KR20100044114A

KR20100044114A - 이상적인 충전 전달을 갖는 ｈｖｎｍｏｓ/ｈｖｐｍｏｓ 스위칭된 캐패시터 충전 펌프

Info

Publication number: KR20100044114A
Application number: KR1020090099363A
Authority: KR
Inventors: 캉 지
Original assignee: 다이얼로그 세미컨덕터 게엠베하
Priority date: 2008-10-20
Filing date: 2009-10-19
Publication date: 2010-04-29
Also published as: US7843251B2; EP2178197B1; JP2010098944A; EP2178197A1; US20100097125A1

Abstract

충전 스테이지 및 펌프 스테이지를 갖는 충전 펌프와, 각각의 스테이지를 위한 메인 스위치로서 단일의 고전압 PMOS(HVPMOS) 트랜지스터와, 고정된 벌크 접속들을 갖는 벌크 스위치로서 직렬인 2 배의 두 개의 최소 HVPMOS 트랜지스터들을 위한 집적 회로가 제공되고, 최소 HVPMOS 트랜지스터들은 메인 스위치의 트랜지스터들보다 작은 크기의 트랜지스터들이다. 메인 스위치의 벌크는 벌크 전압(V_B)로 하여금 소스 전압(V_S) 또는 드레인 전압(V_D)과 같거나 크게 되도록, 메인 스위치의 HVPMOS 트랜지스터의 전압 노드에 동시에 스위칭된다. 두 개의 넌-오버래핑 클록 신호들(non-overlapping clock signals)은 충전 및 펌프 스테이지의 HVPMOS 트랜지스터들을 트리거(trigger)하기 위해 사용된다.

온-저항, 바디 효과, 벌크 전압, 충전 스테이지, 펌프 스테이지

Description

이상적인 충전 전달을 갖는 ＨＶＮＭＯＳ/ＨＶＰＭＯＳ 스위칭된 캐패시터 충전 펌프{HVNMOS/HVPMOS SWITCHED CAPACITOR CHARGE PUMP HAVING IDEAL CHARGE TRANSFER}

본 발명은 집적 회로 충전 펌프에 관한 것이며, 특히, 그것의 소스와 확장된 드레인에 병렬로 결합된 메인 스위치 및 고정된 벌크 접속을 갖는 벌크 스위치(bulk switch)로서 단일의 HVPMOS 트랜지스터를 갖는 충전 펌프에 관한 것이다.

2000년 8월, Vol.35, No.8, IEEE Journal of Solid-State Circuits에서, 신 정식(Jongshin Shin), 청 인영(In-Young Chung), 박 영준(Young June Park), 민 홍식(Hong Shick Min)에 의한 "바디 효과로 인한 임계 전압의 열화가 없는 새로운 충전 펌프(A New Charge Pump Without Degradation in Threshold Voltage Due to Body Effect)"를 참조한다.

미국특허출원 제2005/0088220호(Hahn 등)는 충전 전달 트랜지스터의 바디 효과를 완화시켜, 충전 전달 트랜지스터의 충전 전달 효율을 개선하는 충전 펌프 회로를 개시한다. 하지만, 이 회로는 큰 온-저항(on-resistance) 및 충전 전류 손실들의 상술한 문제점들을 갖는 두 개의 트랜지스터를 직렬로 사용한다.

미국특허 제7,276,960호(Peschke)는 전류량이 출력 전압 에러에 의존하는 일정한 충전 전류를 갖는 일정 전압형 충전 펌프를 제공한다. 전압 오버슈트들(voltage overshoots)은 펄스 스킵핑(pulse skipping)을 통해 감소된다. 충전 펌프 회로는 하부 플레이트 상의 CMOS 드라이버와 상부 플레이트 상의 다이오드들에 결합된 플라잉 캐패시터(flying capacitor)를 포함한다.

미국특허 제6,995,995호(Zeng 등)는, 충전 펌프들이 충전 위상 및 펄프 위상을 포함하는 2 위상 사이클들에서 동작하고, 벌크 단자가 스위칭 트랜지스터의 소스에 묶여져 있는 DC/DC 컨버터를 개시한다. 스위치들은 세그먼트되고, 세그먼트들은 병렬로 결합된 복수의 이상적인 트랜지스터들을 포함한다.

미국특허 제6,977,533호(Kernhof 등)는, 충전 펌프가 선충전 위상(pre-charge phase) 동안에는 제 1 캐패시터가 충전되고, 다음의 셔플 위상(shuffle phase) 동안에는 이 전하가 제 2 캐패시터에 리로딩(reload)되는 넌-오버랩핑 2 위상 클로킹 방식(non-overlapping two-phase clocking scheme)을 포함하는 32V 에이치-브리지 드라이버(H-Bridge Driver)를 개시한다. 포함된 스위치들은 고전압 N 및 P CMOS 트랜지스터들이다.

미국특허 제6,400,211호(Yokomizo 등)는 제 1의 2개 스위치들 세트가 제 1 위상 동안 제 1 캐패시터를 충전하고, 제 2의 스위치들 세트가 제 2 위상 동안 제 2 캐패시터를 충전하고, 제 2 위상은 제 1 위상의 인버스이다. DC/DC 컨버터에 대한 입력 전압은 전형적인 리튬 이온 배터리의 약 3.6 Volts이다.

미국특허 제6,831,499호(Oddone 등)는, 복수의 동작 위상들 및 스테이지들을 갖는 네거티브 충전 펌프를 개시하며, 각각의 스테이지는 벌크 영역들 및 기생 바이폴라 트랜지스터들(parasitic bipolar transistors)을 갖는 적어도 2개의 n 채널 MOS 트랜지스터들을 포함한다. 벌크 영역들은 기생 바이폴라 트랜지스터들이 턴온하지 않도록 동작 위상들 동안 전위(potential)에 결합된다.

위에서 언급된 관련 기술의 예들은 아래에서 설명되는 본 발명의 이점을 제공하지 않음에 유의해야 한다.

본 발명의 적어도 하나의 실시예의 목적은 본 발명의 충전 스테이지 및 펌프 스테이지의 메인 스위치의 온-저항(On-resistance)을 최소화하는 방법 및 회로를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 메인 스위치가 ON 또는 OFF 스위치할 때 각 메인 스위치의 드레인-기판 및 소스-기판을 통해 흐르는 다이나믹 전류들을 제거하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 벌크 스위치들을 통해 전류가 흐르지 않도록 보장하는 것이다.

이들 및 많은 다른 목적들은 충전 스테이지를 펌프 스테이지에 결함시킴으로써 달성되며, 여기서 충전 스테이지는 제 1 캐패시터를 충전하고, 펌프 스테이지는 제 2 캐패시터를 충전한다. 충전 스테이지 및 펌프 스테이지 각각은 고전압 측 상의 HVPMOS 트랜지스터 메인 스위치를 포함하고, 모든 HVPMOS 및 HVNMOS 트랜지스터들은 확장된 드레인을 갖는다.

또한, 이들 및 많은 목적들은 2개의 트랜지스터들에서 하나의 트랜지스터로 메인 스위치를 감소시켜, 칩 설치 영역(chip real estate) 및 온-저항을 감소시킴으로써 달성된다. 다이나믹 전류 흐름은, 벌크 전압이 소스 전압보다 크거나 같고, 드레인 전압보다 크거나 같도록 보장하기 위해, 메인 스위치의 벌크를 HVPMOS 트랜 지스터의 고전압 노드로 동시에 스위칭함으로써 제거된다. 메인 스위치들의 벌크의 증가된 바이어스는 그들의 임계 전압(V_T)을 증가시키고, 충전 전달 동안 전류 손실을 회피한다.

부가적으로, 메인 스위치들에 대한 벌크 스위치들은, 그것들이 바디 효과로 인해 스위칭할 때 벌크 스위치들에서 전류 흐름이 없는 방식으로 배치된다. 이것은 아래의 방식으로 달성된다.

제 1 벌크 스위치는 두 개의 최소 크기 HVPMOS 트랜지스터들을 직렬로 결합시킴으로써 만들어지고, 그것의 확장된 드레인들은 서로 결합되고, 이들 최소 크기 HVPMOS 트랜지스터들의 하나의 소스 및 벌크는 메인 스위치의 확장된 드레인에 결합되고, 다른 소스 및 벌크는 메인 스위치의 벌크에 결합된다.

제 2 벌크 스위치는 두 개의 최소 크기 HVPMOS 트랜지스터들에 직렬로 결합시킴으로써 만들어지고, 그것의 확장된 드레인들은 서로 결합되고, 이들 최소 크기 HVPMOS 트랜지스터들의 하나의 소스 및 벌크는 메인 스위치의 벌크에 결합되고, 다른 소스 및 벌크는 메인 스위치의 소스에 결합된다.

제 1 벌크 스위치의 게이트들은 메인 스위치의 게이트에 결합되고, 클록 신호를 수신한다. 제 2 벌크 스위치의 게이트들은 함께 접속되고, 그 클록 신호의 NOT(인버스(inverse))를 수신한다.

낮은 온-저항, 벌크 스위치들을 통해 흐르는 전류 없음, 및 드레인-기판 및 소스-기판을 통해 흐르는 다이나믹 전류 없음의 조합은 이상적인 충전 전달을 갖는 HVPMOS 스위칭된 캐패시터 충전 펌프를 만든다.

본 발명의 이들 및 많은 다른 목적들 및 이점들은 본 발명이 청구범위, 첨부된 도면들, 및 바람직한 실시예들의 후속하는 상세한 설명에 속하는 기술분야의 당업자에게 명백할 것이다.

서로 다른 도면들에서 동일한 도면번호의 사용은 동일 또는 유사한 요소들을 포함한다.

본 발명은 본 발명의 충전 스테이지 및 펌프 스테이지의 메인 스위치의 온-저항을 최소화하는 방법 및 회로를 제공한다.

앞에서 개시된 고전압 충전 펌프들은 각각의 HVPMOS 트랜지스터의 벌크가 바디 효과로 인해 각각의 HVPMOS 트랜지스터의 기생 바이폴라 트랜지스터들의 턴온을 회피하도록 그것의 소스에 접속되는 스위치로서 두 개의 CMOS HVPMOS(High Voltage PMOS) 트랜지스터들을 직렬로 사용한다. 하지만, 직렬로 접속된 HVPMOS 트랜지스터들의 영역이 W*L로써 주어지면, 스위치의 온-저항이 크다. 또한, 트랜지스터가 온/오프 스위치할 때, V_B가 V_D보다 작으면(V_B<V_D), 드레인에서 기판으로 흐르는 다이나믹 전류로 인해 충전 전류 손실들이 존재한다.

도 1a를 참조하여, 본 발명의 공지된 기술의 충전 펌프(10)를 설명한다. HVPMOS 트랜지스터들(11, 12)은 입력(V_DDL)과 노드(V_SHH) 사이에 직렬로 결합된다. HVPMOS 트랜지스터들(13, 14)은 노드(V_SHH)와 출력(V_DDH) 사이에 직렬로 결합된다. HVPMOS(고전압 NMOS) 트랜지스터(15)는 입력(V_GND)과 노드(V_SHL) 사이에 결합되고, HVPMOS 트랜지스터(16)는 노드(V_SHL)와 출력(V_DDB) 사이에 결합된다. 캐패시터(17)(C_FLY)는 노드들(V_SHH와 V_SHL) 사이에 접속된다. 캐패시터(18)(C_CP)는 출력들(V_DDH와 V_DDB) 사이에 접속된다. 트랜지스터들(11, 12, 15)의 게이트들은 클록 신호 T1(Φ_CP__ST)에 결합되고, 트랜지스터들(13, 14, 16)의 게이트들은 클록 신호 T2(Φ_CP__PT)에 결합된다.

도 1b는 HVPMOS 트랜지스터들(11, 12, 13, 14)의 드레인, 소스, 및 벌크 단자에 접속된 기생 바이폴라 트랜지스터들(19a, 19b, 19c)을 도시하는 도 1a의 상세도이다. 트랜지스터들(19a, 19b)의 콜렉터들은 칩의 기판에 접속된다. 전류(I)가 각각의 트랜지스터(19a, 19b)를 통해 기판으로 흐르는 것으로 도시된다.

V_DDL는 V_DDB=12V로부터 유도된 11.7V의 일정한 선형 전압(linear regulated voltage)이다.

V_GND는 그라운드;

V_SHH는 캐패시터(C_FLY)의 플러스 포트(plus port)이고;

V_SHL는 캐패시터(C_FLY)의 마이너스 포트이고;

V_DDH는 V_DDL + V_DDB이고;

V_DDB는 배터리 전압이다.

또 도 1a를 참조하면, 캐패시터(17)(C_FLY)는 외부 셔플 캐패시티(external shuffle capacity)를 제공하고, 캐패시터(18)(C_CP)는 외부 홀드 캐패시티(external hold capacity)를 제공한다. 클록 신호들(T1, T2)에 의해 유도되는 넌-오버랩핑 2 위상 클로킹 방식은 충전 부스팅(charge-boosting) 및 충전 홀드 시간을 각각 나타낸다. 출력 전압(V_DDH)은 V_DDL + V_DDB로 충전 펌프된다. 발명자에게 공지된 기술 및 충전 펌프 손실들에 의해 요구된 큰 칩 영역에 기초하여, 이상적인 충전 전달 특성들을 갖는 개선된 충전 펌프가 필요하다. 본 발명은 이하에서 설명되는 바와 같이, 이러한 필요성들에 응답한다.

본 발명 및 아래에 개시된 바람직한 실시예의 HVNMOS/HVPMOS(고전압 NMOS/고전압 PMOS) 스위칭된 캐패시터 충전 펌프는, 고전압 모듈을 가지며 예컨대 모터 에이치-브리지(H-bridge)의 서플라이 상측 드라이버들(supply hight-side drivers)용으로 의도된 CMOS 기술들에 응용가능하다. 이러한 충전 펌프는 TSMC(Taiwan Semiconductor Manufacturing Co.) 0.35um 플래쉬-/CMOS 프로세스 + 고전압 모듈의 기술에 통합될 수 있다.

1. Gox(Gate oxide) = 22nm (플래쉬/5V-IO 파트와 동일),

2. N-Well/HVP-Well은 드리프트 존(drift zone)(확장된 드레인)을 형성하고,

3. V_GS = V_BS < 5.5V 및 V_DS < 40V를 갖는 HVPMOS 및 HVNMOS

4. 고립된 HVNMOS 없음.

위에서 언급된 확장된 드레인 구조에 대해서는, 여기에서 참조문헌으로 포함되는, NMOS 및 PMOS 구현들을 위한 CMOS FET 보호 스위치들을 위한 확장된 드레인 영역들을 갖는 트랜지스터들에 대한 본 출원의 양도인에 의해 양도된 미국특허출원 제7,236,002호(Salzmann 등)를 참조한다.

HVNMOS/HVPMOS 스위칭된 캐패시터 충전 펌프는 ASIC(application-specific integrated circuit)에 통합될 수 있다. 그것은 모터 제어(도시되지 않음)의 에이치-브리지의 상측 FET 드라이버들을 위한 전원으로서 사용될 수 있다. 충전 펌프는 전압(V_DDL)(V_DDL=11.7V)을 V_DDH = V_DDL + V_DDB로 전달하고, 상측 FET 드라이버들을 공급한다.

V_DDL는 V_DDB=12V로부터 11.7V의 일정한 선형 전압이고;

V_DDB는 배터리 전압이고;

V_SHH는 캐패시터(C_FLY)의 플러스 포트이고;

V_SHL는 캐패시터(C_FLY)의 마이너스 포트이고;

V_GND는 그라운드이다.

본 발명의 스위칭된 캐패시터 충전 펌프는 메인 스위치로서 단일의 HVPMOS 트랜지스터와, HVPMOS 트랜지스터의 벌크와 확장된 드레인 사이의 벌크 스위치로서 직렬인 2개의 최소 크기 HVPMOS 트랜지스터들과, HVPMOS 트랜지스터의 소스와 벌크 사이의 벌크 스위치로서 직렬인 또 다른 2개의 최소 크기 HVPMOS 트랜지스터들을 갖는다. HVPMOS 트랜지스터의 벌크는 그것이 온/오프 스위칭할 때 V_B >= V_S 및 V_B >= V_D를 생성하도록 HVPMOD 트랜지스터의 고전압 노드에 대해 동시에 스위칭된다.

메인 스위치들(HVPMOS 트랜지스터들)의 영역은 상당히 감소되고, 그에 따라, 온-저항(R_DS)을 최소화한다.

예로써, 아래의 전형적인 값들이 달성될 수 있다:

V_GS = 5V를 선택할 때

W=4,000um 및 Lmin = 2.7um을 갖는 40Ω에 대한 R_DS(HVPMOS),

W=2,000um 및 Lmin = 2.4um을 갖는 20Ω에 대한 R_DS(HVNMOS),

각각의 HVPMOS 트랜지스터의 치수들은 통상적으로 W=1000um이고 L=2.7um,

HVPMOS 트랜지스터의 치수들은 통상적으로 W=2000um이고 L=2.4um,

벌크 스위치에서 각각의 최소 크기 HVPMOS 트랜지스터의 치수들은 통상적으로 W=10um이고 L=2.7um이다.

4개의 메인 트랜지스터들 및 벌크 스위치 내의 8 트랜지스터들의 면적은 3 x 1,000um x 2.7um + 1 x 2,000um x 2.4um + 8 x 10um x 2.7um = 0.013mm ² 이고, 약 140Ω의 총 저항을 야기한다. 이것은 바람직하게는, 발명자에게 공지된 기술의 대 략 0.09mm ² 의 면적 및 대략 160Ω의 총 저항과 비교한다.

벌크 스위치들이 HVPMOS 트랜지스터의 확장된 드레인과 소스 사이에 결합되므로, 바디 효과에 의해 스위칭된 캐패시터 충전 펌프의 벌크 스위치들(I=0)을 통해서 전류가 흐르지 않는다. 또한, 온/오프 스위칭할 때, V_B >= V_S 및 V_B >= V_D이므로, 메인 스위치의 드레인-기판 또는 소스-기판을 통해서 다이나믹 전류가 흐르지 않는다. 전류 피크들(Iswitch_peak)은 메인 트랜지스터의 벌크가 드레인 또는 소스에서 소스 또는 드레인(ΔV_BS 또는 ΔV_BD=V_{DS_SAT})으로 접속해제 및 접속하는 순간에 벌크 스위치들을 통해서만 흐른다.

벌크 스위치 전류는 Iswitch_peak = V_{DS_SAT}(메인 트랜지스터의 강하 전압)/[R_{DS_ON1} + R_{DS_ON2}(직렬인 2개의 벌크 스위치들의 온 저항들)] 및 약 7.5uA 내지 15uA(7.5x10^-6 내지 15x10^-6A)의 범위로서 정의된다. 이 전류는 ΔV_BS 또는 ΔV_BD =0(드레인에 또는 소스에 접속된 벌크)일 때 0A로 된다.

그러므로, 전류 손실은 전하가 충전 스테이지에서 펌프 스테이지로 전달될 때 회피된다. 상술한 바와 같이, 최소화된 온-저항, 벌크 스위치들을 통해 흐르지 않는 전류, 및 다이나믹 전류 흐름 없음의 조합으로, 이상적인 충전 전달을 갖는 HVPMOS 스위칭된 캐패시터 충전 펌프를 만든다.

도 2를 참조하여, 펌프 스테이지에 결합된 충전 스테이지를 포함하는 본 발명의 바람직한 실시예의 벌크 스위칭된 충전 펌프(20)를 여기에 개시한다. Input IN1(전위 V_DDL - V_GND에서)는 HVPMOS 트랜지스터(21)의 확장된 드레인에 결합되고, 트랜지스터(21)의 소스는 노드(N1)(전위 V_SHH - V_SHL에서)에 결합된다. Input IN2(V_GND)(전위 그라운드에서)는 HVNMOS 트랜지스터(25)의 소스와 벌크에 결합되고, 트랜지스터(25)의 확장된 드레인은 노드 N2(전위 V_SHL에서)에 결합된다. 용량성 수단(capacitive means:27)(C_FLY)은 노드들(N1 및 N2)사이에 결합된다. HVPMOS 트랜지스터(21)의 벌크와 확장된 드레인에는 최소 HVPMOS 회로(22a)가 결합되고, HVPMOS 트랜지스터(21)의 벌크와 소스에는 최소 HVPMOS 회로(22b)가 결합된다. 각각의 최소 HVPMOS 회로(22a, 22b)는 서로 직렬로, 최소 HVPMOS 트랜지스터(29a, 29b)를 포함한다. 트랜지스터(29a)의 소스와 벌크는 트랜지스터(21)의 확장된 드레인에 결합되고, 트랜지스터(29b)의 소스와 벌크는 트랜지스터(21)의 벌크에 결합되고, 트랜지스터들(29a, 29b)의 확장된 드레인들은 함께 결합된다. 충전 스테이지의 충전 위상(Φ_{CP_ST})을 나타내는 신호(T1)는 최소 HVPMOS 회로(22a)의 트랜지스터들(29a, 29b)의 게이트들 및 트랜지스터들(21, 25)의 게이트들에 결합된다. 최소 HVPMOS 회로(22b)의 게이트들은 신호(T1)의 인버스(NOT)에 결합된다. 신호(T1)가 활성일 때, 입력 IN1과 IN2 양단의 전위(V_DDL - V_GND)는 트랜지스터들(21, 25)이 도전(conducting)하므로; 즉 트랜지스터들(23, 26)이 오프(OFF)이므로, 용량성 수단(27)(C_FLY)에 전달된다.

다음으로, 도 2의 펌프 스테이지를 설명한다. 펌프 스테이지는, HVPMOS 트랜 지스터(23)의 확장된 드레인이 노드 N1에 결합되고, 트랜지스터(23)의 소스가 출력 OUT1(전위 V_DDH에서)에 결합되고, HVPMOS 트랜지스터(26)의 확장된 드레인이 노드 N2에 결합되고, 트랜지스터(26)의 소스와 벌크가 출력 OUT2(전위 V_DDB에서)에 결합된다는 차이점들을 갖는, 충전 스테이지와 동일한 구조를 갖는다. 최소 HVPMOS 회로들(24a, 24b)은 각각 회로들(22a, 22b)과 동일하고, 그래서, 그들은 트랜지스터(23)에 접속한다. 펌프 스테이지의 충전 위상(Φ_{CP_PT})을 나타내는 신호(T2)는 최소 HVPMOS 회로(24a)의 트랜지스터들(29a, 29b)의 게이트들 및 트랜지스터들(23, 26)의 게이트들에 결합된다. 최소 HVPMOS 회로(24b)의 게이트들은 신호(T2)의 인버스(NOT)에 결합된다. 신호(T2)가 활성일 때, 트랜지스터들(23, 26)은 도전하고, 캐패시터 수단(27)(C_FLY)의 전하는 용량성 수단(28)(C_CP)에 전달되어, 그 전위, 즉 출력들(OUT1, OUT2) 사이의 전위(V_DDH - V_DDB)를 상승시킨다. 트랜지스터들(21, 25)은 펌프 스테이지의 충전 위상 동안 OFF이다.

도 3(도2의 부분도)을 참조하여, V_SHH < V_DDH일 때, 선충전 위상에서 벌크 스위칭된 충전 펌프를 개시한다. 신호(T1)가 활성(Φ_{CP_ST})일 때, 충전 스테이지의 최소 HVPMOS 회로(22a)의 트랜지스터들(21, 25, 29a, 29b)은 ON이다. 또한, 펌프 스테이지의 최소 HVPMOS 회로(24b)의 트랜지스터들(29a, 29b)은 ON이다. 그 결과, 애로우(arrow) I_CHARGE로써 나타내진 바와 같은 전류 I_CHARGE는 HVPMOS 트랜지스터(21) 및 HVNMOS 트랜지스터(25)를 통해 용량성 수단(27)(C_FLY)을 충전하고, 트랜지스터(21)의 벌크는 입력 IN1에서 전압 전위(V_DDL - V_GND)로 상승된다. 신호(T2)의 인버스(NOT Φ_{CP_PT})는 또한 활성이므로, 펌프 스테이지의 HVPMOS 트랜지스터(23)의 벌크는 출력 OUT2에서 전압 전위(V_DDH)로 상승된다.

도 4(도 2의 부분도)를 참조하여, V_SHH >= V_DDH일 때, 셔플 위상에서 벌크 스위칭된 충전 펌프를 다음에 개시한다. 신호(T2)가 활성(Φ_{CP_PT})일 때, 펌프 스테이지의 최소 HVPMOS 회로(24a)의 트랜지스터들(23, 26, 29a, 29b)은 ON이다. 그 결과, 애로우 I_SHUFFLE로써 나타내지는 바와 같은 전류 I_SHUFFLE은 HVPMOS 트랜지스터들(23, 26)을 통해 용량성 수단(28)(C_CP)에 용량성 수단(27)(C_FLY)의 전하를 전달하고, 그에 의해 용량성 수단(28)(C_CP)의 전압 전위를 상승시킨다. 또한, 충전 스테이지의 최소 HVPMOS 회로(22b)의 트랜지스터들(29b,29a)이 ON이고, 동시에, 트랜지스터(23)의 벌크는 노드 N1에서 현재 보다 높은 전압 전위(V_SHH)로 상승한다. 신호(T1)의 인버스(NOT Φ_CP__ST)가 활성이므로, 충전 스테이지의 트랜지스터(21)의 벌크는 또한 노드 N1에서 전압 전위로 상승된다.

스위칭 수단은 트랜지스터 또는 트랜지스터 회로, 개별적인 형태로 또는 집적 회로들(IC)로, 릴레이(relay), 기계적인 스위치와 같은 디바이스들을 암시할 수 있다. 이들 디바이스들은 스위칭 수단에 적용되는 것으로서, 예시적이고 제한적이 아닌 것으로써 언급된다. 용량성 수단은 다이오드 배선 트랜지스터들 및 유사한 구조들과 같은 캐패시터의 기능을 수행하는 내부 또는 외부 캐패시터들 또는 집적된 또는 개별적인 회로들을 암시할 수 있다. 이들 디바이스들은 스위칭 수단에 적용되는 것으로서, 예시적이고 제한적이 아닌 것으로써 언급된다.

다시, 도 2를 참조하여, 제 1 용량성 수단(27)을 충전하기 위한 충전 스테이지와 제 2 용량성 수단(28)을 충전하기 위한 펌프 스테이지를 포함하는 HVNMOS/HVPMOS 스위칭된 캐패시터 충전 펌프(20)에 대한 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하고, 상기 펌프 스테이지는, 제 1 용량성 수단(27)의 전하를 제 2 용량성 수단(28)에 전달하는 충전 스테이지에 결합되고, 그에 의해, 제 1 용량성 수단(27)의 전압 전위 위로 제 2 용량성 수단(28)의 전압 전위를 상승시키고,

여기에서, 충전 스테이지는 HVPMOS 트랜지스터(21) 및 HVNMOS 트랜지스터(25)를 포함하고, 충전 스테이지의 HVPMOS 트랜지스터(21)는 충전 스테이지의 제 1 입력을 제 1 용량성 수단(27)의 제 1 단자에 결합시키고, 충전 스테이지의 HVNMOS 트랜지스터(25)는 충전 스테이지의 제 2 입력을 제 1 용량성 수단(27)의 제 2 단자에 결합시키고, 제 1 신호(T1)에 의해 클록될 때 충전 스테이지의 HVPMOS 및 HVNMOS 트랜지스터들의 게이트들은 제 1 용량성 수단(27)으로 하여금 충전되게 하고,

여기에서, 펌프 스테이지는 제 1 및 제 2 HVPMOS 트랜지스터를 포함하고, 펌프 스테이지의 제 1 HVPMOS 트랜지스터(23)는 제 1 용량성 수단(27)의 제 1 단자를 제 2 용량성 수단(28)의 제 1 단자에 결합시키고, 펌프 스테이지의 제 2 HVPMOS 트랜지스터(26)는 제 1 용량성 수단(27)의 제 2 단자를 제 2 용량성 수단(28)의 제 2 단자에 결합시키고, 제 2 신호(T2)에 의해 클록될 때 펌프 스테이지의 제 1 및 제 2 HVPMOS 트랜지스터(26)의 게이트들은 제 1 용량성 수단(27)의 전하로 하여금 제 2 용량성 수단(28)에 전달되게 하고;

벌크 스위치 회로는 충전 스테이지 및 펌프 스테이지의 HVPMOS 트랜지스터들의 벌크를 HVPMOS 트랜지스터들의 전압 노드로 동시에 스위칭하고, 벌크 스위치 회로는 직렬로 결합된 제 1 및 제 2 최소 HVPMOS 트랜지스터를 포함하고, 각각의 최소 HVPMOS 트랜지스터는 소스, 드레인, 게이트, 및 벌크 단자를 가지며, 제 1 및 제 2 최소 HVPMOS 트랜지스터의 드레인들은 함께 결합되고, 제 1 및 제 2 최소 HVPMOS 트랜지스터의 게이트들은 함께 결합되고, 제 1 및 제 2 최소 HVPMOS 트랜지스터 각각의 벌크 단자는 그의 각각의 소스에 결합된다.

제 1 벌크 스위치 회로(22a)의 소스들은 충전 스테이지의 HVPMOS 트랜지스터(21)의 드레인 및 벌크 단자에 각각 결합되고, 제 2 벌크 스위치 회로(22b)의 소스들은 충전 스테이지의 HVPMOS 트랜지스터(21)의 벌크 단자 및 소스에 각각 결합되고, 제 3 벌크 스위치 회로(24a)의 소스들은 펌프 스테이지의 제 1 HVPMOS 트랜지스터(23)의 드레인 및 벌크 단자에 각각 결합되고, 제 4 벌크 스위치 회로(24b)의 소스들은 펌프 스테이지의 제 1 HVPMOS 트랜지스터(23)의 벌크 단자 및 소스에 각각 결합된다.

HVPMOS 트랜지스터들 및 HVNMOS 트랜지스터(25)의 드레인들 및 최소 HVPMOS 트랜지스터들의 드레인들은 위의 미국특허출원 제2005/0088220호(Hahn 등)에 언급된 바와 같이, 확장된 드레인 영역들이다.

충전 스테이지의 HVPMOS 트랜지스터(21)의 드레인은 충전 스테이지의 제 1 입력에 결합되고, 충전 스테이지의 HVPMOS 트랜지스터(21)의 소스는 제 1 용량성 수단(27)의 제 1 단자에 결합된다.

충전 스테이지의 HVNMOS 트랜지스터(25)의 소스 및 벌크 단자는 충전 스테이지의 제 2 입력에 결합되고, 충전 스테이지의 HVNMOS 트랜지스터(25)의 드레인은 제 1 용량성 수단(27)의 제 2 단자에 결합된다.

펌프 스테이지의 제 1 HVPMOS 트랜지스터(23)의 드레인은 제 1 용량성 수단(27)의 제 1 단자에 결합되고, 펌프 스테이지의 제 1 HVPMOS 트랜지스터(23)의 소스는 제 2 용량성 수단(28)의 제 1 단자와 제 1 출력에 결합된다.

펌프 스테이지의 제 2 HVPMOS 트랜지스터(26)의 드레인은 제 1 용량성 수단(27)의 제 2 단자에 결합되고, 충전 스테이지의 HVPMOS 트랜지스터(21)의 소스 및 벌크 단자는 제 2 용량성 수단(28)의 제 2 단자 및 제 2 출력에 결합된다.

제 2 벌크 스위치의 게이트들은 제 1 신호(T1)의 인버스에 의해 클록킹되고, 제 4 벌크 스위치의 게이트들은 제 2 신호(T2)의 인버스에 의해 클록킹된다.

시뮬레이션 실행들은 아래와 같이 나타난다:

용량 C_FLY=220nF

용량 C_CP=470nF

로드 전류 I_LOAD=10mA

클록 주파수 f=133KHz

아래의 결과들이 달성가능하다:

■ V_DDB=12V일 때, 출력(OUT1)은 약 1.3ms에서 약 23.5V의 전압 V_DDH에 도달할 것이다.

■ V_DDB=28V일 때, 출력(OUT1)은 약 1.5ms에서 약 39.5V의 전압 V_DDH에 도달할 것이다.

■ V_DDB=5V일 때, 출력(OUT1)은 약 1.5ms에서 약 10.5V의 전압 V_DDH에 도달할 것이다.

상기에 산출된 바와 같은 동일한 파라미터들로 측정된 실행들은:

■ V_DDB=12V일 때, 출력(OUT1)은 약 1.3ms에서 약 23.2V의 전압 V_DDH에 도달할 것이다.

■ V_DDB=28V일 때, 출력(OUT1)은 약 1.5ms에서 약 39.2V의 전압 V_DDH에 도달할 것이다.

■ V_DDB=5V일 때, 출력(OUT1)은 약 1.5ms에서 약 10.2V의 전압 V_DDH에 도달할 것이다.

이제, 충전 펌프의 벌크를 동시에 스위칭하는 본 발명의 방법을 개시한다.

a) 블록 1은 충전 스테이지 및 펌프 스테이지를 갖는 충전 펌프를 충전 캐패 시터들에 제공하고;

b) 블록 2는 확장된 드레인을 갖는 단일의 HVPMOS 트랜지스터를 포함하는 메인 스위치를 상기 스테이지들 각각에 제공하고;

c) 블록 3은 각각의 HVPMOS 트랜지스터의 확장된 드레인 및 소스 양단에 벌크 스위치 각각을 결합시키고;

d) 블록 4는 최소 크기 HVPMOS 트랜지스터들을 갖는 각각의 벌크 스위치를 제공하고, 두 개의 이들 최소 크기 HVPMOS 트랜지스터들의 소스들은 접합(junction)을 형성하여 결합되고;

e) 블록 5는 소스들의 접합을 HVPMOS 트랜지스터의 벌크에 결합하고;

f) 블록 6은 충전 스테이지의 메인 스위치의 게이트에 제 1 클로킹 신호를 제공하고;

g) 블록 7은 펌프 스테이지의 메인 스위치의 게이트에 제 2 클로킹 신호를 제공한다.

이점들

본 발명의 이점들은 아래와 같다.

1. 스위칭된 캐패시터 충전 펌프의 감소된 실제 면적;

2. 스위칭된 캐패시터 충전 펌프의 감소된 온-저항;

3. 스위칭된 캐패시터 충전 펌프의 벌크 스위치들을 통해 흐르는 전류 없음;

4. 스위칭된 캐패시터 충전 펌프의 드레인-기판을 통해 흐르는 다이나믹 전류 없음;

5. 스위칭된 캐패시터 충전 펌프의 소스-기판을 통해 흐르는 다이나믹 전류 없음.

본 발명은 특히, 바람직한 실시예들을 참조하여 도시되고 설명되었지만, 형태에 있어 그리고 세부사항들에 있어 다양한 변경들이 본 발명의 사상 및 범위에서 벗어나지 않고 행해질 수 있음을 기술분야의 당업자들은 이해할 것이다.

도 1a는 발명자에게 공지된 기술인 충전 펌프의 회로도.

도 1b는 HVPMOS 트랜지스터 및 그것의 기생 바이폴라 트랜지스터를 보여주는 도 1a의 상세도.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예의 벌크 스위칭된 충전 펌프의 회로도.

도 3은 도 2의 충전 펌프의 선충전 위상을 도시하는 도면.

도 4는 도 2의 충전 펌프의 셔플 위상(shuffle phase)을 도시하는 도면.

도 5는 본 발명의 방법의 블록도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 충전 펌프

11, 12, 13, 14, 15, 16 : HVPMOS 트랜지스터들

17, 18 : 캐패시터

19a, 19b, 19c : 기생 바이폴라 트랜지스터들

20 : 벌크 스위칭된 충전 펌프

21 : HVPMOS 트랜지스터

22a, 22b :최소 HVPMOS 회로

25 : HVNMOS 트랜지스터

27 : 용량성 수단

29a, 29b : 최소 HVPMOS 트랜지스터

Claims

HVNMOS/HVPMOS 스위칭된 캐패시터 충전 펌프에 있어서,

제 1 용량성 수단을 충전하기 위한 충전 스테이지(charge stage) 및 제 2 용량성 수단을 충전하기 위한 펌프 스테이지(pump stage)로서, 상기 펌프 스테이지는 상기 제 1 용량성 수단의 전하를 상기 제 2 용량성 수단에 전달하여, 상기 제 1 용량성 수단의 전압 전위 위로 상기 제 2 용량성 수단의 전압 전위를 상승시키기 위해 상기 충전 스테이지에 결합되고,

상기 충전 스테이지의 HVPMOS 트랜지스터는 상기 충전 스테이지의 제 1 입력과 상기 제 1 용량성 수단의 제 1 단자 사이에 결합되고, 상기 펌프 스테이지의 HVPMOS 트랜지스터는 상기 제 1 용량성 수단의 상기 제 1 단자와 상기 제 2 용량성 수단의 제 1 단자 사이에 결합되는, 상기 충전 스테이지 및 상기 펌프 스테이지; 및

상기 충전 스테이지와 상기 펌프 스테이지의 상기 HVPMOS 트랜지스터들의 벌크(bulk)를 상기 HVPMOS 트랜지스터들의 전압 노드에 대해 동시에 스위칭하기 위한 벌크 스위치 회로로서, 상기 벌크 스위치 회로는 직렬로 결합된 최소 HVPMOS 트랜지스터들을 포함하고, 각각의 상기 최소 HVPMOS 트랜지스터는 함께 결합된 그들의 드레인들을 가지며, 상기 최소 HVPMOS 트랜지스터들 각각의 벌크 단자는 그의 각각의 소스에 결합되는, 상기 벌크 스위치 회로를 포함하고,

제 1 벌크 스위치 회로는 상기 충전 스테이지의 상기 HVPMOS 트랜지스터의 드레인 및 벌크 단자에 병렬로 결합되고,

제 2 벌크 스위치 회로는 상기 충전 스테이지의 상기 HVPMOS 트랜지스터의 소스 및 상기 벌크 단자에 병렬로 결합되고,

제 3 벌크 스위치 회로는 상기 펌프 스테이지의 상기 HVPMOS 트랜지스터의 벌크 단자 및 드레인에 병렬로 결합되고,

제 4 벌크 스위치 회로는 상기 펌프 스테이지의 상기 HVPMOS 트랜지스터의 소스 및 상기 벌크 단자에 병렬로 결합되는, HVNMOS/HVPMOS 스위칭된 캐패시터 충전 펌프.
제 1 항에 있어서,

상기 HVPMOS 트랜지스터들의 드레인들은 확장된 드레인 영역들인, HVNMOS/HVPMOS 스위칭된 캐패시터 충전 펌프.
제 1 항에 있어서,

상기 최소 HVPMOS 트랜지스터들의 상기 드레인들은 확장된 드레인 영역들인, HVNMOS/HVPMOS 스위칭된 캐패시터 충전 펌프.
제 1 항에 있어서,

상기 충전 스테이지의 상기 HVPMOS 트랜지스터의 상기 드레인은 상기 충전 스테이지의 상기 제 1 입력에 결합되고, 상기 충전 스테이지의 상기 HVPMOS 트랜지 스터의 상기 소스는 상기 제 1 용량성 수단의 상기 제 1 단자에 결합되는, HVNMOS/HVPMOS 스위칭된 캐패시터 충전 펌프.
제 1 항에 있어서,

상기 HVNMOS 트랜지스터의 소스 및 벌크 단자는 상기 충전 스테이지의 제 2 입력에 결합되고, 상기 HVNMOS 트랜지스터의 확장된 드레인 영역은 상기 제 1 용량성 수단의 상기 제 2 단자에 결합되는, HVNMOS/HVPMOS 스위칭된 캐패시터 충전 펌프.
제 1 항에 있어서,

상기 펌프 스테이지의 상기 HVPMOS 트랜지스터의 상기 드레인은 상기 제 1 용량성 수단의 상기 제 1 단자에 결합되고, 상기 펌프 스테이지의 상기 HVPMOS 트랜지스터의 상기 소스는 상기 제 2 용량성 수단의 제 1 단자와 제 1 출력에 결합되는, HVNMOS/HVPMOS 스위칭된 캐패시터 충전 펌프.
제 1 항에 있어서,

상기 펌프 스테이지의 하부 HVPMOS 트랜지스터의 확장된 드레인은 상기 제 1 용량성 수단의 상기 제 2 단자에 결합되고, 상기 펌프 스테이지의 상기 하부 HVPMOS 트랜지스터의 소스와 벌크 단자는 상기 제 2 용량성 수단의 상기 제 2 단자와 제 2 출력에 결합되는, HVNMOS/HVPMOS 스위칭된 캐패시터 충전 펌프.
제 1 항에 있어서,

상기 충전 스테이지의 상기 제 1 벌크 스위치, 상기 HVPMOS, 및 상기 HVNMOS 트랜지스터의 게이트들은 제 1 신호(T1)에 의해 클록킹되는, HVNMOS/HVPMOS 스위칭된 캐패시터 충전 펌프.
제 8 항에 있어서,

상기 제 2 벌크 스위치의 게이트들은 상기 제 1 신호(T1)의 인버스(inverse)에 의해 클록킹되는, HVNMOS/HVPMOS 스위칭된 캐패시터 충전 펌프.
제 1 항에 있어서,

상기 펌프 스테이지의 상기 제 3 벌크 스위치, 상기 HVPMOS, 및 상기 하부 HVPMOS 트랜지스터의 게이트들은 제 2 신호(T2)에 의해 클록킹되는, HVNMOS/HVPMOS 스위칭된 캐패시터 충전 펌프.
제 10 항에 있어서,

상기 제 4 벌크 스위치의 게이트들은 상기 제 2 신호(T2)의 인버스에 의해 클록킹되는, HVNMOS/HVPMOS 스위칭된 캐패시터 충전 펌프.
HVNMOS/HVPMOS 스위칭된 캐패시터 충전 펌프에 있어서,

제 1 용량성 수단을 충전하기 위한 충전 스테이지(charge stage) 및 제 2 용량성 수단을 충전하기 위한 펌프 스테이지(pump stage)로서, 상기 펌프 스테이지는 상기 제 1 용량성 수단의 전하를 상기 제 2 용량성 수단에 전달하여, 상기 제 1 용량성 수단의 전압 전위 위로 상기 제 2 용량성 수단의 전압 전위를 상승시키기 위해 상기 충전 스테이지에 결합되고,

상기 충전 스테이지는 HVPMOS 트랜지스터 및 HVNMOS 트랜지스터를 포함하고, 상기 충전 스테이지의 상기 HVPMOS 트랜지스터는 상기 충전 스테이지의 제 1 입력을 상기 제 1 용량성 수단의 제 1 단자에 결합시키고, 상기 충전 스테이지의 상기 HVNMOS 트랜지스터는 상기 충전 스테이지의 제 2 입력을 상기 제 1 용량성 수단의 제 2 단자에 결합시키고, 제 1 신호(T1)에 의해 클록킹될 때 상기 충전 스테이지의 상기 HVPMOS 및 HVNMOS 트랜지스터들의 게이트들은 상기 제 1 용량성 수단으로 하여금 충전되게 하고,

상기 펌프 스테이지는 제 1 및 제 2 HVPMOS 트랜지스터를 포함하고, 상기 펌프 스테이지의 상기 제 1 HVPMOS 트랜지스터는 상기 제 1 용량성 수단의 상기 제 1 단자를 상기 제 2 용량성 수단의 제 1 단자에 결합시키고, 상기 펌프 스테이지의 상기 제 2 HVPMOS 트랜지스터는 상기 제 1 용량성 수단의 상기 제 2 단자를 상기 제 2 용량성 수단의 제 2 단자에 결합시키고, 제 2 신호(T2)에 의해 클록킹될 때 상기 펌프 스테이지의 상기 제 1 및 제 2 HVPMOS 트랜지스터의 게이트들은 상기 제 1 용량성 수단의 전하로 하여금 상기 제 2 용량성 수단에 전달되게 하는, 상기 충전 스테이지 및 상기 펌프 스테이지, 및

상기 충전 스테이지와 상기 펌프 스테이지의 상기 HVPMOS 트랜지스터들의 벌크를 상기 HVPMOS 트랜지스터들의 전압 노드로 동시에 스위칭하기 위한 벌크 스위치 회로로서, 상기 벌크 스위치 회로는 직렬로 결합된 제 1 및 제 2 최소 HVPMOS 트랜지스터를 포함하고, 각각의 상기 최소 HVPMOS 트랜지스터는 소스, 드레인, 게이트, 및 벌크 단자를 가지고, 상기 제 1 및 제 2 최소 HVPMOS 트랜지스터의 상기 드레인들은 함께 결합되고, 상기 제 1 및 제 2 최소 HVPMOS 트랜지스터의 상기 게이트들은 함께 결합되고, 상기 제 1 및 제 2 최소 HVPMOS 트랜지스터 그의 각각의 상기 벌크 단자는 각각의 상기 소스에 결합되는, 상기 벌크 스위치 회로를 포함하고,

제 1 벌크 스위치 회로의 소스들은 상기 충전 스테이지의 상기 HVPMOS 트랜지스터의 상기 드레인 및 상기 벌크 단자 각각에 결합되고,

제 2 벌크 스위치 회로의 소스들은 상기 충전 스테이지의 상기 HVPMOS 트랜지스터의 상기 벌크 단자 및 상기 소스 각각에 결합되고,

제 3 벌크 스위치 회로의 소스들은 상기 펌프 스테이지의 상기 제 1 HVPMOS 트랜지스터의 상기 드레인 및 상기 벌크 단자 각각에 결합되고,

제 4 벌크 스위치 회로의 소스들은 상기 펌프 스테이지의 상기 제 1 HVPMOS 트랜지스터의 상기 벌크 단자 및 상기 소스에 결합되는, HVNMOS/HVPMOS 스위칭된 캐패시터 충전 펌프.
제 12 항에 있어서,

상기 HVPMOS 트랜지스터들 및 상기 HVNMOS 트랜지스터의 상기 드레인들은 확장된 드레인 영역들인, HVNMOS/HVPMOS 스위칭된 캐패시터 충전 펌프.
제 12 항에 있어서,

상기 최소 HVPMOS 트랜지스터들의 상기 드레인들은 확장된 드레인 영역들인, HVNMOS/HVPMOS 스위칭된 캐패시터 충전 펌프.
제 12 항에 있어서,

상기 충전 스테이지의 상기 HVPMOS 트랜지스터의 상기 드레인은 상기 충전 스테이지의 상기 제 1 입력에 결합되고, 상기 충전 스테이지의 상기 HVPMOS 트랜지스터의 상기 소스는 상기 제 1 용량성 수단의 상기 제 1 단자에 결합되는, HVNMOS/HVPMOS 스위칭된 캐패시터 충전 펌프.
제 12 항에 있어서,

상기 충전 스테이지의 상기 HVNMOS 트랜지스터의 상기 소스 및 상기 벌크 단자는 상기 충전 스테이지의 상기 제 2 입력에 결합되고, 상기 충전 스테이지의 상기 HVNMOS 트랜지스터의 상기 드레인은 상기 제 1 용량성 수단의 상기 제 2 단자에 결합되는, HVNMOS/HVPMOS 스위칭된 캐패시터 충전 펌프.
제 12 항에 있어서,

상기 펌프 스테이지의 상기 제 1 HVPMOS 트랜지스터의 상기 드레인은 상기 제 1 용량성 수단의 상기 제 1 단자에 결합되고, 상기 펌프 스테이지의 상기 제 1 HVPMOS 트랜지스터의 상기 소스는 상기 제 2 용량성 수단의 상기 제 1 단자 및 제 1 출력에 결합되는, HVNMOS/HVPMOS 스위칭된 캐패시터 충전 펌프.
제 12 항에 있어서,

상기 펌프 스테이지의 상기 제 2 HVPMOS 트랜지스터의 상기 드레인은 상기 제 1 용량성 수단의 상기 제 2 단자에 결합되고, 상기 충전 스테이지의 상기 HVPMOS 트랜지스터의 상기 소스 및 벌크 단자는 상기 제 2 용량성 수단의 상기 제 2 단자 및 제 2 출력에 결합되는, HVNMOS/HVPMOS 스위칭된 캐패시터 충전 펌프.
제 12 항에 있어서,

상기 제 2 벌크 스위치의 상기 게이트들은 상기 제 1 신호(T1)의 인버스에 의해 클록킹되는, HVNMOS/HVPMOS 스위칭된 캐패시터 충전 펌프.
제 12 항에 있어서,

상기 제 4 벌크 스위치의 상기 게이트들은 상기 제 2 신호(T2)의 인버스에 의해 클록킹되는, HVNMOS/HVPMOS 스위칭된 캐패시터 충전 펌프.
충전 펌프의 벌크를 동시에 스위칭하는 방법에 있어서,

a) 충전 스테이지 및 펌프 스테이지를 갖는 충전 펌프를 충전 캐패시터들에 제공하는 단계;

b) 확장된 드레인을 갖는 단일의 HVPMOS 트랜지스터를 포함하는 메인 스위치를 상기 스테이지들 각각에 제공하는 단계;

c) 각각의 HVPMOS 트랜지스터의 확장된 드레인 및 소스 양단에 벌크 스위치를 각각 결합시키는 단계;

d) 최소 크기 HVPMOS 트랜지스터들을 갖는 각각의 벌크 스위치를 제공하는 단계로서, 두 개의 이들 최소 크기 HVPMOS 트랜지스터들의 소스들은 접합을 형성하여 결합되는, 상기 벌크 스위치 제공 단계;

e) 상기 HVPMOS 트랜지스터의 벌크에 상기 소스들의 접합을 결합시키는 단계,

f) 제 1 클로킹 신호(clocking signal)를 상기 충전 스테이지의 메인 스위치 게이트에 제공하는 단계; 및

g) 제 2 클로킹 신호를 상기 펌프 스테이지의 메인 스위치 게이트에 제공하는 단계를 포함하는, 충전 펌프의 벌크를 동시에 스위칭하는 방법.