JPH06253532A - 昇圧回路 - Google Patents
昇圧回路Info
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- JPH06253532A JPH06253532A JP4254993A JP4254993A JPH06253532A JP H06253532 A JPH06253532 A JP H06253532A JP 4254993 A JP4254993 A JP 4254993A JP 4254993 A JP4254993 A JP 4254993A JP H06253532 A JPH06253532 A JP H06253532A
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Abstract
ことのできる昇圧回路の提供。 【構成】 基準クロック発生回路1と、該基準クロック
発生回路1からのクロックに基づいて駆動クロックを生
成するクロック駆動回路2と、基準電圧発生回路4と、
該基準電圧発生回路4からの基準電圧によって前記クロ
ック駆動回路2からの駆動クロックの振幅を制限するパ
スゲート回路3と、該パスゲート回路3からの駆動クロ
ックによってポンピングされるチャージポンプ回路5と
を具備する。
Description
の書換えなどに用いる高電圧を発生するための昇圧回路
に関するものである。
行われるメモリデバイスにおいては、各メモリセルのデ
ータの書き込みや消去を行うために、ゲートまたはドレ
イン電極に15〜20Vの高電圧を印加する必要があ
る。一方半導体デバイスに供給される電圧は通常5V程
度であり、最近は3V程度まで下がってきている。さら
に携帯電話やコードレス電話のような移動無線機では
1.8Vの電源電圧しか供給されない。従って、広い用
途に対応するために、EEPROMデバイスには1.8
〜6Vのように広い電源電圧範囲での動作が求められて
いる。
応するための従来の昇圧回路としてはクロック信号によ
ってポンピングされるチャージポンプ回路の電圧および
電流供給能力が電源電圧が1.8Vでも十分に得られる
ようにチャージポンプを多段にする方法が用いられてい
る。この場合、電源電圧が高くなるほどクロック信号の
振幅も大きくなり昇圧電圧が高くなるため、電源電圧が
低いところで能力を合わせると電源電圧が高い場合には
高すぎる昇圧電圧が発生しこれが内部のトランジスタに
印加されることによるストレスによって信頼性の低下が
生じる。このような問題を避けるためツェナーダイオー
ドを用い昇圧電圧の出力を一定にする方法、特開平2−
307259号公報に示されているように、クロック信
号のハイレベルを与える電源として一定電位供給回路を
用い、クロック信号の振幅を一定電位とすることにより
外部電源電圧によらず一定の昇圧電圧を得る方法などが
知られている。
ときに昇圧回路の内部の逆方向ダイオードとして用いて
いるトランジスタが瞬間的にブレークダウンを起こし、
このために昇圧電圧が電源電圧が低いときよりもむしろ
低くなってしまうという問題点があった。また後者の方
法では、一定電位供給回路をクロック信号の駆動電源と
して用いているため、電力不足から振幅が一定でかつ十
分な駆動力を有するクロックを得ることが困難であり、
昇圧速度が遅くなる、あるいは昇圧電圧が変動して一定
にならないという問題点があった。
解決し、広い電源電圧範囲で安定した一定の昇圧電圧を
供給し、さらに内部のデバイスに対するストレスを小さ
くして信頼性に優れた昇圧回路を提供することにある。
ために本発明は、チャージポンプを駆動するクロック信
号の駆動力を十分にし、かつ電圧振幅が電源電圧が高い
場合に一定の電圧に制限されるように構成する。すなわ
ち、基準クロック発生回路と、該基準クロック発生回路
からのクロックに基づいて駆動クロックを生成するクロ
ック駆動回路と、基準電圧発生回路と、該基準電圧発生
回路からの基準電圧によって前記クロック駆動回路から
の駆動クロックの振幅を制限するパスゲート回路と、該
パスゲート回路からの駆動クロックによってポンピング
されるチャージポンプ回路とを具備することを特徴とす
る。
は、チャージポンプ回路を駆動するクロックの周波数を
も一定になるように構成する。すなわち、上記基準クロ
ック発生回路から一定の周波数を有する基準クロックを
発生させる。
れる駆動力が大きい駆動クロックを、基準電圧が加えら
れたパスゲート回路を通過させることにより、一定振幅
の駆動クロックとするため、その駆動力は大きく、これ
によってチャージポンプ回路をポンピングすることによ
り安定で外部電源電圧に依存しない一定の昇圧電圧を所
期の昇圧速度で得ることができる。クロックの実効振幅
は最大でも昇圧電圧の電源電圧依存性が負となり始める
電源電圧の値とする。実効振幅をこのように制限するこ
とにより昇圧回路内部のトランジスタのブレークダウン
が顕著に防止され、昇圧電圧が維持される。同時に、昇
圧回路の内部のトランジスタにかかる過大なストレスを
顕著におさえることができるため、昇圧回路の長期信頼
性を向上させることが可能である。
とにより電源電圧に関わらず昇圧電圧の立ち上がり速度
を一定に制限することができるため、メモリセルの書換
え回数の上限を伸ばすこともできる。
説明する。
ック図である。本例の昇圧回路は基準クロック発生回路
1,クロック駆動回路2,NMOSトランジスタM1お
よびM2からなるパスゲート回路3,基準電圧発生回路
4,チャージポンプ回路5,レギュレータ回路6からな
る。基準電圧発生回路4によって作られた電源電圧に依
存しない基準電圧VREDをM1,M2のゲートに入力
することによって、振幅が電源電圧に依存するクロック
駆動回路2の出力CP0,CPB0を電源電圧が高い場
合にも振幅が一定の電圧を超えないように制限されたク
ロック信号CP,CPBに変換し、これを用いてチャー
ジポンプ回路5を駆動する。広い電源電圧範囲で安定で
かつ一定の昇圧電圧を得ると共に、昇圧回路の長期信頼
性を向上させるためには、チャージポンプ回路5の駆動
用クロック信号の実効振幅をプロセスの絶対最大定格値
の60%程度以下に制限することが好ましい。本実施例
では用いたプロセスの絶対最大定格は7Vであるので実
効振幅を約4V以下とした。
る。5段のリングオシレータの一種であり、多段に負荷
容量C1〜C5を置き、前段から次段への信号をPMO
SトランジスタMP1〜MP5が受け、NMOSトラン
ジスタMN1〜MN5は定電流源ISとシリーズに接続
されたNMOSトランジスタMN10とカレントミラー
を形成するようにしたものである。このようにすると発
振周波数はMP1〜MP5の電流駆動力およびC1〜C
5の値によって決まり、電源電圧によらず一定となる。
原クロックCLの振幅は定電流源ISの電流値を変化さ
せることにより調節する。このようにして得られる出力
CLはフリップフロップ回路50に入力され波形整形さ
れた一定周波数のクロックCLOCKを得る。
号の周波数は0.5〜2MHzとするのが昇圧電圧の立
ち上がり速度を適当に制限するうえで好ましい。本実施
例では1MHzとした。図8に本実施例の場合の発振周
波数の電源電圧依存性を示す。
つのNOR回路OR1,OR2の第一の入力として基準
クロック発生回路1からのCLOCKおよびこれをイン
バータI30で反転した信号を、第二の入力として出力
に6段のインバータI11〜I16およびI21〜I2
6をシリーズに挿入して帰還させた信号を各々入力す
る。駆動力の十分大きなインバータを用いており、クロ
ック出力をI14およびI24から取り出すことにより
チャージポンプ回路5を効率よく駆動するためのノンオ
ーバーラップクロックCP0,CPB0を生成すること
ができる。
PMOSトランジスタM21,M22、PNP型バイポ
ーラトランジスタMB21,MB22、抵抗R21,R
22,R23およびオペアンプOP20を図のように接
続してなるバンドギャップレファレンス回路から得られ
る一定電圧の出力V20(約1.2V)をオペアンプO
P22と抵抗R1,R2からなるスケーリング回路に入
力して、VREF=V20(1+R1/R2)によりク
ロック信号を適切な実効振幅に制限するための一定の基
準電圧を発生する。本実施例では基準電圧の値を4Vと
した。
る。電流駆動力の小さなPMOSトランジスタMP31
と、ダイオード結合されたNMOSトランジスタMN3
1〜MN34および容量C31を図のように結合する。
ノードV30の電圧はシリーズにつながれたMN31〜
MN34のオン電圧で定まるほぼ一定の電圧となる。こ
れをC31で安定化して基準電圧VREFを出力する。
本実施例では基準電圧の値は3.5Vであった。
る。20個の容量C301〜C320、ダイオード結合
された20個のNMOSトランジスタM301〜M32
0および20個のNMOSトランジスタM351〜M3
71を図のように20段接続しクロック信号CP,CP
Bを図のようにC301〜C320に交互に接続するこ
とによりチャージが順次効率よくポンピングされ高電圧
出力VPPが得られる。
となるのを防ぐためのレギュレータ回路である。ここで
はプロセス的に簡単で安定して作ることのできる寄生M
OSトランジスタM61の閾値電圧が必要な昇圧電圧V
PPよりわずかに高いことを利用している。M61をダ
イオード結合して接地することにより所期の目的が達成
される。
た昇圧電圧VPPの電源電圧依存性を従来のツェナーダ
イオードを用いて昇圧電圧を一定化した昇圧回路の場合
と比較して示す。従来の昇圧回路を用いた場合には電源
電圧が4Vを超えると昇圧電圧が低下するのに対して本
発明の方法によれば1.8〜6Vの範囲で安定して一定
の昇圧電圧が得られた。
ンプ回路を駆動するクロックを駆動力が大きく、振幅が
電源電圧が高い場合に一定の電圧を超えないように制限
されるように構成することによって広い電源電圧範囲で
安定でかつ一定の昇圧電圧を発生することが可能とな
る。また同時に、例えば昇圧回路の内部のトランジスタ
にかかるストレスをおさえることができるため、昇圧回
路の長期信頼性を向上させることが可能であり、さらに
クロックの発振周波数を一定に制限することにより昇圧
電圧の立ち上がり速度を制限することができるため、メ
モリセルの書換え回数の上限を伸ばすこともできる。
る。
す回路図である。
路図である。
路図である。
回路図である。
回路図である。
路図である。
って生成されるクロック信号の発振周波数の電源電圧依
存性を示す図である。
昇圧電圧の電源電圧依存性を示す図である。
クロック VREF 基準電圧 VPP 昇圧電圧
Claims (2)
- 【請求項1】 基準クロック発生回路と、該基準クロッ
ク発生回路からのクロックに基づいて駆動クロックを生
成するクロック駆動回路と、基準電圧発生回路と、該基
準電圧発生回路からの基準電圧によって前記クロック駆
動回路からの駆動クロックの振幅を制限するパスゲート
回路と、該パスゲート回路からの駆動クロックによって
ポンピングされるチャージポンプ回路とを具備すること
を特徴とする昇圧回路。 - 【請求項2】 前記基準クロック発生回路は、一定の周
波数を有する基準クロックを発生することを特徴とする
請求項1に記載の昇圧回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4254993A JP3165543B2 (ja) | 1993-03-03 | 1993-03-03 | 昇圧回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4254993A JP3165543B2 (ja) | 1993-03-03 | 1993-03-03 | 昇圧回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06253532A true JPH06253532A (ja) | 1994-09-09 |
JP3165543B2 JP3165543B2 (ja) | 2001-05-14 |
Family
ID=12639143
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4254993A Expired - Lifetime JP3165543B2 (ja) | 1993-03-03 | 1993-03-03 | 昇圧回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3165543B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0711026A1 (en) * | 1994-11-03 | 1996-05-08 | Motorola, Inc. | Circuit and method for reducing a gate voltage of a transmission gate within a charge pump circuit |
JP2006014581A (ja) * | 2004-05-21 | 2006-01-12 | Rohm Co Ltd | 電源装置およびそれを用いた電子機器 |
US7215181B2 (en) | 2004-09-22 | 2007-05-08 | Samsung Electronics Co., Ltd. | High voltage generator circuit with ripple stabilization function |
JP2009146499A (ja) * | 2007-12-13 | 2009-07-02 | Toshiba Corp | 不揮発性メモリカード |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101756840B1 (ko) * | 2011-05-27 | 2017-07-12 | 삼성전자주식회사 | 촬영 이미지를 이용한 의사 전달 방법 및 장치 |
-
1993
- 1993-03-03 JP JP4254993A patent/JP3165543B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0711026A1 (en) * | 1994-11-03 | 1996-05-08 | Motorola, Inc. | Circuit and method for reducing a gate voltage of a transmission gate within a charge pump circuit |
JP2006014581A (ja) * | 2004-05-21 | 2006-01-12 | Rohm Co Ltd | 電源装置およびそれを用いた電子機器 |
US7215181B2 (en) | 2004-09-22 | 2007-05-08 | Samsung Electronics Co., Ltd. | High voltage generator circuit with ripple stabilization function |
JP2009146499A (ja) * | 2007-12-13 | 2009-07-02 | Toshiba Corp | 不揮発性メモリカード |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3165543B2 (ja) | 2001-05-14 |
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