TWI240276B - Voltage generating circuit - Google Patents

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Description

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五、發明說明（1) 【發明所屬之技術領域 本發明係有關於產生所要之電壓位準之内部電壓之 壓產生電路’尤其係有關於利用電容元件之充電泵動作: 效率的產生内部電壓之電壓產生電路之構造。 向 【先前技術】 在半導體裝置，常使用各種電壓位準之内部電壓。例 如，在DRAM(Dynamic Random Access Memory)，為 了將圮 憶體陣列之基板區域偏壓成固定電壓而使用負電壓，又，
向選擇字線傳送比電源電壓高之正的高電壓。又，在永久 性記憶體’也為了改寫資料而使用負電壓及高電壓。 在自外部供給這種和電源電壓相異之電壓之情況，系 統規模增大，又系統整體之耗電力也增大。又，在半導^ 裝置，也需要用以接受那種電壓之專用之連接端子， 增大。 可 由這種觀點，一般在半導體裝置内部產生所要之位 之電壓。這種產生内部電壓之電路例例如公開於 1(特開平4-372792號公報）。
在本專利文獻1所示之内部電壓產生電路利 件之充電泵動作產生負電壓。在本專利文獻^ 產生電路之構造，制控制用電容元件之電 控制用電晶體設為導通狀態’將藉著充電用電林 電系動作儲存電荷之節點向接地電壓位準放 =^ 用充電用電容元件之充電泵動作自電 ‘、、' 後 户目冤何儲存郎點抽取電
1240276 五、發明說明（2) — 荷，驅動成負電壓位準。按照電源電壓之振幅八“# 節點變化。藉著經由輸出用電晶體供給輪出f J電何儲存 存節點之負電壓，供給一 VCC位準之負電摩。即點本電荷儲 示電源電壓。 、 。在此，vcc表 輸出用電晶體之閘極電位利用閘極和電 接之輸出控制用電晶體在接地電壓GND和自可：子節點連 變化。 貝電昼—VCC之間 在本專利文獻1，藉著令電荷儲存節點按昭 化，在低電源電壓下也可產生充分之電壓位進、、cc振幅變 在利用電容元件之充電泵動作產生内部電堡。 由半導體裝置之耗電力之觀點，要求高 ：况， 傳送利用充電栗動作所產生之電荷後產生内部U出節點 在上述之專利文獻丨之構造，為了令# =電至接地電壓位準後，利用充電用電字電二 ^動2令電荷儲存節點降至—MUM準為/之充電 時，為了將放電控制用電晶體設為不導通狀能， 用電晶體變成導通，將雷艿抑六… 心、第一控制 之閘極連接。本第二控制用電晶 電日日體 5 —V^U Μ ^ 电日日篮田電何儲存郎點之雷懕 ί f ^下日夺變成導通狀態，將放電控制用電晶體之 和電荷儲存節點在電氣上連接。在此，vth: 控制用電晶體之臨限值電壓。 /、第一 可是’為了將本放電控制用雷曰 接接受控制信號之電容元杜用電曰曰體δ又為導通狀恶，連 件。因此，本放電控制用電晶體
I 2075-6269-PF(N2).ptd 第8頁 1240276 五、發明說明（3) 之間極電位按照由第二控制 控制用電晶體之間極存曰曰體之導通電阻和在放電 間而Γ r 存 電容所決定之時間常數變化。 時門® T電控制電晶體變成不導通狀態為止需要一此 时間。因此，本放電控制用 二 位準Λ ~ vrr n主代>2，电日日體有電何儲存郎點之電壓 二 導通狀態之期間，電流自接地節點流 = ‘點’妨礙充電用電容元件之充電泵所引起之 電何抽取動作，消耗無效之電流。 1 n ν i i在將本電荷儲存節點預充電至接地電壓位準之情 況，輸出用電晶體未變成不導诵 ^ ^ 之輸出節點經由輸出用電晶體所=φ ，、、，、口 、電壓位準 _广 平】用电曰曰體所預充電之電荷，負雷位之 :壓位準上升。為了控制本輪出用電晶體之導通/負不電導位之 通’使用構造和控制放電控制用電晶體之導通/不導通的 :m制用電晶體，因此，在將本電荷儲存節點之 至接地電壓位準時，-樣存在輸出用電晶 體、文成導通狀悲之期間，消耗無效之電流。 如上述所示，在本專利文獻丨之構造之情況，浪費的 消，利用電容元件之充電果動作所產生之電荷，有無法高 效率的以低耗電力產生所要之位準之電壓之問題。
【發明内容】 本發明之第一形態之電壓產生電路，包括：第一導電 型之第一電晶體，接在既定之電壓作用之基準電壓節點和 第-内部節點之間，而且其控制用電極和第二内部節點連 接，第一導電型之第二電晶體，接在該基準電壓節點和該
1240276 五、發明說明（4) 接；第—‘亡之間’而且其控制用電極和第-内部節點連 -輸在接受預充電用第-控制信㈡ P點和该弟一内部節點之間；第二 弟 部以ί存用第二控制信號之第二輸入節點和該第Ϊ 點和輪出節點第三電晶體，接在第二内部節 接；第一 ’、控制用電極和第三内部節點、棗 第四電晶體，接在該輸出節 導電型之 -控制用電極和第二内部節點連接。，，、之間’而 t發明之別的形態之電壓產生電路’包括 體，接在供給預充電電壓之 電晶 部節點之間，而且其控制用電；：點和第-内 一電容元件’接在接受預充電用二=1p點連接；第 節點和該第二内部節點之間；二=1抬唬之第一輸入 部節點和該第二内部節點之間，日' 7體，接在該第一内 電荷儲存用之第二控制信號之 /、f制用電極和接受 晶體，接在該第一内部節點和輪出=广即點連接；第三電 用電極和第三内部節點連接；第四:，之間，而且其控制 點和該第三内部節點之間，而且苴日日體，接在該輪出節 節點連接；第二電容元件，接在^妾二=用電極和第一内部 三控制信號之第三輸入節點和該:第二電荷預充電用第 第三電容元件，接在接受電荷傳"送内部節點之間；以及 輸入節點和該第三内部節點之間。、用第四控制信號之第四 第10頁 2075-6269-PF(N2).ptd !24〇276 五、發明說明（5) 在第一形態之電壓產生電路，藉 體乂又連接，按照最佳時序 ^二電晶 /不導通狀態，令第一及笛_ 1 /第一電日日體堍為導通 之第準。因此，在作為電荷儲存節畔作用 〜乐一内部即點之轄 作用 狀態後，藉著tf筮 =Μ、將第二電晶體設為不導通 仗 者對弟二内部節點進行充雷々韌你，7 之電流流向第二内部節點。 7 "防止不 内部節之電壓產生電路，利用預充電電壓將第-號。:ΪΓ二，經由第二電容元件連接第二控制信 因此，經由電办=即點連接第四電晶體之控制用電極。 晶體之導通/ $胃7^牛本充電泵動作可個別的控制各電 率導通狀態’可抑制無效電流流動，可高效 丰的使用電荷產生所要之位準之 了阿政 【實施方式】 實施例1 圖。發明之實施例1之電壓產生電路之構造 之自:、不之電壓產生電路產生係比基準電位低之電壓 動你_壓。在此，基準電位使用接地電壓gnd，因充電泵 卫制用之信號在接地電位和電源電壓VCC之 產生一VCC之負電壓。 刑Φ j圖1，電壓產生電路包含p通道m〇s電晶體（絕緣閘極 —、场效應電晶體）PQ1，接在内部節點ND1和基準電位節 ”、以下稱為接地節點）GG之間而且其閘極和内部節點〇2
2075-6269-PF(N2).ptd $ 11頁 1240276 五、發明說明（6) 連接；P通道M0S電晶體PQ2，接在内部節點〇2和接地節點 GG之間而且其閘極和内部節點〇1連接；電容元件以，接 在接受預充電用控制信號0P之控制信號輸入節點S1和内 部節點ND1之間·，以及電容元件C2，接在接受電荷儲存用 之控制信號0 CP之控制信號輸入節點S2和内部節點仙2 間。 M0S電晶體PQ1及PQ2各自和第一及第二電晶體對應， 電容元件C1及C2各自和第_及第二電容元件對應。控制信 號0 P及0 CP各自和第一及第二控制信號對應，内部節點° ND1及ND2各自和第一及第二内部節點對應。 電壓產生電路還包含Ν通道M〇s電晶體NQ1，接在内 ^點ND2和輸出節點〇Dl之間而且其閘極和内部節點〇3連 =，N通道MQS電晶體_，接在内部節點ND3和輸出節點 0D1之間而且其閘極和内部節點〇2連接；電容元件u， ^ ί ^電荷傳送用控制信號0 CT之控制信號輸入節點S3和 内部節點ND3之間。 電件電及_各自和第^ ^ 制信號對應電容疋件對應’控制信號⑽和第三控 電4 點0D1和接地節點之間連接電容元件。4。本
^ , 糸對於輪出負載之變動用以使輸出電壓一VCC : ί輸出負載之變動小、輸出電壓-vcc之 出節胃if)!)/ 不必特別设置本安定化電容元件C4。本輸 …、 之電壓作用於圖上未示之内部電路。
1240276 五、發明說明（7) 源電CP以及0 CT各自在接地電細和電 圖2 示/壓產生電路之動作之時序圖。在 電壓一VCC位準之說，表不輸出節點0D1之電壓達到既定之 示電壓產生電路之動作作之波形。以τ ’參照圖2說明圖1所 2，表控亍 虎期^、0CP以及0CT按照週射變化。在圖 表不2 ·Τ期間之信號波形。 产％在時刻t0 ’控制信號必ρ處於接地電壓GND位準、护制 源電壓vcc位準以及控制信 ^ ^ 狀態。在此狀態，利用電容元件c心荷； 〜動作’即點ΟΙ之電壓位準係_vcc ’ π節點ND2利用電 谷7L件C2之電荷供給動作，處於接地電壓GND位準。 μ在P通道M0S電晶體PQ1，節點，變成汲極節點，接地 :點GG變成源極節點。本p通道M〇s電晶體pQ1係加強型電 晶體，具有既定之大小之臨限值電壓。因此，p通道M〇s電 ，體PQ1之閘極及源極係同電位，因保持不導通狀態，在 節點ND1和接地節點GG之間無電流流動。 在M0S電晶體PQ2，其閘極電位係負電位—vcc，因其 汲極（節點ND2)和源極（接地節點）之電位相等，在mqs電晶 體PQ2之汲極一源極間無電流流動。 關於N通道M0S電晶體NQ1，節點ND2係接地電壓GND位 準’輸出節點0D1係負電位一VCC，節點ND3係負電位一VCC 位準。本N通道M0S電晶體NQ1係加強型電晶體，具有既定
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在閘極及源極電位相等之狀態，保 五、發明說明（8) 之大小之臨限值電壓 持不導通狀態。 在N通道M0S電晶體NQ2，其閘極電位係節點卵2之電 壓，即接地電壓GND位準，節點ND3及輸出節點〇D1之電壓 位準相等’在本M0S電晶體NQ2，汲極和源極之電位也相 等，在汲極一源極間無電流流動。依據本控制信號0 p， 將M0S電晶體PQ2設為導通狀態，將節點^^!^預充電至接地 電壓位準。在充電泵動作初期時，令節點肋2之預充 壓位準朝接地電壓方向降低。 一
在時刻tl，控制信號0P自接地電壓GNJ)位準 電壓vcc位準時，節點ND1利用電容元件C1之充電泵動作 其電壓位準自負電位—vcc位準上升至接地電壓gnd位準。’ 在安定狀態，M0S電晶體PQ1之汲極及源極之電壓位準相 等’在M0S電晶體PQ1無電流流動。 祕从ί ί電泵動作初期之暫態時，節點ND1之電壓位準係 ，在M〇S電晶體PQ1，節點ND1變成源極: J =點變成汲極。可是，f麵2之電壓位準和此時一
源極:雷通道M〇S電晶體PQ1係加強型電晶冑，閘極及 ^ ^位差係臨限值電壓之絕對值以下，保持不導通相 ^在本P通道M〇s電晶體PQ1之汲極_源極間無電流流 又，在M0S電晶體Pq2，因 準，其汲極和源極之電位相等 電位一vcc上升至接地電壓gnd 節點ND2也係接地電壓GND位 ，節點ND1之電壓位準自負 位準，在本M0S電晶體PQ2之 五、發明說明（9) 2極一源極間也無電流流動。藉著使本控制信號01>上 升，將MOS電晶體哪設為不導通狀態，以備下次節點議 之預充電動作。 又，節點ND2保持接地電壓GND位準，節點〇3係負電 Π二準。在此狀態’職電晶體_變成導通，輸出節點 σ内即點在電氣上連接，内冑節點則之電壓位 :二成二輸出節點_之電壓位準相等。因*，將，電晶 =^丨確貫的保持不導通狀態，内部節點nd3及輸出節點 0D1之電壓位準變成相等時，經細s電晶2流動 流停止。 、、隹4 ^，在藉著使本内部節點⑽3和輸出節點0D1之電壓位 :』等’將内部節點ND驅動至負電壓位帛，M〇s電晶體即 成内部節點ND2之情況，也將其閘極—源極間電
ΐ 限值電’防止在電荷傳送前加強麵S 電二體_成導通。在充電系動作開始時，將内部節點 ;動至負電壓位準時，内部節點ND3之電壓位準高， ΓΛ晶體NQ1可能變成導通。可是，此時，只是在產生控 號0CT前向輸出節點0D1傳送負電荷而已，& 了令輸 電壓降低而利用電荷，有效的利用電荷。 在時刻，控制信號0CP自電源電壓vcc位準降至接 二位準，利用電容元件以之充電泵動作，節麵2 ^ [位準降低。此時，在MQS電晶體pQi，節點⑽2自接 電£GND I為負電壓，其汲極及源極也都是接地電壓 位準，在MOS電晶體pQl之汲極—源極間無電流流動。
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、在M0S電$體PQ2，因節點ND2作為汲極作用，其没極 及源極（接地節點）都是接地電壓GND位準，電晶體Μ? 係加強3L電曰曰冑’閘極_源極間電壓因比其臨限值電壓之 絕對值小’保持不導通狀態。因此，本節點，，利用電 容元件C2之充電果動作’降至負電壓，位準為止。此 節點謂係負電壓—vcc位_，_電晶體即之源極係 輸出節點0D1 ’閘極及源極電位相等，保持不導通狀態。
節點02被驅動至負電壓位準時，節點〇2之電壓位準 變成比，出節點QD1之電壓位準低之狀g。節點刪之電壓 2輸出節點之電壓位準，在控制信號0 CT係接地電壓位準 %，MOS電晶體NQ1係加強型電晶體，在暫態時及穩態時， 其閘極-源極間電壓比臨限值電壓小，保持不導通狀態， 可將節點ND2正確的驅動至負電壓位準。 μ此外，在暫態時，節點ND2被驅動至負電壓位準時， 在節點ND1之電壓位準比接地電壓高時，Μ〇§電晶體⑼工變 成導通’令節點N D1之電壓位準降低。
β在對本節點ND2之充電泵動作時，因此，對節點〇2之 電壓位準有不良影響之無效電流流動路徑不存在，可有效 的使用電荷將節點ND2設為負電壓—VCC位準。 又，在M0S電晶體NQ2，其汲極及源極也係同一電壓位 準之負電壓一 VCC位準，在汲極一源極間無電流流動。 在時刻t3，令控制信號0CT自接地電壓GN])位準上升 至電源電壓vcc位準。此時，控制信號0p係電源電壓vcc 位準，控制信號0 P係接地電壓GND位準。在此狀態，節點
1240276 五、發明說明（11) ND3利用電容元件C3之充電泵動苴 —VCC向接地電壓GND位準上升…八 ^準自負電壓 131早上升。節點ND2因係#雷厭—νΓΓ 二準=晶體，變成導通，連接節_2 ;=節Γ 0D1。在本輸出節點0D1之電壓位準比負電壓 ς 之情況，負電荷自輸出節點0D1向節Ν 位^^ _成和節麵相等之電壓位準'7=定 出節點om之電壓位準係一 vcc。在此情況，在_電寸輸 % =2 ’閘極及源極也變成相同之電壓位準，保持不導2狀 悲，在MOS電晶體NQ2之沒極—源極間無電流流動。 在充電栗動作開始時等暫態時，在M〇s電 部節點ND 3也變成沒極，在電荷傳送開始時，因閘極之電 位比源極電位i ’保持不導通狀態，利用電荷傳送動 閘，及源極變成同電位’也利用其臨限值電壓保持不 狀態’對電荷傳送動作無不良影響。 因而，按照控制信號0 CT將節點ND3驅動至電源電壓 位準，可有效的供給輸出節點⑽J負電荷，產生所要 壓位準之負電壓一VCC。 在時刻t4，控制信號0CT自電源電壓vcc位準降至接 地電壓GND位準，節點ND3自接地電壓GND位準降至負電壓 :VCC。本MOS電晶體MQi之源極節點（節點ND2)之最低電位 係負電壓一VCC， MOS電晶體NQ1確實的變成不導通狀態。 在MOS電晶體NQ2，其閘極及源極之電壓係負電壓一 VCC ’電流未經由本MOS電晶體NQ2流動。 在充電泵動作開始時之暫態時，節點ND2及0D1為比負
2075-6269-PF(N2).ptd
1240276 五、發明說明（12) 電壓一VCC高之電壓位準時，節點ND3只是回到上一週期之 輪出節點0D1之電壓位準，M0S電晶體NQ2之源極係輸出節 點0D1，其閘極及源極之電位相等，保持不導通狀態。在 二S電晶體NQ1，即使變成導通狀態’成為其源極及汲極之 J出節細1及内部節幽2之電壓位準也相等，無電流流 。在暫恶時，節點ND3之回歸電壓位準係m〇s電晶體關工 被，為不導通狀態之電壓位準。目此，在暫態時也未浪費 任何無效之電荷。 、 在時刻t5，令控制信號0cp自接地電壓GN])位準上升 f :源電壓VCC位準。此時，控制信號0P係電源電壓VCC :準。控制信號0CT係接地電壓㈣位準。隨著本控制信 iHit:，利用電容元件之充電栗動作，節點ND2 壓位準自負電壓—vcc位準向接地電壓gnd位準上升。 ^ 在M0S電晶體PQi，沒極及源極都是接地電壓⑽位 電曰極電位之上升’變成不導通狀態，在本祕 電日日體PQ1無電流流動。 又，在M0S電晶體PQ2，只是節點ND2之電壓位準自 D以下，侧電晶體PQ2，接地節點在 功犯上作，源極，保持不導通狀態。 暫離^本即f02之電位上升時，在充電泵動作開始時等 在功处卜^ ^保持比接地電壓GND位準高之狀態（節點ND2 降將雷曰、極）。在此情況，因依據控制信號0 P之下 、S電b曰體PQ2設為導通狀態，節點〇2確實的向接地
第18頁 1240276 五、發明說明（13) 電壓位準方向放電，未發生特別的問題 在本時刻t5 ’節點ND2之電壓位準上升至接地電壓位 準，節點ND3也係負電壓—VCC位準，M0S電晶體NQ1保持不 導通狀態。M0S電晶體NQ2變成導通狀態，也因内部節點 ND3之電壓位準和輪出節點〇D1之負電壓—vcc位準相
在MjS電晶體NQ2，其閘極及源極之電壓相等，保持不導勇 狀悲，在其汲極一源極間無電流流動。 I 在時刻t6，令控制信號0p降至接地電壓GNI)位 $用電容元件C1將節點ND1之電麼位準 電壓-VCC位準。由於本節點ND1之電 NDy =卿變成導通’將節細確實的設為接地電壓= 在暫態’在將節點ND2之電壓位車觝叙5 4ϋ ; GND位準高t電壓位準 罨f位皁驅動纟比接地電壓 準確實的降低，在下丰一之週=兄，二^^^ 按照控制信號0P降低可令節點ND2之電壓位準 在本節點位準。 地節點在功能上作為源#，閘極】0s電晶體PQ1，因接
電晶體PQ1保持不導通狀態。]及源極變成同電位，M0S 在時刻18，一個充雷；ξ ^ 述之自時刻t 0之動作。7 之週期ΐ完了，再重複上 因此，在圖1所示之電壓產生 時，無無效之電流流動。可 ，在充電泵動作 準之内部電壓。 ’效的利用電荷產生所要之位
1240276 五、發明說明（14) 又’將M0S電晶體PQ1及PQ2交又的連接，利用電容元 件之充電泵動作個別的設定其閘極電位，在將這些M〇s電 晶體PQ1及PQ2設為不導通狀態後，按照控制信號可令節點 ND1及ND 2之電壓位準高速且確實的變化。 此外，在上述之說明，為了簡化說明，忽略内部節點 ND2之寄生電容之效果。在本内部節點〇2存在大小無法忽 略之寄生電容之情況，因節點〇2之電壓振幅比電源電壓 VCC小，輸出節點〇Dl之輸出電壓之絕對值變小。
又，令決疋内部節點N D 2之電壓振幅之控制信號0 p在 電源電壓VCC和接地電壓GND之間變化。可是，將基準電壓 設為電壓Vr而不是接地電壓GND、將控制信號電壓振 幅设為V0時，輸出節點〇Di之輸出電壓以下式（丨）表 示0 V0UT = Vr — V 0 (1 ) 一般，如上述之動作說明所示，基準電壓Vr和接地電 壓GND( = 〇V)相等，又因自將電源電壓vcc和接地電壓G〇用 作動作電源電壓之電路產生控制信號0 p，將電壓振幅V必 設為和電源電壓VCC相等時，上式（1)變成下式（2)。
V0UT= —VCC (2) 此外，在上述之說明，令控制信號必p、0 cp以及必 CT全部在電源電壓vcc和接地電壓GND之間變化，將其高位 準及低位準之電壓位準設為相等。可是，在内部節點 、ND2以及ND3之電壓變化時，只要滿足為了防止和該 電壓變化反向之電流流動而將M〇s電晶體ρζπ、pQ2以及pQ：3
1240276 五、發明說明（15) 設為不導通狀態之條件，^ ★ CT各自之高位準及低位準：^制信號紂，以及^ 如以上所示，若c位準相異也可。 拉P、SΜΠ9 Φ曰 又據本發明之實施例1，使用交叉連 接之P通道M0S電晶體，利六— uu ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^用電谷儿件之充電泵動作決定這 些之閘極即點電位。又，分站仏^ ^ ^ 夕邋诵/不導捅胳泎 依據控制信號設定輸出用電晶體 之導通/不v通狀態，電荷儲存節點 變 不要之電流流動，可高埒态 |万止 N政率的產生所要之位準之電壓。 實施例2
圖3係表示本發明之實施例2之電壓產生電路之構造 圖。本圖3所tf之電壓產生電路以電源電壓vcc為基準電 壓，產生比本電源電壓VCC高之2 · VCC之高電壓。
在圖3，電壓產生電路包含N通道M〇s電晶體nqii，接 在電源節點（基準節點）Pw和内部節點（第一内部節點州 之間，而且其閘極和内部節點（第二節點）ND12連接·, N通 道M0S電晶體NQ12，接在電源節點pw和内部節點ND12之 間，而且其閘極和内部節點ND丨丨連接；電容元件（第一電 容元件）C11，接在接受第一控制信號0 pz之控制信號輸 入節點（第一控制信號輸入節點）S1 1和内部節點NJ)丨丨之 間；以及電容元件（第二電容元件）C12，接在接受控制信 號0 c p z之控制仏號輸入郎點（第二控制信號輸入節點）$ 12 和内部節點N D1 2之間。 控制信號0ΡΖ及Wcpz在電源電壓VCC和接地電壓GND 之間變化。
1240276 五、發明說明（16) 電壓產生電路還包含P通道M0S電晶體（第三電晶 體）PQ11，接在内部節點ND1 2和輸出節點〇d 11之間，而且 其閘極和内部節點（第三内部節點）ND13連接；p通道M〇s電 曰曰體（弟四電晶體）p Q1 2 ’接在内部節點n d 1 3和輸出節點 0D1 1之間，而且其閘極和内部節點ND丨2連接；以及電容元 件（第二電容元件）C1 3，接在接受控制信號必CTZ之控制 信號輸入節點（第三控制信號輸入節點）S13和内部節點 ND1 3之間。 ”
在上述之說明，括弧内之構成元件表示和在申請專利 範圍之請求項記載之元件之對應關係。又，控制信號必 CTZ在電源電壓vcc和接地電壓GND之間變化。 ϋ 在輸出節點0D11設置用以令本輸出節點〇〇11之電壓夺 定^之安定化電容器C14。在輸出節點0D11之負載變動小 之情況，不必特別設置本安定化電容器C14。 之電導之電電型 換的等價。控制作=而且將接地節點和電源節點I 信號…二Y二各自係和㈣
準之穩態時之，表不輪出電壓處於2 · VCC之電壓位 電壓產生電路：動形。以了，參照圖4，說明圖3所示3 在圖3所示之 之負電壓〜vcc 示 電壓產生電路，如上述所示，產生圖1所 之電路之信號極性及電晶體之導電型變
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成相反。因此，進行一樣之動作。即防止無效電流流動。 在％刻tO ’控制信號0 pz係電源電壓vcc位準、控制 信號Wcpz係接地電壓GND位準以及控制信號0 CTz係^源 電壓VCC位準之狀態。在此狀態，節點ND11處於高電壓2 · VCC之電壓位準，節點ND12係電源電壓vcc位準（穩態時）。 在M0S電晶體NQ11，因源極係電源節點pw，其閘極及源極 電壓相等，處於不導通狀態。 在M0S電晶體NQ12，閘極電位係高電壓2 · vcc，其節 點ND12及電源節點PW之電壓位準相等，在仰3電 叫 之汲極一源極間無電流流動。 節點ND13係高電壓2 · VCC位準，在M0S電晶體pQU， 因其閘極電位係源極及汲極電位以上，保持不導通狀態。 在M0S電晶體PQ12，輸出電壓之穩態時，節_12係電^ 電壓vcc位準，、變成導通狀態，而因節點〇13和輸出節點 0D11之電壓位準相等，在本M〇s電晶體pQ12也無電流流 在充電泵動作開始時等暫態時，在輸出節點〇Dn之電 壓比最終電壓2 .VCC位準低之情況，節點〇12之電壓位準 變成比節點ND13及輸出節點〇Dn之電壓位準低之狀態時， M0S電晶體PQ12變成導通狀態，將節點斷3和輸出節點 0D1 1在電氣上連接。可是，在此情況，因電流朝令輸出節 點0D11之電壓位準上升之方向流動，妨礙輸出節點⑽1丨之 電壓上升之無效電流絲毫未流動。此時，在輸出節點〇du 之電壓和節點ND1 3之電壓位準變成相等之狀態在應電晶
1240276 五、發明說明（18) 體=12流動之電流停止。在M〇s電晶體 持不導通狀態。 电m相寺保 在時刻U ’令控制信號0ΡΖ自電源電壓Vcc位渠Θ接 位準降低。M0S電晶體即〗係不；丰向二 電源電壓VCC位進、=壓VCC位準。在此情況，節點ND12係 _之電位無任何變0:電=’變成：導通狀態。節點 未流動。…、 因此，在此狀態，無效電流絲毫 電源im進控制，號0cpz自接地電_〇位準上升至 > ，即點ND12之電壓位準自電源電壓VCC上 m二:位準。在此狀態’_電晶_變成導 jW點ND11和電源節點Pff之電壓位準也相等，無電 n動。内部節點ND12之電壓位準變 M0S電晶體PQ12之閑極電位變成源極及 CC夺 J =為不導通狀態。M〇s電晶卿k閉極丄J 電壓2/JCC，卽點ND12之電壓位準上升至高電塵2 ·να， i ί: r點？L2在功能上作為源極’閘極及源極電位變成 相等而已，保持不導通狀態。 暫^時’在輸出節點〇D11之電壓比最終之高電壓2 * _日、，也由於節點⑽12之電位上升，M0S電晶體PQ12 3不：通狀態。之前將輸出節點〇D11和内部節點ndi3在 ”氣上、接’没成同一電壓位準，在應電晶體⑼1，在 第24頁 2075-6269-PF(N2).ptd 1240276 五、發明說明（19) 此狀悲，其間極一源極間電壓係臨限值電愿之絕對值以 下，保持不導通狀態。 M0S電晶體NQ11、NQ12、PQ11以及pq12係加強型電晶 體^其閘極一源極間電壓變成臨限值電屢之絕對值以 上時，這些M0S電晶體NQ11、NQ12、PQ〗l以及PQ12才變成 導通狀態。 在時刻t3，令控制信號0CTZ自電源電壓ν(χ降至接地 電壓GND位準。隨著本控制信號¥etz之下降，制電容元 件C13之充電泵動作，節點ND13之電壓位準自高電壓2 · vcc降至源電壓vcc位準為止，M〇s電晶體pQi丨之閘極電 位變成遠低於源極電位，M〇s電晶體pQ1丨變成導通，連接 節點ND1 2和輸出節點〇Di 1。 在輸出節點0D11之電壓位準比最終電壓2 · vcc低之情 自本内部節點ND12供給輸出節點_正電荷，輸出節 ”、、 之電壓位準上升。在對本輸出節點〇D 1 1之電荷供认 動作時，M0S電晶體PQ12之閘極電位係源極電位以上/保口 2不導通狀態。因此，在此情況，也絲毫無無效電流流
在時刻t4，令控制信號0CTZ自接地電壓GND位準上 至電源電壓VCC位準。^用電容元件C13之充電 點ND13之電壓位準自電源雷 > 乍 干曰电雄電壓vcc上升至高電壓2 · vcc ^ 準。M0S電晶體PQi i之閘極雷
曰ο 電位變成源極電位以上，M〇S 日日體PQ1 1變成不導通狀態。 此時，考慮在暫態輪出節點⑽丨丨之電壓位準比高電
1240276 五、發明說明（20) 2 ·¥(：(：低時，M0S電晶體PQ12變成導通狀態。可是，在此 ，況，也自節點ND13供給輸出節點〇Dn正電荷，令該輸出 節點0 D1 1之電廢位準上升。 尤其，，充電泵動作初期之暫態時，輸出節點⑽Η之 電壓位f比高電壓2 · VCC低時，一#，節點〇12之電壓位 準係比高電屋2 · VCC低之電壓位準，節點則3之電 和輸出節點0ΙΜ〗大約相等之電壓位準（之前在前、 將節點ND13之電屋位準設為和輸出節點〇Dn同—電 準）。因此，加強型之M0S電晶體pQ12在此狀態，其閉極— ，極間電壓係臨限值電壓之絕對值以下，保持不導通狀 〇 電位(在ΛΤΐΙ’η也因M0S電晶體PQ11之間極電位係源極 ^ 4 (7輸出即點0D11)以上，保持不導通狀態，自輸 0D1 1往内部節點ND丨2之無效電流不流動。 … 在時刻t5，令控制信號0CPZ自 電壓GND位準。利用雷突}从rio ^ 电uni争至接地 之電壓位進H r 件2之充電泵㈣，節麵12 準自同電壓2 · VCC降至電源電壓VCC位準。節點 電:r:;vcc”^ 電位相4，保持不導通狀態。 炙 〇Dii 11 Tl\2 ^ ^ ^tb ^^A f ιέ 節點和内部節二’變/Λ通狀態，在電氣上連接輪出 點，使M0S電曰^ /藉者連接本内部節點ND13和輸出節 不導通狀㉟曰曰和源極之電位相等’保持在 狀心。因此，對内部節點ND13充電，也只是正確的 第26頁 2075-6269-PF(N2).ptd 1240276 五、發明說明（21) 向輸出節點傳送電荷所需之電流流動而已，無絲毫之無效 電流流動。 、 …〆 又，在暫態時，在依據控制信號0 CPZ之内部節點 ND12之升壓時，節點ND13之電壓位準變成比内部=節點仙12 之電壓位準低之狀態，也將M0S電晶體PQ1!保持在不導通 狀悲（將閘極一源極間電壓保持在臨限值電壓之絕對值以 下）。 -在暫態時，考慮在輸出節點0D 1 1之電壓未達到最終 壓位準時，節點ND12降至比電源電壓vcc位準低之電壓位 準。在此情況，節點ND1 1之電壓位準係電源電壓位i 點ND! 2保持在比電源電麼vcc位準只低M〇s電晶 限值電壓之電壓位準。峨動之電流只是自電二:二 經由M0S電晶體NQ12供給，只是補償電壓位準，’、 無效電流流動。 〃、、、、、糸宅之 在時刻t6，令控制信號0pz自接地電壓GN 至電源電壓VCC位準。㈣電容元件 上二 點ND1 1之電壓位準白雷馮φ 兄电采動作，卽 电！仅+自電源電壓vcc位準 VCC位準，M0S電晶體N01 ?蛘#道、s 开阿電壓2 · 达十成；r 篮叫12變成導通，將節點ND12確眚的抓 為電源電壓VCC位準。 ’貫的汉 因此’依據控制信號0 ΡΖ、0 CPZ以及ώ ΓΤ7 . 在功能上作為電荷儲在# 中Ζ，在進行 位準之預充電、：ί f :即之内部節點ND12之電源電壓 電電荷之輸出節點之傳送 :，充”及向該充 動，可高效率的利用電=:C糸宅之無效電流流 冤何產生尚電壓2 。 第27頁 2075-6269-PF(N2).ptd 1240276 五、發明說明（22) 此外，在圖3所示之電壓產生電路，也忽略内部節 ND12之寄生電容之存在。在本内部節點〇12存在大小盔 忽略，寄生電容之情況，本内部節點NM 2之電壓振幅：雷 源電壓vcc小，纟自輸出節點0D1之輸出電壓 2 · VCC低之電壓位準。 门电壓 一般，和上述之實施例i 一樣，將控制信號必之 壓振幅設為v 0、將電源節點PW之電壓設為vpw時， 出節點0D1之輸出電壓v〇u丁以下式（3)表示。 别 V0UT= VPW+V 0 (3) 一因此，按照所需之電壓位準決定控制信號0 cpz之 幅。在圖3所示之構造，電源節點pw之電壓係電源電壓x vcc，控制信號0 CPZ之振幅係電源電壓VC(：， V0UT以下式（4)表示。 & V0UT = 2 · VCC ⑷ *不必使本控制信號0PZ、0Cpz以及¥以2之電壓位 相等丄只要滿足在對内部節點〇12之預充電、電荷供給 及電何傳送時可確實的設定上述之M0S電晶體NQ11、 NQl^PQU以及PQ12之導通/不導通狀態之條件，這 電壓相異也可 0 Z各自之兩位準電壓及低位準 道M0S如電以Λ所示4丨’若依據本發明之實施例2，交叉連削通 存用r 電容元件之充電㈣作進行對電荷儲 後供二將Mos電晶體設為不導通狀'態 喵存用即點電何，防止無效電流流動，可高效
1240276 五、發明說明（23) 率的產生正的高電壓。 實施例3 圖5係概略的表不本發明之實施例3之内部電壓產生電 路之構造圖。在圖5 ’内部電壓產生電路包含控制信號產 生電路1，按照重複信號0 〇產生控制信號必p、必cp以及 4CT ;負電壓產生電路10，按照來自控制信號產生電路J 之控制信號0P、0CP以及0CT產生負電壓_VC(：;反相電 路15，分別將控制信號0P、0CP以及0CT反相後產生控 制信號0 PZ、0 CPZ以及0 CTZ ;以及正電壓產生電路20， · 按照來自該反相電路1 5之控制信號0 pz、0 cpz以及必CTZ # 產生正電壓2 · VCC。 負電壓產生電路10具有和圖1所示之電壓產生電路一 · 樣之構造，正電壓產生電路2〇包括和圖3所示之電壓產生 · 電路一樣之構造。藉著對於該負電壓產生電路1〇及正電壓 -產生電路20共同的設置控制信號產生電路}，能以小佔有 面積咼效率的產生所要之電壓位準之内部電壓一及2 · VCC。 Φ 圖6係概略的表示圖5所示控制信號產生電路1之構造 圖。在圖Θ，控制信號產生電路工包含串接4段之延遲電路 f 30a〜30d，接受重複信號0〇 ;反相器32a，接受延遲電路 30a之輸出信號01 ;反相器32b，接受延遲電路3〇c之輪出 信號03 ; OR電路33，接受反相器32&之輸出信號和延^電 路3 0d之輸出信號04後產生控制信號必cp ;以及AND電路
2075-6269-PF(N2).ptd 第29頁 1240276 五、發明說明（24) 34，接受延遲電路30b之輪出信號$ 2和反相器32b之輸出 信號後產生控制信號0 CT。 延遲電路30a〜3Od各自例如由偶數段之串接之反相器 構成，具有延遲時間DT。 圖7係表示圖6所示控制信號產生電路1 以下，參照圖7說明圖6所示控制信號產生電路1 波形圖 之動作 重複信號0 0係具有固定之週期之信號，本重複信號 00也用作預充電用控制信號0Cp。延遲電路3〇a〜各自 將所輸入之信號延遲既定時間DT後，各自產生延遲信號 1〜0 4 。 口儿v
Of電路33接受反相器32a之輸出信號和延遲電路3〇d之 輸出信號0 4後產生電荷儲存用控制信號0 cp。因此， 控制信號0CP變成L位準之期間係延遲電路3〇d之輸出信 04為L位準且延遲電路3〇a之輸出信號必j 位準之期儿 Ξ為叉此隹’ f制信號0CP當延遲電路30a之輸出信號必1上
=為Η位準時上升為η位準。，此，本控制信號出= 間3 · DT之間變成L位準。 ν牡J 來^ND電路34之電荷傳送用控制信號必CT當延遲電 3〇b之輸出ί 因此，本控制信號《CT當延遲電路 Μ + 2出佗唬02上升至Η位準時變成H位準，當延遲雷致 c輸出信號0 3，變成η位準時變成1位準。本控制信號 第30頁 2〇75-6269-PF(N2).ptd 1240276 五、發明說明（25) C T在期間3 · D T之間變成η位準。 準變成電源電壓VCC位準，低# I 0 4 必τ之尚位 藉著變更本㈣nΛ Λ #變成接地電壓gnd位準。 D 電路1之動作電源電魔位準，可 i更，以及w之振幅及高位準、低位
準之電位。 丁丨四1IL 電路產生也可，為了信號 自外部重複輸入之時鐘信
重複信號0 0自内部之振蘯 傳送或動作週期之設定等而使用 號也可。 正電壓產生電路20按照將這些控制信號0p、0cp以 及分CT反相後之控制信號0 pZ、0 cpz以及必CTZ動作。 著利用這些控制信號，可實現在圖2及圖4所示之時序圖^ 控制信號之相位關係，在將M0S電晶體設為不導通狀態後 進行充電泵動作，可在用以產生内部電壓之電荷儲存後將 電荷傳送用之M0S電晶體設為導通狀態。
此外’在圖6所示控制信號產生電路1之構造，延遲電 路3 0a〜3Od具有相同之延遲時間dT。可是，只要滿足以下 之控制信號產生順序，這些延遲電路3 〇 a〜3 〇 d之延遲時間 相異也可。即，預充電用控制信號0 p之電壓位準變化而 在經過了既定時間後，預充電用控制信號0 CP變化，接著 在經過了既定時間後，電荷傳送用控制信號0 CT之電壓位 準變化’傳送電荷。只要當本電荷傳送用控制信號0 c τ變
2075-6269-PF(N2).ptd 第31頁 1240276 五、發明說明（26) f非活化：：時’貫現電荷儲存用控制信號必CP之邏輯位 準變化，μ後，預充電用控制信號0CP之電壓位準變化 進行預充電之動作順序即可。 文化， 此外’在圖5所示之内部電壓產生電路，一起設 電屢產生電路10及正電履產生電路20，產生負電壓_vc負 及正電壓2· VCC。可是，在只設置負電壓產生電路1〇或正 電壓產^生電路20之情況，也藉著利用本控制信號產生電 1，可咼效率的產生所要之電壓位準之内部電壓。又，、言 些内部電壓係和~VCC及2 · vcc相異之電壓也可。 乂 如以上之說明所示，若依據本發明之實施例3，串接 延遲電路’、對所要之相位關係之信號進行邏輯處理，產生 電荷預充電、充電以及傳送所需之控制信號，用簡單之電 路構造可容易的產生產生内部電壓所需之預充電動作用 制信號。 實施例4
圖8係表示本發明之實施例4之電壓產生電路之構造 圖。圖8所示之電壓產生電路相對於圖1所示之電壓產生電 路’還在輸出節點〇D 1和最終輸出節點f〇d之間設置使產 生之内部電壓之絕對值變成更大之電壓驅動段4 〇。 本輸出節點〇D 1之前段之負電壓產生部之構造和圖1所 示之電壓產生電路之構造相同，對於對應之部分賦與相同 之參照符號，省略詳細說明。 電壓驅動段40包含電容元件C20，接在接受控制信號
2075-6269-PF(N2).ptd 第32頁 1240276 五、發明說明（27) 0P之控制信號輸入節點S31和輸出節點〇Di之間；N通首 M0S電晶體NQ31，接在内部輸出節點〇D1和最終輸出節= F0D之間而且其閛極和内部節點肋3 〇連接；N通道m〇s雷曰 體NQ32，接在内部節點ND30和最终輸出節點f〇d之間而: 其閘極和内部輸出節點，連接；以及電容元件⑶ 接受控制信號必CTF之控制信號輸入節點S32 ND30之間。 ）I即點 對於本最終輸出節點F0D，和實施例1一 = 可是’在輸出負載變動小之情況，3:: 置本女疋化電容器C4也可。 哥另J 口又 控制信號0CTF當自内部輸出節點_供給最 點F0D負電荷時變成活化。控制信號必p、必及:即 實施例1之控制信號相同。 及</> CT和 圖9係表示圖8所示電壓產生電路之 下，參照圖9說明圖8所示電壓產生電路之 寺以 也表不在週期2 ·Τ之期間之在穩態之信 圖9 ’ 下之說明，說明穩態時之動作。在充 =、。又，在以 時，也只是各節點之電壓位準 7 仞期之暫態 一樣。 电“立丰相異而已’和穩態時之動作 控制信號0Ρ、0CP以及0 輸出節麵前段之電路動作本身和：施 相同。可是，®内部輸出節點 之情况貫為上 異，内部節點ND3之電壓變化和實施例和貫施紹相 在時mio，將控制信 ：况相異。 0 °又為L位準，而將 2075-6269-PF(N2).ptd 第33頁
1240276 五、發明說明（28) 控制#號0 CP設為Η位準。在此狀態，節點ND1係負電壓— VCC，輸出節點〇d !係負電壓—2VCC位準。因此，節點 被驅動至負電壓一VCC位準，將節點〇2預充電至接地電壓 GND位準。又’内部輸出節點〇Dj係負電壓_ 位準， M0S電晶體NQ2處於導通狀態，内部節點帅3和内部輪出節 點0D1在電氣上連接，保持在同一電壓位準。 β藉著將本内部節點肋3設為和内部輸出節點0Di同一電 廢位準，將M0S電晶體NQ1保持在不導通狀態。 在時刻tii，控制信號0Ρ自接地電壓GND位準上升至 電源電壓VCC位準時，制電容元件C1將節點ND1驅動至接 地！壓GND位準，節點ND2之預充電動作完了。此時，利用 電容兀件C20，輸出節點0D }之電壓位準自—2να上升至 一 VCC位準。在此情況，節點ND2係接地電壓GND位準，M〇s 電μ體NQ2保持導通狀態，内部節點nm之電壓位準變 :部輸出節點0D1之電壓位準相#，變成負電壓—vcc位 M〇S電晶體叫1之問極（節點〇3)及源極（内部輸出 即”、）之電位變成相同，保持不導通狀態。 懕刻U2，控制信號⑽自電源電壓VCC降至接地電 D位準，將節點ND2驅動至負電壓_vcc位準 ί刺2設為不導通狀態。在此狀態，權電晶體，電 =立也都是/電壓—vcc位準，在穩態時問極、=及 ^和電位都相$，保持不導通狀態。又，在暫態日夺，和 施例1 一樣，其閘極一源極間電壓係臨限值電壓以下，保 第34頁 2075-6269-PF(N2).ptd 1240276 五、發明說明（29) 持不導通狀態。
=刻tl3 ’控制信號0CT自接地電壓G 位準’節點順之電壓位準自負電壓—vc二 能^接地電壓GND位準。M〇s電晶體nqi變成導通狀 =，將即點ND2及輸出節點0D1在電氣上連接，使内 和内部輸出節點〇D1之電壓位準變成 出 =電晶卿之沒極及源極電位係㈣，在穩態丄流 πΓΜη^時隹刻t14 ’控制信號川自電源電壓vcc降至接地電 ί電壓立二；節點ND3之電壓位準自接地電壓GND位準降至 二L· VCC位準。隨著，M0S電晶體NQ1變成不導通狀 J能郎=2及内部輸出節點_不連接。M〇S電晶_2在 在極以及源極電位係相同，無電流流動。 電源Ϊ= 立里，信號…自接地電獅位準上升至 節點肋2之電壓位準自負電壓-vcc位 ί斗5 電壓⑽位準。隨著本節點ND2之電壓位準之 Ϊ升’廳電晶體PQ1變成不導通狀態，以備下-預充電動 幹出^點=^電:體叫2變成導通，將内部節點ND3和内部 Λ接’内部節點则之電麼位準變成 Μ 口P W出即點0D1之電壓位進夕名雨r N01 ^ pa ^ ^ ^ ^ 旱之負電壓一VCC，M0S電晶體 在變成相等，保持不導通狀態。 寺〆 控制信號《Ρ自電源電壓VCC降至接地電 第35頁 2075-6269-PF(N2).ptd 1240276
麼GND位準時，節點ND1自接地電壓GND位準降至負電壓— VCC位準。此時，又利用電容元件C2〇，内部輸出節點〇Di ，自淺的/電壓—VCC位準降至深的負電壓_2VCC位準。 =點ND2係接地電壓GND位準，因M〇s電晶體NQ2變成導通， 節點ND3和内部輪出節點〇IM變成同一電壓位準，M〇s電晶 體NQ1保持不導通狀態。因此，節點仙2係接地電壓位 準，内部輸出節點〇Dl也降至深的負電壓一2VCC位準為 止，一樣的，節點ND3也降至深的負電壓—2VCC位準為 止0 ”
在此情況，因利用M0S電晶體NQ2將M0S電晶體NQ1之f 二Ϊ源電氣上連接，M〇S電晶體NQ1高速的變成不導$ ，，成乎無電流流動，内部輸出節點⑽丨 電壓一2VCC位準為止。 兮主負 ί時>1考慮在暫態時等，内部節點汕30之電壓位準
内口 P輸出節點〇 D1之電屨你進古 H 和最終輸出節點_一度=丄；内部節點_ 節點ND30和内部輪出^ 、連接，在態之内部 π #輸出即點〇D1之電壓 麵1依據其臨限值電壓保持不導通㈣。0s電曰[
至電位Γΐ_自接地電麵位準上升 —2VCC位準上升至V^_30之電壓位準自深的負電壓 電晶體NQ31變：導mf-VCC位準為止。隨著，Μ0丨 電氣上連接。在最故於：出即點〇D1和最終輸出節點F0D名 壓-讀位準高之電懲位準比深的負電 月况，自本内部輸出節點0D1供給最終
1240276 五、發明說明（31) ==即，F0D負電荷。本電荷傳，順體 ; 最終輪出節卿)相同，保持不導通狀 i電^冋^ <的自内部輸出節點0D1向最終輸出節點F0D傳 存士 ί時刻t18，令控制信號必p自接地電壓GND位準上升 似位準’節點自淺的負電壓-的負電壓-㈣位準上 % 樣，其電壓位準自深的負電卓壓—=t =節_1 -VCC位準為止。 貞聽位準上升至負電壓— 時刻tl9以後重複上述之動作。 此外，令輸出節點〇Dl降至淫沾名+广、 t隨著也令節點ND3降至深的負電壓 時，藉著將電容元件C20之電容值 2丰為止 之電容值，可令節點觸確實且古；大於電容元件C3 電壓位準變化。 '且回速的按照輸出節點0D1之 此外，在充電泵動作開始之初 電壓變成在一VCC和一2VCC之間變化之狀能輪出節點0M之 節點F0D之電壓降至一 2VCC為止。本暫能您後’最終輸出 4 0之動作和在實施例i所說明之 ===動段 樣。 王€路之動作一 本電壓驅動段40具有和上段之_vcc 負電壓一VCC之電路之輸出段（電荷傳送產^電路之產生 、又）一樣之構造。
2075-6269-PF(N2).ptd 第37頁 1240276 五、發明說明（32) ^此2¥(^ : 7產生無效電流，可令高效率的產生深的負電 說明所示，若依據本發明之實施例4，在產 雷^雷二^ 41 ~VCC之電路之輪出段再連接輸出節點之充 電泵電容，而且酡罟接、生4 ,τ 4 π ί —屈、置構和〜vcc產生電路之輸出段相同 二2何送段構成電壓驅動段，高效率的利用 電何，能以低耗電力產生—2VCC之負電壓。 實施例5 1 0A係概略的表示本發明之實施例5之電壓產生電路 =—&圖。圖10A所不之電壓產生電路包含在節點nd2和輸 出即點F0D之間串接之電荷傳送段又^卜xFNn。 f節點ΝΙΠ及ND2，各自在和接地節點之間以交叉連接 之^、連接P通道M0S電晶體PQ1及PQ2。節點〇1經由電容 兀件Cj接f預充電用控制信號0p，節點〇2經由電容元件 C2接又電荷產生用控制信號。本仙s電晶體Μ〗及Μ? 和電谷το件C1及C2之構造和前面之圖！及圖8所示之構造相 同’按照控制信號0P、0cp令節點咖及漬在接地電屢 GND和負電壓—vcc之間變化。 在電荷傳送段XFN1〜XFNn -1之輸出節點〇]M〜〇Dn 2連接電容元件CK1〜❿―1。在奇數段之電荷傳送段 、·之輸出節點0D1、…、〇Dn — 1所設置之電容元件 CQ；.....CQn — 1經由控制信號輸入節點31接受控制信號 0P。向偶數段之電荷傳送段XFN2、…之輪出節點〇D2、… 第38頁 2075-6269-PF(N2).ptd 1240276 五、發明說明（33) 所設置之電容το件CQ2、·.·經由控制信號輸入節點“輸入 控制信號0CP。對電荷傳送段XFN1〜 XFNn交互的輸入控制 信號0 CT及0 CTZ。本電荷傳送段和在其輸入節點（前段之 電何傳运段之輸出節點）設置之電容元件構成電壓驅動 段。 在最終輸出節點F0D連接安定化電容器C4。只要最終 輸出節點F0D之電壓安定，不必特別設置本安定化電容器 C 4 〇 圖10B係表示電荷傳送段XFN1〜 XFNn之構造圖。這些 電荷傳送段XFN卜XFNn保持同一構造，在圖1〇B，利用：； 個電何，送段XFN代表這些電荷傳送段XFN1〜 XFNn。 電荷傳送&XFN包含N通道M〇S電晶體NQa，接在輸入節 點Njl和輸出節點ND〇之間；N通道M〇s電晶體，接在 2點_和内部節點NDA之間；以及電容元件U，接在控 制#號輸入節點Sa和内部節點NDA之間。 杜r9η本電何傳送段XFN和圖8所示之電壓驅動段40之電容元 值、-外之構造等價。在控制信號輸入節點Sa輸入電荷 二^ 號0CT或0CTF。在這些電荷傳送段XFN1〜 '，口藉著父互的進行其輸入節點ND I之預充電及電荷傳 =:It電荷傳送段XFN1〜XFNn各1令產生—VCC之壓 功=、、、輪出郎點F〇D可令產生—η 之壓降。 序圖圖示圖1〇八及10”斤示電壓產生電路之動作之時 Υ]7Μ·±1圖11，表示電荷傳送段XFNi -1、XFNi以及 输出郎點及内部節點之信號波形。在電荷傳送段
1240276 五、發明說明（34) XFNi-i之電容元件Ca輸入控制信號0(：τ — XFNi之電容元件Ca輪入控制信號《CT，在傳送段 XFNi + 1之電容兀件Ca輸入控制信號$ CTF。直7士，☆丰又 11，說明圖10A及1〇Β所示電壓產生電路之動作人，> 照圖 電行；=電麵上升至電源電崎時， f何傳运&勵-1之輸入節點NDIi —】利用對應 … 件CK 1 — 2之充電泵動作，其電壓位準上升。谷π 負電壓一（i—1)VCC變至負電壓—〇 —2)vc μ Γ況，自 舰1-1在此狀態係„_〇_〗)(· VC(?^ XFN:i -1，MOS電晶體NQa保持不導通狀態。 又 一樣的，在電荷傳送段^旧+ 1，對u於輪入節點〇Η + ι 也按照控制信號0 P進行充電泵動作，其電壓位準自一 (1 + 1) · vcc變至一i · vcc。本電荷傳送段XFNi + i之輸入節 點NDI1 + 1和電荷傳送段XFNi之輸出節點〇Μ對應。在此情 況，在電荷傳送段XFNi，因M〇s電晶體NQb處於導通狀態， 節，NDIi自電壓—（i + 1)vcc變至—i ·ν〇(：。在此狀態，在 電荷傳送段XFNi，也因MOS電晶體NQa之閘極電位比其源極 低’保持不導通狀態。 控制化號0 C P自電源電壓V C C降至接地電壓g N D位準 時’在電荷傳送段XFNi，利用電容元件CKi之充電泵動 作’輸入節點NDI i自電壓一（i — 1) VCC變至一i · VCC。此 時’在電荷傳送段XFNi —1，節點NDIi —1係電壓一（i —2) VCC位準’ M0S電晶體NQb處於導通狀態，在電荷傳送段 XFNi 1 ’郎點NDIi—1自電壓一（i—1) ·ν(](]變至電壓一 i m 第40頁 2075-6269-PF(N2).ptd 1240276 五、發明說明（35) • VCC 〇 θ八人、’呈過既疋期間後’控制信號0 CT被驅動至電源 電壓VCC位準，在電荷傳送段汀…，内部節點NDAi利用電 容元件Ca之充電泵動作，自電壓—（1 + I)vcc上升至· i VCC.，M〇S電晶體_變成導通。因而，在電荷傳送段 ’經由M0S電晶體NQa驅動電荷。在此狀態，節點 Μητ1+ ^電壓^ 位準，電荷傳送段XFNi之輸入節點 雷厭1 f t位準和電荷傳送段XFNi +1之輸人節點NDI1 + 1之 電壓位準變成相等。 TXFl^控H ί必CT再降至接地電壓位準時’在電荷傳送 ^ ^即點NDAiR降低電源電壓VCC，其電壓位準 =狀1態 在電荷傳送段XFNi，霞電晶體顺變成不 電壓vim信號⑽自接地電壓_位準上升至電源 準上升，隨著電荷傳送段輪入即麵1之電麼位 -^ -DIl . t J：：：；^NDAl '1 ^# 壓_α -1)VCC位準。 卟電日日體NQb上升，被設為電 —樣的，在電荷傳送段 的設為不導通狀態。_ 將對應之肋^電晶體NQa確實 地電Ϊ二時間後自電源電繼降至接 子在電何傳送段™Η，對於其輸入節 mm 2075-6269-PF(N2).ptd 第41頁 1240276 五、發明說明（36) 點NDIi + Ι進行電容元件之充電泵動作，其電壓位準自一工 • vcc降至一(i + 1) · vcc。本電壓降低經由M0S電晶體NQb 傳，電荷傳送段XFNi之内部節點NDAi，將該M〇s電晶體NQb 確實的設為不導通狀態。 接著’再經過既定時間後，控制信號0 CTF在既定期 ^變成電源電壓VCC，在電荷傳送段XFNi — 1及XFNi + Ι，内 部節點NDAi — 1及NDAi + Ι之電壓位準只上升電壓vcc，對應 之M0S電晶體NQa變成導通，傳送電荷。 、 此時’在電荷傳送段XFNi，因内部節點NDAi之電壓位 準和電荷傳送段XFNi + Ι之輸入節點NDIi + Ι，即電荷傳送段 XFN/之輸出節點0Di之電壓位準相等，M〇s電晶體NQa保持 不導通狀態’防止在本電荷傳送段XFNi之電流逆流。 朴因此，將本電荷傳送段XFN1〜XFNn串接，藉著在這些 電^傳送段依照受到相位控制之控制信號交互的進行其輪 =節點之預充電和内部節點之充電，確實的防止電流逆 /；，L可々產生電壓各降低VCC。在設置電荷傳送段xfni〜 XFNn之情況，在輸出節點F〇D產生電壓—^ ·ν(：(：。因而， 可產生所要之電壓位準之負電壓，在低電源電壓下，也可 用低耗電力安定的產生所要之電壓位準。 圖12係概略的表示產生在圖10Α及圖10Β所示之電壓產 生，路使用之控制信號之電路之構造圖。本圖j 2所示之控 制L唬產生電路除了圖6所示之控制信號產生電路之構造 以外，還設置AND電路45，接受延遲電路3〇d之輸出信號0 和反相器32b之輸出信號後產生控制信號必CTF。本圖】2
1240276 五、發明說明（37) 所示之控制信號產生電路之其他之構造和圖6所示之控制 ^虎產生f路之構造㈣，對於對應之部分賦與相同之參 照符號’省略詳細說明。 在本圖1 2所不之控制信號產生電路之構造，電路 ^遲電路3Gd之輸出信號^位射位準而且反相器㈣ 之輸出信號為H位準時，控制信號婦變成Η位準。因 此、保Ϊ圖13所不，延遲電路3〇C之輸出信號必3係L位準且 之輸出信號必4係h位準時，控制信號必ctf變 成IH立準。其他之控制信號0P、0cp以及0CT自和 不之電路相同之部分輪屮，且 用太m 9 ^輸出具有相同之時序關係。藉著利 用^圖12所π之控制轉，在各 入節點負電荷，在雷丼德、主、、隹很& 士 作幻供、、、口狗 制信號，可向輸輸入電荷傳送用控 氰出印點傳迗電何，又也可防止電流逆流。 藉數^ - ^說明所示’若依據本發明之實施例5，串接 送及輸入節點之預充電= 2互的執行電荷傳 、頂兄冤，此以低耗電流產生深的負電壓。 實施例6 圖。之實施例6之電里產生電路之構造 路之電堅產生電路除了圖3所示之電壓產生電 路之構把以外，還包括電壓驅動段50 生1 及出節點_傳送輸出節點二 對於===電=:按照控制信號州 P點0D1 1進仃充電泵動作；及電荷傳送段 2075-6269-PF(N2).ptd 第43頁 1240276 五、發明說明（38) XFP，按照控制信號0CTFZ向最終輸出節點_ 元件CC之充電電荷。 電荷傳送段XFP包含P通道M0S電晶體pQa，接在内部輸 出節點0D11和最終輸出節點F〇D之間而且其閘極和内部節 點ΓΛ 接^通道_電晶體⑽，接在内部節點刪和最 終輸出郎點，之間而且其間極和内部輪出節點〇 d i】連 接，以及電谷元件C b，接在接| % 咕心入+ .按隹接又控制化唬0CTFZ之控制信 唬輸入即點S 5 2和内部節點n D R夕。i ^ 輸入節點m和内部2 = ^間拿/電荷傳送段XFP之 最終輸出節卿^出即麵1連接，其輸出節議和 ，圖14所示之電壓產生電路之輸出 生電壓2 · VCC之電路由產生電饜1則座 送該升㈣之電荷之部電荷之部分和傳 m Q ^ P刀構成，廷些電荷產生部及電荷傳 相Π Η昭^ 同’對於對應之部分賦與 相同之參照符唬，省略詳細說明。 圖15係表示圖14所示雷厭立丄a 信號波形圖。以下，路之穩態時之動作之 電路之穩態時之動作：”、、圖15’說明本圖14所示電壓產生 本圖14所示電懲產峰雷？々 4雷& 曰電路，和變更了圖8所示電壓產 生策路之電晶體之導電型及妖 相因。其太μ . ^ 控制“號之極性與電壓極性的 ^ Φ ^ ^ . 斤不電壓產生電路，節點ND1 2之 rL 作和圖3所示之電路相同’按昭控制作於 0CPZ，利用電容元件C12， 吩w M妆…、徑帝Η口就 雷壓？ · vrr少問以 即點ND12在電源電壓VCC和高 %壓Z · VCC之間變化。内邱认t
σΡ輪出節點0D11利用電容元件CC 麵 2075-6269-PF(N2).ptd 第44頁 1240276
之充電泵動作，其電壓位準按照控制信號州變化。因 此，内部輸出節點0D11之電壓位準在電壓2 .vcc和電壓3 VCC之間變化。因本内部輸出節點〇Di丨之電壓位準變化 =·?(:為止，内部節點ND13之電壓位準也在電源電壓 VCC、冋電壓2 · VCC以及3 · VCC之間變化。 懕二時1刻】11，控制信號0PZ自電源電壓vcc降至接地電 CG D位準時，利用電容元件CC之充電果動作，將輸出節 點0D11設為電壓2 .vcc位準。此日夺，節點腳12係電源電壓 VCC位準，因M0S電晶體pQ12處於導通狀態，節點ndi3之電 壓位準也和内部輸出節點1 一樣的變成電壓2 · vcc位 準心著，M〇S電晶體pq 1之閘極及源極之電位變成相， 變成不導通狀態。 ^ 在時刻tl2 ’控制信號0 CPZ上升至電源電壓VCC時， 節點ND12之電壓位準變成高電壓2 · vcc位準。隨著，m〇s 電晶體PQ12變成不導通狀態。此時，又，M〇s電晶體pQu 之閘極、源極以及汲極電位也都相同，保持不導通狀態。
在電壓驅動段5 〇，控制信號ψ c t f z之電壓位準係電源 電壓VCC位準，節點NDB係3 · VCC位準，M0S電晶體PQa處於 非導通狀態。M0S電晶體PQb因内部輸出節點〇Dll係電壓2 • VjC位準，雖然保持導通狀態，但是因節點NDB及最終輸 出節點F0D係同一電壓位準，無電流經由M〇s電晶體pQa流 動。 L 在時刻tl3，控制信號0CTZ自電源電壓VCC降至接地 電壓GND位準時，節點ND13之電壓位準自電壓2 · VCC降至
1240276 五、發明說明（40) 電源電壓VCC位準。陆裟 uno ^ 部輸出節點_!和二V:晶ΓΓ變成導通，在内 等時完了。 j出即點0D11和内部節點ND12之電壓位準相 設“二=ΐ送時，M0S電晶體PQ12因間極及源極被 士 、斤電1位準，保持不導通狀態。又，在本電荷僂送 牯’節點NDB之電壓位準俜3 · vcc，雷尸值w ° 、
M〇Sf^PQa^#^/^gV〇CC 在時刻tl4，控制信號必cpz自接地電壓咖位 原電壓VCC位準，隨著節麵13之電壓位準 "pqu ^ ^即點ND12之電壓位準係2 · vcc，MOS雷曰 體PQ12依據其臨限值電壓保持不導通狀態。 曰曰 在時刻tl5，控制信號必cpz自電源電壓VCc ，壓GND位準時，節點觀之電壓位準利用電容元件⑴之 充電泵動作自高電壓2 · vcc降至電源電壓vcc位準。 012之電壓位準降至電源電壓VCC位準，p通道M〇s電曰俨 PQ12變成導通時，節點〇13及内部輸出節點〇dii曰曰 連接，其電壓位準相等，係2 ·νπ位準，在稃能 動。M0S電晶體PQ1丨因閘極及源極之電位變成‘相‘〜等，、，^7 在不導通狀態。 保符 在時刻tl6，令控制信號0ΡΖ自接地電壓GND位 至電源電壓VCC位準，+節點ND1 i上升至電源電壓 準’將節點ND1 2確實的預充電至電源電壓vcc位準。 第46頁 2075-6269-PF(N2).ptd 1240276 五、發明說明（41) ，，，制信號0 Pz之上升，電容元件cc進行充電果動 作，令輸出節點0D1!自電遷2 〇“上升至電麼3 ·να。本 輸出節點_之電壓位準上升至3 時，節點_之電 C位準係電源電壓VCC位準，M0S電晶體PQ1 2變成導通，節 點ND13也上升至電壓3 ·ν(：(：位準，M〇s電晶體〗 不導通狀態。 在時刻tl7，令控制信號0CTFZ自 地電綱位準時，利用電容元件Cb之充電泵動作，=接 _之電遷位準自電壓3.vcc位準降至高電壓二J點 變成導通’自輸出節點〇DU向最終輸出 保持在3二二F =電f位準確實的 m9 # v 平在本電何傳达動作時，節點NDB係電 φ ^ 又，輪出節點0D11及最終輸出節點F0D係同一 持狀：電壓位準比節幽的高，M°S電晶娜保 上升ί :5V令控制信號0CTFZ再自接地電壓gnd位準 電ίϊΓ】r「cc位準時’節點_利用電容元件cb之充 胃pga # $ H 位準上升，變成電壓3 · vcc，M0S電晶 體Ma變成不導通狀態。 屯日日 _二刻』19輪pz 源電壓vcc降至接地電 VCC位準。“ _U之電廢位準降低，變成2 · NIH3之電塵ΛΓ電晶體PQ12因處於導通狀態，節點 之動作。 3 ·ν(Χ降至電壓2 ·να。以後重複上述 第47頁 2075-6269-PF(N2).Ptd 1240276 五、發明說明（42) 因此，設置一段電壓驅動段5〇，在内部 動作期間中將輪出節點預充電，藉著傳送電 出節點之電壓只上升電壓VCC，可在最終 生 3 · VCC之電壓。 座生 此外，在上述之說明，為了簡化說明，未說明預充電 動作初期之暫態時之動作。可是，進行和實施 負電壓一VM位準之電路之情況一樣之動作，利用加強型 電晶體之臨限值電壓，防止無效電流之發生，八線 電壓之電壓位準逐漸上升。 7取〜叛出 此外，在最終輸出節點F〇D設置之安定化電容器c4， 在最終輸出節點F0D之負載變動小之情況不必特別的設， 置。 口又 又，藉著將圖1 2所示之控制信號產生電路之 反相，可產生控制信號0PZ、0CPZ、0CTZ以及0CT{ 因此，和實施例2 —樣，未要求這些控制信號、° 0CPZ、0CTZ以及0CTFZ在接地電壓GND和電源電 間變化，只要滿足構成元件之M〇s電晶體之導通/ = 件，置換為在所要之電壓之間變化之信號也可。 、條 如以上之說明所示，若依據本發明之實施例6， 生電壓2 ·νπ之電路之輸出節點設置充電泵用之在產 件，還配置一段之電荷傳送段，利用電容元件及^ = 電位偵側用之M0S電晶體控制該電荷傳送段之電荷即點 日日體PQa之導通/不導通，不會令產生不要之電荷之法、電 可高效率的使用電荷產生高電壓3 · vcc。 ^動’
2075-6269-PF(N2).ptd 第48頁 1240276 實施例7 圖1 6係概略的表示本發明之實施例7之電壓產生電路 之構造圖。在圖16，在内部節點ND12和最終輸出節點^⑽ 之間串接電荷傳送段XFP1〜 XFPn。這些電荷傳送段奵？1〜 XFPn各自具有和圖14所示之電荷傳送段XFp相同之構造。 各自和這些電荷傳送段XFP2~ XFPri之輸入節點龟。 0PD卜OPDn—1的配置電容元件CC1〜CCn—i。在這些電容 元件CC卜CCn — 1經由控制信號輸入節點S1 j及S1 2 &互^ 輸入控制信號0ΡΖ及0CPZ。對於各電荷傳送段XFpi〜 XFPn也各自經由控制信號輸入節點S13及S52交互的 x^pV^tpC^0CTFZ 〇 3、···經由控制信號輸入節點S1 3輸入控制信 ^ctz，>傳送電荷，對於偶數段之電荷傳送段xFp2、 =，制信號輸入節點352輸入控制信號0 CTFZ，控制電荷 源電】I傳Λ段XFP1〜XFPn各自#所輸入之電壓只升壓電 '、 因此，在最終輸出節點F0D產生電壓（n+1) · VCC ° 株制在本節點ND12之電荷儲存動作，設置電容元 、 ，各自按照控制信號0 PZ及0 CPZ對交又連接 通道M〇S電晶體NQ11和NQ12及節點ND11和〇12進行充電 2 ^ ι/ί於即」點〇 1 2執行充電泵動作之電路部分和前面 回 ° 4所不之構造相同。因此，節點ND1 2之電壓在 1240276 五、發明說明（44) 電壓VCC和高電壓2 · VCC之間變化。 圖1 7係表示圖丨6所示電壓產生電路在穩態時之動作之 日^序圖。以下，參照圖1 7，同時參照圖1 4說明圖1 6所示電 壓產生電路在穩態時之動作。 在，17，表示電荷傳送段讣^ _1、XFpi以及xFpi+i 之輸入節』及内部節點之電壓波形。在電荷傳送段xFpi — 1 制及广Χ=ίτ輸入夂控制錢WF，在電荷傳送
唬0CT，各電荷傳送段XFPj之輸入節點ND 〇 二，·表不=輸入節點NDI丨及〇1 i + 1對應之内部輸出節點 、、，1 —及0DU。在以下之說明，參照圖14說明各電荷 送段之輸入節點之電位。 •控制信號0 PZ降至接地電壓GND位準時，電荷傳送段 XFPi - 1之輸入節點NDH — j自電壓i · vcc降至（i —工）•又 VCC。一樣的，在電荷傳送段XFpi + 1，其輸入節點NDii 之電壓也自電壓（i+2) ·νπ降至（i + 1) occ。在這些電 傳达段XFPi-Ι及XFPi + 1 ’因M〇s電晶體pQb處於導通狀 態，將内部節點NDB 土^^及肋以+丨之電壓位準設為按昭下 段之電荷傳送段XFPi及xFPi+2之電壓位準之電壓。 而，在電荷傳送段XFPi，下段之電荷傳送段XFpi + l 輸入節點NDIi + l之電壓位準降至（i + 1) ·νπ時，因m〇s 晶體PQd處於導通狀態，其輸出節點NDB 土 (i+2) ·να 降至電壓（iH) .vcc。 rn” 自 控制信號0 CPZ自接地電壓GND位準上升至電源電壓
1240276 五、發明說明（45) νΓΛ準Λ’在電荷傳送段XFPi，利用對應之電容元件⑽ ” '動作’其輸入節點NDIi之電壓位準自壓i · ·να。利用本節點ndh之電壓上升，因在 議何專严段xm—1之m〇s電晶體_處於導通狀態，節點 POaL牲ΐ電壓位準上升至（i + 1) ·ν(Χ，對應之M0S電晶體 PQa保持在不導通狀態。 懕樣，在電荷傳送段XFPi + 1，其内部節點NDBi + 1之電 >也上升至（i+3) · vcc，對應之M〇s電 不導通狀態。 W ϋ 控制2號0CTZ自電源電壓vcc降至接地電壓GND位準 時’在電荷傳送段WPi，内部節點NDBi變成電壓i · VCC， M〇S電晶體PQa變成導通，其内部節點NDIi之電壓（i + i) · VCC^傳6下段之電荷傳送段XFPi + 1之輸入節點NDI i + 1。本 電何傳送時，在電荷傳送段XFNi -1及XFPi + Ι，因M0S電晶 體PQa處於不導通狀態，防止電荷逆流。 、、，控制信號0 CPZ上升至電源電壓VCC位準時，在電荷傳 运段XFPl ’内部節點NDBi之電壓位準自電壓i · VCC上升至 電壓（1 + 1) · VCC，對應之M0S電晶體PQa之閘極電位變成源 極電位以上，本M0S電晶體PQa變成不導通狀態。 ^接著’控制信號0 pz自接地電壓GND位準上升至電源 電壓VCC位準時，在電荷傳送段XFPi — 1及XFPi + Ι，各自利 用對應之電容元件⑶丄—1 &CCi +1之充電泵動作，各自之 輸入節點之電壓位準只上升電壓v c C。即，電荷傳送段 XFPl — 1之輸入節點NDI i — 1之電壓位準變成i · VCC，而電
1240276 五、發明說明（46) 送段XFH + 1之輸入節點NDHH之電塵位準變成（i+2) 在此狀態’在電荷傳送段XFPi，s電晶體摩因 極電位比源極電位低，變成導通狀態， = 至和電荷傳送段XFPi + 1之輸入節點NDn + l相 壓上升 =)。^，藝電晶體_保持在不導通狀態，^電荷 在此狀態，因控制信號0cm自 地位準，在電荷傳送段xm—〗及xm + i /内至^ 點NDBi -1及NDB1 + 1之電壓位準只降低 ^ M0S電晶體PQa變成導通，自輸入節點 對^ ODPi-KOH)傳送電荷。一樣 ：：出即點 XFPi + Ι，也自其輪入節wiWnT •丄，人士电打得又 # μ ^ # ^ DIi + Ι向輸出節點傳送電荷。 万二動作，在各電荷傳送段湖〜XFPn交 互的進二充電泵動作，進行電塵vcc之升壓動作， 終輸出卽點F0D產生電麼（n + j)ycc。 此外’在本高電壓產峰雷 ,.^ ^ 之初期時，釦音^ 7 ^ 生電路，也在其充電泵動作開始 值電壓設定不導通Τ:情在況「樣^ 之電位逐漸卜4 4心，在防止無效電流發生下，各節點 電11 到達最終之安定電壓位準。 & 4CTPZ t ί ^ 轭例7，控制信號 0pz、$CPZ、#CTZ 以 0=:::戶:塵及低位準電壓彼此不相等也可。 複數段電荷傳據本發明之實施例7，串接 4 使用電谷元件對各電荷傳送段之輸入 2075-6269-PF(N2).ptd 第52頁 Η 1240276 五、發明說明（47) 即點進行預充電動4乍，能以低耗電流產生所要之電壓位準 之内部電壓。 〇此外，藉著將圖1 2所示之控制信號產生電路之輸出信 就王部反相，可產生控制信號必PZ、 、 τζ以及 CTFZ。 實施例8
圖1 8係表不本發明之實施例8之電壓產生電路之構造 圖:圖18所示之電壓產生電路之構造在以下之事項和圖i 所不之電壓產生電路的相異。即，使用構成電荷傳送段之 ^通道M0S電晶體NQQ1及NQQ2，替代交叉連接之p通道M〇s電 $體？(31及PQ2。N通道M0S電晶體NQQ1接在預充電電壓供給 即點NDD2和内部節點ND2之間，而且其閘極（控制用電極） =内部節點（第一内部節點）NDD j連接。本預充電電壓供給 即點NDD2和供給係基準電壓之接地電壓GND之接地節點GG 連接。
N通道M0S電晶體NQQ2接在内部節點NDD1及ND2之間， 而且其閘極和接受控制信號ψρ之控制信號輸入節點S1連 接。内部節點NDD1經由電容元件CQ1和接受控制信號0 CTF 之輸入節點S32連接。 在内部節點ND2和輸出節點0D1之間所設置之電荷傳送 段之構造和圖1所示之構造相同，對於對應之部分賦與相 同之參照付號’省略詳細說明。 又’控制信號0 C T F、0 C P以及0 C T在接地電壓G N D和
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1240276 五、發明說明（48) 電源電壓VCC之間變化，自 控制信號。 圖1 2所不之控制電路產生這些 M0S電晶體NQQ1及叫的 電容元件CQ1構成第一電A _冓成苐一及第二電晶體， -控制信號，控制信號二於歸相當於第 各自構成第一及；成及第四電晶體，電容元件C2及C3 相當= 件。控制信號”及^各自 型。 工制L唬。又，M〇s電晶體全部係加強 圖19係表示圖18所子 x , a 0S rm ο ^所不電壓產生電路之動作之時序圖。 圖18所示電壓產生電路之動作。在 號波形: 义不輸出節點0D1產生負電壓一VCC時之信 在時刻10，控制作缺Λ D , ιζνι^^ ^ % MGND ^，f'ND2 ^ ^ #
Γ：3 « , t , - I =地電壓GND位準時，M〇s電晶體NQ2變成導通（輸出節點 $ ^之ι/壓位準為負電壓—VCC位準），將内部節點ND3設為 和輸出節點0D1同一電壓位準。 y又’利用電容元件⑶1之充電泵動作，内部節點NDD1 係接地電壓GND位準。控制信號ψρ係接地電壓位準之[位 準’ M0S電晶體NQQ2處於不導通狀態。 _ 第54頁 2075-6269-PF(N2).ptd 1240276 五、發明說明（49) 在時刻11，控制信號0 p上升至電源電壓vcc位準之η 位準。響應本控制信號0Ρ之上升，M〇s電晶體NQQ2變成導 通，内部節點NDD1及ND2在電氣上連接，設為同一電壓位 準（設為接地電壓位準）。 在時刻12 ’控制信號0 p係η位準之狀態，控制信號必 CP下降至L位準（接地電壓GND位準）。響應本控制信 之下降，利用電容元件C2之充電泵動作，節點肋2之^壓 位準降低。因M0S電晶體NQQ2係導通狀態，利用本電容元 件C2之充電泵動作，節點NDD1及仙？之電壓位準都自接地 ，壓降至負電壓一VCC位準為止。藉著將電容元件C2之電 容值設為遠大於電容元件CQ1之電容值，可令節點NDD1及 ND2之電壓位準都自接地電壓降至負電壓—V(：c位準為止。
内部節點02之電壓位準降至負電壓一vcc位準 出電荷傳送段之M0S電晶體NQ2變成不導通狀態，内部= ND3和輸出節點0D1分開，内部節點〇3變成浮動狀態。， 在此狀態，在時刻t3，使控制信號0 CT自接地電壓 GND位準上升至電源電壓vcc位準。響應本控制信號必口 上升，利用電容元件C3之充電泵動作，節點肋3之電壓 準自負電壓一vcc上升至接地電壓GND位準，M〇s電晶體 變成導通，將内部節點ND2和輸出節點〇D1在電氣上 在輸出即點0D1之電壓位準比内部節點ND2之電壓位準言 情況’正電荷自輸出節點〇D1向内部節點N 點0D1之電壓位準降低。 邓祝出即 内部即點ND3之電壓位準係接地電壓GND位準，在穩 第55頁 2075-6269-PF(N2).ptd 1240276 五、發明說明（50) ί，ΙΊ; :?1之閘極—源極間電壓係電源電壓vcc位 不文M0S電日日體叫1之臨限值電壓影響，可令電1在内 部節點ND2和輸出節點_之間移動。P曰^電何在内 出節=;=1Q1變成導通，電荷在内部節點nd2和輸 # #回一 φ /τΛ移動之情況’ M〇S電晶體NQ2之閘極和源極 狀^ 電晶體’係加強型電晶體，在此 狀心依據其臨限值電壓保持不導通狀態。 在時刻t4，控制信號0„自11位準降位準時，利用 ”谷το件C3之充電泵動作，内部節點ND3之電壓位準再降 至負電壓一vcc位準，M0S電晶體NQ1變成不導通狀態。 在本内部節點ND2和輸出節點0D1之間之電荷之移動 時a M0S電晶體NQQ2係導通狀態，將内部節點NDD1及_在 ，氣上，接，可自内部節點NDD1供給本内部節點ND2負電 荷，可咼效率的傳送電荷。此時，内部節點NDDl之電位和 内部節點ND2之電位大致相等，_電晶體_丨之閘極—源 極間電壓係臨限值電壓以下，保持不導通狀態。 、 在時刻t5 ’令控制信號0 CP自接地電壓GND位準之L位 準上升至電源電壓vcc位準之H位準。響應控制信號必⑶之 上升，利用電容元件C2之充電泵動作，内部節點ND2之電 位自負電壓一VCC位準上升。此時，控制信號0 p係電源電 壓VCC位準，因M0S電晶體NQQ2保持導通狀態，内部節點 NDD1及ND2之電壓位準都上升至接地電壓㈣^位準為止。 在時刻t6，使控制信號0P降至l位準，將M〇s電晶體 NQQ2設為不導通狀態時，内部節點NDD1及〇2在電氣上分 第56頁 2075-6269-PF(N2).ptd 1240276 五、發明說明（51) 開。 六一，日寸刻t7，使控制信號0 CTF上升至H位準時，利用電 =凡 < ⑶1之充電I動作，内部節點NDD1之電壓位準自接 地電壓GND位準^ ^ ^ 1上幵至電源電壓VCC位準（M0S電晶體Nqq2處 ； 、°隨著本内部節點NDD1之電壓位準之上 1 *M0S電晶體變成導通，將内部節點nd2預充電至接 地電壓GND位準。 一在時刻t8，控制信號0 CTF下降至L·位準時，利用電容 =之充電泵動作，内部節點NDDl之電位 電壓GND位準，M0S電晶體叫〇1之電位再降至接地電壓gnd ，準，M0S電晶體NQQ1變成不導通狀態（節點nd2為接地 壓位準）。 /Vt，藉著重複自時刻t〇至U之動作，按照内部節點 十電壓位準在輸出節點0D1產生負電壓一VCC。利用安 定化之電容元件4安定的保持本輸出節點〇D1之負電壓— VCC。 、 在至輸出節點0D1之電壓位準安定化為止之暫態， ί照f ’刻t7至時刻ΐ8之間之控制信號必CTF之11位 ，.交j電源電壓VCC位準，M〇s電晶體NQQ1變成導通，内部 :二接地節點連接’被設為接地電壓位準。’電晶 體_1變成不導通狀態後，藉著控制信號⑽^位準降 m:内部節，2變成負電壓—vcc位，，順電晶體 “、日、~，正電荷自輸出節點0D1流入内部節點ND2(負電 何自内部節點ND2向輸出節點_流出），輸出節點0D1之電
1240276 五、發明說明（52) 壓位準逐漸降低。 t雷3本之進電荷移動時，内部節點〇2之電壓位準係 .^ ^ V ’ M〇S電晶體NQ2之閘極電位係源極及汲 ί 體NQ1保持在導通狀態。因此，在暫態 π 口貝的供給輸出節點0D1負電荷，令其電壓位準 逐漸降低。 在本圖18所示之雷厭；+ M0S電晶體。因此，不電需壓要產用生以電^之構造，只使_用Ν通道 M0S電晶體分開之區：而匕道二S電㈣^ 用以形成p通道_電曰曰體之= ，不需要 降低製造費用。體之製程’可減少製程數，隨著可 w A又，分別依據控制信號⑽n 0 CTF以及0 P個 別的控制M0S—電晶體NQ1、NQ2、NQQ1以及NQQ2之閑極電 U112者適當的設定這些控制信號之時序，在切斷 =效電:了流動之路徑後可傳送電荷，可防止無效電荷流 ’可南效率的向輸出節點0D1傳送負電荷後產生負電壓 —VCC 〇
I 之構ΐ之ίΠ8所示之構造’和前面圖1所示之實施例1 構以之凊况一樣，藉著將控制信號0 CT、0 CP、0 ρ以 及0 CTF之振幅及供給連接M〇s電晶體NQQ1之作為預充電 壓供給即點之接地節點GG之電壓位準設為適當值，可 本輸出節點0D1產生之電壓設為所要之電壓位準。、 如以上之說明所示，若依據本發明之實施例8，串接
1240276 五、發明說明（53) 複數段電荷傳送段，交互的執行這些電荷傳送段之電荷傳 送，而且交互的執行這些電荷傳送段之連接之内部之$充 電及電荷儲存，可高效率的利用電荷產生所要之電壓位準 之負電壓。又，用同一導電型之M0S電晶體構成電路不 需要用以分開P及NM0S電晶體之區域，又，也減少勢程 數，可降低製造費用。 X壬 實施例9 圖2 0係表示本發明之實施例9之電壓產生電路之構造 圖。本圖20所示之電壓產生電路之構造在以下之事項和圖 3所示之電壓產生電路的相異。即，使用p通道電晶體° PQQ1及PQQ2，替代圖3所示交叉連接之n通道m〇S電晶體 NQ11及NQ12 °P通道M0S電晶體PQQ1接在預充電電壓供給節 點NDD12和内部節點ND12之間，而且其閘極和内部節點 NDD13 連接。 .、 預充電電壓供給節點NDD12和供給係電源電壓vcc之電 源節點pw連接，供給用以將内部節點ND12預充電至電源電 壓vcc位準之電荷。内部節點NDD13經由電容元件⑶13和接 文控制信號0 CTFZ之輸入節點S52連接。在輸出節點〇Di 1 產生高電壓2VCC( = 2 · VCC)。 P通道M0S電晶體PQQ2接在内部節點ND12及内部節點 NDD13之間，而且其閘極和接受控制信號必^之輸入節點 S11連接。 在内部郎點N D1 2和輸出節點〇 D 11之間所設置之傳送電
第59頁 1240276 "" -------------- 五、發明說明（54) 荷，電荷傳送段之構造和圖3所示之構造相同，對於對應 之部分賦與相同之參照符號，省略詳細說明。 本内部節點ND1 2經由電容元件C1 2和接受控制信號0 CPZ之輪入節點S12連接。 廷些控制信號0 PZ、0 CPZ、0 CTZ以及0 CTFZ藉著利 用反相器將控制信號產生電路輸出之控制信號0 p、0 CP、0 CT以及0 CTF反相而產生。 卜 在本圖20所示之構造，M0S電晶體PQQ1及PQQ2各自和 ^ 及第二電晶體對應，M〇S電晶體PQ11及PQ1 2各自和第 一及第四電晶體對應，控制信號0 Ctfz、0 PZ、0 CPZ以 及必CTZ各自相當於第一、第二、第三以及第四控制信 號。^，電容元件CQ13、C12以及C13各自和第一、第二以 及第三電容元件對應。 圖21係表示圖20所示電壓產生電路之動作之時序圖。 圖20所示電壓產生電路以供給電源節點PW之電壓VCC為基 準在輸出節點OD11產生電壓2VCC。因此，藉著將圖18所示 電疋、產生電路之信號及節點之電壓極性反相後以電源電壓 vcc為基準量測各内部節點之電壓，可得到本圖2〇所示電 壓產生電路之動作波形。因此，在以下，參照圖2丨，簡單 的說明圖2 0所示電壓產生電路之動作。 在時刻to ’控制信號0PZ、0CTZ以及0CTFZ係電源 電壓VCC位準之Η位準，控制信號0 Cpz係接地電壓GNd位準 之L位準。在此狀態，節點〇12係電源電壓vcc位準，又， 節點NDD13係電源電壓vcc位準。M0S電晶體PQQ2處於不導
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通狀態’又’ Μ 0 S電晶體p Q Q 1 容元件C13之充電泵動作，節 係高電壓2 ·ν(Χ位準，m〇s電 而’M0S電晶體PQ12處於導通 節點0D11在電氣上連接。 也處於不導通狀態。利用電 點N D1 3和上述之實施例2 —樣 日日體P Q1 1處於不導通狀態。 狀態，内部節點ND13和輸出 在時刻tl，控制信號0PZ自H位準（電源電壓vcc)降至 L位準（接地電壓GND位準），M〇s電晶體pQQ2變成導通狀 態，内部節點NDD13和内部節點〇12在電氣上連接。M〇s電 晶體PQQ1之閘極、源極以及汲極電壓全部相同，
導通狀態。
在時刻t2，控制信號0CPZ自[位準上升至η位準。響 應本，制信號0CPZ之上升，利用電容元件C12之充電泵曰動 作，節點ND12之電壓位準自電源電壓vcc位準上升至只高 本控制#號0 CPZ之振幅VCC之高電壓2 · VCC位準。此時， 因M0S電晶體PQQ2處於導通狀態，節點NDM3之電壓位準上 升至高電壓2 .VCC位準為止。#著將電容元件Π2之電容 值設為遠大於電容元件叫13之電容值，節點NDD13之充電 動作時，一樣可將節點NDD13充電壓高電壓2 ·ν(χ位準為 止。由於本節點OD13之電壓位準上升，M〇s電晶體㈧…處 於不導通狀態。 又’卩边著内部師點ND12之電壓位準之上升，mqs電晶 體PQ12變成不導通狀態（輸出節點〇D11之電壓位準為 2VCC) ’將内部節點ND1 3和輸出節點〇Dl 1分開。 在時刻t3，控制信號0 CTZ自Η位準降至L位準，利用
1240276 五、發明說明（56) Ϊ 充電泵動作’内部節_13之電塵位準自 同電£2 · VCC降至電源電塵vcc位準。本内部節點n 電荷在内部節點_和輸出m ^ mpqi 1 ^導通’ 晶_之臨限值電麼=移動。_電 电i之絕對值逖小於電源電壓VCC，可 在内=點ND12和輸出節細u之間傳送電荷，不受觀 ί := c ;::限值電壓影響。在輸出節點0 D11之電壓位 ^於山=況，自内部節點仙1 2向輸出節點0D11傳送 正電何，輸出卽點0D1 1之電壓位準上升。 在時刻t4，控制信號0CTZ自L位準上升至H位準，利 用電容元件C13之充電泵動作，内部節點ndu之電壓位準 再上=至南^慶2 .VCC。隨著，M0S電晶體PQ11變成不導 通：荷傳送動作之期間完了。此時，内部節點腿2 之電麼位準比内部節點ND13之電壓位準低 P:12變成導通狀態，正電荷也自内部節糊3經祕電 日曰體PQ12傳給輸出節點〇DU。隨著，因輸出節點觀i之電 ί位！f::有效的利用流出電#，無絲毫之無效電流流 動。這和實施例2之情況一樣。 "在時刻t5，控制信號0CPZ|H位準降至[位準，隨 m，容元件C12之充電系動作’内部節_12之電 壓位準自咼電壓2 OCC降至電源電魔VCC位準。内部節點 ND1 2變成電源電壓Vcc位準時，M〇s電晶體pQi 2變成導通狀 二ϋ rD1i和輸出節點_變成同一電位電晶體 PQ11文成不導通狀態，將内部節點NDU和輪出節點〇Dn分 第62頁 2075-6269-PF(N2).ptd 1240276 五、發明說明（57) 開（輸出節點0D之電壓位準比電源電壓vcc高之情況）。 又因M0S電晶體PQQ2變成導通狀態，按照本内部 ND12之電位變化，内部節點NDD13之電壓位準自正的言雷 壓2 · VCC降至電源電壓VCC位準。在此狀態，加強型之— ，晶體PQQ1之閘極及源極之電位相等，因保持不導通狀 態，無電荷自内部節點ND12流向電源節點Pw。 在時刻t6，使控制信號0PZ自[位準上升至11位 電晶體PQQ2因閘極及源極之電位相等而變為不導 態，内部節點NDD13和内部節點ND12在電氣上分開。 在時刻t7，使控制信號0CTFZ自η位準降^位 利用電容元件CQ13之充電泵動作，内部節點〇1)13之 位準自電源電壓vcc位準降至接地電壓GND位準，M〇s 體PQQ1變成導通，内部節點ND12和電源節點pw連接阳 部節點ND12預充電至電源電壓vcc位準。 円 在時刻t8，控制信號0CTFZ再自L位準上升至 =用電容元件CQ13之充電泵動作，内部節點nddu之電 ，變成電源電壓VCC位準時，M〇s電晶體pqqi變成不 恶，内部節點ND12之預充電動作完了。
以後，藉著重複自時刻t〇至t8之動作，可在輸 〇Dl 1產生高電壓2VCC。 箱】出即點 处=輸出節點0D1之電廢達到高電屢2 · vcc為止之暫 怨，自時刻t7至時刻t8之間之控制信號必口以 (接地電壓GND位準）時，M0S電晶體pQQl 部節點隨預充電至電源電廢vcc位準。在二出 1240276 五、發明說明（58) = =準比電源電壓vcc位準低之情況，M〇s電晶體pQi2 vd Ά在不導通狀態。控制信號Wcpz上升至電源電壓 VCC位準時，内部節點ND12之電壓位準變成高電壓2 · 電晶體PQQ1變成不導通狀態，切斷自内部節點 Ρ Γί電源節點1^之電流之流動。又，M〇S電晶體PQi2之 極電位比源極及沒極電位高，確實的被設為不導通狀 2信號0CTZ降至L位準時，内部節點ND13之電壓位 ρΙΙΪΐ動作時變成電源電壓VCC位準以下，M0S電晶體 ND12 # 1 Ϊ位比源極電位低而變成導通，1内部節點 。輸出即點0D11正電荷，輸出節點〇Μ丨之電壓位 上升。 在暫態時，郎點ND1 3之電壓位準在電源電壓KC和高 H:cc之間變化。至輸出節點〇DU之電壓變成電源電 ^以上為止’M0S電晶體1^12保持不導通狀態。在此狀 :’内部節點顧之電壓位準在電源電_和接地電麼 之B I化，按照控制信號0 CPZ將内部節點ND1 3設為接 ===時，M0S電晶體PQU變成導通，供給輸出^點接 0D1 1正電何，令其電壓位準上升。 當輸出節點0D11之電壓位準變成電源電壓vcc以上 時’M0S電晶體PQ12開始導通，内部節點犯13之電壓位 =出節點觀之電壓位準一樣的上升⑽電晶體p(m ηι ί内部節點，3之電壓位準也按照輸出節點 之 '壓位準上升。在此情％，自輪出節點〇D1 i向内部
2075-6269-PF(N2).ptd 第64頁 又’在本實施例9，控制信號$ pz 1240276 五、發明說明（59) 節點ND13流動之電荷令内部節點ND 13之電壓位準上升，用 以按照控制信號0CTZ及0CPZ將M0S電晶體PQ12及PQ11設 為導通/不導通狀態，無絲毫之無效電流流動。 因此’在圖2 0所示之電麼產生電路，也和實施例8 — 樣’高效率的傳送電荷，不會產生絲毫之無效電流，可在 輸出節點0D1 1產生高電壓2 · VCC。 ^ 又’在本圖20所示之電壓產生電路，只使用P通道M0S 電曰曰體。因此，和實施例8 一樣，不必製造p通道M〇s電晶 體及N通道M0S電晶體兩者，可減少電路佔有面積及製程 數，隨著可降低製造費用。 、 a , nrr -,f 一 ^ φ ΐ人 jCTFZ之振幅也係電源電壓vcc位準，以電源電壓vc 基準電壓，將vcc產生為只有本振幅高之高電a。可是， ΐ二本Λ源節點(預充電電壓供給節點)之電壓係和電源電 壓VCC相異之電壓位準，又，在控制信號州、⑽ζ ζ以及0 CTFZ之振幅和電源電壓vcc相異之情況，以给 預充電電壓供給節點（電源節點pw) 準了 可在輸出節點〇D產生控制信號⑽之振幅之高電為壓 之ί:Γ=若依據本發明之實施例9，利用 _電曰曰體’在此，控制閘極電壓進行電荷 :電；所要之電壓位準之正的高電壓，不會令產生無 實施例1 0
1240276 五、發明說明（60) ® 二ί示本發明之實施例1〇之電壓產生電路之構造 ^ ί 2 之電壓產生電路將預充電電壓供給節點 少雷L ί控制信號0ρ之輸入節點S1連接。本圖22所示 同路之其他構造和圖18所示之電壓產生電路相 :’對於對應之部分賦與相同之參照符號，省略詳細說 明〇 為了按照控制信號0CTF將内部節點N 至接地電壓GND位準，設置廳電晶體_ ‘ CTF變成Η位準f雷馮雪rurr你、隹、士 田役制1口就0 -隹^ (電源電壓VCC位準）時，控制信號艸係L位 =接地電壓GND位準)（參照圖19)。因此，本m〇s電晶體 NQQ1導通時，可按照控制信號0p將内部節點肋2預充電至 接地電壓位準。 控制信號0P係Η位準（電源電壓VCC位準）時，控制信 ΐ/二係L位準(接地電壓GND位準）。在此狀態，‘電°晶 體NQQ2處於導通狀態，内部節點NDD1及〇2在電氣上連 接，M0S電晶體NQQ1之閘極及源極之電位相等，保持在不 ，通狀態。因此，在内部節點ND2之電壓位準降低時，確 κ防止自本控制信號輸入節點S1流入内部節點⑽2。 因此’本圖22所示之電壓產生電路之動作波形由對於 圖18所示之電壓產生電路表示之圖19之動作波形提供。不 必將接地電壓GND用於產生負電壓—VCC，簡化電路構造及 佈置、。只是在安定化電容器C4將其另一方之電極和接地節 點GG連接而已，可將本安定化電容器以配置於適當之位 置。因此，本電壓產生電路不受電源線及接地線之配線佈 第66頁 2075-6269-PF(N2).ptd 1240276 五、發明說明（61) 置之限制’緩和電路配置位置之限制，改善在裝入本電壓 產生電路之半導體裝置之電壓產生電路之配置位置之自由 度0 實施例1 1 圖2 3係表示本發明之實施例11之電壓產生電路之構造 I圖。本圖23所示之電壓產生電路之構造和圖2〇所示之電壓 產生電路在以下之事項相異。即，和p通道M〇s電晶體pQQ1 連接之預充電電壓供給節點NDD1 2和接受控制信號0 PZ之 控制信號輸入節點S11連接。本圖23所示之電壓產生電路 之其他構造和圖20所示之電壓產生電路相同，對於對應之 部分賦與相同之參照符號，省略詳細說明。 “ 為了將内部節點ND12預充電至電源電壓VCC位準，設 置MOS電晶體PQQ1。當將M〇s電晶體pQQ1設為導通狀態之控 制信號Wctfz為L位準時，控制信號ψρζ係電源電壓vcc位 準之Η位準。因此，本M0S電晶體pQQ1導通時，可依據控制 信號0ΡΖ將内部節點ND12預充電至電源電壓vcc位準。二因 此，本圖23所示之電壓產生電路之動作波形由圖。所示之 動作波形提供，可實現和對於圖2〇所示之電壓產生電路一 樣之動作。 當控制信號0 PZ係L位準時，控制信號0 CTFZ係{1位 準，利用M0S電晶體PQQ2將内部節點NDD13AND12在電氣上 連接。因此，M0S電晶體PQQ1因其閘極及源極（内部點 ND1 2)之電位相等，保持在不導通狀態，確實抑制電流自 _ 2075-6269-PF(N2).ptd 第67頁 1240276 五、發明說明（62) 内部節點ND12流向輸入節點su 因此，使用圖23所示之電壓產生 電壓產生電路一樣，可產生正的高電壓2 ·，和圖20所示之 在圖23所示之電壓產生電路，為^ ·ν<^。 VCC，未利用電源電壓¥(：(：。因此，可_ 生高電壓2 · 簡化配線佈置。又，因在電壓產生電路構造，也可 vcc，可不受電源電壓vcc之配線佈 利用電源電壓 電路（在設置為半導體裝置之内部電路"㈢的配置電壓產生 生電路也可在系統1^!等之構造配:况）。本電壓產 集。 直马一個電路方塊之巨 如以上之說明所示，若依據本發明杂 、 内部節點預充電而利用控制信號n雷t 了 造。 文电，原，間化電路構 實施例1 2 生電路之構造 10(A)所示之 1 8所示N通道 成本電荷傳送 電晶體PQ1、 和圖1 0 ( A )所 〜XMn。在内 造和圖1 0 (A ) 圖24係表示本發明之實施例丨2之電壓產 圖。本圖24所示之電壓產生電路之構造和圖 電壓產生電路在以下之事項相異。即，用圖 M0S電晶體NQQ1和NQQ2及電容元件CQ1 AC2構 丰又’替代利用圖1 〇 (A)所示之交又連接之μ 〇 s PQ2構成之電荷傳送段。 在内部節點ND2和最終輸出節點f〇d之間 示之構造一樣，串接複數段電荷傳送段XFN1 部節點ND2和最終輸出節點F0D之間配置之構
2075-6269-PF(N2).ptd 第68頁 1240276 五、發明說明（63) ^ I"之構造相同，對於對應之部分賦與相同之參照符號， =詳細說明。電荷傳送段XFN1〜 XFNn各自之構造和圖 MB)所示之電荷傳送段XFN之構造相同。 在本圖24所不之電壓產生電路，内部節點N])2之電壓 f在接地電壓GND和負電塵—Vcc位準之間變化，利用電 达段XFN1供給自内部節點帅2往内部輸出節點0D1之負 主何。在自内部節點ND2往内部輸出節點〇D1傳送本負電荷 1ί制信號0 P 位準，#内部輸出節點0D1預充電至 蔣肉f —似位準（安定動作時），按照傳送控制信號必CT =内錢出節點GDI之電壓位準確實的設為負電壓—vc(：位 > 。在電荷傳送動作時，M0S電晶體NQQ2係不導通狀態， =邛節點ND3按照控制信號0 CT變成接地電壓GNj)位準，隨 ，電晶卿變成導通，可在節點ND2糊之; 電壓。 變成H位準時’内部節點ND2變成接地電 位準，M0S電晶體NQ2變成導通，内部輸出節點_和 在電氣上連接’將廳電晶體，確實設為不 制信號MM位準降至[位準時，内部輸出 即點0D1之電壓位準自負電壓一 vcc降至負電壓—aw 此狀態，M0S電晶體NQ2處於導通狀態，M〇s電晶體° 源極及汲極變成同一電位，保持不導通狀態。因 發生負電荷之逆流。 P曰 以後，和前面之圖l〇(A)所示之構造相同，在電荷傳 第69頁 2075-6269-PF(N2).ptd 1240276 五、發明說明（64) 送段XFN2〜XFNn，各自發生和控制信號必⑶及之振幅 vcc相等之壓降。因此，電荷傳送段XFNn — j之輸出節點 ODn —1之電位在負電壓—（n~i)vcc和負電壓一 n "⑶之 間變化。最後段之電荷傳送段XFNn按照控制信號0(：打供 給最終輸出節點F0D負電荷。因此，在本最終輸出節點 F0D，和圖10(A)所示之構造一樣的產生一η ·ν(χ之負電 —此外，在本圖24所示之電壓產生電路之構造，對於内 ^喊點ND2。又置電谷元件C2，纟最終輸出節點F⑽產生負電 【11 · VCC。藉著使用本電容元件C2令内部節點ND2在接 體CNonV、广5號川而内部之電荷傳送用之M0S電晶 ，（NQ1)導通時’可確實向内部輸出節則m傳送負電壓一 VCC。又’内部節點ND2回到接地電壓⑽位
=X二=電荷傳送用電晶體则設為不US 電荷僂㈣你，：!專送段XFN1，可按照控制信號0 CT控制 產生，/現耆，可令在電荷傳送段XFN1〜XFNn各自 產生振巾田VCC之壓降，不會令產生無效電流。 干之ΐϊίΓ4所示之電壓產生電路之動作，依據圖11所 不之仏唬波形，得到其動作波形。 XFN卜Hi圖24所示之電壓產生電路，電荷傳送段 〇2產生基本之負電荷=隹電二體構成，又，在内部節點 _1及NQQ2構成。因此广在何產生段也由M0S電晶體 在本電壓產生電路，各段全部由
1240276 五、發明說明（65) N通道M0S電晶體構成，以小的佔有面積且低耗電力可產生 所要之電壓位準之負電壓一η ·ν(Χ。 變更例
圖2 5係表示本發明之實施例1 2之變更例之電壓產生電 路之構造圖。本圖25所示之電壓產生電路之構造和圖24所 示之電壓產生電路在以下之事項相異。即，Ν通道M〇s電晶 體NQQ1之預充電電壓供給節點NDD2和接受控制信號0ρ之 輸入節點S1連接。本圖25所示之電壓產生電路之其他構造 和圖24所示之電壓產生電路相同，對於對應之部分賦與相 同之參照符號，省略詳細說明。 在本圖25所示之電壓產生電路，内部節點ND2之電壓 位準也在接地電壓GND(相當於控制信號之L位準）和負 電壓一vcc之間變化。因此，在最終輸出節點F〇D產 壓一η · VCC。 电 圖25所示之電壓產生電路之動作波形由圖Η所示之】 ΓΠΪΓ。在本圖25所示之電壓產生電路，因在負電/
fl化電路槿：接地電壓GND，和前面之實施例1 0 -樣，可 間化電路構造，隨著可降低製造費用。 如以上之說明所示，若依索 複數段電荷傳送段，/據本發明之實施例12，串4 谷易的產生所要之電壓位準之負二”最 因則通道M〇S電晶體 ^ ° ’各電何傳送4 製造費用。 了間化電路構造，隨著可降1
1240276 五、發明說明（66) 實施例1 3 圖26係表示本發明之實施例丨3之電壓 圖。本圖26所示之電壓產生電路之構造和^電路之構仏 ^ A 电給爻構造和圖16所示之電壓 以下之事項相異。即，在供給内部節點ndi2正 QQ和PQQ2及電容7〇件CQ1M〇cl2。本M〇s電晶體㈧…之預 電電壓供給節點NDD12和電源節點PW連接，接受電源 壓VCC。供給本内部節點〇12正電荷之電路構造和圖2〇、所 不=構造相同，對於對應之部分賦與相同之參照符號， 略時*細說明。 又，和圖6所示電壓產生電路之構造一樣，在内部節 點ND12和最終輸出節點F〇D之間串接11段電荷傳送段χρρι〜 =二在各電荷傳送段Xm〜XFPn — 1之内部輸出節 點0DP1〜〇DPn-l連接電容元件CC1〜ccn—j。這些 送段XFH〜XFPn及電容元件CC卜Cb—i之連接^動作^ g
圖18所示之電壓產生電路的相同，對於對應之部分賦與相 同之參照符號。因此，電荷傳送段XFpi〜XFPn交互的進 内邛節點之預充電及電荷傳送動作，又，電容元件c c】〜 CCn-1交互的執行對應之内部輸出節點〇Dpi〇Dpn—! 充電及升壓。 M 内部節點ND1 2和前面之圖2〇所示之電壓產生電路之構 造:樣，其電位在電壓VCC及2VCC之間變化。利用電荷傳 送段XFP1，在向内部輪出節點〇Dpi (〇D1丨）傳送高電壓2 ·
2〇75-6269-PF(N2).ptd 第72頁 1240276
路之動作波形由圖1 9 ’一樣的可自電源電
vcc後，按照控制信號ψρζ，利用電容元件CC1，本内部輸 出節點辦】之電塵位準再上升電㈣cc。 傳送段XFP卜XFPn -1，在各自之輪ψ松, 、 輸出即點產生對於前段 之輸出郎點電壓只升壓電壓之雷厭 电& VLL之笔壓。電荷傳送段XFPn 一1之輸出卽點ODPn—1之電屡位单為雪授 隹罨壓n · 和+ 1 ) • VCC之間變化。因此，利用最後段雷 π⑺取傻杈之電何傳送段11??11， 在最終輸出節點F0D產生高電壓（n+1)vcc。 因此’本圖26所示之電麼產生電 所示之電壓產生電路之動作波形提供 壓VCC產生高電壓（n + i )vcc。 對於本内部節點ND12配置電容元件C12，藉著令内部 節點ND12之電位在電源電壓vcc和高電壓2 · VC(：之間變σ 化，在電荷傳送段XFP1，當控制信號必cpz變成Η位準 f傳送用之M0S電晶體（PQ11)確實的保持不導通狀態，確’ 貫防止正電荷逆流，又，按照控制信號必CTZ經由電荷傳 送段XFP1可自節點⑽丨？向内部輸出節點〇1){)1傳送正電荷。 電荷傳送段XFP卜XFPn由P通道M0S電晶體構成，又， 對内部節點ND12之正電荷供給段也由p通道M〇s電晶體pQQi
及PQQ2構成，用同一導電型M〇s電晶體構成。因此，簡化 電路構造’可產生任意之電壓位準之正的高電壓 (n+l)VCC 。 變更例 圖27係表示本發明之實施例丨3之變更例之電壓產生電 1240276 五、發明說明（68) 路之構造圖。本圖27所示之電壓產生電路之構造和圖26 示之電壓產生電路在以下之事項相異。即，預充電電壓供 給節點NDD12和接受控制信號0PZ之輸入節點su連接。 本圖27所示之電壓產生電路之其他構造和圖“所示之電 產生電路相同’對於對應之部分賦與相同之參照符 略詳細說明。 ’ 在本圖27所示之電壓產生電&，_樣的，在 產生在電壓VCC及2 VCC之間變化之電壓。因此卩〇圖 26所示之電壓產生電路-樣’自最終輪出節點_產 (n + l)VCC之電壓位準之正的高電壓。 在本圖27所示之電壓產生電路，去 產生高電壓（n + l)VCC。因此，可簡化電路。〜壓VCC 二圖27所示之電壓產生電路之動作波形 之電壓產生電路-樣，由圖19所示之動作波形提=。6所不 如以上之說明所示，若依據本發明 部節點和最終輸出節點之間串接複數段電荷傳二Ί 的進行這些電荷傳送段之輸出節點之預 二=互 又，電晶體元件全部由P通道M0S電B # M # “何專送， 值详啻从立山 电日日體構成，可高效率的
製造費用。 路佔有面積及 本發明之電壓產生電路在一般 路）可用作產生内部電壓之電路。又，，、' 積體電 要電壓位準和電源電壓及接地電 、又 ^用於需 置。又，也可用作需要正及負之電壓之：導體裝 夜日日顯不裝置之液
1240276 五、發明說明（69) 晶驅動用之電壓產生電路。藉著利用本發明之電壓產生電 路，可實現最終產品或零件之低費用及低耗電力化。 如以上之說明所示，若依據本發明，利用電容元件之 充電泵動作控制電晶體之各個的閘極，個別的正確控制電 晶體之導通狀態/不導通狀態，產生用以產生内部電壓之 電何。可抑制無效電流流動，可面效率的使用電何’以低 耗電力產生所要之電壓位準之内部電壓。 詳細說明了本發明，但是這些只是例示，未成為限
2075-6269-PF(N2).ptd 第75頁 1240276 圖式簡單說明 圖1係表不本發明之實施例1之電壓 座生 圖 電路 圖2係表示圖1所示電壓產生電 之構 造 路之動作之信 圖 圖3係表示本發明之實施例2之電壓產 號波 形 生電路之構造 圖4係表示圖3所示電路之動作之信號波 圖5係概略的表示本發明之實施例3 =，。 路之構造圖。 η 4電壓產生電 圖 圖6係概略的表示圖5所示控制信號產生 电塔之構造 圖7係表示圖6所示電路之動作之時序圖。 圖 圖8係表示本發明之實施例4之電壓產生電路之構造 圖9係表示圖8所示電路之動作之信號波形圖。 圖 圖 圖10Α係表示本發明之實施例5之電壓產生電路之構造 圖1 0Β係表示圖10Α所示電荷傳送段之構造圖。 圖11係表示圖1 〇 Α及1 〇 Β所示電路之動作之信號波形 圖1 2係概略的表示產生圖1 0A所示控制信號之電路之 構造圖。 圖1 3係表示圖丨2所示電路之動作之信號波形圖。 圖1 4係表示本發明之實施例6之電壓產生電路之構造 圖0
2075-6269-PF(N2).ptd 第76頁 1240276 圖式簡單說明 圖1 5係表示圖1 4所示電路之動作之信號波形圖。 圖1 6係表示本發明之實施例7之電壓產生電路之構造 圖 圖1 7係表示圖1 6所示電路之動作之信號波形圖。 圖1 8係表示本發明之實施例8之電壓產生電路之構造 圖 圖 圖 圖 圖 圖19係表示圖18所示電壓產生電路之動作之時序圖。 圖2 0係表示本發明之實施例9之電壓產生電路之構造 圖21係表示圖20所示電壓產生電路之動作之時序圖。 圖2 2係表示本發明之實施例1 0之電壓產生電路之構造 圖2 3係表示本發明之實施例1 1之電壓產生電路之構造 圖2 4係表示本發明之實施例1 2之電壓產生電路之構造 圖2 5係表示本發明之實施例1 2之變更例之電壓產生電 路之構造圖。 圖2 6係表示本發明之實施例1 3之電壓產生電路之構造 圖。 圖2 7係表示本發明之實施例1 3之變更例之電壓產生電 路之構造圖。 符號說明
2075-6269-PF(N2).ptd 第77頁 1240276 圖式簡單說明 1控制信號產生電路、 10負電壓產生電路、 20正電壓產生電路、 30a〜30d 延遲電路、 ND1、ND2、ND3 内部節點、 GG基準電位節點、 SI、S2、S3 控制信號輸入節點、 PQ1、PQ2 P通道MOS電晶體、 NQ1、NQ2 N通道MOS電晶體、
Cl、C2、C3、C4 電容元件、 0 D1 輸出節點、 一 VCC負電壓、 Φ?預充電用控制信號、 0 CP電荷儲存用之控制信號、 0CT控制信號、 XFH〜XFNn、XFP卜XFPn 電荷傳送段 t
2075-6269-PF(N2).ptd 第78頁

Claims (1)

1240276 六、申請專利範圍 1. 一種電壓產生電路，包括： 第一導電型之第一電晶體，接在既定之電壓作用之基 準電壓節點和第一内部節點之間，而且其控制用電極和第 二内部節點連接； 第一導電型之第二電晶體，接在該基準電壓節點和該 第二内部節點之間，而且其控制用電極和第一内部節點連 接； 第一電容元件， 輸入節點和該第一 第二電 第二輸入節 第二導 節點之間， 第三電 用第三控制 第二導 内部節點之 2.如申 包括至少一 節點之間， 該電壓 第二導 節點和該電 和第四内部 容元件， 點和該第 電型之第 而且其控 容元件， 信號之第 電型之第 間，而且 請專利範 段之電壓 在該最終 驅動段包 電型之第 壓驅動段 節點連接 接在接受預充電用第一控制信號之第 内部節點之間； 接在接受電荷儲存用第二控制信號之 二内部節點之間； 三電晶體，接在第二内部節點和輸出 制用電極和第三内部節點連接； 接在該第三内部節點和接受電荷傳送 三輸入節點之間；以及 四電晶體，接在該輸出節點和該第三 其控制用電極和第二内部節點連接。 圍第1項之電壓產生電路，其中，還 驅動段，接在該輸出節點和最終輸出 輸出節點產生最終電壓； 括： 五電晶體，接在該電壓驅動段之輸入 之輸出節點之間，而且其控制用電極
2075-6269-PF(N2).ptd 第79頁 1240276 六、申請專利範圍 雷饜ί Cl電型之第六電晶體，具有第四電容元件，和該 士 ^ ^之輸入節點連接；配置複數段該電壓驅動段 I控：ίΐ接系列在ΐ第四電容元件交互的輸入第-及第 節fl之^ ^，接在该第四内部節點和該電壓驅動段之輸出 連接；I，而且其控制用電極和該電壓驅動段之輪入節點 電壓：動】：70 Γ:和第四内部節點連接；配置複數段該 X g，>二寺，在該連接系列在該第五電容元件交互的輸 入第四控制信號和該第三控制信號。 X互的 3=申請專利範圍第2項之電麼產生電路，其中，該 控制信號在該第一控制信號自第一邏輯位準、移1 邏輯位準並經過既定時間後變成第一 第一控制信號自該第二邏輯位 _ ^ _而且 ο 自該第-邏輯位準移往該；亥第-邏輯位準之前 =第三控制信號在該第二控制信號移往第一 後自該第一邏輯位準移往該第二邏輯位 邏輯位準之前自㈣二邏輯 =位旱移在該第- 該第四控制信號當該第一-邏輯位準、 而且該第二控制信號移往該第 ：第-邏輯：： 後該第—控制信號移往該第並經過既=間 期間變成Μ二邏輯位準。輯位準之前在威時間之 4二如申請專利範圍第2項之電壓產生電路，直中，該 至> -段之電壓驅動段包含複數段串接之電壓驅動段。 第80頁 2075-6269-PF(N2).ptd 1240276 六、申請專利範圍 5. 如申請專 給内部電路來自 該電壓產生 器。 6. 如申請專 生自該輸出節點 該電壓產生 Ί. 一 第一 節點和第 節點連接 第一 一輸入節 够 一 之間，而 號之第二 第三 而且其控 第四 間，而且 第二 信號之第 第三 第四輸入 電容元 點和該 電晶體 且其控 輸入節 電晶體 制用電 電晶體 其控制 電容元 三輸入 電容元 節點和 件，接在接 第二内部節 ，接在該第 制用電極和 點連接； ，接在該第 極和第三内 ，接在該輸 用電極和第 件，接在接 節點和該第 件，接在接 該第三内部 利範圍第2項之電壓產生電路，其中，供 該最終輸出節點之最終電壓； 電路還包括和該最終輸出節點連接之電容 利範圍第1項之電壓產生電路，其中，產 供給内部電路之内部電壓； 電路還包括和該輸出節點連接之電容器。 種電壓產生電路，包括： 電晶體，接在供給預充電電壓之預充電電壓供給 一内部節點之間，而且其控制用電極和第二内部 受預充電用第一控制信號之第 點之間； 一内部節點和該第二内部節點 接受電荷儲存用之第二控制信 一内部節點和輸出節點之間， 部節點連接； 出節點和該第三内部節點之 一内部節點連接； 受第二電荷預充電用第三控制 一内部節點之間；以及 受電荷傳送用第四控制信號之 節點之間。
2075-6269-PF(N2).ptd 第81頁 1240276 六、申請專利範圍 既 定之專，圍第7項之電壓產生電路，其中，1 該 之固疋電壓作用於該預充電電壓供給節點 •如：請專利範圍第7項之電壓產生電路，其中v 一控制信號作用於該預充電電壓供給節點。 =如申_請專利範圍第7項之電壓產生電路，其中·· 田"亥第一控制化號為第一邏輯位準時該第三控制信號 :定期間變成第二邏輯位帛，當該第三控制信號為第二 ^輯位準時該第四控制信號在既定期間變成第一邏輯位 線當該第，控制信號為第二邏輯位準時該第一控制信號 文、第邏輯位準後，執行該第—内部節點之預充電。 11.如中請專利範圍p項之電堡產生電路，其中，還 包2至少-，之電壓驅動段，接在該 點和最終輸出 卽點之間，在該最終輸出節點產生最钦 該電壓驅動段包括： 、 ’ ?區動：：二：？接在5亥電壓驅動段之輸入節點和該電壓 輸出…間，而且其控制用電極和第四内部節 第四電容元件，和該電壓觝叙& 第五電容元件，和該；：=?之；入節點連接； 第六電晶體，接在該第四内：：：接’以及 輸出節點之間，而且其控制用雷：：點和該電壓驅動段之 節點連接； 11 ϋ忒電壓驅動段之輸入 在配置複數段該電壓驅動ρ ± 又寻，在該連接系列在該第
2075-6269-PF(N2).ptd 第82頁 1240276 六、申請專利範圍 ;電容7^件交互的輸人該第二控制信號和該第三控評 ’而且在該第五電容元件交互的輸： 弟四控制信號。 控制^唬和该 言歹裳L2:申請。專利範圍第11項之電麼產生電路，盆中， 控制6號在該第二控制信麥自篦一、羅龆、八 二邏輯位準並經過既定時 2 k輯位準移往第 準，該第二控制==後；既定期間變成第-邏輯位 ;往該第二邏輯位準後"二邏輯m一:::準 -經移往第-邏輯位準 二邏輯位準；控制仏號移至該第一邏輯位準後變成第 後在在=三控制信號移往第二邏輯位準 四控;;信號移後制信號在該: 1 3·如申請專 移彺δ亥第—邏輯位準。 供給内部電路來第11項之電壓產生電路，其中， 該電壓產1 ^ ·、、冬輸出節點之最終電壓； 器。14 生電路還包括和該最終輸出節點連接之電容 生自該^出申Λ專Λ範内圍部第雷7項之電壓產生電路，其中，產 該電壓產峰二=内°卩電路之内部電壓； 產 還包括和該輸出節點連接之電容器。 第83頁
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