KR100847995B1 - 전압 생성 회로 장치, 디스플레이 장치의 구동 회로 장치, 회로 장치, 디스플레이 유닛, 전자 장치, 회로 장치의 시동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 부전압(subvoltage) 생성 유닛 및 적어도 하나의 전압 Vmult를 생성하는 전압 증배기 회로 장치에 관한 것으로서, 시작 시간 동안 직접 모드로 전압 증배기를 스위칭함으로써 전압 증배기를 제어하도록 배치된다. 또한 본 발명은 디스플레이 디바이스를 구동하는 장치, 그러한 장치를 포함하는 디스플레이 디바이스, 디스플레이 유닛을 구동하는 장치를 포함하는 이미지 데이터의 디스플레이를 위한 디스플레이 디바이스가 제공되는 전자 장치 및, 부전압 생성 유닛(40), 전압 증배기(20) 및 시작 회로(30)를 포함하는 회로 장치(15)를 시작하는 방법에 관한 것이다. 이용가능한 전류 및 공간을 효율적으로 사용하면서 그러한 회로 장치(15)의 신뢰할 수 있고 빠른 시작을 가능하게 하기 위해, 적응적 시작 시간 ts 동안 초기 시작 신호에 의해 전압 증배기(20)를 직접 모드로 스위칭하는 것이 제안되고, 시작 제어 유닛(30) 내에서 생성된 활성화 신호(32)의 변화가 모니터링되고 그에 따라 전압 증배기(20)의 제어가 이루어진다.

Description

전압 생성 회로 장치, 디스플레이 장치의 구동 회로 장치, 회로 장치, 디스플레이 유닛, 전자 장치, 회로 장치의 시동 방법{ARRANGEMENT FOR DRIVING DISPLAY UNITS WITH AN ADAPTIVE START SEQUENCE}
도 1은 부가적인 시작 비교기 없이 디스플레이 유닛을 구동하는 장치를 도시한 도면,
도 2는 시작 시퀀스를 도시한 도면,
도 3은 디스플레이 장치를 도시한 도면,
도 4는 시작 비교기로 디스플레이 유닛을 구동하는 장치를 도시한 도면,
도 5는 직접 모드를 위한 장치를 갖는 전압 증배기의 장치를 도시한 도면,
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 드라이버 회로 2 : 디스플레이
3 : 메모리 6 : 함수 생성기
7 : 스위치 10 : 증폭기 회로
15 : 디스플레이 유닛 구동 장치 20 : 전압 증배기
21 : 전원 30 : 시작 제어 유닛
32 : 활성화 신호 33 : 기준 전압
34 : 부전압 35 : 로직 유닛
31, 37 : 비교기 38, 48 : 로직 블록
39 : 부전압 신호 40 : 부전압 생성 유닛
41 : 스위칭 제어 장치 42 : 전압 분배기 체인
43 : 비교 신호 44 : 출력 신호
본 발명은 부전압 생성 유닛(a subvoltage generating unit) 및 적어도 하나의 전압을 생성하는 전압 증배기(voltage multiplier)를 포함하는 회로 장치(a circuit arrangement)에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 적어도 하나의 전압 값을 생성하는 전압 증배기 및 디스플레이 장치를 구동하는 장치와, 그러한 장치가 제공된 디스플레이 장치와, 이미지 데이터의 디스플레이를 위한 디스플레이 유닛을 포함하는 전자 장치(an electronic apparatus)와, 전술한 디스플레이 유닛을 구동하는 장치에 관한 것이다.
전압 증배기는 이용가능한 전원보다 더 높은 전압이 필요한 장치에 필요하다. 그러한 전압 증배기는 주로 디스플레이 장치의 드라이버 회로를 위해 사용된다. 현재의 액정 디스플레이(liquid crystal displays)의 구동은 드라이버 회로를 위한 전원보다 몇 배 더 높은 전압의 사용을 필요로 한다. 통상적으로 전압 증배기 회로는 이용가능한 시스템 전원에 의해 구동되는 전하 펌프(charge pump)로서 구성되는데, 이 전하 펌프는 펌핑 스테이지(pumping stages)를 직렬로 접속하여 시스템 전원 전압을 필요한 출력 전압까지 증가시키며, 그 각각의 펌핑 스테이지는 대체로 스위치 또는 다이오드 및 캐패시터로 이루어진다.
디스플레이 기술은 멀지 않은 미래의 정보 및 통신 기술에서 점차 더 중요한 역할을 할 것이다. 인간과 디지털 세계의 인터페이스로서, 디스플레이 장치는 현재의 정보 시스템을 수용하는 데 상당히 중요하다. 예컨대, 노트북, 전화기 , 디지털 카메라 및 PDA와 같이 매우 이동이 용이한 장치는 디스플레이를 사용하지 않고서는 실현될 수 없을 것이다. 드라이버 회로 또는 구동 장치는 그러한 디스플레이 장치 또는 디스플레이를 구동하는 데 사용된다. 드라이버 회로는 디스플레이 상에 표시될 이미지 신호를 변환한다. 이미지 정보는 저장 매체 내에 디지털 신호의 형태로 저장된다. 그러한 디지털 신호는 대응하는 콘트라스트(contrast)가 아날로그 전압에 의해 디스플레이 상에 구현될 수 있도록 아날로그 신호로 변환되어야 한다.
고전류 효율(high current efficiency)이 만족되어야 하는 것이 주요한 조건인 디스플레이 유닛은 요즘 대량으로 제조된다.
전술한 디스플레이 장치는 주로 배터리 구동형 장치로 사용되기 때문에, 저전력 소비 및 그에 따른 전류 효율이 상당히 더 중요하게 되었다. 더욱이, 그러한 장치에서 이용가능한 공간은 공간의 절약과 무게의 감소에 있어 결정적인 역할을 한다. 필요하지 않은 구성 요소 또는 일시적으로 필요한 구성 요소는 그들의 비활동 기간 동안에도 그에 상응하는 전력을 소비하는 또 하나의 전력 소모자이다.
독일 특허 출원 제 19639701 호는 출력 전압이 모니터링되는 전압 증배기용 제어 회로를 개시한다. 출력 전압에 의존하는 제어 신호는 비교기를 통해 전하 펌프의 드라이버에 인가된다. 이는 전하 펌프가 출력 전압에 따라 스위칭 온(on) 또는 오프(off)되는 것을 가능하게 한다.
이 회로의 시작 시 비정의된 상태(undefined states)는 회로의 오동작을 일으킬 수 있다. 불특정 상태는 전하 펌프 및 그 제어 회로의 초기 상태에서의 비정의된 전압때문이다. 예컨대, 부전압(subvoltage)의 생성은 비정의된 상태일 수 있고 외부 공급 기준 접압과 비교되는 부전압은 기준 전압보다 더 커서, 전하 펌프가 시동되지 않고 전하 펌프의 출력 전압이 증가할 수 없게 되어 마침내 전제 장치의 오동작을 초래하게 된다.
전하 펌프가 시작될 때, 전하 펌프의 출력에서의 전압 값은 0 볼트에 이르거나 정의되지 않아서, 개개의 부전압 값도 비정의된 상태이거나 비교기에서의 비교도 전압 증배가 필요없다는 신호를 전하 펌프에 줄 수 있다.
그러한 회로에 부과되는 부가적인 요건은 회로가 영향을 받을 수 있는 다양한 부하에 관한 것이다.
그러므로, 본 발명의 목적은 낮은 전력 소비와 회로 장치 내에서 적은 공간을 차지하면서도, 자동의 신뢰할만한 적응적 시동 시퀀스를 갖는 회로 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 적어도 하나의 전압 값을 생성하는 회로 장치에 의해 달성되는데, 이러한 회로 장치는 부전압 생성 유닛 및 전압 증배기를 포함하고, 시작 시간(ts) 동안 전압 증배기를 제어하기 위해, 전압 증배기를 직접 모드로 스위칭하도록 구성된다.
본 발명에 따른 장치는 증가된 전압 Vmult 및 그 전압에 의존하는 복수개의 상이한 부전압 값을 전달하는 데 필요하다. 이들 전압 값은 예를 들어, 디스플레이를 구동하는 데 필요하고 매우 정확해야 한다. 디스플레이를 구동하기 위한 몇몇 부전압 값은 이용가능한 전압 값보다 종종 더 높기 때문에, 전압 증배기가 사용된다. 이러한 전압 증배기는 가령, 전압 증배기의 모든 스테이지(stages)가 활성화되는 것이 아니라는 점에서, 증배 계수를 프로그램할 수 있다. 전압 증배기가 프로그램가능하기 때문에, 매번 관련 애플리케이션이 필요로 하는 것 만큼 전하 펌프의 스테이지가 활성화된다. 따라서, 전압 증배기는 전류 소비의 측면에서 관련 애플리케이션에 적응될 수 있다. 전압 증배기가 동작하는 증배 계수는 전원, 디스플레이 특성 및 디스플레이될 이미지 정보에 의해 결정되는 필요한 부전압 값에 의존한다.
디스플레이는 예컨대, 해상도를 서로 달리하는 상이한 동작 모드로 동작할 수 있다. 낮은 해상도는 디스플레이가 최대 해상도로 동작할 때보다 더 낮은 부전압 값을 필요로 한다. 전압 증배 계수가 프로그램가능함은 이러한 관점에서 유리하다.
신뢰할 수 있고 빠른 장치의 스위칭 온을 가능하게 하기 위해서, 시작 시간 동안 장치의 동작이 정규 모드의 동작과는 다를 필요가 있다. 그러므로, 시작 시간 동안 전압 증배기를 직접 시동하는 것이 제안된다. 이를 위해, 전압 증배기에 활성화 신호 및 초기 시작 신호를 제공하도록 구성된다. 초기 시작 신호는 시작 시간 동안 전압 증배기에 인가되어, 증배기를 직접 모드로 스위칭한다. 그 다음, 전원 Vdd는 전압 증배기의 출력에 직접적으로 인가되어, 전압 증배기의 정의된 출력 전압 및 정의된 부전압 값이 부전압 생성 유닛 내에서 생성될 수 있게 한다. 시작 시간이 경과하고 모든 필요한 전압 및 부전압이 조정된 후, 전압 증배기는 활성화 신호에 의해 제어된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 활성화 신호는 부전압 및 기준 신호로부터 형성된다. 그 다음, 부전압은 부전압 생성 유닛 내에서 생성되고 기준 신호가 외부로부터 제공된다.
초기 시작 신호는 활성화 신호를 모니터링함으로써 생성된다. 초기 시작 신호는 활성화 신호가 안정한 로직 상태(stable logic state)를 나타낼 때까지 전압 증배기에 인가된다.
초기 시작 신호 및 활성화 신호는 시작 제어 유닛 내에서 생성된다. 이 유닛은 시작 시간 동안 정규 또는 통상의 동작 모드로 전압 증배기를 제어하는 데 필요하다. 직접 모드에서 동작하는 전압 증배기의 출력 상에 정의된 출력 전압이 나타난 후, 정의된 부전압 값도 또한 발생하여, 시작 제어 유닛은 정의된 활성화 신호를 생성하고 전압 증배기는 정규 동작 모드로 전환될 수 있게 된다.
활성화 신호가 그러한 안정한 로직 상태를 띤 후, 전압 증배기는 활성화 신호에 의해 제어된다. 그 다음, 활성화 신호는 전압 증배기의 전압 증배가 필요한지 여부를 제어한다.
본 발명에 따른 회로 장치는 전압 증배기와 부전압 생성 유닛을 포함하는데, 부전압 생성 유닛에 의해 생성된 부전압 값은 전압 증배기에 의해 생성된 전압 Vmult로부터 유도된다. 전압 증배기를 스위칭 온 또는 스위칭 오프하거나 그 증배 계수에 영향을 주기 위해, 선택가능한 부전압 값이 시작 제어 회로에 인가되도록 부전압 생성 유닛으로부터 유도된다. 선택가능한 부전압 값은 부전압 생성 유닛과 연관 스위칭 유닛에 의해 시작 제어 유닛에 인가된다. 스위칭 유닛은 바람직하게, 트랜지스터 어레이의 형태로 실현되어, 소정의 이용가능한 부전압이 연관 애플리케이션에 맞게 시작 제어 회로에 인가될 수 있다.
유리하게, 시작 제어 유닛은 예컨대, 차동 증폭기에 의해 실현되는 적어도 하나의 비교기를 포함한다. 이 비교기는 부전압 생성 유닛으로부터 부전압 값을 수신한다. 외부 소스로부터의 기준 전압 Vref는 기준 신호로서 비교기에 인가된다. 이들 두 값의 비교는 활성화 신호를 초래한다. 활성화 신호 및 장치의 초기 상태를 사용하여, 초기 제어 신호가 전압 증배기에 인가되도록 시작 제어 유닛 내에서 생성된다. 이를 위해, 전압 증배기에 초기 시작 신호의 형태로 인가되는 자기 적응 시작 시퀀스(a self-adaptive start sequence)를 생성하는 로직 회로에 활성화 신호가 인가된다. 전압 증배기가 직접 모드로 동작하는 기간이 가능한 한 짧을 것을 보장하기 위해, 비교기로부터의 활성화 신호를 모니터링하는 것이 필요하다. 그러한 활성화 신호의 상태의 모니터링은 초기 시작 시퀀스를 위한 시간이 가능한 한 짧게 유지될 수 있게 한다.
그 결과, 디스플레이 유닛을 구동하는 장치는 많은 다른 애플리케이션에 적응될 수 있다. 동시에, 그러한 상태의 모니터링은 즉, 신뢰할 만한 시작을 보장하기 위해 복잡한 부가적인 회로 구성 요소를 필요로 하지 않고도 신뢰할만하고 신속한 장치의 시작을 가능하게 한다.
비교기에 인가된 기준 신호는 예컨대, 온도 기능을 설명할 수 있다. 디스플레이 유닛은 특히 온도에 의존할 수 있기 때문에, 저온인 경우 전압 값을 관련 온도에 적응하는 것이 필요할 수 있다.
전압 증배기가 직접 모드로 동작하는 시작 시간은 본 발명의 바람직한 실시예에서 적절하게 조정될 수 있다. 이는 전압 증배기가 직접 모드로 동작하는 시간 이 항상 가능한 한 짧게 되는 것을 보장한다. 시작 시간의 그러한 적응을 가능하게 하기 위해, 후속하는 요건이 만족되거나 실현되어야 한다. 전압 증배기는 직접 모드로 동작해야 한다. 즉, 이용가능한 전원 전압 Vdd는 전하 펌프의 스테이지가 활성화됨이 없이 전압 증배기의 출력에 직접 접속되어야 한다. 더욱이, 부전압 생성 장치는 전압 증배기에 의해 나타나는 출력 전압 Vmult에 접속되어야 한다. 즉, 부전압 생성 유닛은 시작 시간 동안 전원 전압 Vdd를 수신한다. 기준 전압 Vref는 비교기에 인가된다. 그러나, 이 경우, 이 시작 시간 동안 가능한 한 온도에 독립적이도록 최저 온도 상수를 갖는 기준 전압 Vref가 선택되어야 한다. 더욱이, 비교기로 제공될 부전압 값을 생성하는 스위칭 유닛을 위한 제어 전압 Vop는 가능한 최대 전압으로 스위칭되어야 한다. 이 경우, 전원 전압 Vdd는 가능한 최대 전압이다.
스위칭 유닛을 제어하는 제어 전압 Vop는 전압 증배기의 출력 전압으로부터 유도되고, 접지 또는 Vss와 Vmult 사이의 전압값을 취할 수 있다. 그런 다음, 비교기에 인가된 부전압은 전압 드라이버의 이용가능한 부전압 값에 의존하는데, 즉 시작 시간 동안의 최고 전압은 Vdd보다 더 높을 수 없다.
장치의 신속한 시작롤 위해, 장치의 캐패시턴스가 가능한 한 빨리 충전될 수 있도록 전하 펌프의 출력에 작은 부하가 존재할 때가 유리하다. 그러므로, 부하의 크기가 조정가능하다면, 가능한 한 작게 조정되어야 한다. 이는 디스플레이를 구동하기 위해 모든 접속된 드라이버 회로를 스위칭 오프함으로써 달성된다.
본 발명의 유리한 실시예에서, 전하 펌프는 직접 모드로 스위칭된다. 그런 다음, 전원 전압 Vdd는 전압 증배기 또는 전하 펌프의 출력에 직접적으로 접속된다. 전하 펌프는 복수개의 펌프 스테이지의 직렬 접속으로 이루어지는데, 각각의 펌프 스테이지는 적어도 하나의 스위치 또는 다이오드 및 전하 저장 소자를 포함한다. 스위치는 주기적 신호에 응답하여 개방 및 폐쇄된다. 이에 대응하여 전하 저장 소자가 드라이버 회로에 의해 충전된다. 따라서, 각각의 스테이지에 존재하는 전하는 하나의 스테이지서 다음 스테이지로 전달된다. 직접 모드에서, 전하 저장 소자는 전원이 전압 증배기의 출력에서 나타나기 전에 먼저 충전되어야 하는 용량성 부하를 나타낸다.
결과적으로, 직접 모드에서 이들 캐패시턴스를 단절하는 것, 즉, 충전이 더 이상 필요하지 않게 되어 시작 시간이 줄어들도록 하는 것이 제안된다. 이와 달리, 전하 펌프에는 직접 모드에서 전하 펌프의 스테이지를 연결하는 접속이 제공되어, 전압 증배기의 입력으로부터 출력까지 직접 접속이 실현될 수 있다.
전압 증배기의 신뢰할 만한 시작을 실현하는 데 필요한 구성 요소의 감소는 예컨대, 단지 하나의 비교기만이 테스트될 필요가 있기 때문에 제조 동안 그러한 회로의 테스트를 단순화시킨다.
이런 종류의 장치는 상이한 부전압 값을 기준 전압과 비교하는 또 다른 비교기를 도입하여, 두개의 비교기에 인가된 두 개의 부전압 값이 각각의 경우에 있어서 서로 달라, 전하 펌프는 스위치 온 상태에서 신뢰성있게 시작할 수 있게 됨으로써, 더욱 개선될 수 있다.
또한 본 발명의 목적은 적어도 스위칭 장치(SWn), 스위칭 장치(SCn) 및 캐패시턴스(CSn)을 갖는 스테이지들의 직렬 접속을 포함하는, 적어도 하나의 전압 값을 생성하는 전압 증배기에 의해 달성되는 데, 이 경우 시작 시간(ts) 동안 스위칭 장치(SWn)는 닫히게 되고, 이에 의해 전압 증배기의 입력에서의 전원(Vdd)는 전압 증배기의 출력으로 스위칭된다. 스위칭 장치(SCn)에 의해, 캐패시턴스는 스위칭 오프되어야 한다. 이러한 시작 시퀀스는 직접 모드라 기술되고 이에 따라 전압 값이 더 빨리 도달될 것이다. 직접 모드는 자유 구동 전압 증배기(free running voltage multipliers) 및 프로그램가능 전압 제어형 전압 증배기(programmable voltage controlled voltage multipliers)에 대해 사용될 수 있다.
본 발명의 목적은 부전압 생성 유닛과 전압 증배기를 포함하는, 디스플레이 장치를 구동하는 회로 장치에 의해 달성되는데, 이는 초기 시작 신호에 의해 전압 증배기를 제어하기 위해 시작 시간(ts) 동안 전압 증배기를 직접 모드로 스위칭하도록 구성된다.
본 발명의 더 바람직한 실시예에 있어서, 부전압 생성 유닛은 디스플레이의 로우(rows)를 구동하기 위한 상이한 부전압 값을 제공하고, 이와 동시에 전압 증배기를 제어하기 위한 부전압 값을 제공하는 데 사용된다. 이는 필요한 공간 및 에너지의 측면에서 매우 효율적인 디스플레이 유닛을 구동하는 장치를 실현한다.
본 발명의 목적은 이미지 데이터의 디스플레이를 위한 디스플레이 유닛 - 디스플레이 유닛은 부전압 생성 유닛과 전압 증배기를 이용하여 디스플레이 유닛을 구동하는 장치를 포함함 - 에 의해 달성되는데, 이는 시작 시간(ts) 동안 적어도 하나의 신호에 의해 전압 증배기를 직접 모드로 스위칭하도록 구성된다.
또한, 본 발명의 목적은 이미지 데이터의 디스플레이를 위한 디스플레이 유닛과 디스플레이 유닛을 구동하는 장치 - 이러한 장치는 부전압 생성 유닛 및 전압 증배기를 포함함 - 가 제공되는 전자 장치에 의해 달성되는데, 이는 적어도 하나의 신호가 전압 증배기를 제어하고 전압 증배기가 시작 시간(ts) 동안 직접 모드로 스위칭 될 수 있도록 한다.
또한, 본 발명의 목적은 부전압 생성 유닛과 전압 증배기를 포함하는 회로 장치를 시작하는 방법 - 전술한 방법에서 활성화 신호는 부전압 값과 기준 전압의 비교에 의해 생성됨 - 에 의해 달성되는데, 전압 증배기는 활성화 신호를 모니터링함으로써 적응적으로 조정되는 시작 시간(ts) 동안 직접 모드로 스위칭된다.
본 발명은 예컨대, 몇몇 도면을 참조하여 이하 상세히 기술될 것이다.
도 1은 시작 비교기 없이 디스플레이 유닛을 구동하는 장치(15)를 도시한다. 디스플레이 유닛을 구동하는 장치(15)는 전압 증배기(20), 부전압 생성 유닛(40) 및 시작 제어 유닛(30)을 포함한다. 전원 전압 Vdd(21)는 전압 증배기(20)에 인가된다. 전압 증배기(20)는 복수개의 펌프 스테이지에 의해 전원 전압(21)으로부터 더 높은 전압 Vmult(22)를 형성한다. 전압 증배기(20)를 제어하기 위한 시작 제어 유닛(30)이 제공된다. 시작 제어 유닛(30)은 비교기(31)와 로직 유닛(35)을 포함한다. 시작 제어 유닛(30)은 부전압 값 Vdac(34)와 기준 전압 Vref(33)를 수신한다. 이러한 기준 전압은 밴드 갭 회로(a band gap circuit) 내에서 생성된다.
밴드 갭 회로는 반도체 물리에 의해 값이 부과되는 전압을 생성할 수 있는 회로이다. 그러한 회로는 기준 전압을 생성하는 데 사용된다. 생성된 전압은 사용되는 반도체 재료(Si, Ge, GaAs, InPh 등)에 의해 결정되고, 대량 생산으로 거의 변하지 않는다. 더욱이, 특정 온도 의존성은 생성된 전압에 대해 실현될 수 있다.
비교기(31)는 전원값(31, 34)을 비교하고, 활성화 신호(32)를 생성한다. 활성화 신호(32)는 전압 증배기(20)와 로직 유닛(35)에 인가된다. 로직 유닛(35)은 초기 시작 신호(36)를 생성한다. 로직 유닛(35)은 예컨대, 전압 증배기(20)의 증배 계수 M을 정의한다. 또한, 로직 유닛(35)은 전압 증배기(20)를 위해 전원을 스위칭 온(on) 및 오프(off)할 수 있다.
몇몇 부전압 값 Vteil은 예컨대, 전압 증배기(20)에 의해 생성된 전압 Vmult(22)로부터, 저항 체인으로서 구현된 전압 분주기 체인(a voltage divider chain)(42)을 통해 형성된다. 부전압 Vteil 중 하나는 예컨대, 트랜지스터 어레이로서 구현되는 스위칭 장치(41)에 의해 신호(34)로서 시작 제어 회로(30)에 인가된다. 여러 가지 부전압 값 Vteil은 스위칭 장치(41)뿐만 아니라 단자 A1-An을 통해 도 3에 도시된 증폭기 회로(10)에 인가되고, 디스플레이(2)의 로우 Z를 구동한다. 스위칭 제어 장치(41)는 도 4에 상세히 도시된 트랜지스터 어레이(41)로서 구현되고 전압 Vop를 통해 제어된다. 그러한 전압 Vop는 전압 Vmult(22)로부터 유도된다. Vop는 다음의 전압 값, 즉 접지(Vss) 또는 Vmult 중 하나를 가질 수 있다. Vmult는 제어에 의해 규정되지만, 기껏해야 M*Vdd일 수 있는데, 여기서 , M은 전압 증배기의 선택된 증배 계수이다. 비교기(31)에 의해 전송된 활성화 신호(32)는 로직 유닛(35)에 의해 모니터링된다. 초기 시작 신호(36)를 생성하는 자기 적응 시작 시퀀스는 전술한 로직 유닛(35) 내에서 생성된다.
그러한 장치는(15)은 전압 증배기(20)의 빠르고 신뢰할만한 시작을 가능하게 한다. 시작 시간(ts) 동안, 전압 증배기(20)는 직접 모드로 동작한다. 그 다음, 전원 전압 Vdd(21)은 증배기(20)의 출력에 직접적으로 인가되어, 전압 증배기(20)의 출력 전압 Vmult(22)이 전원 전압 Vdd(21)에 대응하게 된다.
도 2는 초기 시작 신호(36)의 변화를 나타내는 다이아그램을 도시한다. 초기 시작 신호(36)는 로직 유닛(35)에 의해 생성된다. 고정 시간 성분 tf, 모니터링 시간 tc 및 지연 시간 td로 이루어진 시간 ts 동안, 초기 시작 신호(36)는 전압 증배기에 인가된다. 대략 1 ms의 고정 시간 tf가 경과한 후, 활성화 신호(32)는 로직 유닛에 의해 제어되고 모니터링된다. tc 동안 활성화 신호(32)가 시간 로직 상태 1로 전환하거나 이러한 상태로 유지되고, 부가적인 지연 시간 td가 경과한 때에는 전압 증배기(20)가 직접 모드로부터 정규 모드로 전환된다. 전압 증배기(20)는 그 순간부터 활성화 신호(32)에 의해 제어된다. 시간 tf뿐만 아니라 시간 td는 0일 수도 있고, 관련 애플리케이션에 의존한다. 결과적으로, 전압 증배기가 직접 모드로 동작하는 시간은 매우 짧게 유지될 수 있다.
도 3은 드라이버 회로(1)와 디스플레이(2)가 제공되는 장치를 도시하고 있다. 드라이버 회로(1)에는 이미지 데이터가 저장되는 메모리(3)가 제공된다. 드라이버 회로(1)는 디스플레이 유닛을 구동하는 장치(15)도 포함한다. 스위칭 및 증폭기 장치(10)는 장치(15)에 의해 생성된 부전압을 스위치(7)에 인가된다. 함수 생성기(6)는 직교 함수(orthogonal function)의 세트를 생성한다. 그러한 직교 함수의 세트는 스위치(7)에 인가된다. 인가된 부전압 및 직교 함수는 디스플레이(2)의 관련 로우 Z에 인가되도록 자체 내에서 결합된다. 또한, 생성된 부전압 값 및 전원 Vmult, Vdd 및 Vss는 스위치(8)에 인가된다. 또한, 스위치(8)는 함수 생성기(6)로부터 직교 함수를 수신한다. 칼럼 전압은 직교 함수의 세트와 메모리(9)로부터 판독된 이미지 데이터 기초하여, 스위치(8) 내에서 계산된다. 그런 다음, 이용가능한 부전압의 수로부터 이러한 칼럼 전압은 디스플레이(2)의 칼럼 S에 인가되도록 선택된다.
도 4는 예컨대, 추가의 시작 비교기(37)를 갖는 디스플레이 장치를 구동하는 장치를 도시한다. 도 1에 도시된 장치처럼, 본 장치도 부전압 값을 생성하는 저항 체인(42), 전압 증배기(20), 시작 제어 유닛(30), 트랜지스터 어레이로서 구성된 스위칭 장치(41), 로직 블록(48), 비교기(31) 및 다른 로직 블록(38)을 포함한다.
시작 비교기(37)는 부전압 값(39)을 수신한다. 시작 비교기(37)는 로직 블록(38)에 인가되는 출력 신호(44)를 생성한다. 로직 블록(38)은 비교기(31)로부터 비교 신호(43)도 수신한다. OR 동작은 로직 블록(38) 내에서 수행되어, 전압 증배기(20)에 인가되는 활성화 신호(32)를 초래한다. 2 개의 비교기(31, 37)를 포함하는 이러한 장치는 전압 증배기(20)의 신뢰할만한 시작을 가능하게 하는 시작 신호를 생성할 수 있다. 이 장치는 부가적인 비교기(37) 또는 시작 비교기 및 다른 로직 OR 동작(38)을 필요로 한다. 부전압 신호(39)는 임의의 경우에서 Vmult의 정의된 비이기 때문에, 시작 제어 유닛(30)은 신뢰할만한 활성화 신호(32)를 생성한다. 제어 신호 Vop는 Vmult로부터 유도된다. Vop는 Vss(접지)와 Vmult 사이의 전압값을 갖는다. Vmult(시작)의 저전압 값에 대해, Vdac(34)는 정의되어 있지 않는다. 이는 단지, Vdac가 정의된 상태로 되고 비교기(31)가 신호(43)에 의해 전압 증배기(20)를 제어할 수 있을 만큼 전압 Vmult가 충분히 높을 때이다. 신호(39) 대 전압 Vmult(29)의 비는 적어도 Vmult가 Vdac를 정의할 만큼 충분히 높을 때까지 시작 비교기(37)가 전압 증배기(20)를 활성화시키도록 선택된다. 도 4의 로직 유닛(48)의 기능은 도 1의 로직 유닛(35)의 기능을 벗어난다. 예컨대, 전압 증배기(20)의 증배 계수 M은 로직 유닛(48) 내에서 정의된다. 로직 유닛(48)도 전압 증배기(20)를 위한 전원을 스위칭 온 및 오프할 수 있다.
도 5는 직접 모드를 위한 장치를 갖는 전압 증배기의 장치를 도시한다. 전압 증배기(20)는 매우 단순한 형태로 도시된다. 이는 복수개의 스테이지 S1 내지 Sn을 포함하는데, 그 각각의 스테이지는 스위칭 장치 SWn, 스위칭 장치 SCn 및 캐패시터 CSn을 포함한다. 직접 모드에서, 전원 Vdd는 출력 Vmult로 직접 스위칭된다. 용량성 부하를 작게 유지 하기 위해, Vdd로부터 Vmult로의 직접 접속으로부터 스테이지의 캐패시터를 단절하는 것이 유리하다. 이를 위해, 스위칭 장치 SCn가 제공된다. 그들은 직접 모드에서 개방되어 있다. 스위칭 장치 SCn은 정규 모드에서 폐쇄되거나 도전성이 된다. 이러한 장치를 위한 또 다른 대안으로서, 전압 증배기의 입력 Vdd과 출력 Vmult 사이에 직접 접속이 제공될 수 있다. 이를 위해, 원한다면, 다른 스위칭 장치 SA2와 상보형이 될 수 있는 적어도 하나의 스위칭 장치 SA1이 제공된다. 선택된 구성은 관련 애플리케이션에 의존적이다. 회로 내에서 이용가능한 공간과 관련 전류 소비의 추가는 이러한 선택 시 고려되어야 한다.
본 발명에 따른 장치(15)는 시스템 전원에 의해 전달될 수 있는 전압보다 높은 전압을 필요로 하는 플래시 메모리 혹은 이와 유사한 애플리케이션을 위한 전원 전압에 대해 사용될 수도 있다.
본 발명에 따르면 낮은 전력과 회로 장치 내에서 적은 공간을 차지하면서도, 자동의 신뢰할만한 적응적 시작 시퀀스를 갖는 회로 장치를 제공할 수 있다

Claims (10)

  1. 적어도 하나의 전압 값을 생성하는 회로 장치에 있어서,
    부전압 생성 유닛(a subvoltage generating unit)과 전압 증배기(a voltage multiplier)를 포함하되,
    상기 부전압 생성 유닛은, 각각이 한 쌍의 저항의 직렬 접속부로 형성된 다수의 중간 노드와 각각이 상기 다수의 중간 노드 중 하나에 결합된 다수의 스위치를 포함하고, 시작 시간(a start time)(ts) 동안 상기 전압 증배기를 제어하기 위해 상기 전압 증배기를 직접 모드로 스위칭하도록 구성되며,
    상기 전압 증배기가 직접 모드에 있는 경우, 상기 전압 증배기는 전원 노드(power supply node)를 상기 전압 증배기의 출력에 접속시키도록 구성되고, 상기 전압 증배기가 직접 모드에 있지 않은 경우, 상기 전압 증배기는 상기 전원 노드를 상기 전압 증배기의 출력으로부터 연결해제하고, 상기 전압 증배기의 출력을 내부적으로 생성되는 출력 전압을 제공하는 내부 노드에 접속시키도록 구성되는
    전압 생성 회로 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전압 생성 회로 장치는 상기 부전압 생성 유닛에 의해 생성된 부전압(Vdac) 및 기준 전압(Vref)으로부터 형성된 활성화 신호(activation signal)(32)를 상기 전압 증배기에 제공하도록 구성되고, 상기 시작 시간(ts) 동안 상기 활성화 신호(32)로부터 형성된 초기 시작 신호(36)를 상기 전압 증배기에 제공하도록 구성되는
    전압 생성 회로 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전압 생성 회로 장치에는, 적어도 하나의 비교기(31) 및 로직 유닛(35)을 포함하여 상기 전압 증배기를 제어하는 시작 제어 유닛(a start control unit)이 제공되며,
    상기 비교기는 상기 부전압 생성 유닛에 의해 생성된 부전압(Vdac)과 기준 전압(Vref)을 비교하고 상기 활성화 신호(32)를 생성하도록 구성되고,
    상기 로직 유닛(35)은 상기 전압 증배기를 직접 모드로 스위칭하도록 초기 시작 신호(36)를 생성하는
    전압 생성 회로 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전압 증배기가 직접 모드로 동작하는 상기 시작 시간(ts)은 적응적으로 조절가능한
    전압 생성 회로 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전압 증배기 내의 스테이지(Sn)의 스위칭 장치(SWn)의 직렬 접속이 상기 직접 모드에서 닫혀있고,
    상기 스테이지에 결합된 상기 캐패시턴스(CSn)는 연결해제되는
    전압 생성 회로 장치.
  6. 디스플레이 장치를 구동하는 회로 장치에 있어서,
    부전압 생성 유닛과 전압 증배기를 포함하되,
    상기 부전압 생성 유닛은, 각각이 한 쌍의 저항의 직렬 접속부로 형성된 다수의 중간 노드와 각각이 상기 다수의 중간 노드 중 하나에 결합된 다수의 스위치를 포함하고, 시작 시간(a start time)(ts) 동안 초기 시작 신호를 통해 상기 전압 증배기를 직접 모드로 스위칭함으로써 상기 전압 증배기를 제어하도록 구성되며,
    상기 전압 증배기가 직접 모드에 있는 경우, 상기 전압 증배기는 전원 노드를 상기 전압 증배기의 출력에 접속시키도록 구성되고, 상기 전압 증배기가 직접 모드에 있지 않은 경우, 상기 전압 증배기는 상기 전원 노드를 상기 전압 증배기의 출력으로부터 연결해제하고, 상기 전압 증배기의 출력을 내부적으로 생성되는 출력 전압을 제공하는 내부 노드에 접속시키도록 구성되는
    디스플레이 장치의 구동 회로 장치.
  7. 제 1 스위칭 장치, 제 2 스위칭 장치 및 캐패시터를 갖는 제 1의 복수의 스테이지의 직렬 접속을 포함하여 적어도 하나의 전압 값을 생성하는 전압 증배기- 시작 시간 동안, 상기 제 1 스위칭 장치는 닫히고, 그에 따라 상기 전압 증배기의 입력단에서의 전원 전압이 상기 전압 증배기의 출력으로 스위칭됨 -와,
    상기 전압 증배기에 결합되며, 각각이 한 쌍의 저항의 직렬 접속부로 형성된 다수의 중간 노드와 각각이 상기 다수의 중간 노드 중 하나에 결합된 다수의 스위치를 포함하는 부전압 생성 유닛을 포함하되,
    상기 시작 시간에 뒤이어, 상기 제 1 스위칭 장치는 개방되고 상기 전원 전압은 상기 전압 증배기의 출력으로부터 연결해제되는,
    회로 장치.
  8. 이미지 데이터의 디스플레이를 위한 디스플레이 유닛에 있어서,
    부전압 생성 유닛과 전압 증배기를 구비하여 상기 디스플레이 유닛을 구동하는 장치를 포함하되,
    상기 부전압 생성 유닛은, 각각이 한 쌍의 저항의 직렬 접속부로 구성된 다수의 중간 노드와 각각이 상기 다수의 중간 노드 중 하나에 결합되는 다수의 스위치를 포함하고, 시작 시간(ts) 동안 적어도 하나의 신호를 통해 상기 전압 증배기를 직접 모드로 스위칭하도록 구성되며,
    상기 전압 증배기가 직접 모드에 있는 경우, 상기 전압 증배기는 전원 노드를 상기 전압 증배기의 출력에 접속시키도록 구성되고, 상기 전압 증배기가 직접 모드에 있지 않은 경우, 상기 전압 증배기는 상기 전원 노드를 상기 전압 증배기의 출력으로부터 연결해제하고, 상기 전압 증배기의 출력을 내부적으로 생성되는 출력 전압을 제공하는 내부 노드에 접속시키도록 구성되는
    디스플레이 유닛.
  9. 이미지 데이터의 디스플레이를 위한 디스플레이 유닛 및 상기 디스플레이 유닛을 구동하는 장치가 제공되는 전자 장치에 있어서,
    상기 구동하는 장치는 부전압 생성 유닛과 전압 증배기를 포함하고,
    상기 부전압 생성 유닛은, 각각이 한 쌍의 저항의 직렬 접속부로 구성된 다수의 중간 노드와 각각이 상기 다수의 중간 노드 중 하나에 결합되는 다수의 스위치를 포함하고, 적어도 하나의 신호가 상기 전압 증배기를 제어하고 시작 시간(a start time)(ts) 동안 상기 전압 증배기가 직접 모드로 스위칭되도록 구성되며,
    상기 전압 증배기가 직접 모드에 있는 경우, 상기 전압 증배기는 전원 노드를 상기 전압 증배기의 출력에 접속시키도록 구성되고, 상기 전압 증배기가 직접 모드에 있지 않은 경우, 상기 전압 증배기는 상기 전원 노드를 상기 전압 증배기의 출력으로부터 연결해제하고, 상기 전압 증배기의 출력을 내부적으로 생성되는 출력 전압을 제공하는 내부 노드에 접속시키도록 구성되는
    전자 장치.
  10. 부전압 생성 유닛- 상기 부전압 생성 유닛은, 각각이 한 쌍의 저항의 직렬 접속부로 형성된 다수의 중간 노드와 각각이 상기 다수의 중간 노드 중 하나에 결합된 다수의 스위치를 포함함 - 및 전압 증배기를 포함하는 회로 장치를 시동시키는 방법에 있어서,
    제 1 부전압 값과 기준 전압을 비교하여 활성화 신호를 생성하고,
    상기 전압 증배기는 활성화 신호를 모니터링함으로써 적응적으로 조정되는 시작 시간 동안 직접 모드로 스위칭되고,
    상기 전압 증배기가 직접 모드에 있는 경우, 상기 전압 증배기는 전원 노드를 상기 전압 증배기의 출력에 접속시키도록 구성되고, 상기 전압 증배기가 직접 모드에 있지 않은 경우, 상기 전압 증배기는 상기 전원 노드를 상기 전압 증배기의 출력으로부터 연결해제하고, 상기 전압 증배기의 출력을 내부적으로 생성되는 출력 전압을 제공하는 내부 노드에 접속시키도록 구성되는
    회로 장치의 시동 방법.
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