TW306055B - - Google Patents

Download PDF

Info

Publication number
TW306055B
TW306055B TW085109521A TW85109521A TW306055B TW 306055 B TW306055 B TW 306055B TW 085109521 A TW085109521 A TW 085109521A TW 85109521 A TW85109521 A TW 85109521A TW 306055 B TW306055 B TW 306055B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
clock signal
boost
terminal
capacitor
mos transistor
Prior art date
Application number
TW085109521A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Yamaha 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 Yamaha Corp filed Critical Yamaha Corp
Application granted granted Critical
Publication of TW306055B publication Critical patent/TW306055B/zh

Links

Classifications

    • 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
    • H02M3/07Conversion 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
    • H02M3/073Charge pumps of the Schenkel-type

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Dram (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Description

306055 A7 _B7 五、發明説明(1 ) 發明背景 發明領域_ 本發明關於L S I積體電路所用的升壓電路。 習知技藝_ 依據L S I積體電路(簡稱L S I電路)的近來趨勢 ,以相小結構製造電子元件而使集積度較高。歸因於此趨 勢,施於積體電路的源電壓從(傳流使用的)5 V降到3 V »至於利用3V/5V混合源電壓的一些LS I電路, 須提供3 V - 5 V介面電路。爲實現此介面電路,須提供 5 V外部電源。但若L S I電路不能從外部電源接收5 V 源電壓,則須在L S I電路內提供升壓電路,以產生5 V 源電壓。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 習知升壓電路的基本組態顯示於圖5 »圖5的此升壓 電路包括電容器C及以二極體連接形式互連的一對n通道 MOS電晶體Ml和M2。由時脈組成的時脈信號CK送 到電容器C的一端子。對應於時脈信號〜L <位準的期間 中,電源VDD經由MO S電晶體Μ 1對電容器C充電。對 應於時脈信號' Η >位準的期間中,MOS電晶體Ml關 閉,因而升壓電路經由MOS電晶體M2輸出Vcc升壓( 其中 V cc= 2 V DD)。 圖6的多級升壓電路使用圖5的升壓電路做爲單級。 圖5的升壓電路輸出升壓Vcc,僅爲VDD之原來源電壓的 二倍,易言之,圖5之升壓電路的倍率爲' 2 >。但圈6 一 4 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙张尺度逋用中國國家標準(CNS )八4規格(2丨0Χ297公釐) A7 B7 經濟部中央標準局員工消费合作杜印製 五、發明説明( 2 ) 1 I 的 多 級 升 壓 電路 可輸 出 倍 率不 限於 2 而 任 意 .設 定 的 升 1 壓 e 多 級 升 壓電 路需 要 2 種時 脈信 號 » 亦 即 反 相 的 φ 1 和 1 Ψ 2 〇 1 I 闉 5 的 升壓 電路 中 ♦ 壓降 會因 Μ 0 S 電 晶 體 臨 限 值 請 先 閱 1 V *t h 而 發 生 在電 容器 C 的 充電 電壓 和 升 壓 V CC ° 所 以 不 讀 背 1 1 I 能 得 到 二 倍 電壓 〜2 V D Ε ,做 爲升 壓 V C C 〇 爲 避 免 上 述 臨 之 注 意 1 1 I 限 值 所 造 成 的電 壓損 失 » 另一 種升 壓 電 路 提 出 如 m.7 〇 曰 事 項 1 I 再 本 特 許 公 開 5 2 -3 9 1 19 揭示 圖 7 之 升 壓 電 路 構 造 的 填 % 本 裝 原 理 〇 頁 '--- 1 1 圖 7 中 ,提 供由 Ρ 通 道Μ 0 S 電 晶 體 ( 下 文 稱 爲 1 1 P Μ 0 S 電 晶體 和η 通 道 MO S電 晶 體 ( 下 文 稱 爲 1 I N Μ 〇 S 電 晶體 )組 成 的 反相 電路 〇 此 反 相 電 產 生 與 原 時 1 訂 | 脈 信 m C Κ 0反 相的 反 時 脈信 號C Κ 1 〇 時 脈 信 號 C Κ 1 1 1 送 到 電 容 器 C 1 的第 一 端 子。 電容 器 C 1 的 第 二 端 子 經 由 1 1 P Μ 〇 S 電 晶體 Μ Ρ 1 接 到電 源V D D 0 Ρ Μ 〇 S 電 晶 體 1 1 Μ Ρ 1 中 汲殛 接到 電 源 V 〇〇 ,而 源 極 接 到 電 容 器 C 1 0 k I N Μ 〇 S電 晶體 Μ Ν 1中 ,源 極 接 地 V S S » 而 閘 極 接 1 I 收 時 脈 信 號 C Κ 0。 Ν Μ 0 S 電晶 體 Μ Ν 1 的 汲 極 接 到 1 1 I Ρ Μ 0 S 電 晶體 Μ Ρ 1 的 閘極 。P Μ 0 S 電 晶 體 IUZ. Μ Ρ 2 插 1 1 在 Ν Μ 〇 S 電晶 體Μ Ν 1 的汲 極與 電 容 器 C 1 的 第 二 端 子 1 1 之 間 9 Ρ Μ 0 S 電晶 體 rise. Μ P 2 中, 汲 極 接 到 Ν Μ 〇 S 電 晶 1 體 Μ Ν 1 的 汲極 ,而 閘 極 接到 電源 V D D 〇 1 | Ρ Μ 0 S電 晶體 Μ Ρ 3設 在電 容 器 C 1 的 第 二 端 子 與 1 I 提 供 升 壓 Υ c c的 輸出 端 子 、0 U 丁 之 間 0 Ρ Μ 0 S 電 晶 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家橾準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -5 - 306055 B7 經濟部中央樣準局貝工消费合作社印製 五、發明説明( 3 ) \ 1 | 體 Μ Ρ 3 抽 取 升 壓 V c c ,» 其 中 其 汲 極 接 到 零 容 器 C 1 的 第 1 二 端 子 〇 爲 選 擇 性 驅 動 Ρ Μ 0 S 電 晶 體 Μ Ρ 3 9 提 供 分 別 1 連 接 Ν Μ 0 S 電 晶 體 Μ Ν 1 和 Ρ Μ 0 S 電 晶 體 ELS. Μ Ρ 2 的 請 先 閲 1 I N Μ 0 S 電 晶 體 Μ N 2 和 Ρ Μ 0 S 電 晶 體 Μ Ρ 4 0 原 時 脈 1 信 號 C Κ 0 用 來 驅 動 Ν Μ 0 S 電 晶 體 Ν Μ 1 的 閘 極 9 而 反 背 1 1 I 時 脈 信 號 C Κ 1 用 來 驅 動 Ν Μ 0 S 電 晶 體 Ν Μ 2 的 閛 極 〇 之 注 意 1 1 I 再 者 9 電 容 器 C 2 設 在 地 V S S 與輸 出 端 子 0 U Τ 之 間 以 輸 事 項 1 I 再 出 升 壓 V C C 〇 填 寫 本 裝 | 接 著 詳 述 圖 7 之 升 壓 電 路 的 運 作 〇 若 時 脈 信 號 頁 1 1 C Κ 0 在 Η 〆 位 準 ( 亦 即 c Κ 0 = Η ) 而 時 脈 信 1 號 C Κ 1 在 L 位 準 ( 亦 即 C Κ 1 = - L 〆 ) 則 1 1 N Μ 0 S 電 晶 體 Μ N 1 開 啓 因 而 汲 極 電 壓 降 低 〇 造 成 1 訂 I P Μ 0 S 電 晶 體 Μ P 1 開 啓 » 所 以 電 源 V D D 對 電 容 器 1 1 I C 1 充 電 0 此 時 4uf. 搬 壓 降 發 生 在 Ρ Μ 〇 S 電 晶 腊 Μ Ρ 1 〇 1 1 因 此 充 電 電 壓 可 增 達 V D D ο 另 — 方 面 Ν Μ 0 S 電 晶 體 1 1 Μ Ρ 2 關 閉 t 所 以 Ρ Μ 0 S 竜 晶 體 Μ Ρ 3 關 閉 〇 ’丨 若 C Κ 0 = L 且 C Κ 1 Η 則 電 容 器 C 1 1 I 的 第 二 端 子 暫 時 增 爲 2 V D D 電 壓 〇 同 時 Ν Μ 0 S 電 晶 體 1 1 I Μ Ν 1 關 閉 而 Ρ Μ 0 S 電 晶 體 Μ Ρ 2 開 啓 〇 所 以 2 1 1 1 V D D 窜 壓 施 於 P Μ 〇 S 電 晶 體 Μ Ρ 1 的 閛 極 再 關 閉 〇 此 時 1 1 > Μ Μ 0 S 電 晶 體 ruz. Μ Ν 2 開 啓 而 Ρ Μ 〇 S 電 晶 體 Μ Ρ 3 1 開 啓 因 而 電 容 器 C 1 的 電 荷 轉 移 到 電 容 器 C 2 〇 在 此 情 1 1 形 黑 壓 降 發 生 在 Ρ Μ 0 S 電 晶 體 Μ Ρ 3 〇 I 其 後 重 複 上 述 運 作 因 而 可 得 V C C = 2 V D D 的 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家揉率(CNS ) A4規格(21 OX297公釐) -6 - 經濟部中央樣準局貝工消費合作社印褽 A7 __________B7_ 五、發明説明(4 ) 恆升壓。 接著,稍修改圖7的升壓電路來設計圖8的升壓電路 。時脈信號CKO驅動PMO S電晶體MP 2的閘極,而 NMO S電晶體MN 1的汲極輸出驅動PMO S電晶體 MP4的閘極。日本特許公開5 1 — 9041 6揭示圖8 之升壓電路構造的原理。 若NMO S電晶體MN 1和MN 2的閘極設爲_地電壓 V ss,則2 V DD電壓施於NMO S電晶體MN 1和MN 2 的閘極與汲極之間。此外,當PMO S電晶體MP 3開啓 因而電容器C1的電荷轉移到電容器C2時,2V DD電壓 施於PMO S電晶體MP 3的汲極和閘極之間。在VDD = 3V之LSI電路的情形,電子元件的結構極小,因而閘 極氧化物膜必須薄。這令閘極電壓阻力約爲5 V。所以, 若'2 VDD= 6 V /電壓施於電晶體的閘極和汲極之間, 則此電壓會打破電晶體的電壓阻力》爲增加電晶體的電壓 阻力,應使施加此高壓的電晶體閘極氧化物膜厚。但造成 升壓電路的製造成本較高。 發明概要 本發明的目檩是提供能以高可靠度輸出升壓的升壓電 路,而不發生MO S電晶體臨限值所造成的壓降。 本發明的升壓電路使用反相電路以產生與輸入時脈信 號反相的互補時脈信號,及第一升壓時脈產生電路和第二 升壓時脈產生電路。第一升壓時脈產生電路接到第一電容 本紙張尺度逋用中國國家橾準(CNS ) Α4規格(210Χ 297公釐) ^1. - I - - - I —^1 In ^^1 an --- τ» U3-β (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(5 ) 器的第二端子(第一端子接收互補時脈信號)。此電路產 生與输入時脈信號反相且相較於输入時脈信號位準增加的 第一升壓時脈信號。第二升壓時脈產生電路接到第二電容 器的第二端子(第一端子接收輸入時脈信號)。此電路產 生相較於輸入時脈信號位準增加且與第一升壓時脈信號反 相的第二升壓時脈信號。第一和第二升壓時脈信號用來產 生相當於源電壓二倍的恆升壓。 . 第一和第二升壓時脈產生電路使用P通道和η通道 MO S電晶體。此處,MO S電晶體通常是臨限值爲負或 零的增強型MO S電晶體,因而臨限值所造成的壓降不發 生在升壓。此外,決定MO S電晶體的配置,使得高於源 電壓的高壓不施於MO S電晶體。因此,不需使用閘極氧 化物膜變厚以增加電壓阻力的特定MO S電晶體。 附帶一提,修改MO S電晶體配置和/或改變電源連 接,可任意改變升壓倍率。 圖式簡述 V圖1是顯示依據本發明第一實施例所設計之升壓電路 的電路圖; V圖2顯示在圖1之升壓電路之數點所測的電壓波形; 4 3是顯示依據本發明第二實施例所設計之升壓電路 的電路圖; \/圖4顯示在圖3之升壓電路之數點所測的電壓波形: V圖5是顯示習知升壓電路基本組態的電路圖; 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) — — — — — 裝—— —II 訂 In A (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -8 - 經濟部中央揉準局員工消費合作社印裝 A7 _______B7_ 五、發明説明(6 ) _ 6是顯示根據圖5之升壓電路所設計之習知多級升 壓電路的電路圖; 7是顯示另一種習知升壓電路的電路圖; j 8是顯示另一種習知升壓電路的電路圖。 較佳實施例說明 圖1是顯示依據本發明第一實施例所設計之升壓電路 的電路圖。提供由E型(亦即增強型)PMO S電晶體 MP 1 〇和E型NMOS電晶體MN1 〇組成的CMOS 反相電路1。反相電路1根據輸入時脈信號C K 〇產生互 補時脈信號C K 1 »爲得到相較於時脈信號c K 〇和 c K 1位準在正向偏移的升壓時脈信號,提供第一和第二 升壓時脈產生電路2和3。 第一升壓時脈產生電路2產生相較於互補時脈信號 C K 1位準偏移的第一升壓時脈信號。第一升壓時脈產生 電路2有電容器C1 ,其中第一端子N1接收互補時脈信 號CK 1 ,而第二端子N 2經由用於將電容器C 1充電的 E型第一 PMOS電晶體MP 1 1接到電源VDD。第一 PMO S電晶體MP 1 1中,汲極接到電源VDD,而源極 接到電容器C 1的第二端子N 2。電容器C 1的第二端子 N2也接到E型第二PMOS電晶體MP12的源極。第 二PMOS電晶體MP 1 2的閘極接到電源VDD。 爲對用於將電容器C 1充電的第一PMO S電晶體 MP 1 1進行閘極控制,提供E型第一 NMO S電晶體 本紙張尺度遑用中國國家橾準(CNS ) A4洗格(2丨0乂29:;公釐〉 — — — — — — 裝 I —II 訂 1 备 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -9 - 經濟部中央樣準局貝工消費合作杜印製 A7 _ B7 _ 五、發明説明(7 ) MN1 1 ,其中閘極接收輸入時脈信號CKO,而源極接 地Vss»此外,E型第二NMOS電晶體MN1 2插在第 一NMOS電晶體MN11的汲極與第二PMOS電晶體 MP12的汲極之間。 第二升壓時脈產生電路3的組態具有上述第一升壓時 脈產生電路2的類似組態。亦即,電容器C 3對應於電容 器Cl ; PMOS電晶體MP14和MP15對應.於 PMOS電晶體MP 1 5對應於PMOS電晶體MP 1 1 和MP12;NMOS電晶體MN13和MN14對應於 NMOS電晶體Ml 1和MN1 2。第二升壓時脈產生電 路3之時脈信號C K 0和C K 1的供應方式與第一升壓時 脈產生電路2反相。因此,使出現在第二升壓時脈產生電 路3之端子N 6的第二升壓時脈信號與出現在第一升壓時 脈產生電路2之電容器C 1之第二端子N 2的第一升壓時 脈信號反相。 爲根據第一升壓時脈產生電路2所產生的第一升壓時 脈信號來抽取恆升壓,E型第三PMO S電晶體MP 1 3 插在圖1之電容器C 1的第二端子N 2與升壓電路的輸出 端子N3之間。第三PMOS電晶體MP 1 3中,汲極接 到電容器C 1的第二端子N 2,而源極接到輸出端子N 3 。此外,出現在第二升壓時脈產生電路3之端子N 6的第 二升壓時脈信號送到第三PMOS電晶體MP13的閘極 。再者,壓電變換器C 2在输出端子N 3輸出升壓Vcc。 接著*詳述圖1之升壓電路的運作。若输入時脈信號 本紙張尺度逋用中國國家揉準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) ' -10 - I - (H —I- an 1 .. nn I m 、vs (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 3G6055 A7 ____B7_ 五、發明説明(8 ) CK〇的位準高(亦即CKO=、H>),則使用電源 V DD由第一 PMOS電晶體MP 1 1對電容器C 1充電。 若輸入時脈信號CK0的位準低(亦即CK0 =、L 一) ,則在電容器C 1的第二端子N 2得到2 VDD電壓。同時 ’第三PMO S電晶體MP 1 3開啓,因而電容器C 1的 電荷轉移到電容器C 2。其基本運作類似圖6的上述升壓 電路。 圖2顯示在穩態之圖1之升壓電路數點的各種電壓波 形,其中源電壓VDD設爲3 V。接著,解釋在穩態下之升 壓電路的運作。 至於第一升壓時脈產生電路2,若CK0='H<因 而CK1=、L> ,則第一NMOS電晶體MN11開啓 ,而第二NMO S電晶體MN 1 2正常在Ο N狀態,這是 因爲其閘極接收源電壓VDD。所以,在晞子N 4的電壓位 準低(L)。因此,第一PMOS電晶體Μ P 1 1開啓, 而第二PMO S電晶體ΜΡ 1 2關閉。 在上述狀態,電容器C 1的第一端子Ν 1在對應於 經濟部中央標準局員工消費合作社印裳 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) V ss的低位準(L )。所以,使用電源V DD由第一P MOS電晶體ΜΡ11對電容器C1進行充電作業。有' 負>臨限值的第一PMOS電晶體ΜΡ11進行充電作業 。因此,相較於NMO S電晶體依據二極體連接法而連接 的傳統升壓電路,本實施例的升壓電路不發生臨限值所造 成的壓降。 如同第一升壓時脈產生電路2,在第二升壓時脈產生 本紙張尺度通用中國國家揉準(CNS ) A4规格( 210 X297公釐) -11 - A7 B7 經濟部中央樣準局員工消费合作社印製 五、發明説明( 9 ) 1 | 電 路 3, 使 用 電 源 V ο Ε ,對 電 容 器 C 3進 行充 電 作 業 〇 但 在 1 第 升壓 時 脈 產 生 電路 2 的 充 電 作 業之 前的 一 半 時 脈 周 期 1 1 進 行第 二 升 壓 時 脈產 生 電 路 3 的 充電 作業 〇 所 以 對 應 1 | 於 C Κ 0 = Η - 的期 間 中 在 端 子Ν 6得 到 2 V D Ε •電 壓 請 先 聞 1 0 此 電壓 送 到 第 二 Ρ Μ 0 S 電 晶 體 Μ Ρ 13 的 閘 極 〇 因 此 讀 背 Si 1 I > 對 應於 C Κ 1 = 、L 〆 的 期 間 中 ,第 三P Μ 0 S 電 晶 體 之 注 意 1 1 1 Μ Ρ 13 在 0 F F 狀態 〇 事 項 1 I 再 若C Κ 0 = L ^ 因 而 C Κ 1 =、 Η 一 則 源 電 壓 填 % 本 裝 1 V D D 施於 電 容 器 C 1的 第 — 端 子 Ν 1 ° 所以 在 電 容 器 C 頁 ___^ 1 1 1 之 第二 端 子 Ν 2 的電 壓 增 達 2 V D D電 壓。 此 時 第 一 升 1 1 壓 時 脈產 生 電 路 2 中, 第 一 Ν Μ 0 S電 晶體 Μ Ν 1 1 關 閉 1 > 因 而端 子 Ν 4 在 高位 準 ( Η ) 〇 因此 ,第 二 Ρ Μ 0 S 電 訂 I 晶 體 Μ Ρ 1 2 開 啓 ,而 第 — Ρ Μ 0 S電 晶體 Μ Ρ 1 1 關 閉 1 1 1 〇 因 此, 電 容 器 C 1的 電 荷 不 流 回 到電 源V D D 〇 1 1 在上 述 狀 態 第二 升 壓 時 脈 產 生電 路3 的 端 子 Ν 6 在 1 1 充 電 周期 因 而 端 子Ν 6 的 電 壓 相 當於 源電 壓 V D D 〇 此 電 Μ 1 壓 送 到第 三 Ρ Μ 〇 S電 晶 體 Μ Ρ 1 3的 閘極 〇 在 穩 態 電 1 | 容 器 C 2 已 被 2 V D D電 壓 充 電 〇 因 此, 第三 Ρ Μ 0 S 電 晶 1 I 體 Μ Ρ 1 3 開 啓 , 因而 電 容 器 C 1 的電 荷經 由 第 三 1 1 Ρ Μ 0 S 電 晶 體 Μ Ρ 1 3 轉 移 到 電 容器 C 2 0 重 複 上 述 運 1 1 作 所以 SSSme 尾 容 器 C 2 可 得 到 2 V D D ® 升壓 〇 即 使 在 上 述 1 第 二 Ρ Μ 0 S 電 晶 體Μ Ρ 1 3 的 電 荷轉 移運 作 t 臨 限 值 所 1 1 造 成 的壓 降 也 不 會 發生 0 | 本實 施 例 的 升 壓電 路 異 於 傅 統 升壓 電路 • 上 述 運 作 中 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4规格(210 X297公釐) -12 - 306055 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明( 10) 1 | , 高 壓不施 於用 來控制 第一 Ρ Μ 0 S 電 晶 體 ΠΪ2. Μ Ρ 1 1 之 1 1 〇 N /OF F狀 態的第 一 Ν Μ 〇 S 電 晶 體 Μ Ν 1 1 ; 同 樣 1 I 地 » 髙壓不 施於 用來抽 取升 壓 的 第 Ρ Μ 0 S 電 晶 體 Μ Ρ 1 | 請 1 1 3 〇 先 1 聞 以下說 明高 壓不施 於第 --- Ν Μ 〇 S 電 晶 體 •Μ Ν 1 1 的 請 背 1 έ I 原 因 0 之 注 1 | 意 I 圖2顯 示相 較於位 準在 V S S 和 V D D 之 間 變 化 的 時 脈 信 事 項 1 I 再 1 號 9 位準在 V D D 與2 V D D之 間 變 化 的 第 _. 升 壓 時 脈 信 號 出 填 寫 本 裝 I 現 在 電容器 C 1 的第二 端子 Ν 2 〇 第 — 升 壓 時 脈 信 號 的 位 頁 1 | 準 高 於時脈 信號 。若C Κ 0 = L - 而 第 一 Ν Μ 0 S 電 晶 1 I 體 Μ S 1 1 關閉 ,則第 二 Ρ Μ 0 S 電 晶 體 Μ Ρ 1 2 開 啓 ♦ 1 1 | 因 而 接到第 二 P Μ 0 S 電晶 體 Μ Ρ 1 2 之 汲 極 之 端 子 Ν 4 1 訂 的 電 壓位準 增達 "2 V D D ( 見 圖 2 ) 〇 1 1 另一方 面, 源電壓 V d D 施 於 第 二 Ν U 0 S 電 晶 體 Μ Ν 1 1 1 2 的閘極 :接 到第二 Ν Μ 0 S 電 晶 體 Μ Ν 1 2 源 極 之 端 1 1 子 Ν 5的電 壓位 準不能 髙於 V D D — V t h 〆 其 中 V t h 劣. 1 代 表第二 Ν Μ 0 S電 晶體 Μ Ν 1 2 的 臨 限 值 〇 這 表 示 1¾ 1 1 I 於 V D D ~ V th /的高 壓不 施 於 第 一 Ν Μ 0 S 電 晶 體 Μ Ν I 1 I 1 1 的閘極 和汲 極之間 〇 1 1 接著, 以下 說明高 壓不 施 於 用 來 抽 取 升 壓 之 第 二 1 1 P Μ 0 S電 晶體 Μ Ρ 1 3的 原 因 〇 1 如前述 ,位 準在V Cb3 DD與 2 V D D 之 間 變 化 的 第 —- 升 壓 時 1 1 脈 信 號出現 在端 子Ν 2 (見 圖 2 ) ; 此 第 — 升 壓 時 脈 信 號 1 •1 | 送 到 第三P Μ 0 S電晶 體Μ Ρ 1 3 的 汲 極 〇 另 一 方 面 > 位 1 1 1 本紙張尺度逋用中國國家揉準(CNS ) A4规格(210 X 297公釐) -13 _ A7 B7 五、發明説明(11) 準在V DD與2 v DD之間變化的第二升壓時脈信號出現在端 子N 6。第二升壓時脈信號與第一升壓時脈信號反相。此 第二升壓時脈信號送到第三PMOS電晶體MP13的閘 極。這表示位準超過~ VDDe的高壓不施於第三PMO S 電晶體Μ P 1 3的汲極和閘極之間。同樣地,位準超過、 的高壓不送到升壓電路的其它電晶體。易言之,高 壓不施於升壓電路的電晶體閘極氧化物膜。 依據本實施例,可得到不被電晶體臨限值降低的升壓 。此外,高於V DD的高壓不施於用在升壓電路的電晶體閘 極氧化物膜。所以,不需提供閘極氧化物膜厚的電子元件 。易言之,升壓電路製造成本不增加,在升壓電路運作可 .得到高可靠度》 附帶一提,對應於圖1之升壓電路的升壓電路組合一 起,形成多級升壓電路。此多級升壓電略中,可得到升壓 的任意倍率,可設定髙於輸入電壓的3倍或4倍。 經濟部中央標隼局貝工消費合作社印製 I:—. ^^1 I - - . I In - I - ^ 11« —I— n i -- - i I- ------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖3是顯示依據本發明第二實施例所設計之升壓電路 的電路圖,其中相當於圖1的組件由相同數字代表。圖3 的升壓電路的組態有些與圖1的上述升壓電路相反。圖3 的升壓電路產生' -VDD>升壓。相較於圖1的升壓電路 ,電源V DD和地V ss的施加在圖3的升壓電路相反。如同 圖1的升壓電路,圖3的升壓電路含有反相電路1 1 、第 —升壓時脈產生電路1 2、第二升壓時脈產生電路1 3。 圖3的反相電路11類似圖1的反相電路1;但數字改變 而使MOS電晶體MP 2 0和MN2 0取代MOS電晶體 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐} '~ -14 - A7 · B7 經濟部中央標隼局員工消费合作社印製 五、 發明説明(12) 1 I Μ P 1 0 和Μ Ν 1 0 ο 圖3之電 路 1 2 和 1 3 的 組態 與 圖 1 1 之 電 路 2和 3的 組 態 互捕。相 較 於 圖 1 的 升 壓 電路 t 1 1 Ρ Μ 0 S 電晶 體Μ Ρ 1 1 、Μ Ρ 1 2 > Μ Ρ 1 3 分別 被 圖 1 I 請 1 3 之 升 壓 電路 的Ν Μ 0 S電晶體 Μ Ν 2 1 Μ Ν 2 2 、 先 閲 1 I Μ Ν 2 3 取代 。Ν Μ 0 S電晶體 Μ Ν 2 .1 的 汲 極 和 讀 背 Λ 1 1 | Ν Μ 0 S 電晶 體Μ Ν 2 2的閘極 接 地 V S S 〇 之 洼 意 1 1 I 圖 3 的Ρ MO S 電 晶體Μ Ν 2 1 和 Μ 2 2 取 代圖 1 的 事 項 1 I 再 1 Ν Μ 0 S 電晶 體Μ Ν 1 1和Μ Ν 1 2 〇 Ρ Μ 0 S 電晶 體 填 窝 袈 Μ Ρ 2 1 的源 極接 到 電 源 V dd。 頁 1 1 相 較 於圖 1的 第 二 升壓時脈 產 生 電 路 3 Ρ Μ 0 S 電 1 | 晶 體 Μ Ρ 14 和Μ Ρ 1 5被圖3 的 Ν Μ 0 S 電 晶 體Μ N 1 1 2 4 和 Μ Ν 2 5取 代 而Ν Μ 0 S 電 晶 體 Μ Ν 1 3和 訂 | Μ Ν 1 4 被Ρ Μ 0 S 電 晶體Μ Ρ 2 3 和 Μ Ρ 2 4 取代 〇 此 1 1 外 圖 3 的端 子Ν 1 1 至Ν 1 8 取 代 pm 圖 1 的 端 子 Ν 1 至 1 Ν 8 〇 1 1 接 著 ,詳 述圖 3 之 升壓電路 的 運 作 ο 在 圖 3 之升 壓 電 r I 路 數 圖 的 電壓 波形 顯 示 在對應於 圖 2 的 圖 4 0 若 C Κ 0 = 1 I L - » 則Ρ Μ 0 S 電 晶體Μ Ρ 2 1 開 啓 而 Ν Μ 0 S 電 1 1 I 晶 體 |UL Μ Ν 2 1 開啓 〇 因 此,若源 電 壓 V D D 施 於 第 —端 子 1 1 I Ν 1 1 t 而地 電壓 V S S 施於第二 端 子 N 1 2 » 則 對電 容 器 1 1 C 1 進 行 充電 作業 0 在 此情形, Ν Μ 0 S 電 晶 體 Μ Ν 2 1 1 1 有 正 臨 限 值。 所以 t 將 地電壓V S S 轉 移 到 電 容 器 Cl 之 第 I 二 端 子 N 12 的Ν Μ 〇 S電晶體 Μ Ν 2 1 不 造 成 壓降 0 I 若 C Κ 〇 Η ,則、- V D D 40 電 壓 出 現 在電 容 器 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -15 - A7 B7 五、發明説明(IS) C 1的第二端子N2。同時,NMOS電晶體MN 2 1關 閉,而NMO S電晶體MN 2 3開啓。因此’電容器C 1 的電荷經由NMO S電晶體MN 2 3轉移到電容器C 2 ° 此時,NMOS電晶體MN2 3不造成懕降。 重複上述運作,在圓3之升壓電路的輸出端子N 1 3 可得到、_ V DD >升壓。 簡言之,第二實施例可提供上述第一實施例的.相同效 果。 由於發明範疇是由申請專利範圍而非上文來界定’故 本發明能以數個形式來實施而不悖離主要特徵的精神’因 此本實施例是說明而非限制。 I— I n I r^*衣 I I 訂—— H Μ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央橾準局属工消费合作社印製 本紙張尺度逋用中固國家榡準(CNS ) Α4洗格(210X 297公釐) 16 -

Claims (1)

  1. 經濟部中央標淮局Μ工消費合作社印製 六、申請專利範圍 附件一: 第85109521號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國86年3月修正 1.一種升壓電路,包括: 反相電路(1),反轉輸入時脈信號(CK〇)以產 生與輸入時脈信號反相的互補時脈信號(CK1); 第一電容器(C1),其第一端子(N1)接收互補 時脈信號; 第一升壓時脈產生電路(2),接到電容器第二端子 (N 2 ),根據源電壓(VDD)和输入時脈信號產生第一 升壓時脈信號,其中第一升壓時脈信號與輸入時脈信號反 相,但相較於輸入時脈信號位準增加; 第二電容器(C 3),其第一端子接收输入時脈信號 * 第二升壓時脈產生電路(3),接到第二電容器第二 端子(N6),根據源電壓(VDD)和互補時脈信號產生 第二升壓時脈信號,其中第二升壓時脈信號相較於輸入時 脈信號位準增加,使得第二升壓時脈信號與第一升壓時脈 信號反相; 輸出構件(MP13,C2),根據第一升壓時脈信 號和第二升壓時脈信號輸出升壓(Vcc),其中升壓恆定 且相當於源電壓的二倍(亦即2 VDD)。 2 .如申請專利範圍第1項的升壓電路,其中第一升 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4規格(210Χ21)7公釐) 訂------1 i (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)' A8 B8 C8 D8 3C6G55 七、申請專利範圍 壓時脈產生電路由下列組成: 第一P通道MO S電晶體(MP 1 1 ) ’源極接到第 一電容器第二端子,而汲極接到電源; 第一 P通道MO S電晶體(MP 1 2 ),源極接到第 一電容器第二端子’閘極接到電源,汲極接到第一 P通道 MO S電晶體閘極; 第一 η通道MOS電晶體(MP 1 1 ) ’閘極接收输 入時脈信號,而源極接地(Vss): 第一η通道MOS電晶體(MP12) ’汲極接到第 二ρ通道MO S電晶體汲極,源極接到第一 η通道MO S 電晶體汲極,閘極接到電源。 3. 如申請專利範圍第1項的升壓電路,其中輸出構 件由下列組成: Ρ通道MOS電晶體(MP13) ’汲極接到第一電 容器第二端子,源極接到輸出升壓(Vcc)的输出端子( N 3 ),閘極接收输出自第二升壓時脈產生電路的第二升 應時脈信號; 電容器(C 2 ),其第一端子接到輸出端子’但第二 端子接地(V ss)。 4. 一種升壓電路,包括: 反相電路,反轉輸入時脈信號(c K 0 )以產生與輸 入時脈信號反相的互補時脈信號(CK1); 第一電容器(C1),其第一端子(Nil)接收互 補時脈信號; 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4坭格(210Χ2Ή公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標准局員工消费合作社印11 經濟部中央標準局Η工消疗合作社印製 A8 B8 C8 D8 7、申請專利祀圍 第一升壓時脈產生電路(12),接到第一電容器第 二端子(N12),根據源電壓(VDD)和输入時脈信號 產生第一升壓時脈信號,其中第一升壓時脈信號與輸入時 脈信號反相,相較於輸出時脈信號位準降低; 第二電容器(C3) ’其第一端子接收輸入時脈信號 » 第二升壓時脈產生電路(1· 3),接到第二電容器第 二端子(N16),根據源電壓和互補時脈信號產生第二 升壓時脈信號,其中第二升壓時脈信號相較於输入時脈信 號位準降低,使得第二升壓時脈信號與第一升壓時脈信號 反相: 輸出構件(MN23,C2),根據第一升壓時脈信 號和第二升壓時脈信號輸出升壓(Vcc),其中升壓恆定 且相當於有負號的源電壓(亦即- VDD)。 5.如申請專利範圍第4項的升壓電路,其中第一升 壓時脈產生電路由下列組成: 第一η通道MOS電晶體(MN2 1),源極接到第 —電容器第二端子,而汲極接地(Vss); 第一 η通道MOS電晶體(MN2 1),源極接到第 —電容器第二端子,閘極接地,汲極接到第一 η通道 Μ 0 S電晶體閘極; 第一Ρ通道MOS電晶體(ΜΡ 2 1 ),閘極接收輸 入時脈信號,而源極接到電源(VDD); 第二P通道MOS電晶體(MP22),閘極接地, 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公t ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁). 訂 線! ~ 3 ~ A8 B8 C8 D8 々、申請專利範園 汲極接到第二η通道MO S電晶體汲極,源極接到第一P 通道MO S電晶體汲極。 6.如申請專利範圍第4項的升壓電路,其中輸出構 件由下列組成: η通道MOS電晶體(MN23),汲極接到第一電 容器第二端子,源極接到輸出升壓(Vcc)的輸出端子( N13),閘極接收輸出自第二升壓時脈產生電路的第二 升壓時脈信號; 電容器(C2),其第一端子接到输出端子,但第二 端子接到電源。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線! 經濟部中央標準局S工消费合作杜印製 本紙張尺度適用中國國家標车(CNS ) A4現格(210X2Q7公釐) 4
TW085109521A 1995-08-07 1996-08-06 TW306055B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7221109A JP2848282B2 (ja) 1995-08-07 1995-08-07 昇圧回路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW306055B true TW306055B (zh) 1997-05-21

Family

ID=16761630

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW085109521A TW306055B (zh) 1995-08-07 1996-08-06

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2848282B2 (zh)
KR (1) KR100259466B1 (zh)
TW (1) TW306055B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101817926B1 (ko) * 2010-03-02 2018-01-12 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 승압 회로 및 승압 회로를 포함하는 rfid 태그
CN110391733A (zh) * 2019-08-28 2019-10-29 芯好半导体(成都)有限公司 一种供电电路、供电方法和电源装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2848282B2 (ja) 1999-01-20
JPH0951669A (ja) 1997-02-18
KR100259466B1 (ko) 2000-06-15
KR970013311A (ko) 1997-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW448620B (en) Level adjusting circuit and the data output circuit thereof
KR100900965B1 (ko) 고전압용 씨모스 전하 펌프
TW462074B (en) Semiconductor device
TWI497915B (zh) 位準轉換電路及其操作方法
EP2965425B1 (en) Voltage level shifter with a low-latency voltage boost circuit
TW200541073A (en) Bidirectional high voltage switching device and energy recovery circuit having the same
JP3764135B2 (ja) レベルシフタ
TW589789B (en) Semiconductor device
TW417283B (en) Voltage level shifting circuit
JP4174531B2 (ja) レベル変換回路及びこれを有する半導体装置
TW417278B (en) Semiconductor integrated circuit having input circuit
JP2009533929A (ja) 電子回路
TW306055B (zh)
TW317029B (zh)
TW378324B (en) Boosting device and driving method thereof
TWI285470B (en) Input circuits including boosted voltages and related methods
TWM477599U (zh) 具有充電泵輔助之電壓位準移位器
TW544935B (en) Semiconductor integrated circuit device with voltage interface circuit
WO2023073904A1 (ja) レベルシフト回路
TW517346B (en) Level shift circuit
JP4787671B2 (ja) クロック昇圧回路
JP2001068978A (ja) レベルシフタ回路
JP2001044819A (ja) 高電圧出力インバーター
JP3539778B2 (ja) 基準電圧発生回路
TW402802B (en) An apparature and method of dynamic adjusting voltage source used in the integrated circuit

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees