TW579620B - Charge pump system having multiple independently activated charge pumps and corresponding method - Google Patents
Charge pump system having multiple independently activated charge pumps and corresponding method Download PDFInfo
- Publication number
- TW579620B TW579620B TW089126724A TW89126724A TW579620B TW 579620 B TW579620 B TW 579620B TW 089126724 A TW089126724 A TW 089126724A TW 89126724 A TW89126724 A TW 89126724A TW 579620 B TW579620 B TW 579620B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- limiter
- charge pump
- charge
- pump
- control signal
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 4
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims description 3
- 231100000136 action limit Toxicity 0.000 claims 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical group [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 230000002079 cooperative effect Effects 0.000 description 3
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/06—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider
- H02M3/07—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider using capacitors charged and discharged alternately by semiconductor devices with control electrode, e.g. charge pumps
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Dram (AREA)
Description
579620 A7 ___ B7 五、發明說明(,) 詳細說明 相關申請資料 (請先閱讀背面之注咅?事項再填寫本頁) 本申請案係關於在1 999年10月29號申請的美國專利申 請案號09/430807名爲”具有多充電速率之電荷泵系統及對 應方法”之申請案,在此配合本文做爲參考。 發明領域 本發明係關於積體電路,更特別的是關於用於維持在一積 體電路內部產生之供應電壓之電路及方法。 發明背景 通常需要在一積體電路中產生一供應電壓。例如記憶體 電路可能需要由內部產生一特定供應電壓當做增加之字元 線供應電壓(例如3.3 V)或負的字元線低供應(例如-0.5 V)。 電荷泵係一可立即倂入積體電路之裝置,其可用來產生及維 持自外部電壓供應之內部供應電壓。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如第9圖顯示的“電荷泵”的意義係用於解說而不是用來 限制。第9圖所示之電荷泵250之簡單圖示,用於自第一恒 定電壓輸入Vdd產生一供應電壓Vout。電何栗250接收一* CLK輸入,用於決定電荷傳送速率,及一控制信號Pl5用於控 制電荷泵之開及關。如將被了解的是,CLK提供電荷泵時鐘 信號Vclk及其反相/Vclk,電容器CP1及CP2即輪流持有此 等電壓。在CLK之第一半循環期間,Vclk係維持在高 者,/ V c 1 k維持於低而C P 1係自電壓輸入V d d充電使得c P 1 之電壓向/Vclk + Vdd上升。在CLK之第二半循環期間,Vcik 落向低,而/Vclk升向高。這使得CP1上之電位上升,而CP2 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 579620 A7 ____ B7 五、發明說明(> ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 之電位暫時下落使得儲存在CP1之電荷傳向CP2。最後,在 CLK之第二完全循環期間,電荷係自CP2傳送到產生之電 壓供應輸出Vout。 所需要來自一供應電壓之電流係依據積體電路之操作狀 態而變化。例如,在如電腦及印表機之系統中,一記憶體晶 片有時在作動模式中作業,其需要高電流以存取晶片上的資 料,其他時候則在備用模式或”靜睡模式”(sleep mode)中作 業,其需要非常少之電流,用於保護內部穩定狀態電壓位準, 例如在沒有記憶體單元被存取時Vbleq反抗漏電電流。 第10圖顯示習知之電荷泵系統範例,只有作動電荷泵124 及備用電荷泵126。作動泵124係由一”泵致解”信號P1致 會g ,而備用電荷泵1 26持續維持致能以供應電流至晶片,以 維持並避免回電荷漏電造成之供應電壓位準Vout變劣。作 動泵124係設計成符合作動作業電流之需要,因此,具有高 的泵速率,即是具有較備用電荷泵126高之能力及電荷傳送 速率。另一方面,備用電荷泵1 26係設計成消耗少電力並維 持輸出電壓在一接近恆定位準一長時間,因而設計成具有低 泵速率,即是較慢。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 備用泵126僅用在當沒有字元線在晶片中作動時,重新注 入在備用模式或靜睡模式期間流失之電荷。在字元線作動 用於存取一儲存位元線或用於一重新作業時,作動泵被開 啓。備用電荷栗1 2 6在單一及較作動泵慢之速度下持續作 業;即是基於不改變之CLK頻率。因此,由於備用電荷泵在 較作動電荷泵低之輸出電流持續作業,所以備用泵必須設計 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 579620 Λ7 _ B7 五、發明說明(》) 成專用於此一功能之各別單元。然而,雖然備用電荷泵1 26 提供較作動電荷泵1 24爲少之輸出電流,需要用來實施備用 電荷泵126之晶片區與用來實施作動電荷泵124者差不 多。 第11圖爲一時序圖,用來說明示於第10圖之習知電荷泵 系統之操作。作動電荷泵1 24以傳統方式係由一振鈴振盪 器驅動,振鈴振盪器具有一固定輸出頻率,其作爲至電荷泵 之CLK輸入,與參考第9圖描述之電荷泵之方式相似。結 果,在操作業之”作動間隔”期間,作動電荷泵124引起輸出 電壓快速上升或下降,因爲作動電荷泵124僅可依據輸出電 壓24 Voiit超過單一參考電壓Vref而被作動或反作動。振 鈴(ringing)的程度依據限制器之速度及導線之阻抗。具有 慢回饋速度及高導線電阻之限制器造成振鈴的高位準。這 是因爲當限制器偵測出低於目標位準之輸出位準時,它將會 作動一控制信號(未示)以開啓泵。首先,需要時間來觸發控 制信號,然後需要更多時間來沿導線傳送控制信號回到電荷 泵。在這些時間期間,電壓位準持續小於額定値 (undershoot)。相似的,當限制器偵測到輸出位準到達目標 位準時,它產生一控制信號來關閉電荷泵。然而,產生控制 信號及傳送回電荷泵之延遲引到電壓位準超出規定位。 減少振鈴(ringing)之一方法爲使用高速限制器。但是高 速限制器通常被認爲是不適合的,因爲電阻分壓器及抽取高 DC電流之差動放大器的使用造成局電力消耗。另一可能 是藉由使用較寬的導體來減少導線的阻抗。然而這將增加 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱諝背面之注意事項再填寫本頁)
n ϋ ϋ I ϋ ϋ n )5J· ^ I ϋ I n I 五 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 579620 A7 B7 發明說明(4 ) 晶片面積。在Vo ut電壓位準中之大”振鈴”引進雜訊進入記 憶體晶片。備用電荷泵1 26在作動期間亦作業,但其輸出電 流對Vout之上升及下降少有影響,其輸出電流較作動電荷 泵1 24之輸出電流小很多。 在備用期間,作動泵124由泵致能信號P1變成不致能而 開關。然而,備用泵126並非不致能,而在需要回復輸出電 壓Vout至其目標位準時持續作業。在此種方式下,輸出電 壓Vout在作動及備用期間維持在或近於相標位準。 本發明之一目的在於提供一電荷泵系統,其中不再具有專 用之備用電荷泵,因而減少半導體晶片上之佈局面積。 本發明之另一目的係提供一電荷泵系統,其中電荷傳送至 電壓供應之速率隨著由電壓供應達到之電壓位準變化。 本發明之另一目的係提供一電荷泵系統,其中電荷泵之不 同組回應達到不同預定電壓位準之電壓提供而各自開啓或 開關。 本發明之另一目的係藉由根據所達到之電壓位準變化電 荷傳送速率而更精確地控制電壓供應位準,藉此減少振鈴及 耦合至電壓供應線之雜訊之量。 發明槪述 本發明之這些及其他目的係藉由本發明之複數個充電速 率電荷泵系統及方法提供。 電荷泵系統之作業,當產生之電壓供應之位準低於第一預 定位準,第一及第二電荷泵組快速增加電壓至其目標位準。 當電壓超過第一預定位準時,電荷泵之第一組被關閉,而第 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ---------------------丨訂--------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 579620 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(ί· 二組則持續作業以增加電壓供應之位準(雖然是以較以前慢 之速率)。最後,當供應電壓係上升到超過第二預定位準之 位準時(通常對應到目標電壓電壓位準),電荷泵之第二組亦 關閉。 此時,最好留下一電荷泵爲開始,作爲備用電荷泵,以較低 速率作業以維持目標電壓位準。當電壓再次下落到低於第 二預定位準,電荷泵之第二組係再一次的開啓以較低速率增 加電壓至目標位準。然而,假使電荷泵之第二組不輸出足夠 的電力,電壓將下降至低於第一預定電壓位準。在此種情況 下,電荷泵之第一組將會平行於第二組而開啓,使得電荷傳 送速率被增加,而電壓則恢復到其目標位準。 雖然於下文顯示之實施例祇關於達到二個預定位準之每 一個之所產生之電壓供應來描述電荷泵控制,熟悉本技藝之 人士應了解如何套用本發明之原理至一系統,其控制是由多 過兩個電壓位準所影響。對本發明而言,輸出電壓位準係以 較緊之控制來維持,而不具有前述之使用高速限制器或較寬 導線型式之缺點。 圖式之簡單描述 第1圖係一方塊圖,顯示根據本發明之第一實施例所建構 之電荷泵系統。 第2圖係一時序圖,顯示關於電壓供應位準之控制信號C0 及C 1之作動。 第3圖係一二階段限制器11 2之槪略圖。 第4圖係另一個二階段限制器2 1 2的槪略圖。 請 先 閱 讀’ 背 面 之 注 意 事 項
袁臧 頁I 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 579620 A7 ____ B7 五、發明說明u ) 第5圖係振鈴振墨器2 1 0的槪略圖。 第6圖係本發明之多電荷泵實施例之方塊圖。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第7圖係本發明另一多電荷泵實施例的方塊圖。 第8圖係備用限制器1振鈴振盪器3 1 0之方塊及槪略圖, 如第6圖之實施例所示。 第9圖係槪略圖,說明習知電荷泵之範例。 第1 0圖係方塊圖,說明習知電荷泵系統。 第Η圖係時序圖,說明第1〇圖之習知電荷泵系統之作 業。 第1 2圖係簡化槪略圖,說明用於本發明中之雙模式電荷 泵之建構及控制信號之互連。 較佳實施例之詳細說明 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第1圖係根據本發明之第一實施例顯示產生器系統1 〇之 方塊圖。在此實施例中,如其他實施例一般,自電荷泵20至 產生之電壓供應Vout之電荷傳送係回應電壓供應Vout達 到多預設電壓位準而控制。產生器系統包括二階段限制器 12,其回應由Vout達到之電壓位準改變控制信號C0及C1 之狀態。控制信號CO及C 1係提供作爲振盪器1 5及1 6之 輸入及電荷泵20及30之輸入。電荷泵20,30及限制器12 接收自泵致能電路1 8之致能輸入P 1。控制信號C0及C 1 控制電荷泵20及30之開關。 第3圖顯示二階段控制器1 1 2之槪略圖,可作爲第1圖所 示之限制器1 2。限制器Π 2包括由串聯連接電阻器R 1 ,R2 及R3(由電晶體組P60及N70連接橫跨Vout)所形成之電 阻分壓器。電阻分壓器提供輸出電壓K1及K2,其與Vout 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) 579620 A7 _ B7 五、發明說明(9 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 有一預定關係。差動放大器30回應超過一固定參考電壓 Vref之分壓K1及作動一控制信號CO。差動放大器40以 相同方式反作動一控制信號C 1,但是其係關於分壓K2操 作。二階段限制器由泵致能信號P 1開啓及關閉。其藉由 控制電晶體開關PMOS P60及NMOS N70而致能及反致能 產生器系統。因此,雖然Vout係低於第一電壓位準VI,但是 限制器112維持控制信號C0及C1在高狀態。之後,當Vout 達到電壓VI,限制器112反作動控制信號CO。最後,當Vout 達到電壓V2,限制器112反作動控制信號Cl。 在作業中,如第2a至2c圖而示,當電荷泵系統10被開啓 時,電壓供應Vout之位準係低於第一預定電壓位準VI。限 制器1 2維持控制信號C0及C 1在高以使得振盪器1 5及1 6 及電荷泵20及30作業。回應電壓供應連到第一預定電壓 位準(VI),限制器12反作動控制信號C0,其關閉振盪器15 及電荷泵20,藉此減少電荷傳送到電壓供應Vout之速率,這 是由於祇有一電荷泵作業。當電壓供應達到一第二預定電 壓位準(V2),限制器反作動控制信號C 1,其接著反作動振盪 器16及電荷泵30,藉以停止傳送電荷至電壓供應Vout。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 根據在特定情況下自電壓供應Vout傳送之預期電流,電 荷泵20及30之電荷傳送速率可被設爲不同値。電荷傳送 速率係由下列參數決定:振盪器15及16之輸出頻率,由特 定控制信號C0或C1控制之電荷泵之數目,在每一個電荷 泵20或30中之儲存電容器CP1,CP2之電容,及供電給電 荷泵20或30之外部電壓Vdd。例如,當Vout在VI以下, -9- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 579620 A7 B7 五、發明說明(J) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 最好能以高電荷傳送速率來操作泵系統10,其係高過當VI 被超過時之兩倍之速率。在此情況下,自電荷泵20之電荷 傳送速率需要自電荷泵30爲高。 爲了提供在電荷泵20中之較大之電荷傳送速率,下面任 何一個或全部可被改變。振盪器1 5之輸出頻率可設定成 較振盪器16之輸出頻率爲高。由信號CO振控之電荷泵20 之數目可被增加至大於電荷泵30之數目。使用於一或更 多個電荷泵20之儲存電容器CP1,CP2之電容或外部電壓 供應Vdd之位準可增加至較用於電荷泵30者爲高。熟悉 此技藝之人士可辨識上述參數之變化,其可提供在電荷泵20 及30之間電荷傳送速率之相對差異。 第5圖顯示提供一振盪CLK輸出之範例振盪器2 1 0之槪 略圖。範例振盪器2 1 0包括5個階段,每個階段提供可控制 延遲,其在階段B,C,D,E,F之輸出節點反應出來。每一個階 段包括電阻器R1〇1A,R101B,PMOS電晶體開關P201及 nMOS電晶體開關N201。控制信號CO或C1致能振盪器210 之作業。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在另一實施例中,電荷泵之每一組包含複數個電荷泵。因 此,在示於第6圖中之實施例600中,第一組電荷泵cpa'p。」 等係耦合至接收控制信號CO,而第二組電荷泵 係耦合至接收控制信號C 1及泵致能輸入P 1。二階段限制 器112根據由電壓供應Vout達到之位準決定控制信號C0 及C1之狀態。另一電荷泵CP 1 340係一雙模式電荷泵,其 自備用限制器/振盪器3 1 0接收控制信號Cs輸出但非P 1。 電荷泵CP 1 3 40被建構並接收控制信號如第12圖所 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 579620 Λ7 __ B7 五、發明說明(?) 示。應注意的是,祇在作動期間作動之P1,C0或C1控制信 號是需要來致能CP 1 340以作業。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 備用限制器/振盪器3 1 0之建構係示於第8圖。這個電路 輸出一備用時鐘CKS至雙模式電荷泵CP1。限制器3 12(使 用低電流差動放大器501及由電阻R24及R25形成之電阻 分壓器產生一備用控制信號。電阻分壓器最好有大於示於 第3圖之限制器112之電阻器R1,R2,R3之總串聯電阻5 至20倍之總串聯電阻。R24,R25之高電阻及低電流差動放 大器501是需要的,以使減少在備用期間,如積體電路在暫 停或靜睡模式中,減少DC電力消耗。另一方面,高電流差動 放大器30,40及作動限制器112之低電阻R1,R2,R3提供在 作動期間控制信號CO,C 1之快速切換。 差動放大器50 1之輸出被選擇作爲當P 1爲非作動時在備 用期間之輸出Cs。否則,控制信號C1被輸出作爲當P1爲 作動時在作動期間之控制信號Cs。振盪器503在控制信號 Cs爲作動時提供輸出頻率至電荷泵340。因此,振盪器503 提供一致能輸出頻率CKS至雙模式電荷泵340,而不論其他 控制信號的狀態。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 多電荷泵系統實施例600在作動及備用模式中作業。在 作動期間(作動模式作業),P1信號作動,其如第3圖所示,使 得二階段限制器1 1 2輸出控制信號CO及C 1。控制信號CO 控制每一電荷泵之作業,如第1圖之電荷泵20被 控制之方式,如上述。控制信號C1控制每一電荷泵CP3,CPn 之作業,如第1圖之電荷泵30被控制之方式,如上述。在作 -1 1 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 579620 A7 B7 i、發明說明(κ ) 動期間,電荷泵CPI 340在信號Cs之控制下作業,作爲作動 電荷泵,其有助於傳送電荷至Vout。 (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁) 在備用期間(備用模式操作),泵致能(P 1)信號被反作動。 這個接著反致能二階段限制器112及振盪器320,32 1。所 有的電荷泵,其爲”僅作動”泵(CP2...Cpn)被關閉。然而,備用 限制器振盪器310及電荷泵CP 1 3 40在備用期間持續操作。 P1之反作動使得多工器502選擇備用限制器312之輸出, 其接著作爲控制信號Cs被傳送之振盪器503。振盪器503 接著提供雙模式電荷泵CP 1 340所需要之時鐘輸出CKS以 在備用期間作業。電荷泵340然後在由備用限制器312提 供之Cs之控制下作業,根據由輸出電壓Vout達到之位準而 開啓及關閉。因此,電荷泵如雙模式電荷泵一般作業,其開 關爲在作動及備用期間由電壓供應Vout達到之電壓位準之 函數。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第7圖爲另一多電荷泵位實施例700之方塊圖。這個實 施例與實施例600(第6圖)之不同處在於雙函數二階段限 制器212(第4圖)取代用於實施例600之各別限制器112 及3 12被使用。限制器210之輸出係耦合至元件,如下歹IJ: 與自限制器1 12輸出之CO及Cl信號相同的CO及Cl控 制信號係輸入至電荷泵CP2...CPn_1;及至CP3...Cpn,如實施 例600之方式。由限制器212產生之Cx控制信號之產生係 參考第4圖描述於上。控制信號Cx在作動及備用期間控制 雙模式電荷泵CP1 440之作業(參見第12圖),並在P1非作 動時提供一致能輸入至振盪器420。 第4圖顯示雙模式限制器2 1 2之槪略圖,其在作動及備用 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 579620 Λ7 B7 五、發明說明(") (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 作業模式中作業。在作動期間,限制器2 1 2以與限制器n 2 產生信號CO及Cl之方式相同之方式產生控制信號c〇及 C 1。除了限制器1 1 2之電路外,限制器2 1 2包括一額外之電 阻分壓器R14及R15,其具有較限制器112之R11,R12,R13 5 至20倍大之串聯電阻。此外,限制器212包括一低備用電 流差動放大器1 2 0,及在備用期間執行限制功能及選擇其輸 出之多工器2 2 0。較高的電阻値R 1 2,R 1 5及較低的電流差 動放大器120在備用期間當需要時保持DC電力,而較高電 流之差動放大器130,140及較低的電阻R11,R12,R13在作 動期間提供控制信號C0,C1之快速切換。 在作動期間,多工器回應作動的泵致能信號P1以選擇控 制信號CO作爲輸出之控制信號Cx。在備用期間當P 1爲 非作動時,差動放大器120之輸出係由多工器220傳送至輸 出Cx。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 多電荷泵系統實施例700在作動及備用模式中作業,在作 動期間(作動模式作業),P1作業致能,其如第4圖所示,使得 二階段限制器212輸出控制信號Cx,CO及C1。控制信號CO 控制每一個電荷泵之作業,如同第1圖之電荷泵 20被控制的方式。控制信號C1控制每一個電荷泵CP3,Cpn 之作業,如同第1圖之電荷泵30被控制的方式。在作動期 間,電荷泵CP 1 440亦作業以幫助傳送電荷至Vout。 在備用期間(備用模式作業),泵致能(P 1)信號被反作動。 接著反作動CO及C 1控制信號及振盪器42 1。所有的僅作 動泵CP2...CPn被關閉。然而,非作動P1信號選擇差動放大 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 579620 A7 B7____ 五、發明說明(A ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 器120之Cy輸出作爲多工器220之Cx輸出。Cx_號接者 在備用期間控制振盪器420及電荷泵CP 1 440之作業。在 備用期間,Cx控制信號根據輸出電壓Voiit是否低於或超過 由電阻器R14及R15決定之預定電壓位準而被作動或反作 動。CP 1 440接著在備用期間根據信號Cx2狀態被開啓及 關閉。因此,CP1 440如同一雙模式電荷泵作業,其在作動及 備用期間依據由輸出電壓Vout達到之電壓位準來開啓或關 閉。 熟悉本技藝之人士將了解本發明之原理可藉由對實施例 之小變化套用到更精確控制輸出電壓之系統,具有包括超過 二階段之限制器及包括對應數目之輸出頻率之振盪器。 雖然本發明已以較佳實施例描述。熟悉此技藝之人士將 了解可在不偏離本發明之精神及範圍下做出變化。 符號說明 10…產生器系統 12··.二階段限制器 15.16.. .振盪器 20,30.··電荷泵 40…差動放大器 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 11 2...二階段限制器 120…差動放大器 124···作動電荷泵 126···備用電荷泵 210.. .振盪器 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 579620 A7 五、發明說明(4 )2 12...雙模式限制器 220…多工器 250.. .電荷泵 3 12...限制器 320,32 1...振盪器 4 2 0…振盪器 340.. .電荷泵 440…電荷泵 501.. .差動放大器5 02…多工器 5 〇 3…振盪器 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
Claims (1)
- 579620 六、申請專利範圍 U ^ 第89 1 2 67 24號「具有多獨立作動電荷泵的電荷泵系統 及對應之方法」專利案 (91年11月修正) Λ申請專利範圍: 1· 一種多速率電荷泵產生器系統,用於維持在一積體 電路內內部產生之電壓供應之位準,包括: 一限制器,回應達到第一預定電壓位準之該電壓 供應以改變第一控制信號之狀態,且回應達到第二 預定電壓位準之該電壓供應以改變第二控制信號之 狀態; -第一泵組,具有至少一電荷泵,該第一泵組之 開啓及關閉由該第一控制信號之狀態決定;及 -第二泵組,具有至少一電荷泵,該第二泵組不 論該第一控制信號之狀態傳送電荷至該電壓供應, 該第二泵組之開啓及關閉由該第二控制信號之狀態 來決定,其特徵在該第二汞組包括複數個電荷泵,包 括至少一個雙模式電荷泵,其在作動期間如一作動電 荷泵作業,該雙模式電荷泵在備用期間如一備用電荷 泵作業,其在該第二泵組之其他電荷泵爲關閉時持續 傳送電荷至該電壓供應。 2·如申請專利範圍第1項之產生器系統,又包括一備 用限制器,在該備用期間回應該電壓供應之電壓位 準之改變以控制該備用電荷泵之開啓及關閉。 3.如申請專利範圍第2項之產生器系統,其中該第二 579620 六、申請專利範圍 控 制 信 號 在 該 作動期間控制該雙模式電 荷 泵 之 開 啓 及 關 閉 0 4. 如 串 三主 s円 專 利 範 圍第1項之產生器系統, 其 中 該 限 制 器 爲 一 雙 模 式 限制器,包含一作動限制 器 及 一 備 用 限 制 器 ,該作動限制器在作動期間回應該 電 壓 供 應 位 準 以 改 變 該 第 一及第二控制信號之狀態 該 備 用 限 制 器 在 該 備 用 期間回應達到第三預定電 壓 位 準 之 該 電 壓 供 應 位 準 以改變第三控制信號之狀 態 , 該 第 二 控 制 信 號 在 該 備用期間控制該雙模式電 荷 泵 之 開 啓 及 關 閉 0 5. 如 串 請 專 利 範 圍第4項之產生器系統, 其 中 該 作 動 限 制 器 較 該 備 用限制器快地實施在該第 一 及 第 二 控 制 信 號 之改 善 〇 6. 如 串 請 專 利 範 圍第4項之產生器系統, 其 中 該 備 用 限 制 器 平均 而 言較作動限制器吸取較少的電流。 7. 如 串 請 專 利 範 圍第4項之產生器系統,其 中 該 作 動 限 制 器 及 該 備 用 限制器皆包括電阻分壓器, 其 中 該 備 用 限 制 器 之 該 電 阻分壓器之總電壓較該作 動 限 制 器 之 總 電 阻大 5 至 20倍。 8. 如 串 請 專 利 範 圍第2項之產生器系統,其 中 該 作 動 限 制 器 在 該 備 用 期間爲關閉。 9. 如 串 Ξ主 P円 專 利 範 圍第4項之產生器系統,其 中 該 作 動 限 制 器 在 該 備 用 期間爲關閉。 -2- 579620 六、申請專利範圍 10.如申請專利範圍第1之產生器系統,其中該第一組 之該泵具有較該第二組之該泵爲高之電荷傳送速率
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US09/460,820 US6275096B1 (en) | 1999-12-14 | 1999-12-14 | Charge pump system having multiple independently activated charge pumps and corresponding method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW579620B true TW579620B (en) | 2004-03-11 |
Family
ID=23830193
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW089124175A TW550877B (en) | 1999-12-14 | 2000-11-15 | Charge pump apparatus having multiple independently activated charge pumps and corresponding method |
TW089126724A TW579620B (en) | 1999-12-14 | 2001-05-08 | Charge pump system having multiple independently activated charge pumps and corresponding method |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW089124175A TW550877B (en) | 1999-12-14 | 2000-11-15 | Charge pump apparatus having multiple independently activated charge pumps and corresponding method |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6275096B1 (zh) |
EP (1) | EP1245073B1 (zh) |
KR (1) | KR100433327B1 (zh) |
CN (1) | CN1164021C (zh) |
DE (1) | DE60011471T2 (zh) |
SG (1) | SG90212A1 (zh) |
TW (2) | TW550877B (zh) |
WO (1) | WO2001045239A1 (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI650924B (zh) * | 2016-12-30 | 2019-02-11 | 台達電子工業股份有限公司 | 電力電路以及驅動電路 |
Families Citing this family (52)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100319164B1 (ko) * | 1997-12-31 | 2002-04-22 | 박종섭 | 다중레벨검출에의한다중구동장치및그방법 |
AU780228B2 (en) * | 1999-12-30 | 2005-03-10 | Ge Transportation Systems Global Signaling, Llc | Vital "and" gate apparatus and method |
DE50305682D1 (de) | 2002-04-03 | 2006-12-28 | Infineon Technologies Ag | Spannungsregleranordnung |
KR100432890B1 (ko) * | 2002-06-07 | 2004-05-22 | 삼성전자주식회사 | 안정적으로 승압 전압을 발생하는 승압 전압 발생 회로 및그 승압 전압 제어 방법 |
JP3609805B2 (ja) * | 2002-07-11 | 2005-01-12 | 松下電器産業株式会社 | ブロック間インタフェース回路およびシステムlsi |
ITMI20021902A1 (it) * | 2002-09-06 | 2004-03-07 | Atmel Corp | Architettura di pompa di carica modulare |
ITMI20022268A1 (it) * | 2002-10-25 | 2004-04-26 | Atmel Corp | Circuito pompa di cariche variabile con carico dinamico |
KR20040047173A (ko) * | 2002-11-29 | 2004-06-05 | 주식회사 하이닉스반도체 | 노이즈를 감소시킨 전압 발생장치 |
KR100542708B1 (ko) * | 2003-05-28 | 2006-01-11 | 주식회사 하이닉스반도체 | 고전압 발생기 |
KR100549345B1 (ko) * | 2003-08-25 | 2006-02-02 | 주식회사 하이닉스반도체 | 고전압 공급 회로 및 고전압 공급 방법 |
US7719343B2 (en) | 2003-09-08 | 2010-05-18 | Peregrine Semiconductor Corporation | Low noise charge pump method and apparatus |
KR100568587B1 (ko) * | 2003-11-24 | 2006-04-07 | 삼성전자주식회사 | 승압전압 안정화장치 및 방법, 이를 갖는 승압전압생성장치 및 방법 |
KR100572323B1 (ko) * | 2003-12-11 | 2006-04-19 | 삼성전자주식회사 | 멀티레벨 고전압 발생장치 |
KR100633329B1 (ko) * | 2004-05-06 | 2006-10-12 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 승압전압 생성회로 |
KR100605575B1 (ko) * | 2004-06-30 | 2006-07-31 | 주식회사 하이닉스반도체 | 테스트 모드시 전하 펌프에서의 토글링 주기를 변경할 수있는 내부 전압 발생 회로 및 방법 |
DE602004027024D1 (de) | 2004-08-05 | 2010-06-17 | Bosch Gmbh Robert | Kommunikationskontrolleur für FlexRay-Netze |
US7898319B2 (en) * | 2004-12-06 | 2011-03-01 | Etron Technology, Inc. | Efficiency improvement in charge pump system for low power application |
KR100739241B1 (ko) * | 2005-06-24 | 2007-07-12 | 주식회사 하이닉스반도체 | 플래시 메모리 장치의 블록 워드라인 프리챠지 회로 |
US7710193B2 (en) * | 2005-09-29 | 2010-05-04 | Hynix Semiconductor, Inc. | High voltage generator and word line driving high voltage generator of memory device |
US7443230B2 (en) * | 2006-08-10 | 2008-10-28 | Elite Semiconductor Memory Technology Inc. | Charge pump circuit |
JP2008193766A (ja) * | 2007-02-01 | 2008-08-21 | Spansion Llc | 電圧発生回路及びその制御方法 |
US7613051B2 (en) | 2007-03-14 | 2009-11-03 | Apple Inc. | Interleaving charge pumps for programmable memories |
US8115462B2 (en) * | 2007-06-20 | 2012-02-14 | Atmel Corporation | Voltage regulator for an integrated circuit |
US8072256B2 (en) * | 2007-09-14 | 2011-12-06 | Mosaid Technologies Incorporated | Dynamic random access memory and boosted voltage producer therefor |
KR100913959B1 (ko) * | 2007-12-27 | 2009-08-26 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 메모리 소자 |
US8710907B2 (en) | 2008-06-24 | 2014-04-29 | Sandisk Technologies Inc. | Clock generator circuit for a charge pump |
US8816659B2 (en) | 2010-08-06 | 2014-08-26 | Peregrine Semiconductor Corporation | Low-noise high efficiency bias generation circuits and method |
CN101674012B (zh) * | 2009-10-14 | 2012-07-25 | 上海宏力半导体制造有限公司 | 电荷泵电路 |
CN101764519B (zh) * | 2009-11-18 | 2012-12-26 | 上海宏力半导体制造有限公司 | 一种电荷泵电路 |
US9423814B2 (en) * | 2010-03-16 | 2016-08-23 | Macronix International Co., Ltd. | Apparatus of supplying power while maintaining its output power signal and method therefor |
KR101145792B1 (ko) * | 2010-03-29 | 2012-05-16 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 내부전압 생성회로 |
US8339185B2 (en) | 2010-12-20 | 2012-12-25 | Sandisk 3D Llc | Charge pump system that dynamically selects number of active stages |
US9413362B2 (en) | 2011-01-18 | 2016-08-09 | Peregrine Semiconductor Corporation | Differential charge pump |
US9768683B2 (en) | 2011-01-18 | 2017-09-19 | Peregrine Semiconductor Corporation | Differential charge pump |
US9024679B2 (en) | 2011-07-25 | 2015-05-05 | Macronix International Co., Ltd. | Standby charge pump system |
US8699247B2 (en) * | 2011-09-09 | 2014-04-15 | Sandisk Technologies Inc. | Charge pump system dynamically reconfigurable for read and program |
US8836412B2 (en) | 2013-02-11 | 2014-09-16 | Sandisk 3D Llc | Charge pump with a power-controlled clock buffer to reduce power consumption and output voltage ripple |
US8981835B2 (en) | 2013-06-18 | 2015-03-17 | Sandisk Technologies Inc. | Efficient voltage doubler |
US9024680B2 (en) | 2013-06-24 | 2015-05-05 | Sandisk Technologies Inc. | Efficiency for charge pumps with low supply voltages |
US9077238B2 (en) | 2013-06-25 | 2015-07-07 | SanDisk Technologies, Inc. | Capacitive regulation of charge pumps without refresh operation interruption |
US9007046B2 (en) | 2013-06-27 | 2015-04-14 | Sandisk Technologies Inc. | Efficient high voltage bias regulation circuit |
US9083231B2 (en) | 2013-09-30 | 2015-07-14 | Sandisk Technologies Inc. | Amplitude modulation for pass gate to improve charge pump efficiency |
US9154027B2 (en) | 2013-12-09 | 2015-10-06 | Sandisk Technologies Inc. | Dynamic load matching charge pump for reduced current consumption |
KR101743674B1 (ko) | 2014-11-11 | 2017-06-08 | 삼성전자주식회사 | 전하펌프 기반의 인공 번개 발전기 및 그 제조방법 |
JP2016149858A (ja) * | 2015-02-12 | 2016-08-18 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置 |
KR20160118026A (ko) * | 2015-04-01 | 2016-10-11 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 내부전압 생성회로 |
US9917507B2 (en) | 2015-05-28 | 2018-03-13 | Sandisk Technologies Llc | Dynamic clock period modulation scheme for variable charge pump load currents |
US9647536B2 (en) | 2015-07-28 | 2017-05-09 | Sandisk Technologies Llc | High voltage generation using low voltage devices |
US9520776B1 (en) | 2015-09-18 | 2016-12-13 | Sandisk Technologies Llc | Selective body bias for charge pump transfer switches |
US10097086B2 (en) * | 2016-10-12 | 2018-10-09 | Cypress Semiconductor Corporation | Fast ramp low supply charge pump circuits |
US10250132B2 (en) * | 2017-06-09 | 2019-04-02 | Nanya Technology Corporation | Voltage system and operating method thereof |
KR102581100B1 (ko) * | 2019-03-07 | 2023-09-20 | 삼성전기주식회사 | 차지 펌프 기반의 네가티브 전압 회로 |
Family Cites Families (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58105563A (ja) * | 1981-12-17 | 1983-06-23 | Mitsubishi Electric Corp | 基板バイアス発生回路 |
JPH0817033B2 (ja) * | 1988-12-08 | 1996-02-21 | 三菱電機株式会社 | 基板バイアス電位発生回路 |
KR910004737B1 (ko) * | 1988-12-19 | 1991-07-10 | 삼성전자 주식회사 | 백바이어스전압 발생회로 |
KR920010749B1 (ko) * | 1989-06-10 | 1992-12-14 | 삼성전자 주식회사 | 반도체 집적소자의 내부전압 변환회로 |
JP2557271B2 (ja) * | 1990-04-06 | 1996-11-27 | 三菱電機株式会社 | 内部降圧電源電圧を有する半導体装置における基板電圧発生回路 |
US5220534A (en) * | 1990-07-31 | 1993-06-15 | Texas Instruments, Incorporated | Substrate bias generator system |
KR950002015B1 (ko) * | 1991-12-23 | 1995-03-08 | 삼성전자주식회사 | 하나의 오실레이터에 의해 동작되는 정전원 발생회로 |
JP2618150B2 (ja) * | 1992-03-24 | 1997-06-11 | 東京瓦斯株式会社 | 直流電源装置 |
US5258662A (en) * | 1992-04-06 | 1993-11-02 | Linear Technology Corp. | Micropower gate charge pump for power MOSFETS |
US5337284A (en) * | 1993-01-11 | 1994-08-09 | United Memories, Inc. | High voltage generator having a self-timed clock circuit and charge pump, and a method therefor |
JP3003437B2 (ja) * | 1992-11-20 | 2000-01-31 | モトローラ株式会社 | 電圧変換装置 |
US6031411A (en) * | 1993-06-28 | 2000-02-29 | Texas Instruments Incorporated | Low power substrate bias circuit |
JP3162564B2 (ja) * | 1993-08-17 | 2001-05-08 | 株式会社東芝 | 昇圧回路及び昇圧回路を備えた不揮発性半導体記憶装置 |
US5410510A (en) | 1993-10-04 | 1995-04-25 | Texas Instruments Inc. | Process of making and a DRAM standby charge pump with oscillator having fuse selectable frequencies |
EP0661795B1 (en) * | 1993-12-28 | 1997-07-16 | STMicroelectronics S.r.l. | Voltage booster, particularly for nonvolatile memories |
JPH08237938A (ja) * | 1995-02-28 | 1996-09-13 | Mitsubishi Electric Corp | 内部電圧発生回路 |
US5602794A (en) * | 1995-09-29 | 1997-02-11 | Intel Corporation | Variable stage charge pump |
KR0172337B1 (ko) * | 1995-11-13 | 1999-03-30 | 김광호 | 반도체 메모리장치의 내부승압전원 발생회로 |
KR0172370B1 (ko) | 1995-12-30 | 1999-03-30 | 김광호 | 다단펌핑 머지드 펌핑전압 발생회로 |
US5734291A (en) | 1996-03-11 | 1998-03-31 | Telcom Semiconductor, Inc. | Power saving technique for battery powered devices |
JP2917914B2 (ja) * | 1996-05-17 | 1999-07-12 | 日本電気株式会社 | 昇圧回路 |
JPH09312095A (ja) * | 1996-05-23 | 1997-12-02 | Toshiba Corp | 半導体集積回路 |
JPH1050088A (ja) * | 1996-08-05 | 1998-02-20 | Ricoh Co Ltd | 半導体装置 |
JPH10201222A (ja) | 1996-12-27 | 1998-07-31 | Fujitsu Ltd | 昇圧回路及びこれを用いた半導体装置 |
JP3378457B2 (ja) | 1997-02-26 | 2003-02-17 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
US6107862A (en) | 1997-02-28 | 2000-08-22 | Seiko Instruments Inc. | Charge pump circuit |
US5818766A (en) | 1997-03-05 | 1998-10-06 | Integrated Silicon Solution Inc. | Drain voltage pump circuit for nonvolatile memory device |
KR100264959B1 (ko) * | 1997-04-30 | 2000-10-02 | 윤종용 | 반도체 장치의 고전압발생회로 |
JP3346273B2 (ja) * | 1998-04-24 | 2002-11-18 | 日本電気株式会社 | ブースト回路および半導体記憶装置 |
-
1999
- 1999-12-14 US US09/460,820 patent/US6275096B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-11-15 TW TW089124175A patent/TW550877B/zh not_active IP Right Cessation
- 2000-12-04 SG SG200007131A patent/SG90212A1/en unknown
- 2000-12-12 CN CNB001352512A patent/CN1164021C/zh not_active Expired - Lifetime
- 2000-12-13 DE DE60011471T patent/DE60011471T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-12-13 WO PCT/US2000/034040 patent/WO2001045239A1/en active IP Right Grant
- 2000-12-13 KR KR10-2002-7007476A patent/KR100433327B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2000-12-13 EP EP00986417A patent/EP1245073B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-05-08 TW TW089126724A patent/TW579620B/zh not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI650924B (zh) * | 2016-12-30 | 2019-02-11 | 台達電子工業股份有限公司 | 電力電路以及驅動電路 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE60011471T2 (de) | 2005-06-09 |
WO2001045239A1 (en) | 2001-06-21 |
CN1320889A (zh) | 2001-11-07 |
EP1245073A1 (en) | 2002-10-02 |
CN1164021C (zh) | 2004-08-25 |
US6275096B1 (en) | 2001-08-14 |
KR20020074165A (ko) | 2002-09-28 |
DE60011471D1 (de) | 2004-07-15 |
TW550877B (en) | 2003-09-01 |
EP1245073B1 (en) | 2004-06-09 |
KR100433327B1 (ko) | 2004-05-28 |
SG90212A1 (en) | 2002-07-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TW579620B (en) | Charge pump system having multiple independently activated charge pumps and corresponding method | |
TW486852B (en) | Charge pump system having multiple charging rates and corresponding method | |
US6549474B2 (en) | Method and circuit for regulating the output voltage from a charge pump circuit, and memory device using same | |
US5610869A (en) | Semiconductor memory device | |
KR950002015B1 (ko) | 하나의 오실레이터에 의해 동작되는 정전원 발생회로 | |
US4585954A (en) | Substrate bias generator for dynamic RAM having variable pump current level | |
JP2902434B2 (ja) | 半導体集積回路内の電圧変換回路 | |
US6525972B2 (en) | Semiconductor memory device with boosting control circuit and control method | |
US6774708B2 (en) | Voltage boosting circuit with two main charge pumps | |
US20050232042A1 (en) | BLEQ driving circuit in semiconductor memory device | |
JPH07230331A (ja) | 起動回路を有する基準電圧発生回路 | |
KR100942217B1 (ko) | 발진기 회로, 발진기 회로를 구비한 반도체 장치 및반도체 메모리 장치와, 발진기 회로의 제어 방법 | |
US6230280B1 (en) | Synchronous semiconductor memory device capable of generating stable internal voltage | |
US6272029B1 (en) | Dynamic regulation scheme for high speed charge pumps | |
TW200403677A (en) | Semiconductor memory device and method for controlling semiconductor memory device | |
JP2002134695A (ja) | 半導体装置 | |
JPS6199363A (ja) | 基板電位発生回路 | |
JP3925788B2 (ja) | オシレータ回路、該オシレータ回路を備えた半導体装置および半導体記憶装置、および該オシレータ回路の制御方法 | |
KR100390900B1 (ko) | 전하 펌프 오실레이터 | |
KR100398575B1 (ko) | 반도체 메모리 장치의 고전압 발생회로 | |
JP2003209461A (ja) | オシレータ回路、該オシレータ回路を備えた半導体装置、及び該オシレータ回路を備えた半導体記憶装置 | |
JPS6212148A (ja) | 半導体集積回路装置 | |
JPH10177781A (ja) | 半導体装置の電源制御回路 | |
JP2002058236A (ja) | チャージポンプ、ダイナミックレギュレータ、およびチャージポンプ装置で使用するためのクロック信号を発生するための方法 | |
KR20000031190A (ko) | 백바이어스전압 발생기 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |