(57)【要約】不揮発性メモリにおいて、電荷ポンプは、フローティングゲート構造を有するメモリセルをプログラムするために必要とされる高電圧を供給するために使用される。電荷ポンプは、電圧を上げるために直列の一連の電圧逓倍ステージを有する。これらの電荷ポンプは、負荷を高電圧に急速に荷電し、高度な安定性をもって電圧を維持しなければならない。これら両方の目的を達成するための技術が示されている。一つの態様では、電荷ポンプは、一つが負荷を急速に電荷し、もう１つが高い安定性をもって電荷された負荷の電圧を維持するという２つの動作状態を有する。これらの状態は、電流出力を電荷中の高電流から電圧を維持するための低電流に変えることによって達成される。これは、個々の電圧逓倍ステージで使用される静電容量を変えることによって行われる。別の態様では、２つの異なった電流レベルが、電圧逓倍ステージのコンデンサを電荷するために使用される電圧を変えることによって発生される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷に所定の電圧まで荷電するとともに負荷において前記所定の電圧を維持する電荷ポンプにおいて、
ベース電圧を高めるために結合される一つ以上の電圧逓倍ステージを有し、少なくとも１つの前記ステージは、さらに
異なった量の電荷がクロックサイクル中に前記ステージからポンプ送りされることを可能にする複数の構成可能なコンデンサを有することを特徴とする電荷ポンプ。
【請求項２】
前記少なくとも１つの電圧逓倍ステージは、第１のコンデンサと第２のコンデンサとを有し、
前記第１および第２のコンデンサは、第１の電流を供給するための第１の動作モードで動作可能であり、
前記第１のモードにおける場合よりも前記第２のモードにおいてクロックサイクルあたりにより低い電荷出力を与えるように、前記第２の動作モードにおいて前記第１のコンデンサが動作可能であるとともに前記第２のコンデンサが動作不能であり、それによって前記第１のモードにおける場合よりも前記第２のモードにおいてより低い第２の電流を供給する請求項１記載の電荷ポンプ。
【請求項３】
前記第１のコンデンサは、前記所定の電圧を維持するために必要とされる電流にほぼ等しく、前記第２のモードで電荷ポンプから電流出力を供給するために選択される請求項２記載の電荷ポンプ。
【請求項４】
負荷における電圧が所定の電圧の所定のマージン内に到達するときに、ポンプモードは前記第１のモードから前記第２のモードに変化する請求項２記載の電荷ポンプ。
【請求項５】
前記コンデンサの少なくとも１つは、ドライバ回路に電気的に接続され、
前記ドライバ回路は、前記ドライバ回路の出力部における電圧を所定の範囲内に制約することができる防護回路によって前記コンデンサを介して結合される高電圧から防護される請求項１記載の電荷ポンプ。
【請求項６】
負荷に所定の電圧まで荷電するとともに負荷において前記所定の電圧を維持する電荷ポンプにおいて、
ベース電圧を高めるために結合される複数の電圧逓倍ステージを有し、少なくとも１つの前記ステージは、さらに
第１の動作モードにおいて第１の電圧で電流を供給するとともに第２の動作モードにおいてオフに切り替えるために切り替え可能な第１の電圧供給部を有するドライバ回路と、
第２の動作モードにおいて一定の第２の電圧を供給するために調整される第２の電圧供給部と、を有し、
前記第２の電圧は、前記負荷において前記所定の電圧を維持するのに必要な電流にほぼ等しく、電荷ポンプから電流出力を供給するために選択されることを特徴とする電荷ポンプ。
【請求項７】
クランプトランジスタのドレインが前記トランジスタのソースに供給される電圧における変動に実質的に独立して第２の電圧に保持されるように、クランプトランジスタのゲートに印加される電圧を調整することにより前記一定の第２の電圧を維持するためにクランプ調整回路をさらに有する請求項６記載の電荷ポンプ。
【請求項８】
負荷に所定の電圧まで荷電するとともに負荷において前記所定の電圧を維持する電荷ポンプにおいて、
ベース電圧を高めるために結合される複数の電圧逓倍ステージを有し、少なくとも１つの前記ステージは、さらに
複数の構成可能なコンデンサによって供給される可変静電容量と、
ドライバ回路に電気的に接続される前記コンデンサの各々と、
第１の動作モードにおいて第１の電圧で電流を供給するとともに第２の動作モードにおいてオフに切り替えるために切り替え可能な第１の電圧供給部を有する前記ドライバ回路と、
第２の動作モードにおいて一定の第２の電圧を供給するために調整される第２の電圧供給部と、を有することを特徴とする電荷ポンプ。
【請求項９】
トランジスタ、ドライバ回路およびレジスタを有するノードに接続されるデバイスを防護するためにノードにおける電圧を制約する防護回路において、
前記トランジスタは、供給電圧に接続されるソース、ノードに接続されるドレインおよびレジスタを介してドライバの出力部に接続されるゲートを有することを特徴とする防護回路。
【請求項１０】
前記トランジスタは、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴである請求項９記載の防護回路。
【請求項１１】
前記レジスタは、防護されたノードを介して電圧がトランジスタのゲートに結合されるときに、ドライバ回路の出力部での電圧範囲をドライバ回路のトランジスタへの損傷を防ぐために選択される範囲に低減するように選択される請求項９記載の防護回路。
【請求項１２】
負荷に所定の電圧まで荷電するとともに負荷において前記所定の電圧を維持する電荷ポンプにおいて、
電圧を電荷ポンプによってベース電圧から出力電圧に高める手段と、
負荷における電圧を検出し、負荷が所定の電圧に到達するときに電気信号を電荷ポンプに戻す手段と、
電荷ポンプからの低減された電流出力を供給するために前記信号に応答して電荷ポンプの一つ以上のステージにおいて使用される静電容量を低減する手段と、
を有することを特徴とする電荷ポンプ。
【請求項１３】
負荷に所定の電圧まで荷電するとともに負荷においてその電圧を維持する方法において、
電圧を電荷ポンプによってベース電圧から出力電圧に高めるステップと、
負荷における電圧を検出し、負荷が所定の電圧に到達するときに電気信号を電荷ポンプに戻すステップと、
電荷ポンプからの低減された電流出力を供給するために前記信号に応答して電荷ポンプの一つ以上のステージにおいて使用する静電容量を低減するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
負荷に所定の電圧まで荷電するとともに負荷においてその電圧を維持する方法において、
電圧を電荷ポンプによってベース電圧から出力電圧に高めるステップと、
負荷における電圧を検出し、負荷が所定の電圧に到達するときに電気信号を電荷ポンプに戻すステップと、
電荷ポンプからの低減された電流出力を供給するために前記信号に応答して電荷ポンプの一つ以上のステージにおいて使用する電圧を低下させるステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に電気的に消去可能でプログラム可能な読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）やフラッシュＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性半導体メモリに関し、特にフラッシュＥＥＰＲＯＭを動作させる電力を供給するための回路と技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
具体的にはＥＥＰＲＯＭやフラッシュＥＥＰＲＯＭの形で電荷を不揮発性で記憶することができる固体メモリは最近、各種のモバイルおよびハンドヘルドデバイス、注目度の高い情報機器および消費者電子製品において選ばれる記憶装置となってきている。同じく固体メモリであるＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）とは違って、フラッシュメモリは不揮発性であり、電力が切られた後でもその記憶されたデータを保持している。コストは他のものより高いにも拘らず、フラッシュメモリは大容量記憶用途において益々多く使用されつつある。ハードドライブやフロッピーディスクなどの回転磁気媒体を基礎とした従来の大容量記憶装置は、モバイルおよびハンドヘルドの環境には不適当である。これは、ディスクドライブ装置は大形になりがちで、機械的故障を被りやすく、また待ち時間が長く、必要電力が大きいからである。このような望ましくない属性によってディスクを基礎とした記憶装置は、大部分のモバイルおよびポータブル機器には実際上役立たなくなっている。他方で、具体的にはメモリカードの形のフラッシュメモリは、その小さなサイズと少ない電力消費と高速で高い信頼性という特徴によってモバイルおよびハンドヘルドの環境に理想的に適合している。
【０００３】
ＥＥＰＲＯＭおよび電気的にプログラム可能な読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）は、消去されるとともにそれらのメモリセル内に新たなデータを書き込んだり、「プログラム」したりすることができる不揮発性メモリである。
【０００４】
フラッシュＥＥＰＲＯＭは、１つのグループのメモリセルが一緒に消去されることを可能にする。これらのデバイスはメモリセルを収容し、それらメモリセルの各々は、フローティングの（接続されていない）導電性ゲートの形を持ち、かつ電界効果トランジスタ構造の記憶素子をソース領域とドレイン領域との間の半導体基板のチャネル領域に渡って位置決めしている。その際、コントロールゲートがフローティングゲートに渡って設けられる。そのトランジスタのしきい値電圧特性は、フローティングゲート上に保持されている電荷量によって制御される。すなわち、フローティングゲート上の所定のレベルの電荷に対して、トランジスタがそのソース領域とドレイン領域との間で導通できるように「オン」に切り替えられる前に、コントロールゲートに印加されなければならない対応する電圧（しきい値）が存在する。
【０００５】
フローティングゲートは電荷領域を保持することができ、従ってＥＰＲＯＭメモリセルをしきい値電圧ウィンドウ内であらゆるしきい値電圧レベルにプログラムすることができる。しきい値電圧ウィンドウの大きさは、デバイスの最小と最大のしきい値レベルによって限定され、それらしきい値レベルはフローティングゲート上へとプログラムすることができる電荷領域に対応する。しきい値ウィンドウは一般に、メモリデバイスの特徴、動作条件や経歴に依存する。ウインドウ内の各々の明瞭で分解可能なしきい値電圧レベル領域は原則的に、セルの明確なメモリ状態を指し示すために使用され得るものである。ＮＲＯＭは、その記憶素子がフローティングゲートに代わって、誘電体層である以外は同様の構造を有する。
【０００６】
より高いメモリ記憶密度を供給するより数多くのメモリ状態を有することは明らかに有利なことである。これには、より数多くの分解可能なしきい値電圧が必要とされる。それにより、電力供給部は、メモリセルのプログラミングと読み出し中に正確な電圧を供給しなければならない。印加される電圧における変動は、その変動が対応するメモリ状態の電圧領域を越えていれば、記憶されているデータにエラーを引き起こすことになり得る。
【０００７】
さらに、性能を改善するために、数多くのメモリセルは並列に動作される。これも電力供給部に大きな電力要求を課すことになる。例えば、そのコントロールゲートが同じワードラインによって制御される一行のメモリセル上でプログミング動作を実行するために、ワードライン電圧は、できるだけ速く第１の電圧（例えば、０Ｖ）から第２の電圧（例えば、１２〜１８Ｖ）に上昇されなければならない。全ての接続されたコントロールゲートを備えるワードラインは、コンデンサとして見なされる。かくして、それはコンデンサを第１の電圧から第２の電圧に荷電するのと同じことである。
【０００８】
ＥＰＲＯＭメモリ回路に使用されるプログラミング電圧レベルは、メモリ回路に通常使用される電圧よりも高い。それらはたいてい、回路に供給される電圧よりも高くなっている。これらのより高い電圧は好ましくは、一例において本質的に電荷を容量性ワードライン内へとダンプしてそれをより高い電圧に荷電する電荷ポンプによってメモリ回路内に発生される。
【０００９】
図１は、従来技術の代表的な電荷ポンプを概略的に示す。電荷ポンプは、電圧Ｖinで入力を受け取り、その入力電圧を徐々に一連の電圧逓倍ステージにおいて昇圧することでより高い電圧Ｖout で出力を行う。電圧出力は、例えばＥＰＲＯＭメモリ回路のワードラインなどの負荷に供給される。図１は、負荷から電荷ポンプへのフィードバック信号も示す。在来の従来技術のポンプは、負荷が所定の電圧に到達しているのを示す信号に応答してオフに転換される。代わりに、一旦負荷が所定の電圧に到達すると、過剰電荷を防ぐためにシャントが使用される。しかし、これは、より多くの電力を消費し、低電力の用途には望ましくない。
【００１０】
図２は、従来技術の電圧逓倍ステージを概略的に示す。ステージポンプは、「ＣＬＫ」として示されるクロック信号に応答して荷電する。クロック信号がクロックサイクルの低部分（例えば、０Ｖ）であるときに、ドライバ回路の出力はＬＯＷである。これは、コンデンサＣの下部端子が０ボルトであることを意味する。入力部は、電圧Ｖn-1 をダイオードＤを介して供給するとともにほぼＶn-1 をＣの上部端子に供給する（ダイオードＤに渡る電圧降下は無視される）。これにより電荷Ｑをコンデンサに預けることになり、その場合Ｑ＝ＣＶn-1 である。クロック信号が高い状態に遷移するときに、ドライバ回路の出力は高く、例えばＶCLK であるため、Ｃの下部端子がＶCLK となる。これにより、電荷Ｑが保存され、かつＣが一定なので、Ｃの上部端子は強制的に（Ｖn-1 ＋△ＶCLK ）となる。かくして、電圧逓倍ステージの出力電圧は、Ｖn ＝Ｖn-1 ＋△ＶCLK となる。ドライバは、コンデンサの片側をＶCLK に駆動することになるが、寄生静電容量のために、他方側は△ＶCLK だけ高められ、ＶCLK よりも低い電圧で駆動されることになる。
【００１１】
図３は、電圧Ｖppを維持している間の従来技術の代表的な電荷ポンプの調整された出力電圧を示す。出力電圧がＶppのマージンよりも下に下がると、ポンプはオンに転換される。ポンプは高電流を負荷に供給するとともにその電圧をＶppよりも高く駆動する。ポンプは、負荷からのフィードバック信号に応答してオフに切り替わる。負荷の電圧は、それが一定の量だけＶppよりも低い所定の電圧に到達するまで、漏洩電流に起因して低下する。次いで、電荷ポンプは再度オンに切り替わる。このサイクルは、図に示す電圧にリップルを発生させる。これらのリップル（△Ｖによって示されている）が大きければ、それらはフローティングゲートを間違った電圧レベルにプログラムすることにより或いはプログラミングレベルにおいてより大きな変動を起こすことにより問題を惹起することになり得る。電荷ポンプ回路の出力を調整しようとする以前の試みには、クロック信号を変えることが含まれ、チャンらに付与された米国特許第６，１８８，５９０号（特許文献１）を参照されたい。
【００１２】
電圧リップルはＥＰＲＯＭメモリ回路にエラーを惹起するかもしれず、また従来技術の電荷ポンプは一般に出力に目立ったリップルを与えるので、リップルを低減する能力を有する電荷ポンプが必要とされている。
【特許文献１】米国特許第６，１８８，５９０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従って、本発明の一般的な目的は、リップルを低減する能力を有する電荷ポンプを提供することである。特に、ワードラインが所望のレベルに急速に電荷されるとともにそのレベルに高度の安定性をもって維持されるように、フラッシュＥＥＰＲＯＭのワードラインに電力を供給するための電荷ポンプを提供することを目的としている。
【００１４】
特に、リップルの低減は、適合性電圧逓倍ステージを有する適合性電荷ポンプによって達成される。これらのステージは、異なるモードで異なる電流出力を発生することができる。高電流出力は、第１のモードで発生される。これにより、電荷が非常に速く負荷に供給されるため、高速プログラミングを可能にする。低電流は、第２のモードで発生される。これにより、十分な電荷が負荷に供給されて、オーバーシュートなしで必要とされる電圧を維持する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
第１の実施形態では、電流は電圧逓倍ステージに使用される静電容量を変えることによって制御される。各クロックサイクルでポンプ送りされる電荷量はコンデンサの大きさに比例するので、静電容量を低減することでポンプ送りされる電荷を低減し、従って電流を低減することになる。コンデンサを並列に配列するとともに必要とされるだけ多くの個別のコンデンサを動作可能にしたり、動作不能にすることにより、静電容量は変えられる。好ましい実施形態では、２つのコンデンサが使用される。両方共モード１中に動作可能にされて高電流を発生する。次いで、一方のコンデンサがモード２において動作不能にされて電流を低減する。モード１からモード２への変化を、いつ負荷の電圧が必要とされるレベルに到達するか或いは所定のレベルの一定のマージン内に入るのかを検出する電圧検出器によってトリガすることができる。
【００１６】
第２の実施形態では、電圧逓倍ステージの電流出力は、適合性ドライバ回路によって制御される。この回路は、電圧をコンデンサに高電圧または低電圧のいずれかで供給する。電圧が高ければ高いほどより多くの電荷を駆動し、すなわちそれはモード１により高い電流を供給する。モード２では電圧が低ければ低いほどより少ない電荷を駆動する。
【００１７】
第３の実施形態では、電流出力は電圧逓倍ステージの静電容量の変更と適合性ドライバ回路の使用とを組み合わせることによって制御される。これには、コンデンサをさらに動作不能にする適合性ドライバ回路が必要とされる。
【００１８】
別の実施形態では、モード２において安定した電流を供給するために、クランプ調整回路が使用されて、供給電圧における変動とは無関係なドライバ出力が行われる。
【００１９】
別の実施形態では、ドライバ回路が動作不能にされるときに、そのドライバ回路を防護するドライバ防護回路が設けられる。不能化された状態では、ドライバはそれらのそれぞれのコンデンサを介してそれらの出力ライン上に結合される電圧の影響を受け易い。これらの電圧が大きければ、それらは損傷を起こすかもしれない。ドライバ防護回路は、出力ラインにある電圧をクランプしてこのような損傷を防ぐ。
【００２０】
本発明の追加の目的、特徴および利点は、添付図面と関連されるべきであるその好ましい実施形態の以下の説明から理解されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図４は、本発明の適合性電荷ポンプ４００を概略的に示す。電荷ポンプ４００は、電圧を到来する電圧Ｖ0 から出力電圧Ｖn に昇圧するｎ個の適合性電圧逓倍ステージ４１０〜４３０と、負荷４４０における電圧を検出するための電圧検出器４６０と、当該電圧検出器から電気信号を受け取るとともに応答して適合性電圧逓倍ステージを構成する電流制御回路４５０とを有する。例えば、電圧検出器４６０は、負荷４４０が所定の電圧レベルまたは所定の電圧レベルのあるマージン内に到達するときに、電気信号を送ることができる。電流制御回路４５０は、この信号を受信し、それらステージがより少ない電流出力Ｉn を発生するように以下に説明する電圧逓倍ステージ４１０〜４３０を変える。所定の電圧へ到達した後に電流出力を低減することは、リップル作用を低減することになる。
【００２２】
図５（ａ）および５（ｂ）は、負荷における電荷ポンプの電圧出力と電流出力とをそれぞれ示す。二つの動作モードが図に示されている。モード１は上昇傾斜モードであり、その間に負荷は所定の電圧になされる。これには、負荷にできるだけ速く必要とされる電圧まで荷電するために大きな電流Ｉ1 が必要とされる。図は、負荷（例えば、ワードライン）にＶccからＶppに時間ｔ0 で電荷する例を示している。モード２は調整モードであり、その間に電圧は必要とされる電圧Ｖppにできるだけ近くに保持される。すなわち、図５（ａ）における△Ｖは、できるだけ小さくされる。これには、大きな電流はポンプがオンに転換されるごとに大量の電荷を預けていくので、小さな電流Ｉ2 が必要とされる。本発明の電荷ポンプは、負荷が所定の電圧に到達したかどうかに応じて、高電流Ｉ1 または低電流Ｉ2 のいずれかを供給することができる。負荷における電圧が検出され、また所定の電圧に到達されるときに、当該ポンプはモード１からモード２に切り替わる。
【００２３】
図６は、本発明の第１の実施形態を概略的に示す。これは、制御された電流出力を行う適合性電圧逓倍ステージ４３０である。このステージは、図２に示されている従来技術の単一コンデンサＣに代えて、ダイオード６７０と幾つかのコンデンサＣ１〜Ｃｎを並列に接続している。各コンデンサＣ１〜Ｃｎは、対応するドライバ回路６１０〜６３０を有する。これらのコンデンサは、電圧検出器４６０からの信号に応答して電流制御回路４５０によって動作可能にされたり、動作不能にされ得る。可能化されたコンデンサは、図２のコンデンサＣのように動作する。不能化されたコンデンサは、電圧逓倍ステージではもはや作用しない。コンデンサを動作不能にすることにより、適合性電圧逓倍ステージに使用される静電容量を低減することができる。これにより、等式Ｑ＝ＣＶに従って格納される電荷は低減される。格納される電荷がより少なくなることで、各クロックサイクルにおいてステージからより少ない電荷がポンプ送りされる。その結果として、単位時間あたりにポンプ送りされる電荷がより少なく、すなわち電流出力がより少なくなる。
【００２４】
不能化されたコンデンサ用ドライバは、それらの対応するコンデンサには電流を供給しない。しかし、それらドライバはコンデンサに接続されたままであり、またコンデンサは共に出力ライン６６０で接続されている。電圧は、出力ライン６６０から不能化されたコンデンサを介してそれらのドライバ回路に結合される。このような結合された電圧が十分に高ければ、それらはドライバ回路を損傷し得る。このような損傷を防ぐために、ドライバ出力部に接続された防護回路６４０〜６５０を示す。これらの防護回路は、電流制御回路４５０によって制御され、対応するコンデンサが動作不能にされるときに、オンに転換される。ドライバ回路１（６１０）は、ドライバ防護回路を持っていない。これは、Ｃ１が常にこの例では動作可能にされ、従って防護を必要としないからである。ドライバ防護回路については、さらに以下に説明する。
【００２５】
本発明の好ましい実施形態は、２つのレベルの電流出力を発生する。従って、２つのコンデンサが適合性電圧逓倍ステージに使用される。所定の電圧に到達するときに、１つのコンデンサが動作不能にされる。残りのコンデンサは、発生された電流出力が所定の電圧を維持するように選択される。すなわち、電流はその電圧で負荷からの漏洩に等しいことになる。
【００２６】
図７は、本発明の第２の実施形態を示す。この実施形態は、適合性ドライバ回路７００を使用することにより電流出力を制御する第２の手段を提供する。これは、図２に示されているドライバ回路または図６のドライバ回路１（６１０）の代わりに使用される。これは、２つの可能なレベルの出力電圧を有するドライバ回路である。供給電圧Ｖccは、２つのトランジスタＴ1 ，Ｔ2 に至る。第１のトランジスタＴ1 は、ノードＮ１で高電圧（約Ｖcc）を供給するように構成される。トランジスタＴ１は、電流制御回路４５０によって制御される。それは、モード１でオンに転換され、またモード２でオフに転換される。第２のトランジスタＴ2 は、Ｔ１がオフに転換されるときに、ノードＮ１でより低い電圧を供給するように構成される。Ｔ2 のゲートは、Ｎ１において一定の低電圧を供給するためにクランプ調整回路７１０によって制御される。これは、ドライバ回路の出力を低下させる。より低い電圧をコンデンサに供給する作用によって、各クロックサイクルでステージを介してより少ない電荷を駆動する。従って、ステージの電流出力は低減される。
【００２７】
図８（ａ）および８（ｂ）は、モード１およびモード２における適合性ドライバ回路からの電圧出力をそれぞれ示す。モード１では、適合性ドライバ回路は、Ｖ1 の電圧出力を与え、その場合Ｖ1 は約Ｖccとなる。モード２では、適合性ドライバ回路は、Ｖ1 よりも低いＶ2 の電圧出力を与える。適合性ドライバ回路からのこのような低減された電圧は、より少ない電荷がポンプの次のステージにポンプ送りされるという結果を生じさせ、すなわちより低い電流出力を生じさせることになる。
【００２８】
第１および第２の実施形態は、電荷ポンプから制御された電流を出力させる代替の方法である。これら２つの方法は、より多くの制御レベルを与えるとともに複数の電流レベルを可能にするために第３の実施形態で組み合わされている。例えば、電流出力は、電圧が所定のレベルに到達するときに第１の量だけ低減され、また電圧が所定のレベルに等しいときにさらに低減される。第３の実施形態は、可変静電容量と適合性ドライバ回路の両方を使用する適合性電圧逓倍ステージである。これは、２つの異なる電圧でコンデンサに出力を供給することができ、かつコンデンサを動作不能にすることもできる適合性ドライバ回路を必要とする。
【００２９】
図９は、第３の実施形態のドライバ回路を示す。これは、切り替え可能な適合性ドライバ回路９００である。これを図６におけるドライバ回路２〜ドライバ回路ｎ（６２０〜６３０）として使用することができる。この回路は、図７に示されている適合性ドライバ回路７００と類似している。それは、Ｖｃｃからの２つの並列な電圧供給部を有する。一方のブランチは、モード１で高い電圧出力を行うために電流制御回路４５０によって制御される。他方のブランチは、モード２で低減された電圧出力を行うためにクランプ調整回路７１０によって調整される。しかし、この回路のトランジスタは、Ｔ7 およびＴ8 がドライバ出力部に直接接続されるように配列される。ドライバ出力は、コンデンサが動作不能にされるときに、コンデンサを介して結合される電圧の影響を受け易い。トランジスタＴ7 ，Ｔ8 およびＴ9 は、全てＮチャネルデバイスであるため、Ｎチャネルデバイスだけがこの構成におけるドライバ出力に直接接続される。これにより、ドライバ出力電圧が、Ｎチャネルデバイスに対する損傷のリスクを減らすために選択された特定の電圧レベルに保持されることが可能となる。
【００３０】
図１０は、この実施形態のクランプ調整回路７１０を示す。この回路は、例えば図７におけるトランジスタＴ2 や、図９におけるトランジスタＴ8 などの制御されるトランジスタのゲート電圧を制御して、モード２において一定の電圧出力を行う。この回路は、供給される電圧からは大いに独立しているように、すなわちＶccにおける変動からは無関係となるようにその電圧をノードＮ２においてクランプする。トランジスタＴ10は、制御されるトランジスタと一致するように選択される。供給電圧Ｖccにおけるあらゆる変化は、ｏｐ−ａｍｐ１０１０への電圧入力を変化させる。出力は、Ｔ10のゲートにおける電圧を変化させ、かくしてＴ10の抵抗を変化させる。これにより、ｏｐ−ａｍｐの入力部における電圧をその元のレベル近くまで戻す。この回路は、ノードＮ３で一定の電圧を維持する。制御されるトランジスタはＴ10と同じでありかつ同じゲート電圧によって制御されるので、制御されたトランジスタはノードＮ２で一定の電圧を維持する。これにより、モード２で電圧逓倍ステージの出力に影響しながら、供給電圧Ｖccにおける変動を防ぐ。
【００３１】
図１１は、本発明のドライバ防護回路６４０を示す。当該ドライバ防護回路は、図６に示されているように接続される。図６におけるＣ２のようなコンデンサが動作不能にされるときに、ドライバ回路６２０は電圧をコンデンサの下部端子にもはや印加することがない。しかし、電圧は不能化されたコンデンサＣ２と同じ出力ライン６６０に接続されるＣ１などの並列の他のコンデンサに印加される。これらの電圧を、不能化されたコンデンサＣ２を介してドライバ回路６２０に結合することができる。電圧が大きければ、それらはドライバ回路６２０のトランジスタの逆バイアスを起こすので、それらトランジスタを損傷することになり得る。これを防ぐために、ドライバ防護回路６４０は、対応するコンデンサＣ２が動作不能にされるときに、ドライバ回路６２０の出力部におけるノードを一定の電圧に保持する。その一定の電圧は、接地と供給電圧Ｖccとの間のある中間の電圧である。その電圧はトランジスタＴ１１を供給電圧ＶccとノードＮ４との間に接続することにより保持される。Ｔ１１のゲート電圧は、ノードＮ４において必要とされる電圧を維持するために調整される。
【００３２】
このトランジスタのゲート電圧は、コンデンサとトランジスタＴ１１のゲートとを介して結合される電圧から同じく損傷を受け易いドライバ１１１０によって制御される。このような電圧からドライバ１１１０を防護するために、抵抗器ＲがドライバとトランジスタＴ１１のゲートとの間に挿入される。Ｒの抵抗は、ゲートにおける最大と予想される電圧が結果的に損傷を起こす程十分に高い電圧をドライバ１１１０の出力部には発生しないために十分な電圧降下を抵抗器Ｒに渡って起こすように選択される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】従来技術の電荷ポンプを示す。
【図２】従来技術の電圧逓倍ステージを示す。
【図３】従来技術の代表的な電荷ポンプの電圧出力を示す。
【図４】本発明の適合性電荷ポンプを示す。
【図５（ａ）】本発明の適合性電荷ポンプの電圧出力を示す。
【図５（ｂ）】本発明の適合性電荷ポンプの電流出力を示す。
【図６】本発明の適合性電圧逓倍ステージを示す。
【図７】本発明の適合性ドライバ回路を示す。
【図８（ａ）】モード１における本発明の適合性ドライバ回路の電圧出力を示す。
【図８（ｂ）】モード２における本発明の適合性ドライバ回路の電圧出力を示す。
【図９】本発明の切り替え可能な適合性ドライバ回路を示す。
【図１０】本発明のクランプ調整回路を示す。
【図１１】本発明のドライバ防護回路を示す。
【図１】
2006512887.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５（ａ）】
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【図５（ｂ）】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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