KR20240057351A - 충전 펌프를 사용한 송전 게이트 - Google Patents

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애론 쿡
데이비드 제이. 페레올트
존 알. 호버스턴
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가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
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Abstract

충전 펌프, NMOS 트랜지스터, 및 NMOS 트랜지스터의 게이트에 전력을 공급(또는 바이어스 또는 "구동")하도록 구성된 게이트 드라이버 회로를 포함하는 송전 게이트가 설명된다. 이러한 배열에 의해, 하나의 NMOS 크기 유닛을 조금 넘는 풋프린트를 가지면서 종래 기술의 송전 게이트에 의해 제공되는 저항과 실질적으로 동일한 것을 달성할 수 있는 송전 게이트가 제공된다.

Description

충전 펌프를 사용한 송전 게이트{POWER TRANSMISSION GATE USING CHARGE PUMP}
(관련 출원의 상호 참조)
본 출원은 2022년 10월 24일에 출원된 미국 가출원 번호 63/380,612의 이익을 주장한다. 본 출원의 전체 내용은 참조로 본원에 포함된다.
본 개시는 일반적으로 송전 게이트에 관한 것이며, 특히 충전 펌프를 사용하는 송전 게이트에 관한 것이다.
종래의 전송 게이트는 n-채널 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET: Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) 및 소스 단자에 내부적으로 연결되지 않은 p-채널 MOSFET를 포함한다. 한 쌍의 트랜지스터는 함께 연결된 두 트랜지스터의 드레인 및 소스 단자와 병렬로 연결된다. 게이트 단자는 인버터에 의해 서로 연결되어 제어 단자를 형성한다. 소스/드레인과 기판 사이에 기생 기판 다이오드가 존재한다. 기판 단자는 기생 기판 다이오드가 항상 역방향으로 바이어스되어 신호 흐름에 영향을 미치지 않도록 각각의 공급 전위에 연결된다. 따라서, p-채널 MOSFET의 기판 단자는 양의 공급 전위에 연결되고, n-채널 MOSFET의 기판 단자는 음의 공급 전위에 연결된다. p-채널 MOSFET가 n-채널 MOSFET와 동일한 저항률을 달성하기 위해서, p-채널 MOSFET의 면적이 n-채널 MOSFET 면적의 대략 2배가 되어야 한다.
충전 펌프, NMOS 트랜지스터, 및 NMOS 트랜지스터의 게이트에 전력을 공급(또는 바이어스 또는 "구동")하도록 구성된 게이트 드라이버 회로를 포함하는 송전 게이트를 설명한다. 이러한 배열로, 대략 1개 이상의 NMOS 크기 유닛의 픗프린트를 가지면서 종래 기술의 송전 게이트에 의해 제공되는 저항과 실질적으로 동일한 저항을 달성할 수 있는 송전 게이트가 제공된다. 또한, 본원에 설명된 개념에 따라 제공되는 전송 게이트는 종래의 전송 게이트에 비해 단위 면적당 더 낮은 저항 및/또는 더 낮은 전체 기생 용량을 가질 수 있다.
실시형태에 있어서, 송전 게이트는 입력 단자, 출력 단자, 제어 단자 및 본체 단자를 갖는 스위치를 포함하며, 스위치는 그 입력 단자에서 입력 전압을 수신하고, 제어 단자에 제공되는 제 1 값을 갖는 제어 신호에 따라 스위치의 출력 단자에 입력 전압을 통과시키는 단계; 및 스위치의 입력 단자와 제어 단자 사이에 있고 스위치의 입력 단자와 제어 단자에 걸쳐 실질적으로 일정한 전압을 유지하도록 구성된 제 1 커패시턴스; 및 스위치의 제어 단자에 결합된 충전 펌프를 포함하며, 여기에서 상기 충전 펌프가 입력 전압을 수신함에 따라, 상기 충전 펌프는 상기 스위치의 제어 단자에 구동 전압을 인가하고, 상기 구동 전압의 전압 레벨은 상기 입력 전압의 전압 레벨보다 더 크다.
송전 게이트는 다음의 특징 중 하나 이상을 독립적으로 또는 하나 이상의 다른 특징과 조합하여 포함할 수 있으며: 전압원은 스위치의 제어 단자에 선택적으로 결합되고; 충전 펌프는 입력 전압의 약 2배로 스위치의 게이트를 충전하도록 구성된 커패시터를 포함하고; 충전 펌프는 입력 전압의 약 2배로 스위치의 게이트를 충전하도록 구성된 커패시터에 연결된 스위치 네트워크를 포함하고; 스위치 네트워크는 가변 클록 주파수에서 작동하도록 구성되고; 스위치 네트워크는 초기 턴온되는 동안 상대적으로 높은 값을 갖는 가변 클록 주파수에서 작동하고, 특정 기간 후에는 그 값이 감소하도록 구성되고; 스위치는 NMOS 트랜지스터이고; 충전 펌프는 딕슨(Disckson) 또는 펠리코니(Pelliconi) 토폴로지를 갖고; 송전 게이트는 NMOS 트랜지스터의 하나 이상의 안전 작동 영역 조건을 충족하고; 송전 게이트는 암페어 단위의 전류를 전달하도록 구성되고; 송전 게이트는 나노초 단위로 발생하는 입력 전압의 변화에 응답하도록 구성된다.
실시형태에 있어서, 스위치는 n-채널 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(n-채널 MOSFET)로서 제공될 수 있으며, 스위치의 입력 단자는 n-채널 MOSFET의 소스 단자이고, 스위치의 출력 단자는 n-채널 MOSFET의 드레인 단자이고, 스위치의 제어 단자는 n-채널 MOSFET의 게이트 단자이다.
실시형태에 있어서, 전압원은 입력 전압에 대해 약 최대 가능한 전압과 동일한 값을 갖는 스위치의 제어 단자에 전압을 인가하도록 구성되고; 스위치의 제어 단자에서 전압은 0V와 입력 전압에 대해 최대 가능한 전압 사이에서 변경되는 입력 전압에 대해 비례하여 변경된다.
실시형태에 있어서, 송전 게이트는 충전 펌프의 다이오드의 게이트-소스 항복 전압을 보호하도록 구성된 스위치 네트워크를 포함할 수 있다.
실시형태에 있어서, 송전 게이트는 제 2 커패시터보다 더 큰 커패시턴스 값을 갖는 제 1 커패시터를 갖는 제 2 커패시터를 포함할 수 있다.
실시형태에 있어서, 송전 게이트는 스위치의 제어 단자에 결합되고, 스위치가 디스에이블될 때 스위치의 제어 단자에서 전압을 방전시키도록 구성된 단자를 갖는 셧다운 회로를 추가로 포함할 수 있다.
실시형태에 있어서, 송전 게이트는 펄스 성형 네트워크 스위치이다.
실시형태에 있어서, 송전 게이트는 스위치의 본체를 제어하도록 구성된 본체 제어 회로를 포함한다.
실시형태에 있어서, 송전 게이트는 스위치가 이네이블될 때 입력 전압으로 스위치의 본체를 구동하도록 구성된 제 1 NMOS 트랜지스터; 및 스위치가 디스에이블될 때 음의 공급 전압으로 스위치의 본체를 구동하도록 구성된 제 2 NMOS 트랜지스터를 포함한다.
본원에 설명된 개념의 추가 양태에 따르면, 시스템은:
송전 게이트 및 가능한 입력 전압 레벨의 세트로부터 송전 게이트에 입력 전압을 제공하도록 구성된 공급 변조기를 포함한다.
실시형태에 있어서, 공급 변조기는 가능한 입력 전압 레벨의 세트로부터 적어도 하나의 추가 송전 게이트에 입력 전압을 제공하도록 구성된다.
실시형태에 있어서, 송전 게이트는 적어도 하나의 추가 송전 게이트로부터 전기적으로 절연된다.
본원에 설명된 상이한 실시형태의 개별 요소는 위에서 구체적으로 설명되지 않은 다른 실시형태를 형성하기 위해 조합될 수 있음을 이해해야 한다. 단일 실시형태의 맥락에서 설명된 다양한 요소들은 또한 개별적으로 또는 임의의 적절하거나 합리적인 하위 조합으로 제공될 수도 있다. 본원에 구체적으로 설명되지 않은 다른 실시형태도 다음의 청구범위 내에 있음을 이해해야 한다. 따라서, 본원에 설명된 개념, 회로, 시스템 및 기술은 다음의 조건이 충족되는 임의의 애플리케이션에 사용될 수 있음을 이해해야 한다: 입력으로부터 출력으로 통과되는 전압; 및/또는 최대 입력 전압보다 크거나 같은 것이 존재하는 더 높은 전압 레일. 본원에 설명된 개념, 회로, 시스템 및 기술은 매우 다양한 상이한 기술 영역(즉, 상이한 노드) 및/또는 상이한 전압에 적용될 수 있다.
개시된 실시형태를 제조하고 사용하는 방식 및 공정은 수반되는 도면의 도를 참조하여 이해될 수 있다. 도면에 예시된 구성요소 및 구조는 반드시 일정 비율로 구성될 필요는 없으며, 대신에 본원에 설명된 개념의 원리를 예시하는데 중점을 두고 있음을 이해해야 한다. 유사한 참조 번호는 상이한 관점 전체에 걸쳐 상응하는 부분을 지정한다. 또한, 실시형태는 도면에 한정되는 것은 아니고, 실시예를 통해 예시된다:
도 1은 복수의 송전 게이트를 포함하는 예시적인 종래 기술 공급 변조 시스템의 블록도이다.
도 2는 도 1의 예시적인 종래 기술 송전 게이트의 블록도이다.
도 3A 및 3B는 본원에 설명된 개념에 따라 제공된 예시적인 송전 게이트의 블록도이다.
도 4는 본원에 설명된 개념에 따라 제공된 송전 게이트를 포함하는 예시적인 공급 변조 시스템의 개략도이다.
도 5는 본원에 설명된 개념에 따라 제공된 송전 게이트와 함께 사용하도록 구성된 예시적인 셧다운 회로를 포함하는 송전 게이트의 일부의 개략도이다.
도 6은 본원에 설명된 개념에 따라 제공된 송전 게이트와 함께 사용하도록 구성된 예시적인 충전 펌프의 개략도이다.
도 7은 본원에 설명된 개념에 따라 제공된 송전 게이트와 함께 사용하도록 구성된 예시적인 본체 제어 회로의 개략도이다.
송전 및/또는 포락선 추적 애플리케이션에서, 복수의 송전 게이트(필터링 네트워크를 갖춘 RF 애플리케이션에 사용되는 "펄스 성형 네트워크 스위치"를 포함할 수 있음)는 복수의 출력(예를 들면, 하나 이상의 공급 변조기 출력으로부터 전력 증폭기의 하나 이상의 공급 단자로 이어지는 하나 이상의 신호 경로) 사이에 전기적 절연을 제공하는데 사용될 수 있다. 예시적인 펄스 성형 네트워크 및 이와 연관된 스위치/스위치 요소는 2019년 3월 29일에 출원된 "MULTI-STAGE PULSE SHAPING NETWORK"의 미국 특허 출원 일련 번호 16/369,667(현재, 2021년 4월 27일에 발행된 미국 특허 10,992,265)에 설명되어 있고, 이 문서의 전체 내용은 참조로 본원에 포함된다.
이들 송전 게이트는 공급 변조기 중 하나 이상의 출력에 결합될 수 있다(즉, 송전 게이트는 공급 변조기를 따를 수 있음). 공급 변조기는 가능한 입력 전압 레벨의 세트로부터 그 하나 이상의 출력에서 하나 이상의 선택된 출력 전압 레벨을 제공하도록 구성될 수 있다. 각각의 송전 게이트는 선택된 출력 전압 레벨을 각각의 출력으로 통과시킬 수 있다. 송전 게이트 출력은, 예를 들면 전력 증폭기(PA)의 공급 단자에 결합될 수 있다.
이제 도 1을 참조하면, 예시적인 종래 기술의 공급 변조 시스템(100)의 블록도는 복수의 입력 전압(이 예에서는 6개)을 수신하고 복수의 입력 전압 중 선택된 하나를 출력에 제공하도록 구성된 공급 변조기(102)를 포함한다. 공급 변조기(102)의 출력은 복수의 송전 게이트(104a-n)에 결합된다. 송전 게이트(104a-n)는 공급 변조기(102)의 출력으로부터 복수의 입력 전압 중 선택된 하나를 수신하고 해당 전압을 각각의 출력으로 통과시키도록 구성된다.
송전 게이트(104a-n)는 특정 애플리케이션에 대한 하나 이상의 기준을 충족하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 송전 게이트(104a-n)는 공급 변조기(102)의 출력이 나노초 단위로 변할 수 있기 때문에 입력 전압의 변화에 비교적 빠르게(예를 들면, 나노초 단위) 응답하도록 구성될 수 있다. 또한, 송전 게이트(104a-n)는 각각의 출력들 사이에 전기적 절연을 제공하도록 구성될 수 있다. 송전 게이트(104a-n)는 또한 상대적으로 낮은 저항을 갖고 상대적으로 큰 전류(예를 들면, 암페어 단위)를 전달하도록 구성될 수 있다. 일부 구현에 있어서, 송전 게이트(104a-n)는 약 4.6볼트의 전압에서 약 2암페어 값을 갖는 전류를 전달하도록 구성될 수 있지만, 더 큰 전압 및/또는 전류를 갖는 다른 애플리케이션도 가능하다. 일부 구현에 있어서, 송전 게이트(104a-n)는 약 10와트의 최대 전력에서 작동하도록 구성될 수 있지만, 더 큰 전력 제한을 갖는 다른 애플리케이션도 가능하다. 일부 구현에 있어서, 송전 게이트(104a-n)는 상대적으로 낮은 저항(예를 들면, 약 30밀리옴)을 각각 가질 수 있다.
종래에, 이들 기준 중 하나 이상을 달성하기 위해, 기준을 달성하는데 필요한 구성요소의 유형에 따라 결정되는 특정 크기(송전 게이트에 의해 IC 또는 다이에서 점유되는 영역(즉, "풋프린트"))을 갖도록 요구될 것이다.
도 2는 예시적인 종래 기술의 송전 게이트(200)의 블록도이다. 송전 게이트(200)는 도 1의 송전 게이트(104a-n)의 예일 수 있다. 송전 게이트(200)는 상보 스위치 쌍(202)을 형성하는 NMOS 트랜지스터(202a) 및 PMOS 트랜지스터(202b)를 포함한다. 상보 스위치 쌍(202)은 입력 전압(예를 들면, 공급 변조기로부터)을 수신하고 출력으로부터/출력에 수신된 전압을 통과 또는 차단하도록 구성된다.
송전 게이트(200)는 NMOS 트랜지스터(202a)의 게이트에 전력을 공급하도록 구성된 제 1 증폭기(204a), 및 PMOS 트랜지스터(202b)의 게이트에 전력을 공급하도록 구성된 제 2 증폭기(204b)를 포함한다. 증폭기(204a, 204b)는 제어 신호(206)에 따라 작동한다. 각각의 증폭기(204a, 204b)는 음의 전원 공급(Vss) 및 양의 전원 공급(Vdd)을 수신하도록 구성된다. 상보 스위치 쌍(202)에 의해 수신된 입력 전압은 음의 전원(Vss)과 양의 전원 공급(Vdd)에 의해 제공되는 전압 사이에 있을 수 있다.
NMOS 트랜지스터(202a)와 동일한 저항을 달성하기 위해, PMOS 트랜지스터(202b)는 일반적으로 NMOS 트랜지스터(202a) 크기의 약 2배(즉, 다이 또는 IC 상의 영역의 2배를 점유)이어야 한다. 따라서, 송전 게이트(200)는 약 "3개의 NMOS 크기 단위"(예를 들면, 1개의 NMOS 크기 단위로 계산되는 1개의 NMOS 트랜지스터(202a), 및 2개의 NMOS 크기 단위로 계산되는 1개의 PMOS 트랜지스터(202b))의 크기를 갖는다고 할 수 있다. 많은 애플리케이션에 있어서, 위에 설명된 기준을 충족시키면서 송전 게이트의 전체 크기(또는 풋프린트)를 줄이는 것이 바람직할 것이다.
도 3A는 본원에 설명된 개념에 따라 제공된 예시적인 송전 게이트(300)의 블록도이다. 송전 게이트(300)는 NMOS 크기 단위가 1개를 조금 넘는 풋프린트를 가지면서 도 2의 종래 기술의 송전 게이트(200)에 의해 제공되는 동일한 저항을 달성하도록 구성될 수 있다. 송전 게이트(300)는 위에 설명된 기준을 충족시키면서 NMOS 트랜지스터(302)의 게이트에 전력을 공급(또는 바이어싱 또는 "구동")하도록 구성된 NMOS 트랜지스터(302) 및 게이트 드라이버 회로(304)(예를 들면, 고전압 게이트 드라이버 회로)를 포함한다. NMOS 트랜지스터(302)는 그 제 1(또는 입력) 단자에서 (예를 들면, 공급 변조기로부터) 입력 전압(Vin)(301)을 수신하고, 그 제 2(또는 출력) 단자로부터/제 2 단자에 수신된 입력 전압(Vin)을 통과시키거나 차단하도록 구성됨으로써, 출력 전압(Vout)(303)을 제공한다. 즉, NMOS 트랜지스터(302)가 그의 전도 상태(또는 ON 상태)로 바이어싱될 때, NMOS 트랜지스터(302)는 트랜지스터(302)의 입력 단자와 출력 단자 사이에 상대적으로 낮은 저항(이상적으로는 단락 회로 저항)을 갖는 신호 경로를 제공한다. 이 상태에서, 신호는 NMOS 트랜지스터(302)의 제 1(또는 입력) 단자로부터 NMOS 트랜지스터(302)의 제 2(또는 출력) 단자까지 손실이 거의 없이(또는 이상적으로는 손실 없이) 통과될 수 있다. 그러나, NMOS 트랜지스터(302)가 비전도 상태(또는 OFF 상태)로 바이어싱될 때, NMOS 트랜지스터(302)는 NMOS 트랜지스터(302)의 입력 단자와 출력 단자 사이에 상대적으로 높은 저항(이상적으로는 개방 회로 저항)을 갖는 신호 경로를 제공한다. 이 상태에서, 신호는 NMOS 트랜지스터(302)의 제 1(또는 입력) 단자로부터 NMOS 트랜지스터(302)의 제 2(또는 출력) 단자까지 통과(또는 크게 감쇠)될 수 없다.
도 3B는 본원에 설명된 개념에 따라 제공된 예시적인 송전 게이트(300)의 또 다른 블록도이다. 이 예에서, 게이트 드라이버 회로(304)의 추가 세부사항이 제공된다. 이 예에서, 게이트 드라이버 회로(304)는 입력 전압(Vin)(301)을 수신하도록 구성된 충전 펌프(306)를 포함한다. 충전 펌프(306)는 스위치(316)(예를 들면, 전력 NMOS)의 제어 단자(예를 들면, 본체 단자)에 결합된다. 충전 펌프(306)는 스위치(316)의 제어 단자에 구동 전압을 인가하도록 구성된다. 구동 전압의 전압 레벨은 입력 전압(Vin)(301)의 전압 레벨보다 크다. 충전 펌프(306)는 게이트가 입력 전압(Vin)(301)의 약 2배로 충전될 수 있도록 스위치(316)의 제어 단자에 커패시터를 선택적으로 결합하는 스위치 네트워크를 포함할 수 있다. 예시적인 충전 펌프(406)의 세부사항은 도 4와 관련하여 본원에 설명된다.
게이트 드라이버 회로(304)는 외부 전압원으로부터 최대 가능한 입력 전압(Vin(max))(320)을 수신하고 최대 가능한 입력 전압(Vin(max))(320)을 스위치(316)의 제어 장치에 선택적으로 인가하도록 구성된 패스트 스타트 회로(319)를 포함한다. 패스트 스타트 회로(319)는 최대 가능한 입력 전압(Vin(max))(320)을 스위치(316)의 게이트에 선택적으로 인가하기 위한 하나 이상의 구성요소 및/또는 구성을 포함할 수 있다. 예시적인 패스트 스타트 회로(419)의 세부사항은 도 4와 관련하여 본원에 설명되어 있다.
게이트 드라이버 회로(304)는 스위치(316)의 제어 단자에 결합된 셧다운 회로(326)를 포함한다. 셧다운 회로(326)는 셧다운 신호에 응답하는 스위치를 포함할 수 있다. 스위치는 스위치(316)의 게이트에 결합된 드레인을 가질 수 있고, 스위치(316)가 디스에이블될 때 스위치(316)의 게이트에서 전압이 방전되도록 구성될 수 있다. 예시적인 셧다운 회로(426, 526)의 세부사항은 도 4 및 도 5와 관련하여 본원에 설명되어 있다.
송전 게이트(300)는 스위치(316)의 본체를 제어하도록 구성된 본체 제어 회로(321)를 포함한다. 스위치(316)가 이네이블될 때에 본체는 입력 전압(Vin)(301)에 결합될 수 있고, 스위치(316)가 디스에이블될 때에 본체는 음의 공급 전압(예를 들면, Vss 또는 접지)에 결합될 수 있다. 본체 제어 회로(321)는 제 1 전력 NMOS 트랜지스터(323) 및 제 2 전력 NMOS 트랜지스터(325)를 포함할 수 있다. 일부 구현에 있어서, 제 1 전력 NMOS 트랜지스터(323)는 스위치(316)가 이네이블될 때 입력 전압(Vin)(301)으로 본체를 구동하도록 구성되고, 제 2 전력 NMOS 트랜지스터(325)는 스위치(316)가 디스에이블될 때 음의 공급 전압(Vss)으로 본체를 구동하도록 구성된다.
단일 송전 게이트(300)가 도시되어 있지만, 각각의 송전 게이트가 복수의 입력 전압 중 하나를 수신하거나, 일부 경우에는 동일한 입력 전압(Vin)을 수신하고 각각의 출력 전압을 제공하도록 다수 송전 게이트가 제공될 수 있음을 이해해야 한다.
송전 게이트(300)는 NMOS 트랜지스터(302)의 하나 이상의 안전 작동 영역 조건(예를 들면, 최대 Vgs, Vds, Vdb, Vds 등) 등을 충족시키도록 포함되지만 이에 한정되지 않는, 하나 이상의 기준을 동시에 충족시키도록 구성될 수 있다: 입력 전압의 변화에 비교적 빠르게(예를 들면, 나노초 단위) 응답하도록 구성되는 것; 다양한 출력 사이에 전기적 절연을 제공하도록 구성되는 것; 상대적으로 큰 전류(예를 들면, 암페어 단위)를 전달하도록 구성되는 것.
도 4는 본원에 설명된 개념에 따라 제공되는 적어도 하나의 송전 게이트(404a)(및 일부 예에서는 복수의 송전 게이트(404a-n))를 포함하는 예시적인 공급 변조 시스템(400)의 개략도이다. 송전 게이트(404a)는 도 3의 송전 게이트(300)의 일례일 수 있다. 각각의 송전 게이트(404a-n)는 스위치(416)의 게이트에 전력을 공급(또는 바이어싱 또는 "구동")하도록 구성된 게이트 드라이버 회로를 포함한다.
공급 변조 시스템(400)은 가능한 입력 전압 레벨의 세트로부터 입력 전압(Vin)을 하나 이상의 송전 게이트(404a-404n)에 제공하도록 구성된 공급 변조기(402)를 포함한다. 송전 게이트(404a-404n)를 대표하는 송전 게이트(404a)를 취하면, 송전 게이트(404a)는 공급 변조기(402)로부터 입력 전압(Vin)을 수신하도록 구성된 충전 펌프(406)를 포함한다. 입력 전압(Vin)은 충전 펌프(406)의 다이오드(408)의 제 1 단자(예를 들면, 입력), 및 스위치(412a)를 통해 플라잉 커패시터(Cfly)(410)의 제 1 단자("상단")에 결합되는 다이오드(408)의 제 2 단자(예를 들면, 출력)에서 수신된다. 스위치(412a)는 소스-투-게이트 전압(Vgs)으로부터 다이오드(D1)(408)의 항복을 보호하도록 구성된다. (예를 들면, 공급 변조기(402)로부터의) 입력 전압(Vin)은 스위치(412b)를 통해 플라잉 커패시터(Cfly)(410)의 제 1 단자(또는 "하단")에 선택적으로 인가된다. 스위치(412a, 412b)는 일반적으로 스위치 네트워크(412)에 속할 수 있다. 플라잉 커패시터(Cfly)(410)의 제 2 단자(또는 "상단")는 다이오드(414)의 입력에 결합된다. 다이오드(414)를 통과하는 전압 신호는 스위치(416)의 제어 단자에 제공되는 구동(또는 제어) 전압에 상응할 수 있다. 이 예에 있어서, 스위치(416)는 NMOS 트랜지스터로서 제공되고, 제어 단자는 전압(VNgate)을 수신하는 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자에 상응한다.
다이오드(408, 414), 플라잉 커패시터(Cfly)(410) 및 스위치(412a, 412b)는 플라잉 커패시터(Cfly)(410)가 스위치(416)의 게이트를 입력 전압(Vin)보다 더 큰 값을 갖는 구동 전압(VNgate)으로 충전되도록 구성되는 방식으로 작동하며, 이 예에서는 입력 전압(Vin)의 약 2배이다. 스위치(412b)는 입력 전압(Vin)과 기준 전위(본 예의 실시형태에 있어서는 접지로 도시됨) 사이를 스위칭하여 플라잉 커패시터(Cfly)(410)의 하단에 입력 전압과 기준 전위가 교대로 인가되도록 구성된다. 스위치(412a)는 플라잉 커패시터(Cfly)(410)의 상단으로부터 다이오드(408)의 출력을 인가하는 것과 해제하는 것 사이를 스위칭하도록 구성된다.
송전 게이트(404a)는 외부 전압원(420)에 의해 제공되는 전압을 그 제 1(또는 입력) 단자에서 수신하는 다이오드 D3(418)을 포함한다. 실시형태에 있어서, 외부 전압원(420)은, 예를 들면 시스템(400)의 외부 레일일 수 있다. 외부 전압원(420)에 의해 제공되는 전압은 입력 전압(Vin)이 될 수 있는 최대 가능한 입력 전압(Vin(max))에 상응하는 값을 가질 수 있다. 다이오드 D3(418)의 제 2(또는 출력) 단자는 스위치(422)를 통해 스위치(416)의 제어 단자(여기에서는 게이트 단자)에 선택적으로 결합된다. 다이오드 D3(418)는 스위치(416)의 게이트에 인가되는 구동 전압(VNgate)이 이네이블될 때 항상 Vin(max)를 상회하는 것을 보장하도록 구성된다. 다이오드 D3(418)이 도시되어 있지만, 외부 전압원(420)을 스위치(416)의 게이트에 선택적으로 인가하기 위한 다른 구성요소 및/또는 구성도 가능함을 이해해야 한다. 외부 전압원(420) 및 이를 선택적으로 인가하기 위해 허용하는 다른 구성요소는 때때로 본원에서 "패스트 스타트 회로"에 속하는 것으로 언급된다.
스위치(416)는 스위치의 소스에서 공급 변조기(402)로부터 입력 전압을 수신하고, 스위치의 드레인에 입력 전압을 통과시키도록 구성된다. 커패시턴스(Cg)(424)는 스위치(416)의 게이트와 소스 사이에 결합되고, 게이트와 소스에 걸쳐 실질적으로 일정한 전압을 유지하도록 구성된다. 커패시턴스(Cg)(424)는 플라잉 커패시터(Cfly)(410)보다 더 큰(예를 들면, 일부 구현에 있어서는 상당히 더 크고, 10-100배 더 큰) 커패시턴스 값을 가질 수 있다. 일부 구현에 있어서, 커패시턴스(Cg)(424)와 플라잉 커패시터(Cfly) 사이의 값의 비율은 커패시터(Cfly)(410)는 입력 전압(Vin)이 변조됨에 따라 스위치(416)의 게이트가 스위치(416)의 소스를 추적할 수 있도록 보장하도록 선택될 수 있다.
커패시턴스(Cg)(424)는 스위치(416) 중 하나 이상의 내부 파라미터를 나타낸다. 예를 들면, 커패시턴스(Cg)(424)는 게이트-투-소스 커패시턴스(Cgs) 및 게이트-투-드레인 커패시턴스(Cgd)를 포함하지만 이에 한정되지 않는, 스위치(416) 내의 여러 물리적 커패시턴스/커패시터를 나타낼 수 있다. 일부 구현에 있어서, 커패시턴스(Cg)(424)는 송전 게이트(404a-n)에 구현된 하나 이상의 물리적 커패시터/커패시턴스에 의해 증가될 수 있다.
제 1 시동의 경우, 스위치(416)는 입력 전압(Vin)이 그 최대 전압(Vin(max))일 때 오프에서 온으로 전환된다. 구동 전압(VNgate)은 다이오드 D3(418)을 통해 최대 입력 전압(Vin(max))까지 빠르게(또는 급속) 충전된다. 일부 구현에 있어서, 구동 전압(VNgate)은 나노초당 약 1V의 속도로 충전되지만, 다른 속도(예를 들면, 일부 경우에는 더 빠른 속도)도 가능하다. 상대적으로 짧은 기간 동안, 플라잉 커패시터(Cfly)(410)는 구동 전압(VNgate)이 입력 전압(Vin)의 약 2배에 상응하도록 충전된다. 일부 구현에 있어서, 플라잉 커패시터(Cfly)(410)는 약 200kHz의 속도로 충전되지만, 프로그래밍 가능/구성 가능한 속도를 포함하는, 다른 속도도 가능하다. NMOS 트랜지스터(416)의 게이트와 소스에 걸친 전압(즉, 게이트-소스 전압(Vgs))은 입력 전압(Vin)과 동일하며, 이는 최대 입력 전압(Vin(max))과 동일하다. 이 시점에서, 스위치(416)는 완전히 강화되어 전도될 수 있다. 입력 전압(Vin)이 갑자기 떨어지면, 구동 전압(VNgate)은 커패시턴스(Cg)(424)를 통해 결합되기 때문에 동일한 하락을 비례적으로 따른다. 이 결합으로 인해, 스위치(416)의 게이트와 소스에 걸친 전압(Vgs)은 입력 전압(Vin)이 변경됨에 따라 실질적으로 일정한 값으로 유지된다. 이는 스위치(416)의 안전한 작동 조건(예를 들면, 최대 Vgs, Vds, Vdb, Vds 등)이 위반되지 않도록 보장할 수 있다.
입력 전압(Vin)이 0인 제 2 시동의 경우, 충전 펌프(406)는 입력 전압을 가지지 않으므로 본질적으로 아무것도 하지 않는다. 이 상황에서, 다이오드 D3(418)를 통한 외부 전압 소스(420)는 스위치(416)의 게이트를 Vin(max)로 충전하도록 구성되며, 이는 스위치(416)를 향상시킨다. 이 시점에서, 스위치(416)의 게이트와 소스에 걸친 전압 Vgs는 Vin(max)의 값을 갖는다. 입력 전압(Vin)이 갑자기 증가하면, 커패시턴스(Cg)(424)는 스위치(416)의 게이트 및 소스에 걸친 전압(Vgs)이 약 Vin(max)의 값에서 실질적으로 일정하게 유지되도록 입력 전압(Vin)에 결합된 구동 전압(VNgate)를 유지한다.
두 용도의 경우, 스위치(416)의 게이트와 소스에 걸친 전압(Vgs)은 입력 전압(Vin)이 어떻게 변하는지에 관계없이 Vin(max)에 근접하게 유지된다. 스위치(416)의 게이트가 초기에 충전되는 단계가 있으며, 그 후에 커패시턴스(Cg)(424)의 결합로부터 소스와 함께 게이트로 계속 이동한다.
일부 구현에 있어서, 충전 펌프(406)는 딕슨 충전 펌프이다. 충전 펌프(406)는 가변 클록 속도에서 작동하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 스위치(416)의 초기 턴온되는 동안 충전 펌프에 대한 클록 주파수는 비교적 높은 속도에서 실행될 수 있다. 고정 기간 후에, 클록 주파수가 일부 경우에는 상당히 줄어들 수 있다. 일부 구현에 있어서, 고정 기간은 스위치(416)에 결합된 커패시턴스(Cg)(424)로의 플라잉 커패시터(Cfly)(410)의 충전 속도에 의해 적어도 부분적으로 결정될 수 있다.
송전 게이트(404a)는 또한 셧다운 회로(426)를 포함한다. 셧다운 회로(426)는 셧다운 신호에 응답하는 스위치(428)(예를 들면, NMOS 트랜지스터)를 포함한다. 스위치(428)는 스위치(416)의 게이트에 결합된 드레인을 갖고, 스위치(416)가 디스에이블될 때 스위치(416)의 게이트에서 전압을 방전시키도록 구성된다. 셧다운 회로(426)는 도 4에 도시된 것보다 추가 구성요소를 포함할 수 있다. 따라서, 셧다운 회로(426)는 셧다운 회로의 단순화된 버전으로 간주될 수 있다. 추가 구성요소를 포함하는 셧다운 회로의 다른 예는 도 5와 관련하여 본원에 설명되어 있다.
공급 변조 시스템(400)은 추가 송전 게이트(404a-n)를 포함할 수 있으며, 각각의 송전 게이트(404a-n)는 공급 변조기(402)로부터 입력 전압(Vin)을 수신하고, 각각의 출력 Vouta-n을 제공하도록 구성된다. 각각의 출력 Vouta-n은 서로 전기적으로 절연될 수 있다.
충전 펌프(406)가 딕슨 토폴로지를 갖는 것으로 예시되고 설명되었지만, 본원에 설명된 발명적 개념의 범위를 벗어나지 않고 다른 토폴로지도 또한 사용될 수 있다. 일부 구현에 있어서, 펠리코니 토폴로지를 갖는 충전 펌프가 사용될 수 있다.
도 5는 본원에 설명된 개념에 따라 제공된 송전 게이트와 함께 사용하도록 구성된 예시적인 셧다운 회로(526)를 포함하는 송전 게이트(500)의 일부의 개략도이다. 셧다운 회로(526)는 도 4의 셧다운 회로(426)의 예일 수 있다.
송전 게이트(500)는 초기에 VNgate를 Vin(max)로 충전하고 VNgate가 Vin(max) 아래로 떨어지지 않도록 보장하도록 구성된 다이오드(518)를 포함한다. 다이오드(518)는 도 4의 다이오드(418)의 예일 수 있다. 다이오드(518)는 스위치(504)의 본체를 적절한 전위에서 유지하도록 구성된 버퍼(502)를 포함한다.
송전 게이트(500)는 보호 스위치(506) 및 방전 스위치(508)를 포함한다.각각의 보호 스위치(506) 및 방전 스위치(508)는 NMOS 트랜지스터일 수 있다. 보호 스위치(506)는 VNgate에서 나타나는 상대적으로 높은 전압으로부터 방전 스위치(508)를 보호하도록 구성된다. 또한, 송전 게이트(500)는 셧다운 신호를 수신하고, 논리 레벨 신호를 Vin(max) 도메인으로 상향 변환하도록 구성된 레벨 변환기(510)를 포함한다. 또한, 송전 게이트(500)는 송전 게이트(500)의 다양한 구성요소의 게이트 및 본체를 구동하도록 일반적으로 구성되는 복수의 버퍼 및 인버터를 포함한다.
도 6은 본원에 설명된 개념에 따라 제공된 송전 게이트와 함께 사용하도록 구성된 예시적인 충전 펌프(606)의 개략도이다. 이 예에서, 충전 펌프(606)는 딕슨 토폴로지를 갖는다. 충전 펌프(606)는 도 4의 실시형태에서 사용하기에 적합한 충전 펌프 유형의 예일 수 있다(즉, 충전 펌프(606)는 도 4의 충전 펌프(406)와 동일하거나 유사할 수 있다).
충전 펌프(606)는 입력 전압(Vin)으로부터 드라이버 전압(VNgate)으로 충전을 제공하도록 구성된다. 레벨 변환은 낮은 레벨 신호(예를 들면, 1.8V 신호)를 입력 전압(Vin) 레벨로 변환하기 위해 충전 펌프(606)에 의해 수행된다. 충전 펌프(606)는 클록 신호(603) 및 셧다운 신호(605)를 입력으로 수신하고 제 1 레벨 변환기(607)에 출력을 제공하도록 구성되는 OR 게이트(601), 및 클록 신호(603) 및 이네이블 신호(611)(예를 들면, 셧다운 신호(605)의 반대)를 입력으로 수신하고 제 2 레벨 변환기(613)에 출력을 제공하도록 구성되는 AND 게이트(609)를 포함한다. 제 1 및 제 2 레벨 변환기(607, 613)는 각각 셧다운 신호를 수신하도록 구성되며, OR 게이트(601)에 의해 수신된 셧다운 신호(605)와 동일할 수 있다.
도 7은 본원에 설명된 개념에 따라 제공된 송전 게이트와 함께 사용하도록 구성된 예시적인 본체 제어 회로(700)의 개략도이다. 예를 들면, 본체 제어 회로(700)는 도 4의 스위치(416)와 같은 스위치의 본체를 제어하는데 사용될 수 있다. 스위치가 이네이블되면 본체는 입력 전압(Vin)에 결합될 수 있고, 스위치가 디스에이블되면 본체는 음의 공급 전압(Vss)(예를 들면, 접지)에 결합될 수 있다.
본체 제어 회로(700)는 소스 및 드레인 전압이 본체 전압 이상으로 증가함에 따라 스위치의 저항이 증가하는 본체 효과를 방지하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 본체에 있는 특정 전압은 게이트 전압이 스위치를 이네이블/강화할 수 있는 임계값/정도를 변경한다. 이와 같이, 주어진 게이트 전압에 대해 본체 전압이 증가할수록 스위치의 저항도 증가한다. 본체 효과를 방지하기 위해서, 본체 제어 회로(700)는 스위치가 이네이블될 때 입력 전압(Vin)으로 본체를 구동하도록 구성되는 제 1 NMOS 트랜지스터(702), 및 스위치가 디스에이블될 때 음의 공급 전압(Vss)(예를 들면, 접지)으로 본체를 구동하도록 구성되는 제 2 NMOS 트랜지스터(704)를 포함할 수 있다. 이러한 구성은 본체 다이오드를 통한 역전도(예를 들면, 출력을 상대적으로 높은 저항으로 유지)를 방지할 수 있다.
본원에서는 때때로 특정 구조, 회로 요소 및 물질이 참조되지만, 유사한 기능적 및/또는 구조적 특징을 갖는 다른 구조, 회로 요소 및 물질은 적절한 경우 대체될 수 있으며, 당업자는 이러한 물질을 선택하고 이를 교시의 범위를 벗어나지 않고 본원에 설명된 개념, 기술 및 구조의 실시형태에 통합하는 방법을 이해할 것이다.
보호하고자 하는 개념, 시스템, 장치, 구조 및 기술의 다양한 실시형태가 관련 도면을 참조하여 본원에 설명되고 있다. 대안적인 실시형태는 본원에 설명된 개념, 시스템, 장치, 구조 및 기술의 범위를 벗어나지 않고 고안될 수 있다. 다음의 설명과 도면에서는 요소들 사이에 다양한 연결 및 위치 관계(예를 들면, 위, 아래, 인접 등)가 제시되어 있음을 알 수 있다. 이들 연결 및/또는 위치 관계는 달리 명시되지 않는 한 직접적이거나 간접적일 수 있으며, 설명된 개념, 시스템, 장치, 구조 및 기술은 이러한 점을 제한하려는 의도는 아니다. 따라서, 개체들의 결합은 직접적인 결합 또는 간접적인 결합을 의미할 수 있고, 개체들 사이의 위치 관계는 직접적 또는 간접적인 위치 관계일 수 있다.
간접적인 위치 관계의 예로서, 본 설명에서 층 "B" 위에 층 "A"를 형성하는 것에 대한 언급은 층 "A"와 층 "B"층의 관련 특징 및 기능이 중간 층(들)에 의해 실질적으로 변경되지 않는 한 하나 이상의 중간 층(예를 들면, 층 "C")이 층 "A"와 층 "B" 사이에 있는 상황을 포함한다. 청구범위 및 명세서의 해석을 위해 다음의 정의 및 약어가 사용될 것이다. 본원에 사용되는 바와 같이, 용어 "포함하다", "포함", "보유하다", "보유", "갖는다", "갖는", "함유하다" 또는 "함유", 또는 그 임의의 다른 변형은 비배타적인 보유를 다루도록 의도된다. 예를 들면, 요소의 목록을 포함하는 구성, 혼합물, 공정, 방법, 물품 또는 장치는 반드시 그러한 요소에만 제한되는 것은 아니지만, 그러한 구성, 혼합물, 공정, 방법, 물품 또는 장치에 명시적으로 열거되지 않거나 고유한 다른 요소를 포함할 수 있다.
추가적으로, 용어 "예시적인"은 "예, 실례 또는 예시로서 역할을 하는 것"을 의미하기 위해 본원에 사용된다. 본원에 "예시적인"으로 설명된 임의의 실시형태 또는 설계는 반드시 다른 실시형태 또는 설계보다 바람직하거나 유리한 것으로 해석되어서는 안 된다. 용어 "하나 이상" 및 "하나 또는 그 이상"은 1보다 크거나 같은 임의의 정수, 즉 1, 2, 3, 4 등을 포함하는 것으로 이해된다. 용어 "복수"는 2보다 크거나 같은 정수, 즉 2, 3, 4, 5 등을 포함하는 것으로 이해된다. 용어 "연결"은 간접적인 "연결" 및 직접적인 "연결"이 포함될 수 있다.
명세서에서 "일실시형태", "실시형태", "일 실시예의 형태" 등의 언급은 설명된 실시형태가 특정 특징, 구조 또는 특징을 포함할 수 있지만, 모든 실시형태가 특정 특징, 구조 또는 특징을 포함할 수 있음을 나타낸다. 게다가, 이러한 문구는 반드시 동일한 실시형태를 지칭하는 것은 아니다. 또한, 특정 특징, 구조 또는 특징이 실시형태와 관련하여 설명되는 경우, 명시적으로 기재되지 않았는지의 여부에 관계없이 다른 실시형태와 관련하여 그러한 특징, 구조 또는 특징에 영향을 미치는 것은 당업자의 지식 내에 있는 것으로 제출된다.
이하 설명의 목적을 위해서, "상부", "하부", "오른쪽", "왼쪽", "수직", "수평", "상단", "하단" 및 그 파생어는 도시한 도면에 지향되는 바와 같이 기재된 구조 및 방법과 관련되어야 한다. 용어 "중첩", "맨위", "탑", "위에 위치하는" 또는 "맨위에 위치하는"는 제 1 구조와 같은 제 1 요소가 제 2 구조와 같은 제 2 요소에 존재하고, 인터페이스 구조와 같은 개재 요소가 제 1 요소와 제 2 요소 사이에 존재할 수 있다는 것을 의미한다. 용어 "직접적인 접촉"은 제 1 구조물과 같은 제 1 요소, 및 제 2 구조물과 같은 제 2 요소가 중간 요소 없이 연결되는 것을 의미한다.
청구항 요소를 변경하기 위해 청구항에서 "제 1", "제 2", "제 3" 등과 같은 서수 용어를 사용하는 것은 그 자체로 하나의 청구항 요소가 다른 청구항 요소에 대한 우선, 우선 순위 또는 순서를 의미하거나, 또는 방법의 행위가 수행되는 시간적 순서를 의미하는 것이 아니라, 특정 이름을 가진 하나의 청구항 요소를 동일한 이름을 가진 다른 요소와 구별하기 위한 라벨로서(단, 서수 용어 사용의 경우) 사용된다.
용어 "대략" 및 "약"은 일부 실시형태에 있어서 목표값의 ±20% 이내, 일부 실시형태에 있어서 목표값의 ±10% 이내, 일부 실시형태에 있어서 목표값의 ±5% 이내, 일부 실시형태에 있어서 목표값의 ±2% 이내를 의미하는데 사용될 수 있다. 용어 "대략" 및 "약"은 목표값을 포함할 수 있다. 용어 "실질적으로 동일"은 일부 실시형태에 있어서 서로 ±20% 이내, 일부 실시형태에 있어서 서로 ±10% 이내, 일부 실시형태에 있어서 서로 ±5% 이내, 일부 실시형태에 있어서 서로 ±2% 이내인 값을 지칭하는데 사용될 수 있다.
용어 "실질적으로"는 일부 실시형태에 있어서 비교 측정의 ±20% 이내, 일부 실시형태에 있어서 ±10% 이내, 일부 실시형태에 있어서 ±5% 이내, 및 일부 실시형태에 있어서 ±2% 이내인 값을 지칭하는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 제 2 방향과 "실질적으로" 수직인 제 1 방향은 일부 실시형태에 있어서 제 2 방향과 90° 각도를 이루는 ±20% 이내, 일부 실시형태에 있어서 제 2 방향과 90° 각도를 이루는 ±10% 이내, 일부 실시형태에 있어서 제 2 방향과 90° 각도를 이루는 ±5% 이내, 및 일부 실시형태에 있어서 제 2 방향과 90° 각도를 이루는 ±2% 이내인 제 1 방향을 지칭할 수 있다.
개시된 주제는 그 적용이 이하의 설명에 설명되거나 도면에 예시된 구성의 세부사항 및 구성요소의 배열에 한정되지 않음을 이해해야 한다. 개시된 주제는 다른 실시형태가 가능하고, 다양한 방식으로 실행 및 수행될 수 있다. 또한, 본원에 사용된 어법 및 용어는 설명을 위한 것이며, 한정되는 것으로 간주되어서는 안 된다는 것을 이해해야 한다. 이와 같이, 당업자는 본 개시의 기초가 되는 개념이 개시된 주제의 여러 목적을 수행하기 위한 다른 구조, 방법 및 시스템의 설계를 위한 기초로서 쉽게 활용될 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, 청구범위는 개시된 주제의 정신과 범위를 벗어나지 않는 한 동등한 구성을 포함하는 것으로 간주되어야 한다.
개시된 주제가 상술한 예시적인 실시형태에 있어서 설명되고 예시되었지만, 본 개시는 단지 예시로서만 이루어졌으며, 개시된 주제의 구현 세부사항에 대한 수많은 변경이 개시된 주제의 정신과 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있음을 이해해야 한다.

Claims (23)

  1. 제 1 단자, 제 2 단자, 제 3 단자 및 제 4 단자를 가지며, 상기 단자 중 제 1 단자는 입력 단자에 상응하고, 상기 단자 중 제 2 단자는 출력 단자에 상응하고, 상기 단자 중 제 3 단자는 제어 단자에 상응하고, 상기 단자 중 제 4 단자는 본체 단자에 상응하는 스위치로서, 그 입력 단자에서 입력 전압을 수신하도록 구성되고, 상기 제어 단자에 제공되는 제 1 값을 갖는 제어 신호에 응답하여 상기 스위치의 출력 단자에 상기 입력 전압을 통과시키는 스위치;
    상기 스위치의 입력 단자와 제어 단자 사이에 있고, 상기 스위치의 입력 단자와 제어 단자에 걸쳐 실질적으로 일정한 전압을 유지하도록 구성된 제 1 커패시턴스; 및
    상기 스위치의 제어 단자에 결합된 충전 펌프를 포함하며,
    여기에서 입력 전압을 수신하는 상기 충전 펌프에 응답하여 상기 스위치의 제어 단자에 구동 전압을 인가하고, 상기 구동 전압의 전압 레벨은 상기 입력 전압의 전압 레벨보다 큰 송전 게이트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위치의 제어 단자에 선택적으로 결합되는 전압원을 추가로 포함하는 송전 게이트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위치의 제 1 단자는 소스 단자이고, 상기 스위치의 제 2 단자는 드레인 단자이고, 상기 스위치의 제 3 단자는 게이트 단자이고, 상기 스위치의 제 4 단자는 본체 단자인 송전 게이트.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 전압원은 입력 전압에 대해 대략 최대 가능한 전압과 동일한 값을 갖는 스위치의 제어 단자에 전압을 인가하도록 구성되고;
    상기 스위치 제어 단자의 전압은 0V와 입력 전압에 대해 최대 가능한 전압 사이에서 변경되는 입력 전압에 대해 비례하여 변경되는 송전 게이트.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 충전 펌프는 상기 스위치의 게이트를 입력 전압의 약 2배까지 충전되도록 구성되는 제 2 커패시터를 포함하는 송전 게이트.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 충전 펌프는 상기 제 2 커패시터에 연결되는 스위치 네트워크를 포함하는 송전 게이트.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 스위치 네트워크의 스위치는 가변 클록 주파수에서 작동하도록 구성되는 송전 게이트.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 가변 클록 주파수는 상기 스위치의 초기 턴온되는 동안 상대적으로 높은 값을 가지며, 특정 기간 후에는 값이 감소하는 송전 게이트.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 특정 기간은 상기 제 2 커패시터가 상기 스위치의 게이트를 충전하는 속도에 기초하는 송전 게이트.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 스위치 네트워크는 상기 충전 펌프 다이오드의 게이트-소스 항복 전압을 보호하도록 구성되는 송전 게이트.
  11. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 커패시턴스는 상기 제 2 커패시터보다 큰 커패시턴스 값을 갖는 송전 게이트.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위치의 제어 단자에 결합되고, 상기 스위치가 디스에이블될 때 상기 스위치의 제어 단자에서 전압을 방전시키도록 구성된 단자를 갖는 셧다운 회로를 추가로 포함하는 송전 게이트.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위치는 NMOS 트랜지스터인 송전 게이트.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 충전 펌프는 딕슨 또는 펠리코니 토폴로지를 갖는 송전 게이트.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 송전 게이트는 상기 NMOS 트랜지스터의 안전 작동 영역 조건 중 하나 이상을 충족하는 송전 게이트.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 송전 게이트는 펄스 성형 네트워크 스위치인 송전 게이트.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 송전 게이트는 암페어 단위의 전류를 전달하도록 구성되는 송전 게이트.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 송전 게이트는 나노초 단위로 발생하는 입력 전압의 변화에 응답하도록 구성되는 송전 게이트.
  19. 제 3 항에 있어서,
    상기 스위치의 본체를 제어하도록 구성되는 본체 제어 회로를 추가로 포함하는 송전 게이트.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 본체 제어 회로는,
    스위치가 이네이블될 때 입력 전압으로 스위치의 본체를 구동하도록 구성된 제 1 NMOS 트랜지스터; 및
    스위치가 디스에이블될 때 음의 공급 전압으로 스위치의 본체를 구동하도록 구성된 제 2 NMOS 트랜지스터를 포함하는 송전 게이트.
  21. 제 1 항에 기재된 송전 게이트; 및
    가능한 입력 전압 레벨의 세트로부터 입력 전압을 송전 게이트에 제공하도록 구성된 공급 변조기를 포함하는 시스템.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 공급 변조기는 가능한 입력 전압 레벨의 세트로부터 입력 전압을 적어도 하나의 추가 송전 게이트에 제공하도록 구성되는 시스템.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 송전 게이트는 상기 적어도 하나의 추가 송전 게이트로부터 전기적으로 절연되는 시스템.
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