JPS6369455A - 昇圧回路 - Google Patents

昇圧回路

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JPS6369455A
JPS6369455A JP61210237A JP21023786A JPS6369455A JP S6369455 A JPS6369455 A JP S6369455A JP 61210237 A JP61210237 A JP 61210237A JP 21023786 A JP21023786 A JP 21023786A JP S6369455 A JPS6369455 A JP S6369455A
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JP
Japan
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potential
node
capacitor
channel
source
Prior art date
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JP61210237A
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English (en)
Inventor
Toshiaki Hoshi
俊明 星
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は昇圧回路に関し、特に半導体集積回路によ多構
成される昇圧回路に関する。
〔従来の技術〕
従来、この種の昇圧回路は、−例として、第5図に示す
ような回路構成をとっていた。
以下、この第5図を用いて従来技術を説明する。
Nチャンネル型絶縁ゲート電界効果トランジスタ(以下
、NチャンネルMO8FETという)15は、そのドレ
インとゲートを正電源であるVccに接続され、ソース
は節点N7に接続される。このためNチャンネルMO8
FET 15  は、節点N7の電位が、Nチャンネル
MO8FET15のしきい値電圧7丁分低い状態となっ
たときに導通状態となシ、所gMOsダイオードとして
機能する。
同様にして、NチャンネルMO8FET16は、そのド
レインとゲートを節点Nγに接続され、ソースを節点N
aに接続されているので、節点8丁の電位が、節点Ns
の電位よ、9NチャンネルMO8FETI6のしきい値
電圧7丁分高くなったときに、NチャンネルMO8FE
T16は導通状態となる。又、容量13が節点N@と節
点Nγとの間に接続され、節点N6には、最高電位をV
ee。
最低電位を零電位(接地)とするクロック信号φが供給
される。容f14は出力節点N8に接続される負荷容量
である。
次に、第6図及び第7図に示す各節点の波形を参照して
、第5図の従来回路の動作を説明する。
第6図は、クロック信号φを供給しはじめて、初期の遷
移状態における各節点のレベル波形でるる。
期間Tlにおいてクロック信号φは接地電位となってお
シ、且つ、節点Nγは、この時、Vcc −7丁よシ低
い電位となっているため、NチャンネルMO8FET1
5は導通状態となり、電源Veeよシミ荷が供給されて
節点Nyiチャージ・アップする。この動作は、節点N
γがVee −VT の電位に到達してNチャンネルM
O8FET  15が非導通状態となるまで、又は、期
間T1が終了するまで続く。この期間TXにおいては、
節点Nsが節点N7 よ#)77分低い電位とならない
限シ、NチャンネルMO8FET16は非導通状態とな
っている。
期間T1が終了して続く期間’fzでは、クロック信号
φが接地電位からVee電位へと変化する。
従って節点N1は容量13によシ高電位に押し上げられ
る。このとき、節点N7がVCC−7丁よシ高くなると
、NチャンネルMO8FETl5は非導通状態となシ、
節点N7の電荷がVCC側に流れることはない。ここで
電位を押し上げられる前の節点8丁の電位をVo とし
、押し上げられた直後の電位をVl とし、節点N7に
おける寄生容量をCd、  容量13および14を、そ
れぞれC4およびCs とすると、電位V1は次式のよ
うに表わされる(但し、この時には、NチャンネルMO
8FET16は非導通状態にあるものと仮定)。
ここで、C4)Cdとすれば Vl中Vcc+V。
又、節点N7が充分にチャージ−アップされているとす
れば、 Vo=Vce −Vt  、  Vl=2 Vc c−
VTこのよりに電位を押し上げられて節点N7が高い電
位となシ、節点Nsの電位よpVr分高くなると、いわ
ゆるMOSダイオードとして機能するNチャンネルMO
8FET16は導通状態となシ、節点Ntの電荷を節点
N$へと転送させることによシ、節点N5Il′i、そ
の前の期間T1のときよシも高い電位にアップされる。
この電荷の転送は、節点8丁の電位が節点Nlの電位と
VT 、!:を足した電位よシも低くなり、Nチャンネ
ルMO8FET16が非導通状態となるまで、又は、期
間1゛2が終了するまで続く。なお、クロック信号φは
周期信号でおるため、前述した期間T1と期間T2が交
互に繰り返される状態で上述の動作が継続される。
第7図は、クロック信号φが供給されて充分に時間が過
ぎ、且つ、出力側の節点N8に対する定常的負荷電流が
非常に小さな場合で、安定状態に到達しているときの各
節点におけるレベル波形を示している。期間T1では、
節点8丁は、Vec −VTまでチャージ・アップされ
、期間T2において電位が押し上げられて2VCC−V
Tとなる。このため、NチャンネルMO8FETI6を
介して電荷が転送される節点Nsの電位は、先の節点N
sの電位のVT分低い電位に達すると、NチャンネルM
O8FET16は非導通状態となる。従って、節点N 
s K ;hられれる最高電位は2VCC−2VTとな
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述した従来の昇圧回路は、定常的な負荷電流が小さい
場合でも、出力として得られる最高電位は2VCC−2
VTでおる。従って、Vccがほぼ2倍のVTと同じ値
となるような低い電圧である場合には、昇圧して出力さ
れる電圧が11 tX Vc cと同じレベルになって
しまい、昇圧効果が全く得られないという欠点がめる。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の昇圧回路は、所定の容量の両端を、それぞれ低
電位である第1の電位と高電位である第2の電位として
電荷を蓄え、前記容量の第1の電位の側の端子をより一
層高電位とすることにより、前記容量の第2の電位の側
の端子を更に高電位とし、所定のスイッチ手段を介して
前記容量に蓄えられている電荷を転送して昇圧を行う昇
圧回路において、前記容量として、それぞれの一方の端
子に対応する節点N1及びN2に相互に逆位相の信号入
力を付与される少くとも第1および第2の二つの容量と
、ソースが前記第1の容量のもう一方の端子に対応する
節点NsK接続されて、ドレインが所定の第1CI電源
に接続されるとともに、ゲートが前記第2の容量のもう
一方の端子に対応する節点N4に接続される第1の絶縁
ゲート型電界効果ト2ンジスタと、前記第1の容量に対
応する節点N8と所定の昇圧電圧を出力する出力節点N
sとの間に接続されて両節点間のスイッチ作用を行5第
1のスイッチ手段と、を備えて構成される。
〔実施例〕
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の実施例の回路図である。容量
1及び2は、それぞれ節点Nl、Nz、およびNs、N
aに接続され、節点Nt、Niには、相互に逆位相信号
であるり四ツク信号φ、φが供給される。又Nチャンネ
ルMO8FET4は、そのドレインを電@Vccに接続
され、ゲートは、前述の節点N4に接続され、ソースは
節点Ntに接続されている。Nチ咋ンネルrriO5F
ET5は、そのドレインとゲートt−rt9Vccに接
続され、そのソースは節点N3に接続される。Nチャン
ネルMO8FET6は、そのドレインとゲートを節点N
2に接続され、そのソースは出力節点NMに接続されて
いる。ここで、NチャンネルMO8FET5 および6
は、従来例でも説明したように、いわゆるMOSダイオ
ードとして機能している。なお互いに逆位相関係に6る
クロック信号φおよびφは、相互に重なシのない信号で
オシ、その交差点電位は接地電位であるものとする。
第2図は、前記第1の実施例における各部のレベル波形
を示したものでラシ、以下、このレベル波形を参照して
動作を説明する。第2図において、期間TI において
は、クロック信号φは接地電位となっておシ、逆位相の
クロック信号φは電源Vc cの電位となっている。こ
の場合、この期間TlO前の期間においては、クロック
信号φが接地電位であシ、このときKは、節点N4は、
NチャンネルMO8FET5のMOSダイオードとして
の作用によl、Vcc−V丁までチャージ・アップされ
ているものとする。従って、その後に続く期間TIにお
いては、前述したように、φはVcct位となるので、
節点N4 は容量2によシミ位を押し上げられる。節点
N4における寄生容量をCkとし、容量2 =1r C
zで表わすと、Ckが容量C2に比して充分小さいなら
ば、押し上げられる節点N4の電位は2VCC−■rと
なシ、節点N2の電位にかかわらずNチャンネルMO8
FET4は導通状態となる。従って、節点N2はVcc
電位までチャージ・アップされることが可能であり、且
つ、そのチャージ・アップの速さも、押し上げられる節
点N4の電位が高ければ、NチャンネルMO8FET4
の動作抵抗が小さくなるので速くなる。又、この期間T
Iにおいては、節点Nsの電位が節点N3の電位よ[V
t分低くならない限シ、NチャンネルMO8FET6 
は非導通状態にある。
次に期間Ts Kなると、クロック信号φはVcc電位
となシ、逆にクロック信号φは接地電位となる。従って
節点N4の電位は元のレベルに戻シ、最高でもVcc−
V丁となシ、先のT1期間中に節度NsがVcc電位ま
でチャージ・アップされているので、NチャンネルMO
8FET 4は非導通状態となシ、節点N2の電位が押
し上げられても、Vcc側へ電荷が流れることはない。
クロック信号φがVcct位となシ、容量2によって節
点N2の電位は押し上げられるが、従来例と同様に寄生
容量が少なければ、節点Nzにおける電位は最高で2V
ccとなる。このとき、NチャンネルMO8F E T
 6 u、節点NI CiML位i12 Vce−Vt
  ヨ?)低ければ導通状態となシ、電荷を節点N2か
ら節点N5に転送する。第2図は、出力における定常的
負荷電流が充分小さく、安定した動作状態に到達した段
階における各節点のレベル波形である。
このような状態では、出力側の節点Nsは衆高2 Vc
e −V丁の電位までチャージ・アップされる。
次に、本発明の第2の実施例について説明する。
g3図は、前記第2の実施例の回路図である。
本実施例と前述の第1の実施例との相異点は、本実施例
には、NチャンネルMO8FET 11  のゲート接
続と、MOSダイオードとして作用するNチャンネルM
O8FET13  の追加である。NチャンネルMO8
FETIIは、第1図に示す第1の実施例の場合と同様
に1 ドレインはVc eに接続されソースは節点N4
に接続されているが、そのゲートは節点N2に接続され
る。又、NチャンネルMO8FET13が、Nチャンネ
ルMO8F’ET12と同様に節点N4にドレインとゲ
ートとが接続され、そのソースは出力側の節点N5に接
続されている。第3図に示す昇圧回路は対称形を為して
おシ、期間T1およびTzにおいて、それぞれの対称と
なる節点間における動作状態、従ってレベル状態が入れ
代わるように動作する。この期間Ill 。
およびTz K対応する動作は、基本的には前述の第1
の実施例において説明したとおシでラシ、相異点として
は、第1図に示す第1の実施例においいては、出力側の
節点Nsに電荷が転送される期間がTzの期間のである
のみに対し、第3図に示す第2の実施例においては、期
間T1およびT2の雨期間とも、MOSダイオードとし
て作用するNチャンネルMO8FET13および12を
介して電荷が出力側の節点Nsに転送されることである
このため、電荷の転送期間が第1の実施例の場合に比し
て2倍となるために、より大きい負荷電流に対応するこ
とが可能となシ、節点Nsにおける電位変動も低減され
る。
なお、上記の説明においては、正電源(Vec)とNチ
ャンネルMO8FETを用いた実施例について説明を行
っているが、負電源(−Vcc)とPチャンネルMO8
FET  を用いることによシ、前記負電源(−Vc 
c )よりも負の側において昇圧電圧を発生させること
が可能であることは言うまでもない。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明は、昇圧回路の電位押し上
げ容量のチャージ・アップ時に、チャージ、アップ用M
O8FEToゲー) f Vcc −4−VT以上にす
ることによpVccの電位までチャージ・アップするこ
とを可能とし、押し上げた電位を2Vccとして、出力
節点に2Vce −vτ という高電位の出力を得るこ
とができるという効果がおる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例の回路図、第2図は前記
第1の実施例における各節点のレベル波形図、第3図は
本発明の第2の実施例の回路図、第4図は前記第2の実
施例における各節点のレベル波形図、第5図は従来の昇
圧回路の回路図、第6図および第7図は、前記従来の昇
圧回路における各節点のレベル波形図である。 図において、1〜3.7〜9,13〜14・・・・・・
容量、4〜6.lO〜12.15〜16・・・・・・N
チャンネルMO8FET。 \\−一 7〜3−  容量 <1’〜l −−−NfrJ:rly NθδFlfT
筋1図 Nど 7〜クー−一容量 /ρ〜/2−−− Nチャ序ルUθδfEryf53 
 図 72→←T、→←h4々 箭4図 cc /3へ74−m−容量 /ご〜Aイ  −−Nfヤ享ノ°し /11/θδPE
T!5夕図 箭乙図 Tz−*−Tt−+←72−緩T。 箔 7 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 所定の容量の両端を、それぞれ低電位である第1の電位
    と高電位である第2の電位として電荷を蓄え、前記容量
    の第1の電位の側の端子をより一層高電位とすることに
    より、前記容量の第2の電位の側の端子を更に高電位と
    し、所定のスイッチ手段を介して前記容量に蓄えられて
    いる電荷を転送して昇圧を行う昇圧回路において、前記
    容量として、それぞれの一方の端子に対応する節点N_
    1及びN_2に相互に逆位相の信号入力を付与される少
    くとも第1および第2の二つの容量と、ソースが前記第
    1の容量のもう一方の端子に対応する節点N_2に接続
    されて、ドレインが所定の第1の電源に接続されるとと
    もに、ゲートが前記第2の容量のもう一方の端子に対応
    する節点N_4に接続される第1の絶縁ゲート型電界効
    果トランジスタと、前記第1の容量に対応する節点N_
    2と所定の昇圧電圧を出力する出力節点N_5との間に
    接続されて両節点間のスイッチ作用を行う第1のスイッ
    チ手段と、を備えることを特徴とする昇圧回路。
JP61210237A 1986-09-05 1986-09-05 昇圧回路 Pending JPS6369455A (ja)

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JP61210237A JPS6369455A (ja) 1986-09-05 1986-09-05 昇圧回路

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1996008070A1 (fr) * 1994-09-06 1996-03-14 Oki Electric Industry Co., Ltd. Circuit de preamplification
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