JP2004192743A - 電圧発生回路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電源電圧より高い電圧を発生させる昇圧回路1と、参照電圧Vrefを発生させる参照電圧発生回路2と、を有し、該参照電圧Vrefを基に所望の電圧を発生させる電圧発生回路であって、第1の入力が昇圧回路1の出力に接続され、第2の入力が電源Vddに接続され、第3の入力がグランドVssに接続され、第1の入力と第2の入力との間の電位差によって生じる電流と等価な参照電流を第3の入力に流すことで第1の出力に制御電圧Vfdを発生させる電圧変動検知回路4と、制御電圧Vfdと参照電圧Vrefとを比較する差動増幅回路61と、差動増幅回路61の出力に応じて昇圧回路1の出力から電流を引き抜くことによって昇圧回路1の出力電圧を制御するクランプ回路62と、を有する。
【選択図】図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電圧発生回路に関し、特に、昇圧電源回路あるいは負昇圧電源回路の出力電圧をクランプ、あるいはレギュレートする電圧発生回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、不揮発性半導体記憶装置であるフラッシュメモリにおいては単一電源によるデータの読出し、データ書換えが要求されており、オンチップで昇圧電圧、あるいは負昇圧電圧を供給する電圧発生回路が必要となっている。
また、フラッシュメモリセルの特性を評価する必要があり、昇圧電圧あるいは負昇圧電圧に相当する電圧を外部より印加する機構が必要である。
【0003】
以下、従来の電圧発生回路について図面を参照して説明する。
図31は、従来の電圧発生回路の構成を示すブロック図である。図において、900は電源電圧Vddを昇圧して昇圧電圧を発生させる昇圧回路、901は昇圧回路900の出力、902は電源電圧Vddより参照電圧Vrefを発生させる参照電圧発生回路、903は昇圧回路900の出力電圧を所望の電圧に設定するリミッタ回路、904は抵抗R1、905は抵抗R2、906は抵抗904と抵抗905からなる分圧回路、907は分圧回路906の出力、908は出力901から昇圧電圧が供給され、出力907の電圧と参照電圧Vrefとを比較して差動増幅する差動増幅回路、909は差動増幅回路908の出力、910は出力909の電圧に応じて出力901の電圧を電源Vddに引き抜くP型MOSトランジスタ、911は出力901の電圧を所望の電圧にレベルシフトするレギュレータ回路、912は抵抗R3、913は抵抗R4、914は抵抗912と抵抗913からなる分圧回路、915は分圧回路914の出力、916は出力901から昇圧電圧が供給され、出力915の電圧と参照電圧Vrefとを比較して差動増幅する差動増幅回路、917は差動増幅回路916の出力、918は出力917の電圧に応じてレギュレータ回路911の出力Vplに所望の電圧を設定するP型MOSトランジスタ、919は外部より電圧を印加するパッドである。
【0004】
以上のように構成された電圧発生回路について、図31と図32を用いて回路動作を説明する。
昇圧回路900によって、電源電圧より発生された昇圧電圧Vphがリミッタ回路903に供給される。抵抗904と抵抗905の抵抗比γ(=R2/(R1+R2))によって分圧回路906の出力に(γ・Vph)の電圧が出力される。電源電圧より発生された参照電圧Vrefと(γ・Vph)を差動増幅回路908によって比較することで、P型MOSトランジスタ910のゲート電圧を制御し、出力901から電源Vddに引き抜くドレイン電流を調整することで昇圧電圧Vphを一定の電圧に保つ。上記より、昇圧電圧Vphは、Vref=(γ・Vph)が成立するため、Vph=Vref・(1/γ)の電圧となる。つまり、Vph>Vref・(1/γ)では電源電圧に依存せず一定の電圧値を保つ。
【0005】
また、昇圧電圧Vphがレギュレータ回路911に供給される。Vphをレベルシフトした電圧Vplが分圧回路914に供給されると、抵抗912と抵抗913の抵抗比ξ(=R4/(R3+R4))によって分圧回路914の出力に(ξ・Vpl)の電圧が出力される。電源電圧より発生された参照電圧Vrefと(ξ・Vpl)を差動増幅回路916によって比較することで、P型MOSトランジスタ918のゲート電圧を制御し、出力901からレギュレータ回路911の出力に供給するドレイン電流を調整することでVplを一定の電圧に保つ。上記より、レギュレータ回路911の出力電圧Vplは、Vref=(ξ・Vpl)が成立するため、Vpl=Vref・(1/ξ)の電圧となり、Vpl>Vref・(1/ξ)では電源電圧に依存せず一定の電圧値を保つ。
【0006】
また、フラッシュメモリセルの特性を評価する場合には、パッド919より外部より昇圧電圧に相当する電圧Vppexを印加する。
【0007】
また、上記従来の技術においては、電源電圧より高い電圧を昇圧電圧によって電圧を発生させる電圧発生回路に関して説明しているが、従来のグランド電圧より低い電圧を発生させる電圧発生回路に関しても同様であり、上記従来の電圧発生回路において、昇圧回路900を負昇圧回路に、分圧回路906および914に接続されているグランドを参照電圧に、差動増幅回路908および916に入力されている参照電圧をグランドに、P型MOSトランジスタ910および918をN型MOSトランジスタに置き換えた構成が負昇圧電圧より電源電圧に依存しない一定の負の電圧を発生させる電圧発生回路である。また、この負の電圧発生回路においても、負の電圧を外部より印加する負パッドを設けている。
【0008】
また、上記従来の技術の電圧発生回路として、差動増幅回路918を電源電圧Vddで駆動して昇圧電圧の消費を削減し、一定の電圧を発生させる機構を有するものがある(特許文献1参照)。
【0009】
【特許文献1】
特開2001−52489号公報
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電圧発生回路におけるリミッタ回路903およびレギュレータ回路911は、図32に示すように電源電圧に対して一定の電圧しか出力することができなかった。また、負の電圧発生回路においても同様である。
【0011】
上述のような従来の電圧発生回路をメモリ回路(例えば図33に示すフラッシュメモリセル)に対して用いた場合は以下のような問題が生ずる。
まず、フラッシュメモリセルの構成を図33に示す。図において、920は電圧発生回路、921はローデコーダ、922はカラムドライバ、923はカラムデコーダ、924は電源スイッチ回路、925はフラッシュメモリセルアレイ、926はP型フラッシュメモリセル、927はP型選択トランジスタ、928はN型MOSトランジスタである。
【0012】
このようなフラッシュメモリセルにおいては、データ読出し時、ローデコーダおよびカラムデコーダによって、読出し対象となるフラッシュメモリセルが決定される。この時、Vwell、Vsl、Vcgには電源電圧Vddが印加されているが、P型選択トランジスタのVsgにはグランド電圧が印加されているため、電源電圧Vddの変動によってセル電流が変動し、読出し速度の電源電圧依存性が大きいという問題がある。
【0013】
また、データ書き込み時、Vwellには電源電圧Vddが印加されており、VblおよびVsgには電源電圧Vddに関係なく一定である負の昇圧電圧、Vcgには電源電圧Vddに関係なく一定である正の昇圧電圧が印加されているため、データ書込み速度を決定するVwell−VblおよびVwll−Vcgが電源電圧Vddの変動によって変わるため、データ書込み速度が大きく変わるという問題がある。
【0014】
また、電源電圧Vddに関係なく、P型MOSトランジスタおよびN型MOSトランジスタのドレイン電流を一定に保つことで、電圧変動による素子特性の変動、すなわち回路特性の変動を抑えることができるが、供給負荷の特性にあわせた昇圧電圧あるいは負昇圧電圧を供給することができないという問題がある。
【0015】
また、メモリセル評価時において、パッドに昇圧電圧相当の電圧あるいは負パッドに負昇圧電圧相当の負電圧を印加する必要があり、高電圧印加時に発生させるサージ破壊の虞がある。
【0016】
本発明は、前述した問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電源電圧に依存した昇圧電圧、あるいは負昇圧電圧を発生させることで、電源電圧の変動に対する素子特性および回路特性の変動を抑制し、また、回路に応じて任意の基準電圧に依存した昇圧電圧あるいは負昇圧電圧を供給することで回路特性の向上を図ることができる電圧発生回路を提供することである。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る電圧発生回路は、請求項1に記載したように、電源電圧より高い電圧を発生させる昇圧回路と、参照電圧を発生させる参照電圧発生回路と、を有し、該参照電圧を基に所望の電圧を発生させる電圧発生回路であって、第1の入力が前記昇圧回路の出力に接続され、第2の入力が前記電源に接続され、第3の入力がグランドに接続され、前記第1の入力と前記第2の入力との間の電位差によって生じる電流と等価な前記参照電流を前記第3の入力に流すことで第1の出力に制御電圧を発生させる電圧変動検知回路と、前記制御電圧と前記参照電圧とを比較する差動増幅回路と、前記差動増幅回路の出力に応じて前記昇圧回路の出力から電流を引き抜くことによって前記昇圧回路の出力電圧を制御するクランプ回路と、を有することを特徴とする。
【0018】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項2に記載したように、電源電圧より高い電圧を発生させる昇圧回路と、参照電圧を発生させる参照電圧発生回路と、を有し、該参照電圧を基に所望の電圧を発生させる電圧発生回路であって、基準電圧切替信号によって、前記電源電圧とグランド電圧とを切り替える基準電圧切替回路と、第1の入力が前記昇圧回路の出力に接続され、第2の入力が前記基準電圧切替回路の出力に接続され、第3の入力がグランドに接続され、前記第1の入力と前記第2の入力との電位差によって生じる電流と等価な参照電流を前記第3の入力に流すことで第1の出力に制御電圧を発生させる電圧変動検知回路と、前記制御電圧と前記参照電圧とを比較する差動増幅回路と、前記差動増幅回路の出力に応じて前記昇圧回路の出力から電流を引き抜くことによって前記昇圧回路の出力電圧を制御するクランプ回路と、を有することを特徴とする。
【0019】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項3に記載したように、電源電圧より高い電圧を発生させる昇圧回路と、参照電圧を発生させる参照電圧発生回路と、を有し、該参照電圧を基に所望の電圧を発生させる電圧発生回路であって、外部電圧印加信号によって、外部印加電圧と電源電圧とを切り替えて出力する外部電圧印加回路と、第1の入力が前記昇圧回路の出力に接続され、第2の入力が前記外部電圧印加回路の出力に接続され、第3の入力がグランドに接続され、前記第1の入力と前記第2の入力との電位差によって生じる電流と等価な参照電流を前記第3の入力に流すことで第1の出力に制御電圧を発生させる電圧変動検知回路と、前記制御電圧と前記参照電圧とを比較する差動増幅回路と、前記差動増幅回路の出力に応じて前記昇圧回路の出力端子から電流を引き抜くことによって前記昇圧回路の出力電圧を制御するクランプ回路と、を有することを特徴とする。
【0020】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項4に記載したように、電源電圧より高い電圧を発生させる昇圧回路と、参照電圧を発生させる参照電圧発生回路と、を有し、該参照電圧を基に所望の電圧を発生させる電圧発生回路であって、第1の入力が前記昇圧回路の出力に接続され、第2の入力が前記電源に接続され、第3の入力がグランドに接続され、前記第1の入力と前記第2の入力との間の電位差によって生じる電流と等価な参照電流を前記第3の入力に流すことで第1の出力に制御電圧を発生させる電圧変動検知回路と、設定電圧切替信号を入力とし、前と、前記第1の入力と前記第2の入力との間の2端子間に接続され、前記第1の切替手段の出力電圧に応じて前記第1の入力と前記第2の入力との間の電位差を切り替える第2の切替手段と、前記制御電圧と前記参照電圧とを比較する差動増幅回路と、前記差動増幅回路の出力に応じて前記昇圧回路の出力から電流を引き抜くことによって前記昇圧回路の出力電圧を制御するクランプ回路と、を有することを特徴とする。
【0021】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項5に記載したように、電源電圧より高い電圧を発生させる昇圧回路と、参照電圧を発生させる参照電圧発生回路と、を有し、該参照電圧を基に所望の電圧を発生させる電圧発生回路であって、第1の入力が前記昇圧回路の出力に接続され、第2の入力が前記電源に接続され、第3の入力がグランドに接続され、第4の入力に印加される電圧によって前記第1の入力と前記第2の入力との間の電位差によって生じる電流と一定の電流比を保った参照電流が生成され、前記参照電流を前記第3の入力に流すことで第1の出力に制御電圧を発生させる電圧変動検知回路と、設定電圧切替信号を入力とし、前記第1の入力と前記グランド電圧を切り替えて出力する第1の切替手段と、前記第1の入力と前記第2の入力との間の2つの端子間に接続され、前記第1の切替手段の出力電圧に応じて前記第1の入力と前記第2の入力との間の電位差を切り替える第2の切替手段と、前記第1の切替手段の出力に接続され、前記設定電圧切替信号に応じて前記第1の入力と前記第2の入力との間の任意の電圧あるいは前記グランド電圧を切り替えて前記第4の入力に印加する第3の切替手段と、前前記差動増幅回路の出力に応じて前記昇圧回路の出力から電流を引き抜くことによって前記昇圧回路の出力電圧を制御するクランプ回路と、を有することを特徴とする。
【0022】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項6に記載したように、前記クランプ回路は、ソースが前記昇圧回路の出力に接続され、ゲートが前記差動増幅回路の出力に接続され、ドレインが前記電源あるいは前記グランドに接続された第1導電型のトランジスタを有し、前記差動増幅回路は、前記昇圧回路の出力電圧が供給され、前記制御電圧と前記参照電圧とを比較し、前記昇圧回路の出力電圧によって差動増幅することを特徴とする。
【0023】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項7に記載したように、前記クランプ回路は、ソースが前記昇圧回路の出力に接続され、ゲートとドレインとが第1の端子に接続された第1導電型の第1のトランジスタと、ソースが前記昇圧回路の出力に接続され、ゲートが前記第1の端子に接続され、ドレインが前記電源あるいは前記グランドに接続された第1導電型の第2のトランジスタと、前記第1の端子と前記グランド間に接続され、ゲートが前記差動増幅回路の出力に接続された第2導電型のトランジスタと、を有し、前記差動増幅回路は、前記電源電圧が供給され、前記制御電圧と前記参照電圧とを比較し、前記電源電圧によって差動増幅することを特徴とする。
【0024】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項8に記載したように、電源電圧より高い電圧を発生させる昇圧回路と、参照電圧を発生させる参照電圧発生回路と、を有し、該参照電圧を基に所望の電圧を発生させる電圧発生回路であって、前記昇圧回路の出力電圧を入力とし、レベルシフトした電圧を出力するレベルシフト回路と、第1の入力が前記レベルシフト回路の出力に接続され、第2の入力が前記電源に接続され、第3の入力がグランドに接続され、前記第1の入力と前記第2の入力との間の電位差によって生じる電流と等価な参照電流を前記第3の入力に流すことで第1の出力に制御電圧を発生させる電圧変動検知回路と、前記制御電圧と前記参照電圧とを比較して前記レベルシフト回路を制御することで前記レベルシフト回路の出力に所望の電圧を出力させる差動増幅回路と、を有することを特徴とする。
【0025】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項9に記載したように、設定電圧切替信号を入力とし、前記第1の入力と前記グランド電圧とを切り替えて出力する第1の切替手段と、前記第1の入力と前記第2の入力との間に接続され、前記第1の切替手段の出力電圧に応じて、前記第1の入力と前記第2の入力との間の電位差を切り替える第2の切替手段と、を有することを特徴とする。
【0026】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項10に記載したように、第1の入力が前記レベルシフト回路の出力に接続され、第2の入力が前記電源に接続され、第3の入力がグランドに接続され、第4の入力に印加される電圧によって、前記第1の入力と前記第2の入力との間の電位差によって生じる電流に対し一定の電流比を保った参照電流が生成され、前記参照電流を前記第3の入力に流すことで第1の出力に制御電圧を発生させる電圧変動検知回路と、設定電圧切替信号を入力とし、前記第1の入力と前記グランド電圧とを切り替えて出力する第1の切替手段と、前記第1の入力と前記第2の入力との間に接続され、前記第1の切替手段の出力電圧に応じて前記第1の入力と前記第2の入力との間の電位差を切り替える第2の切替手段と、前記第1の切替手段の出力に接続され、前記設定電圧切替信号に応じて前記第1の入力と前記第2の入力との間の任意の電圧あるいは前記グランド電圧を切り替えて前記第4の入力に印加する第3の切替手段と、を有することを特徴とする。
【0027】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項11に記載したように、前記レベルシフト回路は、ソースが前記昇圧回路の出力に接続され、ゲートが前記差動増幅回路の出力に接続され、ドレインが前記レベルシフト回路の出力に接続された第1導電型のトランジスタを有し、前記差動増幅回路は、前記昇圧回路の出力電圧が供給され、前記制御電圧と前記参照電圧とを比較し、前記昇圧回路の出力電圧によって差動増幅することを特徴とする。
【0028】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項12に記載したように、前記レベルシフト回路は、ソースが前記昇圧回路の出力に接続され、ゲートとドレインとが第1の端子に接続された第1導電型の第1のトランジスタと、ソースが前記昇圧回路の出力に接続され、ゲートが前記第1の端子に接続され、ドレインが前記レベルシフト回路の出力に接続された第1導電型の第2のトランジスタと、前記第1の端子と前記グランド間に接続され、ゲートが前記差動増幅回路の出力に接続された第2導電型のトランジスタと、を有し、前記差動増幅回路は、前記電源電圧が供給され、前記制御電圧と前記参照電圧とを比較し、前記電源電圧によって差動増幅することを特徴とする。
【0029】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項13に記載したように、基準電圧切替信号によって前記電源電圧と前記グランド電圧とを切り替える基準電圧切替回路を有し、前記第2の入力が前記基準電圧切替回路の出力に接続されたことを特徴とする。
【0030】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項14に記載したように、前記電源電圧によって基準電圧を発生させる基準電圧発生回路と、基準電圧切替信号によって前記電源電圧あるいは前記グランド電圧と前記基準電圧とを切り替える基準電圧切替回路と、を有し、前記第2の入力が前記基準電圧切替回路の出力に接続されたことを特徴とする。
【0031】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項15に記載したように、前記電源電圧によって基準電圧を発生させる基準電圧発生回路と、基準電圧切替信号によって前記電源電圧と前記グランド電圧と前記基準電圧との内、いずれかを選択する基準電圧切替回路を有し、前記第2の入力が前記基準電圧切替回路の出力に接続されたことを特徴とする。
【0032】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項16に記載したように、外部電圧印加信号によって外部印加電圧と前記電源電圧とを切り替えて出力する外部電圧印加回路を有し、前記第2の入力が前記外部電圧印加回路の出力に接続されたことを特徴とする。
【0033】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項17に記載したように、外部電圧印加信号によって外部印加電圧と前記グランド電圧とを切り替えて出力する外部電圧印加回路を有し、前記第2の入力が前記外部電圧印加回路の出力に接続されたことを特徴とする。
【0034】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項18に記載したように、前記電源電圧によって基準電圧を発生させる基準電圧発生回路と、外部電圧印加信号によって外部印加電圧と前記基準電圧とを切り替えて出力する外部電圧印加回路と、を有し、前記第2の入力が前記外部電圧印加回路の出力に接続されたことを特徴とする。
【0035】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項19に記載したように、外部印加電圧と前記基準電圧切替回路の出力電圧とを入力とし、外部電圧印加信号によって出力電圧を切り替えて出力する外部電圧印加回路を有し、前記第2の入力が前記外部電圧印加回路の出力に接続されたことを特徴とする。
【0036】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項20に記載したように、電源電圧を用いてグランド電圧より低い電圧を発生させる負昇圧回路と、参照電圧を発生させる参照電圧発生回路と、を有し、該参照電圧を基に所望の電圧を発生させる電圧発生回路であって、第1の入力が前記電源に接続され、第2の入力が前記負昇圧回路の出力に接続され、第3の入力がグランドに接続され、前記第1の入力と前記第2の入力との間の電位差によって生じる電流と等価な参照電流を前記第3の入力に流すことで第1の出力に制御電圧を発生させる電圧変動検知回路と、前記制御電圧と前記参照電圧とを比較する差動増幅回路と、前記差動増幅回路の出力に応じて前記負昇圧回路の出力から電流を引き抜くことによって前記負昇圧回路の出力電圧を制御するクランプ回路と、を有することを特徴とする。
【0037】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項21に記載したように、前記クランプ回路は、ソースおよび基板が前記負昇圧回路の出力に接続され、ゲートが前記差動増幅回路の出力に接続され、ドレインが前記電源あるいは前記グランドに接続された第2導電型のトランジスタを有し、前記差動増幅回路は、前記電源電圧と前記負昇圧回路の出力電圧とが供給され、前記制御電圧と前記参照電圧とを比較し、前記電源電圧と前記負昇圧回路の出力電圧とによって差動増幅することを特徴とする。
【0038】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項22に記載したように、前記クランプ回路は、ソースおよび基板が前記負昇圧回路の出力に接続され、ゲートとドレインとが第1の端子に接続された第2導電型の第1のトランジスタと、ソースおよび基板が前記負昇圧回路の出力に接続され、ゲートが前記第1の端子に接続され、ドレインが前記電源あるいは前記グランドに接続された第2導電型の第2のトランジスタと、前記電源と前記第1の端子間に接続され、ゲートが前記差動増幅回路の出力に接続された第1導電型のトランジスタと、を有し、前記差動増幅回路は、前記電源電圧と前記グランド電圧とが供給され、前記制御電圧と前記参照電圧とを比較し、前記電源電圧と前記グランド電圧とによって差動増幅することを特徴とする。
【0039】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項23に記載したように、電源電圧を用いてグランド電圧より低い電圧を発生させる負昇圧回路と、参照電圧を発生させる参照電圧発生回路と、を有し、該参照電圧を基に所望の電圧を発生させる電圧発生回路であって、前記負昇圧回路の出力電圧を入力とし、レベルシフトした電圧を出力するレベルシフト回路と、第1の入力が前記電源に接続され、第2の入力が前記レベルシフト回路の出力に接続され、第3の入力がグランドに接続され、前記第1の入力と前記第2の入力との間の電位差によって生じる電流と等価な参照電流を前記第3の入力に流すことで第1の出力に制御電圧を発生させる電圧変動検知回路と、前記制御電圧と前記参照電圧とを比較して前記レベルシフト回路を制御することで前記レベルシフト回路の出力に所望の負電圧を出力する差動増幅回路と、を有することを特徴とする。
【0040】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項24に記載したように、参照電圧を発生させる参照電圧発生回路を有し、該参照電圧を基に所望の電圧を発生させる電圧発生回路であって、グランド電圧を入力とし、レベルシフトした電圧を出力するレベルシフト回路と、第1の入力が前記電源に接続され、第2の入力が前記レベルシフト回路の出力に接続され、第3の入力がグランドに接続され、前記第1の入力と前記第2の入力との間の電位差によって生じる電流と等価な参照電流を前記第3の入力に流すことで第1の出力に制御電圧を発生させる電圧変動検知回路と、前記制御電圧と前記参照電圧とを比較して、前記レベルシフト回路を制御することで前記レベルシフト回路の出力に所望の電源電圧より降圧した電圧を出力する手段を有する差動増幅回路と、を有することを特徴とする。
【0041】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項25に記載したように、前記レベルシフト回路は、ソースおよび基板が前記負昇圧回路の出力に接続され、ゲートが前記差動増幅回路の出力に接続され、ドレインが前記レベルシフト回路の出力に接続された第2導電型のトランジスタを有し、前記差動増幅回路は、前記電源電圧と前記負昇圧の出力電圧とが供給され、前記制御電圧と前記参照電圧とを比較し、前記電源電圧と前記負昇圧回路の出力電圧とによって差動増幅することを特徴とする。
【0042】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項26に記載したように、前記レベルシフト回路は、ソースおよび基板が前記負昇圧回路の出力に接続され、ゲートとドレインとが第1の端子に接続された第2導電型の第1のトランジスタと、ソースおよび基板が前記負昇圧回路の出力に接続され、ゲートが前記第1の端子に接続され、ドレインが前記レベルシフト回路の出力に接続された第2導電型の第2のトランジスタと、前記電源と前記第1の端子間に接続され、ゲートが前記差動増幅回路の出力に接続された第1導電型のトランジスタと、を有し、前記差動増幅回路は、前記電源電圧と前記グランド電圧とが供給され、前記制御電圧と前記参照電圧とを比較し、前記電源電圧と前記グランド電圧とによって差動増幅することを特徴とする。
【0043】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項27に記載したように、設定電圧切替信号を入力とし、前記電源電圧と前記第2の入力の電圧とを切り替えて出力する第1の切替手段と、前記第1の入力と前記第2の入力との間の2つの端子間に接続され、前記第1の切替手段の出力に応じて前記第1の入力と前記第2の入力との間の電位差を切り替える第2の切替手段と、を有することを特徴とする。
【0044】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項28に記載したように、前記電源電圧、前記参照電圧、前記電源電圧によって発生された任意の基準電圧、のうちのいずれか2つの電圧あるいは3つの電圧を、基準電圧切替信号によって切り替える基準電圧切替回路を有し、前記第1の入力が前記基準電圧切替回路の出力に接続されたことを特徴とする。
【0045】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項29に記載したように、外部電圧印加信号によって、外部印加電圧と、前記電源電圧あるいは前記参照電圧あるいは前記電源電圧によって発生された任意の基準電圧と、を切り替える手段を有する外部電圧印加回路を有し、前記第1の入力が前記外部電圧印加回路の出力に接続されたことを特徴とする。
【0046】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項30に記載したように、外部印加電圧と前記基準電圧切替回路の出力電圧とを入力とし、外部電圧印加信号によって前記外部印加電圧と前記基準電圧切替回路の出力電圧とを切り替えて出力する外部電圧印加回路を有し、前記第1の入力が前記外部電圧印加回路の出力に接続されたことを特徴とする。
【0047】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項31に記載したように、前記参照電圧は、ボルテージフォロワー回路によって前記参照電圧と同じ電圧レベルの電圧を印加できることを特徴とする。
【0048】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項32に記載したように、前記電圧変動検知回路は、第1の中間ノードが前記第1の入力と前記第2の入力間に接続され、前記第1の出力が前記第1の入力と前記第3の入力間に接続され、前記第1の中間ノードの電圧を検出することで、前記第1の入力と前記第2の入力の電位差によって発生した電流と等価な参照電流を前記第1の入力から前記第1の出力に流すように構成されたカレントミラー回路と、前記第1の中間ノードと前記第2の入力間に接続された抵抗手段と、前記第1の出力と前記第3の入力間に接続され、前記参照電流が流れることで前記第1の出力に前記制御電圧を発生させる制御電圧発生回路と、を有することを特徴とする。
【0049】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項33に記載したように、前記電圧変動検知回路は、第1の中間ノードが前記第1の入力と前記第2の入力との間に接続され、前記第1の出力が前記第1の入力と前記第3の入力間に接続され、前記第4の入力に印加される電圧によって前記第1の入力と前記第2の入力の電位差によって発生した電流に対して一定の電流比を保った参照電流を前記第1の入力から前記第1の出力に流すように構成されたカレントミラー回路と、前記第1の中間ノードと前記第2の入力間に接続された抵抗手段と、前記第1の出力と前記第3の入力間に接続され、前記参照電流が流れることで前記第1の出力に前記制御電圧を発生させる制御電圧発生回路と、を有することを特徴とする。
【0050】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項34に記載したように、前記抵抗手段は、前記第1の中間ノードと前記第2の入力との間に、複数の抵抗が直列に接続されたことを特徴とする。
【0051】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項35に記載したように、前記抵抗手段は、前記第1の中間ノードと前記第2の入力との間に、ゲートとドレインが接続され、基板とソースが接続された複数の第1導電型の第10のトランジスタが直列に接続されたことを特徴とする。
【0052】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項36に記載したように、前記制御電圧発生回路は、前記第1の出力と前記第3の入力との間に、複数の抵抗が直列に接続されたことを特徴とする。
【0053】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項37に記載したように、前記制御電圧発生回路は、前記第1の出力と前記第3の入力との間に、ゲートとドレインとが接続され、ソースと基板とが接続された第1導電型の第10のトランジスタが1つ以上直列に接続されたことを特徴とする。
【0054】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項38に記載したように、前記カレントミラー回路は、ソースが前記第1の入力に接続され、ゲートとドレインと前記第1の中間ノードに接続された第1導電型の第11のトランジスタと、ソースが前記第1の入力に接続され、ゲートが前記第1の中間ノードに接続され、ドレインが前記第1の出力に接続された第1導電型の第12のトランジスタと、を有することを特徴とする。
【0055】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項39に記載したように、前記カレントミラー回路は、前記第1の入力と前記第1の中間ノードとの間に直列に接続された複数の抵抗と、ソースが前記第1の入力に接続され、ゲートが第1の中間ノードに接続され、ドレインが前記第1の出力に接続された第1導電型の第13のトランジスタと、を有することを特徴とする。
【0056】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項40に記載したように、前記カレントミラー回路は、ソースが前記第1の入力に接続され、ゲートとドレインが前記第1の中間ノードに接続された第1導電型の第11のトランジスタと、ソースが前記第1の入力に接続され、ゲートが前記第1の中間ノードに接続され、ドレインが第2の中間ノードに接続された第1導電型の第12のトランジスタと、ソースが前記第2の中間ノードに接続され、ゲートが前記抵抗手段の任意の端子に接続され、ドレインが前記第1の出力に接続された第1導電型の第13のトランジスタと、を有することを特徴とする。
【0057】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項41に記載したように、前記カレントミラー回路は、前記第1の入力と前記第1の中間ノードとの間に直列に接続された複数の抵抗と、ソースが前記第1の入力に接続され、ゲートが前記第1の中間ノードに接続され、ドレインが第2の中間ノードに接続された第1導電型の第12のトランジスタと、ソースが前記第2の中間ノードに接続され、ゲートが前記抵抗手段の任意の端子に接続され、ドレインが前記第1の出力に接続された第1導電型の第13のトランジスタと、を有することを特徴とする。
【0058】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項42に記載したように、前記カレントミラー回路は、ソースが前記第1の入力に接続され、ゲートとドレインが前記第1の中間ノードに接続された第1導電型の第11のトランジスタと、ソースが前記第1の入力に接続され、ゲートが前記第1の中間ノードに接続され、ドレインが第2の中間ノードに接続された第1導電型の第12のトランジスタと、ソースが前記第2の中間ノードに接続され、ゲートが前記第4の入力に接続され、ドレインが前記第1の出力に接続された第1導電型の第13のトランジスタと、を有することを特徴とする。
【0059】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項43に記載したように、前記カレントミラー回路は、前記第1の入力と前記第1の中間ノードとの間に直列に接続された複数の抵抗と、ソースが前記第1の入力に接続され、ゲートが前記第1の中間ノードに接続され、ドレインが第2の中間ノードに接続された第1導電型の第12のトランジスタと、ソースが前記第2の中間ノードに接続され、ゲートが前記第4の入力に接続され、ドレインが前記第1の出力に接続された第1導電型の第13のトランジスタと、を有することを特徴とする。
【0060】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項44に記載したように、電源電圧より高い電圧を発生させる昇圧回路と、電源電圧を用いてグランド電圧より低い電圧を発生させる負昇圧回路と、参照電圧を発生させる参照電圧発生回路と、を有し、該参照電圧を基に所望の電圧を発生させる電圧発生回路であって、第1の外部電圧印加信号によって外部印加電圧と前記電源電圧を切り替える手段を有する第1の外部電圧印加回路と、第11の入力が前記昇圧回路の出力に接続され、第12の入力が前記第1の外部電圧印加回路の出力に接続され、第13の入力がグランドに接続され、第1の出力に第1の制御電圧を発生させる第1の電圧変動検知回路と、前記第1の制御電圧と前記参照電圧とを比較する第1の差動増幅回路と、前記第1の差動増幅回路の出力に応じて前記昇圧回路の出力電圧を制御する第1のクランプ回路と、第2の外部電圧印加信号によって前記外部印加電圧と前記電源電圧を切り替える手段を有する第2の外部電圧印加回路と、第31の入力が前記電源に接続され、第32の入力が前記負昇圧回路の出力に接続され、第33の入力がグランドに接続され、第3の出力に第3の制御電圧を発生させる第3の電圧変動検知回路と、前記第3の制御電圧と前記参照電圧とを比較する第3の差動増幅回路と、前記第3の差動増幅回路の出力に応じて前記負昇圧回路の出力電圧を制御する第2のクランプ回路と、を有することを特徴とする。
【0061】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項45に記載したように、電源電圧より高い電圧を発生させる昇圧回路と、電源電圧を用いてグランド電圧より低い電圧を発生させる負昇圧回路と、参照電圧を発生させる参照電圧発生回路を有し、該参照電圧を基に所望の電圧を発生させる電圧発生回路であって、第1の外部電圧印加信号によって外部印加電圧と前記電源電圧を切り替える手段を有する第1の外部電圧印加回路と、第11の入力が前記昇圧回路の出力に接続され、第12の入力が前記第1の外部電圧印加回路の出力に接続され、第13の入力がグランドに接続され、第1の出力に第1の制御電圧を発生させる第1の電圧変動検知回路と、前記第1の制御電圧と前記参照電圧とを比較する第1の差動増幅回路と、前記第1の差動増幅回路の出力に応じて前記昇圧回路の出力電圧を制御する第1のクランプ回路と、前記昇圧回路の出力電圧を入力とし、レベルシフトした電圧を出力する第1のレベルシフト回路と、第21の入力が前記第1のレベルシフト回路の出力に接続され、第22の入力が前記電源に接続され、第23の入力が前記グランドに接続され、第2の出力に第2の制御電圧を発生させる第2の電圧変動検知回路と、前記第2の制御電圧と前記参照電圧とを比較して前記第1のレベルシフト回路を制御することで前記第1のレベルシフト回路の出力に所望の電圧を出力させる手段を有する第2の差動増幅回路と、第2の外部電圧印加信号によって前記外部印加電圧と前記電源電圧を切り替える手段を有する第2の外部電圧印加回路と、第31の入力が前記電源に接続され、第32の入力が前記負昇圧回路の出力に接続され、第33の入力がグランドに接続され、第3の出力に第3の制御電圧を発生させる第3の電圧変動検知回路と、前記第3の制御電圧と前記参照電圧とを比較する第3の差動増幅回路と、前記第3の差動増幅回路の出力に応じて前記負昇圧回路の出力電圧を制御する第2のクランプ回路と、前記負昇圧回路の出力電圧を入力とし、レベルシフトした電圧を出力する第2のレベルシフト回路と、第41の入力が前記電源に接続され、第42の入力が前記第2のレベルシフト回路の出力に接続され、第43の入力が前記グランドに接続され、第4の出力に第4の制御電圧を発生させる第4の電圧変動検知回路と、前記第4の制御電圧と前記参照電圧とを比較して前記第2のレベルシフト回路を制御することで前記第2のレベルシフト回路の出力に所望の負電圧を出力する手段を有する第4の差動増幅回路と、を有することを特徴とする。
【0062】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項46に記載したように、前記参照電圧発生回路は、参照電圧を発生させる参照電圧発生部と、トリミング信号を入力とし前記参照電圧の電圧レベルを変更して参照電圧を発生させるトリミング回路部と、を有することを特徴とする。
【0063】
また、本発明に係る電圧発生回路は、請求項47に記載したように、前記参照電圧発生回路は、参照電圧を発生させる参照電圧発生部と、トリミング信号を入力とし前記参照電圧の電圧レベルを変更して参照電圧を発生させる手段を有するトリミング回路部と、を有し、前記グランド電圧を入力とし、レベルシフトした電圧を出力する第3のレベルシフト回路と、第51の入力が前記電源に接続され、第52の入力が前記第3のレベルシフト回路の出力に接続され、第53の入力が前記グランドに接続され、第5の出力に第5の制御電圧を発生させる第5の電圧変動検知回路と、前記第5の制御電圧と前記参照電圧とを比較して前記第3のレベルシフト回路を制御することで前記第3のレベルシフト回路の出力に前記電源電圧と前記グランド電圧間の前記電源電圧より降圧した電圧を出力する第5の差動増幅回路と、を有することを特徴とする。
【0064】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態に係る電圧発生回路について、図面を参照しながら説明する。
【0065】
(第1の実施形態)
本発明に係る第1の実施形態に係る電圧発生回路について説明する。図1は第1の実施形態に係る電圧発生回路の構成を示すブロック図である。
図1において、1は電源電圧Vddを電源電圧Vdd以上に昇圧する昇圧回路、2は電源電圧Vddより参照電圧Vrefを発生させる参照電圧発生回路、3は昇圧回路1が出力する電圧を所望の昇圧電圧Vphにクランプするリミッタ回路、4は昇圧電圧Vphと電源電圧Vddとの電位差を電流変換した後、グランド電圧Vssを基準とした制御電圧Vfdを発生させる電圧変動検知回路、41はカレントミラー回路、42は抵抗回路、43は制御電圧発生回路、5は昇圧電圧Vphの電圧依存性を決定する基準電圧Vbase、6は制御回路、61は参照電圧Vrefと制御電圧Vfdを入力として差動増幅する差動増幅回路、62は差動増幅回路61の出力電圧Vaによって昇圧電圧Vphを電源電圧Vddに引き抜くことで昇圧電圧Vphを所望の電圧に設定するクランプ回路である。
【0066】
次に、第1の実施形態に係る電圧発生回路の動作について説明する。昇圧回路1は電源電圧Vddより高い電圧を発生させると、昇圧電圧Vphと基準電圧Vbase間に電位差(Vph-Vbase)が発生する。電位差(Vph-Vbase)はカレントミラー回路41および抵抗回路42によって電流変換され、抵抗回路42に流れる電流に相当する参照電流がカレントミラー回路41によって生成され、制御電圧発生回路43に流れることでグランド電圧基準である制御電圧Vfdが発生する。予め発生された参照電圧Vrefと制御電圧Vfdを差動増幅回路61で比較することで、クランプ回路62を制御し、昇圧電圧Vphを所望の電圧に設定する。
【0067】
図2は、第1の実施形態に係る電圧発生回路の電圧変動検知回路4の構成の一例を示す回路図である。101、102、103、104、105はそれぞれP型MOSトランジスタで構成されている。仮にP型MOSトランジスタ101、102、103、104、105のトランジスタサイズが同じであるとする。昇圧電圧Vphと基準電圧Vbase間に発生した電位差(Vph-Vbase)は、P型MOSトランジスタ101、103、104に分圧され、各々に分圧された電圧Vgsは(Vph-Vbase)/(3段のダイオード接続)となる。Vgsに相当する電流がカレントミラー回路41によってP型MOSトランジスタ105に流れて制御電圧Vfd(=Vgs)を発生する。予め発生した参照電圧Vrefと制御電圧Vfdを差動増幅回路61で比較してクランプ回路62を制御することで、昇圧電圧Vphを所望の電圧に設定する。上記より、Vref=Vfdとなることから、
Vref=((Vph-Vbase)/(3段のダイオード接続))
が成立し、昇圧電圧Vphは((3段のダイオード接続)・Vref + Vbase)の電圧に設定される。従って、抵抗回路42において直列接続されたP型MOSトランジスタがN段(N≧1)の場合、昇圧電圧Vphは、
((N+1)・Vref + Vbase)に設定される。
【0068】
図3は、第1の実施形態に係る電圧発生回路の制御回路6の構成の一例を示す回路図である。106は差動増幅回路61の出力電圧に応じたドレイン電流を流すN型MOSトランジスタ、107はN型MOSトランジスタ106のドレイン電流に応じたVgsを発生させるP型MOSトランジスタ、108はP型MOSトランジスタ107のVgsが印加されることで昇圧電圧Vphを電源電圧Vddへ引き抜く作用をするP型MOSトランジスタである。予め発生された参照電圧Vrefと制御電圧Vfdが電源電圧駆動の差動増幅回路61によって比較され、差動増幅回路61の出力電圧Vaに応じたドレイン電流をN型MOSトランジスタ106が流すことで、P型MOSトランジスタ108によって、昇圧電圧Vphから電源電圧Vddに引き抜く電流量が調整され、昇圧電圧Vphを所望の電圧に設定する。
【0069】
このように、第1の実施形態に係る電圧発生回路によれば、カレントミラー回路41と抵抗回路42と制御電圧発生回路43を有する電圧変動検知回路4を備えることで、基準電圧Vbase(=Vdd)に依存した高精度な昇圧電圧Vphを得ることができる。
【0070】
また、電源電圧Vddによって駆動する差動増幅回路61を備えることで、昇圧電圧Vphより消費する電流を削減することができるため、昇圧回路1による電源電圧Vddの無駄な消費を削減することが可能となる。
【0071】
なお、第1の実施形態においては、電圧変動検知回路4について説明したが、これは一例であって、他の電圧変動検知回路を用いてもよい。このような他の電圧変動検知回路を図4、図5および図6に例示する。
例えば、図4に示すように、抵抗回路42aの任意の端子電圧を供給されたP型MOSトランジスタ109を有するカレントミラー回路41aを備えた電圧変動検出回路4aにおいても図2で示した電圧変動検知回路4と同様の動作が得られる。
【0072】
さらに、電圧変動検知回路4aは、抵抗回路42aの任意の端子電圧を供給されたP型MOSトランジスタ109を有することで、P型MOSトランジスタ102のドレイン電圧の変動を抑えることができるため、P型MOSトランジスタ101のドレイン電流とトランジスタ102のドレイン電流の電流比を昇圧電圧Vphの電圧レベルに依存せず一定に保つことができる。従って、電圧変動検知回路4に比べて高精度に昇圧電圧Vphを所望の電圧に設定できる。
【0073】
また、図5のように、図2で示されたP型MOSトランジスタ101を抵抗110に、P型MOSトランジスタ103および104をそれぞれ抵抗111、112に置き換え、抵抗回路42bの任意の端子電圧を供給されたP型MOSトランジスタ109を有するカレントミラー回路41bを備えた電圧変動検出回路4bにおいても図2で示した電圧変動検知回路4と同様の動作が得られる。
【0074】
また、図6のように、図3で示されたP型MOSトランジスタ103および104をそれぞれ抵抗111、112に、P型MOSトランジスタ105を抵抗113に置き換え、抵抗回路42bの任意の端子電圧を供給されたP型MOSトランジスタ109を有するカレントミラー回路41aを備えた電圧変動検出回路4cにおいても図2で示した電圧変動検知回路4と同様の動作が得られる。
【0075】
上述のように、電圧変動検知回路の例として、図2、図4〜図6で示される電圧変動検知回路4、4a、4b、4cを挙げて説明したが、電圧変動検知回路は、電圧変動検知回路4、4a、4b、4cと同様の動作が得られるものであれば、これらに限定されない。
【0076】
また、図7および図8は、制御回路の他の例を示す回路図である。例えば、図7において、図3で示したP型MOSトランジスタ107をゲートがグランドに接続されたP型MOSトランジスタ115に置き換えた構成の制御回路6aによって、図3で示した制御回路6と同様の動作が得られる。
【0077】
また、図8に示す例では、図3で示した差動増幅回路61を昇圧電圧Vphで駆動し、クランプ回路62をP型MOSトランジスタ116に置き換えた構成の制御回路6bによって、図3で示した制御回路6と同様の動作が得られる。
この制御回路6bは、制御回路6に比べてクランプ回路62に使用されているカレントミラー回路がないことから、応答性の良い回路設計が可能である。従って、負荷変動が早い回路にも使用することが可能である。
【0078】
(第2の実施形態)
以下、本発明に係る第2の実施形態に係る電圧発生回路について、図面を参照しながら説明する。図9は、第2の実施形態に係る電圧発生回路の構成を示すブロック図である。
【0079】
なお、図9において、図1と同一符号を付した部分は、同一または相当する部分を示している。
第2の実施形態に係る電圧発生回路は、第1の実施形態に係る電圧発生回路において、基準電圧切替信号Vswbsによる基準電圧Vbaseの切り替え、および外部電圧印加信号Vswextによるパッド8より印加される外部印加電圧を基準電圧Vbaseとすることが可能である基準電圧印加回路7を用いたリミッタ回路3aを備えたものである。
【0080】
図10は、第2の実施形態に係る基準電圧印加回路7の一例を示す回路図である。図10において、71は基準電圧切替信号Vswbsによって内部電圧を切り替える基準電圧切替回路、72は外部電圧印加信号Vswextによって内部電圧と外部印加電圧Vppexとを切り替える外部電圧印加回路である。
【0081】
また、図10の基準電圧印加回路7においては、基準電圧切替信号Vswbsによって、基準電圧切替回路71に電源電圧Vddあるいはグランド電圧Vssが出力され、外部電圧印加信号Vswextによって、基準電圧切替回路71の出力電圧と外部印加電圧Vppexとのいずれかが選択され基準電圧Vbaseとなる。
【0082】
次に、第2の実施形態に係る電圧発生回路の動作について説明する。ただし、基準電圧印加回路7以外の回路の動作は、基準電圧Vbaseが電源電圧Vdd固定から基準電圧印加回路7によって切り替え可能となった以外は、第1の実施形態と同様であるので、この部分の動作の説明は省略する。
【0083】
基準電圧印加回路7において、基準電圧切替信号Vswbsおよび外部電圧印加信号Vswextによって、基準電圧印加回路7の出力電圧である基準電圧Vbaseは、電源電圧Vdd、グランド電圧Vss、外部印加電圧Vppexのいずれかの電圧となる。
また、抵抗回路42において、直列接続状態であるダイオード接続されたP型MOSトランジスタがN段(N≧1)の場合、昇圧電圧Vphは、
((N+1)・Vref+Vbase)に設定されることから、基準電圧切替信号Vswbsおよび外部電圧印加信号Vswextによって、昇圧電圧Vphの電圧依存性は任意に設定される。
【0084】
このように、第2の実施形態に係る電圧発生回路によれば、第1の実施形態と同様の効果を示すとともに、基準電圧切替信号Vswbsおよび外部電圧印加信号Vswextによって、基準電圧Vbaseを電源電圧Vdd、グランド電圧Vss、外部印加電圧Vppex等、切り替えることによって、昇圧電圧Vphを、
((N+1)・Vref+Vdd:N≧1)
または、((N+1)・Vref+Vss:N≧1)
または、((N+1)・Vref+Vppex:N≧1)など、任意に電圧依存性を切り替えることが可能である。
【0085】
従って、不揮発性半導体記憶装置のようにデータ消去、データ書込み、およびデータ読出し等、動作モードおよび回路によって回路特性を最適にする昇圧電圧の電圧依存性が異なる場合、昇圧電圧の電圧依存性を必要に応じて切り替えて供給できるため、回路特性を向上することができる。
それとともに、複数の電圧依存性の昇圧電圧を切り替えて回路に供給できることから回路面積を削減することが可能である。
【0086】
また、外部電圧印加信号Vswextによって、外部印加電圧に依存し、かつ外部印加電圧Vppexより高い電圧((N+1)・Vref+Vppex:N≧1)を昇圧電圧Vphとして発生させることができるため、不揮発性半導体記憶装置におけるメモリセルの特性の評価等、昇圧電圧相当の外部電圧を必要とした場合においても、パッドからは電源電圧相当の電圧を印加すればよいため、高電圧印加時に発生するパッドや素子のサージ破壊をなくすことができる。
【0087】
なお、第2の実施形態においては、基準電圧印加回路として、図10で示す基準電圧印加回路7について説明したが、これは一例であって、他の基準電圧印加回路を用いてもよい。
【0088】
図11は、図10で示した基準電圧切替回路71をインバータ回路に、外部電圧印加回路72をトランスファーゲート回路722、723に、トランスファーゲートを制御するインバータ回路721に置き換えた構成である基準電圧印加回路である。
【0089】
また、図12は基準電圧切替信号Vswbs1、Vswbs2を用いることで基準電圧Vbaseとして使用できる電圧を増やしている。
さらに、基準電圧Vbaseとして、電源電圧Vdd、グランド電圧Vss、外部印加電圧Vppexの他に抵抗117と抵抗118の分圧回路119によって発生される基準電圧を加えている。
【0090】
基準電圧切替回路71aはN型MOSトランジスタ120、121、インバータ回路123および124によって構成されている。
なお、基準電圧Vbaseは、前述の電源電圧Vdd、グランド電圧Vss等の電圧を使用した場合と同様の動作が可能であれば、基準となる他の電圧を使用してもよい。
【0091】
(第3の実施形態)
以下、本発明に係る第3の実施形態に係る電圧発生回路について図面を参照しながら説明する。図13は、第3の実施形態に係る電圧発生回路の構成を示すブロック図である。
【0092】
なお、図13において、図9と同一符号を付した部分は、同一または相当する部分を示している。
第3の実施形態に係る電圧発生回路は、第2の実施形態に係る電圧発生回路において、設定電圧切替信号Vtn1、Vtn2によって抵抗値を変えられる抵抗回路92を有し、カレントミラー回路91および制御電圧発生回路93を備えた電圧変動検知回路9を用いたリミッタ回路3bを備えたものである。
【0093】
図14は、第3の実施形態に係る電圧変動検知回路9の構成の一例を示す回路図である。図14において、91はP型MOSトランジスタ124、125、126で構成されるカレントミラー回路、92はP型MOSトランジスタ127,128,129の抵抗部とそれぞれの抵抗部を短絡するP型MOSトランジスタ132、133と、設定電圧切替信号に応じて昇圧電圧Vphとグランド電圧を切り替えて出力するレベルシフト回路130、131より構成される抵抗回路、93はダイオード接続されたP型MOSトランジスタ134より構成される制御電圧発生回路である。
【0094】
次に、第3の実施形態に係る電圧発生回路の動作について説明する。
ただし、電圧変動検知回路9以外の回路の動作は、電圧変動検知回路4が電圧変動検知回路9となった以外は、第2の実施形態と同様であるので、この部分の動作の説明は省略する。
【0095】
電圧変動検知回路9は、設定電圧切替信号Vtri1またはVtri2によって、レベルシフト回路130および131は昇圧電圧Vphまたはグランド電圧を出力し、それに応じてP型MOSトランジスタ132および133が導通状態あるいは非導通状態となる。
【0096】
これによって、設定電圧切替信号Vtri1またはVtri2によって抵抗回路92のダイオード接続されたトランジスタの段数Nが切り替えられる。昇圧電圧Vphは、((N+1)・Vref+Vbase:N≧1)で設定されるため、設定電圧切替信号Vtri1またはVtri2によって任意の電圧依存性を保持したまま、昇圧電圧Vphを切り替えることができる。
【0097】
このように、第3の実施形態に係る電圧発生回路によれば、第2の実施形態と同様の効果を示しながら、設定電圧切替信号によって、任意の電圧依存性を保持したまま昇圧電圧Vphの電圧レベルを切り替えることができる。
従って、それぞれの電圧依存性を持つ昇圧電圧Vphに対して、同一の回路を用いて複数の電圧レベルの昇圧電圧Vphを生成することが可能であるため、回路面積を削減することができる。
【0098】
なお、第3の実施形態においては、電圧変動検知回路9について説明したが、これは一例であって、他の電圧変動検知回路を用いてもよい。
【0099】
図15、図16は、電圧変動検知回路の構成の他の例を示す回路図である。図15は、図14で示したP型MOSトランジスタ127、128、129、および134をそれぞれ抵抗135、136、137、138に置き換えた構成である電圧変動検知回路9aであり、これによって図14で示した電圧変動検知回路9と同様の動作が得られる。
【0100】
図16は、図14で示したP型MOSトランジスタ127、128、129、および134をそれぞれ抵抗135、136、137、138に置き換え、さらに設定電圧切替信号Vtri3、レベルシフト回路139、P型MOSトランジスタ140、バッファ回路141を設けた電圧変動検知回路9bである。
【0101】
図16の電圧変動検知回路9bの動作を説明する。設定電圧切替信号Vtri1およびVtri2における電圧変動検知回路9bの動作は、図14で示した電圧変動検知回路9と同様であるので説明を省略する。
【0102】
P型MOSトランジスタ140が非導通状態のとき、P型MOSトランジスタ126のゲートにはバッファ回路141によって抵抗135と抵抗136間の電圧が印加されている。次に設定電圧切替信号Vtri3によってP型MOSトランジスタ140が導通状態となった場合、抵抗135と抵抗136間の電圧がP型MOSトランジスタ124のドレイン電圧と同じ電圧になる。
【0103】
一方、バッファ回路によってP型MOSトランジスタ126のゲートにはグランド電圧が印加されることで、P型MOSトランジスタ125は飽和状態で駆動することが可能となり、昇圧電圧Vphが(Vref+Vbase)の場合においても高精度の昇圧電圧Vphを得ることが可能となる。
【0104】
電圧変動検知回路9bにおいて、設定電圧切替信号によって、設定される昇圧電圧Vphが((N+1)・Vref+Vbase:N≧1)の時と(Vref+Vbase)の時によって、電圧変動検知回路内のカレントミラー回路に使用されているドレイン電圧の変動を抑制するP型MOSトランジスタのゲート電圧を切り替えることで、昇圧電圧Vphが((N+1)・Vref+Vbase:N≧1)の時でも(Vref+Vbase)の時でも、高精度の昇圧電圧Vphを得ることが可能となり、昇圧電圧Vphの設定電圧の幅を広げることが可能となる。
【0105】
(第4の実施形態)
以下、本発明に係る第4の実施形態に係る電圧発生回路について、図面を参照しながら説明する。図17は、第4の実施形態に係る電圧発生回路の構成を示すブロック図である。
なお、図17において図13と同一符号を付した部分は、同一または相当する部分を示している。
【0106】
第4の実施形態に係る電圧発生回路は、前述の第3の実施形態に係る電圧発生回路において、クランプ回路62をレベルシフト回路12に置き換えたレギュレータ10を備えたものである。
図17において、10はレギュレータ回路、11は制御回路、12は差動増幅回路61の出力電圧Vaに応じて昇圧回路1の昇圧電圧Vphをレベルシフトして出力電圧Vphを出力するレベルシフト回路である。
【0107】
図18は第4の実施形態の制御回路11の構成の一例である。制御回路11は差動増幅回路61とレベルシフト回路12から構成され、142および143はカレントミラー回路を構成しているP型MOSトランジスタ、144は差動増幅回路61の出力電圧Vaに応じて、ドレイン電流が決められるN型MOSトランジスタである。
【0108】
次に、第4の実施形態に係る電圧発生回路の動作について説明する。なお、制御回路11以外の回路の動作は、電圧変動検知回路9の昇圧電圧Vphによる駆動からレベルシフト回路12の出力電圧Vplによる駆動となったこと以外は、第3の実施形態と同様であり、説明を省略する。
【0109】
図18に示すように、電源電圧Vddが供給されて駆動する差動増幅回路61の出力電圧Vaによって、N型MOSトランジスタ144のドレイン電流が流れる。それによって、P型MOSトランジスタ142のゲート電圧が調整されて、P型MOSトランジスタ143のドレイン電流が変動し、昇圧電圧Vphよりレベルシフトした出力電圧Vplを所望の電圧にする。レベルシフトした出力電圧Vplは、電圧変動検知回路9より抵抗回路92のダイオード接続の段数をNとすると((N+1)・Vref+Vbase)によって設定され、Vbaseは任意の基準電圧である。
なお、制御回路11は、同じ動作を行う回路であれば、他の制御回路でもよい。
【0110】
図19および図20は、制御回路の他の例を示す図である。
図19は、図18で示したP型MOSトランジスタ142を、ゲートがグランドに接続されたP型MOSトランジスタ145に置き換えた制御回路11aであり、図18の制御回路11と同様の動作を実現することができる。
また、図20は、図18のレベルシフト回路12をP型MOSトランジスタ146のみで構成したレベルシフト回路12bであり、昇圧電圧Vphが供給されて駆動する差動増幅回路61bの出力電圧Vaによってドレイン電流を調整して、レベルシフト回路12bの出力に所望の電圧Vplを出力する制御回路11bであり、図18の制御回路11と同様の動作を実現することができる。
なお、図18と同じ動作を実現することができる回路であれば、回路構成は前述の図18、図19、図20の構成以外のものでもよい。
【0111】
(第5の実施形態)
以下、本発明に係る第5の実施形態に係る電圧発生回路について、図面を参照しながら説明する。図21は、第5の実施形態に係る電圧発生回路の構成を示すブロック図である。
【0112】
なお、図21において、図13と同一符号を付した部分は、同一または相当する部分を示している。
図21において、13は電源電圧Vddによって駆動し、グランド電圧より低い電圧を発生させる負昇圧回路、14は負のリミッタ回路、15は電圧変動検知回路、16はカレントミラー回路、17は抵抗回路、19は基準電圧発生回路、20は制御回路、21はクランプ回路である。
【0113】
次に、第5の実施形態に係る電圧発生回路の動作について説明する。負昇圧回路13がグランド電圧より低い電圧を発生させると、基準電圧Vbaseと負昇圧電圧Vnh間に電位差(Vbase−Vnh)が発生する。電位差(Vbase-Vnh)はカレントミラー回路16および抵抗回路17によって電流変換され、抵抗回路17に流れる電流に相当する参照電流がカレントミラー回路16によって生成され、制御電圧発生回路18に流れることでグランド電圧基準である制御電圧Vfdが発生する。予め発生された参照電圧Vrefと制御電圧Vfdを差動増幅回路61で比較することで、クランプ回路21を制御し、負昇圧電圧Vnhを所望の電圧に設定する。
【0114】
図22は、第5の実施形態に係る電圧発生回路の電圧変動検知回路15の構成の一例を示す回路図である。146、147、149、150、151、156はそれぞれP型MOSトランジスタで構成されている。仮にP型MOSトランジスタ146、147、149、150、151、156のトランジスタサイズが同じであるとする。
【0115】
電圧変動検知回路15において、148はP型MOSトランジスタ147のドレイン電圧の変動を抑制するP型MOSトランジスタ、152、153は各々ダイオード接続されたP型MOSトランジスタ150、151を短絡するN型MOSトランジスタ、154,155は設定電圧切替信号に応じて電源電圧と負昇圧電圧Vnhを切り替えて出力するレベルシフト回路である。
【0116】
基準電圧Vbaseと負昇圧電圧Vnh間に発生した電位差(Vbase−Vnh)は、P型MOSトランジスタ146、149、150、151に分圧され、各々に分圧された電圧Vgsは(Vbase−Vnh)/(4段のダイオード接続)となる。Vgsに相当する電流がカレントミラー回路16によってP型MOSトランジスタ156に流れてグランド電圧基準である制御電圧Vfd(=Vgs)を発生する。
【0117】
予め発生した参照電圧Vrefと制御電圧Vfdを差動増幅回路61で比較してクランプ回路21を制御することで、負昇圧電圧Vnhを所望の電圧に設定する。これによって、Vref=Vfdとなることから、
Vref=((Vbase−Vnh)/(4段のダイオード接続))が成立し、負昇圧電圧Vnhは((Vbase−4段のダイオード接続)・Vref)の電圧に設定される。
従って、抵抗回路17においてダイオード接続された直列接続のP型MOSトランジスタがN段(N≧1)の場合、負昇圧電圧Vnhは、
(Vbase−(N+1)・Vref)に設定される。
【0118】
また、設定電圧切替信号Vtri1およびVtri2を設定することで、P型MOSトランジスタ150あるいは151のドレイン−ソース間を短絡することができ、任意の基準電圧Vbaseに依存せずに負昇圧電圧Vnhの電圧レベルを切り替えることができる。
【0119】
図23は、第5の実施形態に係る電圧発生回路の制御回路20の構成の一例を示す回路図である。
図23において、157は差動増幅回路61の出力電圧Vaに応じたドレイン電流を流すP型MOSトランジスタ、158はP型MOSトランジスタ157のドレイン電流に応じたVgsを発生させるN型MOSトランジスタ、159はN型MOSトランジスタ158のVgsが印加されることで負昇圧電圧Vnhをグランド電圧へ引き抜く作用をするN型MOSトランジスタである。
【0120】
予め発生された参照電圧Vrefと制御電圧Vfdとが電源電圧駆動の差動増幅回路61によって比較され、差動増幅回路61の出力電圧Vaに応じたドレイン電流をP型MOSトランジスタ157が流すことで、N型MOSトランジスタ159によって、負昇圧電圧Vnhからグランド電圧に引き抜く電流量が調整され、負昇圧電圧Vnhを所望の電圧に設定する。
【0121】
なお、第5の実施形態の制御回路は、同様の動作を実現できる回路であれば他の制御回路でもよい。
【0122】
図24は制御回路の他の一例である。図24は、図23の電源電圧が供給されて駆動する差動増幅回路61を電源電圧Vddと負昇圧電圧Vnhが供給され、制御電圧Vfdと参照電圧Vrefを比較する差動増幅回路61bに、クランプ回路21をN型MOSトランジスタ160で構成されるクランプ回路21bに置き換えて構成され、これによっても図23と同様の負昇圧電圧Vnhを得ることが可能である。また、図25は第5の実施形態の基準電圧印加回路19である。
【0123】
図19において、基準電圧切替信号Vswbs1、Vswbs2を切り替えてN型MOSトランジスタ120、121およびインバータ回路123および124を制御することで、基準電圧Vbaseとして、電源電圧Vdd、参照電圧Vref、および抵抗117と抵抗118の分圧回路119によって発生される基準電圧を切り替えている。参照電圧Vrefは低インピーダンスで出力するために、ボルテージフォロワー回路161を介して印加している。
【0124】
また、外部印加電圧切替信号によって、トランスファーゲート回路722、723に、トランスファーゲートを制御するインバータ回路721を制御して上記基準電圧と外部印加電圧Vppexを切り替えている。これによって複数の電圧依存性を持った負昇圧電圧Vnhを得ることができる。
なお、基準電圧Vbaseは、同様の動作が可能な他の基準電圧を使用することも可能である。
【0125】
このように、第5の実施形態に係る電圧発生回路によれば、カレントミラー回路146と抵抗回路17と制御電圧発生回路18を有する電圧変動検知回路15を備えることで、任意の基準電圧Vbaseに依存した高精度な負昇圧電圧Vnh (=Vbase−(N+1)・Vref : N≧1)を得ることができる。
また、電圧変動検知回路によって定常的に負昇圧電圧Vnhが消費される電流パスを削減することによって、負昇圧電圧Vnhの消費電流を削減することができる。
【0126】
(第6の実施形態)
以下、本発明に係る第6の実施形態に係る電圧発生回路について、図面を参照しながら説明する。図26は、第6の実施形態に係る電圧発生回路の構成を示すブロック図である。
【0127】
なお、図26において、図21と同一符号を付した部分は、同一または相当する部分を示している。
第6の実施形態に係る電圧発生回路は、前述の第5の実施形態に係る電圧発生回路において、クランプ回路21をレベルシフト回路24に置き換えた負のレギュレータを備えた電圧発生回路である。
【0128】
図26において、22は負のレギュレータ回路、23は制御回路、24は差動増幅回路61の出力電圧Vaに応じて負昇圧回路13の負昇圧電圧Vnhをレベルシフトして出力電圧Vnhを出力するレベルシフト回路である。
【0129】
図27は、本発明に係る第6の実施形態の制御回路23の構成の一例である。制御回路23は、差動増幅回路61とレベルシフト回路24から構成され、162は差動増幅回路の出力電圧Vaによって制御され、ドレイン電流を決定するP型MOSトランジスタ、163はP型MOSトランジスタ162のドレイン電流によってVgsを発生させるN型MOSトランジスタ、164はN型MOSトランジスタ163のゲート電圧が印加されることでドレイン電流を調整して、レベルシフト回路の出力電圧Vnlを所望の電圧レベルに設定する。
【0130】
次に、第6の実施形態に係る電圧発生回路の動作について説明する。
なお、制御回路23以外の構成にかかる動作は、電圧変動検知回路15の負昇圧電圧Vnhによる駆動からレベルシフト回路24の出力電圧Vnlによる駆動となったこと以外は、第5の実施形態と同様であり、説明を省略する。
【0131】
図27に示されているように、電源電圧Vddおよびグランド電圧Vssが供給されて駆動する差動増幅回路61の出力電圧Vaによって、P型MOSトランジスタ162のドレイン電流が流れる。それによって、N型MOSトランジスタ163のゲート電圧が調整されて、N型MOSトランジスタ164のドレイン電流が変動し、負昇圧電圧Vnhよりレベルシフトした出力電圧Vnlを所望の電圧にする。
レベルシフトした出力電圧Vnlは、電圧変動検知回路15より抵抗回路17のダイオード接続の段数をNとすると(=Vbase−(N+1)・Vref : N≧1)によって設定される。Vbaseは任意の基準電圧である。
【0132】
なお、図27においては、制御回路23を用いた一例を説明したが、同じ動作を行う回路であれば、他の制御回路でもよい。
【0133】
図28は、制御回路の他の一例である。図28は図27において負昇圧電圧Vnhが供給されて駆動する差動増幅回路61bの出力電圧VaによってN型MOSトランジスタのドレイン電流を調整して、レベルシフト回路24bの出力に所望の電圧Vnlを出力する制御回路23bであり、図27の制御回路23と同様の動作を実現することができる。
なお、図27の制御回路23と同じ動作を実現することができる回路であれば、回路構成は上記構成でなくてもよい。
【0134】
(第7の実施形態)
以下、本発明に係る第7の実施形態に係る電圧発生回路について図面を参照しながら説明する。
図29は、第7の実施形態に係る電圧発生回路の構成を示すブロック図である。図29において、1は電源電圧以上の電圧を発生させる昇圧回路、2は電源電圧より参照電圧を発生させる参照電圧発生回路、3bはリミッタ回路、6は制御回路、61は制御電圧と参照電圧Vrefを比較する差動増幅回路、62は差動増幅回路の出力電圧によって、昇圧電圧Vphを所望の電圧に設定するクランプ回路、7は基準電圧印加回路、8は外部電圧を印加するパッド、9は電圧変動検知回路、91はカレントミラー回路、92は抵抗回路、93は制御電圧発生回路、13はグランド電圧より低い電圧を発生させる負昇圧回路、15は電圧変動検知回路、16は、カレントミラー回路、17は抵抗回路、18は制御電圧発生回路、19は基準電圧発生回路、20は制御回路、21はクランプ回路である。
なお、図13および図21と同一符号を付した部分は、同一または相当する部分を示しており、説明を省略する。
【0135】
次に、本発明に係る第7の実施形態に係る電圧発生回路の動作について説明する。参照電圧回路2によって予め参照電圧Vrefが発生され、リミッタ回路3bと負のリミッタ回路14は、参照電圧Vrefをもとに電源電圧Vddあるいは外部印加電圧Vppex等、任意の基準電圧Vbaseに依存した昇圧電圧Vph、負昇圧電圧Vnhを生成する。上記以外の電圧発生回路の駆動は、第3の実施形態および第5の実施形態と同じであり、説明を省略する。
【0136】
このように、本発明に係る第7の実施形態に係る電圧発生回路によれば、第3の実施形態および5と同様の効果を持つ回路を1つの基板上に備えることができ、共に参照電圧Vrefによって動作するため、1つの参照電圧発生回路によってリミッタ回路および負のリミッタ回路を駆動することが可能であり、参照電圧発生回路を別々に備えた場合に比べて回路面積を削減することができる。
【0137】
また、外部印加電圧に依存した電圧を必要とする際、リミッタ回路および負のリミッタ回路共に電源電圧相当の外部印加電圧Vppexを印加することで、外部印加電圧Vppexに依存した昇圧電圧Vph、負昇圧電圧Vnhを発生させることができるため、負のパッドを削減することができ、電圧発生回路の面積を削減することができる。
【0138】
(第8の実施形態)
以下、本発明に係る第8の実施形態に係る電圧発生回路について図面を参照しながら説明する。図30は、第8の実施形態に係る電圧発生回路の構成を示すブロック図である。
【0139】
図30において、1は電源電圧以上の電圧を発生させる昇圧回路、2は電源電圧より参照電圧を発生させる参照電圧発生回路、3bはリミッタ回路、6は制御回路、61は制御電圧と参照電圧Vrefを比較する差動増幅回路、62は差動増幅回路の出力電圧によって、昇圧電圧Vphを所望の電圧に設定するクランプ回路、7は基準電圧印加回路、8は外部電圧を印加するパッド、9は電圧変動検知回路、91はカレントミラー回路、92は抵抗回路、93は制御電圧発生回路、13はグランド電圧より低い電圧を発生させる負昇圧回路、15は電圧変動検知回路、16はカレントミラー回路、17は抵抗回路、18は制御電圧発生回路、19は基準電圧発生回路、20は制御回路、21はクランプ回路、15aは電圧変動検知回路、16aはカレントミラー回路、17aは抵抗回路、18aは制御電圧発生回路、19aは基準電圧発生回路、61dは差動増幅回路、25は電源電圧-グランド間電圧出力レギュレータ回路、21はクランプ回路、26はレベルシフト回路である。
なお、図13および図21と同一符号を付した部分は、同一または相当する部分を示しており、説明を省略する。
【0140】
次に、本発明に係る第8の実施形態に係る電圧発生回路の動作について説明する。
電源電圧−グランド間電圧出力レギュレータ回路25は、図26の負のレギュレータ回路22のレベルシフト回路24の入力電圧を負昇圧回路の出力電圧Vnhからグランド電圧に変更した構成であり、基準電圧印加回路によって切り替えられる基準電圧Vbaseに依存した電源電圧−グランド間電圧を出力することが可能な回路であり、動作の詳細な説明を省略する。
【0141】
参照電圧回路2によって予め参照電圧Vrefが発生され、リミッタ回路3bと負のリミッタ回路14およびレギュレータ回路25は、参照電圧Vrefをもとに電源電圧Vddあるいは外部印加電圧Vppex等、任意の基準電圧Vbaseに依存した昇圧電圧Vph、負昇圧電圧Vnhを生成する。上記以外の電圧発生回路の駆動は、第3の実施形態および第5の実施形態と同様であり、説明を省略する。
【0142】
このように、第8の実施形態に係る電圧発生回路によれば、任意の基準電圧Vbaseに依存した昇圧電圧、負昇圧電圧、および電源電圧−グランド電圧間の電圧全てを1つの参照電圧発生回路によって発生させることが可能であり、参照電圧発生回路を別々に備えた場合に比べて回路面積を削減することができる。
【0143】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、リミッタ回路およびレギュレータ回路の構成要素として、カレントミラー回路と抵抗回路と制御電圧発生回路を有する電圧変動検知回路を設けて、昇圧電圧Vphより制御電圧Vfdを発生させて、参照電圧Vrefと比較することで、電源電圧Vddに依存した高精度な正の昇圧電圧Vphを得ることができる。
【0144】
また、リミッタ回路およびレギュレータ回路の構成要素として、電源電圧Vddによって駆動する差動増幅回路を備えることで、昇圧電圧Vphより消費する電流を削減することができるため、昇圧回路による電源電圧Vddの無駄な消費を削減することが可能となる。
【0145】
また、リミッタ回路およびレギュレータ回路の構成要素である電圧変動検知回路において、カレントミラー回路の電流参照を行うP型MOSトランジスタと直列に接続されているP型MOSトランジスタのゲートに抵抗回路の任意の端子電圧を印加することで、電流参照を行うP型MOSトランジスタのドレイン電圧の変動を抑えることができるため、昇圧電圧Vphの電圧レベルに依存せず、電源電圧Vddを基準とした高精度な昇圧電圧Vphを得ることができる。
【0146】
また、設定電圧切替信号によって設定される昇圧電圧Vphが((N+1)・Vref+Vbase:N≧1)の時と(Vref+Vbase)の時によって、電圧変動検知回路内のカレントミラー回路に使用されているドレイン電圧の変動を抑制するP型MOSトランジスタのゲート電圧を切り替えることで、昇圧電圧Vphが ((N+1)・Vref+Vbase:N≧1)の時でも(Vref+Vbase)の時でも、高精度の昇圧電圧Vphを得ることが可能となり、昇圧電圧Vphの設定電圧の幅を広げることが可能となる。
【0147】
また、基準電圧切替信号Vswbsによって、昇圧電圧Vphの電圧依存性を、
電源電圧依存((N+1)・Vref+Vdd:N≧1)、
グランド電圧依存((N+1)・Vref+Vss:N≧1)等、任意に切り替えることが可能である。
【0148】
従って、不揮発性半導体記憶装置のようにデータ消去、データ書込み、およびデータ読出し等、動作モードおよび回路によって回路特性を最適にする昇圧電圧Vphの電圧依存性が異なる場合、昇圧電圧Vphの電圧依存性を必要に応じて切り替えて供給できるため、回路特性を向上することができる。
【0149】
また、同一回路によって複数の電圧依存性の昇圧電圧Vphを切り替えて回路に供給できることから回路面積を削減することが可能である。
【0150】
また、外部電圧印加信号Vswextによって、外部印加電圧に依存し、かつ外部印加電圧Vppexより高い電圧((N+1)・Vref+Vppex:N≧1)を昇圧電圧Vphとして発生させることができる。
【0151】
従って、不揮発性半導体記憶装置におけるメモリセルの特性の評価時等、昇圧電圧相当の外部電圧を必要とする場合においても、パッドからは電源電圧相当の電圧を印加すればよいため、高電圧印加時に発生するパッドや素子のサージ破壊をなくすことができる。
【0152】
また、複数の電圧依存性を切り替えて出力する際、各電圧依存性を持った昇圧電圧の電圧レベルを切り替える際に、同一の回路を用いて各電圧依存性の昇圧電圧Vphの電圧レベルを設定できるため、回路面積を削減することができる。
【0153】
また、負のリミッタ回路、および負のレギュレータ回路において、カレントミラー回路と抵抗回路と制御電圧発生回路を有する電圧変動検知回路を備えることで、任意の基準電圧Vbaseに依存した高精度な負昇圧電圧Vnh
(=Vbase−(N+1)・Vref : N≧1)を得ることができる。
【0154】
また、負のリミッタ回路、および負のレギュレータ回路において、電圧変動検知回路によって定常的に負昇圧電圧Vnhが消費される電流パスを削減することによって、負昇圧電圧Vnhの消費電流を削減することができる。
【0155】
また、リミッタ回路および負のリミッタ回路を1つの基板上に備えることができ、共に参照電圧Vrefによって動作するため、1つの参照電圧発生回路によってリミッタ回路および負のリミッタ回路を駆動することが可能であり、参照電圧発生回路を別々に備えた場合に比べて回路面積を削減することができる。
【0156】
また、リミッタ回路および負のリミッタ回路を1つの基板上に備えた場合、外部印加電圧に依存した電圧を必要とする際、リミッタ回路および負のリミッタ回路共に電源電圧相当の外部印加電圧Vppexを印加することで、外部印加電圧Vppexに依存した昇圧電圧Vph、負昇圧電圧Vnhを発生させることができるため、負のパッドを削減することができ、電圧発生回路の面積を削減することができる。
【0157】
また、電源電圧とグランド電圧間の電圧を降圧して発生させるレギュレータ回路において、カレントミラー回路と抵抗回路と制御電圧発生回路を有する電圧変動検知回路を備えることで、任意の基準電圧Vbaseに依存した高精度な降圧電圧Vdm(=Vbase−(N+1)・Vref : N≧1)を得ることができる。
【0158】
また、カレントミラー回路、抵抗回路および制御電圧発生回路を備えた電圧変動検知回路を持つ昇圧電圧を生成するリミッタ回路、負昇圧電圧を生成する負のリミッタ回路、および電源電圧とグランド間の電圧を発生させるレギュレータ回路において、1つの参照電圧によって任意の基準電圧Vbaseに依存した昇圧電圧、負昇圧電圧、および電源電圧−グランド電圧間の降圧電圧全てを発生させることが可能であり、参照電圧発生回路を別々に備えた場合に比べて回路面積を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1の実施形態におけるリミッタ回路である。
【図2】本発明に係る第1の実施形態における電圧変動検知回路である。
【図3】本発明に係る第1の実施形態における制御回路である。
【図4】本発明に係る第1の実施形態における電圧変動検知回路である。
【図5】本発明に係る第1の実施形態における他の電圧変動検知回路(その1)である。
【図6】本発明に係る第1の実施形態における他の電圧変動検知回路(その2)である。
【図7】本発明に係る第1の実施形態における他の制御回路(その1)である。
【図8】本発明に係る第1の実施形態における他の制御回路(その2)である。
【図9】本発明に係る第2の実施形態におけるリミッタ回路である。
【図10】本発明に係る第2の実施形態における基準電圧印加回路である。
【図11】本発明に係る第2の実施形態における他の基準電圧印加回路(その1)である。
【図12】本発明に係る第2の実施形態における他の基準電圧印加回路(その2)である。
【図13】本発明に係る第3の実施形態におけるリミッタ回路である。
【図14】本発明に係る第3の実施形態における電圧変動検知回路である。
【図15】本発明に係る第3の実施形態における他の電圧変動検知回路(その1)である。
【図16】本発明に係る第3の実施形態における他の電圧変動検知回路(その2)である。
【図17】本発明に係る第4の実施形態における電圧発生回路である。
【図18】本発明に係る第4の実施形態における制御回路である。
【図19】本発明に係る第4の実施形態における他の制御回路(その1)である。
【図20】本発明に係る第4の実施形態における他の制御回路(その2)である。
【図21】本発明に係る第5の実施形態における負のリミッタ回路である。
【図22】本発明に係る第5の実施形態における電圧変動検知回路である。
【図23】本発明に係る第5の実施形態における制御回路である。
【図24】本発明に係る第5の実施形態における他の制御回路である。
【図25】本発明に係る第5の実施形態における基準電圧印加回路である。
【図26】本発明に係る第6の実施形態における負のレギュレータ回路である。
【図27】本発明に係る第6の実施形態における制御回路である。
【図28】本発明に係る第6の実施形態における他の制御回路である。
【図29】第7の実施形態に係る電圧発生回路の構成を示すブロック図である。
【図30】第8の実施形態に係る電圧発生回路の構成を示すブロック図である。
【図31】従来の電圧発生回路の構成を示すブロック図である。
【図32】従来の電圧発生回路の昇圧電圧Vph、参照電圧Vref、レベルシフトした電圧Vplの電源電圧特性を示すグラフである。
【図33】フラッシュメモリセルの構成を示す回路図である。
【符号の説明】
1 昇圧回路
2 参照電圧発生回路
3、3a、3b リミッタ回路
10 レギュレータ回路
14 負のリミッタ回路
22 負のレギュレータ回路
Claims (47)
- 電源電圧より高い電圧を発生させる昇圧回路と、参照電圧を発生させる参照電圧発生回路と、を有し、該参照電圧を基に所望の電圧を発生させる電圧発生回路であって、
第1の入力が前記昇圧回路の出力に接続され、第2の入力が前記電源に接続され、第3の入力がグランドに接続され、前記第1の入力と前記第2の入力との間の電位差によって生じる電流と等価な前記参照電流を前記第3の入力に流すことで第1の出力に制御電圧を発生させる電圧変動検知回路と、
前記制御電圧と前記参照電圧とを比較する差動増幅回路と、
前記差動増幅回路の出力に応じて前記昇圧回路の出力から電流を引き抜くことによって前記昇圧回路の出力電圧を制御するクランプ回路と、を有することを特徴とする電圧発生回路。 - 電源電圧より高い電圧を発生させる昇圧回路と、参照電圧を発生させる参照電圧発生回路と、を有し、該参照電圧を基に所望の電圧を発生させる電圧発生回路であって、
基準電圧切替信号によって、前記電源電圧とグランド電圧とを切り替える基準電圧切替回路と、
第1の入力が前記昇圧回路の出力に接続され、第2の入力が前記基準電圧切替回路の出力に接続され、第3の入力がグランドに接続され、前記第1の入力と前記第2の入力との電位差によって生じる電流と等価な参照電流を前記第3の入力に流すことで第1の出力に制御電圧を発生させる電圧変動検知回路と、
前記制御電圧と前記参照電圧とを比較する差動増幅回路と、
前記差動増幅回路の出力に応じて前記昇圧回路の出力から電流を引き抜くことによって前記昇圧回路の出力電圧を制御するクランプ回路と、を有することを特徴とする電圧発生回路。 - 電源電圧より高い電圧を発生させる昇圧回路と、参照電圧を発生させる参照電圧発生回路と、を有し、該参照電圧を基に所望の電圧を発生させる電圧発生回路であって、
外部電圧印加信号によって、外部印加電圧と電源電圧とを切り替えて出力する外部電圧印加回路と、
第1の入力が前記昇圧回路の出力に接続され、第2の入力が前記外部電圧印加回路の出力に接続され、第3の入力がグランドに接続され、前記第1の入力と前記第2の入力との電位差によって生じる電流と等価な参照電流を前記第3の入力に流すことで第1の出力に制御電圧を発生させる電圧変動検知回路と、
前記制御電圧と前記参照電圧とを比較する差動増幅回路と、
前記差動増幅回路の出力に応じて前記昇圧回路の出力端子から電流を引き抜くことによって前記昇圧回路の出力電圧を制御するクランプ回路と、を有することを特徴とする電圧発生回路。 - 電源電圧より高い電圧を発生させる昇圧回路と、参照電圧を発生させる参照電圧発生回路と、を有し、該参照電圧を基に所望の電圧を発生させる電圧発生回路であって、
第1の入力が前記昇圧回路の出力に接続され、第2の入力が前記電源に接続され、第3の入力がグランドに接続され、前記第1の入力と前記第2の入力との間の電位差によって生じる電流と等価な参照電流を前記第3の入力に流すことで第1の出力に制御電圧を発生させる電圧変動検知回路と、
設定電圧切替信号を入力とし、前記第1の入力と前記グランド電圧を切り替えて出力する第1の切替手段と、
前記第1の入力と前記第2の入力との間の2端子間に接続され、前記第1の切替手段の出力電圧に応じて前記第1の入力と前記第2の入力との間の電位差を切り替える第2の切替手段と、
前記制御電圧と前記参照電圧とを比較する差動増幅回路と、
前記差動増幅回路の出力に応じて前記昇圧回路の出力から電流を引き抜くことによって前記昇圧回路の出力電圧を制御するクランプ回路と、を有することを特徴とする電圧発生回路。 - 電源電圧より高い電圧を発生させる昇圧回路と、参照電圧を発生させる参照電圧発生回路と、を有し、該参照電圧を基に所望の電圧を発生させる電圧発生回路であって、
第1の入力が前記昇圧回路の出力に接続され、第2の入力が前記電源に接続され、第3の入力がグランドに接続され、第4の入力に印加される電圧によって前記第1の入力と前記第2の入力との間の電位差によって生じる電流と一定の電流比を保った参照電流が生成され、前記参照電流を前記第3の入力に流すことで第1の出力に制御電圧を発生させる電圧変動検知回路と、
設定電圧切替信号を入力とし、前記第1の入力と前記グランド電圧を切り替えて出力する第1の切替手段と、
前記第1の入力と前記第2の入力との間の2つの端子間に接続され、前記第1の切替手段の出力電圧に応じて前記第1の入力と前記第2の入力との間の電位差を切り替える第2の切替手段と、
前記第1の切替手段の出力に接続され、前記設定電圧切替信号に応じて前記第1の入力と前記第2の入力との間の任意の電圧あるいは前記グランド電圧を切り替えて前記第4の入力に印加する第3の切替手段と、
前記制御電圧と前記参照電圧とを比較する差動増幅回路と、
前記差動増幅回路の出力に応じて前記昇圧回路の出力から電流を引き抜くことによって前記昇圧回路の出力電圧を制御するクランプ回路と、を有することを特徴とする電圧発生回路。 - 前記クランプ回路は、ソースが前記昇圧回路の出力に接続され、ゲートが前記差動増幅回路の出力に接続され、ドレインが前記電源あるいは前記グランドに接続された第1導電型のトランジスタを有し、
前記差動増幅回路は、前記昇圧回路の出力電圧が供給され、前記制御電圧と前記参照電圧とを比較し、前記昇圧回路の出力電圧によって差動増幅することを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の電圧発生回路。 - 前記クランプ回路は、ソースが前記昇圧回路の出力に接続され、ゲートとドレインとが第1の端子に接続された第1導電型の第1のトランジスタと、ソースが前記昇圧回路の出力に接続され、ゲートが前記第1の端子に接続され、ドレインが前記電源あるいは前記グランドに接続された第1導電型の第2のトランジスタと、前記第1の端子と前記グランド間に接続され、ゲートが前記差動増幅回路の出力に接続された第2導電型のトランジスタと、を有し、
前記差動増幅回路は、前記電源電圧が供給され、前記制御電圧と前記参照電圧とを比較し、前記電源電圧によって差動増幅することを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の電圧発生回路。 - 電源電圧より高い電圧を発生させる昇圧回路と、参照電圧を発生させる参照電圧発生回路と、を有し、該参照電圧を基に所望の電圧を発生させる電圧発生回路であって、
前記昇圧回路の出力電圧を入力とし、レベルシフトした電圧を出力するレベルシフト回路と、
第1の入力が前記レベルシフト回路の出力に接続され、第2の入力が前記電源に接続され、第3の入力がグランドに接続され、前記第1の入力と前記第2の入力との間の電位差によって生じる電流と等価な参照電流を前記第3の入力に流すことで第1の出力に制御電圧を発生させる電圧変動検知回路と、
前記制御電圧と前記参照電圧とを比較して前記レベルシフト回路を制御することで前記レベルシフト回路の出力に所望の電圧を出力させる差動増幅回路と、を有することを特徴とする電圧発生回路。 - 設定電圧切替信号を入力とし、前記第1の入力と前記グランド電圧とを切り替えて出力する第1の切替手段と、
前記第1の入力と前記第2の入力との間に接続され、前記第1の切替手段の出力電圧に応じて、前記第1の入力と前記第2の入力との間の電位差を切り替える第2の切替手段と、を有することを特徴とする請求項8に記載の電圧発生回路。 - 第1の入力が前記レベルシフト回路の出力に接続され、第2の入力が前記電源に接続され、第3の入力がグランドに接続され、第4の入力に印加される電圧によって、前記第1の入力と前記第2の入力との間の電位差によって生じる電流に対し一定の電流比を保った参照電流が生成され、前記参照電流を前記第3の入力に流すことで第1の出力に制御電圧を発生させる電圧変動検知回路と、
設定電圧切替信号を入力とし、前記第1の入力と前記グランド電圧とを切り替えて出力する第1の切替手段と、
前記第1の入力と前記第2の入力との間に接続され、前記第1の切替手段の出力電圧に応じて前記第1の入力と前記第2の入力との間の電位差を切り替える第2の切替手段と、
前記第1の切替手段の出力に接続され、前記設定電圧切替信号に応じて前記第1の入力と前記第2の入力との間の任意の電圧あるいは前記グランド電圧を切り替えて前記第4の入力に印加する第3の切替手段と、を有することを特徴とする請求項8に記載の電圧発生回路。 - 前記レベルシフト回路は、ソースが前記昇圧回路の出力に接続され、ゲートが前記差動増幅回路の出力に接続され、ドレインが前記レベルシフト回路の出力に接続された第1導電型のトランジスタを有し、
前記差動増幅回路は、前記昇圧回路の出力電圧が供給され、前記制御電圧と前記参照電圧とを比較し、前記昇圧回路の出力電圧によって差動増幅することを特徴とする請求項8〜請求項10のいずれかに記載の電圧発生回路。 - 前記レベルシフト回路は、
ソースが前記昇圧回路の出力に接続され、ゲートとドレインとが第1の端子に接続された第1導電型の第1のトランジスタと、
ソースが前記昇圧回路の出力に接続され、ゲートが前記第1の端子に接続され、ドレインが前記レベルシフト回路の出力に接続された第1導電型の第2のトランジスタと、
前記第1の端子と前記グランド間に接続され、ゲートが前記差動増幅回路の出力に接続された第2導電型のトランジスタと、を有し、
前記差動増幅回路は、前記電源電圧が供給され、前記制御電圧と前記参照電圧とを比較し、前記電源電圧によって差動増幅することを特徴とする請求項8〜請求項10のいずれかに記載の電圧発生回路。 - 基準電圧切替信号によって前記電源電圧と前記グランド電圧とを切り替える基準電圧切替回路を有し、
前記第2の入力が前記基準電圧切替回路の出力に接続されたことを特徴とする請求項4、請求項5、請求項11、請求項12のいずれかに記載の電圧発生回路。 - 前記電源電圧によって基準電圧を発生させる基準電圧発生回路と、基準電圧切替信号によって前記電源電圧あるいは前記グランド電圧と前記基準電圧とを切り替える基準電圧切替回路と、を有し、
前記第2の入力が前記基準電圧切替回路の出力に接続されたことを特徴とする請求項1、請求項4、請求項5、請求項11、請求項12のいずれかに記載の電圧発生回路 - 前記電源電圧によって基準電圧を発生させる基準電圧発生回路と、基準電圧切替信号によって前記電源電圧と前記グランド電圧と前記基準電圧との内、いずれかを選択する基準電圧切替回路を有し、
前記第2の入力が前記基準電圧切替回路の出力に接続されたことを特徴とする請求項1、請求項4、請求項5、請求項11、請求項12のいずれかに記載の電圧発生回路。 - 外部電圧印加信号によって外部印加電圧と前記電源電圧とを切り替えて出力する外部電圧印加回路を有し、
前記第2の入力が前記外部電圧印加回路の出力に接続されたことを特徴とする請求項4、請求項5、請求項11、請求項12のいずれかに記載の電圧発生回路。 - 外部電圧印加信号によって外部印加電圧と前記グランド電圧とを切り替えて出力する外部電圧印加回路を有し、
前記第2の入力が前記外部電圧印加回路の出力に接続されたことを特徴とする請求項1、請求項4、請求項5、請求項11、請求項12のいずれかに記載の電圧発生回路。 - 前記電源電圧によって基準電圧を発生させる基準電圧発生回路と、外部電圧印加信号によって外部印加電圧と前記基準電圧とを切り替えて出力する外部電圧印加回路と、を有し、
前記第2の入力が前記外部電圧印加回路の出力に接続されたことを特徴とする請求項1、請求項4、請求項5、請求項11、請求項12のいずれかに記載の電圧発生回路。 - 外部印加電圧と前記基準電圧切替回路の出力電圧とを入力とし、外部電圧印加信号によって出力電圧を切り替えて出力する外部電圧印加回路を有し、
前記第2の入力が前記外部電圧印加回路の出力に接続されたことを特徴とする請求項2、請求項13、請求項14、請求項15のいずれかに記載の電圧発生回路。 - 電源電圧を用いてグランド電圧より低い電圧を発生させる負昇圧回路と、参照電圧を発生させる参照電圧発生回路と、を有し、該参照電圧を基に所望の電圧を発生させる電圧発生回路であって、
第1の入力が前記電源に接続され、第2の入力が前記負昇圧回路の出力に接続され、第3の入力がグランドに接続され、前記第1の入力と前記第2の入力との間の電位差によって生じる電流と等価な参照電流を前記第3の入力に流すことで第1の出力に制御電圧を発生させる電圧変動検知回路と、
前記制御電圧と前記参照電圧とを比較する差動増幅回路と、
前記差動増幅回路の出力に応じて前記負昇圧回路の出力から電流を引き抜くことによって前記負昇圧回路の出力電圧を制御するクランプ回路と、を有することを特徴とする電圧発生回路。 - 前記クランプ回路は、ソースおよび基板が前記負昇圧回路の出力に接続され、ゲートが前記差動増幅回路の出力に接続され、ドレインが前記電源あるいは前記グランドに接続された第2導電型のトランジスタを有し、
前記差動増幅回路は、前記電源電圧と前記負昇圧回路の出力電圧とが供給され、前記制御電圧と前記参照電圧とを比較し、前記電源電圧と前記負昇圧回路の出力電圧とによって差動増幅することを特徴とする請求項20に記載の電圧発生回路。 - 前記クランプ回路は、ソースおよび基板が前記負昇圧回路の出力に接続され、ゲートとドレインとが第1の端子に接続された第2導電型の第1のトランジスタと、
ソースおよび基板が前記負昇圧回路の出力に接続され、ゲートが前記第1の端子に接続され、ドレインが前記電源あるいは前記グランドに接続された第2導電型の第2のトランジスタと、
前記電源と前記第1の端子間に接続され、ゲートが前記差動増幅回路の出力に接続された第1導電型のトランジスタと、を有し、
前記差動増幅回路は、前記電源電圧と前記グランド電圧とが供給され、前記制御電圧と前記参照電圧とを比較し、前記電源電圧と前記グランド電圧とによって差動増幅することを特徴とする請求項20に記載の電圧発生回路。 - 電源電圧を用いてグランド電圧より低い電圧を発生させる負昇圧回路と、参照電圧を発生させる参照電圧発生回路と、を有し、該参照電圧を基に所望の電圧を発生させる電圧発生回路であって、
前記負昇圧回路の出力電圧を入力とし、レベルシフトした電圧を出力するレベルシフト回路と、
第1の入力が前記電源に接続され、第2の入力が前記レベルシフト回路の出力に接続され、第3の入力がグランドに接続され、前記第1の入力と前記第2の入力との間の電位差によって生じる電流と等価な参照電流を前記第3の入力に流すことで第1の出力に制御電圧を発生させる電圧変動検知回路と、
前記制御電圧と前記参照電圧とを比較して前記レベルシフト回路を制御することで前記レベルシフト回路の出力に所望の負電圧を出力する差動増幅回路と、を有することを特徴とする電圧発生回路。 - 参照電圧を発生させる参照電圧発生回路を有し、該参照電圧を基に所望の電圧を発生させる電圧発生回路であって、
グランド電圧を入力とし、レベルシフトした電圧を出力するレベルシフト回路と、
第1の入力が前記電源に接続され、第2の入力が前記レベルシフト回路の出力に接続され、第3の入力がグランドに接続され、前記第1の入力と前記第2の入力との間の電位差によって生じる電流と等価な参照電流を前記第3の入力に流すことで第1の出力に制御電圧を発生させる電圧変動検知回路と、
前記制御電圧と前記参照電圧とを比較して、前記レベルシフト回路を制御することで前記レベルシフト回路の出力に所望の電源電圧より降圧した電圧を出力する手段を有する差動増幅回路と、を有することを特徴とする電圧発生回路。 - 前記レベルシフト回路は、ソースおよび基板が前記負昇圧回路の出力に接続され、ゲートが前記差動増幅回路の出力に接続され、ドレインが前記レベルシフト回路の出力に接続された第2導電型のトランジスタを有し、前記差動増幅回路は、前記電源電圧と前記負昇圧の出力電圧とが供給され、前記制御電圧と前記参照電圧とを比較し、前記電源電圧と前記負昇圧回路の出力電圧とによって差動増幅することを特徴とする請求項23に記載の電圧発生回路。
- 前記レベルシフト回路は、ソースおよび基板が前記負昇圧回路の出力に接続され、ゲートとドレインとが第1の端子に接続された第2導電型の第1のトランジスタと、ソースおよび基板が前記負昇圧回路の出力に接続され、ゲートが前記第1の端子に接続され、ドレインが前記レベルシフト回路の出力に接続された第2導電型の第2のトランジスタと、前記電源と前記第1の端子間に接続され、ゲートが前記差動増幅回路の出力に接続された第1導電型のトランジスタと、を有し、
前記差動増幅回路は、前記電源電圧と前記グランド電圧とが供給され、前記制御電圧と前記参照電圧とを比較し、前記電源電圧と前記グランド電圧とによって差動増幅することを特徴とする請求項23に記載の電圧発生回路。 - 設定電圧切替信号を入力とし、前記電源電圧と前記第2の入力の電圧とを切り替えて出力する第1の切替手段と、
前記第1の入力と前記第2の入力との間の2つの端子間に接続され、前記第1の切替手段の出力に応じて前記第1の入力と前記第2の入力との間の電位差を切り替える第2の切替手段と、を有することを特徴とする請求項20〜請求項26のいずれかに記載の電圧発生回路。 - 前記電源電圧、前記参照電圧、前記電源電圧によって発生された任意の基準電圧、のうちのいずれか2つの電圧あるいは3つの電圧を、基準電圧切替信号によって切り替える基準電圧切替回路を有し、
前記第1の入力が前記基準電圧切替回路の出力に接続されたことを特徴とする請求項20〜請求項27のいずれかに記載の電圧発生回路。 - 外部電圧印加信号によって、外部印加電圧と、前記電源電圧あるいは前記参照電圧あるいは前記電源電圧によって発生された任意の基準電圧と、を切り替える手段を有する外部電圧印加回路を有し、
前記第1の入力が前記外部電圧印加回路の出力に接続されたことを特徴とする請求項20〜請求項27のいずれかに記載の電圧発生回路。 - 外部印加電圧と前記基準電圧切替回路の出力電圧とを入力とし、外部電圧印加信号によって前記外部印加電圧と前記基準電圧切替回路の出力電圧とを切り替えて出力する外部電圧印加回路を有し、
前記第1の入力が前記外部電圧印加回路の出力に接続されたことを特徴とする請求項28に記載の電圧発生回路。 - 前記参照電圧は、ボルテージフォロワー回路によって前記参照電圧と同じ電圧レベルの電圧を印加できることを特徴とする請求項28または請求項29に記載の電圧発生回路。
- 前記電圧変動検知回路は、第1の中間ノードが前記第1の入力と前記第2の入力間に接続され、前記第1の出力が前記第1の入力と前記第3の入力間に接続され、前記第1の中間ノードの電圧を検出することで、前記第1の入力と前記第2の入力の電位差によって発生した電流と等価な参照電流を前記第1の入力から前記第1の出力に流すように構成されたカレントミラー回路と、
前記第1の中間ノードと前記第2の入力間に接続された抵抗手段と、
前記第1の出力と前記第3の入力間に接続され、前記参照電流が流れることで前記第1の出力に前記制御電圧を発生させる制御電圧発生回路と、を有することを特徴とする請求項1〜請求項4、請求項8、請求項9、請求項20、請求項21、請求項24〜請求項27のいずれかに記載の電圧発生回路。 - 前記電圧変動検知回路は、第1の中間ノードが前記第1の入力と前記第2の入力との間に接続され、前記第1の出力が前記第1の入力と前記第3の入力間に接続され、前記第4の入力に印加される電圧によって前記第1の入力と前記第2の入力の電位差によって発生した電流に対して一定の電流比を保った参照電流を前記第1の入力から前記第1の出力に流すように構成されたカレントミラー回路と、
前記第1の中間ノードと前記第2の入力間に接続された抵抗手段と、
前記第1の出力と前記第3の入力間に接続され、前記参照電流が流れることで前記第1の出力に前記制御電圧を発生させる制御電圧発生回路と、を有することを特徴とする請求項5または請求項10に記載の電圧発生回路。 - 前記抵抗手段は、前記第1の中間ノードと前記第2の入力との間に、複数の抵抗が直列に接続されたことを特徴とする請求項32または請求項33に記載の電圧発生回路。
- 前記抵抗手段は、前記第1の中間ノードと前記第2の入力との間に、ゲートとドレインが接続され、基板とソースが接続された複数の第1導電型の第10のトランジスタが直列に接続されたことを特徴とする請求項32または請求項33に記載の電圧発生回路。
- 前記制御電圧発生回路は、前記第1の出力と前記第3の入力との間に、複数の抵抗が直列に接続されたことを特徴とする請求項32または請求項33に記載の電圧発生回路。
- 前記制御電圧発生回路は、前記第1の出力と前記第3の入力との間に、ゲートとドレインとが接続され、ソースと基板とが接続された第1導電型の第10のトランジスタが1つ以上直列に接続されたことを特徴とする請求項32または請求項33に記載の電圧発生回路。
- 前記カレントミラー回路は、
ソースが前記第1の入力に接続され、ゲートとドレインが前記第1の中間ノードに接続された第1導電型の第11のトランジスタと、
ソースが前記第1の入力に接続され、ゲートが前記第1の中間ノードに接続され、ドレインが前記第1の出力に接続された第1導電型の第12のトランジスタと、を有することを特徴とする請求項32に記載の電圧発生回路。 - 前記カレントミラー回路は、前記第1の入力と前記第1の中間ノードとの間に直列に接続された複数の抵抗と、
ソースが前記第1の入力に接続され、ゲートが第1の中間ノードに接続され、ドレインが前記第1の出力に接続された第1導電型の第13のトランジスタと、を有することを特徴とする請求項32に記載の電圧発生回路。 - 前記カレントミラー回路は、
ソースが前記第1の入力に接続され、ゲートとドレインが前記第1の中間ノードに接続された第1導電型の第11のトランジスタと、
ソースが前記第1の入力に接続され、ゲートが前記第1の中間ノードに接続され、ドレインが第2の中間ノードに接続された第1導電型の第12のトランジスタと、
ソースが前記第2の中間ノードに接続され、ゲートが前記抵抗手段の任意の端子に接続され、ドレインが前記第1の出力に接続された第1導電型の第13のトランジスタと、を有することを特徴とする請求項32に記載の電圧発生回路。 - 前記カレントミラー回路は、
前記第1の入力と前記第1の中間ノードとの間に直列に接続された複数の抵抗と、
ソースが前記第1の入力に接続され、ゲートが前記第1の中間ノードに接続され、ドレインが第2の中間ノードに接続された第1導電型の第12のトランジスタと、
ソースが前記第2の中間ノードに接続され、ゲートが前記抵抗手段の任意の端子に接続され、ドレインが前記第1の出力に接続された第1導電型の第13のトランジスタと、を有することを特徴とする請求項32に記載の電圧発生回路。 - 前記カレントミラー回路は、
ソースが前記第1の入力に接続され、ゲートとドレインが前記第1の中間ノードに接続された第1導電型の第11のトランジスタと、
ソースが前記第1の入力に接続され、ゲートが前記第1の中間ノードに接続され、ドレインが第2の中間ノードに接続された第1導電型の第12のトランジスタと、
ソースが前記第2の中間ノードに接続され、ゲートが前記第4の入力に接続され、ドレインが前記第1の出力に接続された第1導電型の第13のトランジスタと、を有することを特徴とする請求項33に記載の電圧発生回路。 - 前記カレントミラー回路は、
前記第1の入力と前記第1の中間ノードとの間に直列に接続された複数の抵抗と、
ソースが前記第1の入力に接続され、ゲートが前記第1の中間ノードに接続され、ドレインが第2の中間ノードに接続された第1導電型の第12のトランジスタと、ソースが前記第2の中間ノードに接続され、ゲートが前記第4の入力に接続され、ドレインが前記第1の出力に接続された第1導電型の第13のトランジスタと、を有することを特徴とする請求項33に記載の電圧発生回路。 - 電源電圧より高い電圧を発生させる昇圧回路と、電源電圧を用いてグランド電圧より低い電圧を発生させる負昇圧回路と、参照電圧を発生させる参照電圧発生回路と、を有し、該参照電圧を基に所望の電圧を発生させる電圧発生回路であって、
第1の外部電圧印加信号によって外部印加電圧と前記電源電圧を切り替える手段を有する第1の外部電圧印加回路と、
第11の入力が前記昇圧回路の出力に接続され、第12の入力が前記第1の外部電圧印加回路の出力に接続され、第13の入力がグランドに接続され、第1の出力に第1の制御電圧を発生させる第1の電圧変動検知回路と、
前記第1の制御電圧と前記参照電圧とを比較する第1の差動増幅回路と、
前記第1の差動増幅回路の出力に応じて前記昇圧回路の出力電圧を制御する第1のクランプ回路と、
第2の外部電圧印加信号によって前記外部印加電圧と前記電源電圧を切り替える手段を有する第2の外部電圧印加回路と、
第31の入力が前記電源に接続され、第32の入力が前記負昇圧回路の出力に接続され、第33の入力がグランドに接続され、第3の出力に第3の制御電圧を発生させる第3の電圧変動検知回路と、
前記第3の制御電圧と前記参照電圧とを比較する第3の差動増幅回路と、
前記第3の差動増幅回路の出力に応じて前記負昇圧回路の出力電圧を制御する第2のクランプ回路と、を有することを特徴とする電圧発生回路。 - 電源電圧より高い電圧を発生させる昇圧回路と、電源電圧を用いてグランド電圧より低い電圧を発生させる負昇圧回路と、参照電圧を発生させる参照電圧発生回路を有し、該参照電圧を基に所望の電圧を発生させる電圧発生回路であって、
第1の外部電圧印加信号によって外部印加電圧と前記電源電圧を切り替える手段を有する第1の外部電圧印加回路と、
第11の入力が前記昇圧回路の出力に接続され、第12の入力が前記第1の外部電圧印加回路の出力に接続され、第13の入力がグランドに接続され、第1の出力に第1の制御電圧を発生させる第1の電圧変動検知回路と、
前記第1の制御電圧と前記参照電圧とを比較する第1の差動増幅回路と、前記第1の差動増幅回路の出力に応じて前記昇圧回路の出力電圧を制御する第1のクランプ回路と、
前記昇圧回路の出力電圧を入力とし、レベルシフトした電圧を出力する第1のレベルシフト回路と、
第21の入力が前記第1のレベルシフト回路の出力に接続され、第22の入力が前記電源に接続され、第23の入力が前記グランドに接続され、第2の出力に第2の制御電圧を発生させる第2の電圧変動検知回路と、
前記第2の制御電圧と前記参照電圧とを比較して前記第1のレベルシフト回路を制御することで前記第1のレベルシフト回路の出力に所望の電圧を出力させる手段を有する第2の差動増幅回路と、
第2の外部電圧印加信号によって前記外部印加電圧と前記電源電圧を切り替える手段を有する第2の外部電圧印加回路と、
第31の入力が前記電源に接続され、第32の入力が前記負昇圧回路の出力に接続され、第33の入力がグランドに接続され、第3の出力に第3の制御電圧を発生させる第3の電圧変動検知回路と、
前記第3の制御電圧と前記参照電圧とを比較する第3の差動増幅回路と、
前記第3の差動増幅回路の出力に応じて前記負昇圧回路の出力電圧を制御する第2のクランプ回路と、
前記負昇圧回路の出力電圧を入力とし、レベルシフトした電圧を出力する第2のレベルシフト回路と、
第41の入力が前記電源に接続され、第42の入力が前記第2のレベルシフト回路の出力に接続され、第43の入力が前記グランドに接続され、第4の出力に第4の制御電圧を発生させる第4の電圧変動検知回路と、
前記第4の制御電圧と前記参照電圧とを比較して前記第2のレベルシフト回路を制御することで前記第2のレベルシフト回路の出力に所望の負電圧を出力する手段を有する第4の差動増幅回路と、を有することを特徴とする電圧発生回路。 - 前記参照電圧発生回路は、参照電圧を発生させる参照電圧発生部と、トリミング信号を入力とし前記参照電圧の電圧レベルを変更して参照電圧を発生させるトリミング回路部と、を有することを特徴とする請求項44または請求項45に記載の電圧発生回路。
- 前記参照電圧発生回路は、参照電圧を発生させる参照電圧発生部と、トリミング信号を入力とし前記参照電圧の電圧レベルを変更して参照電圧を発生させる手段を有するトリミング回路部と、を有し、
前記グランド電圧を入力とし、レベルシフトした電圧を出力する第3のレベルシフト回路と、
第51の入力が前記電源に接続され、第52の入力が前記第3のレベルシフト回路の出力に接続され、第53の入力が前記グランドに接続され、第5の出力に第5の制御電圧を発生させる第5の電圧変動検知回路と、
前記第5の制御電圧と前記参照電圧とを比較して前記第3のレベルシフト回路を制御することで前記第3のレベルシフト回路の出力に前記電源電圧と前記グランド電圧間の前記電源電圧より降圧した電圧を出力する第5の差動増幅回路と、を有することを特徴とする請求項44または請求項45に記載の電圧発生回路。
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