KR101524631B1 - 차지 펌프 방식의 전압 변환 회로 - Google Patents
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Abstract
두 금속 사이의 정전기적 인력에 의해 물리적으로 스위칭하는 방식을 사용하는 차지 펌프 방식의 전압 변환 회로를 개시한다.
전압 변환 회로는 전압을 인가하는 입력단과, 전압을 차지 펌핑할 수 있도록, 펌핑 캐패시터 및 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 스위치를 포함하는 펌핑 회로와, 펌핑 회로의 펌핑 캐패시터에 180도의 위상 차이를 가지는 복수 개의 클럭을 전달하는 클럭단 및 펌핑 회로를 통해 승압된 전압을 출력하는 출력단을 포함하므로, MEMS(Micro Electro Mechanical System) 기반의 고성능 스위치로 회로를 구성하여 효율이 높은 차지 펌프 회로를 구현할 수 있다.
전압 변환 회로는 전압을 인가하는 입력단과, 전압을 차지 펌핑할 수 있도록, 펌핑 캐패시터 및 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 스위치를 포함하는 펌핑 회로와, 펌핑 회로의 펌핑 캐패시터에 180도의 위상 차이를 가지는 복수 개의 클럭을 전달하는 클럭단 및 펌핑 회로를 통해 승압된 전압을 출력하는 출력단을 포함하므로, MEMS(Micro Electro Mechanical System) 기반의 고성능 스위치로 회로를 구성하여 효율이 높은 차지 펌프 회로를 구현할 수 있다.
Description
주전원을 받아 시스템에서 요구하는 전원으로 변환 및 공급하는 차지 펌프 방식의 전압 변환 회로에 관한 것이다.
디스플레이 구동회로에는 입력받은 직류를 또 다른 직류로 변환시키기 위한 전압변환회로가 장착된다. 전압변환회로에는 캐패시터를 이용한 차지 펌프 방식과, 인덕터를 이용한 Buck 변환회로, Boost 변환 회로 또는 Buck Boost 변환회로 등이 있으며, 각기 다른 장점과 단점들을 가지고 있다. 차지 펌프 방식은 Buck 변환회로, Boost 변환 회로 또는 Buck Boost 변환회로와 달리 인덕터를 필요로 하지 않으므로 비교적 소형으로 만들 수 있고, 효율이 높지만 최대 흘릴 수 있는 전류가 비교적 적고 입력 전압의 정수배로 전압을 출력하는 것이 일반적이다. 이 전압변환회로를 디스플레이 구동회로에 적용하기 위해 실리콘 기반의 CMOS를 사용하여 제작할 경우, 디스플레이 소자 제작공정이 완료된 후 디스플레이 패널과 조립이 이루어져야 하므로, 추가 공정이 발생하여 생산단가가 상승하는 단점이 있다. 따라서, 차지 펌프 방식의 전압변환회로를 디스플레이 구동회로에 적용하기 위해 스위칭 소자를 박막 트랜지스터로 구성하여 제작하였다. 그러나, 박막 트랜지스터의 경우 활성영역에 채널 층을 형성시켜 도통시키는 방식이므로, 각 소자가 스위칭을 할 때 소스와 드레인 사이에 문턱전압만큼 전압 강하가 발생하여 출력 효율을 저하시킨다는 문제가 있다. 또한, 넓은 주파수 대역에서 높은 전송 효율을 갖기 위해서는 박막 소자들의 낮은 도통저항 값 및 고속 스위칭이 가능해야 하는데, 박막 트랜지스터의 경우 채널 저항에 의한 도통저항이 상당히 커서 낮은 전류특성을 갖게 되며, 고주파 구동 시 기생 캐패시터의 영향으로 누설전류가 발생하게 된다.
본 발명의 일측면은 두 금속 사이의 정전기적 인력에 의해 물리적으로 스위칭하는 방식을 사용하는 차지 펌프 방식의 전압 변환 회로를 제공한다.
이를 위한 본 발명의 일측면에 의한 전압 변환 회로는 전압을 인가하는 입력단;과, 상기 전압을 차지 펌핑할 수 있도록, 펌핑 캐패시터 및 MEMS 스위치를 포함하는 펌핑 회로;와, 상기 펌핑 회로의 펌핑 캐패시터에 180도의 위상 차이를 가지는 복수 개의 클럭을 전달하는 클럭단; 및 상기 펌핑 회로를 통해 승압된 전압을 출력하는 출력단을 포함할 수 있다.
상기 펌핑 회로는 상기 입력단의 전압을 인가받는 제 1 MEMS 스위치를 포함하고, 상기 제 1 MEMS 스위치에 연결되어 상기 입력단의 전압을 충전하는 제 1 펌핑 캐패시터를 포함할 수 있다.
상기 클럭단은 상기 제 1 펌핑 캐패시터에 상기 입력단의 전압과 같은 크기의 진폭을 가지는 클럭을 출력하는 제 1 클럭 신호 출력단을 포함할 수 있다.
상기 펌핑 회로는 상기 제 1 펌핑 캐패시터에 연결되는 제 2 MEMS 스위치를 더 포함하고, 상기 제 2 MEMS 스위치에 연결되어 상기 제 1 펌핑 캐패시터에 의해 펌핑된 전압을 충전하는 제 2 펌핑 캐패시터를 더 포함할 수 있다.
상기 클럭단은 상기 제 2 펌핑 캐패시터에 상기 입력단의 전압과 같은 크기의 진폭을 가지는 클럭 신호를 출력하는 제2클럭신호 출력단을 포함할 수 있다.
상기 펌핑 회로와 상기 출력단 사이에 마련되며, 상기 펌핑 회로에서 출력되는 전압을 충전하여 리플이 제거된 상태로 출력하는 출력 캐패시터를 더 포함할 수 있다.
그리고, 본 발명의 일실시예에 의한 전압 변환 회로는 인가되는 전압을 충전하여 저장하는 적어도 하나의 펌핑 캐패시터와, 상기 펌핑 캐패시터와 연결되어 스위칭하는 복수 개의 MEMS 스위치와, 상기 펌핑 캐패시터와 연결된 노드에서 전압을 펌핑할 수 있도록 클럭을 인가하는 클럭단을 구비하는 펌핑 회로를 포함하고, 상기 복수 개의 MEMS 스위치는 상기 복수 개의 펌핑 캐패시터에 인가되는 전압을 스위칭할 수 있다.
상기 펌핑 캐패시터에 저장되어 승압되는 전압을 출력하는 출력단을 더 포함하고, 상기 출력단과 상기 펌핑 회로 사이에는 상기 펌핑 회로를 통해 승압된 전압을 저장하고, 상기 출력단을 통해 리플을 제거한 전압을 출력하는 출력 캐패시터를 더 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 펌핑 캐패시터는 제 1 펌핑 캐패시터, 제 2 펌핑 캐패시터를 포함하고, 상기 복수 개의 MEMS 스위치는 제 1 MEMS 스위치, 제 2 MEMS 스위치 및 제 3 MEMS 스위치를 포함하고, 상기 클럭단은 180도의 위상차를 가지는 제1클럭신호와, 제2클럭신호를 출력할 수 있다.
상기 제 1 펌핑 캐패시터의 제1전극은 상기 제 1 MEMS 스위치의 게이트에 접속된 상태에서 상기 제1클럭신호가 입력되며, 상기 제 1 펌핑 캐패시터의 제2전극은 제 1 MEMS 스위치의 소스, 상기 제2MEMS 스위치의 드레인, 상기 제 3 MEMS 스위치의 게이트와 접속되어 제1노드를 형성할 수 있다.
상기 제 1 MEMS 스위치와 상기 제 2 MEMS 스위치는 상기 제 1 클럭신호, 제 2클럭신호에 의해 각각 온/오프가 제어되며, 상기 제 3 MEMS 스위치는 상기 제 1 노드에 의해 온/오프가 제어될 수 있다.
상기 제 2 펌핑 캐패시터의 제1전극은 제 2 MEMS 스위치의 게이트에 접속된 상태에서 상기 제2클럭신호가 입력되고, 상기 제 2 펌핑 캐패시터의 제2전극은 상기 제 2 MEMS 스위치의 소스, 상기 제 3 MEMS 스위치의 드레인과 접속되어 제2노드를 형성할 수 있다.
상기 펌핑된 전압을 저장하여 출력하는 출력 캐패시터를 더 포함하고, 상기 출력 캐패시터는 제1전극이 GND에 연결되고, 제2전극이 상기 제 3 MEMS 스위치의 소스와 접속되어 제3노드를 형성할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일측면에 의하면 MEMS 기반의 고성능 스위치로 회로를 구성하여 효율이 높은 차지 펌프 방식의 전압변환회로를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 차지 펌프 방식의 전압 변환 회로를 도시한 도면
도 2는 도 1에 포함되는 MEMS 스위치의 작동 원리를 설명하기 위해 도시한 도면
도 3a는 본 발명의 일실시예에 의한 차지 펌프 방식의 전압 변환 회로의 클럭단에서 출력되는 클럭신호의 타이밍 차트
도 3b는 도 3a의 클럭신호의 주기에 따라 MEMS 스위치에 인가되는 전압값을 간략히 표로 나타낸 도면
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 차지 펌프 방식의 전압 변환 회로를 도시한 도면
도 2는 도 1에 포함되는 MEMS 스위치의 작동 원리를 설명하기 위해 도시한 도면
도 3a는 본 발명의 일실시예에 의한 차지 펌프 방식의 전압 변환 회로의 클럭단에서 출력되는 클럭신호의 타이밍 차트
도 3b는 도 3a의 클럭신호의 주기에 따라 MEMS 스위치에 인가되는 전압값을 간략히 표로 나타낸 도면
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 차지 펌프 방식의 전압 변환 회로를 도시한 도면
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 사용하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 차지 펌프 방식의 전압 변환 회로를 도시한 도면이며, 도 2는 도 1에 포함되는 MEMS 스위치의 작동 원리를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
전압 변환 회로(10)는 펌핑 회로(100), 클럭단(200), 입력단(300) 및 출력단(400)을 포함할 수 있다. 또한, 펌핑 회로(100)와 출력단(400) 사이에 출력 캐패시터(C3)를 구비할 수 있다.
펌핑 회로(100)는 적어도 하나의 캐패시터와, 복수 개의 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 스위치를 포함할 수 있다. 도 1은 여러 가지 실시예 중 펌핑 회로(100)가 2개의 펌핑 캐패시터(C1,C2)와 3개의 MEMS 스위치(M1,M2,M3)를 포함하여 구성된 것을 예로 들어 설명한다.
2개의 펌핑 캐패시터(C1,C2)는 제 1 펌핑 캐패시터(C1) 및 제 2 펌핑 캐패시터(C2)를 포함할 수 있으며, 3개의 MEMS 스위치(M1,M2,M3)는 제 1 MEMS 스위치(M1), 제 2 MEMS 스위치(M2), 제 3 MEMS 스위치(M3)를 포함할 수 있다.
제 1 펌핑 캐패시터(C1)의 제1전극은 제 1 클럭신호(CLK1)가 입력되며, 제 1 MEMS 스위치(M1)의 게이트(Gate)에 접속될 수 있다. 제 1 펌핑 캐패시터(C1)의 제2전극은 제 1 MEMS 스위치(M1)의 소스(Source), 제 2 MEMS 스위치(M2)의 드레인(Drain), 제 3 MEMS 스위치(M3)의 게이트(Gate)와 접속되어 제1노드(N1)를 구성할 수 있다.
제 2 펌핑 캐패시터(C2)의 제1전극은 제 2 클럭 신호(CLK2)가 입력되며, 제 2 MEMS 스위치(M2)의 게이트(Gate)에 접속될 수 있다. 제 2 펌핑 캐패시터(C2)의 제2전극은 제 2 MEMS 스위치의 소스(Source), 제 3 MEMS 스위치(M3)의 드레인(Drain)과 접속되어 제2노드(N2)를 구성할 수 있다.
MEMS 스위치(M1,M2,M3)는 두 금속 전극 사이의 정전기적 인력에 의해 물리적으로 접촉하여 스위칭할 수 있다. 도 2를 참조하면, MEMS 스위치(M1,M2,M3)는 게이트(Gate) 전극과 드레인(Drain) 전극의 전압 차이에 의해 생기는 정전기력에 의해 드레인 전극이 게이트 전극 쪽으로 당겨지게 되고, 이에 따라, 드레인 전극과 소스 전극이 접촉하게 되어 도통되는 스위칭 방식이다. 이 때, 드레인 전극과 게이트 전극 간의 전압 차이가 줄어들게 되면 정전기력에 의한 인력이 줄어들게 되어 드레인 전극이 갖는 복원력에 의해 원상태로 돌아가게 된다. 전압이 증가하면서 붙는 전압(pull in voltage)과 전압이 감소하면서 떨어지는 전압(lift off voltage)은 MEMS 스위치(M1,M2,M3)의 디자인에 의해 다르게 형성될 수 있다. 이렇게 전압이 증가할 때와 감소할 때의 경로 차이를 이력현상(hysteresis)이라 하며, 이러한 현상을 이용할 경우, 두 전압 차이의 중간 값을 유지하며 작은 증가와 감소의 전압으로 on-state와 off-state에 대해 스위칭이 가능하다는 장점이 있다.
클럭단(200)은 제 1 MEMS 스위치(M1)의 게이트와, 제 1 펌핑 캐패시터(C1)의 제 1 전극에 연결된 제 1 클럭신호(CLK1) 출력단을 포함할 수 있다. 클럭단(200)은 제2 MEMS 스위치(M2)의 게이트와, 제 2 펌핑 캐패시터(C2)의 제 1 전극에 연결된 제 2 클럭신호(CLK2) 출력단을 포함할 수 있다. 클럭단(200)에서 출력되는 클럭신호 CLK1과 CLK2는 서로 간에 위상이 180도 차이가 난다.
입력단(300)의 입력 전압 VDD는 제 1 MEMS 스위치(M1)의 드레인에 연결되어 있다. 출력단(400)의 출력 전압 VOUT은 제 3 MEMS 스위치(M3)의 소스와, 출력 캐패시터(C3)와 연결되어 있다.
출력 캐패시터(C3)는 제 1 전극이 GND와 접속되며, 제 2 전극은 제 3 MEMS 스위치(M3)의 소스와 출력단(400)에 접속되어 제 3 노드(N3)를 구성할 수 있다. 제 1 MEMS 스위치(M1)와 제 2 MEMS 스위치(M2)는 각각 제 1 클럭신호(CLK1), 제 2 클럭신호(CLK2)에 의해 On/Off가 결정되며, 제 3 MEMS 스위치(M3)는 제 1 노드에 의해 On/Off가 결정된다.
도 3a는 본 발명의 일실시예에 의한 차지 펌프 방식의 전압 변환 회로의 클럭단에서 출력되는 클럭신호의 타이밍 차트이며, 도 3b는 도 3a의 클럭신호의 주기에 따라 MEMS 스위치에 인가되는 전압값을 간략히 표로 나타낸 도면이다.
도 3a를 참조하면, 180도 위상 차이를 갖는 2-phase 클럭신호에 의해, 제 1 클럭 신호가 Low 상태(T1구간)일 때는 홀수 번째 MEMS 스위치(M1,M3), 제 2 클럭신호(CLK2)가 Low상태(T2구간)일 때는 짝수 번째 MEMS 스위치(M2)가 on-state되어 도통된다.
펌핑 캐패시터(C1,C2)는 각 클럭신호가 High 상태일 때 펌핑하며, MEMS 스위치(M1,M2,M3)는 각 클럭 신호가 Low 상태일 때 도통되는 것을 공통으로 한다.
이하, 도 3a의 타이밍 차트를 토대로 전압 변환 회로의 동작을 설명하며, 각 노드의 전압값은 도 3b에 표로 도시하였다.
첫 번째 동작은, 제 1 클럭신호(CLK1)가 Low상태(T1구간)일 때, 제 1 MEMS 스위치(M1)가 도통되어 입력전압(VDD)이 제 1 노드(N1)에 전달되고, 제 1 캐패시터(C1)에 VDD의 전압이 충전된다. 이 때, 제 2 MEMS 스위치(M2)는 제 2 클럭신호(CLK2)의 High 상태(T1)가 게이트에 인가되어 off-state 상태이다. 제 1 노드(N1)의 전압이 제 2 노드(N2)로 전달되지 못하므로 제 1 캐패시터(C1)에 충전된 전압(VDD)과 제 1 클럭신호(CLK1)의 전압(VDD와 동일)이 더해져 제 1 노드(N1)의 전압으로 나타난다. 이에 따라, 제 1 노드(N1)의 전압은 VDD와 2VDD 사이를 스위칭한다.
두 번째 동작은, 제 2 클럭신호(CLK2)의 Low상태(T2) 구간으로, 제 2 MEMS 스위치(M2)는 게이트에 인가된 제 2 클럭신호와 드레인의 전압 차에 의해 on-state되어 도통된다. 이 때, 제 1 MEMS 스위치(M1)는 제 1 클럭신호(CLK1)가 High 상태(T2구간)이므로 차단되고, 제 3 MEMS 스위치(M3)는 제 1 노드(N1)에 의해 구동되기 때문에 제 1 MEMS 스위치(M1)와 같은 상태로 차단되어 있다. 따라서, 제 2 노드(N2)에 제 1 노드(N1)의 전압이 전달되고, 제 2 캐패시터(C2)에 전압(2VDD)이 충전된다. 제 2 노드(N2)에서는 제 2 캐패시터(C2)에 충전된 전압과 제 2 클럭신호(CLK2)에 의한 전압이 더해지므로 3VDD와 2VDD 사이를 스위칭한다.
세 번째 동작은, 다시 제 1 클럭신호(CLK1)의 Low 상태 구간(T1)으로, 제 1, 3 MEMS 스위치(M1,M3)가 도통되고 제 2 MEMS 스위치(M2)는 차단된다. 여기서, 제 1 MEMS 스위치(M1)와 제 3 MEMS 스위치(M3)가 동기화되어 같은 클럭신호에 의해 동작하도록 한다. 도통된 제 3 MEMS 스위치(M3)에 의해 제 2 노드(N2)의 전압은 제 3 노드(N3)에 전달되고, 제 3 캐패시터(C3)에 충전되는 전압(3VDD)이 최종 출력 단자(VOUT)를 통해 출력되므로 차지 펌핑 기능이 수행될 수 있다. 이 때, 최종출력단(400)에서 정수배만큼 펌핑된 전압을 얻을 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 차지 펌프 방식의 전압 변환 회로를 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 전압 변환 회로와 비교 시, 각 클럭 신호(CLK1,CLK2)에 의해 충전되는 펌핑 캐패시터(C3,C4)를 한 쌍 추가하여 한 단을 추가한 회로이다. 이 때, MEMS 스위치(M4,M5) 또한 추가로 필요하게 되며, 제 3 MEMS 스위치(M3)부터는 게이트 전극을 두 개 전의 노드로 제어한다. 이러한 방식으로, 원하는 출력 값을 얻기 위해 계속해서 단을 추가해 나갈 수 있다. 이하, 한 단을 추가한 전압 변환 회로에 대해 설명하며, 동일한 원리로 단을 계속 추가하는 것도 본 발명의 실시예에 포함됨은 물론이다.
전압 변환 회로(10)는 도 1에 설명한 것과 마찬가지로, 펌핑 회로(100‘), 클럭단(200), 입력단(300) 및 출력단(400)을 포함할 수 있다. 또한, 펌핑 회로(100)와 출력단(400) 사이에 출력 캐패시터(C3)를 구비할 수 있다.
펌핑 회로(100‘)는 복수 개의 펌핑 캐패시터(C1,C2,C3,C4)와 복수 개의 MEMS 스위치(M1,M2,M3,M4,M5)를 포함할 수 있다.
복수 개의 펌핑 캐패시터(C1,C2,C3,C4)는 제 1 펌핑 캐패시터(C1). 제 2 펌핑 캐패시터(C2), 제 3 펌핑 캐패시터(C3) 및 제 4 펌핑 캐패시터(C4)를 포함할 수 있다. 복수 개의 MEMS 스위치(M1,M2,M3,M4,M5)는 제 1 MEMS 스위치(M1), 제 2 MEMS 스위치(M2), 제 3 MEMS 스위치(M3), 제 4 MEMS 스위치(M4) 및 제 5 MEMS 스위치(M5)를 포함할 수 있다.
제 1 펌핑 캐패시터(C1)의 제1전극은 제 1 클럭신호(CLK1)가 입력되며, 제 1 MEMS 스위치(M1)의 게이트(Gate)에 접속될 수 있다. 제 1 펌핑 캐패시터(C1)의 제2전극은 제 1 MEMS 스위치(M1)의 소스(Source), 제 2 MEMS 스위치(M2)의 드레인(Drain), 제 3 MEMS 스위치(M3)의 게이트(Gate)에 접속되어 제1노드(N1)를 구성할 수 있다.
제 2 펌핑 캐패시터(C2)의 제1전극은 제 2 클럭 신호(CLK2)가 입력되며, 제 2 MEMS 스위치(M2)의 게이트(Gate)에 접속될 수 있다. 제 2 펌핑 캐패시터(C2)의 제2전극은 제 2 MEMS 스위치(M2)의 소스(Source), 제 3 MEMS 스위치(M3)의 드레인(Drain), 제 4 MEMS 스위치(M4)의 게이트와 접속되어 제2노드(N2)를 구성할 수 있다.
제 3 펌핑 캐패시터(C3)의 제1전극은 제 1 클럭신호(CLK1)가 입력된다. 제 3 펌핑 캐패시터(C3)의 제2전극은 제 3 MEMS 스위치(M3)의 소스와, 제 4 MEMS 스위치(M4)의 드레인과, 제 5 MEMS 스위치(M5)의 게이트와 연결되어 제3노드(N3)를 구성할 수 있다.
제 4 펌핑 캐패시터(C4)의 제1전극은 제 2 클럭 신호(CLK2)가 입력된다. 제 4 펌핑 캐패시터(C4)의 제2전극은 제 4 MEMS 스위치(M4)의 소스와, 제 5 MEMS 스위치(M5)의 드레인과 연결되어 제4노드(N4)를 구성할 수 있다.
클럭단(200)은 제 1 MEMS 스위치(M1)의 게이트와, 제 1 펌핑 캐패시터(C1)의 제1전극, 제 3 펌핑 캐패시터(C3)의 제1전극에 연결된 제 1 클럭신호(CLK1) 출력단을 포함할 수 있다. 클럭단(200)은 제2 MEMS 스위치(M2)의 게이트와, 제 2 펌핑 캐패시터(C2)의 제1전극과, 제 4 펌핑 캐패시터(C4)의 제1전극에 연결된 제 2 클럭신호(CLK2) 출력단을 포함할 수 있다. 클럭단(200)에서 출력되는 클럭신호 CLK1과 CLK2는 서로 간에 위상이 180도 차이가 난다.
입력단(300)의 입력 전압 VDD는 제 1 MEMS 스위치(M1)의 드레인에 연결되어 있다. 출력단(400)의 출력 전압 VOUT은 제 5 MEMS 스위치(M5)의 소스와, 출력 캐패시터(C5)와 연결되어 있다.
출력 캐패시터(C5)는 제1전극이 GND와 접속되며, 제2전극은 제 5 MEMS 스위치(M5)의 소스와 출력단(400)에 접속되어 제 5 노드(N5)를 구성할 수 있다. 제 1 MEMS 스위치(M1)와 제 2 MEMS 스위치(M2)는 각각 제 1 클럭신호(CLK1), 제 2 클럭신호(CLK2)에 의해 On/Off가 결정되며, 제 3 MEMS 스위치(M3), 제 4 MEMS 스위치(M4), 제 5 MEMS 스위치(M5)는 각각 제1노드(N1), 제2노드(N2), 제3노드(N3)에 의해 On/Off가 결정된다.
비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허청구범위의 범위에 속함은 자명하다.
Claims (13)
- 전압을 인가하는 입력단;
상기 전압을 차지 펌핑할 수 있도록, 적어도 하나의 펌핑 캐패시터 및 복수 개의 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 스위치를 포함하는 펌핑 회로;
상기 펌핑 회로의 펌핑 캐패시터에 180도의 위상 차이를 가지는 복수 개의 클럭을 전달하는 클럭단; 및
상기 펌핑 회로를 통해 승압된 전압을 출력하는 출력단을 포함하고,
상기 적어도 하나의 펌핑 캐패시터는 제 1 펌핑 캐패시터, 제 2 펌핑 캐패시터를 포함하고,
상기 복수 개의 MEMS 스위치는 상기 복수 개의 펌핑 캐패시터에 인가되는 전압을 스위칭하고,
상기 복수 개의 MEMS 스위치는 제 1 MEMS 스위치, 제 2 MEMS 스위치 및 제 3 MEMS 스위치를 포함하고,
상기 클럭단은 180도의 위상차를 가지는 제1클럭신호와, 제2클럭신호를 출력하고,
상기 제 1 펌핑 캐패시터의 제1전극은 상기 제 1 MEMS 스위치의 게이트에 접속된 상태에서 상기 제1클럭신호가 입력되며, 상기 제 1 펌핑 캐패시터의 제2전극은 제 1 MEMS 스위치의 소스, 상기 제2 MEMS 스위치의 드레인, 상기 제 3 MEMS 스위치의 게이트와 접속되어 제1노드를 형성하는 전압변환회로. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 클럭단은 상기 제 1 펌핑 캐패시터에 상기 입력단의 전압과 같은 크기의 진폭을 가지는 클럭을 출력하는 제 1 클럭 신호 출력단을 포함하는 전압변환회로. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 클럭단은 상기 제 2 펌핑 캐패시터에 상기 입력단의 전압과 같은 크기의 진폭을 가지는 클럭을 출력하는 제2클럭신호 출력단을 포함하는 전압변환회로. - 제 1 항에 있어서,
상기 펌핑 회로와 상기 출력단 사이에 마련되며, 상기 펌핑 회로에서 출력되는 전압을 충전하여 리플이 제거된 상태로 출력하는 출력 캐패시터를 더 포함하는 전압변환회로. - 인가되는 전압을 충전하여 저장하는 적어도 하나의 펌핑 캐패시터와, 상기 펌핑 캐패시터와 연결되어 스위칭하는 복수 개의 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 스위치와, 상기 펌핑 캐패시터와 연결된 노드에서 전압을 펌핑할 수 있도록 클럭을 인가하는 클럭단을 구비하는 펌핑 회로를 포함하고,
상기 적어도 하나의 펌핑 캐패시터는 제 1 펌핑 캐패시터, 제 2 펌핑 캐패시터를 포함하고,
상기 복수 개의 MEMS 스위치는 상기 복수 개의 펌핑 캐패시터에 인가되는 전압을 스위칭하고,
상기 복수 개의 MEMS 스위치는 제 1 MEMS 스위치, 제 2 MEMS 스위치 및 제 3 MEMS 스위치를 포함하고,
상기 클럭단은 180도의 위상차를 가지는 제1클럭신호와, 제2클럭신호를 출력하고,
상기 제 1 펌핑 캐패시터의 제1전극은 상기 제 1 MEMS 스위치의 게이트에 접속된 상태에서 상기 제1클럭신호가 입력되며, 상기 제 1 펌핑 캐패시터의 제2전극은 제 1 MEMS 스위치의 소스, 상기 제2 MEMS 스위치의 드레인, 상기 제 3 MEMS 스위치의 게이트와 접속되어 제1노드를 형성하는 전압변환회로. - 제 7 항에 있어서,
상기 펌핑 캐패시터에 저장되어 승압되는 전압을 출력하는 출력단을 더 포함하고, 상기 출력단과 상기 펌핑 회로 사이에는 상기 펌핑 회로를 통해 승압된 전압을 저장하고, 상기 출력단을 통해 리플을 제거한 전압을 출력하는 출력 캐패시터를 더 포함하는 전압변환회로. - 삭제
- 삭제
- 제 7 항에 있어서,
상기 제 1 MEMS 스위치와 상기 제 2 MEMS 스위치는 상기 제 1 클럭신호, 제 2클럭신호에 의해 각각 온/오프가 제어되며, 상기 제 3 MEMS 스위치는 상기 제 1 노드에 의해 온/오프가 제어되는 전압변환회로 - 제 7 항에 있어서,
상기 제 2 펌핑 캐패시터의 제1전극은 제 2 MEMS 스위치의 게이트에 접속된 상태에서 상기 제2클럭신호가 입력되고, 상기 제 2 펌핑 캐패시터의 제2전극은 상기 제 2 MEMS 스위치의 소스, 상기 제 3 MEMS 스위치의 드레인과 접속되어 제2노드를 형성하는 전압변환회로. - 제 7 항에 있어서,
상기 펌핑된 전압을 저장하여 출력하는 출력 캐패시터를 더 포함하고,
상기 출력 캐패시터는 제1전극이 GND에 연결되고, 제2전극이 상기 제 3 MEMS 스위치의 소스와 접속되어 제3노드를 형성하는 전압변환회로.
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| KR1020130041431A KR101524631B1 (ko) | 2013-04-16 | 2013-04-16 | 차지 펌프 방식의 전압 변환 회로 |
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| KR20060050214A (ko) * | 2004-07-16 | 2006-05-19 | 세이코 인스트루 가부시키가이샤 | 전하 펌프 회로 |
| KR20080079364A (ko) * | 2007-02-27 | 2008-09-01 | 한국과학기술원 | 유기발광다이오드 구동회로, 이를 포함하는 디스플레이장치 및 그 구동방법 |
| KR20120079452A (ko) * | 2011-01-04 | 2012-07-12 | 제너럴 일렉트릭 캄파니 | 미세 전자기계 시스템 어레이를 포함하는 전력 스위칭 시스템 |
-
2013
- 2013-04-16 KR KR1020130041431A patent/KR101524631B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 2013 Symposium on VLSI Tech. Digest of Technical Paper T148-T149 (2013.06.30) * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| KR20140124109A (ko) | 2014-10-24 |
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