KR100562651B1 - 다단 전압 펌프 회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 각 펌핑스테이지의 스위치 모스트랜지스터에서 문턱전압의 손실이 발생되지 않아서 전력소모 및 전류 전달 효율 저하를 방지하고, 점차 낮은 전압을 공급전원(VDD)으로 사용하는 추세인 메모리 소자 등에서 필요한 고전압을 임의의 'N x VDD'으로 안정적으로 생성하는 다단 전압 펌핑 회로에 관한 것으로서, 이를 위한 본 발명의 다단 전압 펌핑 회로는 서로 상보적인 위상을 갖는 상기 제1 및 제2 클럭에 의해 구동되는 크로스 커플 전압체배기로 구성되어, 입력단에 인가된 전압을 문턱전압 손실없이 승압하는 복수의 전압펌핑스테이지 - 상기 전압펌핑스테이지의 출력단은 다음단의 전압펌핑스테이지의 입력단에 접속 됨 - ; 및 최종단의 전압펌핑스테이지를 제외한 각각의 상기 전압펌핑스테이지의 출력단에 연결되어 전하를 저장하는 복수의 전하저장수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
다단전압펌핑회로, 크로스커플전압체배기, 문턱전압, 손실

Description

다단 전압 펌프 회로{Multi stage voltage pump circuit}
도 1은 종래기술에 따른 다단 전압 펌핑 회로도.
도 2는 통상적인 크로스 커플 전압 체배기 회로도.
도 3은 본 발명에 따른 다단 전압 펌핑 회로의 블록 구성도.
도 4는 비 오버랩핑 클럭 생성기(Non Overlapping Clock Generator).
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 다단 전압 펌핑 회로도.
도 6은 도 5의 회로도에 대한 시뮬레이션 파형도.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 다단 전압 펌핑 회로도.
도 8은 도 5의 회로도에 대한 시뮬레이션 파형도.
본 발명은 반도체집적회로 설계 기술에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 낮은 공급전원을 승압하여 승압된 고전압을 얻기 위한 다단 전압 펌핑 회로에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 반도체 집적회로는 특정 회로의 동작에 공급전원 이상의 고전압이 필요한 경우에 칩 외부에서 인가된 공급전원전압을 원하는 고전압으로 승압하는 전압펌핑회로를 구비하게 된다. 예컨대 전압펌핑회로는 DRAM의 워드라인 전압을 생성하고자 하는 경우, 또는 플래쉬 메모리 소자의 DC 생성기 등에 응용된다.
도 1은 종래기술에 따른 다단 전압 펌핑 회로도이다.
도 1을 참조하면 공급전원전압 VDD의 입력단과 최종출력 VOUT을 제공하는 출력단 사이에 다이오드 접속된 NMOS트랜지스터(M1, M2...MN)가 복수개 직렬 접속되어 있어 입력단에서 출력단쪽으로 전류 흐름을 스위칭 제어한다.
그리고, 각 트랜지스터들의 접속노드(V1, V2...VN-1)마다 클럭 clk, clkb에 의해 구동되는 펌핑커패시터(C1, C2...Cn-1)가 접속되어 있다. 각 스테이지별로 펌핑커패시터에는 클럭 clk 및 이의 상보적인 위상을 갖는 신호 clkb가 번갈아가면서 입력된다. 클럭에 의해 커패시터에 저장된 전하는 펌핑되어 각 노드의 전압을 승압하게 된다. 출력단에 접속된 커패시터 CL은 로드(load)를 의미한다.
노드 V1 과 V2의 전압레벨을 살펴보면, 클럭 clk가 로우이고 클럭 clkb가 하이일때 트랜지스터 M1을 통하여 'VDD-Vth'(Vth는 문턱전압임)이 가해지고, 커패시터 C1에는 전하 'Q1 = C1 x (VDD-Vth)'이 저장된다.
이어서, 클럭 clk가 하이 클럭 clkb가 로우가되면, V1에는 전하량보존법칙에 의해 Q1의 전하량이 유지되면서, 'VDD+(VDD-Vth)'의 전압이 가해진다. 스위칭 모스 트랜지스터 M1은 다이오드 접속되어 있기 때문에 오프(off)되어 트랜지스터 M2를 거쳐 V1의 전압 'VDD+(VDD-Vth)'는 V2로 전달되며, 이때 V2의 전압은 '2VDD-2Vth'가 된다.
이와 같은 방식으로 클럭이 계속 토글링하면서 전하는 최종 VOUT에 반영되어 최종 출력전압은 펌핑 스테이지에 따라 원하는 고전압으로 얻을 수 있게 된다.
그러나, 상술한 종래기술은 다이오드 접속된 각 트랜지스터를 통해서 전달되는 전압이 문턱전압 만큼 손실을 가져다 주고, 각 트랜지스터에서 'P = Iload x Vth)' 만큼의 전력소모를 하며, 이 때문에 전류전달효율이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 각 펌핑스테이지의 스위치 모스트랜지스터에서 문턱전압의 손실이 발생되지 않아서 전력소모 및 전류 전달 효율 저하를 방지하고, 점차 낮은 전압을 공급전원(VDD)으로 사용하는 추세인 메모리 소자 등에서 필요한 고전압을 임의의 'N x VDD'으로 생성하는 다단 전압 펌핑 회로를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 서로 상보적인 위상을 갖는 상기 제1 및 제2 클럭에 의해 구동되는 크로스 커플 전압체배기로 구성되어, 입력단에 인가된 전압을 문턱전압 손실없이 승압하는 복수의 전압펌핑스테이지 - 상기 전압 펌핑스테이지의 출력단은 다음단의 전압펌핑스테이지의 입력단에 접속 됨 - ; 및 최종단의 전압펌핑스테이지를 제외한 각각의 상기 전압펌핑스테이지의 출력단에 연결되어 전하를 저장하는 복수의 전하저장수단을 포함하는 다단 전압펌핑회로를 제공한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명의 원리를 설명하기 위하여 통상적인 크로스 커플 전압 체배기(Cross Coupled Voltage Doubler)에 대해 설명한다.
도 2는 통상적인 크로스 커플 전압 체배기이다. 주로 고전압 오실레이터(Oscillator)에 사용된다.
그 구성을 살펴보면, 클럭 clk를 일측단으로 인가받고 타측단이 노드(V21)에 접속된 펌핑커패시터(C21)와, 클럭 clkb를 일측단으로 인가받고 타측단이 노드(V22) 접속된 펌핑커패시터(C22)와, 게이트 및 드레인이 노드 V21 및 V22에 크로스 커플 접속되어 입력단의 전압 VDD를 노드 V21 및 V22에 스위칭 전달하는 제1엔모스트랜지스터쌍(M21, M22), 및 게이트 및 소스가 노드 V21 및 V22에 크로스 커플 접속되어 노드 V21 및 V22의 전압을 출력단(VOUT)에 스위칭 전달하는 제1피모스트랜지스터쌍(M23, M24)로 구성된다.
이러한 구성의 전압체배기는 NMOS 및 PMOS가 래치 형태로 구성되어 있기 때 문에, 각 스위칭 트랜지스터의 문턱전압 드롭 없이 VDD 입력전압을 2VDD 출력전압(VOUT)으로 생성할 수 있다.
본 발명은 이러한 크로스커플 전압체배기에 다단 전압 펌핑의 전하전달 원리를 응용하여, 안정적으로 원하는 N배의 전류 전달 특성이 좋은 다단의 전압 펌핑 회로를 제공한다.
도 3은 본 발명에 따른 다단 전압 펌핑 회로의 블록 구성도이다.
도 3을 참조하면, 클럭 clk 및 clkb에 의해 구동되는 크로스 커플 전압체배기(도 2 참조)로 구성되어 입력단에 인가된 전압을 문턱전압 손실없이 승압하는 N개의 전압펌핑스테이지(VPS)가 VDD 입력단에서부터 VOUT 출력단까지 직렬 접속되어 있다. 그리고 최종단인 제N전압펌핑스테이지를 제외한 제1 내지 제(N-1)전압펌핑스테이지)의 출력노드에는 전하저장부(CS)가 접속되어 있다. 즉, (N-1)개의 전하저장부가 구비된다.
클럭 clk 및 clkb는 비 오버랩핑되는 상호 상보적인 위상의 신호로서, 도 4에 통상적인 비 오버랩핑 클럭 생성기(Non Overlapping Clock Generator)가 도시되어 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 다단 전압펌핑회로는 크로스커플 전압체배기를 N개의 스테이지로 구성하여 다단 펌핑하는 것으로, 크로스 커플 전압체배기를 펌핑스테이지로 사용하므로 각 펌핑스테이지의 스위치 모스트랜지스터에서 문턱전압의 손실이 발생되지 않아서 전력소모 및 전류 전달 효율 저하를 억제한다.
또한, 각 펌핑스테이지의 출력노드에는 전하저장부가 형성되어, 더욱더 저전 압의 공급전원을 안정적으로 임의의 N배의 고전압으로 생성하고, 이에 의해 점차 낮은 공급전원을 사용하는 추세인 메모리 소자 등에 매우 유용하게 된다
(제1실시예)
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 다단 전압 펌핑 회로도이다.
도 5를 참조하면, VDD 전압을 입력받아 노드 N41 및 노드 N42에 승압된 전압을 제공하는 크로스 커플 전압체배기로 구성된 제1전압펌핑스테이지(410a)와, 노드 N41 및 N42의 전압을 승압하여 노드 N43 및 N44에 제공하는 크로스 커플 전압 체배기로 구성된 제2전압펌핑스테이지(410b)와, 노드 N43 및 N44의 전압을 승압하여 출력단에 VOUT 전압으로서 제공하는 크로스 커플 전압 체배기로 구성된 제3전압펌핑스테이지(410c)를 포함하고 있는 바, 입력 VDD 전압을 4배로 승압하여 최종 출력하는 구성이다.
제1전압펌핑스테이지(410a)의 출력노드 N41 및 N42에는 일측단이 접지전원을 인가받는 커패시터(C43)와 커패시터(C44)의 타측단이 각각 접속된다. 커패시터(C43, C44)는 각각 제1전압펌핑스테이지(410a)로부터 제공된 전하를 저장하는 전하저장부(420a)이다. 마찬가지로, 제2전압펌핑스테이지(410b)의 출력노드 N43 및 N44에는 일측단이 접지전원을 인가받는 커패시터(C47)와 커패시터(C48)의 타측단이 각각 접속된다. 커패시터(C47, C48)는 제2전압펌핑스테이지(410b)로부터 제공된 전하를 저장하는 전하저장부(420b)이다.
구체적인 전압펌핑스테이지의 회로 구성을 살펴보면, 제1전압펌핑스테이지(410a)는 VDD 전압 입력단과 펌핑노드 PN1 사이에 소오스-드레인 경로가 접속되고 게이트단이 펌핑노드 PN2에 접속된 엔모스트랜지스터(M41)와, VDD 전압 입력단과 펌핑노드 PN2 사이에 소오스-드레인 경로가 접속되고 게이트단이 펌핑노드 PN1에 접속된 엔모스트랜지스터(M42)와, 펌핑노드 PN1와 출력노드 N41 사이에 소오스-드레인 경로가 접속되고 게이트단이 펌핑노드 PN2에 접속된 피모스트랜지스터(M43)와, 펌핑노드 PN2와 출력노드 N42 사이에 소오스-드레인 경로가 접속되고 게이트단이 펌핑노드 PN1에 접속된 피모스트랜지스터(M44)와, 일측단이 펌핑노드 PN1에 접속되고 타측단으로 클럭 clk을 입력받는 펌핑커패시터(C41), 및 일측단이 펌핑노드(PN2)에 접속되고 타측단으로 클럭 clkb을 입력받는 펌핑커패시터(C42)로 구성된다.
초기상태가 아닌 스위칭이 어느정도 진행된 정상상태일때의 제1전압펌핑스테이지(410a)의 동작은 다음과 같다.
클럭 clk가 하이이고 클럭 clkb가 로우인 순간 트랜지스터 M42, M43은 열리고 트랜지스터 M41, M44는 닫히게 된다. 이때 각 스위치에 존재하는 기생커패시턴스를 무시하면 노드 PN2에는 VDD, 노드 PN1에는 2VDD의 전압이 가해지고, 노드 PN1에 가해진 전압은 열려있는 트랜지스터 M43을 통해 커패시터 C43과 접속된 노드 N41로 전달된다.
클럭 clk가 로우이고 클럭 clkb가 하이가 되면, 트랜지스터 M42, M43은 닫히고 트랜지스터 M41, M44는 열리게된다. 따라서, 노드 PN1에는 VDD, 노드 PN2에는 2VDD의 전압이 가해지고, 노드 PN2에 가해진 전압은 열려있는 트랜지스터 M434 통 해 커패시터 C44과 접속된 노드 N42로 전달된다.
제2전압펌핑스테이지(410b)와 제3전압펌핑스테이지(410c)는 제1전압펌핑스테이지(410a)와 실질적으로 동일한 회로적 구성을 가지나, 제2전압펌핑스테이지(410b)는 제1전압펌핑스테이지(410a)와 다르게 펌핑커패시터(C44)가 클럭 clkb에 의해 구동되고, 펌핑커패시터(C45)는 클럭 clk에 의해 구동된다. 즉, 이전의 전압펌핑스테이지와 다음단 전압펌핑스테이지를 구성하는 펌핑커패시터중에서 동일한 전류패스에 접속된 펌핑커패시터가 서로 다른 위상의 클럭 clk 및 clkb에 의해 각기 구동된다.
제2전압펌핑스테이지(410b)의 동작은 제 1전압펌핑스테이지(410a)의 동작과 동일하며, 차이점은 전압 전달 소스인 노드 N41과 N42의 전압이 정상 상태(Steady State)일때 2VDD가 된다는 것이다. 이에 따라, 제2전압펌핑스테이지(410b)의 각 스위치 트랜지스터 M45~M48가 클럭 clk, clkb이 토글링됨에 따라, 노드 N43과 N44에 각각 3VDD의 전압이 가해진다.
마찬가지로, 제3전압펌핑스테이지(410c)의 동작에 의해 출력노드 Vout에는 최종 출력 전압인 4VDD가 가해지게 된다.
도 6은 도 5의 회로도에 대한 시뮬레이션 파형도이다.
도 6을 참조하면, 펌핑노드 PN1은 클럭이 토글할때마다 함께 토글되면서 소정시간(1.50E-06 sec) 후에 2VDD(이론적인 값 3.6V)가 생성되며, 최종적으로 출력단에서는 4VDD(이론적인 값 7,2V)인 출력전압 VOUT를 얻을 수 있음을 알 수 있다. 한편, 이론적인 값과 시뮬레이션 값과 약간 차이나는 이유는 스위치로 사용하는 MOS트랜지스터의 기생커패시턴스(Parasitic Capacitance)와 전하전달용 커패시턴스 간의 커플링(Coupling)이 존재하기 때문이다.
(제2실시예)
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 다단 전압 펌핑 회로도로서, 크로스 커플 전압 체배기가 2단으로 구성되어 제1 및 제2 전압펌핑스테이지(710a, 710b)를 구성하고 있으며, 전하저장부(720)가 제1 및 제2 전압펌핑스테이지(710a, 710b) 사이의 접속노드에 연결되어 있어, 입력전압 VDD를 3배로 승압하여 최종 생성한다.
도 7을 참조하면, VDD 전압을 입력받아 노드 71 및 노드 72에 승압된 전압을 제공하는 크로스 커플 전압체배기로 구성된 제1전압펌핑스테이지(710a)와, 노드 N71 및 N72의 전압을 승압하여 출력단에 VOUT로서 제공하는 크로스 커플 전압 체배기로 구성된 제2전압펌핑스테이지(710b)를 포함하고 있는 바, 2개의 펌핑스테이지로 구성되어 입력전압 VDD를 3배로 승압하여 최종 생성한다. 제1전압펌핑스테이지(710a)의 출력노드 N71 및 N72에는 일측단이 접지전원을 인가받는 커패시터(C73)와 커패시터(C74)의 타측단이 각각 접속되어 전하저장부(720)를 구성한다.
구체적인 전압펌핑스테이지의 회로 구성을 살펴보면, 제1전압펌핑스테이지(710a)는 VDD 전압 입력단과 펌핑노드 PN71 사이에 소오스-드레인 경로가 접속되고 게이트단이 펌핑노드 PN72에 접속된 엔모스트랜지스터(M71)와, VDD 전압 입력단과 펌핑노드 PN72 사이에 소오스-드레인 경로가 접속되고 게이트단이 펌핑노드 PN71에 접속된 엔모스트랜지스터(M72)와, 펌핑노드 PN71와 출력노드 N71 사이에 소오스-드레인 경로가 접속되고 게이트단이 펌핑노드 PN72에 접속된 피모스트랜지스터(M73)와, 펌핑노드 PN72와 출력노드 N72 사이에 소오스-드레인 경로가 접속되고 게이트단이 펌핑노드 PN71에 접속된 피모스트랜지스터(M74)와, 일측단이 펌핑노드 PN71에 접속되고 타측단으로 클럭 clk을 입력받는 펌핑커패시터(C71), 및 일측단이 펌핑노드(PN72)에 접속되고 타측단으로 클럭 clkb을 입력받는 펌핑커패시터(C72)로 구성된다.
제2전압펌핑스테이지(710b)는 제1전압펌핑스테이지(710a)와 실질적으로 동일한 회로적 구성을 가진다. 본 발명의 제2실시예는 제1실시예와 다르게 이전의 전압펌핑스테이지와 다음단 전압펌핑스테이지를 구성하는 펌핑커패시터중에서 동일한 전류패스에 접속된 펌핑커패시터가 서로 동일한 위상의 클럭 clk 및 clkb에 의해 각기 구동된다.
도 8은 도 7의 회로도에 대한 시뮬레이션 파형도이다.
도 8을 참조하면, 펌핑노드 PN71은 클럭이 토글할때마다 함께 토글되면서 소정시간(1.50E-06 sec) 후에 2VDD(이론적인 값 3.6V)가 생성되며, 최종적으로 출력단에서는 3VDD(이론적인 값 5.4V)인 출력전압 VOUT를 얻을 수 있음을 알 수 있다. 한편, 이론적인 값과 시뮬레이션 값과 약간 차이나는 이유는 앞서 언급한 바와 같이 스위치로 사용하는 MOS트랜지스터의 기생커패시턴스(Parasitic Capacitance)와 전하전달용 커패시턴스간의 커플링(Coupling)이 존재하기 때문이다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 다단 전압펌핑회로는 크로스커플 전압체배기를 N개의 스테이지로 구성하여 다단 펌핑하는 것으로, 크로스 커플 전압체배기를 펌핑스테이지로 사용하므로써 각 펌핑스테이지의 스위치 모스트랜지스터에서 문턱전압의 손실이 발생되지 않아서 전력소모 및 전류 전달 효율 저하를 억제한다. 또한, 저전압의 공급전원을 안정적으로 임의의 N배의 고전압으로 생성하므로써, 점차 낮은 공급전원을 사용하는 추세인 메모리 소자 등에 매우 유용하다.

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 비 오버랩된 서로 상보적인 위상을 갖는 제1클럭과 제2클럭을 생성하는 클럭생성수단;
    상기 제1 및 제2 클럭에 의해 구동되는 크로스 커플 전압체배기로 구성되어, 입력단에 인가된 전압을 승압하는 복수의 전압펌핑스테이지 - 상기 전압펌핑스테이지의 출력단은 다음단의 전압펌핑스테이지의 입력단에 접속 됨 - ; 및
    최종단의 전압펌핑스테이지를 제외한 각각의 상기 전압펌핑스테이지의 출력단에 연결되어 전하를 저장하는 복수의 전하저장수단을 포함하며,
    상기 전압펌핑스테이지의 크로스 커플 전압체배기는,
    제1 및 제2 입력단;
    제1 및 제2 노드;
    제1 및 제2 출력단;
    상기 제1입력단과 상기 제1노드 사이에 소오스-드레인 경로가 접속되고 게이트단이 상기 제2노드에 접속된 제1트랜지스터;
    상기 제2입력단과 상기 제2노드 사이에 소오스-드레인 경로가 접속되고 게이트단이 상기 제1노드에 접속된 제2트랜지스터;
    상기 제1노드와 상기 제1출력단 사이에 소오스-드레인 경로가 접속되고 게이트단이 상기 제2출력단에 접속된 제3트랜지스터;
    제2노드와 상기 제2출력단 사이에 소오스-드레인 경로가 접속되고 게이트단이 상기 제1출력단에 접속된 제4트랜지스터;
    일측단이 상기 제1노드에 접속되고 타측단으로 상기 제1클럭을 입력받는 제1펌핑커패시터; 및
    일측단이 상기 제2노드에 접속되고 타측단으로 상기 제2클럭을 입력받는 제2펌핑커패시터
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 다단 전압펌핑회로.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 다음단의 전압펌핑스테이지의 크로스 커플 전압체배기는,
    제3 및 제4 노드;
    제3 및 제4 출력단;
    상기 제1노드와 상기 제3노드 사이에 소오스-드레인 경로가 접속되고 게이트 단이 상기 제4노드에 접속된 제5트랜지스터;
    상기 제2노드와 상기 제4노드 사이에 소오스-드레인 경로가 접속되고 게이트단이 상기 제3노드에 접속된 제6트랜지스터;
    상기 제1노드와 상기 제3출력단 사이에 소오스-드레인 경로가 접속되고 게이트단이 상기 제4출력단에 접속된 제7트랜지스터;
    제4노드와 상기 제4출력단 사이에 소오스-드레인 경로가 접속되고 게이트단이 상기 제3출력단에 접속된 제8트랜지스터;
    일측단이 상기 제3노드에 접속되고 타측단으로 상기 제2클럭을 입력받는 제3펌핑커패시터; 및
    일측단이 상기 제4노드에 접속되고 타측단으로 상기 제1클럭을 입력받는 제4펌핑커패시터
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 다단 전압펌핑회로.
  8. 제6항에 있어서,
    첫번째 전압펌핑스테이지를 구성하는 크로스 커플 전압체배기의 상기 제1 및 제2 입력단은 공통으로 접속되어 상기 공통 입력단으로 공급전원을 인가받는 것을 특징으로 하는 다단 전압펌핑회로.
  9. 제6항에 있어서,
    최종단 전압펌핑스테이지를 구성하는 크로스 커플 전압체배기의 상기 제1 및 제2 출력단은 공통으로 접속된 것을 특징으로 하는 다단 전압펌핑회로.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 전하저장수단은 상기 전압펌핑스테이지의 출력단에 일측단이 연결되고 타측단으로 접지전원을 인가받는 커패시터로 구성되는 것을 특징으로 하는 다단 전압펌핑회로.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 전하저장수단은 상기 제1출력단에 일측단이 연결되고 타측단으로 접지전원을 인가받는 제1커패시터; 및
    상기 제2출력단에 일측단이 연결되고 타측단으로 접지전원을 인가받는 제2커패시터로 구성되는 것을 특징으로 하는 다단 전압펌핑회로.
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Families Citing this family (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100560769B1 (ko) * 2004-01-06 2006-03-13 주식회사 테라반도체 고전압 펌핑 회로
US7317347B2 (en) * 2004-11-22 2008-01-08 Stmicroelectronics S.R.L. Charge pump circuit with reuse of accumulated electrical charge
US7256640B2 (en) * 2005-01-03 2007-08-14 Stmicroelectronics S.R.L. Multi-stage charge pump voltage generator with protection of the devices of the charge pump
EP1677308A1 (en) * 2005-01-03 2006-07-05 STMicroelectronics S.r.l. Low-ripple boosted voltage generator
KR100769781B1 (ko) * 2005-08-25 2007-10-24 주식회사 하이닉스반도체 비휘발성 메모리 장치의 스텝-업 전압 발생 회로
US20070109035A1 (en) * 2005-11-16 2007-05-17 Michael Tsivyan Charge pump
EP1881589A1 (en) * 2006-07-19 2008-01-23 STMicroelectronics S.r.l. Charge pump circuit
TW200826446A (en) * 2006-12-08 2008-06-16 Ememory Technology Inc Two-phase charge pump circuit capable of avoiding body effect
JP4642794B2 (ja) * 2007-03-27 2011-03-02 エプソンイメージングデバイス株式会社 電源回路及び表示装置
US8044705B2 (en) * 2007-08-28 2011-10-25 Sandisk Technologies Inc. Bottom plate regulation of charge pumps
KR100908536B1 (ko) * 2007-12-28 2009-07-20 주식회사 하이닉스반도체 고전압 발생기의 전류 소모 방지 장치
KR100911373B1 (ko) * 2008-04-22 2009-08-07 경북대학교 산학협력단 표준 로직 공정용 승압회로
US7969235B2 (en) * 2008-06-09 2011-06-28 Sandisk Corporation Self-adaptive multi-stage charge pump
US8710907B2 (en) * 2008-06-24 2014-04-29 Sandisk Technologies Inc. Clock generator circuit for a charge pump
US8326256B1 (en) * 2008-07-15 2012-12-04 Impinj, Inc. RFID tag with MOS bipolar hybrid rectifier
US8076968B1 (en) * 2009-03-09 2011-12-13 Fairchild Semiconductor Corporation Low-input-voltage charge pump
US20100283533A1 (en) * 2009-05-05 2010-11-11 Numonyx Bv Charge pump circuit and method
US7973592B2 (en) * 2009-07-21 2011-07-05 Sandisk Corporation Charge pump with current based regulation
US8339183B2 (en) * 2009-07-24 2012-12-25 Sandisk Technologies Inc. Charge pump with reduced energy consumption through charge sharing and clock boosting suitable for high voltage word line in flash memories
US20110148509A1 (en) * 2009-12-17 2011-06-23 Feng Pan Techniques to Reduce Charge Pump Overshoot
US8294509B2 (en) 2010-12-20 2012-10-23 Sandisk Technologies Inc. Charge pump systems with reduction in inefficiencies due to charge sharing between capacitances
US8339185B2 (en) 2010-12-20 2012-12-25 Sandisk 3D Llc Charge pump system that dynamically selects number of active stages
US8699247B2 (en) 2011-09-09 2014-04-15 Sandisk Technologies Inc. Charge pump system dynamically reconfigurable for read and program
US8400212B1 (en) 2011-09-22 2013-03-19 Sandisk Technologies Inc. High voltage charge pump regulation system with fine step adjustment
US8514628B2 (en) 2011-09-22 2013-08-20 Sandisk Technologies Inc. Dynamic switching approach to reduce area and power consumption of high voltage charge pumps
KR20130093303A (ko) * 2012-02-14 2013-08-22 에스케이하이닉스 주식회사 전하 펌프 장치 및 그 단위 셀
FR2988535B1 (fr) 2012-03-23 2014-03-07 Soitec Silicon On Insulator Circuit de pompage de charge a transistors munis de portes doubles en phase, et procédé de fonctionnement dudit circuit.
US9214859B2 (en) * 2012-04-30 2015-12-15 Macronix International Co., Ltd. Charge pump system
US8710909B2 (en) 2012-09-14 2014-04-29 Sandisk Technologies Inc. Circuits for prevention of reverse leakage in Vth-cancellation charge pumps
US8836412B2 (en) 2013-02-11 2014-09-16 Sandisk 3D Llc Charge pump with a power-controlled clock buffer to reduce power consumption and output voltage ripple
US8981835B2 (en) 2013-06-18 2015-03-17 Sandisk Technologies Inc. Efficient voltage doubler
US9024680B2 (en) 2013-06-24 2015-05-05 Sandisk Technologies Inc. Efficiency for charge pumps with low supply voltages
US9077238B2 (en) 2013-06-25 2015-07-07 SanDisk Technologies, Inc. Capacitive regulation of charge pumps without refresh operation interruption
US9007046B2 (en) 2013-06-27 2015-04-14 Sandisk Technologies Inc. Efficient high voltage bias regulation circuit
US9083231B2 (en) 2013-09-30 2015-07-14 Sandisk Technologies Inc. Amplitude modulation for pass gate to improve charge pump efficiency
US9154027B2 (en) 2013-12-09 2015-10-06 Sandisk Technologies Inc. Dynamic load matching charge pump for reduced current consumption
KR102113002B1 (ko) * 2014-04-07 2020-05-21 삼성전자주식회사 전압 더블러 및 그것을 포함하는 비휘발성 메모리 장치
US9491151B2 (en) * 2015-01-07 2016-11-08 Ememory Technology Inc. Memory apparatus, charge pump circuit and voltage pumping method thereof
US9536575B2 (en) 2015-01-14 2017-01-03 Macronix International Co., Ltd. Power source for memory circuitry
US9881654B2 (en) 2015-01-14 2018-01-30 Macronix International Co., Ltd. Power source for memory circuitry
CN104914914B (zh) * 2015-05-07 2017-03-29 豪威科技(上海)有限公司 电路结构及其控制方法
US9917507B2 (en) 2015-05-28 2018-03-13 Sandisk Technologies Llc Dynamic clock period modulation scheme for variable charge pump load currents
US9647536B2 (en) 2015-07-28 2017-05-09 Sandisk Technologies Llc High voltage generation using low voltage devices
US9520776B1 (en) 2015-09-18 2016-12-13 Sandisk Technologies Llc Selective body bias for charge pump transfer switches
DE102015223336A1 (de) * 2015-11-25 2017-06-01 Dialog Semiconductor B.V. Für niedrige Eingangsspannungen geeignete Ladungspumpe
US10033271B1 (en) 2016-12-30 2018-07-24 Texas Instruments Incorporated Multi-stage charge pump
US11190182B2 (en) * 2017-02-13 2021-11-30 Skyworks Solutions, Inc. Control circuitry for silicon-on-insulator chip
US10109620B1 (en) * 2017-07-26 2018-10-23 Globalfoundries Inc. Method for reducing switch on state resistance of switched-capacitor charge pump using self-generated switching back-gate bias voltage
EP4002208A1 (en) * 2020-11-20 2022-05-25 Nxp B.V. Rectifier circuits and corresponding methods for rfid devices
KR20230151343A (ko) 2022-04-25 2023-11-01 삼성전자주식회사 다단 차지 펌프 회로 및 그것을 포함하는 반도체 메모리 장치

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4026947B2 (ja) * 1998-08-24 2007-12-26 株式会社ルネサステクノロジ 昇圧回路
KR20010027124A (ko) 1999-09-10 2001-04-06 윤종용 승압 전원 발생기
US6501325B1 (en) * 2001-01-18 2002-12-31 Cypress Semiconductor Corp. Low voltage supply higher efficiency cross-coupled high voltage charge pumps
KR100404001B1 (ko) * 2001-12-29 2003-11-05 주식회사 하이닉스반도체 차지 펌프 회로
ITTO20020158A1 (it) * 2002-02-25 2003-08-25 St Microelectronics Srl Pompa di carica per tensioni negative.

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