JP2008220158A - Booster circuit - Google Patents
Booster circuit Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008220158A JP2008220158A JP2008008081A JP2008008081A JP2008220158A JP 2008220158 A JP2008220158 A JP 2008220158A JP 2008008081 A JP2008008081 A JP 2008008081A JP 2008008081 A JP2008008081 A JP 2008008081A JP 2008220158 A JP2008220158 A JP 2008220158A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- boosting
- backflow prevention
- charge transfer
- gate
- clock signal
- 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.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
【課題】昇圧回路において電荷転送トランジスタの耐圧制限を緩和する。
【解決手段】クロック信号CLK1,CLK2がそれぞれ、ハイレベル,ローレベルである場合、電圧V11m,V11n,V12m,V12nは、それぞれ、Vdd+α・Vdd,Vdd,Vdd+α・Vdd,Vdd+2α・Vddになる。これにより、昇圧ステージ12mでは、オンスイッチ・トランジスタ103が導通状態になり、電荷転送トランジスタ101は、電荷を転送する。一方、昇圧ステージ12nでは、オフスイッチ・トランジスタ102が導通状態になり、電荷転送トランジスタ101は、非導通状態になる。このとき、電荷転送トランジスタ101のゲート・ソース間電位差およびゲート・ドレイン間電位差は“α・Vdd”になる。
【選択図】図2The voltage limit of a charge transfer transistor is relaxed in a booster circuit.
When clock signals CLK1 and CLK2 are at a high level and a low level, respectively, voltages V11m, V11n, V12m, and V12n are Vdd + α · Vdd, Vdd, Vdd + α · Vdd, Vdd + 2α · Vdd, respectively. As a result, in the boost stage 12m, the on-switch transistor 103 becomes conductive, and the charge transfer transistor 101 transfers charge. On the other hand, in the boosting stage 12n, the off switch transistor 102 is turned on, and the charge transfer transistor 101 is turned off. At this time, the gate-source potential difference and the gate-drain potential difference of the charge transfer transistor 101 are “α · Vdd”.
[Selection] Figure 2
Description
この発明は、昇圧回路に関する。 The present invention relates to a booster circuit.
近年、不揮発性記憶装置であるフラッシュメモリにおいては、単一電源電圧や低電源電圧によってデータの読出し/書換えを行うことが要求されており、各動作を実施するために昇圧電圧または負昇圧電圧を供給する昇圧回路が必要とされている。 In recent years, flash memory, which is a non-volatile storage device, has been required to read / rewrite data with a single power supply voltage or a low power supply voltage. In order to perform each operation, a boosted voltage or a negative boosted voltage is required. There is a need for a boost circuit to supply.
米国特許第5,422,586号明細書(特許文献1)には、互いに位相が異なる4つのクロック信号CLK1,CLK2,CLK3,CLK4を入力して昇圧動作を行うことによって昇圧電圧を発生させる昇圧回路が開示されている。しかし、この昇圧回路は、4つの異なるクロックを適切に切り換えるためには、クロックマージンを充分に大きくする必要があったり、クロック制御が複雑であるので、クロック周波数を高くすることが困難であった。 In US Pat. No. 5,422,586 (Patent Document 1), a boosting voltage is generated by inputting four clock signals CLK1, CLK2, CLK3, and CLK4 having different phases and performing a boosting operation. A circuit is disclosed. However, in this booster circuit, it is necessary to increase the clock margin sufficiently in order to appropriately switch the four different clocks, or the clock control is complicated, so it is difficult to increase the clock frequency. .
米国特許第4,214,174号明細書(特許文献2)には、互いに位相が異なる2つのクロック信号CLK1,CLK2を入力して昇圧動作を行うことで昇圧電圧を発生させる昇圧回路が開示されている。しかし、電荷を転送するためのトランジスタがダイオード接続型であるので、電荷転送効率が低下するという課題があった。 US Pat. No. 4,214,174 (Patent Document 2) discloses a booster circuit that generates a boosted voltage by inputting two clock signals CLK1 and CLK2 having different phases and performing a boosting operation. ing. However, since the transistor for transferring charge is a diode connection type, there is a problem that charge transfer efficiency is lowered.
そこで、上記の問題点を解決すべく、IEEE_JOURNAL_OF_SOLID-STATE_CIRCUITS_VOL33_NO.4_APRIL_1998(非特許文献1)には、次のような昇圧回路が開示されている。 In order to solve the above problems, IEEE_JOURNAL_OF_SOLID-STATE_CIRCUITS_VOL33_NO.4_APRIL_1998 (Non-Patent Document 1) discloses the following booster circuit.
図36は、非特許文献1に開示された昇圧回路の構成を示す。昇圧回路9は、互いに位相が異なる2つのクロック信号CLK1,CLK2を入力して昇圧動作を行うことで昇圧電圧Vpumpを発生させる。昇圧回路9は、昇圧セル91,92,93,94と、サブ昇圧セル95と、逆流防止回路96とを備える。昇圧セル91,93(奇数番目の昇圧セル)には、クロック信号CLK1が入力され、昇圧セル92,94(偶数番目の昇圧セル)には、クロック信号CLK2が入力される。サブ昇圧セル95は、最終段の昇圧セル94を制御する。逆流防止回路96は、昇圧電圧Vpumpの逆流を防止する。
FIG. 36 shows the configuration of the booster circuit disclosed in
昇圧セル91,92,93,94は、それぞれ、電荷転送トランジスタ901と、オフスイッチ・トランジスタ902と、オンスイッチ・トランジスタ903と、昇圧容量904とを含む。昇圧セル91,92,93,94の各々に含まれるオフスイッチ・トランジスタ902は、入出力端子N91,N92,N93,N94と電荷転送トランジスタ901のゲート電位をイコライズして、電荷転送トランジスタ901をオフ状態にする。オンスイッチ・トランジスタ903は、電荷転送トランジスタ901をオン状態にする。昇圧容量904は、クロック信号CLK1(またはCLK2)に同期してポンピングされる。サブ昇圧容量905は、クロック信号CLK1に同期してポンピングされ、最終段の昇圧セル94の電荷転送トランジスタ901をオン状態にする。ダイオード接続トランジスタ906は、入出力端子N96の電圧よりも閾値電圧分だけ低い電圧をサブ昇圧容量905に伝達する。サブ入力端子N95は、サブ昇圧容量905の一方端に接続されるとともに、ダイオード接続トランジスタ906および最終段の昇圧セル94に接続される。
Boosting
次に、図37を参照しつつ、図36に示した昇圧回路による動作について簡単に説明する。まず、時刻T1になると、クロック信号CLK1がハイレベルとなり、入出力端子N92,N94およびサブ入力端子N95が昇圧される。これにより、昇圧セル91,93では、オフスイッチ・トランジスタ902が導通状態となり、電荷転送トランジスタ901は非導通状態となる。一方、クロック信号CLK2がローレベルとなり、入出力端子N93,N96の電圧が降圧されることで、昇圧セル92,94では、オンスイッチ・トランジスタ903が導通状態となり、電荷転送トランジスタ901は導通状態となる。これにより、入出力端子N92からN93へ電荷が転送されるとともに、入出力端子N94からN96へ電荷が転送され、入出力端子N93,N96のが上昇する。
Next, the operation of the booster circuit shown in FIG. 36 will be briefly described with reference to FIG. First, at time T1, the clock signal CLK1 becomes high level, and the input / output terminals N92 and N94 and the sub input terminal N95 are boosted. As a result, in the
次に、時刻T2になると、クロック信号CLK2がハイレベルとなり、入出力端子N93,N96の電圧が昇圧される。これにより、昇圧セル92,94では、オフスイッチ・トランジスタ902が導通状態となり、電荷転送トランジスタ901は非導通状態となる。一方、クロック信号CLK1がローレベルとなり、入出力端子N92,N94,サブ入力端子N95の電圧が降圧されることで、昇圧セル91,93では、オンスイッチ・トランジスタ903が導通状態となり、電荷転送トランジスタ901は導通状態となる。これにより、入出力端子N91からN92へ電荷が転送されるとともに、入出力端子N93からN94へ電荷が転送され、入出力端子N92,N94の電圧が上昇する。また、入出力端子N96の電圧が昇圧されることで、逆流防止回路96を介して昇圧回路94の出力へ電荷が転送され、昇圧電圧Vpumpの電圧が上昇する。次に、時刻T3では、時刻T1と同様の動作が実行される。
Next, at time T2, the clock signal CLK2 becomes high level, and the voltages of the input / output terminals N93 and N96 are boosted. As a result, in the
この昇圧回路では、昇圧セル91〜94において昇圧動作および電荷転送動作を同時にすることで、電荷転送時間を長く確保することが可能となる。また、クロック信号の制御が容易である。さらに、電荷転送動作を行う電荷転送トランジスタ901のゲート電位を制御することで、電荷転送効率の低下を抑制することができる。
しかしながら、非特許文献1に開示された昇圧回路では、各昇圧セルにおいて電荷転送トランジスタを導通状態に制御する際、次段の昇圧セルの出力電圧を用いるので、電荷転送トランジスタにおいて端子間電位差が大きかった。例えば、電荷転送トランジスタを非導通状態に設定する場合には、オフスイッチ・トランジスタが導通状態になるので、電荷転送トランジスタのゲート・ドレイン間電位差は“2・Vdd”なる。そのため、電荷転送トランジスタの耐圧を大きくする必要があった。
However, in the booster circuit disclosed in
さらに、非特許文献1に開示された昇圧回路は、特許文献2の昇圧回路よりも昇圧セルにおける電荷転送効率の低下を抑制できるが、昇圧回路の最終段に接続される逆流防止回路においてダイオード接続されたトランジスタを使用しているので、やはり、電荷転送効率が低下してしまうという課題があった。
Furthermore, although the booster circuit disclosed in
そこで、この発明は、電荷転送トランジスタの耐圧制限を緩和できる昇圧回路を提供することを目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to provide a booster circuit capable of relaxing the withstand voltage limitation of the charge transfer transistor.
この発明の1つの局面に従うと、昇圧回路は、相補的に変動する第1および第2のクロック信号に応答して昇圧動作を行い昇圧電圧を発生させる回路であって、縦続接続された複数の昇圧ステージをそれぞれ含む複数の昇圧ステージ列を備え、上記複数の昇圧ステージの各々は、入力ノードと出力ノードとを有し、上記第1および第2のクロック信号のいずれか一方に応答して昇圧動作を行い、上記複数の昇圧ステージの1つである第1の昇圧ステージは、上記入力ノードと上記出力ノードの間に接続される電荷転送トランジスタと、上記出力ノードに一方端が接続されるとともにその第1の昇圧ステージに対応するクロック信号を他方端に受ける昇圧容量と、その第1の昇圧ステージと同一のクロック信号に対応する昇圧ステージの出力ノードおよびその第1の昇圧ステージとは異なるクロック信号に対応する昇圧ステージの入力ノードのうちいずれか一方を上記電荷転送トランジスタのゲートに接続する接続切換部とを含む。 According to one aspect of the present invention, the booster circuit is a circuit that generates a boosted voltage by performing a boosting operation in response to the first and second clock signals that fluctuate in a complementary manner, and includes a plurality of cascaded connections. A plurality of boosting stages each including a boosting stage, each of the plurality of boosting stages having an input node and an output node, and boosting in response to one of the first and second clock signals; The first boosting stage, which is one of the plurality of boosting stages, operates and includes a charge transfer transistor connected between the input node and the output node, and one end connected to the output node. A boost capacitor that receives the clock signal corresponding to the first boost stage at the other end, and an output node of the boost stage corresponding to the same clock signal as the first boost stage. Either one of the input nodes of the boosting stage corresponding to the different clock signals with de and the first boost stage and a connection switching unit that connects to a gate of the charge transfer transistor.
上記昇圧回路では、導通状態である電荷転送トランジスタのゲート・ドレイン間電位差およびゲート・ソース間電位差を従来よりも小さくすることができ、電荷転送トランジスタの耐圧制限を緩和することができる。 In the booster circuit, the potential difference between the gate and the drain and the potential difference between the gate and the source of the charge transfer transistor in the conductive state can be made smaller than before, and the withstand voltage limitation of the charge transfer transistor can be relaxed.
この発明の別の局面に従うと、昇圧回路は、相補的に変動する第1および第2のクロック信号に応答して昇圧動作を行い昇圧電圧を発生させる回路であって、縦続接続された複数の昇圧ステージをそれぞれ含む複数の昇圧ステージ列を備え、上記複数の昇圧ステージの各々は、入力ノードと出力ノードとを有し、上記第1および第2のクロック信号のいずれか一方に応答して昇圧動作を行い、上記複数の昇圧ステージの1つである第1の昇圧ステージは、上記入力ノードと上記出力ノードの間に接続される電荷転送トランジスタと、上記出力ノードに一方端が接続されるとともにその第1の昇圧ステージに対応するクロック信号を他方端に受ける昇圧容量と、上記電荷転送トランジスタのゲートに接続されたドレインと、その第1の昇圧ステージと同一のクロック信号に対応する昇圧ステージの入力ノードに接続されたソースと、その第1の昇圧ステージとは異なるクロック信号に対応する昇圧ステージの入力ノードに接続されたゲートとを有するオフスイッチ・トランジスタと、上記電荷転送トランジスタのゲートに接続されたドレインと、その第1の昇圧ステージとは異なるクロック信号に対応する昇圧ステージの出力ノードに接続されたソースと、その第1の昇圧ステージと同一のクロック信号に対応する昇圧ステージの出力ノードに接続されたゲートとを有するオンスイッチ・トランジスタとを含む。 According to another aspect of the present invention, the booster circuit is a circuit that generates a boosted voltage by performing a boosting operation in response to the first and second clock signals that fluctuate in a complementary manner. A plurality of boosting stages each including a boosting stage, each of the plurality of boosting stages having an input node and an output node, and boosting in response to one of the first and second clock signals; The first boosting stage, which is one of the plurality of boosting stages, operates and includes a charge transfer transistor connected between the input node and the output node, and one end connected to the output node. A boosting capacitor that receives a clock signal corresponding to the first boosting stage at the other end, a drain connected to the gate of the charge transfer transistor, and the first boosting stage. An off switch having a source connected to the input node of the boosting stage corresponding to the same clock signal as the first clock, and a gate connected to the input node of the boosting stage corresponding to the clock signal different from the first boosting stage A transistor, a drain connected to the gate of the charge transfer transistor, a source connected to the output node of the boosting stage corresponding to a clock signal different from the first boosting stage, and the first boosting stage; And an on-switch transistor having a gate connected to the output node of the boosting stage corresponding to the same clock signal.
上記昇圧回路では、電荷転送トランジスタ,オフスイッチ・トランジスタ,およびオンスイッチ・トランジスタの各々において、ゲート・ドレイン間電位差およびゲート・ソース間電位差を従来よりも小さくすることができ、トランジスタの耐圧制限をさらに緩和することができる。 In the booster circuit, in each of the charge transfer transistor, the off switch transistor, and the on switch transistor, the potential difference between the gate and the drain and the potential difference between the gate and the source can be made smaller than before, and the withstand voltage of the transistor is further limited. Can be relaxed.
この発明の別の局面に従うと、昇圧回路は、相補的に変動する第1および第2のクロック信号に応答して昇圧動作を行い昇圧電圧を発生させる回路であって、縦続接続された複数の昇圧ステージをそれぞれ含む複数の昇圧ステージ列と、アナログ比較回路とを備え、上記複数の昇圧ステージの各々は、入力ノードと出力ノードとを有し、上記第1および第2のクロック信号のいずれか一方に応答して昇圧動作を行い、上記複数の昇圧ステージの1つである第1の昇圧ステージは、上記入力ノードと出力ノードの間に接続される電荷転送トランジスタと、上記出力ノードに一方端が接続されるとともにその第1の昇圧ステージに対応するクロック信号を他方端に受ける昇圧容量と、上記電荷転送トランジスタのゲートに接続されたドレインと、その第1の昇圧ステージと同一のクロック信号に対応する昇圧ステージの入力ノードに接続されたソースと、ゲートとを有するオフスイッチ・トランジスタと、上記電荷転送トランジスタのゲートに接続されたドレインと、その第1の昇圧ステージとは異なるクロック信号に対応する昇圧ステージの出力ノードに接続されたソースと、ゲートとを有するオンスイッチ・トランジスタとを含み、上記アナログ比較回路は、上記第1のクロック信号に対応する昇圧ステージの出力ノードにおける電圧と上記第2のクロック信号に対応する昇圧ステージの出力ノードにおける電圧とを比較し、その比較結果に応じてその2個の昇圧ステージの各々の出力ノードのうちいずれか一方を上記オフスイッチ・トランジスタおよび上記オンスイッチ・トランジスタのそれぞれのゲートに接続する。 According to another aspect of the present invention, the booster circuit is a circuit that generates a boosted voltage by performing a boosting operation in response to the first and second clock signals that fluctuate in a complementary manner. A plurality of boosting stage trains each including a boosting stage; and an analog comparison circuit, each of the plurality of boosting stages having an input node and an output node, and one of the first and second clock signals. A first boosting stage, which is one of the plurality of boosting stages, performs a boosting operation in response to one of the plurality of boosting stages, and includes a charge transfer transistor connected between the input node and the output node, and one end connected to the output node. And a boost capacitor that receives a clock signal corresponding to the first boost stage at the other end, a drain connected to the gate of the charge transfer transistor, An off-switch transistor having a source connected to the input node of the boosting stage corresponding to the same clock signal as the first boosting stage, a gate, a drain connected to the gate of the charge transfer transistor, and The analog comparison circuit includes an on-switch transistor having a source connected to an output node of the boosting stage corresponding to a clock signal different from that of the first boosting stage, and a gate. The voltage at the output node of the corresponding boost stage is compared with the voltage at the output node of the boost stage corresponding to the second clock signal, and according to the comparison result, of the output nodes of the two boost stages. Either one is connected to the off switch transistor or the on switch transistor. To connect to each of the gate of the register.
上記昇圧回路では、電荷転送トランジスタ,オフスイッチ・トランジスタ,およびオンスイッチ・トランジスタの各々において、ゲート・ドレイン間電位差およびゲート・ソース間電位差を従来よりも小さくすることができ、トランジスタの耐圧制限をさらに緩和することができる。また、オフスイッチ・トランジスタおよびオンスイッチ・トランジスタの各々のゲートにおける充放電電荷量を低減することができる。 In the booster circuit, in each of the charge transfer transistor, the off switch transistor, and the on switch transistor, the potential difference between the gate and the drain and the potential difference between the gate and the source can be made smaller than before, and the withstand voltage of the transistor is further limited. Can be relaxed. In addition, the charge / discharge charge amount at the gates of the off switch transistor and the on switch transistor can be reduced.
この発明の別の局面に従うと、昇圧回路は、相補的に変動する第1および第2のクロック信号に応答して昇圧動作を行い昇圧電圧を発生させる回路であって、縦続接続された複数の昇圧ステージをそれぞれ含む複数の昇圧ステージ列を備え、上記複数の昇圧ステージの各々は、入力ノードと出力ノードとを有し、上記第1および第2のクロック信号のいずれか一方に応答して昇圧動作を行い、上記複数の昇圧ステージの1つである第1の昇圧ステージは、上記入力ノードと上記出力ノードの間に接続される電荷転送トランジスタと、上記出力ノードに一方端が接続されるとともにその第1の昇圧ステージに対応するクロック信号を他方端に受ける昇圧容量と、上記電荷転送トランジスタのゲートに接続されたドレインと、上記第1の昇圧ステージと同一のクロック信号に対応する昇圧ステージの入力ノードに接続されたソースと、ゲート制御ノードに接続されたゲートとを有するオフスイッチ・トランジスタと、上記電荷転送トランジスタのゲートに接続されたドレインと、上記第1の昇圧ステージとは異なるクロック信号に対応する昇圧ステージの出力ノードに接続されたソースと、上記ゲート制御ノードに接続されたゲートとを有するオンスイッチ・トランジスタと、上記入力ノードと上記出力ノードとの間に上記電荷転送トランジスタとともに直列に接続され、その第1の昇圧ステージとは異なるクロック信号に対応する昇圧ステージの出力ノードに接続されたゲートを有するサブ電荷転送トランジスタとを含み、上記電荷転送トランジスタと上記サブ電荷転送トランジスタとの接続点は、上記ゲート制御ノードに接続される。 According to another aspect of the present invention, the booster circuit is a circuit that generates a boosted voltage by performing a boosting operation in response to the first and second clock signals that fluctuate in a complementary manner. A plurality of boosting stages each including a boosting stage, each of the plurality of boosting stages having an input node and an output node, and boosting in response to one of the first and second clock signals; The first boosting stage, which is one of the plurality of boosting stages, operates and includes a charge transfer transistor connected between the input node and the output node, and one end connected to the output node. A boosting capacitor that receives the clock signal corresponding to the first boosting stage at the other end, a drain connected to the gate of the charge transfer transistor, and the first boosting stage. An off-switch transistor having a source connected to the input node of the boosting stage corresponding to the same clock signal as the gate, a gate connected to the gate control node, and a drain connected to the gate of the charge transfer transistor; An on-switch transistor having a source connected to an output node of the boosting stage corresponding to a clock signal different from the first boosting stage, a gate connected to the gate control node, the input node, and the A sub-charge transfer transistor having a gate connected in series with the charge transfer transistor between the output node and a gate connected to the output node of the boost stage corresponding to a clock signal different from the first boost stage; The charge transfer transistor and the sub charge transfer transistor The connection point is connected to the gate control node.
上記昇圧回路では、電荷転送トランジスタ,オフスイッチ・トランジスタ,およびオンスイッチ・トランジスタの各々において、ゲート・ドレイン間電位差およびゲート・ソース間電位差を従来よりも小さくすることができ、トランジスタの耐圧制限をさらに緩和することができる。 In the booster circuit, in each of the charge transfer transistor, the off switch transistor, and the on switch transistor, the potential difference between the gate and the drain and the potential difference between the gate and the source can be made smaller than before, and the withstand voltage of the transistor is further limited. Can be relaxed.
この発明の別の局面に従うと、昇圧回路は、相補的に変動する第1および第2のクロック信号に応答して昇圧動作を行い昇圧電圧を発生させる回路であって、それぞれが上記第1および第2のクロック信号に応答して昇圧動作を繰り返す複数の昇圧ステージ列と、上記複数の昇圧回路にそれぞれ対応する複数の逆流防止回路と、上記昇圧電圧を出力するための出力端子とを備え、上記複数の逆流防止回路の各々は、上記昇圧ステージ列に接続される入力ノードと、上記出力端子に接続される出力ノードと、上記第1および第2のクロック信号のいずれか一方に応答して昇圧される中間ノードとを有し、上記複数の逆流防止回路の1つである第1の逆流防止回路は、上記入力ノードと上記出力ノードとの間に接続される電荷転送トランジスタと、上記中間ノードに一方端が接続されるとともにその第1の逆流防止回路に対応するクロック信号を他方端に受ける昇圧容量と、その第1の逆流防止回路と同一のクロック信号に対応する逆流防止回路の中間ノードおよびその第1の逆流防止回路とは異なるクロック信号に対応する逆流防止回路の入力ノードのうちいずれか一方を上記電荷転送トランジスタのゲートに接続する接続切換部とを含む。 According to another aspect of the present invention, the booster circuit is a circuit that generates a boosted voltage by performing a boosting operation in response to the first and second clock signals that fluctuate complementarily. A plurality of boost stage stages that repeat the boost operation in response to a second clock signal, a plurality of backflow prevention circuits respectively corresponding to the plurality of boost circuits, and an output terminal for outputting the boost voltage, Each of the plurality of backflow prevention circuits is responsive to one of an input node connected to the boosting stage train, an output node connected to the output terminal, and the first and second clock signals. A first backflow prevention circuit, which is one of the plurality of backflow prevention circuits, includes a charge transfer transistor connected between the input node and the output node. A booster capacitor having one end connected to the intermediate node and receiving a clock signal corresponding to the first backflow prevention circuit at the other end, and a backflow prevention circuit corresponding to the same clock signal as the first backflow prevention circuit And a connection switching unit for connecting one of the input nodes of the backflow prevention circuit corresponding to a clock signal different from the first backflow prevention circuit to the gate of the charge transfer transistor.
上記昇圧回路では、導通状態である電荷転送トランジスタのゲート・ドレイン間電位差およびゲート・ソース間電位差を従来よりも小さくすることができ、電荷転送トランジスタの耐圧制限を緩和することができる。また、従来よりも、逆流防止回路における電荷転送効率を向上させることができる。 In the booster circuit, the potential difference between the gate and the drain and the potential difference between the gate and the source of the charge transfer transistor in the conductive state can be made smaller than before, and the withstand voltage limitation of the charge transfer transistor can be relaxed. In addition, the charge transfer efficiency in the backflow prevention circuit can be improved as compared with the prior art.
この発明の別の局面に従うと、昇圧回路は、相補的に変動する第1および第2のクロック信号に応答して昇圧動作を行い昇圧電圧を発生させる回路であって、それぞれが上記第1および第2のクロック信号に応答して昇圧動作を繰り返す複数の昇圧ステージ列と、上記複数の昇圧回路にそれぞれ対応する複数の逆流防止回路と、上記昇圧電圧を出力するための出力端子とを備え、上記複数の逆流防止回路の各々は、上記昇圧ステージ列に接続される入力ノードと、上記出力端子に接続される出力ノードと、上記第1および第2のクロック信号のいずれか一方に応答して昇圧される中間ノードとを有し、上記複数の逆流防止回路の1つである第1の逆流防止回路は、上記入力ノードと上記出力ノードとの間に接続される電荷転送トランジスタと、上記中間ノードに一方端が接続されるとともにその第1の逆流防止回路に対応するクロック信号を他方端に受ける昇圧容量と、その第1の逆流防止回路と同一のクロック信号に対応する逆流防止回路の入力ノードおよびその第1の逆流防止回路とは異なるクロック信号に対応する逆流防止回路の中間ノードのうちいずれか一方を上記電荷転送トランジスタのゲートに接続する接続切換部とを含む。 According to another aspect of the present invention, the booster circuit is a circuit that generates a boosted voltage by performing a boosting operation in response to the first and second clock signals that fluctuate complementarily. A plurality of boost stage stages that repeat the boost operation in response to a second clock signal, a plurality of backflow prevention circuits respectively corresponding to the plurality of boost circuits, and an output terminal for outputting the boost voltage, Each of the plurality of backflow prevention circuits is responsive to one of an input node connected to the boosting stage train, an output node connected to the output terminal, and the first and second clock signals. A first backflow prevention circuit, which is one of the plurality of backflow prevention circuits, includes a charge transfer transistor connected between the input node and the output node. A booster capacitor having one end connected to the intermediate node and receiving a clock signal corresponding to the first backflow prevention circuit at the other end, and a backflow prevention circuit corresponding to the same clock signal as the first backflow prevention circuit And a connection switching unit for connecting one of the intermediate nodes of the backflow prevention circuit corresponding to a clock signal different from the first backflow prevention circuit to the gate of the charge transfer transistor.
上記昇圧回路では、従来よりも、電荷転送トランジスタの耐圧制限を緩和することができる。また、従来よりも、逆流防止回路における電荷転送効率を向上させることができる。 In the booster circuit, the withstand voltage limit of the charge transfer transistor can be relaxed as compared with the conventional circuit. In addition, the charge transfer efficiency in the backflow prevention circuit can be improved as compared with the prior art.
この発明の別の局面に従うと、昇圧回路は、相補的に変動する第1および第2のクロック信号に応答して昇圧動作を行い昇圧電圧を発生させる回路であって、それぞれが上記第1および第2のクロック信号に応答して昇圧動作を繰り返す複数の昇圧ステージ列と、上記複数の昇圧回路にそれぞれ対応する複数の逆流防止回路と、上記昇圧電圧を出力するための出力端子とを備え、上記複数の逆流防止回路の各々は、上記昇圧ステージ列に接続される入力ノードと、上記第1および第2のクロック信号のいずれか一方に応答して昇圧される中間ノードとを有し、上記複数の逆流防止回路の1つである第1の逆流防止回路は、上記入力ノードと上記中間ノードとの間に接続される電荷転送トランジスタと、上記中間ノードに一方端が接続されるとともにその第1の逆流防止回路に対応するクロック信号を他方端に受ける昇圧容量と、その第1の逆流防止回路と同一のクロック信号に対応する逆流防止回路の入力ノードおよびその第1の逆流防止回路とは異なるクロック信号に対応する逆流防止回路の中間ノードのうちいずれか一方を上記電荷転送トランジスタのゲートに接続する接続切換部と、上記入力ノードと上記中間ノードとの間に上記電荷転送トランジスタとともに直列に接続され、その第1の逆流防止回路とは異なる異なるクロック信号に対応する逆流防止回路の中間ノードに接続されたゲートを有するサブ電荷転送トランジスタとを含み、上記電荷転送トランジスタと上記サブ電荷転送トランジスタとの接続点は、上記出力端子に接続される。 According to another aspect of the present invention, the booster circuit is a circuit that generates a boosted voltage by performing a boosting operation in response to the first and second clock signals that fluctuate complementarily. A plurality of boost stage stages that repeat the boost operation in response to a second clock signal, a plurality of backflow prevention circuits respectively corresponding to the plurality of boost circuits, and an output terminal for outputting the boost voltage, Each of the plurality of backflow prevention circuits includes an input node connected to the boost stage stage, and an intermediate node boosted in response to one of the first and second clock signals, A first backflow prevention circuit, which is one of a plurality of backflow prevention circuits, includes a charge transfer transistor connected between the input node and the intermediate node, and one end connected to the intermediate node. In addition, the boosting capacitor that receives the clock signal corresponding to the first backflow prevention circuit at the other end, the input node of the backflow prevention circuit corresponding to the same clock signal as the first backflow prevention circuit, and the first backflow A connection switching unit for connecting one of the intermediate nodes of the backflow prevention circuit corresponding to a clock signal different from the prevention circuit to the gate of the charge transfer transistor, and the charge transfer between the input node and the intermediate node. A sub-charge transfer transistor connected in series with the transistor and having a gate connected to an intermediate node of the backflow prevention circuit corresponding to a clock signal different from the first backflow prevention circuit, the charge transfer transistor and the A connection point with the sub charge transfer transistor is connected to the output terminal.
上記昇圧回路では、従来よりも、電荷転送トランジスタの耐圧制限を緩和することができる。また、電荷転送トランジスタのゲート電圧を高くすることができるので、電荷転送トランジスタの転送効率,転送速度を向上させることができる。 In the booster circuit, the withstand voltage limit of the charge transfer transistor can be relaxed as compared with the conventional circuit. In addition, since the gate voltage of the charge transfer transistor can be increased, the transfer efficiency and transfer speed of the charge transfer transistor can be improved.
以上のように、昇圧回路において電荷転送トランジスタの耐圧制限を緩和することができる。 As described above, the withstand voltage limit of the charge transfer transistor can be relaxed in the booster circuit.
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一の符号を付しその説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
(実施形態1)
図1は、この発明の実施形態1による昇圧回路の構成を示す。この昇圧回路1は、クロック信号CLK1,CLK2に応答して昇圧動作を行い昇圧電圧Vpumpを発生させるものであり、初段ステージ11m,11nと、昇圧ステージ12m,12n,13m,13nと、逆流防止回路14m,14nとを備える。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows the configuration of a booster circuit according to
クロック信号CLK1,CLK2は、互いに相補的に遷移する。ここでは、クロック信号CLK1,CLK2のいずれか一方がローレベル(Vss)からハイレベル(Vdd)へ遷移した後に、他方がハイレベルからローレベルへ遷移するものとする。 Clock signals CLK1 and CLK2 transition complementarily to each other. Here, it is assumed that one of the clock signals CLK1 and CLK2 transitions from the low level (Vss) to the high level (Vdd) and then the other transitions from the high level to the low level.
初段ステージ11m,昇圧ステージ12m,13mは、縦続接続されて、第1の昇圧ステージ列を構成する。初段ステージ11n,昇圧ステージ12n,13nは、縦続接続されて、第2の昇圧ステージ列を構成する。逆流防止回路12mは、第1の昇圧ステージ列に含まれる最終段の昇圧ステージ13mに接続され、逆流防止回路12nは、第2の昇圧ステージ列に含まれる最終段の昇圧ステージ13nに接続される。なお、昇圧回路1が、3個以上の昇圧ステージ列を備えていても良い。
The
第1の昇圧ステージ列において、奇数番目の昇圧ステージ(初段ステージ11m,昇圧ステージ13m)は、クロック信号CLK1に応答して動作し、偶数番目の昇圧ステージ(昇圧ステージ12m)は、クロック信号CLK2に応答して動作する。一方、第2の昇圧ステージ列において、奇数番目の昇圧ステージ(初段ステージ11n,昇圧ステージ13n)は、クロック信号CLK2に応答して動作し、偶数番目の昇圧ステージ(昇圧ステージ12n)は、クロック信号CLK1に応答して動作する。
In the first boost stage row, the odd-numbered boost stages (
なお、初段ステージ11m,11n,昇圧ステージ12m,12n,昇圧ステージ13m,13n,逆流防止回路14m,14nは、それぞれ、互いに対応しており、初段セル11,昇圧セル12,昇圧セル13,逆流防止セル14を構成する。
The
〔昇圧セル〕
図2は、図1に示した昇圧セル12の構成を示す。昇圧ステージ12m,12nは、それぞれ、電荷転送トランジスタ101と、オフスイッチ・トランジスタ102と、オンスイッチ・トランジスタ103と、昇圧容量104とを含む。ここでは、電荷転送トランジスタ101,オフスイッチ・トランジスタ102は、P型トランジスタであり、オンスイッチ・トランジスタ103は、N型トランジスタである。なお、昇圧セル13の構成は、昇圧セル12の構成と同様であるので、ここでは説明を省略する。
[Boost cell]
FIG. 2 shows the configuration of the
電荷転送トランジスタ101は、入力ノードN105と出力ノードN106との間に接続され、入力ノードN105から出力ノードN106へ電荷を転送する。オフスイッチ・トランジスタ102は、出力ノードN106における電圧と電荷転送トランジスタ101のゲート電圧をイコライズして、電荷転送トランジスタ101をオフ状態にする。オンスイッチ・トランジスタ103は、他方の昇圧ステージの入力ノードN105における電圧を電荷転送トランジスタ101のゲートに供給して、電荷転送トランジスタ101をオン状態にする。昇圧容量104の一方端は、出力ノードN106に接続され、昇圧容量104の他方端には、その昇圧容量104が含まれる昇圧ステージに対応するクロック信号(CLK1またはCLK2)が供給される。
The
〔初段セル〕
図3は、図1に示した初段セル11の構成を示す。初段ステージ11m,11nの各々の入力ノードN105,N105は、電源電圧VDDを受ける入力端子Tinに接続される。初段ステージ11m,11nの各々において、オンスイッチ・トランジスタ103のソースには、クロック信号CLK1またはCLK2が供給される。その他の構成は、図2の昇圧セル12と同様である。
[First stage cell]
FIG. 3 shows a configuration of the
〔逆流防止セル〕
図4は、図1に示した逆流防止セル14の構成を示す。逆流防止回路14m,14nは、それぞれ、図2に示した電荷転送トランジスタ101,オフスイッチ・トランジスタ102,オンスイッチ・トランジスタ103,昇圧容量104に加えて、ダイオード接続トランジスタ111をさらに備える。また、昇圧容量104の一方端およびオフスイッチ・トランジスタ102のソースは、出力ノードN106ではなく、中間ノードN107に接続される。ダイオード接続トランジスタ111は、入力ノードN105と中間ノードN107との間に接続され、入力ノードN105の電圧を中間ノードN107に一方向で供給する。昇圧容量104がクロック信号CLK1(あるいはCLK2)に同期してポンピングされることにより、オフスイッチ・トランジスタ102およびオンスイッチ・トランジスタ103がオン/オフする。逆流防止回路14m,14nの各々の出力ノードN106,N106は、昇圧電圧Vpumpを出力するための出力端子Toutに接続される。その他の構成は、図2の昇圧セル12と同様である。
[Backflow prevention cell]
FIG. 4 shows the configuration of the
〔動作〕
次に、図5を参照しつつ、図1に示した昇圧回路による動作について説明する。なお、クロック信号CLK1,CLK2の各々は、電源電位Vddと接地電位Vssとの間で変動するものとし、昇圧回路の出力端子Toutには電流負荷が存在せず且つ電圧リミットがない場合について説明する。また、図中、“VV1”,“VV2”,“VV3”,“VV4”は、以下の通りである。
[Operation]
Next, the operation of the booster circuit shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. Note that each of the clock signals CLK1 and CLK2 varies between the power supply potential Vdd and the ground potential Vss, and a case where there is no current load at the output terminal Tout of the booster circuit and there is no voltage limit will be described. . In the figure, “VV1”, “VV2”, “VV3”, and “VV4” are as follows.
(VV1)=Vdd+α・Vdd
(VV2)=Vdd+2α・Vdd
(VV3)=Vdd+3α・Vdd
(VV4)=Vdd+4α・Vdd−Vt
但し、“α”は、有効な昇圧クロック電圧であり、α≦1である。また、“Vt”は、トランジスタの閾値電圧である。
(VV1) = Vdd + α · Vdd
(VV2) = Vdd + 2α · Vdd
(VV3) = Vdd + 3α · Vdd
(VV4) = Vdd + 4α · Vdd−Vt
However, “α” is an effective boosted clock voltage, and α ≦ 1. “Vt” is a threshold voltage of the transistor.
時刻T1になると、クロック信号CLK1がローレベルからハイレベルへ遷移する。これにより、電圧V11m,V12n,V13m,V14nが上昇する。これにより、電圧V11m〜V14m,V11n〜V14nは、次のようになる。 At time T1, the clock signal CLK1 transitions from a low level to a high level. As a result, the voltages V11m, V12n, V13m, and V14n increase. Accordingly, the voltages V11m to V14m and V11n to V14n are as follows.
(V11m)=(V11n)=Vdd+α・Vdd
(V12m)=(V12n)=Vdd+2α・Vdd
(V13m)=(V13n)=Vdd+3α・Vdd
(V14m)=(V14n)=Vdd+4α・Vdd−Vt
初段ステージ11m,11n,昇圧ステージ12m,12n,13m,13n,逆流防止回路14m,14nの各々では、オンスイッチ・トランジスタ103のゲートとソースとが同電位になるので、オンスイッチ・トランジスタ103が非導通状態になる。
(V11m) = (V11n) = Vdd + α · Vdd
(V12m) = (V12n) = Vdd + 2α · Vdd
(V13m) = (V13n) = Vdd + 3α · Vdd
(V14m) = (V14n) = Vdd + 4α · Vdd−Vt
In each of the
また、初段ステージ11m,11n,昇圧ステージ12m,12n,13m,13nの各々では、オフスイッチ・トランジスタ102のゲート・ソース間電位差(ゲートとソースとの電位差)が“α・Vdd”となり、オフスイッチ・トランジスタ102が導通状態となる。同様に、逆流防止回路14m,14mの各々において、オフスイッチ・トランジスタ102のゲート・ソース間電位差が“α・Vdd−Vt”となり、オフスイッチ・トランジスタ102が導通状態となる。
Further, in each of the
このようにして、初段ステージ11m,11n,昇圧ステージ12m,12n,13m,13n,逆流防止回路14m,14nの各々において電荷転送トランジスタ101は非導通状態に設定される。これにより、クロック信号CLK1,CLK2の遷移時において初段セル11,昇圧セル12,13,逆流防止セル14の各々での電荷の逆流を防止することができる。
In this way, the
時刻T2になると、クロック信号CLK2がハイレベルからローレベルへ遷移する。これにより、電圧V11n,V12m,V13n,V14mが降下する。一方、電圧V11m,V12n,V13m,V14nは変化しない。これにより、電圧V11m〜V14m,V11n〜V14nは、次のようになる。 At time T2, the clock signal CLK2 changes from high level to low level. As a result, the voltages V11n, V12m, V13n, and V14m drop. On the other hand, the voltages V11m, V12n, V13m, and V14n do not change. Accordingly, the voltages V11m to V14m and V11n to V14n are as follows.
(V11m)=Vdd+α・Vdd (V11n)=Vdd
(V12m)=Vdd+α・Vdd (V12n)=Vdd+2α・Vdd
(V13m)=Vdd+3α・Vdd (V13n)=Vdd+2α・Vdd
(V14m)=Vdd+3α・Vdd (V14n)=Vdd+4α・Vdd−Vt
初段ステージ11n,昇圧ステージ12m,13nの各々では、オフスイッチ・トランジスタ102のゲート・ソース間電位差が“0”になり、オフスイッチ・トランジスタ102が非導通状態になる。また、オンスイッチ・トランジスタ103のゲート・ソース間電位差が“α・Vdd”になり、オンスイッチ・トランジスタ103が導通状態になる。これにより、電荷転送トランジスタ101が導通状態になる。
(V11m) = Vdd + α · Vdd (V11n) = Vdd
(V12m) = Vdd + α · Vdd (V12n) = Vdd + 2α · Vdd
(V13m) = Vdd + 3α · Vdd (V13n) = Vdd + 2α · Vdd
(V14m) = Vdd + 3α · Vdd (V14n) = Vdd + 4α · Vdd−Vt
In each of the
一方、初段ステージ11m,昇圧ステージ12n,13mの各々では、オフスイッチ・トランジスタ102が導通状態になるとともに、オンスイッチ・トランジスタ103が非導通状態になる。これにより、電荷転送トランジスタ101が非導通状態になる。
On the other hand, in each of the
また、逆流防止回路14mでは、オフスイッチ・トランジスタ102のゲートとソースとの電位差が“0”になり、オフスイッチ・トランジスタ102が非導通状態になる。また、オンスイッチ・トランジスタ103のゲート・ソース間電位差が“α・Vdd”になり、オンスイッチ・トランジスタが導通状態になる。これにより、電荷転送トランジスタ101が導通状態になる。
In the
一方、逆流防止回路14nでは、オフスイッチ・トランジスタ102が導通状態になるとともに、オンスイッチ・トランジスタ103が非導通状態になる。これにより、電荷転送トランジスタ101が非導通状態になる。
On the other hand, in the
このように、初段ステージ11n,昇圧ステージ12m,13n,逆流防止回路14mの各々において電荷の転送が行われ、電圧V11n,V12m,V13n,昇圧電圧Vpumpが上昇する。また、初段ステージ11m,昇圧ステージ12n,13m,逆流防止回路14nの各々において電荷の逆流を防止することができる。
In this way, charges are transferred in each of the
時刻T3になると、クロック信号CLK2がローレベルからハイレベルへ遷移する。これにより、電圧V11n,V12m,V13n,V14mが上昇する。一方、電圧V11m,V12n,V13m,V14nは変化しない。これにより、電圧V11m〜V14m,V11n〜V14nは、次のようになる。 At time T3, the clock signal CLK2 changes from the low level to the high level. As a result, the voltages V11n, V12m, V13n, and V14m increase. On the other hand, the voltages V11m, V12n, V13m, and V14n do not change. Accordingly, the voltages V11m to V14m and V11n to V14n are as follows.
(V11m)=(V11n)=Vdd+α・Vdd
(V12m)=(V12n)=Vdd+2α・Vdd
(V13m)=(V13n)=Vdd+3α・Vdd
(V14m)=(V14n)=Vdd+4α・Vdd−Vt
初段ステージ11m,11n,昇圧ステージ12m,12n,13m,13n,逆流防止回路14m,14nの各々では、時刻T1と同様の処理が実行される。
(V11m) = (V11n) = Vdd + α · Vdd
(V12m) = (V12n) = Vdd + 2α · Vdd
(V13m) = (V13n) = Vdd + 3α · Vdd
(V14m) = (V14n) = Vdd + 4α · Vdd−Vt
In each of the
時刻T4になると、クロック信号CLK1がハイレベルからローレベルへ遷移する。これにより、電圧V11m,V12n,V13m,V14nが降下する。一方、電圧V11n,V12m,V13n,V14mは変化しない。これにより、電圧V11m〜V14m,V11n〜V14nは、次のようになる。 At time T4, the clock signal CLK1 changes from high level to low level. As a result, the voltages V11m, V12n, V13m, and V14n drop. On the other hand, the voltages V11n, V12m, V13n, and V14m do not change. Accordingly, the voltages V11m to V14m and V11n to V14n are as follows.
(V11m)=Vdd (V11n)=Vdd+α・Vdd
(V12m)=Vdd+2α・Vdd (V12n)=Vdd+α・Vdd
(V13m)=Vdd+2α・Vdd (V13n)=Vdd+3α・Vdd
(V14m)=Vdd+4α・Vdd−Vt (V14n)=Vdd+3α・Vdd
初段ステージ11m,昇圧ステージ12n,13m,逆流防止回路14nの各々では、オンスイッチ・トランジスタ103が導通状態になり、電荷転送トランジスタ101が導通状態になる。一方、初段ステージ11n,昇圧ステージ12m,13n,逆流防止回路14mの各々では、オフスイッチ・トランジスタ102が導通状態になり、電荷転送トランジスタ101が非導通状態になる。
(V11m) = Vdd (V11n) = Vdd + α · Vdd
(V12m) = Vdd + 2α · Vdd (V12n) = Vdd + α · Vdd
(V13m) = Vdd + 2α · Vdd (V13n) = Vdd + 3α · Vdd
(V14m) = Vdd + 4α · Vdd−Vt (V14n) = Vdd + 3α · Vdd
In each of the
このように、初段ステージ11m,昇圧ステージ12n,13m,逆流防止回路14nの各々において電荷の転送が行われ、電圧V11m,V12n,V13m,昇圧電圧Vpumpが上昇する。また、初段ステージ11n,昇圧ステージ12m,13n,逆流防止回路14mの各々において電荷の逆流を防止することができる。
Thus, charge transfer is performed in each of the
時刻T5,T6では、時刻T1,T2と同様の動作が実行される。このようにして、昇圧動作が繰り返される。 At times T5 and T6, operations similar to those at times T1 and T2 are executed. In this way, the boosting operation is repeated.
本実施形態によれば、導通状態である電荷転送トランジスタ101のゲート・ドレイン間電位差およびゲート・ソース間電位差を“Vdd”以下に設定することができ、従来よりも、電荷転送トランジスタの耐圧制限を緩和することができる。また、従来よりも、逆流防止セル14における電荷転送効率を向上させることができる。
According to the present embodiment, the gate-drain potential difference and the gate-source potential difference of the
また、電荷転送トランジスタ101としてP型トランジスタを用いることにより、ツインウエル・プロセスにおいて電荷転送トランジスタ101の基板バイアス効果を削減することができる。さらに、電荷転送トランジスタ101のゲート・基板間電位差を小さくすることができる。
Further, by using a P-type transistor as the
さらに、N型トランジスタ(ここでは、オンスイッチ・トランジスタ103)には、出力ノードN106よりも電圧が低い入力ノードN105が接続されるので、N型トランジスタのゲート・基板間電位差も小さくすることができる。 Further, since the input node N105 having a voltage lower than that of the output node N106 is connected to the N-type transistor (here, the on-switch transistor 103), the potential difference between the gate and the substrate of the N-type transistor can be reduced. .
なお、オフスイッチ・トランジスタ102のソースは、そのオフスイッチ・トランジスタ102を含む昇圧ステージと同一のクロック信号に対応し、且つ、その昇圧ステージと同一段または後段に位置する昇圧ステージの出力ノードN106に接続されていれば良い。
The source of the off-
また、オンスイッチ・トランジスタ103のソースは、そのオンスイッチ・トランジスタ103を含む昇圧ステージとは異なるクロック信号に対応し、且つ、そのオンスイッチ・トランジスタ103を含む昇圧ステージと同一段または前段に位置する昇圧ステージの入力ノードN105に接続されていれば良い。
The source of the on-
また、オフスイッチ・トランジスタ102およびオンスイッチ・トランジスタ103の各々のゲートは、それらのトランジスタ102,103を含む昇圧ステージと同一のクロック信号に対応し、且つ、それらのトランジスタ102,103を含む昇圧ステージと同一段または前段に位置する昇圧ステージの入力ノードN105に接続されていれば良い。
The gates of the
(実施形態2)
図6,図7,図8は、それぞれ、この発明の実施形態2における昇圧セル,初段セル,逆流防止セルの構成を示す。
(Embodiment 2)
6, FIG. 7, and FIG. 8 respectively show the configuration of the booster cell, the first stage cell, and the backflow prevention cell in the second embodiment of the present invention.
〔昇圧セル〕
図6に示した昇圧セル22は、昇圧ステージ22m,22nを含む。昇圧ステージ22m,22nの各々において、オフスイッチ・トランジスタ102のゲートは、その昇圧ステージの入力ノードN105ではなく、他方の昇圧ステージの出力ノードN106に接続される。その他の構成は、図2に示した昇圧セル12と同様である。
[Boost cell]
The boosting
ここで、電圧V11m,V11n,V12m,V12nが、それぞれ、“Vdd+α・Vdd”,“Vdd”,“Vdd+α・Vdd”,“Vdd+2α・Vdd”である場合(すなわち、図5の時刻T2である場合)、図2に示した昇圧ステージ12nでは、オフスイッチ・トランジスタ102のゲート・ソース間電位差は“2α・Vdd”になる。一方、図6に示した昇圧ステージ22nでは、オフスイッチ・トランジスタ102のゲート・ソース間電位差は“α・Vdd”になる。
Here, when the voltages V11m, V11n, V12m, and V12n are “Vdd + α · Vdd”, “Vdd”, “Vdd + α · Vdd”, and “Vdd + 2α · Vdd”, respectively (that is, at time T2 in FIG. 5). 2), the potential difference between the gate and the source of the
同様に、電圧V11m,V11n,V12m,V12nが、それぞれ、“Vdd”,“Vdd+α・Vdd”,“Vdd+2α・Vdd”,“Vdd+α・Vdd”である場合(すなわち、図5の時刻T2の場合)、図6に示した昇圧ステージ22mでは、オフスイッチ・トランジスタ102のゲート・ソース間電位差は“α・Vdd”になる。
Similarly, when the voltages V11m, V11n, V12m, and V12n are “Vdd”, “Vdd + α · Vdd”, “Vdd + 2α · Vdd”, and “Vdd + α · Vdd”, respectively (that is, at time T2 in FIG. 5). In the step-up
〔初段セル〕
図7に示した初段セル21は、初段ステージ21m,21nを含む。初段ステージ21m,21nの各々において、オフスイッチ・トランジスタ102のゲートは、入力端子Tinではなく、他方の初段ステージの出力ノードN106に接続される。その他の構成は、図3に示した初段セル11と同様である。
[First stage cell]
The
〔逆流防止セル〕
図8に示した逆流防止セル24は、逆流防止回路24m,24nを含む。逆流防止回路24m,24nの各々において、オフスイッチ・トランジスタ102のゲートは、その逆流防止回路の入力ノードN105ではなく、他方の逆流防止回路の中間ノードN107に接続される。その他の構成は、図4に示した逆流防止セル14と同様である。
[Backflow prevention cell]
The
以上のように昇圧セル,初段セル,逆流防止セルを構成することにより、電荷転送トランジスタ101,オフスイッチ・トランジスタ102,およびオンスイッチ・トランジスタ103の各々において、ゲート・ドレイン間電位差(ゲートとドレインとの電位差)およびゲート・ソース間電位差を“α・Vdd”以下に設定することができる。これにより、トランジスタの耐圧制限をさらに緩和することができる。
By configuring the boosting cell, the first stage cell, and the backflow prevention cell as described above, in each of the
なお、オフスイッチ・トランジスタ102のゲートは、そのオフスイッチ・トランジスタ102を含む昇圧ステージとは異なるクロック信号に対応し、且つ、そのオフスイッチ・トランジスタ102を含む昇圧ステージと同一段または後段に位置する昇圧ステージの出力ノードN106に接続されていれば良い。
Note that the gate of the off-
(実施形態3)
図9は、この発明の実施形態3における昇圧セルの構成を示す。図9に示した昇圧セル32は、昇圧ステージ32m,32nと、アナログ比較回路301を備える。アナログ比較回路301は、昇圧ステージ32m,32nに対応しており、トランジスタ301a,301bを含む。昇圧ステージ32m,32nの各々において、オフスイッチ・トランジスタ102,オンスイッチ・トランジスタ103の各々のゲートは、ゲート制御ノード301cに接続される。アナログ比較回路301は、昇圧ステージ32m,32nのそれぞれの入力ノードN105,N105のうち電圧が高い方の入力ノードをゲート制御ノード301cに接続する。その他の構成は、図2に示した昇圧セル12と同様である。
(Embodiment 3)
FIG. 9 shows the configuration of the booster cell according to the third embodiment of the present invention. The boosting
〔動作〕
次に、図10を参照しつつ、図9に示した昇圧セル32による動作について説明する。
[Operation]
Next, the operation of the
電圧V11m,V11n,V12m,V12nがそれぞれ、“Vdd+α・Vdd”,“Vdd”,“Vdd+α・Vdd”,“Vdd+2α・Vdd”である場合(例えば、時刻T2から時刻T3までの期間)、アナログ比較回路301では、トランジスタ301aが導通状態になり、昇圧ステージ32mの入力ノードN105がゲート制御ノード301cに接続される。また、昇圧ステージ32mでは、オンスイッチ・トランジスタ103が導通状態になり、電荷転送トランジスタ101が導通状態になる。一方、昇圧ステージ32nでは、オフスイッチ・トランジスタ102が導通状態になり、電荷転送トランジスタ101が非導通状態になる。
When the voltages V11m, V11n, V12m, and V12n are “Vdd + α · Vdd”, “Vdd”, “Vdd + α · Vdd”, and “Vdd + 2α · Vdd” (for example, a period from time T2 to time T3), analog comparison In the
逆に、電圧V11m,V11n,V12m,V12nがそれぞれ、“Vdd”,“Vdd+α・Vdd”,“Vdd+2α・Vdd”,“Vdd+α・Vdd”である場合(例えば、時刻T4から時刻T5までの期間)、アナログ比較回路301では、トランジスタ301bが導通状態になり、昇圧ステージ32nの入力ノードN105がゲート制御ノード301cに接続される。また、昇圧ステージ32mでは、オフスイッチ・トランジスタ102が導通状態になり、電荷転送トランジスタ101が非導通状態になる。一方、昇圧ステージ32nでは、オンスイッチ・トランジスタ103が導通状態になり、電荷転送トランジスタ101が導通状態になる。
Conversely, when the voltages V11m, V11n, V12m, and V12n are “Vdd”, “Vdd + α · Vdd”, “Vdd + 2α · Vdd”, and “Vdd + α · Vdd” (for example, a period from time T4 to time T5). In the
また、電圧V11m,V11nがともに“Vdd+α・Vdd”であり、電圧V12m,V12nがともに“Vdd+2α・Vdd”である場合(例えば、時刻T1からT2までの期間)、アナログ比較回路301では、トランジスタ301a,301bのいずれも非導通状態になる。これにより、ゲート制御ノード301cにおける電圧V301cは、“Vdd+α・Vdd”に維持される。また、昇圧ステージ32m,32nの各々では、オフスイッチ・トランジスタ102が導通状態になり、電荷転送トランジスタ101が非導通状態になる。
When the voltages V11m and V11n are both “Vdd + α · Vdd” and the voltages V12m and V12n are both “Vdd + 2α · Vdd” (for example, a period from time T1 to T2), the
以上のように、ゲート制御ノード301cにおける電圧V301cは、常に、“Vdd+α・Vdd”に維持される。これにより、電荷転送トランジスタ101,オフスイッチ・トランジスタ102,およびオンスイッチ・トランジスタ103の各々において、ゲート・ドレイン間電位差およびゲート・ソース間電位差を常に“α・Vdd”以下に設定することができる。例えば、電圧V11m,V11n,V12m,V12nが、それぞれ、“Vdd+α・Vdd”,“Vdd”,“Vdd+α・Vdd”,“Vdd+2α・Vdd”である場合、図2に示した昇圧ステージ12nでは、オフスイッチ・トランジスタ102のゲート・ソース間電位差は“2α・Vdd”になるが、図9に示した昇圧ステージ32nでは、オフスイッチ・トランジスタ102のゲート・ソース間電位差を“α・Vdd”にすることが可能となる。このように、トランジスタの耐圧制限をさらに緩和することができる。
As described above, the voltage V301c at the
また、オフスイッチ・トランジスタ102およびオンスイッチ・トランジスタ103の各々のゲートにおける充放電電荷量を低減することができる。
Further, the charge / discharge charge amount at each gate of the
なお、アナログ比較回路301は、クロック信号CLK1に対応する昇圧ステージと、クロック信号CLK2に対応し且つその昇圧ステージと同一段に位置する昇圧ステージとに対応していれば良い。
Note that the
(実施形態3の変形例)
また、図11のように、アナログ比較回路301が、昇圧ステージ32mの出力ノードN106における電圧と昇圧ステージ32nの出力ノードN106における電圧とを比較し、その比較結果に応じて昇圧ステージ32m,32nのそれぞれの出力ノードN106,N106のいずれか一方を選択するように構成しても良い。図11に示した昇圧セル32aでは、アナログ比較回路301は、昇圧ステージ32m,32nのそれぞれの出力ノードN106,N106のうち電圧が低い方の出力ノードをゲート制御ノード301cに接続する。
(Modification of Embodiment 3)
Further, as shown in FIG. 11, the
このように構成した場合も、電荷転送トランジスタ101,オフスイッチ・トランジスタ102,およびオンスイッチ・トランジスタ103の各々において、ゲート・ドレイン間電位差およびゲート・ソース間電位差を常に“α・Vdd”以下に設定することができる。
Even in such a configuration, in each of the
(実施形態4)
図12は、この発明の実施形態4における昇圧セルの構成を示す。図12に示した昇圧セル42において、昇圧ステージ42m,42nは、それぞれ、図2に示した電荷転送トランジスタ101,オフスイッチ・トランジスタ102,オンスイッチ・トランジスタ103,昇圧容量104に加えて、サブ電荷転送トランジスタ401を含む。サブ電荷転送トランジスタ401は、電荷転送トランジスタ101と同極性のトランジスタであり、電荷転送トランジスタ101とともに入力ノードN105と出力ノードN106との間に直列に接続される。電荷転送トランジスタ101とサブ電荷転送トランジスタ401との接続点は、ゲート制御ノード402に接続される。また、昇圧ステージ42m,42nの各々において、オフスイッチ・トランジスタ102,オンスイッチ・トランジスタ103の各々のゲートは、ゲート制御ノード402に接続される。
(Embodiment 4)
FIG. 12 shows the configuration of a booster cell according to Embodiment 4 of the present invention. In the boosting
なお、昇圧ステージ42m,42nの各々では、面積削減のために、電荷転送トランジスタ101のウエルとサブ電荷転送トランジスタ401のウエルとが接続されている。
In each of the boosting
〔動作〕
次に、図12に示した昇圧セル42による動作について説明する。
[Operation]
Next, the operation of the
電圧V11m,V11n,V12m,V12nがそれぞれ、“Vdd+α・Vdd”,“Vdd”,“Vdd+α・Vdd”,“Vdd+2α・Vdd”である場合、昇圧ステージ42mではサブ電荷転送トランジスタ401が導通状態になる一方、昇圧ステージ42nではサブ電荷転送トランジスタ401が非導通状態になる。これにより、ゲート制御ノード402における電圧は“Vdd+α・Vdd”になる。また、昇圧ステージ32mでは、オンスイッチ・トランジスタ103が導通状態になり、電荷転送トランジスタ101が導通状態になる。一方、昇圧ステージ32nでは、オフスイッチ・トランジスタ102が導通状態になり、電荷転送トランジスタ101が非導通状態になる。
When the voltages V11m, V11n, V12m, and V12n are “Vdd + α · Vdd”, “Vdd”, “Vdd + α · Vdd”, and “Vdd + 2α · Vdd”, the
逆に、電圧V11m,V11n,V12m,V12nがそれぞれ、“Vdd”,“Vdd+α・Vdd”,“Vdd+2α・Vdd”,“Vdd+α・Vdd”である場合、昇圧ステージ42mではサブ電荷転送トランジスタ401が非導通状態になる一方、昇圧ステージ42nではサブ電荷転送トランジスタ401が導通状態になる。これにより、ゲート制御ノード402における電圧は“Vdd+α・Vdd”になる。また、昇圧ステージ32mでは、オフスイッチ・トランジスタ102が導通状態になり、電荷転送トランジスタ101が非導通状態になる。一方、昇圧ステージ32nでは、オンスイッチ・トランジスタ103が導通状態になり、電荷転送トランジスタ101が導通状態になる。
Conversely, when the voltages V11m, V11n, V12m, and V12n are “Vdd”, “Vdd + α · Vdd”, “Vdd + 2α · Vdd”, and “Vdd + α · Vdd”, respectively, the
また、電圧V11m,V11nがともに“Vdd+α・Vdd”であり、電圧V12m,V12nがともに“Vdd+2α・Vdd”である場合、昇圧ステージ42m,42nのいずれにおいてもサブ電荷転送トランジスタ401が非導通状態になる。これにより、ゲート制御ノード402における電圧は“Vdd+α・Vdd”のまま維持される。また、昇圧ステージ32m,32nの各々では、オフスイッチ・トランジスタ102が導通状態になり、電荷転送トランジスタ101が非導通状態になる。
Further, when the voltages V11m and V11n are both “Vdd + α · Vdd” and the voltages V12m and V12n are both “Vdd + 2α · Vdd”, the
以上のように、ゲート制御ノード402における電圧は、常に、“Vdd+α・Vdd”に維持される。これにより、電荷転送トランジスタ101,オフスイッチ・トランジスタ102,およびオンスイッチ・トランジスタ103の各々において、ゲート・ドレイン間電位差およびゲート・ソース間電位差を常に“α・Vdd”以下に設定することができ、トランジスタの耐圧制限をさらに緩和することができる。
As described above, the voltage at the
なお、サブ電荷転送トランジスタ401のゲートは、そのサブ電荷転送トランジスタ401を含む昇圧ステージとは異なるクロック信号に対応し、そのサブ電荷転送トランジスタ401を含む昇圧ステージと同一段または前段に位置する昇圧ステージの入力ノードN105に接続されていれば良い。
Note that the gate of the sub
(実施形態4の変形例)
また、図13に示した昇圧セル42aのように、図12に示したサブ電荷転送トランジスタ401と図9に示したアナログ比較回路301とを併用しても良い。このように構成することにより、電荷転送トランジスタ101,オフスイッチ・トランジスタ102,オンスイッチ・トランジスタ103,およびサブ電荷転送トランジスタ401の各々においてゲート・ドレイン間電位差,ゲート・ソース間電位差を“α・Vdd”以下に設定することができるだけでなく、電荷転送トランジスタ101およびサブ電荷転送トランジスタ401の各々の拡散容量における充放電電荷量を低減することができる。
(Modification of Embodiment 4)
Further, like the boosting
(実施形態5)
図14,図15,図16は、それぞれ、この発明の実施形態5における昇圧セル,初段セル,逆流防止セルの構成を示す。
(Embodiment 5)
14, FIG. 15, and FIG. 16 show the configurations of the booster cell, the first stage cell, and the backflow prevention cell in the fifth embodiment of the present invention, respectively.
〔昇圧セル〕
図14に示した昇圧セル52,53は、それぞれ、昇圧ステージ52m,52n,昇圧ステージ53m,53nを含む。昇圧ステージ52m,52n,昇圧ステージ53m,53nは、それぞれ、電荷転送トランジスタ501と、オフスイッチ・トランジスタ502と、オンスイッチ・トランジスタ503と、昇圧容量104とを含む。ここでは、電荷転送トランジスタ501,オフスイッチ・トランジスタ502は、N型トランジスタであり、オンスイッチ・トランジスタ503は、P型トランジスタである。
[Boost cell]
Boosting
電荷転送トランジスタ501は、入力ノードN105と出力ノードN106との間に接続され、入力ノードN105から出力ノードN106へ電荷を転送する。オフスイッチ・トランジスタ502は、入力ノードN105における電圧と電荷転送トランジスタ501のゲート電圧をイコライズして、電荷転送トランジスタ501をオフ状態にする。オンスイッチ・トランジスタ503は、他方の昇圧ステージの出力ノードN106における電圧を電荷転送トランジスタ501のゲートに供給して、電荷転送トランジスタ501をオン状態にする。
The
〔初段セル〕
図15に示した初段セル51は、初段ステージ51m,51nを含む。初段ステージ51m,51nでは、入力ノードN105およびオフスイッチ・トランジスタ502のゲートは、入力端子Tinに接続され、オフスイッチ・トランジスタ502のソースにクロック信号CLK1またはCLK2が供給される。その他の構成は、図14に示した昇圧セル52と同様である。
[First stage cell]
The
〔逆流防止セル〕
図16に示した逆流防止セル54は、逆流防止回路54m,54nを含む。逆流防止回路54m,54nは、それぞれ、図14に示した電荷転送トランジスタ501,オフスイッチ・トランジスタ502,オンスイッチ・トランジスタ503,昇圧容量104に加えて、ダイオード接続トランジスタ511をさらに備える。また、昇圧容量104の一方端およびオンスイッチ・トランジスタ503のソースは、出力ノードN106ではなく、中間ノードN107に接続される。ダイオード接続トランジスタ511は、入力ノードN105と中間ノードN107との間に接続され、入力ノードN105の電圧を中間ノードN107およびオンスイッチ・トランジスタ103のゲートに一方向で供給する。昇圧容量104がクロック信号CLK1(あるいはCLK2)に同期してポンピングされることにより、オフスイッチ・トランジスタ502およびオンスイッチ・トランジスタ503がオン/オフする。逆流防止回路54m,54nの各々の出力ノードN106,N106は、出力端子Toutに接続される。その他の構成は、図14に示した昇圧セル52と同様である。
[Backflow prevention cell]
The
〔動作〕
次に、図17を参照しつつ、実施形態5による昇圧回路の動作について説明する。なお、ここでは、クロック信号CLK1,CLK2のいずれか一方がハイレベル(Vdd)からローレベル(Vss)へ遷移した後に、他方がローレベルからハイレベルへ遷移するものとする。
[Operation]
Next, the operation of the booster circuit according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG. Here, it is assumed that one of the clock signals CLK1 and CLK2 transitions from the high level (Vdd) to the low level (Vss) and then the other transitions from the low level to the high level.
時刻T1になると、クロック信号CLK2がハイレベルからローレベルへ遷移する。これにより、電圧V51n,V52m,V53n,V54mが降下する。これにより、電圧51m〜V54m,V51n〜V54nは、次のようになる。
At time T1, the clock signal CLK2 changes from high level to low level. As a result, the voltages V51n, V52m, V53n, and V54m drop. Accordingly, the
(V51m)=(V51n)=Vdd
(V52m)=(V52n)=Vdd+α・Vdd
(V53m)=(V53n)=Vdd+2α・Vdd
(V54m)=(V54n)=Vdd+3α・Vdd
初段ステージ51m,51n,昇圧ステージ52m,52n,53m,53n,逆流防止回路54m,54nの各々では、オフスイッチ・トランジスタ502のゲートとソースとが同電位になるので、オフスイッチ・トランジスタ102が非導通状態になる。また、オンスイッチ・トランジスタ503のゲートとソースとが同電位になるので、オンスイッチ・トランジスタ503も非導通状態になる。これにより、クロック信号CLK1,CLK2の遷移時において、初段セル51,昇圧セル52,53,逆流防止セル54の各々における電荷の逆流を防止することができる。
(V51m) = (V51n) = Vdd
(V52m) = (V52n) = Vdd + α · Vdd
(V53m) = (V53n) = Vdd + 2α · Vdd
(V54m) = (V54n) = Vdd + 3α · Vdd
In each of the
時刻T2になると、クロック信号CLK1がハイレベルからローレベルへ遷移する。これにより、電圧V51m,V52n,V53m,V54nが上昇する。一方、電圧V51n,V52m,V53n,V54mは変化しない。これにより、電圧51m〜V54m,V51n〜V54nは、次のようになる。
At time T2, the clock signal CLK1 changes from high level to low level. As a result, the voltages V51m, V52n, V53m, and V54n increase. On the other hand, the voltages V51n, V52m, V53n, and V54m do not change. Accordingly, the
(V51m)=Vdd+α・Vdd (V51n)=Vdd
(V52m)=Vdd+α・Vdd (V52n)=Vdd+2α・Vdd
(V53m)=Vdd+3α・Vdd (V53n)=Vdd+2α・Vdd
(V54m)=Vdd+3α・Vdd (V54n)=Vdd+4α・Vdd−Vt
初段ステージ51mでは、オフスイッチ・トランジスタ502のゲート・ソース間電位差が“Vdd”になるので、オフスイッチ・トランジスタ502が導通状態となり、電荷転送トランジスタ501が非導通状態になる。一方、初段ステージ51nでは、オンスイッチ・トランジスタ503のゲート・ソース間電位差が“α・Vdd”になるので、オンスイッチ・トランジスタ503が導通状態となり、電荷転送トランジスタ501が導通状態になる。
(V51m) = Vdd + α · Vdd (V51n) = Vdd
(V52m) = Vdd + α · Vdd (V52n) = Vdd + 2α · Vdd
(V53m) = Vdd + 3α · Vdd (V53n) = Vdd + 2α · Vdd
(V54m) = Vdd + 3α · Vdd (V54n) = Vdd + 4α · Vdd−Vt
In the
また、昇圧ステージ52n,53mの各々では、オフスイッチ・トランジスタ502のゲート・ソース間電位差が“α・Vdd”になるので、オフスイッチ・トランジスタ502が導通状態となり、電荷転送トランジスタ501が非導通状態になる。一方、昇圧ステージ52m,53nの各々では、オンスイッチ・トランジスタ503のゲート・ソース間電位差が“α・Vdd”になるので、オンスイッチ・トランジスタ503が導通状態となり、電荷転送トランジスタ501が導通状態になる。
Further, in each of the boosting
また、逆流防止回路54nでは、オフスイッチ・トランジスタ502のゲート・ソース間電位差が“α・Vdd”となるので、オフスイッチ・トランジスタ502が導通状態となり、電荷転送トランジスタ501が非導通状態となる。一方、逆流防止回路54mでは、オンスイッチ・トランジスタ503のゲート・ソース間電位差が“α・Vdd−Vt”となるので、オンスイッチ・トランジスタ503が導通状態となり、電荷転送トランジスタ501が導通状態となる。
In the
このように、初段ステージ51n,昇圧ステージ52m,53n,逆流防止回路54mの各々において電荷の転送が行われ、電圧V51n,V52m,V53n,昇圧電圧Vpumpが上昇する。また、初段ステージ51m,昇圧ステージ52n,53n,逆流防止回路54nの各々において電荷の逆流を防止することができる。
In this way, charges are transferred in each of the
時刻T3になると、クロック信号CLK1がハイレベルからローレベルへ遷移する。これにより、電圧V51m,V52n,V53m,V54nが降下する。一方、電圧V51n,V52m,V53n,V54mは変化しない。これにより、電圧51m〜V54m,V51n〜V54nは、次のようになる。
At time T3, the clock signal CLK1 changes from high level to low level. As a result, the voltages V51m, V52n, V53m, and V54n drop. On the other hand, the voltages V51n, V52m, V53n, and V54m do not change. Accordingly, the
(V51m)=(V51n)=Vdd
(V52m)=(V52n)=Vdd+α・Vdd
(V53m)=(V53n)=Vdd+2α・Vdd
(V54m)=(V54n)=Vdd+3α・Vdd
初段ステージ51m,51n,昇圧ステージ52m,52n,53m,53n,逆流防止回路54m,54nの各々では、時刻T1と同様の処理が実行される。
(V51m) = (V51n) = Vdd
(V52m) = (V52n) = Vdd + α · Vdd
(V53m) = (V53n) = Vdd + 2α · Vdd
(V54m) = (V54n) = Vdd + 3α · Vdd
In each of the
時刻T4になると、クロック信号CLK2がローレベルからハイレベルへ遷移する。これにより、電圧V51n,V52m,V53n,V54mが上昇する。一方、電圧V51m,V52n,V53m,V54nは変化しない。これにより、電圧V51m〜V54m,V51n〜V54nは、次のようになる。 At time T4, the clock signal CLK2 changes from the low level to the high level. As a result, the voltages V51n, V52m, V53n, and V54m increase. On the other hand, the voltages V51m, V52n, V53m, and V54n do not change. Thereby, the voltages V51m to V54m and V51n to V54n are as follows.
(V51m)=Vdd (V51n)=Vdd+α・Vdd
(V52m)=Vdd+2α・Vdd (V52n)=Vdd+α・Vdd
(V53m)=Vdd+2α・Vdd (V53n)=Vdd+3α・Vdd
(V54m)=Vdd+4α・Vdd−Vt (V54n)=Vdd+3α・Vdd
初段ステージ51n,昇圧ステージ52m,53n,逆流防止回路54mでは、オフスイッチ・トランジスタ502が導通状態となり、電荷転送トランジスタ501が非導通状態になる。一方、初段ステージ51m,昇圧ステージ52n,53m,逆流防止回路54nでは、オンスイッチ・トランジスタ503が導通状態となり、電荷転送トランジスタ501が導通状態になる。
(V51m) = Vdd (V51n) = Vdd + α · Vdd
(V52m) = Vdd + 2α · Vdd (V52n) = Vdd + α · Vdd
(V53m) = Vdd + 2α · Vdd (V53n) = Vdd + 3α · Vdd
(V54m) = Vdd + 4α · Vdd−Vt (V54n) = Vdd + 3α · Vdd
In the
このように、初段ステージ51m,昇圧ステージ52n,53m,逆流防止回路54nの各々において電荷の転送が行われ、電圧V51m,V52n,V53m,昇圧電圧Vpumpが上昇する。
In this way, charges are transferred in each of the
時刻T5,T6では、時刻T1,T2と同様の動作が実行される。このようにして、昇圧動作が繰り返される。 At times T5 and T6, operations similar to those at times T1 and T2 are executed. In this way, the boosting operation is repeated.
以上のように、電荷転送トランジスタ501,オフスイッチ・トランジスタ502,オンスイッチ・トランジスタ503の各々において、ゲート・ソース間電圧およびゲート・ドレイン間電位を“α・Vdd”以下に設定することができる。これにより、従来よりも、トランジスタの耐圧制限を緩和することができる。また、従来よりも、逆流防止セル54における電荷転送効率を向上させることができる。
As described above, in each of the
なお、オフスイッチ・トランジスタ502のソースは、そのオフスイッチ・トランジスタ502を含む昇圧ステージと同一のクロック信号に対応し、且つ、そのオフスイッチ・トランジスタ502を含む昇圧ステージと同一段または前段に位置する昇圧ステージの入力ノードN105に接続されていれば良い。
The source of the off-
また、オンスイッチ・トランジスタ503のソースは、そのオンスイッチ・トランジスタ503を含む昇圧ステージとは異なるクロック信号に対応し、且つ、その昇圧ステージと同一段または後段に位置する昇圧ステージの出力ノードN106に接続されていれば良い。
The source of the on-
さらに、オフスイッチ・トランジスタ502のゲートは、そのオフスイッチ・トランジスタ502を含む昇圧ステージとは異なるクロック信号に対応し、且つ、そのオフスイッチ・トランジスタ502を含む昇圧ステージと同一段または前段に位置する昇圧ステージの入力ノードN105に接続されていれば良い。
Further, the gate of the off-
また、オンスイッチ・トランジスタ503のゲートは、そのオンスイッチ・トランジスタ503を含む昇圧ステージと同一のクロック信号に対応し、且つ、そのオンスイッチ・トランジスタ503を含む昇圧ステージと同一段または後段に位置する昇圧ステージの出力ノードN106に接続されていれば良い。
Further, the gate of the on-
(実施形態5の変形例)
なお、図18のように、電荷転送トランジスタ501と出力ノードN106との間にサブ電荷転送トランジスタ504を接続しても良い。図18に示した昇圧セル52aでは、クロック信号CLK1,CLK2の最大電圧値以下の電圧によってトランジスタ501,502,503を駆動させることができるので、トランジスタの耐圧制限をさらに緩和することができる。
(Modification of Embodiment 5)
As shown in FIG. 18, a sub
(実施形態6)
図19は、この発明の実施形態6における昇圧セルの構成を示す。図19に示した昇圧セル62は、昇圧ステージ62m,62nと、アナログ比較回路601を備える。アナログ比較回路601は、昇圧ステージ62m,62nに対応しており、トランジスタ601a,601bを含む。昇圧ステージ62m,62nの各々において、オフスイッチ・トランジスタ502,オンスイッチ・トランジスタ503の各々のゲートは、ゲート制御ノード601cに接続される。アナログ比較回路601は、昇圧ステージ62m,62nのそれぞれの出力ノードN106,N106のうち電圧が低い方の出力ノードをゲート制御ノード601cに接続する。その他の構成は、図14に示した昇圧セル52と同様である。
(Embodiment 6)
FIG. 19 shows the configuration of a booster cell according to the sixth embodiment of the present invention. The boosting
〔動作〕
次に、図20を参照しつつ図19に示した昇圧セル62による動作について説明する。
[Operation]
Next, the operation of the
電圧V51m,V51n,V52m,V52nがそれぞれ、“Vdd”,“Vdd+α・Vdd”,“Vdd+2α・Vdd”,“Vdd+α・Vdd”である場合(例えば、時刻T2から時刻T3までの期間)、アナログ比較回路601では、トランジスタ601bが導通状態になり、昇圧ステージ62nの出力ノードN106がゲート制御ノード601cに接続される。また、昇圧ステージ62mでは、オフスイッチ・トランジスタ502が導通状態になり、電荷転送トランジスタ501が非導通状態になる。一方、昇圧ステージ62nでは、オンスイッチ・トランジスタ503が導通状態になり、電荷転送トランジスタ501が導通状態になる。
When the voltages V51m, V51n, V52m, and V52n are “Vdd”, “Vdd + α · Vdd”, “Vdd + 2α · Vdd”, and “Vdd + α · Vdd” (for example, the period from time T2 to time T3), analog comparison In the
逆に、電圧V51m,V51n,V52m,V52nがそれぞれ、“Vdd+α・Vdd”,“Vdd”,“Vdd+α・Vdd”,“Vdd+2α・Vdd”である場合(例えば、時刻T4から時刻T5までの期間)、アナログ比較回路601では、トランジスタ601aが導通状態になり、昇圧ステージ62mの出力ノードN106がゲート制御ノード601cに接続される。また、昇圧ステージ62mでは、オンスイッチ・トランジスタ503が導通状態になり、電荷転送トランジスタ501が導通状態になる。一方、昇圧ステージ62nでは、オフスイッチ・トランジスタ502が導通状態になり、電荷転送トランジスタ101が非導通状態になる。
Conversely, when the voltages V51m, V51n, V52m, and V52n are “Vdd + α · Vdd”, “Vdd”, “Vdd + α · Vdd”, and “Vdd + 2α · Vdd” (for example, a period from time T4 to time T5). In the
また、電圧V51m,V51nがともに“Vdd”であり、電圧V52m,V52nがともに“Vdd+α・Vdd”である場合(例えば、時刻T1からT2までの期間)、アナログ比較回路601では、トランジスタ601a,601bのいずれも非導通状態になる。これにより、ゲート制御ノード601cにおける電圧V601cは、“Vdd+α・Vdd”に維持される。また、昇圧ステージ62m,62nの各々では、オフスイッチ・トランジスタ502が導通状態になり、電荷転送トランジスタ501が非導通状態になる。
When the voltages V51m and V51n are both “Vdd” and the voltages V52m and V52n are both “Vdd + α · Vdd” (for example, a period from time T1 to T2), the
以上のように、ゲート制御ノード601cにおける電圧V601cは、常に、“Vdd+α・Vdd”に維持される。これにより、電荷転送トランジスタ501,オフスイッチ・トランジスタ502,およびオンスイッチ・トランジスタ503の各々において、ゲート・ドレイン間電位差およびゲート・ソース間電位差を常に“α・Vdd”以下に設定することができる。これにより、トランジスタの耐圧制限をさらに緩和することができる。
As described above, the voltage V601c at the
また、オフスイッチ・トランジスタ502およびオンスイッチ・トランジスタ503の各々のゲートにおける充放電電荷量を低減することができる。
Further, the charge / discharge charge amount at the gate of each of the
なお、アナログ比較回路601は、クロック信号CLK1に対応する昇圧ステージと、クロック信号CLK2に対応し且つその昇圧ステージと同一段に位置する昇圧ステージとに対応していれば良い。
Note that the
(実施形態6の変形例)
また、図21のように、アナログ比較回路601が、昇圧ステージ62mの入力ノードN105における電圧と昇圧ステージ62nの入力ノードN105における電圧とを比較し、その比較結果に応じて昇圧ステージ62m,62nのそれぞれの入力ノードN105,N105のいずれか一方を選択するように構成しても良い。図21に示した昇圧セル62aでは、アナログ比較回路601は、昇圧ステージ32m,32nのそれぞれの入力ノードN105,N105のうち電圧が高い方の入力ノードをゲート制御ノード601cに接続する。
(Modification of Embodiment 6)
Further, as shown in FIG. 21, the
このように構成した場合も、電荷転送トランジスタ501,オフスイッチ・トランジスタ502,およびオンスイッチ・トランジスタ503の各々において、ゲート・ドレイン間電位差およびゲート・ソース間電位差を常に“α・Vdd”以下に設定することができる。
Even in such a configuration, in each of the
(実施形態7)
図22は、この発明の実施形態7による昇圧セルの構成を示す。図22に示した昇圧セル72において、昇圧ステージ72m,72nは、それぞれ、図14に示した電荷転送トランジスタ501,オフスイッチ・トランジスタ502,オンスイッチ・トランジスタ503,昇圧容量104に加えて、サブ電荷転送トランジスタ701を含む。サブ電荷転送トランジスタ701は、電荷転送トランジスタ501と同極性のトランジスタであり、電荷転送トランジスタ501とともに入力ノードN105と出力ノードN106との間に直列に接続される。電荷転送トランジスタ501とサブ電荷転送トランジスタ701との接続点は、ゲート制御ノード702に接続される。また、昇圧ステージ72m,72nの各々において、オフスイッチ・トランジスタ502,オンスイッチ・トランジスタ503の各々のゲートは、ゲート制御ノード702に接続される。
(Embodiment 7)
FIG. 22 shows a configuration of the booster cell according to the seventh embodiment of the present invention. In the boosting
なお、昇圧ステージ72m,72nの各々では、面積削減のために、電荷転送トランジスタ501のウエルとサブ電荷転送トランジスタ701のウエルとが接続されている。
In each of the boosting
〔動作〕
次に、図22に示した昇圧セル42による動作について説明する。
[Operation]
Next, the operation of the
電圧V51m,V51n,V52m,V52nがそれぞれ、“Vdd+α・Vdd”,“Vdd”,“Vdd+α・Vdd”,“Vdd+2α・Vdd”である場合、昇圧ステージ72mではサブ電荷転送トランジスタ701が導通状態になる一方、昇圧ステージ42nではサブ電荷転送トランジスタ701が非導通状態になる。これにより、ゲート制御ノード702における電圧は“Vdd+α・Vdd”になる。また、昇圧ステージ72mでは、オンスイッチ・トランジスタ503が導通状態になり、電荷転送トランジスタ501が導通状態になる。一方、昇圧ステージ72nでは、オフスイッチ・トランジスタ502が導通状態になり、電荷転送トランジスタ501が非導通状態になる。
When the voltages V51m, V51n, V52m, and V52n are “Vdd + α · Vdd”, “Vdd”, “Vdd + α · Vdd”, and “Vdd + 2α · Vdd”, the
逆に、電圧V51m,V51n,V52m,V52nがそれぞれ、“Vdd”,“Vdd+α・Vdd”,“Vdd+2α・Vdd”,“Vdd+α・Vdd”である場合、昇圧ステージ72mではサブ電荷転送トランジスタ701が非導通状態になる一方、昇圧ステージ72nではサブ電荷転送トランジスタ701が導通状態になる。これにより、ゲート制御ノード702における電圧は“Vdd+α・Vdd”になる。また、昇圧ステージ72mでは、オフスイッチ・トランジスタ502が導通状態になり、電荷転送トランジスタ501が非導通状態になる。一方、昇圧ステージ72nでは、オンスイッチ・トランジスタ503が導通状態になり、電荷転送トランジスタ501が導通状態になる。
Conversely, when the voltages V51m, V51n, V52m, and V52n are “Vdd”, “Vdd + α · Vdd”, “Vdd + 2α · Vdd”, and “Vdd + α · Vdd”, respectively, the
また、電圧V51m,V51nがともに“Vdd+α・Vdd”であり、電圧V52m,V52nがともに“Vdd+2α・Vdd”である場合、昇圧ステージ72m,72nのいずれにおいてもサブ電荷転送トランジスタ701が非導通状態になる。これにより、ゲート制御ノード702における電圧は“Vdd+α・Vdd”のまま維持される。また、昇圧ステージ72m,72nの各々では、オフスイッチ・トランジスタ502が導通状態になり、電荷転送トランジスタ501が非導通状態になる。
Further, when the voltages V51m and V51n are both “Vdd + α · Vdd” and the voltages V52m and V52n are both “Vdd + 2α · Vdd”, the sub
以上のように、ゲート制御ノード702における電圧は、常に、“Vdd+α・Vdd”に維持される。これにより、電荷転送トランジスタ501,オフスイッチ・トランジスタ502,およびオンスイッチ・トランジスタ503の各々において、ゲート・ドレイン間電位差およびゲート・ソース間電位差を常に“α・Vdd”以下に設定することができ、トランジスタの耐圧制限をさらに緩和することができる。
As described above, the voltage at the
なお、サブ電荷転送トランジスタ701のゲートは、そのサブ電荷転送トランジスタ401を含む昇圧ステージとは異なるクロック信号に対応し、そのサブ電荷転送トランジスタ701を含む昇圧ステージと同一段または後段に位置する昇圧ステージの出力ノードN106に接続されていれば良い。
Note that the gate of the sub
(実施形態7の変形例)
なお、図23に示した昇圧セル72aのように、図22に示したサブ電荷転送トランジスタ701と図19に示したアナログ比較回路601とを併用しても良い。このように構成することにより、電荷転送トランジスタ501,オフスイッチ・トランジスタ502,オンスイッチ・トランジスタ503,およびサブ電荷転送トランジスタ701の各々においてゲート・ドレイン間電位差,ゲート・ソース間電位差を“α・Vdd”以下に設定することができるだけでなく、電荷転送トランジスタ501およびサブ電荷転送トランジスタ701の各々の拡散容量における充放電電荷量を低減することができる。
(Modification of Embodiment 7)
23, the sub
(逆流防止セルの変形例)
以上の各実施形態における逆流防止セルに代えて、図24〜図30の各々に示された逆流防止セル54a〜54gを昇圧回路に使用しても良い。
(Modification of backflow prevention cell)
Instead of the backflow prevention cell in each of the above embodiments, the
〔逆流防止セルの変形例1〕
図24に示した逆流防止セル54aは、図16に示した逆流防止回路54m,54nを含む。逆流防止回路54m,54nの各々において、オフスイッチ・トランジスタ502,オンスイッチ・トランジスタ503の各々のゲートは、ゲート制御ノード521に接続される。ゲート制御ノード521は、出力端子Toutに接続される。その他の構成は、図16に示した逆流防止セル54と同様である。
[
The
このように構成することにより、電荷転送トランジスタ501,オフスイッチ・トランジスタ502,およびオンスイッチ・トランジスタ503の各々において、ゲート・ソース間電圧およびゲート・ドレイン間電位を常に“α・Vdd”以下に設定することができる。また、オフスイッチ・トランジスタ502とオンスイッチ・トランジスタ503の各々のゲートにおける充放電電荷量を低減することができる。
With this configuration, in each of the
〔逆流防止セルの変形例2〕
図25に示した逆流防止セル54bは、図24に示した逆流防止回路54m,54nと、図19に示したアナログ比較回路601とを含む。逆流防止回路54m,54nの各々において、オフスイッチ・トランジスタ502,オンスイッチ・トランジスタ503の各々のゲートは、ゲート制御ノード601cに接続される。その他の構成は、図24に示した逆流防止セル54aと同様である。
[Modification 2 of backflow prevention cell]
The
このように構成した場合も、図24に示した逆流防止セル54aと同様の効果を得ることができる。
Even in such a configuration, the same effect as the
〔逆流防止セルの変形例3〕
図26に示した逆流防止セル54cでは、逆流防止回路54m,54nの各々は、図16に示した電荷転送トランジスタ501,オフスイッチ・トランジスタ502,オンスイッチ・トランジスタ503,昇圧容量104,ダイオード接続トランジスタ511に加えて、図22に示したサブ電荷転送トランジスタ701を含む。電荷転送トランジスタ501とサブ電荷転送トランジスタ701との接続点は、ゲート制御ノード521に接続される。オフスイッチ・トランジスタ502,オンスイッチ・トランジスタ503の各々のゲートも、ゲート制御ノード521に接続される。ダイオード接続トランジスタ511は、電荷転送トランジスタ501とサブ電荷転送トランジスタ701との接続点と中間ノードN107との間に接続される。
[Modification 3 of backflow prevention cell]
In the
このように構成することにより、電荷転送トランジスタ501の各端子間電圧を“α・Vdd”以下に設定することができる。
With this configuration, the voltage between the terminals of the
〔逆流防止セルの変形例4〕
図27に示した逆流防止セル54dでは、出力ノードN106ではなくゲート制御ノード521が出力端子Toutに接続される。出力ノードN106は、中間ノードN107に接続される。その他の構成は、図26に示した逆流防止セル54cと同様である。
[Modification 4 of Backflow Prevention Cell]
In the
このように構成することにより、電荷転送トランジスタ501の各端子間電圧を“α・Vdd”以下に設定することができる。また、中間ノードN107と出力端子Toutとの間にサブ電荷転送トランジスタ701を接続することにより、中間ノードN107を入力ノードN105とを同電位に設定した後に昇圧動作を実行することができる。したがって、電荷転送トランジスタ501のゲート電圧を高くする(具体的には、閾値電圧Vt分)ことができるので、電荷転送トランジスタ501の転送効率,転送速度を向上させることができる。
With this configuration, the voltage between the terminals of the
〔逆流防止セルの変形例5〕
図28に示した逆流防止セル54eでは、ダイオード接続トランジスタ511は、電源ノードと中間ノードN107との間に接続される。その他の構成は、図27に示した逆流防止セル54dと同様である。
[Modification 5 of Backflow Prevention Cell]
In the
このように構成することにより、ダイオード接続トランジスタ511の寄生容量による影響を取り除くことができ、昇圧効率を向上させることができる。
With this configuration, the influence of the parasitic capacitance of the diode-connected
〔逆流防止セルの変形例6〕
図29に示した逆流防止セル54fでは、オフスイッチ・トランジスタ502,オンスイッチ・トランジスタ503の各々のゲートは、出力ノードN106に接続される。電荷転送トランジスタ501とサブ電荷転送トランジスタ701との接続点は、ゲート制御ノード702に接続され、ゲート制御ノード702は、出力端子Toutに接続される。その他の構成は、図28に示した逆流防止セル54eと同様である。
[Modification 6 of Backflow Prevention Cell]
In the
このように構成した場合も、ダイオード接続トランジスタ511の寄生容量による影響を取り除くことができ、昇圧効率を向上させることができる。
Even in such a configuration, the influence of the parasitic capacitance of the diode-connected
〔逆流防止セルの変形例7〕
図30に示した逆流防止セル54gでは、逆流防止回路54m,54nの各々に含まれるオフスイッチ・トランジスタ502のゲートは、他方の逆流防止回路の入力ノードN105に接続される。その他の構成は、図29に示した逆流防止セル54fと同様である。
[Modification 7 of Backflow Prevention Cell]
In the
このように構成した場合も、ダイオード接続トランジスタ511の寄生容量による影響を取り除くことができ、昇圧効率を向上させることができる。
Even in such a configuration, the influence of the parasitic capacitance of the diode-connected
(負電圧昇圧回路)
以上の各実施形態では、昇圧回路が電源電圧VDDを受けて正電圧の昇圧電圧Vpumpを発生させるものとして説明したが、図31のように、昇圧回路が接地電圧を受けて負電圧の昇圧電圧Vnpumpを発生させるものであっても良い。例えば、実施形態1による昇圧回路1において負電圧の昇圧電圧Vnpumpを発生させるためには、初段セル11,昇圧セル12,13,逆流防止セル14の各々においてトランジスタの極性を反転させれば良い。具体的には、図32,図33,図34のように、電荷転送トランジスタ101,オフスイッチ・トランジスタ102をP型からN型に変更し、オンスイッチ・トランジスタ103をN型からP型に変更すれば良い。このように構成することにより、電圧V11m〜V14m,V11n〜V14nは、クロック信号CLK1,CLK2に応答して図35のように変化する。
(Negative voltage booster circuit)
In the above embodiments, the booster circuit receives the power supply voltage VDD and generates the positive boosted voltage Vpump. However, as shown in FIG. 31, the booster circuit receives the ground voltage and receives the negative boosted voltage. Vnpump may be generated. For example, in order to generate the negative boosted voltage Vnpump in the
特に、昇圧セル12,22,32,32a,42,42aを用いて負電圧昇圧回路を構成する場合、電荷転送トランジスタ101をN型トランジスタによって構成することができるため、電荷転送トランジスタ101のゲート・基板間電位差を小さくすることができ、電荷転送トランジスタ101の耐圧制限をさらに緩和することができる。
In particular, when the negative voltage booster circuit is configured using the
なお、実施形態5,6,7における昇圧回路についても、初段セル,昇圧セル,逆流防止セルの各々においてトランジスタの極性を反転させることにより、負電圧の昇圧電圧を発生させることが可能である。 In the booster circuits in the fifth, sixth, and seventh embodiments, a negative boosted voltage can be generated by inverting the polarity of the transistor in each of the first stage cell, the booster cell, and the backflow prevention cell.
(その他の実施形態)
以上の各実施形態において、初段ステージ,昇圧ステージ,逆流防止回路の各々に、入力ノードN105と出力ノードN106との間に電荷転送トランジスタとともに並列接続されるダイオード素子(または、ダイオード接続トランジスタ)が含まれていても良い。このようなダイオード素子は、入力ノードN105から出力ノードN106へ一方向に電荷を転送する。
(Other embodiments)
In each of the above embodiments, each of the initial stage, the boosting stage, and the backflow prevention circuit includes a diode element (or a diode-connected transistor) connected in parallel with the charge transfer transistor between the input node N105 and the output node N106. It may be. Such a diode element transfers charges in one direction from the input node N105 to the output node N106.
また、以上の各実施形態において、初段ステージ,昇圧ステージ,逆流防止回路の各々に、電源ノードに一方端が接続されるとともに電荷転送トランジスタのソースに他方端が接続されるダイオード素子(または、ダイオード接続トランジスタ)が含まれていても良い。このようなダイオード素子は、電源ノードから電荷転送トランジスタのソースへ一方向に電荷を転送する。 In each of the above embodiments, each of the initial stage, the boosting stage, and the backflow prevention circuit has a diode element (or diode) having one end connected to the power supply node and the other end connected to the source of the charge transfer transistor. Connection transistor) may be included. Such a diode element transfers charges in one direction from the power supply node to the source of the charge transfer transistor.
さらに、クロック信号CLK1,CLK2のそれぞれの遷移タイミングは、ずれていても良いし、同時であっても良い。 Further, the transition timings of the clock signals CLK1 and CLK2 may be shifted or may be simultaneous.
なお、同一種類の昇圧セルを用いて昇圧回路を構成しても良いし、2種類以上の昇圧セルを用いて昇圧回路を構成しても良い。例えば、図3の初段セル11,図6の昇圧セル22,図9の昇圧セル32,図12の昇圧セル42,図8の逆流防止セル24を、それぞれ、初段セル(第1段目の昇圧セル),第2段目の昇圧セル,第3段目の昇圧セル,第4段目の昇圧セル,逆流防止セルとして昇圧回路を構成しても良い。
Note that the booster circuit may be configured using the same type of booster cell, or the booster circuit may be configured using two or more types of booster cells. For example, the first-
この発明による昇圧回路は、不揮発性半導体記憶装置,揮発性半導体装置(DRAMなど),液晶装置,携帯機器などに使用される電源回路や、CMOSプロセスにおいてアナログ回路特性改善のために使用される電源発生回路などとして有用である。 The booster circuit according to the present invention includes a power supply circuit used for a nonvolatile semiconductor memory device, a volatile semiconductor device (DRAM, etc.), a liquid crystal device, a portable device, etc., and a power supply used for improving analog circuit characteristics in a CMOS process. It is useful as a generator circuit.
1 昇圧回路
11,21,51, 初段セル
12,13,22,32,32a,42,42a,52,52a,53,62,62a,72,72a 昇圧セル
14,24,54,54a,54b,54c,54d,54e,54f,54g 逆流防止セル
11m,11n, 初段ステージ
12m,12n,13m,13n, 昇圧ステージ
14m,14n 逆流防止回路
101,501 電荷転送トランジスタ
102,502 オフスイッチ・トランジスタ
103,503 オンスイッチ・トランジスタ
104 昇圧容量
N105 入力ノード
N106 出力ノード
111 ダイオード接続トランジスタ
N107 中間ノード
301,601 アナログ比較回路
301a,301b,601a,601b トランジスタ
301c,601c ゲート制御ノード
401,701 サブ電荷転送トランジスタ
402,702 ゲート制御ノード
1
Claims (21)
縦続接続された複数の昇圧ステージをそれぞれ含む複数の昇圧ステージ列を備え、
前記複数の昇圧ステージの各々は、入力ノードと出力ノードとを有し、前記第1および第2のクロック信号のいずれか一方に応答して昇圧動作を行い、
前記複数の昇圧ステージの1つである第1の昇圧ステージは、
前記入力ノードと前記出力ノードの間に接続される電荷転送トランジスタと、
前記出力ノードに一方端が接続されるとともに当該第1の昇圧ステージに対応するクロック信号を他方端に受ける昇圧容量と、
当該第1の昇圧ステージと同一のクロック信号に対応する昇圧ステージの出力ノードおよび当該第1の昇圧ステージとは異なるクロック信号に対応する昇圧ステージの入力ノードのうちいずれか一方を前記電荷転送トランジスタのゲートに接続する接続切換部とを含む
ことを特徴とする昇圧回路。 A circuit that generates a boosted voltage by performing a boosting operation in response to first and second clock signals that fluctuate complementarily;
A plurality of boosting stage trains each including a plurality of boosting stages connected in cascade;
Each of the plurality of boosting stages has an input node and an output node, and performs a boosting operation in response to one of the first and second clock signals,
A first boosting stage, which is one of the plurality of boosting stages,
A charge transfer transistor connected between the input node and the output node;
A boost capacitor having one end connected to the output node and receiving a clock signal corresponding to the first boost stage at the other end;
Either the output node of the boosting stage corresponding to the same clock signal as the first boosting stage or the input node of the boosting stage corresponding to a clock signal different from the first boosting stage is connected to the charge transfer transistor. A booster circuit comprising: a connection switching unit connected to the gate.
前記接続切換部は、
前記第1の昇圧ステージと同一のクロック信号に対応する昇圧ステージの入力ノードにおける電圧の絶対値が前記第1の昇圧ステージとは異なるクロック信号に対応する昇圧ステージの入力ノードにおける電圧の絶対値よりも大きいかあるいは等しい場合には、前記第1の昇圧ステージと同一のクロック信号に対応する昇圧ステージの出力ノードを前記電荷転送トランジスタのゲートに接続し、
前記第1の昇圧ステージと同一のクロック信号に対応する昇圧ステージの入力ノードにおける電圧の絶対値が前記第1の昇圧ステージとは異なるクロック信号に対応する昇圧ステージの入力ノードにおける電圧の絶対値よりも小さい場合には、前記第1の昇圧ステージとは異なるクロック信号に対応する昇圧ステージの入力ノードを前記電荷転送トランジスタのゲートに接続する
ことを特徴とする昇圧回路。 In claim 1,
The connection switching unit is
The absolute value of the voltage at the input node of the boosting stage corresponding to the same clock signal as that of the first boosting stage is based on the absolute value of the voltage at the input node of the boosting stage corresponding to the clock signal different from that of the first boosting stage. Is greater than or equal to, the output node of the boosting stage corresponding to the same clock signal as the first boosting stage is connected to the gate of the charge transfer transistor,
The absolute value of the voltage at the input node of the boosting stage corresponding to the same clock signal as that of the first boosting stage is based on the absolute value of the voltage at the input node of the boosting stage corresponding to the clock signal different from that of the first boosting stage. If the voltage is smaller than the first boosting stage, a boosting stage input node corresponding to a clock signal different from that of the first boosting stage is connected to the gate of the charge transfer transistor.
前記接続切換部は、
前記電荷転送トランジスタのゲートに接続されたドレインと、前記第1の昇圧ステージと同一のクロック信号に対応する昇圧ステージの出力ノードに接続されたソースと、前記第1の昇圧ステージと同一のクロック信号に対応する昇圧ステージの入力ノードに接続されたゲートとを有するオフスイッチ・トランジスタと、
前記電荷転送トランジスタのゲートに接続されたドレインと、前記第1の昇圧ステージとは異なるクロック信号に対応する昇圧ステージの入力ノードに接続されたソースと、前記第1の昇圧ステージと同一のクロック信号に対応する昇圧ステージの入力ノードに接続されたゲートとを有するオンスイッチ・トランジスタとを含む
ことを特徴とする昇圧回路。 In claim 2,
The connection switching unit is
The drain connected to the gate of the charge transfer transistor, the source connected to the output node of the boosting stage corresponding to the same clock signal as the first boosting stage, and the same clock signal as the first boosting stage An off-switch transistor having a gate connected to the input node of the boost stage corresponding to
The drain connected to the gate of the charge transfer transistor, the source connected to the input node of the boosting stage corresponding to a clock signal different from the first boosting stage, and the same clock signal as the first boosting stage And an on-switch transistor having a gate connected to the input node of the boosting stage corresponding to.
前記接続切換部は、
前記電荷転送トランジスタのゲートに接続されたドレインと、前記第1の昇圧ステージと同一のクロック信号に対応する昇圧ステージの出力ノードに接続されたソースと、前記第1の昇圧ステージとは異なるクロック信号に対応する昇圧ステージの出力ノードに接続されたゲートとを有するオフスイッチ・トランジスタと、
前記電荷転送トランジスタのゲートに接続されたドレインと、前記第1の昇圧ステージとは異なるクロック信号に対応する昇圧ステージの入力ノードに接続されたソースと、前記第1の昇圧ステージと同一のクロック信号に対応する昇圧ステージの入力ノードに接続されたゲートとを有するオンスイッチ・トランジスタとを含む
ことを特徴とする昇圧回路。 In claim 2,
The connection switching unit is
A drain connected to the gate of the charge transfer transistor, a source connected to an output node of the boosting stage corresponding to the same clock signal as the first boosting stage, and a clock signal different from the first boosting stage An off-switch transistor having a gate connected to the output node of the boost stage corresponding to
The drain connected to the gate of the charge transfer transistor, the source connected to the input node of the boosting stage corresponding to a clock signal different from the first boosting stage, and the same clock signal as the first boosting stage And an on-switch transistor having a gate connected to the input node of the boosting stage corresponding to.
前記第1のクロック信号に対応する昇圧ステージの入力ノードにおける電圧と前記第2のクロック信号に対応する昇圧ステージの入力ノードにおける電圧とを比較し、比較結果に応じてその2個の昇圧ステージの各々の入力ノードのうちいずれか一方を選択するアナログ比較回路をさらに備え、
前記接続切換部は、
前記電荷転送トランジスタのゲートに接続されたドレインと、前記第1の昇圧ステージと同一のクロック信号に対応する昇圧ステージの出力ノードに接続されたソースと、前記アナログ比較回路によって選択された入力ノードに接続されるゲートとを有するオフスイッチ・トランジスタと、
前記電荷転送トランジスタのゲートに接続されたドレインと、前記第1の昇圧ステージとは異なるクロック信号に対応する昇圧ステージの入力ノードに接続されたソースと、前記アナログ比較回路によって選択された入力ノードに接続されるゲートとを有するオンスイッチ・トランジスタとを含む
ことを特徴とする昇圧回路。 In claim 2,
The voltage at the input node of the boosting stage corresponding to the first clock signal is compared with the voltage at the input node of the boosting stage corresponding to the second clock signal, and the two boosting stages are compared according to the comparison result. An analog comparison circuit for selecting any one of the input nodes;
The connection switching unit is
The drain connected to the gate of the charge transfer transistor, the source connected to the output node of the boosting stage corresponding to the same clock signal as the first boosting stage, and the input node selected by the analog comparison circuit An off-switch transistor having a gate connected thereto;
A drain connected to the gate of the charge transfer transistor, a source connected to an input node of a boosting stage corresponding to a clock signal different from the first boosting stage, and an input node selected by the analog comparison circuit And an on-switch transistor having a gate connected thereto.
前記第1の昇圧ステージは、
前記入力ノードと前記出力ノードとの間に前記電荷転送トランジスタとともに直列に接続され、当該第1の昇圧ステージとは異なるクロック信号に対応する昇圧ステージの入力ノードに接続されたゲートを有するサブ電荷転送トランジスタをさらに含み、
前記接続切換部は、
前記電荷転送トランジスタのゲートに接続されたドレインと、前記第1の昇圧ステージと同一のクロック信号に対応する昇圧ステージの出力ノードに接続されたソースと、ゲート制御ノードに接続されたゲートとを有するオフスイッチ・トランジスタと、
前記電荷転送トランジスタのゲートに接続されたドレインと、前記第1の昇圧ステージとは異なるクロック信号に対応する昇圧ステージの入力ノードに接続されたソースと、前記ゲート制御ノードに接続されたゲートとを有するオンスイッチ・トランジスタとを含み、
前記電荷転送トランジスタと前記サブ電荷転送トランジスタとの接続点は、前記ゲート制御ノードに接続される
ことを特徴とする昇圧回路。 In claim 2,
The first boost stage includes
Sub-charge transfer having a gate connected in series with the charge transfer transistor between the input node and the output node and connected to the input node of the boost stage corresponding to a clock signal different from the first boost stage Further including a transistor;
The connection switching unit is
A drain connected to the gate of the charge transfer transistor; a source connected to an output node of the boosting stage corresponding to the same clock signal as the first boosting stage; and a gate connected to a gate control node. An off-switch transistor,
A drain connected to the gate of the charge transfer transistor, a source connected to an input node of the boosting stage corresponding to a clock signal different from the first boosting stage, and a gate connected to the gate control node An on-switch transistor having,
A boosting circuit, wherein a connection point between the charge transfer transistor and the sub charge transfer transistor is connected to the gate control node.
前記昇圧電圧は、負電圧であり、
前記電荷転送トランジスタ,前記オフスイッチ・トランジスタは、P型トランジスタであり、前記オンスイッチ・トランジスタは、N型トランジスタである
ことを特徴とする昇圧回路。 In any one of Claims 3-6,
The boosted voltage is a negative voltage,
The charge transfer transistor and the off-switch transistor are P-type transistors, and the on-switch transistor is an N-type transistor.
縦続接続された複数の昇圧ステージをそれぞれ含む複数の昇圧ステージ列を備え、
前記複数の昇圧ステージの各々は、入力ノードと出力ノードとを有し、前記第1および第2のクロック信号のいずれか一方に応答して昇圧動作を行い、
前記複数の昇圧ステージの1つである第1の昇圧ステージは、
前記入力ノードと前記出力ノードの間に接続される電荷転送トランジスタと、
前記出力ノードに一方端が接続されるとともに当該第1の昇圧ステージに対応するクロック信号を他方端に受ける昇圧容量と、
前記電荷転送トランジスタのゲートに接続されたドレインと、当該第1の昇圧ステージと同一のクロック信号に対応する昇圧ステージの入力ノードに接続されたソースと、当該第1の昇圧ステージとは異なるクロック信号に対応する昇圧ステージの入力ノードに接続されたゲートとを有するオフスイッチ・トランジスタと、
前記電荷転送トランジスタのゲートに接続されたドレインと、当該第1の昇圧ステージとは異なるクロック信号に対応する昇圧ステージの出力ノードに接続されたソースと、当該第1の昇圧ステージと同一のクロック信号に対応する昇圧ステージの出力ノードに接続されたゲートとを有するオンスイッチ・トランジスタとを含む
ことを特徴とする昇圧回路。 A circuit that generates a boosted voltage by performing a boosting operation in response to first and second clock signals that fluctuate complementarily;
A plurality of boosting stage trains each including a plurality of boosting stages connected in cascade;
Each of the plurality of boosting stages has an input node and an output node, and performs a boosting operation in response to one of the first and second clock signals,
A first boosting stage, which is one of the plurality of boosting stages,
A charge transfer transistor connected between the input node and the output node;
A boost capacitor having one end connected to the output node and receiving a clock signal corresponding to the first boost stage at the other end;
A drain connected to the gate of the charge transfer transistor, a source connected to the input node of the boosting stage corresponding to the same clock signal as the first boosting stage, and a clock signal different from the first boosting stage An off-switch transistor having a gate connected to the input node of the boost stage corresponding to
The drain connected to the gate of the charge transfer transistor, the source connected to the output node of the boosting stage corresponding to a clock signal different from the first boosting stage, and the same clock signal as the first boosting stage And an on-switch transistor having a gate connected to the output node of the boosting stage corresponding to.
縦続接続された複数の昇圧ステージをそれぞれ含む複数の昇圧ステージ列と、
アナログ比較回路とを備え、
前記複数の昇圧ステージの各々は、入力ノードと出力ノードとを有し、前記第1および第2のクロック信号のいずれか一方に応答して昇圧動作を行い、
前記複数の昇圧ステージの1つである第1の昇圧ステージは、
前記入力ノードと出力ノードの間に接続される電荷転送トランジスタと、
前記出力ノードに一方端が接続されるとともに当該第1の昇圧ステージに対応するクロック信号を他方端に受ける昇圧容量と、
前記電荷転送トランジスタのゲートに接続されたドレインと、当該第1の昇圧ステージと同一のクロック信号に対応する昇圧ステージの入力ノードに接続されたソースと、ゲートとを有するオフスイッチ・トランジスタと、
前記電荷転送トランジスタのゲートに接続されたドレインと、当該第1の昇圧ステージとは異なるクロック信号に対応する昇圧ステージの出力ノードに接続されたソースと、ゲートとを有するオンスイッチ・トランジスタとを含み、
前記アナログ比較回路は、前記第1のクロック信号に対応する昇圧ステージの出力ノードにおける電圧と前記第2のクロック信号に対応する昇圧ステージの出力ノードにおける電圧とを比較し、その比較結果に応じてその2個の昇圧ステージの各々の出力ノードのうちいずれか一方を前記オフスイッチ・トランジスタおよび前記オンスイッチ・トランジスタのそれぞれのゲートに接続する
ことを特徴とする昇圧回路。 A circuit that generates a boosted voltage by performing a boosting operation in response to first and second clock signals that fluctuate complementarily;
A plurality of boost stage stages each including a plurality of cascaded boost stages;
With analog comparison circuit,
Each of the plurality of boosting stages has an input node and an output node, and performs a boosting operation in response to one of the first and second clock signals,
A first boosting stage, which is one of the plurality of boosting stages,
A charge transfer transistor connected between the input node and the output node;
A boost capacitor having one end connected to the output node and receiving a clock signal corresponding to the first boost stage at the other end;
An off-switch transistor having a drain connected to the gate of the charge transfer transistor, a source connected to an input node of the boosting stage corresponding to the same clock signal as the first boosting stage, and a gate;
An on-switch transistor having a drain connected to the gate of the charge transfer transistor, a source connected to an output node of the boosting stage corresponding to a clock signal different from the first boosting stage, and a gate ,
The analog comparison circuit compares the voltage at the output node of the boosting stage corresponding to the first clock signal with the voltage at the output node of the boosting stage corresponding to the second clock signal, and according to the comparison result One of the output nodes of the two boosting stages is connected to the respective gates of the off-switch transistor and the on-switch transistor.
縦続接続された複数の昇圧ステージをそれぞれ含む複数の昇圧ステージ列を備え、
前記複数の昇圧ステージの各々は、入力ノードと出力ノードとを有し、前記第1および第2のクロック信号のいずれか一方に応答して昇圧動作を行い、
前記複数の昇圧ステージの1つである第1の昇圧ステージは、
前記入力ノードと前記出力ノードの間に接続される電荷転送トランジスタと、
前記出力ノードに一方端が接続されるとともに当該第1の昇圧ステージに対応するクロック信号を他方端に受ける昇圧容量と、
前記電荷転送トランジスタのゲートに接続されたドレインと、前記第1の昇圧ステージと同一のクロック信号に対応する昇圧ステージの入力ノードに接続されたソースと、ゲート制御ノードに接続されたゲートとを有するオフスイッチ・トランジスタと、
前記電荷転送トランジスタのゲートに接続されたドレインと、前記第1の昇圧ステージとは異なるクロック信号に対応する昇圧ステージの出力ノードに接続されたソースと、前記ゲート制御ノードに接続されたゲートとを有するオンスイッチ・トランジスタと、
前記入力ノードと前記出力ノードとの間に前記電荷転送トランジスタとともに直列に接続され、当該第1の昇圧ステージとは異なるクロック信号に対応する昇圧ステージの出力ノードに接続されたゲートを有するサブ電荷転送トランジスタとを含み、
前記電荷転送トランジスタと前記サブ電荷転送トランジスタとの接続点は、前記ゲート制御ノードに接続される
ことを特徴とする昇圧回路。 A circuit that generates a boosted voltage by performing a boosting operation in response to first and second clock signals that fluctuate complementarily;
A plurality of boosting stage trains each including a plurality of boosting stages connected in cascade;
Each of the plurality of boosting stages has an input node and an output node, and performs a boosting operation in response to one of the first and second clock signals,
A first boosting stage, which is one of the plurality of boosting stages,
A charge transfer transistor connected between the input node and the output node;
A boost capacitor having one end connected to the output node and receiving a clock signal corresponding to the first boost stage at the other end;
A drain connected to the gate of the charge transfer transistor; a source connected to an input node of the boosting stage corresponding to the same clock signal as the first boosting stage; and a gate connected to a gate control node. An off-switch transistor,
A drain connected to the gate of the charge transfer transistor, a source connected to the output node of the boosting stage corresponding to a clock signal different from the first boosting stage, and a gate connected to the gate control node An on-switch transistor having,
Sub-charge transfer having a gate connected in series with the charge transfer transistor between the input node and the output node and connected to an output node of a boosting stage corresponding to a clock signal different from the first boosting stage Including a transistor,
A boosting circuit, wherein a connection point between the charge transfer transistor and the sub charge transfer transistor is connected to the gate control node.
それぞれが前記第1および第2のクロック信号に応答して昇圧動作を繰り返す複数の昇圧ステージ列と、
前記複数の昇圧回路にそれぞれ対応する複数の逆流防止回路と、
前記昇圧電圧を出力するための出力端子とを備え、
前記複数の逆流防止回路の各々は、前記昇圧ステージ列に接続される入力ノードと、前記出力端子に接続される出力ノードと、前記第1および第2のクロック信号のいずれか一方に応答して昇圧される中間ノードとを有し、
前記複数の逆流防止回路の1つである第1の逆流防止回路は、
前記入力ノードと前記出力ノードとの間に接続される電荷転送トランジスタと、
前記中間ノードに一方端が接続されるとともに当該第1の逆流防止回路に対応するクロック信号を他方端に受ける昇圧容量と、
当該第1の逆流防止回路と同一のクロック信号に対応する逆流防止回路の中間ノードおよび当該第1の逆流防止回路とは異なるクロック信号に対応する逆流防止回路の入力ノードのうちいずれか一方を前記電荷転送トランジスタのゲートに接続する接続切換部とを含む
ことを特徴とする昇圧回路。 A circuit that generates a boosted voltage by performing a boosting operation in response to first and second clock signals that fluctuate complementarily;
A plurality of boost stage stages each repeating a boost operation in response to the first and second clock signals;
A plurality of backflow prevention circuits respectively corresponding to the plurality of booster circuits;
An output terminal for outputting the boosted voltage,
Each of the plurality of backflow prevention circuits is responsive to one of an input node connected to the boosting stage train, an output node connected to the output terminal, and the first and second clock signals. An intermediate node to be boosted,
A first backflow prevention circuit, which is one of the plurality of backflow prevention circuits,
A charge transfer transistor connected between the input node and the output node;
A boost capacitor having one end connected to the intermediate node and receiving a clock signal corresponding to the first backflow prevention circuit at the other end;
Either the intermediate node of the backflow prevention circuit corresponding to the same clock signal as the first backflow prevention circuit or the input node of the backflow prevention circuit corresponding to a clock signal different from the first backflow prevention circuit And a connection switching unit connected to the gate of the charge transfer transistor.
前記接続切換部は、
前記第1の逆流防止回路と同一のクロック信号に対応する逆流防止回路の入力ノードにおける電圧の絶対値が前記第1の逆流防止回路とは異なるクロック信号に対応する逆流防止回路の入力ノードにおける電圧の絶対値よりも大きいかあるいは等しい場合には、前記第1の逆流防止回路と同一のクロック信号に対応する逆流防止回路の中間ノードを前記電荷転送トランジスタのゲートに接続し、
前記第1の逆流防止回路と同一のクロック信号に対応する逆流防止回路の入力ノードにおける電圧の絶対値が前記第1の逆流防止回路とは異なるクロック信号に対応する逆流防止回路の入力ノードにおける電圧の絶対値よりも小さい場合には、前記第1の逆流防止回路とは異なるクロック信号に対応する逆流防止回路の入力ノードを前記電荷転送トランジスタのゲートに接続する
ことを特徴とする昇圧回路。 In claim 11,
The connection switching unit is
Voltage at the input node of the backflow prevention circuit corresponding to a clock signal whose absolute value at the input node of the backflow prevention circuit corresponding to the same clock signal as that of the first backflow prevention circuit is different from that of the first backflow prevention circuit The intermediate node of the backflow prevention circuit corresponding to the same clock signal as the first backflow prevention circuit is connected to the gate of the charge transfer transistor.
Voltage at the input node of the backflow prevention circuit corresponding to a clock signal whose absolute value at the input node of the backflow prevention circuit corresponding to the same clock signal as that of the first backflow prevention circuit is different from that of the first backflow prevention circuit When the absolute value is smaller than the absolute value, the booster circuit is characterized in that the input node of the backflow prevention circuit corresponding to a clock signal different from the first backflow prevention circuit is connected to the gate of the charge transfer transistor.
それぞれが前記第1および第2のクロック信号に応答して昇圧動作を繰り返す複数の昇圧ステージ列と、
前記複数の昇圧回路にそれぞれ対応する複数の逆流防止回路と、
前記昇圧電圧を出力するための出力端子とを備え、
前記複数の逆流防止回路の各々は、前記昇圧ステージ列に接続される入力ノードと、前記出力端子に接続される出力ノードと、前記第1および第2のクロック信号のいずれか一方に応答して昇圧される中間ノードとを有し、
前記複数の逆流防止回路の1つである第1の逆流防止回路は、
前記入力ノードと前記出力ノードとの間に接続される電荷転送トランジスタと、
前記中間ノードに一方端が接続されるとともに当該第1の逆流防止回路に対応するクロック信号を他方端に受ける昇圧容量と、
当該第1の逆流防止回路と同一のクロック信号に対応する逆流防止回路の入力ノードおよび当該第1の逆流防止回路とは異なるクロック信号に対応する逆流防止回路の中間ノードのうちいずれか一方を前記電荷転送トランジスタのゲートに接続する接続切換部とを含む
ことを特徴とする昇圧回路。 A circuit that generates a boosted voltage by performing a boosting operation in response to first and second clock signals that fluctuate complementarily;
A plurality of boost stage stages each repeating a boost operation in response to the first and second clock signals;
A plurality of backflow prevention circuits respectively corresponding to the plurality of booster circuits;
An output terminal for outputting the boosted voltage,
Each of the plurality of backflow prevention circuits is responsive to one of an input node connected to the boosting stage train, an output node connected to the output terminal, and the first and second clock signals. An intermediate node to be boosted,
A first backflow prevention circuit, which is one of the plurality of backflow prevention circuits,
A charge transfer transistor connected between the input node and the output node;
A boost capacitor having one end connected to the intermediate node and receiving a clock signal corresponding to the first backflow prevention circuit at the other end;
Either an input node of the backflow prevention circuit corresponding to the same clock signal as the first backflow prevention circuit or an intermediate node of the backflow prevention circuit corresponding to a clock signal different from the first backflow prevention circuit And a connection switching unit connected to the gate of the charge transfer transistor.
前記接続切換部は、
前記電荷転送トランジスタのゲートに接続されたドレインと、当該第1の逆流防止回路と同一のクロック信号に対応する逆流防止回路の入力ノードに接続されたソースと、当該第1の逆流防止回路とは異なるクロック信号に対応する逆流防止回路の入力ノードに接続されたゲートとを有するオフスイッチ・トランジスタと、
前記電荷転送トランジスタのゲートに接続されたドレインと、当該第1の逆流防止回路とは異なるクロック信号に対応する逆流防止回路の中間ノードに接続されたソースと、当該第1の逆流防止回路と同一のクロック信号に対応する逆流防止回路の中間ノードに接続されたゲートとを有するオンスイッチ・トランジスタとを含む
ことを特徴とする昇圧回路。 In claim 13,
The connection switching unit is
The drain connected to the gate of the charge transfer transistor, the source connected to the input node of the backflow prevention circuit corresponding to the same clock signal as the first backflow prevention circuit, and the first backflow prevention circuit An off-switch transistor having a gate connected to the input node of the backflow prevention circuit corresponding to the different clock signals;
The drain connected to the gate of the charge transfer transistor, the source connected to the intermediate node of the backflow prevention circuit corresponding to the clock signal different from the first backflow prevention circuit, and the same as the first backflow prevention circuit And an on-switch transistor having a gate connected to an intermediate node of the backflow prevention circuit corresponding to the clock signal.
前記接続切換部は、
前記電荷転送トランジスタのゲートに接続されたドレインと、当該第1の逆流防止回路と同一のクロック信号に対応する逆流防止回路の入力ノードに接続されたソースと、前記出力端子に接続されたゲートとを有するオフスイッチ・トランジスタと、
前記電荷転送トランジスタのゲートに接続されたドレインと、当該第1の逆流防止回路とは異なるクロック信号に対応する逆流防止回路の中間ノードに接続されたソースと、前記出力端子に接続されたゲートとを有するオンスイッチ・トランジスタとを含む
ことを特徴とする昇圧回路。 In claim 13,
The connection switching unit is
A drain connected to the gate of the charge transfer transistor, a source connected to the input node of the backflow prevention circuit corresponding to the same clock signal as the first backflow prevention circuit, and a gate connected to the output terminal An off-switch transistor having:
A drain connected to the gate of the charge transfer transistor, a source connected to an intermediate node of the backflow prevention circuit corresponding to a clock signal different from the first backflow prevention circuit, and a gate connected to the output terminal And an on-switch transistor.
前記第1のクロック信号に対応する逆流防止回路の中間ノードにおける電圧と前記第2のクロック信号に対応する逆流防止回路の中間ノードにおける電圧とを比較し、その比較結果に応じてその2個の逆流防止回路の各々の中間ノードのうちいずれか一方を選択するアナログ比較回路をさらに備え、
前記接続切換部は、
前記電荷転送トランジスタのゲートに接続されたドレインと、前記第1の逆流防止回路と同一のクロック信号に対応する逆流防止回路の入力ノードに接続されたソースと、前記アナログ比較回路によって選択された中間ノードに接続されるゲートとを有するオフスイッチ・トランジスタと、
前記電荷転送トランジスタのゲートに接続されたドレインと、当該第1の逆流防止回路とは異なるクロック信号に対応する逆流防止回路の中間ノードに接続されたソースと、前記アナログ比較回路によって選択された中間ノードに接続されるゲートとを有するオンスイッチ・トランジスタとを含む
ことを特徴とする昇圧回路。 In claim 13,
The voltage at the intermediate node of the backflow prevention circuit corresponding to the first clock signal is compared with the voltage at the intermediate node of the backflow prevention circuit corresponding to the second clock signal, and the two are determined according to the comparison result. An analog comparison circuit that selects any one of the intermediate nodes of the backflow prevention circuit;
The connection switching unit is
The drain connected to the gate of the charge transfer transistor, the source connected to the input node of the backflow prevention circuit corresponding to the same clock signal as the first backflow prevention circuit, and the intermediate selected by the analog comparison circuit An off-switch transistor having a gate connected to the node;
A drain connected to the gate of the charge transfer transistor, a source connected to an intermediate node of a backflow prevention circuit corresponding to a clock signal different from the first backflow prevention circuit, and an intermediate selected by the analog comparison circuit And an on-switch transistor having a gate connected to the node.
前記第1の逆流防止回路は、
前記入力ノードと前記出力ノードとの間に前記電荷転送トランジスタとともに直列に接続され、当該第1の逆流防止回路とは異なるクロック信号に対応する逆流防止回路の中間ノードに接続されたゲートを有するサブ電荷転送トランジスタをさらに含み、
前記接続切換部は、
前記電荷転送トランジスタのゲートに接続されたドレインと、前記第1の逆流防止回路と同一のクロック信号に対応する逆流防止回路の入力ノードに接続されたソースと、ゲート制御ノードに接続されたゲートとを有するオフスイッチ・トランジスタと、
前記電荷転送トランジスタのゲートに接続されたドレインと、前記第1の逆流防止回路とは異なるクロック信号に対応する逆流防止回路の中間ノードに接続されたソースと、前記ゲート制御ノードに接続されたゲートとを有するオンスイッチ・トランジスタとを含み、
前記電荷転送トランジスタと前記サブ電荷転送トランジスタとの接続点は、前記ゲート制御ノードに接続される
ことを特徴とする昇圧回路。 In claim 13,
The first backflow prevention circuit includes:
A sub-gate having a gate connected in series with the charge transfer transistor between the input node and the output node and connected to an intermediate node of a backflow prevention circuit corresponding to a clock signal different from the first backflow prevention circuit. Further comprising a charge transfer transistor;
The connection switching unit is
A drain connected to the gate of the charge transfer transistor; a source connected to an input node of the backflow prevention circuit corresponding to the same clock signal as the first backflow prevention circuit; a gate connected to a gate control node; An off-switch transistor having:
A drain connected to the gate of the charge transfer transistor, a source connected to an intermediate node of the backflow prevention circuit corresponding to a clock signal different from the first backflow prevention circuit, and a gate connected to the gate control node An on-switch transistor having
A boosting circuit, wherein a connection point between the charge transfer transistor and the sub charge transfer transistor is connected to the gate control node.
それぞれが前記第1および第2のクロック信号に応答して昇圧動作を繰り返す複数の昇圧ステージ列と、
前記複数の昇圧回路にそれぞれ対応する複数の逆流防止回路と、
前記昇圧電圧を出力するための出力端子とを備え、
前記複数の逆流防止回路の各々は、前記昇圧ステージ列に接続される入力ノードと、前記第1および第2のクロック信号のいずれか一方に応答して昇圧される中間ノードとを有し、
前記複数の逆流防止回路の1つである第1の逆流防止回路は、
前記入力ノードと前記中間ノードとの間に接続される電荷転送トランジスタと、
前記中間ノードに一方端が接続されるとともに当該第1の逆流防止回路に対応するクロック信号を他方端に受ける昇圧容量と、
当該第1の逆流防止回路と同一のクロック信号に対応する逆流防止回路の入力ノードおよび当該第1の逆流防止回路とは異なるクロック信号に対応する逆流防止回路の中間ノードのうちいずれか一方を前記電荷転送トランジスタのゲートに接続する接続切換部と、
前記入力ノードと前記中間ノードとの間に前記電荷転送トランジスタとともに直列に接続され、当該第1の逆流防止回路とは異なる異なるクロック信号に対応する逆流防止回路の中間ノードに接続されたゲートを有するサブ電荷転送トランジスタとを含み、
前記電荷転送トランジスタと前記サブ電荷転送トランジスタとの接続点は、前記出力端子に接続される
ことを特徴とする昇圧回路。 A circuit that generates a boosted voltage by performing a boosting operation in response to first and second clock signals that fluctuate complementarily;
A plurality of boost stage stages each repeating a boost operation in response to the first and second clock signals;
A plurality of backflow prevention circuits respectively corresponding to the plurality of booster circuits;
An output terminal for outputting the boosted voltage,
Each of the plurality of backflow prevention circuits has an input node connected to the boost stage stage, and an intermediate node boosted in response to one of the first and second clock signals,
A first backflow prevention circuit, which is one of the plurality of backflow prevention circuits,
A charge transfer transistor connected between the input node and the intermediate node;
A boost capacitor having one end connected to the intermediate node and receiving a clock signal corresponding to the first backflow prevention circuit at the other end;
Either an input node of the backflow prevention circuit corresponding to the same clock signal as the first backflow prevention circuit or an intermediate node of the backflow prevention circuit corresponding to a clock signal different from the first backflow prevention circuit A connection switching unit connected to the gate of the charge transfer transistor;
A gate connected in series with the charge transfer transistor between the input node and the intermediate node and connected to the intermediate node of the backflow prevention circuit corresponding to a different clock signal from the first backflow prevention circuit A sub-charge transfer transistor,
A booster circuit, wherein a connection point between the charge transfer transistor and the sub charge transfer transistor is connected to the output terminal.
前記第1の逆流防止回路は、
前記入力ノードと前記中間ノードとの間に接続されるダイオード接続トランジスタをさらに含む
ことを特徴とする昇圧回路。 In any one of Claims 13-18,
The first backflow prevention circuit includes:
The booster circuit further comprising a diode-connected transistor connected between the input node and the intermediate node.
前記第1の逆流防止回路は、
電源電圧または接地電圧を受ける電圧ノードと前記中間ノードとの間に接続されるダイオード接続トランジスタをさらに含む
ことを特徴とする昇圧回路。 In any one of Claims 13-18,
The first backflow prevention circuit includes:
A booster circuit further comprising a diode-connected transistor connected between a voltage node receiving a power supply voltage or a ground voltage and the intermediate node.
前記第1の逆流防止回路は、
前記電荷転送トランジスタと前記サブ電荷転送トランジスタとの接続点と前記中間ノードとの間に接続されるダイオード接続トランジスタをさらに含む
ことを特徴とする昇圧回路。 In claim 18,
The first backflow prevention circuit includes:
The booster circuit further comprising a diode connection transistor connected between a connection point between the charge transfer transistor and the sub charge transfer transistor and the intermediate node.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008008081A JP2008220158A (en) | 2007-02-07 | 2008-01-17 | Booster circuit |
US12/027,593 US7932770B2 (en) | 2007-02-07 | 2008-02-07 | Charge pump circuit |
US13/052,569 US20110169557A1 (en) | 2007-02-07 | 2011-03-21 | Charge pump circuit |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007028466 | 2007-02-07 | ||
JP2008008081A JP2008220158A (en) | 2007-02-07 | 2008-01-17 | Booster circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008220158A true JP2008220158A (en) | 2008-09-18 |
Family
ID=39839500
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008008081A Pending JP2008220158A (en) | 2007-02-07 | 2008-01-17 | Booster circuit |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008220158A (en) |
CN (1) | CN101286696A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011066959A (en) * | 2009-09-15 | 2011-03-31 | Panasonic Corp | Boosting circuit |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102096431B (en) * | 2010-12-27 | 2012-08-15 | 上海贝岭股份有限公司 | CMOS (Complementary Metal Oxide-Semiconductor) voltage multiplying circuit |
CN102723862B (en) * | 2011-03-29 | 2014-11-05 | 北京兆易创新科技股份有限公司 | Charge pump circuit and method for operating charge pump circuit |
US10680515B2 (en) | 2011-05-05 | 2020-06-09 | Psemi Corporation | Power converters with modular stages |
US8619445B1 (en) | 2013-03-15 | 2013-12-31 | Arctic Sand Technologies, Inc. | Protection of switched capacitor power converter |
US8724353B1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-05-13 | Arctic Sand Technologies, Inc. | Efficient gate drivers for switched capacitor converters |
CN116131601A (en) | 2015-03-13 | 2023-05-16 | 佩里格林半导体公司 | Apparatus and method for transforming power and computer readable medium |
WO2017007991A1 (en) | 2015-07-08 | 2017-01-12 | Arctic Sand Technologies, Inc. | Switched-capacitor power converters |
JP6679402B2 (en) * | 2016-04-28 | 2020-04-15 | ラピスセミコンダクタ株式会社 | Boost circuit |
CN107592009B (en) * | 2016-07-08 | 2019-08-30 | 奇景光电股份有限公司 | Charge pump circuit and display panel |
CN110189786B (en) * | 2019-04-18 | 2020-10-02 | 上海华力集成电路制造有限公司 | Booster circuit applied to flash memory |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002281739A (en) * | 2001-03-16 | 2002-09-27 | Ememory Technology Inc | Charge pump circuit |
US20060109047A1 (en) * | 2004-11-22 | 2006-05-25 | Stmicroelectronics S.R.L. | Charge pump circuit with dynamic biasing of pass transistors |
-
2008
- 2008-01-17 JP JP2008008081A patent/JP2008220158A/en active Pending
- 2008-02-05 CN CNA200810096700XA patent/CN101286696A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002281739A (en) * | 2001-03-16 | 2002-09-27 | Ememory Technology Inc | Charge pump circuit |
US20060109047A1 (en) * | 2004-11-22 | 2006-05-25 | Stmicroelectronics S.R.L. | Charge pump circuit with dynamic biasing of pass transistors |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011066959A (en) * | 2009-09-15 | 2011-03-31 | Panasonic Corp | Boosting circuit |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101286696A (en) | 2008-10-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2008220158A (en) | Booster circuit | |
US7932770B2 (en) | Charge pump circuit | |
KR100684244B1 (en) | Charge pump circuit | |
JP4336489B2 (en) | Semiconductor integrated circuit | |
US7777557B2 (en) | Booster circuit | |
KR101629812B1 (en) | Charge pump circuit comprising multiple gate transistors and method of operating the same | |
US6912159B2 (en) | Boosting circuit and non-volatile semiconductor storage device containing the same | |
TWI845766B (en) | Analog switch | |
TWI520490B (en) | High voltage generator and method of generating high voltage | |
KR102381493B1 (en) | Boosting circuit and nonvolatile memory having the same | |
JP5336770B2 (en) | Booster circuit | |
US6437637B2 (en) | Charge-pump circuit and control method thereof | |
JP2008198985A (en) | Booster circuit | |
US7808303B2 (en) | Booster circuit | |
CN104811034A (en) | Simple charge pump circuit suitable for low voltage operation | |
JPH08149801A (en) | Booster circuit device | |
JP6637695B2 (en) | Charge pump circuit | |
JP2005117830A (en) | Charge pump circuit | |
JP3354713B2 (en) | Semiconductor booster circuit | |
JP5378920B2 (en) | Booster circuit | |
JP2003259625A (en) | Charge pump circuit | |
JP2010110032A (en) | Charge pump circuit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110105 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20120130 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120620 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120703 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20121030 |