專(zhuān)利名稱(chēng)：電荷泵電路及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的示例實(shí)施例涉及電荷泵電路及其方法。
背景技術(shù)：
相關(guān)技術(shù)電荷泵電路可以使用驅(qū)動(dòng)器向一個(gè)節(jié)點(diǎn)處的電容器充電，而同時(shí)使鄰近節(jié)點(diǎn)處的電容器放電。在這些相關(guān)技術(shù)電荷泵電路中，電荷消耗可以與電容和供電電壓的乘積成比例，并且可以通過(guò)經(jīng)由一個(gè)節(jié)點(diǎn)充電、在經(jīng)由地節(jié)點(diǎn)放電之前經(jīng)由鄰近節(jié)點(diǎn)預(yù)放電(或預(yù)充電)、并且在從鄰近節(jié)點(diǎn)斷開(kāi)之后經(jīng)由地節(jié)點(diǎn)完成放電而減少。
如果通過(guò)交替進(jìn)行充電操作和預(yù)充電操作來(lái)執(zhí)行電荷泵浦(pumping)，則在充電操作中可以首先從所述節(jié)點(diǎn)執(zhí)行預(yù)充電，然后可以從外部電壓源提供剩余的電荷，并且可以減少在充電操作中消耗的電荷量。
圖1是示出了相關(guān)技術(shù)電壓產(chǎn)生電路10的方框圖。參看圖1，電壓產(chǎn)生電路10可以包括振蕩器11、時(shí)鐘發(fā)生器12、電荷泵電路13和調(diào)節(jié)器14。振蕩器(例如環(huán)形振蕩器)11可以產(chǎn)生用于觸發(fā)時(shí)鐘發(fā)生器12的操作的振蕩信號(hào)OSC，其可以被使能(enable)信號(hào)EN使能(例如，開(kāi)始、觸發(fā)等)。時(shí)鐘發(fā)生器12可以被振蕩信號(hào)OSC觸發(fā)，并且可以產(chǎn)生用于控制電荷泵電路13的操作的時(shí)鐘信號(hào)。電荷泵電路13可以包括多個(gè)電荷泵單元，并且可以基于從時(shí)鐘發(fā)生器12輸出的時(shí)鐘信號(hào)而通過(guò)交替進(jìn)行充電和放電操作來(lái)執(zhí)行電荷泵浦操作，以輸出用于半導(dǎo)體電路的較高的電壓。例如，當(dāng)從電荷泵電路13輸出的電壓達(dá)到閾值電平(例如，所希望的電平)時(shí)，調(diào)節(jié)器14可以輸出用于去激活(deactivate)(例如，關(guān)斷)振蕩器11的復(fù)位信號(hào)。調(diào)節(jié)器14可以控制振蕩器11的操作，使得電荷泵電路13的輸出電壓可以達(dá)到閾值電平(例如，所希望的電平)。
圖2是示出相關(guān)技術(shù)電荷泵電路20的電路圖。圖3是用于驅(qū)動(dòng)圖2所示的相關(guān)技術(shù)電荷泵電路20的時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)序圖。
圖2圖示了相關(guān)技術(shù)電荷泵電路20的多個(gè)電荷泵單元的一部分。電荷泵電路20可以通過(guò)使用如圖2所示串聯(lián)連接的多個(gè)電荷泵單元來(lái)泵浦電荷而產(chǎn)生較高的電壓。參看圖2，電荷泵電路20可以通過(guò)用于電荷泵浦的電容器(例如，泵浦電容器)Cp將電荷輸入上拉到較高的電壓，并且可以將該上拉電壓輸出到下一個(gè)單元。例如，當(dāng)電荷泵電路20使用充電(charge)時(shí)鐘信號(hào)nPh1來(lái)將連接到第i單元的電壓輸出節(jié)點(diǎn)N(i)的電容器Cp驅(qū)動(dòng)到較高的電壓、并將開(kāi)關(guān)時(shí)鐘信號(hào)Ph1a上拉到較高的電平時(shí)，來(lái)自第i單元的電壓輸出節(jié)點(diǎn)N(i)的電荷可以運(yùn)動(dòng)到第(i+1)單元的輸出節(jié)點(diǎn)N(i+1)。電容器Cp、第一寄生電容器Cc和第二寄生電容器Cs可以由充電時(shí)鐘信號(hào)nPh1和nPh2驅(qū)動(dòng)。當(dāng)泵浦電容器Cp工作時(shí)，第一寄生電容器Cc可以具有電容器Cp的寄生電容，而第二寄生電容器Cs可以具有另一電容(例如，雜散電容)，該電容也可以是每個(gè)節(jié)點(diǎn)的寄生電容。
當(dāng)在電荷泵電路20中執(zhí)行電荷泵浦時(shí)消耗的電荷量平均起來(lái)可以是Vdd×(Cp+Cc)×N，其中，N表示電荷泵單元的數(shù)量。電荷泵浦效率E是E＝Q_load/Q_consumed＝{Cp/(Cp+Cs)×(N+1)×Vdd-V_target}/{N2×Vdd×(Cp+Cc)}，其中，Q_load表示提供給例如輸出節(jié)點(diǎn)的負(fù)載的電荷量，Q_consumed表示在泵浦操作中消耗的電荷量，Vdd表示輸入電壓，V_target表示負(fù)載的輸出電壓，并且N表示電荷泵單元的數(shù)量。
可以去除第一和第二寄生電容器Cc和Cs以增大(例如，最大化)電荷泵浦效率E。第一和第二寄生電容器Cc和Cs的電容可以通過(guò)電荷提供方案和泵浦電容器Cp的結(jié)構(gòu)來(lái)確定。
在相關(guān)技術(shù)電荷泵浦方法中，用于向泵浦電容器Cp充電的電荷可被隨后釋放。為了減少所釋放的電荷量并增大電荷泵浦效率E，相關(guān)技術(shù)電荷泵電路可以在使一個(gè)泵浦電容器放電之前與鄰近電容器共享該泵浦電容器中的電荷。
圖4是示出了能夠分配電荷的相關(guān)技術(shù)電荷泵電路40的電路圖。圖5是示出用于驅(qū)動(dòng)圖4所示的電荷泵電路40的時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)序圖。
當(dāng)電荷泵電路40使用圖5所示的時(shí)鐘信號(hào)使第i單元的輸出節(jié)點(diǎn)N(i)和第(i+1)單元的輸出節(jié)點(diǎn)N(i+1)充電或放電時(shí)，電荷泵電路40可以通過(guò)共享每個(gè)節(jié)點(diǎn)處的初始電荷并充電或放電以補(bǔ)償電荷的不足或過(guò)剩來(lái)減少電荷的消耗。例如，當(dāng)連接到第i單元的輸出節(jié)點(diǎn)N(i)的泵浦電容器Cp的時(shí)鐘是0V、并且連接到第(i+1)單元的輸出節(jié)點(diǎn)N(i+1)的泵浦電容器Cp的時(shí)鐘是Vdd時(shí)，可以通過(guò)在連接到輸出節(jié)點(diǎn)N(i)的泵浦電容器Cp被充電并且連接到輸出節(jié)點(diǎn)N(i+1)的泵浦電容器Cp被放電之前將預(yù)充電時(shí)鐘信號(hào)Ph3使能到Vdd，來(lái)共享連接到輸出節(jié)點(diǎn)N(i)和輸出節(jié)點(diǎn)N(i+1)的泵浦電容器的電荷。在相關(guān)技術(shù)中，預(yù)充電可以通過(guò)與鄰近節(jié)點(diǎn)N(i+1)共享電荷來(lái)將輸出節(jié)點(diǎn)N(i)的電壓增加到Vdd/2，并且輸出節(jié)點(diǎn)N(i+1)的電壓可以減小到Vdd/2。通過(guò)將Vdd提供給連接到輸出節(jié)點(diǎn)N(i)的泵浦電容器Cp、并將0V提供給連接到輸出節(jié)點(diǎn)N(i+1)的泵浦電容器Cp，在將預(yù)充電時(shí)鐘信號(hào)Ph3禁止到0V之后，可以將連接到輸出節(jié)點(diǎn)N(i)的泵浦電容器Cp從Vdd/2充電到Vdd，可以將連接到輸出節(jié)點(diǎn)N(i+1)的泵浦電容器Cp從Vdd/2放電到0V，并且電荷泵電路40可以消耗減少的電荷量。
相關(guān)技術(shù)電荷泵電路40可以通過(guò)在預(yù)充電期間保持電荷提供晶體管42不活動(dòng)(例如，截止)來(lái)抑制從輸出節(jié)點(diǎn)N(i+1)到輸出節(jié)點(diǎn)N(i)的反向流動(dòng)電荷。
圖6示出了預(yù)充電操作期間的相關(guān)技術(shù)電荷泵電路60。
在圖6所示的相關(guān)技術(shù)電荷泵電路60中，泵浦電容器Cp可以和第二寄生電容器Cs 串聯(lián)連接。每個(gè)節(jié)點(diǎn)分享的電荷量可以是Vdd/2×[Cc+{Cp×Cs/(Cp+Cs)}]。在相關(guān)技術(shù)中，電荷泵電路60的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的第二寄生電容器Cs的電容可以減小泵浦效率。此外，由于寄生電容器Cc和Cs的電容相對(duì)于泵浦電容器Cp的電容較小，因此共享電荷量是Vdd×(Cc+Cs)，并且泵浦效率的增大可能受到限制(例如，不顯著)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的示例實(shí)施例提供電荷泵電路，其可以例如通過(guò)交替進(jìn)行充電操作和預(yù)充電操作，來(lái)在用于產(chǎn)生較高電壓的電荷泵電路中產(chǎn)生較高的電壓、抑制電荷消耗和/或增加在預(yù)充電操作中預(yù)充電的電荷量。
本發(fā)明的示例實(shí)施例提供例如可以通過(guò)增加在預(yù)充電操作中提供的電荷量來(lái)增加泵浦效率的電荷泵電路。
在本發(fā)明的示例實(shí)施例中，電荷泵電路可以包括多個(gè)電荷泵單元。所述多個(gè)電荷泵單元的每一個(gè)可包括第一輸出節(jié)點(diǎn)、第一泵浦節(jié)點(diǎn)和電容器。第一輸出節(jié)點(diǎn)可以傳送電荷，并且第一泵浦節(jié)點(diǎn)可以接收時(shí)鐘信號(hào)。電容器可以連接在第一輸出節(jié)點(diǎn)和第一泵浦節(jié)點(diǎn)之間，可以存儲(chǔ)電荷，并且可以響應(yīng)于多個(gè)時(shí)鐘信號(hào)而重復(fù)充電、放電或預(yù)充電操作。預(yù)充電操作可以包括從第一輸出節(jié)點(diǎn)到第二輸出節(jié)點(diǎn)執(zhí)行的單向電荷傳送，第二輸出節(jié)點(diǎn)具有比第一輸出節(jié)點(diǎn)高的電壓。
本發(fā)明的另一示例實(shí)施例提供一種方法，其可以包括響應(yīng)于預(yù)充電使能時(shí)鐘信號(hào)，激活第一電荷泵單元中的第一泵浦節(jié)點(diǎn)和第二電荷泵單元中的第二泵浦節(jié)點(diǎn)之間的連接；通過(guò)使用經(jīng)由第一泵浦節(jié)點(diǎn)傳送的電荷向第一泵浦電容器充電來(lái)改變第一輸出節(jié)點(diǎn)的電壓；當(dāng)?shù)谝缓偷诙敵龉?jié)點(diǎn)具有相等的電壓時(shí)，激活第一電荷泵單元中的第一輸出節(jié)點(diǎn)和第二電荷泵單元中的第一輸出節(jié)點(diǎn)之間的連接；以及經(jīng)由第一和第二輸出節(jié)點(diǎn)傳送電荷。
本發(fā)明的另一示例實(shí)施例提供一種電荷泵單元。該電荷泵單元可以包括第一輸出節(jié)點(diǎn)、第一泵浦節(jié)點(diǎn)和電容器。第一輸出節(jié)點(diǎn)可以傳送電荷，并且第一泵浦節(jié)點(diǎn)可以接收時(shí)鐘信號(hào)。電容器可以連接在第一輸出節(jié)點(diǎn)和第一泵浦節(jié)點(diǎn)之間，可以存儲(chǔ)電荷，并且可以響應(yīng)于多個(gè)時(shí)鐘信號(hào)而重復(fù)充電、放電或預(yù)充電操作。預(yù)充電操作可以包括從第一輸出節(jié)點(diǎn)到第二輸出節(jié)點(diǎn)執(zhí)行的單向電荷傳送，第二輸出節(jié)點(diǎn)具有比第一輸出節(jié)點(diǎn)高的電壓。
在本發(fā)明的示例實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谝惠敵龉?jié)點(diǎn)的電壓等于第二輸出節(jié)點(diǎn)的電壓時(shí)，可以通過(guò)激活第一輸出節(jié)點(diǎn)和第二輸出節(jié)點(diǎn)之間的連接來(lái)執(zhí)行電荷傳送。
在本發(fā)明的示例實(shí)施例中，在充電和放電期間，可以將第一輸出節(jié)點(diǎn)和第二輸出節(jié)點(diǎn)之間的連接去激活。
在本發(fā)明的示例實(shí)施例中，可以使用開(kāi)關(guān)來(lái)連接第一泵浦節(jié)點(diǎn)和第二泵浦節(jié)點(diǎn)，所述開(kāi)關(guān)可以在預(yù)充電操作中被激活，并在充電和放電操作中被去激活。
在本發(fā)明的示例實(shí)施例中，所述開(kāi)關(guān)可以包括響應(yīng)在預(yù)充電操作中被使能的時(shí)鐘信號(hào)的晶體管。
在本發(fā)明的示例實(shí)施例中，可以使用其柵極可連接到第一輸出節(jié)點(diǎn)的晶體管來(lái)將第一輸出節(jié)點(diǎn)連接到第二輸出節(jié)點(diǎn)。
本發(fā)明的示例實(shí)施例可以響應(yīng)于輸入到第一泵浦節(jié)點(diǎn)的泵浦時(shí)鐘信號(hào)而執(zhí)行充電和/或放電操作，并且可以響應(yīng)于輸入到所述開(kāi)關(guān)的預(yù)充電時(shí)鐘信號(hào)而執(zhí)行預(yù)充電操作。
在本發(fā)明的示例實(shí)施例中，所述多個(gè)電荷泵單元中的至少一個(gè)還可以包括第一晶體管和第二晶體管。第一晶體管可以連接在第一泵浦節(jié)點(diǎn)和第二泵浦節(jié)點(diǎn)之間，并且可以響應(yīng)在預(yù)充電期間被使能的時(shí)鐘信號(hào)。第二晶體管可以連接在第一輸出節(jié)點(diǎn)和第二輸出節(jié)點(diǎn)之間，并且可以具有連接到第一輸出節(jié)點(diǎn)的柵極。
在本發(fā)明的示例實(shí)施例中，所述多個(gè)電荷泵單元中的至少一個(gè)還可以包括連接在第一輸出節(jié)點(diǎn)和第二晶體管的柵極之間的第三晶體管，并且第二電容器可以連接到第二晶體管的柵極。
在本發(fā)明的示例實(shí)施例中，所述多個(gè)電荷泵單元中的至少一個(gè)還可以包括連接在第一泵浦節(jié)點(diǎn)和第二泵浦節(jié)點(diǎn)之間的第一晶體管。第一晶體管可以響應(yīng)在預(yù)充電操作中被使能的時(shí)鐘信號(hào)。第二晶體管可以連接在第一輸出節(jié)點(diǎn)和第二輸出節(jié)點(diǎn)之間，并且第二電容器可以連接到第二晶體管的柵極。第三晶體管和第四晶體管可以串聯(lián)連接在第二晶體管的柵極和第二輸出節(jié)點(diǎn)之間，并且第五晶體管可以連接在第四晶體管的柵極和第二輸出節(jié)點(diǎn)之間。第三電容器可以連接到第四晶體管的柵極，第三晶體管的柵極可以連接到第一輸出節(jié)點(diǎn)，并且第五晶體管的柵極可以連接到第四晶體管的柵極。
在本發(fā)明的示例實(shí)施例中，所述多個(gè)電荷泵單元中的至少一個(gè)還可以包括連接在第一泵浦節(jié)點(diǎn)和第二泵浦節(jié)點(diǎn)之間的第一晶體管。該第一晶體管可以響應(yīng)在預(yù)充電操作中被使能的時(shí)鐘信號(hào)。第二晶體管可以連接在第一輸出節(jié)點(diǎn)和第二輸出節(jié)點(diǎn)之間，并且第二電容器可以連接到第二晶體管的柵極。第三晶體管和第四晶體管可以串聯(lián)連接在第二晶體管的柵極和第二輸出節(jié)點(diǎn)之間，并且第五晶體管可以連接在第四晶體管的柵極和第二輸出節(jié)點(diǎn)之間。第三電容器可以連接到第四晶體管的柵極。第三晶體管的柵極可以連接到第二晶體管的柵極，并且第五晶體管的柵極可以連接到第四晶體管的柵極。
本發(fā)明的示例實(shí)施例還可以包括禁止預(yù)充電使能信號(hào)、以及響應(yīng)于泵浦時(shí)鐘信號(hào)而使泵浦電容器充電或放電。
在本發(fā)明的示例實(shí)施例中，所述晶體管的任何一個(gè)或全部可以是PMOS或NMOS晶體管。


通過(guò)詳細(xì)描述附圖，本發(fā)明的示例實(shí)施例將變得更加明顯，在附圖中
圖1是示出相關(guān)技術(shù)電壓產(chǎn)生電路的方框圖；圖2是相關(guān)技術(shù)電荷泵電路的電路圖；圖3是用于驅(qū)動(dòng)圖2所示的相關(guān)技術(shù)電荷泵電路的時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)序圖；圖4是另一相關(guān)技術(shù)電荷泵電路的電路圖；圖5是用于驅(qū)動(dòng)圖4所示的相關(guān)技術(shù)電荷泵電路的時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)序圖；圖6圖示另一相關(guān)技術(shù)電荷泵電路；圖7是圖示根據(jù)本發(fā)明示例實(shí)施例的電荷泵電路的電路圖；圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明另一示例實(shí)施例的電荷泵電路的電路圖；圖9是用于驅(qū)動(dòng)根據(jù)本發(fā)明示例實(shí)施例的電荷泵電路的時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)序圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明另一示例實(shí)施例的電荷泵電路的電路圖；圖11是用于驅(qū)動(dòng)根據(jù)本發(fā)明示例實(shí)施例的電荷泵電路的時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)序圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明另一示例實(shí)施例的電荷泵電路的電路圖；圖13是用于驅(qū)動(dòng)根據(jù)本發(fā)明示例實(shí)施例的電荷泵電路的時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)序圖圖14是根據(jù)本發(fā)明另一示例實(shí)施例的電荷泵電路的電路圖；圖15是用于驅(qū)動(dòng)根據(jù)本發(fā)明示例實(shí)施例的電荷泵電路的時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例實(shí)施例。在整個(gè)附圖中，相同的參考數(shù)字表示相同的元件。
圖7是圖示根據(jù)本發(fā)明示例實(shí)施例的電荷泵電路的電路圖。
圖7圖示了示例電荷泵電路70，其中，連接在第i單元的泵浦節(jié)點(diǎn)P(i)和第(i+1)單元的泵浦節(jié)點(diǎn)P(i+1)之間的晶體管72是有效的(active)(例如，處于導(dǎo)通狀態(tài))。二極管74可以連接在第i單元的輸出節(jié)點(diǎn)N(i)和第(i+1)單元的輸出節(jié)點(diǎn)N(i+1)之間。在示例預(yù)充電操作中，例如在第i單元的輸出節(jié)點(diǎn)N(i)的電壓小于第(i+1)單元的輸出節(jié)點(diǎn)N(i+1)的電壓時(shí)，在第i單元的輸出節(jié)點(diǎn)N(i)和第(i+1)單元的輸出節(jié)點(diǎn)N(i+1)之間的連接可以是無(wú)效的(例如，處于截止?fàn)顟B(tài))，而例如在第i單元的輸出節(jié)點(diǎn)N(i)的電壓大于或等于第(i+1)單元的輸出節(jié)點(diǎn)N(i+1)的電壓時(shí)，所述連接可以是有效的(例如，導(dǎo)通)。
在圖7的電路中，例如，當(dāng)?shù)趇單元的泵浦電容器Cp的時(shí)鐘電平是0V并且第(i+1)單元的泵浦電容器Cp的時(shí)鐘電平是Vdd時(shí)，輸出節(jié)點(diǎn)N(i)的電壓可以是Vpp-α，并且輸出節(jié)點(diǎn)N(i+1)的電壓可以是Vpp。如果預(yù)充電時(shí)鐘信號(hào)Ph3被使能并且泵浦節(jié)點(diǎn)P(i)被連接到泵浦節(jié)點(diǎn)P(i+1)，則泵浦節(jié)點(diǎn)P(i)的電壓可以從0V增加到Vdd/2，而泵浦節(jié)點(diǎn)P(i+1)的電壓可以從Vdd減小到Vdd/2。輸出節(jié)點(diǎn)N(i)的電壓可以響應(yīng)于泵浦節(jié)點(diǎn)P(i)的電壓增加而增加例如等于電荷量的量，并且輸出節(jié)點(diǎn)N(i+1)的電壓可以響應(yīng)于泵浦節(jié)點(diǎn)P(i+1)的電壓減小而減小。如果輸出節(jié)點(diǎn)N(i)的電壓增加而輸出節(jié)點(diǎn)N(i+1)的電壓減小，則第i單元的輸出節(jié)點(diǎn)N(i)的電壓變得大于第(i+1)單元的輸出節(jié)點(diǎn)N(i+1)的電壓，并且這兩個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)N(i)和N(i+1)之間的連接可以是有效的。例如，由于輸出節(jié)點(diǎn)N(i)的電荷可以被傳送到輸出節(jié)點(diǎn)N(i+1)，因此這兩個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)N(i)和N(i+1)可以保持相同或基本相同的電壓。
例如，泵浦節(jié)點(diǎn)P(i)和P(i+1)的泵浦電壓可以是2V，輸出節(jié)點(diǎn)N(i)的電壓可以是7V，并且在電荷泵浦(例如，第一電荷泵浦)之后，輸出節(jié)點(diǎn)N(i+1)的電壓可以是8V。
在另一示例預(yù)充電操作中，泵浦節(jié)點(diǎn)P(i)的電壓可以從0V增加到1V，并且泵浦節(jié)點(diǎn)P(i+1)的電壓可以從2V減小到1V。如果輸出節(jié)點(diǎn)N(i)的電壓小于輸出節(jié)點(diǎn)N(i+1)的電壓，例如當(dāng)泵浦節(jié)點(diǎn)P(i)的電壓是0V并且泵浦節(jié)點(diǎn)P(i+1)的電壓是2V時(shí)，二極管74在預(yù)充電操作期間可以是無(wú)效的(例如，處于截止?fàn)顟B(tài))。當(dāng)泵浦節(jié)點(diǎn)P(i)的電壓變成例如0.5V時(shí)，泵浦節(jié)點(diǎn)P(i+1)的電壓可以是1.5V，輸出節(jié)點(diǎn)N(i)的電壓可以是7.5V，并且輸出節(jié)點(diǎn)N(i+1)的電壓可以是7.5V。在本發(fā)明的示例實(shí)施例中，輸出節(jié)點(diǎn)N(i)和N(i+1)的電壓可以相等或基本相等，并且這兩個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)N(i)和N(i+1)之間的連接可以是有效的。
當(dāng)泵浦節(jié)點(diǎn)P(i)的電壓增加0.25V達(dá)到0.75V、并且泵浦節(jié)點(diǎn)P(i+1)的電壓減小0.25V達(dá)到1.25V時(shí)，例如由于0.25V的改變，輸出節(jié)點(diǎn)N(i)的電壓可以是7.75V，并且輸出節(jié)點(diǎn)N(i+1)的電壓可以是7.25V。在這個(gè)示例中，由于這兩個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)N(i)和N(i+1)之間的連接是有效的，因此例如可以通過(guò)將輸出節(jié)點(diǎn)N(i)的電荷傳送給輸出節(jié)點(diǎn)N(i+1)而將輸出節(jié)點(diǎn)N(i)和N(i+1)的電壓保持在7.5V。
當(dāng)泵浦節(jié)點(diǎn)P(i)的電壓增加0.25V達(dá)到1V、并且泵浦節(jié)點(diǎn)P(i+1)的電壓減小0.25V達(dá)到1V時(shí)，例如由于0.25V的改變，輸出節(jié)點(diǎn)N(i)的電壓可以是7.75V，并且輸出節(jié)點(diǎn)N(i+1)的電壓可以是7.25V。在這個(gè)示例中，由于這兩個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)N(i)和N(i+1)之間的連接是有效的，因此例如可以通過(guò)將輸出節(jié)點(diǎn)N(i)的電荷傳送給輸出節(jié)點(diǎn)N(i+1)而將輸出節(jié)點(diǎn)N(i)和N(i+1)的電壓保持在7.5V。
在本發(fā)明的示例實(shí)施例中，可以通過(guò)將連接在兩個(gè)泵浦節(jié)點(diǎn)P(i)和P(i+1)之間的晶體管72去激活(例如，截止)來(lái)執(zhí)行電荷泵浦操作?？梢酝ㄟ^(guò)禁止預(yù)充電時(shí)鐘信號(hào)Ph3、例如借助于增大泵浦節(jié)點(diǎn)P(i)的電壓而向連接到輸出節(jié)點(diǎn)N(i)的泵浦電容器Cp充電、以及例如借助于減小泵浦節(jié)點(diǎn)P(i+1)的電壓而使連接到輸出節(jié)點(diǎn)N(i+1)的泵浦電容器Cp放電，來(lái)將晶體管72去激活。
在示例預(yù)充電操作中，如果輸出節(jié)點(diǎn)N(i)的電壓等于或基本等于輸出節(jié)點(diǎn)N(i+1)的電壓，則這兩個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)N(i)和N(i+1)之間的連接可以是有效的。在本發(fā)明的示例實(shí)施例中，泵浦電容器Cp、第一寄生電容器Cc和第二寄生電容器Cs可以被并聯(lián)連接，并且電容和/或共享電荷量可以增加。例如，在并聯(lián)中，例如當(dāng)這兩個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)N(i)和N(i+1)之間的連接無(wú)效時(shí)，一個(gè)電荷泵單元的電容可以是Cc+Cp//Cs(Cc+(Cp*Cs)/(Cp+Cs))，而當(dāng)這兩個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)N(i)和N(i+1)之間的連接可以有效時(shí)，該電容可以是Cc+Cp+Cs。
在關(guān)于圖7的另一示例中，例如由于這兩個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)N(i)和N(i+1)之間的連接可以是無(wú)效的，因此在泵浦節(jié)點(diǎn)P(i)的電壓從0V改變到0.5V期間共享的電荷量可以是0.5V×(Cc+Cp//Cs)。例如由于這兩個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)N(i)和N(i+1)之間的連接有效，因此在泵浦節(jié)點(diǎn)P(i)從0.5V改變到1V期間共享的電荷量可以是Cc+Cp+Cs。
在本發(fā)明的示例實(shí)施例中，閾值電壓可以存在于這兩個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)N(i)和N(i+1)之間。例如，如果二極管74包括一個(gè)晶體管，則二極管74可以具有大約0.5V的閾值電壓。在這個(gè)示例中，例如在泵浦節(jié)點(diǎn)P(i)的電壓從0V增大到0.75V、輸出節(jié)點(diǎn)N(i)的電壓從7V增大到7.75V、并且輸出節(jié)點(diǎn)N(i+1)的電壓從8V減小到7.25V時(shí)，二極管74可以是無(wú)效的。例如在泵浦節(jié)點(diǎn)P(i)的電壓從0.75V增大到1V時(shí)，二極管74可以是有效的。在這個(gè)示例中，例如由于在這兩個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)N(i)和N(i+1)之間的連接無(wú)效，因此在泵浦節(jié)點(diǎn)P(i)的電壓從0V增加到0.75V時(shí)，在圖7的電路的預(yù)充電操作期間共享的電荷量可以變成0.75V×(Cc+Cp//Cs)。例如由于這兩個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)N(i)和N(i+1)之間的連接有效，因此在泵浦節(jié)點(diǎn)P(i)的電壓從0.75V增加到1V時(shí)，在圖7的電路中的預(yù)充電操作期間共享的電荷量可以變?yōu)?.25V×(Cc+Cp+Cs)。
如上所述，在相關(guān)技術(shù)的預(yù)充電操作中，例如由于在這兩個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)N(i)和N(i+1)之間的連接無(wú)效，因此所共享的電荷量可以是1/2×Vdd(Cc+Cp//Cs)。由于寄生電容器Cs的電容可以小于泵浦電容器Cp的電容，因此共享電荷量可以變成1V×(Cc+Cs)。
在例如由根據(jù)本發(fā)明示例實(shí)施例的電荷泵電路執(zhí)行的示例預(yù)充電操作中，共享電荷量可以是0.5V(Cc+Cp//Cs)+0.5V(Cc+Cp+Cs)。類(lèi)似地，由于寄生電容器Cs的電容小于(例如顯著(substantially)小于)泵浦電容器Cp的電容，因此共享電荷量可以是0.5V(Cc+Cs)+0.5V(Cc+Cp+Cs)。相對(duì)于相關(guān)技術(shù)電荷泵電路，共享電荷量可以增加例如0.5V×Cp?？紤]到這兩個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)N(i)和N(i+1)之間的閾值電壓，相對(duì)于相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)，共享電荷量可以增加0.25V×Cp，并且可以是0.75V(Cc+Cs)+0.25V(Cc+Cp+Cs)。
在本發(fā)明的示例實(shí)施例中，泵浦電容器Cp的電容可以大于(例如，顯著大于)寄生電容器Cs和Cc的電容，并且相對(duì)于相關(guān)技術(shù)中的共享電荷量的增加比率，在本發(fā)明的示例實(shí)施例中，共享電荷量的增加比率可以更大(例如，大得多)。
在本發(fā)明的示例實(shí)施例中，由于可以從在充電和/或放電操作中消耗的電荷中排除在電荷泵電路70的預(yù)充電操作中共享的電荷，因此在預(yù)充電操作中共享的電荷的增加可以導(dǎo)致在電荷泵電路70的充電和/或放電操作中消耗的較少的電荷。例如，在根據(jù)本發(fā)明示例實(shí)施例的電荷泵電路70中，相對(duì)于相關(guān)技術(shù)，對(duì)于每個(gè)電荷泵單元，電荷消耗可以減少0.5V×Cp或0.25V×Cp。
現(xiàn)在將相對(duì)于相關(guān)技術(shù)來(lái)描述例如在電荷泵電路70的預(yù)充電操作中的減少的電荷消耗量。
如果泵浦節(jié)點(diǎn)P(i)的電壓從0V增加到Vdd/2，則輸出節(jié)點(diǎn)N(i)的電壓可以從Vpp-α增加到Vpp-α+Vdd/2。如果泵浦節(jié)點(diǎn)P(i+1)的電壓從Vdd減小到Vdd/2，則輸出節(jié)點(diǎn)N(i+1)的電壓可以從Vpp減小到Vpp-Vdd/2。由于這兩個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)N(i)和N(i+1)之間的連接有效，因此這兩個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)N(i)和N(i+1)的電壓可以是這兩個(gè)電壓的平均數(shù)(例如，平均值){(Vpp-α+Vdd/2)+(Vpp-Vdd/2)}/2或Vpp-α/2。
在本發(fā)明的示例實(shí)施例中，當(dāng)連接到輸出節(jié)點(diǎn)N(i)的泵浦電容器Cp還連接到輸出節(jié)點(diǎn)N(i+1)時(shí)，電荷量可以是(Vpp-α+Vdd/2)-(Vdd-α/2)。由連接到輸出節(jié)點(diǎn)N(i)的電容器獲得的共享電荷量可以通過(guò){Cc的電荷}+{例如在電荷從N(i)移動(dòng)到N(i+1)之后剩余的電荷}+{從N(i)移動(dòng)到N(i+1)的電荷}、即{Cc×Vdd/2}+{Cp//Cs×α/2}+{[Cp//(2×Cp+2×Cs)]×(Vdd/2-α/2)}來(lái)獲得。在這個(gè)示例中，由于泵浦電容器Cp的電容大于(例如，顯著大于)寄生電容器Cs和Cc的電容，因此共享電荷量可以變成{Cc×Vdd/2}+{Cs×α/2}+{Cp×(Vdd-α)/3}。
在電荷泵電路70中，如果輸出電壓是Vpp、泵浦電壓是Vdd并且電荷泵單元的數(shù)量是N，則例如在準(zhǔn)靜態(tài)狀態(tài)下，每個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)和每個(gè)泵浦節(jié)點(diǎn)之間的電壓差可以是(Vpp-Vdd)/N。由于α＝2×(Vpp-Vdd)/N，因此每個(gè)電荷泵單元的減少的電荷消耗量可以是{Cc×Vdd/2}+{Cs×(Vpp-Vdd)/N}+{Cp×{(N+2)×Vdd-2×Vpp}/(3×N)}。電荷泵浦效率E可以等于輸出電荷量/消耗電荷量，并且在相關(guān)技術(shù)中電荷泵浦效率E可以通過(guò)E[{(N+1)×Vdd-Vpp}/N]/[N×Vdd]來(lái)獲得。在本發(fā)明的示例實(shí)施例中，可以通過(guò)電荷泵電路70的預(yù)充電操作來(lái)減少電荷消耗量，并且可以通過(guò)E[{(N+1)×Vdd-Vpp}/N]/[N×Vdd-{(N+2)×Vdd-2×Vpp}/3]獲得電荷泵浦效率E。與相關(guān)技術(shù)電荷泵浦效率相比，在本發(fā)明的示例實(shí)施例中，電荷泵浦效率可以更大，或大得多。
圖8是根據(jù)本發(fā)明另一示例實(shí)施例的電荷泵電路的電路圖。圖9是用于驅(qū)動(dòng)圖8所示的電荷泵電路80的時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)序圖。
參考圖8，電荷泵電路80可以包括多個(gè)例如串聯(lián)連接的電荷泵單元。在第i電荷泵單元82中，在被提供有泵浦電壓的泵浦節(jié)點(diǎn)P(i)和可以從中產(chǎn)生較高電壓的輸出節(jié)點(diǎn)N(i)之間可以包括泵浦電容器Cp，第一寄生電容器Cc可以連接到泵浦電容器Cp，并且第二寄生電容器Cs可以連接到輸出節(jié)點(diǎn)N(i)。用于執(zhí)行預(yù)充電操作的預(yù)充電晶體管84可以連接在第i電荷泵單元82的泵浦節(jié)點(diǎn)P(i)和第(i+1)電荷泵單元的輸出節(jié)點(diǎn)P(i+1)之間。電荷傳送晶體管86可以連接在第i電荷泵單元82的輸出節(jié)點(diǎn)N(i)和第(i+1)電荷泵單元的輸出節(jié)點(diǎn)N(i+1)之間，并且電荷傳送晶體管86的柵極可以連接到輸出節(jié)點(diǎn)N(i)。在本發(fā)明的這一示例實(shí)施例中，電荷傳送晶體管86可以執(zhí)行例如類(lèi)似于圖7的二極管74的二極管的功能。
泵浦節(jié)點(diǎn)P(i)可以由可被分別輸入到晶體管(例如，PMOS晶體管)88和晶體管(例如NMOS晶體管)90的兩個(gè)泵浦信號(hào)Ph1p和Ph1n所泵浦，并且可以將Vdd和0V提供(例如，有選擇地提供)給泵浦節(jié)點(diǎn)P(i)。
現(xiàn)在將參照?qǐng)D8和9描述電荷泵電路80的示例操作。在示例充電操作中，當(dāng)?shù)趇電荷泵單元82的兩個(gè)泵浦信號(hào)Ph1p和Ph1n處于低電平時(shí)，晶體管88可以是有效的(例如，導(dǎo)通)，并且晶體管90可以是無(wú)效的(例如，截止)。泵浦節(jié)點(diǎn)P(i)可以被泵浦到Vdd電平，并且連接到泵浦節(jié)點(diǎn)P(i)的泵浦電容器Cp可以被Vdd充電。同時(shí)，鄰近的(例如，相鄰的)第(i+1)電荷泵單元可以執(zhí)行與第i電荷泵單元82相反的放電操作。
在(例如，可處于上述充電操作之后的)另一示例預(yù)充電操作中，提供給晶體管88的時(shí)鐘信號(hào)Ph1p可以處于較高的電平，并且提供給晶體管90的時(shí)鐘信號(hào)Ph1n可以處于較低的電平。這兩個(gè)晶體管88和90可以是無(wú)效的。預(yù)充電時(shí)鐘信號(hào)Ph3可以被使能，并且預(yù)充電晶體管84可以是有效的?？梢酝ㄟ^(guò)與鄰近的第(i+1)電荷泵單元的泵浦電容器Cp共享連接到泵浦節(jié)點(diǎn)P(i)的泵浦電容器Cp的電荷，來(lái)執(zhí)行該示例預(yù)充電操作。
當(dāng)?shù)趇電荷泵單元82的兩個(gè)泵浦信號(hào)Ph1p和Ph1n處于較高電平時(shí)，晶體管88可以是無(wú)效的，而晶體管90可以是有效的。泵浦節(jié)點(diǎn)P(i)可變成0V，連接到泵浦節(jié)點(diǎn)P(i)的泵浦電容器Cp可被放電，并且鄰近的第(i+1)電荷泵單元可以執(zhí)行充電操作。
圖10是根據(jù)本發(fā)明另一示例實(shí)施例的電荷泵電路的電路圖。圖11是用于驅(qū)動(dòng)圖10所示的電荷泵電路100的時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)序圖。
圖10的電荷泵電路100可以例如通過(guò)減小這兩個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)N(i)和N(i+1)之間的閾值電壓來(lái)增加在預(yù)充電操作中共享的電荷量。
參照?qǐng)D10，用于預(yù)充電的第一晶體管(例如，NMOS晶體管)102可以連接在兩個(gè)泵浦節(jié)點(diǎn)P(i)和P(i+1)之間，并且用于電荷傳送的第二晶體管(例如，NMOS晶體管)104可以連接在兩個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)N(i)和N(i+1)之間。第三晶體管(例如，NMOS晶體管)106可以連接在第i電荷泵單元的輸出節(jié)點(diǎn)N(i)和第二晶體管104之間，并且第三晶體管106的柵極可以連接到第i電荷泵單元的輸出節(jié)點(diǎn)N(i)。電容器108可以連接在第二晶體管104的柵極和時(shí)鐘信號(hào)Ph2g之間。
現(xiàn)在將針對(duì)圖10和11來(lái)描述電荷泵電路100的示例操作。在第i電荷泵單元可被放電并且第(i+1)電荷泵單元可被充電的示例充電和放電操作(I)中，輸入到第二晶體管104的柵極的時(shí)鐘信號(hào)Ph2g可處于較低電平。這兩個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)N(i)和N(i+1)之間的連接可以是無(wú)效的。
在示例預(yù)充電操作(II)中，輸入到第二晶體管104的柵極的時(shí)鐘信號(hào)Ph2g可處于較高電平。這兩個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)N(i)和N(i+1)之間的連接可以是有效的，第三晶體管106可以是有效的，并且使用例如二極管壓降，第二晶體管104的柵極和第二晶體管104的源極之間的電壓差可以是不變的，或者基本不變。在本發(fā)明的示例實(shí)施例中，無(wú)論第二晶體管104的閾值電壓是什么，如果這兩個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)N(i)和N(i+1)的電壓相同或基本相同，則這兩個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)N(i)和N(i+1)之間的連接可以是有效的。根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例，這可以導(dǎo)致更有效的0V閾值電壓，從而可增加在預(yù)充電操作中共享的電荷量。
圖12是根據(jù)本發(fā)明另一示例實(shí)施例的電荷泵電路的電路圖。圖13是用于驅(qū)動(dòng)圖12所示的電荷泵電路120的時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)序圖。
圖12所示的電荷泵電路120可以通過(guò)使用包括例如PMOS晶體管的電荷泵電路來(lái)獲得。參照?qǐng)D12，用于預(yù)充電的晶體管(例如NMOS晶體管)122可以連接在兩個(gè)泵浦節(jié)點(diǎn)P(i)和P(i+1)之間，并且用于電荷傳送的第一晶體管(例如，PMOS晶體管)124可以連接在兩個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)N(i)和N(i+1)之間。第一電容器132可以連接在第一晶體管124的柵極和時(shí)鐘信號(hào)Ph2g之間。第二和第三晶體管(例如，PMOS晶體管)126和128可以被例如串聯(lián)連接在第一晶體管124的柵極和輸出節(jié)點(diǎn)N(i+1)之間。第二晶體管126的柵極可以連接到輸出節(jié)點(diǎn)N(i)。第四晶體管(例如，PMOS晶體管)130可以連接在第三晶體管128的柵極和輸出節(jié)點(diǎn)N(i+1)之間。第三和第四晶體管128和130的柵極都可以通過(guò)第二電容器134連接到時(shí)鐘信號(hào)Ph2t。
圖14是根據(jù)本發(fā)明另一示例實(shí)施例的電荷泵電路的電路圖。圖15是用于驅(qū)動(dòng)圖14所示的電荷泵電路140的時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)序圖。
在圖14所示的電荷泵電路140中，例如不考慮圖12所示的電荷泵電路120的電荷傳送晶體管(例如，PMOS晶體管)的閾值電壓，可以共享電荷。例如，圖14所示的電荷泵電路140可以組合如圖10和/或圖12所示的本發(fā)明示例實(shí)施例的任一或全部方面。
參照?qǐng)D14，用于預(yù)充電的晶體管(例如，NMOS晶體管)142可以連接在兩個(gè)泵浦節(jié)點(diǎn)P(i)和P(i+1)之間，并且用于電荷傳送的第一晶體管(例如PMOS晶體管)144可以連接在兩個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)N(i)和N(i+1)之間。第二和第三晶體管(例如，PMOS晶體管)146和148可以例如串聯(lián)連接在第一晶體管144的柵極和輸出節(jié)點(diǎn)N(i+1)之間。第一電容器152可以連接在第一晶體管144的柵極和時(shí)鐘信號(hào)Ph2g之間。第二晶體管146的柵極可以連接到第一晶體管144的柵極，并且第四晶體管(例如，PMOS晶體管)150可以連接在第三晶體管148的柵極和輸出節(jié)點(diǎn)N(i+1)之間。第三和第四晶體管148和150的柵極可以通過(guò)第二電容器154連接到時(shí)鐘信號(hào)Ph2t。
本發(fā)明的示例實(shí)施例可以提供一種電荷泵電路，該電荷泵電路可以通過(guò)在充電/放電操作之間執(zhí)行預(yù)充電操作來(lái)減少在充電/放電操作中消耗的電荷量。通過(guò)增加在預(yù)充電操作中共享的電荷量，可以進(jìn)一步減少所消耗的電荷量。例如，通過(guò)并聯(lián)連接泵浦電容器和寄生電容器、并且/或者按照從具有較高電壓的輸出節(jié)點(diǎn)到具有較低電壓的輸出節(jié)點(diǎn)的方向傳送電荷，該電荷泵電路可以增加共享電荷量。
如上所述，與只能減少在泵浦電容器的雜散電容中消耗的電荷的相關(guān)技術(shù)電荷消耗減少方法不同，本發(fā)明的示例實(shí)施例可以提供使用例如時(shí)鐘方案來(lái)提高泵浦效率的方法，所述時(shí)鐘方案也可減少在泵浦操作中連接到用于電荷傳送的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的全部或基本上全部電容器的電荷。
已經(jīng)針對(duì)諸如PMOS和NMOS晶體管的特定方面描述了本發(fā)明的示例實(shí)施例。然而，應(yīng)當(dāng)理解，這些方面可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞交Q和/或組合。
根據(jù)本發(fā)明示例實(shí)施例的電荷泵電路也可以或者可替換地減少電荷消耗。
盡管已經(jīng)具體示出和描述了本發(fā)明的示例實(shí)施例，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會(huì)理解，在不脫離由所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在其中進(jìn)行各種形式和細(xì)節(jié)上的改變。
相關(guān)申請(qǐng)交叉引用此非臨時(shí)美國(guó)申請(qǐng)要求2004年12月20日在韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局(KIPO)提交的韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第10-2004-0108826號(hào)在35U.S.C.§119下的優(yōu)先權(quán)，其公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用而被整體合并于此。
權(quán)利要求
1.一種包括多個(gè)電荷泵單元的電荷泵電路，所述多個(gè)電荷泵單元中的每一個(gè)包括第一輸出節(jié)點(diǎn)，用于傳送電荷；第一泵浦節(jié)點(diǎn)，用于接收時(shí)鐘信號(hào)；以及電容器，連接在第一輸出節(jié)點(diǎn)和第一泵浦節(jié)點(diǎn)之間，用于存儲(chǔ)電荷，并且響應(yīng)于多個(gè)時(shí)鐘信號(hào)而重復(fù)充電、放電或預(yù)充電操作；其中預(yù)充電操作包括從第一輸出節(jié)點(diǎn)到第二輸出節(jié)點(diǎn)執(zhí)行的單向電荷傳送，第二輸出節(jié)點(diǎn)具有比第一輸出節(jié)點(diǎn)高的電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的電荷泵電路，其中，當(dāng)?shù)谝惠敵龉?jié)點(diǎn)的電壓等于第二輸出節(jié)點(diǎn)的電壓時(shí)，通過(guò)激活第一輸出節(jié)點(diǎn)和第二輸出節(jié)點(diǎn)之間的連接來(lái)執(zhí)行所述電荷傳送。
3.如權(quán)利要求1所述的電荷泵電路，其中，在充電和放電期間，第一輸出節(jié)點(diǎn)和第二輸出節(jié)點(diǎn)之間的連接被去激活。
4.如權(quán)利要求1所述的電荷泵電路，其中，使用開(kāi)關(guān)連接第一泵浦節(jié)點(diǎn)和第二泵浦節(jié)點(diǎn)，所述開(kāi)關(guān)在預(yù)充電操作中被激活，而在充電和放電操作中被去激活。
5.如權(quán)利要求4所述的電荷泵電路，其中，所述開(kāi)關(guān)包括響應(yīng)在預(yù)充電操作中被使能的時(shí)鐘信號(hào)的晶體管。
6.如權(quán)利要求2所述的電荷泵電路，其中，使用其柵極連接到第一輸出節(jié)點(diǎn)的晶體管來(lái)將第一輸出節(jié)點(diǎn)連接到第二輸出節(jié)點(diǎn)。
7.如權(quán)利要求6所述的電荷泵電路，其中，所述晶體管是NMOS晶體管。
8.如權(quán)利要求4所述的電荷泵電路，其中，電荷泵電路響應(yīng)于輸入到第一泵浦節(jié)點(diǎn)的泵浦時(shí)鐘信號(hào)而執(zhí)行充電或放電操作，并且響應(yīng)于輸入到所述開(kāi)關(guān)的預(yù)充電時(shí)鐘信號(hào)而執(zhí)行預(yù)充電操作。
9.如權(quán)利要求1所述的電荷泵電路，其中，所述多個(gè)電荷泵單元中的至少一個(gè)還包括第一晶體管，連接在第一泵浦節(jié)點(diǎn)和第二泵浦節(jié)點(diǎn)之間，并響應(yīng)在預(yù)充電操作期間被使能的時(shí)鐘信號(hào)，以及第二晶體管，連接在第一輸出節(jié)點(diǎn)和第二輸出節(jié)點(diǎn)之間，并具有連接到第一輸出節(jié)點(diǎn)的柵極。
10.如權(quán)利要求9所述的電荷泵電路，其中，第一和第二晶體管是NMOS晶體管。
11.如權(quán)利要求9所述的電荷泵電路，其中，所述多個(gè)電荷泵單元中的至少一個(gè)還包括第三晶體管，連接在第一輸出節(jié)點(diǎn)和第二晶體管的柵極之間；和第二電容器，連接到第二晶體管的柵極。
12.如權(quán)利要求11所述的電荷泵電路，其中，第三晶體管是NMOS晶體管。
13.如權(quán)利要求1所述的電荷泵電路，其中，所述多個(gè)電荷泵單元中的至少一個(gè)還包括第一晶體管，連接在第一泵浦節(jié)點(diǎn)和第二泵浦節(jié)點(diǎn)之間，并響應(yīng)在預(yù)充電操作中被使能的時(shí)鐘信號(hào)，第二晶體管，連接在第一輸出節(jié)點(diǎn)和第二輸出節(jié)點(diǎn)之間，第二電容器，連接到第二晶體管的柵極，第三晶體管和第四晶體管，串聯(lián)連接在第二晶體管的柵極和第二輸出節(jié)點(diǎn)之間，第五晶體管，連接在第四晶體管的柵極和第二輸出節(jié)點(diǎn)之間，以及第三電容器，連接到第四晶體管的柵極，并且其中第三晶體管的柵極連接到第一輸出節(jié)點(diǎn)，并且第五晶體管的柵極連接到第四晶體管的柵極。
14.如權(quán)利要求13所述的電荷泵電路，其中，第二、第三、第四和第五晶體管是PMOS晶體管。
15.如權(quán)利要求1所述的電荷泵電路，其中，所述多個(gè)電荷泵單元中的至少一個(gè)還包括第一晶體管，連接在第一泵浦節(jié)點(diǎn)和第二泵浦節(jié)點(diǎn)之間，并響應(yīng)在預(yù)充電操作中被使能的時(shí)鐘信號(hào)，第二晶體管，連接在第一輸出節(jié)點(diǎn)和第二輸出節(jié)點(diǎn)之間，第二電容器，連接到第二晶體管的柵極，第三晶體管和第四晶體管，串聯(lián)連接在第二晶體管的柵極和第二輸出節(jié)點(diǎn)之間，第五晶體管，連接在第四晶體管的柵極和第二輸出節(jié)點(diǎn)之間，以及第三電容器，連接到第四晶體管的柵極，并且其中第三晶體管的柵極連接到第二晶體管的柵極，并且第五晶體管的柵極連接到第四晶體管的柵極。
16.一種方法，包括響應(yīng)于預(yù)充電使能時(shí)鐘信號(hào)，激活第一電荷泵單元中的第一泵浦節(jié)點(diǎn)和第二電荷泵單元中的第二泵浦節(jié)點(diǎn)之間的連接；通過(guò)使用經(jīng)由第一泵浦節(jié)點(diǎn)傳送的電荷而向第一泵浦電容器充電，來(lái)改變第一輸出節(jié)點(diǎn)的電壓；當(dāng)?shù)谝缓偷诙敵龉?jié)點(diǎn)具有相等的電壓時(shí)，激活第一電荷泵單元中的第一輸出節(jié)點(diǎn)和第二電荷泵單元中的第一輸出節(jié)點(diǎn)之間的連接；以及經(jīng)由第一和第二輸出節(jié)點(diǎn)傳送電荷。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，還包括禁止預(yù)充電使能信號(hào)；和響應(yīng)于泵浦時(shí)鐘信號(hào)而使泵浦電容器充電或放電。
18.一種在電荷泵電路中使用的電荷泵單元，該電荷泵單元包括第一輸出節(jié)點(diǎn)，用于傳送電荷；第一泵浦節(jié)點(diǎn)，用于接收時(shí)鐘信號(hào)；以及電容器，連接在第一輸出節(jié)點(diǎn)和第一泵浦節(jié)點(diǎn)之間，用于存儲(chǔ)電荷，并且響應(yīng)于多個(gè)時(shí)鐘信號(hào)而重復(fù)充電、放電或預(yù)充電操作；其中預(yù)充電操作包括從第一輸出節(jié)點(diǎn)到第二輸出節(jié)點(diǎn)執(zhí)行的單向電荷傳送，第二輸出節(jié)點(diǎn)具有比第一輸出節(jié)點(diǎn)高的電壓。
19.如權(quán)利要求18所述的電荷泵單元，還包括第一晶體管，連接在第一泵浦節(jié)點(diǎn)和第二泵浦節(jié)點(diǎn)之間，并響應(yīng)在預(yù)充電操作期間被使能的時(shí)鐘信號(hào)；以及第二晶體管，連接在第一輸出節(jié)點(diǎn)和第二輸出節(jié)點(diǎn)之間，并具有連接到第一輸出節(jié)點(diǎn)的柵極。
20.如權(quán)利要求19所述的電荷泵單元，還包括第三晶體管，連接在第一輸出節(jié)點(diǎn)和第二晶體管的柵極之間；以及第二電容器，連接到第二晶體管的柵極。
21.如權(quán)利要求18所述的電荷泵單元，還包括第一晶體管，連接在第一泵浦節(jié)點(diǎn)和第二泵浦節(jié)點(diǎn)之間，并響應(yīng)在預(yù)充電操作期間被使能的時(shí)鐘信號(hào)，第二晶體管，連接在第一輸出節(jié)點(diǎn)和第二輸出節(jié)點(diǎn)之間，第二電容器，連接到第二晶體管的柵極，第三晶體管和第四晶體管，串聯(lián)連接在第二晶體管的柵極和第二輸出節(jié)點(diǎn)之間，第五晶體管，連接在第四晶體管的柵極和第二輸出節(jié)點(diǎn)之間，以及第三電容器，連接到第四晶體管的柵極，并且其中第三晶體管的柵極連接到第一輸出節(jié)點(diǎn)，并且第五晶體管的柵極連接到第四晶體管的柵極。
22.如權(quán)利要求18所述的電荷泵單元，還包括第一晶體管，連接在第一泵浦節(jié)點(diǎn)和第二泵浦節(jié)點(diǎn)之間，并響應(yīng)在預(yù)充電操作中被使能的時(shí)鐘信號(hào)，第二晶體管，連接在第一輸出節(jié)點(diǎn)和第二輸出節(jié)點(diǎn)之間，第二電容器，連接到第二晶體管的柵極，第三晶體管和第四晶體管，串聯(lián)連接在第二晶體管的柵極和第二輸出節(jié)點(diǎn)之間，第五晶體管，連接在第四晶體管的柵極和第二輸出節(jié)點(diǎn)之間，以及第三電容器，連接到第四晶體管的柵極，并且其中第三晶體管的柵極連接到第二晶體管的柵極，并且第五晶體管的柵極連接到第四晶體管的柵極。
23.一種適配為執(zhí)行權(quán)利要求16的方法的電荷泵電路。
24.一種包括根據(jù)權(quán)利要求18的多個(gè)電荷泵單元的電荷泵電路。
全文摘要
電荷泵電路可以包括多個(gè)電荷泵單元。每個(gè)電荷泵單元還可以包括用于提供電荷的輸出節(jié)點(diǎn)、用于接收時(shí)鐘信號(hào)的泵浦節(jié)點(diǎn)和泵浦電容器，所述泵浦電容器可以連接在輸出節(jié)點(diǎn)和泵浦節(jié)點(diǎn)之間，用于存儲(chǔ)電荷，并且可以響應(yīng)于多個(gè)時(shí)鐘信號(hào)而重復(fù)充電或放電操作和/或預(yù)充電操作。在預(yù)充電操作中，可以從較低電壓輸出節(jié)點(diǎn)到較高電壓輸出節(jié)點(diǎn)執(zhí)行單向電荷提供。
文檔編號(hào)H03L7/00GK1832311SQ20051013618
公開(kāi)日2006年9月13日 申請(qǐng)日期2005年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月20日
發(fā)明者李承源 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社