JP2002247838A - Voltage boosting circuit, and inverter circuit for alleviating voltage between drain and source - Google Patents
Voltage boosting circuit, and inverter circuit for alleviating voltage between drain and sourceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、異なる複数の直流
電圧を出力する昇圧回路、及び、この昇圧回路から出力
される直流電圧を駆動源とするドレイン、ソース間電圧
緩和型インバータ回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a booster circuit for outputting a plurality of different DC voltages, and a drain-source voltage moderating inverter circuit driven by the DC voltage output from the booster circuit.
【0002】[0002]
【従来の技術】インバータ回路はデジタル回路における
基本回路の一つであり、ICやLSI等のチップ上に
は、低消費電力で動作速度が速いMOSFETにより構
成されたインバータ回路が多数実装されている。2. Description of the Related Art An inverter circuit is one of the basic circuits in a digital circuit, and a large number of inverter circuits composed of MOSFETs with low power consumption and high operating speed are mounted on a chip such as an IC or LSI. .
【0003】このようなインバータ回路として、図示は
しないが、例えば一対のpチャネルMOSFET(以
下、単にpMOSと称す)及びnチャネルMOSFET
(以下、単にnMOSと称す)の両ドレイン間が接続さ
れて構成されたものがある。このインバータ回路は、p
MOSのソースが高電位になるようにしてpMOS及び
nMOSの両ソース間に直流電圧(例えば20V)が印
加されるようになっている。そして、pMOS及びnM
OSの両ゲートが共通の入力端子に接続され、両ドレイ
ンが共通の出力端子に接続されて構成されている。As such an inverter circuit, although not shown, for example, a pair of a p-channel MOSFET (hereinafter simply referred to as a pMOS) and an n-channel MOSFET
There is a type in which both drains (hereinafter simply referred to as nMOS) are connected. This inverter circuit has p
A DC voltage (for example, 20 V) is applied between both the pMOS and the nMOS sources so that the source of the MOS becomes high potential. And pMOS and nM
Both gates of the OS are connected to a common input terminal, and both drains are connected to a common output terminal.
【0004】このインバータ回路は、例えば入力端子に
ロウレベル(0V)が印加されると、pMOSのソー
ス、ドレイン間がオンし、nMOSのドレイン、ソース
間がオフすることによって、出力端子からハイレベル
(20V)が出力されるように動作する。このとき、オ
フしているnMOSのドレイン、ソース間には20Vの
電圧が印加されることになるため、nMOSのドレイ
ン、ソース間の耐圧電圧は20Vよりも大きな値に設定
する必要がある。また、同様の理由で、pMOSのドレ
イン−ソース間の耐圧電圧も20Vより大きな値に設定
する必要がある。In this inverter circuit, for example, when a low level (0 V) is applied to an input terminal, the source and the drain of the pMOS are turned on, and the drain and the source of the nMOS are turned off. 20V) is output. At this time, since a voltage of 20 V is applied between the drain and the source of the nMOS that is turned off, the withstand voltage between the drain and the source of the nMOS needs to be set to a value larger than 20 V. For the same reason, it is necessary to set the withstand voltage between the drain and the source of the pMOS to a value larger than 20V.
【0005】しかしながら、例えばデバイスの設計ルー
ルの都合等によりpMOS及びnMOSのドレイン、ソ
ース間の耐圧電圧が20Vよりも小さな値(例えば12
V)に設定される場合もある。そして、このような場合
には、pMOS及びnMOSのドレイン、ソース間に2
0Vの電圧が印加されないように、図2に示すようなド
レイン、ソース間電圧緩和型インバータ回路(以下、単
に緩和型インバータ回路と称す)30が適用される。
尚、この緩和型インバータ回路30の詳細な説明につい
ては、However, the withstand voltage between the drain and source of the pMOS and the nMOS is smaller than 20 V (for example, 12
V). In such a case, two pMOSs and nMOSs are connected between the drain and the source.
A drain-source voltage relaxation type inverter circuit (hereinafter simply referred to as a relaxation type inverter circuit) 30 as shown in FIG. 2 is applied so that a voltage of 0 V is not applied.
For a detailed description of the moderating inverter circuit 30,
【発明の実施の形態】の[使用形態]を参照されたい。Please refer to [Usage form] of the embodiments of the present invention.
【0006】さて、この緩和型インバータ回路30は、
例えば、順方向に接続されたpMOS32及び電圧緩和
用pMOS(以下、単に緩和用pMOSと称す)33
と、順方向に接続されたnMOS34及び電圧緩和用n
MOS(以下、単に緩和用nMOSと称す)35とが直
列に接続されて構成されている。そして、pMOS32
のソースが高電位になるようにしてpMOS32及びn
MOS35の両ソース間に直流電圧VA(例えば20
V)が印加され、緩和用pMOS33及び緩和用nMO
S34の両ゲートには、接地電位VEよりも大きく、p
MOS32のソースに印加される直流電圧VAよりも小
さな直流電圧VB(例えば10V)が印加されるように
なっている。また、pMOS32及びnMOS35の両
ゲートが共通の入力端子37に接続され、両ドレインが
共通の出力端子39に接続されて構成されている。Now, this relaxation type inverter circuit 30
For example, a pMOS 32 and a voltage relaxing pMOS (hereinafter simply referred to as relaxing pMOS) 33 connected in the forward direction
And nMOS 34 and n for voltage relaxation connected in the forward direction.
A MOS (hereinafter simply referred to as a relaxation nMOS) 35 is connected in series. And pMOS32
Of the pMOS 32 and n
A DC voltage VA (for example, 20
V) is applied, the relaxing pMOS 33 and the relaxing nMO
At both gates of S34, p is higher than the ground potential VE and p
A DC voltage VB (for example, 10 V) smaller than the DC voltage VA applied to the source of the MOS 32 is applied. Further, both gates of the pMOS 32 and the nMOS 35 are connected to a common input terminal 37, and both drains are connected to a common output terminal 39.
【0007】この緩和型インバータ回路30において
も、前記したインバータ回路と同様にして、例えば入力
端子37にロウレベル(0V)が印加されると、pMO
S32及び緩和用pMOS33のソース、ドレイン間が
オンし、緩和用nMOS34及びnMOS35のドレイ
ン、ソース間がオフすることによって、出力端子39か
らハイレベル(20V)が出力されるように動作する。In this relaxation type inverter circuit 30, when a low level (0 V) is applied to the input terminal 37, for example, pMO
S32 and the source and drain of the pMOS 33 are turned on, and the drain and source of the nMOS 34 and nMOS 35 are turned off, so that the output terminal 39 operates to output a high level (20 V).
【0008】ところで、緩和用nMOS34のソース及
びnMOS35のドレイン間の共通接続点40における
電圧は、緩和用nMOS34及びnMOS35のドレイ
ン、ソース間がオンの時には0Vであるが、これらのド
レイン、ソース間がオフに切り替わる際には、緩和用n
MOS34のゲート電圧(この場合には10V)からそ
のしきい値電圧VT(例えば1V)を減算した値(9
V)まで上昇する。The voltage at the common connection point 40 between the source of the relaxing nMOS 34 and the drain of the nMOS 35 is 0 V when the drain and source of the relaxing nMOS 34 and nMOS 35 are on. When switching off, relax n
A value (9) obtained by subtracting the threshold voltage VT (for example, 1 V) from the gate voltage (10 V in this case) of the MOS 34
V).
【0009】従って、緩和用nMOS34及びnMOS
35のオフ時には、緩和nMOS34のドレイン、ソー
ス間には11Vの電圧が印加され、nMOS35のドレ
イン、ソース間には9Vの電圧が印加されることにな
り、両MOS34及び35のドレイン、ソース間に印加
される電圧を耐圧電圧12V以下に抑えることができ
る。Therefore, the relaxing nMOS 34 and the nMOS
When the 35 is off, a voltage of 11 V is applied between the drain and the source of the relaxed nMOS 34, and a voltage of 9 V is applied between the drain and the source of the nMOS 35. The applied voltage can be suppressed to a withstand voltage of 12 V or less.
【0010】また、入力端子37にハイレベルが印加さ
れた場合のpMOS32のドレイン及び緩和用pMOS
33のソース間の共通接続点41における電圧も、前記
と同様にして、pMOS32及び緩和用pMOS33の
ソース、ドレイン間がオンの時には20Vであるが、こ
れらのドレイン、ソース間がオフに切り替わる際には、
緩和用pMOS33のゲート電圧(この場合には10
V)からそのしきい値電圧VT(例えば−1V)を減算
した値(11V)まで下降する。Also, when a high level is applied to the input terminal 37, the drain of the pMOS 32 and the relaxing pMOS
Similarly, the voltage at the common connection point 41 between the sources is 20 V when the source and the drain of the pMOS 32 and the pMOS 33 for relaxation are on, but when the drain and the source are switched off, the voltage is 20 V. Is
The gate voltage of the pMOS 33 for relaxation (in this case, 10
V) to a value (11 V) obtained by subtracting the threshold voltage VT (for example, -1 V) from (V).
【0011】従って、pMOS32のソース、ドレイン
間には9Vの電圧が印加され、緩和用pMOS33のソ
ース、ドレイン間には11Vの電圧が印加されることに
なり、両MOS32及び33のソース、ドレイン間に印
加される電圧を耐圧電圧12V以下に抑えることができ
る。Therefore, a voltage of 9 V is applied between the source and the drain of the pMOS 32, and a voltage of 11 V is applied between the source and the drain of the pMOS 33 for relaxation. Can be suppressed to a withstand voltage of 12 V or less.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
緩和型インバータ回路30を駆動させる場合には、異な
る2つの直流電圧VA及びVBを発生させる駆動源が必
要になる。そして、従来においては、ICやLSI等の
チップ内に、例えば外部から印加される所定の直流電圧
VCを昇圧して直流電圧VAを発生させる第1の昇圧回
路と、同じくVCを昇圧して直流電圧VBを発生させる
第2の昇圧回路とを個別に実装することにより、前記2
つの駆動源を構成していた。In order to drive such a relaxation type inverter circuit 30, a drive source for generating two different DC voltages VA and VB is required. Conventionally, a first booster circuit for generating a DC voltage VA by boosting a predetermined DC voltage VC externally applied, for example, in a chip such as an IC or an LSI, By separately mounting the second booster circuit for generating the voltage VB,
One drive source.
【0013】しかしながら、このように1チップ上に2
つの昇圧回路を実装する場合には、その分だけ消費電力
が上昇してしまうと共に、実装面積が大きくなり、チッ
プコストを上昇させてしまうという問題が発生してい
た。しかも、1チップ上に複数の緩和型インバータ回路
を実装する場合において、夫々の駆動源の直流電圧値が
異なるような場合には、更に当該駆動源に応じた複数の
昇圧回路が必要になり、前記問題点がより顕著に発生し
てしまうため、改善策が望まれていた。[0013] However, as described above, two
When two booster circuits are mounted, there is a problem that the power consumption increases by that much, the mounting area increases, and the chip cost increases. Moreover, when a plurality of relaxation type inverter circuits are mounted on one chip, if the DC voltage values of the respective driving sources are different, a plurality of booster circuits corresponding to the driving sources are further required. Since the above problem occurs more remarkably, an improvement measure has been desired.
【0014】本発明は上述の事情に鑑みてなされたもの
であり、従ってその目的は、異なる複数の直流電圧が出
力可能な昇圧回路、及び、この昇圧回路から出力される
直流電圧を駆動源として動作するドレイン、ソース間電
圧緩和型インバータ回路を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and therefore has as its object a booster circuit capable of outputting a plurality of different DC voltages, and a DC voltage output from the booster circuit as a drive source. An object of the present invention is to provide a drain-source voltage relaxation type inverter circuit that operates.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために請求項1に記載した手段を採用できる。この手段
によれば、昇圧部を多段にカスケード接続することによ
り各昇圧部の昇圧動作が同時に行われ、1つの昇圧回路
から、昇圧部の初段から順に大きくなる異なる出力電圧
(第1乃至第mの直流電圧)を出力することができる。
しかも、電圧レベル制御手段にてフィードバック制御を
行うことにより、m段の昇圧部から出力される出力電圧
のレベルを高精度に制御することができる。また、これ
によって、m段以外の昇圧部から出力される出力電圧の
レベルも間接的に制御され、変動量が抑制された安定し
たものとすることができる。これにより、例えばICや
LSI等のチップ内に異なる複数の電圧を駆動源とする
所定回路例えばドレイン、ソース間電圧緩和型インバー
タ回路を実装する場合に、この昇圧回路を適用すれば、
各駆動源に応じて個別の昇圧回路を実装するのに比べ
て、消費電力の低減ができると共に、実装面積が縮小で
き、チップコストの上昇を抑えることができる。To achieve the above object, the means described in claim 1 can be employed. According to this means, the boosting operations of the boosting units are performed simultaneously by cascading the boosting units in multiple stages, and different output voltages (first to m-th) are sequentially increased from one boosting circuit from the first stage of the boosting unit. DC voltage) can be output.
In addition, by performing feedback control by the voltage level control means, the level of the output voltage output from the m-stage booster can be controlled with high accuracy. This also indirectly controls the level of the output voltage output from the booster other than the m-th stage, and can stabilize the output voltage with the fluctuation amount suppressed. Thus, when a predetermined circuit using a plurality of different voltages as a drive source, for example, a drain-source voltage relaxation type inverter circuit is mounted in a chip such as an IC or an LSI, if this booster circuit is applied,
Power consumption can be reduced, a mounting area can be reduced, and an increase in chip cost can be suppressed, as compared with mounting an individual booster circuit for each drive source.
【0016】請求項2に記載した手段によれば、昇圧部
から出力される出力電圧(第1乃至第mの直流電圧)の
リップル成分を整流器で遮断することができるので、各
出力電圧の波形歪みを抑制することができる。According to the second aspect of the present invention, the ripple components of the output voltage (first to m-th DC voltages) output from the booster can be cut off by the rectifier. Distortion can be suppressed.
【0017】請求項3に記載した手段によれば、例えば
ICやLSI等のチップ内に1つの昇圧回路を実装する
だけでドレイン、ソース間電圧緩和型インバータ回路を
駆動することができるので、従来のような1出力型の昇
圧回路を複数個別に実装するのに比べて、消費電力の低
減ができると共に、実装面積が縮小でき、チップコスト
の上昇を抑えることができる。According to the third aspect of the present invention, it is possible to drive the drain-source voltage relaxation type inverter circuit only by mounting one booster circuit in a chip such as an IC or LSI. Power consumption can be reduced, a mounting area can be reduced, and an increase in chip cost can be suppressed, as compared with a case where a plurality of one-output booster circuits are individually mounted.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】[一実施の形態]以下、本発明の
昇圧回路を異なる2つの出力電圧を出力する昇圧回路に
適用した一実施例について、図1を参照して説明する。
尚、この昇圧回路はICやLSI等への実装を想定した
ものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment in which the booster circuit of the present invention is applied to a booster circuit that outputs two different output voltages will be described below with reference to FIG.
This booster circuit is intended to be mounted on an IC, an LSI, or the like.
【0019】まず、図1は、昇圧回路1の回路構成を示
すものである。この図1において、nチャネルMOSF
ET(以下、単にnMOSと称す)2aのドレインに
は、直流電圧入力端子17が接続されており、電圧たる
直流電圧VCが印加されるようになっている。また、こ
のnMOS2aは、ゲートが自身のドレインに接続さ
れ、基板が接地電位VE(例えば0V)に接地されるこ
とにより、ドレインからソースに向かう方向を順方向と
する整流器となっている。そして、ソースはコンデンサ
2bの一方の端子(以下、+側端子と称す)に接続さ
れ、これらnMOS2a及びコンデンサ2bで単位昇圧
部2が構成されている。First, FIG. 1 shows a circuit configuration of the booster circuit 1. In FIG. 1, an n-channel MOSF
A DC voltage input terminal 17 is connected to a drain of the ET (hereinafter simply referred to as nMOS) 2a, so that a DC voltage VC, which is a voltage, is applied. The nMOS 2a is a rectifier that has a gate connected to its own drain and a substrate grounded to a ground potential VE (for example, 0 V), so that the direction from the drain to the source is a forward direction. The source is connected to one terminal of the capacitor 2b (hereinafter, referred to as + terminal), and the unit booster 2 is configured by the nMOS 2a and the capacitor 2b.
【0020】続いて、単位昇圧部3乃至5は、nMOS
3a乃至5aおよびコンデンサ3b乃至5bのサイズが
単位昇圧部2のものと同等になるようにして構成されて
いる。そして、例えばnMOS2a(初段)のソースが
nMOS3a(2段)のドレインに接続されるようにし
て、単位昇圧部2乃至5がこの順に複数段たる4段にカ
スケード接続されている。このようにして、これら単位
昇圧部2乃至5で第1段の昇圧部6が構成されている。
また、最終段のnMOS5aのソースには、リップル防
止用の整流器として接続されたnMOS7のドレインが
接続されており、このnMOS7のソースは電圧VAを
出力するための出力端子8に接続されている。Subsequently, the unit boosters 3 to 5 are connected to the nMOS
The size of each of the capacitors 3a to 5a and the capacitors 3b to 5b is equal to that of the unit booster 2. The unit boosters 2 to 5 are cascade-connected to a plurality of stages in this order, for example, such that the source of the nMOS 2a (first stage) is connected to the drain of the nMOS 3a (second stage). Thus, the first stage booster 6 is composed of the unit boosters 2 to 5.
The source of the last nMOS 5a is connected to the drain of an nMOS 7 connected as a rectifier for preventing ripple, and the source of the nMOS 7 is connected to an output terminal 8 for outputting a voltage VA.
【0021】次に、単位昇圧部9乃至11は、nMOS
9a乃至11a及びコンデンサ9b乃至11bのサイズ
が同等になるようにして構成されており、これら単位昇
圧部9乃至11がこの順に複数段たる3段にカスケード
接続されて第2段の昇圧部12が構成されている。ま
た、最終段のnMOS11aのソースには、リップル防
止用の整流器たるnMOS13のドレインが接続されて
おり、このnMOS13のソースは電圧VBを出力する
ための出力端子14に接続されると共に、後述するセン
ス回路16の入力端子に接続されている。そして、これ
ら昇圧部6及び12がm(2以上の自然数)たる2段
(m=2)にカスケード接続されることによって昇圧手
段15が構成されている。Next, the unit boosters 9 to 11 are nMOS
The units 9a to 11a and the capacitors 9b to 11b are configured to have the same size. The unit boosters 9 to 11 are cascade-connected to a plurality of three stages in this order, and the second booster 12 It is configured. The source of the last nMOS 11a is connected to the drain of an nMOS 13 which is a rectifier for preventing ripple. The source of the nMOS 13 is connected to an output terminal 14 for outputting a voltage VB, and is connected to a sense terminal to be described later. It is connected to the input terminal of the circuit 16. The boosting unit 15 is configured by cascade-connecting these boosting units 6 and 12 in two stages (m = 2) of m (a natural number of 2 or more).
【0022】尚、昇圧部6のnMOS2a乃至5a及び
コンデンサ2b乃至5bのサイズは、出力端子8及び1
4に接続される図示しない負荷による消費電流の合計よ
りも大きな電流能力が得られるように設定されている。
また、昇圧部12のnMOS9a乃至11a及びコンデ
ンサ9b乃至11bのサイズは、出力端子14に接続さ
れる図示しない負荷による消費電流よりも大きな電流能
力が得られるように設定されている。The size of the nMOSs 2a to 5a and the capacitors 2b to 5b of the booster 6 depends on the size of the output terminals 8 and 1.
4 is set such that a current capability larger than the total current consumption by a load (not shown) connected to the load 4 is obtained.
Further, the sizes of the nMOSs 9a to 11a and the capacitors 9b to 11b of the booster 12 are set so as to obtain a current capability larger than a current consumption by a load (not shown) connected to the output terminal 14.
【0023】前記センス回路において、イネーブル端子
には、図示しない上位制御回路からのイネーブル信号が
印加されるようになっており、また、基準端子には、前
記上位制御回路からの基準電圧Vrefが印加されるよ
うになっている。この場合、センス回路16は、直流電
圧VBが基準電圧Vref以下のときにはハイレベルの
出力信号を出力し、逆のときにはロウレベルの出力信号
を出力するように構成されている。そして、このセンス
回路16の出力端子は、NAND回路18及び19の一
方の入力端子に接続されている。In the sense circuit, an enable signal from an upper control circuit (not shown) is applied to an enable terminal, and a reference voltage Vref from the upper control circuit is applied to a reference terminal. It is supposed to be. In this case, the sense circuit 16 is configured to output a high-level output signal when the DC voltage VB is equal to or lower than the reference voltage Vref, and to output a low-level output signal when the DC voltage VB is opposite. The output terminal of the sense circuit 16 is connected to one input terminal of the NAND circuits 18 and 19.
【0024】クロック発生回路20は、ハイレベル、ロ
ウレベルを繰り返す一定周期の矩形波状のクロック信号
(CLK信号)、及び、このクロック信号を反転した反
転クロック信号(_CLK信号)を生成し、これらの信
号をCLK信号出力端子20a及び_CLK信号出力端
子20bから出力するように構成されている。そして、
CLK信号出力端子20aは、NAND回路18のもう
一方の入力端子に接続され、_CLK信号出力端子20
bは、NAND回路19のもう一方の入力端子に接続さ
れている。尚、_CLK信号のアンダーバーは、_CL
K信号がCLK信号の反転信号であることを表してい
る。The clock generation circuit 20 generates a clock signal (CLK signal) of a rectangular wave having a constant cycle repeating high level and low level, and an inverted clock signal (_CLK signal) obtained by inverting this clock signal. Is output from the CLK signal output terminal 20a and the _CLK signal output terminal 20b. And
The CLK signal output terminal 20a is connected to the other input terminal of the NAND circuit 18, and the _CLK signal output terminal 20a
“b” is connected to the other input terminal of the NAND circuit 19. The underbar of the _CLK signal is _CL
The K signal is an inverted signal of the CLK signal.
【0025】NAND回路18及び19は、ハイレベル
が電圧VCに設定され、ロウレベルが0Vに設定されて
いる。そして、NAND回路19の出力端子は、奇数段
のコンデンサ2b、4b、9b及び11bのもう一方の
端子(以下、−側端子と称す)に接続され、NAND回
路18の出力端子は、偶数段のコンデンサ3b、5b及
び10bのもう一方の端子(以下、−側端子と称す)に
接続されている。The NAND circuits 18 and 19 have a high level set to the voltage VC and a low level set to 0V. The output terminal of the NAND circuit 19 is connected to the other terminals of the odd-numbered stage capacitors 2b, 4b, 9b and 11b (hereinafter referred to as "-side terminal"), and the output terminal of the NAND circuit 18 is connected to the even-numbered stage. The capacitors 3b, 5b, and 10b are connected to the other terminals (hereinafter, referred to as negative terminals).
【0026】このようにして、これらNAND回路18
及び19、及び、クロック発生回路20で昇圧制御手段
21が構成され、また、NAND回路18及び19、及
び、センス回路16で電圧レベル制御手段22が構成さ
れている。そして、これら昇圧手段15、昇圧制御手段
21及び電圧レベル制御手段22で昇圧回路1が構成さ
れている。Thus, the NAND circuits 18
, 19 and the clock generation circuit 20 constitute a boost control means 21, and the NAND circuits 18 and 19 and the sense circuit 16 constitute a voltage level control means 22. The booster 15, the boost controller 21, and the voltage level controller 22 constitute the booster circuit 1.
【0027】<昇圧回路1の作用説明>次に、昇圧回路
1の作用について説明する。まず、初期状態として、全
コンデンサ2b乃至5b、及び、9b乃至11bには電
荷が蓄積されていないものとし、クロック発生回路20
からはCLK信号及び_CLK信号が出力されているも
のとする。この場合には、センス回路16の入力端子に
印加される電圧VBは0Vになるので、出力端子からは
ハイレベルの信号が出力され、これにより、NAND回
路18及び19からはCLK信号及び_CLK信号が出
力される。<Description of Operation of Boost Circuit 1> Next, the operation of the booster circuit 1 will be described. First, as an initial state, it is assumed that no charge is accumulated in all the capacitors 2b to 5b and 9b to 11b, and the clock generation circuit 20
Output the CLK signal and the _CLK signal. In this case, since the voltage VB applied to the input terminal of the sense circuit 16 becomes 0 V, a high-level signal is output from the output terminal, whereby the NAND circuits 18 and 19 output the CLK signal and the _CLK signal. Is output.
【0028】このとき、まず、CLK信号としてロウレ
ベルが出力され、_CLK信号としてハイレベルが出力
されたとする。この場合には、コンデンサ2bの−側端
子が0VになるためにnMOS2aには順方向電圧が印
加されることとなり、nMOS2aのドレイン、ソース
間がオンする。そして、このオンによりコンデンサ2b
の+側端子に電圧VCが印加され、コンデンサ2bは端
子間電圧がVCになるまで充電される。At this time, first, it is assumed that a low level is output as the CLK signal and a high level is output as the _CLK signal. In this case, since the negative terminal of the capacitor 2b becomes 0V, a forward voltage is applied to the nMOS 2a, and the drain and source of the nMOS 2a are turned on. Then, the capacitor 2b
And the capacitor 2b is charged until the inter-terminal voltage becomes VC.
【0029】続いて、CLK信号及び_CLK信号が半
周期進むことにより、CLK信号としてハイレベルが出
力され、_CLK信号としてロウレベルが出力されたと
する。このとき、コンデンサ2bの−側端子の電圧はV
Cになり、その+側端子の電圧は2VCとなる。この場
合には、nMOS2aには逆方向電圧が印加されること
となり、nMOS2aのドレイン、ソース間はオフにな
る。一方、コンデンサ3bの−側端子は0Vであるた
め、nMOS3aには2VCの順方向電圧が印加され、
そのドレイン、ソース間がオンして、コンデンサ3bは
端子間電圧が2VCになるまで充電される。Subsequently, it is assumed that a high level is output as the CLK signal and a low level is output as the _CLK signal when the CLK signal and the _CLK signal advance by a half cycle. At this time, the voltage of the negative terminal of the capacitor 2b is V
C, and the voltage of the + terminal becomes 2 VC. In this case, a reverse voltage is applied to the nMOS 2a, and the drain and source of the nMOS 2a are turned off. On the other hand, since the negative terminal of the capacitor 3b is at 0 V, a forward voltage of 2VC is applied to the nMOS 3a,
The drain and source are turned on, and the capacitor 3b is charged until the voltage between the terminals becomes 2VC.
【0030】このようにCLK信号及び_CLK信号が
半周期進む毎に、前記と同様にして、各コンデンサ4
b、5b、及び、9b乃至11bの端子間電圧は段階的
に昇圧される。即ち、コンデンサ4bの端子間電圧は3
VCに昇圧され、コンデンサ5bの端子間電圧は4VC
に昇圧され、最終的にコンデンサ11bの端子間電圧は
7VCまで昇圧される。そして、コンデンサ5b及び1
1bにおいて夫々昇圧された4VC及び7VCの電圧
が、リップル防止用のnMOS7及び13を介して出力
端子8及び14から電圧VA及びVBとして出力され
る。As described above, each time the CLK signal and the _CLK signal advance by half a cycle, each capacitor 4
The voltage between the terminals b, 5b, and 9b to 11b is stepped up. That is, the voltage between the terminals of the capacitor 4b is 3
VC, and the voltage between the terminals of the capacitor 5b is 4VC
, And finally the voltage between the terminals of the capacitor 11b is increased to 7VC. And capacitors 5b and 1
The voltages of 4VC and 7VC respectively boosted in 1b are output as voltages VA and VB from the output terminals 8 and 14 via the nMOSs 7 and 13 for preventing ripple.
【0031】また、このような昇圧動作中には、電圧レ
ベル制御手段22により、出力電圧VBのフィードバッ
ク制御が行われる。このフィードバック制御は、出力電
圧VBが基準電圧Vref以下の場合には、NAND回
路18及び19からCLK信号及び_CLK信号を出力
することによって前記した昇圧動作を行い、出力電圧V
Bが基準電圧Vrefを越える場合には、CLK信号及
び_CLK信号の出力を停止することによって一時的に
昇圧動作を停止して、出力電圧VBが常に基準電圧Vr
efに維持されるようにするものである。During such a boosting operation, the voltage level control means 22 performs feedback control of the output voltage VB. In the feedback control, when the output voltage VB is equal to or lower than the reference voltage Vref, the above-described boosting operation is performed by outputting the CLK signal and the _CLK signal from the NAND circuits 18 and 19, and the output voltage VB
When B exceeds the reference voltage Vref, the boosting operation is temporarily stopped by stopping the output of the CLK signal and the _CLK signal, and the output voltage VB is constantly changed to the reference voltage Vr.
ef.
【0032】尚、昇圧回路が昇圧動作を停止していると
きには、それに連動して、センス回路16にロウレベル
のイネーブル信号が入力され、センス回路16の出力信
号がロウレベルとなって、フィードバック制御をオフす
るような制御が行われる。When the booster circuit stops the boosting operation, a low-level enable signal is input to the sense circuit 16 in conjunction therewith, the output signal of the sense circuit 16 becomes low level, and the feedback control is turned off. Is performed.
【0033】以上説明したように、本実施例によれば、
単位昇圧部2及び5を4段にカスケード接続した昇圧部
6と、同じく単位昇圧部9及び11を3段にカスケード
接続した昇圧部12とを昇圧部6及び12の順に2段に
カスケード接続して昇圧手段15を構成したので、1つ
の昇圧回路1から出力電圧として、直流電圧VCを4倍
に昇圧した電圧VAと7倍に昇圧した電圧VBとをnM
OS7及び13を介して出力することができる。しか
も、電圧レベル制御手段22にてフィードバック制御を
行うことにより、出力端子14から出力される電圧VB
のレベルが常に基準電圧Vrefに維持されるように高
精度で制御することができる。また、これによって、出
力端子8から出力される電圧VAのレベルも間接的に制
御され、変動量が抑制された安定した電圧VAとするこ
とができる。これにより、例えばICやLSI等のチッ
プ内に異なる2つの電圧VA及びVBを駆動源とする所
定回路例えば、ドレイン、ソース間電圧緩和型インバー
タ回路を実装する場合に、この昇圧回路1を適用すれ
ば、各駆動源に応じて個別の昇圧回路を実装するのに比
べて、消費電力の低減ができると共に、実装面積が縮小
でき、チップコストの上昇を抑えることができる。As described above, according to this embodiment,
The booster 6 in which the unit boosters 2 and 5 are cascaded in four stages, and the booster 12 in which the unit boosters 9 and 11 are also cascaded in three stages are cascaded in two stages in the order of the boosters 6 and 12. As a result, the voltage VA obtained by increasing the DC voltage VC by four times and the voltage VB obtained by increasing the DC voltage VC by n times are output as nM as output voltages from one booster circuit 1.
It can be output via OS7 and OS13. In addition, by performing feedback control by the voltage level control means 22, the voltage VB output from the output terminal 14 is output.
Can be controlled with high accuracy so that the level of the reference voltage is always maintained at the reference voltage Vref. In addition, the level of the voltage VA output from the output terminal 8 is also indirectly controlled, and a stable voltage VA with a reduced amount of fluctuation can be obtained. Accordingly, the booster circuit 1 can be applied to a case where a predetermined circuit using two different voltages VA and VB as drive sources, for example, a drain-source voltage relaxation type inverter circuit is mounted in a chip such as an IC or an LSI. For example, power consumption can be reduced, a mounting area can be reduced, and an increase in chip cost can be suppressed, as compared with a case where an individual booster circuit is mounted for each driving source.
【0034】また、出力端子8及び14から出力される
電圧VA及びVBのリップル成分をnMOS7及び13
で遮断することができるので、波形歪みが抑制された直
流電圧を出力電圧として出力することができる。The ripple components of the voltages VA and VB output from the output terminals 8 and 14 are converted into nMOS 7 and 13
Therefore, the DC voltage with suppressed waveform distortion can be output as the output voltage.
【0035】[使用形態]次に、pMOS及びnMOS
を夫々m段たる2段接続して構成された昇圧回路を、ド
レイン、ソース間電圧緩和型インバータ回路(以下、単
に緩和型インバータ回路)の駆動源として適用した場合
の使用例について、図2乃至図4を参照しながら説明す
る。[Usage Pattern] Next, pMOS and nMOS
Are used as drive sources of a voltage-relaxed inverter circuit between drain and source (hereinafter simply referred to as a relaxed inverter circuit) using a booster circuit configured by connecting two stages each of which is m stages, respectively. This will be described with reference to FIG.
【0036】まず、本使用例の昇圧回路1は、外部から
印加される直流電圧VC(例えば2V)を昇圧して、第
1直流電圧たる電圧VA(例えば10V)及び第2直流
電圧たる電圧VB(例えば20V)を出力するように設
定されている。First, the booster circuit 1 of this usage example boosts a DC voltage VC (for example, 2 V) applied from the outside, and a voltage VA (for example, 10 V) as a first DC voltage and a voltage VB as a second DC voltage. (For example, 20 V).
【0037】図2は、緩和型インバータ回路30の回路
構成を示すものである。この図2において、昇圧回路1
から出力される電圧VBを印加するための第2直流電圧
入力端子(以下、単に第2入力端子と称す)31には、
pMOS32のソースが接続されている。また、pMO
S32のドレインと電圧緩和用pMOS(以下、単に緩
和用pMOSと称す)33のソースとが接続され、電圧
緩和用nMOS(以下、単に緩和用nMOSと称す)3
4のソースとnMOS35のドレインとが接続されてい
る。即ち、pMOS32及び緩和用pMOS33のソー
ス、ドレイン間が順方向にm段たる2段に接続され、緩
和用nMOS34及びnMOS35のドレイン、ソース
間が順方向にm段たる2段に接続されている。そして、
緩和用pMOS33及び緩和用nMOS34の両ドレイ
ン間が接続されて直列回路36が構成され、nMOS3
5のソースは、接地電位VE(例えば0V)に接地され
ている。FIG. 2 shows a circuit configuration of the relaxation type inverter circuit 30. As shown in FIG. In FIG. 2, the booster circuit 1
A second DC voltage input terminal (hereinafter, simply referred to as a second input terminal) 31 for applying the voltage VB output from the
The source of the pMOS 32 is connected. Also, pMO
The drain of S32 is connected to the source of a voltage relaxing pMOS (hereinafter simply referred to as relaxing pMOS) 33, and a voltage relaxing nMOS (hereinafter simply referred to as relaxing nMOS) 3
4 and the drain of the nMOS 35 are connected. That is, the source and the drain of the pMOS 32 and the relaxation pMOS 33 are connected in two stages of m stages in the forward direction, and the drain and source of the relaxation nMOS 34 and nMOS 35 are connected in two stages of m stages in the forward direction. And
The drains of the pMOS 33 and the nMOS 34 are connected to form a series circuit 36, and the nMOS 3
5 is grounded to the ground potential VE (for example, 0 V).
【0038】また、pMOS32及び緩和用pMOS3
3の基板は第2入力端子31に接続され、緩和用nMO
S34及びnMOS35の基板は接地電位VEに接地さ
れている。そして、pMOS32及びnMOS35のゲ
ートは共通の入力端子37に接続され、緩和用pMOS
33及び緩和用nMOS34のゲートは、昇圧回路1か
ら出力される電圧VAを印加するための共通の第1直流
電圧入力端子(以下、単に第1入力端子と称す)38に
接続され、緩和用pMOS33及び緩和用nMOS34
の両ドレイン間には出力端子39が接続されている。The pMOS 32 and the relaxing pMOS 3
3 is connected to the second input terminal 31, and the mitigation nMO
The substrates of S34 and nMOS 35 are grounded to the ground potential VE. The gates of the pMOS 32 and the nMOS 35 are connected to a common input terminal 37 and
33 and the gates of the mitigation nMOS 34 are connected to a common first DC voltage input terminal (hereinafter simply referred to as a first input terminal) 38 for applying the voltage VA output from the booster circuit 1. And nMOS 34 for relaxation
An output terminal 39 is connected between the two drains.
【0039】更に、pMOS32、緩和用pMOS3
3、緩和用nMOS34およびnMOS35のドレイ
ン、ソース間の耐圧電圧は、例えば12V以下に設定さ
れている。尚、各MOS32乃至35のドレイン、ソー
ス間の耐圧電圧は、夫々異なる値に設定されていてもよ
い。Further, a pMOS 32 and a relaxation pMOS 3
3. The withstand voltage between the drain and source of the relaxing nMOS 34 and nMOS 35 is set to, for example, 12 V or less. The withstand voltage between the drain and the source of each of the MOSs 32 to 35 may be set to a different value.
【0040】<緩和型インバータ回路30の作用説明>
次に、緩和型インバータ回路30の作用について説明す
る。尚、緩和型インバータ回路30の入出力信号のロウ
レベルは接地電位VE(0V)に設定され、ハイレベル
は電圧VB(20V)に設定されているものとする。<Explanation of Function of Relaxed Inverter Circuit 30>
Next, the operation of the relaxation type inverter circuit 30 will be described. It is assumed that the low level of the input / output signal of the relaxation type inverter circuit 30 is set to the ground potential VE (0 V), and the high level is set to the voltage VB (20 V).
【0041】さて、この緩和型インバータ回路30は、
動作条件として『接地電位(VE)<第1直流電圧(電
圧VA)<第2直流電圧(電圧VB)』の関係が満たさ
れた場合に動作するようになっている。そのため、図2
において、第1入力端子38に10Vが印加され、第2
入力端子31に20Vが印加される場合には、前記動作
条件が満たされて、緩和型インバータ回路30は正常に
動作する。Now, this relaxation type inverter circuit 30
The operation is performed when an operation condition of “ground potential (VE) <first DC voltage (voltage VA) <second DC voltage (voltage VB)” is satisfied. Therefore, FIG.
, 10 V is applied to the first input terminal 38 and the second
When 20 V is applied to the input terminal 31, the above-mentioned operation condition is satisfied, and the relaxed inverter circuit 30 operates normally.
【0042】例えば、入力端子37にロウレベルが印加
された場合には、pMOS32及び緩和用pMOS33
のソース、ドレイン間がオンし、緩和用nMOS34及
びnMOS35のドレイン、ソース間がオフすることに
より、出力端子39からはハイレベルが出力される。ま
た、これとは逆に、入力端子37にハイレベルが印加さ
れた場合には、緩和用nMOS34及びnMOS35の
ドレイン、ソース間がオンし、pMOS32及び緩和用
pMOS33のソース、ドレイン間がオフすることによ
り、出力端子39からはロウレベルの出力信号が出力さ
れる。For example, when a low level is applied to the input terminal 37, the pMOS 32 and the relaxing pMOS 33
Is turned on, and the drain and source of the relaxing nMOS 34 and nMOS 35 are turned off, so that the output terminal 39 outputs a high level. Conversely, when a high level is applied to the input terminal 37, the drain and source of the relaxing nMOS 34 and the nMOS 35 are turned on, and the source and drain of the pMOS 32 and the relaxing pMOS 33 are turned off. As a result, a low-level output signal is output from the output terminal 39.
【0043】<各MOS32乃至35のドレイン、ソー
ス間電圧と耐圧電圧との関係>次に、各MOS32乃至
35のドレイン、ソース間に印加される電圧と、これら
の耐圧電圧との関係について説明するに、まず初めに、
例えば、入力信号がハイレベルからロウレベルに切り替
えられた場合について説明する。<Relationship Between Voltage Between Drain and Source of Each MOS 32 to 35 and Breakdown Voltage> Next, the relationship between the voltage applied between the drain and source of each MOS 32 to 35 and these breakdown voltages will be described. First of all,
For example, a case where an input signal is switched from a high level to a low level will be described.
【0044】図2において、まず、入力信号がハイレベ
ルの時には、緩和用nMOS34及びnMOS35のド
レイン、ソース間がオンしているので、緩和用nMOS
34のソース及びnMOS35のドレイン間の共通接続
点40における電圧は0Vである。そして、入力信号が
ハイレベルからロウレベルに切り替えられると、nMO
S35のゲート、ソース間電圧が0Vになるので、nM
OS35のドレイン、ソース間はオフになる。In FIG. 2, first, when the input signal is at the high level, since the drain and source of the relaxing nMOS 34 and nMOS 35 are on, the relaxing nMOS
The voltage at the common connection point 40 between the source 34 and the drain of the nMOS 35 is 0V. When the input signal is switched from high level to low level, nMO
Since the voltage between the gate and the source in S35 becomes 0 V, nM
The drain and source of the OS 35 are turned off.
【0045】このとき、時を同じくして、pMOS32
及び緩和用pMOS33のソース、ドレイン間がオンす
るので、共通接続点40の電圧は0Vからそれよりも高
い電圧へと上昇していく。そして、共通接続点40の電
圧が、電圧VA(10V)から緩和用nMOS34のソ
ース、ゲート間のしきい値電圧VT(例えば1V)を減
算した値(この場合には9V)まで上昇した時点で、緩
和用nMOS34のドレイン、ソース間がオフになる。At this time, at the same time, the pMOS 32
Since the source and drain of the pMOS 33 for relaxation are turned on, the voltage at the common connection point 40 increases from 0V to a higher voltage. When the voltage at the common connection point 40 rises to a value (in this case, 9 V) obtained by subtracting the threshold voltage VT (for example, 1 V) between the source and the gate of the relaxing nMOS 34 from the voltage VA (10 V). , The drain and source of the relaxing nMOS 34 are turned off.
【0046】このため、入力端子37にロウレベルが印
加されることにより、緩和用nMOS34及びnMOS
35がオフした場合の共通接続点40での電圧は9Vと
なる。従って、緩和nMOS34のドレイン、ソース間
には11Vの電圧が印加され、nMOS35のドレイ
ン、ソース間には9Vの電圧が印加されることになり、
両MOS34及び35のドレイン、ソース間に印加され
る電圧を耐圧電圧12V以下に抑えることができる。Therefore, when a low level is applied to the input terminal 37, the relaxing nMOS 34 and the nMOS
When 35 is turned off, the voltage at the common connection point 40 becomes 9V. Therefore, a voltage of 11 V is applied between the drain and the source of the relaxation nMOS 34, and a voltage of 9 V is applied between the drain and the source of the nMOS 35.
The voltage applied between the drain and the source of both MOSs 34 and 35 can be suppressed to a withstand voltage of 12 V or less.
【0047】続いて、入力信号がロウレベルからハイレ
ベルに切り替えられた場合について説明する。この場合
にも前記と同様に考えて、まず、入力信号がロウレベル
の時には、pMOS32及び緩和用pMOS33がオン
しているので、これらpMOS32のドレイン及び緩和
用pMOS33のソース間の共通接続点41における電
圧は20Vである。そして、入力信号がロウレベルから
ハイレベルに切り替えられると、pMOS32のゲー
ト、ソース間電圧が0Vになるので、pMOS32のソ
ース、ドレイン間はオフになる。Next, the case where the input signal is switched from low level to high level will be described. In this case as well, considering the same as above, first, when the input signal is at the low level, the pMOS 32 and the pMOS 33 for mitigation are on, so the voltage at the common connection point 41 between the drain of the pMOS 32 and the source of the pMOS 33 for mitigation Is 20V. When the input signal is switched from the low level to the high level, the voltage between the gate and the source of the pMOS 32 becomes 0 V, so that the source and the drain of the pMOS 32 are turned off.
【0048】このとき、時を同じくして、緩和用nMO
S34及びnMOS35のドレイン、ソース間がオンす
るので、共通接続点41の電圧は20Vからそれよりも
低い電圧へと下降していく。そして、共通接続点の電圧
が電圧VA(10V)から緩和用pMOS33のソー
ス、ゲート間のしきい値電圧VT(例えば−1V)を減
算した値(この場合には11V)まで下降した時点で、
緩和用pMOS33のソース、ドレイン間がオフにな
る。At this time, at the same time, the relaxation nMO
Since S34 and the drain and source of the nMOS 35 are turned on, the voltage at the common connection point 41 decreases from 20V to a lower voltage. Then, when the voltage at the common connection point falls to a value obtained by subtracting a threshold voltage VT (for example, -1 V) between the source and the gate of the pMOS 33 for relaxation from the voltage VA (10 V) (in this case, 11 V),
The source and drain of the pMOS 33 for relaxation are turned off.
【0049】このため、入力端子37にハイレベルが印
加されることにより、pMOS32及び緩和用pMOS
33がオフした場合の共通接続点41での電圧は11V
となる。従って、pMOS32のソース、ドレイン間に
は11Vの電圧が印加され、緩和用pMOS33のソー
ス、ドレイン間には9Vの電圧が印加されることにな
り、両MOS32及び33のソース、ドレイン間に印加
される電圧を耐圧電圧12V以下に抑えることができ
る。Therefore, when a high level is applied to the input terminal 37, the pMOS 32 and the pMOS
When the switch 33 is turned off, the voltage at the common connection point 41 is 11 V
Becomes Therefore, a voltage of 11 V is applied between the source and the drain of the pMOS 32, and a voltage of 9 V is applied between the source and the drain of the pMOS 33 for relaxation, and applied between the source and the drain of both the MOSs 32 and 33. Voltage can be suppressed to a withstand voltage of 12 V or less.
【0050】尚、本使用例では、緩和型インバータ回路
30の第1直流電圧を10Vとしたが、前記したよう
に、この緩和型インバータ回路30の動作条件は、『接
地電位(VE)<第1直流電圧(電圧VA)<第2直流
電圧(電圧VB)』の関係が満たされていればよいの
で、第1直流電圧は10Vに限定されるものではなく、
所定範囲に可変可能である。In this example, the first DC voltage of the relaxation type inverter circuit 30 is set to 10 V. However, as described above, the operation condition of the relaxation type inverter circuit 30 is as follows: "ground potential (VE) < The first DC voltage is not limited to 10 V, as long as the relationship of 1 DC voltage (voltage VA) <second DC voltage (voltage VB) is satisfied.
It can be changed to a predetermined range.
【0051】そこで、この動作条件に基づいて、第1直
流電圧の値をパラメータとして各MOS32乃至35の
ドレイン、ソース間に印加される電圧を求めると、図3
に示すような値になる。即ち、この緩和型インバータ回
路30において、各MOS32乃至35のドレイン、ソ
ース間に印加される電圧が耐圧電圧12V以下になるの
は第1直流電圧が9V〜11Vの範囲に設定された場合
であり、この範囲内であれば緩和型インバータ回路30
は正常に動作する。これにより、昇圧回路から出力され
る電圧VAは、そのレベルが高精度に一定に維持されな
くても、略安定していればよいことがわかる(図4参
照)。Then, based on these operating conditions, the voltage applied between the drain and the source of each of the MOSs 32 to 35 is obtained by using the value of the first DC voltage as a parameter.
It becomes the value as shown in. That is, in the relaxation type inverter circuit 30, the voltage applied between the drain and the source of each of the MOSs 32 to 35 falls below the withstand voltage 12V when the first DC voltage is set in the range of 9V to 11V. In this range, the moderating inverter circuit 30
Works fine. Accordingly, it is understood that the voltage VA output from the booster circuit need only be substantially stable even if the level is not maintained at a high accuracy and constant (see FIG. 4).
【0052】以上説明したように、一実施例を用いた使
用例では、pMOS32、緩和用pMOS33、緩和用
nMOS34及びnMOS35をこの順で接続した直列
回路(pMOS及びnMOSを夫々2段づつ接続した直
列回路)と、電圧VA及びVBを出力する昇圧回路1と
で緩和型インバータ回路30を構成するようにしたの
で、例えばICやLSI等のチップ内に1つの昇圧回路
1を実装するだけで緩和型インバータ回路30を駆動す
ることができる。これにより、従来のような1出力型の
昇圧回路を複数個別に実装するのに比べて、消費電力の
低減ができると共に、実装面積が縮小でき、チップコス
トの上昇を抑えることができる。As described above, in the application example using one embodiment, a series circuit in which the pMOS 32, the relaxing pMOS 33, the relaxing nMOS 34, and the nMOS 35 are connected in this order (a series circuit in which each of the pMOS and the nMOS is connected in two stages, respectively). Circuit) and the booster circuit 1 that outputs the voltages VA and VB constitute the relaxed inverter circuit 30. Therefore, only one booster circuit 1 is mounted in a chip such as an IC or LSI. The inverter circuit 30 can be driven. As a result, power consumption can be reduced, a mounting area can be reduced, and an increase in chip cost can be suppressed, as compared with a case where a plurality of single-output booster circuits are individually mounted as in the related art.
【0053】尚、本発明は、上記実施例に限定されるも
のではなく、次のような変形、拡張が可能である。本発
明の一実施例では、昇圧部を2段にカスケード接続して
昇圧回路を構成したが、これに限定されるものではな
く、昇圧部を3段以上にカスケード接続して、異なる3
つ以上の出力電圧が出力される昇圧回路を構成するよう
にしてもよい。また、本発明の使用例では、pMOS及
びnMOSを夫々2段づつ接続して緩和型インバータ回
路を構成したが、これに限定されるものではなく、pM
OS及びnMOSを夫々3段以上づつ接続して緩和型イ
ンバータ回路を構成してもよく、その場合には、昇圧回
路の昇圧部の接続段数も同じ値にする。The present invention is not limited to the above embodiment, but can be modified and expanded as follows. In one embodiment of the present invention, a booster circuit is formed by cascading boosters in two stages. However, the present invention is not limited to this.
A booster circuit that outputs one or more output voltages may be configured. Further, in the usage example of the present invention, the pMOS and the nMOS are respectively connected in two stages to form the relaxation type inverter circuit. However, the present invention is not limited to this.
The relaxation type inverter circuit may be configured by connecting each of the OS and the nMOS in three or more stages. In that case, the number of connection stages of the booster of the booster circuit is set to the same value.
【0054】本発明の実施例では、クロック発生回路か
ら出力される一定周期の矩形状のCLK信号及び_CL
K信号をコンデンサ2b乃至5b、及び、9b乃至11
bの−側端子に印加するタイミングを制御することによ
り、電圧VBが常に基準電圧Vrefになるような昇圧
動作の制御を行うように昇圧制御手段及び電圧レベル制
御手段を構成したが、これに限定されるものではなく、
例えば、電圧VBの値に基づいて、クロック発生回路か
ら出力されるCLK信号及び_CLK信号の周期を変え
ることにより、電圧VBが一定になるような昇圧動作の
制御を行うように昇圧制御手段及び電圧レベル制御手段
を構成してもよい。また、同様にして、クロック発生回
路から出力されるCLK信号及び_CLK信号のデュー
ティー比を変えるような構成にしてもよい。In the embodiment of the present invention, a rectangular CLK signal and _CL of a fixed cycle outputted from the clock generation circuit are used.
The K signal is supplied to the capacitors 2b to 5b and 9b to 11
The boost control means and the voltage level control means are configured so as to control the boost operation such that the voltage VB always becomes the reference voltage Vref by controlling the timing of application to the negative terminal of b. Is not
For example, by changing the cycle of the CLK signal and the _CLK signal output from the clock generation circuit based on the value of the voltage VB, the boosting control means and the voltage control circuit control the boosting operation so that the voltage VB becomes constant. Level control means may be configured. Similarly, the duty ratio of the CLK signal and the _CLK signal output from the clock generation circuit may be changed.
【0055】本発明の実施例では、出力端子にリップル
防止用の整流器を設けたが、この整流器は、必要に応じ
て設ければよい。本発明の実施例では、昇圧回路として
コッククロフト・ウォルトン型のものに適用したが、こ
れに限定されるものではなく、例えばリンメルマン型、
シェンケル型等のものに適用してもよい。In the embodiment of the present invention, a rectifier for preventing ripples is provided at the output terminal, but this rectifier may be provided as needed. In the embodiment of the present invention, the boost circuit is applied to a Cockcroft-Walton type, but the present invention is not limited to this. For example, a Rimmelman type,
It may be applied to a Schenkel type or the like.
【図1】本発明の一実施例を示す昇圧回路の電気回路図FIG. 1 is an electric circuit diagram of a booster circuit showing one embodiment of the present invention.
【図2】一実施例の使用例を示すドレイン、ソース間電
圧緩和型インバータ回路の電気回路図FIG. 2 is an electric circuit diagram of a drain-source voltage relaxation type inverter circuit showing an example of use of one embodiment;
【図3】第1直流電圧の設定可能範囲を示すデータ図FIG. 3 is a data diagram showing a settable range of a first DC voltage.
【図4】第1直流電圧の設定可能範囲を示す図FIG. 4 is a diagram showing a settable range of a first DC voltage.
図面中、1は昇圧回路、2,3,4,5,9,10,1
1は単位昇圧部、2a,3a,4a,5a,9a,10
a,11aはnMOS(整流器)、2b,3b,4b,
5b,9b,10b,11bはコンデンサ、6,12は
昇圧部、7,13はnMOS(リップル防止用の整流
器)、15は昇圧手段、16はセンス回路、21は昇圧
制御手段、22は電圧レベル制御手段、30はドレイ
ン、ソース間電圧緩和型インバータ回路、32はpMO
S(pチャネルMOSFET)、33は緩和用pMOS
(pチャネルMOSFET)、34は緩和用nMOS
(nチャネルMOSFET)、35はnOS(nチャネ
ルMOSFET)、36は直列回路を示す。In the drawing, 1 is a booster circuit, 2, 3, 4, 5, 9, 10, 1
1 is a unit booster, 2a, 3a, 4a, 5a, 9a, 10
a and 11a are nMOS (rectifier), 2b, 3b, 4b,
5b, 9b, 10b and 11b are capacitors, 6 and 12 are boosters, 7 and 13 are nMOS (rectifiers for preventing ripple), 15 is booster, 16 is sense circuit, 21 is booster, 21 is voltage level. Control means, 30 is a drain-source voltage relaxation type inverter circuit, 32 is pMO
S (p-channel MOSFET), 33 is a pMOS for relaxation
(P-channel MOSFET), 34 is a relaxation nMOS
(N-channel MOSFET), 35 indicates nOS (n-channel MOSFET), and 36 indicates a series circuit.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F038 BB04 BG03 DF01 EZ20 5G065 AA05 AA08 DA04 EA01 HA03 HA16 JA01 LA01 MA01 MA02 NA01 NA05 5H730 AS04 BB02 BB57 BB86 BB89 DD04 EE59 EE65 FD01 FG01 5J056 AA03 BB17 BB51 CC29 DD13 DD27 DD29 DD51 EE12 FF08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F-term (reference) EE12 FF08
Claims (3)
部が複数段にカスケード接続されて初段の単位昇圧部に
印加される直流電圧を段階的に昇圧して最終段の単位昇
圧部から出力電圧として出力するように構成された昇圧
部を、m(mは2以上の自然数)段にカスケード接続す
ることにより初段から順に大きくなる第1乃至第mの直
流電圧を出力する昇圧手段と、 前記単位昇圧部の奇数段目及び偶数段目の前記コンデン
サを交互に充放電させることにより段階的な昇圧動作を
行う昇圧制御手段と、 前記第mの直流電圧を検出して前記昇圧制御手段の昇圧
動作をフィードバック制御することに基づいて、前記第
mの直流電圧のレベルを制御する電圧レベル制御手段と
を具備することを特徴とする昇圧回路。1. A unit booster comprising a rectifier and a capacitor is cascaded in a plurality of stages, and a DC voltage applied to a first unit booster is stepwise boosted and output as an output voltage from the last unit booster. Boosting means configured to cascade-connect m (m is a natural number of 2 or more) stages to output first to m-th DC voltages sequentially increasing from the first stage; Boosting control means for performing a stepwise boosting operation by alternately charging and discharging the capacitors of the odd-numbered and even-numbered stages, and detecting the m-th DC voltage and feeding back the boosting operation of the boosting control means A boosting circuit comprising: voltage level control means for controlling the level of the m-th DC voltage based on the control.
単位昇圧部には、リップル防止用の整流器が接続され、 前記第1乃至第mの直流電圧は、このリップル防止用の
整流器を介して出力されることを特徴とする請求項1記
載の昇圧回路。2. The unit booster for outputting the first to m-th DC voltages is connected to a rectifier for preventing ripples. The first to m-th DC voltages are supplied to the rectifier for preventing ripples. 2. The booster circuit according to claim 1, wherein the booster circuit is output via a booster circuit.
FETと、順方向にm段接続したnチャネルMOSFE
Tとを直列に接続することにより形成された主回路と、 この主回路の両端のpチャネルMOSFET及びnチャ
ネルMOSFETの両ソース間に第1の直流電圧を印加
し、他のpチャネルMOSFET及びnチャネルMOS
FETのゲートに端部側から中央部側に向かって第2乃
至第mの直流電圧を印加するように構成された請求項1
又は2記載の昇圧回路とを具備することを特徴とするド
レイン、ソース間電圧緩和型インバータ回路。3. A p-channel MOS connected m stages in the forward direction.
FET and n-channel MOSFE connected m stages in the forward direction
And a main circuit formed by connecting T and T in series. A first DC voltage is applied between both sources of the p-channel MOSFET and the n-channel MOSFET at both ends of the main circuit, and the other p-channel MOSFET and n Channel MOS
2. The device according to claim 1, wherein the second to m-th DC voltages are applied to the gate of the FET from the end to the center.
Or a drain-source voltage relaxation type inverter circuit comprising the booster circuit according to 2.
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