JP2005086928A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体集積回路、特に非接触半導体集積回路にかかわり、負荷回路に対する印加電圧を安定化するための技術に関する。 The present invention relates to a technique for stabilizing a voltage applied to a load circuit in connection with a semiconductor integrated circuit, particularly a non-contact semiconductor integrated circuit.
図4に従来の半導体集積回路の構成を示す。 FIG. 4 shows a configuration of a conventional semiconductor integrated circuit.
図4において、41は高電位側電源端子(VDD)、42は低電位側電源端子(GND)、43は高電位側電源端子41と低電位側電源端子42との間に挿入された容量素子、44は容量素子43の両端間に接続された負荷回路である。
In FIG. 4,
高電位側電源端子41には電位V1の電源が印加され、静電容量C1の容量素子43に電荷が蓄積される。この容量素子43に蓄積された電荷が負荷回路44に供給され、負荷回路44を駆動する。容量素子43は電源の電圧変動に対する平滑作用を有し、負荷回路44に対する印加電圧を安定化させている。
しかしながら上記の構成では、負荷回路での電荷消費が大きいと、容量素子に蓄えられた電荷の消費も大きくなり、電圧が降下する。この電圧降下は、負荷回路の誤動作の原因になる。これを避けるためには、より大きい容量が必要になるが、回路規模が増大するという課題が生じる。 However, in the above configuration, if the charge consumption in the load circuit is large, the consumption of the charge stored in the capacitive element also increases and the voltage drops. This voltage drop causes a malfunction of the load circuit. To avoid this, a larger capacity is required, but there is a problem that the circuit scale increases.
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、容量の大きさを削減でき、トータルの面積を小さくできる半導体集積回路を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit capable of reducing the size of the capacitance and reducing the total area.
上記目的を達成するために、本発明は、通常の回路に簡単な回路を付加し、電荷補充をより効率化するものである。 In order to achieve the above object, the present invention adds a simple circuit to a normal circuit to make charge replenishment more efficient.
本発明による半導体集積回路は、第1の電源による電荷を蓄積し負荷回路に電荷を供給する第1の容量素子と、前記第1の電源より高電位の第2の電源による電荷を蓄積しスイッチを介して前記負荷回路に電荷を供給する電荷補充用の第2の容量素子とを備えた構成とされている。 A semiconductor integrated circuit according to the present invention includes a first capacitor element that accumulates electric charges from a first power source and supplies electric charges to a load circuit, and a switch that accumulates electric charges from a second power source having a higher potential than the first power source. And a charge replenishment second capacitive element for supplying a charge to the load circuit via the.
これは、通常の電源である第1の電源の他に、より高電位の電源である第2の電源と、この第2の電源による電荷を蓄積する電荷補充用の第2の容量素子を設け、第2の容量素子に蓄積した電荷をスイッチを介して負荷回路に供給することにより、負荷回路で消費された電荷を補充するものである。 In addition to the first power source that is a normal power source, a second power source that is a higher-potential power source and a second capacitance element for charge replenishment that accumulates charges from the second power source are provided. The charge accumulated in the second capacitor element is supplied to the load circuit via the switch to supplement the charge consumed in the load circuit.
この構成による作用は次のとおりである。負荷回路が電荷をより大きく消費することに起因する印加電圧の変動を抑制するに、電荷補充用の第2の容量素子の追加に加えて、第1の電源より高電位の第2の電源を追加し、第2の容量素子に印加する電圧をより高電位にすることで対応しているので、電荷補充用の第2の容量素子の容量の大きさのみで対応する場合に比べて、電圧降下の度合いをより小さくすることができ、負荷回路に対する印加電圧をより安定化することができる。加えて、電荷補充用に追加する第2の容量素子の容量はより小さなものですみ、回路規模・面積の増大を抑制することができる。 The effect | action by this structure is as follows. In order to suppress fluctuations in the applied voltage caused by the load circuit consuming a larger amount of charge, in addition to the addition of the second capacitive element for charge supplementation, a second power supply having a higher potential than the first power supply is used. In addition, since the voltage applied to the second capacitor element is set to a higher potential, the voltage is compared with the case where only the magnitude of the capacitance of the second capacitor element for charge supplementation is used. The degree of drop can be further reduced, and the applied voltage to the load circuit can be further stabilized. In addition, the capacity of the second capacitor element added for charge replenishment is smaller, and an increase in circuit scale and area can be suppressed.
上記においては、電源の入力端子として、第1の電源を入力するための端子と、第2の電源を入力するための端子との両方を備えていてよいが、回路構成の簡素化を進めるために次のように構成することが好ましい。 In the above, both the terminal for inputting the first power source and the terminal for inputting the second power source may be provided as the input terminals of the power source, but in order to facilitate the simplification of the circuit configuration. It is preferable to configure as follows.
上記において好ましい態様は、さらに、前記第2の電源から前記第1の電源を生成するレギュレータを備えていることである。第1の電源を得るのに、第2の電源を基にして、レギュレータを利用して第1の電源を生成する。したがって、レギュレータの追加が必要にはなるが、第1の電源を入力するための端子は必要としない。これにより、ピン数を削減することが可能となる。 In the above aspect, a preferable aspect is further provided with a regulator that generates the first power source from the second power source. In order to obtain the first power source, the first power source is generated using the regulator based on the second power source. Therefore, although a regulator needs to be added, a terminal for inputting the first power supply is not necessary. Thereby, the number of pins can be reduced.
また、上記において好ましい態様は、前記第1の電源から前記第2の電源を生成する昇圧回路を備えていることである。第2の電源を得るのに、第1の電源を基にして、昇圧回路を利用して第2の電源を生成する。したがって、昇圧回路の追加が必要にはなるが、第2の電源を入力するための端子は必要としない。これにより、ピン数を削減することが可能となる。 In the above, a preferable aspect is that a booster circuit that generates the second power supply from the first power supply is provided. In order to obtain the second power source, the second power source is generated using the booster circuit based on the first power source. Therefore, although it is necessary to add a booster circuit, a terminal for inputting the second power supply is not required. Thereby, the number of pins can be reduced.
上記において、さらに好ましい態様としては、前記昇圧回路につき、それが生成する前記第2の電源の電圧レベルが調整可能に構成されていることである。この第2の電源の電圧レベルを調整することで補充電荷量を調整することができ、印加電圧安定化をよりきめ細かく制御することができる。 In the above, a more preferable aspect is that the voltage level of the second power supply generated by the booster circuit is configured to be adjustable. By adjusting the voltage level of the second power source, the supplementary charge amount can be adjusted, and the applied voltage stabilization can be controlled more finely.
以上のように本発明によれば、負荷回路への印加電圧の変動を抑制するに、電荷補充用の第2の容量素子の追加に加えて、第1の電源より高電位の第2の電源を追加し、第2の容量素子に印加する電圧をより高電位にすることで対応するので、電圧降下の度合いをより小さくし、負荷回路への印加電圧をより安定化することができるとともに、第2の容量素子の容量はより小さなものですみ、回路規模・面積の増大を抑制することができる。 As described above, according to the present invention, in order to suppress fluctuations in the voltage applied to the load circuit, in addition to the addition of the second capacitance element for charge supplementation, the second power source having a higher potential than the first power source is provided. Is added, and the voltage applied to the second capacitive element is made higher, so that the degree of voltage drop can be made smaller and the applied voltage to the load circuit can be further stabilized. The capacity of the second capacitor element is smaller, and an increase in circuit scale and area can be suppressed.
また、内部でレギュレータまたは昇圧回路を内蔵することで、電源の入力端子の数を減らすことができ、回路構成の簡素化を図ることができる。 Further, by incorporating a regulator or a booster circuit inside, the number of input terminals of the power supply can be reduced, and the circuit configuration can be simplified.
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における半導体集積回路の構成を示す回路図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a semiconductor integrated circuit according to the first embodiment of the present invention.
図1において、11は標準の高電位側電源端子(VDD)、12は低電位側電源端子(GND)、13は標準の高電位側電源端子11と低電位側電源端子12との間に挿入された基本の容量素子、14は基本の容量素子13の両端間に接続された負荷回路、15は電荷補充用の高電位側電源端子、16は電荷補充用の高電位側電源端子15と低電位側電源端子12との間に挿入された電荷補充用の容量素子、P1は基本の容量素子13と負荷回路14との高電位側の接続点、Q1は電荷補充用の高電位側電源端子15と電荷補充用の容量素子16の接続点、17は接続点P1と接続点Q1との間に介挿された切り換えスイッチ、18は切り換えスイッチ17をオン/オフ制御するための制御信号である。
In FIG. 1, 11 is a standard high potential side power supply terminal (VDD), 12 is a low potential side power supply terminal (GND), and 13 is inserted between the standard high potential side
電荷補充用の高電位側電源端子15に印加される電位V2は、標準の高電位側電源端子11に印加される電位V1よりも高く設定されている(V2>V1)。V1が第1の電源に相当し、V2が第2の電源に相当する。基本の容量素子13の静電容量をC1、電荷補充用の容量素子16の静電容量をC2、負荷回路14で消費される電荷量をQとする。基本の容量素子13が第1の容量素子に相当し、電荷補充用の容量素子16が第2の容量素子に相当する。
The potential V2 applied to the high potential side
制御信号18がインアクティブで切り換えスイッチ17がオフになっている状態では、負荷回路14に対しては、電荷補充用の容量素子16からの電荷は供給されず、標準の高電位V1で充電される基本の容量素子13からの電荷のみが供給される。
In a state where the
一方、制御信号18がアクティブで切り換えスイッチ17がオンになっている状態では、負荷回路14に対しては、標準の高電位V1で充電される基本の容量素子13からの電荷と、電荷補充用の高電位V2で充電される電荷補充用の容量素子16からの電荷とが供給される。
On the other hand, when the
いま、切り換えスイッチ17がオン状態になっているとする。負荷回路14で電荷が消費されるために、電圧V1は電荷が消費される前と比べて小さくなる。その電圧降下をΔVとすると、
ΔV = (Q−C2(V2−V1))/(C1+C2) ………(1)
となる。
Now, assume that the
ΔV = (Q−C2 (V2−V1)) / (C1 + C2) (1)
It becomes.
静電容量を増やすだけの従来の方法であれば、電圧降下ΔVは、
ΔV = Q/(C1+C2) ………………………………………(2)
となる。
If the conventional method only increases the capacitance, the voltage drop ΔV is
ΔV = Q / (C1 + C2) ……………………………………… (2)
It becomes.
式(1)、(2)より、式(1)の方が、C2(V2−V1)/(C1+C2)の分だけ電圧降下は小さくなる。つまり、電圧降下がより小さいために、負荷回路14に対する印加電圧がより安定化する。
From Equations (1) and (2), the voltage drop is smaller in Equation (1) by C2 (V2-V1) / (C1 + C2). That is, since the voltage drop is smaller, the applied voltage to the
以上のように、標準の高電位V1よりも高い電位の電荷補充用の高電位V2を印加する電荷補充用の高電位側電源端子15と、それに接続される電荷補充用の容量素子16とを追加することにより、回路が消費する電荷の影響を小さくすることが可能となる。
As described above, the charge replenishment high potential side
(実施の形態2)
図2は、本発明の実施の形態2における半導体集積回路の構成を示す回路図である。
(Embodiment 2)
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of the semiconductor integrated circuit according to the second embodiment of the present invention.
本実施の形態は、負荷回路に対して常時印加する標準の高電位を電荷補充用の高電位から電圧レギュレートによって生成するものである。図2において、21は電荷補充用を兼ねる高電位側電源端子、22は低電位側電源端子、25は負荷回路、23は電荷補充用を兼ねる高電位側電源端子21と負荷回路25の高電位側端子との間に挿入された電圧のレギュレータ、P2はレギュレータ23と負荷回路25との接続点、24は接続点P2と低電位側電源端子22との間に挿入された静電容量がC1の基本の容量素子、26は電荷補充用を兼ねる高電位側電源端子21と低電位側電源端子22との間に挿入された静電容量がC2の電荷補充用の容量素子、Q2は電荷補充用を兼ねる高電位側電源端子21と電荷補充用の容量素子26の接続点、27は接続点P2と接続点Q2との間に介挿された切り換えスイッチ、28は切り換えスイッチ27をオン/オフ制御するための制御信号である。負荷回路25は接続点P2と低電位側電源端子22との間に接続されている。
In this embodiment, a standard high potential that is always applied to the load circuit is generated from the high potential for charge replenishment by voltage regulation. In FIG. 2,
レギュレータ23は、電荷補充用を兼ねる高電位側電源端子21に印加される電荷補充用の高電位V2を入力し、この高電位V2を電圧調整して標準の高電位V1を生成し、標準の高電位V1を負荷回路25に印加する。
The
制御信号28がインアクティブで切り換えスイッチ27がオフになっている状態では、負荷回路25に対しては、電荷補充用の容量素子26からの電荷は供給されず、標準の高電位V1で充電される基本の容量素子24からの電荷のみが供給される。
In a state where the
一方、制御信号28がアクティブで切り換えスイッチ27がオンになっている状態では、負荷回路25に対しては、標準の高電位V1で充電される基本の容量素子24からの電荷と、電荷補充用の高電位V2で充電される電荷補充用の容量素子26からの電荷とが供給される。
On the other hand, when the
実施の形態1では、電位の異なる電源が2つ必要で、端子については、標準の高電位側電源端子11と低電位側電源端子12と電荷補充用の高電位側電源端子15との3つの端子を必要としている。これに対して本実施の形態では、レギュレータ23を用いることにより、電荷補充用の高電位V2から標準の高電位V1を生成するように構成してあるので、電源としては単一の電源でよく、端子については、電荷補充用を兼ねる高電位側電源端子21と低電位側電源端子22との2つの端子でよく、ピン数を削減することが可能である。電圧降下に関しては、実施の形態1と同様に小さくすることが可能で、電圧が安定する。
In the first embodiment, two power sources having different potentials are required, and there are three terminals including a standard high potential side
(実施の形態3)
図3は、本発明の実施の形態3における半導体集積回路の構成を示す回路図である。
(Embodiment 3)
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of the semiconductor integrated circuit according to the third embodiment of the present invention.
本実施の形態は、負荷回路に対して電荷補充用に印加する高電位を標準の高電位から昇圧によって生成するものである。図3において、31は標準の高電位側電源端子、32は低電位側電源端子、33は標準の高電位側電源端子31と低電位側電源端子32との間に接続された静電容量がC1の基本の容量素子、34は基本の容量素子13の両端間に接続された負荷回路、35は標準の高電位側電源端子31に一端が接続された昇圧回路、36は昇圧回路35の他端と低電位側電源端子32との間に接続された静電容量がC2の電荷補充用の容量素子、P3は基本の容量素子33と負荷回路34との高電位側の接続点、Q3は昇圧回路35と電荷補充用の高電位側電源端子36の接続点、37は接続点P3と接続点Q3との間に介挿された切り換えスイッチ、38は切り換えスイッチ37をオン/オフ制御するための制御信号である。昇圧回路35は、昇圧比が可変可能に構成されている。
In the present embodiment, a high potential to be applied for charge supplement to a load circuit is generated from a standard high potential by boosting. In FIG. 3, 31 is a standard high potential side power supply terminal, 32 is a low potential side power supply terminal, 33 is a capacitance connected between the standard high potential side
昇圧回路35は、標準の高電位側電源端子31に印加される標準の高電位V1を入力し、この高電位V1を昇圧して電荷補充用の高電位V2を生成する。
The
制御信号38がインアクティブで切り換えスイッチ37がオフになっている状態では、負荷回路34に対しては、電荷補充用の容量素子36からの電荷は供給されず、標準の高電位V1で充電される基本の容量素子33からの電荷のみが供給される。
In a state where the
一方、制御信号38がアクティブで切り換えスイッチ37がオンになっている状態では、負荷回路34に対しては、標準の高電位V1で充電される基本の容量素子33からの電荷と、電荷補充用の高電位V2で充電される電荷補充用の容量素子36からの電荷とが供給される。
On the other hand, when the
実施の形態1では、電位の異なる電源が少なくとも2つ必要で、端子については、標準の高電位側電源端子11と低電位側電源端子12と電荷補充用の高電位側電源端子15との3つの端子を必要としている。これに対して本実施の形態では、昇圧回路35を用いることにより、標準の高電位V1から電荷補充用の高電位V2を生成するように構成してあるので、電源としては単一の電源でよく、端子については、標準の高電位側電源端子31と低電位側電源端子32との2つの端子でよく、ピン数を削減することが可能である。電圧降下に関しては、実施の形態1と同様に小さくすることが可能で、電圧が安定する。
In the first embodiment, at least two power sources having different potentials are required. As for the terminals, three of a standard high potential side
また、昇圧回路35で生成される電荷補充用の高電位V2を調整することにより、負荷回路34へ供給する電荷量を調整することが可能である。
Further, the amount of charge supplied to the
11,31 標準の高電位側電源端子
12,22,32 低電位側電源端子
13,24,33 基本の容量素子
14,25,34 負荷回路
15 電荷補充用の高電位側電源端子
16,26,36 電荷補充用の第2の容量素子
17,27,37 切り換えスイッチ
18,28,38 制御信号
21 電荷補充用を兼ねる高電位側電源端子
23 レギュレータ
35 昇圧回路
11, 31 Standard high potential side
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003317999A JP2005086928A (en) | 2003-09-10 | 2003-09-10 | Semiconductor integrated circuit |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8111576B2 (en) | 2008-11-25 | 2012-02-07 | Samsung Electronics Co., Ltd. | High-voltage sawtooth current driving circuit and memory device including same |
-
2003
- 2003-09-10 JP JP2003317999A patent/JP2005086928A/en active Pending
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