(57)【要約】  ディクソン型チャージポンプと共に利用可能な電圧ブースタおよびレギュレータ（３０３）は、具体的には、高供給電圧および低供給電圧の両方で、効率性を維持するようにされる。高電圧供給（たとえば２．６ボルト以上）の場合では、チャージポンプ（３００）は、全体の電力消費を低減し、これにより、より効率的な設計となる。低電圧印加の場合（たとえば、２．６ボルト未満の供給電圧の場合）、チャージポンプは、ブースタ回路（３０３）を用いて、典型的なディクソンアレイが得ることが可能な供給電圧を超えるようクロック入力電位を増加させる。さらに、チャージポンプ（３００）は、典型的なディクソンアレイにおいて、固有のダイオード電圧降下を避ける。
2009509481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ｉ）  供給電圧源に結合されるようにされた電圧入力およびチャージポンプ回路の入力に結合されるようにされた電圧出力と、
（ii）  １つ以上の電荷貯蔵装置と、
（iii）  複数のスイッチング装置とを有する電圧ブースタを含み、前記複数のスイッチング装置は、
低供給電圧動作の第１のクロック位相の間は、前記複数のスイッチング装置の第１の部分はオンされ、前記複数のスイッチング装置の第２の部分はオフされ、前記第１の部分の少なくとも１つは前記電圧出力のレベルを低にし、前記第２の部分は前記１つ以上の電荷貯蔵装置を充電し、第２のクロック位相の間は、前記第１の部分はオフされ、前記第２の部分は前記１つ以上の充電された電荷貯蔵装置を前記電圧出力へ結合するようオンされ、前記第２の位相の間の前記電圧出力のレベルは前記低供給電圧源のレベルの約２倍であり、前記電圧出力の前記レベルは前記複数のスイッチング素子の各々のしきい値電圧よりも大きくなるように構成可能に配される、チャージポンプ装置。
【請求項２】
前記電圧出力の前記レベルは、前記電圧ブースタが作動可能なとき、前記複数のスイッチング装置の各々のしきい値電圧よりも大きい、請求項１に記載のチャージポンプ装置。
【請求項３】
クロック出力および反転されたクロック出力を生成するよう構成される発振段と、
複数の段を有するディクソンチャージポンプとをさらに含む、請求項１に記載のチャージポンプ装置。
【請求項４】
前記供給電圧源は、パストランジスタを通って前記ディクソンチャージポンプへ供給され、前記パストランジスタは、低供給電圧で電流がリークして前記供給電圧源へ戻るのを避けるよう選択される、請求項３に記載のチャージポンプ装置。
【請求項５】
前記複数のスイッチング装置は、ＭＯＳトランジスタからなる、請求項１に記載のチャージポンプ装置。
【請求項６】
前記１つ以上の電荷貯蔵装置は、キャパシタからなる、請求項１に記載のチャージポンプ装置。
【請求項７】
（ｉ）  供給電圧源に結合されるようにされた電圧入力およびチャージポンプ回路の入力に結合されるようにされた電圧出力と、
（ii）  １つ以上の電荷貯蔵装置と、
（iii）  複数のスイッチング装置とを有する電圧ブースタを含み、前記複数のスイッチング装置は、
低供給電圧動作の第１のクロック位相の間は、前記複数のスイッチング装置の第１の部分はオンされ、前記複数のスイッチング装置の第２の部分はオフされ、前記第１の部分の少なくとも１つは前記電圧出力のレベルを低にし、前記第２の部分は前記１つ以上の電荷貯蔵装置を充電し、第２のクロック位相の間は、前記第１の部分はオフされ、前記第２の部分は前記１つ以上の充電された電荷貯蔵装置を前記電圧出力へ結合するようオンされ、前記第２の位相の間の前記電圧出力のレベルは前記低供給電圧源のレベルの約２倍であり、前記電圧出力の前記レベルは前記複数のスイッチング素子の各々のしきい値電圧よりも大きくなるように構成可能に配され、さらに、
入力として、前記供給電圧源を受取るよう結合され、前記供給電圧源が低ならば有効にされ、前記供給電圧源が高ならば無効にされるよう構成される電圧調整装置を含む、チャージポンプ装置。
【請求項８】
前記電圧出力の前記レベルは、前記電圧ブースタが作動可能なとき、前記複数のスイッチング装置の各々のしきい値電圧よりも大きくなる、請求項７に記載のチャージポンプ装置。
【請求項９】
クロック出力および反転されたクロック出力を生成するよう構成される発振段と、
複数の段を有するディクソンチャージポンプとをさらに含む、請求項７に記載のチャージポンプ装置。
【請求項１０】
前記供給電圧源は、パストランジスタを通って前記ディクソンチャージポンプへ供給され、前記パストランジスタは、低供給電圧で電流がリークして前記供給電圧源へ戻るのを避けるよう選択される、請求項９に記載のチャージポンプ装置。
【請求項１１】
前記複数のスイッチング装置は、ＭＯＳトランジスタからなる、請求項７に記載のチャージポンプ装置。
【請求項１２】
前記１つ以上の電荷貯蔵装置は、キャパシタからなる、請求項７に記載のチャージポンプ装置。
【請求項１３】
低電圧は約２．６ボルト未満である、請求項７に記載のチャージポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ディクソンチャージポンプに関する。より特定的には、この発明は、高供給電圧または低供給電圧で動作可能なディクソンチャージポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、不揮発性デジタルデータメモリ装置が広範囲に及んで使用される。携帯データ端末（ＰＤＡ）、携帯電話、および電子手帳のようなさまざまな消費者製品は、大容量のコンパクトサポートに情報を記憶するための不揮発性メモリ装置を必要とする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
不揮発性メモリ装置の欠点は、自身の動作に関連付けられる高い電力消費率である。この電力消費率は、明らかに、上に並べたような携帯可能製品の主たる必然である。なぜならば、このような装置は、典型的には、バッテリで電力供給されているからである。
【０００４】
このようなメモリを動作させるのに費やされる電力の大部分は、チャージポンプ回路へと向かう。これらチャージポンプ回路は、メモリ装置に統合される回路網の一部にさらに供給するために、電圧値を供給レベル（通常はバッテリ電圧レベル）よりも高く上げるよう構成される。この電力消費は、不揮発性メモリ装置における、プログラムおよび消去動作のような基本動作を行なうのに必要とされる高電圧の結果である。低電圧供給回路が利用される場合、読出動作の電圧も、プログラムの電圧、消去の電圧とならんで、供給電圧より高くなる。
【０００５】
よって、それらの動作のために、可能な限り小さいドレインを利用するチャージポンプ回路を電力供給源上に設けることには大きな意味があり、集積回路への供給電圧をさらに低くするという現在の潮流によって、この重要性はただ増し得るばかりである。
【０００６】
図１を参照すると、典型的な４段のディクソンチャージポンプ装置の回路図は、直列に接続されたダイオードＤ1〜Ｄ5を含み、ダイオードＤ1〜Ｄ5の間のノードには結合キャパシタＣ1〜Ｃ4が各々接続される。このディクソンチャージポンプ回路は、さらに、出力キャパシタＣLを含む。この出力キャパシタＣLは、外部負荷１０３と並列に接続される。入力クロックパルスＣＬＫAおよびＣＬＫBは、互いに反対の位相にある。クロックパルスＣＬＫAおよびＣＬＫBは、クロックドライバ１０１に入力される。クロックドライバ１０１は、電源電圧ＶDD（図示せず）を与えられる。クロックパルスＣＬＫAおよびＣＬＫBの出力位相は、それぞれφ１およびφ２として示される。クロックパルス位相φ１は、キャパシタＣ1およびＣ3へ与えられ、クロックパルス位相φ２は、キャパシタＣ2およびＣ4へ与えられる。
【０００７】
定電流Ｉoutが外部負荷１０３を通って流れ出す安定状態において、チャージポンプ装置への入力電流は、入力電圧ＶDDからの電流と、クロックドライバから与えられた電流との合計である。これらの電流は下記に記載されるが、いかなる浮遊回路容量への充電電流またはいかなる浮遊回路容量からの放電電流も無視することとする。φ１が「Ｈ」（つまり、論理「１」）であり、φ２が「Ｌ」（つまり、論理「０」）であるクロック期間の間、２・の平均電流（Ｉout）が、図において実線矢印で示される方向へ、複数の通路の各々を通って流れる。
【０００８】
φ１が「低」であり、かつφ２が「高」であるその後のクロック期間の間、２・の平均
電流（Ｉout）が、図において点線矢印で示される方向へ、その複数の通路の各々を通って流れる。全クロックサイクルにわたるこれら上述した電流の各々の平均電流は、Ｉoutである。安定状態において、チャージポンプ装置からの上昇された電圧は、以下の方程式（１）で表わされる。
【０００９】
【数１】
2009509481.tif 000003
【００１０】
この式において、
【００１１】
【数２】
2009509481.tif 000004
【００１２】
は、接続ノードの各々における、クロックパルスの変化によって結合キャパシタを通じて誘導される電圧の振幅を指す。Ｖ1は、出力電流Ｉoutによる電圧降下を示す。Ｖinは、通常、正電圧昇圧時にはＶDDにセットされ、負電圧昇圧時には０ボルトにセットされる入力電圧を示す。Ｖdは、順方向バイアスダイオード電圧を示す。ｎは、ポンピングの段の数を指す。
【００１３】
さらに、Ｖ1および
【００１４】
【数３】
2009509481.tif 000005
【００１５】
は、以下の方程式によって示される。
【００１６】
【数４】
2009509481.tif 000006
【００１７】
これらの式において、Ｃiは、キャパシタＣ1〜Ｃ4のうちの１つのクロック結合キャパシタンスを示す。Ｃsは、接続ノードの各々での浮遊容量である。
【００１８】
【数５】
2009509481.tif 000007
【００１９】
は、クロックパルスの振幅である。ｆはクロックパルスの周波数である。Ｔはクロックパ
ルスのクロック期間である。チャージポンプ装置の電力効率ηは、クロックドライバから浮遊キャパシタへの充電電流／浮遊キャパシタからクロックドライバへの放電電流を無視し、Ｖin＝ＶDDであるとみなして、以下のように計算される。
【００２０】
【数６】
2009509481.tif 000008
【００２１】
この結果、チャージポンプ装置は、電荷移動装置としてダイオードを用いて電荷を次の段へと連続して移動させることにより、電圧を昇圧する。しかしながら、ＰＮ接合ダイオードよりも、ＭＯＳトランジスタのほうが、製造工程における製作適合性のため、半導体集積回路において実施するのが簡単である。
【００２２】
よって、図１Ｂに示されるように、図１ＡのダイオードＤ1〜Ｄ5の代わりに、ＭＯＳトランジスタが電荷移動装置として用いられる。ＭＯＳトランジスタを使う場合は、方程式（１）におけるＶdは、Ｖthに置換えられる。Ｖthは、ＭＯＳトランジスタのしきい値電圧を示す。
【００２３】
図２は、図１Ａおよび図１Ｂに示されるディクソンチャージポンプ回路のいずれも駆動するのに用い得る単純なリング発振器を示す。このリング発振器は、直列に接続される数多くのインバータ素子２０３1、２０３2、…、２０３5からなる。入力ＮＡＮＤゲート２０１は、「ｃｌｋ＿ｅｎ」と名付けられる、ＮＡＮＤゲート２０１の第１の入力に低電圧信号が存在する際、発振器を無効にするための手段を提供する。各発振器出力は、ｃｌｋ＿ｅｎの信号がＬであるときに安定する（すなわち、φ１＝１、φ２＝０）信号ｃｌｋと／ｃｌｋ（以下、／は、上付きバーの代用とする）とを生成する。有効にされると、入力ＮＡＮＤゲート２０１は、ＮＡＮＤゲート２０１の第２の入力からの信号を反転させる。この信号は、次いで、インバータ素子２０３1、２０３2、…、２０３5を通って伝播され、ＮＡＮＤゲート２０１の第２の入力へと戻る。この処理は、ｃｌｋ＿ｅｎのイネーブル信号がＬに戻るまで続く。この信号が伝播され第２の入力へ戻るのにかかる時間量は、インバータ素子２０３1、２０３2、…、２０３5の各々の遅延により決定される。このインバータの遅延は、供給電圧ＶDDに依存し、供給電圧ＶDDは、インバータ素子２０３1、２０３2、…、２０３5の各々の中におけるトランジスタに印加され得る最大のゲート−ソース電圧を決定する。ゲート−ソース電圧は、インバータ素子２０３1、２０３2、…、２０３5の各々についての電流駆動を決定し、これにより、伝播遅延を決定する。ｆ1で存在する信号は、直列の態様ですべて互いに接続されるＮＡＮＤゲート２０５、第１のインバータ２０７1、および第２のインバータ２０７2からなる第１のクロックドライバ部２０４へと提供される。この第１のクロックドライバ部２０４は、出力「ｃｌｋ」を生成する。ｆ0での信号は、直列の態様ですべて互いに接続されるＮＡＮＤゲート２０９、第１のインバータ２１１1、および第２のインバータ２１１2からなる第２のクロックドライブ部２０８へ提供される。この第２のクロックドライバ部２０８は、出力「／ｃｌｋ」を生成する。これら出力信号ｃｌｋおよび／ｃｌｋは、１８０°位相が互いにずれる。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
発明の概要
ディクソン型チャージポンプ装置とともに使用可能である例示的な電圧ブースタおよびレギュレータは、具体的に、高供給電圧および低供給電圧の両方でも効率を維持するようにされる。高電圧供給（たとえば、２．６ボルト以上）では、このチャージポンプは全体の電力消費を低減し、これにより、より効率的な設計となる。低電圧の印加（たとえば、
２．６ボルト未満の供給電圧）では、このチャージポンプは、典型的なディクソンアレイが得ることが可能な供給電圧を超えるようクロック入力電位を増加させるように、ブースタ回路を用いる。さらに、このチャージポンプは、典型的なディクソンアレイにおける固有のダイオード電圧降下を避ける。
【００２５】
例示的な実施例において、チャージポンプ装置は、複数のスイッチング装置、電圧ブースタ、および電圧調整装置を含む。この複数のスイッチング装置は、１つ以上の電荷貯蔵装置を供給電圧源へ接続および切断するよう構成される。電圧ブースタは、この１つ以上の電荷貯蔵装置を含み、これらのスイッチング装置の各々のしきい値電圧および供給電圧源の両方よりも大きい電圧出力を提供するよう、複数のスイッチング装置とともに構成される。電圧出力は、チャージポンプ回路（たとえば、ディクソン型チャージポンプ）の入力に結合されるようにされる。電圧調整装置は、入力として、供給電圧源を受取るよう結合され、供給電圧源が低ならば有効になり、供給電圧源が高ならば無効になるよう構成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
発明の詳細な説明
図３のブロック図により、この発明のチャージポンプ回路３００のさまざまな部分の概略を提供する。このチャージポンプ回路３００は、発振回路３０１、調整されたチャージポンプおよびブースタ回路３０３、ならびに複数のポンプ段３０５1、３０５2を含む。
【００２７】
発振回路３０１は、インバータを通じて印加されるイネーブル信号ｐｕｍｐ＿ｏｎと、１つの出力ｃｌｋ信号とを受取る。この発振器３０１の詳細は議論しない、なぜならば、このような回路は当該技術において周知であるからである。この発明とともに用いてもよい１つの例示的な発振回路は、米国特許出願、連続番号１０／９９５，４５８、出願日２００４年１１月２２日（２００４年８月１７日に出願されたフランス特許出願、連続番号０４／０８９３１から優先権を主張）に詳しく記載される。この出願は、「ＥＥＰＲＯＭ高電圧生成のための発振回路」との名称で、この出願とともにカリフォルニア（CA）、サン・ノゼ（San Jose）のアトメル・コーポレイション（Atmel Corporation）に共通に譲渡される。
【００２８】
調整されたチャージポンプおよびブースタ回路３０３は、入力として、この発振器３０１からｃｌｋ信号を受取る。供給電圧ＶDDは、調整されたチャージポンプおよびブースタ回路３０３に、ｌｖ＿ｆｕｓｅで接続され、クロッキングされた出力信号ｏｕｔと／ｏｕｔとは、複数のポンプ段３０５1、３０５2へ、クロックおよび反転されたクロック入力を提供する。この２つのクロッキングされた出力信号ｏｕｔと／ｏｕｔとは、振幅において、入力供給電圧ＶDDの電位に依存して、昇圧されてもされなくてもよい。典型的には、供給電圧ＶDDが約２．６ボルト未満の場合、これらの出力信号の電位は昇圧されることになる。この調整されたチャージポンプおよびブースタ回路３０３の詳細を、図４、図５Ａ、図５Ｂを参照して以下に記載する。
【００２９】
複数のポンプ段３０５1、３０５2は、図１ＢのＣＭＯＳベースのディクソンポンプ段を参照して記載されたように、典型的なディクソン型ポンプ段として実施されてもよい。たった２段のみが図示されるが、当業者は、多数のポンプ段を並列および／または直列に組合せることにより、より高い出力電圧および／または電流を得てもよいということを認識するであろう。
【００３０】
この調整されたチャージポンプおよびブースタ回路３０３は、図４の例示的な実施例において、さらに詳細に記載される。図４は、クロック反転回路網４０１および複数の駆動回路４０３1、４０３2を含む。このクロック反転回路網４０１は、ＮＡＮＤ−インバータ
−ＮＡＮＤ−インバータが直列接続された列を２つ並列に含む。各列はその他方と並列に接続される。電源がオン（すなわち、ｐｗｒ＿ｏｎ＝１）であるとすると、クロック反転回路網４０１の出力ｃ0およびｃ2は、図４の表において、所与の入力（すなわち、「０」または「１」）に対して互いに相補的であるように示される。各出力ｃ0、ｃ2は、複数の駆動回路４０３1、４０３2への入力として機能する。
【００３１】
駆動回路４０３1、４０３2の各々は、その他方と交差結合される。駆動回路４０３1、４０３2は、電圧調整およびブースタの両方の回路網を制御する支配的な回路網を含む。例示的な電圧調整およびブースタ回路網は、各々、図５Ａおよび図５Ｂを参照して詳しく記載される。
【００３２】
図５Ａは、図３の調整されたチャージポンプおよびブースタ回路３０３の駆動段４０３iの各々のための出力段として使用可能である特定の例示的な駆動回路４０３の詳細を含む。第１および第２の大きなキャパシタＣ1およびＣ2は、入力供給電圧ＶDDを蓄電する。第２の大きなキャパシタＣ2に蓄電された電荷は、ディクソンポンプ段３０５iへ、ＰＭＯＳトランジスタＰ1を通り、ｃｌｋ＿ｏｕｔタップを介して届けられる。このｃｌｋ＿ｏｕｔタップは、供給電圧ＶDDの昇圧されたものである。ある特定の例示的な実施例において、第１の大きなキャパシタＣ1は、４．５ピコファラッドの蓄電値を有し、第２の大きなキャパシタＣ2は、５５ピコファラッドの蓄電値を有する。一般的な例示的ブースタ回路の詳細を、図５Ｂを参照して以下に示す。
【００３３】
図５Ａは、さらに、電圧調整部５０１を含む。電圧調整部５０１は、ｉｎｔ＿ｈｖ＿ｏｕｔでの出力電圧が、ＩＣトランジスタの絶対最大電圧定格を超えるのを防ぐフィードバック経路を提供するさらなる回路網を含む。この実施例において、電圧調整部は、直列に接続されたＰＭＯＳトランジスタＰ2、Ｐ3、およびＰ4と、ゲート結合されたＮＭＯＳトランジスタＮ1およびＮ2と、ＶDDパストランジスタＰ5と、ＮＡＮＤゲートＩ1とを含む。特定の例示的な実施例において、ＩＣトランジスタにとっての絶対最大電圧定格は、５．５ボルトである。
【００３４】
図５Ｂの機能描写により、図５Ａのブースタ回路部についての高水準な説明を提供する。低供給電圧に関係する動作においては、以下のとおりである。すなわち、第１のクロック位相φ１の間、スイッチＳ1、Ｓ3、およびＳ5はオンされ（すなわち、「閉」）、スイッチＳ2およびスイッチＳ4はオフされる（すなわち、「開」）。スイッチＳ5は、出力を「Ｌ」にする。同時に、キャパシタＣは、供給電圧レベルＶDDへと充電される。第２のクロック位相φ２の間、スイッチＳ1、Ｓ3、およびＳ5はオフされ、スイッチＳ2およびＳ4はオンされる。出力電圧は、その時、供給電圧ＶDDのおおよそ２倍へと上昇する。したがって、その後のポンプ段３０５は、０ボルトと２・ＶDDとが交番する電圧を調べ、これにより、ポンプ段３０５はより効率的になる。なぜならば、いかなるダイオード電圧降下でも、全始動供給電圧において、はるかにより小さい割合しか構成しないからである。たとえば、ポンプ段ダイオード電圧降下が０．７ボルトであるとする。供給電圧がたった１．２ボルトの場合、ダイオードにわたって失われた電位のため、百分率で表す効率性は、（１．２Ｖ−０．７Ｖ）／１．２Ｖ≒４２％である。しかしながら、ポンプ段に入る前に電圧を昇圧することにより、この百分率で表す効率性は、（２．４Ｖ−０．７Ｖ）／２．４Ｖ≒７１％へと増加する。このように、ブースタ回路部は、効率性を大幅に増加させる。
【００３５】
高供給電圧に関係する動作においては、以下のとおりである。すなわち、スイッチＳ1〜Ｓ5は、回路の調整機能によって、低電圧動作においてとは異なるように動作する。この調整回路は、回路による電圧出力を計測する。図５Ａに関して上記において議論したように、例示的な実施例の調整回路は、ＰＭＯＳトランジスタＰ2〜Ｐ5、ＮＭＯＳトランジスタＮ1およびＮ2、並びにＮＡＮＤ論理ゲートＩ1を含む。高電圧で動作する図５Ｂを再
び言及すると、クロックφ１の間、スイッチＳ1、Ｓ3、およびＳ5はオンされ、Ｓ2およびＳ4はスイッチオフされる。キャパシタは、再び電位ＶDDのレベルまで充電される。出力電圧は、スイッチＳ5がオンであるので、低いままである。第２のクロック位相φ２時においては、スイッチＳ1およびＳ5はオフされ、Ｓ2はオフのままであり、Ｓ3はオンのままであり、Ｓ4は、計測された出力電圧が約２．６ボルトを下回ったままであるならばオンに切替えられる。この高電圧動作と上述した低電圧動作との主な違いは、スイッチＳ2が常にオフであり、かつスイッチＳ3が常にオンであるという点である。したがって、出力電圧はもう、低電圧動作時においてのように昇圧されず、出力電圧は０ボルトと約２．６ボルトとを交番する。したがって、その後のディクソンチャージポンプ段への入力電圧は、常に０ボルトまたは約２．６ボルトである。さらに、チャージポンプ段へ移動したエネルギは、キャパシタＣの値によって制限される。よって、引出された供給電流は制限され、これにより、ポンプ段をより高電圧（たとえば、一貫したパルス幅を有する一貫した周知の出力電圧）で十分に動作させる。
【００３６】
図６は、直列に接続された複数のポンプ段３０５1、３０５2、…、３０５nを含み、各ポンプ段３０５iは、制限されたチャージポンプおよびブースタ回路３０３（図３）からのｃｌｋｏｕｔ信号および相補的な（すなわち反対の位相の）／ｃｌｋｏｕｔ信号に接続される。この実施例におけるＶDDパストランジスタ６０１は、低供給電圧で電流がリークして前記電源に戻るのを避けるよう、「ｎｗｓ」装置ではなく、（通常のしきい値電圧Ｖtより高いものを有する）「ｎｗ」装置となるよう選ばれる。この「ｎｗ」装置は、ｐウェルを有する、ネイティブ（すなわち、しきい値インプラント（threshold implant)なし）の高電圧ｎチャンネルトランジスタである。「ｎｗ」トランジスタは、「ｎｗｓ」装置よりも高いしきい値電圧（約０．２２ボルト）を有し、よって漏れがより低い。「ｎｗｓ」装置は、基板におけるネイティブの高電圧ｎチャンネルトランジスタである。この「ｎｗｓ」トランジスタのしきい値電圧は、約−０．０９ボルトである。当業者は、「ｎｗｓ」装置は、最小限の性能相違を伴うが、「ｎｗ」装置の代用とされてもよいと認識するであろう。
【００３７】
上記の明細書において、この発明は、特定の実施例を参照して記載されてきた。しかしながら、当業者には、この発明の特許請求の範囲において示されるようなより広い精神および範囲から逸脱することがなければ、さまざまな修正および変更を行なうことができるということは明らかであろう。たとえば、ブースタおよびレギュレータ回路は、特定の回路網および特定の電圧レベルに関して記載されてきたが、均等または同様の回路および電圧を、ここに示されたこの発明の範囲から逸脱することがなければ、実施してもよいと当業者ならば理解するであろう。さらに、電圧ブースタ回路網に関連して記載されたキャパシタのような個々の装置は、電荷貯蔵機構として作動するよう接続されたトランジスタ、集積回路の一部として作製されたインターリーブされた誘電体と結合された板の連なり、または半導体技術において周知の技術によって作製された櫛形キャパシタのような、いかなる電荷貯蔵装置であってもよい。他の項目は、ＭＯＳ集積回路装置に関して記載されたが、当業者ならば、バイポーラまたはＢｉＣＭＯＳ技術のような他の作製技術も同様に容易に用いてもよいということを認識するであろう。したがって、明細書および図面は、限定的な意味というよりは例示的な意味において考慮されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１Ａ】先行技術のディクソンチャージポンプである。
【図１Ｂ】ＣＭＯＳ構造において実施される先行技術のチャージポンプ装置を示す断面図である。
【図２】チャージポンプ回路を駆動するのに用い得る単純なリング発振回路である。
【図３】この発明のチャージポンプ回路の例示的なブロック図である。
【図４】図３のチャージポンプの例示的な調整されたチャージポンプおよびブースタ回路段である。
【図５Ａ】図４の調整されたチャージポンプおよびブースタ回路段の例示的な駆動回路である。
【図５Ｂ】図５Ａの駆動回路の機能描写である。
【図６】図３のチャージポンプ回路の例示的なポンプ段である。
【図１Ａ】
2009509481.tif 000009
【図１Ｂ】
2009509481.tif 000010
【図２】
2009509481.tif 000011
【図３】
2009509481.tif 000012
【図４】
2009509481.tif 000013
【図５Ａ】
2009509481.tif 000014
【図５Ｂ】
2009509481.tif 000015
【図６】
2009509481.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成20年2月29日(2008.2.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６】
クロック信号のための電圧ブースタを含み、前記電圧ブースタは、
（iv）  供給電圧を受取るよう供給電圧源に結合されるようにされた電圧入力と、クロック信号を受取るよう発振段に結合されるようにされたクロック入力と、チャージポンプ回路に供給するようにされたクロック出力と、
（v）  １つ以上の電荷貯蔵装置と、
（vi）  複数のスイッチング装置とを有し、前記複数のスイッチング装置は、
前記クロック信号の第１のクロック位相の間は、前記複数のスイッチング装置の第１の部分はオンされ、前記スイッチング装置の第２の部分はオフされ、前記第１の部分のうちの少なくとも１つは前記クロック出力のレベルを低にし、前記第１の部分の残りは前記１つ以上の電荷貯蔵装置の第１の端子を前記供給電圧まで充電し、前記クロック信号の第２のクロック位相の間は、前記第２の部分のうちの少なくとも１つが、前記１つ以上の充電された電荷貯蔵装置を前記クロック出力へと結合するようオンされ、前記第２の部分のうちの別のものが、電圧調整装置に応答して、前記１つ以上の電荷貯蔵装置の第２の端子を前記供給電圧へ結合するようオンされ、これにより、前記クロック出力を、前記第２の位相の間、前記低供給電圧源のレベルの約２倍の、前記クロック出力のレベルに昇圧することを有効にする、または、前期第２の端子をグランドへ結合するようオフされ、これにより、前記クロック出力が供給電圧にあるように前記クロック出力を昇圧することを無効にするように構成可能に配され、さらに、
入力として、前記供給電圧源を受取るよう結合され、前記供給電圧源がしきい値電圧未満ならば有効にされ、前記供給電圧源が少なくとも前記しきい値電圧のそれにあるならば無効にされるよう構成される電圧調整装置を含む、チャージポンプ装置。
【手続補正書】
【提出日】平成20年10月17日(2008.10.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロック信号のための電圧ブースタを含み、前記電圧ブースタは、
（Ｉ）  供給電圧を受取るよう供給電圧源に結合されるようにされた電圧入力と、クロック信号を受取るよう発振段に結合されるようにされたクロック入力と、チャージポンプ回路に供給するようにされたクロック出力と、
（ii）  １つ以上の電荷貯蔵装置と、
（iii）  複数のスイッチング装置とを有し、前記複数のスイッチング装置は、
前記クロック信号の第１のクロック位相の間は、前記電荷貯蔵装置のうちの少なくとも１つの第１の端子は前記供給電圧に結合され、その第２の端子はグランドに結合され、よって前記第１の端子は供給電圧レベルに充電され、前記クロック出力もグランドに結合され、前記クロック信号の第２のクロック位相の間は、前記供給電圧がしきい値電圧レベル未満のときはいつでも、前記第１の端子は前記クロック出力に結合され、前記第２の端子は前記供給電圧に結合され、よって前記クロック出力に結合された前記第１の端子は前記供給電圧よりも大きくなるようさらに充電され、前記供給電圧が少なくとも前記しきい値電圧レベルのそれであるときはいつでも、前記第２の端子はグランドに結合され、よって前記クロック出力に結合された前記第１の端子が供給電圧にあるように構成可能に配される、チャージポンプ装置。
【請求項２】
クロック出力および反転されたクロック出力を生成するよう構成される発振段を含み、前記クロック出力の各々は電圧ブースタへ入力されるクロック信号を形成し、さらに
複数の段を有するディクソンチャージポンプを含み、前記チャージポンプの各段は、少なくとも１つの電圧ブースタからクロック出力を受取る、請求項１に記載のチャージポンプ装置。
【請求項３】
前記供給電圧源は、パストランジスタを通って前記ディクソンチャージポンプへ供給され、前記パストランジスタは、低供給電圧で電流がリークして前記供給電圧源へ戻るのを避けるよう選択される、請求項２に記載のチャージポンプ装置。
【請求項４】
前記複数のスイッチング装置は、ＭＯＳトランジスタからなる、請求項１に記載のチャージポンプ装置。
【請求項５】
前記１つ以上の電荷貯蔵装置は、キャパシタからなる、請求項１に記載のチャージポンプ装置。
【請求項６】
クロック信号のための電圧ブースタを含み、前記電圧ブースタは、
（iv）  供給電圧を受取るよう供給電圧源に結合されるようにされた電圧入力と、クロック信号を受取るよう発振段に結合されるようにされたクロック入力と、チャージポンプ回路に供給するようにされたクロック出力と、
（v）  １つ以上の電荷貯蔵装置と、
（vi）  複数のスイッチング装置とを有し、前記複数のスイッチング装置は、
前記クロック信号の第１のクロック位相の間は、前記複数のスイッチング装置の第１の部分はオンされ、前記スイッチング装置の第２の部分はオフされ、前記第１の部分のうちの少なくとも１つは前記クロック出力のレベルを低にし、前記第１の部分の残りは前記１つ以上の電荷貯蔵装置の第１の端子を前記供給電圧まで充電し、前記クロック信号の第２のクロック位相の間は、前記第２の部分のうちの少なくとも１つが、前記１つ以上の充電された電荷貯蔵装置を前記クロック出力へと結合するようオンされ、前記第２の部分のうちの別のものが、電圧調整装置に応答して、前記１つ以上の電荷貯蔵装置の第２の端子を前記供給電圧へ結合するようオンされ、これにより、前記クロック出力を、前記第２の位相の間、前記低供給電圧源のレベルの約２倍の、前記クロック出力のレベルに昇圧することを有効にする、または、前期第２の端子をグランドへ結合するようオフされ、これにより、前記クロック出力が供給電圧にあるように前記クロック出力を昇圧することを無効にするように構成可能に配され、さらに、
入力として、前記供給電圧源を受取るよう結合され、前記供給電圧源がしきい値電圧未満ならば有効にされ、前記供給電圧源が少なくとも前記しきい値電圧のそれにあるならば無効にされるよう構成される電圧調整装置を含む、チャージポンプ装置。
【請求項７】
クロック出力および反転されたクロック出力を生成するよう構成される発振段を含み、前記クロック出力の各々は電圧ブースタへ入力されるクロック信号を形成し、さらに
複数の段を有するディクソンチャージポンプを含み、前記チャージポンプの各段は、少なくとも１つの電圧ブースタからクロック出力を受取る、請求項６に記載のチャージポンプ装置。
【請求項８】
前記供給電圧源は、パストランジスタを通って前記ディクソンチャージポンプへ供給され、前記パストランジスタは、低供給電圧で電流がリークして前記供給電圧源へ戻るのを避けるよう選択される、請求項７に記載のチャージポンプ装置。
【請求項９】
前記複数のスイッチング装置は、ＭＯＳトランジスタからなる、請求項６に記載のチャージポンプ装置。
【請求項１０】
前記１つ以上の電荷貯蔵装置は、キャパシタからなる、請求項６に記載のチャージポンプ装置。
【請求項１１】
前記しきい値電圧は約２．６ボルトである、請求項６に記載のチャージポンプ装置。
【国際調査報告】
2009509481.tif 000017
2009509481.tif 000018