JPH06217527A - 高効率nチャネルチャージポンプ - Google Patents

高効率nチャネルチャージポンプ

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JPH06217527A
JPH06217527A JP24925493A JP24925493A JPH06217527A JP H06217527 A JPH06217527 A JP H06217527A JP 24925493 A JP24925493 A JP 24925493A JP 24925493 A JP24925493 A JP 24925493A JP H06217527 A JPH06217527 A JP H06217527A
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    • G11C5/145Applications of charge pumps; Boosted voltage circuits; Clamp circuits therefor
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/06Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 低くかつ広い電圧範囲で使用するための高効
率チャージポンプを提供する。 【構成】 チャージポンプは主チャージポンプおよび副
チャージポンプを含み、この副チャージポンプを使用し
て、主チャージポンプが示すVtN降下を解消する。副チ
ャージポンプにより、主チャージポンプは、40%近い効
率を維持しながらも、2VCCの理論上の最高値までポ
ンピングすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、集積回路に使用するた
めのチャージポンプに関し、より詳細には、2VCCの
電圧を得ることができる2個のチャージポンプを含む高
効率チャージポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】いくつかのCMOSまたはMOS製品
は、プログラミングなどのアプリケーションまたは速度
の向上のためにチャージポンプ回路を必要とする。チャ
ージポンプ回路は、例えば基板バイアス発生装置におい
て使用されてきた。チャージポンプが使用されることが
ある製品の他の例には、EEPROM、DRAMおよび
SRAMがある。
【0003】従来技術の単段チャージポンプは、まず、
種々の従来技術のチャージポンプおよびそれらの欠点を
検討することにより、理解することができる。図3は、
単段nチャネルトランジスタの従来技術のチャージポン
プを示す。これは、一つのポンピング段しか使用しない
ため、単段ポンプである。この単一段は、VCCによっ
てトランジスタ62を介して充電され、容量性負荷85に電
荷を供給するコンデンサ64によって画定されている。図
3においては、チャージポンプ65は作動電圧VCCおよ
びいくつかのクロックパルスCP1、CP2およびCP
3を受ける。チャージポンプはこれらを種々の方法で利
用して中央の内部回路ノード60に影響を加え、また、こ
の図ではVCCPとして示す、VCCよりも高い電圧で
あると理解することができる出力を発生する。
【0004】簡潔に述べるならば、第1のノード60は、
トランジスタ62によって選択的にVCCに結合され、ま
た、トランジスタ70によって選択的に出力ノード72に結
合される。ノード60は、第1のコンデンサ64の一方の側
に結合している。クロック入力
【外1】 がインバータ66に印加され、このインバータは、その出
力ノード68がコンデンサ64のもう一方の側に結合してい
る。トランジスタ62はゲート電極を有し、このゲート電
極は、トランジスタ74によって選択的にVCCに結合さ
れ、このトランジスタは、そのソース電極が第2のノー
ド76に結合している。ノード76は、トランジスタ62のゲ
ート電極および第2のコンデンサ78の両方に結合してい
る。さらなるトランジスタ80は、そのゲート電極がノー
ド76に結合し、そのドレインがVCCに結合し、そのソ
ースが第3のノード82において第3のコンデンサ84に結
合している。ノード82はトランジスタ70のゲート電極に
結合している。最後に、容量性負荷85がグランド(VS
S)と出力ノード72との間に結合している。
【0005】作動においては、図4の(a)〜(c)に
示すように、クロックパルスCP1、CP2およびCP
3は0VとVCCとの間で変動することが理解されよ
う。クロックパルス
【外2】 は、クロックパルスCP1を反転させたものである。ク
ロックパルスCP1、CP2およびCP3ならびに時間
T1〜T6は他の図のものとは同じでないことが理解さ
れよう。クロックパルスCP2およびCP3は、オーバ
ーラップしない活動状態の高クロックである。図4の
(a)の時間T1よりも前では、クロックパルスCP2
は活動状態(高)であって、図3に示すトランジスタ62
のソース−ドレイン経路を介してノード60をVCCに結
合する。コンデンサ64がトランジスタ62のソース−ドレ
イン経路を介してVCCまで充電される(以下に説明す
る)。ノード60が電圧VCCを得る。その間、さらに時
間T1よりも前に、インバータ66によってクロックパル
スCP1がノード68に供給され、不活動状態(低)にあ
る。不活動状態のクロックパルスCP1がノード68に0
Vの電圧を持たせる。したがって、コンデンサ64はVC
Cまで帯電し、コンデンサ64をはさんでノード60(VC
C)からノード68(0V)までVCC分の電圧降下が生
じる。
【0006】図4の(a)および(c)において、時間
T1では、クロックパルスCP2は不活動状態(低)に
遷移する。トランジスタ62および80がオフになる。時間
T2では、クロックパルスCP1は活動状態(高)に遷
移する。そして、ノード68はインバータ66の外部電源接
続を介してVCCにクランプされる。ノード68がVCC
の電圧を有し、コンデンサ64がVCC分の電圧降下を有
すると、クロックパルスCP1が活動状態(高)になる
とき、ノード60は理論上の最高値2VCCまで駆動され
る。ノード60の理論上の最高電圧は、コンデンサ64のキ
ャパシタンスおよびノード60に結合した他のすべての寄
生キャパシタンスの関数である。コンデンサ64のキャパ
シタンスをノード60に結合した他のすべての寄生キャパ
シタンスよりも大きくすることにより、ノード60は2V
CCに近づく。寄生キャパシタンスはトランジスタ62お
よび70によって生じる。
【0007】時間T3では、クロックパルスCP3が活
動状態(高)に遷移する。コンデンサ84のキャパシタン
スがトランジスタ70のゲートのキャパシタンスおよびそ
のノードの他のすべての寄生キャパシタンスよりもはる
かに大きい限り、活動状態のクロックパルスCP3はノ
ード82(図3)の電圧を理論上の最高値2VCCに高め
る。これが、容量性負荷85を有するノード72を、トラン
ジスタ70のソース−ドレイン経路を介して、ノード60に
結合する。ノード72は初め電圧VCCP(VCCP≦2
VCC)を有し、トランジスタ70のソース−ドレイン経
路を介してコンデンサ64からノード60を経由して帯電す
る。ノード60から容量性負荷85にポンピングされた電荷
は、ノード72の電圧を高め、理論上はコンデンサ64の電
圧を同じ量だけ、すなわち電圧ΔVだけ下げる。このよ
うに、ノード60の電圧は、2VCC−ΔVの理論上の電
圧に低下している。
【0008】図4の(b)および(c)の時間T4の前
に、クロックパルスCP1およびCP3は不活動状態
(低)に遷移する。クロックパルスCP3が不活動状態
に遷移したのち、トランジスタ70(図3)がオフにな
り、ノード60とノード72とを離す。クロックパルスCP
1が不活動状態(低)に遷移したのち、ノード68は電圧
VCCから電圧VSS(0V)に遷移する。VSSはイ
ンバータ66のグランド接続を介して供給される。ノード
68の電圧がVSSになったのち、コンデンサ64をはさん
での電圧降下(VCC−ΔV)を維持するために、ノー
ド60は、ノード68に生じたものと同じ電圧変化分(VC
C)だけ低下しなければならない。ノード68が高かった
とき、ノード60は2VCC−ΔVの電圧を有していた。
クロックパルスCP1が不活動状態(低)に遷移したの
ち、ノード60の新たな電圧は(2VCC−ΔV)−VC
C、すなわちVCC−ΔVになる。
【0009】時間T4(図4の(a))では、クロック
パルスCP2は活動状態(高)に遷移し、これがトラン
ジスタ62をオンにする。そして、ノード60がトランジス
タ62のソース−ドレイン経路を介してVCCにクランプ
される。VCC−ΔV<VCCであるため、コンデンサ
64はトランジスタ62を介してVCCまで帯電する。時間
T5では、クロックパルスCP2は不活動状態(低)に
遷移してトランジスタ62をオフにする。
【0010】上記のタイミングは、図4の(a)〜
(c)に示すサイクル期間T6を有している。期間T6
の間の事象が繰り返し起こって、容量性負荷85を有する
ノード72をいっぱいまで充電してゆく。
【0011】しかし、図3の回路は、容量性負荷85を2
VCCいっぱいまでには充電しない。図4の(a)〜
(c)を参照すると、クロックパルスCP2およびCP
3は、活動状態(高)にあるときにはオーバーラップし
ない。活動状態のクロックパルスCP3がトランジスタ
74をオンにしてノード76をVCCにクランプする。クロ
ックパルスCP2が不活動状態(低)であるため、コン
デンサ78をはさんでの電圧降下は、VCC−VSS(0
V)であり、すなわちVCCに等しい。コンデンサ78は
電圧VCCまで充電される。
【0012】クロックパルスCP2が活動状態(高)
(図4の(a))に遷移する前に、クロックパルスCP
3が不活動状態(低)(図4の(b))に遷移し、これ
がノード76をVCCから解放する。コンデンサ78のキャ
パシタンスがトランジスタ62のゲートキャパシタンスお
よびノード76の他のすべての寄生キャパシタンスよりも
大きいならば、クロックパルスCP2が活動状態(高)
に遷移したのちコンデンサ78の電圧降下を維持するため
には、ノード76がクロックパルスCP2の電圧遷移(V
CC−VSS)、すなわちVCCと同じ電圧遷移する。
ここで、ノード76は、トランジスタ62のゲート電極に供
給される2VCCの理論上の最高電圧値を有している。
ゲート電圧(2VCC)は、クロックパルスCP1が不
活動状態(低)にあるときに最高値VCCとなるノード
60の電圧よりもしきい電圧VtNを超えた分は高いため、
トランジスタ62がオンになる。さらに、ノード76の電圧
はノード60の電圧(VCC)よりもしきい電圧VtNを超
えた分は高いため、ノード60(コンデンサ64)がVCC
いっぱいまで帯電する。
【0013】活動状態のクロックパルスCP2はまた、
ノード82をVCCにクランプするトランジスタ80をオン
にする。クロックパルスCP3が不活動状態(低)にあ
ると、コンデンサ84をはさんでの電圧降下はVCC−V
SS(0V)である。クロックパルスCP2は次に不活
動状態(低)に遷移してトランジスタ62および80をオフ
にする。
【0014】クロックパルスCP2が不活動状態(低)
に遷移し、クロックパルスCP1が活動状態(高)に遷
移したのち、クロックパルスCP3が活動状態(高)に
遷移する。コンデンサ84をはさんでの電圧降下VCC−
VSS(0V)を維持するためには、ノード82もまた、
クロックパルスCP3と同じ電圧ΔVだけ遷移しなけれ
ばならない。したがって、ノード82の電圧はVCCから
2VCCに遷移する。ノード82の電圧2VCCは、トラ
ンジスタ70のゲート電極に供給されてこのトランジスタ
をオンにし、ノード60をノード72に結合する。ノード60
の電圧は2VCC(CP1は活動状態)であり、ノード
72の電圧はVCCPであり、その結果、2VCC>VC
CPであるため、ノード72はトランジスタ70のソース−
ドレイン経路を介してノード60から帯電する。
【0015】クロックパルスCP1、CP2およびCP
3の各サイクル(図4の期間T6)は、ノード72の電圧
を電圧ΔV′だけ高める。トランジスタ70をオンに維持
するためには、トランジスタ70のゲートの電圧がノード
72の電圧よりも少なくともしきい電圧一つ分だけ高くな
ければならない(トランジスタ70はnチャネルトランジ
スタであるため)。しかし、トランジスタ70のゲートの
電圧は理論上の最高値2VCCを上回らないため、容量
性負荷85は、2VCC−VtNの電圧までしか帯電しな
い。したがって、容量性負荷85を有するノード72は、2
VCCいっぱいまで達することは決してない。このチャ
ージポンプは、2VCCいっぱいまで必要とされるとこ
ろで使用することはできないことが理解されよう。
【0016】このチャージポンプ回路はまた、50%の理
論上の最高効率(IVCCP/IVCC )を有している。
【0017】従来技術の二段チャージポンプ もう一つの型式のチャージポンプ回路は、トランジスタ
がすべてn型である二段のものである。この回路は2V
CCを達成することができるが、その理論上の最高効率
は通常33%である。
【0018】図5は、二段nチャネルトランジスタポン
プ回路を示す。コンデンサ100 の一方の側がクロックパ
ルスCP1を受けるように結合している。コンデンサ10
0 のもう一方の側はノード110 に結合している。ノード
110 は、電圧VCCを提供する電源にトランジスタ114
を介して選択的に結合される。トランジスタ114 のゲー
ト電極はノード112 に結合している。ノード112 は、電
圧VCCを提供する電源にトランジスタ117 を介して選
択的に結合される。ノード112 は、トランジスタ116 の
ゲート電極に結合している。ノード112 は、コンデンサ
104 の一方の側に結合している。コンデンサ104 のもう
一方の側は、クロックパルスCP2を受けるように結合
している。
【0019】ノード110 は、トランジスタ120 を介して
ノード122 に選択的に結合される。トランジスタ120 の
ゲート電極はノード118 に結合している。ノード118 は
トランジスタ117 のゲート電極に結合している。ノード
118 は、電圧VCCを提供する電源にトランジスタ116
を介して選択的に結合される。ノード118 はトランジス
タ124 のゲート電極に結合している。ノード118 はコン
デンサ106 の一方の側に結合している。コンデンサ106
のもう一方の側は、クロックパルスCP3を受けるよう
に結合している。
【0020】ノード122 はコンデンサ102 の一方の側に
結合している。コンデンサ102 のもう一方の側はクロッ
クパルスCP1Bを受けるように結合している。ノード
122はトランジスタ128 を介してノード130 に選択的に
結合される。ノード130 は容量性負荷131 を有してい
る。ノード122 はトランジスタ124 を介してノード126
に選択的に結合される。ノード126 はトランジスタ128
のゲート電極に結合している。ノード126 はコンデンサ
108 の一方の側に結合している。コンデンサ108のもう
一方の側は、クロックパルスCP2を受けるように結合
している。
【0021】図5の回路の第1段は、ライン132 の左側
にある各装置からなる。第2段は、ライン132 の右側に
ある各装置からなる。図5の回路の第1段の作動は、電
圧VCCを提供する電源からトランジスタ114 を介して
電荷を受け、トランジスタ120 を介して電荷を提供する
コンデンサ100 によって定まる。第2段の作動は、トラ
ンジスタ120 を介して電荷を受け、トランジスタ128 を
介してノード130 に電荷を提供するコンデンサ102 によ
って定まる。
【0022】クロックパルスCP1、CP1B、CP2
およびCP3は、図6の(a)〜(d)に見られるよう
に、0V(低)とVCC(高)との間で変動する。クロ
ックパルスCP1、CP2およびCP3ならびに時間T
1〜T7は、他の図におけるものと必ずしも同じではな
いことが理解されよう。クロックパルスCP2およびC
P3は、活動状態の高いクロックではオーバーラップし
ない。クロックパルスCP1とCP1Bとは、互いをち
ょうど反転させたものである。
【0023】クロックパルスCP1、CP1B、CP2
およびCP3が活動状態(高)になる前には、コンデン
サ100 、102 、104 、106 および108 には電荷が蓄積さ
れていない。電荷が蓄積されていないと、各コンデンサ
は、それが接続しているノードと、各クロックパルスを
受ける端子との間で0Vの電圧降下を有するようにな
る。例えば、コンデンサ104 は、ノード112 とノード11
3 との間で0Vの電圧降下を有する。ノード112 はコン
デンサ104 を介してクロックパルスCP2によって0V
に接続され、そこにクランプされているため、これは正
しい。ノード112の電圧は0Vとなる。
【0024】クロックパルスCP2が活動状態(高)に
遷移したのち、ノード112 の電圧もまた高く(VCC)
遷移して、コンデンサ104 をはさんでの電圧降下(0
V)を維持する。ノード112 の高電圧がトランジスタ11
4 および116 をオンにしてそれぞれノード110 および11
8 をVCCに結合する。そしてコンデンサ100 および10
6 が充電され、ノード110 、118 と、クロックパルスC
P1、CP3をそれぞれ受けるように結合したクロック
パルス端子との間で正の電圧降下を有する。しかし、こ
れらのノードは、コンデンサがVCCまで連続的に充電
されるに十分なほど長い間VCCに結合したままにはな
らない。その代わりに、トランジスタ114および116 が
クロックパルスCP2によってオン/オフにされて、コ
ンデンサ100 および106 をノード110 および118 を介し
てVCCまで漸増的に充電する。
【0025】クロックパルスCP2が不活動状態(低)
に遷移したのち、クロックパルスCP3が活動状態
(高)に遷移する。ノード118 の電圧は、VCCよりも
高い電圧に遷移して、0Vよりも高い充電されたコンデ
ンサ106 をはさんでの電圧降下を維持する。クロックパ
ルスCP2およびCP3の両方が高低に脈動して、ノー
ド110 、112 および118 を介してコンデンサ100 、104
および106 を漸増的に充電する。各コンデンサが充電さ
れるにつれ、ノード110 、112 および118 の電圧は最終
的にしきい電圧VtNを超える。そのうち、これらのノー
ドにそれぞれ接続されたクロックパルスが活動状態
(高)に遷移するとき、これらのノードの電圧はVCC
+VtNよりも高くなる。トランジスタ114 および120 の
ゲート電極に印加されるVCC+VtNよりも高い電圧に
より、コンデンサ100 、104 および106 はノード110 、
112 および118 それぞれを介してVCCいっぱいまで充
電されることができる。これは、ゲート電極の電圧がソ
ース電極の電圧を少なくともしきい電圧VtN一つ分だけ
超えることができないとき、nチャネルトランジスタが
オフになるためである。理論的には、ノード110 、112
および118 は、それらのクロックパルスが活動状態
(高)ではないとき、電圧VCCを有するであろう。
【0026】ノード118 の電圧がVCCにあると、クロ
ックパルスCP3が活動状態(高)に遷移するとき、ノ
ード118 の電圧は2VCCに遷移して、コンデンサ106
をはさんでの電圧降下を維持する。2VCCがトランジ
スタ120 のゲート電極に印加されてこのトランジスタを
オンにする。クロックパルスCP3が活動状態(高)に
ある間、クロックパルスCP1が活動状態(高)に遷移
する。これが、ノード110 の電圧を2VCCまで高め
て、コンデンサ100 をはさんでの電圧降下を維持する。
トランジスタ120 のゲート電極の電圧が2VCCである
ため、コンデンサ102 はノード122 を介して2VCCま
でしか帯電しない。
【0027】ノード118 の電圧2VCCはまた、トラン
ジスタ124 のゲート電極に印加されてそのトランジスタ
をオンにする。ノード122 は2VCC−VtNの電圧しか
達成することができないため、ノード126 は、トランジ
スタ124 のゲート電極の電圧が2VCCであるため、2
VCC−VtNいっぱいまで帯電する。
【0028】クロックパルスCP3が不活動状態(低)
に遷移したのち、クロックパルスCP1BおよびCP2
が活動状態(高)に遷移する。したがって、ノード122
および126 の電圧は3VCC−VtNになってそれぞれコ
ンデンサ102 および108 の電圧降下を維持する。ノード
126 の電圧(3VCC−VtN)はトランジスタ128 のゲ
ート電極に印加されてそのトランジスタをオンにする。
トランジスタ128 のゲート電極およびドレイン電極の電
圧は3VCC−VtNであるため、図5に符号131 で示す
容量性負荷CLoadに結合したノード130 は、3VCC−
2VtNの電圧を達成することができる。
【0029】前述の説明を考慮して、ここで図5の回路
の作動を説明する。図6の(c)の時間T1では、クロ
ックパルスCP2が不活動状態(低)に遷移する。クロ
ックパルスCP2が不活動状態(低)に遷移したのち、
ノード112 およびノード126が、2VCCからVCC
に、また3VCC−VtNから2VCC−VtNにそれぞれ
遷移する。トランジスタ114 および128 がオフになり、
したがって、ノード110がVCCから離れ、ノード122
がノード130 から離れる。また、トランジスタ116 がオ
フされ、ノード118 をVCCから離す。
【0030】図6の(a)の時間T2では、コンデンサ
100 のキャパシタンスがノード110の他のすべての寄生
キャパシタンスよりもはるかに大きいため、クロックパ
ルスCP1は活動状態(高)に遷移し、それがノード11
0 を理論上の最高値2VCCまで高める。また、図6の
(b)の時間T2では、クロックパルスCP1Bは不活
動状態(低)に遷移し、それがノード122 の電圧を3V
CC−VtN−ΔVから2VCC−VtN−ΔVに下げる。
ΔVは、図6の(c)のT1でCP2が低く遷移する前
の、コンデンサ102 から容量性負荷131 への電流のポン
ピングによる、ノード122 の電圧における変化である。
【0031】図6の(d)の時間T3では、コンデンサ
106 がトランジスタ120 のゲートキャパシタンスおよび
ノード118 の他のすべての寄生キャパシタンスよりも大
きいため、クロックパルスCP3が活動状態(高)に遷
移し、それがノード118 を理論上の最高値2VCCまで
高める。ノード118 が2VCCまで高まったのち、トラ
ンジスタ120 がオンになり、ノード110 をノード122 に
結合する。ノード110の電圧が2VCCであり、ノード1
22 の電圧が2VCC−VtN−ΔVであるため、ノード1
10 の電圧とノード122 の電圧とが等しくなるまで、電
荷もしくは電流がコンデンサ100 からコンデンサ102 に
移送される。また、このとき、トランジスタ117 および
124 はオンである。トランジスタ117 のソース−ドレイ
ン経路を介して、ノード112 はVCCにクランプされた
ままになる。ノード112 がVCCにあると、トランジス
タ114 はオフのままである。また、トランジスタ124 の
ソース−ドレイン経路を介して、ノード122 と126 とが
結合される。これにより、トランジスタ128 は、そのゲ
ート−ソース間の電圧が0Vであるため、必ずオフにな
る。
【0032】図6の(d)の時間T4では、クロックパ
ルスCP3が不活動状態(低)に遷移し、それがノード
118 を理論上の最低値VCCまで下げる。ノード118 が
その最低電圧に遷移したのち、トランジスタ120 がオフ
になり、ノード110 と122 とを互いに離す。また、トラ
ンジスタ117 および124 がオフになり、したがって、ノ
ード112 をVCCから離し、ノード126 をノード122 か
ら離す。
【0033】図6の(a)の時間T5では、クロックパ
ルスCP1が不活動状態(低)に遷移し、それがノード
110 を理論上の最低値VCC−ΔVまで下げる。ΔV
は、図6の(d)の時間T3ののち、コンデンサ100 が
コンデンサ102 に移送した電圧である。また、図6の
(b)のこの時間T5では、クロックパルスCP1Bは
活動状態(高)に遷移し、それがノード122 を理論上の
最高値3VCC−VtNまで高める。
【0034】図6の(c)の時間T6では、コンデンサ
108 のキャパシタンスがそのノードの他のすべての寄生
キャパシタンスよりもはるかに大きいため、クロックパ
ルスCP2が活動状態(高)に遷移し、それがノード12
6 を理論上の最高値3VCC−VtNまで高める。これが
トランジスタ128 をオンにし、トランジスタ128のソー
ス−ドレイン経路を介して電荷をコンデンサ102 から容
量性負荷131 にポンピングする。また、時間T6では、
ノード112 が2VCCまで高まり、トランジスタ114 を
オンにしてノード110 をVCCに結合する。ノード110
は、トランジスタ114 のソース−ドレイン経路を介して
VCC−ΔVからVCCまで高まる。
【0035】クロックパルスCP1、CP1B、CP2
およびCP3の各サイクル(図6の(a)〜(d)の期
間T7)がノード130 の電圧を電圧ΔVだけ高める。ト
ランジスタ126 のゲート電極は最高3VCC−VtNに達
することができるため、ノード130 が達成できる理論上
の最高電圧は3VCC−2VtNである。このように、二
段チャージポンプは、単段ポンプよりも高い電圧までポ
ンピングすることができる。主な欠点は、その効率が33
%(理論上の最良値)に低下することである。効率は次
式によって大まかに求められる。
【0036】
【数1】
【0037】ただし、nは段の数である。したがって、
単段ポンプの効率は50%であり、二段ポンプの効率は33
%である(最高値)。
【0038】p型トランジスタチャージポンプ回路を使
用して2VCCを得ることができる。しかし、基板に順
方向バイアスをかけないように注意しなければならな
い。これはトランジスタをラッチしてしまう。また、p
型トランジスタチャージポンプ回路の起動が基板に順方
向バイアスをかけて、同じくラッチを起こしてしまうお
それもある。
【0039】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、上述の問題を解消することである。
【0040】本発明のもう一つの目的は、2VCCを得
ることができ、また、約40%(またはそれ以上)の効率
を得ることができるチャージポンプを提供することであ
る。
【0041】本発明のさらなる目的は、すべての電力を
VCCから誘導することである。
【0042】本発明のさらに別の目的は、p型装置の使
用を避けて、起動時のまたは基板に順方向バイアスをか
ける問題を解消することである。
【0043】本発明のさらに別の目的は、2VCCまで
しかポンピングすることができず、規制を加えずに使用
することができるチャージポンプ回路を提供することで
ある。
【0044】
【課題を解決するための手段】本発明は、追加的な回路
により、二段ポンプ回路の効率の損失を伴わずに単段ポ
ンプに特徴的なしきい電圧の降下を解消して、2VCC
をいっぱいまで達成する単段チャージポンプを提供す
る。本発明の好ましい実施例は、二つのチャージポンプ
回路を含む。副チャージポンプ回路を使用してノードに
2VCC−VtNを発生させる。主チャージポンプ回路を
使用して、約40%近い効率を維持しながらも、容量性負
荷を例えば2VCCまでポンピングする。
【0045】このようなチャージポンプの作動の新規で
重要な側面が、n型装置を使用し、その電力をVCCの
みから誘導して40%近い効率を維持しながらも、2VC
Cを達成する能力であることが理解されよう。
【0046】このようなチャージポンプ回路の作動のも
う一つの重要な側面は、ポンプチャージを供給するため
に使用されるコンデンサがVCCまで放電されることが
なく、容量性負荷の電荷がそのコンデンサに放電される
ことがないようなタイミングに構成されていることであ
る。
【0047】本発明はまた、チャージポンプ回路を作動
させる方法を含む。チャージポンプ回路を作動させる方
法は、(1)第1のノードを電源VCCにクランプする
段階と、(2)第2ノードを、第1ノードから、電源V
CCよりも高い電圧までポンピングする段階と、(3)
第3のノードを電源VCCにクランプする段階と、
(4)容量性負荷を、第3のノードから、第2ノードに
よって制御される電圧2VCCまでポンピングする段階
とを含む。
【0048】
【実施例】図1は、本発明の回路の好ましい実施例を示
す略図である。この回路は、集積回路上に作製されるこ
とが好ましい。別段指定しない限り、図1の要素はすべ
てnチャネルエンハンスメントモード装置である。好ま
しい実施例は、図1のブロック10に示す要素からなる副
ポンプを含む。主ポンプは、ブロック10には示さない各
要素を含む。図1の回路は、6種のクロック入力信号C
P1〜CP6を受けるように結合している。クロックパ
ルスCP1、CP2およびCP3ならびに時間T1〜T
7は、他の図のものと必ずしも同じではないことが理解
されよう。このような各クロック入力は、クロックパル
スCP1がコンデンサ11および12の双方の電極に印加さ
れることを除き、相当する単一のコンデンサに印加され
る。第1のノード13がコンデンサ11のもう1個の電極に
結合している。ノード13は、トランジスタ14のソース−
ドレイン経路を介して、通常は5Vの第1の電源に選択
的に結合される。この第1の電源の電圧を「VCC」と
いう。また、これを「作動電圧の電源」と呼んでもよ
い。ノード13はまた、トランジスタ15のソース−ドレイ
ン経路を介して出力ノード16に選択的に結合される。ノ
ード16は、符号17によって示す容量性負荷CLoadを有し
ている。
【0049】第2のノード24がトランジスタ14のゲート
に結合している。ノード24はトランジスタ19、20および
21のいずれかのソース−ドレイン経路を介して選択的に
VCCに結合される。ノード24はまた、コンデンサ22の
電極に結合している。トランジスタ19のゲート電極は第
1の電源に結合している。クロックパルスCP2がコン
デンサ22のもう1個の電極に結合している。
【0050】第3のノード26がトランジスタ15、20およ
び30のゲート電極に結合している。ノード26はトランジ
スタ28のソース−ドレイン経路を介してVCCに選択的
に結合される。ノード26はさらに、トランジスタ32のソ
ース−ドレイン経路を介してノード58に選択的に結合さ
れる。ノード26はまた、コンデンサ34の電極に結合して
いる。クロックパルスCP3がコンデンサ34のもう1個
の電極に結合している。
【0051】第4のノード36がトランジスタ28のゲート
電極に結合している。ノード36はトランジスタ30のソー
ス−ドレイン経路を介してVCCに選択的に結合され
る。ノード36はまた、コンデンサ38の電極に結合してい
る。クロックパルスCP5がコンデンサ38のもう1個の
電極に結合している。第4のノード36はまた、トランジ
スタ28のゲート電極に結合している。
【0052】第5のノード48がトランジスタ42および50
のゲート電極に結合している。ノード48はトランジスタ
44および52のソース−ドレイン経路を介してVCCに選
択的に結合される。トランジスタ52のゲート電極は第1
の電源に結合している。ノード48はまた、コンデンサ54
の電極に結合している。クロックパルスCP6がコンデ
ンサ54のもう1個の電極に結合している。トランジスタ
50のソース−ドレイン経路がノード58をVCCに選択的
に結合する。コンデンサ12の電極がノード58に結合して
いる。
【0053】ノード40がトランジスタ21、32および44の
ゲート電極に結合している。ノード40はトランジスタ42
のソース−ドレイン経路を介してVCCに選択的に結合
される。ノード40はまた、コンデンサ46の電極に結合し
ている。クロックパルスCP4がコンデンサ46のもう1
個の電極に結合している。
【0054】コンデンサ11、12、22、34、38、46および
54は、それぞれのソースおよびドレインの各電極がとも
に短絡してコンデンサの1個の電極を形成しているnチ
ャネルトランジスタであることが好ましい。ゲート電極
がコンデンサのもう1個の電極である。
【0055】ノード13、24、26、36、40、48および58が
それぞれクロックパルスCP1、CP2、CP3、CP
5、CP4、CP6およびCP1に従うことになってい
る。これらのノード13、24、36、40、48および58は、例
えばVCCと2VCCとの間で作動される。ノード26
は、例えばVCCと3VCC−VtNとの間で作動され
る。
【0056】図1の作動 次に、図2の(a)〜(f)を参照することにより、図
1の実施例の作動を詳細に説明する。時間T1では、ク
ロックパルスCP3が活動状態(高)から不活動状態
(低)に遷移し、これがトランジスタ15をオフにし、C
Load(ノード16)をノード13から離す。時間T2では、
クロックパルスCP5が不活動状態(低)から活動状態
(高)に遷移する。クロックパルスCP3およびCP5
のタイミングが、クロックパルスCP3およびCP5が
活動状態となってノード26がトランジスタ28を介して正
電荷を放電することのないように保証する。クロックパ
ルスCP5が活動状態にあると、トランジスタ28がオン
になってノード26をVCCに結合する。コンデンサ34
は、電圧VCCを提供する電源から、ノード26を介して
充電される。クロックパルスCP5が活動状態(高)に
遷移したのち、T2とT3との間に好ましい時間遅延60
を課して、クロックパルスCP1が時間T3で不活動状
態(低)に遷移する前にはノード26がVCCに等しいこ
とを保証する。この好ましい遅延を利用して、クロック
パルスCP1が不活動状態(低)に遷移するときにトラ
ンジスタ15がオンになることを防ぐ。このときにトラン
ジスタ15がオンになるならば、ポンピングされた電荷を
容量性負荷17からノードに漏らしてしまうであろう。
【0057】時間T3では、クロックパルスCP1が不
活動状態(低)に遷移し、ノード13および58が正電圧か
らVCCをわずかに下回る正電圧(VCC−ΔV)に遷
移する。時間T4では、クロックパルスCP2が活動状
態(高)に移る。これにより、ノード13および58がそれ
ぞれトランジスタ14および50を介してVCCまで帯電す
る。コンデンサ11および12がVCCまで放電することを
保証するためには、好ましい時間遅延62が必要である。
【0058】時間T5では、クロックパルスCP2、C
P4、CP5およびPC6が状態を変える。クロックパ
ルスCP1が活動状態になる前にクロックパルスCP2
およびCP6が不活動状態(低)になって、トランジス
タ14および50をオフにすることにより、コンデンサ11お
よび12がVCCまでさらに放電することを防ぐ。クロッ
クパルスCP5が不活動状態(低)になって、トランジ
スタ28をオフにすることにより、ノード26をVCCから
解放する。クロックパルスCP4が活動状態(高)にな
って、クロックパルスCP1が活動状態(高)に遷移す
る前にトランジスタ32をオンにすることにより、ノード
26に正電荷を加えることを可能にする。ノード26および
ノード56がいずれも電圧電位VCCにあり、クロックパ
ルスCP1が活動状態(高)に遷移するまでは電荷の移
動が起こらないため、クロックパルスCP4が活動状態
(高)に遷移する前にクロックパルスCP5が不活動状
態(低)に遷移する必要はない。
【0059】時間T6では、クロックパルスCP1が活
動状態(高)に遷移する。正の電荷がノード58からトラ
ンジスタ32を介してノード26の中にポンピングされる。
ノード26の電圧は次式によって求めることができる。
【0060】
【数2】
【0061】ただし、Vnode26は、ノード26でポンピン
グされた理論上の最高電圧であり、C12およびC34はそ
れぞれコンデンサ12および34の容量である。
【0062】したがって、コンデンサ12のキャパシタン
スがコンデンサ34のキャパシタンスよりもはるかに大き
いならば、Vnode26は2VCCの値に近づくことができ
る。しかし、トランジスタ32のゲートは2VCCまでし
か達しないため、ノード26が近づくことができる最高電
圧は2VCC−VtNである。実際の用途では、コンデン
サ12のキャパシタンスをコンデンサ34のキャパシタンス
にほぼ等しく設定するであろうから、この場合にはノー
ド26の電圧は3VCC/2に近づく。クロックパルスC
P1が時間T6で高く遷移したのち、好ましい時間遅延
61は、電荷がコンデンサ12からコンデンサ34に移送され
るときにノード26の電圧がその最高値に達していること
を保証する。
【0063】時間T7では、クロックパルスCP4が不
活動状態(低)に遷移して、トランジスタ32をオフに
し、ノード26をノード50から離す。これは、クロックパ
ルスCP3が時間T8で遷移することに備えて行われ
る。ノード26がノード50から離れていると、ノード26の
電圧は、主に、コンデンサ34のキャパシタンスおよびト
ランジスタ15のゲートキャパシタンスの関数である。
【0064】時間T8では、クロックパルスCP3が活
動状態(高)に遷移する。ノード26の電圧は電圧VCC
もう一つ分だけ高まる(コンデンサ34のキャパシタンス
がトランジスタ15のゲートキャパシタンスよりもはるか
に大きいため)。したがって、ノード26の電圧は、ノー
ド26が初めに時間T6で2VCC−VtNまで充電された
のか、3VCC/2まで充電されたのか(これはコンデ
ンサ34および12の大きさに依存することに再度注意する
こと)により、3VCC−VtNまたは2.5 VCCであ
る。クロックパルスCP3が活動状態(高)に遷移した
のち、好ましい時間遅延65は、すべての正電荷がコンデ
ンサ11からCLoadに移送またはポンピングされることを
保証する。
【0065】トランジスタ15のドレインの電圧は2VC
Cに等しく、トランジスタ15のゲートの電圧(およびノ
ード26)は3VCC−VtNまたは2.5 VCCに等しい。
トランジスタ15のゲート電圧は2VCCよりもしきい電
圧VtNを超えた分は高いため、ノード13(コンデンサ1
1)がCLoadを理論上の2VCCいっぱいまで充電する
間、トランジスタ15はオンのままとどまる。
【0066】クロックパルスCP1は、クロックパルス
CP2およびCP6が不活動状態(低)にあるときにし
か遷移しないことが好ましい。これは、トランジスタ14
および50がそれぞれオンである間は充電されたノード13
および58が電源VCCに放電することを防ぎ、ポンピン
グされたノード16に結合した充電された容量性負荷が電
源VCCに放電することを防ぐ。クロックパルスCP2
とCP3およびCP3とCP6は、活動状態ではオーバ
ーラップしないことが好ましい。
【0067】次に、回路の効率を説明する。主チャージ
ポンプは、トランジスタ14および15、ノード13、18、24
および26、コンデンサ11、22および34ならびにポンピン
グされるノード16からなる。副チャージポンプは、トラ
ンジスタ32および50、主制御ノード26、ノード40、48、
56および58ならびにコンデンサ12、46および54からな
る。回路の効率は次式によって計算する。
【0068】
【数3】
【0069】ただし、IVccpは、VCCPまで充電され
た容量性負荷の電流であり、IVcc1は、チャージポンプ
の電源VCC電流であり、IVcc2は、副チャージポンプ
の電源VCC電流である。単段チャージポンプは50%の
理論上の効率を有するため、IVcc1=2IVccpであり、
IVcc2=2IVnode26 である。主チャージポンプと副チ
ャージポンプとが同じ大きさ(すなわち、トランジスタ
どうしが同じ大きさ)ならば、IVccp=IVnode26 (ノ
ード26にホンピングされる電流)であり、数式2によ
って計算される効率は25%である。臨界ノードのチャー
ジポンプ(副チャージポンプ)は臨界ノード26しかポン
ピングしないため、このポンプは主チャージポンプほど
大きくなくともよい。臨界ノードのチャージポンプはI
Vnode26=0.25IVccpを提供することが好ましい。数式
2を使用し、寄生容量を無視すると、図1の実施例の効
率は約40%である。
【0070】単段ポンプ、二段ポンプおよび本実施例の
ポンプの効率の比較は、図7に見ることができる。ライ
ン140 は単段ポンプの効率を表す。ライン142 は二段ポ
ンプの効率を表す。ライン144 は本発明の好ましい実施
例の効率を表す。
【0071】VCCPの電圧を例えば4.5 Vにすること
を望むならば(VCC=3V)、好ましい実施例のポン
プの効率は、二段ポンプの効率を超えるだけでなく、単
段ポンプの効率をも超える。図7においては、ライン14
6 はVCCP=4.5 Vを表す。ライン146 がライン140
、142 および144 と交差するところは、単段ポンプ、
二段ポンプおよび好ましい実施例のポンプの効率をそれ
ぞれ表す。
【0072】図1の実施例は2VCCいっぱいを提供す
る。これは、好ましい実施例を、2VCCいっぱいを必
要とするいくつかの用途において規制を加えずに使用す
ることを可能にするであろう。
【0073】2Vにまで下がる電圧源VCCにおける変
動は、主制御ノード26が、2VCCよりもしきい電圧V
tNを超えた分は高い電圧を達成することを可能にする。
つまり、本発明の好ましい実施例は、2Vまでの低さの
電源電圧VCCを有することができる。さらに、本装置
は2Vの低さの電圧で作動することができるため、より
高い電圧ででも作動し、したがって、電源VCCについ
てより広い電圧範囲を許容する。
【0074】当業者であれば、本発明の真髄から逸脱す
ることなく、ノード26をVCCPよりも電圧VtNを超え
た分は高い電圧まで充電する他の装置を副チャージポン
プに代えて使用しうることを認めるはずである。
【0075】当業者であれば、コンデンサ11、12、22、
34、38、46および54が、ソースおよびドレインの両電極
どうしを接続したトランジスタであることを理解するは
ずである。クロックパルスCP1〜CP6は、互いに接
続したソースおよびドレインの両電極に結合しているこ
とが好ましい。これらのトランジスタのゲート電極は、
好ましい実施例においては、それぞれのノードに結合し
ている。本発明は、トランジスタをコンデンサとして使
用することに限定されず、容量機能を有する他の要素を
代わりに使用してもよい。また、バイポーラトランジス
タを含む他の型式のトランジスタを使用することもでき
る。
【0076】トランジスタ14および15はトランジスタ32
および50よりも大きい(チャネル長さに対するチャネル
幅の比が大きい)ことが好ましい。トランジスタ32およ
び50は主制御ノード26しかポンピングせず、したがっ
て、トランジスタ14および15に比べて小さな電流通過能
力しか必要としないため、このような構成が可能にな
る。トランジスタ19および52は互いに等しい大きさであ
ることができる。トランジスタ20、21、28および30はト
ランジスタ42および44より大きくてもよい。トランジス
タ28はトランジスタ20、21および30よりも大きくて、ノ
ード26をVCCまで速やかに放電するものでもよい。そ
うでなければ、ノード26をVCCまでいっぱいに放電す
るのに十分な期間にわたってトランジスタ28をオンにし
ておくべきである。また、コンデンサ12はノード26にし
か電荷を提供しないため、コンデンサ12はコンデンサ11
よりも小さなものであることができる。
【0077】前述の記載は、本発明の好ましい実施例に
関するものであり、本発明の真髄または範囲から逸脱す
ることなく、多様な変更および変形をなしうるというこ
とが理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を具現化する回路を詳細に示す図であ
る。
【図2】図1の実施例のタイミング図である。
【図3】nチャネルトランジスタを使用する従来技術の
電荷ポンプを示す図である。
【図4】図3の回路のタイミング図である。
【図5】従来技術の二段チャージポンプを示す図であ
る。
【図6】図5の二段ポンプのタイミング図である。
【図7】単段ポンプ、二段ポンプおよび本発明のポンプ
の効率を示すグラフである。
【主要部分の符号の説明】
11、12、22、34、38、46、54 コンデンサ 13、16、24、26、36、40、48、58 ノード 14、15、19、20、21、28、30、32、42、44、50、52 ト
ランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H03K 19/094 8321−5J H03K 19/094 C (72)発明者 マイケル ブイ. コードバ アメリカ合衆国 コロラド州 80906 コ ロラドスプリングス #337 クアイル レイク ロード 3388 (72)発明者 キム シー. ハーディー アメリカ合衆国 コロラド州 80920 コ ロラドスプリングス キット カーソン レーン 9760

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 集積回路のチャージポンプであって、 出力および内部ノードを有する第1のポンプと、 前記内部ノードを高電圧にポンピングするために結合さ
    れた第2のポンプとを含み、各ポンプがVCCの電源を
    受け、それにより、前記第1のポンプが2VCCまでポ
    ンピングすることができることを特徴とするチャージポ
    ンプ。
  2. 【請求項2】 第2のポンプが第1のポンプよりもチャ
    ンネル長に対するチャンネル幅の比であるトランジスタ
    寸法において小さく、比較的高い効率を有する請求項1
    記載のチャージポンプ。
  3. 【請求項3】 第1のポンプがVCCを受けるための入
    力を有し、前記内部ノードが、第1のポンプの出力とV
    CCを受けるための前記入力との間のトランジスタの制
    御電極に結合している請求項1記載のチャージポンプ。
  4. 【請求項4】 第1のノードに結合した副チャージポン
    プと、 ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極を有し、前
    記ゲート電極が前記第1のノードに結合し、前記ソース
    電極がポンピングされるノードに結合し、前記ドレイン
    電極が第2のノードに結合している第1のトランジスタ
    と、 ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極を有し、前
    記ソース電極が前記第2のノードに結合し、前記ドレイ
    ン電極が第1の電圧源に結合し、前記ゲート電極が第3
    のノードに結合している第2のトランジスタと、 ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極を有し、前
    記ドレイン電極およびゲート電極が前記第1の電圧源に
    結合し、前記ソース電極が前記第3のノードに結合して
    いる第3のトランジスタと、 ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極を有し、前
    記ドレイン電極が前記第1の電圧源に結合し、前記ソー
    ス電極が前記第3のノードに結合し、前記ゲート電極が
    第1のノードに結合している第4のトランジスタと、 ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極を有し、前
    記ドレイン電極が前記第1の電圧源に結合し、前記ソー
    ス電極が前記第1のノードに結合し、前記ゲート電極が
    第4のノードに結合している第5のトランジスタと、 ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極を有し、前
    記ドレイン電極が前記第1の電圧源に結合し、前記ソー
    ス電極が前記第4のノードに結合し、前記ゲート電極が
    第1のノードに結合している第6のトランジスタと、 前記第1、第2、第3および第4の各ノードにそれぞれ
    1個づつ結合している複数のコンデンサとを含むことを
    特徴とする集積回路のチャージポンプ。
  5. 【請求項5】 ゲート電極、ソース電極およびドレイン
    電極を有し、前記ドレイン電極が前記第1の電圧源に結
    合し、前記ソース電極が前記第3のノードに結合し、前
    記ゲート電極が第5のノードに結合している第7のトラ
    ンジスタと、 前記第5のノードに結合したもう1個のコンデンサとを
    さらに含む請求項4記載のチャージポンプ。
  6. 【請求項6】 前記第1、第2、第3、第4、第5、第
    6および第7の各トランジスタならびに前記複数のコン
    デンサがN型であり、前記コンデンサが、それぞれのソ
    ース電極とドレイン電極とが結合して前記コンデンサそ
    れぞれの端子を形成し、ゲート電極がもう1個の端子を
    形成しているトランジスタである請求項5記載のチャー
    ジポンプ。
  7. 【請求項7】 前記副チャージポンプがN型単段チャー
    ジポンプである請求項4記載のチャージポンプ。
  8. 【請求項8】 ゲート電極、ソース電極およびドレイン
    電極を有し、前記ゲート電極が第1のノードに結合し、
    前記ソース電極がポンピングされるノードに結合し、前
    記ドレイン電極が第2のノードに結合している第1のト
    ランジスタと、 ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極を有し、前
    記ドレイン電極が第1の電圧源に結合し、前記ゲート電
    極が第3のノードに結合し、前記ソース電極が前記第2
    のノードに結合している第2のトランジスタと、 ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極を有し、前
    記ドレイン電極およびゲート電極が前記第1の電圧源に
    結合し、前記ソース電極が前記第3のノードに結合して
    いる第3のトランジスタと、 ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極を有し、前
    記ドレイン電極が前記第1の電圧源に結合し、前記ソー
    ス電極が前記第3のノードに結合し、前記ゲート電極が
    前記第1のノードに結合している第4のトランジスタ
    と、 ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極を有し、前
    記ドレイン電極が前記第1の電圧源に結合し、前記ソー
    ス電極が前記第1のノードに結合し、前記ゲート電極が
    第4のノードに結合している第5のトランジスタと、 ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極を有し、前
    記ドレイン電極が前記第1の電圧源に結合し、前記ソー
    ス電極が前記第4のノードに結合し、前記ゲート電極が
    第1のノードに結合している第6のトランジスタと、 ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極を有し、前
    記ドレイン電極が前記第1の電圧源に結合し、前記ソー
    ス電極が前記第3のノードに結合し、前記ゲート電極が
    前記第5のノードに結合している第7のトランジスタ
    と、 ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極を有し、前
    記ソース電極が前記第1のノードに結合し、前記ドレイ
    ン電極が第6のノードに結合し、前記ゲート電極が前記
    第5のノードに結合している第8のトランジスタと、 ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極を有し、前
    記ドレイン電極が前記第1の電圧源に結合し、前記ソー
    ス電極が前記第5のノードに結合し、前記ゲート電極が
    第7のノードに結合している第9のトランジスタと、 ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極を有し、前
    記ドレイン電極が前記第1の電圧源に結合し、前記ソー
    ス電極が前記第7のノードに結合し、前記ゲート電極が
    前記第5のノードに結合している第10のトランジスタ
    と、 ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極を有し、前
    記ドレイン電極および前記ゲート電極が前記第1の電圧
    源に結合し、前記ソース電極が前記第7のノードに結合
    している第11のトランジスタと、 ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極を有し、前
    記ソース電極が前記第6のノードに結合し、前記ドレイ
    ン電極が前記第1の電圧源に結合し、前記ゲート電極が
    前記第7のノードに結合している第12のトランジスタ
    と、 前記第1、第2、第3、第4、第5、第6および第7の
    各ノードにそれぞれ1個づつ結合している複数のコンデ
    ンサとを含むことを特徴とする集積回路のチャージポン
    プ。
  9. 【請求項9】 前記第1、第2、第3、第4、第5、第
    6、第7、第8、第9、第10、第11および第12の各トラ
    ンジスタならびに前記複数のコンデンサがN型電界効果
    トランジスタであり、前記複数のコンデンサそれぞれ
    が、ソース電極とドレイン電極とが結合しているトラン
    ジスタからなる請求項8記載のチャージポンプ。
  10. 【請求項10】 前記第1および第2のトランジスタが前
    記第8および第12のトランジスタよりもチャンネル長に
    対するチャンネル幅の比において大きなものである請求
    項8記載のチャージポンプ。
  11. 【請求項11】 前記第2のノードに結合した前記コンデ
    ンサが、前記第6のノードに結合した前記コンデンサよ
    りも大きな容量である請求項8記載のチャージポンプ。
  12. 【請求項12】 チャージポンプを作動させる方法であっ
    て、 電源電圧よりもしきい電圧を超えた分低い大きさを有す
    る第1の電圧を第1のスイッチに供給して、前記第1の
    電圧により、電源を第1のノードに結合するように前記
    第1のスイッチを制御する段階と、 第2の電圧を前記第1のノードに供給して第1のノード
    の電圧の大きさを増す段階と、 前記増大した第1のノードの電圧よりももう一つのしき
    い電圧を超える分低い大きさを有する第3の電圧を第2
    のスイッチに供給して、前記第3の電圧により、前記第
    1のノードを第2のノードに結合するように前記第2の
    スイッチを制御する段階とを含み、 前記第1のスイッチが前記電源を前記第1のノードに結
    合している間は前記第1のノードの電圧の大きさが増さ
    ず、前記第2のスイッチが前記第1のノードを前記第2
    のノードに結合している間は前記第1のノードの電圧の
    大きさが減らないようなタイミングシーケンスをもって
    前記第1、第2および第3の電圧の供給を行うことを特
    徴とする方法。
  13. 【請求項13】 前記段階を繰り返す請求項12記載の方
    法。
  14. 【請求項14】 ゲート電極、第1の電極および第2の電
    極を有し、前記ゲート電極が前記第1のノードに結合
    し、前記第1の電極が容量性負荷に結合し、前記第2の
    電極が第2のノードに結合し、前記第2のノードがクロ
    ックパルスを受けるようにさらに結合している第1のト
    ランジスタと、 ゲート電極、第1の電極および第2の電極を有し、前記
    第1の電極が前記第2のノードに結合し、前記第2の電
    極が電源に結合し、前記ゲート電極が第3のノードに結
    合している第2のトランジスタと、 前記第1および第3のノードに結合しており、第1およ
    び第2の電位を前記第1および第3のノードにそれぞれ
    提供する電圧発生回路とを含み、 前記第2の電位の大きさが前記電源の大きさよりも少な
    くとも前記第2のトランジスタのしきい値分だけ大きな
    ものであり、前記第1の電位の大きさが前記第2のノー
    ドの電位大きさよりも少なくとも前記第1のトランジス
    タのしきい値分だけ大きなものであることを特徴とする
    チャージポンプ。
  15. 【請求項15】 前記電圧発生回路がもう1個のチャージ
    ポンプおよび複数のトランジスタを含み、前記回路が前
    記クロックパルスおよび複数のクロックパルスを受ける
    ように結合している請求項14記載のチャージポンプ。
  16. 【請求項16】 前記クロックパルスを受けるように結合
    し、また、前記第2のノードに結合しているコンデンサ
    をさらに含み、前記コンデンサが、前記クロックパルス
    に追随する前記第2のノードに信号を提供する請求項14
    記載のチャージポンプ。
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