(57)【要約】【課題】基準電圧よりも高い耐圧を有するコンデンサを必要としない昇降圧回路を提供すること。【解決手段】昇降圧回路は、一定の振幅で電圧が増減する第１ノードと、第２ノードと、第３ノードと、前記第１ノードと前記第３ノードとの間に直列に接続され、前記第２ノードを介して互いに接続された少なくとも２つの整流素子と、前記第１ノードと前記第３ノードとの間に、前記少なくとも２つの整流素子と並列に接続された第１コンデンサと、前記第２ノードと第１定電圧電源との間に接続された第２コンデンサと、を含む。【選択図】図１
2020198660.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定の振幅で電圧が増減する第１ノードと、
第２ノードと、
第３ノードと、
前記第１ノードと前記第３ノードとの間に直列に接続され、前記第２ノードを介して互いに接続された少なくとも２つの整流素子と、
前記第１ノードと前記第３ノードとの間に、前記少なくとも２つの整流素子と並列に接続された第１コンデンサと、
前記第２ノードと第１定電圧電源との間に接続された第２コンデンサと、
を含む、昇降圧回路。
【請求項２】
前記第１ノードは、前記少なくとも２つの整流素子と直列に接続された他の整流素子を介して第２定電圧電源に接続される、請求項１に記載の昇降圧回路。
【請求項３】
前記第１定電圧電源と前記第２定電圧電源は、同じ電圧の電源である、請求項２に記載の昇降圧回路。
【請求項４】
当該昇降圧回路における出力端と前記第２コンデンサとの間に接続された第３コンデンサを含む、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の昇降圧回路。
【請求項５】
前記第１ノードの電圧を前記一定の振幅で増減させるポンピング回路を含む、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の昇降圧回路。
【請求項６】
前記ポンピング回路は、前記一定の振幅の電圧を出力するバッファ回路と、当該バッファ回路と前記第１ノードとの間に接続された第４コンデンサとを含む、請求項５に記載の昇降圧回路。
【請求項７】
当該昇降圧回路に含まれる各コンデンサの一対の端子間に生じる電圧差は、当該昇降圧回路における基準電圧以下である、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の昇降圧回路。
【請求項８】
当該昇降圧回路に含まれる各コンデンサは、ＭＯＳトランジスタで構成される、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の昇降圧回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、昇降圧回路に関する。特に、チャージポンプ型昇降圧回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、集積回路において、基準電圧よりも高い電圧又は低い電圧を生成する際には、昇降圧回路が使用されている。昇降圧回路の代表的な例としては、チャージポンプ型の昇降圧回路が知られている。チャージポンプ型昇降圧回路とは、入力電圧に対してコンデンサを介して定電圧を断続的に重畳することにより、入力電圧よりも高い又は低い出力電圧を得る方式の昇降圧回路である（特許文献１）。
【０００３】
図１１は、従来のチャージポンプ型の昇圧回路８００の構成の一例である。図１１において、入力電圧は、基準電圧電源８０２から供給される。ここでは、入力電圧は、３．０Ｖとする。入力電圧は、順方向に接続されたダイオード８０４を介してノード８０６に伝達される。このとき、ダイオード８０４の電圧降下を０．５Ｖとすると、ノード８０６の電圧は、２．５Ｖである。昇圧回路８００は、ポンピング回路８５０を含む。ポンピング回路８５０は、バッファ回路８５２、コンデンサ８５４、反転バッファ回路８５６及びコンデンサ８５８を備えている。バッファ回路８５２は、一定の振幅で増減するクロック信号（ポンピング信号）を出力する。ここでは、バッファ回路８５２は、０Ｖ又は３．０Ｖの出力を繰り返すものとする。
【０００４】
このとき、バッファ回路８５２が０Ｖを出力すると、ノード８６０の電圧が０Ｖ、ノード８０６の電圧が２．５Ｖとなるため、コンデンサ８５４に２．５Ｖの電圧が蓄積される。その後、バッファ回路８５２の出力電圧が３．０Ｖに切り替わると、ノード８６０の電圧が３．０Ｖになるため、コンデンサ８５４の容量結合により、ノード８０６の電圧が５．５Ｖに昇圧される。ノード８０６の電圧は、順方向に接続されたダイオード８０８を介してノード８１０に伝達される。したがって、ノード８１０の電圧は、５．０Ｖになる。また、ノード８６０の電圧は、反転バッファ回路８５６の入力電圧となる。そのため、ノード８６０の電圧が３．０Ｖのとき、反転バッファ回路８５６の出力電圧は、０Ｖになる。したがって、コンデンサ８５８には、ノード８１０との差分である５．０Ｖの電圧が蓄積される。
【０００５】
次に、再びバッファ回路８５２の出力電圧が０Ｖに切り替わると、ノード８６０の電圧が０Ｖになる。反転バッファ回路８５６の出力電圧は３．０Ｖになるため、コンデンサ８５８の容量結合により、ノード８１０の電圧が８．０Ｖに昇圧される。ノード８１０の電圧は、順方向に接続されたダイオード８１２及びダイオード８１４を介してノード８１６に伝達されるため、ノード８１６の電圧は、７．０Ｖになる。ノード８１６の電圧が、昇圧回路８００の出力電圧である。通常、ノード８１６は、出力電圧の安定化のため、コンデンサ８１８を介して接地される。
【０００６】
以上説明したように、従来の昇圧回路８００は、前述の動作により、基準電圧（３．０Ｖ）よりも高い出力電圧（７．０Ｖ）を出力することが可能である。なお、前述の動作は、従来の降圧回路でも同様である。
【０００７】
図１２は、従来のチャージポンプ型の降圧回路９００の構成の一例である。図１２に示す降圧回路９００において、図１１に示した昇圧回路８００と異なる点は、ダイオード８０４、８０８、８１２及び８１４が逆方向に接続されている点、及び、降圧回路９００の入力端が接地されている点であり、その他の点は同じである。降圧回路９００では、入力電圧が０Ｖである。この場合においても、ポンピング回路８５０の作用により、ノード８０６の電圧が０．５Ｖから−２．５Ｖの間で増減し、ノード８１０の電圧が−２．０Ｖから−５．０Ｖの間で増減する。その結果、出力端であるノード８１６の電圧、すなわち、降圧回路９００の出力電圧は、−４．０Ｖになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１７−２１６８１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図１１に示した昇圧回路８００及び図１２に示した降圧回路９００は、いずれも複数のコンデンサを有している。例えば、昇圧回路８００は、コンデンサ８５４、８５８及び８１８の３つのコンデンサを有する。前述の動作によれば、コンデンサ８５４における一対の端子間には、最大で２．５Ｖの電圧差が生じる。同様に、コンデンサ８５８における一対の端子間には、最大で５．０Ｖの電圧差が生じる。さらに、コンデンサ８１８における一対の端子間には、最大で７．０Ｖの電圧差が生じる。なお、降圧回路９００では、コンデンサ８５４、８５８及び８１８に対して、それぞれ最大で２．５Ｖ、５．０Ｖ及び４．０Ｖの電圧差が生じる。
【００１０】
一般的に、集積回路のコンデンサは、他の論理回路の形成と同時に形成されるため、ＭＯＳトランジスタを変形した構造となっている。この場合、ＭＯＳトランジスタのゲート絶縁膜がコンデンサの誘電体として使用されることが多い。したがって、例えば従来の昇圧回路８００において、ＭＯＳトランジスタを利用してコンデンサを形成するには、最大で７Ｖの電圧差に耐え得るＭＯＳトランジスタを形成する必要がある。しかしながら、そのような高い電圧に耐えうるＭＯＳトランジスタを形成するためには、特殊な製造プロセスを採用するしかなく、製造コストの増加を招くという問題があった。また、ＭＯＳトランジスタを用いずに高い電圧に耐えうるコンデンサを得るためには、外付けの高耐圧コンデンサを用意する必要があり、この事も製造コストの増加の要因となっていた。
【００１１】
本発明の課題の一つは、基準電圧よりも高い耐圧を有するコンデンサを必要としない昇降圧回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一実施形態による昇降圧回路は、一定の振幅で電圧が増減する第１ノードと、第２ノードと、第３ノードと、前記第１ノードと前記第３ノードとの間に直列に接続され、前記第２ノードを介して互いに接続された少なくとも２つの整流素子と、前記第１ノードと前記第３ノードとの間に、前記少なくとも２つの整流素子と並列に接続された第１コンデンサと、前記第２ノードと第１定電圧電源との間に接続された第２コンデンサと、を含む。
【００１３】
前記第１ノードは、前記少なくとも２つの整流素子と直列に接続された他の整流素子を介して第２定電圧電源に接続されていてもよい。
【００１４】
前記第１定電圧電源と前記第２定電圧電源は、同じ電圧の電源であってもよい。
【００１５】
当該昇降圧回路における出力端と前記第２コンデンサとの間に接続された第３コンデンサを含んでいてもよい。
【００１６】
前記第１ノードの電圧を前記一定の振幅で増減させるポンピング回路を含んでいてもよい。
【００１７】
前記ポンピング回路は、前記一定の振幅の電圧を出力するバッファ回路と、当該バッファ回路と前記第１ノードとの間に接続された第４コンデンサとを含んでいてもよい。
【００１８】
当該昇降圧回路に含まれる各コンデンサの一対の端子間に生じる電圧差は、当該昇降圧回路における基準電圧以下であってもよい。
【００１９】
当該昇降圧回路に含まれる各コンデンサは、ＭＯＳトランジスタで構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の実施形態によれば、基準電圧よりも高い耐圧を有するコンデンサを必要としない昇降圧回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態における昇圧回路の回路構成を示す図である。
【図２】第１実施形態における昇圧回路を構成するダイオードの一例を示す図である。
【図３】第１実施形態における昇圧回路を構成するコンデンサの一例を示す図である。
【図４】第２実施形態における昇圧回路の回路構成を示す図である。
【図５】第３実施形態における昇圧回路の回路構成を示す図である。
【図６】第４実施形態における昇圧回路の回路構成を示す図である。
【図７】第５実施形態における昇圧回路の回路構成を示す図である。
【図８】第６実施形態における昇圧回路の回路構成を示す図である。
【図９】第７実施形態における降圧回路の回路構成を示す図である。
【図１０】第８実施形態における降圧回路の回路構成を示す図である。
【図１１】従来例における昇圧回路の回路構成を示す図である。
【図１２】従来例における降圧回路の回路構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の昇降圧回路の実施形態について説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に示す例の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、本実施の形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００２３】
＜第１実施形態＞
（昇圧回路１００の回路構成）
図１は、第１実施形態における昇圧回路１００の回路構成を示す図である。昇圧回路１００の入力端には、定電圧電源１０２が接続される。本実施形態では、定電圧電源１０２として、基準電圧３．０Ｖを出力する基準電圧電源を用いる。定電圧電源１０２には、ダイオード１０４、１０８、１１２及び１１６がそれぞれ順方向バイアスとなるように接続される。ダイオード１０４、１０８、１１２及び１１６のそれぞれの間には、ノード１０６、１１０及び１１４がある。ダイオード１１６の出力端には、ノード１１８がある。このように、本実施形態の昇圧回路１００は、入力端に相当する定電圧電源１０２から出力端に相当するノード１１８に至るまで、複数のダイオード１０４、１０８、１１２及び１１６が直列に接続される。
【００２４】
図２は、第１実施形態における昇圧回路１００を構成するダイオード１０４、１０８、１１２及び１１６の一例を示す図である。図２（Ａ）に示すように、ダイオード１０４の入力端子２２ａの電圧を「ａ」とし、出力端子２２ｂの電圧を「ｂ」とする。なお、ここではダイオード１０４を例示するが、ダイオード１０８、１１２及び１１６についても構造は同じである。
【００２５】
図２（Ｂ）は、Ｐ型ＭＯＳトランジスタでダイオード１０４を構成した例である。Ｐ型ＭＯＳトランジスタを用いた場合、ソース２４ａを入力端子２２ａとし、ドレイン２４ｂを出力端子２２ｂとし、ゲート２４ｃをドレイン２４ｂに接続すればよい。図２（Ｃ）は、Ｎ型ＭＯＳトランジスタでダイオード１０４を構成した例である。Ｎ型ＭＯＳトランジスタを用いた場合、ドレイン２６ａを入力端子２２ａとし、ソース２６ｂを出力端子２２ｂとし、ゲート２６ｃをドレイン２６ａに接続すればよい。
【００２６】
図１に戻って、ノード１０６には、ポンピング回路１５０が接続される。ポンピング回路１５０は、バッファ回路１５２及びコンデンサ１５４を備えている。バッファ回路１５２は、一定の振幅で増減するポンピング信号（一定の振幅の矩形波信号）を出力する。本実施形態では、バッファ回路１５２は、０Ｖ又は３．０Ｖの出力を繰り返すものとする。コンデンサ１５４は、バッファ回路１５２の出力端とノード１０６との間に接続される。なお、本実施形態では、バッファ回路１５２及びコンデンサ１５４を用いてポンピング回路１５０を構成する例を示したが、この例に限らず、ノード１０６の電圧を一定の振幅で増減させ得る回路であれば如何なる回路を用いてもよい。
【００２７】
図３は、第１実施形態における昇圧回路１００を構成するコンデンサ１５４の一例を示す図である。図３（Ａ）に示すように、コンデンサ１５４の一対の端子のうち、一方の端子３２ａの電圧を「ａ」とし、他方の端子３２ｂの電圧を「ｂ」とする。なお、ここではコンデンサ１５４を例示するが、後述するコンデンサ１６０、１６２及び１６８についても構造は同じである。
【００２８】
図３（Ｂ）は、Ｐ型ＭＯＳトランジスタでコンデンサ１５４を構成した例である。Ｐ型ＭＯＳトランジスタを用いた場合、ソース３４ａを端子３２ａとし、ドレイン３４ｂをソース３４ａと接続し、ゲート３４ｃを端子３２ｂとすればよい。図３（Ｃ）は、Ｎ型ＭＯＳトランジスタでコンデンサ１５４を構成した例である。Ｎ型ＭＯＳトランジスタを用いた場合、ドレイン３６ａを端子３２ａとし、ソース３６ｂをドレイン３６ａと接続し、ゲート３６ｃを端子３２ｂとすればよい。
【００２９】
再び図１に戻ると、昇圧回路１００は、ノード１０６とノード１１４との間に、２つのダイオード１０８及び１１２を有する。さらに、ノード１０６とノード１１４との間には、ダイオード１０８及び１１２と並列にコンデンサ１６０が接続される。後述するように、コンデンサ１６０は、ノード１０６の電圧の増加に応じてノード１１４の電圧を増加させる役割を担う。
【００３０】
ノード１１０は、コンデンサ１６２を介して定電圧電源１６４に接続される。本実施形態では、定電圧電源１６４として、定電圧電源１０２と同じ３．０Ｖの基準電圧電源を用いる。ただし、この例に限らず、定電圧電源１６４は、定電圧電源１０２と異なる電圧を出力する電源であってもよい。
【００３１】
ノード１１０とコンデンサ１６２との間には、ノード１６６がある。ノード１６６とノード１１８との間には、ダイオード１１２及び１１６と並列にコンデンサ１６８が接続される。後述するように、コンデンサ１６８は、ノード１１８の電圧を安定化させる役割を担う。また、昇圧回路１００は、コンデンサ１６２とコンデンサ１６８とが直列に接続されるため、定電圧電源１６４とノード１１８との間の電圧差がコンデンサ１６２とコンデンサ１６８に分配される。したがって、コンデンサ１６２とコンデンサ１６８のそれぞれに掛かる電圧を抑えることができる。
【００３２】
なお、上述の昇圧回路１００の回路構成において、ダイオード１０４、１０８、１１２及び１１６は、整流素子の一例である。すなわち、一定方向にのみ電流を流す機能（整流機能）を有する素子（整流素子）であれば、如何なる素子を用いてもよい。また、本実施形態では、ダイオードを４つ直列に接続した例を示したが、この例に限られるものではない。つまり、各ノードの電圧値を調整するために、ダイオードの数（つまり、電圧降下の量）を調整することは可能である。例えば、ノード１０６とノード１１４との間には、少なくとも２つのダイオードが設けられていればよい。
【００３３】
（昇圧回路１００の動作）
図１に示す昇圧回路１００の動作について説明する。昇圧回路１００の入力電圧は、定電圧電源１０２から供給される。本実施形態では、定電圧電源１０２を３．０Ｖの基準電圧電源としているため、入力電圧は、３．０Ｖとなる。入力電圧は、ダイオード１０４を介してノード１０６に伝達される。このとき、ダイオード１０４の電圧降下を０．５Ｖとすると、ノード１０６の電圧は、２．５Ｖになる。なお、本実施形態では、ダイオード１０８、１１２及び１１６のいずれも電圧降下は０．５Ｖであるものとする。
【００３４】
バッファ回路１５２の出力が０Ｖから３．０Ｖに切り替わると、コンデンサ１５４の容量結合により、ノード１０６の電圧は５．５Ｖに変化する。ノード１０６の電圧は、ダイオード１０８を介してノード１１０に伝達されるため、ノード１１０の電圧は、５．０Ｖになる。さらに、ノード１１０の電圧は、ダイオード１１２を介してノード１１４に伝達されるため、ノード１１４の電圧は、４．５Ｖになる。
【００３５】
次に、バッファ回路１５２の出力電圧が３．０Ｖから０Ｖに切り替わると、コンデンサ１５４の容量結合により、ノード１０６の電圧は、５．５Ｖから２．５Ｖに変化する。このとき、コンデンサ１６０におけるノード１０６側の端子の電圧も２．５Ｖになるが、ノード１１４の電圧が１．５Ｖに変化してしまうことはない。すなわち、ノード１０６の電圧が２．５Ｖに変化しても、ノード１１４の電圧は、４．５Ｖを維持したままである。なぜならば、ノード１１０及び１１４の電圧は、定電圧電源１６４に接続されたコンデンサ１６２により、それぞれ５．０Ｖ及び４．５Ｖに維持されるからである。
【００３６】
この状態において、再びバッファ回路１５２の出力電圧が０Ｖから３．０Ｖに切り替わると、ノード１０６の電圧は、再び５．５Ｖに変化する。さらに、ノード１１４の電圧は、コンデンサ１６０の容量結合により、４．５Ｖから７．５Ｖに変化する。このように、本実施形態では、コンデンサ１５４とコンデンサ１６０とが直列に接続されているため、バッファ回路１５２の出力に応じて、ノード１０６及びノード１１４の電圧を共に変化させることができる。
【００３７】
ノード１１４の電圧は、ダイオード１１６を介してノード１１８に伝達されるため、ノード１１８の電圧は、７．０Ｖになる。その結果、昇圧回路１００の出力電圧として、７．０Ｖの電圧を得ることができる。なお、出力端であるノード１１８の電圧は、コンデンサ１６２及び１６８によって安定化される。この場合において、本実施形態では、コンデンサ１６２とコンデンサ１６８とを直列に接続しているため、定電圧電源によって、ノード１１０及びノード１１８の電圧を維持することができる。
【００３８】
上述した動作から明らかなように、昇圧回路１００において、バッファ回路１５２とノード１０６との間における最大の電圧差は２．５Ｖである。同様に、ノード１０６とノード１１４との間における最大の電圧差は２．０Ｖである。また、ノード１１０の電圧は５．０Ｖに維持されるため、ノード１１０と定電圧電源１６４との間における電圧差は、２．０Ｖである。さらに、ノード１１０、ノード１１８及び定電圧電源１６４における電圧の関係から、ノード１１８とノード１６６との間における電圧差も、２．０Ｖであることが分かる。
【００３９】
なお、本実施形態では、コンデンサ１６２とコンデンサ１６８とを直列に接続しているため、定電圧電源１６４とノード１１８との間の電圧差（ここでは、４．０Ｖ）を、コンデンサ１６２とコンデンサ１６８とに分配することができる。このように、本実施形態の昇圧回路１００は、コンデンサ１６２及び１６８のそれぞれにおける一対の端子間に生じる電圧差が軽減されている。
【００４０】
以上のとおり、本実施形態の昇圧回路１００において、コンデンサ１５４、１６０、１６２及び１６８のそれぞれにおける一対の端子間に生じる電圧差は、いずれも基準電圧（３．０Ｖ）以下である。すなわち、本実施形態の昇圧回路１００において、コンデンサ１５４、１６０、１６２及び１６８の耐圧は、いずれも基準電圧を超えない範囲に設定することができる。したがって、本実施形態によれば、基準電圧よりも高い耐圧を有するコンデンサを必要としない昇圧回路を提供することができる。
【００４１】
さらに、本実施形態によれば、特別な製造プロセスを用いたコンデンサを用意したり、外付けの高耐圧コンデンサを用意したりする必要がないため、昇圧回路の製造コストを低減することができる。
【００４２】
以上の説明においては、説明の便宜上、昇圧回路１００の各ノード等における電圧の変化について具体的な数値を用いて説明した。しかしながら、前述の具体的な数値は、実施形態の一例に過ぎず、この例に限られるものではない。以下、各ノード等の電圧の関係式について一般化した例を簡単に示す。
【００４３】
図１において、定電圧電源１０２の電圧をＶＤＤａ、定電圧電源１６４の電圧をＶＤＤｂ、ダイオード１０４、１０８、１１２及び１１６の電圧降下をＶＦとする。また、バッファ回路１５２は、０又はＶｐの振幅でポンピング信号を出力するものとする。
【００４４】
このとき、各ノードの電圧は、次のように示すことができる。
ノード１０６：ＶＤＤａ−ＶＦ〜ＶＤＤａ−ＶＦ＋Ｖｐ
ノード１１０：ＶＤＤａ＋Ｖｐ−２ＶＦ
ノード１１４：ＶＤＤａ＋Ｖｐ−３ＶＦ〜ＶＤＤａ＋２Ｖｐ−３ＶＦ
ノード１１８：ＶＤＤａ＋２Ｖｐ−４ＶＦ
ただし、「Ａ〜Ｂ」とは、ＡとＢとの間を周期的に遷移することを意味する。
【００４５】
前述の各ノードの関係式を用いて計算すると、各コンデンサの一対の端子間に生じる電圧差は、次のように示すことができる。
コンデンサ１５４：ＶＤＤａ−ＶＦ
コンデンサ１６０：Ｖｐ−２ＶＦ
コンデンサ１６２： （ＶＤＤａ＋Ｖｐ−２ＶＦ）−ＶＤＤｂ
コンデンサ１６８：Ｖｐ−２ＶＦ
【００４６】
以上の関係式から、定電圧電源１０２、定電圧電源１６４、ポンピング信号の最大電圧Ｖｐ、及び電圧降下ＶＦは、次の関係式を満たせばよいことが分かる。
ＶＤＤａ≧Ｖｐ−２ＶＦ・・・（１）
ＶＤＤｂ≧Ｖｐ−２ＶＦ・・・（２）
したがって、定電圧電源１０２の電圧（ＶＤＤａ）、定電圧電源１６４の電圧（ＶＤＤｂ）、及びバッファ回路１５２の最大電圧（Ｖｐ）を基準電圧で統一すれば、前式（１）及び（２）を満たすことになるため好ましいと言える。
【００４７】
＜第２実施形態＞
（昇圧回路１００ａの回路構成）
図４は、第２実施形態における昇圧回路１００ａの回路構成を示す図である。具体的には、昇圧回路１００ａは、第１実施形態に示した昇圧回路１００よりも高い電圧を出力するための昇圧回路である。なお、第１実施形態と同じ部分については同じ符号を用いて説明を省略する場合がある。
【００４８】
図４に示されるように、昇圧回路１００ａの入力端には、定電圧電源１０２が接続される。定電圧電源１０２には、ダイオード１０４、１０８、１１２、１１６、１２０及び１２４がそれぞれ順方向バイアスとなるように接続される。ダイオード１０４、１０８、１１２、１１６、１２０及び１２４のそれぞれの間には、ノード１０６、１１０、１１４、１１８及び１２２がある。ダイオード１２４の出力端には、ノード１２６がある。このように、本実施形態の昇圧回路１００ａは、入力端に相当する定電圧電源１０２から出力端に相当するノード１２６に至るまで、複数のダイオード１０４、１０８、１１２、１１６、１２０及び１２４が直列に接続される。ノード１０６には、第１実施形態と同様に、ポンピング回路１５０が接続される。
【００４９】
昇圧回路１００ａは、図１に示した昇圧回路１００に加えて、ノード１１４とノード１２２との間に、２つのダイオード１１６及び１２０を有する。さらに、ノード１１４とノード１２２との間には、ダイオード１１６及び１２０と並列にコンデンサ１６０ａが接続される。コンデンサ１６０ａは、コンデンサ１６０と同様に、ノード１０６の電圧の増加に応じてノード１２２の電圧を増加させる役割を担う。なお、コンデンサ１６０とコンデンサ１６０ａとはノード１１４ａを介して接続される。ノード１１４ａは、ノード１１４と同じ電圧である。
【００５０】
本実施形態の昇圧回路１００ａは、コンデンサ１６８に加えて、ノード１１８ａとノード１２６との間に、ダイオード１２０及び１２４と並列にコンデンサ１６８ａが接続される。コンデンサ１６８ａは、第１実施形態の昇圧回路１００におけるコンデンサ１６８と同様に、ノード１２６の電圧を安定化させる役割を担う。また、昇圧回路１００ａでは、コンデンサ１６２、１６８及び１６８ａが直列に接続されるため、定電圧電源１６４とノード１２６との間の電圧差がコンデンサ１６２、１６８及び１６８ａにそれぞれ分配される。したがって、コンデンサ１６２、１６８及び１６８ａのそれぞれに掛かる電圧を抑えることができる。
【００５１】
（昇圧回路１００ａの動作）
図４に示す昇圧回路１００ａの動作について説明する。ここでは、説明を簡略化するため、第１実施形態の昇圧回路１００と異なる部分に着目して動作を説明する。第１実施形態で説明したように、３．０Ｖの入力電圧は、コンデンサ１５４及び１６０の容量結合を用いたポンピング動作により、ノード１１８に伝達された時点で７．０Ｖまで変化する。ノード１１８の電圧は、ダイオード１２０を介してノード１２２に伝達されるため、ノード１２２の電圧は、６．５Ｖになる。なお、本実施形態では、ダイオード１２０及び１２４のいずれも電圧降下は０．５Ｖであるものとする。
【００５２】
ノード１２２の電圧が６．５Ｖに到達した時点で、バッファ回路１５２の出力電圧が３．０Ｖから０Ｖに切り替わると、コンデンサ１５４の容量結合により、ノード１０６の電圧は、５．５Ｖから２．５Ｖに変化する。このとき、ノード１１０、１１４及び１１８の電圧は、それぞれコンデンサ１６２及び１６８によって維持される。そのため、ノード１２２の電圧は、６．５Ｖに維持されたままである。
【００５３】
この状態において、再びバッファ回路１５２の出力電圧が０Ｖから３．０Ｖに切り替わると、ノード１０６の電圧は、再び５．５Ｖに変化する。このとき、ノード１１４ａの電圧は、コンデンサ１６０の容量結合により、４．５Ｖから７．５Ｖに変化する。さらに、本実施形態では、ノード１２２の電圧が、コンデンサ１６０ａの容量結合により、６．５Ｖから９．５Ｖに変化する。このように、本実施形態では、コンデンサ１５４、１６０及び１６０ａが直列に接続されているため、バッファ回路１５２の出力に応じて、ノード１０６、１１４及び１２２の電圧を共に変化させることができる。
【００５４】
ノード１２２の電圧は、ダイオード１２４を介してノード１２６に伝達されるため、ノード１２６の電圧は、９．０Ｖになる。その結果、昇圧回路１００ａの出力電圧として、第１実施形態の昇圧回路１００よりも高い９．０Ｖの出力電圧を得ることができる。なお、出力端であるノード１２６の電圧は、直列に接続されたコンデンサ１６２、１６８及び１６８ａを介して定電圧電源１６４に接続されることにより安定化される。また、本実施形態では、ノード１１０、１１８及び１２６が、それぞれコンデンサ１６２、１６８又は１６８ａを介して定電圧電源１６４に接続されているため、ノード１１０、１１８及び１２６の電圧が維持される。
【００５５】
上述した動作から明らかなように、昇圧回路１００ａにおいて、コンデンサ１６０ａ及び１６８ａのそれぞれにおける一対の端子間に生じる電圧差は、いずれも２．０Ｖである。すなわち、本実施形態の昇圧回路１００ａは、コンデンサ１５４、１６０、１６０ａ、１６２、１６８及び１６８ａのそれぞれにおける一対の端子間に生じる電圧差が、いずれも基準電圧（３．０Ｖ）以下である。
【００５６】
したがって、本実施形態によれば、基準電圧よりも高い耐圧を有するコンデンサを必要とせず、第１実施形態よりも高い出力電圧を得ることができる。
【００５７】
＜第３実施形態＞
（昇圧回路１００ｂの回路構成）
図５は、第３実施形態における昇圧回路１００ｂの回路構成を示す図である。具体的には、昇圧回路１００ｂは、第１実施形態に示した昇圧回路１００において、ノード１０６を昇圧する構成を変形した例である。なお、第１実施形態と同じ部分については同じ符号を用いて説明を省略する場合がある。
【００５８】
図５に示されるように、昇圧回路１００ｂの入力端には、バッファ回路１５２ａが接続されている。すなわち、本実施形態では、バッファ回路１５２ａから出力されるポンピング信号によって直接的にノード１０６の電圧を変化させる構成となっている。なお、バッファ回路１５２ａとしては、第１実施形態に示したバッファ回路１５２と同じものを用いるものとする。
【００５９】
（昇圧回路１００ｂの動作）
図５に示す昇圧回路１００ｂの動作について説明する。ここでは、説明を簡略化するため、第１実施形態の昇圧回路１００と異なる部分に着目して動作を説明する。バッファ回路１５２ａは、一定の振幅で増減するポンピング信号（本実施形態では、０Ｖ又は３．０Ｖの出力を繰り返す矩形波信号）を出力する。本実施形態では、バッファ回路１５２ａ出力する３．０Ｖの電圧を基準電圧電源（図示せず）から得ているものとする。
【００６０】
バッファ回路１５２ａの出力が０Ｖから３．０Ｖに切り替わると、ノード１０６の電圧は０Ｖから３．０Ｖに変化する。ノード１０６の電圧は、ダイオード１０８を介してノード１１０に伝達されるため、ノード１１０の電圧は、２．５Ｖになる。さらに、ノード１１０の電圧は、ダイオード１１２を介してノード１１４に伝達されるため、ノード１１４の電圧は、２．０Ｖになる。
【００６１】
次に、バッファ回路１５２ａの出力電圧が３．０Ｖから０Ｖに切り替わると、ノード１０６の電圧は、３．０Ｖから０Ｖに変化する。このとき、ノード１１０及び１１４の電圧は、コンデンサ１６２によって維持される。そのため、ノード１１４の電圧は、２．０Ｖを維持したままである。なお、本実施形態では、コンデンサ１６２の一方の端子（ノード１１０に接続されていない方の端子）が接地されている。そのため、コンデンサ１６２の一対の端子間に生じる電圧差は２．５Ｖである。
【００６２】
この状態において、再びバッファ回路１５２ａの出力電圧が０Ｖから３．０Ｖに切り替わると、ノード１０６の電圧は、再び３．０Ｖに変化する。さらに、ノード１１４の電圧は、コンデンサ１６０の容量結合により、２．０Ｖから５．０Ｖに変化する。ノード１１４の電圧は、ダイオード１１６を介してノード１１８に伝達されるため、ノード１１８の電圧は、４．５Ｖになる。その結果、昇圧回路１００ｂの出力電圧として、入力電圧よりも高い電圧を得ることができる。なお、出力端であるノード１１８の電圧は、コンデンサ１６２及び１６８によって安定化される。前述のとおり、コンデンサ１６２の一対の端子間に生じる電圧差が２．５Ｖであるため、コンデンサ１６８の一対の端子間に生じる電圧差は２．０Ｖである。
【００６３】
以上のとおり、本実施形態の昇圧回路１００ｂは、第１実施形態の昇圧回路１００のようにポンピング回路１５０を用いずに構成されている。本実施形態によれば、第１実施形態よりも簡易な構成により、基準電圧よりも高い耐圧を有するコンデンサを必要としない昇圧回路を提供することができる。
【００６４】
＜第４実施形態＞
（昇圧回路１００ｃの回路構成）
図６は、第４実施形態における昇圧回路１００ｃの回路構成を示す図である。具体的には、昇圧回路１００ｃは、第３実施形態に示した昇圧回路１００ｂよりも高い電圧を出力するための昇圧回路である。なお、前述の各実施形態と同じ部分については適宜同じ符号を用いて説明を省略する場合がある。
【００６５】
本実施形態の昇圧回路１００ｃの構成は、実質的には、第２実施形態に示した昇圧回路１００ａと第３実施形態に示した昇圧回路１００ｂとを組み合わせた構成に相当する。すなわち、本実施形態の昇圧回路１００ｃが第２実施形態の昇圧回路１００ａと異なる点は、定電圧電源１０２、ダイオード１０４及びポンピング回路１５０に代えてバッファ回路１５２ａを有する点と、コンデンサ１６２が定電圧電源１６４に接続された構成に代えて、コンデンサ１６２が接地されている点である。
【００６６】
（昇圧回路１００ｃの動作）
図６に示す昇圧回路１００ｃの動作について説明する。ここでは、説明を簡略化するため、第３実施形態の昇圧回路１００ｂと異なる部分に着目して動作を説明する。第３実施形態で説明したように、バッファ回路１５２ａから入力された最大電圧（３．０Ｖ）は、ノード１１８に伝達された時点で４．５Ｖまで昇圧される。ノード１１８の電圧は、ダイオード１２０を介してノード１２２に伝達されるため、ノード１２２の電圧は、４．０Ｖになる。
【００６７】
ノード１２２の電圧が４．０Ｖに到達した時点で、バッファ回路１５２ａの出力電圧が３．０Ｖから０Ｖに切り替わると、ノード１０６の電圧は、３．０Ｖから０Ｖに変化する。このとき、ノード１１０、１１４及び１１８の電圧は、それぞれコンデンサ１６２及び１６８によって維持される。そのため、ノード１２２の電圧は、４．０Ｖに維持されたままである。なお、本実施形態では、ノード１１０の電圧が２．５Ｖであるため、コンデンサ１６２を接地して安定化させている。しかしながら、この例に限らず、コンデンサ１６２に定電圧電源を接続してもよい。
【００６８】
この状態において、再びバッファ回路１５２ａの出力電圧が０Ｖから３．０Ｖに切り替わると、ノード１０６の電圧は、再び３．０Ｖに変化する。このとき、ノード１１４ａの電圧は、コンデンサ１６０の容量結合により、２．０Ｖから５．０Ｖに変化する。さらに、本実施形態では、ノード１２２の電圧が、コンデンサ１６０ａの容量結合により、４．０Ｖから７．０Ｖに変化する。このように、本実施形態では、コンデンサ１５４、１６０及び１６０ａが直列に接続されているため、バッファ回路１５２ａの出力に応じて、ノード１０６、１１４及び１２２の電圧を共に変化させることができる。
【００６９】
ノード１２２の電圧は、ダイオード１２４を介してノード１２６に伝達されるため、ノード１２６の電圧は、６．５Ｖになる。その結果、昇圧回路１００ｃの出力電圧として、第３実施形態よりも高い６．５Ｖの電圧を得ることができる。なお、出力端であるノード１２６の電圧は、直列に接続されたコンデンサ１６２、１６８及び１６８ａを介して接地されることにより安定化される。また、本実施形態では、ノード１１０、１１８及び１２６が、それぞれコンデンサ１６２、１６８又は１６８ａを介して接地されているため、ノード１１０、１１８及び１２６の電圧が維持される。
【００７０】
上述した動作から明らかなように、昇圧回路１００ｃにおいて、コンデンサ１６０ａ及び１６８ａのそれぞれにおける一対の端子間に生じる電圧差は、いずれも２．０Ｖである。すなわち、本実施形態の昇圧回路１００ｃは、コンデンサ１６０、１６０ａ、１６２、１６８及び１６８ａのそれぞれにおける一対の端子間に生じる電圧差が、いずれも基準電圧（３．０Ｖ）以下である。したがって、本実施形態によれば、基準電圧よりも高い耐圧を有するコンデンサを必要とせず、第３実施形態よりも高い出力電圧を得ることができる。
【００７１】
＜第５実施形態＞
（昇圧回路１００ｄの回路構成）
図７は、第５実施形態における昇圧回路１００ｄの回路構成を示す図である。具体的には、昇圧回路１００ｄは、第４実施形態に示した昇圧回路１００ｃとは異なる構成を用いてノード１１８及び１２６の電圧の安定化を図った例である。なお、第３実施形態及び第４実施形態と同じ部分については適宜同じ符号を用いて説明を省略する場合がある。
【００７２】
本実施形態の昇圧回路１００ｄと第４実施形態の昇圧回路１００ｃとが異なる点は、コンデンサ１６８の一対の端子のうち、コンデンサ１６２に接続される側の端子が、定電圧電源１６４ａに接続される点である。すなわち、第４実施形態では、コンデンサ１６２、１６８及び１６８ａが直列に接続されていたが、本実施形態では、コンデンサ１６８及び１６８ａのみが直列に接続されている。
【００７３】
このように、本実施形態では、ノード１１８から定電圧電源１６４ａに至るまでのコンデンサの数、及び、ノード１２６から定電圧電源１６４ａに至るまでのコンデンサの数が第４実施形態の昇圧回路１００ｃよりも少なくなる。そのため、コンデンサ１６２、１６８及び１６８ａの容量が第４実施形態と第５実施形態とで同じである場合には、回路の安定度を向上させることができる。
【００７４】
（昇圧回路１００ｄの動作）
図７に示す昇圧回路１００ｄの動作について説明する。基本的な昇圧動作は、第３実施形態の昇圧回路１００ｂ及び第４実施形態の昇圧回路１００ｃについて説明した動作と同じであるため、本実施形態では詳しい説明は省略する。本実施形態では、ノード１１０、１１８及び１２６を安定化する構成に着目して、昇圧回路１００ｄの動作について説明する。
【００７５】
第４実施形態では、ノード１１０の電圧が接地されたコンデンサ１６２によってのみ維持される。具体的には、ノード１１０の電圧は、２．５Ｖに維持される。すなわち、コンデンサ１６２の一対の端子間に生じる電圧差は、２．５Ｖである。
【００７６】
ノード１１８の電圧は、定電圧電源１６４ａに接続されたコンデンサ１６８によって維持される。本実施形態では、定電圧電源１６４ａとして、３．０Ｖの基準電圧電源（バッファ回路１５２ａの高電圧側電源と同じ電源）を用いる。第４実施形態で説明したように、ノード１１８の電圧は４．５Ｖであるから、コンデンサ１６８の一対の端子間に生じる電圧差は、１．５Ｖである。
【００７７】
ノード１２６の電圧は、定電圧電源１６４ａに直列に接続されたコンデンサ１６８及び１６８ａによって維持される。第４実施形態で説明したように、ノード１２６の電圧は６．５Ｖであるから、コンデンサ１６８ａの一対の端子間に生じる電圧差は、２．０Ｖである。このように、ノード１２６と定電圧電源１６４ａとの間の電圧差３．５Ｖは、直列に接続されたコンデンサ１６８及び１６８ａに分配される。
【００７８】
以上のとおり、昇圧回路１００ｄにおいて、コンデンサ１６０、１６０ａ、１６２、１６８及び１６８ａのそれぞれにおける一対の端子間に生じる電圧差は、いずれも基準電圧（３．０Ｖ）以下である。したがって、本実施形態によれば、基準電圧よりも高い耐圧を有するコンデンサを必要とせず、第３実施形態よりも高い出力電圧を得ることができる。
【００７９】
＜第６実施形態＞
（昇圧回路１００ｅの回路構成）
図８は、第６実施形態における昇圧回路１００ｅの回路構成を示す図である。具体的には、昇圧回路１００ｅは、第５実施形態に示した昇圧回路１００ｄよりも高い電圧を出力するための昇圧回路である。なお、前述の各実施形態と同じ部分については適宜同じ符号を用いて説明を省略する場合がある。
【００８０】
図８に示されるように、昇圧回路１００ｅの入力端には、バッファ回路１５２ａが接続される。バッファ回路１５２ａには、ダイオード１０８、１１２、１１６、１２０、１２４、１２８及び１３２がそれぞれ順方向バイアスとなるように接続される。ダイオード１０８、１１２、１１６、１２０、１２４、１２８及び１３２のそれぞれの間には、ノード１０６、１１０、１１４、１１８、１２２、１２６及び１３０がある。ダイオード１３２の出力端には、ノード１３４がある。このように、本実施形態の昇圧回路１００ｅは、入力端に相当するバッファ回路１５２ａから出力端に相当するノード１３４に至るまで、複数のダイオード１０８、１１２、１１６、１２０、１２４、１２８及び１３２が直列に接続される。
【００８１】
昇圧回路１００ｅは、図７に示した昇圧回路１００ｄに加えて、ノード１２２とノード１３０との間に、２つのダイオード１２４及び１２８を有する。さらに、ノード１２２とノード１３０との間には、ダイオード１２４及び１２８と並列にコンデンサ１６０ｂが接続される。コンデンサ１６０ｂは、コンデンサ１６０及び１６０ａと同様に、ノード１０６の電圧の増加に応じてノード１３０の電圧を増加させる役割を担う。なお、コンデンサ１６０ａとコンデンサ１６０ｂとはノード１２２ａを介して接続される。ノード１２２ａは、ノード１２２と同じ電圧である。
【００８２】
本実施形態の昇圧回路１００ｅは、コンデンサ１６８及び１６８ａに加えて、ノード１２６ａとノード１３４との間に、ダイオード１２８及び１３２と並列にコンデンサ１６８ｂが接続される。コンデンサ１６８ｂは、第５実施形態の昇圧回路１００ｄにおけるコンデンサ１６８ａと同様に、ノード１３４の電圧を安定化させる役割を担う。また、昇圧回路１００ｅでは、コンデンサ１６８、１６８ａ及び１６８ｂが直列に接続されるため、定電圧電源１６４ａとノード１３４との間の電圧差がコンデンサ１６８、１６８ａ及び１６８ｂにそれぞれ分配される。したがって、コンデンサ１６８、１６８ａ及び１６８ｂのそれぞれに掛かる電圧を抑えることができる。
【００８３】
（昇圧回路１００ｅの動作）
図８に示す昇圧回路１００ｅの動作について説明する。基本的な昇圧動作は、第３実施形態の昇圧回路１００ｂ及び第４実施形態の昇圧回路１００ｃについて説明した動作と同じであるため、本実施形態では詳しい説明は省略する。ここでは、説明を簡略化するため、第５実施形態の昇圧回路１００ｄと異なる部分に着目して、昇圧回路１００ｅの動作について説明する。
【００８４】
第３実施形態及び第４実施形態で説明したように、バッファ回路１５２ａから入力された最大電圧（３．０Ｖ）は、ノード１２６に伝達された時点で６．５Ｖまで昇圧される。ノード１２６の電圧は、ダイオード１２８を介してノード１３０に伝達されるため、ノード１３０の電圧は、６．０Ｖになる。なお、本実施形態では、ダイオード１２８及び１３２のいずれも電圧降下は０．５Ｖであるものとする。
【００８５】
ノード１３０の電圧が６．０Ｖに到達した時点で、バッファ回路１５２ａの出力電圧が３．０Ｖから０Ｖに切り替わると、ノード１０６の電圧は、３．０Ｖから０Ｖに変化する。このとき、ノード１１０、１１４、１１８、１２２及び１２６の電圧は、それぞれコンデンサ１６２、１６８及び１６８ａによって維持される。そのため、ノード１３０の電圧は、６．０Ｖに維持されたままである。
【００８６】
この状態において、再びバッファ回路１５２ａの出力電圧が０Ｖから３．０Ｖに切り替わると、ノード１０６の電圧は、再び３．０Ｖに変化する。このとき、ノード１１４ａの電圧は、コンデンサ１６０の容量結合により、２．０Ｖから５．０Ｖに昇圧される。また、ノード１２２ａの電圧は、コンデンサ１６０ａの容量結合により、４．０Ｖから７．０Ｖに昇圧される。さらに、本実施形態では、ノード１３０の電圧が、コンデンサ１６０ｂの容量結合により、６．０Ｖから９．０Ｖに昇圧される。このように、本実施形態では、コンデンサ１６０、１６０ａ及び１６０ｂが直列に接続されているため、バッファ回路１５２ａの出力に応じて、ノード１０６、１１４、１２２及び１３０の電圧を共に昇圧することができる。
【００８７】
ノード１３０の電圧は、ダイオード１３２を介してノード１３４に伝達されるため、ノード１３４の電圧は、８．５Ｖになる。その結果、昇圧回路１００ｅの出力電圧として、第５実施形態よりも高い８．５Ｖの電圧を得ることができる。なお、出力端であるノード１３４の電圧は、直列に接続されたコンデンサ１６８、１６８ａ及び１６８ｂを介して定電圧電源１６４ａに接続されることにより安定化される。また、本実施形態では、ノード１１０がコンデンサ１６２を介して接地され、ノード１１８、１２６及び１３４が、それぞれコンデンサ１６８、１６８ａ又は１６８ｂを介して定電圧電源１６４ａに接続されているため、ノード１１０、１１８、１２６及び１３４の電圧が維持される。
【００８８】
上述した動作から明らかなように、昇圧回路１００ｅにおいて、コンデンサ１６０ｂ及び１６８ｂのそれぞれにおける一対の端子間に生じる電圧差は、いずれも２．０Ｖである。すなわち、本実施形態の昇圧回路１００ｅは、コンデンサ１６０、１６０ａ、１６０ｂ、１６２、１６８、１６８ａ及び１６８ｂのそれぞれにおける一対の端子間に生じる電圧差が、いずれも基準電圧（３．０Ｖ）以下である。したがって、本実施形態によれば、基準電圧よりも高い耐圧を有するコンデンサを必要とせず、第５実施形態よりも高い出力電圧を得ることができる。
【００８９】
＜第７実施形態＞
（降圧回路２００の回路構成）
図９は、第７実施形態における降圧回路２００の回路構成を示す図である。降圧回路２００は、第１実施形態の昇圧回路１００と異なり、基準電圧電源よりも低い電圧を出力するための回路である。なお、基本的な構成は、第１実施形態の昇圧回路１００と同じであるため、第１実施形態と同じ部分については適宜同じ符号を用いて説明を省略する場合がある。
【００９０】
本実施形態では、第１実施形態の昇圧回路１００と異なる点に着目して、降圧回路２００の構成について説明する。本実施形態の降圧回路２００は、入力端から出力端に至るまでダイオード１０４、１０８、１１２及び１１６が逆バイアスとなるように直列に接続されている。また、降圧回路２００は、入力端がダイオード１０４に接続されると共に接地される。さらに、降圧回路２００は、コンデンサ１６２の一対の端子のうち、ノード１１０に接続されていない側の端子が接地される。
【００９１】
（降圧回路２００の動作）
図９に示す降圧回路２００の動作について説明する。降圧回路２００において、入力端（ダイオード１０４の出力端）は接地されているため、入力電圧は、０Ｖである。本実施形態では、第１実施形態と同様に、ダイオード１０４の電圧降下が０．５Ｖである。したがって、バッファ回路１５２の出力にかかわらず、ノード１０６の電圧は、０．５Ｖを超えない。
【００９２】
バッファ回路１５２の出力が３．０Ｖから０Ｖに切り替わると、コンデンサ１５４の容量結合により、ノード１０６の電圧は−２．５Ｖに変化する。したがって、逆バイアスのダイオード１０８を介してノード１０６に接続されるノード１１０の電圧は、−２．０Ｖになる。さらに、逆バイアスのダイオード１１２を介してノード１１０に接続されるノード１１４の電圧は、−１．５Ｖになる。
【００９３】
次に、バッファ回路１５２の出力電圧が０Ｖから３．０Ｖに切り替わると、コンデンサ１５４の容量結合により、ノード１０６の電圧は、−２．５Ｖから０．５Ｖに変化する。このとき、コンデンサ１６０におけるノード１０６側の端子の電圧も０．５Ｖになるが、ノード１１４の電圧が１．５Ｖに変化してしまうことはない。すなわち、ノード１０６の電圧が−２．５Ｖから０．５Ｖに変化しても、ノード１１４の電圧は、−１．５Ｖを維持したままである。なぜならば、ノード１１０及び１１４の電圧は、接地されたコンデンサ１６２により、それぞれ−２．０Ｖ及び−１．５Ｖに維持されるからである。
【００９４】
この状態において、再びバッファ回路１５２の出力電圧が３．０Ｖから０Ｖに切り替わると、ノード１０６の電圧は、再び−２．５Ｖに変化する。さらに、ノード１１４の電圧は、コンデンサ１６０の容量結合により、−１．５Ｖから−４．５Ｖに変化する。このように、本実施形態では、コンデンサ１５４とコンデンサ１６０とが直列に接続されているため、バッファ回路１５２の出力に応じて、ノード１０６及びノード１１４の電圧を共に変化させることができる。
【００９５】
ノード１１４の電圧が−４．５Ｖになると、逆バイアスのダイオード１１６を介してノード１１４に接続されるノード１１８の電圧は、−４．０Ｖになる。その結果、降圧回路２００の出力電圧として、−４．０Ｖの電圧を得ることができる。なお、出力端であるノード１１８の電圧は、コンデンサ１６２及び１６８によって安定化される。この場合において、本実施形態では、コンデンサ１６２とコンデンサ１６８とを直列に接続するとともに接地しているため、ノード１１０及びノード１１８の電圧を維持することができる。
【００９６】
上述した動作から明らかなように、降圧回路２００において、バッファ回路１５２とノード１０６との間における最大の電圧差は２．５Ｖである。同様に、ノード１０６とノード１１４との間における最大の電圧差は２．０Ｖである。また、ノード１１０の電圧は−２．０Ｖに維持されるため、ノード１１０とグラウンド（０Ｖ）との間における電圧差は、２．０Ｖである。さらに、ノード１１０、ノード１１８及びグラウンドにおける電圧の関係から、ノード１１８とノード１６６との間における電圧差も、２．０Ｖであることが分かる。
【００９７】
なお、本実施形態では、コンデンサ１６２とコンデンサ１６８とを直列に接続しているため、グラウンドとノード１１８との間の電圧差（ここでは、４．０Ｖ）を、コンデンサ１６２とコンデンサ１６８とに分配することができる。このように、本実施形態の降圧回路２００は、コンデンサ１６２及び１６８のそれぞれにおける一対の端子間に生じる電圧差が軽減されている。
【００９８】
以上のとおり、本実施形態の降圧回路２００において、コンデンサ１５４、１６０、１６２及び１６８のそれぞれにおける一対の端子間に生じる電圧差は、いずれも基準電圧（３．０Ｖ）以下である。すなわち、本実施形態の降圧回路２００において、コンデンサ１５４、１６０、１６２及び１６８の耐圧は、いずれも基準電圧を超えない範囲に設定することができる。したがって、本実施形態によれば、基準電圧よりも高い耐圧を有するコンデンサを必要としない降圧回路を提供することができる。
【００９９】
さらに、本実施形態によれば、特別な製造プロセスを用いたコンデンサを用意したり、外付けの高耐圧コンデンサを用意したりする必要がないため、降圧回路の製造コストを低減することができる。
【０１００】
＜第８実施形態＞
（降圧回路２００ａの回路構成）
図１０は、第８実施形態における降圧回路２００ａの回路構成を示す図である。具体的には、降圧回路２００ａは、第７実施形態に示した降圧回路２００よりも低い電圧を出力するための降圧回路である。なお、基本的な構成は、第２実施形態の昇圧回路１００ａと同じであるため、第２実施形態と同じ部分については適宜同じ符号を用いて説明を省略する場合がある。
【０１０１】
本実施形態では、第２実施形態の昇圧回路１００と異なる点に着目して、降圧回路２００ａの構成について説明する。本実施形態の降圧回路２００ａは、入力端から出力端に至るまでダイオード１０４、１０８、１１２、１１６、１２０及び１２４が逆バイアスとなるように直列に接続されている。また、降圧回路２００ａは、入力端がダイオード１０４に接続されると共に接地される。さらに、降圧回路２００ａは、コンデンサ１６２の一対の端子のうち、ノード１１０に接続されていない側の端子が接地される。
【０１０２】
（降圧回路２００ａの動作）
図１０に示す降圧回路２００ａの動作について説明する。ここでは、説明を簡略化するため、第７実施形態の降圧回路２００と異なる部分に着目して動作を説明する。第７実施形態で説明したように、本実施形態の降圧回路２００ａは、コンデンサ１５４及び１６０の容量結合を用いたポンピング動作により、ノード１１８の電圧が−４．０Ｖになる。ノード１１８の電圧が−４．０Ｖになると、逆バイアスのダイオード１２０を介してノード１１８に接続されるノード１２２の電圧は、−３．５Ｖになる。
【０１０３】
ノード１２２の電圧が−３．５Ｖに到達した時点で、バッファ回路１５２の出力電圧が０Ｖから３．０Ｖに切り替わると、コンデンサ１５４の容量結合により、ノード１０６の電圧は、−２．５Ｖから０．５Ｖに変化する。このとき、ノード１１０、１１４及び１１８の電圧は、それぞれコンデンサ１６２及び１６８によって維持される。そのため、ノード１２２の電圧は、−３．５Ｖに維持されたままである。
【０１０４】
この状態において、再びバッファ回路１５２の出力電圧が３．０Ｖから０Ｖに切り替わると、ノード１０６の電圧は、再び−２．５Ｖに変化する。このとき、ノード１１４ａの電圧は、コンデンサ１６０の容量結合により、−１．５Ｖから−４．５Ｖに変化する。さらに、本実施形態では、ノード１２２の電圧が、コンデンサ１６０ａの容量結合により、−３．５Ｖから−６．５Ｖに変化する。このように、本実施形態では、コンデンサ１５４、１６０及び１６０ａが直列に接続されているため、バッファ回路１５２の出力に応じて、ノード１０６、１１４及び１２２の電圧を共に変化させることができる。
【０１０５】
ノード１２２の電圧が−６．５Ｖになると、逆バイアスのダイオード１２４を介してノード１２２に接続されるノード１２６の電圧は、−６．０Ｖになる。その結果、降圧回路２００ａの出力電圧として、第７実施形態の降圧回路２００よりも低い−６．０Ｖの出力電圧を得ることができる。なお、出力端であるノード１２６の電圧は、直列に接続されたコンデンサ１６２、１６８及び１６８ａを介して接地されることにより安定化される。また、本実施形態では、ノード１１０、１１８及び１２６が、それぞれコンデンサ１６２、１６８又は１６８ａを介して接地されているため、ノード１１０、１１８及び１２６の電圧が維持される。
【０１０６】
上述した動作から明らかなように、降圧回路２００ａにおいて、コンデンサ１６０ａ及び１６８ａのそれぞれにおける一対の端子間に生じる電圧差は、いずれも２．０Ｖである。すなわち、本実施形態の降圧回路２００ａは、コンデンサ１５４、１６０、１６０ａ、１６２、１６８及び１６８ａのそれぞれにおける一対の端子間に生じる電圧差が、いずれも基準電圧（３．０Ｖ）以下である。
【０１０７】
したがって、本実施形態によれば、基準電圧よりも高い耐圧を有するコンデンサを必要とせず、第７実施形態よりも低い出力電圧を得ることができる。
【０１０８】
本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。各実施形態の昇圧回路又は降圧回路を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略もしくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
【０１０９】
また、上述した各実施形態では、昇圧回路又は降圧回路を例示して説明したが、コンデンサを用いたチャージポンプ動作を伴う回路であれば、如何なる回路においても適用可能である。
【０１１０】
さらに、上述した各実施形態の態様によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、又は、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
【符号の説明】
【０１１１】
２２ａ…入力端子、２２ｂ…出力端子、２４ａ…ソース、２４ｂ…ドレイン、２４ｃ…ゲート、２６ａ…ドレイン、２６ｂ…ソース、２６ｃ…ゲート、３２ａ、３２ｂ…端子、３４ａ…ソース、３４ｂ…ドレイン、３４ｃ…ゲート、３６ａ…ドレイン、３６ｂ…ソース、３６ｃ…ゲート、１００、１００ａ〜１００ｅ…昇圧回路、２００、２００ａ…降圧回路、１０２、１６４、１６４ａ…定電圧電源、１０４、１０８、１１２、１１６、１２０、１２４、１２８、１３２…ダイオード、１０６、１１０、１１４、１１４ａ、１１８、１１８ａ、１２２、１２２ａ、１２６、１２６ａ、１３０、１３４、１６６…ノード、１５０…ポンピング回路、１５２、１５２ａ…バッファ回路、１５４、１６０、１６０ａ、１６２、１６８、１６８ａ、１６８ｂ…コンデンサ、８００…昇圧回路、８０２…基準電圧電源、８０４、８０８、８１２、８１４…ダイオード、８０６、８１０、８１６、８６０…ノード、８１８、８５４、８５８…コンデンサ、８５０…ポンピング回路、８５２…バッファ回路、８５６…反転バッファ回路、９００…降圧回路、
【図１】
2020198660.tif 000003
【図２】
2020198660.tif 000004
【図３】
2020198660.tif 000005
【図４】
2020198660.tif 000006
【図５】
2020198660.tif 000007
【図６】
2020198660.tif 000008
【図７】
2020198660.tif 000009
【図８】
2020198660.tif 000010
【図９】
2020198660.tif 000011
【図１０】
2020198660.tif 000012
【図１１】
2020198660.tif 000013
【図１２】
2020198660.tif 000014