(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源電圧を昇圧することにより高電圧を生成し、負荷に供給する高電圧生成手段と、
前記負荷の大きさを見積もる負荷見積り手段と、
前記負荷見積り手段によって見積もられた前記負荷の大きさに応じて前記高電圧生成手段の昇圧能力を制御する昇圧能力制御手段とを備え、
前記負荷見積り手段は、
前記高電圧生成手段が起動した後で予め設定された所定時間経過後にサンプル信号を出力するタイマと、
前記サンプル信号を受取ったときの前記高電圧生成手段の出力電圧の大きさを検知する電圧検知手段とを含む、高電圧発生装置。
【請求項２】
電源電圧を昇圧することにより高電圧を生成し、負荷に供給する高電圧生成手段と、
前記負荷の大きさを見積もる負荷見積り手段と、
前記負荷見積り手段によって見積もられた前記負荷の大きさに応じて前記高電圧生成手段の昇圧能力を制御する昇圧能力制御手段とを備え、
前記負荷見積り手段は、
前記高電圧生成手段の出力電圧の大きさを検出する出力電圧検出手段と、
前記高電圧生成手段が起動した後前記出力電圧検出手段で予め設定された所定電圧に到達したことが検出されるまでの時間を測るカウント手段とを含む、高電圧発生装置。
【請求項３】
前記昇圧能力制御手段は、電源から前記高電圧生成手段に供給される電流の大きさを変化させる、請求項１または請求項２に記載の高電圧発生装置。
【請求項４】
前記昇圧能力制御手段は、前記電源と前記高電圧生成手段が前記電源から前記電源電圧を受けるためのノードとの間に並列に接続され、前記負荷見積り手段によって制御される複数のトランジスタを含む、請求項３に記載の高電圧発生装置。
【請求項５】
前記昇圧能力制御手段は、前記高電圧生成手段から出力される電流の大きさを変化させる、請求項１または請求項２に記載の高電圧発生装置。
【請求項６】
前記昇圧能力制御手段は、接地ノードと前記高電圧生成手段の出力ノードとの間に並列に接続され、前記負荷見積り手段によって制御される複数のトランジスタを含む、請求項５に記載の高電圧発生装置。
【請求項７】
電源電圧を昇圧することにより高電圧を生成し、負荷に供給する高電圧生成手段と、
前記高電圧生成手段の出力電圧の大きさを検出する出力電圧検出手段と、
前記出力電圧検出手段によって検出された出力電圧の大きさに応じて前記高電圧生成手段の昇圧能力を制御する昇圧能力制御手段と、
前記出力電圧検出手段における検出結果に基づき生成されるアナログ信号を、前記高電圧生成手段に与えられるクロック信号が活性化するたびに更新して、前記アナログ信号を前記昇圧能力制御手段に与えるフィルタ回路とを備え、
前記昇圧能力制御手段は、前記アナログ信号に応じて、電源から前記高電圧生成手段に供給される電流の大きさをアナログ的に変化させる、高電圧発生装置。
【請求項８】
電源電圧を昇圧することにより高電圧を生成し、負荷に供給する高電圧生成手段と、
前記高電圧生成手段の出力電圧の大きさを検出する出力電圧検出手段と、
前記出力電圧検出手段によって検出された出力電圧の大きさに応じて前記高電圧生成手段の昇圧能力を制御する昇圧能力制御手段と、
前記出力電圧検出手段における検出結果に基づき生成されるアナログ信号を、前記高電圧生成手段に与えられるクロック信号が活性化するたびに更新して、前記アナログ信号を前記昇圧能力制御手段に与えるフィルタ回路とを備え、
前記昇圧能力制御手段は、前記アナログ信号に応じて、前記高電圧生成手段から出力される電流の大きさをアナログ的に変化させる、高電圧発生装置。
【請求項９】
前記出力電圧検出手段は、
前記高電圧生成手段の出力電圧と第１の基準電圧とを比較し第１の信号を生成する第１の出力電圧検出手段と、
前記高電圧生成手段の出力電圧と前記第１の基準電圧より小さい第２の基準信号とを比較し第２の信号を生成する第２の出力電圧検出手段とを含み、
前記フィルタ回路は、前記第１の信号および前記第２の信号に基づいて前記アナログ信号を生成する、請求項７または請求項８に記載の高電圧発生回路。
【請求項１０】
前記フィルタ回路は、
前記第１の信号を受ける第１の入力部と、
前記第２の信号を受ける第２の入力部と、
前記昇圧能力制御手段と接続されるノードとを含み、
前記フィルタ回路は、前記第１の信号および前記第２の信号に基づき前記ノードの電圧レベルをアナログ的に変動させることにより前記アナログ信号を生成する、請求項９に記載の高電圧発生回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体記憶装置に関し、特にチャージポンプ技術を利用して高電圧を発生させる高電圧発生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は、従来の高電圧発生装置の構成を示す図である。図１１に示されるように、この高電圧発生装置は、負荷９に接続され、チャージポンプ１と、オシレータ３と、チャージポンプ制御回路５と、検出回路７とを備える。
【０００３】
ここで、チャージポンプ１は、オシレータ３から発生するクロックパルスφ，／φを受けて高電圧ＶＰＰを発生させる。具体的には、たとえば、クロックパルス／φがハイ（Ｈ）レベルのときに、ノードＮ０からノードＮ１、ノードＮ２からノードＮ３、ノードＮ４からノードＮ５へ電流が流れ、ノードＮ（２ｍ）がノードＮ（２ｍ＋１）より約しきい値電圧分高い電位になる。
【０００４】
次に、クロックパルス／φがロー（Ｌ）レベルに下がると、ノードＮ０からノードＮ５は、キャパシタンスカップリングにより下がろうとするが、左側から電流が供給されて、前にクロックパルス／φがＬレベルであったときより電位が上がる。すなわちこのとき、クロックパルスφはＨレベルになり、ノードＮ１からノードＮ２、ノードＮ３からノードＮ４へ電流が供給される。
【０００５】
そして、クロックパルスφがＬレベルに戻ると、再びノードＮ０からノードＮ１、ノードＮ２からノードＮ３、ノードＮ４からノードＮ５へ電流が供給され、それぞれノードＮ１，Ｎ３，Ｎ５の電位が前のサイクルより上昇する。このようにして、左から右へ電流が流れ、容量Ｃ１，Ｃ２，…などのカップリング比をα、クロックの振幅をＶｏｓｃとし、しきい値電圧をＶTNとすると、１段当りおよそαＶｏｓｃ−ＶTN上昇することになる。
【０００６】
また、検出回路７は、チャージポンプ１の出力電圧ＶＰＰを検出する。
具体的には、出力電圧ＶＰＰを抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２で抵抗分割し、中間ノードの電位をＶｄｅｖとする。そして、比較器７１で電位Ｖｄｅｖと基準電圧Ｖｒｅｆとを比較し、電位Ｖｄｅｖ＞基準電圧ＶｒｅｆのときＨレベルの検出信号Ｖｄｅｔを出力し電位Ｖｄｅｖ＜基準電圧ＶｒｅｆのときＬレベルの検出信号Ｖｄｅｔを出力する。
【０００７】
なお、ここでチャージポンプ１の出力電圧ＶＰＰの所望値は、（Ｒ１＋Ｒ２）・Ｖｒｅｆ／Ｒ２である。
【０００８】
次に、チャージポンプ制御回路５は、検出回路７からのＨレベルの検出信号を受けてオシレータ３を停止状態にし、検出回路７からのＬレベルの検出信号を受けてオシレータ３を動作状態にする。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
たとえばフラッシュメモリにおいては、チャージポンプで発生した高電圧を直接メモリセルに印加するモードがある。ここで高電圧を印加するメモリセルの数は書込パターンや消去パターンによって変化する。したがって、チャージポンプの負荷がパターンによって異なる。ここで、チャージポンプの性能はあらゆる動作モードの中で負荷が最も重くなる場合に対して十分なパフォーマンスが得られるように決定しなければならない。
【００１０】
しかしながら、上記のように動作モードによっては負荷が非常に軽くなる場合がある。この場合オーバーパワーとなり、リップル現象が顕著になるという問題が起きる。
【００１１】
本発明は、このような問題を解消するためになされたもので、負荷の大きさに応じて昇圧能力を変化させることができる高電圧発生装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る高電圧発生装置は、電源電圧を昇圧することにより高電圧を生成し、負荷に供給する高電圧生成手段と、負荷の大きさを見積もる負荷見積り手段と、負荷見積り手段によって見積もられた負荷の大きさに応じて高電圧生成手段の昇圧能力を制御する昇圧能力制御手段とを備え、負荷見積り手段は、高電圧生成手段が起動した後で予め設定された所定時間経過後にサンプル信号を出力するタイマと、サンプル信号を受取ったときの高電圧生成手段の出力電圧の大きさを検知する電圧検知手段とを含む。
【００１３】
請求項２に係る高電圧発生装置は、電源電圧を昇圧することにより高電圧を生成し、負荷に供給する高電圧生成手段と、負荷の大きさを見積もる負荷見積り手段と、負荷見積り手段によって見積もられた負荷の大きさに応じて高電圧生成手段の昇圧能力を制御する昇圧能力制御手段とを備え、負荷見積り手段は、高電圧生成手段の出力電圧の大きさを検出する出力電圧検出手段と、高電圧生成手段が起動した後出力電圧検出手段で予め設定された所定電圧に到達したことが検出されるまでの時間を測るカウント手段とを含む。
【００１５】
請求項３に係る高電圧発生装置は、請求項１または請求項２に記載の高電圧発生装置であって、昇圧能力制御手段は、電源から高電圧生成手段に供給される電流の大きさを変化させる。
【００１６】
請求項４に係る高電圧発生装置は、請求項３に記載の高電圧発生装置であって、昇圧能力制御手段は、電源と高電圧生成手段が電源から電源電圧を受けるためのノードとの間に並列に接続され、負荷見積り手段によって制御される複数のトランジスタを含む。
【００１７】
請求項５に係る高電圧発生装置は、請求項１または請求項２に記載の高電圧発生装置であって、昇圧能力制御手段は、高電圧生成手段から出力される電流の大きさを変化させる。
【００１８】
請求項６に係る高電圧発生装置は、請求項５に記載の高電圧発生装置であって、昇圧能力制御手段は、接地ノードと高電圧生成手段の出力ノードとの間に並列に接続され、負荷見積り手段によって制御される複数のトランジスタを含む。
【００１９】
請求項７に係る高電圧発生装置は、電源電圧を昇圧することにより高電圧を生成し、負荷に供給する高電圧生成手段と、高電圧生成手段の出力電圧の大きさを検出する出力電圧検出手段と、出力電圧検出手段によって検出された出力電圧の大きさに応じて高電圧生成手段の昇圧能力を制御する昇圧能力制御手段と、出力電圧検出手段における検出結果に基づき生成されるアナログ信号を、高電圧生成手段に与えられるクロック信号が活性化するたびに更新して、アナログ信号を昇圧能力制御手段に与えるフィルタ回路とを備え、昇圧能力制御手段は、アナログ信号に応じて、電源から高電圧生成手段に供給される電流の大きさをアナログ的に変化させる。
【００２０】
請求項８に係る高電圧発生装置は、電源電圧を昇圧することにより高電圧を生成し、負荷に供給する高電圧生成手段と、高電圧生成手段の出力電圧の大きさを検出する出力電圧検出手段と、出力電圧検出手段によって検出された出力電圧の大きさに応じて高電圧生成手段の昇圧能力を制御する昇圧能力制御手段と、出力電圧検出手段における検出結果に基づき生成されるアナログ信号を、高電圧生成手段に与えられるクロック信号が活性化するたびに更新して、アナログ信号を昇圧能力制御手段に与えるフィルタ回路とを備え、昇圧能力制御手段は、アナログ信号に応じて、高電圧生成手段から出力される電流の大きさをアナログ的に変化させる。
請求項９に係る高電圧発生装置は、請求項７または請求項８に記載の高電圧発生装置であって、出力電圧検出手段は、高電圧生成手段の出力電圧と第１の基準電圧とを比較し第１の信号を生成する第１の出力電圧検出手段と、高電圧生成手段の出力電圧と第１の基準電圧より小さい第２の基準信号とを比較し第２の信号を生成する第２の出力電圧検出手段とを含み、フィルタ回路は、第１の信号および第２の信号に基づいてアナログ信号を生成する。
請求項１０に係る高電圧発生装置は、請求項９に記載の高電圧発生装置であって、フィルタ回路は、第１の信号を受ける第１の入力部と、第２の信号を受ける第２の入力部と、昇圧能力制御手段と接続されるノードとを含み、フィルタ回路は、第１の信号および第２の信号に基づきノードの電圧レベルをアナログ的に変動させることによりアナログ信号を生成する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
【００２３】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係る高電圧発生装置の構成を示す図である。図１に示されるように、この高電圧発生装置は、負荷９に接続され、チャージポンプ１と、オシレータ３と、チャージポンプ制御回路５と、検出回路７と、タイマ１１と、Ａ−Ｄ変換器１３と、電流制限回路１５とを備える。
【００２４】
ここで、チャージポンプ１と、オシレータ３、チャージポンプ制御回路５、検出回路７の構成は上記従来の高電圧発生装置のものと同様である。
【００２５】
タイマ１１は、チャージポンプ制御回路５に入力されるチャージポンプ活性化信号Ｓｔａｒｔ／Ｓｔｏｐに同期して動作し、チャージポンプの動作開始後予め設定された所定時間を計測する。
【００２６】
また、Ａ−Ｄ変換器１３は、タイマ１１から出力されるサンプルホールド信号Ｓ／Ｈを受取ってチャージポンプ１の出力ノードＮ６から出力電圧を入力し、その大きさをディジタル信号に変換する。図２は、このＡ−Ｄ変換器１３の特性を示す図である。図２に示されるように、たとえば、アナログ入力として５．０Ｖが入力されたとき、Ａ−Ｄ変換器１３は４ビットのディジタル値（０１００）を出力する。
【００２７】
また、電流制限回路１５は、電源ノードとチャージポンプ１の初段のＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ１のドレインとの間に並列接続されたＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＴ１〜ＰＴ４を含む。そして、それぞれのＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＴ１〜ＰＴ４のゲートには、Ａ−Ｄ変換器１３からの４ビットの出力信号（ディジタル値）Ｖｃｃ／ＧＮＤの各ビットに対応した電圧が供給される。
【００２８】
次に、本発明の実施の形態１に係る高電圧発生装置の動作を図３を参照しつつ説明する。
【００２９】
ハイレベルのチャージポンプ活性化信号Ｓｔａｒｔ／Ｓｔｏｐがチャージポンプ制御回路５に入力することによって、チャージポンプ１はポンプ動作を開始し、それと同時にタイマ１１が時間の計測を開始する。
【００３０】
そして、図３に示されるように予め定められた一定時間経過後にタイマ１１はサンプルホールド信号Ｓ／ＨをＡ−Ｄ変換器１３に出力する。Ａ−Ｄ変換器１３はこのサンプルホールド信号Ｓ／Ｈを受けて、チャージポンプ１の出力ノードＮ６より出力電圧ＶＰＰをサンプリングし、その電位に応じたバイナリデータを決定する。なお、決定後は、Ａ−Ｄ変換器１３の出力データが保持される。
【００３１】
ここで、外部接続される負荷９が大きいとチャージポンプ１の出力電圧ＶＰＰの立上がりが緩やかなので、図３に示されるように、チャージポンプ１の動作開始後一定時間が経過したときに到達する出力電圧のレベルは低いものとなる。したがってこの場合は、小さなディジタル値が出力される。
【００３２】
一方、外部接続される負荷９が小さいと、チャージポンプ１の出力電圧ＶＰＰの立上がりが急なので、チャージポンプ１の動作開始後一定時間経過後に出力電圧が到達するレベルは高いものとなる。したがって、この場合は大きなディジタル値が出力される。
【００３３】
このようにして、チャージポンプ１の動作開始時は、Ａ−Ｄ変換器１３から（００００）のディジタル値が出力されるため電流制限回路１５に含まれるＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＴ１〜ＰＴ４はすべてオンし、チャージポンプ１へ電源ノードより最大の電流が供給される。しかし、その後Ａ−Ｄ変換器１３で外部接続された負荷９が小さいと見積もられれば、出力されるディジタル値が大きいため、オンするＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＴ１〜ＰＴ４の数が少ないものとされチャージポンプ１へ供給される電流の大きさが小さくなる。これによりチャージポンプ１の昇圧能力が減少される。
【００３４】
一方、負荷９が大きいと見積もられた場合には、出力されるディジタル値が小さいため、オンするＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＴ１〜ＰＴ４の数は多くなり、チャージポンプ１へ供給される電流の大きさが大きくなる。これによりチャージポンプ１の昇圧能力が高められる。
【００３５】
以上より、外部に接続された負荷９の大きさに応じてチャージポンプ１の昇圧能力が調整されるため、リップルが抑制される。
【００３６】
［実施の形態２］
図４は、本発明の実施の形態２に係る高電圧発生装置の構成を示す図である。
【００３７】
図４に示されるように、本実施の形態２に係る高電圧発生装置は、上記実施の形態１に係る高電圧発生装置と同様な構成を有するが、外部接続される負荷９の大きさを見積る手段として、チャージポンプ１の出力ノードＮ６に接続される検出回路１７と、検出回路１７に接続されチャージポンプ活性化信号Ｓｔａｒｔ／Ｓｔｏｐと同期して動作し、チャージポンプ１の動作開始後の時間をカウントするカウンタ１９とを備える点で相違する。
【００３８】
ここで、検出回路１７の構成は、検出回路７と同様であるが設定される基準電圧は、所望の出力電圧より低いものとされる。
【００３９】
以下において、本発明の実施の形態２に係る高電圧発生装置の動作を図５を参照しつつ説明する。
【００４０】
ハイレベルのチャージポンプ活性化信号Ｓｔａｒｔ／Ｓｔｏｐによってチャージポンプ１はその動作を開始し、それと同時に検出回路１７がチャージポンプ１の出力電圧の計測を開始する。また、同時にカウンタ１９もチャージポンプ１の動作開始後の時間をカウントする。
【００４１】
ここで、検出回路１７は、チャージポンプ１の出力電圧が予め決められた設定電圧Ｖｃに到達したとき、ハイレベルの信号Ｃａｔｃｈをカウンタ１９に出力する。この信号を受けてカウンタ１９は時間の計測を終了し、その値を保持する。図５に示されるように、外部に接続される負荷９が小さいと、チャージポンプ１の出力電圧が設定電圧Ｖｃに到達するまでの時間が短いので、カウンタ１９は信号Ｃａｔｃｈにより早く止まり、保持した値は小さいものとなる。これにより、カウンタ１９から電流制限回路１５へ出力される４ビットのディジタル値は小さくその値はインバータで反転されるため、オンするＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＴ１〜ＰＴ４の数は少なくなりチャージポンプ１に供給される電流の大きさは小さくなる。したがって、負荷９が小さいときはチャージポンプ１の昇圧能力が低減される。
【００４２】
一方、負荷９が大きいと、チャージポンプ１の出力電圧が設定電圧Ｖｃに到達するまでの時間が長いのでカウンタ１９は信号Ｃａｔｃｈにより遅く止まり、保持する値は大きなものとなる。これにより、カウンタ１９から電流制限回路１５へ出力される４ビットのディジタル値は大きくその値はインバータで反転されるため、オンするＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＴ１〜ＰＴ４の数は多くなりチャージポンプ１に供給される電流の大きさは大きくなる。したがって、負荷９が大きいときはチャージポンプ１の昇圧能力が増大される。
【００４３】
以上より、本実施の形態２に係る高電圧発生装置によっても外部に接続された負荷９の大きさに応じてチャージポンプ１の昇圧能力が調整され、リップルが抑制される。
【００４４】
［実施の形態３］
図６は、本発明の実施の形態３に係る高電圧発生装置の構成を示す図である。
【００４５】
図６に示されるように、本実施の形態３に係る高電圧発生装置は、上記実施の形態１に係る高電圧発生装置と同様な構成を有するが、電流制限回路１５の代わりにクリップ回路２１が備えられる点で相違する。
【００４６】
このクリップ回路２１は、接地ノードとチャージポンプ１の出力ノードＮ６との間に並列に接続された４つのＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ１１〜ＮＴ１４を含む。
【００４７】
次に、本実施の形態３に係る高電圧発生装置の動作を説明する。
ハイレベルのチャージポンプ活性化信号Ｓｔａｒｔ／Ｓｔｏｐがチャージポンプ制御回路５へ入力すると、オシレータ３が活性化しチャージポンプ１が動作を開始する。ここで、タイマ１１は、ハイレベルのチャージポンプ活性化信号Ｓｔａｒｔ／Ｓｔｏｐを受取って動作を開始し、予め設定された所定時間経過後にサンプルホールド信号Ｓ／Ｈを出力する。
【００４８】
ここで、Ａ−Ｄ変換器１３は、タイマ１１から出力されるサンプルホールド信号Ｓ／Ｈを受取ってチャージポンプ１の出力ノードＮ６から出力電圧を入力し、その大きさをディジタル信号に変換する。このディジタル信号は４ビットのバイナリデータであって、各ビットに対応する信号（Ｖｃｃ／ＧＮＤ）がそれぞれ４つのＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ１１〜ＮＴ１４のゲートに入力する。
【００４９】
したがって、チャージポンプ１の出力ノードＮ６からのリーク電流量はオン状態になるこのＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ１１〜ＮＴ１４の数により可変とされる。
【００５０】
たとえば、Ａ−Ｄ変換器１３は、負荷９が小さいとき大きなディジタル値を出力し、クリップ回路２１に含まれるＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ１１〜ＮＴ１４がより多くオン状態となる。このため、チャージポンプ１から出力される電流がクリップ回路２１でより多くリークされ、チャージポンプ１の昇圧能力が低減される。
【００５１】
また、逆に負荷９が大きいとき、Ａ−Ｄ変換器１３は小さなディジタル値を出力するため、クリップ回路２１に含まれるＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ１１〜ＮＴ１４の数は少なく、チャージポンプ１の昇圧能力が増大される。
【００５２】
このような動作により、チャージポンプ１の駆動力は変化せずとも、出力電流量が変わるため見かけ上チャージポンプ１の昇圧能力が増減され、リップルが抑制される。
【００５３】
［実施の形態４］
図７は、本発明の実施の形態４に係る高電圧発生装置の構成を示す図である。
【００５４】
図７に示されるように、本実施の形態４に係る高電圧発生装置は、上記実施の形態３に係る高電圧発生装置と同様な構成を有するが、負荷９の大きさを見積る手段として、タイマ１１およびＡ−Ｄ変換器１３の代わりに、上記実施の形態２で説明したカウンタ１９および検出回路１７を備える点で相違する。
【００５５】
この実施の形態４に係る高電圧発生装置は、負荷９が小さいときには、図５に示されるように、検出回路１７は信号Ｃａｔｃｈを早くカウンタ１９に出力するため、カウンタ１９はチャージポンプ１動作開始後早く止まり、計測時間に対応する小さなディジタル値を出力する。このため、クリップ回路２１に含まれるＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ１１〜ＮＴ１４は、より多くオン状態となりチャージポンプ１の出力電流量が減少される。したがって、この場合には見かけ上チャージポンプ１の昇圧能力が低減される。
【００５６】
また逆に、負荷９が大きいときには、カウンタ１９は大きなディジタル値を出力するため、ＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ１１〜ＮＴ１４は、より多くオン状態となり、見かけ上チャージポンプ１の昇圧能力が増大される。
【００５７】
以上により、本実施の形態４に係る高電圧発生装置においても、負荷９の大きさに応じてチャージポンプ１の昇圧能力を調整するため、リップルを抑制することができる。
【００５８】
［実施の形態５］
図８は、本発明の実施の形態５に係る高電圧発生装置の構成を示す図である。
【００５９】
図８に示されるように、本実施の形態５に係る高電圧発生装置は、オシレータ３と、チャージポンプ１と、チャージポンプ１の出力電圧をそれぞれ基準電圧Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２を比較する検出回路２３，２５と、チャージポンプ１に電流を供給する電流制限回路２９と、電流制限回路２９を制御するフィルタ回路２７とを備える。
【００６０】
ここで、検出回路２３，２５は、それぞれ、従来の高電圧発生装置の検出回路７と同様の構成を有するが、基準電圧Ｖｒｅｆ１は基準電圧Ｖｒｅｆ２より小さい電圧とされる。
【００６１】
また、電流制限回路２９は、ソースが電源ノードに接続されたＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＴ６を含む。
【００６２】
次に、フィルタ回路２７の構成および動作を図９を参照して説明する。
図９に示されるように、フィルタ回路２７は信号／Ｖｄｅｔ１を反転させるインバータ２７３と、信号Ｔとインバータ２７３の出力信号を入力するＡＮＤ回路２７１と、信号Ｔと信号／Ｖｄｅｔ２を入力するＡＮＤ回路２７２と、ＡＮＤ回路２７１の出力信号を反転させるインバータ２７４と、インバータ２７４の出力信号／ＵＰをゲートに受けソースには電源ノードが接続されるＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＴ５と、ＡＮＤ回路２７２の出力信号ＤＯＷＮをゲートに受けソースには接地ノードが接続されるＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ１５と、抵抗Ｒと、容量Ｃとを含む。
【００６３】
このフィルタ回路２７において、信号／ＵＰが活性状態（ローレベル）になると、ＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＴ５がオンし、ノードＮ１を充電する。
【００６４】
一方、信号ＤＯＷＮが活性状態（ハイレベル）になると、ＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ１５がオンし、ノードＮ１を放電する。ここで、信号／ＵＰと信号ＤＯＷＮはクロック信号Ｔがハイレベルのとき生成されるパルス信号である。したがって、クロック信号Ｔを活性化するたびに信号／Ｖｄｅｔ１と信号／Ｖｄｅｔ２の状態とによりノードＮ１を充電したり放電したりする。つまり、信号／Ｖｄｅｔ１と信号／Ｖｄｅｔ２との活性頻度に応じてノードＮ１の電圧レベルがアナログ的に変動する。
【００６５】
具体的には、クロック信号Ｔがハイレベルのとき、信号／ＵＰと信号／Ｖｄｅｔ１、信号ＤＯＷＮと信号／Ｖｄｅｔ２の論理値はそれぞれ一致し、クロック信号Ｔがローレベルのとき信号／ＵＰはハイレベル、信号ＤＯＷＮはローレベルとなる。したがって、クロック信号ＴがローレベルのときＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＴ５およびＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ１５はともにオフする一方、クロック信号Ｔがハイレベルであって、信号／Ｖｄｅｔ１の活性頻度が多い場合は、ノードＮ１の電位を上昇し、信号／Ｖｄｅｔ２の活性頻度が多い場合にはノードＮ１の電位が下降する。
【００６６】
また、信号／ＵＰと信号ＤＯＷＮが同時に活性化した場合は、ノードＮ１の電位は一定に保たれるようにＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＴ５とＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ１５のサイズが決められる。
【００６７】
次に、本発明の実施の形態５に係る高電圧発生装置の動作を説明する。
フィルタ回路２７には、オシレータ３から出力されるクロック信号φが入力される。また、検出回路２３の出力信号Ｖｄｅｔ１は、チャージポンプ１の出力電圧ＶＰＰ＞（Ｒ１＋Ｒ２）・Ｖｒｅｆ１／Ｒ２のときハイレベルになる。一方、検出回路２５の出力信号Ｖｄｅｔ２は出力電圧ＶＰＰ＞（Ｒ１＋Ｒ２）・Ｖｒｅｆ２／Ｒ２のときハイレベルになる。
【００６８】
ここで、チャージポンプ１の出力電圧ＶＰＰが（Ｒ１＋Ｒ２）・Ｖｒｅｆ１／Ｒ２より低く信号Ｖｄｅｔ１，Ｖｄｅｔ２がともにローレベルのとき、フィルタ回路２７に含まれるＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ１５はオンし、ノードＮ１の電位Ｖｃｏｎｔが下がる。これにより、電流制限回路２９に含まれるＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＴ６がオンする。
【００６９】
また、チャージポンプ１の出力電圧ＶＰＰが（Ｒ１＋Ｒ２）・Ｖｒｅｆ１／Ｒ２より大きく（Ｒ１＋Ｒ２）・Ｖｒｅｆ２／Ｒ２より小さければ信号Ｖｄｅｔ１がハイレベル、信号Ｖｄｅｔ２がローレベルとなり、フィルタ回路２７によりノードＮ１の電位Ｖｃｏｎｔは一定レベルに保持される。この場合には、ノードＮ１の電位Ｖｃｏｎｔが一定レベルとされるため、チャージポンプ１に供給される電流量は一定とされ、チャージポンプ１の昇圧能力は一定に保たれる。
【００７０】
次に、チャージポンプ１の出力電圧ＶＰＰが、（Ｒ１＋Ｒ２）・Ｖｒｅｆ２／Ｒ２より高く信号Ｖｄｅｔ１，Ｖｄｅｔ２がともにハイレベルのとき、フィルタ回路２７に含まれるＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＴ５がオンするため、ノードＮ１の電位Ｖｃｏｎｔが上昇する。これにより、ＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＴ６を通してチャージポンプ１に供給される電流量は減少する。したがって、この場合はチャージポンプ１の昇圧能力が低減される。
【００７１】
以上より、チャージポンプ１の出力電圧ＶＰＰのレベルを一定にするよう昇圧能力が調整され、リップルが抑制される。
【００７２】
［実施の形態６］
図１０は、本発明の実施の形態６に係る高電圧発生装置の構成を示す図である。
【００７３】
図１０に示されるように、本実施の形態６に係る高電圧発生装置は、上記実施の形態５に係る高電圧発生装置と同様な構成を有するが、電流制限回路２９の代わりにクリップ回路３１が備えられる点で相違する。
【００７４】
このクリップ回路３１は、ソースが接地ノードに、ドレインがチャージポンプ１の出力ノードに、ゲートがフィルタ回路２７に含まれるノードＮ１に接続されるＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ１６を含む。
【００７５】
以下に、本実施の形態６に係る高電圧発生装置の動作を説明する。
チャージポンプ１の出力電圧ＶＰＰが（Ｒ１＋Ｒ２）・Ｖｒｅｆ１／Ｒ２より低いときは、検出回路２３，２５からそれぞれ出力される信号Ｖｄｅｔ１，Ｖｄｅｔ２がともにローレベルとなり、フィルタ回路２７に含まれるＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ１５がオンするため、ノードＮ１の電位Ｖｃｏｎｔが下がる。
【００７６】
これにより、クリップ回路３１に含まれるＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ１６を介してリークする電流量は減少する。
【００７７】
また、チャージポンプ１の出力電圧ＶＰＰが（Ｒ１＋Ｒ２）・Ｖｒｅｆ１／Ｒ２より高く（Ｒ１＋Ｒ２）・Ｖｒｅｆ２／Ｒ２より低いときは、信号Ｖｄｅｔ１がハイレベル、信号Ｖｄｅｔ２がローレベルとなり、ノードＮ１の電位Ｖｃｏｎｔは一定レベルに保持される。この場合には、クリップ回路３１での電流リーク量が一定に保たれる。
【００７８】
一方、チャージポンプ１の出力電圧ＶＰＰが（Ｒ１＋Ｒ２）・Ｖｒｅｆ２／Ｒ２より高いときは、信号Ｖｄｅｔ１，Ｖｄｅｔ２がともにハイレベルとなり、フィルタ回路２７に含まれるＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＴ５がオンするため、ノードＮ１の電位Ｖｃｏｎｔが上昇する。これにより、クリップ回路３１に含まれるＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ１６を介してリークする電流量が増加する。
【００７９】
したがってこの場合には、チャージポンプ１の昇圧能力が低減される。
以上のように、チャージポンプ１の出力電圧ＶＰＰが一定となるようクリップ回路３１での電流リーク量を調整することによって、リップルが抑制される。
【００８０】
【発明の効果】
本発明に係る高電圧発生装置によれば、負荷の大きさに応じて高電圧生成手段の昇圧能力が制御されるため、リップルを抑制することができる。
【００８１】
本発明に係る高電圧発生装置によれば、高電圧生成手段における起動の所定時間経過後の出力電圧の大きさを検知する電圧検知手段を含むため、外部接続された負荷の大きさを見積もることができ、負荷の大きさに応じて昇圧能力を制御することができる。
【００８２】
本発明に係る高電圧発生装置によれば、高電圧生成手段において起動後の出力電圧が所定電圧に到達したことが検出されるまでの時間を測るカウント手段を含むため、外部接続された負荷の大きさを見積もることができ、負荷の大きさに応じて昇圧能力を制御することができる。
【００８３】
本発明に係る高電圧発生装置によれば、昇圧能力制御手段が高電圧生成手段に供給する電流の大きさを変化させるため、高電圧生成手段の昇圧能力を変化させることができる。
【００８４】
本発明に係る高電圧発生装置によれば、高電圧生成手段に供給される電流量をディジタル的に変化させることができる。
【００８５】
本発明に係る高電圧発生装置によれば、昇圧能力制御手段は高電圧生成手段から出力される電流の大きさを変化させるため、高電圧生成手段の昇圧能力を変化させることができる。
【００８６】
本発明に係る高電圧発生装置によれば、高電圧生成手段から出力される電流量をディジタル的に変化させることができる。
【００８７】
本発明に係る高電圧発生装置によれば、高電圧生成手段の昇圧能力がその出力電圧の大きさに応じて制御されるため、リップルが抑制される。
【００８８】
本発明に係る高電圧発生装置によれば、高電圧生成手段はその出力電圧の大きさに応じて電流が供給されるため、高電圧生成手段の昇圧能力がアナログ的に制御される。
【００８９】
本発明に係る高電圧発生装置によれば、高電圧生成手段はその出力電圧の大きさに応じて出力電流の大きさが変化されるため、高電圧生成手段の昇圧能力がアナログ的に制御される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１に係る高電圧発生装置の全体構成を示す図である。
【図２】  図１に示されるＡ−Ｄ変換器の特性を示す図である。
【図３】  図１に示されるＡ−Ｄ変換器の動作を説明するための図である。
【図４】  本発明の実施の形態２に係る高電圧発生装置の全体構成を示す図である。
【図５】  図４に示されるカウンタの動作を説明するための図である。
【図６】  本発明の実施の形態３に係る高電圧発生装置の全体構成を示す図である。
【図７】  本発明の実施の形態４に係る高電圧発生装置の全体構成を示す図である。
【図８】  本発明の実施の形態５に係る高電圧発生装置の全体構成を示す図である。
【図９】  図８に示されるフィルタ回路の構成を示す回路図である。
【図１０】  本発明の実施の形態６に係る高電圧発生装置の全体構成を示す図である。
【図１１】  従来の高電圧発生装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１  チャージポンプ、３  オシレータ、１１  タイマ、１３  Ａ−Ｄ変換器、１５，２９  電流制限回路、１７，２３，２５  検出回路、１９  カウンタ、２１，３１  クリップ回路、２７  フィルタ回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0003884810.tif 000010
【図１０】
0003884810.tif 000011
【図１１】
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