KR20080026612A - 광범위의 공급 전압들에서의 효율적인 전하 펌프 - Google Patents

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KR20080026612A
KR20080026612A KR1020087001004A KR20087001004A KR20080026612A KR 20080026612 A KR20080026612 A KR 20080026612A KR 1020087001004 A KR1020087001004 A KR 1020087001004A KR 20087001004 A KR20087001004 A KR 20087001004A KR 20080026612 A KR20080026612 A KR 20080026612A
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Abstract

딕슨 전하 펌프 장치와 더불어 사용할 수 있는 전압 부스터 및 조절기(303)는, 높은 공급 전압 및 낮은 공급 전압 양자 모두에서 효율성을 유지하도록 특히 적합화된다. 높은 전압 공급(예를 들어, 2.6 볼트 이상)의 경우, 전하 펌프(300)는 전반적인 전력 소모를 저감시켜 보다 효율적인 설계로 이어진다. 낮은 전압 인가(예를 들어, 공급전압이 2.6 볼트보다 작은 경우)의 경우, 전하 펌프는 클럭 입력 포텐셜을 전형적인 딕슨 어레이에 이용가능한 공급 전압보다 높게 상승시키기 위해 부스터 회로(303)를 이용한다. 나아가, 전하 펌프(300)는 전형적인 딕슨 어레이에서의 고유의 다이오드 전압 강하를 피한다.
Figure P1020087001004
전하 펌프, 전압 부스터, 효율, Dickson 타입, 전력 소모

Description

광범위의 공급 전압들에서의 효율적인 전하 펌프{EFFICIENT CHARGE PUMP FOR A WIDE RANGE OF SUPPLY VOLTAGES}
본 발명은 딕슨(Dickson) 전하 펌프에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 높은 공급 전압 또는 낮은 공급 전압에서 동작할 수 있는 딕슨 전하 펌프에 관한 것이다.
현재, 비휘발성 디지털 데이터 메모리 장치가 광범위하게 이용되고 있다. PDA, 셀룰러 전화, 및 전자 노트북과 같은 다양한 소비자 제품은 대용량의 정보를 컴팩트하게 저장하기 위해 비휘발성 메모리 장치를 요구한다.
비휘발성 메모리 장치의 단점은 그들의 동작과 연관된 높은 전력 소모율이다. 상기 열거한 장치들과 같은 휴대용 제품들은 배터리에 의해 전력을 공급받기 때문에, 이와 같은 장치들에게 전력 소모율은 명백하게 중요한 영향을 미친다.
이와 같은 메모리들을 동작시키기 위해 소비되는 전력의 대부분은 전하 펌프 회로에 들어간다. 전하 펌프 회로는, 메모리 장치 내에 통합된 회로의 일부에 전력을 추가로 공급하기 위해, 전압값을 공급 레벨(대개, 배터리 전압 레벨)보다 높게 상승시킨다. 비휘발성 메모리 장치들에서 프로그램 및 소거 동작과 같은 기본 동작들을 수행하기 위해서는 높은 전압이 필요하기 때문에 이러한 전력 소비가 발 생한다. 저전압 공급 회로가 이용되는 경우, 프로그램 및 소거 전압 뿐만 아니라 판독 동작에 필요한 전압도 공급 전압보다 높다.
따라서, 동작을 위해 가능한한 전력 공급의 작은 부분만을 이용하는 전하 펌프 회로를 제공하는 것이 상당히 중요하며, 집적 회로에 대해 더욱 낮은 공급을 사용하려는 현재의 추세로 인해, 그 중요성은 날로 증가하고 있다.
도 1을 참조하면, 전형적인 4단 딕슨 전하 펌프 장치의 회로도는, 직렬접속된 다이오드들(D1-D5), 및 이들 다이오드들(D1-D5) 사이의 노드에 각각 접속되어 있는 결합 커패시터들(C1-C4)을 포함하고 있다. 이 딕슨 전하 펌프 회로는 또한, 출력 커패시터(CL)을 포함한다. 출력 커패시터(CL)는 외부 부하(103)와 병렬로 접속된다. 입력 클럭 펄스 CLKA 및 CLKB는 서로에 관하여 반대 위상이다. 입력 클럭 펄스 CLKA 및 CLKB는 클럭 구동기(101)에 입력된다. 클럭 구동기(101)에는 전력 공급 전압 VDD(미도시)가 제공된다. 입력 클럭 펄스 CLKA 및 CLKB는 각각 φ1 및 φ2로 표시되어 있다. 클럭 펄스 위상 φ1은 커패시터 C1 및 C3에 공급되는 반면, 클럭 펄스 위상 φ2는 커패시터 C2 및 C4에 공급된다.
외부 부하(103)를 통해 일정한 전류 Iout가 흐르는 안정된 상태에서, 전하 펌프 장치에 대한 입력 전류는, 입력 전압 VDD로부터의 전류와, 클럭 구동기로부터 제공된 전류의 합이다. 이들 전류들은 이하에서 기술되는 바와 같이, 임의의 부유 회로 커패시턴스로로의/커패시턴스로부터의 충전 또는 방전 전류를 무시한 것이다. φ1이 "하이"(즉, 논리 "1")이고 φ2가 "로우"(즉, 논리 "0")인 클럭 기간 동안, 평균 전류 2ㆍ(Iout)가 복수의 경로들 각각을 통해 도면에 표시된 바와 같이 굵은 화살표 방향으로 흐른다.
φ1이 "로우"이고 φ2가 "하이"인 후속 클럭 기간 동안, 평균 전류 2ㆍ(Iout)가 복수의 경로들 각각을 통해 도면에 표시된 바와 같이 점선 화살표 방향으로 흐른다. 전체 클럭 싸이클에 걸친 앞서 언급한 전류들 각각의 평균 전류는 Iout이다. 안정 상태의 전하 펌프로부터의 증가된 전압은 수학식(1)로 표현된다.
Figure 112008002778220-PCT00001
(1)
여기서,
Figure 112008002778220-PCT00002
는 클럭 펄스에서의 변화에 의해 결합 커패시터를 통해 유도된 접속 노드들 각각에서의 전압의 진폭을 가리킨다; V1은 출력 전류 Iout에 기인한 전압 강하를 가리킨다; Vin은 입력 전압으로서, 대개 양의 전압 부스팅에서는 VDD로 설정되고, 음의 전압 부스팅에서는 0 볼트로 설정된다; Vd는 포워드 바이어스 다이오드 전압을 가리키고; n은 펌핑 스테이지의 수를 가리킨다.
나아가,
Figure 112008002778220-PCT00003
및
Figure 112008002778220-PCT00004
는 하기의 식으로 표현된다.
Figure 112008002778220-PCT00005
(2)
Figure 112008002778220-PCT00006
(3)
여기서, Ci는 커패시터들(C1-C4)중 하나의 클럭 결합 커패시턴스(clock coupling capacitance)를 가리키고; Cs는 접속 노드들 각각에서의 부유 커패시턴스이며;
Figure 112008002778220-PCT00007
는 클럭 펄스의 진폭이고; f는 클럭 펄스의 주파수이며; T는 클럭 펄스의 클럭 주기이다. 전하 펌프 장치의 전력 효율 η는, 하기의 식에서와 같이 계산된다. 여기서,
Figure 112008002778220-PCT00008
라 가정하고, 클럭 구동기와 부유 커패시터 사이의 충전/방전 전류는 무시한다.
Figure 112008002778220-PCT00009
(4)
결과적으로, 전하 펌프 장치는 다이오드를 전하 수송 장치로서 사용하여 전하를 다음 단으로 연속적으로 이동시킴으로써 전압을 부스트한다. 그러나, 제조 공정과의 제조 호환성때문에 PN 접합 다이오드보다 MOS 트랜지스터가 반도체 집적 회로에서 구현하기에는 더 쉽다.
따라서, 도 1b에 도시된 바와 같이, 도 1a의 다이오드 D1-D5를 대체하여 MOS 트랜지스터가 전하 수송 장치로서 사용된다. MOS 트랜지스터를 사용하면, 수학식 (1)에서의 Vd는 Vth로 대체되고, 여기서 Vth는 MOS 트랜지스터의 임계 전압을 나타낸다.
도 2는 도 1a 및 1b에 도시된 딕슨 전하 펌프 회로 중 어느 하나를 구동하기 위해 사용될 수 있는 간단한 링 발진기를 도시한다. 링 발진기는 직렬접속된 복수의 인버터 요소들(2031, 2032, ..., 2035)로 구성된다. 입력 NAND 게이트(201)는, "clk_en"이라 꼬리표붙은 NAND 게이트(201)의 제1 입력에서 저전압 신호가 제공될 때 발진기를 디스에이블하기 위한 수단을 제공한다. 각각의 발진기 출력은 신호 clk 및
Figure 112008002778220-PCT00010
를 생성한다. 이 신호들은 clk_en에서의 신호가 로우일때(즉, φ1=1, φ2=0) 안정적이다. 입력 NAND 게이트(201)는, 인에이블될 때, NAND 게이트(201)의 제2 입력으로부터의 신호를 반전시킨다. 그 다음, 이 신호는 인버터 요소들(2031, 2032, ..., 2035)을 통해 NAND 게이트(201)의 제2 입력으로 되전파해간다. 이러한 과정은 clk_en에서의 인에이블 신호가 로우로 되돌아갈 때까지 지속된다. 이 신호를 제2 입력에까지 되전파시키는데 소요되는 시간양은 인버터 요소들(2031, 2032, ..., 2035) 각각의 지연에 의해 결정된다. 이러한 인버터 지연은 공급 전압 VDD에 의존한다; 공급 전압 VDD는, 인버터 요소들(2031, 2032, ..., 2035) 각각 내의 트랜지스터들에 인가될 수 있는 최대 게이트-소스 전압을 결정한다. 이 게이트-소스 전압은 인버터 요소들(2031, 2032, ..., 2035) 각각에 대한 전류 구동을 결정함으로써, 전파 지연을 결정한다. f1에서 나타나는 신호는 제1 클럭 구동기부(204)에 제공되고, 이 구동기부는, 모두가 서로 직렬접속되어 있는, NAND 게이트(205), 제1 인버터(2071) 및 제2 인버터(2072)로 구성된다. 제1 클럭 구동부(204)는 출력 "clk"을 생셩한다. f0에서의 신호는 제2 클럭 구동기부(208)에 제공되고, 이 구동기부는, 모두가 서로 직렬접속되어 있는, NAND 게이트(209), 제1 인버터(2111) 및 제2 인버터(2112)로 구성된다. 제2 클럭 구동기부(208)는 출력
Figure 112008002778220-PCT00011
를 생성한다. 출력 신호 clk와
Figure 112008002778220-PCT00012
는 위상이 서로 180° 어긋난다.
딕슨 타입 전하 펌프 장치와 호환되는 예시적인 전압 부스터 및 조절기는 높은 공급 전압 및 낮은 공급 전압 양자 모두에서 효율을 유지하도록 특별히 적합화된다. 고전압 공급(예를 들어, 2.6 볼트 이상)의 경우, 전하 펌프는 전반적인 전력 소모를 저감시켜 보다 효율적인 설계로 이어진다. 저전압 인가(예를 들어, 2.6 볼트보다 낮은 공급 전압)의 경우, 전하 펌프는 클럭 입력 포텐셜을 전형적인 딕슨 어레이에 이용가능한 공급 전압보다 높게 증가시키기 위해 부스터 회로를 사용한다. 나아가, 전하 펌프는 전형적인 딕슨 어레이에서의 고유 다이오드 전압 강하를 피한다.
실시예에서, 전하 펌프 장치는 복수의 스위칭 장치, 전압 부스터, 및 전압 조절기 장치를 포함한다. 복수의 스위칭 장치들은 하나 이상의 전하 저장 장치들을 공급 전압 소스에 접속하거나 접속해제하도록 구성된다. 전압 부스터는 하나 이상의 전하 저장 장치를 포함하며, 복수의 스위칭 장치와 함께, 복수의 스위칭 장치들 각각의 임계 전압과 공급 전압 소스 양자 모두보다 높은 전압 출력을 제공하도록 구성된다. 전압 출력은 전하 펌프 회로(예를 들어, 딕슨 차입 전하 펌프)의 입력에 결합되도록 적합화된다. 전압 조절 장치는, 입력으로서 공급 전압 소스를 수신하고 만일 공급 전압 소스가 "로우"이면 인에이블되고, 공급 전압 소스가 "하이"이면 디스에이블되도록 구성된다.
도 1a는 종래 기술의 딕슨 전하 펌프이다.
도 1b는 CMOS 구조로 구현된 종래 기술의 전하 펌프 장치를 도시하는 단면도이다.
도 2는 전하 펌프 회로를 구동하기 위해 사용될 수 있는 간단한 링 발진기 회로이다.
도 3은 본 발명의 전하 펌프 회로의 예시적인 블럭도이다.
도 4는 도 3의 전하 펌프의 예시적인 조절형 전하 펌프 및 부스터 회로단.
도 5a는 도 4의 조절형 전하 펌프 및 부스터 회로단의 예시적 구동기 회로.
도 5b는 도 5a의 구동기 회로의 기능적 표현이다.
도 6은 도 3의 전하 펌프 회로의 예시적 펌프단이다.
도 3의 블럭도는 본 발명의 전하 펌프 회로(300)의 다양한 부분들의 개관을 제공한다. 전하 펌프 회로(300)는, 발진기 회로(301), 조절형 전하 펌프 및 부스 터 회로(303), 및 복수의 펌프단(3051, 3052)을 포함한다.
발진기 회로(301)는, 인버터를 통해 공급되는 인에이블 신호 pump_on과, 단일 출력 clk 신호를 수신한다. 발진기(301)는 당업계에 널리 공지되어 있으므로, 그 상세사항은 논의되지 않을 것이다. 본 발명과 함께 사용될 수 있는 하나의 예시적인 발진기 회로는, 캘리포니아 산호세에 위치한 아트멜사에 허여된 본 출원과 함께 일반 양도된, 2004년 11월 22일 출원되고 발명의 명칭이 "EEPROM 고전압 발생을 위한 발진기 회로"인 미국 특허출원 제10/995,458호(2004년 8월 17일 출원된 프랑스 특허출원 제 04/08931호를 우선권 주장)에 상세히 기술되어 있다.
조절형 전하 펌프 및 부스터 회로(303)는 발진기(301)로부터의 clk 신호를 입력으로서 수신한다. 공급 전압 VDD는, lv_fuse에서, 조절형 전하 펌프 및 부스터 회로(303)에 접속되고, 2개의 출력 신호 out 및
Figure 112008002778220-PCT00013
는 클럭 및 반전된 클럭을 복수의 펌프단(3051 및 3052)에 제공한다. 2개의 클럭화된 출력 신호들, out 및
Figure 112008002778220-PCT00014
는, 입력 공급 전압 VDD의 포텐셜에 따라 진폭이 부스트되거나 부스트되지 않을 것이다. 전형적으로, 만일 공급 전압 VDD가 대략 2.7 볼트보다 작다면, 출력 신호의 포텐셜은 부스트될 것이다. 조절형 전하 펌프 및 부스트 회로(303)의 상세사항은 도 4, 5a 및 5b를 참조하여 기술될 것이다.
복수의 펌프단(3051 및 3052)은, 도 1b의 CMOS 기반의 딕슨 펌프단을 참조하여 기술된 바와 같은 전형적인 딕슨-타입 펌프단으로서 구현될 수 있다. 비록 2개 단만이 도시되어 있지만, 당업자라면 많은 펌프단들을 병렬 및/또는 직렬로 결합함으로써 더 높은 출력 전압 및/또는 전류를 얻을 수 있다는 것을 알 것이다.
조절형 전하 펌프 및 부스터 회로(303)가 도 4의 실시예를 참조하여 보다 상세히 기술된다. 도 4는 클럭 반전 회로(401)와 복수의 구동기 회로(4031, 4032)를 포함한다. 클럭 반전 회로(401)는 2개의 병렬 NAND-인버터-NAND-인버터 직렬 접속된 스트링을 포함한다. 각각의 스트링은 서로 병렬 접속된다. 클럭 반전 회로(401)의 출력 c0 및 c2가, 전원이 온이라고 가정할 때(즉, pwr_on = 1) 주어진 입력(즉, 0 또는 1)에 대해 서로 상보형으로서 도4의 테이블에 도시되어 있다. 각각의 출력 c0 및 c2는 복수의 구동기 회로(4031 및 4032)에 대한 입력으로서 역할한다.
구동기 회로들(4031 및 4032) 각각은 서로 교차-결합된다. 구동기 회로들(4031 및 4032)은, 전압 조절 및 부스트 회로 양자 모두를 제어하는 지배 회로(predominant circuit)를 포함한다. 예시적인 전압 조절 및 부스터 회로가 도 5a 및 5b를 참조하여 각각 상세히 기술된다.
도 5a는 구체적인 예시적 구동기 회로(403)를 포함한다. 이 회로는, 도 3의 조절형 전하 펌프 및 부스트 회로(303)의 구동기단들(403i) 각각에 대한 출력단으로 사용가능하다. 제1 및 제2 대용량 커패시터 C1 및 C2는 입력 공급 전압 VDD를 저장한다. 제2 대용량 커패시터 C2에 저장된 전하는 clk_out 탭을 경유하여 PMOS 트랜 지스터 P1을 통해 딕슨 펌프단(305i)에 전달된다. clk_out 탭은 공급 전압 VDD의 부스트된 전압된다. 구체적인 실시예에서, 제1 대용량 커패시터 C1은 4.5 피코패럿의 정전 용량을 가지며, 제2 대용량 커패시터 C2는 55 피코패럿의 정전 용량을 가진다. 일반적인 예시적 부스트 회로에 대한 상세사항이 아래쪽에 도 5b를 참조하여 주어진다.
도 5a는 또한 전압 조절부(501)를 포함한다. 전압 조절부(501)는, int_hv_out에서의 출력 전압이 IC 트랜지스터용의 절대 최대 전압 정격을 넘는 것을 방지하는 피드백 회로를 제공하는 추가 회로를 포함한다. 이 실시예에서, 전압 조절부는, 직렬접속된 PMOS 트랜지스터들 P2, P3, P4, 게이트 결합된 NMOS 트랜지스터들 N1 및 N4, VDD 패스 트랜지스터 P5, 및 NAND 게이트 I1을 포함한다. 구체적인 실시예에서, IC 트랜지스터용의 절대 최대 전압 정격은 5.5 볼트이다.
도 5b의 기능적 표현은 도 5a의 부스터 회로의 고수준 설명을 제공한다. 낮은 공급 전압을 포함하는 동작시에, 제1 클럭 위상 φ1 동안, 스위치 S1, S3, 및 S5가 턴온(즉, 폐쇄)되는 반면, 스위치 S2 및 S4는 턴오프(즉, 개방)된다. 스위치 S5는 출력을 "로우"로 풀링한다. 동시에, 커패시터 C는 공급 전압 레벨 VDD로 충전된다. 제2 클럭 위상 φ2 동안에, 스위치 S1, S3, 및 S5는 턴오프되는 반면, 스위치 S2 및 S4는 턴온된다. 출력 전압은 이제 공급 전압 VDD의 대략 2배까지 상승한다. 따라서, 후속 펌프단(305)은 0볼트와 2VDD 사이에서 교번하는 전압을 보게되고, 이것은, 임의의 다이오드 전압 강하는 전체 시작 공급 전압의 훨씬 작은 비율을 포함하기 때문에, 펌프단(305)을 더욱 효율적으로 만든다. 예를 들어, 펌프단 다이오드 전압 강하는 0.7볼트이다. 1.2 볼트의 공급 전압의 경우, 다이오드 양단의 포텐셜 손실에 기인한 퍼센트 효율은,
Figure 112008002778220-PCT00015
이다. 그러나, 펌프단에 들어가기 이전에 전압을 부스팅함으로써, 퍼센트 효율은
Figure 112008002778220-PCT00016
까지 증가한다. 따라서, 부스터 회로부는 효율면에서 상당한 증가를 생성한다.
높은 공급 전압을 포함하는 동작시에, 스위치 S1 내지 S5는 회로의 조절 기능 때문에 저전압 동작시와는 상이하게 동작한다. 조절 회로는 회로에 의해 출력된 전압을 측정한다. 도 5a에 관하여 위에서 논의된 바와 같이, 실시예의 조절 회로는, PMOS 트랜지스터 P2-P5, NMOS 트랜지스터 N1 및 N2, 및 NAND 로직 게이트 I1을 포함한다. 높은 전압에서 동작하는 도 5b를 다시 참조하면, 클럭 φ1 동안에, 스위치 S1, S3, 및 S5는 턴온되는 반면, S2 및 S4는 스위치 오프된다. 커패시터는 다시 포텐셜 VDD로 충전된다. 스위치 S5가 턴온되기 때문에 출력 전압은 "로우"를 유지한다. 제2 클럭 위상 φ2에서, 스위치 S1 및 S5는 턴오프되고, S2는 턴오프를 유지하며, S3는 턴온을 유지하고, 측정된 출력 전압이 대략 2.6 볼트 아래를 유지한다 면 S4는 온으로 스위칭된다. 이러한 높은 전압 동작과, 위에서 기술된 낮은 전압 동작 사이의 주된 차이점은, 스위치 S2는 항상 오프되고 스위치 S4는 항상 온된다는 사실이다. 따라서, 낮은 전압 동작시에 출력 전압은 더 이상 부스트되지 않는다. 오히려, 출력 전압은 0 볼트와 약 2.6 볼트 사이에서 교번한다. 따라서, 후속 딕슨 전하 펌프단으로의 입력 전압은 항상 0 볼트 또는 약 2.6 볼트 중 어느 하나이다. 추가적으로, 전하 펌프단으로 수송되는 에너지는 커패시터 C에 의해 제한된다. 따라서, 끌어낸 공급 전류(drawn supply current)는 제한되고, 이로 인해 펌프단이 높은 전압(예를 들어, 일관된 펄스폭을 가진 일관되고 잘 알려진 출력 전압)하에서 잘 동작하게 된다.
도 6은 직렬접속된 복수의 펌프단(3051, 3052, ..., 305n)을 포함한다. 각각의 펌프단(305i)은, (도 3의) 조절형 전하 펌프 및 부스트 회로(303)로부터의 clkout 신호 및 상보형(즉, 반대 위상)
Figure 112008002778220-PCT00017
신호 양자 모두에 접속된다. 이 실시예에서, VDD 패스 트랜지스터(601)는, 낮은 공급 전압에서 공급원으로의 전류 누설을 피하기 위해 "nws" 장치가 아니라 "nw" 장치가 되도록 선택된다. "nw" 장치는, p-웰을 갖는 네이티브(즉, 임계값 주입없는) 고전압 n-채널 트랜지스터이다. "nw" 트랜지스터는, "nws" 장치보다 (대략 0.22 볼트) 높은 임계 전압, 그에 따른 더 낮은 누설 전류를 가진다. "nws" 장치는 기판에 있어서 네이티브 고전압 n-채널 트랜지스터이다. "nws" 트랜지스터의 임계치 전압은 약 -0.09 볼트이다. 당업 자라면, "nws" 장치는 최소한의 성능 차이를 갖는 "nw" 장치로 대체될 수 있다는 사실을 이해할 것이다.
앞선 설명에서, 본 발명은 그 특정 실시예를 참고하여 기술되었다. 그러나, 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 보다 넓은 사상과 영역으로부터 벗어나지 않고 다양한 수정 및 변경이 이루어질 수 있다는 사실은 당업자에게 명백하다. 예를 들어, 비록 부스터 및 조절기 회로가 특정 회로 및 특정 전압 레벨의 관점에서 기술되었지만, 본 명세서에서 제시된 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 등가의 또는 유사한 회로 및 전압이 구현될 수도 있다. 또한, 전압 부스터 회로와 연계하여 기술된 커패시터와 같은 개개의 장치들은, 전하 저장 메카니즘으로서 역할하도록 접속된 트랜지스터, 집적 회로의 일부로서 제조된 인터리빙된 유전체와 결합된 일련 플레이트, 또는 반도체 분야에서 널리 공지된 기술에 의해 제조된 콤(comb) 커패시터와 같은 임의의 전하 저장 장치일 수 있다. 당업자라면 바이폴라 또는 BiCMOS 기술과 같은 다른 제조 기술이 역시 용이하게 사용될 수 있다는 사실을 이해하겠지만, 기타의 아이템들은 MOS 집적 회로 장치의 관점에서 기술된다. 따라서, 명세서 및 도면은 제한적 의미가 아니라 설명을 위한 것으로 간주되어야 한다.

Claims (13)

  1. 전압 부스터를 포함하는 전하 펌프 장치로서, 상기 전압 부스터는,
    (i) 공급 전압 소스에 결합되도록 적합화된 전압 입력, 및 전하 펌프 회로의 입력에 결합되도록 적합화된 전압 출력;
    (ii) 하나 이상의 전하 저장 장치; 및
    (iii) 복수의 스위칭 장치들을 포함하고,
    상기 복수의 스위칭 장치들은,
    낮은 공급 전압 동작의 제1 클럭 위상 동안에는 상기 복수의 스위칭 장치들의 제1 부분이 턴온되는 반면 상기 복수의 스위칭 장치들의 제2 부분은 턴오프되고, 상기 제1 부분의 적어도 하나는 상기 전압 출력의 레벨을 "로우"로 풀링하는 반면 상기 제2 부분은 상기 하나 이상의 전하 저장 장치들을 충전시키며, 제2 클럭 위상 동안에는 상기 제1 부분은 턴오프되는 반면 상기 제2 부분은 턴온되어 상기 하나 이상의 충전된 전하 저장 장치들을 상기 전압 출력에 결합하고, 상기 제2 클럭 위상 동안의 상기 전압 출력의 레벨은 상기 낮은 공급 전압 레벨의 약 2배가 되며, 상기 전압 출력의 레벨은 상기 복수의 스위칭 장치들 각각의 임계 전압보다 더 크게 되도록,
    구성가능하게 배열되는 것인, 전하 펌프 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전압 출력의 레벨은, 상기 전압 부스터가 동작할 때 상기 복수의 스위칭 장치들 각각의 임계 전압보다 큰 것인, 전하 펌프 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    클럭 출력과 반전된 클럭 출력을 생성하도록 구성된 발진기단; 및
    복수의 단들을 갖는 딕슨 전하 펌프
    를 더 포함하는 전하 펌프 회로.
  4. 제3항에 있어서, 상기 공급 전압 소스는 패스 트랜지스터를 통해 상기 딕슨 전하 펌프에 공급되고, 상기 패스 트랜지스터는 낮은 공급 전압에서 상기 공급 전압 소스로의 역누설전류(current leak-back)를 피하도록 선택되는 것인, 전하 펌프 회로.
  5. 제1항에 있어서, 상기 복수의 스위칭 장치는 MOS 트랜지스터로 구성되는 것인, 전하 펌프 회로.
  6. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 전하 저장 장치는 커패시터로 구성되는 것인, 전하 펌프 회로.
  7. 전압 부스터와 전압 조절기 장치를 포함하는 전하 펌프 장치로서,
    상기 전압 부스터는,
    (i) 공급 전압 소스에 결합되도록 적합화된 전압 입력, 및 전하 펌프 회로의 입력에 결합되도록 적합화된 전압 출력;
    (ii) 하나 이상의 전하 저장 장치; 및
    (iii) 복수의 스위칭 장치로서,
    낮은 공급 전압 동작의 제1 클럭 위상 동안에는 상기 복수의 스위칭 장치들의 제1 부분은 턴온되는 반면 상기 복수의 스위칭 장치들의 제2 부분은 턴오프되고, 상기 제1 부분의 적어도 하나는 상기 출력 전압을 "로우"로 풀링하는 반면, 상기 제2 부분은 상기 하나 이상의 전하 저장 장치를 충전시키며, 제2 클럭 위상 동안에는 상기 제1 부분은 턴오프되는 반면 상기 제2 부분은 턴온되어 하나 이상의 충전된 전하 저장 장치를 상기 전압 출력에 결합하며, 상기 제2 클럭 위상 동안의 상기 전압 출력의 레벨은 상기 낮은 공급 전압 소스 레벨의 약 2배이고, 상기 전압 출력의 레벨은 상기 복수의 스위칭 장치들 각각의 임계 전압보가 더 크도록 구성가능하게 배열된 것인, 상기 복수의 스위칭 장치를 포함하고,
    상기 전압 조절 장치는 상기 공급 전압 소스를 입력으로서 수신하도록 결합되며, 상기 공급 전압 소스가 "로우"이면 인에이블되고, 상기 공급 전압 소스가 "하이"이면 디스에이블되도록 구성된 것인, 전하 펌프 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 전압 출력의 레벨은, 상기 전압 부스터가 동작할 때 상기 복수의 스위칭 장치들 각각의 임계 전압보다 큰 것인, 전하 펌프 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    클럭 출력과 반전된 클럭 출력을 생성하도록 구성된 발진기단; 및
    복수의 단들을 갖는 딕슨 전하 펌프
    를 더 포함하는 전하 펌프 회로.
  10. 제9항에 있어서, 상기 공급 전압 소스는 패스 트랜지스터를 통해 상기 딕슨 전하 펌프에 공급되고, 상기 패스 트랜지스터는 낮은 공급 전압에서 상기 공급 전압 소스로의 역누설전류를 피하도록 선택되는 것인, 전하 펌프 회로.
  11. 제7항에 있어서, 상기 복수의 스위칭 장치는 MOS 트랜지스터로 구성되는 것인, 전하 펌프 회로.
  12. 제7항에 있어서, 상기 하나 이상의 전하 저장 장치는 커패시터로 구성되는 것인, 전하 펌프 회로.
  13. 제7항에 있어서, 낮은 전압은 약 2.6 볼트보다 작은 것인, 전하 펌프 회로.
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