JPH0746900B2 - Charge pump circuit - Google Patents
Charge pump circuitInfo
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- JPH0746900B2 JPH0746900B2 JP410588A JP410588A JPH0746900B2 JP H0746900 B2 JPH0746900 B2 JP H0746900B2 JP 410588 A JP410588 A JP 410588A JP 410588 A JP410588 A JP 410588A JP H0746900 B2 JPH0746900 B2 JP H0746900B2
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- potential
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- Manipulation Of Pulses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はチャージポンプ回路に関し、特にDC−DCコンバ
ータに使用するのに適したチャージポンプ回路に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charge pump circuit, and more particularly to a charge pump circuit suitable for use in a DC-DC converter.
従来この種のチャージポンプ回路は、ハイレベル及びロ
ウレベルが昇圧された電位(図中VDD,GND′)から成る
クロック信号を発生するクロック発振回路と、前記クロ
ック信号のロウレベルをVSS電位までレベルシフトする
レベルシフト回路を有していた(第4図)。チャージポ
ンプ回路を動作させるクロックA′〜D′等のタイミン
グは第5図の通りである。Conventionally, this type of charge pump circuit has a clock oscillation circuit that generates a clock signal composed of a high-level and low-level boosted potential (V DD , GND ′ in the figure) and a low level of the clock signal up to the V SS potential. It had a level shift circuit for shifting (Fig. 4). Timings of clocks A'to D ', etc. for operating the charge pump circuit are as shown in FIG.
上述した従来のチャージポンプ回路においては、バック
ゲート(基板)に昇圧されたVDD電位が印加されるが、
クロック発振回路のハイ側もVDDとすると、発振回路を
構成するトランジスタの閾値は実質変化せず、発振周波
数は低くならない。発振周波数が低くならないのでリー
ク電流、すなわち、貫通電流が大きいという欠点があ
る。In the conventional charge pump circuit described above, the boosted V DD potential is applied to the back gate (substrate),
When the high side of the clock oscillator circuit is also set to V DD , the threshold value of the transistor forming the oscillator circuit does not substantially change, and the oscillation frequency does not decrease. Since the oscillation frequency does not decrease, there is a drawback that the leak current, that is, the through current is large.
また、チャージポンプ回路を動作させるクロックA′〜
D′(第4図)のタイミングにより、チャージポンプ回
路内のトランジスタNC,PD,PA,NB(第1図参照)が全て
オン(ON)状態の瞬間が存在し、コンデンサーに充電さ
れた電荷が流出し電位を損失する、という欠点がある。Further, the clock A'to operate the charge pump circuit
Depending on the timing of D '(Fig. 4), there is a moment when all the transistors N C , P D , P A , N B (see Fig. 1) in the charge pump circuit are in the ON state, and the capacitor is charged. There is a drawback that the generated charges flow out and the potential is lost.
本発明のチャージポンプ回路は、第1電位の第1の電源
ラインと、第2電位の第2の電源ラインと、前記第1お
よび第2の電源ライン間に接続され振幅が前記第1電位
から前記第2電位まで変化するクロックを出力するクロ
ック発振回路と、前記第1電位より高い第3電位の第3
の電源ラインと、前記第2電位より高い第4電位の第4
の電源ラインと、前記第3および第4の電源ライン間に
接続されかつ前記クロックが入力されこのクロックの振
幅を第3電位から第4電位まで変化するようにレベルシ
フトしたクロックを出力するレベルシフト回路とを備
え、前記レベルシフト回路は前記レベルシフトしたクロ
ックが前記第3電位から前記第4電位に変化する時間と
前記第4電位から前記第3電位に変化する時間とを異な
らせたことを特徴とする。A charge pump circuit of the present invention is connected between a first power supply line of a first potential, a second power supply line of a second potential, and the first and second power supply lines, and has an amplitude from the first potential. A clock oscillation circuit that outputs a clock that changes to the second potential, and a third potential that is higher than the first potential
Power supply line and a fourth potential higher than the second potential.
Level shifter connected between the third power supply line and the third and fourth power supply lines and inputting the clock, and level-shifting the clock so that the amplitude of the clock changes from the third potential to the fourth potential. A circuit, wherein the level shift circuit changes the time for the level-shifted clock to change from the third potential to the fourth potential and the time for the fourth potential to change to the third potential. Characterize.
さらに、前記レベルシフト回路は、前記第3の電源ライ
ンおよび第1の節点の間に接続されゲートが第2の節点
に接続される一導電型の第1のトランジスタと、前記第
3の電源ラインとおよび前記第2の節点の間に接続され
ゲートが前記第1の節点に接続される前記一導電型の第
2のトランジスタと、前記第1の節点および第2の電源
ラインの間に接続されゲートに前記クロックの反転信号
が入力される第二導電型の第3のトランジスタと、前記
第2の節点および第2の電源ラインの間に接続されゲー
トに前記クロックが入力される前記第二導電型の第4の
トランジスタと、前記第3の電源ラインおよび第3の節
点の間に接続されゲートが前記第1の節点に接続される
前記一導電型の第5のトランジスタと、前記第3の節点
および前記第4の電源ラインの間に接続されゲートが第
4の節点に接続される前記第二導電型の第6のトランジ
スタと、前記第3の電源ラインおよび前記第4の節点の
間に接続されゲートが前記第2の節点に接続される前記
一導電型の第7のトランジスタと、前記第4の節点およ
び前記第4の電源ラインの間に接続されゲートが前記第
3の節点に接続される前記第二導電型の第8のトランジ
スタとを有し、前記第3の節点および前記第4の節点か
ら前記レベルシフトしたクロックおよび前記レベルシフ
トしたクロックの反転信号を出力することを特徴とす
る。Further, the level shift circuit includes a first transistor of one conductivity type connected between the third power supply line and the first node and having a gate connected to the second node; and the third power supply line. And a second transistor of the one conductivity type having a gate connected to the first node and a gate connected to the first node, and a gate connected to the first node and the second power supply line. The second conductivity type third transistor having the gate to which the inverted signal of the clock is inputted, and the second conductivity type having the gate to which the clock is inputted and connected between the second node and the second power supply line. -Type fourth transistor, the one-conductivity-type fifth transistor connected between the third power supply line and the third node, and the gate connected to the first node, and the third transistor Node and the fourth A sixth transistor of the second conductivity type connected between the source line and the gate connected to the fourth node; and a gate connected between the third power supply line and the fourth node and the gate connected to the fourth node. The seventh transistor of one conductivity type connected to the second node, and the second conductivity type connected between the fourth node and the fourth power supply line and having the gate connected to the third node. And an inversion signal of the level-shifted clock and the level-shifted clock from the third node and the fourth node.
上述した従来の昇圧された電位から成るクロック信号を
発生するクロック発振回路及び、前記クロック信号を昇
圧させるのみのレベルシフト回路を有するチャージポン
プ回路に対し、本発明は、クロック発振回路においてク
ロック信号は、ハイレベル,ロウレベル両方の基準電位
を使用しており、レベルシフト回路においては、チャー
ジポンプ回路内のコンデンサが全て独立する“オフ(OF
F)時間”が存在するタイミングも発生させている。In contrast to the conventional clock oscillation circuit that generates a clock signal composed of a boosted potential and the charge pump circuit that has a level shift circuit that only boosts the clock signal, the present invention provides , High level and low level reference potentials are used. In the level shift circuit, the capacitors in the charge pump circuit are all independent "off (OF
F) The timing when "time" exists is also generated.
次に、本発明について図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は、本発明の第1の実施例の等価回路図である。
また第2図は第1図に示した一実施例のクロック入力及
びa,b,A,B,C,Dの各接点のタイミングチャートである。FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of the first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a timing chart of the clock input and each contact of a, b, A, B, C and D of the embodiment shown in FIG.
本実施例の回路は、基準電位VCC,GNDレベルのクロック
信号をつくり出す発振回路,VCC,GNDを昇圧された電位V
DD,VSSに変換するレベルシフタ回路,独立した4相の信
号をつくるインバータ回路およびチャージポンプ回路か
ら構成されている。The circuit of the present embodiment is composed of an oscillator circuit for generating a clock signal of a reference potential V CC , GND level, a potential V boosted from V CC , GND.
It consists of a level shifter circuit that converts to DD and V SS , an inverter circuit that generates independent 4-phase signals, and a charge pump circuit.
発振回路よりつくられるクロック信号の周波数は、Pチ
ャンネル(Pch)トランジスタのバックゲートがVDDなの
に対しそのソースはVCCであるので、VDDの電位が安定し
た時、ソースにVDDを使用している場合と比較してトラ
ンジスタの実行閾値が高くなるため、その周波数は低く
なる。低くなる。このことにより、DC−DCコンバータ回
路のリーク電流をおさえることができる。The frequency of the clock signal generated by the oscillator circuit is that the back gate of the P-channel (Pch) transistor is V DD while its source is V CC , so when the potential of V DD is stable, use V DD as the source. Since the execution threshold of the transistor is higher than that in the case where the frequency is low, the frequency thereof is low. Get lower. As a result, the leak current of the DC-DC converter circuit can be suppressed.
レベルシフタ回路において、第1図中P1,N1のゲート幅
をP1≫N1とすると、クロック信号CK,CKBに対し、接点a,
bの波形は、第2図のように立ち下がりのみ傾きがゆる
くなる。この、立ち上がりと立ち下がりの傾きの差によ
り、トランジスタNC,PDがON、PA,NBがOFFの状態から、
トランジスタNC,PDがOFF、PA,NBがONの状態に変換する
間に、トランジスタNC,PD,PA,NB全てがOFFするOFF時間
をつくることができる。In the level shifter circuit, assuming that the gate widths of P1 and N1 in FIG. 1 are P1 >> N1, contact points a and
The waveform of b has a gentle slope only at the falling edge as shown in FIG. Due to this difference between the rising and falling slopes, from the state in which the transistors N C and P D are ON and P A and N B are OFF,
While transistor N C, is P D converting OFF, P A, is N B to the state ON, the transistor N C, P D, P A , all N B can make OFF time turned OFF.
第3図は本発明の第2の実施例に使用するレベルシフタ
回路の等価回路図である。第1の実施例(第1図参照)
におけるレベルシフタ回路のNチャンネル(Nch)トラ
ンジスタN1とPチャンネル(Pch)トランジスタP1の間
に、ゲートをVCCに固定しゲート幅がトランジスタN1と
等しいNチャンネル(Nch)トランジスタN1′を挿入し
た。FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the level shifter circuit used in the second embodiment of the present invention. First embodiment (see FIG. 1)
Between the N-channel (Nch) transistor N1 and the P-channel (Pch) transistor P1 of the level shifter circuit in FIG. 1, an N-channel (Nch) transistor N1 'whose gate width is fixed to V CC and whose gate width is equal to that of the transistor N1 is inserted.
このことにより、この実施例では、接点a,bでの信号の
立ち下がりの傾きをよりゆるやかにすることができ、結
果としてオフ(OFF)時間をのばせるという利点があ
る。As a result, in this embodiment, there is an advantage in that the falling slope of the signal at the contact points a and b can be made gentler, and as a result, the off time can be extended.
以上説明したように本発明は、発振回路において、ハイ
側及びロウ側にVDD及びVSSではなく基準電位VCC及びGND
を使用することにより、クロックの発振周波数をおさえ
ることができ、よってリーク電流を減少させることがで
きる。As described above, according to the present invention, in the oscillation circuit, the reference potentials V CC and GND are provided on the high side and the low side instead of V DD and V SS.
By using, it is possible to suppress the oscillation frequency of the clock and thus reduce the leak current.
また、レベルシフタ回路において、クロック信号の立ち
上がりと立ち下がりの傾きに差をつけることにより、チ
ャージポンプ回路内のコンデンサの接続を変換する時、
全てのコンデンサが独立するオフ(OFF)時間を設ける
ことができ、よって充電された電荷の流出を防ぎ、電圧
損失をなくす効果がある。Also, in the level shifter circuit, when the connection of the capacitor in the charge pump circuit is converted by making a difference between the rising and falling slopes of the clock signal,
It is possible to provide an independent off time for all capacitors, thus preventing the charge from flowing out and eliminating the voltage loss.
第1図は本発明の第1の実施例の等価回路図、第2図は
第1図に示した回路のタイミングチャート図、第3図は
本発明の第2の実施例の等価回路図、第4図,第5図は
それぞれ従来技術の等価回路図及びタイミングチャート
図である、 P1,P2,PA,PD……Pチャンネルトランジスタ、N1,N2,N
1′,N2′,N3,NB,NC……Nチャンネルトランジスタ、CK,
CKB……クロック入力信号、C1,C2,C3,C4……コンデン
サ、VCC……電源電圧、VDD……VCCからつくられた電
圧、VSS……VCCからつくられた電圧(=−VDD)、1,2,
3,4……インバータ回路、CK′,CKB′……クロック入力
信号。1 is an equivalent circuit diagram of the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a timing chart diagram of the circuit shown in FIG. 1, and FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the second embodiment of the present invention. 4 and 5 are an equivalent circuit diagram and a timing chart diagram of the prior art, P1, P2, P A , P D ... P-channel transistors, N1, N2, N, respectively.
1 ', N2', N3, N B, N C ...... N -channel transistor, CK,
CKB ... clock input signal, C1, C2, C3, C4 ... capacitor, V CC ... power supply voltage, V DD ... voltage generated from V CC , V SS ... voltage generated from V CC (= −V DD ), 1,2,
3,4 …… Inverter circuit, CK ′, CKB ′ …… Clock input signal.
Claims (2)
の第2の電源ラインと、前記第1および第2の電源ライ
ン間に接続され振幅が前記第1電位から前記第2電位ま
で変化するクロックを出力するクロック発振回路と、前
記第1電位より高い第3電位の第3の電源ラインと、前
記第2電位より高い第4電位の第4の電源ラインと、前
記第3および第4の電源ライン間に接続されかつ前記ク
ロックが入力されこのクロックの振幅を第3電位から第
4電位まで変化するようにレベルシフトしたクロックを
出力するレベルシフト回路とを備え、前記レベルシフト
回路は前記レベルシフトしたクロックが前記第3電位か
ら前記第4電位に変化する時間と前記第4電位から前記
第3電位に変化する時間とを異ならせたことを特徴とす
るチャージポンプ回路。1. A first power source line having a first potential, a second power source line having a second potential, and a first power source line connected between the first and second power source lines, and having an amplitude from the first potential to the second power source line. A clock oscillation circuit that outputs a clock that changes to a potential, a third power supply line having a third potential higher than the first potential, a fourth power supply line having a fourth potential higher than the second potential, and the third power supply line. And a level shift circuit that is connected between a fourth power supply line and receives the clock, and outputs a clock whose level is shifted so that the amplitude of the clock changes from the third potential to the fourth potential. The circuit is characterized in that the level-shifted clock is changed from the third potential to the fourth potential at a different time from the fourth potential to the third potential. Road.
ラインおよび第1の節点の間に接続されゲートが第2の
節点に接続される一導電型の第1のトランジスタと、前
記第3の電源ラインとおよび前記第2の節点の間に接続
されゲートが前記第1の節点に接続される前記一導電型
の第2のトランジスタと、前記第1の節点および第2の
電源ラインの間に接続されゲートに前記クロックの反転
信号が入力される第二導電型の第3のトランジスタと、
前記第2の節点および第2の電源ラインの間に接続され
ゲートに前記クロックが入力される前記第二導電型の第
4のトランジスタと、前記第3の電源ラインおよび第3
の節点の間に接続されゲートが前記第1の節点に接続さ
れる前記一導電型の第5のトランジスタと、前記第3の
節点および前記第4の電源ラインの間に接続されゲート
が第4の節点に接続される前記第二導電型の第6のトラ
ンジスタと、前記第3の電源ラインおよび前記第4の節
点の間に接続されゲートが前記第2の節点に接続される
前記一導電型の第7のトランジスタと、前記第4の節点
および前記第4の電源ラインの間に接続されゲートが前
記第3の節点に接続される前記第二導電型の第8のトラ
ンジスタとを有し、前記第3の節点および前記第4の節
点から前記レベルシフトしたクロックおよび前記レベル
シフトしたクロックの反転信号を出力することを特徴と
する特許請求の範囲1記載のチャージポンプ回路。2. The level shift circuit includes a first-conductivity-type transistor connected between the third power supply line and a first node and having a gate connected to a second node, and the third transistor. Between the first power supply line and the second node and the gate connected to the first node and the first conductivity type second transistor, and the first power line and the second power line. A third transistor of the second conductivity type, which is connected to the second gate and receives the inverted signal of the clock at its gate,
The fourth transistor of the second conductivity type, which is connected between the second node and the second power supply line and receives the clock at its gate, the third power supply line and the third transistor.
And a gate connected to the first node and a gate connected to the first node, and a gate connected to the third node and the fourth power supply line. A second transistor of the second conductivity type connected to a node of the second conductivity type, and the first conductivity type of a transistor connected between the third power supply line and the fourth node and having a gate connected to the second node A seventh transistor and an eighth transistor of the second conductivity type, which is connected between the fourth node and the fourth power line and has a gate connected to the third node, 2. The charge pump circuit according to claim 1, wherein the level-shifted clock and an inverted signal of the level-shifted clock are output from the third node and the fourth node.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP410588A JPH0746900B2 (en) | 1988-01-11 | 1988-01-11 | Charge pump circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP410588A JPH0746900B2 (en) | 1988-01-11 | 1988-01-11 | Charge pump circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01185160A JPH01185160A (en) | 1989-07-24 |
| JPH0746900B2 true JPH0746900B2 (en) | 1995-05-17 |
Family
ID=11575510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP410588A Expired - Lifetime JPH0746900B2 (en) | 1988-01-11 | 1988-01-11 | Charge pump circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0746900B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9007791D0 (en) | 1990-04-06 | 1990-06-06 | Foss Richard C | High voltage boosted wordline supply charge pump and regulator for dram |
| JP7767250B2 (en) * | 2022-09-16 | 2025-11-11 | 株式会社東芝 | Charge pump circuit and driving device |
-
1988
- 1988-01-11 JP JP410588A patent/JPH0746900B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01185160A (en) | 1989-07-24 |
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