KR100481833B1

KR100481833B1 - 고전압펌핑회로

Info

Publication number: KR100481833B1
Application number: KR1019970035823A
Authority: KR
Inventors: 김상범
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 1997-07-29
Filing date: 1997-07-29
Publication date: 2005-07-04
Also published as: KR19990012432A

Abstract

본 발명은 고전압 펌핑 회로에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 전원전압에 영향을 받지 않고 안정적인 레벨을 갖는 고전압을 발생하는 고전압 펌핑 회로에 관한 것으로서, 펌핑 용량을 제어하는 클럭 신호들을 발생하는 클럭 발생 수단과; 외부로부터 인가되는 전원전압의 레벨을검출하여 검출 신호를 발생하는 검출 수단과; 상기 검출신호에 응답하여 상기 클럭 신호들 중 하나를 선택하는 클럭 발생 수단과: 선택된 상기 클럭 신호를 인가받아 고전압을 발생하는 펌프 구동 수단을 포함한다. 이와 같은 회로에 의해서 전원전압 레벨에 따른 전류소모를 줄일 수 있다.

Description

고전압 펌핑 회로{high voltage pumping circuit}

본 발명은 고전압 펌핑 회로에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 전원전압의 레벨에 상관없이 안정적인 레벨의 고전압을 발생하기 위한 고전압 발생 회로에 관한 것이다.

일반적으로 사용되고 있는 고전압 펌핑 회로는 낮은 범위의 전원전압에서 가능하도록 만들어지고 있으며, 고전압 펌핑 회로가 동작하는데 있어 필요한 동작 전압(operating voltage)은 통상적으로 5V±10%, 3V±10%이 필요하다. 상기와 같이 동작전압의 폭이 1V정도 내외이므로 고전압 펌핑 회로에 맞는 고전압을 공급할 수가 있었으나, 최근들어 개발된 고전압 발생 회로를 내장한 제품의 동작 전압은 그 범위가 넓어지고 있는 추세이다. 만일에 2V∼6V의 동작 전압을 갖는 제품을 개발하고자 한다면 고전압 발생 회로의 용량이 상기 전압과는 무관하도록 설계해야 한다. 이때 상기 고전압 펌핑 회로는 낮은 전원전압을 기준으로 동작하도록 설계를 하고 있다.

도 1은 고전압 펌핑 회로의 구성을 개략적으로 보여주는 회로도이다.

고전압 펌핑 회로는 펌핑 용량을 제어하는 펌프 클럭 신호를 발생하는 펌프 클럭 발생 회로(10)와 상기 펌프 클럭 신호에 따라 고전압(Vpp)을 출력하는 펌프 구동 회로(20)를 구비하고 있으며, 상기 펌프 구동 회로(20)를 통해 동작에 필요한 최소한의 펌핑 용량을 만족해야 한다. 그러나 낮은 전원전압 조건하에서 얻고자 하는 고전압을 발생시키기 위해서는 높은 전원전압에서 동작시키는 것보다 더 많은 노력이 필요하다. 그러므로 상기 낮은 전원전압에서 높은 주파수인 클럭 신호를 인가하여 펌프 구동회로(20)의 펌핑 용량을 증가시킨다.

그러나, 상술한 바와 같이 클럭 신호의 주파수를 빠르게 하면 높은 전원전압에서는 펌핑 용량이 적정 수준을 넘게되어 과도하게 많은 양의 전류가 소모되는 문제점이 발생하게 된다. 그러므로 낮은 전원전압과 높은 전원전압에서 서로의 펌핑 용량 차이가 많이 발생하고, 상기와 같은 방법으로는 낮은 전원전압 조건에 맞추는 고전압 발생 회로의 설계 구현이 어려워진다.

따라서 본 발명의 목적은 넓은 범위를 갖는 전원전압조건에서 전류의 소모를 줄이고, 어느 전원전압 레벨에서도 안정적으로 동작하는 고전압 펌핑 회로를 제공하기 위한 것이다.

(구성)

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 일 특징에 의하면, 펌핑 용량을 제어하는 클럭 신호들을 발생하는 클럭 발생 수단과, 외부로부터 인가되는 전원전압의 레벨을검출하여 검출 신호를 발생하는 검출 수단과, 상기 검출신호에 응답하여 상기 클럭 신호들 중 하나를 선택하는 클럭 발생 수단과, 선택된 상기 클럭 신호를 인가받아 고전압을 발생하는 펌프 구동 수단을 포함한다.

이 실시예에 있어서, 상기 클럭 발생 수단은 주파수가 각기 다른 클럭 신호들을 발생하는 것을 특징으로 한다.

이 실시예에 있어서, 상기 검출 수단은 상기 전원전압을 인가받고, 이를 기준전압과 비교하여 기준전압보다 낮을 때. 제 1 검출 신호를 발생하고, 상기 전원전압이 상기 기준전압보다 높을 때, 제 2 검출 신호를 발생하는 것을 특징으로 한다.

이 실시예에 있어서, 상기 기준 전압은 출력되는 고전압의 레벨에 따라 달리 인가되는 것을 특징으로 한다.

이 실시예에 있어서, 상기 클럭 선택 수단은 상기 제 1 검출 신호가 인가될 때, 제 1 클럭 신호를 선택하고, 상기 제 2 검출 신호가 인가될 때, 상기 제 1 클럭 신호보다 낮은 주파수를 갖는 제 2 클럭 신호를 선택하는 것을 특징으로 한다.

이 실시예에 있어서, 상기 제 1 클럭 신호는 상기 제 2 클럭 신호보다 높은 주파수를 갖는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 실시예에 있어서, 넓은범위의 전원전압이 인가될 때, 인가되는 전원전압의 레벨에 따라 펌핑 용량을 조절함으로써 안정적으로 고전압을 공급할 수 있다.

(실시예)

본 발명의 신규성을 갖는 고전압 발생 회로는 전원전압의 레벨을 검출함으로써 낮은 전원전압에서는 주파수가 빠른 클럭 신호를 선택하여 펌프 구동 회로의 펌프 능력을 향상시키고, 높은 전원전압에서는 주파수가 느린 클럭 신호를 선택하여 펌프 구동 회로의 펌프 능력을 저하시켜 얻고자 하는 레벨의 고전압을 공급한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 참고 도면 도 2에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 고전압 발생 회로의 구성을 보여주는 회로도이다.

고전압 발생 회로는 클럭 발생 회로(110), 전원전압 검출 회로(120), 클럭 선택 회로(130), 그리고 펌프 구동 회로(140)를 구비하고 있다. 클럭 발생 회로(110)는 펌프 회로의 용량을 제어하는 복수개의 클럭 신호들을 발생하고, 전원전압 검출 회로(120)는 외부로부터 인가되는 전원전압(VCC)과 기준전압(Vref)을 비교하여 전원전압의 레벨을 검출하고, 클럭 선택 회로(130)는 상기 전원전압 검출 회로(120)로부터 발생되는 검출 신호(dec)에 응답하여 복수개의 클럭 신호들 중에 하나를 선택한다. 그리고 펌프 구동 회로(140)는 선택된 클럭 신호(CK)와 그것의 위상이 반전된 클럭 신호(

)를 인가받아 펌핑 동작을 수행함으로써 고전압을 발생한다. 그러므로 낮은 동작 전압에서는 소정 레벨의 펌핑 용량에 맞추어 펌프 구동 회로(140)를 구동하는 클럭의 주파수를 결정하고, 높은 동작 전압에서는 이에 맞는 펌핑용량을 조절하여 펌프 구동 회로를 구동하는 클럭의 주파수를 선택한다.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 고전압 발생 회로의 펌핑 동작을 참고 도면 도 2에 의거하여 설명한다.

클럭 발생 회로(110)는 펌핑 용량을 결정하는 각기 다른 주파수들을 발생하고, 전원전압 검출 회로(120)는 상기 외부로부터 인가되는 넓은 범위의 전원전압을 검출하는데 이때, 전원전압이 기준전압보다 낮을 경우 검출되는 신호를 제 1 검출 신호(dec1), 전원전압(VCC)이 기준전압(Vref)보다 높을 경우 검출되는 신호를 제 2 검출 신호(dec2)라 하자. 그로 인해 상기 클럭 선택 회로(130)는 상기 검출 신호(dec)에 따라 여러 주파수들 중에 하나를 선택하는데, 제 1 검출 신호(dec1) 인가시에는 상기 전원전압(VCC)레벨이 기준전압(Vref)보다도 낮기 때문에 여러 주파수들 중에 높은 제 1 주파수(freq1)를 선택한다. 반면에 기준전압(Vref)보다도 높은 전원전압(VCC)의 제 2 검출 신호(dec2)가 인가될 때는 상기 제 1 주파수보다 낮은 제 2 주파수를 선택하여 펌프 구동 회로(140)를 구동시킨다.

상기 선택된 제 1 주파수를 갖는 클럭신호(CK)는 클럭 선택 회로(140)를 통해 반전된 클럭 신호(

)와 함께 펌프 구동 회로(140)에 인가되어 펌핑 용량울 증가시킴으로써 동작전압이 낮을 때 펌핑 용량이 줄어드는 것을 막을 수 있다. 계속해서, 제 2 주파수를 갖는 클럭 신호(CK)와 위상이 반전된 클럭 신호(

)가 펌프 구동 회로(140)에 인가되면, 펌프 구동 회로(140)의 펌핑 용량을 감소시켜 동작전압을 높게 할 때, 펌핑 용량이 증가하여 많은 양의 전류가 소모되는 것을 미리 차단할 수 있다.

그리고 상기 검출 회로(120)에 인가되는 외부 전원전압(EVC)과 비교되는 기준전압은 얻고자 하는 고전압의 레벨이 달라질 때마다 달리 인가되는 특징을 갖는다. 그러므로 기준전압(Vref)이 달라짐에 따라 검출 회로로부터 발생되는 검출 신호(dec)는 매번 다르므로 복수개의 검출 신호들(dec)이 출력된다는 것을 알 수 있다.

상술한 바와 같이, 넓은 범위의 전원전압이 인가되어도 낮은 전원전압과 높은 전원전압의 레벨을 검출하여 이에 해당되는 클럭 신호를 선택함으로써 낮은 전원 전압인가시에는 펌핑 용량을 증가시키고, 높은 전원전압 인가시에는 펌핑 용량을 감소시켜 일정한 레벨의 고전압이 발생하도록 하고, 적은 전류양을 가지고도 회로를 구현할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 기술에 따른 고전압 펌핑 회로의 구성을 보여주는 회로도:

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고전압 펌핑 회로의 구성을 보여주는 회로도:

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명

110 : 클럭 발생 회로 120 : 전원전압 검출 회로

130 : 클럭 선택 회로 140 : 펌프 구동 회로

Claims

고전압의 발생을 제어하는 각기 다른 주파수를 갖는 복수 개의 클럭 신호들(CK1, CK2, ‥‥, CKi)을 발생하는 클럭 발생 수단(110)과;

외부로부터 인가되는 전원전압의 레벨을 검출하여 검출 신호(dec)를 발생하는 검출 수단(120)과;

상기 검출 신호(dec)에 응답하여 상기 클럭 신호들(CKi) 중 하나를 선택하는 클럭 선택 수단(130)과;

선택된 상기 클럭 신호를 인가받아 고전압을 발생하는 펌프 구동 수단(140)을 포함하는 고전압 펌핑 회로.
제 1 항에 있어서,

상기 검출 수단(120)은

상기 전원전압을 인가받고, 이를 기준전압과 비교하여 기준전압보다 낮을 때, 제 1 검출 신호(dec1)를 발생하고,

상기 전원전압이 기준전압보다 높을 때, 제 2 검출 신호(dec2)를 발생하는 것을 특징으로 하는 고전압 펌핑 회로.
제 2 항에 있어서,

상기 기준전압은

출력되는 고전압의 레벨에 따라 인가되는 전압 레벨이 달라지는 것을 특징으로 하는 고전압 펌핑 회로.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 클럭 선택 수단(130)은

상기 제 1 검출 신호(dec1)가 인가될 때, 제 1 클럭 신호를 선택하고,

상기 제 2 검출 신호(dec2)가 인가될 때, 상기 제 1 클럭 신호보다 낮은 주파수를 갖는 제 2 클럭 신호를 선택하는 것을 특징으로 하는 고전압 펌핑 회로.
제 4 항에 있어서,

상기 제 1 클럭 신호는

상기 제 2 클럭 신호의 주파수보다 높은 주파수를 갖는 것을 특징으로 하는 고전압 펌핑 회로.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 클럭 선택 수단(130)은

상기 검출 신호(dec)를 인가받고, 상기 클럭 신호들(CK1, CK2,‥‥, CKi) 중 상기 검출신호(dec)에 대응되는 클럭 신호를 선택하는 것을 특징으로 하는 고전압 펌핑 회로.