KR100259466B1 - Booster circuit - Google Patents

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야스히코 세키모토
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우에시마 세이스케
야마하 가부시키가이샤
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/06Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider
    • H02M3/07Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider using capacitors charged and discharged alternately by semiconductor devices with control electrode, e.g. charge pumps
    • H02M3/073Charge pumps of the Schenkel-type

Abstract

본 발명의 부스터회로는 제1부스터클럭발생회로(2) 및 제2부스터클럭발생회로(3)로 이루어진다. 상기 제1부스터클럭발생회로는 제1캐패시터(C1)에 결합되며 입력클럭신호(CK0)에 역위상 관계에 있으며 상기 입력클럭신호에 비해 레벨에 있어 증가된 제1부스터클럭신호를 발생한다. 상기 제2부스터클럭발생회로는 제2캐패시터(C3)에 결합되며 상기 제1부스터클럭신호보다 증가된 레벨에 있으며 상기 제1부스터클럭신호와 역위상의 관계에 있는 제2클럭신호를 발생한다. 상기 제1 및 제2부스터클럭신호는 전원전압(즉 2VDD)의 2배의 일정 부스터전압(VCC)를 발생하는데 사용된다. 상기 제1 및 제2부스터클럭발생회로는 p-채널 및 n-채널 MOS 트랜지스터로 이루어지며 여기서 상기 MOS 트랜지스터는 그 임계치가 부의 값 또는 제로로 되어서 상기 임계치로 인해 전압감소가 발생하지 않는 통상 인핸슨먼트형의 MOS트랜지스터이다. 또한 상기 MOS트랜지스터의 배열은 상기 전원전압 이상인 고전압이 상기 MOS 트랜지스터에 인가되지 않도록 결정된다. 따라서 전압저항을 증가시키도록 게이트산화막이 두텁게 만들어지는 지정 MOS트랜지스터를 사용할 필요가 없다.The booster circuit of the present invention consists of a first booster clock generation circuit 2 and a second booster clock generation circuit 3. The first booster clock generation circuit is coupled to the first capacitor C1 and has an antiphase relationship with the input clock signal CK0 to generate a first booster clock signal that is increased in level with respect to the input clock signal. The second booster clock generation circuit is coupled to the second capacitor C3 and generates a second clock signal that is at an increased level than the first booster clock signal and that is in antiphase with the first booster clock signal. The first and second booster clock signals are used to generate a constant booster voltage V CC that is twice the power supply voltage (ie, 2V DD ). The first and second booster clock generation circuits are composed of p-channel and n-channel MOS transistors, where the MOS transistor is normally enhanced so that the threshold is negative or zero so that no voltage drop occurs due to the threshold. It is a MOS transistor of the complement type. In addition, the arrangement of the MOS transistors is determined so that a high voltage above the power supply voltage is not applied to the MOS transistors. Therefore, there is no need to use a designated MOS transistor whose thickness is increased to increase the voltage resistance.

Description

부스터회로Booster Circuit

본 발명은 LSI등의 집적회로에 사용되는 부스터회로(승압회로)에 관한 것이다.The present invention relates to a booster circuit (boost circuit) used in an integrated circuit such as an LSI.

LSI로 이루어진 집적회로(간단히 LSI회로라함)의 최근의 경향에 따르면 전자부품은 집적도를 높이도록 미세구조로 되어 있다. 이러한 경향에 따라 상기 집적회로에 인가된 전원전압은 5V(통상 사용됨)에서 3V로 감소된다. 3V/5V의 혼합 전원전압을 이용하는 LSI회로의 경우에 3V-5V의 인터페이스회로를 설치할 필요가 있다. 상기의 인터페이스회로를 실현하기 위해서 5V의 외부전원으로 부터 5V의 전원전압을 수신할 수 없는 경우 상기 LSI회로의 내측에 부스터회로를 제공하여 5V의 전압을 발생할 필요가 있다.According to the recent trend of integrated circuits made of LSI (simply referred to as LSI circuits), electronic components have a microstructure to increase the degree of integration. According to this tendency, the power supply voltage applied to the integrated circuit is reduced from 5V (usually used) to 3V. In the case of an LSI circuit using a mixed supply voltage of 3V / 5V, it is necessary to provide an interface circuit of 3V-5V. In order to realize the above interface circuit, when it is impossible to receive a 5V power supply voltage from a 5V external power supply, it is necessary to provide a booster circuit inside the LSI circuit to generate a 5V voltage.

공지의 부스터회로의 기본구성을 도5에 도시하는데 도5의 부스터회로는 캐패시터 C와 다이오드 접속의 형태와 같이 함께 상호 접속된 한 쌍의 n-채널MOS 트랜지시터 M1, M2로 구성된다. 여기서 클럭펄스로 이루어진 클럭신호 CK가 캐패시터 C의 한 단자에 공급된다. 상기 클럭신호의 'L' 레벨에 대응하는 지속시간의 경우에 전원 VDD에 의해 상기 MOS 트랜지스터 M1을 통해 캐패시터 C상에서 충전이 행해진다. 클럭신호의 'H'레벨에 대응하는 지속시간에 있어서 상기 MOS트랜지스터 M1은 턴오프되어 부스터회로가 상기 MOS 트랜지스터 M2를 통해 VCC(여기서 VCC= 2VDD) 의 부스터전압을 출력한다.The basic configuration of a known booster circuit is shown in FIG. 5, which consists of a pair of n-channel MOS transistors M1 and M2 interconnected together in the form of a capacitor C and a diode connection. Here, the clock signal CK composed of clock pulses is supplied to one terminal of the capacitor C. In the case of the duration corresponding to the 'L' level of the clock signal, charging is performed on the capacitor C through the MOS transistor M1 by the power supply V DD . In the duration corresponding to the 'H' level of the clock signal, the MOS transistor M1 is turned off so that a booster circuit outputs a booster voltage of V CC (where V CC = 2V DD ) through the MOS transistor M2.

도6의 다단 부스터회로는 일단으로서 제5도의 부스터회로를 이용하여 구성된다. 도5의 부스터회로는 VDD의 초기전원의 2배인 다시말하면 도5의 부스터회로의 배률이 '2'인 부스터전압 VCC을 출력한다. 그러나 도6의 다단 부스터회로는 그 배률이 '2'로 제한되지 않으며 임의로 설정되는 부스터전압을 출력할 수 있다. 상기 다단 부스터회로는 위상이 서로 역인 관계에 있는 ψ1과 Ψ의 종류의 클럭신호를 필요로 한다.The multi-stage booster circuit in Fig. 6 is constructed using the booster circuit in Fig. 5 as one end. The booster circuit of FIG. 5 outputs a booster voltage V CC which is twice the initial power supply of V DD , that is, the magnification of the booster circuit of FIG. 5 is '2'. However, the multistage booster circuit of FIG. 6 is not limited to '2', and may output a booster voltage which is arbitrarily set. The multi-stage booster circuit requires a clock signal of the type ψ 1 and Ψ in which the phases are inversed to each other.

도5의 부스터회로에 있어서 캐패시터 C의 충전전압 및 부스터 전압 VCC에서의 MOS 트랜지스터의 임계치 Vth로 인해 전압감소가 발생한다. 따라서 전원전압 VDD와 관련하여 부스터전압 VCC로서 2배의 전압 '2VDD'를 얻을 수 없다. 상술한 바와 같은 임계치로 인한 전압손실을 방지하도록 도7에 다른 타입의 부스터회로가 제시된다. 도7의 부스터회로의 구성의 원리가 일본 공개공보 소 52-39119호에 개시되 있다.In the booster circuit of Fig. 5, the voltage decrease occurs due to the charging voltage of the capacitor C and the threshold Vth of the MOS transistor at the booster voltage V CC . Therefore, twice the voltage '2V DD ' cannot be obtained as the booster voltage V CC in relation to the power supply voltage V DD . Another type of booster circuit is shown in FIG. 7 to prevent voltage loss due to the threshold as described above. The principle of the configuration of the booster circuit in Fig. 7 is disclosed in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 52-39119.

도7에 있어서, p-채널MOS트랜지스터(이하 PMOS 트랜지스터라함)MPO 및 n-채널MOS 트랜지스터(이하 NMOS 트랜지스터라함) MNO로 이루어진 인버터회로가 도시된다. 상기 인버터회로는 최초 클럭신호CK0의 위상과 역의 위상관계에 있는 역 클럭신호CK1을 발생한다. 상기 클럭신호 CK1은 캐패시터 C1의 제1단자에 공급되며 캐패시터 C1의 제2단자는 PMOS트랜지스터MP1을 통해 전원 VDD에 접속된다. PMOS 트랜지스터 MP1에 있어서 전원 VDD에 드레인이 접속되는 반면 캐패시터 C1에 소스 및 벌크(bulk)가 접속된다.In Fig. 7, an inverter circuit composed of a p-channel MOS transistor (hereinafter referred to as PMOS transistor) MPO and an n-channel MOS transistor (hereinafter referred to as NMOS transistor) MNO is shown. The inverter circuit generates a reverse clock signal CK1 which is in reverse phase relationship with the phase of the first clock signal CK0. The clock signal CK1 is supplied to the first terminal of the capacitor C1, and the second terminal of the capacitor C1 is connected to the power supply V DD through the PMOS transistor MP1. In the PMOS transistor MP1, a drain is connected to the power supply V DD while a source and a bulk are connected to the capacitor C1.

NMOS트랜지스터 MN1에 있어서 소스가 그라운드 VSS에 접속되는 반면 게이트는 클럭신호 CK0를 수신한다. NMOS트랜지스터 MN1의 드레인은 PMOS 트랜지스터 MP1의 드레인과 캐패시터 C1의 제2단자 사이에 삽입된다. PMOS트랜지스터 MP2에 있어서 드레인 이 NMOS트랜지스터 NM1의 드레인에 접속되는 반면 게이트는 전원 VDD에 접속된다.In NMOS transistor MN1, the source is connected to ground V SS while the gate receives clock signal CK0. The drain of the NMOS transistor MN1 is inserted between the drain of the PMOS transistor MP1 and the second terminal of the capacitor C1. In the PMOS transistor MP2, the drain is connected to the drain of the NMOS transistor NM1 while the gate is connected to the power supply V DD .

캐피시터 C1의 제2단자와 부스터전압 VCC를 제공하는 출력단자 'OUT'사이에는 PMOS 트랜지스터 MP3가 설치된다. 상기 PMOS 트랜지스터 MP3는 부스터전압 VCC를 추출하도록 제공되는데 그 드레인이 캐패시터C1의 제2단자에 접속된다. PMOS트랜지스터 MP3를 선택적으로 구동하기 위해서 상기 NMOS트랜지스터MN1과 PMOS트랜지스터MP2의 각각과 접속하여 NMOS트랜지스터 MN2 및 PMOS트랜지스터 MP4가 설치된다. 여기서 최초의 클럭신호 CK0는 NMOS트랜지스터 NM1의 게이트를 구동시키는데 사용되며 역 클럭신호 CK1은 NMOS트랜지스터 NM2의 게이트를 구동시키는데 이용된다. 또한 캐패시터C2는 그라운드 VSS와 출력단자 OUT사이에 제공되어서 부스터전압 VCC를 제공한다.The PMOS transistor MP3 is provided between the second terminal of the capacitor C1 and the output terminal 'OUT' providing the booster voltage V CC . The PMOS transistor MP3 is provided to extract the booster voltage V CC whose drain is connected to the second terminal of the capacitor C1. In order to selectively drive the PMOS transistor MP3, the NMOS transistor MN2 and the PMOS transistor MP4 are connected to each of the NMOS transistor MN1 and the PMOS transistor MP2. The first clock signal CK0 is used to drive the gate of the NMOS transistor NM1 and the reverse clock signal CK1 is used to drive the gate of the NMOS transistor NM2. Capacitor C2 is also provided between ground V SS and output terminal OUT to provide the booster voltage V CC .

다음으로 도7의 부스터회로의 동작을 상세히 설명한다. 상기 클럭신호CK0가 'H'레벨(즉 CK0='H')에 있고 클럭신호 CK1이 'L'레벨(즉 CK1='L')에 있다면 NMOS 트랜지스터 NM1이 턴온되어 그 드레인 전압이 감소한다. 이로써 PMOS트랜지스터MP1이 턴온되어 전원 VDD에 의해 캐패시터 C1이 충전된다. 이때 임계치로 인해 PMOS트랜지스터 MP1에서는 전압감소가 일어나지 않는다. 따라서 충전전압이 VDD까지 증가하면 NMOS트랜지스터 MN2는 턴오프되어 PMOS 트랜지스터MP3가 턴오프된다.Next, the operation of the booster circuit of FIG. 7 will be described in detail. If the clock signal CK0 is at the 'H' level (that is, CK0 = 'H') and the clock signal CK1 is at the 'L' level (ie, CK1 = 'L'), the NMOS transistor NM1 is turned on and its drain voltage decreases. As a result, the PMOS transistor MP1 is turned on and the capacitor C1 is charged by the power supply V DD . At this time, the voltage decrease does not occur in the PMOS transistor MP1 due to the threshold value. Therefore, when the charging voltage increases to V DD , the NMOS transistor MN2 is turned off and the PMOS transistor MP3 is turned off.

CK0='L', CK1='H'인 경우에 캐패시터C1의 제2단자가 순간적으로 2VDD전압까지 증가된다. 동시에 NMOS트랜지스터MN1이 턴오프되며 반면 PMOS 트랜지스터 MP2가 턴온된다. 따라서 2VDD의 전압이 PMOS트랜지스터 MP1의 게이트에 인가되어 이 트랜지스터가 턴오프된다. 동시에 NMOS트랜지스터 NM2가 턴온되며 PMOS 트랜지스터MP3가 턴온되어 캐패시터C1의 전하가 캐패시터 C2로 전달된다. 이 경우 임계치로 인해 PMOS트랜지스터 MP3에서 전압 감소는 발생치 않는다.When CK0 = 'L' and CK1 = 'H', the second terminal of the capacitor C1 is instantaneously increased to the 2V DD voltage. At the same time, the NMOS transistor MN1 is turned off while the PMOS transistor MP2 is turned on. Therefore, a voltage of 2V DD is applied to the gate of the PMOS transistor MP1 to turn this transistor off. At the same time, NMOS transistor NM2 is turned on and PMOS transistor MP3 is turned on to transfer charge from capacitor C1 to capacitor C2. In this case, the threshold does not cause a voltage drop in the PMOS transistor MP3.

이후 상기 동작이 반복되어 'VCC=2VDD"의 일정부스터전압이 얻어진다.Thereafter, the above operation is repeated to obtain a constant booster voltage of 'V CC = 2V DD ".

다음으로 도7의 부스터회로를 다소 변형한 부스터회로가 도8에 도시된다. 여기서 PMOS트랜지스터 MP2의 게이트는 클럭신호 CK0에 의해 구동되며 PMOS트랜지스터 MP4의 게이트는 NMOS 트랜지스터NM1의 출력에 의해 구동된다. 도8의 부스터회로의 구성원리는 일본 특허공개공보 소 51-90416호에 개시돼 있다.Next, a booster circuit in which the booster circuit of FIG. 7 is slightly modified is shown in FIG. Here, the gate of the PMOS transistor MP2 is driven by the clock signal CK0, and the gate of the PMOS transistor MP4 is driven by the output of the NMOS transistor NM1. The members of the booster circuit of Fig. 8 are disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 51-90416.

NMOS트랜지스터 NM1 및 NM2의 게이트가 그라운드(접지)전압 VSS로 설정되면 2VDD의전압이 상기 NMOS트랜지스터 NM1 및 NM2의 게이트와 드레인사이에 인가된다.When the gates of the NMOS transistors NM1 and NM2 are set to the ground (ground) voltage V SS , a voltage of 2V DD is applied between the gate and the drain of the NMOS transistors NM1 and NM2.

또한 PMOS 트랜지스터 MP3가 턴온되어 개폐시터 C1의 전하가 캐패시터 C2로 전달되는 경우 2VDD의 전압이 PMOS트랜지스터 MP3의 드레인과 게이트 사이에 인가된다. 예를 들면 VDD=3V인 LSI회로의 경우에 있어서 전자부품이 구조상 극도록 미세하게 형성되어 게이트산화막이 박막이어야 한다. 이로써 게이트 전압-전압저항이 약 5V로된다. 따라서, '2VDD= 6V'인 전압이 트랜지스터의 게이트와 드레인 사이에 인가되는 경우 상기 전압이 트랜지스터의 전압저항을 파괴시킨다. 트랜지스터의 전압저항을 증가시키기 위해서 상기의 고전압이 인가되는 트랜지스터의 게이트산화막은 후막으로 되어야한다. 그러나 이로써 부스터회로의 제조 코스트가 높아진다.In addition, when the PMOS transistor MP3 is turned on so that the charge of the switch C1 is transferred to the capacitor C2, a voltage of 2VDD is applied between the drain and the gate of the PMOS transistor MP3. For example, in the case of an LSI circuit having V DD = 3 V, the electronic component is extremely fine in structure and the gate oxide film must be a thin film. This brings the gate voltage-voltage resistance to about 5V. Thus, when a voltage of '2V DD = 6V' is applied between the gate and the drain of the transistor, the voltage destroys the voltage resistance of the transistor. In order to increase the voltage resistance of the transistor, the gate oxide film of the transistor to which the high voltage is applied should be a thick film. However, this increases the manufacturing cost of the booster circuit.

본 발명의 목적은 MOS트랜지스터의 임계치로 인한 전압감소가 없이 그 신뢰성을 가지는 부스터전압을 출력할 수 있는 부스터회로를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a booster circuit capable of outputting a booster voltage having reliability without a voltage decrease due to a threshold value of a MOS transistor.

도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 부스터회로를 도시하는 회로도.1 is a circuit diagram showing a booster circuit according to a first embodiment of the present invention.

도2는 도1의 부스터회로의 각 점에서 측정된 전압파형을 도시하는 도면.FIG. 2 shows voltage waveforms measured at each point of the booster circuit of FIG.

도3은 본 발명의 제2실시예에 따른 부스터회로를 도시하는 도면.3 shows a booster circuit according to a second embodiment of the present invention;

도4는 도3의 부스터회로의 각 점에서 측정된 전압파형을 도시하는 도면.Fig. 4 shows the voltage waveform measured at each point in the booster circuit of Fig. 3;

도5는 공지의 부스터회로의 기본구성을 도시하는 회로도.Fig. 5 is a circuit diagram showing the basic configuration of a known booster circuit.

도6은 도5의 부스터회로를 기본으로 설계된 공지의 다단(multi-stage)부스터 회로를 도시하는 회로도.Fig. 6 is a circuit diagram showing a known multi-stage booster circuit designed based on the booster circuit of Fig. 5;

도7은 다른 타입의 공지의 부스터회로를 도시하는 회로도.Fig. 7 is a circuit diagram showing another type of known booster circuit.

도8은 또 다른 타입의 공지의 부스터회로를 도시하는 회로도.Fig. 8 is a circuit diagram showing another type of known booster circuit.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1,11 : CMOS인버터회로 2,12 : 제1부스터클럭발생회로1,11: CMOS inverter circuit 2,12: first booster clock generation circuit

3,13 : 제2부스터클럭발생회로 C1 : 제1캐패시터3,13: second booster clock generation circuit C1: first capacitor

C2 : 제2캐패시터 MN10,MN11,MN12 : NMOS 트랜지스터C2: second capacitor MN10, MN11, MN12: NMOS transistor

MP10,MP11,MP12 : PMOS 트랜지스터MP10, MP11, MP12: PMOS Transistor

CK0,CK1 : 클럭신호CK0, CK1: Clock signal

본 발명의 부스터회로는 입력클럭신호의 위상과 역위상 관계에 있는 보상클럭신호를 발생하는 인버터회로와 제1부스터클럭발생회로 및 제2부스터클럭발생회로로 구성된다. 상기 제1부스터클럭발생회로는 제1단자가 상기 보상클럭신호를 수신하는 제1캐패시터의 제2단자에 접속된다. 상기 회로는 입력클럭신호의 역위상관계에 있으며 상기 입력클럭신호에 비해 증가된 레벨을 가지는 제1부스터클럭신호를 발생한다. 제2부스터클럭발생회로는 제1단자가 상기 입력클럭신호를 수신하는 제2캐패시터의 제2단자에 접속된다. 이 회로는 상기 입력클럭신호를 수신하는 제2캐패시터의 제2단자에 접속된다. 이 회로는 상기 입력클럭신호에 비해 증가된 레벨을 가지며 상기 제1부스터클럭신호의 위상과 역의 위상관계에 있는 제2부스터클럭신호를 발생한다. 상기 제1및 제2부스터클럭신호는 전원전압의 2배인 일정 부스터전압을 발생하는데 사용된다.The booster circuit of the present invention is composed of an inverter circuit for generating a compensation clock signal having a phase out of phase with the input clock signal, a first booster clock generation circuit and a second booster clock generation circuit. The first booster clock generation circuit has a first terminal connected to a second terminal of the first capacitor for receiving the compensation clock signal. The circuit generates a first booster clock signal having an inverse phase relationship with an input clock signal and having an increased level compared to the input clock signal. The second booster clock generation circuit is connected to a second terminal of the second capacitor, the first terminal of which receives the input clock signal. This circuit is connected to a second terminal of a second capacitor which receives the input clock signal. The circuit generates a second booster clock signal having an increased level relative to the input clock signal and having an inverse phase relationship with that of the first booster clock signal. The first and second booster clock signals are used to generate a constant booster voltage that is twice the power supply voltage.

상기 제1및 제2부스터클럭발생회로는 p-채널 및 n-채널 MOS 트랜지스터로 구성되며 상기 MOS 트랜지스터는 그 임계치가 부이거나 제로인 통상의 인핸스먼트형MOS 트랜지스터로서 부스터전압에서 상기 임계치로 인한 전압감소가 발생치 않는다. 또한 상기 MOS트랜지스터의 배치는 전원전압 이상의 고전압이 상기 MOS 트랜지스터에 인가되지 않도록 결정된다. 따라서, 전압저항을 증가시키도록 게이트 산화막이 두텁게되지 않는 지정 MOS트랜지스터를 사용할 필요가 없다.The first and second booster clock generation circuits are composed of p-channel and n-channel MOS transistors, and the MOS transistors are conventional enhancement-type MOS transistors whose thresholds are negative or zero, and the voltage decrease due to the threshold at the booster voltage. Does not occur. In addition, the arrangement of the MOS transistors is determined so that a high voltage higher than a power supply voltage is not applied to the MOS transistors. Thus, there is no need to use a designated MOS transistor that does not thicken the gate oxide film to increase the voltage resistance.

부스터전압에 대한 배율은 상기 MOS트랜지스터의 배치를 변경하고/또는 전원의 접속을 변경하므로서 임의로 변경될 수 있다.The magnification with respect to the booster voltage can be arbitrarily changed by changing the arrangement of the MOS transistors and / or by changing the connection of the power supply.

상기의 설명 및 목적은 이하의 도면과 관련한 실시예의 상세한 설명으로 부터 명확해 질 것이다.The foregoing description and objects will become apparent from the detailed description of the embodiments in conjunction with the following figures.

도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 부스터회로를 도시하는 회로도로서 E-형(즉 인핸스먼트형의)의 PMOS트랜지스터 MP10 및 E-형 NMOS트랜지스터 MN10으로 구성된 CMOS인버터회로(1)가 도시된다. 상기 인버터회로(1)는 입력클럭신호 CK0에 따라 보상클럭신호 CK1을 발생하도록 제공된다. 상기 클럭신호 CK0와 CK1에 비해 정이 방향으로 레벨이 천이된 부스터클럭신호를 얻기 위해서 제1 및 제2의 2부스터클럭신호(2,3)가 설치된다.Fig. 1 is a circuit diagram showing a booster circuit according to a first embodiment of the present invention, showing a CMOS inverter circuit 1 composed of an E-type (ie enhancement type) PMOS transistor MP10 and an E-type NMOS transistor MN10. do. The inverter circuit 1 is provided to generate the compensation clock signal CK1 in accordance with the input clock signal CK0. The first and second booster clock signals 2 and 3 are provided to obtain a booster clock signal whose level is shifted in a positive direction relative to the clock signals CK0 and CK1.

제1부스터클럭발생회로(2)는 상기 보상클럭신호CK1에 비해 레벨이 천이된 제1부스터클럭신호를 발생하며, 캐패시터C1을 가지는데, 이 캐패시터의 제1단자 N1은 보상클럭신호 CK1을 발생하며, 제2단자 N2가 캐패시터 C1을 충전시키는데 사용되는 E-형의 제1의 PMOS트랜지스터 MP11을 통해 전원 VDD에 접속되며 소스 및 벌크가 공통으로 상기 캐패시터C1의 제2단자 N2에 접속된다. 상기 캐패시터 C1의 제2단자 N2는 또한 E-형의 PMOS트랜지스터 MP12의 소스 및 벌크에 접속된다. 상기 PMOS트랜지스터 MP12이 게이트는 전원 VDD에 접속된다.The first booster clock generation circuit 2 generates a first booster clock signal whose level is shifted compared to the compensation clock signal CK1, and has a capacitor C1. The first terminal N1 of the capacitor generates the compensation clock signal CK1. The second terminal N2 is connected to the power supply V DD through the first E-type PMOS transistor MP11 used to charge the capacitor C1, and the source and the bulk are commonly connected to the second terminal N2 of the capacitor C1. The second terminal N2 of the capacitor C1 is also connected to the source and the bulk of the E-type PMOS transistor MP12. The gate of the PMOS transistor MP12 is connected to a power supply V DD .

캐피시터 C1을 충전시키는데 사용되는 제1의 PMOS 트랜지스터MP11상에서 게이트제어를 실행하기 위해서 게이트가 입력게이트가 입력클럭신호 CK0를 수신하며 소스가 그라운드 VCC에 접속된 E-형의 제1의 NMOS 트랜지스터 MN11가 설치된다. 또한 E-형의 제2의 NMOS트랜지스터 MN12가 제1의 NMOS트랜지스터 MN11의 드레인과, 제2의 PMOS 트랜지스터 MP12의 드레인 사이에 접속된다. 상기 제2의 NMOS트랜지스터 MN12의 게이트는 전원 VDD에 접속된다. NMOS 트랜지스터 MN11 및 MN12의 벌크는 통상 그라운드 VSS에 접속된다.E-type first NMOS transistor MN11 whose gate is input gate receives input clock signal CK0 and whose source is connected to ground V CC for performing gate control on the first PMOS transistor MP11 used to charge capacitor C1. Is installed. Further, the second NMOS transistor MN12 of the E-type is connected between the drain of the first NMOS transistor MN11 and the drain of the second PMOS transistor MP12. The gate of the second NMOS transistor MN12 is connected to the power supply V DD . The bulks of the NMOS transistors MN11 and MN12 are normally connected to ground V SS .

상기 제2부스터클럭발생회로의 구성은 상술한 바와 같이 제1부스터클럭발생회로(2)의 구성과 유사하다. 즉 캐패시터C3는 캐패시터 C1에 대응하며, PMOS트랜지스터 MP14 및 MP15는 PMOS트랜지스터 MP11 및 MP12에 대응하며 상기 NMOS트랜지스터 MN13 및 MN14는 NMOS 트랜지스터 MN11및 MN12에 대응하여 설치된다.The configuration of the second booster clock generation circuit is similar to that of the first booster clock generation circuit 2 as described above. That is, capacitor C3 corresponds to capacitor C1, PMOS transistors MP14 and MP15 correspond to PMOS transistors MP11 and MP12, and the NMOS transistors MN13 and MN14 are provided corresponding to NMOS transistors MN11 and MN12.

상기 제2부스터클럭발생회로에 있어서 클럭신호 CK0 및 CK1의 공급방식은 상기 제1부스터클럭발생회로(2)의 클럭신호의 공급방식과 역 위상 관계로 된다. 따라서 제2부스터클럭발생회로(3)의 단자 N6에서 출력한 제2부스터클럭신호는 상기 제1부스터클럭발생회로(2)의 캐패시터C1의 제2단자 N2에서 출력한 제1부스터클럭신호와 역 위상 관계로 설정된다.The supply method of the clock signals CK0 and CK1 in the second booster clock generation circuit is in reverse phase relationship with the supply method of the clock signal of the first booster clock generation circuit 2. Accordingly, the second booster clock signal output from the terminal N6 of the second booster clock generation circuit 3 is inverse to the first booster clock signal output from the second terminal N2 of the capacitor C1 of the first booster clock generation circuit 2. It is set to a phase relationship.

상기 제부스터클럭신호발생회로(2)에 의해 생성된 제1부스터클럭신호에 따라 일정의 부스터전압출력을 추출하도록 E-형의 제3의 PMOS트랜지스터 MP13은 캐패시터 C1이 제2단자 N2와 도1의 부스터회로의 출력단자 N3사이에 삽입된다.In order to extract a constant booster voltage output according to the first booster clock signal generated by the booster clock signal generation circuit 2, the third PMOS transistor MP13 of the E-type has a capacitor C1 of the second terminal N2 and FIG. Is inserted between the output terminals N3 of the booster circuit.

제3의 PMOS 트랜지스터 MP13에 있어서 드레인이 캐패시터C1 의 단자 N2에 접속되며, 소스 및 벌크가 공통으로 출력단자 N3에 접속된다. 또한 상기 제2부스터클럭발생회로(3)의 단자 N6에서 출력한 제2부스터클럭신호는 제3의 PMOS트랜지스터 MP13의 게이트에 공급된다. 또한 캐패시터 C2는 출력단자 N3에서 부스터전압 VCC을 출력하도록 제공된다.In the third PMOS transistor MP13, the drain is connected to the terminal N2 of the capacitor C1, and the source and the bulk are commonly connected to the output terminal N3. In addition, the second booster clock signal output from the terminal N6 of the second booster clock generation circuit 3 is supplied to the gate of the third PMOS transistor MP13. Capacitor C2 is also provided to output the booster voltage V CC at output terminal N3.

다음으로 도1의 동작을 상세히 설명한다. 입력클럭신호 CK0의 레벨이 하이(즉 CK0='H')인 경우 제1의 PMOS트랜지스터 MP11에 의해 캐패시터C1상에서 전원VDD를 이용하여 충전이 행해진다. 상기 입력클럭신호CK0의 레벨이 로우(즉 CK0='L')레벨에 있는 경우 상기 캐패시터C1의 단자 N2에서 2V의 전압이 얻어진다. 동시에 제3의 PMOS 트랜지스터 MP13이 턴온되는 경우 상기 캐패시터 C1의 전하가 캐패시터C2로 전달된다. 도1의 기본동작은 도6의 동작과 유사하다.Next, the operation of FIG. 1 will be described in detail. When the level of the input clock signal CK0 is high (that is, CK0 = 'H'), charging is performed by the first PMOS transistor MP11 using the power supply V DD on the capacitor C1. When the level of the input clock signal CK0 is at the low (ie CK0 = 'L') level, a voltage of 2V is obtained at the terminal N2 of the capacitor C1. At the same time, when the third PMOS transistor MP13 is turned on, the charge of the capacitor C1 is transferred to the capacitor C2. The basic operation of FIG. 1 is similar to that of FIG.

도2는 정상상태에서의 도1의 부스터회로의 각 부분에서의 다양한 전압파형을 도시하는데 이 경우 전원전압 VDD는 3V이다. 다음으로 정상상태에서의 부스터회로의동작과 관련하여 구체적으로 설명한다.FIG. 2 shows various voltage waveforms at each part of the booster circuit of FIG. 1 in a steady state, in which case the power supply voltage V DD is 3V. Next, the operation of the booster circuit in the steady state will be described in detail.

제1부스터클럭발생회로(2)의 경우에 CK0='H'이고 CK1='L'인 경우에 제1의 NMOS트랜지스터 NM11는 턴온되는 반면 제2의 NMOS트랜지스터 MN12는 그 게이트가 전원전압 VDD를 수신하므로 통상으로 온 상태에 있다. 따라서 단자 N4에서의 전압레벨은(L) 상태에 있다. 이로써 상기 제1의 PMOS 트랜지스터MP11은 턴온되는 반면 제2의 PMOS 트랜지스터MP12는 턴오프된다.In the case of the first booster clock generation circuit 2, when CK0 = 'H' and CK1 = 'L', the first NMOS transistor NM11 is turned on while the second NMOS transistor MN12 has its gate voltage V DD. It is normally on because it receives. Therefore, the voltage level at the terminal N4 is in the (L) state. As a result, the first PMOS transistor MP11 is turned on while the second PMOS transistor MP12 is turned off.

상기 상태에서 캐패시터C1의 제1단자 N1은 VSS에 대응하는 로우레벨(L)에 있게 된다. 따라서 제1의 PMOS트랜지스터MP11에 의해 캐패시터C1상의 전원VDD를 이용하여 충전동작이 실행된다. 상기의 충전동작은 부의 임계치를 가지는 제1의 PMOS트랜지스터MP11에 의해 실행된다. 따라서 다이오드 접속으로 NMOS트랜지스터 MP13의 게이트에 공급되다. 또한 캐패시터 C2는 출력단자 N3에서 부스터전압 VCC을 출력하도록 제공한다.In this state, the first terminal N1 of the capacitor C1 is at the low level L corresponding to V SS . Therefore, the charging operation is performed by the first PMOS transistor MP11 using the power supply V DD on the capacitor C1. The above charging operation is performed by the first PMOS transistor MP11 having a negative threshold. Thus, diode connections are supplied to the gate of the NMOS transistor MP13. Capacitor C2 also provides the output of booster voltage V CC at output terminal N3.

다음으로 도1의 동작을 상세히 설명한다. 입력클럭신호 CK0의 레벨이 하이(즉, CK0='H')인 경우 제1의 PMO트랜지스터MP11에 으해 캐패시터C1 상에서 전원 VDD를 이용하여 충전이 행해진다. 상기 입력클럭신호 CK0의 레벨이 로우(즉 CK0='L')레벨에 있는 경우 상기 캐패시터C1의 단자 N2에서 2V의 전압이 얻어진다. 동시에 제3의 PMOS트랜지스터 MP13이 턴온되는 경우 상기 캐패시터 C1의 전하가 캐패시터 C2로 전달된다. 도1의 기본동작은 도6의 동작과 유사하다.Next, the operation of FIG. 1 will be described in detail. When the level of the input clock signal CK0 is high (that is, CK0 = 'H'), the first PMO transistor MP11 is charged using the power supply V DD on the capacitor C1. When the level of the input clock signal CK0 is at the low (ie CK0 = 'L') level, a voltage of 2V is obtained at the terminal N2 of the capacitor C1. At the same time, when the third PMOS transistor MP13 is turned on, the charge of the capacitor C1 is transferred to the capacitor C2. The basic operation of FIG. 1 is similar to that of FIG.

도2는 정상상태에서의 도1의 부스터회로의 각 부분에서의 다양한 전압파형을 도시하는데 이 경우 전원접압 VDD는 3V이다. 다음으로 정상상태에서의 부스터회로의 동작과 관련하여 구체적으로 설명한다.Fig. 2 shows various voltage waveforms at each part of the booster circuit of Fig. 1 in the steady state, in which case the power supply voltage V DD is 3V. Next, the operation of the booster circuit in the steady state will be described in detail.

제1부스터클럭발생회로(2)의 경우에 CK0='H'이고 CK1='L'인 경우에 제1의 NMOS트랜지스터 MN11는 턴온되는 반면 제2의 NMOS트랜지스터 MN12는 그 게이트가 전원전압 VDD를 수신하므로 통상으로 온 상태에 있다. 따라서 단자 N4에서의 전압레벨은 (L)상태에 있다. 이로써 상기 제1의 PMOS 트랜지스터MP11은 턴온되는 반면 제2의 PMOS 트랜지스터MP12는 턴오프된다.In the case of the first booster clock generation circuit 2, when CK0 = 'H' and CK1 = 'L', the first NMOS transistor MN11 is turned on while the second NMOS transistor MN12 has its gate voltage V DD. It is normally on because it receives. Therefore, the voltage level at terminal N4 is in the (L) state. As a result, the first PMOS transistor MP11 is turned on while the second PMOS transistor MP12 is turned off.

상기 상태에서 캐패시터C1의 제1단자 N1은 VSS에 대응하는 로우레벨(L)에 있게 된다. 따라서 제1의 PMOS 트랜지스터MP11에 의해 캐패시터 C1상의 전원 VDD를 이용하여 충전동작이 실행된다. 상기의 충전동작은 부의 임계치를 가지는 제1의 PMOS트랜지스터 MP11에 의해 실행된다. 따라서 다이오드 접속으로 NMOS트랜지스터가 접속되는 통상의 부스터회로와 대조적으로 본 발명의 실시예의 부스터회로는 상기 임계치로 인한 전압의 감소를 발생치 않는다. 도2의 제2부스터회로와 유사하게 제2부스터클럭발생회로(3)에 있어서 캐패시터C3에서 전원 VDD를 이용하여 충전동작이 실행된다. 그러나, 제2부스터클럭발생회로(3)의 충전동작은 클럭펄스 반 주기에 의해 상기 제1부스터클럭발생회로(2)의 충전동작 이전에 행해진다. 따라서 CK0='H'에 대응하는 지속시간에 있어서 2VDD의 전압이 단자 N6에서 얻어진다. 이 전압은 제3의 PMOS트랜지스터 MP13의 게이트에 공급되다. 따라서 CK0='L'에 대응하는 지속시간에 있어서 제3의 PMOS트랜지스터 MP13은 오프상태에 있게된다.In this state, the first terminal N1 of the capacitor C1 is at the low level L corresponding to VSS. Therefore, the charging operation is executed by using the power V DD on the capacitor C1 by the PMOS transistor MP11 of the first. The above charging operation is performed by the first PMOS transistor MP11 having a negative threshold. Thus, in contrast to a conventional booster circuit in which an NMOS transistor is connected by diode connection, the booster circuit of the embodiment of the present invention does not cause a decrease in voltage due to the threshold. Similarly to the second booster circuit of Fig. 2, in the second booster clock generation circuit 3, the charging operation is performed using the power supply V DD in the capacitor C3. However, the charging operation of the second booster clock generation circuit 3 is performed before the charging operation of the first booster clock generation circuit 2 by a clock pulse half cycle. Therefore, a voltage of 2 V DD is obtained at the terminal N6 at the duration corresponding to CK0 = 'H'. This voltage is supplied to the gate of the third PMOS transistor MP13. Therefore, the third PMOS transistor MP13 is in the off state at the duration corresponding to CK0 = 'L'.

CK0='L', CK1='H'인 경우에 전원전압 VDD는 캐패시터C1이 제1단자에 인가된다. 그래서 캐패시터C1의 제2단자에서의 전압은 2VDD까지 증가되며 동시에 제1부스터클럭발생회로(2)에 있어서 제1의 NMOS 트랜지스터 MN11이 턴오프되어 단자 N4가 하이레벨(H)로 입력된다. 따라서 제2의 PMOS트랜지스터 MP12가 턴온되며 제1의 PMOS트랜지스터 MP11이 턴오프된다. 이로써 캐패시터 C1의 전하가 전원 VDD로 역으로 흐르지 않는다.CK0 = 'L', the power supply voltage when the CK1 = 'H' V DD is applied to the first terminal a capacitor C1. Thus, the voltage at the second terminal of the capacitor C1 is increased to 2V DD and at the same time, the first NMOS transistor MN11 is turned off in the first booster clock generation circuit 2 so that the terminal N4 is input to the high level (H). Accordingly, the second PMOS transistor MP12 is turned on and the first PMOS transistor MP11 is turned off. As a result, the charge of the capacitor C1 does not flow back to the power supply VDD.

상기의 원상태에서 제2부스터클럭발생회로(3)의 단자 N6가 충전 주기에 입력되므로 상기 단자 N6의 전압이 전원전압 VDD와 같게된다. 상기의 전압은 제3의 PMOS트랜지스터MP13의 게이트에 입력된다. 정상상태에서의 캐패시터 C1은 이미 2VDD전압으로 충전되어 있다. 따라서 제3의 PMOS트랜지스터 MP13을 통해서 캐패시터 C2로 전달된다. 상기의 동작이 반복되어서 캐패시터 C2에 의해 2VDD의 일정의 부스턴전압을 얻을 수 있다. 상술한 바와 같으 제3의 PMOS트랜지터의 MP13의 전하의 전달동작에 있어서도 임계치로 인해 전압의 감소가 발생치는 않는다.In the above original state, the terminal N6 of the second booster clock generation circuit 3 is input to the charging cycle, so that the voltage of the terminal N6 becomes equal to the power supply voltage V DD . The above voltage is input to the gate of the third PMOS transistor MP13. Capacitor C1 at steady state is already charged to 2V DD voltage. Therefore, it is transferred to the capacitor C2 through the third PMOS transistor MP13. The above operation is repeated to obtain a constant booster voltage of 2V DD by the capacitor C2. As described above, even in the charge transfer operation of the MP13 of the third PMOS transistor, the voltage does not decrease due to the threshold value.

본 발명의 실시예의 부스터회로는 상기의 동작에 있어서 제1의 PMOS트랜지스터 MP11이 온/오프상태를 제어하는데 사용되는 제1의 NMOS 트랜지스터 MN11에 고전압이 인가되지 않으며, 유사하게 상기 부스터전압을 추출하는데, 사용되는 제3의 PMOS트랜지스터 MP13에 고전압이 인가되지 않는 점이 종래의 부스터회로와 다르다.The booster circuit of the embodiment of the present invention does not apply a high voltage to the first NMOS transistor MN11 used to control the on / off state of the first PMOS transistor MP11 in the above operation, and similarly extracts the booster voltage. In contrast to the conventional booster circuit, a high voltage is not applied to the third PMOS transistor MP13 used.

제1의 NMOS트랜지스터 NM11이 인가되지 않는 이유를 상세히 설명한다.The reason why the first NMOS transistor NM11 is not applied will be described in detail.

도2는 VSS와 VDD사이에서 레벨이 변하는 클럭신호에 비해 VDD와 2VDD에서 레벨이 변화하는 제1부스터신호가 캐패시터 C1의 단자 N2에서 출력되는 것을 도시한다. 여기서 제1부스터클럭신호는 상기 클럭신호보다 높은 레벨로 천이된다. CK0='L'으로 되어 상기 제1의 NMOS트랜지스터 MN11이 턴오프도는 경우, 제2의 PMOS트랜지스터 MP12는 턴오프되어 상기 제2의 PMOS트랜지스터 MP12의 드레인에 접속되는 단자 N4에서의 전압레벨이 '2VDD'까지 증가된다.(도2참조)FIG. 2 shows that the first booster signal whose level changes at V DD and 2V DD is output from terminal N2 of capacitor C1 compared to the clock signal whose level varies between V SS and V DD . The first booster clock signal is shifted to a higher level than the clock signal. When CK0 = 'L' and the first NMOS transistor MN11 turns off, the second PMOS transistor MP12 is turned off and the voltage level at the terminal N4 connected to the drain of the second PMOS transistor MP12 is Increased to '2V DD ' (see Figure 2).

한편 전원전압 VDD는 제2의 NMOS 트랜지스터 MN12의 게이트에 인가되며, 제2의 NMOS트랜지스터 MN12의소스에 접속되는 단자 N5에서의 전압레벨은 'VDD-Vth'이상으로 증가되지 않는다. 여기서 'Vth'는 제2의 NMOS트랜지스터 MN12의 임계치를 나타낸다. 이러한 사실은 'VDD-Vt'이상인 고전압이 제1의 NMOS트랜지스터 NM11의 게이트와 드레인 사이에 인가되지 않는 것을 나타낸다.On the other hand, the power supply voltage V DD is applied to the gate of the second NMOS transistor MN12, and the voltage level at the terminal N5 connected to the source of the second NMOS transistor MN12 is not increased above 'V DD -Vth'. 'Vth' represents a threshold of the second NMOS transistor MN12. This fact indicates that a high voltage above 'V DD -Vt' is not applied between the gate and the drain of the first NMOS transistor NM11.

다음으로 고전압이 상기 부스터전압을 추출하는데 사용되는 제3의 PMOS트랜지스터 MP13에 인가되지 않는 이유를 설명한다. 전술한 바와 같이 레벨이 VDD와 2VDD에서 변화하는 제1부스터클럭신호가 단자 N2에서 출력되며(도2참조) 이 제1부스터클럭신호가 제3의 PMOS트랜지스터 MP13의 드레인에 공급된다. 한편 레벨이 VDD와 2VDD에서 변화하는 제1부스터 클럭신호가 단자 N6에서 출력된다. 상기 제2부스터클럭신호는 제3의 PMOS트랜지스터 MP13의게이트에 인가되는데 이는 레벨이 'V'를 초과하는 고전압이 제3PMOS트랜지스터 MP13의 게이트와 드레인 사이에 인가되지 않는 것을 의미한다. 유사하게 레벨이 'VDD'를 초과하는 고전압이 상기 부스터회로의 다른 트랜지스터에 인가되지 않는다. 다시말하면 고전압은 상기 부스터회로의 트랜지스터의 게이트산화막에 인가되지 않는다.Next, the reason why the high voltage is not applied to the third PMOS transistor MP13 used to extract the booster voltage is explained. As described above, the first booster clock signal whose level varies between V DD and 2V DD is output from the terminal N2 (see Fig. 2), and the first booster clock signal is supplied to the drain of the third PMOS transistor MP13. On the other hand, the first booster clock signal whose level varies between V DD and 2V DD is output from the terminal N6. The second booster clock signal is applied to the gate of the third PMOS transistor MP13, which means that a high voltage whose level exceeds 'V' is not applied between the gate and the drain of the third PMOS transistor MP13. Similarly, a high voltage whose level exceeds 'V DD ' is not applied to other transistors of the booster circuit. In other words, the high voltage is not applied to the gate oxide film of the transistor of the booster circuit.

상기의 실시예에 따르면 트랜지스터의 임계치에 의해 감소되지 않는 부스터전압을 얻는 것이 가능하다. 또한 VDD이상의 고전압이 상기 부스터회로에 사용되는 트랜지스터의 게이트산화막에 인가되지 않는다. 따라서 게이트산화막이 후막인 구성의 전자부품을 만들 필요가 없다. 다시말하면 부스터회로의 제조 코스트가 오르지 않으면 부스터회로의 동작에 있어서 고 신뢰성을 얻을 수 있다.According to the above embodiment, it is possible to obtain a booster voltage which is not reduced by the threshold of the transistor. Further, a high voltage of V DD or more is not applied to the gate oxide film of the transistor used in the booster circuit. Therefore, there is no need to make an electronic component having a structure in which the gate oxide film is a thick film. In other words, if the manufacturing cost of the booster circuit does not rise, high reliability can be obtained in the operation of the booster circuit.

각기 도1의 부스터회로에 대응하는 부스터회로는 다단의 부스터회로를 구성하도록 함께 조립된다. 상기의 다단의 부스터회로에 있어서 입력전압보다 3 내지 4배 높게 설정될 수 있는 부스터 전압에 대해 임의의 배율을 얻을 수 있다.Each booster circuit corresponding to the booster circuit of Fig. 1 is assembled together to form a multistage booster circuit. In the multi-stage booster circuit, an arbitrary magnification can be obtained for a booster voltage that can be set 3 to 4 times higher than the input voltage.

도3은 본 발명의 제2실시예에 따라 설계된 부스터회로를 도시하는 회로도로서 도1의 부품과 동일한 부품에대해서는 동일의 참조번호를 부여했다. 도3의 부스터회로의 구성은 상기 도1의 부스터회로의 구성과 다소 상반되게 구성된다. 도3의 부스터회로는 '-VDD' 의 부스터전압을 발생하도록 설계된다. 도1의 부스터회로에 비교해보면 전원 VDD및 그라운드 전압 VSS의 활용이 도3의 부스터회로에서 역으로 된다. 도1의 부스터회로와 유사하게 도3의 부스터회로는 인버터 회로(11) 및 제1부스터클럭발생회로(12)와 제2부스터클럭발생회로(13)를 포함한다. 도3의 인버터회로(11)는 도1의 상기 인버터회로와 유사하지만 MOS트랜지스터 MP10 및 MN10이 MOS트랜지스터 MP20 및 MN20으로 변경된다. 도3의 회로(12, 13)의 구성은 상술한 도1의 회로(2, 3)의 구성과 보상적인 관계로 구성된다. 도1의 부스터회로와 비교해보면 PMOS트랜지스터 MP11, MP12, MP13은 각기 도3의 부스터회로에서 NMOS트랜지스터 MN21, MN22, MN23으로 대치된다. NMOS트랜지스터 MN21의 드레인 및 NMOS트랜지스터 MN22의게이트는 그라운드 VSS에 접속된다.FIG. 3 is a circuit diagram showing a booster circuit designed according to the second embodiment of the present invention, and the same reference numerals are given to the same parts as those of FIG. The configuration of the booster circuit of FIG. 3 is configured to be somewhat opposite to that of the booster circuit of FIG. The booster circuit of Fig. 3 is designed to generate a booster voltage of '-V DD '. Compared to the booster circuit of FIG. 1, the utilization of the power supply V DD and the ground voltage V SS is reversed in the booster circuit of FIG. Similar to the booster circuit of FIG. 1, the booster circuit of FIG. 3 includes an inverter circuit 11, a first booster clock generation circuit 12, and a second booster clock generation circuit 13. The inverter circuit 11 of FIG. 3 is similar to the inverter circuit of FIG. 1, but the MOS transistors MP10 and MN10 are changed to the MOS transistors MP20 and MN20. The configuration of the circuits 12 and 13 of FIG. 3 is configured in a compensatory relationship with the configuration of the circuits 2 and 3 of FIG. Compared with the booster circuit of FIG. 1, the PMOS transistors MP11, MP12, and MP13 are replaced with NMOS transistors MN21, MN22, and MN23 in the booster circuit of FIG. The drain of the NMOS transistor MN21 and the gate of the NMOS transistor MN22 are connected to ground V SS .

도1의 NMOS트랜지스터 MN11 및 MN12는 도3에서 각기 PMOS트랜지스터MP21 및 MP22로 대치된다. PMOS트랜지스터 MP21의 소스는 전원 VDD에 접속된다. 도1의 상기 제2의 부스터클럭발생회로(3)과 비교해보면 상기 PMOS트랜지스터 MN14 및 MN15는 NMOS트랜지스터 MN24 및 MN25로 대치되며, 상기 NMOS트랜지스터 MN13 및 MN14는 도3의 PMOS트랜지스터 MP23 및 MP24로 대치된다. 더욱이 도1의 단자 N1 내지 N8은 도3의 단자 N1 내지 N18로 대치된다.NMOS transistors MN11 and MN12 in FIG. 1 are replaced with PMOS transistors MP21 and MP22, respectively, in FIG. The source of the PMOS transistor MP21 is connected to the power supply V DD . Compared to the second booster clock generation circuit 3 of FIG. 1, the PMOS transistors MN14 and MN15 are replaced with NMOS transistors MN24 and MN25, and the NMOS transistors MN13 and MN14 are replaced with PMOS transistors MP23 and MP24 in FIG. do. Further, the terminals N1 to N8 in FIG. 1 are replaced by the terminals N1 to N18 in FIG.

다음으로 도3의 부스터회로의 동작을 상세히 설명한다. 여기서 도3의 부스터회로의 각 점에서의 전압파형이 도2에 대응하는 도4에 도시된다. CK0='L'인 경우 상기 PMOS트랜지스터MP21이 턴온되며 NMOS트랜지스터MN21이 턴온된다. 따라서 전원전압 VDD가 제1단자 N11에 인가되고 그라운드 전압 VSS가 제2단자 N12에 인가되는 조건하에서 캐패시터 C1상에서 충전동작이 행해진다. 이 경우 NMOS트랜지스터MN21이 부의 임계치를 가지므로 캐패시터 C1의 제2단자 N12에 그라운드 전압 VSS을 전달하는 NMOS트랜지스터 NM21에 의해 전압감소가 발생치 않는다.Next, the operation of the booster circuit of FIG. 3 will be described in detail. Here, the voltage waveform at each point of the booster circuit of FIG. 3 is shown in FIG. 4 corresponding to FIG. When CK0 = 'L', the PMOS transistor MP21 is turned on and the NMOS transistor MN21 is turned on. Therefore, the charging operation is performed on the capacitor C1 under the condition that the power supply voltage V DD is applied to the first terminal N11 and the ground voltage VSS is applied to the second terminal N12. In this case, since the NMOS transistor MN21 has a negative threshold, no voltage decrease occurs by the NMOS transistor NM21 which transfers the ground voltage V SS to the second terminal N12 of the capacitor C1.

CK0='H'인 경우 캐패시터 C1의 제2단자 N2에서 '-VDD'의 전압이 출력된다. 동시에 NMOS트랜지스터 MN21이 턴오프되며 NMOS트랜지스터MN23이 턴온된다. 따라서, 캐패시터 C1의 전하가 NMOS트랜지스터MN23를 통해서 캐피시터 C2에 전달된다. 이때 상기 NMOS트랜지스터MN23에 의해 전압감소는 발생치 않는다.When CK0 = 'H', a voltage of '-V DD ' is output at the second terminal N2 of the capacitor C1. At the same time, NMOS transistor MN21 is turned off and NMOS transistor MN23 is turned on. Thus, the charge of capacitor C1 is transferred to capacitor C2 through NMOS transistor MN23. At this time, the voltage is not reduced by the NMOS transistor MN23.

상기의 동작을 반복하므로서 도3의 부스터회로의 출력단자N3에서 '-VDD'의 부스터전압을 얻을 수 있다.By repeating the above operation, the booster voltage of '-V DD ' can be obtained at the output terminal N3 of the booster circuit of FIG.

축약하면 상기 제2실시예는 상기 제1실시예와 동일한 효과를 제공할 수 있다.In short, the second embodiment can provide the same effects as the first embodiment.

지금까지 본 발명의 몇몇의 실시예에 의해 본 발명을 설명하였으나 본 발명은 이에 제한되지 않으며 본 발명의 사상 및 정신을 일탈치 않는 범위 내에서 당업자에 의해 여러 가지로 변형 실시될 수 있다.Although the present invention has been described by some embodiments of the present invention, the present invention is not limited thereto and may be variously modified and implemented by those skilled in the art without departing from the spirit and spirit of the present invention.

상기의 실시예에 따르면 트랜지스터의 임계치에 의해 감소되지 않는 부스터전압을 얻는 것이 가능하다. 또한 VDD이상의 고전압이 상기 부스터회로에 사용되는 트랜지스터의 게이트산화막에 인가되지 않는다. 따라서 게이트산화막의 후막인 구성의 전자부품을 만들 필요가 없다. 다시말하면 부스터회로의 제조 코스트가 오르지 않으면 부스터회로의 동작에 있어서 고 신뢰성을 얻을 수 있다.According to the above embodiment, it is possible to obtain a booster voltage which is not reduced by the threshold of the transistor. Further, a high voltage of V DD or more is not applied to the gate oxide film of the transistor used in the booster circuit. Therefore, there is no need to make an electronic component having a structure that is a thick film of the gate oxide film. In other words, if the manufacturing cost of the booster circuit does not rise, high reliability can be obtained in the operation of the booster circuit.

Claims (6)

위상이 입력클럭신호(CK0)의 위상과 역인 관계에 있는 보상클럭신호(CK1)를 발생하도록 상기 입력클럭신호를 반전시키는 인버터회로(1); 제1단자(N1)가 상기 제1캐패시터의 제2단자(N2)에 접속되며 전원전압(VDD) 및 상기 입력클럭신호에 따라 제1부스터클럭신호를 발생하는데, 상기 제1부스터클럭신혼는 상기 입력클럭신호와 그 위상이 역인 관계에 있으며, 상기 입력클럭신호에 비해 레벨에 있어서 감소되도록 된 제1부스터클럭발생회로(2); 제1단자가 상기 입력클럭신호를 수신하는 제2캐패시터(C3); 상기 제2캐패시터의 제2단자(N6)에 접속되며 전원전압(VDD) 및 상기 보상클럭신호에 따라 제2부스터클럭신호를 발생하는데 상기 제2부스터클럭신호는 상기 입력클럭신호에 비해 레벨에서 감소되어 그 위상이 상기 제1부스터클럭신호의 위상에 역인 관계에 있도록 된 제2부스터클럭발생회로(3); 및 상기 제1부스터클럭신호 및 제2부스터클럭신호에 따라 부스터전압(VCC)를 출력하며 상기 부스터 전압이 일정하며 전원전압이 2배(즉 2VDD)가 되도록 딘 출력수단(MP13,C2)을 구비하는 것을 특징으로 하는 부스터회로.An inverter circuit (1) for inverting the input clock signal so as to generate a compensation clock signal (CK1) whose phase is inverse to the phase of the input clock signal (CK0); The first terminal N1 is connected to the second terminal N2 of the first capacitor and generates a first booster clock signal according to a power supply voltage V DD and the input clock signal. A first booster clock generation circuit (2) having an inverse relationship with the input clock signal and having a reduced level in comparison with the input clock signal; A second capacitor C3 having a first terminal receiving the input clock signal; It is connected to the second terminal N6 of the second capacitor and generates a second booster clock signal according to the power supply voltage V DD and the compensation clock signal. The second booster clock signal is at a level compared to the input clock signal. A second booster clock generation circuit (3) which is reduced so that its phase is inversely related to the phase of the first booster clock signal; And outputting a booster voltage (V CC ) according to the first booster clock signal and the second booster clock signal, wherein the booster voltage is constant and the power supply voltage is doubled (ie, 2V DD ). Booster circuit comprising: a. 제1항에 있어서, 상기 제1부스터클럭발생회로는 소스가 상기 제1캐패시터의 제2단자에 접속되며 드레인이 전원에 접속되는 제1의 p-채널 MOS트랜지스터(MP11); 소스가 상기 제1캐패시터의 제2단자에 접속되며, 게이트가 상기 전원에 접속되며 드레인이 제1의 p-채널 MOS트랜지스터의 게이트에 접속된 제2의 p-채널 MOS트랜지스터(MP12); 게이트가 상기 입력클럭신호를 수신하며 소스가 그라운드(VSS)에 접속된 제1의 n-채널 MOS트랜지스터(MN11); 및 드레인이 제2의 p-채널MOS트랜지스터의 드레인에 접속되며 소스가 제1의 제 n-채널MOS 트랜지스터의 드래인에 접속되며, 게이트가 상기 전원에 접속되는 제2의 n-채널MOS트랜지스터(MN12)를 구비하는 것을 특징으로 하는 부스터회로.2. The circuit of claim 1, wherein the first booster clock generation circuit comprises: a first p-channel MOS transistor (MP11) having a source connected to a second terminal of the first capacitor and a drain connected to a power source; A second p-channel MOS transistor (MP12) having a source connected to the second terminal of the first capacitor, a gate connected to the power supply, and a drain connected to the gate of the first p-channel MOS transistor; A first n-channel MOS transistor (MN11) whose gate receives the input clock signal and whose source is connected to ground (V SS ); And a second n-channel MOS transistor having a drain connected to the drain of the second p-channel MOS transistor, a source connected to the drain of the first n-channel MOS transistor, and a gate connected to the power supply. MN12), characterized in that the booster circuit. 제1항에 있어서, 상기 출력수단은 드레인이 제1캐패시터의 제2단자에 접속되며 소스가 상기 부스터전압(VCC)를 출력하기 위한 출력단자(N3)에 접속되며 게이트가 상기 제2부스터클럭발생회로로 부터 출력된 제2부스터클럭신호를 수신하도록 된 p-채널MOS트랜지스터(MP13); 및 제1단자가 상기 출력단자에 접속되며, 제2단자가 그라운드(VSS)에 접속되도록 된 캐패시터(C2)를 구비하는 것을 특징으로 하는 부스터 회로.2. The output device of claim 1, wherein the output means has a drain connected to a second terminal of the first capacitor, a source connected to an output terminal N3 for outputting the booster voltage V CC , and a gate connected to the second booster clock. A p-channel MOS transistor MP13 adapted to receive the second booster clock signal output from the generation circuit; And a capacitor (C2) having a first terminal connected to the output terminal and a second terminal connected to ground (VSS). 위상이 입력신호신호(CK0)의 위상과 역인 관계에 있는 보상클럭신호(CK1)를 발생하도록 상기 입력클럭신호를 반전시키는 인버터회로(11); 제1단자(N11)가 상기 보상클럭신호를 수신하는 제1캐패시터(C1); 상기 제1캐패시터의 제2단자(N12)에 접속디며 전원전압(VDD) 및 상기 입력클럭신호에 따라 제1부스트클럭신호를 발생하는데, 상기 제1부스터클럭신호는 상기 입력신호와 그 위상이 역인 관계에 있으며 상기 입력클럭신호에 비해 레베렝 있어서 감소되도록 된 제1부스터클럭발생회로(12); 제1단자가 상기 입력클럭신호를 수신하는 제2캐패시터(C3); 상기 제2캐패시터이 제2단자(N16)에 접속되며 전원전압(VDD) 및 상기 보상클럭신호에 따라 제2부스터클럭신호를 발생하는데, 상기 제2부스터클럭신호는 상기 입력클럭신호에 비해 레벨에서 감소되어 그 위상이 상기 제1부스터클럭신호의 위상에 역인 관계에 있도록 된 제2부스터클럭발생회로(13); 및 상기 제1부스터클럭신호 및 제2부스터클럭신호에 따라 부스터전압(VCC)를 출력하며 상기 부스터전압이 일정하며 부의 사인(즉- VDD)을 가지는 전원전압과 같도록 된 출력수단(MN23,C2)을 구비하는 것을 특징으로 하는 부스터회로.An inverter circuit (11) for inverting the input clock signal so as to generate a compensation clock signal (CK1) whose phase is inverse to the phase of the input signal signal (CK0); A first capacitor C1 at which a first terminal N11 receives the compensation clock signal; It is connected to the second terminal N12 of the first capacitor and generates a first boost clock signal according to a power supply voltage V DD and the input clock signal. The first booster clock signal is in phase with the input signal. A first booster clock generation circuit (12) having an inverse relationship and being reduced in a level relative to the input clock signal; A second capacitor C3 having a first terminal receiving the input clock signal; The second capacitor is connected to the second terminal N16 and generates a second booster clock signal according to the power supply voltage V DD and the compensation clock signal, wherein the second booster clock signal is at a level compared to the input clock signal. A second booster clock generation circuit (13) which is reduced so that its phase is in inverse relationship with the phase of the first booster clock signal; And output means MN23 outputting a booster voltage V CC according to the first booster clock signal and the second booster clock signal, wherein the booster voltage is constant and equal to a power supply voltage having a negative sine (ie, V DD ). , C2) booster circuit. 제4항에 있어서, 상기 제1부스터클럭발생회로는 소스가 상기 제1캐패시터의 제2단자에 접속되며 드레인이 그라운드(VSS)에 접속되는 제1의 n-채널 MOS트랜지스터(MN21); 소스가 상기 제1캐패시터의 제2단자에 접속되며, 게이트가 상기 그라운드에 접속되며, 드레인이 제1의 n-채널MOS 트랜지스터의 게이트에 접속된 제2의 n-채널 MOS트랜지스터(MN22); 게이트가 입력클럭신호를 수신하며, 소스가 전원(VDD)에 접속된 제1의 p-채널MOS트랜지스터(MP21); 및 게이트가 그라운드에 접속되며, 드레인이 상기 제2의 n-채널MOS트랜지스터의 드레인에 접속되며, 소스가 제1의 p-채널MOS트랜지스터의 드레인에 접속되도록된 제2의 p-채널MOS트랜지스터(MP22)를 구비하는 것을 특징으로 하는 부스터회로.5. The device of claim 4, wherein the first booster clock generation circuit comprises: a first n-channel MOS transistor (MN21) having a source connected to a second terminal of the first capacitor and a drain connected to ground (V SS ); A second n-channel MOS transistor (MN22) having a source connected to the second terminal of the first capacitor, a gate connected to the ground, and a drain connected to the gate of the first n-channel MOS transistor; A first p-channel MOS transistor MP21 whose gate receives an input clock signal and whose source is connected to a power supply V DD ; And a second p-channel MOS transistor whose gate is connected to ground, a drain is connected to the drain of the second n-channel MOS transistor, and a source is connected to the drain of the first p-channel MOS transistor ( And a booster circuit. 제4항에 있어서, 상기 출력수단은, 드레인이 제1캐패시터의 제2단자에 접속되며, 소스가 상기 부스터전압(VCC)를 출력하기 위한 출력단자(N13)에 접속되며, 게이트가 상기 제2부스터클럭발생회로부터 출력된 제2부스터클럭신호를 수신하도록 된 n-채널MOS트랜진스터(MN23); 및 제1단자가 상기 출력단자에 접속되며, 제2단자가 전원에 접속되도록 딘 캐패시터(C2)를 구비하는 것을 특징으로 하는 부스터회로.5. The output device according to claim 4, wherein the output means has a drain connected to a second terminal of the first capacitor, a source connected to an output terminal N13 for outputting the booster voltage VCC, and a gate connected to the second terminal. An n-channel MOS transistor MN23 configured to receive a second booster clock signal output from the booster clock generation cycle; And a delayed capacitor (C2) such that a first terminal is connected to the output terminal and a second terminal is connected to a power supply.
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