JP2023072096A - Charge pump circuit and boosting method - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、チャージポンプ回路および昇圧方法に関する。 The present disclosure relates to charge pump circuits and boosting methods.
自動車等の移動体は、様々な無線通信機能を搭載し、他の電子機器から放射される電磁波(ノイズ)の影響を受け易くなっている。このような電子機器からのノイズの主な原因の1つとしてチャージポンプ回路が挙げられる。 Mobile objects such as automobiles are equipped with various wireless communication functions and are easily affected by electromagnetic waves (noise) radiated from other electronic devices. One of the main causes of noise from such electronic equipment is a charge pump circuit.
チャージポンプ回路は、負荷に必要な電源電圧を生成するために、クロック周期に従って充放電を繰り返す。この充放電動作による電荷の流れがノイズの原因となっている。 The charge pump circuit repeats charging and discharging according to clock cycles in order to generate the power supply voltage necessary for the load. The flow of charge due to this charge/discharge operation causes noise.
ノイズを抑制することができるチャージポンプ回路および昇圧方法を提供する。 A charge pump circuit and a boosting method capable of suppressing noise are provided.
本開示の一側面のチャージポンプ回路は、所定周期のクロック信号を出力するクロック信号生成部と、クロック信号を遅延させる遅延部と、クロック信号または該クロック信号を遅延部によって遅延させた遅延クロック信号に基づいて、互いに異なるタイミングで昇圧動作を実行する複数の昇圧回路と、複数の昇圧回路に共通に接続され、複数の昇圧回路によって昇圧された電力を出力する出力部と、を備える。 A charge pump circuit according to one aspect of the present disclosure includes a clock signal generation unit that outputs a clock signal with a predetermined cycle, a delay unit that delays the clock signal, and a clock signal or a delayed clock signal obtained by delaying the clock signal by the delay unit. a plurality of booster circuits that perform boosting operations at mutually different timings based on the above; and an output unit that is commonly connected to the plurality of booster circuits and outputs power boosted by the plurality of booster circuits.
出力部の電圧に応じた第1電圧と所定の基準電圧とを比較し、該第1電圧と基準電圧との比較結果を複数の昇圧回路へ出力する比較器をさらに備えてもよい。 A comparator may be further provided which compares a first voltage corresponding to the voltage of the output section with a predetermined reference voltage and outputs the result of comparison between the first voltage and the reference voltage to the plurality of booster circuits.
基準電圧を生成する電圧源と、電圧源と出力部との間に設けられ、出力部の電圧および電圧源の電圧に基づき第1電圧を生成する抵抗器とをさらに備えてもよい。 It may further include a voltage source that generates a reference voltage, and a resistor that is provided between the voltage source and the output and generates a first voltage based on the voltage of the output and the voltage of the voltage source.
複数の昇圧回路は、第1~第n(nは2以上の整数)昇圧回路を含み、遅延部は、第1~第n-1遅延回路を含み、第1~第n-1遅延回路は、第1昇圧回路とクロック信号生成部との間に介在せず、第1遅延回路は、第2昇圧回路とクロック信号生成部との間に設けられ、第1および第2遅延回路は、第3昇圧回路とクロック信号生成部との間に設けられ、第1~n-1遅延回路は、第n昇圧回路とクロック信号生成部との間に設けてもよい。 The plurality of booster circuits includes first to n-th (n is an integer equal to or greater than 2) booster circuits, the delay unit includes first to n-1th delay circuits, and the first to n-1th delay circuits are , the first delay circuit is provided between the second booster circuit and the clock signal generator, and the first and second delay circuits are not interposed between the first booster circuit and the clock signal generator; The first to n-1 delay circuits may be provided between the n-th booster circuit and the clock signal generator.
第1~n-1遅延回路は、それぞれほぼ等しい時定数を有する回路でもよい。 The first through n-1 delay circuits may each be circuits having substantially equal time constants.
複数の昇圧回路は、第1~第n(nは2以上の整数)昇圧回路を含み、遅延部は、第1~第n-1遅延回路を含み、第1~第n-1遅延回路は、第1昇圧回路とクロック信号生成部との間に介在せず、それぞれ、第2~第n昇圧回路とクロック信号生成部との間に設けられてもよい。 The plurality of booster circuits includes first to n-th (n is an integer equal to or greater than 2) booster circuits, the delay unit includes first to n-1th delay circuits, and the first to n-1th delay circuits are , may be provided between the second to n-th booster circuits and the clock signal generator without being interposed between the first booster circuit and the clock signal generator.
第1~第n-1遅延回路は、それぞれ異なる時定数を有してもよい。 The 1 st to n-1 th delay circuits may have different time constants.
昇圧回路は、昇圧用電源と比較器との間に直列に接続された第1および第2トランジスタと、接地電位源と出力部との間に直列に接続された第3および第4トランジスタと、第1トランジスタおよび第2トランジスタの間の第1ノードと第3トランジスタおよび第4トランジスタの間の第2ノードとの間に接続された第1キャパシタと、を備えてもよい。 The booster circuit includes first and second transistors connected in series between the power supply for boosting and the comparator, third and fourth transistors connected in series between the ground potential source and the output section, A first capacitor connected between a first node between the first and second transistors and a second node between the third and fourth transistors.
複数の昇圧回路の一部は、クロック信号または遅延クロック信号に基づいて、互いに異なるタイミングで昇圧動作を実行し、複数の昇圧回路の他部は、クロック信号の反転信号または遅延クロック信号の反転信号に基づいて、互いに異なるタイミングで昇圧動作を実行してもよい。 Some of the plurality of boosting circuits perform boosting operations at mutually different timings based on the clock signal or the delayed clock signal, and the other portions of the plurality of boosting circuits are inverted signals of the clock signal or inverted signals of the delayed clock signal. , the boosting operation may be performed at different timings.
本開示の一側面の昇圧方法は、クロック信号を遅延させる遅延部と、クロック信号または該クロック信号を遅延部によって遅延させた遅延クロック信号を受ける複数の昇圧回路と、複数の昇圧回路に共通に接続された出力部と、を備えたチャージポンプ回路を用いた昇圧方法であって、クロック信号または遅延クロック信号に基づいて、互いに異なるタイミングで昇圧動作を実行し 複数の昇圧回路によって昇圧された電圧を出力することを具備する。 A boosting method according to one aspect of the present disclosure includes: a delay unit that delays a clock signal; a plurality of boosting circuits that receive the clock signal or a delayed clock signal obtained by delaying the clock signal by the delaying unit; A voltage boosting method using a charge pump circuit, comprising: a voltage boosting circuit that performs boosting operations at mutually different timings based on a clock signal or a delayed clock signal; and voltages boosted by a plurality of boosting circuits and outputting
チャージポンプ回路は、出力部の電圧に応じた第1電圧と所定の基準電圧とを入力する比較器をさらに備え、出力部の電圧に応じた第1電圧と所定の基準電圧とを比較し、該第1電圧と基準電圧との比較結果を複数の昇圧回路へ出力することをさらに具備してもよい。 The charge pump circuit further includes a comparator for inputting a first voltage corresponding to the voltage of the output section and a predetermined reference voltage, comparing the first voltage corresponding to the voltage of the output section and the predetermined reference voltage, It may further include outputting a comparison result between the first voltage and the reference voltage to a plurality of booster circuits.
複数の昇圧回路は、比較結果の電圧レベルによって出力部の電圧を昇圧し、あるいは、昇圧しなくてもよい。 The plurality of booster circuits may or may not boost the voltage of the output part according to the voltage level of the comparison result.
複数の昇圧回路は、第1~第n(nは2以上の整数)昇圧回路を含み、遅延部は、第1~第n-1遅延回路を含み、第1昇圧回路は、遅延部で遅延されていないクロック信号を用いて昇圧動作を実行し、第2昇圧回路は、第1遅延回路によって遅延された遅延クロック信号を用いて昇圧動作を実行し、第3昇圧回路は、第1および第2遅延回路によって遅延された遅延クロック信号を用いて昇圧動作を実行し、第n昇圧回路は、第1~n-1遅延回路によって遅延させた遅延クロック信号を用いて昇圧動作を実行してもよい。 The plurality of booster circuits includes first to nth (n is an integer equal to or greater than 2) booster circuits, the delay unit includes first to n-1th delay circuits, and the first booster circuit is delayed by the delay unit. The second boost circuit performs the boost operation using the clock signal that is not delayed by the first delay circuit, the third boost circuit performs the boost operation using the delayed clock signal delayed by the first delay circuit, and the third boost circuit performs the boost operation using the first and third clock signals. The boosting operation is performed using the delayed clock signal delayed by the second delay circuit, and the n-th boosting circuit performs the boosting operation using the delayed clock signal delayed by the first to n-1 delay circuits. good.
複数の昇圧回路は、第1~第n(nは2以上の整数)昇圧回路を含み、遅延部は、第1~第n-1遅延回路を含み、第1昇圧回路は、遅延部で遅延されていないクロック信号を用いて昇圧動作を実行し、第2~第n昇圧回路は、それぞれ第1~第n-1遅延回路によって遅延された遅延クロック信号を用いて昇圧動作を実行してもよい。 The plurality of booster circuits includes first to nth (n is an integer equal to or greater than 2) booster circuits, the delay unit includes first to n-1th delay circuits, and the first booster circuit is delayed by the delay unit. The second to n-th boosting circuits may perform the boosting operation using the delayed clock signals delayed by the first to n-1th delay circuits, respectively. good.
複数の昇圧回路の一部は、クロック信号または遅延クロック信号に基づいて、互いに異なるタイミングで昇圧動作を実行し、複数の昇圧回路の他部は、クロック信号の反転信号または遅延クロック信号の反転信号に基づいて、互いに異なるタイミングで昇圧動作を実行してもよい。 Some of the plurality of boosting circuits perform boosting operations at mutually different timings based on the clock signal or the delayed clock signal, and the other portions of the plurality of boosting circuits are inverted signals of the clock signal or inverted signals of the delayed clock signal. , the boosting operation may be performed at different timings.
以下、本技術を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図面は模式的または概念的なものであり、各部分の比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。明細書と図面において、既出の図面に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。 Hereinafter, specific embodiments to which the present technology is applied will be described in detail with reference to the drawings. The drawings are schematic or conceptual, and the ratio of each part is not necessarily the same as the actual one. In the specification and drawings, the same reference numerals are given to the same elements as those described above with respect to the previous drawings, and detailed description thereof will be omitted as appropriate.
以下の実施形態は、本技術のチャージポンプ回路を固体撮像素子に適用した例である。しかし、本技術のチャージポンプ回路は、固体撮像素子以外の電子機器にも適用することができる。 The following embodiments are examples in which the charge pump circuit of the present technology is applied to a solid-state imaging device. However, the charge pump circuit of the present technology can also be applied to electronic devices other than solid-state imaging devices.
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態における固体撮像素子の構成例を示す概略図である。固体撮像素子1は、画素アレイ部240を有する半導体チップ511と、周辺回路部15を有する半導体チップ512とを備える。半導体チップ511、512は、それぞれ別々の半導体チップとして形成され、互いに積層されている。尚、固体撮像素子1は、全体として1つの半導体チップとして構成してもよく、あるいは、3つ以上の半導体チップとして3層以上に積層してもよい。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of a solid-state imaging device according to the first embodiment. The solid-
半導体チップ511の画素アレイ部240の各画素と半導体チップ512の周辺回路部15の素子は、例えば、ビア領域513およびビア領域514に設けられたTSV(Through Silicon Via)のような貫通電極等を用いて電気的に接続されている。あるいは、画素アレイ部240の半導体チップ511の配線と周辺回路部15の半導体チップ511の配線とを接触させるように、両方の半導体チップを貼り合わせてもよい(Cu-Cu接合)。さらに、画素アレイ部240および周辺回路部15の一部を1つの半導体チップとして構成し、その他の構成を他の半導体チップとして構成してもよい。
Each pixel of the
半導体チップ511の画素アレイ部240には、二次元格子状に複数の画素回路(図示せず)が配列される。各画素回路は、光電変換により、アナログの画素信号を生成する。尚、画素アレイ部240の構成は、本実施形態の本質とは直接関係ないので、その詳細な説明を省略する。
A plurality of pixel circuits (not shown) are arranged in a two-dimensional lattice in the
図2は、周辺回路部15を有する半導体チップ512の構成例を示すブロック図である。半導体チップ512は、画素アレイ部240を制御する周辺回路部15を有する。周辺回路部15は、垂直走査回路VSと、コンパレータCMPと、カウンタCNTと、電源回路LMと、信号処理回路SPと、チャージポンプ回路CPとを備える。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the
垂直走査回路VSは、半導体チップ511の画素アレイ部240の行を順に駆動して画素回路から画素信号を出力させる。
The vertical scanning circuit VS sequentially drives the rows of the
コンパレータCMPは、画素信号と参照信号とを比較してその比較結果を出力する。参照信号は、電圧が初期値から所定の傾斜で経時的に変化する信号であり、画素信号の電圧レベルを検出するために用いられる。 The comparator CMP compares the pixel signal and the reference signal and outputs the comparison result. The reference signal is a signal whose voltage changes over time with a predetermined slope from an initial value, and is used to detect the voltage level of the pixel signal.
カウンタCNTは、参照信号の変化開始からコンパレータCMPにおける比較結果が反転するまでの期間に亘ってクロック信号をカウントする。カウンタCNTは、このカウント値をデジタル信号として出力する。カウント値は、画素信号のレベルに対応しており、画素信号のデジタル信号を示している。このように、画素信号は、AD(Analog to Digital)変換される。カウンタCNTは、露光されていない画素回路におけるリセットレベル(暗電流成分)のデジタル信号、および、露光された画素信号の信号レベルのデジタル信号をそれぞれ出力する。 The counter CNT counts clock signals over a period from when the reference signal starts to change until the comparison result of the comparator CMP is inverted. The counter CNT outputs this count value as a digital signal. The count value corresponds to the level of the pixel signal and indicates the digital signal of the pixel signal. Thus, the pixel signal is AD (Analog to Digital) converted. The counter CNT outputs a digital signal of the reset level (dark current component) in the unexposed pixel circuit and a digital signal of the signal level of the exposed pixel signal.
信号処理回路SPは、リセットレベルと信号レベルとの差分を求めることによって、所謂、CDS(Correlated Double Sampling)処理を実行する。これにより、各画素回路において受けた光の信号レベルが検出される。 The signal processing circuit SP performs so-called CDS (Correlated Double Sampling) processing by obtaining the difference between the reset level and the signal level. Thereby, the signal level of the light received in each pixel circuit is detected.
電源回路LMは、画素アレイ部240をソースフォロアとして動かすための電流源である。
The power supply circuit LM is a current source for operating the
チャージポンプ回路CPは、電源電圧のレベルを変更し、垂直走査回路VSに必要な所望のレベルの電圧を生成するために設けられている。 The charge pump circuit CP is provided to change the level of the power supply voltage and generate a desired level of voltage required for the vertical scanning circuit VS.
図3は、第1実施形態によるチャージポンプ回路の構成の一例を示す該略図である。チャージポンプ回路CPは、クロック信号生成部10と、遅延部20と、複数の昇圧回路31~35と、出力部40と、比較器50と、電圧源60と、可変抵抗70とを備えている。
FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the charge pump circuit according to the first embodiment. The charge pump circuit CP includes a clock
クロック信号生成部10は、所定周期のクロック信号CLK1を出力する。クロック信号生成部10は、遅延部20を介さずに昇圧回路31に配線で接続される。従って、クロック信号CLK1は、遅延部20で遅延されることなく、昇圧回路31にそのまま供給される。
The
遅延部20は、クロック信号生成部10と昇圧回路32~35との間に接続されている。遅延部20は、クロック信号CLK1を遅延させた遅延クロック信号CLK2~CLK5を生成し、遅延クロック信号CLK2~CLK5をそれぞれ昇圧回路32~35へ供給する。
The
遅延部20は、遅延回路21~24を備える。遅延回路21は、クロック信号生成部10と昇圧回路32との間に接続されており、クロック信号CLK1を所定の時定数だけ遅延させた遅延クロック信号CLK2を昇圧回路32へ供給する。遅延回路22は、遅延回路21と昇圧回路33との間に接続されており、遅延クロック信号CLK2を所定の時定数だけさらに遅延させた遅延クロック信号CLK3を昇圧回路33へ供給する。遅延回路23は、遅延回路22と昇圧回路34との間に接続されており、遅延クロック信号CLK2を所定の時定数だけさらに遅延させた遅延クロック信号CLK3を昇圧回路34へ供給する。遅延回路24は、遅延回路23と昇圧回路35との間に接続されており、遅延クロック信号CLK2を所定の時定数だけさらに遅延させた遅延クロック信号CLK4を昇圧回路35へ供給する。
The
遅延回路21~24の構成は、後述するが、それぞれほぼ等しい時定数を有する回路でよい。遅延回路21~24の構成を等しくすることによって、その設計や製造がし易くなる。勿論、遅延回路21~24の一部または全部が異なる時定数を有していても問題無い。
The configuration of the
例えば、遅延回路21~24の時定数をそれぞれTC1~TC4とすると、遅延クロック信号CLK2は、元のクロック信号CLK1からTC1だけ遅延する。遅延クロック信号CLK3は、元のクロック信号CLK1からTC1+TC2だけ遅延する。遅延クロック信号CLK4は、元のクロック信号CLK1からTC1+TC2+TC3だけ遅延する。遅延クロック信号CLK5は、元のクロック信号CLK1からTC1+TC2+TC3+TC4だけ遅延する。このように、第1実施形態による遅延部20は、時定数TC1~TC4が等しくても、あるいは、異なっていても、クロック信号CLK1および遅延クロック信号CLK2~CLK5をそれぞれ異なるタイミングで供給することができる。
For example, if the time constants of the delay circuits 21-24 are TC1-TC4, the delayed clock signal CLK2 is delayed from the original clock signal CLK1 by TC1. Delayed clock signal CLK3 is delayed from original clock signal CLK1 by TC1+TC2. Delayed clock signal CLK4 is delayed from original clock signal CLK1 by TC1+TC2+TC3. Delayed clock signal CLK5 is delayed from original clock signal CLK1 by TC1+TC2+TC3+TC4. As described above, the
昇圧回路31~35は、クロック信号CLK1またはクロック信号CLK1を遅延させた遅延クロック信号CLK2~CLK5に基づいて、互いに異なるタイミングで昇圧動作を実行する。例えば、昇圧回路31は、クロック信号CLK1に従って、充電動作と放電動作とを繰り返し、電荷を出力部40へ供給する。昇圧回路32は、遅延クロック信号CLK2に従って、充電動作と放電動作とを繰り返し、電荷を出力部40へ供給する。昇圧回路33は、遅延クロック信号CLK3に従って、充電動作と放電動作とを繰り返し、電荷を出力部40へ供給する。昇圧回路34は、遅延クロック信号CLK4に従って、充電動作と放電動作とを繰り返し、電荷を出力部40へ供給する。昇圧回路35は、遅延クロック信号CLK5に従って、充電動作と放電動作とを繰り返し、電荷を出力部40へ供給する。
Boosting circuits 31-35 perform boosting operations at different timings based on clock signal CLK1 or delayed clock signals CLK2-CLK5 obtained by delaying clock signal CLK1. For example, the
出力部40は、昇圧回路31~35に共通に接続され、昇圧回路31~35によって昇圧された電力を出力する。出力部40には、第2キャパシタとしてのキャパシタ80が接続されている。キャパシタ80は、昇圧回路31~35から供給される電荷を蓄電し、負荷LDに対して安定した電力を供給するために設けられている。負荷LDは、チャージポンプ回路CPからの電力の供給を受けて所定の動作を実行する。
The
昇圧回路31~35の構成は、後述するが、それぞれほぼ等しい構成でよい。昇圧回路31~35の構成を等しくすることによって、その設計や製造がし易くなる。勿論、昇圧回路31~35の一部または全部が異なる構成を有していても問題無い。
Although the configurations of the
第1実施形態において、遅延回路21~24は4つ設けられており、昇圧回路31~35は5つ設けられている。しかし、遅延回路および昇圧回路の個数は特に限定しない。従って、チャージポンプ回路CPは、第1~第n(nは2以上の整数)昇圧回路と、第1~第n-1遅延回路とを含んでいてもよい。尚、第1昇圧回路31は、遅延部20を介さずに元のクロック信号CLK1を入力するので、遅延回路の個数は、昇圧回路の個数よりも1だけ小さくなる。
In the first embodiment, four delay circuits 21-24 are provided, and five booster circuits 31-35 are provided. However, the number of delay circuits and booster circuits is not particularly limited. Therefore, the charge pump circuit CP may include first to nth (n is an integer of 2 or more) booster circuits and first to n-1th delay circuits. Since the original clock signal CLK1 is input to the
第1~第n-1遅延回路は、第1昇圧回路31とクロック信号生成部10との間には介在しない。一方、第1遅延回路21は、第2昇圧回路32とクロック信号生成部10との間に設けられ、第1および第2遅延回路21、22は、第3昇圧回路33と前記クロック信号生成部との間に設けられ、第1~第3遅延回路21~23は、第4昇圧回路34とクロック信号生成部との間に設けられ、第1~第4遅延回路21~24は、第5昇圧回路35とクロック信号生成部との間に設けられる。一般化すると、第1~n-1遅延回路は、第n昇圧回路とクロック信号生成部との間に設けられている。これにより、第1~n昇圧回路は、それぞれ異なるタイミングのクロック信号CLK1または遅延クロック信号CLK2~CLKn-1に基づいて昇圧動作する。遅延クロック信号CLK2~CLKn-1は、元のクロック信号CLK1を遅延させた信号であるので、それらの周期は、クロック信号CLK1と同じである。従って、昇圧回路31~35の構成が同じであれば、昇圧回路31~35の各昇圧動作は、タイミングが異なるものの同一である。
The 1st to n-1th delay circuits are not interposed between the
電圧源60は、グランドと比較器50の第1入力部との間に接続されており、基準電圧Vrefを生成する。基準電圧Vrefは、一定の電圧であり、フィードバック電圧Vfbの比較の基準となる電圧である。また、電圧源60は、グランドと可変抵抗70との間にも接続されており、可変抵抗70においてフィードバック電圧Vfbを生成するために用いられる。
可変抵抗70は、電圧源60と出力部40との間に接続されており、出力部40の出力電圧Voutと電圧源60の電源電圧V60とに基づいて第1電圧としてのフィードバック電圧Vfbを生成する。フィードバック電圧Vfbは、電源電圧V60と出力電圧Voutとの間の電圧であり、電源電圧V60と出力電圧Voutとの電圧差を可変抵抗70によって分圧した電圧となる。電源電圧V60は一定電圧であるので、フィードバック電圧Vfbは、出力電圧Voutに応じて変動する。つまり、フィードバック電圧Vfbは、出力電圧Voutの変動に追従して変動するモニタ電圧である。
The
比較器50は、基準電圧Vrefおよびフィードバック電圧Vfbを入力し、それらを比較する。比較器50は、基準電圧Vrefとフィードバック電圧Vfbとの電圧差を増幅して電圧Vampを比較結果として出力する。例えば、フィードバック電圧Vfbが基準電圧Vrefよりも高い場合、電圧Vampは接地電位(0V、ロウレベル)となり、フィードバック電圧Vfbが基準電圧Vrefを下回った場合に、電圧Vampは電源電圧(ハイレベル)になる。フィードバック電圧Vfbが基準電圧Vrefと等しい場合高い場合、電圧Vampは接地電位と電源電圧との中間電圧となる。
比較器50は、電圧Vampを昇圧回路31~35に対して共通に出力する。昇圧回路31~35は、電圧Vampの電圧レベルによって出力部40の電圧を昇圧し、あるいは、昇圧しない。例えば、本実施形態では、電圧Vampがロウレベルである場合、昇圧回路31~35は、昇圧動作によって電荷を出力部40へ供給することができ、出力電圧Voutを昇圧する。一方、電圧Vampが中間電圧以上になった場合、昇圧回路31~35は、昇圧動作によって電荷を出力部40へ供給せず、出力電圧Voutの昇圧を停止する。尚、本実施形態によるチャージポンプ回路CPは、後述するように、負電荷を供給する負電圧チャージポンプであるが、正電荷を供給する正電圧チャージポンプにも適用できることは言うまでもない。昇圧動作の詳細については、図6および図7を参照して後で説明する。
図4A~図4Dは、遅延回路の構成例を示す回路図である。尚、遅延回路21~24は、同一構成でよいので、ここでは遅延回路21の構成を説明し、他の遅延回路22~24の構成についての説明は省略する。
4A to 4D are circuit diagrams showing configuration examples of delay circuits. Since the
図4Aに示すように、遅延回路21は、直列に接続された複数(偶数)のインバータ回路INV1、INV2で構成されていてもよい。インバータ回路INV1、INV2は、例えば、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)で構成されており、CMOSを構成するトランジスタのサイズ(ゲート幅/ゲート長)を変更することによって遅延時間の時定数を調節することができる。
As shown in FIG. 4A, the
直列に接続されたインバータ回路の個数は、2個に限定されず、図4Bに示すように4個以上であってもよい。図4Bの遅延回路21は、直列に接続された4個のインバータ回路INV1~INV4によって構成されている。インバータ回路INV1~INV4は同一構成でよい。
The number of inverter circuits connected in series is not limited to two, and may be four or more as shown in FIG. 4B. The
図4Cに示すように、遅延回路21は、RC遅延回路であってもよい。この場合、遅延回路21は、クロック信号CLK1の入力部と遅延クロック信号CLK2の出力部との間に接続された抵抗器Rdlyと入力部とグランドとの間に接続されたキャパシタCdlyとを有する。図4Cでは、遅延回路21は、このようなRC遅延回路を1つだけ備えている。しかし、遅延回路21は、直列に接続された複数のRC遅延回路で構成されていてもよい。
As shown in FIG. 4C,
図4Dに示すように、遅延回路21は、インバータ回路およびRC遅延回路を組み合わせた回路であってもよい。図4Dでは、遅延回路21は、直列に接続された複数(偶数)のインバータ回路INV1、INV2およびRC遅延回路で構成されている。RC遅延回路は、インバータ回路INV1とインバータ回路INV2との間に設けられている。この例でも、直列に接続されるインバータ回路の個数およびRC遅延回路の個数は、特に限定しない。
As shown in FIG. 4D, the
図5は、昇圧回路の内部構成を示す回路図である。尚、昇圧回路31~35は、同一構成で良いので、ここでは昇圧回路31の構成を説明し、他の昇圧回路32~35の構成についての説明は省略する。
FIG. 5 is a circuit diagram showing the internal configuration of the booster circuit. Since the
昇圧回路31は、第1~第4トランジスタとしてのトランジスタTr1~Tr4と、第1キャパシタとしてのキャパシタCcpとを備えている。
The
トランジスタTr1とトランジスタTr2は、昇圧用電源Vddと比較器50の出力との間に直列に接続されている。トランジスタTr1は、例えば、n型MOSFET(Field Effect Transistor)である。トランジスタTr2は、例えば、p型MOSFETである。トランジスタTr2がp型MOSFETであることによって、比較的大きな電流をキャパシタCcpへ流すことができる。
The transistors Tr1 and Tr2 are connected in series between the boosting power supply Vdd and the output of the
トランジスタTr3とトランジスタTr4は、グランドGNDと出力部40との間に直列に接続されている。トランジスタTr3、Tr4は、例えば、n型MOSFETである。
The transistors Tr3 and Tr4 are connected in series between the ground GND and the
キャパシタCcpは、トランジスタTr1とトランジスタTr2との間の第1ノードN1と、トランジスタTr3とトランジスタTr4との間の第2ノードN2との間に接続されている。 The capacitor Ccp is connected between a first node N1 between the transistors Tr1 and Tr2 and a second node N2 between the transistors Tr3 and Tr4.
トランジスタTr1~Tr4の各ゲートは、駆動信号CKSW2、XCKSW1、CKSW1、CKSW2を受ける。駆動信号CKSW2、XCKSW1、CKSW1は、いずれもクロック信号CLK1を用いて内部生成されたパルス信号である。駆動信号XCKSW1は、駆動信号CKSW1の反転信号である。尚、駆動信号CKSW2、XCKSW1、CKSW1は、チャージポンプ回路CPにおいて内部生成されることによって、各駆動信号の形状およびタイミングのばらつき(スキュー)を抑制することができる。 Each gate of the transistors Tr1 to Tr4 receives drive signals CKSW2, XCKSW1, CKSW1 and CKSW2. The drive signals CKSW2, XCKSW1, and CKSW1 are all pulse signals internally generated using the clock signal CLK1. The drive signal XCKSW1 is an inverted signal of the drive signal CKSW1. The drive signals CKSW2, XCKSW1, and CKSW1 are internally generated in the charge pump circuit CP, thereby suppressing variation (skew) in shape and timing of each drive signal.
次に、チャージポンプ回路CPの昇圧動作について説明する。 Next, the boosting operation of the charge pump circuit CP will be described.
図6は、駆動信号CKSW2、XCKSW1、CKSW1の動作を示すタイミング図である。横軸は時間を示し、縦軸は駆動信号のレベルを示す。 FIG. 6 is a timing chart showing operations of the drive signals CKSW2, XCKSW1, and CKSW1. The horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the level of the drive signal.
時点t1において、駆動信号CKSW1が立ち上がり、駆動信号XCKSW1が立ち下がる。駆動信号CKSW2は、ロウレベルのままである。これにより、トランジスタTr1、Tr4が非導通状態のまま、トランジスタTr2、Tr3が導通状態になる。従って、キャパシタCcpが昇圧用電源VddとグランドGNDとの間に接続され、充電される。即ち、t1~t2は、キャパシタCcpが充電される充電期間である。 At time t1, the driving signal CKSW1 rises and the driving signal XCKSW1 falls. The drive signal CKSW2 remains at the low level. As a result, the transistors Tr2 and Tr3 become conductive while the transistors Tr1 and Tr4 remain non-conductive. Therefore, the capacitor Ccp is connected between the boosting power supply Vdd and the ground GND and charged. That is, t1-t2 is the charging period during which the capacitor Ccp is charged.
次に、時点t2において、駆動信号CKSW1が立ち下がり、駆動信号XCKSW1が立ち上がる。これにより、充電期間が終了する。このとき、駆動信号CKSW2は、ロウレベルを維持している。このように、駆動信号CKSW1、XCKSW1と駆動信号CKSW2とは時間を相違させて動作させる。これは、トランジスタTr1、Tr2が同時に導通状態になることによって、昇圧用電源Vddと比較器50との間に貫通電流が流れることを防止するためである。また、トランジスタTr3、Tr4が同時に導通状態になることによって、グランドGNDと出力部40との間に貫通電流が流れることを防止するためである。
Next, at time t2, the drive signal CKSW1 falls and the drive signal XCKSW1 rises. This completes the charging period. At this time, the drive signal CKSW2 is maintained at the low level. In this manner, the drive signals CKSW1, XCKSW1 and the drive signal CKSW2 are operated at different times. This is to prevent a through current from flowing between the boosting power supply Vdd and the
次に、時点t3において、駆動信号CKSW2が立ち上がる。駆動信号CKSW1、XCKSW1は、それぞれロウレベルおよびハイレベルのままである。これにより、トランジスタTr2、Tr3が非導通状態のまま、トランジスタTr1、Tr4が導通状態になる。従って、キャパシタCcpが比較器50の出力と出力部40との間に接続され、出力部40へ電荷を放電する。即ち、t3~t4は、キャパシタCcpが放電を行い、出力部40へ電荷を供給する放電期間である。
Next, at time t3, the drive signal CKSW2 rises. The drive signals CKSW1 and XCKSW1 remain at low level and high level, respectively. As a result, the transistors Tr1 and Tr4 become conductive while the transistors Tr2 and Tr3 remain non-conductive. Accordingly, a capacitor Ccp is connected between the output of
次に、時点t4において、駆動信号CKSW2が立ち下がる。これにより、放電期間が終了する。このとき、駆動信号CKSW1、XCKSW1は、それぞれロウレベルおよびハイレベルを維持している。これは、上述の通り、昇圧用電源Vddと比較器50との間およびグランドGNDと出力部40との間の貫通電流を抑制するためである。
Next, at time t4, the drive signal CKSW2 falls. This completes the discharge period. At this time, the drive signals CKSW1 and XCKSW1 are maintained at low level and high level, respectively. This is to suppress through current between the boosting power supply Vdd and the
その後のt5~t8の動作は、t1~t4の動作と同様である。このように、キャパシタCcpへの充電動作と放電動作とを繰り返すことによって、電荷が出力部40へ繰り返し供給される(ポンピングされる)。電荷は例えば、出力部40に接続されたキャパシタ80に蓄積され、負荷LDに供給される。
The subsequent operations from t5 to t8 are the same as the operations from t1 to t4. By repeating the charging operation and the discharging operation to the capacitor Ccp in this manner, charges are repeatedly supplied (pumped) to the
尚、本実施形態による昇圧回路31は、負電荷(例えば、電子)を出力部40へ供給し負電荷をキャパシタ80に蓄積する。従って、昇圧回路31の昇圧動作によって、出力電圧Voutは、負電圧側に昇圧されていく。しかし、昇圧回路31は、正電荷(例えば、ホール)を出力部40へ供給し正電荷をキャパシタ80に蓄積してもよい。この場合、電源Vddとグランドとの接続位置を逆にすればよい。
Note that the
図7は、フィードバック電圧、基準電圧および比較器の出力電圧を示すタイミング図である。まず、初期状態において、フィードバック電圧Vfbが基準電圧Vrefよりも高くなるように、電圧源60および/または可変抵抗70を設定する。
FIG. 7 is a timing diagram showing the feedback voltage, the reference voltage and the output voltage of the comparator. First, in the initial state,
フィードバック電圧Vfbが基準電圧Vrefよりも高い場合、比較器50は、電圧Vampをロウレベル(接地電位(0V))に維持する。これにより、図5に示す昇圧回路31は、放電動作において、キャパシタCcpのノードN1側電極の正電荷を抜き、ノードN2側電極の負電荷を出力部40へ供給することができる。即ち、比較器50が電圧Vampをロウレベルにすることによって、昇圧回路31は、負電荷を出力部40へポンピングすることができる。
When the feedback voltage Vfb is higher than the reference voltage Vref, the
t10~t11において、昇圧回路31が昇圧動作を繰り返すことによって、出力電圧Voutは負電圧側に昇圧される。本実施形態では、出力電圧Voutは負電圧に昇圧されていくので、フィードバック電圧Vfbも、昇圧動作によって次第に低下している。
From t10 to t11, the
t11において、フィードバック電圧Vfbが基準電圧Vrefにほぼ等しくなると、比較器50は、電圧Vampをハイレベル(例えば、Vdd)とロウレベル(例えば、GND)との間の中間電圧に立ち上げる。これにより、昇圧回路31~35は、昇圧動作による電荷の供給が少なくなり、出力電圧Voutの昇圧がほぼ停止する。
At t11, when the feedback voltage Vfb becomes substantially equal to the reference voltage Vref, the
t12において、負荷が消費電流を減らして出力電圧Voutが負側に低下すると、フィードバック電圧Vfbが基準電圧Vrefを下回る。それとともに、比較器50は、電圧Vampをハイレベル(例えば、Vdd)に立ち上げる。これにより、放電動作において、図5のキャパシタCcpのノードN1側電極の正電荷は放電されない。これに伴い、ノードN2側電極の負電荷も出力部40へ供給されず、出力電圧Voutは負電圧側に昇圧されない。即ち、比較器50が電圧Vampを中間電圧あるいはそれ以上のハイレベルにすることによって、昇圧回路31は、負電荷を出力部40へポンピングすることができない状態となる。このとき、トランジスタTr1~Tr4の昇圧動作自体は繰り返されているものの、出力電圧Voutは負電圧側へ昇圧されない。
At t12, when the load reduces the current consumption and the output voltage Vout drops to the negative side, the feedback voltage Vfb falls below the reference voltage Vref. At the same time, the
電圧Vampがハイレベルを維持しているt12~において、フィードバック電圧Vfbは、基準電圧Vrefとほぼ等しいかそれ以下なっており、出力電圧Voutは昇圧されていない。 From t12 onwards when the voltage Vamp maintains the high level, the feedback voltage Vfb is substantially equal to or lower than the reference voltage Vref, and the output voltage Vout is not boosted.
このように、比較器50は、フィードバック電圧Vfbが基準電圧Vrefにほぼ等しくなるように昇圧回路31をフィードバック制御する。一方、負荷が消費電流を減らすと、フィードバック電圧Vfbが基準電圧Vrefを下回り、比較器50は、電圧Vampをハイレベル(例えば、Vdd)に立ち上げる。昇圧回路31の昇圧動作自体は繰り返されているものの、出力電圧Voutは負電圧側へ昇圧されない。
Thus, the
昇圧回路32~35の構成および昇圧動作は、上記昇圧回路31の構成および昇圧動作とほぼ同じである。一方、昇圧回路31~35の昇圧動作のタイミングは、図8を参照して説明する様に、それぞれ異なる。
The configuration and boosting operation of boosting
図8は、昇圧回路31~35のそれぞれの駆動信号CKSW1、CKSW2を示すタイミング図である。尚、駆動信号XCKSW1は、駆動信号CKSW1の反転信号であり、駆動信号CKSW1の動作から容易に理解できるので、ここでは図示していない。昇圧回路31~35は、それぞれ同じ構成を有するが、クロック信号CLK1および遅延クロック信号CLK2~CLK5が異なるタイミングで昇圧回路31~35に供給される。従って、昇圧回路31~35のそれぞれの駆動信号CKSW1、CKSW2も異なるタイミングで動作する。
FIG. 8 is a timing chart showing drive signals CKSW1 and CKSW2 for booster circuits 31-35, respectively. Note that the drive signal XCKSW1 is an inverted signal of the drive signal CKSW1 and is not illustrated here because it can be easily understood from the operation of the drive signal CKSW1. Boosting circuits 31-35 have the same configuration, but clock signal CLK1 and delayed clock signals CLK2-CLK5 are supplied to boosting circuits 31-35 at different timings. Therefore, the drive signals CKSW1 and CKSW2 of the
便宜的に、昇圧回路31~35のそれぞれの駆動信号CKSW1をCKSW1_1~CKSW1_5とし、昇圧回路31~35のそれぞれの駆動信号CKSW2を駆動信号CKSW2_1~CKSW2_5とする。
For convenience, the drive signals CKSW1 for the
この場合、例えば、駆動信号CKSW1_1~CKSW1_5は、この順番に異なるタイミングで立ち上がり、かつ、この順番に異なるタイミングで立ち下がっている。遅延回路21~25が同じ時定数を有する場合、駆動信号CKSW1_1~CKSW1_5は、時間的に等間隔で順次立ち上がり、あるいは、立ち下がる。
In this case, for example, the drive signals CKSW1_1 to CKSW1_5 rise in this order at different timings and fall in this order at different timings. When the
駆動信号CKSW2_1~CKSW2_5も、この順番に異なるタイミングで立ち上がり、かつ、この順番に異なるタイミングで立ち下がっている。遅延回路21~25が同じ時定数を有する場合、駆動信号CKSW2_1~CKSW2_5は、時間的に等間隔で順次立ち上がり、あるいは、立ち下がる。
The drive signals CKSW2_1 to CKSW2_5 also rise in this order at different timings and fall in this order at different timings. When the
この場合、昇圧回路31の充電期間は、t1~t2となるが、昇圧回路32~35の充電期間は、昇圧回路31の充電期間よりも遅延する。一方、昇圧回路32~35の充電動作が、昇圧回路31の放電動作に重複すると、ノイズのピークが高くなるおそれがあり、かつ、充電電荷が出力部40へ供給されずにグランドへ放出されるおそれがある。従って、昇圧回路31の放電期間が始まるt3までには、昇圧回路32~35の充電動作は終了している必要がある。即ち、駆動信号CKSW1_1~CKSW1_5は、t3までには立ち下がっている必要がある。
In this case, the charging period of the
同様に、昇圧回路31の放電期間は、t3~t4となるが、昇圧回路32~35の放電期間は、昇圧回路31の充電期間よりも遅延する。一方、昇圧回路32~35の放電動作が、昇圧回路31の充電動作に重複すると、ノイズのピークが高くなるおそれがあり、かつ、充電電荷がグランドへ漏れて昇圧回路31を充電できなくなるおそれがある。従って、昇圧回路31の次の充電期間が始まるt4までには、昇圧回路32~35の放電動作は終了している必要がある。即ち、駆動信号CKSW2_1~CKSW2_5は、t4までには立ち下がっている必要がある。
Similarly, the discharge period of the
即ち、クロック信号CLK1に対する遅延クロック信号CLK2~CLK5の遅延時間は、少なくとも昇圧回路31の充電動作と放電動作との間の期間よりも短くする必要がある。これにより、昇圧回路31~35のいずれかの充電動作といずれかの放電動作とが重複してしまうことを抑制し、ノイズのピークを抑制することができる。
That is, the delay time of the delayed clock signals CLK2 to CLK5 with respect to the clock signal CLK1 must be at least shorter than the period between the charging and discharging operations of the
このように、昇圧回路31~35の昇圧動作のタイミングを互いに相違させることによって、出力部40へ供給される電荷が平均化され、電流ピークが小さくなる。電流ピークが小さくなることによって、充電動作に起因するノイズが抑制される。
By making the timings of the boosting operations of the boosting
尚、上述のように、正電圧チャージポンプの場合、電源VddとグランドGNDとの接続位置を逆にすればよい。クロック信号CLK1、遅延クロック信号CLK2~CLK5および駆動信号CKSW1、CKSW2、XCKSW1の動作は同じでよい。ただし、フィードバック電圧Vfbは昇圧動作によって上昇するので、初期値においてフィードバック電圧Vfbは、基準電圧Vrefよりも小さくなるように設定される。比較器50の出力電圧Vampは、フィードバック電圧Vfbが基準電圧Vrefよりも小さいときには、ハイレベル(例えば、Vdd)となっており、昇圧動作が実行される。その後、フィードバック電圧Vfbが基準電圧Vrefを超えたときには、ロウレベル(例えば、0V)に立ち下がる。これにより、出力部40の昇圧動作が停止する。フィードバック電圧Vfbが再度、基準電圧Vrefを下回ったときには、比較器50の出力電圧Vampは、再度ハイレベルに立ち上がり、出力部40の昇圧動作が再開される。
As described above, in the case of a positive voltage charge pump, the connection positions of the power supply Vdd and the ground GND may be reversed. The operations of the clock signal CLK1, the delayed clock signals CLK2 to CLK5, and the drive signals CKSW1, CKSW2, and XCKSW1 may be the same. However, since the feedback voltage Vfb increases due to the boosting operation, the feedback voltage Vfb is initially set to be lower than the reference voltage Vref. The output voltage Vamp of the
正電圧チャージポンプ回路CPであっても、本実施形態にと同様に昇圧回路31~35の昇圧動作のタイミングを互いに相違させることによって、出力部40へ供給される電荷が平均化され、電荷ピーク(電流ピーク)が小さくなる。電流ピークが小さくなることによって、充電動作に起因するノイズが抑制される。従って、正電圧のチャージポンプ回路CPも、本実施形態の効果を得ることができる。
Even in the positive voltage charge pump circuit CP, the charge supplied to the
(第2実施形態)
図9は、第2実施形態によるチャージポンプ回路の構成の一例を示す該略図である。第2実施形態では、遅延回路21~24の位置および構成が異なる。第2実施形態のその他の構成は、第1実施形態の対応する構成と同様でよい。
(Second embodiment)
FIG. 9 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the charge pump circuit according to the second embodiment. In the second embodiment, the positions and configurations of the delay circuits 21-24 are different. Other configurations of the second embodiment may be the same as corresponding configurations of the first embodiment.
遅延回路21~24は、それぞれクロック信号生成部10と昇圧回路32~35との間に接続されており、それぞれ互いに異なる時定数を有する。
The delay circuits 21-24 are connected between the
例えば、遅延回路21は、クロック信号生成部10と昇圧回路32との間に接続されており、クロック信号CLK1を所定の時定数TC1だけ遅延させた遅延クロック信号CLK2を昇圧回路32へ供給する。遅延回路22は、クロック信号生成部10と昇圧回路33との間に接続されており、遅延クロック信号CLK2を所定の時定数TC2だけ遅延させた遅延クロック信号CLK3を昇圧回路33へ供給する。遅延回路23は、クロック信号生成部10と昇圧回路34との間に接続されており、遅延クロック信号CLK2を所定の時定数TC3だけ遅延させた遅延クロック信号CLK3を昇圧回路34へ供給する。遅延回路24は、クロック信号生成部10と昇圧回路35との間に接続されており、遅延クロック信号CLK2を所定の時定数TC4だけ遅延させた遅延クロック信号CLK4を昇圧回路35へ供給する。
For example, the
遅延回路21~24の構成は、互いに異なる時定数TC1~TC4を有する。時定数TC1~TC4は、図4A~図4Dにおける直列に接続されるインバータの個数またはRC遅延回路の個数を変更することによって相違させることができる。また、時定数TC1~TC4は、インバータを構成するCMOSトランジスタのサイズ(ゲート幅/ゲート長)あるいはRC遅延回路の抵抗値または容量を変更することによって相違させてもよい。 Delay circuits 21-24 have different time constants TC1-TC4. The time constants TC1-TC4 can be varied by changing the number of serially connected inverters or the number of RC delay circuits in FIGS. 4A-4D. Also, the time constants TC1 to TC4 may be varied by changing the size (gate width/gate length) of the CMOS transistors forming the inverter or the resistance or capacitance of the RC delay circuit.
このように、遅延回路21~24の時定数TC1~TC4を互いに相違させることによって、遅延部20は、クロック信号CLK1および遅延クロック信号CLK2~CLK5をそれぞれ異なるタイミングで昇圧回路31~35へ供給することができる。
By making the time constants TC1 to TC4 of the
第2実施形態においても遅延回路および昇圧回路の個数は特に限定しない。従って、チャージポンプ回路CPは、第1~第n(nは2以上の整数)昇圧回路と、第1~第n-1遅延回路とを含んでいてもよい。尚、第1昇圧回路31は、遅延部20を介さずに元のクロック信号CLK1を入力するので、遅延回路の個数は、昇圧回路の個数よりも1だけ小さくなる。
Also in the second embodiment, the number of delay circuits and booster circuits is not particularly limited. Therefore, the charge pump circuit CP may include first to nth (n is an integer of 2 or more) booster circuits and first to n-1th delay circuits. Since the original clock signal CLK1 is input to the
第1~第n-1遅延回路は、第1昇圧回路31とクロック信号生成部10との間には介在しない。一方、第1遅延回路21は、第2昇圧回路32とクロック信号生成部10との間に設けられ、第2遅延回路22は、第3昇圧回路33とクロック信号生成部との間に設けられる。第3遅延回路23は、第4昇圧回路34とクロック信号生成部との間に設けられ、第4遅延回路24は、第5昇圧回路35と前記クロック信号生成部との間に設けられる。一般化すると、第1~n-1遅延回路は、それぞれ異なる時定数を有し、それぞれ、第2~第n昇圧回路とクロック信号生成部10との間に設けられている。これにより、第1~n昇圧回路は、それぞれ異なるタイミングのクロック信号CLK1または遅延クロック信号CLK2~CLKn-1に基づいて昇圧動作することができる。
The 1st to n-1th delay circuits are not interposed between the
第2実施形態のチャージポンプ回路CPの構成および動作は、第1実施形態のそれと同様であるので、その詳細な説明を省略する。 Since the configuration and operation of the charge pump circuit CP of the second embodiment are the same as those of the first embodiment, detailed description thereof will be omitted.
第2実施形態によるチャージポンプ回路CPは、昇圧回路31~35の昇圧動作のタイミングを互いに相違させることによって、出力部40へ供給される電荷を平均化し、ピーク電流を小さくすることができる。これにより、第2実施形態は、第1実施形態と同様に、充電動作に起因するノイズを抑制することができる。
The charge pump circuit CP according to the second embodiment can average the charges supplied to the
(第3実施形態)
図10は、第3実施形態によるチャージポンプ回路の構成の一例を示す該略図である。第3実施形態によるチャージポンプ回路CPは、クロック信号CLK1aおよびその遅延クロック信号CLK2a~CLK5aに基づいて動作する昇圧回路31a~35aと、クロック信号CLK1bおよびその遅延クロック信号CLK2b~CLK5bに基づいて動作する昇圧回路31b~35bとを備える。
(Third Embodiment)
FIG. 10 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the charge pump circuit according to the third embodiment. The charge pump circuit CP according to the third embodiment includes boosting
クロック信号CLK1bは、クロック信号CLK1aの位相を半周期ずらした信号である。従って、昇圧回路31a~35aと昇圧回路31b~35bとは、相補に動作する。即ち、昇圧回路31a~35aが充電動作を実行しているときに、昇圧回路31b~35bは放電動作を実行し、逆に、昇圧回路31a~35aが放電動作を実行しているときに、昇圧回路31b~35bは充電動作を実行する。
The clock signal CLK1b is a signal obtained by shifting the phase of the clock signal CLK1a by half a cycle. Therefore, the
遅延回路21a~24aは、第1実施形態と同様に、クロック信号CLK1aを用いて、それぞれ遅延クロック信号CLK2a~CLK5aを生成する。遅延回路21b~24bも、第1実施形態と同様に、クロック信号CLK1bを用いて、それぞれ遅延クロック信号CLK2b~CLK5bを生成する。
このように、第3実施形態では、比較器50および出力部40を共有する昇圧回路31a~35a、31b~35bの一部の昇圧回路31a~35aは、クロック信号CLK1aまたは遅延クロック信号CLK2a~CLK5aに基づいて、互いに異なるタイミングで昇圧動作を実行する。他部の昇圧回路31b~35bは、クロック信号CLK1aまたは遅延クロック信号CLK2a~CLK5bの位相を半周期ずらした、クロック信号CLK1bおよび遅延クロック信号CLK2b~CLK5bに基づいて、互いに異なるタイミングで昇圧動作を実行する。
Thus, in the third embodiment, some of the
昇圧回路31a~35a、31b~35bは、比較器50、電圧源60、可変抵抗70および出力部40を共有している。従って、昇圧回路31a~35aと昇圧回路31b~35bとが相補に昇圧動作することによって、キャパシタ80は短時間で充電される。即ち、第3実施形態によれば、図7のフィードバック電圧Vfbの傾きを急峻にすることができる。
The
(第4実施形態)
図11は、第4実施形態によるチャージポンプ回路の構成の一例を示す該略図である。第4実施形態によるチャージポンプ回路CPは、第2および第3実施形態の組み合わせである。
(Fourth embodiment)
FIG. 11 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the charge pump circuit according to the fourth embodiment. The charge pump circuit CP according to the fourth embodiment is a combination of the second and third embodiments.
従って、遅延回路21a~24aは、それぞれクロック信号生成部10と昇圧回路32a~35aとの間に接続されており、それぞれ互いに異なる時定数を有する。遅延回路21b~24bは、それぞれクロック信号生成部10と昇圧回路32b~35bとの間に接続されており、それぞれ互いに異なる時定数を有する。
Therefore, the
第4実施形態のその他の構成は、第3実施形態の対応する構成と同様でよい。これにより、第4実施形態は、第2および第3実施形態の効果を得ることができる。 Other configurations of the fourth embodiment may be the same as corresponding configurations of the third embodiment. Thereby, the fourth embodiment can obtain the effects of the second and third embodiments.
図12は、チャージポンプ回路に流れるピーク電流Ipeakを示すグラフである。比較例REFは、昇圧回路31~35が同一タイミングで昇圧動作を実行した場合のピーク電流Ipeakを示す。EMB1およびEMB2は、第1および第2実施形態のピーク電流Ipeakを示す。EMB3およびEMB4は、第3および第4実施形態のピーク電流Ipeakを示す。尚、ピーク電流Ipeakは、昇圧用電源Vddの電流またはグランドGNDの電流のいずれか一方でよい。
FIG. 12 is a graph showing the peak current Ipeak flowing through the charge pump circuit. A comparative example REF shows the peak current Ipeak when the boosting
比較例REFは、昇圧回路31~35が同一タイミングで電荷を出力部40へ供給する。昇圧回路31~35が同一タイミングで昇圧動作を実行すると、昇圧回路31~35は、同一タイミングで電荷を出力部40へ供給するので、ピーク電流Ipeakは非常に大きくなる。ピーク電流Ipeakが大きい分、ノイズも大きくなる。
In the comparative example REF, the
これに対し、EMB1~EMB4は、昇圧回路31~35が互いに異なるタイミングで電荷を出力部40へ供給するので、出力部40へ供給される電荷が平均化され、ピーク電流Ipeakは小さくなる。その結果、チャージポンプ回路CPから発生するノイズが激減している。この効果は、負電圧および正電圧のチャージポンプ回路のいずれにおいても同様に得ることができる。
On the other hand, in EMB1 to EMB4, the
<14.移動体への応用例>
本開示に係る技術(本技術)は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
<14. Example of application to a moving object>
The technology (the present technology) according to the present disclosure can be applied to various products. For example, the technology according to the present disclosure can be realized as a device mounted on any type of moving body such as automobiles, electric vehicles, hybrid electric vehicles, motorcycles, bicycles, personal mobility, airplanes, drones, ships, and robots. may
図13は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。 FIG. 13 is a block diagram showing a schematic configuration example of a vehicle control system, which is an example of a mobile control system to which the technology according to the present disclosure can be applied.
車両制御システム12000は、通信ネットワーク12001を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図13に示した例では、車両制御システム12000は、駆動系制御ユニット12010、ボディ系制御ユニット12020、車外情報検出ユニット12030、車内情報検出ユニット12040、及び統合制御ユニット12050を備える。また、統合制御ユニット12050の機能構成として、マイクロコンピュータ12051、音声画像出力部12052、及び車載ネットワークI/F(interface)12053が図示されている。
駆動系制御ユニット12010は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット12010は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。
Drive
ボディ系制御ユニット12020は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット12020は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット12020には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット12020は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
Body
車外情報検出ユニット12030は、車両制御システム12000を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット12030には、撮像部12031が接続される。車外情報検出ユニット12030は、撮像部12031に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット12030は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。
External
撮像部12031は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部12031は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部12031が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。 The imaging unit 12031 is an optical sensor that receives light and outputs an electric signal according to the amount of received light. The imaging unit 12031 can output the electric signal as an image, and can also output it as distance measurement information. Also, the light received by the imaging unit 12031 may be visible light or non-visible light such as infrared rays.
車内情報検出ユニット12040は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット12040には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部12041が接続される。運転者状態検出部12041は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット12040は、運転者状態検出部12041から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。
The vehicle interior
マイクロコンピュータ12051は、車外情報検出ユニット12030又は車内情報検出ユニット12040で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット12010に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ12051は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むADAS(Advanced Driver Assistance System)の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。
The
また、マイクロコンピュータ12051は、車外情報検出ユニット12030又は車内情報検出ユニット12040で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
In addition, the
また、マイクロコンピュータ12051は、車外情報検出ユニット12030で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット12020に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ12051は、車外情報検出ユニット12030で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
Further, the
音声画像出力部12052は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図13の例では、出力装置として、オーディオスピーカ12061、表示部12062及びインストルメントパネル12063が例示されている。表示部12062は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。
The audio/
図14は、撮像部12031の設置位置の例を示す図である。 FIG. 14 is a diagram showing an example of the installation position of the imaging unit 12031. As shown in FIG.
図14では、撮像部12031として、撮像部12101,12102,12103,12104,12105を有する。
In FIG. 14, the imaging unit 12031 has
撮像部12101,12102,12103,12104,12105は、例えば、車両12100のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部12101及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部12105は、主として車両12100の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部12102,12103は、主として車両12100の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部12104は、主として車両12100の後方の画像を取得する。車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部12105は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
The
なお、図14には、撮像部12101ないし12104の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲12111は、フロントノーズに設けられた撮像部12101の撮像範囲を示し、撮像範囲12112,12113は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部12102,12103の撮像範囲を示し、撮像範囲12114は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部12104の撮像範囲を示す。例えば、撮像部12101ないし12104で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両12100を上方から見た俯瞰画像が得られる。
Note that FIG. 14 shows an example of the imaging range of the
撮像部12101ないし12104の少なくとも1つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部12101ないし12104の少なくとも1つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。
At least one of the
例えば、マイクロコンピュータ12051は、撮像部12101ないし12104から得られた距離情報を基に、撮像範囲12111ないし12114内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化(車両12100に対する相対速度)を求めることにより、特に車両12100の進行路上にある最も近い立体物で、車両12100と略同じ方向に所定の速度(例えば、0km/h以上)で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ12051は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御(追従停止制御も含む)や自動加速制御(追従発進制御も含む)等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
For example, based on the distance information obtained from the
例えば、マイクロコンピュータ12051は、撮像部12101ないし12104から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、2輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ12051は、車両12100の周辺の障害物を、車両12100のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ12051は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ12061や表示部12062を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット12010を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
For example, based on the distance information obtained from the
撮像部12101ないし12104の少なくとも1つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ12051は、撮像部12101ないし12104の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部12101ないし12104の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ12051が、撮像部12101ないし12104の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部12052は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部12062を制御する。また、音声画像出力部12052は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部12062を制御してもよい。
At least one of the
以上、本開示に係る技術が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、撮像部12031に適用され得る。具体的には、固体撮像素子1は、撮像部12031に適用することができる。撮像部12031に本開示に係る技術を適用することにより、より見やすい撮影画像を得ることができるため、ドライバの疲労を軽減することが可能になる。
An example of a vehicle control system to which the technology according to the present disclosure can be applied has been described above. The technology according to the present disclosure can be applied to the imaging unit 12031 among the configurations described above. Specifically, the solid-
本技術に係る実施形態は、上記実施形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
(1)
所定周期のクロック信号を出力するクロック信号生成部と、
前記クロック信号を遅延させる遅延部と、
前記クロック信号または該クロック信号を前記遅延部によって遅延させた遅延クロック信号に基づいて、互いに異なるタイミングで昇圧動作を実行する複数の昇圧回路と、
前記複数の昇圧回路に共通に接続され、前記複数の昇圧回路によって昇圧された電力を出力する出力部と、を備えたチャージポンプ回路。
(2)
前記出力部の電圧に応じた第1電圧と所定の基準電圧とを比較し、該第1電圧と基準電圧との比較結果を前記複数の昇圧回路へ出力する比較器をさらに備えた、(1)に記載のチャージポンプ回路。
(3)
前記基準電圧を生成する電圧源と、
前記電圧源と前記出力部との間に設けられ、前記出力部の電圧および前記電圧源の電圧に基づき前記第1電圧を生成する抵抗器とをさらに備えた、(2)に記載のチャージポンプ回路。
(4)
前記複数の昇圧回路は、第1~第n(nは2以上の整数)昇圧回路を含み、
前記遅延部は、第1~第n-1遅延回路を含み、
前記第1~第n-1遅延回路は、前記第1昇圧回路と前記クロック信号生成部との間に介在せず、
前記第1遅延回路は、前記第2昇圧回路と前記クロック信号生成部との間に設けられ、
前記第1および第2遅延回路は、前記第3昇圧回路と前記クロック信号生成部との間に設けられ、
前記第1~n-1遅延回路は、前記第n昇圧回路と前記クロック信号生成部との間に設けている、(1)から(3)のいずれか一項に記載のチャージポンプ回路。
(5)
前記第1~n-1遅延回路は、それぞれほぼ等しい時定数を有する回路である、(4)に記載のチャージポンプ回路。
(6)
前記複数の昇圧回路は、第1~第n(nは2以上の整数)昇圧回路を含み、
前記遅延部は、第1~第n-1遅延回路を含み、
前記第1~第n-1遅延回路は、前記第1昇圧回路と前記クロック信号生成部との間に介在せず、それぞれ、前記第2~第n昇圧回路と前記クロック信号生成部との間に設けられている、(1)から(3)のいずれか一項に記載のチャージポンプ回路。
(7)
前記第1~第n-1遅延回路は、それぞれ異なる時定数を有する、(6)に記載のチャージポンプ回路。
(8)
前記昇圧回路は、
昇圧用電源と前記比較器との間に直列に接続された第1および第2トランジスタと、
接地電位源と前記出力部との間に直列に接続された第3および第4トランジスタと、
前記第1トランジスタおよび前記第2トランジスタの間の第1ノードと前記第3トランジスタおよび前記第4トランジスタの間の第2ノードとの間に接続された第1キャパシタと、を備えている、(3)2に記載のチャージポンプ回路。
(9)
前記複数の昇圧回路の一部は、前記クロック信号または前記遅延クロック信号に基づいて、互いに異なるタイミングで昇圧動作を実行し、
前記複数の昇圧回路の他部は、前記クロック信号の位相をずらした信号または前記遅延クロック信号の位相をずらした信号に基づいて、互いに異なるタイミングで昇圧動作を実行する、(1)から(9)のいずれか一項に記載のチャージポンプ回路。
(10)
クロック信号を遅延させる遅延部と、前記クロック信号または該クロック信号を前記遅延部によって遅延させた遅延クロック信号を受ける複数の昇圧回路と、前記複数の昇圧回路に共通に接続された出力部と、を備えたチャージポンプ回路を用いた昇圧方法であって、
前記クロック信号または前記遅延クロック信号に基づいて、互いに異なるタイミングで昇圧動作を実行し、
前記複数の昇圧回路によって昇圧された電圧を出力することを具備する昇圧方法。
(11)
前記チャージポンプ回路は、前記出力部の電圧に応じた第1電圧と所定の基準電圧とを入力する比較器をさらに備え、
前記出力部の電圧に応じた第1電圧と所定の基準電圧とを比較し、
該第1電圧と基準電圧との比較結果を前記複数の昇圧回路へ出力することをさらに具備する、(10)に記載の方法。
(12)
前記複数の昇圧回路は、前記比較結果の電圧レベルによって前記出力部の電圧を昇圧し、あるいは、昇圧しなくなる、(11)に記載の方法。
(13)
前記複数の昇圧回路は、第1~第n(nは2以上の整数)昇圧回路を含み、前記遅延部は、第1~第n-1遅延回路を含み、
前記第1昇圧回路は、前記遅延部で遅延されていない前記クロック信号を用いて昇圧動作を実行し、
前記第2昇圧回路は、前記第1遅延回路によって遅延された前記遅延クロック信号を用いて昇圧動作を実行し、
前記第3昇圧回路は、前記第1および第2遅延回路によって遅延された前記遅延クロック信号を用いて昇圧動作を実行し、
前記第n昇圧回路は、前記第1~n-1遅延回路によって遅延させた前記遅延クロック信号を用いて昇圧動作を実行する、(10)から(12)のいずれか一項に記載の方法。
(14)
前記複数の昇圧回路は、第1~第n(nは2以上の整数)昇圧回路を含み、前記遅延部は、第1~第n-1遅延回路を含み、
前記第1昇圧回路は、前記遅延部で遅延されていない前記クロック信号を用いて昇圧動作を実行し、
前記第2~第n昇圧回路は、それぞれ前記第1~第n-1遅延回路によって遅延された前記遅延クロック信号を用いて昇圧動作を実行する、(10)から(12)のいずれか一項に記載の方法。
(15)
前記複数の昇圧回路の一部は、前記クロック信号または前記遅延クロック信号に基づいて、互いに異なるタイミングで昇圧動作を実行し、
前記複数の昇圧回路の他部は、前記クロック信号の位相をずらした信号または前記遅延クロック信号の位相をずらした信号に基づいて、互いに異なるタイミングで昇圧動作を実行する、(10)から(14)のいずれか一項に記載の方法。
Embodiments according to the present technology are not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible without departing from the gist of the present technology.
(1)
a clock signal generator that outputs a clock signal with a predetermined cycle;
a delay unit that delays the clock signal;
a plurality of boosting circuits that perform boosting operations at different timings based on the clock signal or a delayed clock signal obtained by delaying the clock signal by the delay unit;
and an output unit commonly connected to the plurality of booster circuits for outputting power boosted by the plurality of booster circuits.
(2)
(1 ).
(3)
a voltage source that generates the reference voltage;
The charge pump according to (2), further comprising a resistor provided between the voltage source and the output section, the resistor generating the first voltage based on the voltage of the output section and the voltage of the voltage source. circuit.
(4)
The plurality of booster circuits includes first to n-th (n is an integer equal to or greater than 2) booster circuits,
The delay unit includes first to n-1th delay circuits,
wherein the first to n-1th delay circuits are not interposed between the first booster circuit and the clock signal generator,
the first delay circuit is provided between the second booster circuit and the clock signal generator,
the first and second delay circuits are provided between the third booster circuit and the clock signal generator;
The charge pump circuit according to any one of (1) to (3), wherein the first to n-1 delay circuits are provided between the nth booster circuit and the clock signal generator.
(5)
The charge pump circuit according to (4), wherein the first to n-1 delay circuits are circuits having substantially equal time constants.
(6)
The plurality of booster circuits includes first to n-th (n is an integer equal to or greater than 2) booster circuits,
The delay unit includes first to n-1th delay circuits,
The first to n-1th delay circuits are not interposed between the first booster circuit and the clock signal generator, and are respectively between the second to nth booster circuits and the clock signal generator. The charge pump circuit according to any one of (1) to (3), provided in
(7)
The charge pump circuit according to (6), wherein the first to n-1th delay circuits have different time constants.
(8)
The booster circuit
first and second transistors connected in series between the boosting power supply and the comparator;
third and fourth transistors connected in series between a source of ground potential and said output;
a first capacitor connected between a first node between the first transistor and the second transistor and a second node between the third transistor and the fourth transistor; ) The charge pump circuit described in 2 above.
(9)
some of the plurality of boosting circuits perform boosting operations at different timings based on the clock signal or the delayed clock signal;
(1) to (9), wherein the other parts of the plurality of booster circuits perform boosting operations at different timings based on the phase-shifted signal of the clock signal or the phase-shifted signal of the delayed clock signal; ).
(10)
a delay unit that delays a clock signal; a plurality of boost circuits that receive the clock signal or a delayed clock signal obtained by delaying the clock signal by the delay unit; an output unit that is commonly connected to the plurality of boost circuits; A boosting method using a charge pump circuit comprising
performing boosting operations at different timings based on the clock signal or the delayed clock signal;
A boosting method comprising outputting a voltage boosted by the plurality of boosting circuits.
(11)
The charge pump circuit further includes a comparator for inputting a first voltage corresponding to the voltage of the output section and a predetermined reference voltage,
comparing a first voltage corresponding to the voltage of the output section with a predetermined reference voltage;
The method according to (10), further comprising: outputting a comparison result between the first voltage and a reference voltage to the plurality of boost circuits.
(12)
The method according to (11), wherein the plurality of booster circuits boost or stop boosting the voltage of the output section according to the voltage level of the comparison result.
(13)
the plurality of booster circuits include first to n-th (n is an integer equal to or greater than 2) booster circuits, and the delay section includes first to n-1th delay circuits;
the first booster circuit performs a boosting operation using the clock signal not delayed by the delay unit;
the second booster circuit performs a boosting operation using the delayed clock signal delayed by the first delay circuit;
the third boost circuit performs a boost operation using the delayed clock signal delayed by the first and second delay circuits;
The method according to any one of (10) to (12), wherein the n-th boost circuit performs a boost operation using the delayed clock signal delayed by the first to n-1 delay circuits.
(14)
the plurality of booster circuits include first to n-th (n is an integer equal to or greater than 2) booster circuits, and the delay section includes first to n-1th delay circuits;
the first booster circuit performs a boosting operation using the clock signal not delayed by the delay unit;
Any one of (10) to (12), wherein the second to nth booster circuits perform boosting operations using the delayed clock signals delayed by the first to n-1th delay circuits, respectively. The method described in .
(15)
some of the plurality of boosting circuits perform boosting operations at different timings based on the clock signal or the delayed clock signal;
(10) to (14), wherein the other parts of the plurality of booster circuits perform boosting operations at different timings based on the phase-shifted signal of the clock signal or the phase-shifted signal of the delayed clock signal; ).
尚、本開示は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。また、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、他の効果があってもよい。 The present disclosure is not limited to the embodiments described above, and various modifications are possible without departing from the gist of the present disclosure. Also, the effects described in this specification are only examples and are not limited, and other effects may be provided.
1 固体撮像素子、240 画素アレイ部、511 半導体チップ、15 周辺回路部、512 半導体チップ、VS 垂直走査回路、CMP コンパレータ、CNT カウンタ、LM 電源回路、SP 信号処理回路、CP チャージポンプ回路、10 クロック信号生成部、20 遅延部、21~24 遅延回路、31~35 昇圧回路、40 出力部、50 比較器、60、電圧源、70 可変抵抗
1 solid-state imaging device, 240 pixel array section, 511 semiconductor chip, 15 peripheral circuit section, 512 semiconductor chip, VS vertical scanning circuit, CMP comparator, CNT counter, LM power supply circuit, SP signal processing circuit, CP charge pump circuit, 10 clock
Claims (15)
前記クロック信号を遅延させる遅延部と、
前記クロック信号または該クロック信号を前記遅延部によって遅延させた遅延クロック信号に基づいて、互いに異なるタイミングで昇圧動作を実行する複数の昇圧回路と、
前記複数の昇圧回路に共通に接続され、前記複数の昇圧回路によって昇圧された電力を出力する出力部と、を備えたチャージポンプ回路。 a clock signal generator that outputs a clock signal with a predetermined cycle;
a delay unit that delays the clock signal;
a plurality of boosting circuits that perform boosting operations at different timings based on the clock signal or a delayed clock signal obtained by delaying the clock signal by the delay unit;
and an output unit commonly connected to the plurality of booster circuits for outputting power boosted by the plurality of booster circuits.
前記電圧源と前記出力部との間に設けられ、前記出力部の電圧および前記電圧源の電圧に基づき前記第1電圧を生成する抵抗器とをさらに備えた、請求項2に記載のチャージポンプ回路。 a voltage source that generates the reference voltage;
3. The charge pump of claim 2, further comprising a resistor provided between said voltage source and said output for generating said first voltage based on the voltage of said output and the voltage of said voltage source. circuit.
前記遅延部は、第1~第n-1遅延回路を含み、
前記第1~第n-1遅延回路は、前記第1昇圧回路と前記クロック信号生成部との間に介在せず、
前記第1遅延回路は、前記第2昇圧回路と前記クロック信号生成部との間に設けられ、
前記第1および第2遅延回路は、前記第3昇圧回路と前記クロック信号生成部との間に設けられ、
前記第1~n-1遅延回路は、前記第n昇圧回路と前記クロック信号生成部との間に設けている、請求項1に記載のチャージポンプ回路。 The plurality of booster circuits includes first to n-th (n is an integer equal to or greater than 2) booster circuits,
The delay unit includes first to n-1th delay circuits,
wherein the first to n-1th delay circuits are not interposed between the first booster circuit and the clock signal generator,
the first delay circuit is provided between the second booster circuit and the clock signal generator,
the first and second delay circuits are provided between the third booster circuit and the clock signal generator;
2. The charge pump circuit according to claim 1, wherein said first to n-1 delay circuits are provided between said n-th booster circuit and said clock signal generator.
前記遅延部は、第1~第n-1遅延回路を含み、
前記第1~第n-1遅延回路は、前記第1昇圧回路と前記クロック信号生成部との間に介在せず、それぞれ、前記第2~第n昇圧回路と前記クロック信号生成部との間に設けられている、請求項1に記載のチャージポンプ回路。 The plurality of booster circuits includes first to n-th (n is an integer equal to or greater than 2) booster circuits,
The delay unit includes first to n-1th delay circuits,
The first to n-1th delay circuits are not interposed between the first booster circuit and the clock signal generator, and are respectively between the second to nth booster circuits and the clock signal generator. 2. The charge pump circuit of claim 1, wherein the charge pump circuit is provided in
昇圧用電源と前記比較器との間に直列に接続された第1および第2トランジスタと、
接地電位源と前記出力部との間に直列に接続された第3および第4トランジスタと、
前記第1トランジスタおよび前記第2トランジスタの間の第1ノードと前記第3トランジスタおよび前記第4トランジスタの間の第2ノードとの間に接続された第1キャパシタと、を備えている、請求項2に記載のチャージポンプ回路。 The booster circuit
first and second transistors connected in series between the boosting power supply and the comparator;
third and fourth transistors connected in series between a source of ground potential and said output;
a first capacitor connected between a first node between the first transistor and the second transistor and a second node between the third transistor and the fourth transistor. 2. The charge pump circuit according to claim 2.
前記複数の昇圧回路の他部は、前記クロック信号の位相をずらした信号または前記遅延クロック信号の位相をずらした信号に基づいて、互いに異なるタイミングで昇圧動作を実行する、請求項1に記載のチャージポンプ回路。 some of the plurality of boosting circuits perform boosting operations at different timings based on the clock signal or the delayed clock signal;
2. The other part of the plurality of boosting circuits according to claim 1, wherein the boosting operation is performed at different timings based on the phase-shifted signal of the clock signal or the phase-shifted signal of the delayed clock signal. charge pump circuit.
前記クロック信号または前記遅延クロック信号に基づいて、互いに異なるタイミングで昇圧動作を実行し、
前記複数の昇圧回路によって昇圧された電圧を出力することを具備する昇圧方法。 a delay unit that delays a clock signal; a plurality of boost circuits that receive the clock signal or a delayed clock signal obtained by delaying the clock signal by the delay unit; an output unit that is commonly connected to the plurality of boost circuits; A boosting method using a charge pump circuit comprising
performing boosting operations at different timings based on the clock signal or the delayed clock signal;
A boosting method comprising outputting a voltage boosted by the plurality of boosting circuits.
前記出力部の電圧に応じた第1電圧と所定の基準電圧とを比較し、
該第1電圧と基準電圧との比較結果を前記複数の昇圧回路へ出力することをさらに具備する、請求項10に記載の方法。 The charge pump circuit further includes a comparator for inputting a first voltage corresponding to the voltage of the output section and a predetermined reference voltage,
comparing a first voltage corresponding to the voltage of the output section with a predetermined reference voltage;
11. The method of claim 10, further comprising outputting a result of comparing the first voltage and a reference voltage to the plurality of boost circuits.
前記第1昇圧回路は、前記遅延部で遅延されていない前記クロック信号を用いて昇圧動作を実行し、
前記第2昇圧回路は、前記第1遅延回路によって遅延された前記遅延クロック信号を用いて昇圧動作を実行し、
前記第3昇圧回路は、前記第1および第2遅延回路によって遅延された前記遅延クロック信号を用いて昇圧動作を実行し、
前記第n昇圧回路は、前記第1~n-1遅延回路によって遅延させた前記遅延クロック信号を用いて昇圧動作を実行する、請求項10に記載の方法。 the plurality of booster circuits include first to n-th (n is an integer equal to or greater than 2) booster circuits, and the delay unit includes first to n-1th delay circuits;
the first booster circuit performs a boosting operation using the clock signal not delayed by the delay unit;
the second booster circuit performs a boosting operation using the delayed clock signal delayed by the first delay circuit;
the third boost circuit performs a boost operation using the delayed clock signal delayed by the first and second delay circuits;
11. The method of claim 10, wherein said nth boost circuit performs a boost operation using said delayed clock signal delayed by said first through n-1 delay circuits.
前記第1昇圧回路は、前記遅延部で遅延されていない前記クロック信号を用いて昇圧動作を実行し、
前記第2~第n昇圧回路は、それぞれ前記第1~第n-1遅延回路によって遅延された前記遅延クロック信号を用いて昇圧動作を実行する、請求項10に記載の方法。 the plurality of booster circuits includes first to n-th (n is an integer equal to or greater than 2) booster circuits, the delay unit includes first to n-1th delay circuits,
the first booster circuit performs a boosting operation using the clock signal not delayed by the delay unit;
11. The method according to claim 10, wherein said second to nth booster circuits perform boosting operations using said delayed clock signals delayed by said first to n-1th delay circuits, respectively.
前記複数の昇圧回路の他部は、前記クロック信号の位相をずらした信号または前記遅延クロック信号の位相をずらした信号に基づいて、互いに異なるタイミングで昇圧動作を実行する、請求項10に記載の方法。 some of the plurality of boosting circuits perform boosting operations at different timings based on the clock signal or the delayed clock signal;
11. The other part of the plurality of boosting circuits according to claim 10, wherein the boosting operation is performed at different timings based on the phase-shifted signal of the clock signal or the phase-shifted signal of the delayed clock signal. Method.
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