JP3524845B2 - Charge pump circuit - Google Patents

Charge pump circuit

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JP3524845B2 JP2000190795A JP2000190795A JP3524845B2 JP 3524845 B2 JP3524845 B2 JP 3524845B2 JP 2000190795 A JP2000190795 A JP 2000190795A JP 2000190795 A JP2000190795 A JP 2000190795A JP 3524845 B2 JP3524845 B2 JP 3524845B2
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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】本発明は、電源回路等に用い
られるチャージポンプ回路に関し、特に高効率、大電流
出力を可能としたチャージポンプ回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charge pump circuit used in a power supply circuit or the like, and more particularly to a charge pump circuit capable of high efficiency and large current output.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年のビデオカメラ、デジタルスチール
カメラ(DSC)、DSCフォーン等の映像機器は、その映像
の取り込みにCCDを使用している。このCCD駆動回路に
は、プラス、マイナスの高電圧(十数V)大電流(数m
A)電源を必要とし、現在この高電圧はスイッチングレ
ギュレータを用いて生成している。
2. Description of the Related Art Recent video devices such as video cameras, digital still cameras (DSC), and DSC phones use CCDs for capturing the video. This CCD drive circuit has positive and negative high voltage (tens of volts) and large current (several meters).
A) It requires a power supply and currently this high voltage is generated using a switching regulator.

【0003】スイッチングレギュレータは高性能、即ち
高電力効率(出力電力/入力電力)で、高電圧を生成で
きる。しかしこの回路は電流のスイッチング時に高調波
ノイズを発生する欠点があり、電源回路をシールドして
用いなければならない。更に外部部品としてコイルを必
要とする。
A switching regulator can generate a high voltage with high performance, that is, high power efficiency (output power / input power). However, this circuit has a drawback that harmonic noise is generated at the time of switching current, and therefore the power supply circuit must be shielded for use. Furthermore, a coil is required as an external component.

【0004】一方チャージポンプ回路は、小ノイズで高
電圧を生成できるが、従来より電力効率が悪いという欠
点があり、電力効率を最優先の仕様とする携帯機器の電
源回路として、これを使用することはできない。そこ
で、高性能のチャージポンプ回路が実現できれば、携帯
機器の小型化に貢献できる。
On the other hand, the charge pump circuit can generate a high voltage with a small noise, but has a drawback that the power efficiency is lower than the conventional one. Therefore, the charge pump circuit is used as a power supply circuit of a portable device having power efficiency as a priority specification. It is not possible. Therefore, if a high-performance charge pump circuit can be realized, it can contribute to downsizing of portable devices.

【0005】従来の最も基本的なチャージポンプ回路と
してディクソン(Dickson)チャージポンプ回路が知ら
れいる。この回路は、例えば技術文献「John F.Dickson
On-chip High-Voltage Generation in MNOS Integrate
d Circuits Using an Improved Voltage Multiplier Te
chnique IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS,VOL.S
C-11,NO.3 pp.374-378 JUNE 1976.」に詳しく記載され
ている。
A Dickson charge pump circuit is known as the most basic conventional charge pump circuit. This circuit is described, for example, in the technical document "John F. Dickson.
On-chip High-Voltage Generation in MNOS Integrate
d Circuits Using an Improved Voltage Multiplier Te
chnique IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, VOL.S
C-11, NO.3 pp.374-378 JUNE 1976. ”.

【0006】図5は4段のディクソン・チャージポンプ
回路を示す概略回路図である。図5において5つのダイ
オードが直列接続されている。Cは結合容量、CLは出
力容量、CLKとCLKBは互いに逆相の入力クロックパルス
である。また、51はクロックドライバー、52は電流
負荷である。
FIG. 5 is a schematic circuit diagram showing a four-stage Dickson charge pump circuit. In FIG. 5, five diodes are connected in series. C is a coupling capacitance, CL is an output capacitance, and CLK and CLKB are input clock pulses having opposite phases. Further, 51 is a clock driver, and 52 is a current load.

【0007】安定状態において、出力に定電流Ioutが流
れる場合、チャージポンプ回路への入力電流は、入力電
圧Vinからの電流とクロックドライバーから供給され
る電流となる。これらの電流は、寄生容量への充放電電
流を無視すると次のようになる。Φ1= ハイ(High)、
Φ2=ロウ(Low)の期間、図中の実線矢印の方向に2Io
utの平均電流が流れる。また、Φ1=ロウ(Low)、Φ2=
ハイ(High)の期間、図中の破線矢印の方向に2Iout
の平均電流が流れる。クロックサイクルでのこれらの平
均電流は全てIoutとなる。安定状態におけるチャージポ
ンプ回路の昇圧電圧Voutは以下のように表わされる。
When the constant current Iout flows in the output in the stable state, the input current to the charge pump circuit is the current from the input voltage Vin and the current supplied from the clock driver. These currents are as follows, ignoring the charging / discharging current to the parasitic capacitance. Φ1 = High,
2Io in the direction of the solid line arrow in the figure during the period of Φ2 = Low
The average current of ut flows. Also, Φ1 = Low, Φ2 =
2Iout in the direction of the dashed arrow in the figure during the High period
The average current of flows. All these average currents in a clock cycle will be Iout. The boosted voltage Vout of the charge pump circuit in the stable state is expressed as follows.

【0008】 Vout = Vin −Vd+n(Vφ− Vl−Vd) (1) ここで、Vφは各接続ノードにおいて、クロックパルス
の変化に伴い結合容量によって生じる電圧振幅である。
Vlは出力電流Ioutによって生じる電圧降下、Vinは入
力電圧であり、通常プラス昇圧では電源電圧Vdd、マ
イナス昇圧では0Vとしている。Vdは順方向バイアスダ
イオード電圧(Forward bias diode voltage)nはポン
ピング段数である。更に、Vl とVφは次式で表される。
[0008] Vout = Vin -Vd + n (V φ - V l -Vd) (1) Here, in V phi Each connection node is a voltage amplitude generated by the coupling capacitance with the change of the clock pulse.
V l is a voltage drop caused by the output current Iout, and Vin is an input voltage, which is normally set to the power supply voltage Vdd for positive boosting and 0 V for negative boosting. Vd is the forward bias diode voltage (n) is the number of pumping stages. Further, V l and V φ are expressed by the following equations.

【0009】 Vl =(2Iout・T/2)/(C+CS (2) Vφ= Vφ・C/(C+CS (3) ここで、Cはクロック結合容量(clock coupling capaci
tance)、CSは各接続ノードにおける寄生容量(stray ca
pacitance at each node)、Vφはクロックパルスの振幅
(clock pulse amplitude)、fはクロックパルスの周
波数、Tはクロック周期(clock period)である。
V l = (2Iout · T / 2) / (C + C S ) (2) V φ = V φ · C / (C + CS ) (3) where C is the clock coupling capaci
tance) and C S are parasitic capacitances (stray ca
pacitance at each node), V φ is the clock pulse amplitude, f is the frequency of the clock pulse, and T is the clock period.

【0010】このように、チャージポンプ回路において
は、ダイオードを電荷転送素子として用いて電荷を次段
へと次々に転送することにより昇圧を行っている。
As described above, in the charge pump circuit, boosting is performed by using the diode as a charge transfer element and sequentially transferring the charge to the next stage.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うに、大電流出力負荷タイプのチャージポンプ回路では
電力効率を高めることが重要である。本願発明者の検討
によれば、そのための1つの手法としてクロックドライ
バーを低出力インピーダンス化が有効であることが判明
したので、以下に説明する。
By the way, as described above, it is important to increase the power efficiency in a large current output load type charge pump circuit. According to the study by the inventor of the present application, it has been found that reducing the output impedance of the clock driver is effective as one method therefor, which will be described below.

【0012】図6はクロックパルスと電荷転送電流との
関係を示す図である。小電流タイプのチャージポンプ回
路では、通常、図中の「電流タイプA」のようにクロッ
クの1/2周期内で電荷転送電流はゼロとなる。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the clock pulse and the charge transfer current. In the small current type charge pump circuit, the charge transfer current is normally zero within 1/2 cycle of the clock, as in "current type A" in the figure.

【0013】一方、大電流タイプのチャージポンプ回路
では、通常、図中の「電流タイプB」のように、クロッ
クの1/2周期内で電荷転送電流はゼロとならない。し
たがって、クロックドライバーの電源電圧をVddと
し、クロックの1/2周期点の残留電流をIresとする
と、 Vφ= Vdd−ΔVds(P)−ΔVds(N) (4) ただし、ΔVds(P)は電流Iresが流れるときのクロック
ドライバーのPチャネルMOSトランジスタのドレイン
・ソース間残留電圧である。また、ΔVds(N)は電流Ir
esが流れるときのクロックドライバーのNチャネルMO
Sトランジスタのドレイン・ソース間残留電圧である。
On the other hand, in the large current type charge pump circuit, the charge transfer current does not normally become zero within 1/2 cycle of the clock unlike the "current type B" in the figure. Therefore, assuming that the power supply voltage of the clock driver is Vdd and the residual current at the 1/2 cycle point of the clock is Ires, V φ = Vdd−ΔV ds (P) −ΔV ds (N) (4) where ΔV ds ( P) is the drain-source residual voltage of the P-channel MOS transistor of the clock driver when the current Ires flows. Also, ΔV ds (N) is the current Ir
N-channel MO of clock driver when es flows
It is the drain-source residual voltage of the S transistor.

【0014】したがって、式(1)〜式(4)より明ら
かなように、昇圧効率(電力効率)を向上させるのは、 Vl≒0 , Vd≒0 , ΔVds(P)≒0 , ΔVds(N)≒0 とすることが条件となる。
Therefore, as is apparent from the equations (1) to (4), the boosting efficiency (power efficiency) is improved by V l ≈0, Vd ≈0, ΔV ds (P) ≈0. , ΔV ds (N) ≈0 is a condition.

【0015】そこで、本発明は上述した検討結果に基づ
き、ΔVds(P)≒0、ΔVds(N)≒0の条件を実現するこ
とにより、チャージポンプ回路の電力効率を向上させる
ことを目的とする。
Therefore, the present invention aims to improve the power efficiency of the charge pump circuit by realizing the conditions of ΔV ds (P) ≈0 and ΔV ds (N) ≈0 based on the above-mentioned examination results. And

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明のチャージポンプ
回路は、初段の電荷転送MOSトランジスタに所定の入
力電圧が印加されると共に直列接続された複数の電荷転
送用MOSトランジスタと、前記電荷転送用MOSトラ
ンジスタの各接続点に一端が接続された結合コンデンサ
と、前記結合コンデンサの他端に交互に逆相のクロック
パルスを供給するクロックドライバーとを備え、後段の
電荷転送用MOSトランジスタから昇圧電圧を出力する
チャージポンプ回路において、前記クロックドライバー
の入力クロックの電圧を該クロックドライバーの電源電
圧より高い電圧にレベルシフトするレベルシフト回路を
設けたことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION A charge pump circuit according to the present invention comprises a plurality of charge transfer MOS transistors connected in series and having a predetermined input voltage applied to a first stage charge transfer MOS transistor, and the charge transfer MOS transistor. A coupling capacitor, one end of which is connected to each connection point of the MOS transistor, and a clock driver which alternately supplies a reverse-phase clock pulse to the other end of the coupling capacitor, are provided, and a boosted voltage is supplied from a charge transfer MOS transistor at a subsequent stage. In the output charge pump circuit, a level shift circuit for level-shifting the voltage of the input clock of the clock driver to a voltage higher than the power supply voltage of the clock driver is provided.

【0017】かかる手段によれば、クロックドライバー
のトランジスタがオンする時のソースドレイン間電圧V
gsをクロックドライバーの電源電圧より高くすること
ができるので、低インピーダンス化することができる。
これにより、ΔVds(P)≒0、ΔVds(N)≒0なる条件を
実現することができるようになるので、チャージポンプ
回路の電力効率を向上させることが可能になる。
According to such means, the source-drain voltage V when the transistor of the clock driver is turned on
Since gs can be made higher than the power supply voltage of the clock driver, the impedance can be lowered.
As a result, the conditions of ΔV ds (P) ≈0 and ΔV ds (N) ≈0 can be realized, so that the power efficiency of the charge pump circuit can be improved.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図1〜図4を参照しながら説明する。図1は、本発
明の実施形態に係るチャージポンプ回路のクロックドラ
イバー部分を示す回路図である。他の部分は図5に示し
た従来例のチャージポンプ回路と同様のため説明を省略
する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a circuit diagram showing a clock driver portion of a charge pump circuit according to an embodiment of the present invention. The other parts are similar to those of the conventional charge pump circuit shown in FIG.

【0019】図1において、1は出力段のPチャネル型
MOSトランジスタ、2は出力段のNチャネル型MOS
トランジスタ、3は電源電圧Vddを与える電圧源、4
は出力端子である。また、5は入力クロックCLKのレ
ベルシフトした電圧をPチャネル型MOSトランジスタ
に印加する第1のレベルシフト回路であって、電源電圧
Vddと電圧源7からの電源電圧−Vddが供給されて
いる。6は、入力クロックCLKのレベルシフトした電
圧をNチャネル型MOSトランジスタに印加する第2の
レベルシフト回路であって、電圧源8からの電源電圧2
Vddと、接地電圧0Vが供給されている。また、9は
入力クロックCLKを反転して、第1、第2のクロック
ドライバーに出力するインバータである。
In FIG. 1, 1 is a P-channel type MOS transistor in the output stage, and 2 is an N-channel type MOS transistor in the output stage.
Transistors 3 are voltage sources for supplying power supply voltage Vdd, 4
Is an output terminal. Reference numeral 5 is a first level shift circuit for applying a level-shifted voltage of the input clock CLK to the P-channel MOS transistor, and is supplied with the power supply voltage Vdd and the power supply voltage -Vdd from the voltage source 7. Reference numeral 6 denotes a second level shift circuit for applying a level-shifted voltage of the input clock CLK to the N-channel type MOS transistor.
Vdd and ground voltage 0V are supplied. Reference numeral 9 is an inverter that inverts the input clock CLK and outputs it to the first and second clock drivers.

【0020】したがって、インバータ9に供給された電
源電圧をVddとし、入力クロックCLKが0V〜Vd
dの振幅を有するとすると、第1のレベルシフト回路5
の出力は−Vdd〜Vddの振幅を有するので、Pチャ
ネル型MOSトランジスタ1がオンする時には、そのソ
ースドレイン間電圧Vgs=−2Vddとなり、低イン
ピーダンス化が可能となる。したがって、本発明者が検
討したΔVds(P)≒0、ΔVds(N)≒0なる条件を実現す
ることができるようになるので、チャージポンプ回路の
電力効率を向上させることが可能になる。
Therefore, the power supply voltage supplied to the inverter 9 is Vdd, and the input clock CLK is 0V to Vd.
Assuming that the amplitude is d, the first level shift circuit 5
Has an amplitude of -Vdd to Vdd, so that when the P-channel MOS transistor 1 is turned on, its source-drain voltage Vgs = -2Vdd, which allows a reduction in impedance. Therefore, the condition of ΔV ds (P) ≈0 and ΔV ds (N) ≈0 which the present inventor has studied can be realized, so that the power efficiency of the charge pump circuit can be improved. .

【0021】また、同様にして、第2のレベルシフト回
路6の出力は0〜2Vddの振幅を有するので、Nチャ
ネル型MOSトランジスタ1がオンする時には、そのソ
ースドレイン間電圧Vgs=2Vddとなり、低インピ
ーダンス化が可能となる。
Similarly, since the output of the second level shift circuit 6 has an amplitude of 0 to 2Vdd, when the N-channel MOS transistor 1 is turned on, its source-drain voltage Vgs = 2Vdd, which is low. Impedance becomes possible.

【0022】図2は、上述したレベルシフト回路の構成
を示す回路図であり、図2(a)は第1のレベルシフト
回路、図2(b)は第2のレベルシフト回路を示す。図
2(a)において、10、11はPチャネル型MOSト
ランジスタ、12はインバータ、INは図1のインバー
タ9の出力が印加される入力端子である。13、14は
ドレインとゲートがクロス接続されたNチャネル型MO
Sトランジスタ、15は出力端子である。この第1のレ
ベルシフト回路の電源は、Vddと−Vddである。
FIG. 2 is a circuit diagram showing the structure of the above-mentioned level shift circuit. FIG. 2 (a) shows the first level shift circuit and FIG. 2 (b) shows the second level shift circuit. In FIG. 2A, 10 and 11 are P-channel MOS transistors, 12 is an inverter, and IN is an input terminal to which the output of the inverter 9 of FIG. 1 is applied. Reference numerals 13 and 14 are N-channel type MO whose drain and gate are cross-connected.
The S transistor, 15 is an output terminal. The power supplies of this first level shift circuit are Vdd and -Vdd.

【0023】図2(b)において、16、17はNチャ
ネル型MOSトランジスタ、18はインバータ、INは
図1のインバータ9の出力が印加される入力端子であ
る。19、20はドレインとゲートがクロス接続された
Pチャネル型MOSトランジスタ、21は出力端子であ
る。この第2のレベルシフト回路の電源は、2Vddと
0Vである。
In FIG. 2B, 16 and 17 are N-channel MOS transistors, 18 is an inverter, and IN is an input terminal to which the output of the inverter 9 of FIG. 1 is applied. Reference numerals 19 and 20 denote P-channel MOS transistors having drains and gates cross-connected, and reference numeral 21 denotes an output terminal. The power supplies of this second level shift circuit are 2Vdd and 0V.

【0024】上述した構成において、第1のレベルシフ
ト回路の電源は、Vddと−Vddであるが、これに限
定されることなく、さらに高い電圧源、例えばVddと
−2Vddを用いても良い。また、第2のレベルシフト
回路の電源は、2Vddと0Vであるが、これに限定さ
れることなく、さらに高い電圧源、例えば3Vddと0
Vを用いても良い。これにより、クロックドライバーの
出力をさらに低インピーダンス化することができる。
In the above-mentioned structure, the power source of the first level shift circuit is Vdd and -Vdd, but the present invention is not limited to this, and higher voltage sources such as Vdd and -2Vdd may be used. Further, the power supply of the second level shift circuit is 2Vdd and 0V, but is not limited to this, and a higher voltage source, for example, 3Vdd and 0V.
V may be used. As a result, the output of the clock driver can be further lowered in impedance.

【0025】基本的には−Vddの電圧源7、+2Vd
dの電圧源8は特別に設ける。しかし、チャージポンプ
回路の昇圧電圧の一部を電圧源として用いることによ
り、回路構成が簡単となる。
Basically, a voltage source 7 of -Vdd, + 2Vd
The voltage source 8 of d is specially provided. However, the circuit configuration is simplified by using a part of the boosted voltage of the charge pump circuit as a voltage source.

【0026】図3は、正の昇圧電圧を発生するチャージ
ポンプ回路を示す回路図である。図において、4つの電
荷転送用MOSトランジスタM1〜M4は直列接続され
ている。前段のM1、M2はNチャネル型、後段のM
3、M4はPチャネル型である。M1〜M4のゲート・
基板間電圧Vgbはゲート・ソース間電圧Vgsと同一
値となるようにソースと基板が同電位となるように接続
されている。また、M1のソースには入力電圧Vinと
して電源電圧Vddが供給されている。また、M4のド
レインからの昇圧電圧Voutが出力され、電流負荷L
oadに供給される。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a charge pump circuit for generating a positive boosted voltage. In the figure, four charge transfer MOS transistors M1 to M4 are connected in series. M1 and M2 in the former stage are N-channel type, M in the latter stage
3 and M4 are P-channel type. Gate of M1 to M4
The source and the substrate are connected to have the same potential so that the substrate-to-substrate voltage Vgb has the same value as the gate-source voltage Vgs. The power source voltage Vdd is supplied as the input voltage Vin to the source of M1. In addition, the boosted voltage Vout is output from the drain of M4, and the current load L
Supplied to oad.

【0027】C1、C2、C3は電荷転送用MOSトラ
ンジスタM1〜M4の接続点(ポンピングノード)に一
端が接続された結合コンデンサである。結合コンデンサ
C1〜C3の他端にはクロックパルスCLKとこれと逆
相のクロックパルスCLKBが交互に印加される。クロ
ックパルスCLK、CLKBは不図示のクロックドライ
バーから出力される。
C1, C2 and C3 are coupling capacitors whose one ends are connected to connection points (pumping nodes) of the charge transfer MOS transistors M1 to M4. A clock pulse CLK and a clock pulse CLKB having an opposite phase to the clock pulse CLK are alternately applied to the other ends of the coupling capacitors C1 to C3. The clock pulses CLK and CLKB are output from a clock driver (not shown).

【0028】電荷転送用MOSトランジスタM1とM2
の各ゲートには反転レベルシフト回路S1とS2の出力
が供給されている。また、電荷転送用MOSトランジス
タM3とM4の各ゲートには非反転レベルシフト回路S
3とS4の出力が供給されている。
Charge transfer MOS transistors M1 and M2
The outputs of the inversion level shift circuits S1 and S2 are supplied to the respective gates. Further, the non-inverting level shift circuit S is provided at each gate of the charge transfer MOS transistors M3 and M4.
The outputs of 3 and S4 are supplied.

【0029】詳しい動作については説明を省略するが、
このチャージポンプ回路の2段目から、出力トランジス
タMm、コンデンサCmから成る2Vdd出力回路を経
て、安定した直流レベル2Vddを得ることができる。
したがって、これを電圧源8として用いれば好適であ
る。
A detailed description of the operation will be omitted.
From the second stage of the charge pump circuit, a stable DC level 2Vdd can be obtained through the 2Vdd output circuit including the output transistor Mm and the capacitor Cm.
Therefore, it is preferable to use this as the voltage source 8.

【0030】また、図4はマイナス昇圧(0V以下の昇
圧)を行う2段チャージポンプ回路を示す回路図であ
る。この2段チャージポンプ回路は、−2Vddの昇圧
電圧を出力するものである。図において、クロックパル
スCLK’、CLKB’とレベルシフト回路の組み合わ
せを変更している。すなわち、電荷転送用MOSトラン
ジスタM1’、M2’、M3’が直列接続され、その接
続ノードに結合コンデンサC1’、C2’が接続されて
いる。M1’はPチャネル型でソースに接地電位(0
V)が印加されている。M2’、M3’はNチャネル型
である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a two-stage charge pump circuit which performs negative boosting (boosting below 0 V). This two-stage charge pump circuit outputs a boosted voltage of -2Vdd. In the figure, the combination of the clock pulses CLK 'and CLKB' and the level shift circuit is changed. That is, the charge transfer MOS transistors M1 ', M2', M3 'are connected in series, and the coupling capacitors C1', C2 'are connected to the connection node. M1 'is a P-channel type and has a ground potential (0
V) is being applied. M2 'and M3' are N-channel type.

【0031】また、M1’のゲートには反転レベルシフ
ト回路S1’の出力が印加され、M2’、M3’のゲー
トには非反転レベルシフト回路S2’、S3’の出力が
印加されている。そして、電荷転送用MOSトランジス
タM3’のドレインからマイナス昇圧電圧−Voutが
出力され、電流負荷Loadに供給される。
The output of the inverting level shift circuit S1 'is applied to the gate of M1', and the outputs of the non-inverting level shift circuits S2 'and S3' are applied to the gates of M2 'and M3'. Then, the minus boosted voltage −Vout is output from the drain of the charge transfer MOS transistor M3 ′ and is supplied to the current load Load.

【0032】図において、2段目の電荷転送MOSトラ
ンジスタM2’から−Vddを取り出す出力回路が設け
られている。この回路は非反転レベルシフト回路S2’
によって制御されたMOSトランジスタMm’とコンデ
ンサCm’から構成されている。この回路によれば、−
Vddの安定した直流電圧が得られるので、これを電圧
源7として用いれば好適である。
In the figure, an output circuit for extracting -Vdd from the second-stage charge transfer MOS transistor M2 'is provided. This circuit is a non-inverting level shift circuit S2 '.
It is composed of a MOS transistor Mm 'and a capacitor Cm' controlled by. According to this circuit,
Since a stable DC voltage of Vdd can be obtained, it is preferable to use this as the voltage source 7.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明によれば、レベルシフト回路によ
り、クロックドライバーのトランジスタがオンする時の
ソースドレイン間電圧Vgsをクロックドライバーの電
源電圧より高くしているので、クロックドライバーを低
インピーダンス化することができる。
According to the present invention, since the source-drain voltage Vgs when the transistor of the clock driver is turned on is made higher than the power supply voltage of the clock driver by the level shift circuit, the impedance of the clock driver is lowered. be able to.

【0034】これにより、ΔVds(P)≒0、ΔVds(N)
0なる条件を実現することができるようになるので、チ
ャージポンプ回路の電力効率を向上させることが可能に
なる。
As a result, ΔV ds (P) ≈0, ΔV ds (N)
Since the condition of 0 can be realized, the power efficiency of the charge pump circuit can be improved.

【0035】また、レベルシフト回路の電圧源として、
チャージポンプ回路の昇圧電圧を利用しているので回路
構成が簡単である。
As the voltage source of the level shift circuit,
Since the boosted voltage of the charge pump circuit is used, the circuit configuration is simple.

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

【図1】本発明の実施形態に係るチャージポンプ回路の
クロックドライバー部分を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a clock driver portion of a charge pump circuit according to an embodiment of the present invention.

【図2】レベルシフト回路を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a level shift circuit.

【図3】正の昇圧電圧を発生するチャージポンプ回路を
示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a charge pump circuit that generates a positive boosted voltage.

【図4】マイナス昇圧(0V以下の昇圧)を行う2段チ
ャージポンプ回路を示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a two-stage charge pump circuit that performs negative boosting (boosting below 0 V).

【図5】4段のディクソン・チャージポンプ回路を示す
概略回路図である。
FIG. 5 is a schematic circuit diagram showing a four-stage Dickson charge pump circuit.

【図6】クロックパルスと電荷転送電流との関係を示す
図である。
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a clock pulse and a charge transfer current.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 Pチャネル型MOSトランジスタ 2 Nチャネル型MOSトランジスタ 3 電圧源 4 出力端子 5 第1のレベルシフト回路 6 第2のレベルシフト回路 7 電圧源 8 電圧源 9 インバータ 1 P-channel MOS transistor 2 N-channel MOS transistor 3 voltage source 4 output terminals 5 First level shift circuit 6 Second level shift circuit 7 Voltage source 8 voltage source 9 inverter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H03K 19/0185 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/822 H01L 27/04 H02M 3/07 H03K 19/0185 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI H03K 19/0185 (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/822 H01L 27/04 H02M 3/07 H03K 19/0185

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 初段の電荷転送MOSトランジスタに所
定の入力電圧が印加されると共に直列接続された複数の
電荷転送用MOSトランジスタと、前記電荷転送用MO
Sトランジスタの各接続点に一端が接続された結合コン
デンサと、前記結合コンデンサの他端に交互に逆相のク
ロックパルスを供給するクロックドライバーとを備え、
後段の電荷転送用MOSトランジスタから昇圧電圧を出
力するチャージポンプ回路において、 前記クロックドライバーの入力クロックの電圧を該クロ
ックドライバーの電源電圧より高い電圧にレベルシフト
するレベルシフト回路を設けたことを特徴とするチャー
ジポンプ回路。
1. A plurality of charge transfer MOS transistors connected in series and having a predetermined input voltage applied to a first stage charge transfer MOS transistor, and the charge transfer MO transistor.
A coupling capacitor whose one end is connected to each connection point of the S transistor, and a clock driver which alternately supplies clock pulses of opposite phase to the other end of the coupling capacitor,
In a charge pump circuit for outputting a boosted voltage from a charge transfer MOS transistor at a subsequent stage, a level shift circuit for level-shifting a voltage of an input clock of the clock driver to a voltage higher than a power supply voltage of the clock driver is provided. A charge pump circuit.
【請求項2】 前記レベルシフト回路の電源として前記
チャージポンプ回路又は他のチャージポンプ回路から取
り出された昇圧電圧を用いたことを特徴とする請求項1
に記載のチャージポンプ回路。
2. The boosted voltage extracted from the charge pump circuit or another charge pump circuit is used as a power source of the level shift circuit.
The charge pump circuit described in.
【請求項3】 前記クロックドライバーは、Pチャネル
トランジスタとNチャネルトランジスタとを直列接続し
たCMOSドライバーであり、前記Pチャネルトランジ
スタに印加される入力クロックの電圧をレベルシフトす
る第1のレベルシフト回路と、前記Nチャネルトランジ
スタに印加される入力クロックの電圧をレベルシフトす
る第2のレベルシフト回路とを備え、前記入力クロック
に応じて前記Pチャネルトランジスタ又はNチャネルト
ランジスタがオンする時に、前記クロックドライバーの
電源電圧Vdd以上のソースゲート間電圧Vgsが印加
されるようにしたことを特徴とする請求項1に記載のチ
ャージポンプ回路。
3. The clock driver is a CMOS driver in which a P-channel transistor and an N-channel transistor are connected in series, and a first level shift circuit for level-shifting a voltage of an input clock applied to the P-channel transistor. A second level shift circuit for level-shifting the voltage of the input clock applied to the N-channel transistor, and when the P-channel transistor or the N-channel transistor is turned on according to the input clock, The charge pump circuit according to claim 1, wherein a source-gate voltage Vgs that is equal to or higher than the power supply voltage Vdd is applied.
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