JPH0322560A - チャージポンプ - Google Patents
チャージポンプInfo
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- JPH0322560A JPH0322560A JP1158587A JP15858789A JPH0322560A JP H0322560 A JPH0322560 A JP H0322560A JP 1158587 A JP1158587 A JP 1158587A JP 15858789 A JP15858789 A JP 15858789A JP H0322560 A JPH0322560 A JP H0322560A
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
- H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
- H03K17/687—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors
- H03K17/6871—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors the output circuit comprising more than one controlled field-effect transistor
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/06—Modifications for ensuring a fully conducting state
- H03K17/063—Modifications for ensuring a fully conducting state in field-effect transistor switches
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- Dc-Dc Converters (AREA)
- Manipulation Of Pulses (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
- Logic Circuits (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体回路に関し、特にMOS集積回路で用い
られるチャージボンブに関する。
られるチャージボンブに関する。
従来、チャージポンプは第6図に示したように、出力端
子とドレイン及びゲートが電源電圧端子(Vcc)に、
ソースがチャージアップ回路の出力(S++)に接続さ
れたNチャネル型エンハンスメントMOS FET
(No :以降N1,と記す)で構成されるチャージア
ップ回路と、ドレインに容量素子(CI2)を介してク
ロック信号(φ)が印加され、ゲートがドレインに接続
されると共に、ドレインが押し上げ回路の入力(DI■
)に、ソースが押し上げ回路の出力(SH)に接続され
たNチャネル型エンハンスメン} MO S ’ F
E T (Nl2 :以降Nl2と記す)で構成される
押し上げ回路より或り、チャージアップ回路の出力(S
++)と出力端子間に押し上げ回路を1段接続して、
構成されている。
子とドレイン及びゲートが電源電圧端子(Vcc)に、
ソースがチャージアップ回路の出力(S++)に接続さ
れたNチャネル型エンハンスメントMOS FET
(No :以降N1,と記す)で構成されるチャージア
ップ回路と、ドレインに容量素子(CI2)を介してク
ロック信号(φ)が印加され、ゲートがドレインに接続
されると共に、ドレインが押し上げ回路の入力(DI■
)に、ソースが押し上げ回路の出力(SH)に接続され
たNチャネル型エンハンスメン} MO S ’ F
E T (Nl2 :以降Nl2と記す)で構成される
押し上げ回路より或り、チャージアップ回路の出力(S
++)と出力端子間に押し上げ回路を1段接続して、
構成されている。
?に第7図も参照しながら動作の説明をする。
クロック信号(φ)がロウとなっている’I’l1の期
間チャージアップ回路を構成するNl1により押し上げ
回路の入力(D H)が(VCC VT)I : N
チャネル型エンハンスメントMOS−FETのしきい値
電圧)までチャージアップされ、この時点でNllはカ
ットオフする。次にクロック信号(φ)がノ1イとなる
TI2の期間、容量素子(C+■)により押し上げ回路
の入力(D+2)が( V cc V T)I +V
* :クロック信号(φ)の振幅)まで押し上げられ
、この押し上げられた電位がNl2を介して出力端子か
ら出力される為、出力電圧:■。わ,′は次式で与られ
る。
間チャージアップ回路を構成するNl1により押し上げ
回路の入力(D H)が(VCC VT)I : N
チャネル型エンハンスメントMOS−FETのしきい値
電圧)までチャージアップされ、この時点でNllはカ
ットオフする。次にクロック信号(φ)がノ1イとなる
TI2の期間、容量素子(C+■)により押し上げ回路
の入力(D+2)が( V cc V T)I +V
* :クロック信号(φ)の振幅)まで押し上げられ
、この押し上げられた電位がNl2を介して出力端子か
ら出力される為、出力電圧:■。わ,′は次式で与られ
る。
Vot+T’ = (VOC VTN) + (Vφ
VTN)・・・・・・(1式) 又、さらに高電圧を得る方法として、前述したチャージ
アップ回路の出力(S ++)と出力端子間に押し上げ
回路を複数段縦続接続すると共に偶数段の押し上げ回路
に印加されたクロック信号(φ)を反転されたクロック
信号(T)に変えてチャージポンプを構成するという従
来の実施例があり、第8図に第2の従来の実施例として
押し上げ回路を3段(押し上げ回路1,2及び3)縦続
接続した場合の回路図を示しておく。第8図において、
チャージ7′ツプ回路は第6図に示されたチャージアッ
プ回路と同様、Nチャネル型エンハンスメントMOS−
FET (Nll)で、又押し上げ回路1,2及び3は
第6図に示された押し上げ回路と同様の回路構成で、N
チャネル型エンハンスメントM O S F E T
( N l 2 , N 13及びN14)と容量素
子(C12, CI3及びC14)で構成されており、
偶数段の押し上げ回路(押し上げ回路2)には反転され
たクロック信号(T)が印加されている。次に動作を簡
単に説明しておく。チャージアップ回路及び押し上げ回
路1は第6図に示された従来のチャージポンプと全く同
様であるので、押し上げ回路20入力(Dl3)は反転
されたクロック信号(T)がロウの期間(1式)に示さ
れたまうに{(Vcc VTN) + (■# V
TN))までチャージアップされ、反転されたクロック
信号5 (?)がノ・イになると同時に容量素子(Cp3)によ
り押し上げ回路2の入力(Dl3)が{(V。。−VT
N)+ (V# VTN)+V#}まで押し上げられ
、この押し上げられた電位がN13を介して押し上げ回
路3の入力(DI4)に印加されるので、押し上げ回路
30入力(D+s)は{(VCC−VTN)+ (vφ
−VTN)+VユーVTN)}までチャージアップされ
、同様に押し上げ回路3でも押し上げられるので第8図
に示したチャージポンプの出力端子から出力される電圧
:Votrr’は VouT’ = (Vcc VTN) +3X (V
# VTN)・・・・・・(2式) で与えられる。
VTN)・・・・・・(1式) 又、さらに高電圧を得る方法として、前述したチャージ
アップ回路の出力(S ++)と出力端子間に押し上げ
回路を複数段縦続接続すると共に偶数段の押し上げ回路
に印加されたクロック信号(φ)を反転されたクロック
信号(T)に変えてチャージポンプを構成するという従
来の実施例があり、第8図に第2の従来の実施例として
押し上げ回路を3段(押し上げ回路1,2及び3)縦続
接続した場合の回路図を示しておく。第8図において、
チャージ7′ツプ回路は第6図に示されたチャージアッ
プ回路と同様、Nチャネル型エンハンスメントMOS−
FET (Nll)で、又押し上げ回路1,2及び3は
第6図に示された押し上げ回路と同様の回路構成で、N
チャネル型エンハンスメントM O S F E T
( N l 2 , N 13及びN14)と容量素
子(C12, CI3及びC14)で構成されており、
偶数段の押し上げ回路(押し上げ回路2)には反転され
たクロック信号(T)が印加されている。次に動作を簡
単に説明しておく。チャージアップ回路及び押し上げ回
路1は第6図に示された従来のチャージポンプと全く同
様であるので、押し上げ回路20入力(Dl3)は反転
されたクロック信号(T)がロウの期間(1式)に示さ
れたまうに{(Vcc VTN) + (■# V
TN))までチャージアップされ、反転されたクロック
信号5 (?)がノ・イになると同時に容量素子(Cp3)によ
り押し上げ回路2の入力(Dl3)が{(V。。−VT
N)+ (V# VTN)+V#}まで押し上げられ
、この押し上げられた電位がN13を介して押し上げ回
路3の入力(DI4)に印加されるので、押し上げ回路
30入力(D+s)は{(VCC−VTN)+ (vφ
−VTN)+VユーVTN)}までチャージアップされ
、同様に押し上げ回路3でも押し上げられるので第8図
に示したチャージポンプの出力端子から出力される電圧
:Votrr’は VouT’ = (Vcc VTN) +3X (V
# VTN)・・・・・・(2式) で与えられる。
以上説明したように、チャージアップ回路と縦続接続さ
れたn′段の押し上げ回路で構成された従来のチャージ
ポンプの出力電圧:■。ワ,′は次式で与えられる。
れたn′段の押し上げ回路で構成された従来のチャージ
ポンプの出力電圧:■。ワ,′は次式で与えられる。
VouT’ = (Vcc VTN) +n’ X
(VI VTN)・・・・・・(3式) 〔発明が解決しようとする課題〕 −6 上述した従来のチャージポンプは、チャージアップ回路
及び押し上げ回路でVTHの電圧降下が生じる為、(■
。。≦VTN)の場合はチャージアップ回路が、(■φ
≦VT)I)の場合は押し上げ回路が動作せず、何れの
場合もチャージポンプは動作不能となるという欠点があ
る。
(VI VTN)・・・・・・(3式) 〔発明が解決しようとする課題〕 −6 上述した従来のチャージポンプは、チャージアップ回路
及び押し上げ回路でVTHの電圧降下が生じる為、(■
。。≦VTN)の場合はチャージアップ回路が、(■φ
≦VT)I)の場合は押し上げ回路が動作せず、何れの
場合もチャージポンプは動作不能となるという欠点があ
る。
又、( V cc > V TN )且つ(■φ>VT
N)の場合でも、低電源電圧下で動作させた場合、V
CO r V #の値が小さいので、高電位の出力電圧
を得る為には押し上げ回路の段数を非常に大きく設定し
なければならず、チャージポンプを構成する為に非常に
大きな面積を必要とすると言う欠点もある。たとえばV
cc=V*=1.5V,VTN=1.OVでVOUT=
15■を得る為には、(3式)よりn =29となり、
29段の押し上げ回路を縦続接続して構成する必要があ
る。
N)の場合でも、低電源電圧下で動作させた場合、V
CO r V #の値が小さいので、高電位の出力電圧
を得る為には押し上げ回路の段数を非常に大きく設定し
なければならず、チャージポンプを構成する為に非常に
大きな面積を必要とすると言う欠点もある。たとえばV
cc=V*=1.5V,VTN=1.OVでVOUT=
15■を得る為には、(3式)よりn =29となり、
29段の押し上げ回路を縦続接続して構成する必要があ
る。
本発明のチャージポンプは、出力端子と、ゲートに第1
の抵抗素子を介して第1のクロック信号と第1の容量素
子を介して第2のクロック信号が印加され、ドレインが
電源電圧端子に、ソースがチャージアップ回路の出力に
接続された第1のエンハンスメントMOS−FETで構
成されるチャージアップ回路と、ドレインに第2の容量
素子を介して第3のクロック信号が又ゲートに第3の容
量素子を介して第4のクロック信号が印加され、ドレイ
ンとゲートが第2の抵抗素子を介して接続されると共に
、ドレインが押し上げ回路の入力に、ソースが押し上げ
回路の出力に接続された第2のエンハンスメントMOS
−FETで構成サれる押し上げ回路より或り、チャージ
アップ回路の出力と出力端子間に押し上げ回路を1段接
続するか、若しくはチャージアップ回路の出力と出力端
子間に押し上げ回路を複数段縦続接続すると共に偶数段
の押し上げ回路に印加された第3のクロック信号を第1
のクロック信号に、第4のクロック信号を第2のクロッ
ク信号に変えて構成されている。
の抵抗素子を介して第1のクロック信号と第1の容量素
子を介して第2のクロック信号が印加され、ドレインが
電源電圧端子に、ソースがチャージアップ回路の出力に
接続された第1のエンハンスメントMOS−FETで構
成されるチャージアップ回路と、ドレインに第2の容量
素子を介して第3のクロック信号が又ゲートに第3の容
量素子を介して第4のクロック信号が印加され、ドレイ
ンとゲートが第2の抵抗素子を介して接続されると共に
、ドレインが押し上げ回路の入力に、ソースが押し上げ
回路の出力に接続された第2のエンハンスメントMOS
−FETで構成サれる押し上げ回路より或り、チャージ
アップ回路の出力と出力端子間に押し上げ回路を1段接
続するか、若しくはチャージアップ回路の出力と出力端
子間に押し上げ回路を複数段縦続接続すると共に偶数段
の押し上げ回路に印加された第3のクロック信号を第1
のクロック信号に、第4のクロック信号を第2のクロッ
ク信号に変えて構成されている。
したがって、チャージポンプを構成するNチャネル型エ
ンハンスメントMOS−FETのしきい値電圧:VTN
よりも電源電圧が低くても動作し、又低電源電圧下で動
作させた場合でも少ない押し上げ回路の段数で高電圧を
得ることが可能で、小さい面積でチャージポンプが形戒
できる。
ンハンスメントMOS−FETのしきい値電圧:VTN
よりも電源電圧が低くても動作し、又低電源電圧下で動
作させた場合でも少ない押し上げ回路の段数で高電圧を
得ることが可能で、小さい面積でチャージポンプが形戒
できる。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第1図は本発明の第1の実施例を示す回路図であり、出
力端子と、ゲートに第1の抵抗素子(R1)を介して第
1のクロック信号(φ1:以降φ1と記す)と第1の容
量素子(CG+)を介して第2のクロック信号(φ2:
以降φ2と記す)が印加され、ドレインが電源電圧端子
(VCC)に、ソースがチャージアップ回路の出力(S
1)に接続された第1のNチャネル型エンハンスメント
MOS−FE T (N 1:以降N1と記す)で構成
されるチャージアップ回路と、ドレインに第2の容量素
子(C2)を介して第3のクロック信号(φ3:以降φ
3と記す)が又ゲートに第3の容量素子(CG2)を介
して第4のクロック信号(φ4:以降φ4と記す)が印
加され、ドレインとゲートが第2の抵抗素子9一 (R2)を介して接続されると共に、ドレインが押し上
げ回路の入力(D2)に、ソースが押し上げ回路の出力
(S2)に接続された第2のNチャネル型MOS F
ET (N2:以降N2と記す)で構成される押し上げ
回路より戒り、チャージアップ回路の出力(S1)と出
力端子間に押し上げ回路をl段接続して構成されている
。
力端子と、ゲートに第1の抵抗素子(R1)を介して第
1のクロック信号(φ1:以降φ1と記す)と第1の容
量素子(CG+)を介して第2のクロック信号(φ2:
以降φ2と記す)が印加され、ドレインが電源電圧端子
(VCC)に、ソースがチャージアップ回路の出力(S
1)に接続された第1のNチャネル型エンハンスメント
MOS−FE T (N 1:以降N1と記す)で構成
されるチャージアップ回路と、ドレインに第2の容量素
子(C2)を介して第3のクロック信号(φ3:以降φ
3と記す)が又ゲートに第3の容量素子(CG2)を介
して第4のクロック信号(φ4:以降φ4と記す)が印
加され、ドレインとゲートが第2の抵抗素子9一 (R2)を介して接続されると共に、ドレインが押し上
げ回路の入力(D2)に、ソースが押し上げ回路の出力
(S2)に接続された第2のNチャネル型MOS F
ET (N2:以降N2と記す)で構成される押し上げ
回路より戒り、チャージアップ回路の出力(S1)と出
力端子間に押し上げ回路をl段接続して構成されている
。
次に第2図も参照しながら動作の説明をする。
まず、T1の期間φ1がハイ(vド以降クロツク信号1
〜4のハイ電位を■,とする)となり、第1の抵抗素子
(R1)を介して第1の容量素子(CGl)がチャージ
アップされ、N,のゲート(G1)電位はVpX (1
e ’/CG+ @ R+)に従って上昇し、T,
>CG.・R1となるように設定しておけば%TIの期
間内に■2となる。次にT2の期間となりφ2がハイに
なると同時に第1の容量素子(CG+)によりN1のゲ
ート(G1)電位が押し上げられて2XVPとなり、以
降Vp(1+e−″/CG1・Rl)に従って下降し、
T.>CG.・R1となるように設定しておけば、T2
の期間内に再一l〇一 び■,となる。ここでN1のゲー}(Gl)電位が2×
■2に押し上げられた時、N1を介して押し上げ回路の
入力(D2)が次式で示される電位までチャージアップ
される。
〜4のハイ電位を■,とする)となり、第1の抵抗素子
(R1)を介して第1の容量素子(CGl)がチャージ
アップされ、N,のゲート(G1)電位はVpX (1
e ’/CG+ @ R+)に従って上昇し、T,
>CG.・R1となるように設定しておけば%TIの期
間内に■2となる。次にT2の期間となりφ2がハイに
なると同時に第1の容量素子(CG+)によりN1のゲ
ート(G1)電位が押し上げられて2XVPとなり、以
降Vp(1+e−″/CG1・Rl)に従って下降し、
T.>CG.・R1となるように設定しておけば、T2
の期間内に再一l〇一 び■,となる。ここでN1のゲー}(Gl)電位が2×
■2に押し上げられた時、N1を介して押し上げ回路の
入力(D2)が次式で示される電位までチャージアップ
される。
D2とチャージアップ電位=VCC
(2XV,−VTN≧Vcc) −− ( 4 −
1式)D2のチャージアップ電位=2×■ゆ−VTN(
2XVφ VTN<VCO) ・・・・・・ (4
−2式)次にT3の期間となりφ3がハイになると同時
に第2の容量素子(C2)により押し上げ回路の入力(
D2)の電位が(D2のチャージアップ電位十■P)に
押し上げられ、T.>CG2・R2となるように設定し
ておけば、第2の抵抗素子(R2)を介して第3の容量
素子(CG2)がチャージアップされ、T3期間内にN
2のゲート(G2)電位も(D2のチャージアップ電位
十■φ)までチャージアップされる。続いてT4の期間
となりφ4がハイになると同時にN2のゲー} (G2
)電位が(D2のチャージアップ電位+2■,)まで押
し上げられ、以降T 4 > C G 2’・R2とな
るように設定しておけばT4の期間内にN2のドレイン
とゲー} (G2)が同電位となりN2はカットオフ
する。ここでN2のゲー} (G2)が(D2のチャー
ジアップ電位+2xvp)に押し上げられた時、N2を
介して出力端子が次式で示される電圧(VouT)まで
チャージアップされる。
1式)D2のチャージアップ電位=2×■ゆ−VTN(
2XVφ VTN<VCO) ・・・・・・ (4
−2式)次にT3の期間となりφ3がハイになると同時
に第2の容量素子(C2)により押し上げ回路の入力(
D2)の電位が(D2のチャージアップ電位十■P)に
押し上げられ、T.>CG2・R2となるように設定し
ておけば、第2の抵抗素子(R2)を介して第3の容量
素子(CG2)がチャージアップされ、T3期間内にN
2のゲート(G2)電位も(D2のチャージアップ電位
十■φ)までチャージアップされる。続いてT4の期間
となりφ4がハイになると同時にN2のゲー} (G2
)電位が(D2のチャージアップ電位+2■,)まで押
し上げられ、以降T 4 > C G 2’・R2とな
るように設定しておけばT4の期間内にN2のドレイン
とゲー} (G2)が同電位となりN2はカットオフ
する。ここでN2のゲー} (G2)が(D2のチャー
ジアップ電位+2xvp)に押し上げられた時、N2を
介して出力端子が次式で示される電圧(VouT)まで
チャージアップされる。
VouT=D2のチャージアップ電位十■.(■,≧V
TN) ・・・・・・(5−1式)■。.JT=D2
のチャージアップ電位+2V#−VTN(V,+<VT
N)・・・・・・(5−2式)上式より本発明によるチ
ャージポンプにおいて、押し上げ回路1段当りで得られ
る昇圧電位は(■.≧VTN)の場合は■φであり、又
(■φ< V TN )の場合は(2Vφ−VTN)で
与えられる。
TN) ・・・・・・(5−1式)■。.JT=D2
のチャージアップ電位+2V#−VTN(V,+<VT
N)・・・・・・(5−2式)上式より本発明によるチ
ャージポンプにおいて、押し上げ回路1段当りで得られ
る昇圧電位は(■.≧VTN)の場合は■φであり、又
(■φ< V TN )の場合は(2Vφ−VTN)で
与えられる。
高電圧を得る方法として、第1図に示されたチャージア
ップ回路の出力(S1)と出力端子間に押し上げ回路を
複数段縦続接続すると共に偶数段の押し上げ回路に印加
されたφ3をφ1に、φ4をφ2に変えてチャージポン
プを構成する方法があり、第3図に本発明の第2の実施
例として押し上げ回路を3段(押し上げ回路1,2及び
3)縦続接続した場合の回路図を示しておく。第3図に
おいて、チャージアップ回路は第1図に示されたチャー
ジアップ回路と同様、Nチャネル型エンハンスメントM
O S F E T ( N 1)と第1の抵抗素
子(R1)及び第1の容量素子(CG+)で、又押し上
げ回路1,2及び3は、第1図に示された押し上げ回路
と同様の回路構成でNチャネル型エンハンスメントMO
S FET (N2,N3及びN4)と、抵抗素子(
R2,R3及びR4)及び容量素子( C 2, C
G 2 , C s及びC 4 , C G 4 )で
構成されており、偶数段の押し上げ回路(押し上げ回路
2)にはφ3のかわりφ,が、又φ4のかわりにφ2が
印加されている。
ップ回路の出力(S1)と出力端子間に押し上げ回路を
複数段縦続接続すると共に偶数段の押し上げ回路に印加
されたφ3をφ1に、φ4をφ2に変えてチャージポン
プを構成する方法があり、第3図に本発明の第2の実施
例として押し上げ回路を3段(押し上げ回路1,2及び
3)縦続接続した場合の回路図を示しておく。第3図に
おいて、チャージアップ回路は第1図に示されたチャー
ジアップ回路と同様、Nチャネル型エンハンスメントM
O S F E T ( N 1)と第1の抵抗素
子(R1)及び第1の容量素子(CG+)で、又押し上
げ回路1,2及び3は、第1図に示された押し上げ回路
と同様の回路構成でNチャネル型エンハンスメントMO
S FET (N2,N3及びN4)と、抵抗素子(
R2,R3及びR4)及び容量素子( C 2, C
G 2 , C s及びC 4 , C G 4 )で
構成されており、偶数段の押し上げ回路(押し上げ回路
2)にはφ3のかわりφ,が、又φ4のかわりにφ2が
印加されている。
次に動作を簡単に説明しておく。チャージアップ回路は
第1図に示した第1の実施例と同様であるので、押し上
げ回路1の入力(D2)のチャージアップ電位は(4−
1式)及び(4−2式)で与えられる。又、前述したよ
うに押し上げ回路1段当りで得られる昇圧圧位は(Vp
≧VTN)の場合−13− は■,であり、又( V p < V TN)の場合は
(2VアーVTN)で与えられるので、出力端子から出
力される電圧■。t+Tは次式で与えられる。
第1図に示した第1の実施例と同様であるので、押し上
げ回路1の入力(D2)のチャージアップ電位は(4−
1式)及び(4−2式)で与えられる。又、前述したよ
うに押し上げ回路1段当りで得られる昇圧圧位は(Vp
≧VTN)の場合−13− は■,であり、又( V p < V TN)の場合は
(2VアーVTN)で与えられるので、出力端子から出
力される電圧■。t+Tは次式で与えられる。
VouT=D2のチャージ7,プ電位+3 (V#)(
■φ≧VTN) ・・・・・・(6−1式)VOUT
=D2のチャージアップ電位+3 (2V# VTN
)(■φ<VTN) ・・・・・・(6−2式)以上
説明したように、チャージアップ回路と縦続接続された
n段の押し上げ回路で構成された本発明のチャージポン
プの出力電圧:■。UTは次式で与えられる。
■φ≧VTN) ・・・・・・(6−1式)VOUT
=D2のチャージアップ電位+3 (2V# VTN
)(■φ<VTN) ・・・・・・(6−2式)以上
説明したように、チャージアップ回路と縦続接続された
n段の押し上げ回路で構成された本発明のチャージポン
プの出力電圧:■。UTは次式で与えられる。
VouT=D2のチャージアップ電位十n (V#)(
■φ≧v.rN)・・・・・・(7−1式)vout=
I)2のチャージアップ電位十n (2V,−VTN)
(Vφ<VtN) − − (7 2式)第4図は
本発明の第3の実施例を示す回路図であり、第1図に示
された本発明の第1の実施例において第1及び第2の抵
抗素子(Rl及びR2)をゲートがドレインに接続され
た第3及び第40Nチャネル型ディプリーションMOS
−FET (D一14ー R1及びDR2)で置換することにより構成されている
。第3及び第4のNチャネル型ディプリーションMOS
−FET (DR,及びD R 2 )は抵抗として動
作する為、第4図に示されたチャージポンプは前述した
第1の実施例の場合と同様の動作をするので、動作の説
明は省略する。MOS集積回路において、同一の抵抗値
を有する抵抗素子とディプリーション型MOS−FET
ではディプリーションMOS−FETo方がより小さな
面積で形或でき、従って第3の実施例によればより小さ
な面積でチャージポンプが形威できるというメリットが
ある。
■φ≧v.rN)・・・・・・(7−1式)vout=
I)2のチャージアップ電位十n (2V,−VTN)
(Vφ<VtN) − − (7 2式)第4図は
本発明の第3の実施例を示す回路図であり、第1図に示
された本発明の第1の実施例において第1及び第2の抵
抗素子(Rl及びR2)をゲートがドレインに接続され
た第3及び第40Nチャネル型ディプリーションMOS
−FET (D一14ー R1及びDR2)で置換することにより構成されている
。第3及び第4のNチャネル型ディプリーションMOS
−FET (DR,及びD R 2 )は抵抗として動
作する為、第4図に示されたチャージポンプは前述した
第1の実施例の場合と同様の動作をするので、動作の説
明は省略する。MOS集積回路において、同一の抵抗値
を有する抵抗素子とディプリーション型MOS−FET
ではディプリーションMOS−FETo方がより小さな
面積で形或でき、従って第3の実施例によればより小さ
な面積でチャージポンプが形威できるというメリットが
ある。
尚、第3及び第4のNチャネル型ディプリーションM
O S F E T ( D R +及びD R 2
)のゲートをソースに接続しても、同様の動作をする
ことは明らかであり、ここでの説明は省略する。
O S F E T ( D R +及びD R 2
)のゲートをソースに接続しても、同様の動作をする
ことは明らかであり、ここでの説明は省略する。
第5図は本発明の第4の実施例を示す回路図であり、第
1図に示された本発明の第1の実施例におけるチャージ
アップ回路を、ゲートにφ,が印加され、ドレインが電
源電圧端子(Vcc)に、ソースがチャージアップ回路
の出力(S1)に接続された第5のNチャネル型MOS
−PET (NDI)で構成されたチャージアップ回路
に置換して構成されている。第4の実施例において、押
し上げ回路は前述した第1の実施例と同様であるので、
以下チャージアップ回路の動作だけを簡単に説明してお
く。φ1がハイになった時、第50Nチャネル型ディプ
リーションM O S F E T ( N D +
)のしきい値電圧を−vTDとすると、押し上げ回路
の入力(D2)は次式で示される電位までチャージアッ
プされる。
1図に示された本発明の第1の実施例におけるチャージ
アップ回路を、ゲートにφ,が印加され、ドレインが電
源電圧端子(Vcc)に、ソースがチャージアップ回路
の出力(S1)に接続された第5のNチャネル型MOS
−PET (NDI)で構成されたチャージアップ回路
に置換して構成されている。第4の実施例において、押
し上げ回路は前述した第1の実施例と同様であるので、
以下チャージアップ回路の動作だけを簡単に説明してお
く。φ1がハイになった時、第50Nチャネル型ディプ
リーションM O S F E T ( N D +
)のしきい値電圧を−vTDとすると、押し上げ回路
の入力(D2)は次式で示される電位までチャージアッ
プされる。
D2のチャージアップ電位=Vo。
(■φ+VTD≧Vc0)・・・・・・(8−1式)D
2のチャージアップ電位=v,+■TD(■φ+V T
D < V。。)・・・・τ・(8−2式)尚、(V
p 十VTD≧Vca)の場合、φ1がロウ(GND電
位)になった時、第50Nチャネル型ディプリーション
MOS−FET (MDI)がカットオフする必要があ
るのでl VTD l < Vccという条件も満足
しなければならない。
2のチャージアップ電位=v,+■TD(■φ+V T
D < V。。)・・・・τ・(8−2式)尚、(V
p 十VTD≧Vca)の場合、φ1がロウ(GND電
位)になった時、第50Nチャネル型ディプリーション
MOS−FET (MDI)がカットオフする必要があ
るのでl VTD l < Vccという条件も満足
しなければならない。
本発明によれば、(4−2式)及び(5−2式)で示さ
れるように、( V a > V TN / 2 )を
満足する■.であればチャージアップ回路、押し上げ回
路共に動作し、クロック信号の振幅(■,)が非常に小
さい場合でも動作するという効果がある。通常MOS集
積回路において、クロック信号の振幅(■φ)は電源電
圧(Vco)に通しいので、電源電圧が非常に低い場合
でも本発明のチャージポンプは動作する効果があると言
い換えることができる。
れるように、( V a > V TN / 2 )を
満足する■.であればチャージアップ回路、押し上げ回
路共に動作し、クロック信号の振幅(■,)が非常に小
さい場合でも動作するという効果がある。通常MOS集
積回路において、クロック信号の振幅(■φ)は電源電
圧(Vco)に通しいので、電源電圧が非常に低い場合
でも本発明のチャージポンプは動作する効果があると言
い換えることができる。
たとえばVTN = 1. O Vとした場合、電源電
圧が0.5v以上あれば本発明のチャージポンプは動作
する。
圧が0.5v以上あれば本発明のチャージポンプは動作
する。
又、低電源電圧下で動作させた場合でも本発明のチャー
ジポンプは高効率で動作する為、高電位の出力電圧を得
る場合でも押し上げ回路の段数を小さく設定することが
可能となり、チャージポンプを構成する為の面積が小さ
くなるという効果もある。たとえば、Vcc=V4=1
.5V,VTN=1.OV ”’Q V ouT= 1
5 Vを得る為には<4−1式)及ヒ−17− (7−1式)よりn=9となり、前述したように、従来
のチャージポンプでは29段必要であったにもかかわら
ず本発明のチャージポンプを用いれば、9段の押し上げ
回路を縦続接続するだけで構成できる。
ジポンプは高効率で動作する為、高電位の出力電圧を得
る場合でも押し上げ回路の段数を小さく設定することが
可能となり、チャージポンプを構成する為の面積が小さ
くなるという効果もある。たとえば、Vcc=V4=1
.5V,VTN=1.OV ”’Q V ouT= 1
5 Vを得る為には<4−1式)及ヒ−17− (7−1式)よりn=9となり、前述したように、従来
のチャージポンプでは29段必要であったにもかかわら
ず本発明のチャージポンプを用いれば、9段の押し上げ
回路を縦続接続するだけで構成できる。
第1図及び第2図は本発明の第1の実施例を示す回路図
及びその動作を説明する為のタイミングチャート、第3
図,第4図及び第5図は本発明の第2,第3及び第4の
実施例を示す回路図、第6図及び第7図は従来のチャー
ジポンプの第1の実施例を示す回路図及びその動作を説
明する為のタイミングチャート、第8図は従来のチャー
ジポンプの第2の実施例を示す回路図である。 VCC・・・・・・電源電圧端子、N1〜Ns,N+1
〜N+4・・・・・・Nチャネル型エンハンスメントM
OS−FET,D R 1, D R 2 , N D
2・・・・・・Nチャネル型ディプリーションMOS
−FET%R1〜R4・・・・・・抵抗素子、02〜C
4,CGI〜CG4,012〜014・・・・・・容一
18一 ?素子、φ1〜φ4,φ,T・・・・・・クロック信号
、S l rSll・・・・・・チャージアップ回路の
出力、D2〜D41D1■〜Dl4・・・・・・押し上
げ回路の入力、S2〜S 4 rS1■〜Sl4’・・
・・・押し上げ回路の出力。
及びその動作を説明する為のタイミングチャート、第3
図,第4図及び第5図は本発明の第2,第3及び第4の
実施例を示す回路図、第6図及び第7図は従来のチャー
ジポンプの第1の実施例を示す回路図及びその動作を説
明する為のタイミングチャート、第8図は従来のチャー
ジポンプの第2の実施例を示す回路図である。 VCC・・・・・・電源電圧端子、N1〜Ns,N+1
〜N+4・・・・・・Nチャネル型エンハンスメントM
OS−FET,D R 1, D R 2 , N D
2・・・・・・Nチャネル型ディプリーションMOS
−FET%R1〜R4・・・・・・抵抗素子、02〜C
4,CGI〜CG4,012〜014・・・・・・容一
18一 ?素子、φ1〜φ4,φ,T・・・・・・クロック信号
、S l rSll・・・・・・チャージアップ回路の
出力、D2〜D41D1■〜Dl4・・・・・・押し上
げ回路の入力、S2〜S 4 rS1■〜Sl4’・・
・・・押し上げ回路の出力。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 i)出力端子と、ゲートに第1の抵抗素子を介して第1
のクロック信号と第1の容量素子を介して第2のクロッ
ク信号が印加され、ドレインが電源電圧端子に、ソース
がチャージアップ回路の出力に接続された第1のエンハ
ンスメントMOS−FETで構成されるチャージアップ
回路と、ドレインに第2の容量素子を介して第3のクロ
ック信号が又ゲートに第3の容量素子を介して第4のク
ロック信号が印加され、前記ドレインと前記ゲートが第
2の抵抗素子を介して接続されると共に、前記ドレイン
が押し上げ回路の入力に、ソースが押し上げ回路の出力
に接続された第2のエンハンスメントMOS−FETで
構成される押し上げ回路とを備え、前記チャージアップ
回路の出力と前記出力端子間に前記押し上げ回路を1段
接続するか、若しくは前記チャージアップ回路の出力と
前記出力端子間に前記押し上げ回路を複数段縦続接続す
ると共に偶数段の前記押し上げ回路に印加された第3の
クロック信号を第1のクロック信号に、第4のクロック
信号を第2のクロック信号に変えて構成することを特徴
とするチャージポンプ。 ii)前記第1及び第2の抵抗素子12は、ゲートがド
レイン若しくはソースに接続された第3及び第4のディ
プリーションMOS−FETでそれぞれ構成されること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のチャージポン
プ。 iii)前記チャージアップ回路を、ゲートに前記第1
のクロック信号若しくは前記第2のクロック信号が印加
され、ドレインが前記電源電圧端子に、ソースが前記チ
ャージアップ回路の出力に接続された第5のディプリー
ションMOS−FETで構成することを特徴とする特許
請求の範囲第1項又は第2項記載のチャージポンプ。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1158587A JP2531267B2 (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | チャ―ジポンプ |
EP90111687A EP0404124B1 (en) | 1989-06-20 | 1990-06-20 | Charge pump having pull-up circuit operating with two clock pulse sequences |
US07/541,808 US5066870A (en) | 1989-06-20 | 1990-06-20 | Charge pump having pull-up circuit operating with two clock pulse sequences |
DE69028806T DE69028806T2 (de) | 1989-06-20 | 1990-06-20 | Eine Erhöhungsschaltung enthaltende Ladungspumpe, welche mit zwei Taktimpulssequenzen arbeitet |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1158587A JP2531267B2 (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | チャ―ジポンプ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0322560A true JPH0322560A (ja) | 1991-01-30 |
JP2531267B2 JP2531267B2 (ja) | 1996-09-04 |
Family
ID=15674952
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1158587A Expired - Fee Related JP2531267B2 (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | チャ―ジポンプ |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5066870A (ja) |
EP (1) | EP0404124B1 (ja) |
JP (1) | JP2531267B2 (ja) |
DE (1) | DE69028806T2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7514984B2 (en) | 2004-11-11 | 2009-04-07 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Charge pumping circuit and direct current converting apparatus using the same |
WO2009133914A1 (ja) * | 2008-04-28 | 2009-11-05 | 凸版印刷株式会社 | パルス昇圧回路、およびパルス昇圧方法 |
US10627166B2 (en) | 2016-02-08 | 2020-04-21 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | U-tube heat exchanger |
Families Citing this family (17)
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US5412257A (en) * | 1992-10-20 | 1995-05-02 | United Memories, Inc. | High efficiency N-channel charge pump having a primary pump and a non-cascaded secondary pump |
JPH06195971A (ja) * | 1992-10-29 | 1994-07-15 | Mitsubishi Electric Corp | 基板電位発生回路 |
US5381051A (en) * | 1993-03-08 | 1995-01-10 | Motorola Inc. | High voltage charge pump |
KR0132641B1 (ko) * | 1993-05-25 | 1998-04-16 | 세끼모또 타다히로 | 기판 바이어스 회로 |
DE69530773D1 (de) * | 1995-10-30 | 2003-06-18 | St Microelectronics Srl | Interface-Schaltung zum Steuern von elektronischen Schaltern mit Signalen erhöhter Spannung |
DE19752986A1 (de) * | 1997-11-28 | 1999-06-02 | Siemens Ag | Halbleiterschaltungsanordnung mit monolithisch integrierten Schaltkreisen und einer Spannungspumpenschaltung |
US6920218B1 (en) | 1998-11-16 | 2005-07-19 | Agere Systems Inc. | Combination clock and charge pump for line powered DAA |
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JP4851903B2 (ja) * | 2005-11-08 | 2012-01-11 | 株式会社東芝 | 半導体チャージポンプ |
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KR20160097403A (ko) * | 2015-02-06 | 2016-08-18 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 내부 전압 생성 회로 및 그의 동작 방법 |
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-
1989
- 1989-06-20 JP JP1158587A patent/JP2531267B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-06-20 DE DE69028806T patent/DE69028806T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-06-20 US US07/541,808 patent/US5066870A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-06-20 EP EP90111687A patent/EP0404124B1/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE69028806T2 (de) | 1997-05-07 |
DE69028806D1 (de) | 1996-11-14 |
EP0404124A2 (en) | 1990-12-27 |
EP0404124B1 (en) | 1996-10-09 |
US5066870A (en) | 1991-11-19 |
JP2531267B2 (ja) | 1996-09-04 |
EP0404124A3 (en) | 1992-03-11 |
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