JP2912351B1 - Charge pump device - Google Patents

Charge pump device

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JP2912351B1
JP2912351B1 JP10144753A JP14475398A JP2912351B1 JP 2912351 B1 JP2912351 B1 JP 2912351B1 JP 10144753 A JP10144753 A JP 10144753A JP 14475398 A JP14475398 A JP 14475398A JP 2912351 B1 JP2912351 B1 JP 2912351B1
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和幸 猿渡
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Abstract

【要約】 【課題】 トランジスタの閾値に応じて最適な動作周波
数を選択することができ、過剰な動作電流が流れること
のないチャージポンプ装置を提供すること。 【解決手段】 トリミングデータT1ないしT4には、
このチャージポンプ装置100が内蔵された半導体集積
回路のトランジスタの閾値が反映されており、基準電圧
発生回路200は、このトリミングデータに基づき、ト
ランジスタの閾値に起因した所定の回路特性の変動分を
補償する。信号生成手段としての水晶発振回路1とバイ
ナリーカウンタ2と周波数調整回路3は、トリミングデ
ータT1ないしT4に基づき、このトリミングデータに
反映されたトランジスタの閾値に応じた周波数を有する
発振信号F2を生成する。電荷転送手段としてのチャー
ジポンプ回路4は、前記発振信号F2に駆動されて所定
の電源から所定の出力ノードに電荷を転送して、昇圧ま
たは降圧された出力V0を得る。
An object of the present invention is to provide a charge pump device capable of selecting an optimum operation frequency according to a threshold value of a transistor and preventing an excessive operation current from flowing. SOLUTION: Trimming data T1 to T4 include:
The threshold value of the transistor of the semiconductor integrated circuit in which the charge pump device 100 is incorporated is reflected, and the reference voltage generation circuit 200 compensates for the fluctuation of the predetermined circuit characteristic caused by the threshold value of the transistor based on the trimming data. I do. A crystal oscillation circuit 1, a binary counter 2, and a frequency adjustment circuit 3 as signal generation means generate an oscillation signal F2 having a frequency corresponding to a threshold value of a transistor reflected on the trimming data based on the trimming data T1 to T4. . The charge pump circuit 4 serving as a charge transfer means transfers a charge from a predetermined power supply to a predetermined output node driven by the oscillation signal F2 to obtain a boosted or reduced output V0.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体集積回路
に内蔵されるチャージポンプ装置に関する。
The present invention relates to a charge pump device built in a semiconductor integrated circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、時計用LSIなどの半導体集積回
路には、発振回路(OSC)、基準電圧発生回路、チャ
ージポンプ回路、ロジック回路(LOGIC)、RO
M、RAMなどの各種の回路ブロックが内蔵されてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, semiconductor integrated circuits such as timepiece LSIs include an oscillation circuit (OSC), a reference voltage generation circuit, a charge pump circuit, a logic circuit (LOGIC), and an RO circuit.
Various circuit blocks such as M and RAM are built in.

【0003】図5に、時計用LSIに内蔵された従来の
チャージポンプ装置100Aおよび基準電圧発生回路2
00の構成を示す。同図において、チャージポンプ装置
100Aは、水晶発振回路1と、バイナリーカウンタ2
と、チャージポンプ回路4とからなる。このチャージポ
ンプ装置100Aでは、水晶発振回路1の発振信号(例
えば32KHz)が、バイナリーカウンタ2で分周され
て所定周波数のクロック信号に変換される。チャージポ
ンプ回路4は、バイナリーカウンタ2からのクロック信
号に駆動されて動作し、昇圧または降圧された出力V0
を得る。
FIG. 5 shows a conventional charge pump device 100A and a reference voltage generation circuit 2 incorporated in a timepiece LSI.
00 is shown. In the figure, a charge pump device 100A includes a crystal oscillation circuit 1 and a binary counter 2
And a charge pump circuit 4. In the charge pump device 100A, the oscillation signal (for example, 32 KHz) of the crystal oscillation circuit 1 is divided by the binary counter 2 and converted into a clock signal of a predetermined frequency. The charge pump circuit 4 operates by being driven by a clock signal from the binary counter 2, and outputs a boosted or reduced output V0.
Get.

【0004】基準信号発生回路200は、チャージポン
プ装置100Aとは独立に構成されている。この基準電
圧発生回路200は、トランジスタ(MOSFET)の
閾値VTで定まる電圧を基準電圧として出力V1を発生
するように構成され、従ってこの基準電圧はトランジス
タの閾値VTに対する依存性を有する。また、このトラ
ンジスタの閾値VTは、製造上のバラツキを有し、出力
V1はトランジスタの閾値VT応じて変動する。このた
め、基準電圧発生回路200は、トランジスタの閾値V
Tに起因した出力V1の変動分を補償するためのトリミ
ング機能を備える。
[0004] The reference signal generation circuit 200 is configured independently of the charge pump device 100A. The reference voltage generation circuit 200 is configured to generate an output V1 using a voltage determined by a threshold value VT of a transistor (MOSFET) as a reference voltage, and thus this reference voltage has a dependency on the threshold value VT of the transistor. Further, the threshold value VT of this transistor has manufacturing variations, and the output V1 varies according to the threshold value VT of the transistor. For this reason, the reference voltage generation circuit 200 uses the threshold V
A trimming function is provided for compensating a variation in the output V1 caused by T.

【0005】すなわち、この基準電圧発生回路200
は、PchトランジスタとNchトランジスタ(図示な
し)の閾値の和に応じた基準電圧を発生するいわゆるV
T和型基準電圧回路6と、トリミングデータT1ないし
T4に基づきVT和型基準電圧回路6が発生する出力V
1を調整するためのトリミング回路5とからなる。トリ
ミングデータT1ないしT4には、この時計用LSIを
構成するトランジスタの閾値VTの大きさが反映されて
おり、このトリミングデータは、例えばヒューズ回路な
どに予めプログラムされている。
That is, the reference voltage generating circuit 200
Is a so-called V that generates a reference voltage corresponding to the sum of thresholds of a Pch transistor and an Nch transistor (not shown).
The T sum type reference voltage circuit 6 and the output V generated by the VT sum type reference voltage circuit 6 based on the trimming data T1 to T4.
1 for trimming. The trimming data T1 to T4 reflect the magnitude of the threshold value VT of the transistor constituting the timepiece LSI, and the trimming data is programmed in advance in, for example, a fuse circuit.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のディ
ジタル時計の分野では、時計の電池寿命を延ばす為にL
SIでの消費電流の削減が不可欠である。時計用LSI
では、チャージポンプ回路での消費電流が最も大きく、
LSI全体の消費電流の約30%を占める。また、LS
Iの消費電流は、そのLSIを構成するトランジスタの
閾値VTが低い程、増える傾向にあり、チャージポンプ
回路での消費電流に顕著に反映されるため、チャージポ
ンプ回路での消費電流の削減が重要な課題となってい
る。
By the way, in the field of the above-mentioned digital timepiece, L is used to extend the battery life of the timepiece.
It is essential to reduce current consumption in SI. LSI for clock
Then, the current consumption in the charge pump circuit is the largest,
It occupies about 30% of the current consumption of the entire LSI. Also, LS
The current consumption of I tends to increase as the threshold value VT of the transistor constituting the LSI is lower, and is significantly reflected in the current consumption of the charge pump circuit. Therefore, it is important to reduce the current consumption of the charge pump circuit. Is an important issue.

【0007】しかし、上述の従来技術によれば、チャー
ジポンプ回路4は、トランジスタの閾値VTとは無関係
に一定の周波数で動作し、トランジスタの閾値VTが低
い場合に過剰な消費電流を消費するという不都合があ
る。
However, according to the above-mentioned prior art, the charge pump circuit 4 operates at a constant frequency irrespective of the threshold value VT of the transistor, and consumes excessive current when the threshold value VT of the transistor is low. There are inconveniences.

【0008】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
ので、トランジスタの閾値に応じて最適な動作周波数を
選択することができ、過剰に動作電流が流れることのな
いチャージポンプ装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a charge pump device that can select an optimum operation frequency in accordance with a threshold value of a transistor and that does not cause an excessive operation current to flow. With the goal.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決達成する
ため、この発明は以下の構成を有する。すなわち、この
発明は、トランジスタの閾値が反映されたトリミングデ
ータを有し、前記トランジスタの閾値に起因した回路特
性の変動分を前記トリミングデータに基づき補償する機
能を備えた半導体集積回路に内蔵されるチャージポンプ
装置であって、前記トリミングデータに基づき、このト
リミングデータに反映されたトランジスタの閾値の大き
さに応じた周波数の発振信号を生成する信号生成手段
と、前記発振信号に駆動されて所定の電源から所定の出
力ノードに電荷を転送する電荷転送手段と、を備えたこ
とを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention has the following arrangement. That is, the present invention is incorporated in a semiconductor integrated circuit having trimming data reflecting a threshold value of a transistor and having a function of compensating for a variation in circuit characteristics due to the threshold value of the transistor based on the trimming data. A charge pump device, based on the trimming data, a signal generating means for generating an oscillation signal having a frequency corresponding to a magnitude of a threshold value of a transistor reflected in the trimming data; Charge transfer means for transferring charges from a power supply to a predetermined output node.

【0010】また、前記信号生成手段は、所定周波数の
発振信号を生成する発振信号生成部と、前記トリミング
データに基づき前記発振信号の周波数を調整して、前記
トランジスタの閾値の大きさに応じた周波数の発振信号
を得る周波数調整部と、を有することを特徴とする。
The signal generating means adjusts the frequency of the oscillating signal based on the trimming data to generate an oscillating signal having a predetermined frequency, and adjusts the frequency of the oscillating signal in accordance with the threshold value of the transistor. A frequency adjusting unit for obtaining an oscillation signal of a frequency.

【0011】さらに、前記周波数調整部は、前記発振信
号生成部からの所定周波数の発振信号に基づき互いに異
なる周波数を有する複数のクロック信号を生成するクロ
ック生成回路と、前記トリミングデータをデコードする
デコーダと、前記デコーダの出力信号に基づき前記クロ
ック生成回路からの複数のクロック信号のいずれかを選
択し、これを前記トランジスタの閾値の大きさに応じた
周波数の発振信号として出力する周波数選択回路と、を
備えたことを特徴とする。
Further, the frequency adjustment section includes a clock generation circuit that generates a plurality of clock signals having different frequencies based on an oscillation signal of a predetermined frequency from the oscillation signal generation section, and a decoder that decodes the trimming data. A frequency selection circuit that selects any one of the plurality of clock signals from the clock generation circuit based on the output signal of the decoder, and outputs the selected signal as an oscillation signal having a frequency corresponding to the threshold value of the transistor. It is characterized by having.

【0012】さらにまた、前記発振信号生成部は、基準
周波数の基準発振信号を生成する発振回路と、この基準
発振信号を分周して前記所定周波数の発振信号を得るバ
イナリーカウンタと、を備えたことを特徴とする。さら
にまた、前記発振回路は、水晶発振回路からなることを
特徴とする。
Further, the oscillation signal generation section includes an oscillation circuit for generating a reference oscillation signal of a reference frequency, and a binary counter for dividing the reference oscillation signal to obtain an oscillation signal of the predetermined frequency. It is characterized by the following. Furthermore, the oscillation circuit is characterized by comprising a crystal oscillation circuit.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照しながら説明する。なお、各図におい
て、前述の図5に示す要素と共通する要素には同一符号
を付して、その説明を適宜省略する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In each of the drawings, elements common to the elements shown in FIG. 5 described above are given the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted as appropriate.

【0014】図1は、時計用LSIに内蔵されたこの実
施の形態にかかるチャージポンプ装置100と、基準電
圧発生回路200の構成を示すブロック図である。この
LSIは、トランジスタの閾値VTが反映されたトリミ
ングデータT1ないしT4を有し、基準電圧発生回路2
00は、このトリミングデータに基づきトランジスタの
閾値VTに起因した所定の回路特性の変動分を補償する
機能を備えるものであって、前述の図5に示すものと同
様の構成を有する。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a charge pump device 100 according to this embodiment incorporated in a timepiece LSI, and a reference voltage generation circuit 200. This LSI has trimming data T1 to T4 on which the threshold value VT of a transistor is reflected.
00 has a function of compensating for a variation in predetermined circuit characteristics caused by the threshold value VT of the transistor based on the trimming data, and has the same configuration as that shown in FIG.

【0015】同図において、チャージポンプ装置100
は、基準周波数(例えば32KHz)の基準発振信号F
0を生成する水晶発振回路1と、この基準発振信号F0
を分周して所定周波数(例えば32KHzと2KHz)
の発振信号F1を得るバイナリーカウンタ2と、4ビッ
トのトリミングデータT1ないしT4に基づき発振信号
F1からトランジスタの閾値VTの大きさに応じた周波
数の発振信号f2を生成する周波数調整回路3と、この
周波数調整回路3からの発振信号F2に駆動されて出力
V0を得るチャージポンプ回路4とからなる。
In FIG. 1, a charge pump device 100
Is a reference oscillation signal F of a reference frequency (for example, 32 KHz).
0, and a reference oscillation signal F0
Divided by a predetermined frequency (for example, 32 KHz and 2 KHz)
A binary counter 2 that obtains the oscillation signal F1 of the above, a frequency adjustment circuit 3 that generates an oscillation signal f2 of a frequency corresponding to the magnitude of the threshold value VT of the transistor from the oscillation signal F1 based on the 4-bit trimming data T1 to T4, And a charge pump circuit 4 that is driven by the oscillation signal F2 from the frequency adjustment circuit 3 to obtain the output V0.

【0016】水晶発振回路1とバイナリーカウンタ2
は、所定周波数の発振信号F1を生成する発振信号生成
部101を構成し、この発振信号生成部101と周波数
調整回路3は、トランジスタの閾値VTに応じた周波数
の発振信号F2を生成する信号生成手段(符号なし)を
構成し、チャージポンプ回路4は、発振信号F2に駆動
されて所定の電源(図示なし)から所定の出力ノードに
電荷を転送して出力V0を得る電荷転送手段(符号な
し)を構成する。
Crystal oscillation circuit 1 and binary counter 2
Constitutes an oscillation signal generation unit 101 for generating an oscillation signal F1 of a predetermined frequency, and the oscillation signal generation unit 101 and the frequency adjustment circuit 3 generate an oscillation signal F2 of a frequency corresponding to the threshold value VT of the transistor. A charge transfer circuit (not shown) which is driven by the oscillation signal F2 to transfer a charge from a predetermined power supply (not shown) to a predetermined output node to obtain an output V0. ).

【0017】周波数調整回路3は、図2に示すように、
上述のバイナリーカウンタ2からの発振信号F1から互
いに異なる周波数を有するクロック信号f1ないしf1
6を生成するクロック生成回路31と、トリミングデー
タT1ないしT4をデコードするためのデコーダ33
と、このデコーダ33からのデコード信号D0ないしD
15に基づきクロック信号f1ないしf15のいずれか
を選択してこれをトランジスタの閾値の大きさに応じた
周波数の発振信号F2として出力する周波数選択回路3
2とからなる。
The frequency adjustment circuit 3, as shown in FIG.
Clock signals f1 to f1 having different frequencies from the oscillation signal F1 from the binary counter 2 described above.
And a decoder 33 for decoding the trimming data T1 to T4.
And decode signals D0 to D from decoder 33
15. A frequency selection circuit 3 which selects one of the clock signals f1 to f15 based on No. 15 and outputs it as an oscillation signal F2 having a frequency corresponding to the threshold value of the transistor.
Consists of two.

【0018】ここで、説明を図1に戻す。基準電圧発生
回路200は、トランジスタ(MOSFET)の閾値V
Tに応じた出力V1を発生するVT和型基準電圧回路6
と、このトランジスタの閾値VTに起因した出力V1の
変動(バラツキ)を調整するためのトリミング回路5と
からなる。
Here, the description returns to FIG. The reference voltage generation circuit 200 has a threshold V of a transistor (MOSFET).
VT sum type reference voltage circuit 6 for generating an output V1 corresponding to T
And a trimming circuit 5 for adjusting the variation (variation) of the output V1 caused by the threshold value VT of the transistor.

【0019】VT和型基準電圧回路6は、図3に示すよ
うに、電流源61、PchトランジスタP63、Nch
トランジスタN63からなる基準信号生成部(符号な
し)と、非反転増幅回路のオペアンプ62と、帰還用の
抵抗R0ないしR15,R64とからなる。ここで、ト
ランジスタP63のドレインは、トランジスタN63の
ドレインに接続され、このトランジスタN63のソース
はグランドGNDに接地される。これらトランジスタP
63およびN63の各ゲートは、トランジスタP63お
よびN63のドレインに共通接続される。
As shown in FIG. 3, the VT sum type reference voltage circuit 6 includes a current source 61, a Pch transistor P63, an Nch
It comprises a reference signal generation section (no symbol) composed of a transistor N63, an operational amplifier 62 of a non-inverting amplifier circuit, and resistors R0 to R15 and R64 for feedback. Here, the drain of the transistor P63 is connected to the drain of the transistor N63, and the source of the transistor N63 is grounded to the ground GND. These transistors P
The gates of 63 and N63 are commonly connected to the drains of transistors P63 and N63.

【0020】また、電流源61は、電源VCCとトラン
ジスタP63のソースとの間に接続され、このトランジ
スタP63のソースは、オペアンプ62のマイナス入力
ノード(−)に接続される。帰還用抵抗R64とR0な
いしR15は、グランドGNDとオペアンプ62の出力
部との間に直列接続され、オペアンプ62のプラス入力
ノード(+)は抵抗R64とR0との接続点に接続され
る。
The current source 61 is connected between the power supply VCC and the source of the transistor P63. The source of the transistor P63 is connected to the minus input node (-) of the operational amplifier 62. The feedback resistors R64 and R0 to R15 are connected in series between the ground GND and the output of the operational amplifier 62, and the plus input node (+) of the operational amplifier 62 is connected to the connection point between the resistors R64 and R0.

【0021】このVT和型基準電圧回路61によれば、
オペアンプ62がトランジスタP63の閾値VTPと+
トランジスタN63の閾値VTNの和(以下、「VT
和」と略す)を基準電圧として出力V1を出力する。し
たがって、オペアンプ62のマイナス入力ノードに入力
されるこの基準電圧は、トランジスタP63およびN6
3の各閾値VTに依存して変動する。例えば、トランジ
スタP63とN63の各閾値VTが高ければ、基準電圧
も比例して高くなり、オペアンプ62の出力V1が変動
する。
According to the VT sum type reference voltage circuit 61,
The operational amplifier 62 detects the threshold value VTP of the transistor P63 and +
The sum of the threshold values VTN of the transistors N63 (hereinafter, “VT”
(Abbreviated as "sum") as a reference voltage, and outputs an output V1. Therefore, this reference voltage input to the minus input node of operational amplifier 62 is applied to transistors P63 and N6.
3 fluctuates depending on each threshold value VT. For example, if the threshold value VT of each of the transistors P63 and N63 is high, the reference voltage is also proportionally high, and the output V1 of the operational amplifier 62 fluctuates.

【0022】このオペアンプ62の出力V1を一定とす
る為に、トランジスタの閾値VTが反映されたトリミン
グデータT1ないしT4に基づきトランジスタの閾値に
起因した基準電圧の変動分を調整してトリミングするた
めのトリミング回路5が設けられる。このトリミング回
路5は、トリミングデータT1ないしT4をデコードす
るためのデコーダ51と、このデコーダ51のデコード
出力d0ないしd15に基づき導通するNchトランジ
スタTN0ないしTN15とからなる。トランジスタT
N0のソース・ドレインの一方は抵抗R0とR1との接
続点に接続され、他方はオペアンプ62の出力部に接続
される。以下同様に、各抵抗の接続点とオペアンプ62
の出力部との間にトランジスタTN2ないしTN15が
それぞれ接続される。
In order to make the output V1 of the operational amplifier 62 constant, trimming is performed by adjusting the variation of the reference voltage caused by the transistor threshold based on the trimming data T1 to T4 reflecting the transistor threshold VT. A trimming circuit 5 is provided. The trimming circuit 5 includes a decoder 51 for decoding trimming data T1 to T4, and Nch transistors TN0 to TN15 which are turned on based on the decode outputs d0 to d15 of the decoder 51. Transistor T
One of the source and drain of N0 is connected to a connection point between the resistors R0 and R1, and the other is connected to the output of the operational amplifier 62. Similarly, the connection point of each resistor and the operational amplifier 62
The transistors TN2 to TN15 are respectively connected between the output section and the output section.

【0023】このトリミング回路5によれば、例えばト
リミングデータT1ないしT4が全て‘L’であれば、
デコーダ51のデコード出力d15が活性化され、これ
がゲートに与えられたトランジシスタTN0がONして
抵抗R1ないしR15の15個の抵抗を短絡する。この
結果、オペアンプ62の電圧利得が最も小さくなり、出
力V1が最も小さくなる。また、逆にトリミングデータ
T1ないしT4が全て‘H’であれば、デコーダ51の
デコード出力d0が活性化され、出力V1が最も大きく
なる。
According to the trimming circuit 5, for example, if the trimming data T1 to T4 are all "L",
The decode output d15 of the decoder 51 is activated, and this turns on the transistor TN0 given to the gate to short-circuit the 15 resistors R1 to R15. As a result, the voltage gain of the operational amplifier 62 becomes the smallest, and the output V1 becomes the smallest. On the other hand, if all the trimming data T1 to T4 are “H”, the decode output d0 of the decoder 51 is activated, and the output V1 becomes the largest.

【0024】図4に、トリミングデータT1ないしT4
で表されるトリミングのステップ数とVT和型基準電圧
回路61の出力V1との関係の一例を示す。同図におい
て、特性線C1およびC2は、VT和が低い場合と高い
場合にそれぞれ対応する。特性線C1が表す出力電圧
は、特性線C2に比較すると、VT和が低い為に低くな
る。従って図4に示す例では、特性線C1とC2の各特
性において、出力V1を一定とする為には、特性線C1
のトリミングステップ数(VTチップ)を14ステップ
で合わせこみ、特性線2のトリミングステップ数を12
ステップで合わせ込めばよい。
FIG. 4 shows trimming data T1 to T4.
Shows an example of the relationship between the number of trimming steps represented by and the output V1 of the VT sum type reference voltage circuit 61. In the figure, characteristic lines C1 and C2 correspond to a case where the VT sum is low and a case where the VT sum is high, respectively. The output voltage represented by the characteristic line C1 is lower than the characteristic line C2 because the VT sum is lower. Therefore, in the example shown in FIG. 4, in order to keep the output V1 constant in each characteristic of the characteristic lines C1 and C2, the characteristic line C1
Are adjusted in 14 steps, and the number of trimming steps of the characteristic line 2 is set to 12
You only need to adjust them in steps.

【0025】このように、トランジスタの閾値VTが高
い場合にはトリミングデータT1ないしT4の値が小さ
く、トランジスタの閾値VTが低い場合にはトリミング
データT1ないしT4の値が大きくなり、このトリミン
グデータは、VT和に依存し、トランジスタの閾値が反
映されたものとなる。
As described above, when the threshold value VT of the transistor is high, the value of the trimming data T1 to T4 is small, and when the threshold value VT of the transistor is low, the value of the trimming data T1 to T4 is large. , VT sum, and reflects the threshold value of the transistor.

【0026】以下、この実施の形態にかかるチャージポ
ンプ装置100の動作について、図1および図2を参照
して説明する。水晶発振回路1が発振して、例えば周波
数32KHzの発振信号F0が出力される。この発振信
号F0は、バイナリーカウンタ−2により分周されて、
32KHzと2KHzの所定の周波数を有する発振信号
F1に変換される。周波数調整回路3は、バイナリ−カ
ウンタ2から発振信号F1を入力すると共にトリミング
回路5からトリミングデータT1ないしT4を入力し、
トランジスタの閾値に応じた周波数を有する発振信号F
2を出力する。チャージポンプ回路4は、この発振信号
F2に駆動されて動作する。
The operation of the charge pump device 100 according to this embodiment will be described below with reference to FIGS. The crystal oscillation circuit 1 oscillates and outputs an oscillation signal F0 having a frequency of, for example, 32 KHz. This oscillation signal F0 is frequency-divided by a binary counter-2,
The signal is converted into an oscillation signal F1 having predetermined frequencies of 32 KHz and 2 KHz. The frequency adjustment circuit 3 receives the oscillation signal F1 from the binary counter 2 and the trimming data T1 to T4 from the trimming circuit 5,
An oscillation signal F having a frequency corresponding to the threshold value of the transistor
2 is output. The charge pump circuit 4 operates by being driven by the oscillation signal F2.

【0027】ここで、チャージポンプ回路4の動作周波
数を与える周波数調整回路3の動作について、図2を参
照して具体的に説明する。この周波数選択回路3を構成
するクロック生成回路31は、バイナリーカウンタ2か
ら周波数32KHzと2KHzの発振信号F1を入力す
ると、これらの周波数の組み合わせから、f1<f2<
…<f15<f16の16種類の周波数を生成して周波
数選択回路32に出力する。
Here, the operation of the frequency adjusting circuit 3 for giving the operating frequency of the charge pump circuit 4 will be specifically described with reference to FIG. When the clock generation circuit 31 constituting the frequency selection circuit 3 receives the oscillation signals F1 having the frequencies of 32 KHz and 2 KHz from the binary counter 2, the clock generation circuit 31 calculates f1 <f2 <
.., <F15 <f16, and outputs them to the frequency selection circuit 32.

【0028】この一方、デコーダ33は、前述のVT和
基準電圧回路6で合わせ込まれたトリミングデータT1
ないしT4をデコードし、例えばトリミングデータT1
ないしT4が全て‘L’の時にデコーダ出力D0を活性
化し、周波数選択回路32に出力する。周波数選択回路
32は、デコーダ出力D0が活性化されているならば、
周波数F16を選択して、この周波数の発振信号F2を
出力する。
On the other hand, the decoder 33 outputs the trimming data T1 adjusted by the VT sum reference voltage circuit 6 described above.
To T4, for example, trimming data T1
When T4 is all "L", the decoder output D0 is activated and outputted to the frequency selection circuit 32. If the decoder output D0 is activated, the frequency selection circuit 32
The frequency F16 is selected, and the oscillation signal F2 of this frequency is output.

【0029】このように、トランジスタの閾値VTが反
映されたトリミングデータT1ないしT4に応じて発振
信号F2の周波数が切り替わり、トランジスタの閾値V
Tが高いチップでは、高い周波数(f16側)が選択さ
れてチャージポンプ回路4の動作周波数が高くなり、閾
値VTが低いチップでは低い周波数(f1側)が選択さ
れてチャージポンプ4の動作周波数が低くなる。周波数
が低いという事は、チャージポンプ回路の過剰な消費電
流を低減できることであり、トランジスタの閾値VTが
低い場合にチャージポンプ回路での消費電流が抑制され
る。
As described above, the frequency of the oscillation signal F2 is switched according to the trimming data T1 to T4 reflecting the transistor threshold VT, and the transistor threshold V
In a chip with a high T, a high frequency (f16 side) is selected and the operating frequency of the charge pump circuit 4 becomes high. In a chip with a low threshold VT, a low frequency (f1 side) is selected and the operating frequency of the charge pump circuit 4 becomes low. Lower. The fact that the frequency is low means that excessive current consumption of the charge pump circuit can be reduced. When the threshold value VT of the transistor is low, the current consumption of the charge pump circuit is suppressed.

【0030】なお、この実施の形態では、トリミングデ
ータ(トリミング数)を4ビットとして、トリミングス
テップ数を16段階に設定したが、4ビット以上として
トリミング数を増やしてもよい。これにより、更に精度
よくチャージポンプ回路4の動作周波数を調整すること
ができ、その動作電流を精度よく低減することが可能と
なる。また、VT和基準電圧回路6を備えない場合で
も、チャージポンプ回路4の出力を検出し、この検出値
をトリミングデータに反映させて動作周波数を合わせ込
めば、同様にチャージポンプ回路4での過剰な動作電流
を削減することができる。
In this embodiment, the trimming data (the number of trimmings) is 4 bits and the number of trimming steps is set to 16 steps. However, the number of trimmings may be increased to 4 bits or more. As a result, the operating frequency of the charge pump circuit 4 can be adjusted with higher accuracy, and the operating current can be reduced with higher accuracy. Further, even when the VT sum reference voltage circuit 6 is not provided, if the output of the charge pump circuit 4 is detected, and the detected value is reflected in the trimming data to adjust the operating frequency, the excess in the charge pump circuit 4 is similarly obtained. Operation current can be reduced.

【0031】この実施の形態によれば、トランジシスタ
の閾値VTに依存するトリミング値をチャージポンプ回
路の周波数に活用したので、チャージポンプ回路4での
過剰な動作電流を低減することができる。 しかも、従
来からあるバイナリカウンタ2やトリミング回路5など
の回路ブロックを利用することができ、周波数調整回路
3を追加するのみで実現できる。
According to this embodiment, since the trimming value depending on the threshold value VT of the transistor is used for the frequency of the charge pump circuit, an excessive operating current in the charge pump circuit 4 can be reduced. Moreover, conventional circuit blocks such as the binary counter 2 and the trimming circuit 5 can be used, and can be realized only by adding the frequency adjusting circuit 3.

【0032】すなわち、この発明は、デジタル時計など
に使用されている半導体集積回路の分野において、周波
数を調整可能な周波数調整回路3を設け、またVT基準
電圧回路6に使用されるトリミング値を周波数調整回路
3に取りこむ事より、チャージポンプ回路4での過剰な
動作電流を低減することに特徴を有するものであって、
従来のデジタル時計用LSIの回路にわずかな回路(周
波数調整回路3)を追加するだけでチップ毎のトランジ
スタの閾値VTに合わせた最適な動作周波数を選択する
ことができ、チャージポンプ回路4での過剰な動作電流
を削減できる。
That is, in the field of semiconductor integrated circuits used for digital timepieces and the like, the present invention provides a frequency adjusting circuit 3 capable of adjusting the frequency, and adjusts the trimming value used for the VT reference voltage circuit 6 by the frequency. It is characterized in that excessive operating current in the charge pump circuit 4 is reduced by incorporating it into the adjustment circuit 3,
By adding only a small circuit (frequency adjusting circuit 3) to the conventional digital clock LSI circuit, an optimum operating frequency can be selected in accordance with the threshold value VT of the transistor for each chip. Excessive operating current can be reduced.

【0033】[0033]

【発明の効果】この発明によれば、以下の効果を得るこ
とができる。すなわち、トリミングデータに基づき、こ
のトリミングデータに反映されたトランジスタの閾値の
大きさに応じた周波数の発振信号を生成し、この発振信
号に駆動されて所定の電源から所定の出力ノードに電荷
を転送するようにしたので、トランジスタの閾値に応じ
て最適な動作周波数を選択することができ、過剰な動作
電流を防止することができる。
According to the present invention, the following effects can be obtained. That is, based on the trimming data, an oscillation signal having a frequency corresponding to the magnitude of the threshold value of the transistor reflected on the trimming data is generated, and the electric charge is transferred from a predetermined power supply to a predetermined output node driven by the oscillation signal. As a result, an optimum operating frequency can be selected according to the threshold value of the transistor, and an excessive operating current can be prevented.

【0034】また、所定周波数の発振信号を生成し、ト
リミングデータに基づきこの発振信号の周波数を調整し
て、トランジスタの閾値の大きさに応じた周波数の発振
信号を得るようにしたので、トリミングデータに反映さ
れたトランジスタの閾値の大きさに応じた周波数の発振
信号を生成することができる。
In addition, an oscillation signal having a predetermined frequency is generated, and the frequency of the oscillation signal is adjusted based on the trimming data to obtain an oscillation signal having a frequency corresponding to the threshold value of the transistor. An oscillation signal having a frequency corresponding to the magnitude of the threshold value of the transistor reflected in the above can be generated.

【0035】さらに、所定周波数の発振信号に基づき互
いに異なる周波数を有する複数のクロック信号を生成
し、トランジスタの閾値が反映されたトリミングデータ
のデコード信号に基づき前記クロック信号のいずれかを
選択するようにしたので、トランジスタの閾値の大きさ
に応じた周波数の発振信号を得ることができる。
Further, a plurality of clock signals having different frequencies are generated based on an oscillation signal having a predetermined frequency, and one of the clock signals is selected based on a decode signal of trimming data reflecting a threshold value of a transistor. Accordingly, an oscillation signal having a frequency corresponding to the magnitude of the threshold value of the transistor can be obtained.

【0036】さらにまた、基準周波数の基準発振信号を
生成し、この基準発振信号を分周して所定周波数の発振
信号を得るようにしたので、所定周波数の発振信号を得
ることができる。
Further, a reference oscillation signal of a reference frequency is generated, and an oscillation signal of a predetermined frequency is obtained by dividing the frequency of the reference oscillation signal, so that an oscillation signal of a predetermined frequency can be obtained.

【0037】さらにまた、基準発振信号は、水晶発振回
路により生成するようにしたので、この基準周波数をト
ランジスタの閾値のバラツキに関わりなく、一定とする
ことができる。
Further, since the reference oscillation signal is generated by the crystal oscillation circuit, the reference frequency can be kept constant irrespective of the variation in the threshold value of the transistor.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の実施の形態にかかるチャージポン
プ装置の構成を説明するためのブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram for explaining a configuration of a charge pump device according to an embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の実施の形態にかかる周波数調整回
路3の構成を説明するためのブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram for explaining a configuration of a frequency adjustment circuit 3 according to the embodiment of the present invention.

【図3】 この発明の実施の形態にかかるVT和型基準
電圧回路およびトリミング回路の構成を説明するための
ブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram for explaining a configuration of a VT sum type reference voltage circuit and a trimming circuit according to the embodiment of the present invention;

【図4】 この発明の実施の形態にかかるVT和型基準
電圧回路の出力電圧とトリミングステップ数との関係を
示す特性図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between an output voltage of the VT sum type reference voltage circuit and the number of trimming steps according to the embodiment of the present invention;

【図5】 従来技術にかかるチャージポンプ装置の構成
を説明するためのブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram for explaining a configuration of a charge pump device according to a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…水晶発振回路、2…バイナリーカウンタ、3…周波
数調整回路、4…チャージポンプ回路、5…トリミング
回路、6…VT和型基準電圧回路、31…クロック生成
回路、32…周波数選択回路、33,51…デコーダ、
61…電流源、62…オペアンプ、P63…Pch型ト
ランジスタ、N63…Nch型トランジスタ、R0〜R
15,R64…抵抗、100…チャージポンプ装置、2
00…基準電圧発生回路。
REFERENCE SIGNS LIST 1 crystal oscillator circuit 2 binary counter 3 frequency adjustment circuit 4 charge pump circuit 5 trimming circuit 6 VT sum reference voltage circuit 31 clock generation circuit 32 frequency selection circuit 33 , 51 ... decoder,
61: current source, 62: operational amplifier, P63: Pch transistor, N63: Nch transistor, R0 to R
15, R64: resistor, 100: charge pump device, 2
00: Reference voltage generation circuit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02M 3/07 G04C 3/14 G04G 1/00 310 G05F 3/00 - 3/30 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H02M 3/07 G04C 3/14 G04G 1/00 310 G05F 3/00-3/30

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 トランジスタの閾値が反映されたトリミ
ングデータを有し、前記トランジスタの閾値に起因した
回路特性の変動分を前記トリミングデータに基づき補償
する機能を備えた半導体集積回路に内蔵されるチャージ
ポンプ装置であって、 前記トリミングデータに基づき、このトリミングデータ
に反映されたトランジスタの閾値の大きさに応じた周波
数の発振信号を生成する信号生成手段と、 前記発振信号に駆動されて所定の電源から所定の出力ノ
ードに電荷を転送する電荷転送手段と、 を備えたことを特徴とするチャージポンプ装置。
1. A charge incorporated in a semiconductor integrated circuit having trimming data reflecting a threshold value of a transistor and having a function of compensating a variation in circuit characteristics due to the threshold value of the transistor based on the trimming data. A pump device, based on the trimming data, a signal generating unit that generates an oscillation signal having a frequency corresponding to a magnitude of a threshold value of a transistor reflected in the trimming data, and a predetermined power supply driven by the oscillation signal. And a charge transfer means for transferring the charge to a predetermined output node.
【請求項2】 前記信号生成手段は、 所定周波数の発振信号を生成する発振信号生成部と、 前記トリミングデータに基づき前記発振信号の周波数を
調整して、前記トランジスタの閾値の大きさに応じた周
波数の発振信号を得る周波数調整部と、 を有することを特徴とする請求項1に記載されたチャー
ジポンプ装置。
2. An oscillation signal generation unit that generates an oscillation signal of a predetermined frequency, wherein the signal generation unit adjusts a frequency of the oscillation signal based on the trimming data, and adjusts a frequency of the oscillation signal in accordance with a threshold value of the transistor. The charge pump device according to claim 1, further comprising: a frequency adjustment unit that obtains an oscillation signal having a frequency.
【請求項3】 前記周波数調整部は、 前記発振信号生成部からの所定周波数の発振信号に基づ
き互いに異なる周波数を有する複数のクロック信号を生
成するクロック生成回路と、 前記トリミングデータをデコードするデコーダと、 前記デコーダの出力信号に基づき前記クロック生成回路
からの複数のクロック信号のいずれかを選択し、これを
前記トランジスタの閾値の大きさに応じた周波数の発振
信号として出力する周波数選択回路と、 を備えたことを特徴とする請求項2に記載されたチャー
ジポンプ装置。
3. The frequency adjustment unit includes: a clock generation circuit that generates a plurality of clock signals having different frequencies based on an oscillation signal of a predetermined frequency from the oscillation signal generation unit; and a decoder that decodes the trimming data. A frequency selection circuit that selects one of the plurality of clock signals from the clock generation circuit based on the output signal of the decoder, and outputs the selected signal as an oscillation signal having a frequency corresponding to the threshold value of the transistor. The charge pump device according to claim 2, further comprising:
【請求項4】 前記発振信号生成部は、 基準周波数の基準発振信号を生成する発振回路と、 この基準発振信号を分周して前記所定周波数の発振信号
を得るバイナリーカウンタと、 を備えたことを特徴とする請求項2に記載されたチャー
ジポンプ装置。
4. The oscillation signal generation section includes: an oscillation circuit that generates a reference oscillation signal having a reference frequency; and a binary counter that divides the reference oscillation signal to obtain an oscillation signal having the predetermined frequency. The charge pump device according to claim 2, wherein:
【請求項5】 前記発振回路は、水晶発振回路からなる
ことを特徴とする請求項4に記載されたチャージポンプ
装置。
5. The charge pump device according to claim 4, wherein said oscillation circuit comprises a crystal oscillation circuit.
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