KR100938049B1 - 차지 펌프 회로 - Google Patents
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Abstract
캐패시터에 입력되는 클럭 신호에 따라 펌핑 동작하여 입력 전압을 상승시키는 단위 차지 펌프가 다수개 직렬로 연결되는데, 기수차 단위 차지 펌프의 캐패시터에 입력되는 클럭 신호와 우수차 단위 차지 펌프의 캐패시터에 입력되는 클럭 신호가 서로 상반되게 공급되는 소스 차지 펌프와, 상기 단위 차지 펌프의 각 출력단에 각각 연결된 2단 이상의 단위 차지 펌프를 포함하여 구성된 차지 펌프가 개시된다.
차지 펌프, 차지 쉐어링
Description
도 1 은 종래 기술에 따른 차지 펌프 회로도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 차지 펌프 회로도이다.
도 3 은 도 1 및 도 2의 동작 설명을 위한 클럭 파형도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100: 소스 차지 펌프 20: 제 2 단 차지 펌프
30: 제 3 단 차지 펌프 40: 제 4 단 차지 펌프
50: 제 5 단 차지 펌프
본 발명은 차지 펌프 회로에 관한 것으로, 특히 다단으로 이루어 진 차지 펌프에서 펌핑 캐패시터의 차지 쉐어링 속도를 개선하여 펌핑 스피드를 개선할 수 있는 차지 펌프 회로에 관한 것이다.
컴퓨터 사용이 일반화됨에 따라 컴퓨터 사용에 따른 전력소비량을 감소시키기 위해서 전압 레벨을 낮추고 이 상태에서 회로가 동작하게 함으로써 낮은 전압에서도 회로가 동작하게 하는 시스템이 제공되고 있다. 이러한 컴퓨터를 보다 개선 된 것으로 교체할 때, BIOS를 쉽게 교체하기 위해서 플래시 EEPROM이 사용될 수 있다. 그런데 플래시 EEPROM의 사용에 있어서는 이를테면 12볼트의 전압이 필요로 하므로 이를 위해서 낮은 전압으로부터 높은 전압을 만들어 내는 차지 펌프 회로가 사용된다.
도 1은 종래의 차지 펌프 회로를 도시한 회로도이다. 종래의 회로는 다이오드로 동작되게 접속된 NMOS 트랜지스터(n1~n6) 및 이들 트랜지스터의 접속점과 클럭 입력 단자간에 각기 접속된 캐패시터(C1-C6)로 구성된다. 한개의 NMOS트랜지스터(예를들어 n1)와 한개의 캐패시터(예를 들어 c1)의 조합에 의해 만들어진 차지 펌프를 단위 차지 펌프라고 정의하면, 도 1은 5단(stage)차지 펌프라 할 수 있다. 제 1 클럭 신호(clk)는 제 1, 제 3 및 제 5 캐패시터(C1,C3 및 C5)에 공급되고, 제 2 클럭 신호(clkb)는 제 2 및 제 4 캐패시터(C2 및 C4)에 공급된다.
이러한 종래의 차지 펌프 회로는 다음과 같이 동작하여 레벨이 상승된 높은 출력 전압(VOUT)을 생성한다.
제 1 클럭 신호(clk)에 따라 노드(k1)의 전압은 2VCC가 되고, 제 2 클럭 신호(clkb)에 따라 노드(K2)의 전압은 3VCC가 된다. 이러한 방식으로 펌핑동작이 이루어져 출력 전압(VOUT)을 생성하게 된다.
즉, 제 1 및 제 2 클럭 신호(clk 및 clkb)가 주기적으로 클럭킹하면서 각 캐패시터(C1-C5)의 양단 간의 전압 차이를 증가시켜 출력 전압을 높이게 된다. 이러한 차지 펌핑 방법은 캐패시터(C1)가 펌핑하여 캐패시터(C2)를 프리차지하면서, 캐패시터(C1 및 C2)에서의 차지 쉐어링(charge sharing) 동작에 의해 캐패시터의 양 단의 전압 차이를 증가시키는 방식이다. 각각의 스테이지에서의 케패시터에 전압을 차징하며 다음 스테이지에도 차지가 쉐어링되어야 하기 때문에 한번 펌핑한 차지가 나눠지게 되어 펌프의 셋업 타임(setup time)이 길어 지게 되는 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 각 스테이지에서의 차지 쉐어링 속도를 빠르게 하여 상술한 단점을 해소할 수 있는 차지 펌프를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차지 펌프는 캐패시터에 입력되는 클럭 신호에 따라 펌핑 동작하여 입력 전압을 상승시키는 단위 차지 펌프가 다수개 직렬로 연결되는데, 기수차 단위 차지 펌프의 캐패시터에 입력되는 클럭 신호와 우수차 단위 차지 펌프의 캐패시터에 입력되는 클럭 신호가 서로 상반되게 공급되는 소스 차지 펌프와; 및
상기 단위 차지 펌프의 각 출력단에 각각 연결된 2단 이상의 단위 차지 펌프를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 2 는 본 발명에 따른 차지 펌프의 회로도로써 도 3을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
5단(stage)이루어진 소스 차지 펌프(100)가 제공된다. 제 2 노드(K2)에는 제 2단 차지 펌프(20)가 접속되고, 제 3 노(k3)드에는 제 3 차지 펌프(30)가, 제 4 노 드(k4)에는 제 4 단 차지 펌프가, 제 5 노드(k5)에는 제 5단 차지 펌프(50)가 각각 연결된다. 소스 차지 펌프(100)의 동작은 종래의 차지 펌프의 동작과 동일하므로 그 동작 설명을 생략하기로 한다. 또한, 제 2 내지 제 4 단 차지 펌프의 개별 동작 또한 종래의 차지 펌프와 다르지 않다.
제 1 및 제 2 클럭 신호(clk 및 clkb)가 클럭킹을 시작하면 소스 차지 펌프(100)의 캐패시터(C1 및 C2)에 의한 차지 쉐어링 뿐만 아니라 제 2 단 차지 펌프(20)의 캐패시터(C6 및 C7)에 의해서도 차지 쉐어링 동작이 이루어 지므로 노드(K2)의 전압은 빠르게 상승하게 된다.
노드(K3)의 전위는, 캐패시터(C2, C3, C8, C8, C9 및 C10)의 차지 쉐어링에 의해 빠르게 상승되고, 노드(k4)의 전위는 캐패시터( C3, C4, C11, C12, C13 및 C14)의 차지 쉐어링 동작에 의해 빠르게 상승된다. 마찬가지로, 노드(K5)의 전위는 캐패시터(C4, C5, C15, C16, C17, C18 및 C19)의 차지 쉐어링 동작에 의해 빠르게 상승된다. 그로 인하여 소스 차지 펌프의 출력(VOUT)이 생성된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 차지 펌프의 셋업 타임을 빠르게 하므로써 원하는 전압을 보다 빠르게 얻을 수 있다.
본 발명은 실시예를 중심으로 하여 설명되었으나 당 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 실시예를 이용하여 다양한 형태의 변형 및 변경이 가능하므로 본 발명은 이러한 실시예에 한정되는 것이 아니라 다음의 특허 청구 범위에 의해 한정된다.
Claims (2)
- 캐패시터에 입력되는 클럭 신호에 따라 펌핑 동작하여 입력 전압을 상승시키는 단위 차지 펌프가 다수개 직렬로 연결되는데, 기수차 단위 차지 펌프의 캐패시터에 입력되는 클럭 신호와 우수차 단위 차지 펌프의 캐패시터에 입력되는 클럭 신호가 서로 상반되게 공급되는 소스 차지 펌프; 및상기 단위 차지 펌프의 각 출력단에 각각 연결된 2단 이상의 단위 차지 펌프를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차지 펌프.
- 입력 전압을 제 1 노드로 전달하기 위한 제 1 트랜지스터 및 제 1 클럭에 따라 상기 제 1 노드의 전위를 상승 시키기 위한 제 1 캐패시터로 구성된 제 1 단위 차지 펌프와;상기 제 1 노드의 전압을 제 2 노드로 전달하기 위한 제 2 트랜지스터 및 제 2 클럭에 따라 상기 제 2 노드의 전위를 상승 시키기 위한 제 2 캐패시터로 구성된 제 2 단위 차지 펌프와;상기 제 2 노드의 전압을 제 3 노드로 전달하기 위한 트랜지스터 및 제 1 클럭에 따라 상기 제 3 노드의 전위를 상승 시키기 위한 제 3 캐패시터로 구성된 제 3 단위 차지 펌프와;상기 제 3 노드의 전압을 제 4 노드로 전달하기 위한 제 4 트랜지스터 및 제 2 클럭에 따라 상기 제 4 노드의 전위를 상승 시키기 위한 제 4 캐패시터로 구성된 제 4 단위 차지 펌프와;상기 제 4 노드의 전압을 제 5 노드로 전달하기 위한 제 5 트랜지스터 및 제 1 클럭에 따라 상기 제 4 노드의 전위를 상승 시키기 위한 제 5 캐패시터로 구성된 제 5 단위 차지 펌프와;상기 제 2 노드에 접속된 2단 차지 펌프와;상기 제 3 노드에 접속된 3단 차지 펌프와;상기 제 4 노드에 접속된 4단 차지 펌프와;상기 제 5 노드에 접속된 5단 차지 펌프를 포함하여 이루어 진 것을 특징으로 하는 차지 펌프.
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2003
- 2003-01-13 KR KR1020030001969A patent/KR100938049B1/ko not_active IP Right Cessation
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