KR20070024426A - 충전 펌프 - Google Patents

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KR20070024426A
KR20070024426A KR1020060081116A KR20060081116A KR20070024426A KR 20070024426 A KR20070024426 A KR 20070024426A KR 1020060081116 A KR1020060081116 A KR 1020060081116A KR 20060081116 A KR20060081116 A KR 20060081116A KR 20070024426 A KR20070024426 A KR 20070024426A
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KR
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charge pump
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clock signal
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KR1020060081116A
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시오 리이 린
씨 엠 치유
웨이 쳉 첸
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티피오 디스플레이스 코포레이션
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Abstract

직렬로 접속된 복수의 부-충전 펌프들(sub-charge pumps)을 포함하는 충전 펌프가 개시되며, 상기 부-충전 펌프들 각각은 충전 클록 신호에 따라 턴온 또는 턴오프되는 충전 스위치 모듈 및 충전 스위치 모듈과 기준 클록 신호 사이에 접속된 커패시터를 포함한다. 충전 펌프는 부가적인 클록 신호에 따라 기준 클록 획득 부-충전 펌프(reference-clock-accepting sub-charge pump)의 기준 클록 신호를 제공하기 위해 상기 부-충전 펌프들 중에서 기준 클록 제공 부-충전 펌프(reference-clock-providing sub-charge pump)와 기준 클록 획득 부-충전 펌프에 접속하는 적어도 하나의 부가적인 스위치 모듈을 더 포함한다.
부-충전 펌프, 충전 스위치 모듈, 기준 클록 신호, 스위치 모듈

Description

충전 펌프{Charge pump}
도 1은 3 스테이지 충전 펌프를 개략적으로 도시하는 도면.
도 2는 도 1의 충전 펌프에서의 통상적인 클록 신호들 및 전압들을 보여주는 타이밍도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 N 스테이지 충전 펌프(N은 2 이상의 정수)의 블록도.
도 4a 및 도 4b는 각각 도 3의 충전 펌프의 예시적인 실시예들을 위한 2 스테이지 충전 펌프의 블록도 및 개략도.
도 5는 도 4b의 충전 펌프에서의 통상적인 클록 신호들 및 전압들을 나타내는 타이밍도.
도 6은 상이한 부하 전류(IOUT)에 대하여, 도 1과 도 4b의 충전 펌프들 사이의 출력 전압 비교를 도시하는 도면.
도 7은 상이한 부하 전류(IOUT)에 대하여, 도 1과 도 4b의 충전 펌프들 사이의 전력 효율 비교를 도시하는 도면.
도 8은 도 4b의 충전 펌프의 확장으로서 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 3 스테이지 충전 펌프의 블록도.
도 9는 도 4b의 충전 펌프의 또 다른 확장으로서 본 발명의 또 다른 실시예 에 따른 3 스테이지 충전 펌프의 블록도.
도 10은 도 9의 충전 펌프에서의 통상적인 클록 신호들 및 전압들을 나타내는 타이밍도.
도 11은 도 9의 충전 펌프의 확장으로서 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 N 스테이지 충전 펌프의 블록도.
도 12는 도 4b의 충전 펌프의 변형으로서 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 3 스테이지 충전 펌프의 블록도.
도 13은 도 12에서의 통상적인 클록 신호들 및 전압들을 보여주는 타이밍도.
도 14는 도 12의 충전 펌프의 확장으로서 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 N 스테이지 충전 펌프의 블록도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100,400,400',800, 900, 1100, 1200, 1400 : 충전 펌프
본 발명은 패널 디스플레이들과 함께 사용되는 충전 펌프들에 관한 것이다.
도 1은 3 스테이지(X4) 충전 펌프(100)를 개략적으로 도시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 4개의 PMOS 트랜지스터들(MP1-MP3 및 MPOUT)은 직렬로 접속되어 있 고, 각각은 커패시터(C1-C3 및 COUT)의 일단부에 접속하고, 레벨 시프터(LS1-LS3 및 LSOUT)에 의해 제어된다. 커패시터들(C1-C3 및 COUT)의 타단부는 클록 신호들(CLK1,XCLK1,CLK1) 및 기준 전압(VSS)에 각각 접속되고, 클록 신호들(CLK1,XCLK1)은 크기는 갖지만 반대 위상이다. 클록 신호(CLK1)는 또한 제 1 및 제 3 시프터들(LS1,LS3)의 제 1 입력 단자 및 제 2 및 제 4 시프터들(LS2,LSOUT)의 제 2 입력 단자에 공급된다. 유사하게, 클록 신호(XCLK1)는 제 2 및 제 4 시프터들(LS2,LSOUT)의 제 1 입력 단자 및 제 1 및 제 3 시프터들(LS1,LS3)의 제 2 입력 단자에 공급된다. 충전 펌프(100)는 제 1 PMOS 트랜지스터(MP1)를 통해 진폭(VCC)의 입력 전압(VIN)을 수신하고, 제 4 PMOS 트랜지스터(MPOUT)를 통해 출력 전압(VOUT)을 출력한다. 전압(VOUT)은 또한 레벨 시프터들(LS1-LS3 및 LSOUT)을 위한 전원으로서 기능한다. 통상적으로, CLK1 및 XCLK2의 진폭들은 VIN의 진폭과 같다.
도 2는 충전 펌프(100)의 동작을 설명하는, 클록 신호들(CLK1,XCLK1) 및 단자들(P1-P3 및 POUT)에서의 전압들(V1-V3 및 VOUT)의 타이밍도이다. 우선, 각 레벨 시프터(LS1 내지 LSOUT)의 전원 또는 단자(POUT)에서의 전압(VOUT)은 플로트(float)된다. 하지만, 플로팅 전원을 갖더라도, CLK1이 로우(LOW)(0)이고, XCLK1이 하이(VCC)일 때, 제 1 레벨 시프터(LS1)는 제 1 PMOS 트랜지스터(MP1)를 턴온하도록 로우 전압(0)을 출력하여, 입력 전압(VIN)이 제 1 커패시터(C1)를 충전시키도록 한다. 따라서, 단자(P1)에서의 전압(V1)은 VCC로 충전된다.
다음으로, CLK1은 하이(VCC)로 되고, XCLK1은 로우(0)로 된다. 제 1 레벨 시프터(LS1)는 플로트된 전원으로 인해 플로팅 전압을 출력하는 반면에, 제 2 레벨 시프터(LS2)는 제 2 PMOS 트랜지스터(MP2)를 턴온하도록 로우 전압(0)을 출력하여, 단자(P1)에서의 전압(V1)이 제 2 커패시터(C2)를 충전하도록 한다. 따라서, 단자(P1)에서의 전압(V1)은 CLK1이 1VCC만큼 증가되므로 VCC에서 거의 2VCC로 풀업(pull up)되고, 또한 단자(P2)에서의 전압(V2)을 거의 2VCC로 충전한다. 이하에서 설명되는 바와 같이, 전원은 전압(POUT)의 증가를 갖는 제 1 PMOS 트랜지스터(MP1)를 턴오프시킬 수 있으며, 그에 따라 전압들(V1,V2)은 2VCC로 충전된다.
다음으로, CLK1은 로우(0)로 되돌아가고, XCLK1은 하이(VCC)로 되돌아간다. 이것은 제 1 레벨 시프터(LS1)가 1 PMOS 트랜지스터(MP1)를 턴온시키게 하고, 그에 따라, 입력 전압(VIN)은 전압(V1)을 VCC로 풀다운(pull down)하도록 다시 제 1 커패시터(C1)를 충전한다. 유사하게, 전원이 플로트되고, 제 2 레벨 시프터(LS2)는 플로팅 전압을 출력하는 반면에, 제 3 레벨 시프터(LS3)는 제 3 PMOS 트랜지스터(MP3)를 턴온하도록 로우 전압(0)을 출력하여, 단자(P2)에서의 전압(V2)이 제 3 커패시터(C3)를 충전하게 한다. 따라서, 단자(P2)에서의 전압(V2)은 XCLK1이 1VCC만큼 증가되므로 2VCC에서 거의 3VCC로 풀업되고, 또한 단자(P3)에서의 전압을 거의 3VCC로 충전한다. 이하에서 설명되는 바와 같이, 전원은 전압(POUT)의 증가를 갖는 제 2 PMOS 트랜지스터(MP2)를 턴오프시킬 수 있으며, 그에 따라, 전압들(V2,V3)은 3VCC로 충전된다.
다음으로, CLK1은 하이(VCC)로 되돌아가고, XCLK1은 로우(0)로 되돌아간다. 이것은 제 1 및 제 2 레벨 시프터(LS1,LS2)로 하여금, 전압(V1,V2)을 다시 2VCC로 풀업시키는 제 1 및 제 2 PMOS 트랜지스터들(MP1,MP2)을 턴오프 및 턴온시키게 한 다. 유사하게, 전원이 플로트되고, 제 3 레벨 시프터(LS3)는 플로팅 전압을 출력하는 반면에, 제 4 레벨 시프터(LSOUT)는 제 4 PMOS 트랜지스터(MPOUT)를 턴온하도록 로우 전압(0)을 출력하여, 단자(P3)에서의 전압(V3)이 제 4 커패시터(COUT)를 충전하게 한다. 따라서, 단자(P3)에서의 전압(V3)은 CLK1이 1 VCC만큼 증가되므로, 거의 3VCC에서 거의 4VCC로 풀업되고, 또한 단자(P4)에서의 전압(V4)을 이웃한 4VCC로 충전한다. 이하에서 설명되는 바와 같이, 전원은 전압(POUT)의 증가를 갖는 제 3 PMOS 트랜지스터(MP3)를 턴오프시킬 수 있으며, 그에 따라 전압들(V3,VOUT)은 4VCC로 충전된다.
다음으로, CLK1은 로우(0)로 되돌아가고, XCLK1은 하이(VCC)로 되돌아간다. 유사한 과정들이 3개의 스테이지들에서 지속되며, 여기에서 상세히 설명되지 않는다. 유일한 차이점은 커패시터(COUT)가 클록 신호가 아닌 기준 전압(VSS)에 접속되므로, 단자(POUT)에서의 전압(VOUT)이 증가되지 않고, 거의 4VCC로 유지된다는 것이다. 즉, 커패시터(COUT) 및 레벨 시프터(LSOUT)는 커패시터들(C1-C3) 및 레벨 시프터들(LS1-LS3)과 같이, 충전 펌핑이 아닌 AC-DC 변환용으로 사용된다. VOUT의 증가와 함께, 레벨 시프터들(LS1-LS3 및 LSOUT)은 각각의 PMOS 트랜지스터들(MP1-MP3 및 MPOUT)을 턴오프하도록 정상적으로 동작하고, 도 2에 도시된 바와 같은, 보다 안정된 전압들(V1-V3 및 VOUT)을 생성한다.
충전 펌프(100)에서, 전압은 각 스테이지에서 1VCC만큼 증가된다. 그러므로, 진폭 VCC의 Vin에서 진폭 4VCC의 VOUT로의 변환은 충전 펌핑을 위한 3개의 커패시터들(C1-C3) 및 최종 AC-DC 변환을 위한 하나의 커패시터(COUT)만큼의 커패시터들 을 필요로 한다. 로우 전류 회로에 대해, 글래스(glass) 상에 커패시터들(C1-C3 및 COUT)을 통합하는 것은 비교적 쉽다. 하지만, 보다 높은 동작 전류(즉, 0.2mA 초과)에 대해서, 커패시터들(C1-C3 및 COUT)의 통합은 비교적 어렵다. 또한, 외부 접속된 펌핑 커패시터는 전류 웰 현상된(current well developed) COG(chip on glass) 타입 패널들용의 FPC(flexible printed circuit) 상에서 여분의 칩들을 차지한다.
충전 펌프의 실시예는 직렬로 접속된 복수의 부-충전 펌프들(sub-charge pumps)로서, 각각은 입력 단자, 출력 단자, 및 기준 클록 단자를 가지며, 제 1 부-충전 펌프를 제외한 상기 부-충전 펌프들 각각의 상기 입력 단자는 바로 앞의 부-충전 펌프의 출력 단자에 직렬로 접속하고, 상기 제 1 부-충전 펌프의 입력 단자는 입력 전압을 수신하기 위해 상기 충전 펌프의 입력 단자로서 동작하는, 상기 복수의 부-충전 펌프들; 및 적어도 하나의 부가적인 스위치 모듈을 포함한다. 상기 부-충전 펌프들 각각은, 상기 부-충전 펌프의 입력 단자와 출력 단자 사이에 결합되어, 충전 클록 신호에 따라 턴온 및 턴오프되도록 동작하는 충전 스위치 모듈과, 상기 부-충전 펌프의 출력 단자와 기준 클록 단자 사이에 접속되어, 상기 기준 클록 단자를 통해 기준 클록 신호를 수신하도록 동작하는 커패시터를 포함한다. 상기 적어도 하나의 부가적인 스위치 모듈은, 상기 부-충전 펌프들 중 최종 부-충전 펌프를 제외한 상기 부-충전 펌프들 중에서 기준 클록 제공 부-충전 펌프의 출력 단 자에 결합되고, 상기 부-충전 펌프들 중에서 기준 클록 획득 부-충전 펌프의 기준 클록 단자에 결합되어, 상기 기준 클록 획득 부-충전 펌프의 기준 클록 신호의 하이 레벨로서 상기 기준 클록 제공 부-충전 펌프의 출력 단자에 하이 레벨의 전압을 제공한다.
충전 펌프의 또 다른 실시예는, 직렬로 접속된, 제 1, 제 2 및 제 3 PMOS 트랜지스터들; 상기 충전 펌프의 출력 단자와 기준 전압 사이에 각각 접속되고, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 PMOS 트랜지스터들을 각각 제어하기 위해 제 1, 제 2, 및 제 3 클록 신호들을 수신하는 제 1, 제 2, 및 제 3 레벨 시프터들; 제 1, 제 2, 및 제 3 커패시터들로서, 제 1 커패시터는 상기 제 1 클록 신호에 접속하는 제 1 단부 및 상기 제 1 및 제 2 PMOS 트랜지스터들이 접속되는 단자에 접속하는 제 2 단부를 가지며, 상기 제 2 커패시터는 상기 제 2 및 제 3 PMOS 트랜지스터들이 접속되는 단자에 접속하는 제 2 단부를 가지며, 제 3 커패시터는 상기 기준 전압에 접속되는 제 1 단부 및 상기 충전 펌프의 출력 단자로서 동작하도록 상기 제 3 PMOS 트랜지스터에 접속되는 제 2 단부를 갖는, 상기 제 1, 제 2, 및 제 3 커패시터들; 및 상기 제 1 커패시터의 제 2 단부와 상기 기준 전압 사이에 접속되고, 상기 제 2 커패시터의 제 1 단부에서 상기 전압을 제어하기 위해 상기 제 3 클록 신호에 반대 위상의 반전된 제 3 클록 신호를 수신하는, 부가적인 레벨 시프터를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예는, 제 1 출력 단자를 가지며 제 1 부-충전 펌프가 상기 충전 펌프를 위한 입력 단자로서 동작하도록 입력 전압을 수신하는 제 1 부-충전 펌프; 제 2 입력 단자, 제 2 기준 클록 단자, 및 제 2 출력 단자를 갖는 제 2 부-충전 펌프로서, 상기 제 2 입력 단자가 상기 제 1 출력 단자와 직렬로 접속되는, 상기 제 2 부-충전 펌프; 제 3 입력 단자, 제 3 기준 클록 단자, 및 제 3 출력 단자를 갖는 제 3 부-충전 펌프로서, 상기 제 3 입력 단자가 상기 제 2 출력 단자와 직렬로 접속되는, 상기 제 3 부-충전 펌프; 및 제 2 출력 단자에 제공된 전압이 제 3 부-충전 펌프의 기준 클록 신호로서 제공되도록 제 2 출력 단자 및 제 3 기준 클록 단자에 결합된 스위치 모듈을 포함한다.
본 발명은 첨부된 도면들을 참조하여, 후속하는 상세한 설명 및 예들을 읽음으로써 충분히 이해될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 N 스테이지 충전 펌프(N은 1보다 큰 정수)의 블록도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 부-충전 펌프들(SCP1-SCPN) 및 출력 모듈(MOUT)은 직렬 접속된다. 부-충전 펌프들(SCP1-SCPN) 각각은 커패시터(C1-CN)에 각각 접속된 충전 스위치 모듈(SWM1-SWMN)을 포함하고, 상기 충전 스위치 모듈(SWM1-SWMN)은 충전 클록 신호(CLK1-CLKN)에 따라 각각 턴온 또는 턴오프된다. 유사하게, 출력 모듈(MOUT)은 커패시터(COUT)에 접속된 출력 충전 스위치 모듈(SWMOUT)을 포함하고, 출력 충전 스위치 모듈(SWMOUT)은 출력 충전 클록 신호(CLKOUT)에 따라 턴온 또는 턴오프된다. 커패시터들(C1-CN) 각각은 다음의 부-충전 펌프(SCP2-SCPN) 및 출력 모듈(MOUT)에 각각 접속된 부-충전 펌프(SCP1-SCPN)의 출력 단자로서 동작하는 제 1 단부(P1-PN), 및 기준 클록 신호(RCLK1-RCLKN)에 각 각 접속된 제 2 단부를 포함한다. 커패시터(COUT)는 충전 펌프(300)의 출력 단자(POUT)로서 동작하는 제 1 단부 및 기준 전압(VSS)에 접속된 제 2 단부를 갖는다. 부가적인 스위치 모듈(SWMA)은 기준 클록 제공 부-충전 펌프(SCPX)(X는 1 내지 N 사이의 정수)[X가 1 또는 2이면, 그 사이에 아무것도 존재하지 않음]의 출력 단자(PX)와 기준 전압(VSS) 사이에 결합되고, 기준 클록 제공 부-충전 펌프(SCPX) 뒤의 기준 클록 획득 부-충전 펌프(SCPY)(Y는 2 내지 N 사이의 정수이고 X보다 큼)의 커패시터(CY)의 제 2 단부에 접속하는 출력 단자를 갖는다. [X가 1 또는 2이면, Y의 이러한 한정은 작용하지 않음]. 부가적인 스위치 모듈(SWMA)은 기준 클록 제공 부-충전 펌프(SCPX)의 출력 단자(PX)에 전압을 제공하거나 기준 클록 획득 부-충전 펌프(SCPY)의 기준 클록 신호(RCLKY)로서 기준 전압(VSS)을 제공하기 위해 부가적인 클록 신호(CLKA)에 의해 제어된다. 충전 펌프(300)는 제 1 충전 스위치 모듈(SWM1)을 통해 DC 전압(VIN)을 수신하고, 커패시터(COUT)의 제 1 단부를 통해 VIN보다 높은 또 다른 DC 전압(VOUT)을 출력한다. 통상적으로, 입력 전압(VIN)의 진폭, 기준 클록 신호들(RCLK1 내지 RCLKN) 및 충전 클록 신호들(CLK1 내지 CLKN) 각각의 진폭, 및 CLKA의 진폭은 모두 VCC로 같다.
일반적으로, 전압(VIN)을 VIN보다 높은 또 다른 전압(VIN)으로 변환하도록 동작시키기 위해, 다양한 방법들은 기준 클록 신호들(RCLK1-RCLKN), 충전 클록 신호들(CLK1-CLKN), 출력 충전 클록 신호(CLKOUT), 및 부가적인 클록 신호(CLKA)의 타이밍들을 세팅한다. 다양한 타이밍 세팅들은 네 개의 단순한 규칙들로 요약될 수 있다. 제 1 및 제 2 규칙들은 동일한 부-충전 펌프(SCPZ) 내의 충전 클록 신호 들(CLKZ)과 기준 클록 신호들(RCLKZ)(Z는 1 내지 N 사이의 정수) 사이의 타이밍 관계를 다룬다. 제 3 규칙은 부-충전 펌프들(SCPZ) 중 임의의 부-충전 펌프 내의 기준 클록 신호들(RCLKZ) 및 다음의 부-충전 펌프(SCPW) 내의 충전 클록 신호들(CLKW)(W=Z+1) 또는 부-충전 펌프(SCPZ) 다음의 출력 모듈(MOUT) 내의 출력 충전 클록 신호(CLKOUT) 사이의 타이밍 관계를 다룬다. 제 4 규칙은 부가적인 클록 신호(CLKA) 및 기준 클록 제공 부-충전 펌프(SCPX)의 기준 클록 신호(RCLKX)의 타이밍들을 다룬다.
제 1 규칙에 대하여, 부-충전 펌프들(SCPZ)(1 ≤Z ≤N)을 위해, ["N"에 한정을 갖는 동일한 문제] 기준 클록 신호(RCLZ)가 로우 레벨일 때, 충전 클록 신호(CLKZ)가 충전 스위치 모듈(SWMZ)을 턴온시키는 동안 1기간이 존재한다. 커패시터(CZ)의 제 1 단부에서의 전압은 충전 스위치 모듈(SWMZ)을 통해 수신된 전압에 의해 충전된다.
제 2 규칙에 대하여, 부-충전 펌프들(SCPZ)(1 ≤Z ≤N)을 위해, 기준 클록 신호(RCLZ)가 하이 레벨일 때, 충전 클록 신호(CLKZ)는 충전 스위치 모듈(SWMZ)을 턴오프시킨다. 커패시터(SCPZ)에 의해 저장된 전하들은 충전 스위치 모듈(SWMZ)을 통해 누출되는 것이 방지되며, 커패시터(SCPZ)의 제 1 단부에서의 전압은 기준 클록(RCLKZ)의 증가로 인해 풀업(pull up)된다.
제 3 규칙에 대해서, 부-충전 펌프들(SCPZ)(1 ≤Z ≤N) 중 임의의 부-충전 펌프를 위해, 기준 클록 신호(RCLZ)가 하이 레벨일 때, 부-충전 펌프(SCPZ) 다음의 부-충전 펌프(SCPW)의 충전 클록 신호(CLKW)(W=Z+1)가 충전 스위치 모듈(SWMW)을 턴온시키는 동안 1기간이 존재한다. 최종 부-충전 펌프(SCPN)(Z=N)를 위해, 기준 클록 신호(RCLN)가 하이 레벨 일 때, 출력 모듈(MOUT)의 출력 충전 클록 신호(CLKOUT)가 출력 충전 스위치 모듈(SWMOUT)을 턴온시키는 동안 1기간이 존재한다. 부-충전 펌프들(SCP1-SCPN) 각각의 출력 전압은 다음의 부-충전 펌프(SCP2-SCPN) 및 출력 모듈(MOUT)에 각각 전달된다.
제 4 규칙에 대하여, 기준 클록 신호(RCLKX)가 하이 레벨일 때, 부가적인 클록 신호(CLKA)가 기준 클록 제공 부-충전 펌프(SCPX)의 출력 단자(PX)에 전압(VX)을 출력하기 위해 부가적인 스위치 모듈(SWMA)을 구동시키는 동안 1기간이 존재한다. 역으로, 기준 클록 신호(RCLKX)가 로우 레벨에 있을 때, 부가적인 클록 신호(CLKA)는 기준 전압(VSS)을 출력하기 위해 부가적인 스위치 모듈(SWMA)을 구동시킨다. 기준 클록 획득 부-충전 펌프(SCPY)의 기준 클록 신호(RCLKY)의 하이 및 로우 레벨들은 각각 단자(PX) 및 기준 전압(VSS)에서 하이 레벨 전압이다.
기준 클록 신호(RCLKY)가 부가적인 스위치 모듈(SWMA)에 의해 제공되고, 출력 단자(PY)에서의 전압은 충전 펌프(SCPX)의 출력 단자(PY)에서의 전압에 의해 증가되어, 도 1 및 도 2에 도시된 VCC를 초과한다. 결국, 동일한 크기(magnitude)의 출력 전압(VOUT)을 얻기 위해, 소수의 커패시터들이 필요하다. 서로 다른 설계 조건들을 만족시키기 위해 하나 이상의 부가적인 스위치 모듈이 배치될 수 있음을 이해해야 한다.
도 4a는 도 3의 충전 펌프의 예시적인 실시예의 2 스테이지 X2(X2) 충전 펌프의 블록도이다. 도 4A에 도시된 바와 같이, 2 스테이지 충전 펌프(400)는 제 1 커패시터(C1)의 제 1 단부(P1)에 접속된 제 1 충전 스위치 모듈(SWM1)을 포함하는 제 1 충전 펌프(SCP1), 제 2 커패시터(C2)의 제 1 단부(P2)에 접속된 제 2 충전 스위치 모듈(SWM2)을 포함하는 제 2 충전 펌프(SCP2), 출력 커패시터(COUT)의 제 1 단부(POUT)에 접속된 출력 충전 스위치 모듈(SWMOUT)을 포함하는 출력 모듈(MOUT), 및 제 1 커패시터(C1)의 제 1 단부(P1)와 제 2 커패시터(C2)의 제 2 단부 사이에 접속된 부가적인 스위치 모듈(SWMA)을 포함한다. 커패시터(C1, COUT)의 제 2 단부들은 제 1 기준 신호(RCLK1)와 기준 전압(VSS)을 각각 수신한다. 충전 스위치 모듈들(SWM1-SWM2) 및 출력 충전 모듈(SWMOUT)은 충전 클록 신호들(CLK1-CLK2) 및 출력 충전 클록(CLKOUT)에 의해 각각 제어된다. 부가적인 스위치 모듈은 부가적인 클록 신호(CLKA)에 의해 제어된다.
도 4a에서의 충전 펌프의 CLK1-CLK2, CLKOUT, CLKA 및 RCLK1의 타이밍들 및 세부적인 회로가 동작 및 이점들을 개시하는 도 4b 및 도 5에 도시되어 있다. 도 4b를 참조하면, 제 1 충전 스위치 모듈(SWM1), 제 2 충전 스위치 모듈(SWM2) 및 출력 충전 스위치 모듈(SWMOUT)은 제 1 레벨 시프터(LS1)에 의해 제어되는 제 1 PMOS 트랜지스터(MP1), 제 2 레벨 시프터(LS2)에 의해 제어되는 제 2 PMOS 트랜지스터(MP2), 및 출력 레벨 시프터(LSOUT)에 의해 제어되는 출력 PMOS 트랜지스터(MPOUT)를 각각 포함하고, 레벨 시프터들(LS1, LS2, LSOUT) 모두는 충전 펌프(400')의 출력 단자(POUT)와 기준 전압(VSS) 사이에 접속된다. 부가적인 스위치 모듈(SWMA)은, 제 1 부-충전 펌프(SCP1)의 출력 단자(P1)와 기준 전압(VSS) 사이에 접속되고, 그 출력이 제 2 커패시터(C2)의 제 2 단부에 접속되어 있는 부가적인 레 벨 시프터(LSA)를 포함한다.
도 4b의 실시예에서, 제 1 레벨 시프터(LS1)는 제 1 클록 신호(CLK1) 및 제 1 반전 클록 신호(XCLK1)를 수신한다. 유사하게, 제 2 레벨 시프터(LS2)는 제 2 클록 신호(CLK2) 및 제 2 반전 클록 신호(XCLK2)를 수신한다. 유사하게, 출력 레벨 시프터(LSOUT)는 제 3 클록 신호(CLK3) 및 제 3 반전 클록 신호(XCLK3)를 수신한다. 반전 클록 신호들(XCLK1-3)은 각각 클록 신호들(CLK1-3)과 동일한 크기를 갖지만, 반대 위상이다. 부가적인 시프터는 제 3 반전 클록 신호(XCLK3) 및 제 3 클록 신호(CLK3)를 수신한다. 제 1 클록 신호(CLK1)는 또한 제 1 커패시터(C1)의 제 2 단부에 입력하기 위해 제 1 기준 클록 신호(RCLK1)로서 기능한다. 효과적으로, 클록 신호들(CLK1-3)은 부-충전 펌프(SCP1-SCP3)의 충전 클록 신호들로서 기능하고, XCLK3는 부가적인 충전 클록 신호들로서 기능한다. 레벨 시프터(LS1-LSOUT)가 단지 하나의 입력으로 동작될 수 있음을 주지해야 한다.
도 5는 충전 펌프(400')의 동작을 개시하기 위한, 클록 신호들(CLK1-CLK3) 및 단자들(P1, P2, POUT)에서의 각각의 전압들(V1,V2,V3)의 타이밍도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 기간(TL)에서, 제 1 충전 클록 신호(CLK1)가 로우 레벨에 있을 때, 충전 클록 신호들(CLK2, CLK3)은 하이이다. 그리고, CLK1이 하이인 기간(TH)에, CLK2가 로우 레벨이지만 CLK3는 하이 레벨인 1기간(T1)이 존재하고, CLK2가 하이 레벨이지만 CLK3는 로우 레벨인 다른 기간(T2)이 존재한다.
우선, 기간(TL)에서, 레벨 시프터들(LS1 내지 LSOUT) 각각의 전원, 또는 단자(POUT)에서의 전압은 플로트된다. 하지만, 플로팅 전원을 갖는다 할지라도, CLK1 이 로우(0)이고, CLK2 및 CLK3가 하이(VCC)일 때, 제 1 레벨 시프터(LS1)는 제 1 PMOS 트랜지스터(MP1)를 턴온시키기 위해 로우 전압(0)을 출력하여, 입력 전압(VIN)이 제 1 커패시터(C1)를 충전시키도록 한다. 따라서, 단자(P1)에서의 전압(V1)은 VCC로 충전된다.
다음으로, 기간(T1)에서, CLK1은 하이로 되고, CLK2는 로우로 되고, CLK3는 하이를 유지한다. 제 1 레벨 시프터(LS1)는 플로트된 전원을 가지며, 플로팅 전압을 출력하며, 반면에 제 2 레벨 시프터(LS2)는 제 2 PMOS 트랜지스터(MP2)를 턴온시키기 위해 로우 전압(0)을 출력하여, 단자(P1)에서의 전압(V1)이 제 2 커패시터(C2)를 충전시키도록 한다. 따라서, 단자(P1)에서의 전압(V1)은 CLK1이 1VCC 만큼 증가되므로 VCC에서 거의 2VCC로 풀업되고, 또한 거의 2VCC로 단자(P2)에서의 전압(V2)을 충전한다. 이하에서 설명되는 바와 같이, 전원은 전압(POUT)의 증가와 함께 제 1 PMOS 트랜지스터(MP1)를 턴오프시킬 수 있고, 그에 따라 전압들(V1,VOUT)은 2VCC로 충전된다.
다음으로, 기간(T2)에서, CLK1은 하이를 유지하고, CLK2는 하이로 되고, CLK3는 로우로 된다. CLK1의 하이 레벨은 거의 2VCC에서 전압(V1)을 유지한다. 유사하게, 전원이 플로트되고, 제 2 레벨 시프터(LS2)가 플로팅 전압을 출력하는 반면에, 제 3 레벨 시프터(LS3)는 제 3 PMOS 트랜지스터(MP3)를 턴온시키기 위해 로우 전압(0)을 출력하여, 단자(P2)에서의 전압(V2)이 제 3 커패시터(C3)를 충전하도록 한다. 한편, 이제 로우 레벨에 있는 CLK3은 부가적인 스위치 모듈(SWMA)로 하여금 제 2 기준 클록 신호(RCLK2)로서 전압(V2)(이제 크기 2VCC임)을 출력하게 한다. 따라서, 단자(P2)에서의 전압(V2)은 RCLK2가 이제 거의 2VCC에 있으므로 거의 2VCC에서 4VCC로 풀업되며, 또한 단자(POUT)에서의 전압(VOUT)을 거의 4VCC로 충전한다. 이하에서 설명되는 바와 같이, 전원은 전압(POUT)의 증가와 함께 제 2 PMOS 트랜지스터(MP2)를 턴오프할 수 있고, 그에 따라 전압(V2,VOUT)은 4VCC로 충전된다.
다음으로, 기간(TL)에서, CLK1은 로우로 되돌아가고, CLK2는 하이를 유지하고, CLK3는 하이로 된다. 이것은, 제 1 레벨 시프터(LS1)가 제 1 PMOS를 턴온시키게 하여, 단자(P1)에서의 전압(V1)을 VCC로 풀링(pulling)하게 한다. 한편, 이제 하이 레벨에 있는 CLK3은 부가적인 스위치 모듈(SWMA)로 하여금 RCLK2로서 기준 전압(0)을 출력하게 한다. 전원이 플로트되고, 제 2 레벨 시프터(LS2)가 플로팅 전압을 출력하여, 2VCC 만큼 RCLK2의 감소로 인해 단자(P2)에서의 전압(V2)으로 하여금 거의 4VCC에서 거의 2VCC로 강하시키게 한다. 유사하게, 전원이 플로트되고, 출력 레벨 시프터(LSOUT)가 플로팅 전압을 출력하여, 단자(POUT)에서의 전압(VOUT)으로 하여금 4VCC로 유지되도록 한다.
유사한 과정이 계속되고, VOUT의 증가와 함께, 레벨 시프터들(LS1-LS3, LSOUT)은 일반적으로, 각각의 트랜지스터들(P1,P2,POUT)을 턴오프시키도록 동작하고, 도 5에 도시된 바와 같이, 보다 안정된 전압(V1,V2,VOUT)을 생성한다.
충전 펌프들(100,400') 둘 모두는 크기 VCC의 입력 전압(VIN)을 크기 4VCC의 출력 전압(VOUT)으로 변환한다. 하지만, 제 2 부-충전 펌프(SCP2)에서의 전압이 1VCC보다는 2VCC 만큼 증가되므로, 충전 펌프(400')는 충전 펌프(100)보다 하나 작은 스테이지 및 하나 작은 펌핑 커패시터를 포함한다. 이것이, 충전 펌프(100)가 X4 충전 펌프라 불리고, 충전 펌프(400')이 X2(X2) 충전 펌프라고 불리는 이유이다.
도 6은 상이한 부하 전류(IOUT)에 대하여, 도 1의 충전 펌프(100)(X4) 및 도 4b의 충전 펌프(400')(X2(X2)) 사이의 출력 전압 비교를 도시한다. 충전 펌프들(100,400')이 약 0 내지 약 1mA의 부하 전류 범위에서 거의 동일한 출력 전압을 갖는다는 것을 보여준다.
도 7은 상이한 부하 전류(IOUT)에 대하여, 도 1의 충전 펌프(100)(X4) 및 도 4b의 충전 펌프(400')(X2(X2)) 사이의 전력 효율 비교를 도시한다. 충전 펌프(400')가 충전 펌프(100)보다 높은 전력 효율을 갖는다는 것을 보여준다. 이것은, 충전 펌프(400')가 보다 작은 수의 펌핑 스테이지들 및 커패시터들을 포함하기 때문이다.
도 8은 도 4a와 도 4b의 충전 펌프들(400,400')의 확장으로서 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 N 스테이지 충전 펌프의 블록도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 충전 펌프들(400,400')간의 N 스테이지 충전 펌프(800)의 유일한 차이점은 짝수개의 부-충전 펌프들이 충전 펌프(400)의 제 1 및 제 2 부-충전 펌프들에 삽입된다는 점이다. 여전히, 충전 클록 신호들은 충전 스위치 모듈들을 각각 턴온 및 턴오프하도록 로우 및 하이이고, 부가적인 클록 신호는 기준 클록 제공 부-충전 펌프의 단자에서의 출력 전압 또는 기준 전압을 출력하기 위해 부가적인 스위치 모듈을 구동시키도록 로우 및 하이이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 삽입된 충전 펌프들(SCP2 내지 SCPN-1)의 충전 클록 신호들 및 기준 클록 신호들은 차례로 XCLK1 및 CLK1이고, 반면에, 원래의 충전 펌프들(SCP1, SCPN(충전 펌프 400 및 400'에서는 SCP2))의 충전 클록 신호들 및 기준 클록 신호들, MOUT, 및 부가적인 스위치 모듈(CLK3)의 부가적인 클록 신호는 동일하게 유지된다. CLK1, CLK2, 및 CLK3의 타이밍들은 도 5에 도시된 것과 동일한 타이밍들을 갖는다. 그 동작은 도 4b의 설명과 유사하므로, 상세히 설명되지 않는다.
도 9는 도 4a의 충전 펌프들(400,400')의 확장으로서 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 3 스테이지 충전 펌프의 블록도이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 제 1 부-충전 펌프 쌍(SCPP1)은 충전 스위치 모듈들(SWM1,SWM2) 및 부가적인 제 1 스위치 모듈(SWM1)을 포함한다. 유사하게, 제 2 부-충전 펌프 쌍(SCPP2)은 충전 스위치 모듈들(SWM3,SWM4) 및 부가적인 제 2 스위치 모듈(SWM2)을 포함한다. 부-충전 펌프 쌍(SCPP1,SCPP2) 둘 모두는 충전 스위치 모듈들(SWM1,SWM2) 및 도 4a의 부가적인 스위치 모듈(SWMA)을 포함하는 부-충전 펌프 쌍과 유사한 구조들을 갖는다. 충전 펌프(400)와 (400') 사이의 충전 펌프(900)의 한가지 차이점은 충전 펌프(900)가 충전 펌프(400)와 같은 하나의 부-충전 펌프 쌍이 아닌 두 개의 부-충전 펌프 쌍들(SCPP1,SCPP2)을 갖는다는 점이다. 여전히, 충전 클록 신호들은 충전 스위치 모듈을 각각 턴온 및 턴오프하기 위해 로우 및 하이이고, 부가적인 클록 신호는 기준 클록 제공 부-충전 펌프의 단자에서의 출력 전압 또는 기준 전압을 제공하기 위해 부가적인 스위치 모듈을 구동시키도록 로우 및 하이이다. 충전 스위치 모듈들(SWM1 내지 SWMOUT)의 충전 클록 신호들은 각각 CLK1, CLK2, CLK3 및 CLK5이고, 부가적인 스위치 모듈(SWMA1,SWMA2)의 부가적인 클록 산호들은 각각 CLK4 및 CLK5이다. CLK1-CLK5, RCLK2-RCLK3, V1-V3 및 VOUT의 타이밍들이 도 10에 도시되어 있다. 동작은 도 4b의 설명과 유사하므로 상세히 명하지 않는다.
유사하게, 3 스테이지 충전 펌프(900)는 직렬로 접속된 N 부-충전 펌프들을 포함하는 도 11에 도시된 N 스테이지 충전 펌프(1100)로 더 확장될 수 있다. 출력 전압이 부-충전 펌프(SCP1-SCPN) 각각에서 입력 전압의 2배이므로, 출력 전압(VOUT)은 2NㆍVCC이다.
도 12는 도 4a 및 도 4b의 충전 펌프(400,400')의 변형으로서 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 3 스테이지 충전 펌프의 블록도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 충전 펌프들(400)과 (400') 사이의 3 스테이지 충전 펌프(1200)에서 유일한 차이점은 하나의 부-충전 펌프가 충전 펌프(400,400')의 제 1 및 제 2 부-충전 펌프들(SCP1,SCP2)에 삽입된다는 점이다. 여전히, 충전 클록 신호들은 충전 스위치 모듈을 각각 턴온 및 턴오프시키기 위해 로우 및 하이이고, 부가적인 클록 신호는 기준 클록 제공 부-충전 펌프에서의 출력 전압 또는 기준 전압을 제공하기 위해 부가적인 스위치 모듈을 구동시키도록 로우 및 하이이다. 충전 펌프(1200)에서, 충전 스위치 모듈들(SCP1-SCP3 내지 MOUT)의 충전 클록 신호들은 차례로 CLK1 및 XCLK1이고, 충전 스위치 모듈들(SCP1-SCP2)의 기준 클록 신호들은 각각 CLK1 및 XCLK1이고, 부가적인 클록 신호는 XCLK1이다. CLK1, V1-V3 및 VOUT의 타이밍들이 도 13에 도시되어 있다. 동작은 도 4b의 설명과 유사하므로 상세히 설명되지 않는다.
3 스테이지 충전 펌프(1200)는 도 14에 도시된 바와 같은 N 스테이지 충전 펌프(1400)로 확장될 수 있음을 주지하자. 도 4a 및 도 4b의 충전 펌프들(400,400')을 참조하면, 충전 펌프(1400)와 충전 펌프(1200) 사이의 유일한 차이점은 홀수개의 부-충전 펌프(들)가 충전 펌프들(400,400')의 제 1 및 제 2 부-충전 펌프들(SCP1,SCP2)에 삽입될 수 있다는 점이다. 충전 펌프(1200)와 유사하게, 충전 스위치 모듈들(SCP1-SCPN 내지 MOUT)의 충전 클록 신호들은 차례로 CLK1 및 XCLK1이고, 충전 스위치 모듈들(SCP1-SCPN)의 기준 클록 신호들은 또한 차례로 CLK1 및 XCLK1이고, 부가적인 클록 신호는 XCLK1이다.
도 4a, 4b, 8, 9, 11, 12, 및 14의 충전 펌프들 모두에서, 복수의 부-충전 펌프들은 제 1 부-충전 펌프의 스위치 모듈과 입력 전압(VIN) 사이 및/또는 최종 부-충전 펌프의 스위치 모듈 사이에 삽입될 수 있다.
부가적인 스위치 모듈의 배치로, 기준 클록 획득 부-충전 펌프에서의 전압은 종래 기술보다 높은 기준 클록 제공 부-충전 펌프의 출력 전압에 의해 증가될 수 있다. 따라서, 적어도 일부의 충전 펌프 실시예들은 소수의 펌핑 커패시터들을 필요로하고, 향상된 전력 효율을 제공하고, COG 파입 패널 설계를 위해 특히 여분의 핀(pin) 요구사항 및 비용을 줄인다.
본 발명이 예로써 그리고 바람직한 실시예에 의해 설명되었지만, 본 발명은 여기에 제한되지 않음을 이해해야 한다. 반대로, 다양한 변형들 및 유사한 배치들(기술분야의 당업자에게 자명한)을 포괄한다는 것을 이해할 것이다. 그러므로, 첨부된 청구 범위의 범위는 모든 이러한 변형들 및 유사한 배치들에 대한 광의의 해석을 받아들여야 한다.
본 발명은 직렬로 접속된 복수의 부-충전 펌프들을 포함하는 충전 펌프를 제공한다.

Claims (9)

  1. 충전 펌프로서,
    직렬로 접속된 복수의 부-충전 펌프들(sub-charge pumps)로서, 각각은 입력 단자, 출력 단자, 및 기준 클록 단자를 가지며, 제 1 부-충전 펌프를 제외한 상기 부-충전 펌프들 각각의 상기 입력 단자는 바로 앞의 부-충전 펌프의 출력 단자에 직렬로 접속하고, 상기 제 1 부-충전 펌프의 입력 단자는 입력 전압을 수신하기 위해 상기 충전 펌프의 입력 단자로서 동작하고, 상기 부-충전 펌프들 각각은 상기 부-충전 펌프의 입력 단자와 출력 단자 사이에 결합되어, 충전 클록 신호에 따라 턴온 및 턴오프되도록 동작하는 충전 스위치 모듈과, 상기 부-충전 펌프의 출력 단자와 기준 클록 단자 사이에 접속되어, 상기 기준 클록 단자를 통해 기준 클록 신호를 수신하도록 동작하는 커패시터를 포함하는, 상기 복수의 부-충전 펌프들; 및
    상기 부-충전 펌프들 중 최종 부-충전 펌프를 제외한 상기 부-충전 펌프들 중에서 기준 클록 제공 부-충전 펌프의 출력 단자에 직렬로 결합되고, 상기 부-충전 펌프들 중에서 기준 클록 획득 부-충전 펌프의 기준 클록 단자에 결합되어, 상기 기준 클록 획득 부-충전 펌프의 기준 클록 신호의 하이 레벨로서 상기 기준 클록 제공 부-충전 펌프의 출력 단자에 하이 레벨의 전압을 제공하는 적어도 하나의 부가적인 스위치 모듈을; 포함하는, 충전 펌프.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 부가적인 스위치 모듈은, 출력 단자가 상기 기준 클록 획득 부-충전 펌프의 기준 클록 단자에 접속되어 있는 상기 기준 클록 제공 부-충전 펌프의 상기 출력 단자와 기준 전압 사이에 접속되어, 상기 기준 클록 제공 부-충전 펌프의 출력 단자에 상기 전압을 제공하거나 또는 부가적인 클록 신호에 따라 상기 기준 클록 획득 부-충전 펌프의 기준 클록 신호로서 상기 기준 전압을 제공하는, 충전 펌프.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 부-충전 펌프들 중 임의의 부-충전 펌프에 대해, 상기 기준 클록 신호가 로우 레벨(low level)에 있을 때, 상기 충전 클록 신호가 상기 충전 스위치 모듈을 턴온시키는 1기간이 존재하고,
    상기 부-충전 펌프들 중 임의의 부-충전 펌프에 대해, 상기 기준 클록 신호가 하이 레벨에 있을 때, 상기 충전 클록 신호는 상기 충전 스위치 모듈을 턴오프시키고, 다음 부-충전 펌프의 상기 충전 클록 신호가 상기 충전 스위치 모듈을 턴온시키는 1기간이 존재하고,
    상기 기준 클록 제공 부-충전 펌프의 기준 클록 신호가 하이 레벨에 있을 때, 상기 부가적인 스위치 모듈은 상기 기준 클록 제공 부-충전 펌프의 출력 단자에서의 전압을 상기 기준 클록 획득 부-충전 펌프의 기준 클록 단자에 출력하는 1기간이 존재하는, 충전 펌프.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 부-충전 펌프들 중 임의의 부-충전 펌프에 대해, 상기 기준 클록 신호가 로우 레벨에 있을 때, 상기 충전 클록 신호가 상기 충전 스위치 모듈을 턴온시키는 1기간이 존재하고,
    상기 부-충전 펌프들 중 임의의 부-충전 펌프에 대해, 상기 기준 클록 신호가 하이 레벨에 있을 때, 상기 충전 클록 신호는 상기 충전 스위치 모듈을 턴오프시키고, 다음 부-충전 펌프의 충전 클록 신호가 상기 충전 스위치 모듈을 턴온시키는 1기간이 존재하고,
    상기 기준 클록 제공 부-충전 펌프의 기준 클록 신호가 하이 레벨일 때, 상기 부가적인 클록 신호가 상기 기준 클록 제공 부-충전 펌프의 출력 단자에 상기 전압을 출력하기 위해 상기 부가적인 스위치 모듈을 구동시키는 1기간이 존재하고,
    상기 기준 클록 제공 부-충전 펌프의 기준 클록 신호가 로우 레벨에 있을 때, 상기 부가적인 클록 신호는 상기 기준 전압을 출력하기 위해 상기 부가적인 스위치 모듈을 구동시키는, 충전 펌프.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 기준 클록 획득 부-충전 펌프는 상기 기준 클록 제공 부-충전 펌프 다음에 직렬로 위치되는, 충전 펌프.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 기준 클록 제공 부-충전 펌프의 충전 클록 신호 및 상기 기준 클록 획득 부-충전 펌프의 충전 클록 신호는 각각 제 1 및 제 2 클록 신호이고,
    상기 기준 클록 신호는 상기 기준 클록 제공 부-충전 펌프 내의 상기 충전 스위치 모듈이 각각 턴온 및 턴오프될 때 로우 및 하이이고,
    상기 기준 클록 제공 부-충전 펌프 내의 상기 충전 스위치 모듈을 턴오프시키는 상기 제 1 클록 신호의 기간은 제 1 및 제 2 부-기간(sub-period)을 포함하고,
    제 1 부-기간 동안, 상기 제 2 클록 신호는 상기 기준 클록 획득 부-충전 펌프 내의 충전 스위치 모듈을 턴온시키고, 상기 부가적인 클록 신호는 상기 기준 전압을 출력하기 위해 상기 부가적인 스위치 모듈을 구동시키고,
    상기 제 2 부-기간 동안, 상기 제 2 클록 신호는 상기 기준 클록 획득 부-충전 펌프 내의 상기 충전 스위치 모듈을 턴오프시키고, 상기 부가적인 클록 신호는 상기 기준 클록 제공 부-충전 펌프의 출력 단자에 상기 전압을 출력하기 위해 상기 부가적인 스위치 모듈을 구동시키고,
    상기 제 1 클록 신호가 상기 기준 클록 제공 부-충전 펌프 내의 상기 충전 스위치 모듈을 턴온시킬 때, 상기 제 2 클록 신호는 상기 기준 클록 획득 부-충전 펌프 내의 상기 충전 스위치 모듈을 턴오프시키고, 상기 부가적인 클록 신호는 상기 기준 전압을 출력하기 위해 상기 부가적인 스위치 모듈을 구동시키는, 충전 펌프.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 충전 펌프는,
    입력 단자가 상기 기준 클록 획득 부-충전 펌프의 출력 단자에 접속된 제 2 기준 클록 획득 부-충전 펌프; 및
    출력 단자가 상기 제 2 기준 클록 획득 부-충전 펌프의 기준 클록 단자에 접속되어 있으며, 상기 기준 클록 획득 부-충전 펌프의 상기 출력 단자와 상기 기준 전압 사이에 결합되어, 상기 기준 클록 획득 부-충전 펌프의 출력 단자에 상기 전압을 제공하거나 또는 부가적인 제 2 클록 신호에 따라 상기 제 2 기준 클록 획득 부-충전 펌프의 기준 클록 신호로서 상기 기준 전압을 제공하는 부가적인 제 2 스위치 모듈;을 더 포함하는, 충전 펌프.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 기준 클록 제공 부-충전 펌프의 충전 클록 신호, 상기 기준 클록 획득 부-충전 펌프의 충전 클록 신호, 및 상기 제 2 기준 클록 획득 부-충전 펌프의 충전 클록 신호는 각각 제 1, 제 2, 및 제 3 클록 신호이고,
    상기 기준 클록 신호는 상기 기준 클록 제공 부-충전 펌프 내의 상기 충전 스위치 모듈가 각각 턴온 및 턴오프될 때 로우 및 하이이고,
    상기 기준 클록 제공 부-충전 펌프 내의 상기 충전 스위치 모듈을 턴오프시키는 상기 제 1 클록 신호의 기간은 제 1, 제 2, 및 제 3 부-기간을 포함하고,
    상기 제 1 부-기간 동안,
    상기 제 2 및 제 3 클록 신호들은 상기 기준 클록 획득 부-충전 펌프 및 상기 제 2 기준 클록 획득 부-충전 펌프 내의 상기 충전 스위치 모듈들을 턴온 및 턴오프시키고, 상기 부가적인 클록 신호 및 상기 부가적인 제 2 클록 신호 둘 모두는 상기 기준 전압을 출력하기 위해 상기 부가적인 스위치 모듈 및 상기 부가적인 제 2 스위치 모듈을 구동시키고,
    상기 제 2 부-기간 동안,
    상기 제 2 및 제 3 클록 신호들은 상기 기준 클록 획득 부-충전 펌프 및 상기 제 2 기준 클록 획득 부-충전 펌프 내의 상기 충전 스위치 모듈들을 각각 턴오프 및 턴온시키고, 상기 부가적인 클록 신호는 상기 기준 클록 제공 부-충전 펌프의 출력 단자에 상기 전압을 출력하기 위해 상기 부가적인 스위치 모듈을 구동시키고, 상기 부가적인 제 2 기준 클록 신호는 상기 기준 전압을 출력하기 위해 상기 부가적인 제 2 스위치 모듈을 구동시키고,
    상기 제 3 부-기간 동안,
    상기 제 2 및 제 3 클록 신호들 둘 모두는 상기 기준 클록 획득 부-충전 펌프 및 상기 제 2 기준 클록 획득 부-충전 펌프 내의 상기 충전 스위치 모듈들을 턴오프시키고, 상기 부가적인 클록 신호는 상기 기준 클록 제공 부-충전 펌프에 상기 전압을 출력하기 위해 상기 부가적인 스위치 모듈을 구동시키고, 상기 부가적인 클록 신호는 상기 기준 클록 제공 부-충전 펌프의 출력 단자에 상기 전압을 출력하기 위해 상기 부가적인 스위치 모듈을 구동시키고, 상기 부가적인 제 2 클록 신호는 상기 기준 클록 획득 부-충전 펌프의 출력 단자에 상기 전압을 출력하기 위해 상기 부가적인 제 2 스위치 모듈을 구동시키고,
    상기 제 1 클록 신호가 상기 기준 클록 제공 부-충전 펌프 내의 상기 충전 스위치 모듈을 턴온시킬 때, 상기 제 2 및 제 3 클록 신호들 둘 모두는 상기 기준 클록 획득 부-충전 펌프 및 상기 제 2 기준 클록 획득 부-충전 펌프 내의 상기 충전 스위치 모듈들을 턴오프시키고, 상기 부가적인 클록 신호 및 상기 부가적인 제 2 클록 신호 둘 모두는 상기 기준 전압을 출력하기 위해 상기 부가적인 스위치 모듈 및 상기 부가적인 제 2 스위치 모듈을 구동시키는, 충전 펌프.
  9. 충전 펌프로서,
    직렬로 접속된, 제 1, 제 2 및 제 3 PMOS 트랜지스터들;
    상기 충전 펌프의 출력 단자와 기준 전압 사이에 각각 접속되고, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 PMOS 트랜지스터들을 각각 제어하기 위해 제 1, 제 2, 및 제 3 클록 신호들을 수신하는 제 1, 제 2, 및 제 3 레벨 시프터들;
    제 1, 제 2, 및 제 3 커패시터들로서, 제 1 커패시터는 상기 제 1 클록 신호에 접속하는 제 1 단부 및 상기 제 1 및 제 2 PMOS 트랜지스터들이 접속되는 단자에 접속하는 제 2 단부를 가지며, 상기 제 2 커패시터는 상기 제 2 및 제 3 PMOS 트랜지스터들이 접속되는 단자에 접속하는 제 2 단부를 가지며, 제 3 커패시터는 상기 기준 전압에 접속되는 제 1 단부 및 상기 충전 펌프의 출력 단자로서 동작하도록 상기 제 3 PMOS 트랜지스터에 접속되는 제 2 단부를 갖는, 상기 제 1, 제 2, 및 제 3 커패시터들; 및
    상기 제 1 커패시터의 제 2 단부와 상기 기준 전압 사이에 접속되고, 상기 제 2 커패시터의 제 1 단부에서 상기 전압을 제어하기 위해 상기 제 3 클록 신호에 반대 위상의 반전된 제 3 클록 신호를 수신하는, 부가적인 레벨 시프터;를 포함하는, 충전 펌프.
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