(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源と接地との間に直列接続された第１及び第２のモストランジスタを選択的に駆動させるチャージポンプ回路において、
入力端に印加される２値信号によって駆動され、出力端に前記２値信号の反転信号を出力する入力駆動部と、
前記入力駆動部の出力端に一端が接続され、他端が前記第２のモストランジスタのゲートに接続された第１の抵抗と、
アノードが前記第１の抵抗の一端に接続されたダイオードと、
一端が前記ダイオードのカソードに接続され、他端が前記第１及び第２のモストランジスタの接続点に接続されたコンデンサと、
一端が前記ダイオードのカソードに接続され、他端が前記第１のモストランジスタのゲートに接続された第２の抵抗と、
一端が前記第２の抵抗の他端に接続された第３の抵抗とを備え、前記入力駆動部の駆動状態に応じて前記第１及び第２のモストランジスタを選択的に駆動させるチャージポンピング部と、
入力端に印加される前記２値信号を反転させるインバータと、
一端が前記インバータの出力端に接続された第４の抵抗と、
ベースが前記第４の抵抗の他端に接続され、コレクタが前記第３の抵抗の他端に接続され、エミッタが接地された第１のトランジスタと、
一端が前記第２のモストランジスタのゲートに接続された第５の抵抗と、
ベースが前記第５の抵抗の他端に接続され、コレクタが前記第３の抵抗の他端に接続され、エミッタが接地された第２のトランジスタとを備え、
前記チャージポンピング部によって前記第１及び第２のモストランジスタの一方が駆動される時、他方のゲート電圧を放電させる放電駆動部とを具備することを特徴とするモストランジスタ駆動用チャージングポンプ回路。
【請求項２】
請求項１記載のモストランジスタ駆動用チャージングポンプ回路において、前記入力駆動部は、
一端が前記入力端に接続された第６の抵抗と、
ベースが前記第６の抵抗の他端に接続され、コレクタが前記出力端に接続され、エミッタが接地された第３のトランジスタと、
一端が前記電源に接続され、他端が前記第３のトランジスタのコレクタに接続された第７の抵抗とを備えることを特徴とするモストランジスタ駆動用チャージングポンプ回路。
【請求項３】
請求項２記載のモストランジスタ駆動用チャージングポンプ回路において、前記入力駆動部は、
カソードが前記第３のトランジスタのコレクタに接続され、アノードが接地されたツェナーダイオードを更に備えることを特徴とするモストランジスタ駆動用チャージングポンプ回路。
【請求項４】
請求項１記載のモストランジスタ駆動用チャージングポンプ回路において、前記チャージポンピング部は、
カソードが前記第３の抵抗の一端に接続され、アノードが接地されたツェナーダイオードを更に備えることを特徴とするモストランジスタ駆動用チャージングポンプ回路。
【請求項５】
請求項１記載のモストランジスタ駆動用チャージングポンプ回路において、前記ダイオードがツェナーダイオードであることを特徴とするモストランジスタ駆動用チャージングポンプ回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はモストランジスタ駆動用チャージングポンプ回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のモストランジスタ駆動用チャージングポンプ回路は、図４に示すように、非反転の高周波数信号と、インバータ１１で反転された高周波数信号とによりモストランジスタ１２，１３を駆動する、高周波数信号によるスイッチング方式を用いたものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなチャージングポンプ回路では、２つのモストランジスタ１２，１３が同時にオンすることがあり、かつ別途の高周波数駆動回路が必要となるため、ＩＣ回路に内蔵するのが困難であった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の課題を解決するために、一対のモストランジスタを有する出力駆動部と、入力端に印加される信号によって駆動される入力駆動部と、この入力駆動部の駆動状態に応じて前記出力駆動部の一対のモストランジスタを選択的に駆動させるためのチャージポンピング部と、このチャージポンピング部によって前記一対のモストランジスタのうち一つが駆動される時、残りの一つのゲート電圧を放電させるための放電駆動部とを具備してなるモストランジスタ駆動用チャージングポンプ回路とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照して本発明によるモストランジスタ駆動用チャージングポンプ回路の実施の形態を詳細に説明する。図１は、実施の形態を示す回路図である。この図に示すように、実施の形態のモストランジスタ駆動用チャージングポンプ回路は、負荷Ｍを駆動させるための第１乃至第４のモストランジスタＭＯＳ１〜ＭＯＳ４から構成される出力駆動部２００と、この出力駆動部２００の第１及び第２のモストランジスタＭＯＳ１，ＭＯＳ２を駆動させるための第１のチャージポンピング回路部１００Ａと、前記出力駆動部２００の第３及び第４のモストランジスタＭＯＳ３，ＭＯＳ４を駆動させるための第２のチャージポンピング回路部１００Ｂとからなっている。
【０００６】
第１のチャージポンピング回路部１００Ａは、入力端Ｉｉｎの信号によって駆動される入力駆動部１０１ａと、この入力駆動部１０１ａの駆動状態に応じて出力駆動部２００の第１及び第２のモストランジスタＭＯＳ１，ＭＯＳ２を選択的に駆動させるためのチャージポンピング部１０２ａと、このチャージポンピング部１０２ａにより第１及び第２のモストランジスタＭＯＳ１，ＭＯＳ２のうち一つが駆動される時、残りの一つのゲート電圧を放電させるための放電駆動部１０３ａとからなっている。
【０００７】
第２のチャージポンピング回路部１００Ｂも第１のチャージポンピング回路部１００Ａと同様に、入力駆動部１０１ｂ、チャージポンピング部１０２ｂ及び放電駆動部１０３ｂから構成され、その機能も同様なので、ここでは詳細な説明は省略する。
【０００８】
なお、出力駆動部２００は、ｎチャンネルの第１及び第２のモストランジスタＭＯＳ１，ＭＯＳ２が電源Ｖｃｃと接地間に直列接続されるとともに、ｎチャンネルの第３及び第４のモストランジスタＭＯＳ３，ＭＯＳ４が電源Ｖｃｃと接地間に直列接続され、第１及び第２のモストランジスタＭＯＳ１，ＭＯＳ２の接続点と第３及び第４のモストランジスタＭＯＳ３，ＭＯＳ４の接続点間に負荷Ｍが接続されるように構成されている。
【０００９】
図２は、図１の回路の特にチャージポンピング回路部の詳細を示す回路図である。ただし、この回路においては、出力駆動部２００の第２及び第３のモストランジスタＭＯＳ２，ＭＯＳ３が駆動されるとき、第１及び第４のモストランジスタＭＯＳ１，ＭＯＳ４の放電回路として放電駆動部が動作するようになっている。
【００１０】
図２に示すように、第１のチャージポンピング回路部１００Ａの入力駆動部１０１ａは、入力端Ｉｉｎに一端が接続された抵抗Ｒ２１と、この抵抗Ｒ２１の他端にベースが接続され、エミッタは接地されたＮＰＮトランジスタＱ２１と、このトランジスタＱ２１のコレクタに一端が接続され、他端は電源Ｖｃｃに接続された抵抗Ｒ２２と、カソードが前記トランジスタＱ２１のコレクタに接続され、アノードは接地されたツェナーダイオードＺＤ２１とから構成される。
【００１１】
第１のチャージポンピング回路部１００Ａのチャージポンピング部１０２ａは、前記トランジスタＱ２１のコレクタに一端が接続され、他端は出力駆動部２００の第２のモストランジスタＭＯＳ２のゲートに接続された抵抗Ｒ２３と、この抵抗Ｒ２３の一端にアノードが接続されたダイオードＤ２１と、このダイオードＤ２１のカソードに一端が接続され、他端は出力駆動部２００の第１と第２のモストランジスタＭＯＳ１，ＭＯＳ２の接続点に接続されたコンデンサＣと、前記ダイオードＤ２１のカソードに一端が接続された抵抗Ｒ２４と、この抵抗Ｒ２４の他端に一端が接続された抵抗Ｒ２５と、この抵抗Ｒ２５の一端にカソードが接続され、アノードは接地されたツェナーダイオードＺＤ２２とから構成される。共通接続されたツェナーダイオードＺＤ２２のカソード、抵抗Ｒ２４の他端、抵抗Ｒ２５の一端は、出力駆動部２００の第１のモストランジスタＭＯＳ１のゲートに接続されている。
【００１２】
第１のチャージポンピング回路部１００Ａの放電駆動部１０３ａは、前記入力端Ｉｉｎから印加される信号を反転させるためのインバータＩＮ２１と、このインバータＩＮ２１の出力端に一端が接続された抵抗Ｒ２６と、この抵抗Ｒ２６の他端がベースに接続され、エミッタが接地され、コレクタが抵抗Ｒ２５の他端に接続されたＮＰＮトランジスタＱ２２と、一端が抵抗Ｒ２３の他端に接続された抵抗Ｒ２７と、この抵抗Ｒ２７の他端にベースが接続され、エミッタが接地され、コレクタが抵抗Ｒ２５の他端に接続されたＮＰＮトランジスタＱ２３とから構成される。
【００１３】
第２のチャージポンピング回路部１００Ｂは詳細回路図が示されていないが、第１のチャージポンピング回路部１００Ａと同様である。ただし、出力駆動部２００の第１のモストランジスタＭＯＳ１と第４のモストランジスタＭＯＳ４、第２のモストランジスタＭＯＳ２と第３のモストランジスタＭＯＳ３がそれぞれ同時に駆動されるように、第２のチャージポンピング回路部１００Ｂにおいては、抵抗Ｒ２４の他端、抵抗Ｒ２５の一端、ツェナーダイオードＺＤ２２のカソードの共通接続部が第４のモストランジスタＭＯＳ４のゲートに接続され、抵抗Ｒ２３の他端が第３のモストランジスタＭＯＳ３のゲートに接続されている。
【００１４】
以上のように構成したモストランジスタ駆動用チャージングポンプ回路の動作を説明すると、次の通りである。第１のチャージポンピング回路部１００Ａの入力駆動部１０１ａのトランジスタＱ２１のオン又はオフによって出力駆動部２００の第１及び第２のモストランジスタＭＯＳ１，ＭＯＳ２の動作が決定される。すなわち、初期電源Ｖｃｃが印加され、入力端Ｉｉｎを介してロー状態の信号が印加される場合には、トランジスタＱ２１がオフされ、これによって初期電源Ｖｃｃが抵抗Ｒ２２，Ｒ２３を介して出力駆動部２００の第２のモストランジスタＭＯＳ２のゲートに印加され、この第２のモストランジスタＭＯＳ２が駆動される。
【００１５】
この際、抵抗Ｒ２２及びダイオードＤ２１を介して電源ＶｃｃがコンデンサＣに印加されるので、コンデンサＣは充電動作をすることになる。これと同時に、トランジスタＱ２１がオフされることによって電源Ｖｃｃが抵抗Ｒ２２，Ｒ２３，Ｒ２７を介して放電駆動部１０３ａのトランジスタＱ２３のベースに印加されるので、このトランジスタＱ２３がオンされる。
【００１６】
同時に、ロー状態の入力信号がインバータＩＮ２１を介してハイ状態に反転されてトランジスタＱ２２のベースに供給されるので、このトランジスタＱ２２もオンされる。
【００１７】
したがって、出力駆動部２００の第１のモストランジスタＭＯＳ１のゲート電圧をトランジスタＱ２２，Ｑ２３を介して放電させて第１のモストランジスタＭＯＳ１がオフされるので、デッドタイムを抑えて第１及び第２のモストランジスタＭＯＳ１，ＭＯＳ２が同時にオンされることは無くなる。
【００１８】
この時、第２のチャージポンピング回路部１００Ｂも第１のチャージポンピング回路部１００Ａと同様に動作して、第３のモストランジスタＭＯＳ３を駆動し、第４のモストランジスタＭＯＳ４のゲート電圧を放電させ、第４のモストランジスタＭＯＳ４をオフさせる。したがって、第３のモストランジスタＭＯＳ３及び第２のモストランジスタＭＯＳ２を介して負荷Ｍが駆動される。
【００１９】
一方、入力端Ｉｉｎを介してハイ状態の信号が印加された場合には、トランジスタＱ２１がオンされ、第２のモストランジスタＭＯＳ２のゲート電圧が抵抗Ｒ２３及びトランジスタＱ２１を介して放電され、第２のモストランジスタＭＯＳ２がオフされる。また、ハイ状態の入力信号が放電駆動部１０３ａのインバータＩＮ２１を介して反転されてロー状態となるので、トランジスタＱ２２がオフされる。
【００２０】
さらに、第２のモストランジスタＭＯＳ２のゲート電圧が抵抗Ｒ２３及びトランジスタＱ２１を介して放電された結果トランジスタＱ２３のベース電圧が下がるので、このトランジスタＱ２３もオフされる。
【００２１】
これによってチャージポンピング部１０２ａのコンデンサＣに充電された電圧は、抵抗Ｒ２４を通して出力駆動部２００の第１のモストランジスタＭＯＳ１のゲートをほぼ２Ｖｃｃまでポンプして、第１のモストランジスタＭＯＳ１を駆動する。
【００２２】
この際、第２のチャージポンピング回路部１００Ｂも第１のチャージポンピング回路部１００Ａと同様に動作して、第３のモストランジスタＭＯＳ３をオフさせ、第４のモストランジスタＭＯＳ４を駆動するので、第１のモストランジスタＭＯＳ１及び第４のモストランジスタＭＯＳ４を介して負荷Ｍは前記の駆動方向と反対方向に駆動される。
【００２３】
入力端Ｉｉｎを介して再びロー状態の信号が印加された場合には、前記の動作で説明したように入力駆動部１０１ａのトランジスタＱ２１が再びオフされ、第２のモストランジスタＭＯＳ２が再び駆動され、第１のモストランジスタＭＯＳ１のゲート電圧は放電駆動部１０３ａを介して放電される。したがって、デッドタイムを抑えて第１及び第２のモストランジスタＭＯＳ１，ＭＯＳ２が同時にオンすることが防止され、モストランジスタＭＯＳ１，ＭＯＳ２を保護することができる。
【００２４】
なお、入力駆動部１０１ａ及びチャージポンピング部１０２ａに設けたツェナーダイオードＺＤ２１，ＺＤ２２は、外部からのダンプ電圧から各素子を保護する役割を果たす。不要な場合は除去することもできる。
【００２５】
また、図２のような回路は、コンデンサＣと出力駆動部２００を除いてＩＣ回路に内蔵することができる。
【００２６】
図３は、チャージポンピング回路部の他の詳細を示す回路図である。この回路図においては、チャージポンピング部１０２ａにおいて図２中に示したツェナーダイオードＺＤ２２が省略されており、かつダイオードＤ２１がツェナーダイオードＺＤ２３に変更されている。したがって、このチャージポンピング部１０２ａは、トランジスタＱ２１のコレクタに一端が接続され、他端は出力駆動部２００の第２のモストランジスタＭＯＳ２のゲートに接続された抵抗Ｒ２３と、この抵抗Ｒ２３の一端にアノードが接続されたツェナーダイオードＺＤ２３と、このツェナーダイオードＺＤ２３のカソードに一端が接続され、他端は出力駆動部２００の第１と第２のモストランジスタＭＯＳ１，ＭＯＳ２の接続点に接続されたコンデンサＣと、前記ツェナーダイオードＺＤ２３のカソードに一端が接続された抵抗Ｒ２４と、この抵抗Ｒ２４の他端に一端が接続された抵抗Ｒ２５とで構成されており、抵抗Ｒ２４の他端と抵抗Ｒ２５の一端の共通接続部は出力駆動部２００の第１のモストランジスタＭＯＳ１のゲートに接続される。
【００２７】
図３において、チャージポンピング部１０２ａ以外は図２と同一であり、このようなチャージポンピング回路部は図２と同様に動作する。
【００２８】
【発明の効果】
このように本発明のモストランジスタ駆動用チャージングポンプ回路によれば、デッドタイムを抑えて出力駆動部の２つのモストランジスタが同時にオンされることを防止し、出力駆動部のモストランジスタを保護することができ、しかもＩＣ回路に内蔵可能となる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるモストランジスタ駆動用チャージングポンプ回路の実施の形態を示す回路図。
【図２】図１の回路の詳細回路図。
【図３】図１の回路の別の詳細回路図。
【図４】従来のチャージングポンプ回路図。
【符号の説明】
１０１ａ，１０１ｂ    入力駆動部
１０２ａ，１０２ｂ    チャージポンピング部
１０３ａ，１０３ｂ    放電駆動部
２００    出力駆動部
Ｒ２１〜Ｒ２７    抵抗
Ｑ２１〜Ｑ２３    トランジスタ
ＺＤ２１〜ＺＤ２３    ツェナーダイオード
Ｄ２１    ダイオード
Ｃ    コンデンサ
ＭＯＳ１〜ＭＯＳ４    第１乃至第４のモストランジスタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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