederholt. Durch die periodische Wiederholung dieser Schritte wird das Ausgangspotenzial immer weiter erhöht bis das Ausgangspotenzial der integrierten Schaltungsanordnung um ca. die Differenz zwischen dem ersten Potentialpegel und dem zweiten Potentialpegel höher ist als das Versorgungspotenzial.advantageously, Steps 3 to 10 are repeated periodically. By the periodic Repetition of these steps will further increase the starting potential elevated until the output potential of the integrated circuit arrangement about the difference between the first potential level and the second Potential level higher is considered the supply potential.
Vorteilhafterweise ist das Versorgungspotenzial ein positives Potenzial, der erste Potenzialpegel ein positives Potenzial und der zweite Potenzialpegel niedriger als der erste Potenzialpegel wenn die integrierte Schaltungsanordnung nur mit PMOS-Transistoren aufgebaut ist. Derartige Potenziale stellen sicher, dass das Ausgangspotenzial höher als das Versorgungspotenzial wird.Advantageously, the supply is potential zial a positive potential, the first potential level a positive potential and the second potential level lower than the first potential level when the integrated circuit arrangement is constructed only with PMOS transistors. Such potentials ensure that the output potential is higher than the supply potential.
Vorteilhafterweise ist der zweite Potenzialpegel ein Null-Potenzial. Null-Potenziale lassen sich durch Masseanschlüsse leicht realisieren.advantageously, the second potential level is a zero potential. Zero potentials can be passed through ground terminals easy to realize.
Vorteilhafterweise ist das Versorgungspotenzial ein negatives Potenzial, der erste Potenzialpegel ein negatives Potenzial und der zweite Potenzialpegel höher als der erste Potenzialpegel, wenn die integrierte Schaltungsanordnung nur mit NMOS-Transistoren aufgebaut ist. Derartige Potenziale stellen sicher, dass das Ausgangspotenzial niedriger als das Versorgungspotenzial wird. Es lassen sich mit der Erfindung somit auch negative Versorgungspotenziale weiter absenken.advantageously, the supply potential is a negative potential, the first one Potential level is a negative potential and the second potential level higher than the first potential level when the integrated circuit only with NMOS transistors is constructed. Such potentials ensure that the starting potential lower than the supply potential. It can be with The invention thus also further reduce negative supply potentials.
Vorteilhafterweise ist der zweite Potenzialpegel ein Null-Potenzial. Null-Potenziale lassen sich durch Masseanschlüsse leicht realisieren.advantageously, the second potential level is a zero potential. Zero potentials can be passed through ground terminals easy to realize.
Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher erläutert.The Invention will be described below with reference to an embodiment with reference to the drawings explained in more detail.
In den Zeichnungen zeigen:In show the drawings:
Da
die erste Potenzialerhöhungsschaltung
In
Die
Auswerteschaltung
In
Für die Funktion
der in
In
Die
Spannungsverläufe
des Potenzials N1 und des Steuersignals B1 sind zusammen mit den Zeitpunkten
t1 bis t9 in
Im
Folgenden wird nun die Funktionsweise der in
Fällt nun zum Zeitpunkt t1 das erste Taktsignal CK1 von dem ersten Potenzialpegel P1 auf den zweiten Potentialpegel P2, so sinkt das Potenzial N1 auf ungefähr VDD. Da der Transistor T3 noch leitet folgt das Steuersignal B1 zunächst dem Potenzial N1 nach unten. Die Signale trennen sich wenn sich die Spannung zwischen dem Steuereingang G3 und dem Ausgang A1 an die Schwellenspannung des Transistors T3 annähert. Wenn das Potenzial N1 in die Nähe des Versorgungspotenzials VDD kommt, sperrt der Transistor T3, da sein Steuereingang G3 mit dem Versorgungspotenzial VDD verbunden ist.Now falls at time t1, the first clock signal CK1 from the first potential level P1 to the second potential level P2, the potential N1 drops approximately VDD. Since transistor T3 is still conducting, control signal B1 follows first the potential N1 down. The signals separate when the voltage between the control input G3 and the output A1 the threshold voltage of the transistor T3 approaches. If the potential N1 in the vicinity of the supply potential VDD, the transistor T3 blocks since its control input G3 is connected to the supply potential VDD is.
Zum Zeitpunkt t2 fällt auch das zweite Taktsignal CK3 von dem ersten Potenzialpegel P1 auf den zweiten Potenzialpegel P2. Mit dem Taktsignal CK3 sinkt das Steuersignal B1 unter das Versorgungspotenzial VDD. Da dadurch der Steuereingang G2 des Transistors T2 negativ bezogen auf Source ist, leitet dieser. Strom fließt vom Versorgungspotenzialeingang E1 zum ersten Kondensator CP1 und lädt diesen auf das Versorgungspotential VDD auf. Da das Potenzial N2 gegenphasig zum Potential N1 ist, wird der Transistor T1 zu diesem Zeitpunkt gesperrt, so dass die Ladung nicht zum Ausgangsanschluss A fließen kann.To the Time t2 falls also the second clock signal CK3 from the first potential level P1 to the second potential level P2. With the clock signal CK3 drops the control signal B1 below the supply potential VDD. Because of it the control input G2 of the transistor T2 negative with respect to source is, this manages. Electricity flows from the supply potential input E1 to the first capacitor CP1 and load this to the supply potential VDD. Since the potential N2 out of phase to the potential N1, the transistor T1 becomes at this time locked, so that the charge can not flow to the output terminal A.
Zum Zeitpunkt t3 steigt das zweite Taktsignal CK3 von dem zweiten Potenzialpegel P2 wieder auf den ersten Potenzialpegel P1. Als Folge davon steigt auch das Steuersignal B1 etwas über das Potenzial N1 an, sodass der Transistor T3 wieder leitet und das Steuersignal B1 wieder fester an das Potenzial N1 gekoppelt wird. Das Steuersignal B1 ist größer als das Versorgungspotenzial VDD, sodass der Steuereingang G2 des Transistors T2 positiver als dessen Source wird. Der Transistor T2 hört damit auf zu leiten und trennt den ersten Kondensator CP1 vom Versorgungspotenzialeingang E.At time t3, the second clock signal CK3 rises from the second potential level P2 back to the first potential level P1. As a result, the control signal B1 also rises slightly above the potential N1, so that the transistor T3 conducts again and the control signal B1 is again coupled more firmly to the potential N1. The control signal B1 is greater than the supply potential VDD, so that the control input G2 of the transistor T2 becomes more positive than its source. The transistor T2 stops conducting and disconnects the first capacitor CP1 from Ver supply potential input E.
Zum Zeitpunkt t4 steigt das erste Taktsignal CK1 von dem zweiten Potenzialpegel P2 wieder auf den ersten Potenzialpegel P1, sodass das der Ausgangszustand zu dem Zeitpunkt vor t1 wiederhergestellt ist und das Potenzial N1 von VDD auf VDD + VC angehoben wird.To the At time t4, the first clock signal CK1 rises from the second potential level P2 back to the first potential level P1, so that the initial state recovered at the time before t1 and the potential N1 is raised from VDD to VDD + VC.
Die
zweite Potenzialerhöhungsschaltung
Die ersten Kondensatoren CP1 und CP2 sind so genannte „Pumpkondensatoren", die auf das Versorgungspotenzial VDD aufgeladen werden und deren Bezugspotenzial durch die ersten Taktsignale CK1 und CK2 um die Taktsignalamplitude VC angehoben wird. Sie werden entsprechend den am Ausgangsanschluss A bereitzustellenden Strom dimensioniert. und können durch externe Kondensatoren mit Kapazitäten von ca. 50 bis 100 pF realisiert werden.The first capacitors CP1 and CP2 are so-called "pump capacitors", which affect the supply potential VDD are charged and their reference potential through the first Clock signals CK1 and CK2 raised by the clock signal amplitude VC becomes. They will be provided according to the output terminal A to be provided Power dimensioned. and can realized by external capacitors with capacities of approx. 50 to 100 pF become.
Die
zweiten Kondensatoren CP1 und CP2 dienen zum Ansteuern der Transistoren
T2 und T5. Sind die zweiten Taktsignale CK3, CK4 auf dem niedrigen
zweiten Potenzialpegel P2, so werden die Steuersignale B1 und B2
heruntergezogen und die Transistoren T2 und T5 leiten. Die ersten
Kondensatoren CP1 und CP2 werden dann auf das Versorgungspotenzial
VDD aufgeladen. Sind dagegen die zweiten Taktsignale CK3 und CK4
auf dem hohen ersten Potenzialpegel P1, so werden die Steuereingänge G2 und
G5 der Transistoren T2 und T5 über
die Transistoren T3 und T6 jeweils mit dem Potenzial N1 bzw. N2
verbunden und auf VDD + VC angehoben. Damit sperren die Transistoren
T2 und T5, und die Ladung auf den ersten Kondensatoren CP1 und CP2
kann nicht zurück
auf den Versorgungspotenzialeingang E, sondern nur zur Auswerteschaltung
Wesentliches
Merkmal der in
Der exakte Wert des Versorgungspotenzials VDD ist somit beliebig, so lange die Wanne der PMOS-Transitoren diese Spannung aushält. In dem Ausführungsbeispiel wurde VDD = 3,3 V gewählt. Es können durchaus höhere Versorgungspotenziale VDD benutzt werden, so lange die Taktsignalamplitude VC begrenzt bleibt.Of the exact value of the supply potential VDD is thus arbitrary, so long the well of PMOS transitors this voltage endures. In the embodiment VDD = 3.3V was chosen. It can quite higher Supply potential VDD be used as long as the clock signal amplitude VC remains limited.
Die maximale Taktsignalamplitude VC wird dagegen durch die eingesetzte Technologie vorgegeben, da die PMOS-Transistoren in der Schaltung zwischen Steuereingang und einem ihrer anderen Anschlüsse genau diese Amplitude aushalten müssen. Die Taktsignalamplitude VC wird daher so gewählt, dass die maximal zulässige Spannung nicht erreicht wird. In dem Ausführungsbeispiel ist die Taktsignalamplitude VC = 1,5 Volt gewählt.The maximum clock signal amplitude VC, however, is used by the Technology given, as the PMOS transistors in the circuit between control input and one of its other connections exactly have to endure this amplitude. The Clock signal amplitude VC is therefore chosen so that the maximum allowable voltage is not achieved. In the embodiment the clock signal amplitude VC = 1.5 volts is selected.
Das
in
- 11
- erste Potenzialerhöhungsschaltungfirst Potential raising circuit
- 22
- zweite Potenzialerhöhungsschaltungsecond Potential raising circuit
- 33
- Auswerteschaltungevaluation
- t1–t9t1-t9
- Umschaltzeitpunktechangeover
- AA
- Ausgangsanschlussoutput port
- A1, A2A1, A2
- Ausgänge der PotenzialerhöhungsschaltungenOutputs of the Potential increase circuits
- B1, B2B1, B2
- Steuersignalecontrol signals
- C1, C2C1, C2
- erste Taktsignaleingängefirst Clock signal inputs
- C3, C4C3, C4
- zweite Taktsignaleingängesecond Clock signal inputs
- CP1, CP2CP1, CP2
- erste Kondensatorenfirst capacitors
- CB1, CB2CB1, CB2
- zweite Kondensatorensecond capacitors
- CK1, CK2CK1, CK2
- erste Taktsignalefirst clock signals
- CK3, CK4CK3 CK4
- zweite Taktsignalesecond clock signals
- Ee
- VersorgungspotenzialeingangSupply potential input
- E1, E2E1, E2
- Eingänge der PotenzialerhöhungsschaltungenInputs of the Potential increase circuits
- G1, G4G1, G4
- Steuereingänge der steuerbaren Schalter T1, T4Control inputs of the controllable switch T1, T4
- G2, G5G2, G5
- Steuereingänge der steuerbaren Schalter T2, T5Control inputs of the controllable switch T2, T5
- G3, G6G3, G6
- Steuereingänge der Ansteuerelement T3, T6Control inputs of the Control element T3, T6
- I1, I2I1, I2
- erster und zweiter Eingang der Auswerteschaltungfirst and second input of the evaluation circuit
- N1, N2N1, N2
- Ausgangspotenziale der Potenzialerhöhungsschaltungenoutput potential the potential increase circuits
- P1, P2P1, P2
- erster und zweiter Potenzialpegelfirst and second potential level
- T1, T4T1, T4
- erster und zweiter steuerbarer Schalter der Auswerteschaltungfirst and second controllable switch of the evaluation circuit
- T2, T5T2, T5
- steuerbarere Schalter der Potenzialerhöhungsschaltungensteuerbarere Switch of the potential increase circuits
- T3, T6T3, T6
- AnsteuerelementeActuation
- VCVC
- TaktsignalamplitudeClock signal amplitude
- VDDVDD
- Versorgungspotenzialsupply potential
- VOUTVOUT
- Ausgangspotenzialoutput potential
Claims (23)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102005033003A DE102005033003A1 (en) | 2005-07-14 | 2005-07-14 | Integrated circuit arrangement e.g. DC converter, for use in e.g. electrically erasable programmable ROM, has potential enhancing circuits with controllable switches, and N-doped or P-doped wells connected with outputs of circuits |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102005033003A DE102005033003A1 (en) | 2005-07-14 | 2005-07-14 | Integrated circuit arrangement e.g. DC converter, for use in e.g. electrically erasable programmable ROM, has potential enhancing circuits with controllable switches, and N-doped or P-doped wells connected with outputs of circuits |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102005033003A1 true DE102005033003A1 (en) | 2007-01-25 |
Family
ID=37575484
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102005033003A Ceased DE102005033003A1 (en) | 2005-07-14 | 2005-07-14 | Integrated circuit arrangement e.g. DC converter, for use in e.g. electrically erasable programmable ROM, has potential enhancing circuits with controllable switches, and N-doped or P-doped wells connected with outputs of circuits |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102005033003A1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19601369C1 (en) * | 1996-01-16 | 1997-04-10 | Siemens Ag | Voltage multiplier or providing negative high voltage |
US6100557A (en) * | 1996-10-10 | 2000-08-08 | Macronix International Co., Ltd. | Triple well charge pump |
FR2864271A1 (en) * | 2003-12-19 | 2005-06-24 | Atmel Corp | Charge pump for e.g. non volatile flash memory, has charge pump structures with MOS devices permitting connection of pumping and input nodes and transfer of charge from pumping to output node based on pumping capacitor voltage |
-
2005
- 2005-07-14 DE DE102005033003A patent/DE102005033003A1/en not_active Ceased
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19601369C1 (en) * | 1996-01-16 | 1997-04-10 | Siemens Ag | Voltage multiplier or providing negative high voltage |
US6100557A (en) * | 1996-10-10 | 2000-08-08 | Macronix International Co., Ltd. | Triple well charge pump |
FR2864271A1 (en) * | 2003-12-19 | 2005-06-24 | Atmel Corp | Charge pump for e.g. non volatile flash memory, has charge pump structures with MOS devices permitting connection of pumping and input nodes and transfer of charge from pumping to output node based on pumping capacitor voltage |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69333353T2 (en) | Voltage converter circuit and multi-phase clock generator | |
DE602004008935T2 (en) | SURFACE-EFFICIENT CHARGE PUMP | |
DE112007001308B4 (en) | Method and system for providing a charge pump for very low voltage applications | |
EP1142088A1 (en) | High efficiency voltage multiplication device and its use | |
DE102005012662B4 (en) | Arrangement with voltage converter for supplying power to an electrical load and method for supplying power to an electrical load | |
DE60121792T2 (en) | CHARGE PUMP POWER SUPPLY CIRCUIT | |
DE4242804C2 (en) | Charge pump circuit | |
DE112014001448T5 (en) | Efficient gate driver for switched capacitor converter | |
DE102009045802B4 (en) | Circuit arrangement for driving a transistor | |
DE60204850T2 (en) | PROGRAMMABLE CHARGE PUMP ELEMENT | |
DE19642942A1 (en) | Voltage pumping circuit for solid state devices | |
DE60222650T2 (en) | RESONANT LOGIC DRIVER SWITCHING | |
DE10227375A1 (en) | Input voltage increasing method for integrated circuit uses charge pump for pre-charging capacitor and for converting its stored charge to be transferred to output capacitor | |
DE60206734T2 (en) | PERFORMANCE-EFFICIENT INTEGRATED CHARGE PUMP USING A TAKE-OFF | |
DE112007002102T5 (en) | Improved leakage suppression for a high voltage latch | |
DE69738623T2 (en) | High-current CMOS charge pump, especially for flash EEPROM memory | |
EP0494713B1 (en) | Circuit arrangement for generating a higher DC voltage | |
DE102005048195A1 (en) | Integrated semiconductor circuit with a voltage pump and method for operating a semiconductor integrated circuit with a voltage pump | |
WO1998033264A1 (en) | Circuit for generating negative voltages | |
DE10357785B3 (en) | Linear switched capacitor circuit device using integrated deep-sub-micron technology has thick oxide transistors used in switched capacitor circuit | |
DE102005033003A1 (en) | Integrated circuit arrangement e.g. DC converter, for use in e.g. electrically erasable programmable ROM, has potential enhancing circuits with controllable switches, and N-doped or P-doped wells connected with outputs of circuits | |
DE10233249A1 (en) | Amplifier hold switchable between a conventional mode and a low power consumption mode | |
DE102008061963B4 (en) | A bipolar DC / DC converter, electronic circuit with the same and method for providing a DC output voltage with optional polarity to a load | |
DE60125513T2 (en) | Inductive switching power supply with improved efficiency | |
DE10348551A1 (en) | Electronic control device for use in motor vehicles and domestic appliances has separate ground structures for voltage regulator and other electronic circuits |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final | ||
R003 | Refusal decision now final |
Effective date: 20141126 |