TWI391805B - 廣大範圍供應電壓之有效率的充電泵 - Google Patents

Description

廣大範圍供應電壓之有效率的充電泵

本發明係關於一種狄克生(Dickson)充電泵。更特定言之，本發明係關於一種可以高供應電壓或低供應電壓來操作之狄克生充電泵。

目前廣泛使用非揮發性數位資料記憶體裝置。諸如個人資料助理(personal data assistant,PDA)、行動電話及電子筆記型電腦之各種消費性產品需要用於將資訊儲存於大容量緊密載體(compact support)中之非揮發性記憶體裝置。

非揮發性記憶體裝置之缺點為與其操作相關聯之高功率消耗速率。功率消耗速率顯然對諸如以上所列出之產品的攜帶型產品具有重要意義，因為此等裝置通常為電池供電的。

經消耗以操作此等記憶體之大部分功率轉向充電泵電路，該等充電泵電路經配置以將電壓值提高至高於供應位準(通常為電池電壓位準)用於進一步供應整合於記憶體裝置中之電路的一部分。此功率消耗為用以在非揮發性記憶體裝置中執行諸如程式及抹除操作之基本操作所需要之高電壓的結果。在利用低電壓供應電路之處，讀取操作以及程式及抹除電壓高於供應電壓。

因此，提供對用於充電泵電路操作之電源利用盡可能小之消耗的充電泵電路具有顯著重要性，且對用於積體電路之日益更低之供應電壓的當前趨向可僅增加此重要性。

參照圖1，一典型四級狄克生充電泵裝置之電路圖包括串聯連接之二極體D₁ -D₅ ，其中耦合電容器C₁ -C₄ 各連接至二極體D₁ -D₅ 之間的一節點。狄克生充電泵電路亦包括一輸出電容器C_L 。輸出電容器C_L 與外負載103並聯連接。輸入時脈脈衝CLK_A 與CLK_B 相對於彼此具有相反相位。將時脈脈衝CLK_A 及CLK_B 輸入至時脈驅動器101。時脈驅動器101具有電源電壓V_DD (未圖示)。將時脈脈衝CLK_A 與CLK_B 之輸出相位分別表示為φ2與φ1。將時脈脈衝相位φ1饋入至電容器C₁ 及C₃ ，而將時脈脈衝相位φ2饋入至電容器C₂ 及C₄ 。

在恆定電流I_out 經由外負載103而流出之穩定狀態中，流至充電泵裝置之輸入電流為來自輸入電壓V_DD 之電流與自時脈驅動器所提供之電流的總和。此等電流係如下文所說明，其忽略流至任何雜散電路電容之充電電流或來自任何雜散電路電容之放電電流。在φ1為“高”(意即，邏輯“1”)且φ2為“低”(意即，邏輯“0”)之時脈週期期間，2．(I_out )之平均電流在圖中作為實線箭頭所說明之方向中流過複數個路徑之每一者。

在φ1為“低”且φ2為“高”之隨後時脈週期期間，2．(I_out )之平均電流在圖中作為虛線箭頭所說明之方向中流過複數個路徑之每一者。在一完整時脈週期上此等上述電流之每一者的平均電流為I_out 。穩定狀態中來自充電泵裝置之增加電壓係藉由等式(1)來表達：V_{o u t} ＝V_{i n} －V_d ＋n(V_{Φ '} －V₁ －V_d ) (1)

其中V_{Φ ’} 係指每一連接節點處藉由時脈脈衝之變化經由耦合電容器而感應之電壓的振幅；V₁ 表示歸因於輸出電流I_{o u t} 之電壓降；V_{i n} 表示輸入電壓，其通常在正電壓升壓中被設定於V_{D D} 且在負電壓升壓中被設定於0伏特；V_d 係指正向偏壓二極體電壓；且n表示泵級之數目。

另外，V₁ 及V_{Φ ’} 係藉由以下等式來表達：

其中C_i 表示電容器C₁ －C₄ 之一者的時脈耦合電容；Cs為每一連接節點處之雜散電容；V_Φ 為時脈脈衝之振幅；f為時脈脈衝之頻率；且T為時脈脈衝之時脈週期。藉由下式來計算充電泵裝置之功率效率η ，其忽略自時脈驅動器至雜散電容器之充電電流/自雜散電容器至時脈驅動器之放電電流且假定V_{i n} ＝V_{D D} ，

因此，充電泵裝置藉由使用二極體作為電荷轉移元件來連續地將電荷轉移至下一級而將電壓升壓。然而，歸因於製造過程內之製造相容性，金氧半導體(Metal－oxide semiconductor,MOS)電晶體比PN接合二極體更易於在半導體積體電路中建構。

因此，將如圖1B中所指示之MOS電晶體代替圖1A之二極體D₁ -D₅ 而用作電荷轉移元件。藉由使用MOS電晶體，等式(1)中之V_d 係以V_th 來置換，其中V_th 表示MOS電晶體之臨限電壓。

圖2展示可用於驅動圖1A及圖1B中所示之狄克生充電泵電路之任一者的簡單環式振盪器。該環式振盪器係由串聯連接之許多反相器元件203₁ 、203₂ 、......、203₅ 所組成。當在反及(NAND)閘極201之第一輸入處呈現被標記為“clk_en”之低電壓信號時，輸入NAND閘極201提供用於使振盪器去能之方法。每一振盪器輸出產生信號clk及，其在clk_en處之信號較低時為穩定的(意即，φ1=1，φ2=0)。當被致能時，輸入NAND閘極201使來自NAND閘極201之第二輸入的訊號信號反相。接著將該訊號信號經由反相器元件203₁ 、203₂ 、......、203₅ 而傳播回至NAND閘極201之第二輸入。此過程持續直至clk_en處之致能訊號信號回至較低為止。將訊號信號傳播回至第二輸入所花費之時間量係藉由反相器元件203₁ 、203₂ 、......、203₅ 之每一者的延遲來判定。此反相器延遲視供應電壓V_DD 而定；供應電壓V_DD 判定可施加至反相器元件203₁ 、203₂ 、......、203₅ 之每一者內之電晶體的最大閘極-源極電壓。該閘極-源極電壓判定用於反相器元件203₁ 、203₂ 、......、203₅ 之每一者的電流驅動，因此判定了傳播延遲。將存在於f₁ 處之訊號信號提供至第一時脈驅動器部分204，該第一時脈驅動器部分204包含皆以彼此串聯之方式而連接之NAND閘極205、第一反相器207₁ 及第二 第一反相器207₁ 及第二反相器207₂ 。第一時脈驅動器部分204產生一輸出“clk”。將f₀ 處之信號提供至第二時脈驅動器部分208，該第二時脈驅動器部分208包含皆以彼此串聯之方式而連接之NAND閘極209、第一反相器211₁ 及第二反相器211₂ 。第二時脈驅動器部分208產生一輸出“”。輸出信號clk與相對於彼此為180°異相。

一種可與狄克生型充電泵裝置一起使用之示範性電壓升壓器及調節器特別適合於以高供應電壓與低供應電壓兩者來維持效率。對於高電壓供應(例如，2.6伏特或更大)，充電泵減小總功率消耗，從而導致更有效率之設計。對於低電壓應用(例如，對於小於2.6伏特之供應電壓)，充電泵使用升壓器電路以將時脈輸入電位增加至超過可用於典型狄克生陣列之供應電壓。另外，充電泵避免典型狄克生陣列中之固有二極體電壓降。

在一示範性具體例中，充電泵裝置包含複數個開關元件、一電壓升壓器及一電壓調節元件。該複數個開關元件係經組態以將一或多個電荷儲存元件連接至一供應電壓源及與其斷開。該電壓升壓器包含該一或多個電荷儲存元件且連同該複數個開關元件一起組態以提供均大於該複數個開關元件及該供應電壓源之每一者之臨限電壓的電壓輸出。該電壓輸出適合於耦合至充電泵電路(例如，狄克生型充電泵)之輸入。該電壓調節元件係經耦合以接收供應電壓源作為輸入，且若該供應電壓源較低，則該電壓 調節元件經組態以被致能，且若該供應電壓源較高，則該電壓調節元件經組態以被去能。

圖3之方塊圖提供本發明之充電泵電路300之各種部分的概觀。充電泵電路300包括一振盪器電路301、一調節充電泵及升壓器電路303及複數個泵級305₁ 、305₂ 。

振盪器電路301接收經由反相器而饋入之一致能信號pump_on及單一輸出clk信號。由於在此項技術中熟知此等電路而未論述振盪器301之細節。可與本發明一起使用之一示範性振盪器電路在2004年11月22日提出申請之美國專利申請案序號10/995,458(主張2004年8月17日提出申請之法國專利申請案序號04/08931之優先權)中得以詳細說明，其標題為“Oscillator Circuit for EEPROM High Voltage Generation”且連同此申請案一起被共同讓渡給Atmel Corporation,San Jose,CA。

調節充電泵及升壓器電路303接收來自振盪器301之clk信號作為輸入。供應電壓V_DD 在lv_fuse處連接至調節充電泵及升壓器電路303，且兩個時控輸出信號out及將一時脈及反相時脈輸入提供至複數個泵級305₁ 、305₂ 。視輸入供應電壓V_DD 之電位而定，可能會或可能不會在振幅上將兩個時控輸出信號out及升壓。通常，若供應電壓V_DD 小於大約2.6伏特，則將使輸出信號之電位升壓。以下參照圖4、圖5A及圖5B來說明調節充電泵及升壓器電路303之細節。

如參照圖1B之基於互補金氧半導體電晶體(Complementary Metal－Oxide－Semiconductor Transistor,CMOS)之狄克生泵級所說明，可建構複數個泵級305₁ 、305₂ 作為典型狄克生型泵級。儘管僅展示兩個級，但是熟習本技術者將認識到，可藉由並聯及/或串聯地組合許多泵級來獲得更高之輸出電壓及/或電流。

在圖4之示範性具體例中更詳細說明調節充電泵及升壓器電路303。圖4包括時脈反相電路401及複數個驅動器電路403₁ 、403₂ 。時脈反相電路401包括兩個並聯NAND－反相器－NAND－反相器系列連接串，每一串與另一者並聯連接。假定電源接通(意即，pwr_on＝1)，則對於一特定輸入而言時脈反相電路401之輸出c₀ 及c₂ 在圖4之表格中被展示為彼此互補(意即，“0”或“1”)。每一輸出c₀ 、c₂ 充當複數個驅動器電路403₁ 、403₂ 之輸入。

驅動器電路403₁ 、403₂ 之每一者彼此交叉耦合。驅動器電路403₁ 、403₂ 包含控制電壓調節與升壓器電路兩者之主要電路。參照圖5A及圖5B分別詳細說明示範性電壓調節及升壓器電路。

圖5A包括可用作圖3之調節充電泵及升壓器電路303之每一驅動器級403i之輸出級之特定示範性驅動器電路403的細節。第一及第二大電容器C₁ 及C₂ 儲存輸入供應電壓V_{D D} 。將儲存於第二大電容器C₂ 中之電荷經由clk_out分接頭(tap)經由P通道金氧半導體(P－channel Metal Oxide Semiconductor,PMOS)電晶體P₁ 而傳遞至狄克生泵級305_i 。該clk_out分接頭為供應電壓V_{D D} 之升壓版本。在一特定示範性具體例中，第一大電容器C₁ 具有4.5微微法拉(picofarad)之儲存值，且第二大電容器C₂ 具有55微微法拉之儲存值。以下參照圖5B給出通用示範性升壓器電路之細節。

圖5A亦包括一電壓調節器部分501。電壓調節器部分501包括額外電路，該額外電路提供防止int_hv_out處之輸出電壓超過積體電路(Integrated Circuit,IC)電晶體之絕對最大電壓額定值的反饋路徑。在此具體例中，電壓調節器部分包括串聯連接之PMOS電晶體P₂ 、P₃ 及P₄ 、閘極耦合N通道金氧半導體(N_channel Metal Oxide Semiconductor,NMOS)電晶體N₁ 及N₂ 、V_{D D} 傳遞電晶體(pass transistor)P₅ 、及NAND閘極I₁ 。在一特定示範性具體例中，IC電晶體之絕對最大電壓額定值為5.5伏特。

圖5B之功能表示提供圖5A之升壓器電路部分的高位準解釋。在涉及低供應電壓之操作中：在第一時脈相位Φ1期間，將開關S₁ 、S₃ 及S₅ 接通(意即，“關閉”)，而將開關S₂ 及S₄ 切斷(意即，“打開”)。開關S₅ 將輸出拉“低”。同時，將電容器C充電至供應電壓位準V_{D D} 。在第二時脈相位Φ2期間，將開關S₁ 、S₃ 及S₅ 切斷，而將開關S₂ 及S₄ 接通。輸出電壓現在上升為供應電壓V_{D D} 的大約兩倍。因此，隨後泵級305經歷在0伏特與2V_{D D} 之間交替的電壓，從而使得泵級305更有效率，因為任何二極體電壓降均包含總起動供應電壓之更小的百分比。舉例而言，假定泵級二極體電壓降為0.7伏特。對於僅1.2伏特之供應電壓，歸因於跨越二極體之電位損失的百分比效率為。然而，藉由在進入泵級之前將電壓升壓，百分比效率增加至。因此，升壓器電路部分產生顯著的效率增加。

在涉及高供應電壓之操作中：歸因於電路之調節功能而與低電壓操作中不同地來操作開關S₁ 至S₅ 。調節電路量測由電路所輸出之電壓。如以上關於圖5A所論述，示範性具體例之調節電路包括PMOS電晶體P₂ －P₅ 、NMOS電晶體N₁ 及N₂ 、及NAND邏輯閘極I₁ 。再次返回參照在高電壓時操作之圖5B，在時脈Φ1期間，將開關S₁ 、S₃ 及S₅ 接通，而將S₂ 及S₄ 切斷。再次將電容器充電至電位V_{D D} 之位準。歸因於開關S₅ 被接通，因而輸出電壓保持較低。在第二時脈相位Φ2中，若所量測之輸出電壓保持在大約2.6伏特以下，則將開關S₁ 及S₅ 切斷、S₂ 保持切斷、S₃ 保持接通且將S₄ 接通。以上所說明之此高電壓操作與低電壓操作之間的主要差異在於：開關S₂ 恆定地切斷且開關S₃ 恆定地接通。因此，輸出電壓在低電壓操作中不再被升壓，而是輸出電壓在0伏特與約2.6伏特之間交替。因此，輸入至隨後狄克生充電泵級之輸入電壓始終為0伏特或約2.6伏特。另外，轉移至充電泵級之能量受電容器C之值的限制。因此，所引出之供應電流為有限的，藉此使得泵級在更高電壓(例如，具有一致脈衝寬度之一致且熟知的輸出電壓)時良好地運轉。

圖6包括串聯連接之複數個泵級305₁ 、305₂ 、......、305_n ，其中每一泵級305_i 連接至來自調節充電泵及升壓器電路303(圖3)之clkout信號與互補(意即，相反相位)信號兩者。在此具體例中，將V_DD 傳遞電晶體601選擇為“nw”元件(具有高於正常臨限電壓之電壓V_t )而非“nws”元件，以避免電流在低供應電壓時倒漏至電源。“nw”元件為具有p井之自然(意即，無臨限植入)高電壓n通道電晶體。“nw”電晶體與“nws”元件相比具有更高之臨限電壓(大約0.22伏特)，且因此具有更低洩漏。“nws”元件為基板中之自然高電壓n通道電晶體。“nws”電晶體之臨限電壓為約-0.09伏特。熟習本技術者將認識到，“nws”元件可以最小效能差異來取代“nw”元件。

在上述說明書中，本發明已參照其特定具體例而得以說明。然而，對於熟習本技術者而言將很明顯地在不脫離隨附申請專利範圍中所陳述之本發明之更廣精神及範疇的情況下，可對其進行各種修改及改變。舉例而言，熟習本技術者將瞭解，儘管已根據特定電路及特定電壓位準來說明升壓器及調節器電路，但是在不脫離本文所呈現之本發明之範疇的情況下，可建構等效或類似電路及電壓。另外，諸如結合電壓升壓器電路而說明之電容器的個別元件可為任何電荷儲存元件，諸如經連接以充當電荷儲存機構之電晶體、一系列與被製造為積體電路之一部分之交錯介電質耦合的板、或藉由半導體技術中所熟知之技術而製造的梳狀電容器。其他項係根據MOS積體電路元件而得以說明，但是一般技術者將認識到，亦可容易使用其他製造技術，諸如雙極或BiCMOS技術。因此，應在說明性而非限制性的意義上來考慮本說明書及圖式。

101．．．時脈驅動器

103．．．外負載

201．．．反及(NAND)閘極

203₁ ．．．反相器元件

203₂ ．．．反相器元件

203₃ ．．．反相器元件

203₄ ．．．反相器元件

203₅ ．．．反相器元件

204．．．第一時脈驅動器部分

205．．．NAND閘極

207₁ ．．．第一反相器

207₂ ．．．第二反相器

208．．．第二時脈驅動器部分

209．．．NAND閘極

211₁ ．．．第一反相器

211₂ ．．．第二反相器

300．．．充電泵電路

301．．．振盪器電路/振盪器

303．．．調節充電泵及升壓器電路

305₁ ．．．泵級

305₂ ．．．泵級

305₃ ．．．泵級

305₄ ．．．泵級

305_n ．．．泵級

305_{n － 1} ．．．泵級

305_{n － 2} ．．．泵級

401．．．時脈反相電路

403．．．驅動器電路

403₁ ．．．驅動器電路

403₂ ．．．驅動器電路

501．．．電壓調節器部分

601．．．V_{D D} 傳遞電晶體

圖1A為先前技術之狄克生充電泵。

圖1B為展示在CMOS結構中所建構之先前技術之充電泵裝置的橫剖面圖。

圖2為可用於驅動充電泵電路之簡單環式振盪器電路。

圖3為本發明之充電泵電路的示範性方塊圖。

圖4為圖3之充電泵之示範性調節充電泵及升壓器電路級。

圖5A為圖4之調節充電泵及升壓器電路級的示範性驅動器電路。

圖5B為圖5A之驅動器電路的功能表示。

圖6為圖3之充電泵電路的示範性泵級。

300．．．充電泵電路

301．．．振盪器電路/振盪器

303．．．調節充電泵及升壓器電路

305₁ ．．．泵級

305₂ ．．．泵級

Claims (22)

1. 一種充電泵裝置，其包含：用於一時脈信號之一電壓升壓器，該電壓升壓器具有：(i)一電壓輸入、一時脈輸入及一時脈輸出，該電壓輸入經調適以耦合至一供應電壓源以接收一供應電壓，該時脈輸入經調適以耦合至一振盪器級以接收該時脈信號，該時脈輸出經調適以供應一充電泵電路；(ii)一或多個電荷儲存元件；及(iii)複數個開關元件，該複數個開關元件係可組態地配置成使得：在該時脈信號之一第一時脈相位期間，將該等電荷儲存元件之至少一者之一第一端點耦合至該供應電壓且將該等電荷儲存元件之至少一者之一第二端點接地，俾使該第一端點係充電至一供應電壓位準，該時脈輸出亦接地，及在該時脈信號之一第二時脈相位期間，該第一端點係耦合至該時脈輸出且當該供應電壓小於於一臨限電壓位準時，該第二端點係耦合至該供應電壓，俾使耦合至該時脈輸出之該第一端點係進一步充電以大於該供應電壓，且當該供應電壓至少為該臨限電壓位準時，該第二端點係接地，俾使耦合至該時脈輸出之該第一端點係位於該供應電壓。
2. 如申請專利範圍第1項之充電泵裝置，更包含：該振盪器級，該振盪器級經組態以產生一時脈輸出及一反相時脈輸出，其各形成一輸入至該電壓升壓器之時脈信 號；及一狄克生(Dickson)充電泵，其具有複數個級，各級自至少一個電壓升壓器接收時脈輸出。
3. 如申請專利範圍第2項之充電泵裝置，其中該供應電壓源係經由一傳遞電晶體而供應至該狄克生充電泵，該傳遞電晶體係經選擇以避免電流在低供應電壓時倒漏至該供應電壓源。
4. 如申請專利範圍第1項之充電泵裝置，其中該複數個開關元件包含MOS電晶體。
5. 如申請專利範圍第1項之充電泵裝置，其中該一或多個電荷儲存元件包含電容器。
6. 一種充電泵裝置，包含：用於一時脈信號之一電壓升壓器，該電壓升壓器具有：(i)一電壓輸入、一時脈輸入及一時脈輸出，該電壓輸入經調適以耦合至一供應電壓源以接收一供應電壓，該時脈輸入經調適以耦合至一振盪器級以接收該時脈信號，該時脈輸出經調適以供應一充電泵電路；(ii)一或多個電荷儲存元件；及(iii)複數個開關元件，該複數個開關元件係可組態地配置成使得：在該時脈信號之一第一時脈相位期間，將該複數個開關元件之一第一部分接通，並將該複數個開關元件之一第二部分切斷，該第一部分之至少一者將該時脈輸出之一位準拉低，同時該第一部分之其他者對該一或多個電荷儲存元 件之一第一端點充電至該供應電壓，及在該時脈信號之一第二時脈相位期間，該第二部分之至少一者係接通以將該一或多個電荷儲存元件耦合至該時脈輸出，該第二部分之其他者回應一電壓調節元件，而接通以將該一或多個電荷儲存元件之一第二端點耦合至該供應電壓以在該第二時脈相位期間使該時脈輸出升壓至該時脈輸出之一位準約為該供應電壓源之位準的兩倍，或切斷以使該第二端點接地以去能該時脈輸出之升壓，俾使該時脈輸出位於該供應電壓；及一電壓調節元件，該電壓調節元件經耦合以接收該供應電壓源作為一輸入，若該供應電壓源低於一臨限電壓，則該電壓調節元件經組態以被致能，且若該供應電壓源至少為該臨限電壓，則該電壓調節元件經組態以被去能。
7. 如申請專利範圍第6項之充電泵裝置，更包含：該振盪器級，該振盪器級經組態以產生一時脈輸出及一反相時脈輸出，其各形成一輸入至該電壓升壓器之時脈信號；及一狄克生充電泵，其具有複數個級，各級自至少一個電壓升壓器接收時脈輸出。
8. 如申請專利範圍第7項之充電泵裝置，其中該供應電壓源係經由一傳遞電晶體而供應至該狄克生充電泵，該傳遞電晶體係經選擇以避免電流在低供應電壓時倒漏至該供應電壓源。
9. 如申請專利範圍第6項之充電泵裝置，其中該複數個 開關元件包含MOS電晶體。
10. 如申請專利範圍第6項之充電泵裝置，其中該一或多個電荷儲存元件包含電容器。
11. 如申請專利範圍第6項之充電泵裝置，其中該臨限電壓約為2.6伏特。
12. 一種充電泵裝置，其可操作於一範圍之供應電壓，該充電泵裝置包含：一電壓輸入，其經調適以耦合至一供應電壓源；一振盪器，其經組態以產生一時脈信號；一經調節之充電泵及電壓升壓電路，其經耦合自該振盪器接收該時脈信號作為一輸入，該經調節之充電泵及電壓升壓電路連接至該電壓輸入以自該電壓輸入接收一供應電壓，該經調節之充電泵及電壓升壓電路經組態以產生一時脈輸出信號及一反相時脈輸出信號，其皆在振幅上升壓或不依賴該供應電壓之一電位而升壓；及複數個充電泵級，其連接至該電壓輸入以自該電壓輸入接收該供應電壓，且該複數個充電泵級互相連接，該複數個充電泵級之每一者耦合至該經調節之充電泵及電壓升壓電路以自該經調節之充電泵及電壓升壓電路接收該時脈輸出信號及該反相時脈輸出信號，該複數個充電泵級經操作以產生一抽取(pumped)電壓輸出。
13. 如申請專利範圍第12項之充電泵裝置，更中該振盪器產生之該時脈信號在該供應電壓及接地之間切換。
14. 如申請專利範圍第12項之充電泵裝置，其中當藉由 該經調節之充電泵及電壓升壓電路所產生之該時脈輸出信號及該反相時脈輸出信號並未在振幅上升壓時，該時脈輸出信號及該反相時脈輸出信號在該供應電壓及接地之間切換，然而，當該時脈輸出信號及該反相時脈輸出信號在振幅上升壓時，該時脈輸出信號及該反相時脈輸出信號在大於該供應電壓之一升壓電壓及接地之間切換。
15. 如申請專利範圍第14項之充電泵裝置，其中該時脈輸出信號及該反相時脈輸出信號之該升壓電壓為該供應電壓之兩倍。
16. 如申請專利範圍第12項之充電泵裝置，其中每當自該電壓輸入接收之該供應電壓小於一臨限電壓位準時，該經調節之充電泵及電壓升壓電路經組態以升壓該振幅，且每當該供應電壓至少為該臨限電壓位準時，該經調節之充電泵及電壓升壓電路不升壓該振幅。
17. 如申請專利範圍第12項之充電泵裝置，其中該經調節之充電泵及電壓升壓電路包含：至少一驅動電路，其經耦合以接收一時脈信號及該輸出電壓，該驅動電路包含一或多個電荷儲存元件，複數個開關元件，其回應於該時脈信號以選擇性地將該電荷儲存元件耦合至該電源供應、接地及一驅動器電路時脈輸出，且該驅動電路亦包含一電壓調節器，其耦合至該供應電壓並根據該供應電壓及一臨限電壓位準之間的關係來控制該等開關元件之操作，俾使：在該時脈信號之一第一時脈相位期間，將該等電荷儲存 元件之至少一者之一第一端點耦合至該供應電壓且將該等電荷儲存元件之至少一者之一第二端點接地，俾使該第一端點係充電至一供應電壓位準，該時脈輸出亦接地，及在該時脈信號之一第二時脈相位期間，該第一端點係耦合至該時脈輸出且每當該供應電壓小於於一臨限電壓位準時，該第二端點係耦合至該供應電壓，俾使耦合至該時脈輸出之該第一端點係進一步充電以大於該供應電壓，且每當該供應電壓至少為該臨限電壓位準時，該第二端點係接地，俾使耦合至該時脈輸出之該第一端點係位於該供應電壓。
18. 一種操作一充電泵裝置之方法，其包含：將該充電泵裝置之一振盪器級耦合至一電壓升壓器之一時脈輸入，該電壓升壓器亦具有耦合至一供應電壓之一電壓輸入、一或多個電荷儲存元件、複數個開關元件及一時脈輸出；在該時脈信號之一第一時脈相位期間，可組態地配置該等開關元件以將該時脈輸出耦合至接地，及將該一或多個電荷儲存元件之至少一者之一第一端點耦合至該電壓輸入，俾使該第一端點係充電至該供應電壓；在該時脈信號之一第二時脈相位期間且若該供應電壓至少為一臨限電壓位準時，可組態地配置該等開關元件，以將該等電荷儲存元件之至少一者之一第二端點接地且將該等電荷儲存元件之至少一者之該第一端點耦合至該時脈輸出，俾使該時脈輸出係充電至該供應電壓之位準； 及在該時脈信號之該第二時脈相位期間且若該供應電壓小於該臨限電壓位準時，可組態地配置該等開關元件，以將該等電荷儲存元件之至少一者之該第二端點耦合至該電壓輸入，以將該第二端點充電至該供應電壓，且將該等電荷儲存元件之至少一者之該第一端點耦合至該時脈輸出，俾使該時脈輸出係充電至大於該供應電壓之位準，藉此，該時脈輸出供應關於在該時脈輸入所接收但在電壓振幅上升壓或不依賴與該臨限電壓位準相關之該供應電壓之電位而升壓的一時脈信號。
19. 如申請專利範圍第18項之方法，其進一步包含將該時脈輸出耦合至該輸出電壓之充電泵級。
20. 如申請專利範圍第18項之方法，其中該臨限電壓約為2.6伏特。
21. 如申請專利範圍第18項之方法，其中該時脈輸出之該升壓電壓為該供應電壓之兩倍。
22. 如申請專利範圍第18項之方法，其中可組態地配置該等開關元件係藉由耦合至該供應電壓之一電壓調節器來控制。