JP5583890B2 - 昇圧回路および半導体装置 - Google Patents
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Description
第1のノードと第2のノードとの間に接続された第1のキャパシタと、
第3のノードと第4のノードとの間に接続された第2のキャパシタと、
前記第1のノードと前記第3のノードとの間に接続された第1のスイッチと、
前記第2のノードと前記第4のノードとの間に接続された第2のスイッチと、
前記第2のノードと前記第3のノードとの間に接続された第3のスイッチと、
前記第1のノードが接続された第1の端子と、
前記第2のノードが接続され、入力電圧が入力される第2の端子と、
第3の端子と、
前記第4のノードと前記第3の端子との間に接続された第4のスイッチと、
前記第2の端子の電圧を第1の所定基準電圧と比較しつつ検出する第1の電圧検出回路と、
前記第3の端子の電圧を第2の所定基準電圧と比較しつつ検出する第2の電圧検出回路と、
前記第1及び第2の電圧検出回路による検出信号を入力して前記第1乃至第4のスイッチを制御するスイッチ制御回路と、
前記第3のスイッチと直列に接続され、ゲート制御信号が所定のパルス信号に接続された第5のスイッチとを備え、
前記第2の端子の電圧が前記第1の所定基準電圧よりも低く、前記第3の端子の電圧が前記第2の所定基準電圧よりも高いという条件に該当する場合には、前記スイッチ制御回路が前記第1及び第2のスイッチを導通状態とするとともに前記第3及び第4のスイッチを非導通状態とし、さらに、前記第1の端子から所定のパルス信号を入力することによって、前記第1及び第2のキャパシタは前記第2の端子へ昇圧された第1の昇圧電圧を出力する。
本発明の第2の視点に係る昇圧回路は、
第1のキャパシタと第2のキャパシタと、
前記第1のキャパシタの第1の端子と前記第2のキャパシタの第1の端子とを接続する第1のスイッチと、
前記第1のキャパシタの第2の端子と前記第2のキャパシタの第2の端子とを接続する第2のスイッチと、
前記第1のキャパシタの第2の端子と前記第2のキャパシタの第1の端子とを接続する第3のスイッチと、
前記第3のスイッチと直列に接続され、ゲート制御信号が所定のパルス信号に接続された第4のスイッチと、
前記第1、第2及び第3のスイッチを制御するスイッチ制御回路とを備え、
前記第1のキャパシタの第2の端子は、入力電圧が入力され、
第1の昇圧動作モードにおいて、前記スイッチ制御回路により前記第1及び第2のスイッチを非接続状態とするとともに前記第3のスイッチを接続状態とすることにより前記第1及び第2のキャパシタを直列に接続し、さらに、前記第1のキャパシタの第1の端子へ所定のパルス信号を入力することによって、前記第1のキャパシタはその第2の端子から昇圧された第1の昇圧電圧を出力するとともに前記第2のキャパシタはその第2の端子から該第1の昇圧電圧よりも高い値に昇圧された第2の昇圧電圧を出力し、
第2の昇圧動作モードにおいて、前記スイッチ制御回路により前記第1及び第2のスイッチを接続状態とするとともに前記第3のスイッチを非接続状態とすることにより前記第1及び第2のキャパシタを並列に接続し、さらに、前記第1及び第2のキャパシタの第1の端子へ所定のパルス信号を入力することによって、前記第1及び第2キャパシタはそれぞれの第2の端子から昇圧された第1の昇圧電圧を出力する。
本発明の第3の視点に係る昇圧回路は、
第1のキャパシタと第2のキャパシタとを備え、
第1の昇圧動作によって第1の昇圧レベルの電位を発生させるとともに第2の昇圧動作によって第2の昇圧レベルの電位を発生させる昇圧回路であって、
前記第1及び第2のキャパシタは、前記第1の昇圧動作において直列に接続されるとともに前記第2の昇圧動作において並列に接続される。
第2の展開形態の昇圧回路は、前記第1の昇圧電圧は、前記第2の昇圧電圧よりも低いことが好ましい。
第3の展開形態の昇圧回路は、前記パルス信号の電圧振幅値が、前記第1の昇圧電圧よりも低いことが好ましい。
第4の展開形態の昇圧回路は、前記スイッチ制御回路が、前記第1及び第2の電圧検出回路による検出信号並びに前記第2の昇圧電圧を入力する電圧レベル変換回路を備え、
前記電圧レベル変換回路の出力信号は、前記第1ないし第4のスイッチにそれぞれ供給されることが好ましい。
第5の展開形態の昇圧回路は、前記第1及び第2の昇圧電圧よりも低く、グランド電圧値よりも高い前記入力電圧を出力する第1の電源と、前記第2のノードと前記第1の電源との間に接続された第6のスイッチとをさらに備え、前記第6のスイッチは、前記スイッチ制御回路によって制御されることが好ましい。
第6の展開形態の昇圧回路は、前記第3のノードとグランド電源との間に接続された第7のスイッチをさらに備え、前記第7のスイッチは、前記スイッチ制御回路によって制御されることが好ましい。
第8の展開形態の昇圧回路は、前記第2のノードと前記第2の端子間に接続された第8のスイッチをさらに備え、前記第8のスイッチは、前記パルス信号の活性期間において導通状態とされることが好ましい。
第9の展開形態の昇圧回路は、前記スイッチ制御回路が、前記第1及び第2の昇圧電圧を、それぞれ、第1及び第2所定基準電圧と比較しつつ検出し、前記第1の昇圧電圧が前記第1所定基準電圧よりも高く、前記第2の昇圧電圧が前記第2所定基準電圧よりも低いという条件に該当する場合には、前記第2の昇圧動作モードに応じて、前記第1、第2及び第3のスイッチを制御し、前記条件に該当しない場合には、前記第1の昇圧動作モードに応じて、前記第1、第2及び第3のスイッチを制御することが好ましい。
第10の展開形態の昇圧回路は、前記第1の昇圧動作が3倍の昇圧動作であって、前記第2の昇圧動作が2倍の昇圧動作であることが好ましい。
第11の展開形態の昇圧回路は、前記第1の昇圧動作がM倍(Mは4以上の自然数である。)の昇圧動作であって、前記第2の昇圧動作がN倍(Nは2以上であって(M−1)以下の自然数である。)の昇圧動作であることが好ましい。
第12の展開形態の昇圧回路は、
前記第1及び第2の昇圧動作によって発生された電位をそれぞれ検出し、前記第1の昇圧動作によって発生された電位が所定の昇圧レベルの電位を発生させ、かつ、前記第2の昇圧動作によって発生された電位が所定の昇圧レベルの電位を発生させない場合には前記第1及び第2のキャパシタを並列に接続して前記第2の昇圧動作をさせるとともに、それ以外の場合には前記第1及び第2のキャパシタを直列に接続して前記第1の昇圧動作をさせる制御回路を備えることが好ましい。
前記第1の昇圧動作が3倍の昇圧動作であって、
前記第2の昇圧動作が2倍の昇圧動作であってもよい。
前記第1の昇圧動作がM倍(Mは4以上の自然数である。)の昇圧動作であって、
前記第2の昇圧動作がN倍(Nは2以上であって(M−1)以下の自然数である。)の昇圧動作であってもよい。
第15の展開形態の半導体装置は、上記の昇圧回路により発生された電位が供給される半導体装置であることが好ましい。
11、111 VDD供給回路
12、112 VSS供給回路
13、113 VPPラッチ回路
14、114 VPEQラッチ回路
21、121 VPEQ検知回路(第1の電圧検出回路)
22 オシレータ
23、123、133 タイミング調整ディレイ回路
25 レベル変換回路
30、130 制御回路(スイッチ制御回路)
31、131 VPP検知回路(第2の電圧検出回路)
110 VPEQ昇圧回路(2倍昇圧回路)
120 VPP昇圧回路(3倍昇圧回路)
122 VPEQオシレータ
132 VPPオシレータ
C1、C2 ポンプ容量(キャパシタ)
Claims (12)
- 第1のノードと第2のノードとの間に接続された第1のキャパシタと、
第3のノードと第4のノードとの間に接続された第2のキャパシタと、
前記第1のノードと前記第3のノードとの間に接続された第1のスイッチと、
前記第2のノードと前記第4のノードとの間に接続された第2のスイッチと、
前記第2のノードと前記第3のノードとの間に接続された第3のスイッチと、
前記第1のノードが接続された第1の端子と、
前記第2のノードが接続され、入力電圧が入力される第2の端子と、
第3の端子と、
前記第4のノードと前記第3の端子との間に接続された第4のスイッチと、
前記第3のスイッチと直列に接続され、ゲート制御信号が所定のパルス信号に接続された第5のスイッチと、
前記第2の端子の電圧を第1の所定基準電圧と比較しつつ検出する第1の電圧検出回路と、
前記第3の端子の電圧を第2の所定基準電圧と比較しつつ検出する第2の電圧検出回路と、
前記第1及び第2の電圧検出回路による検出信号を入力して前記第1乃至第4のスイッチを制御するスイッチ制御回路とを備え、
前記第2の端子の電圧が前記第1の所定基準電圧よりも低く、前記第3の端子の電圧が前記第2の所定基準電圧よりも高いという条件に該当する場合には、前記スイッチ制御回路が前記第1及び第2のスイッチを導通状態とするとともに前記第3及び第4のスイッチを非導通状態とし、さらに、前記第1の端子から所定のパルス信号を入力することによって、前記第1及び第2のキャパシタは前記第2の端子へ昇圧された第1の昇圧電圧を出力する、昇圧回路。 - 前記条件に該当しない場合には、前記スイッチ制御回路が前記第1及び第2のスイッチを非導通状態とするとともに前記第3及び第4のスイッチを導通状態とし、さらに、前記第1の端子から所定のパルス信号を入力することによって、前記第1のキャパシタは前記第2の端子へ昇圧された第1の昇圧電圧を出力するとともに前記第2のキャパシタは前記第3の端子へ昇圧された第2の昇圧電圧を出力する、請求項1に記載の昇圧回路。
- 前記第1の昇圧電圧は、前記第2の昇圧電圧よりも低い、請求項2に記載の昇圧回路。
- 前記パルス信号の電圧振幅値は、前記第1の昇圧電圧よりも低い、請求項2又は3に記載の昇圧回路。
- 前記スイッチ制御回路は、前記第1及び第2の電圧検出回路による検出信号並びに前記第2の昇圧電圧を入力する電圧レベル変換回路を備え、
前記電圧レベル変換回路の出力信号は、前記第1ないし第4のスイッチにそれぞれ供給される、請求項2に記載の昇圧回路。 - 前記第1及び第2の昇圧電圧よりも低く、グランド電圧値よりも高い前記入力電圧を出力する第1の電源と、
前記第2のノードと前記第1の電源との間に接続された第6のスイッチとをさらに備え、
前記第6のスイッチは、前記スイッチ制御回路によって制御される、請求項2に記載の昇圧回路。 - 前記第3のノードとグランド電源との間に接続された第7のスイッチをさらに備え、
前記第7のスイッチは、前記スイッチ制御回路によって制御される、請求項6に記載の昇圧回路。 - 第1のキャパシタと第2のキャパシタと、
前記第1のキャパシタの第1の端子と前記第2のキャパシタの第1の端子とを接続する第1のスイッチと、
前記第1のキャパシタの第2の端子と前記第2のキャパシタの第2の端子とを接続する第2のスイッチと、
前記第1のキャパシタの第2の端子と前記第2のキャパシタの第1の端子とを接続する第3のスイッチと、
前記第3のスイッチと直列に接続され、ゲート制御信号が所定のパルス信号に接続された第4のスイッチと、
前記第1、第2及び第3のスイッチを制御するスイッチ制御回路と、を備え、
前記第1のキャパシタの第2の端子は、入力電圧が入力され、
第1の昇圧動作モードにおいて、前記スイッチ制御回路により前記第1及び第2のスイッチを非接続状態とするとともに前記第3のスイッチを接続状態とすることにより前記第1及び第2のキャパシタを直列に接続し、さらに、前記第1のキャパシタの第1の端子へ所定のパルス信号を入力することによって、前記第1のキャパシタはその第2の端子から昇圧された第1の昇圧電圧を出力するとともに前記第2のキャパシタはその第2の端子から該第1の昇圧電圧よりも高い値に昇圧された第2の昇圧電圧を出力し、
第2の昇圧動作モードにおいて、前記スイッチ制御回路により前記第1及び第2のスイッチを接続状態とするとともに前記第3のスイッチを非接続状態とすることにより前記第1及び第2のキャパシタを並列に接続し、さらに、前記第1及び第2のキャパシタの第1の端子へ所定のパルス信号を入力することによって、前記第1及び第2キャパシタはそれぞれの第2の端子から昇圧された第1の昇圧電圧を出力する、昇圧回路。 - 前記スイッチ制御回路は、前記第1及び第2の昇圧電圧を、それぞれ、第1及び第2所定基準電圧と比較しつつ検出し、
前記第1の昇圧電圧が前記第1所定基準電圧よりも高く、前記第2の昇圧電圧が前記第2所定基準電圧よりも低いという条件に該当する場合には、前記第2の昇圧動作モードに応じて、前記第1、第2及び第3のスイッチを制御し、
前記条件に該当しない場合には、前記第1の昇圧動作モードに応じて、前記第1、第2及び第3のスイッチを制御する、請求項8に記載の昇圧回路。 - 前記第1の昇圧動作は3倍の昇圧動作であって、
前記第2の昇圧動作は2倍の昇圧動作である、請求項8または9に記載の昇圧回路。 - 前記第1の昇圧動作はM倍(Mは4以上の自然数である。)の昇圧動作であって、
前記第2の昇圧動作はN倍(Nは2以上であって(M−1)以下の自然数である。)の昇圧動作である、請求項8または9に記載の昇圧回路。 - 請求項1ないし11のいずれか1項に記載の昇圧回路により発生された電位が供給される、半導体装置。
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