TWI396370B - 用於中間電壓之充電泵 - Google Patents

用於中間電壓之充電泵 Download PDF

Info

Publication number
TWI396370B
TWI396370B TW095143028A TW95143028A TWI396370B TW I396370 B TWI396370 B TW I396370B TW 095143028 A TW095143028 A TW 095143028A TW 95143028 A TW95143028 A TW 95143028A TW I396370 B TWI396370 B TW I396370B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
voltage
comparator
coupled
circuit
charge pump
Prior art date
Application number
TW095143028A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200733526A (en
Inventor
Johnny Chan
Tin Wai Wong
Ken Kun Ye
Original Assignee
Atmel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Atmel Corp filed Critical Atmel Corp
Publication of TW200733526A publication Critical patent/TW200733526A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI396370B publication Critical patent/TWI396370B/zh

Links

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)

Description

用於中間電壓之充電泵
本發明係關於積體電路技術且係關於供積體電路中使用之充電泵電路。更明確地說，本發明係關於用於在積體電路中提供中間電壓電位之充電泵電路。
已知充電泵電路用於在積體電路中提供正電壓單位與負電壓電位。然而，由於充電泵電路之性質，難以產生稍微高於電源電壓之充電泵電壓。圖1展示典型的先前技術狄克遜(Dickson)充電泵電路，其中三個二極體10、12及14串聯連接於輸入節點16與輸出節點18之間。時脈信號經由電容器22驅動由二極體10之陰極與二極體12之陽極所共用之第一節點20。經由反相器24使時脈信號反相且經反相之時脈信號經由電容器28驅動由二極體12之陰極與二極體14之陽極所共用之第二節點26。
如一般熟習此項技術者將瞭解，每一時脈脈衝將驅動輸出節點18上升約等於VD D －Vt 之電壓量，其中VD D 為電源電壓且Vt 為二極體之臨限電壓。若VD D 為3 V、Vt 為1 V，則每一時脈週期將驅動輸出節點18上升3 V－1 V＝2 V。若需要將輸出電壓調節至4.5 V，則將暫時過衝至5 V，從而產生有很大雜訊之輸出電壓。此可藉由提供快的調節(其代價為吸引大量功率)或藉由在調節器之輸出端上提供大的電容器予以避免。此等解決方式均不夠理想。
根據本發明，一用於提供中間電壓之充電泵電路具有兩個級。第一級包括一充電泵，其產生一高於該中間電壓之電壓；及一調節器電路，其提供一高於該中間電壓之第一調節電壓。第二級包括一向下轉換器電路，其自該第一電壓提供該中間電壓。
在本發明之一例示性實施例中，一充電泵提供一泵輸出電壓。分割該泵輸出電壓且將經分割電壓提供給一第一比較器，該第一比較器比較該經分割電壓與一參考電壓。該第一比較器驅動一第一MOS電晶體之閘極以將該泵輸出電壓調節成與該參考電壓相關之經調節電壓。將經調節電壓提供給一第二比較器，該第二比較器比較該經調節電壓與該參考電壓。該第二比較器驅動一第二MOS電晶體之閘極以將經調節輸出電壓向下轉換成與參考電壓相關之中間電壓。
一般熟習此項技術者將意識到，對本發明之以下描述僅為說明性的且絕無限制性。熟習此項技術者將容易想到本發明之其他實施例。
現參看圖2，示意圖展示根據本發明之用於提供中間電壓之說明性電路30。充電泵電路32產生比中間電壓高之第一電壓。作為非限制性實例，在具有3V之VD D 電源電壓之積體電路中，需要產生4.5 V電壓。在此情況下，充電泵電路32可經組態以輸出7 V電壓。
調節器電路包括比較器34，該比較器使線路36上之充電泵32之輸出端經由包括電阻器38及40之分壓器耦接至其反相輸入端，且使參考電壓耦接至其非反相輸入端。比較器34可由VD D 電源供電。第一比較器34之輸出端耦接至n通道MOS電晶體42之閘極。
舉例而言，如一般熟習此項技術者將瞭解，若選擇參考電壓為1 V且電阻器38與40之值的比為6：1，則當線路36上之充電泵32之輸出電壓超過7 V時，比較器34將改變狀態，因此接通n通道MOS電晶體42。因此，在7 V時調節線路36上之電壓。
線路36處之經調節電壓用於提供功率至第二比較器44。第二比較器44由線路36上之經調節電壓供電。第二比較器44之非反相輸入端耦接至參考電壓。第二比較器44之反相輸入端耦接至分壓器，該分壓器包括串聯連接於n通道MOS電晶體50之源極與接地之間的電阻器46及48。N通道MOS電晶體50經組態為源極隨耦器。n通道MOS電晶體50之閘極由第二比較器44之輸出端予以驅動且其汲極耦接至經調節電壓線路36。電路之輸出端為在n通道MOS電晶體50之源極處之線路52。
選擇電阻器46與48之值的比以在輸出節點52處產生所要的輸出。作為實例，若需要4.5 V之輸出電壓，則應選擇電阻器46與48的比為3.5：1。藉由由線路36上之經調節電壓為比較器44供電，向下轉換器電路具有電源雜訊抑制。
藉由利用本發明之電路，防止輸出端上充電泵過衝雜訊之存在。本發明允許產生中間電壓位準，該等中間電壓位準十分接近VD D 電源電壓，該VD D 電源電壓會以其他方式將不可接受之雜訊引入至電源電位中。
雖然已展示並描述本發明之實施例及應用，但是熟習此項技術者將顯而易見，在不偏離本文之發明性概念之情況下，除以上所提及之外的許多修改係可能的。因此，除受限於附屬之申請專利範圍的精神之外，本發明不受限制。
10．．．二極體
12．．．二極體
14．．．二極體
16．．．輸入節點
18．．．輸出節點
20．．．第一節點
22．．．電容器
24．．．反相器
26．．．第二節點
28．．．電容器
30．．．電路
32．．．充電泵電路
34．．．第一比較器
36．．．線路
38．．．電阻器
40．．．電阻器
42．．．n通道MOS電晶體
44．．．第二比較器
46．．．電阻器
48．．．電阻器
50．．．n通道MOS電晶體
52．．．線路
VD D ．．．電源電壓
圖1為典型的先前技術充電泵之示意圖。
圖2為根據本發明之實施例之說明性充電泵之示意圖。
30．．．電路
32．．．充電泵電路
34．．．第一比較器
36．．．線路
38．．．電阻器
40．．．電阻器
42．．．n通道MOS電晶體
44．．．第二比較器
46．．．電阻器
48．．．電阻器
50．．．n通道MOS電晶體
52．．．線路
VD D ．．．電源電壓

Claims (6)

  1. 一種用於提供一中間電壓之電路，其包括：一充電泵，其產生高於該中間電壓之一第一電壓；一調節器電路，其提供高於該中間電壓之一第一調節電壓，該調節器電路由一第一比較器形成，該第一比較器具有耦接至一參考電壓之一輸入端及耦接至由該充電泵驅動之一分壓器之另一輸入端，該第一比較器驅動耦接至該充電泵與接地之間且具有由該比較器驅動之一閘極之一MOS電晶體；及一向下轉換器電路，其使用該第一調節電壓以自該第一電壓提供該中間電壓，該向下轉換器電路由一第二比較器形成，該第二比較器具有耦接至該參考電壓之一輸入端且耦接至一分壓器之另一輸入端，該第二比較器驅動經組態為一源極隨耦器之一MOS電晶體，該MOS電晶體具有由該第二比較器之輸出端驅動之一閘極、耦接至該充電泵之輸出端之一汲極及耦接至該分壓器之一源極。
  2. 如請求項1之電路，其中該參考電壓耦接至該比較器之非反相輸入端且由該充電泵驅動之該分壓器耦接至該比較器之反相輸入端。
  3. 如請求項1之電路，其中該MOS電晶體為一n通道MOS電晶體。
  4. 如請求項1之電路，其中該第二比較器由該充電泵之該輸出端供電。
  5. 如請求項1之電路，其中該參考電壓耦接至該第二比較器之非反相輸入端且耦接至該MOS電晶體之該源極之該分壓器耦接至反相輸入端。
  6. 如請求項1之電路，其中該MOS電晶體為一n通道MOS電晶體。
TW095143028A 2005-11-21 2006-11-21 用於中間電壓之充電泵 TWI396370B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/284,780 US7279961B2 (en) 2005-11-21 2005-11-21 Charge pump for intermediate voltage

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200733526A TW200733526A (en) 2007-09-01
TWI396370B true TWI396370B (zh) 2013-05-11

Family

ID=38052888

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW095143028A TWI396370B (zh) 2005-11-21 2006-11-21 用於中間電壓之充電泵

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7279961B2 (zh)
TW (1) TWI396370B (zh)
WO (1) WO2007062354A2 (zh)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007299711A (ja) * 2006-05-08 2007-11-15 Rohm Co Ltd 駆動電流生成装置、ｌｅｄ駆動装置、照明装置、表示装置
US7443230B2 (en) * 2006-08-10 2008-10-28 Elite Semiconductor Memory Technology Inc. Charge pump circuit
US7599231B2 (en) * 2006-10-11 2009-10-06 Atmel Corporation Adaptive regulator for idle state in a charge pump circuit of a memory device
ITMI20062517A1 (it) * 2006-12-28 2008-06-29 St Microelectronics Srl Regolatore di una pompa di carica e struttura circuitale comprendente detto regolatore
US7427890B2 (en) * 2006-12-29 2008-09-23 Atmel Corporation Charge pump regulator with multiple control options
JP2009177906A (ja) * 2008-01-23 2009-08-06 Seiko Instruments Inc チャージポンプ回路
KR101043824B1 (ko) * 2008-02-04 2011-06-22 주식회사 하이닉스반도체 펌핑전압 발생장치 및 그 방법
US7633331B2 (en) * 2008-03-18 2009-12-15 Nanya Technology Corp. Dynamic voltage pump circuit and method of dynamically generating an output supply voltage thereof
KR100980112B1 (ko) * 2008-03-27 2010-09-03 광주과학기술원 Ｒｆ 스위칭 장치 및 방법
JP5535447B2 (ja) * 2008-05-15 2014-07-02 ピーエスフォー ルクスコ エスエイアールエル 電源電圧降圧回路、半導体装置および電源電圧回路
US20110018616A1 (en) * 2009-07-22 2011-01-27 Kontel Data System Limited Charge pump circuit
US8692608B2 (en) * 2011-09-19 2014-04-08 United Microelectronics Corp. Charge pump system capable of stabilizing an output voltage
US8575997B1 (en) * 2012-08-22 2013-11-05 Atmel Corporation Voltage scaling system
US9317095B1 (en) 2012-09-13 2016-04-19 Atmel Corporation Voltage scaling system supporting synchronous applications
US9298237B1 (en) 2012-09-13 2016-03-29 Atmel Corporation Voltage scaling system with sleep mode
JP6075003B2 (ja) * 2012-10-22 2017-02-08 富士通株式会社 トランジスタの制御回路及び電源装置
KR20180093451A (ko) * 2017-02-13 2018-08-22 삼성전자주식회사 전력 소모를 감소한 역전압 모니터링 회로 및 이를 포함하는 반도체 장치
US10734891B2 (en) 2017-10-13 2020-08-04 Qualcomm Incorporated Power-up sequencing and high voltage protection for charge pump converters

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6009022A (en) * 1997-06-27 1999-12-28 Aplus Flash Technology, Inc. Node-precise voltage regulation for a MOS memory system

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5291446A (en) * 1992-10-22 1994-03-01 Advanced Micro Devices, Inc. VPP power supply having a regulator circuit for controlling a regulated positive potential
US5631606A (en) * 1995-08-01 1997-05-20 Information Storage Devices, Inc. Fully differential output CMOS power amplifier
US5721485A (en) * 1996-01-04 1998-02-24 Ibm Corporation High performance on-chip voltage regulator designs
US6064250A (en) * 1996-07-29 2000-05-16 Townsend And Townsend And Crew Llp Various embodiments for a low power adaptive charge pump circuit
US6335893B1 (en) * 1997-06-16 2002-01-01 Hitachi, Ltd. Semiconductor integrated circuit device
KR100290481B1 (ko) * 1998-12-28 2001-06-01 박종섭 플래쉬 메모리 장치용 다단계 펄스 발생 회로
JP3836279B2 (ja) * 1999-11-08 2006-10-25 株式会社東芝 半導体記憶装置及びその制御方法
KR100332114B1 (ko) * 1999-12-27 2002-04-10 박종섭 플래쉬 메모리 소자의 바이어스 레벨 생성회로
US6201375B1 (en) * 2000-04-28 2001-03-13 Burr-Brown Corporation Overvoltage sensing and correction circuitry and method for low dropout voltage regulator
KR100474196B1 (ko) * 2002-07-18 2005-03-10 주식회사 하이닉스반도체 클램프 회로 및 이를 이용한 부스팅 회로
US7081776B2 (en) * 2003-02-24 2006-07-25 Spansion Llc Voltage detection circuit, semiconductor device, method for controlling voltage detection circuit
TWI293464B (en) * 2003-07-08 2008-02-11 Winbond Electronics Corp Two phase internal voltage generator
US7068094B1 (en) * 2004-03-16 2006-06-27 Marvell International Ltd. Charge-pump current source
US7119604B2 (en) * 2004-06-17 2006-10-10 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Back-bias voltage regulator having temperature and process variation compensation and related method of regulating a back-bias voltage
ITMI20042292A1 (it) * 2004-11-26 2005-02-26 Atmel Corp Metodo e sistema per la regolazione di un valore della tensione di programma durante la programmazione di un dispositivo di memoria a livelli multipli

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6009022A (en) * 1997-06-27 1999-12-28 Aplus Flash Technology, Inc. Node-precise voltage regulation for a MOS memory system

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007062354A3 (en) 2008-06-12
WO2007062354A2 (en) 2007-05-31
TW200733526A (en) 2007-09-01
US7279961B2 (en) 2007-10-09
US20070115044A1 (en) 2007-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI396370B (zh) 用於中間電壓之充電泵
US8575986B2 (en) Level shift circuit and switching regulator using the same
US7683698B2 (en) Apparatus and method for increasing charge pump efficiency
US7382176B2 (en) Charge pump circuit
US8593439B2 (en) Load driving device, illumination device, display device
JP5225876B2 (ja) パワーオンリセット回路
US20020075066A1 (en) Semiconductor integrated circuit device
KR100666977B1 (ko) 다전원 공급 회로 및 다전원 공급 방법
US7898321B2 (en) Driver circuit
JP4133371B2 (ja) レベル変換回路
TWI520490B (zh) 高電壓產生器及產生高電壓之方法
US7683699B2 (en) Charge pump
US7692479B2 (en) Semiconductor integrated circuit device including charge pump circuit capable of suppressing noise
TWI580163B (zh) 電荷泵電路
US8416011B2 (en) Circuit and method for generating body bias voltage for an integrated circuit
US20070008028A1 (en) Over boosting prevention circuit
JP2004072829A5 (zh)
US20100308899A1 (en) Dual-Output Triple-Vdd Charge Pump
US11031866B2 (en) Charge pump circuit and method for voltage conversion
KR20060053977A (ko) 반도체 집적회로 및 승압방법
JP2007235815A (ja) レベル変換回路
JP2005044203A (ja) 電源回路
JP4425622B2 (ja) チャージポンプ回路
US20240097564A1 (en) Charge pump circuit and drive device
JP6544093B2 (ja) 電源回路及び電圧制御方法