KR100377698B1 - 차지펌프 회로 - Google Patents

Abstract

Vdd보다 작은 전압 스텝의 승압을 가능하게 함과 함께, 회로의 효율 η을 개선한 차지펌프 회로를 제공한다.

직렬로 접속된 다이오드 D1, D2; 상기 다이오드 D1, D2의 접속점에 접속되는 2개의 컨덴서 C1A, C1B; 상기 컨덴서 C1B에 클럭을 공급하는 클럭 드라이버(11); 상기 클럭의 전압 레벨에 따라, 컨덴서 C1A, C1B를 다이오드 D1, D2의 접속점에 직렬 또는 병렬로 접속하기 위한 스위치 S1, S2, S3을 구비하고, 다이오드 D2로부터 승압 전압을 출력한다.

Description

차지펌프 회로{CHARGE-PUMP CIRCUIT}

본 발명은 전원 회로 등에 이용되는 차지펌프 회로에 관한 것으로, 특히 승압 전압의 스텝을 전원 전압보다 작은 스텝으로 자유롭게 조절할 수 있음과 함께, 회로 효율을 대폭 개선한 차지펌프 회로에 관한 것이다.

딕슨에 의해 개발된 차지펌프 회로(charge-pump circuit)는 펌핑·패킷(pumping packet)을 복수단 직렬 접속하고, 각 펌핑· 패킷의 승압(vo1tage fluctuation)에 의해 LSI 칩의 전원 전압 Vdd보다도 높은 전압을 발생시킨다. 예를 들면, 플래시 메모리의 프로그램/소거(program/erase)를 위한 전압을 발생시키기 위해 사용되고 있다.

이들 사용예는 수십 ㎂ 정도의 출력 부하 전류를 대상으로 한 것이다. 이러한 저부하 전류 차지펌프 회로는 커플링·캐패시터(coupling capacitors)나 다이오드로서의 기능을 하는 MOSFET 등 모두를 LSI에 내장할 수 있다는 점에서 유리하다. 최근, 플래시 메모리(Flash memories)의 저전압화에 따른 승압 효율을 개선하여 고전압을 발생시키는 차지펌프 회로가 제안되고 있다.

한편 최근에는 비디오 카메라, 디지털 카메라, 휴대 전화등의 휴대 기기가 보급되고 있지만, 이들 휴대 기기에서는 액정을 표시하기 위한 고전압, 대전류(수 ㎃)가 필요하다. 이들 고전압 발생 회로로서는 스위칭 조절기가 사용되고 있다.

스위칭, 조절기의 원리는 코일에 대전류를 흘려 역 기전력으로 한번에 승압하는 것으로, 고전압, 대전류를 효율적으로 얻을 수 있는 것이 특징이다. 휴대 기기에서는 특히 전력 효율(출력 전력/입력 전력)이 중시되므로, 이러한 점에서는 스위칭 조절기는 적합하다. 그러나 코일에 대전류를 흘릴 때에 고조파 노이즈가 발생하여, 이 고조파 노이즈의 영향을 막기 위한 전원 회로의 실드가 필요하게 된다. 휴대 기기에 있어서 고전압을 저노이즈로 발생시키는 것은 소형화 및 고감도화로부터 요구되어 왔다.

차지펌프 회로의 각 펌핑·패킷(pumping packets)은 다이오드의 임계치등의 전압 손실을 무시하면, 이론적으로는 1단 당 전원 전압 Vdd의 승압을 한다. 차지펌프 회로의 입력 전압 Vin을 Vdd로 하고, n단의 펌핑·패킷을 전원으로부터 시리즈로 직렬 접속하면, (n+1)×(Vdd-Vt)의 승압을 할 수 있다. 단, Vdd는 전원 전압, Vt는 다이오드의 순방향의 임계치 전압이다. 이하의 설명에서는 간단하게 하기 위해, Vt=0V로 한다.

도 8은 종래예의 차지펌프 회로(n=4)를 나타내는 개략 회로도이다.

도 8 중, D1∼D5는 직렬로 접속된 다이오드, C1∼C4는 다이오드 D1∼D5의 접속점에 일단이 접속된 컨덴서, 참조 번호(1)는 컨덴서 D1∼D5의 타단에 클럭 Φ1,Φ2를 공급하는 클럭 드라이버이다. 여기서, 클럭 Φ1, Φ2는 상호 역상의 클럭 펄스이다. 참조 번호(2)는 다이오드 D5로부터 출력되는 승압 전압 VH, 출력 전류 Iout에 의해 구동되는 전류 부하이다. 여기서, 이 차지펌프 회로는 4개의 펌핑·패킷을 갖고 있고, 4단(n=4)의 차지펌프 회로에 상당한다.

이어서, 이 차지펌프 회로의 동작을 설명한다. 클럭 드라이버(1)로부터 출력되는 클럭 Φ1=L 레벨, Φ2=H 레벨일 때, 도면 내의 실선 화살표의 방향으로 2×Iout의 전류가 흐른다. 여기서, Iout는 최종단의 다이오드 D5로부터 흐르는 출력 전류이다.

이어서, 클럭 Φ1=H 레벨, Φ2=L 레벨일 때에는 도면 중의 점선 화살표의 방향으로 2×Iout의 전류가 흐른다. 이들 전류가 교대로 흐름에 따라, 각 단의 승압이 행해져, 최종단의 다이오드 D5로부터 승압 전압 VH로 하여 5Vdd가 출력된다.

최종단의 다이오드 D5로부터 흐르는 출력 전류를 Iout로 하면, 초단의 다이오드 D1에 입력되는 전류는 평균적으로 Iout와 동일하다. 또한, 도면 중의 실선 화살표, 점선 화살표로 나타낸 전류도, 평균적으로 Iout와 동일하다. 따라서, 차지펌프 회로의 효율 η를 η=출력 전력/입력 전력(%)이라고 정의하면, 이 회로의 효율은 다음 식으로 나타낸다.

η=5Vdd×Iout/Vdd×5Iout=100%

즉, 상기된 바와 같은 동작 조건에 있어서, 이 차지펌프 회로의 효율은 100% 이다.

상기된 바와 같이, 차지펌프 회로는 (n+1)×Vdd를 승압 출력한다. 단, n은차지펌프 회로의 펌핑단수, Vdd는 전원 전압이다. 따라서, 예를 들면, Vdd=5V이면, n 단의 차지펌프 출력 전압의 이론치 VHn은, n=1인 경우 VH1=2×Vdd=10V, n=2인 경우 VH2=3×Vdd=15V, n=3인 경우 VH3=4×Vdd=20V로서, Vdd 스텝의 계단 전압이 된다.

그런데, 예를 들면, 차지펌프 회로를 고전압 발생 회로로서 이용하는 경우, 원하는 고전압으로 설정하기 위해, 조절기에 의해 전압 조정을 행하는 것을 생각할 수 있다. 도 9는 조절기를 설치한 n단의 차지펌프 회로의 개략 회로도이다. 또한, 도 9 중에서 도 8 중과 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.

도 9에서 D1∼Dn은 직렬로 접속된 다이오드이다. 그리고, 최종단의 다이오드 Dn으로부터 출력되는 승압 전압 VHn은 조절기(3)에 의해 강압되고, 전류 부하(2)에 공급된다. 조절기(3)를 통해 얻는 최종 출력 전압을 Vout로 하고, 출력 전류를 Iout라고 하면, 차지펌프 회로의 효율 η은

η=출력 전력/입력 전력=Vout×Iout/(n+1)×Vdd×Iout

=Vout/(n+1)×Vdd

로 정의된다.

차지펌프 단수 n이 크므로, 즉 승압비=VHn/Vdd가 큰 경우에는 차지펌프 회로는 거의 고효율을 얻을 수 있다. 그러나, 전원 전압 변동 범위가 넓고, Vout/Vdd가 작은 경우에는 효율이 악화된다. 예를 들면, 차지펌프 단수 n은 가변 제어 방식으로서, Vdd=4V∼5.5V, Vout=6.5V라고 하는 사양을 가정한다. 그러면, 이 가정 하에서, 단수 n=1이 최적이 되고, Vdd=4V, 5V, 5.5V의 각 전원 전압에 있어서 차지펌프 회로의 효율 η은 이하와 같다.

Vdd=4V n=1 VH=8V η=81%

Vdd=5V n=1 VH=10V η=65%

Vdd=5.5V n=1 VH=11V η=59%

이와 같이, 전원 전압 Vdd가 오르면 효율 η은 악화한다. 여기서, 만약 n=0.5가 존재하면, 이하와 같은 고효율을 얻을 수 있다.

Vdd=4V n=1 VH=8V η=81%

Vdd=5V n=0.5 VH=10V η=86%

Vdd=5.5V n=0.5 VH=11V η=79%

이것은 차지펌프 회로에서 승압 전압을 0.5Vdd의 스텝으로 행하는 것을 의미한다. 그러나, 종래의 차지펌프 회로는 Vdd 스텝의 승압을 행하는 것으로서, Vdd보다 작은 전압 스텝의 승압을 가능하게 하는 차지펌프 회로는 제안되지 않는다.

거기서, 본 발명의 목적은 Vdd보다 작은 전압 스텝의 승압을 가능하게 함과 함께, 회로의 효율 η을 개선한 차지펌프 회로를 제공하는 것이다. 즉, 본 발명자가 제안하는 차지펌프 회로는 이론 출력 전압으로서, 1.5Vdd, 2Vdd, 2.5Vdd, 3Vdd, …를 얻는 것을 가능하게 한다. 또한, 본 발명의 다른 목적은 이 기본의 차지펌프 회로를 확장함으로써, 1.5Vdd, 1.75Vdd, 2Vdd, 2.25Vdd, 2.5Vdd, 2.75Vdd, 3Vdd, …라고 하는 더 작은 전압 스텝의 승압 전압을 얻는다. 또한, 예를 들면 1.33Vdd,1.66Vdd, 2Vdd, 2.33Vdd, 2.66Vdd, 3Vdd, …와 같이 임의의 전압 스텝의 승압 전압을 얻는다. 또한, 동일한 마이너스 전압을 얻는 것을 가능하게 한다. 본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 신규인 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면으로부터 명백해질 것이다.

본원의 발명 중 대표적인 것의 개요를 설명하면 이하와 같다.

제1 차치펌프 회로는 직렬로 접속된 복수의 다이오드; 다이오드의 접속점에 접속되는 2이상의 컨덴서; 컨덴서에 클럭을 공급하는 클럭 공급 수단; 및 클럭의 전압 레벨에 따라, 2 이상의 컨덴서를 다이오드의 접속점에 직렬 또는 병렬로 접속하기 위한 스위치 수단을 구비하고, 다이오드로부터 승압 전압을 출력하는 것이다.

이러한 구성은 본원 발명의 기본적인 구성을 이루는 것으로, 전원 전압보다 작은 전압 스텝의 승압을 가능하게 함과 함께, 회로의 효율 η를 개선할 수 있다.

제2 차지펌프 회로는 직렬로 접속된 복수의 다이오드; 초단의 다이오드에 전원 전압을 공급하는 전압원; 초단의 다이오드와 다음단의 다이오드와의 접속점에 접속되는 2이상의 컨덴서; 컨덴서에 클럭을 공급하는 클럭 공급 수단; 및 클럭이 L 레벨일 때에 상기 2이상의 컨덴서를 다이오드의 접속점에 직렬로 접속하고, 클럭이 H 레벨일 때 상기 2이상의 컨덴서를 다이오드의 접속점에 병렬로 접속하는 전환을 행하는 스위치 수단를 구비하고, 최종단의 다이오드로부터 전원 전압에 비해 작은 전압 스텝의 플러스의 승압 전압을 출력하는 것이다.

이러한 구성에 따르면, 전원 전압보다 작은 플러스의 전압 스텝의 승압을 가능하게 함과 함께 회로의 효율 η을 개선할 수 있다.

제3 차지펌프 회로는 직렬로 접속된 복수의 다이오드; 직렬로 접속된 복수의 다이오드; 초단의 다이오드에 전원 전압을 공급하는 전압원; 초단의 다이오드와 다음단의 다이오드와의 접속점에 접속되는 2 이상의 제1 컨덴서; 접속점을 제외한 다른 다이오드의 접속점에 접속된 1이상의 제2 컨덴서; 제1 컨덴서 및 제2 컨덴서에 역상의 클럭을 교대로 공급하는 클럭 공급 수단; 및 제1 컨덴서에 공급되는 클럭의 전압 레벨에 따라 상기 2이상의 제1 컨덴서의 접속 상태를 전환하는 스위치 수단을 구비하고, 스위치 수단은 제1 컨덴서에 공급되는 클럭이 L 레벨일 때 2이상의 컨덴서를 초단의 다이오드와 다음단의 다이오드와의 접속점에 직렬로 접속하고, 클럭이 H 레벨일 때 2이상의 컨덴서를 그 접속점에 병렬로 접속하는 전환을 행하고, 최종단의 다이오드로부터 전원 전압의 전압 스텝에 전원 전압에 비해 작은 전압 스텝을 가산한 플러스의 승압 전압을 출력하는 것이다.

이러한 구성에 따르면, 전원 전압의 전압 스텝에 전원 전압에 비해 적은 전압 스텝을 가산한 플러스의 승압 전압을 출력할 수 있고, 또한 회로의 효율 η을 개선할 수 있다.

제4 차지펌프 회로는 제2, 제3 차지펌프 회로에 있어서, 상기 스위치 수단을 제어하는 스위치 제어 수단을 구비하고, 이 스위치 제어 수단으로부터 출력되는 스위치 제어 신호에 따라, 상기 2이상의 컨덴서를 상기 초단의 다이오드와 상기 다음단의 다이오드와의 접속점에 항상 직렬로 접속하거나 상기 클럭의 레벨에 따라 직렬 또는 병렬로 접속하는 전환을 행하도록 한 것이다.

이러한 구성에 따르면, 전원 전압의 전압 스텝의 승압과 전원 전압에 비해작은 전압 스텝의 승압을 1개의 차지펌프 회로에 의해 실현할 수 있고, 승압 전압을 보다 고정밀도로 설정할 수 있음과 함께, 회로의 효율η을 향상시킬 수 있다.

제5 차지펌프 회로는 제2, 제3 차지펌프 회로에 있어서, 최종단의 다이오드로부터 출력되는 승압 전압을 조정하는 조절기를 설치한 것이다.

제6 차지펌프 회로는 제3, 제4, 제5 차지펌프 회로에 있어서, 최종단의 다이오드로부터 출력되는 승압 전압을 검지하는 전압 검지 수단; 및 그 검지 결과에 따라 차지펌프 회로의 단수를 제어하는 차지펌프 회로단수 제어 수단을 구비한다.

이러한 구성에 따르면, 승압 전압에 따라 차지펌프 회로의 단수를 전환하고, 승압 전압을 조절함에 따라, 더욱 회로의 효율 η을 향상시킬 수 있다.

제7 차지펌프 회로는 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6 차지펌프 회로에 있어서, 다이오드가 게이트 및 소스를 공통 접속한 MOS 트랜지스터로 이루어진다. 이러한 구성에 따르면, MOS 프로세스에 있어서 다이오드를 별개로 만들 필요가 없어, 제조하기 쉽다.

제8 차지펌프 회로는 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6 차지펌프 회로에 있어서 스위치 수단이 MOS 트랜지스터로 이루어진다. 이러한 구성에 따르면, 회로 소자수가 적어 구성이 간단하다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 차지펌프 회로를 나타내는 개략 회로도.

도 2는 전환 스위치 S1∼S3을 MOSFET(MOS 트랜지스터)로 치환한 0.5단 차지펌프 회로를 나타내는 개략 회로도.

도 3을 제2 실시예에 따른 차지펌프 회로를 도시하는 개략 회로도.

도 4는 제3 실시예에 따른 차지펌프 회로를 도시하는 개략 회로도.

도 5는 제4 실시예에 따른 차지펌프 회로를 도시하는 개략 회로도.

도 6은 제5 실시예에 따른 차지펌프 회로를 도시하는 개략 회로도.

도 7은 제6 실시예에 따른 차지펌프 회로를 도시하는 개략 회로도.

도 8은 종래예의 차지펌프 회로(n=4)를 나타내는 개략 회로도.

도 9는 조절기를 설치한 n 단의 차지펌프 회로의 개략 회로도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

D1, D2 : 다이오드

C1A, C1B : 컨덴서

S1, S2, S3 : 스위치

11 : 클럭 드라이버

12 : 부하

13 : 직병렬 컨덴서

14 : 조절기

15 : 검지 회로

16 : 차지펌프 회로단수 제어 회로

이하, 본 발명의 제1 실시예∼제6 실시예에 대해, 도 1∼도 7을 참조하여 설명한다. 도 1은 제1 실시예에 따른 차지펌프 회로를 나타내는 개략 회로도이다.

도 1의 (a) 및 도 1의 (b)에 있어서, 다이오드 D1, D2가 직렬로 접속되고,다이오드 D1의 애노드에는 전원 전압 Vdd가 공급된다. 다이오드 D1, D2는 예를 들면 게이트와 드레인을 공통 접속한 MOS 트랜지스터에 의해 구성된다. S1, S2, S3은 다이오드 D1, D2의 접속점에 컨덴서 C1A, C1B를 병렬 또는 직렬로 전환하여 접속하기 위한 스위치이다.

이들 스위치 S1, S2, S3은, 예를 들면 MOS 트랜지스터에 의해 구성될 수 있다. 참조 번호(11)는 컨덴서 C1B에 클럭을 공급하는 클럭 드라이버이다. 클럭 드라이버(11)는, 예를 들면 2단의 CMOS 인버터에 의해 구성된다. 참조 번호(12)는 다이오드 D2로부터 출력되는 승압 전압 VH가 공급되는 부하이다. 또한, CL은 다이오드 D2의 출력 노드가 갖는 용량이다.

이 차지펌프 회로의 동작을 설명하면 이하와 같다.

클럭 드라이버(11)의 입력 클럭이 L 레벨(CLK=Low)일 때, 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, S1=오프, S2=온, S3=오프로 하면, 2개의 컨덴서 C1A, C1B는 다이오드 D1, D2의 접속점에 직렬 접속된다. 그러면, 각 컨덴서 C1A, C1B는 Vdd/2로 충전된다. 이 때, 전원 전압 Vdd로부터 컨덴서 C1A, C1B에 유입된 전류를 Iin 으로 하면, 클럭 드라이버(11)에는 동일한 전류 Idv=Iin이 유입된다.

이어서, 클럭 드라이버(11)의 입력 클럭이 H레벨(CLK=High)일 때, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, S1=온, S2=오프, S3=온으로 하면, 2개의 컨덴서 C1A, C1B가 다이오드 D1, D2의 접속점에 병렬 접속된다. 그렇게 하면, 각 컨덴서 C1A, C1B의 전압은 Vdd/2이기 때문에, 클럭 드라이버(11)의 출력을 Vdd로 하면, 다이오드 D1, D2의 접속점의 전압 VH1은 1.5Vdd로 승압된다. 또한, 이 때, 2개의 컨덴서C1A, C1B로부터 다음단의 다이오드 D2에 흘러나오는 전류는 2×Iin이 된다. 클럭 드라이버(11)로부터는 동일한 전류 Idv=2×Iin이 흘러나온다.

다이오드 D2로부터 출력되는 출력 전류 Iout를 일정하게 하고, 각 전류를 전부 시간 평균 전류라고 하면, 정상시에는 이하와 같다.

Iin=Iout/2

Vout=1.5Vdd (단, 드라이버의 전원 전압을 Vdd라고 함)

Idv=1out/2 (클럭 드라이버에 유입되는 전류)

Idv=Iout (클럭 드라이버의 전원 Vdd로부터 흘러나오는 전류)

단, Vout는 다이오드 D2로부터 출력되는 출력 전압으로서, 간단하게 하기 위해 다이오드 D1, D2의 임계치 전압을 0V로 한다.

본 실시예의 차지펌프 회로의 요점은 클럭 CLK의 레벨에 따라, 컨덴서 C1A, C1B를 병렬 접속하여 충전하고, 직렬 접속하여 방전하는 것을 반복함에 따라, Vdd/2의 스텝으로 승압을 행하는 것이다. 또한, 여기서 중요한 점은 CLK=L일 때, 전원 전압 Vdd로부터의 입력 전류 Iin이 출력 전류 Iout의 1/2라는 점이다. 이에 따라, 출력 전압의 조절을 행하지 않은 경우의 회로의 이론 효율 η을 100%라고 할 수 있고, 승압 전압을 1.5Vdd로 한 것에 따른 전력 손실은 없다.

즉, 입력 전류는 CLK=H일 때의 Iout과, CLK=L일 때의 Iout/2와의 합이 되기 때문에,

η=출력 전력/입력 전력

=(1+0.5Vout)×Iout/Vout×1.51out

=100%

이것은 실질적으로, 0.5단 차지펌프 회로라고 할 수 있다. 또한, 회로의 이론 효율 η은 100%로 할 수 있다. 0.5Vdd라는 전압을 만드는 방법은 이 외에도 생각할 수 있다. 예를 들면, 저항 분할에 따른 방법이다. 그러나, 회로의 효율η를 100%로 할 수 없어, 전력 손실이 따른다. 이에 대해, 본 발명에 따르면, 컨덴서의 접속이 클럭 CLK의 레벨에 따라 병렬과 직렬로 교대로 전환되므로, 전압 손실을 논리적으로 제로로 할 수 있다.

또한, 2개의 컨덴서 C1A, C1B를 클럭 CLK의 상태에 상관없이, 직렬로 한 상태에서 동작시키면(S1=오프, S2=온, S3=오프), 종래의 차지펌프와 동일 기능을 하고, Vout=2Vdd가 된다. 이 경우, 스위치 제어 회로(마이너스 도시)를 설치하고, 이 스위치 제어 회로로부터 스위치 S1, S2, S3에 스위치 제어 신호를 공급함으로써, 2개의 컨덴서 C1A, C1B를 항상 직렬로 접속하거나 클럭 CLK의 전압 레벨에 따라 직렬 또는 병렬로 접속하는 전환을 행하는 것이 가능하게 하도록 구성된다.

즉, 본 실시예의 차지펌프 회로는 출력 전압 Vout로 하여, 1.5Vdd 혹은 2Vdd를 얻을 수 있다. 바꾸어 말하면, 0.5단, 1.5Vdd단과의 전환이 가능하다.

또한, 0.5단 차지펌프 회로를 일반화하면, m개의 컨덴서를 직렬, 병렬로 전환함에 따라, Vdd+Vdd/m의 출력 전압 Vout를 얻을 수 있다.

도 2는 전환 스위치 S1∼S3을 MOSFET (MOS 트랜지스터)로 치환한 0.5단 차지펌프 회로이다. 스위치 S1, S2, S3은 MOS 트랜지스터 M1, M2, M3에 각각 대응하고 있다. 점선으로 둘러싸인 부분은 직병렬 컨덴서(13)이고, 이하 이 직병렬컨덴서(13)를 도시된 바와 같은 심볼에 의해 나타내는 것으로 한다.

도 3은 제2 실시예에 따른 차지펌프 회로를 도시하는 개략 회로도이다. 이 차지펌프 회로는 (n+0.5)Vdd 또는 (n+1)Vdd의 승압 차지펌프 회로로서, 단수 n에 따라, (n+0.5)Vdd의 승압 전압을 출력한다.

도 3에 있어서, 다이오드 D1∼Dn+1이 직렬로 접속되고, 다이오드 D1의 애노드에는 전원 전압 Vdd가 공급된다. 다이오드 D1∼Dn+1은 예를 들면 게이트와 드레인을 공통 접속한 MOS 트랜지스터에 의해 구성할 수 있다. 다이오드 D1, D2의 접속점에는 직병렬 컨덴서(13)가 접속되고, 클럭 드라이버(11a)로부터 클럭 CLK가 공급된다.

또한, 각 다이오드 D2, Dn+1의 각 접속점에는 컨덴서 C2∼Cn이 접속되고, 클럭 드라이버(11b)로부터 클럭 CLK2∼CLKn이 공급된다. 여기서, 클럭 CLK, CLK2∼CLKn은 교대로 역상 클럭이다. 참조 번호(14)는 다이오드 Dn+1로부터 출력되는 승압 전압 VHn+1을 조정하는 조절기이다. 그리고, 조절기(14)의 출력 Vout는 부하(12)에 인가된다.

참조 번호(15)는 승압 전압 VHn+1을 검지하는 검지 회로이고, 검지 결과를 차지펌프 회로단수 제어 회로(16)로 출력한다. 검지 회로(15)는 예를 들면 승압 전압 VHn+1과 기준 전압 Vref를 비교하는 차동 증폭기이고, 예를 들면 VHn+1>Vref 일 때 「H」를 출력하고, VHn+1<Vref일 때 「L」을 출력한다.

차지펌프 회로단수 제어 회로(16)는 검지 회로(15)의 출력에 따라, 클럭 제어 신호를 클럭 드라이버(11b)에 출력한다. 클럭 드라이버(11b)는 예를 들면 NAND회로로 구성된다. 또한, 참조 번호(17)는 검지 회로(15)의 검지 결과에 따라, 직병렬 컨덴서(13)에 의해 0.5Vdd의 승압을 행할지, Vdd의 승압을 행할지를 전환하는 직병렬 컨덴서 제어 회로이다.

차지펌프 회로단수 제어 회로(16)는 검지 회로(15)의 출력에 따라, 차지펌프 회로의 단수를 제어한다. 전지로부터 전원이 공급되고, 전지의 소모에 따라 전원 전압 Vdd는 저하한다. 그리고 전원 전압 Vdd의 변화는 VHn+1의 값으로서 나타낸다. 전원 전압 Vdd가 상승하면 VHn+1이 상승하고, 전원 전압 Vdd가 저하하면 VHn+1도 저하한다. 조절기에 의해 Vout=VHn+1-Δv로서 원하는 Vout를 얻지만, 이 때 Δv는 버리는 전압으로서 Δv를 최소로 하는 것이, 차지펌프 회로의 효율 향상으로 연결된다. 전원 전압 Vdd가 높을 때는 차지펌프 회로의 단수를 작게 하고 전원 전압 Vdd가 낮아졌을 때에는 차지펌프 회로의 단수를 크게 함에 따라, Δv를 최소로 한다. 휴대 기기의 스위치를 켜서, 차지펌프 회로의 동작이 안정된 후에, 차지펌프 회로단수 제어 회로(16)가 기능하여 차지펌프 회로의 단수를 최적으로 한다. 휴대 기기의 스위치를 끌 때까지, 그 제어한 단수는 변하지 않는다. 즉 휴대 기기의 스위치를 켤 때마다 차지펌프 회로단수 제어 회로(16)가 기능한다.

예를 들면, 도 3에 있어서의 클럭 CKLn'을 H 레벨 고정으로 하고, 다이오드가 기능을 하는 MOSPET를 항상 온으로 한다. 이것은 차지펌프의 단수가 1단 감소한 것과 등가이다. 0.5단 줄이는 경우에는 이미 상술된 바와 같이, 초단의 펌핑 패킷의 컨덴서를 직렬, 병렬로서 기능시킨다. 이 조합에 의해, 차지펌프단수는 실질적으로 n단, n-0.5단, n-1단, n-1.5단, n-2단, …로 조정할 수 있다. Δv가 최소가 되는 단수로 하면 된다.

상기된 (n+0.5)Vdd 승압 차지펌프 회로는 제1 실시예의 0.5단 또는 1단 차지펌프 회로와 n단 차지펌프 회로를 조합한 것으로, 그 승압 전압 VHn+1은 (n+0.5)Vdd 또는 (n+l)Vdd가 된다. 또한, 검지 회로(15), 차지펌프 회로단수 제어 회로(16)를 기능시킴에 따라, n단 차지펌프 회로의 단수를 가변으로 할 수 있다. 그에 따라, 승압 전압 VHn+1을 가변으로 할 수 있다. 예를 들면, 차지펌프 회로단수 제어 회로(16)가 발생시키는 클럭 제어 신호에 따라 클럭 CLKn'을 H 레벨로 고정(클럭 정지)하고, Dn+1에 해당하는 MOS 트랜지스터를 항상 온으로 하면, 차지펌프단수는 n-1이 된다.

이렇게 해서, (n+0.5)Vdd 승압 차지펌프 회로는 1.5Vdd, 2Vdd, 2.5Vdd, 3Vdd…라는 식으로, 0.5Vdd 스텝의 승압 전압을 출력한다. 그리고, 조절기(14)는 이 승압 전압을 원하는 전압에 조정하여, 부하(12)에 인가한다.

도 4는 제3 실시예에 따른 차지펌프 회로를 나타내는 개략 회로도이다. 이 차지펌프 회로는 -0.5Vdd 승압 차지펌프 회로이고, 접지 전압에 대해 -0.5Vdd의 승압 전압을 작성한다.

도 4의 (a) 및 도 4의 (b)에 다이오드 D'1, D'2가 직렬로 접속되고, 다이오드 D'1의 캐소드에는 접지 전압(0V)이 공급된다. 다이오드 D'1, D'2는, 예를 들면 게이트와 드레인을 공통 접속한 MOS 트랜지스터에 의해 구성할 수 있다.

S1, S2, S3은 다이오드 D'1, D'2의 접속점에 컨덴서 C1A, C1B를 병렬 또는 직렬로 전환하는 접속을 행하기 위한 스위치이다. 이들 스위치 S1, S2, S3은 도 2에 도시된 회로와 마찬가지로, MOS 트랜지스터에 의해 구성될 수 있다. 참조 번호(21)는 컨덴서 C1B에 클럭을 공급하는 클럭 드라이버이다. 클럭 드라이버(21)는, 예를 들면 2단의 CMOS 인버터에 의해 구성된다. 또, 다이오드 D'2로부터 출력되는 출력 전압이 부하(도시하지 않음)에 인가된다.

이 차지펌프 회로의 동작 원리는 제1 실시예의 것과 마찬가지이지만, 그 개요는 이하와 같다.

클럭 드라이버(21)의 입력 클럭이 H 레벨일 때(CK1=High)일 때, S1=오프, S2=온, S3=오프라고 하면, 2개의 컨덴서 C1A, C1B는 직렬 접속이 되고, 각 컨덴서의 단자 전압은 도 4의 (a)와 같이 0V, Vdd/2, Vdd가 된다. 즉, 각 컨덴서는 Vdd/2의 전압으로 충전된다.

클럭 드라이버(21)의 입력 클럭이 L 레벨일 때 (CK2=Low)일 때, S1=온, S2=오프, S3=온으로 하면, 2개의 컨덴서 C1A, C1B는 병렬 접속이 된다. 클럭 드라이버(21)의 출력 전압은 Vdd로부터 0V로 저하하므로, 펌프 노드의 전압 VL1은 VL1=Vdd/2-Vdd=-Vdd/2가 된다.

부하에 흐르는 전류를 Iout 일정하게 하고, 각 전류를 전부 시간 평균 전류로 하면 정상시에는 이하와 같다.

다이오드 D'1의 전류 ID1=Iout/2

다이오드 D'2의 전류 ID2=Iout

클럭 드라이버의 전류 Idv1=Iout/2 (CK1=High)

클럭 드라이버의 전류 Idv2-Iout (CK2=Low)

Vout=-1.5Vdd (단, 드라이버의 전원 전압을 Vdd라고 함)

-0.5Vdd 승압 차지펌프 회로의 입력 전력은 드라이버의 소비 전력이 된다. 또한, CK1=H일 때, 다이오드 D1'의 전류 ID1이 출력 전류 ID2=Iout의 1/2이다. 이 때문에, 출력의 조절이 없으면 이론 효율은 100%가 되고, Vout=-1.5Vdd로 하기 위한 손실은 없다. 즉, 제1 실시예의 것과 마찬가지로, 회로의 효율 η은 다음식과 같이 100%가 된다.

η=1.5Vout×Iout/Vout×1.5Iout=100%

또한, 2개의 컨덴서 C1A, C1B를 클럭 CK1, CK2의 상태에 상관없이, 직렬로 한 상태에서 동작시키면(S1=오프, S2=온, S3=오프), 종래의 차지펌프와 동일한 기능을 하고, Vout=-Vdd가 된다. 이 경우, 스위치 제어 회로(도시하지 않음)를 설치하고, 이 스위치 제어 회로로부터 스위치 S1, S2, S3에 스위치 제어 신호를 공급함으로써, 2개의 컨덴서 C1A, C1B를 항상 직렬로 접속하거나, 클럭 CK1, CK2의 전압 레벨에 따라 직렬 또는 병렬로 접속하는지를 전환 가능하도록 구성된다.

즉, 본 실시예의 차지펌프 회로는 출력 전압 Vout로서, -0.5Vdd, 또는 -Vdd를 얻을 수 있다. 환언하면, 0.5단과 1단과의 전환이 가능하다.

또한, -0.5Vdd 차지펌프 회로를 일반화하면, m개의 컨덴서를 직렬, 병렬로 전환함에 따라, -Vdd/m의 출력 전압 Vout를 얻을 수 있다.

도 5는 제4 실시예에 따른 차지펌프 회로를 나타내는 개략 회로도이다. 이 차지펌프 회로는 -0.5Vdd 스텝 승압 차지펌프 회로로서, 스위치 S1, S2, S3의 제어에 의해, -(n-0.5)Vdd 또는 -nVdd의 승압 전압을 출력한다.

도 5에 있어서, 다이오드 D'1∼D'n+1이 직렬로 접속되고, 다이오드 D'1의 캐소드에는 접지 전압(0V)이 공급된다. 다이오드 D'1∼D'n+1은 예를 들면 게이트와 드레인을 공통 접속한 MOS 트랜지스터에 의해 구성할 수 있다.

다이오드 D'1, D'2의 접속점에는 제3 실시예의 직병렬 컨덴서가 접속되고, 클럭 드라이버(21)로부터 클럭 CK1, CK2가 공급된다. 또, 도 5에 있어서, 클럭 드라이버(21)의 입력 클럭은 CK1=High이지만, 당연히 CK2=Low의 경우도 포함한다. 또한, 각 다이오드 D'2∼D'n+1의 각 접속점에는 컨덴서 C2∼Cn이 접속되고, 클럭 드라이버(21)로부터 클럭 CK2∼CKn이 공급된다. 또한, 도 5 중에서, C3∼Cn 및 다른 클록 드라이버에 대해서는 생략된다. 여기서, 클럭 CK1, CK2∼CKn은 교대로 역상 클럭이다. 참조 번호(22)는 부하이고, 다이오드 D'n+1로부터 출력되는 승압 전압 VHn+1이 인가되는 부하이다.

이러한 -0.5Vdd 스텝 승압 차지펌프 회로는 제3 실시예의 0.5단 또는 1단 차지펌프 회로와 n단 차지펌프 회로를 조합한 것으로, 그 승압 전압 VHn+1은 -(n-0.5)Vdd 또는 -nVdd가 된다. 또한, 제2 실시형태와 마찬가지로, 검지 회로, 차지펌프 회로단수 제어 회로를 설치함에 따라, n단 차지펌프 회로의 단수를 가변으로 할 수 있다. 그에 따라, 승압 전압 VHn+1을 가변으로 할 수 있다. 예를 들면, 클럭 CLKn을 정지하여, D'n+1에 해당하는 MOS 트랜지스터를 항상 온으로 하면, 차지펌프단수는 n-1이 된다.

이렇게 해서, -0.5Vdd 스텝 승압 차지펌프 회로는 -0.5Vdd, -Vdd, -1.5Vdd, -2Vdd, -2.5Vdd, …라고 하듯이, -0.5Vdd 스텝의 승압 전압을 출력한다. 또한, 다이오드 D'n+1의 출력단에 도시하지 않는 조절기를 설치함에 따라, 이 승압 전압 VHn+1을 원하는 전압 Vout로 조정하여, 부하(22)에 인가할 수도 있다.

도 6은 제5 실시예에 따른 차지펌프 회로를 나타내는 개략 회로도이다. 이 차지펌프 회로는 1.25Vdd 승압 차지펌프 회로이다. 도 6의 (a) 및 도 6의 (b)에 있어서, 다이오드 D1, D2가 직렬로 접속되고, 다이오드 D1의 애노드에는 전원 전압 Vdd가 공급된다. 다이오드 D1, D2는 예를 들면 게이트와 드레인을 공통 접속한 MOS 트랜지스터에 의해 구성할 수 있다. S1∼S9는 다이오드 D1, D2의 접속점에, 컨덴서 C1A, C1B, C1C, C1D를 병렬 또는 직렬로 전환하는 접속을 행하기 위한 스위치이다.

이들 스위치 S1∼S9는 예를 들면 MOS 트랜지스터에 의해 구성할 수 있다. 참조 번호(31)는 컨덴서 C1D에 클럭을 공급하는 클럭 드라이버이다. 클럭 드라이버(31)는, 예를 들면 2단의 CMOS 인버터에 의해 구성된다. 또, 다이오드 D2로부터 출력되는 출력 전압이 부하(도시하지 않음)에 인가된다.

이 차지펌프 회로의 동작을 설명하면, 이하와 같다. 클럭 드라이버(31)의 입력 클럭이 L 레벨(CLK=Low)일 때, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 S1∼S3=온, S4∼S9=오프라고 하면, 4개의 컨덴서 C1A∼C1D는 다이오드 D1, D2의 접속점에 직렬 접속된다. 그러면, 각 컨덴서 C1A∼C1D는 Vdd/4로 충전된다.

이어서, 클럭 드라이버(31)의 입력 클럭이 H 레벨일 때 (CLK=High)일 때, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, S1∼S3=오프, S4∼S9=온으로 하면, 4개의 컨덴서 C1A∼C1D는 다이오드 D1, D2의 접속점에 병렬 접속된다. 그러면, 각 컨덴서 C1A∼C1D의 전압은 Vdd/4이므로, 클럭 드라이버(11)의 출력을 Vdd로 하면, 다이오드 D1, D2의 접속점의 전압은 1.25Vdd로 승압된다.

도 7은 제6 실시예에 따른 차지펌프 회로를 도시한 개략 회로도이다. 이 차지펌프 회로는 0.25Vdd 스텝±승압 차지펌프 회로이다. 도 7에서, 참조 번호(30)는 +0.25Vdd 스텝 승압 차지펌프 회로, 참조 번호(50)는 -0.25Vdd 스텝 승압 차지펌프 회로, 참조 번호(40)는 +1.25Vdd 승압 차지펌프 회로로서, 그 출력 전압 1.25Vdd는 스위치 S10, S11의 전환함에 따라 클럭 드라이버(31b, 51b)의 전원 전압으로 하여 공급된다. +1.25Vdd 승압 차지펌프 회로(40)는 제5 실시예와 동일한 구성이기 때문에 상세한 설명은 생략하지만, 클럭 드라이버(41), 4개의 직병렬 컨덴서(42)를 포함하고, 1.25Vdd의 전압을 출력하는 것이다.

+0.25Vdd 스텝 승압 차지펌프 회로(30)는 0.25 스텝으로 승압 전압 Vout=1.5Vdd, 1.75Vdd, 2Vdd, 2.25Vdd, 2.5Vdd, 2.75Vdd, …를 출력한다. 한편, -0.25Vdd 스텝 승압 차지펌프 회로(50)는 -0.5Vdd, -Vdd, -1.5Vdd, -1.75Vdd, -2Vdd, -2.25Vdd, -2.5Vdd, -2.75Vdd, …를 출력한다. 2개의 차지펌프 회로(30, 50)는 나중에 설명한 바와 같이 따로 동작하지만, 이들을 조합함에 따라, 플러스 전압 및 마이너스 전압의 전원을 구성할 수 있다.

+0.25Vdd 스텝 승압 차지펌프 회로(30)의 구성은 이하와 같다. 다이오드 D1∼Dn+1은 직렬로 접속되어 있고, 그 초단 다이오드 D1의 애노드에는 전원 전압 Vdd가 공급된다. 참조 번호(33(C1))는 다이오드 D1, D2의 접속점에 접속된 2개의 직병렬 컨덴서, C2, C3, …은 다이오드 D2∼Dn+1의 각 접속점에 접속된 컨덴서, 참조번호(32)는 다이오드 Dn+1의 출력에 접속된 부하이다.

또한, 참조 번호(31a)는 직병렬 컨덴서(33)에 클럭 CLK를 공급하는 클럭 드라이버, 참조 번호(31b)는 컨덴서 C2, C3, …에 클럭 CLK를 공급하는 클럭 드라이버이다. 여기서, 각 클럭 드라이버(31a, 31b)의 클럭 CLK는 교대로 역상 클럭이다. 또한, S10은 클럭 드라이버(31a)의 전원 전압으로서, 1.25Vdd 또는 Vdd를 전환하여 공급하기 위한 스위치이다.

또한, 필요에 따라, 제2 실시예와 마찬가지로, 검지 회로, 차지 회로단수 제어 회로, 조절기를 설치할 수 있다.

이어서, -0.25Vdd 스텝 승압 차지펌프 회로(50)의 구성은 이하와 같다. 다이오드 D'1∼D'n+1은 직렬로 접속되어 있고, 그 초단 다이오드 D'1의 애노드에는 접지 전압(0V)이 공급된다. 참조 번호(53(C'1))는 다이오드 D'1, D'2의 접속점에 접속된 2개의 직병렬 컨덴서, C'2, C'3, …은 다이오드 D'2∼D'n+1의 각 접속점에 접속된 컨덴서, 참조 번호(52)는 다이오드 D'n+1의 출력에 접속된 부하이다.

또한, 참조 번호(51a)는 직병렬 컨덴서(53)에 클럭 CK를 공급하는 클럭 드라이버, 참조 번호(51b)는 컨덴서 C'2에 클럭 CK를 공급하는 클럭 드라이버, 참조 번호(51c)는 컨덴서 C'3, …에 클럭 CK를 공급하는 클럭 드라이버이다. 여기서, 각 클럭 드라이버(51a, 51b, 51c)의 클럭 CK는 교대로 역상 클럭이다. 또한, S11은 클럭 드라이버(51b)의 전원 전압으로서, 1.25Vdd 또는 Vdd를 전환하여 공급하기 위한 스위치이다. 또한, 필요에 따라, 제2 실시예와 마찬가지로, 검지 회로, 차지펌프 회로단수 제어 회로, 조절기를 설치할 수 있다.

이어서, +0.25Vdd 스텝 승압 차지펌프 회로(30)의 동작을 설명하면, 이하와 같다. 지금, 1단째의 펌프 노드 전압 VH1에 착안하면, 스위치(10)가 Vdd 측으로 전환되고, 클럭 드라이버(31a)의 전원 전압에 Vdd가 공급된다고 한다. 그러면, 펌프 노드 전압 VH1은 제1 실시예에 의해 설명한 바와 같이, 직병렬 컨덴서(33)가 직병렬 전환 동작을 하는 경우에는 Vdd+1/2Vdd=1.5Vdd, 직병렬 컨덴서가 항상 직렬 접속으로 동작하는 경우에는 Vdd+Vdd=2Vdd이 된다.

한편, 스위치(10)가 1.25Vdd 측으로 전환되고, 클럭 드라이버(31a)의 전원 전압에 1.25Vdd가 공급된다고 한다. 그렇게 하면, 직병렬 컨덴서(33)가 직병렬의 전환 동작을 하는 경우에는 1.25Vdd+1/2Vdd=1.75Vdd, 직병렬 컨덴서가 항상 직렬 접속으로 동작하는 경우에는 1.25Vdd+Vdd=2.25Vdd가 된다.

즉, 펌프 노드 전압 VH1로서, 스위치(10) 및 직병렬 콘텐츠(33)가 전환함에 따라, 1.5Vdd, 1.75Vdd, 2Vdd, 2.25Vdd를 얻을 수 있는 것을 알 수 있다. 따라서, 2단째의 펌프 노드 전압으로는 Vdd가 가산되기 때문에, 2.5Vdd, 2.75Vdd, 3Vdd, 3.25Vdd를 얻을 수 있는 것을 알 수 있다. 이렇게 해서, 2단째 이후의 차지펌프 단수 n의 제어에 의해, 임의의 0.25Vdd 스텝의 승압 전압을 얻을 수 있다.

이어서, -0.25Vdd 스텝 승압 차지펌프 회로(50)의 동작에 대해서도 마찬가지지만, 2단째의 컨덴서 C2에 접속된 클럭 드라이버(51b)의 전원 전압을 스위치(11)에 의해 전환한다는 점이 다르다. 만약, 1단째의 클럭 드라이버(51a)의 전원 전압을 전환하면, 그 전원 전압이 1/2이 되기 때문에 0.25Vdd의 전압 스텝을 얻을 수 없게 된다.

이에 따라, 1단째의 펌프 노드 전압 VH'1로 하여, 직병렬 컨덴서(53)의 전환에 따라, 0.5Vdd 또는 Vdd를 얻을 수 있고, 2단째의 펌프 노드 전압 VH'2로 하여, 스위치(11)의 전환에 따라, -1.5Vdd, -1.75Vdd, -2Vdd, -2.25Vdd 얻을 수 있다. 이렇게 해서, 3단째 이후의 차지펌프 단수를 제어함에 따라 임의의 -0.25Vdd 스텝의 승압 전압을 얻을 수 있다.

또한, 본 실시예의 차지펌프 회로에서, 직병렬 컨덴서(33, 42, 53)의 컨덴서수를 바꿈에 따라, 임의의 스텝의 승압 전압을 얻을 수 있는 것도 특허의 범위이다. 예를 들면, 직병렬 컨덴서(33, 42, 53)를 3개의 컨덴서와 대응하는 전환 스위치에 의해 구성함으로써 0.33Vdd 스텝의 차지펌프 회로를 구성할 수 있다. 즉, 이 경우의 승압 전압은 1.33Vdd, 1.66Vdd, 2Vdd, 2.33Vdd, 2.66Vdd, 3Vdd, …, -1.66, -2Vdd, -2.33Vdd, -2.66Vdd, -3Vdd, … 이 된다.

본원에 있어서 개시된 발명 중, 대표적인 것에 의해 얻을 수 있는 효과를 간단히 설명하면, 이하와 같다.

첫째, 클럭의 레벨에 따라 컨덴서를 직렬, 병렬로 전환함에 따라, 전원 전압 Vdd보다 작은 전압 스텝의 플러스 또는 마이너스의 승압 전압을 얻을 수 있음과 함께, 회로의 효율 η을 개선할 수 있는 것이다.

두번째, n단의 차지펌프 회로의 조합에 의해 전원 전압 Vdd의 전압 스텝에 전원 전압에 비해 적은 전압 스텝을 가산한 플러스 또는 마이너스의 승압 전압을 출력할 수 있고, 또한 회로의 효율 η을 개선할 수 있다.

세번째, 또한 조절기, 전압 검지 수단, 및 클럭 제어 수단을 구비하여, 승압 전압에 따라 차지펌프 회로의 단수를 전환하고, 승압 전압을 조절함으로써, 더욱 회로의 효율 η을 향상시킬 수 있다.

Claims (15)

1. 차지펌프 회로에 있어서,

   직렬로 접속된 복수의 다이오드;

   상기 다이오드의 접속점에 접속되는 2 이상의 컨덴서;

   상기 컨덴서에 클럭을 공급하는 클럭 공급 수단; 및

   상기 클럭의 전압 레벨에 따라, 상기 2이상의 컨덴서를 상기 다이오드의 접속점에 직렬 또는 병렬로 접속하기 위한 스위치 수단

   을 포함하고, 상기 다이오드로부터 승압 전압을 출력하는 것을 특징으로 하는 차지펌프 회로.
2. 차지펌프 회로에 있어서,

   직렬로 접속된 복수의 다이오드;

   초단의 다이오드에 전원 전압을 공급하는 전압원;

   상기 초단의 다이오드와 다음 단의 다이오드와의 접속점에 접속되는 2이상의 컨덴서;

   상기 컨덴서에 클럭을 공급하는 클럭 공급 수단; 및

   상기 클럭이 L 레벨일 때에 상기 2이상의 컨덴서를 상기 다이오드의 접속점에 직렬로 접속하고, 상기 클럭이 H 레벨일 때에 상기 2이상의 컨덴서를 상기 다이오드의 접속점에 병렬로 접속하도록 전환을 행하는 스위치 수단

   을 포함하고, 최종단의 다이오드로부터 상기 전원 전압에 비해 작은 전압 스텝의 플러스의 승압 전압을 출력하는 것을 특징으로 하는 차지펌프 회로.
3. 차지펌프 회로에 있어서,

   직렬로 접속된 복수의 다이오드;

   초단의 다이오드에 전원 전압을 공급하는 전압원;

   상기 초단의 다이오드와 다음 단의 다이오드와의 접속점에 접속되는 2이상의 제1 컨덴서;

   상기 접속점을 제외한 다른 다이오드의 접속점에 접속된 1이상의 제2 컨덴서;

   상기 제1 컨덴서 및 제2 컨덴서에 역상의 클럭을 교대로 공급하는 클럭 공급 수단; 및

   상기 제1 컨덴서에 공급되는 클럭의 전압 레벨에 따라 상기 2이상의 제1 컨덴서의 접속 상태를 전환하는 스위치 수단

   을 포함하고, 상기 스위치 수단은,

   상기 제1 컨덴서에 공급되는 클럭이 L 레벨일 때에 상기 2이상의 컨덴서를 상기 초단의 다이오드와 다음단의 다이오드와의 접속점에 직렬로 접속하고, 상기 클럭이 H 레벨일 때에 상기 2이상의 컨덴서를 그 접속점에 병렬로 접속하는 전환을 행하고, 최종단의 다이오드로부터 상기 전원 전압의 전압 스텝에 상기 전원 전압에 비해 작은 전압 스텝을 가산한 플러스의 승압 전압을 출력하는 것을 특징으로 하는차지펌프 회로.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 스위치 수단을 제어하는 스위치 제어 수단을 구비하고, 이 스위치 제어 수단으로부터 출력되는 스위치 제어 신호에 따라, 상기 2이상의 컨덴서를 상기 초단의 다이오드와 상기 다음단의 다이오드와의 접속점에, 항상 직렬로 접속하거나 상기 클럭의 레벨에 따라 직렬 또는 병렬로 접속하는 전환을 행하도록 한 것을 특징으로 하는 차지펌프 회로.
5. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 최종단의 다이오드로부터 출력되는 승압 전압을 조정하는 조절기를 설치한 것을 특징으로 하는 차지펌프 회로.
6. 제2항 또는 제3항에 있어서,

   상기 최종단의 다이오드로부터 출력되는 승압 전압을 검지하는 전압 검지 수단; 및

   그 검지 결과에 따라 차지펌프 회로의 단수를 제어하는 차지펌프 회로단수 제어 수단

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 차지펌프 회로
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다이오드는 게이트 및 소스를 공통 접속한 MOS 트랜지스터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차지펌프 회로.
8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스위치 수단은 MOS 트랜지스터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차지펌프 회로.
9. 차지펌프 회로에 있어서,

   초단의 다이오드에 접지 전압이 공급됨과 함께 직렬로 접속된 복수의 다이오드;

   상기 초단의 다이오드와 다음 단의 다이오드와의 접속점에 접속되는 2이상의 컨덴서;

   상기 컨덴서에 클럭을 공급하는 클럭 드라이버 수단; 및

   상기 클럭이 H 레벨일 때에 상기 2이상의 컨덴서를 상기 다이오드의 접속점에 직렬로 접속하고, 상기 클럭이 L레벨일 때에 상기 2이상의 컨덴서를 상기 다이오드의 접속점에 병렬로 접속하는 전환을 행하는 스위치 수단

   을 포함하고, 최종단의 다이오드로부터 상기 클럭 드라이버 수단에 공급되는 전원 전압에 비해 작은 전압 스텝으로 마이너스의 승압 전압을 출력하는 것을 특징으로 하는 차지펌프 회로.
10. 차지펌프 회로에 있어서,

    초단의 다이오드에 접지 전압이 공급됨과 함께 직렬로 접속된 복수의 다이오드;

    상기 초단의 다이오드와 다음 단의 다이오드와의 접속점에 접속되는 2이상의 제1 컨덴서;

    상기 접속점을 제외한 다른 다이오드의 접속점에 접속된 1이상의 제2 컨덴서;

    상기 제1 컨덴서 및 제2 컨덴서에 역상의 클럭을 교대로 공급하는 클럭 드라이버 수단; 및

    상기 제1 컨덴서에 공급되는 클럭의 전압 레벨에 따라 상기 2이상의 제1 컨덴서의 접속 상태를 전환하는 스위치 수단

    을 포함하고, 상기 스위치 수단은,

    상기 제1 컨덴서에 공급되는 클럭이 H레벨일 때에 상기 2이상의 컨덴서를 초단의 다이오드와 다음 단의 다이오드와의 접속점에 직렬로 접속하고, 상기 클럭이 L레벨일 때에 상기 2이상의 컨덴서를 그 접속점에 병렬로 접속하는 전환을 행하는 스위치 수단을 포함하고, 최종단의 다이오드로부터 상기 클럭 드라이버 수단에 공급되는 전원 전압에 비해 적은 전압 스텝으로 마이너스의 승압 전압을 출력하는 것을 특징으로 하는 차지펌프 회로.
11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 스위치 수단을 제어하는 스위치 제어 수단을 포함하고, 이 스위치 제어 수단으로부터 출력되는 스위치 제어 신호에 따라, 상기 2이상의 컨덴서를 상기 초단의 다이오드와 상기 다음 단의 다이오드와의 접속점에 항상 직렬로 접속하거나 상기 클럭의 레벨에 따라 직렬 또는 병렬로 접속하는전환을 행하도록 한 것을 특징으로 하는 차지펌프 회로.
12. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 최종단의 다이오드로부터 출력되는 승압 전압을 조정하는 조절기를 설치한 것을 특징으로 하는 차지펌프 회로.
13. 제9항 또는 제10항에 있어서,

    상기 최종단의 다이오드로부터 출력되는 승압 전압을 검지하는 전압 검지 수단; 및

    그 검지 결과에 따라 차지펌프 회로의 단수를 제어하는 차지펌프 회로단수 제어 수단

    을 포함하는 것을 특징으로 하는 차지펌프 회로.
14. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 다이오드는 게이트 및 소스를 공통 접속한 MOS 트랜지스터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차지펌프 회로.
15. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 스위치 수단은 MOS 트랜지스터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차지펌프 회로.